CN104204881B - 具有印刷电路板稳定特征的光纤连接器组件 - Google Patents

具有印刷电路板稳定特征的光纤连接器组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于将缆线连接到插座连接器的插头连接器，所述插头连接器包括组装到下壳体部分(211)的上壳体部分(212)的壳体(209)，所组装的部分限定所述壳体内的腔体(280)。一个或多个印刷电路板(201、202)设置在所述壳体腔体中，并且缆线(100)设置在所述壳体腔体中并连接到印刷电路板。所组装的上壳体部分和下壳体部分限定第一壳体侧壁，所述第一壳体侧壁包括来自所述上壳体部分的上侧壁部分(221u)和来自所述下壳体部分的下侧壁部分(221b)。所述上侧壁部分和下侧壁部分在所述第一壳体侧壁的所述上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定所述第一壳体侧壁中的间隙(220‑1)。所述间隙仅部分地或至少部分地沿着所述第一壳体侧壁的长度延伸。

Description

具有印刷电路板稳定特征的光纤连接器组件
背景技术
相比于常规的基于线材的网络，光纤通信网络能够以显著更高的速度来传输显著更多的信息。因此，光纤被越来越多地用于通信网络。
发明内容
根据一些实施例，用于将缆线连接到插座连接器的插头连接器包括壳体，所述壳体包括组装到下壳体部分的上壳体部分。组装的部分限定壳体内的腔体。多个印刷电路板连同缆线一起设置在壳体腔体中，所述缆线连接到多个印刷电路板。组装的上壳体部分和下壳体部分限定第一壳体侧壁，所述第一壳体侧壁包括来自上壳体部分的上侧壁部分和来自下壳体部分的下侧壁部分。上侧壁部分和下侧壁部分在第一壳体侧壁的上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定第一壳体侧壁中的间隙。间隙至少部分地沿着第一壳体侧壁的长度延伸。在一些情况下，间隙仅部分地沿着第一壳体侧壁的长度延伸。
组装的上壳体部分和下壳体部分限定与第一壳体侧壁相对的第二壳体侧壁，所述第二壳体侧壁包括来自上壳体部分的上侧壁部分和来自下壳体部分的下侧壁部分。上侧壁部分和下侧壁部分在第二壳体侧壁的上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定第二壳体侧壁中的间隙。间隙至少部分地沿着第二壳体侧壁的长度延伸。在一些情况下，第二壳体侧壁中的间隙仅部分地沿着第二壳体侧壁的长度延伸。
第一壳体侧壁中的间隙通过使上侧壁部分的第一下边缘与下侧壁部分的第一上边缘不互补而限定在第一下边缘和第一上边缘之间的接口处。在一些具体实施中，第一上边缘在沿第一上边缘的第一位置处具有台阶，并且第一下边缘在沿第一下边缘的相同位置处不具有互补的台阶。
根据一些具体实施，所述多个印刷电路板中的第一印刷电路板的主表面平行于所述多个印刷电路板中的第二印刷电路板的主表面。
根据一些方面，缆线通过壳体开口进入壳体腔体，并且能够将信号传送到和传送出所述多个印刷电路板。缆线可包括多根光纤。
在一些情况下，通过一个或多个弹性可变形垫来将所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板在壳体腔体中保持固定。例如，通过设置在所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板的顶侧上的第一多个可变形垫和设置在多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板的底侧上的第二多个可变形垫来将所述至少一个印刷电路板在壳体腔体中保持固定。所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板可包括光电组件。
上述发明内容并非意图描述每个公开的实施例或每种实施方式。
附图说明
图1A和1B分别提供了光纤缆线的顶视图和横截面视图；
图2A和2B示出了根据本文所论述的实施例的光纤插头连接器的两个视图；
图3A为根据一些实施例的包括第一侧壁的下侧壁部分的下壳体的视图；
图3B示出了根据一些实施例的包括第二侧壁的下侧壁部分的下壳体的视图；
图3C为根据一些实施例的示出第一侧壁的上侧壁部分的上壳体的视图；
图3D为根据一些实施例的示出第二侧壁的上侧壁部分的上壳体的视图；
图4A和4B示出了根据本文所论述的实施例的设置在下壳体部分中的弹性可变形垫；并且
图5A和5B示出了根据本文所论述的实施例的设置在上壳体部分中的弹性可变形垫501-504。
尽管实施例可修改为各种修改形式和替代形式，但一些细节以举例的方式示于附图中，其中类似的附图标号表示类似的元件。
具体实施方式
光纤缆线被设计用于高速地传送大量信息。每个光纤缆线可包括一根或多根光纤，所述一根或多根光纤充当光信号的波导。经由光纤缆线传输的信息包括在发送端将电信号转换成光信号并且然后在接收端将光信号转换成电信号。电-光和/或光-电转换由光电组件来操作，所述光电组件被构造用于执行这些转换。在一些构型中，光电组件安装在容纳在光纤连接器内的印刷电路板上。
图1A和1B分别提供了光纤缆线100的顶视图和横截面视图。在此例子中，光纤缆线100包括八根单独的光纤110，但在光纤缆线中可包括多于或少于八根光纤。每根光纤110包括由包层112围绕的芯111。光纤110设置在外侧护套120内，并且在一些情况下，纤维110可在护套120内沿着纵向轴线移动。
图2A和2B示出了光纤插头连接器200的两个视图。连接器200包括包封连接器腔体280的连接器壳体209。从观察连接器200的配合端208的视角来看，图2A提供了连接器200的右侧的视图，并且图2B提供了连接器200的左侧的视图。如在图3C中最佳所示，通过壳体开口285来将光纤缆线100插入到连接器壳体209内和连接器腔体280内。如在图4A和4B中最佳所示，缆线100内的光纤110可联接到设置在腔体280内的一个或多个印刷电路板(PCB)上的一个或多个光电组件340。在操作期间，光纤100可将光信号传送到和传送出PCB201、202中的一者或两者。两个PCB201、202的配合边缘205、206示于连接器200的配合端208处。PCB201、202中的每一个均包括布置在PCB201、202的配合边缘205、206附近的导电边缘连接器终端203、204。边缘连接器终端203、204被构造用于与互补插座连接器(图2中未示出)中的承窝配合。当多个PCB存在于光连接器壳体209的腔体280内时，全部PCB可为相同的，或者一个或多个第一PCB可不同于一个或多个第二PCB。在一些具体实施中，如图2A和2B所示，第一PCB201的主表面基本上平行于第二PCB202的主表面。在其他具体实施中，PCB可具有其他取向。
连接器壳体209包括下壳体部分211和上壳体部分212。上和下壳体部分212、211可组装在一起，以形成连接器壳体209。在此例子中，下和上壳体部分211、212通过螺钉213保持在一起，但也可以使用其他紧固方法。连接器壳体209包括图2A所示的第一侧壁221和图2B所示的第二侧壁222。在此论述中，当从配合端208观察连接器200时，第一侧壁221被指定为右侧壁，并且当从配合端208观察连接器200时，第二侧壁被指定为左侧壁。应当理解，术语“上”、“下”、“右”、和“左”全部为用于描述目的的相对术语。连接器可以任何方式进行取向，例如，使上壳体部分低于下壳体部分的取向等。
第一侧壁221包括下壳体部分211的第一侧壁部分221b和上壳体部分212的第一侧壁部分221u。第二侧壁222包括下壳体部分211的第二侧壁部分222b和上壳体部分212的第二侧壁部分222u。在一些实施例中，第一间隙220-1仅部分地或至少部分地沿着第一侧壁221延伸。在一些实施例中，第二间隙220-2仅部分地或至少部分地沿着第二侧壁222延伸。在一些实施例中，两个侧壁221、222具有间隙220-1、220-2。第一侧壁221中的第一间隙220-1限定在第一上侧壁部分221u的第一下边缘和第一下侧壁部分221b的第一上边缘之间的接口处。第一间隙220-1限定第一上侧壁部分221u的第一下边缘(参见图3C中的元件302-1)和第一下侧壁部分221b的第一上边缘(参见图3A中的元件301-1)之间的距离。由于第一上侧壁部分221u的第一下边缘与第一下侧壁部分221b的第一上边缘不互补，因此形成第一间隙220-1。
第二侧壁222中的第二间隙220-2限定在第二上侧壁部分222u的第一下边缘和第二下侧壁部分222b的第一上边缘之间的接口处。第二间隙220-2限定第二上侧壁部分222u的第一下边缘(参见图3D中的元件302-2)和第二下侧壁部分222b的第二上边缘(参见图3B中的元件301-2)之间的距离。由于第二上侧壁部分222u的第一下边缘与第二下侧壁部分222b的第一上边缘不互补，因此形成第二间隙220-2。间隙降低了连接器壳体内的公差叠加效应。第一和/或第二间隙220-1、220-2可为均一的或不均一的。在一些情况下，第一和/或第二间隙为约200μm或者在约20至400μm的范围内。
在一些构型中，一个或两个间隙220-1、220-2沿着连接器壳体209的长度可为均一的。均一间隙是指由上壳体部分和下壳体部分之间的间隙限定的距离沿着间隙的长度为基本上均一的。然而，在一些构型中，至少一个间隙220-1、220-2可为不均一的，这意味着至少在沿间隙的第一点处的上壳体部分和下壳体部分之间的距离不同于在沿间隙220-1、220-2的第二点处的上壳体部分和下壳体部分之间的距离。
例如，在一些具体实施中，由螺钉213产生的向下的力可导致一个或两个间隙220-1、220-2成为不均一的。在这种情况下，其中螺钉213将两个壳体部分212、211固定到一起的区域中的顶部和底部壳体部分212、211之间的距离小于更靠近连接器200的配合端208的区域中的顶部和底部壳体部分212、211之间的距离。例如，在连接器的组装期间，可使用夹具，从而将针对每次组装设定壳体的总高度。这种过程可涉及在后组螺钉处进行零间隙闭合并且随后“调节”前组螺钉，以设定壳体的总高度。可将螺钉螺纹锁定固定，以利用可变间隙距离来锁定最终高度。
在一些实施例中，由螺钉213产生的力可使一个或两个壳体部分211、212变形，由此产生不均一的间隙。在一些具体实施中，壳体部分211、212中的一者或两者被有意设计用于在施加力时变形以产生不均一的间隙。
在一些具体实施中，可加工上和下连接器壳体部分212、211，以使得甚至在不施加外力的情况下，至少一个间隙为不均一的。例如，在一些具体实施中，甚至在不存在施加的外力(例如，通过螺钉)的情况下，更靠近连接器200的配合端208的上和下壳体部分212、211之间的距离大于接收光纤缆线100的连接器200的末端处的上和下壳体部分212、211之间的距离。作为另外一种选择，可加工连接器壳体209，以使得更靠近连接器200的配合端208的上和下壳体部分212、211之间的间隙距离小于接收光纤缆线100的连接器200的末端处的上和下壳体部分212、211之间的间隙距离。在一些构型中，侧壁的最大和最小间隙距离之间的差值可为约400μm，或者最小间隙距离可为最大间隙的约5％。
图3A和3B为下壳体部分211的视图，其中图3A为包括第一侧壁221的下侧壁部分221b的下壳体211的视图，并且图3B示出了包括第二侧壁222的下侧壁部分222b的下壳体211的视图。图3C为示出第一侧壁的上侧壁部分221u的上壳体212的视图，并且图3D为示出第二侧壁222的上侧壁部分222u的上壳体212的视图。
在图3A至3D所示的具体构型中，壳体209被构造成在壳体腔体280内包括两个PCB201、202。图3A至3D中的每一个均示出了两个PCB201、202。
第一下侧壁部分221b的第一上边缘301-1示于图3A中。第二下侧壁部分222b的第二上边缘301-2示于图3B中。第二侧壁222的第一上侧壁部分221u的第一下边缘302-1示于图3C中。第二侧壁222的第二上侧壁部分222u的第二下边缘302-2示于图3D中。第一上边缘301-1在沿第一上边缘301-1的第一位置处具有台阶303-1，然而，第一下边缘302-1在第一下边缘302-1的相应位置处不具有台阶。相似地，第二上边缘301-2在沿第二上边缘301-2的第一位置处具有台阶303-2，然而，第二下边缘302-2在第二下边缘302-2的相应位置处不具有台阶。台阶303-1、303-2的高度可至少部分地限定间隙的尺寸。例如，台阶的高度可为约200μm。上侧壁部分和下侧壁部分中的至少一者可包括唇缘。例如，如图3A和3B所示，第一和第二上边缘包括唇缘304-1、304-2。当进行组装时，第一下边缘302-1置于唇缘304-1外侧的第一搁架305-1上，并且第二下边缘302-2置于唇缘304-2外侧的第二搁架305-2上。
如图3A至3D所示，第一和第二上侧壁部分221u、222u可具有L形，其中L形的短部设置在连接器200的配合边缘208处。在一些情况下，第一下侧壁部分221b和第二下侧壁部分222b的厚度(d1)大于L形的长部的厚度(d2)。然而，在一些情况下，d1小于或等于d2。第一和第二下侧壁部分221b、222b中的每一个均具有截头边缘311-1、311-2，这意味着第一和第二下侧壁部分221b、222b并未完全延伸到连接器的配合端208处的电路板201、202的配合边缘205、206。当组装连接器壳体209时，L形的上和下侧壁部分221u、222u的短部的边缘312-1、312-2与下侧壁部分221b、222b的截头边缘311-1、311-2配合在一起。
连接器壳体209可包括一个或多个弹性可变形垫，所述弹性可变形垫被构造用于将至少一个PCB201、202固定地支承和保持在壳体腔体内。适用于弹性可变形垫的材料包括适用于光电PCB用途的硅树脂。适用于弹性可变形垫的材料包括弹性体，例如，硅橡胶、丁腈橡胶、胶乳橡胶、聚丙烯酸橡胶、聚氨酯、聚丁二烯、和含氟弹性体。垫的材料特性包括足够的顺应性和模量(以在PCB上提供足够的保持力)以及极小的流动性和良好的热和化学稳定性(使得保持力在系统的整个使用寿命期间将得以维持)。通过纹理化弹性垫的表面潜在性增大的高滑动摩擦系数可用于增强PCB的抓持性。
可变形垫可设置在上壳体部分和/或下壳体部分中。设置在下壳体部分211中的可变形垫401、402、403示于图4A和4B中。设置在上壳体部分212中的可变形垫501-504示于图5A和5B中。垫401、402、403在PCB202的底侧上与至少一个PCB202(参见图3D)形成接触，以对至少一个PCB202提供支撑并且/或者将至少一个PCB202保持固定。垫501、502、503、504与PCB202的顶侧接触，以对至少一个PCB202提供支撑并且/或者将至少一个PCB202保持固定。尽管三个垫401、402、403示于下壳体部分211中并且四个垫示于上壳体部分中，但在各种构型中，可使用更多或更少的垫。
弹性可变形垫401-403、501-504可与间隙协同操作，以利用最佳结构支承量来将一个或多个PCB保持固定，同时允许连接器壳体中的足够公差。在连接器壳体之间，可使弹性可变形垫压缩和变形可变量，其中弹性可变形垫的形变变化导致连接器壳体之间的间隙尺寸的差异。间隙尺寸的变化和/或弹性可变形垫的变形量允许PCB被牢固地保持固定且在相邻结构之间具有适当的公差。
项1为一种用于将缆线连接到插座连接器的插头连接器，包括：
壳体，所述壳体包括组装到下壳体部分的上壳体部分，所组装的部分限定所述壳体内的腔体；
多个印刷电路板，所述多个印刷电路板设置在所述壳体腔体中；
缆线，所述缆线设置在所述壳体腔体中并且连接到所述多个印刷电路板；
其中所组装的上壳体部分和下壳体部分限定第一壳体侧壁，所述第一壳体侧壁包括来自所述上壳体部分的上侧壁部分和来自所述下壳体部分的下侧壁部分，所述上侧壁部分和下侧壁部分在所述第一壳体侧壁的所述上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定所述第一壳体侧壁中的间隙，所述间隙至少部分地沿着所述第一壳体侧壁的长度延伸。
项2为根据项1所述的插头连接器，其中间隙仅部分地沿着所述第一壳体侧壁的长度延伸。
项3为根据项1所述的插头连接器，其中所组装的上壳体部分和下壳体部分限定与所述第一壳体侧壁相对的第二壳体侧壁，所述第二壳体侧壁包括来自所述上壳体部分的上侧壁部分和来自所述下壳体部分的下侧壁部分，所述上侧壁部分和下侧壁部分在所述第二壳体侧壁的所述上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定所述第二壳体侧壁中的间隙，所述间隙至少部分地沿着所述第二壳体侧壁的长度延伸。
项4为根据项3所述的插头连接器，其中所述第二壳体侧壁中的间隙仅部分地沿着所述第二壳体侧壁的长度延伸。
项5为根据项1所述的插头连接器，其中所述第一壳体侧壁中的间隙通过使所述上侧壁部分的第一下边缘与所述下侧壁部分的第一上边缘不互补而限定在所述第一下边缘和所述第一上边缘之间的接口处。
项6为根据项5所述的插头连接器，其中所述第一上边缘在沿所述第一上边缘的第一位置处具有台阶，并且所述第一下边缘在沿所述第一下边缘的相同位置处不具有互补的台阶。
项7为根据项1所述的插头连接器，其中所述多个印刷电路板中的第一印刷电路板的主表面平行于所述多个印刷电路板中的第二印刷电路板的主表面。
项8为根据项1所述的插头连接器，其中所述缆线能够将信号传送到和传送出所述多个印刷电路板。
项9为根据项1所述的插头连接器，其中所述缆线通过壳体开口进入所述壳体腔体。
项10为根据项1所述的插头连接器，其中通过一个或多个弹性可变形垫来将所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板保持固定在所述壳体腔体中。
项11为根据项1所述的插头连接器，其中通过设置在所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板的顶侧上的第一多个弹性可变形垫和设置在所述至少一个印刷电路板的底侧上的第二多个弹性可变形垫来将所述至少一个印刷电路板保持固定在所述壳体腔体中。
项12为根据项1所述的插头连接器，其中所述缆线包括多根光纤。
项13为根据项1所述的插头连接器，其中所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板包括光电组件。
项14为一种光纤连接器，包括：
壳体，所述壳体包括组装到下壳体部分的上壳体部分，所组装的部分限定所述壳体内的腔体；
一个或多个印刷电路板，所述一个或多个印刷电路板设置在所述壳体腔体中；和
一个或多个弹性可变形垫，所述一个或多个弹性可变形垫被构造用于将所述一个或多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板保持固定在所述壳体腔体内。
项15为根据项14所述的连接器，其中所述一个或多个弹性可变形垫包括：
第一多个弹性可变形垫，所述第一多个弹性可变形垫设置在所述至少一个印刷电路板的顶侧上；和
第二多个弹性可变形垫，所述第二多个弹性可变形垫设置在所述至少一个印刷电路板的底侧上。
项16为根据项15所述的连接器，其中：
所述第一多个弹性可变形垫设置在所述至少一个印刷电路板的顶侧与所述上壳体部分的顶壁之间；并且
第二多个弹性可变形垫设置在所述至少一个印刷电路板的底侧与所述下壳体部分的下壁之间。
本文出于说明优选实施例的目的对本公开所论述的实施例进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的前提下，旨在达到相同目的的替代和/或等同形式的多种具体实施可取代图示和描述的具体实施例。机械、机电、和/或电子领域的技术人员将易于认识到，本发明所公开的实施例可利用多种变化形式来实现。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的优选实施例的任何修改形式或变化形式。

Claims (5)

1.一种用于将缆线连接到插座连接器的插头连接器，包括：
壳体，所述壳体包括组装到下壳体部分的上壳体部分，所组装的部分限定所述壳体内的腔体；
多个印刷电路板，所述多个印刷电路板设置在所述壳体腔体中；
缆线，所述缆线设置在所述壳体腔体中并且连接到所述多个印刷电路板；
其中所组装的上壳体部分和下壳体部分限定第一壳体侧壁，所述第一壳体侧壁包括来自所述上壳体部分的上侧壁部分和来自所述下壳体部分的下侧壁部分，所述上侧壁部分和下侧壁部分在所述第一壳体侧壁的所述上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定所述第一壳体侧壁中的间隙，所述间隙至少部分地沿着所述第一壳体侧壁的长度延伸，
其中所述插头连接器还包括一个或多个弹性可变形垫，所述一个或多个弹性可变形垫被构造用于将所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板保持固定在所述壳体腔体内，
其中所述一个或多个弹性可变形垫包括：
第一多个弹性可变形垫，所述第一多个弹性可变形垫设置在所述多个印刷电路板的顶侧与所述上壳体部分的顶壁之间；以及
第二多个弹性可变形垫，所述第二多个弹性可变形垫设置在所述多个印刷电路板的底侧与所述下壳体部分的下壁之间。
2.根据权利要求1所述的插头连接器，其中间隙仅部分地沿着所述第一壳体侧壁的长度延伸。
3.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所组装的上壳体部分和下壳体部分限定与所述第一壳体侧壁相对的第二壳体侧壁，所述第二壳体侧壁包括来自所述上壳体部分的上侧壁部分和来自所述下壳体部分的下侧壁部分，所述上侧壁部分和下侧壁部分在所述第二壳体侧壁的所述上侧壁部分和下侧壁部分之间的接口处限定所述第二壳体侧壁中的间隙，所述间隙至少部分地沿着所述第二壳体侧壁的长度延伸。
4.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所述第一壳体侧壁中的间隙通过使所述上侧壁部分的第一下边缘与所述下侧壁部分的第一上边缘不互补而限定在所述第一下边缘和所述第一上边缘之间的接口处。
5.根据权利要求1所述的插头连接器，其中所述多个印刷电路板中的至少一个印刷电路板包括光电组件。
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