CN103797659B - 铰接型的连接器组件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电连接器组件（1，40，50），包括具有插头接触片（7）的第一连接器（2，40，51）和具有插座接触片（19）的第二连接器（4，40，52），所述连接器能够相对于彼此枢转。所述第二连接器包括具有入口部（16）的插座壳体（13），所述入口部用于将插头接触片插入所述插座接触片的接触面（20，21）与相对表面（20，21）之间。所述入口部允许在与所述主枢转轴线垂直的平面内在配合方向的角度范围内的插入。所述插座接触片的接触面和所述相对表面在所述角度范围内朝向所述主枢转轴线会聚。所述插座接触片具有位于所述插座壳体的入口部处的自由周缘部（22），所述周缘部能够相对于所述插座壳体弹性地移动。

Description

铰接型的连接器组件
技术领域
本发明涉及电连接器组件，该电连接器组件包括在组装状态下可以相对于彼此枢转的两个连接器。本发明还涉及这种组件的各个连接器，包括插头连接器、插座连接器以及提供插头连接器和插座连接器的阴阳连接器。
背景技术
在很多应用中期望将电路板与诸如另一电路板或者一个或多个缆线等另一部件连接起来，使得该电路板与所连接的部件可以相对于彼此旋转，而在这种旋转期间不中断电连接和机械连接。例如对于连接LED带就期望如此。
因此，需要可铰接的或可枢转的连接器组件，特别是板对板或板对线应用，使得插头触头和插座触头能够容易、可靠和可脱开地接触。本发明的另一个目的是提供允许一个或多个插头触头从多个配合方向插入相应插座触头的连接器组件。
发明内容
在第一方面，提供一种电连接器组件，包括在组装状态下能够围绕主枢转轴线相对于彼此枢转的第一连接器和第二连接器。所述第一连接器设置有至少一个插头接触片，所述第二连接器具有用于接触所述插头接触片的至少一个插座接触片和具有入口部的插座壳体，所述入口部用于将插头接触片插入所述插座接触片的接触面与面对所述接触面的相对表面之间，所述入口部构造成允许在与所述主枢转轴线垂直的平面内在配合方向的角度范围内的插入。所述插座接触片的接触面的至少一部分和所述相对表面在配合方向的所述角度范围内朝向所述主枢转轴线会聚。所述插座接触片具有位于所述插座壳体的入口部处的自由周缘部，所述周缘部能够至少在与所述主枢转轴线平行的方向上相对于所述插座壳体弹性地移动。
由于该特征，在插头接触片进入接纳部件之后，插座接触片可以相对于插座壳体移动。这允许容易并且高效地插入插头接触片，同时避免插座壳体内产生内应力，特别是对于根据权利要求2的组件如此。
利用权利要求3所提供的双曲面的接触面进一步改进了可多方向插入的特性。
与插座触头的接触面相对的表面可以是同一插座触头的一部分。这样，各个插头触头可以容纳在同一触头的两个弹性夹持片之间。
在一个改进实施例中，组件可以是根据权利要求5所述的组件，从而提供对称的插座触头。
在一个特定实施例中，组件可以是根据权利要求6所述的组件，从而避免壳体限制两个连接器的相对旋转的自由度。
组件的连接器可以是例如都设置有一个或多个插头触头和插座触头的阴阳连接器。在该情况下，如果需要的话，所述第一连接器和所述第二连接器可以具有相同的构造。
可选地，所述第一连接器是设置有一个或多个插头触头的插头连接器，而所述第二连接器是设置有一个或多个插座触头的插座连接器。
在另一改进实施例中，组件可以是根据权利要求10所述的组件。这允许在不限制旋转自由度的情况下容易并且可分开地机械连接两个连接器。这种组件可以例如根据权利要求11所述构造而成。
在另一方面，公开一种电连接器组件，包括在组装状态下能够围绕主枢转轴线相对于彼此枢转的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器设置有至少一个插头触头，所述第二连接器具有至少一个插座触头，所述插座触头具有接纳所述插头触头的两个相对的接触面或接触片，所述插座接触面和所述插头触头设置有与所述枢转轴线在一条直线上的互补球形凹、凸面部。所述球形凹部可以是例如所述接触片中的铸造孔。当两个连接器被组装时，所述凸面部将其自身引导到对应的凹部中。由所述接触片相互施加的保持力被增大，同时另一方面枢转不受阻碍。
在一个特定实施例中，所述插头触头均设置有球形凹部，而所述插座触头的接触面设置有球形凸面。
如果球形相对面的球半径大于所述凹部的球半径，则获得基本上环形的接触区域。这导致更大的接触面积。特别是在这种情况下，精确的定位导致更好的接触。至此，第一和第二连接器可以通过一个连接器的与相配连接器的相对面协作的锁栓连接起来，锁栓和相对面设置有与所述枢转轴线在一条直线上的互补的球形凹部和凸部。
在可选实施例中，可以使凸部的球半径小于所述凹部的球半径。这导致点接触。尽管这种点接触需要精确度较低的定位，它还可以与上述凸起的锁栓接合部相结合。
在另一方面，公开一种电连接器组件，包括在组装状态下能够围绕主枢转轴线相对于彼此枢转的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器设置有至少一个插头触头，所述第二连接器具有至少一个插座触头。所述触头具有用于与电路板连接的表面安装端和与相配触头接触的配合端。第一连接器的表面安装端位于与第二连接器的使第二连接器的表面安装端露出的一侧相反的一侧。这样，通过该连接器组件连接的电路板当位于平行取向时处于不同的水平，被连接器组件隔开。这使得能够将一个电路板相对于另一电路板在+90度位置与－90度位置之间运动。
在另一方面，公开一种电连接器组件，包括在组装状态下能够围绕主枢转轴线相对于彼此枢转的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器设置有至少一个插头触头，所述第二连接器具有至少一个插座触头。所述触头具有用于与电路板连接的表面安装端和与相配触头接触的配合端。第一和第二连接器设置有各自的连接器壳体，连接器壳体具有使触头的表面安装端露出的表面安装侧和使触头的配合端露出的配合侧。连接器壳体具有下侧，下侧设置有位于表面安装侧与配合侧之间的脊部。脊部增大触头的配合端与电路板之间的爬电距离。
在特定实施例中，所述第一连接器包括至少一个圆柱形面，所述圆柱形面具有与所述主枢转轴线平行的轴线，所述圆柱形面在铰接过程中与所述第二连接器的相对面接合。可选地，所述圆柱形面与所述相对面设置有互补的轮廓，例如平行于铰接轴线延伸的互补肋，使得所述连接器能够类似于齿轮地进行步进的相对旋转。
此外，公开一种插座触头，用于包含在如上所述的组件的插座中，并且公开一种制造这样的插座触头的方法。在插座连接器的组装状态下，两条折叠线用作使接触片弹性地枢转的枢转轴线。通过使两条折叠线彼此成角度，提高了枢转运动的自由度。
连接器组件的第一连接器可以是插头连接器，而第二连接器可以是插座连接器。可选地，两个连接器可以是阴阳连接器，例如具有相同构造的阴阳连接器。
插头连接器和插座连接器由导电材料制成。
附图说明
下面将参考示出本公开连接器组件的实施例的示意图示例性地描述本发明。
图1是电连接器组件的实施例的透视图。
图2和3示出处于不同位置的组件。
图4A和4B示出从相反侧看到的图1至3实施例的插头连接器的两个单独的透视图。
图5A和5B示出从相反侧看到的图1至3实施例的插座连接器的两个单独的透视图。
图6示出图5A的插座连接器的侧视图。
图7是根据图5A的插座的平面图。
图8是插座触头的实施例的透视图。
图9A至9C示出制造图7的插座触头的方法的连续步骤。
图10示出阴阳连接器的平面图。
图11示出图10的连接器的侧视图。
图12示出两个根据图10的连接器的连接器组件。
图13示出被根据图12的组件连接的一系列LED带。
图14示出可选的连接器组件。
图15示出图14的连接器组件的插头连接器。
图16示出图14的连接器组件的插座连接器。
图17是电连接器组件的实施例的透视图。
图18以透视图示出连接器的示例性实施例。
图19以透视图示出图18的连接器的插座触头。
图20以剖视图示出两个相配的图18所示类型的阴阳连接器。
图21示意性地详细示出与连接器组件的示例性实施例的插头触头的配合端接合的插座触头的配合端。
图22示意性地详细示出与连接器组件的可选示例性实施例的插头触头的配合端接合的插座触头的配合端。
图23以透视图示出连接器的另一示例性实施例。
图24A至24C示出两个枢转连接器的不同位置。
图25以剖视图示出连接器的另一示例性实施例。
图26A至26C分别以透视图和侧视图示出连接器的另一示例性实施例。
具体实施方式
图1至3示出根据本发明的处于组装状态的电连接器组件的实施例。电连接器组件1包括第一连接器2和第二连接器4，第一连接器2是安装于第一印刷电路板3上的插头连接器，第二连接器4是安装于第二印刷电路板5上的插座连接器。插头2和插座4可以围绕主枢转轴线6相对于彼此枢转。图1至3示出电连接器组件1允许印刷电路板3、5相对于彼此枢转，但是保持电连接和机械连接。
图4A和4B示出设置有导电插头接触片7的单独的插头连接器2的两个透视图。接触片7固定于插头壳体8中。接触片7包括半圆形配合端9和相反的表面安装端10，配合端9在组装状态下指向枢转轴线6，表面安装端10可以例如通过焊接安装在电路板上。配合端9与表面安装端10成直角。插头壳体8还设置有带有向内呈球形的锁栓12的侧面端子引导面11。
图5A和5B示出包括插座壳体13的插座连接器4的两个透视图，插座壳体13具有半圆形配合侧14和相反的平面安装端15，配合侧14具有与主枢转轴线6基本上重合的中心线。壳体13的半圆形配合侧14设置有周向延伸的入口部16，各个插头接触片7可以插入入口部16中从而与插座触头17接触。入口部16是中心位于中心枢转轴线6上的半圆形槽。由于入口部16的半圆形形状，如图6所示，插头接触片7可以在与主枢转轴线6基本上垂直的平面内关于枢转轴线6的在角度范围α内的任何方向上插入入口部16。
插座壳体13的侧面设置有锁栓孔18，锁栓孔18用于接纳插头2的锁栓12以形成球型锁扣接合部，该球型锁扣接合部用于机械地连接两个连接器2、4而不限制围绕主枢转轴线6的自由旋转。位于侧面的V形引导突部25用于在组装过程中将锁栓朝向锁栓孔18引导。
图8示出作为单独部件的插座触头17的透视图。插座触头17相对于横向于主枢转轴线6延伸的平面是对称的，并且包括具有相对接触面20、21的相对的接触片19，在组装状态下对应的插头接触片7接纳在相对接触面20、21之间。接触片19具有在插座连接器4的组装状态下位于入口部16处的自由周缘部22。周缘部22可以在与主枢转轴线6平行的方向上相对于插座壳体13弹性地移动。这样，插座接触片19可以围绕片枢转轴线24相对于插座壳体13枢转。片枢转轴线24相对于主枢转轴线6横向地延伸，并且在该情况下片枢转轴线24基本上彼此平行。接触片19的接触面20、21是双曲面的并且相对于主枢转轴线6在径向和周向上呈凸形。这样，插座触头17的两个相对接触面20、21沿着半圆形入口部10的整个延伸范围，并且相应地至少在配合方向的角度范围α的子范围上朝向彼此会聚。
插座触头17在相反端包括表面安装端23，表面安装端23用于例如通过焊接将插座连接器4安装在电路板上。
如图9A至9C所示，可以从导电材料的坯件制造如图8所示的接纳件10。图9A示出具有基部31和从基部31突出的两个基本上平行的腿部32的坯件30。腿部32关于相对于腿部32横向地延伸的第一折叠线33被折叠成U形(参见图9B)。在下一步骤中，基部31关于平行于腿部32延伸的第二折叠线34被折叠，使得腿部32的自由端部形成相对的接触片19。腿部32的两条折叠线33、34形成弹性铰链，使得相对的接触片19枢转地连接到基部31上。如图9C所示得到的插座触头17可以固定在插座壳体13中。可以通过在将腿部32弯曲成U形之前弯曲腿部32的端部来将该端部制造成凸形。
图10和11示出包括上述插头触头7和插座触头17的阴阳连接器40。如图12所示，连接器40可以连接到相同构造的连接器上以形成连接器组件41。图13示出借助于这种连接器组件41连接的一系列LED带42。
图14示出连接器组件50的第三实施例，连接器组件50包括在图15中更详细地示出的插头连接器51和在图16中更详细地示出的插座连接器52。连接器51、52与图1的插头连接器2和插座连接器4相似，区别在于插头连接器51包括位于各对接触片7之间的分隔部53，而插座连接器52包括对应的接纳空间54，接纳空间54用于在连接器组件50处于组装状态时接纳分隔部53。分隔部53具有位于插头连接器51的配合侧的半圆形端部55，半圆形端部55的中心与主枢转轴线6在一条直线上以避免限制旋转运动的自由度。
图17示出通过可枢转的连接器组件103连接的两个电路板101、102，连接器组件103包括两个相同的配合的阴阳连接器104。在图18中更详细地示出这种连接器的一个实例，该连接器与图17中的连接器的区别在于其在下侧不具有脊部134，下面将参考图25进行说明。连接器104包括连接器壳体105，连接器壳体105在具有插座块107的配合侧106具有半圆柱形的配合端108。插座块107之间的距离与插座块107的宽度对应。这样，插座块107配合在相配连接器104的插座块107之间。
连接器的一个端部包括端子锁栓109，端子锁栓109具有遵循插座块107的半圆柱形轮廓的轮廓。端子锁栓109在其面向最靠近的插座块107的侧面上设置有球形凸部110。插座块107在相反侧包括凹部111，凹部111成形为类似于球接合部地以枢转方式与相配连接器104的凸出的端子锁栓109协作。端子锁栓109与最靠近的插座块107之间的距离和插座块107之间的距离是相同的。
连接器104还包括具有配合端113和表面安装端114(参见图18)的插头触头112、以及具有配合端116和表面安装端117(参见图19)的插座触头115。插头触头112的配合端113在居中地位于两个插座块107之间的位置从连接器壳体突出，最末的插头触头位于端子锁栓与最靠近的插座块107之间。插头触头112的两个侧面设置有球形凹部118，球形凹部118与端子锁栓109的球形凸部110在一条直线上，并且与末端插座块107的外表面上的凹部111在一条直线上。穿过球形凹部和端子锁栓上的凸部的假想直线形成枢转轴线119(参见图4)。
插座块107设置有中心槽120，中心槽120为相配连接器104的插头触头112提供与相应的插座触头115接合的入口。
与配合侧106相反的连接器侧是设置有缺口部122的表面安装侧121，缺口部122使插头触头112和插座触头115的表面安装端114、117露出，使得触头112、115能够表面安装到电路板101、102上，如图17所示。可以例如通过焊接、通过孔焊接、按压配合或任何其它合适的表面安装技术来实现表面安装。
图19示出作为单独部件的插座触头的透视图。插座触头115关于相对于主枢转轴线119(参见图20)横向地延伸的平面对称，并且包括具有两个接触片125、126的配合端116，两个接触片提供相对的接触面127、128，对应的插头接触片可以接纳于接触面127、128之间。接触片125、126的接触面127、128是凸形的。这样，插座触头115的两个相对的接触面127、128沿着各个插座块107的半圆形槽120的整个周边朝向彼此会聚。当安装在连接器104中时，两个相对的凸形接触面127、128之间的距离在枢转轴线119的位置处是最小的。这样，如图20所示，凸形接触面127、128类似于球接合部地以枢转方式与插头触头112中的球形凹部118协作。
插座触头115在相反端包括表面安装端117，表面安装端117用于例如通过焊接将插座连接器安装在电路板101、102上。
插座触头115的凸形接触面127、128的球半径在尺寸公差内可以等于插头触头112的球形凹部118的球半径。然而，可能有利的是，使接触面127、128的半径小于(参见图21)或大于(参见图22)凹部118的半径。在第一种情况下，在枢转轴线119的位置附近或该位置处获得点触头129。在这种情况下，精确定位不那么重要。如果凸形接触面127、128的球半径大于插头触头112中的凹部118的半径，则获得环形触头130。这具有可以实现更大接触面积的优点。特别地，可以通过改进精确定位，例如利用端子锁栓109与协作插座块107的外表面中的相配凹部111所提供的球接合机构获得这种大的接触面积。
图23示出连接器131的可选实施例，其与图18所示的连接器基本上相同，区别在于插头触头112和插座触头115在连接器壳体105内的位置是颠倒的。使用将这种连接器131和图18的连接器104结合的连接器组件，使得可以将位于连接器组件103下侧的第一电路板与位于连接器组件103上侧的第二电路板102连接起来。这在图24B中示出。这样，第二电路板102可以相对于第一电路板101在+90度位置与－90度位置之间运动，分别如图24A和24C所示。
图25以剖视图示出与图18的连接器104类似的连接器132的另一实施例。连接器132安装在电路板1的边缘上。该连接器132的壳体133包括位于触头112、115的表面安装端114、117与壳体133的半圆柱形配合侧108之间的脊部134。脊部134增大电路板的导电部分与连接器132的配合端的导电部分112、115之间的爬电距离。
图26A至26C示出具有第一连接器141和第二连接器142的连接器组件140的另一示例性实施例，第一连接器141和第二连接器142在组装状态下可以围绕主枢转轴线143(参见图26C)相对于彼此枢转。图26A和26B以从两个相反侧看到的透视图示出组件140。图26C示出沿着图26B中的线C-C截取的剖视图。在该实施例中，第一连接器141和第二连接器142是相同和可互换的。与图17的实施例相同，第一连接器141和第二连接器142设置有插头触头144和接纳插头触头144的插座触头145。连接器141、142包括具有插座块147的连接器壳体146，插座块147具有半圆柱形的配合端148。插座块147之间的距离与插座块147的宽度对应。这样，第一连接器141的插座块147配合在第二连接器142的插座块147之间，并且反之亦然。
在图26A至26C所示的实施例中，半圆柱形端148设置有在与主枢转轴线143平行的方向上延伸的肋149。在组装状态下，带肋的半圆柱形端148面对相配连接器的凹陷表面150。凹陷表面150设置有单一肋151，该肋151(参见图26C)的尺寸设定为与带肋的半圆柱形端148的肋149协作。这样，两个连接器141、142可以以逐步方式相对于彼此旋转，并且连接器141、142被偏压至有限数量的相对位置处。
本发明不限于图中示出并且上面描述的实施例，这些实施例可以在权利要求书的范围内以不同方式改变。

Claims (18)

1.一种电连接器组件(1，40，50)，包括能够围绕主枢转轴线(6)相对于彼此枢转的第一连接器(2，40，51)和第二连接器(4，40，52)，所述第一连接器设置有至少一个插头接触片(7)，所述第二连接器包括具有相对接触面(20，21)的相对接触片(19)，对应的插头接触片(7)被接纳于所述相对的接触面(20，21)之间；以及插座壳体(105)，其具有用于将插头接触片插入插座接触片(19)的接触面(20，21)之间的入口部(16)，所述入口部是半圆形的以便能够在垂直于主枢转轴线(6)的平面中在配合方向的角度范围(a)内插入，其中所述插座接触片(19)包括导电材料坯件，其被沿着第一折叠线和第二折叠线弯折使自由端部分形成相对的片，其中所述插座接触片(19)具有位于所述插座壳体的入口部处的自由周缘部(22)，所述自由周缘部能够至少在与所述主枢转轴线平行的方向上相对于所述插座壳体弹性地移动，每个插座接触片(19)的接触面是双曲面的并且相对于主枢转轴线(6)在径向和周向上呈凸形，使得每个插座触头的两个相对接触面沿着半圆形入口部(10)的整个延伸范围朝向彼此会聚，其中所述坯件具有基部和从基部突出的两个基本上平行的腿部，所述第一折叠线相对于腿部横向地延伸，并且所述第二折叠线平行于腿部延伸。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述插座接触片(19)能够围绕相对于所述主枢转轴线横向地延伸的片枢转轴线(24)相对于所述插座壳体枢转。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中，与所述插座接触片(19)的所述接触面(20，21)面对的表面(20，21)是同一插座触头(17)的一部分。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述插座触头(17)关于相对于所述主枢转轴线横向地延伸的平面是对称的。
5.根据权利要求1，2或4所述的组件，其中，所述插座壳体(13)在接纳部件的入口部具有部分圆柱形的形状，所述部分圆柱形的形状具有与所述主枢转轴线基本上重合的中心线。
6.根据权利要求1，2，或4所述的组件，其中，所述第一连接器和所述第二连接器是阴阳连接器，所述第一连接器和所述第二连接器的插座壳体(13)包括插座块(107)，插座块(107)之间的距离与插座块(107)的宽度对应，使得所述第一连接器和所述第二连接器中一个的插座块(107)适配在所述第一连接器和所述第二连接器中另一个的插座块(107)之间。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述第一连接器和所述第二连接器(40)具有相同的构造。
8.根据权利要求1，2，4或7所述的组件，其中，所述第一连接器(2，51)是设置有一个或多个插头触头的插头连接器，所述第二连接器(4，52)是设置有一个或多个插座触头的插座连接器。
9.根据权利要求1，2，4或7所述的组件，其中，所述第一连接器(2，51)包括具有插头触头的至少一个侧端，端子引导面(11)位于所述插头触头的旁侧，所述第二连接器(4，52)的壳体的所述侧端和所述端子引导面成形为形成可旋转并且可脱开的球形卡扣接合部。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述球形接合部由所述第二连接器的侧面中的球形凹部(18)和所述第一连接器的端子引导面的互补球形凸部(12)形成，所述侧面设置有用于将所述球形凸部引导到所述球形凹部中的引导突部(25)。
11.根据权利要求1，2，4，7和10中任一项所述的组件，其中，所述第一连接器和所述第二连接器通过一个连接器的至少一个锁栓(109)与相配连接器上的相对面(111)协作而连接起来，所述锁栓与所述相对面设置有与所述枢转轴线(119)在一条直线上的互补的球形凹部(111)和凸部(110)。
12.根据权利要求1，2，4，7和10中任一项所述的组件，其中，所述第一连接器(131)包括具有表面安装端(114，117)的插座触头和插头触头(112，115)，所述第二连接器(104)包括具有表面安装端(114，117)的插座触头和插头触头(112，115)。
13.根据权利要求1，2，4，7和10中任一项所述的组件，其中，至少一个连接器设置有位于表面安装端侧的绝缘材料的脊部(134)。
14.根据权利要求1，2，4，7和10中任一项所述的组件(140)，其中，所述第一连接器(141，142)包括至少一个半圆柱形端部(148)，圆柱形面具有与所述主枢转轴线(119)平行的轴线(143)，圆柱形面在铰接过程中与所述第二连接器的相对面接合，所述圆柱形面与所述相对面的轮廓设置为使得所述连接器(141，142)能够进行步进的相对旋转。
15.用在根据前述权利要求中任一项所述的组件中的连接器，其中，所述连接器(104，131，132)是阴阳连接器并且包括插座壳体(13)，插座壳体(13)包括插座块(107)，插座块(107)之间的距离与插座块(107)的宽度对应，使得当所述连接器与同类连接器一起使用时其中一个连接器的插座块(107)适配在另一个连接器中的插座块(107)之间。
16.一种插座触头，包含在根据前述权利要求中任一项所述的组件的连接器中。
17.根据权利要求16所述的插座触头，其中，腿部的自由端部在背离基部的方向上分岔开，在所述自由端部彼此面对的接触面是凸形的。
18.一种制造根据权利要求16或17所述的插座触头的方法，包括如下步骤：供应导电材料的坯件(30)，所述坯件具有基部(31)和从所述基部突出的两个基本上平行的腿部(32)，围绕相对于所述腿部横向地延伸的第一折叠线(33)将所述腿部折叠成U形，然后围绕平行于所述腿部延伸的第二折叠线(34)折叠所述基部，使得所述腿部的自由端部形成相对的片。
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