CN105281077A

CN105281077A - 用于电连接器的电触头

Info

Publication number: CN105281077A
Application number: CN201510581544.6A
Authority: CN
Inventors: J·S·麦克莱伦; J·B·麦克林顿
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: US9461394B2; US20160056564A1; CN105281077B

Abstract

一种电连接器(116)，包括构造成在配合操作过程中接合配合连接器(104)的连接器壳体(117)。该连接器壳体保持包括针式触头(120)的触头阵列(168)。每个针式触头具有长形本体(300)，该长形本体限定沿着纵向轴线(192)延伸到配合端(182)的中心平面(334)。每个针式触头在配合端处具有第一可偏转梁和第二可偏转梁(322，324)。第一可偏转梁构造成在配合操作过程中接合配合连接器的第一柔性触头指部(252)、并且朝着中心平面偏转，第二可偏转梁构造成在配合操作过程中接合配合连接器的第二柔性触头指部(254)、并且朝着中心平面偏转。

Description

用于电连接器的电触头

技术领域

本发明涉及用于电连接器的电触头。

背景技术

电连接器用于在各种工业中传输数据和/或功率。电连接器通常构造成重复地相互卡合和脱离的电连接器。配合电连接器的过程可称作为配合操作。在某些场合，诸如在背板通信系统中，大量的电触头同时进行配合。每个电触头的配合力是累积的，因此具有大量触头的电连接器的整个配合力可能非常高。需要减小在配合操作过程中必须施加到电连接器上的整个的配合力。

发明内容

根据本发明，一种电连接器，包括构造成在配合操作过程中接合配合连接器的连接器壳体。该连接器壳体保持包括针式触头的触头阵列。每个针式触头具有长形本体，该长形本体限定沿着纵向轴线延伸到配合端的中心平面。每个针式触头在配合端处具有第一可偏转梁(beam)和第二可偏转梁。第一可偏转梁构造成在配合操作过程中接合配合连接器的第一柔性触头指部、并且朝着中心平面偏转，第二可偏转梁构造成在配合操作过程中接合配合连接器的第二柔性触头指部、并且朝着中心平面偏转。

附图说明

图1是根据实施例形成的通信系统的透视图。

图2是示出根据示例性实施例形成的插头连接器的通信系统的电路板组件的局部分解图。

图3是通信系统的连接器系统的局部分解图。

图4是图3所示的连接器系统的插座触头部分的隔离透视图。

图5是根据示例性实施例形成的、图2所示插头连接器的插头触头的正面透视图。

图6是图5所示的插头触头的正视图。

图7是图2所示的插头连接器部分的放大透视图。

具体实施方式

为了区分详细说明和权利要求中的类似元件，可使用不同的标记。例如，电连接器可称作插头连接器、插座连接器、或者配合连接器。电触头可称作插头触头、针式触头、电触头或者配合触头。当类似的元件进行不同的标记(例如，插头触头和针式触头)时，不同的标记并不必须要求结构上的差异。例如，在某些实施例中，本文中所述的插头触头可称作针式触头。

图1是根据实施例形成的通信系统100的透视图。在特定实施例中，通信系统100可以是背板或者中面通信系统。该通信系统100包括电路板组件102、构造成联接到电路板组件102的一侧的第一连接器系统(或组件)104、以及构造成联接到电路板组件102的相对侧的第二连接器系统(或组件)106。电路板组件102用于电连接第一连接器系统和第二连接器系统104，106。可选地，第一连接器系统和第二连接器系统104，106可以是线路卡或者开关卡。尽管在所示出的实施例中，通信系统100构造成互连的两个连接器系统，但是其他通信系统可互连两个以上的连接器系统，或者可替换地，将单个连接器系统互连到另一通信设备上。

电路板组件102包括具有第一板侧112和第二板侧114的电路板110。在某些实施例中，电路板110可以是背板电路板、中面电路板、或者母板。在所示的实施例中，电路板组件102包括第一插头连接器116，该第一插头连接器116安装到电路板110的第一板侧112并从该第一板侧112延伸。在可替换的实施例中，该电路板组件102可仅包括单个插头连接器116或者在电路板110的相同侧上可包括多个插头连接器116。

第一插头连接器和第二插头连接器116，118分别包括连接器壳体117，119。第一插头连接器和第二插头连接器116，118还包括对应的电触头120，电触头120通过电路板110彼此电连接。在下文中，电触头120可称作插头触头120或者针式触头120。

电路板组件102包括由插头触头120限定穿过的多个信号路径以及延伸穿过电路板110的导电过孔170(图2示出)。第一插头连接器和第二插头连接器116，118的插头触头120可接收在相同的导电过孔170中，以限定出直接穿过电路板110的信号路径。在示例性实施例中，信号路径以直线方式径直穿过电路板组件102。可替换地，第一插头连接器116的插头触头120以及第二插头连接器118的插头触头120可插入到不同的导电过孔170中，这些导电过孔170彼此电联接到穿过电路板110的迹线(未示出)。

第一插头连接器和第二插头连接器116，118包括接地屏蔽或触头122，其绕着对应的插头触头120提供电屏蔽。在示例性实施例中，插头触头120设置在信号对121中并且构造成汇合不同的信号。每个接地屏蔽122可周向包围对应的信号对121。如图所示，接地屏蔽122为C形或者U型，并且沿着三面覆盖对应的信号对121。在可替换的实施例中，接地屏蔽122可具有其他的形状。在可替换的实施例中，可提供插头连接器116，118而没有接地屏蔽。

连接器壳体117，119联接到插头触头120以及接地屏蔽122上并且将插头触头120以及接地屏蔽122保持在相对彼此的设计位置上。连接器壳体117，119可用介电材料，例如塑料材料来制造。每个连接器壳体117，119包括安装壁126和覆盖壁128，其中安装壁126构造成安装到电路板110上，覆盖壁128从安装壁126上延伸。覆盖壁128覆盖插头触头120和接地屏蔽122中的一部分。

第一连接器系统104包括第一电路板130和安装到第一电路板130的第一插座连接器132。第一插座连接器132构造成在配合操作过程中联接到电路板组件102的第一插头连接器116上。第一插座连接器132具有配合接口134，该配合接口134构造成与第一插头连接器116配合。第一插座连接器132具有板接口136，该板接口136构造成与第一电路板130配合。在示例性实施例中，板接口136定位成垂直于配合接口134。当第一插座连接器132联接到第一插头连接器116时，第一电路板130定位成垂直于电路板110。

第一插座连接器132包括前壳体或者盖板138。前壳体138构造成保持并排的多个触头模块140。如图所示，触头模块140以总体彼此平行的堆叠结构保持。在某些实施例中，触头模块140保持电连接到第一电路板130的多个电触头142(图3和4所示)。电触头142在下文中可称作插座触头142或者配合触头142。插座触头142可构造成电连接到第一插头连接器116的插头触头120上。在示例性实施例中，插座触头142是插座触头，所述插座触头限定接收对应针式触头120的插座。

第二连接器系统106包括第二电路板150以及联接到第二电路板150的第二插座连接器152。第二插座连接器152构造成在配合操作过程中联接到第二插头连接器118。第二插座连接器152具有构造成与第二插头连接器118配合的配合接口154。第二插座连接器152具有构造成与第二电路板150配合的板接口156。在示例性实施例中，板接口156定位成垂直于配合接口154。当第二插座连接器152联接到第二插头连接器118时，第二电路板150定位成垂直于电路板110。

与第一插座连接器132类似，第二插座连接器152包括前壳体158，用于保持多个触头模块160。触头模块160以整体彼此平行的堆叠结构保持。触头模块160保持电连接到第二电路板150的多个插座触头(未示出)。插座触头构造成电连接到第二插头连接器118的插头触头120上。触头模块160的插座触头与插座触头142类似或者相同。

在所示的实施例中，第一电路板130定位成整体水平。第一插座连接器132的触头模块140定位成整体垂直。第二电路板150定位成整体垂直。第二插座连接器152的触头模块160定位成整体水平。如此，第一连接器系统104和第二连接器系统106具有相对于彼此的垂直方位。

在可替换的实施例中，不采用两个连接器系统104，106之间的中面电路板组件102，连接系统104，106可直接配合在一起。一个连接器系统104可限定为插座连接器系统，而另一个连接器系统106可限定为插头连接器系统。插座连接器系统可与图1所示的连接器系统104相同，而插头连接器系统可包括触头模块160，但在配合接口154上具有插头触头或者针式触头，其中配合接口154具有与插头触头120类似的配合端。

图2是电路板组件102的局部分解图，其示出了定位成用于安装到电路板110的第一插头连接器和第二插头连接器116，118。尽管下文的描述针对插头连接器118，但是该描述也可应用于插头连接器116。如图所示，连接器壳体119包括前端部162，其面向离开电路板110的第二板侧114。连接器壳体119限定出壳体空腔164，其朝着第一端部162开口并且构造成当第二插座连接器152进入到壳体空腔164中时接收第二插座连接器152(图1)。如图所示，插头连接器118包括触头阵列168，该触头阵列168包括插头触头120以及接地屏蔽122。触头阵列168可包括多个信号对121。

导电过孔170延伸到电路板110中。在示例性实施例中，导电过孔170延伸为整个穿过第一板侧和第二板侧112，114之间的电路板110。在其他实施例中，导电过孔170仅延伸为部分穿过电路板110。导电过孔170构造成接收第一插头连接器和第二插头连接器116，118的插头触头120。例如，插头触头120包括顺应触针(compliantpin)172，其构造成加载到对应的导电过孔170中。顺应触针172机械接合并且电气联接到导电过孔170中。同样，至少部分导电过孔170构造成接收接地屏蔽122的顺应触针174。顺应触针174机械接合并且电气联接到导电过孔170中。接收接地屏蔽122的导电过孔170可包围接收对应对的插头触头120的导电过孔170对。在可替换的实施例中，插头触头120和接地屏蔽122可通过其他部件或工艺电连接到电路板110上。

接地屏蔽122为C形，并且在信号对121的三面提供屏蔽。接地屏蔽122具有多个壁，诸如三个平面壁176、178、180。平面壁176、178、180可整体形成，或者可替换地，可以是分开的片。顺应触针174从每个平面壁176、178、180延伸以将平面壁176、178、180电连接到电路板110。平面壁178限定接地屏蔽122的中心壁或者顶壁。平面壁176、180限定从平面壁178延伸的侧壁。平面壁176、180可以整体垂直于平面壁178。在可替换的实施例中，接地屏蔽122的其他结构或者形状在可替换的实施例中也是可以的。例如，在可替换的实施例中可提供更多或者更少的壁。这些壁可以是弯曲的或者可成角度，而不是平面的。在其他实施例中，接地屏蔽122可为单个插头触头120或者具有两个以上的插头触头120的触头组提供屏蔽。

插头触头120包括配合端182和板端184。板端184构造成接合电路板110。配合端182可代表插头触头120离电路板110或者安装壁126最远并且最先与插座连接器152的配合触头接合或者接触(图1)的部分。如图所示，插头触头120具有在板端184和配合端182之间延伸穿过的中心纵向轴线192。纵向轴线192可延伸通过插头触头120的近似中心。

图3是包括第一插座连接器132的第一连接器系统104的局部分解图。尽管下文的描述针对第一插座连接器132，但是该描述也可类似应用到第二插座连接器152(图1)上。图3示出了分解状态的一个触头模块140。前壳体138包括多个位于该前壳体138的前端204的触头开口200，202。前端204限定接合第一插头连接器116(图1)的第一插座连接器132的配合接口134。

触头模块140联接到前壳体138，这样使得插座触头142被接收到对应的触头开口200中。可选地，单个插座触头142可被接收在每个触头开口200中。当插座和插头连接器132，116配合时，触头开口200可构造成在其中接收对应的插头触头120(图1)。当插座和插头连接器132，116配合时，触头开口202在其中接收对应的接地屏蔽122(图1)。

在某些实施例中，触头模块140包括导电保持器210，该导电保持器由导电材料制造，为第一插座连接器132提供电屏蔽。导电保持器210构造成支撑包括多个插座触头142的框架组件220。在所示出的实施例中，该框架组件220包括一对介电框架230，232，该介电框架230，232在限定插座触头142的铅框架上成型。插座触头142包括构造成与对应的插头触头120配合的配合端240。可选地，插座触头142设置为信号对141。

图4是两个插座触头142部分的隔离透视图，其示出了插座触头142的信号对141中的一个的配合端240。信号对141的每个插座触头142构造成机械地和电气地接合到相同信号对121(图1)的对应插头触头120(图1)上。每个插座触头142可从一个材料的公共片，例如从铅框架，冲压而成，并且成型为包括触头基部250以及一对长形的、柔性的触头指部252，254，该触头指部252，254从对应的触头基部250突起。在所示的实施例中，插座触头142是类似的，并且可以是相同的。如此，下文的描述可应用于每个插座触头142。然而，应该知道，信号对141或者第二插座连接器152的插座触头142不必相同。

触头指部252，254具有相应的配合接口262。触头指部252，254的配合接口262彼此面向，其间具有触头接收间隙264。在所示的实施例中，触头指部252，254的对应配合接口262基本上为桨状或者垫片状(tab-shaped)。配合接口262包括延伸为离开对面的配合接口262以加大触头接收间隙264的外倾部。配合接口262的曲面轮廓以及外倾部可以有助于在触头接收间隙264中接收一个插头触头120(图1)。

在图4中，触头指部252，254处于放松情形或状态。在例如第一插头连接器116(图1)和第一插座连接器132(图1)之间的配合操作过程中，每个插头触头120(图1)被接收在对应插座触头142的触头接收间隙264中。对面的配合接口262可接合插头触头120的相对侧。当插头触头120前进穿过触头接收间隙264时，插头触头120将触头指部252，254偏转为彼此远离。

如下文更详细地描述，当触头指部252，254处于偏转情形时，每个触头指部252，254可产生将对应的配合接口262在朝着另一个配合接口262的方向上对抗对应的插头触头120的法向力。如此，触头指部252，254可将对应的插头触头120夹在其中。到此，每个触头指部252，254可构造成当对应的触头指部252，254处于偏转情形时提供设计的法向力。

图5是示例性的插头触头120的正透视图。图6是示例性的插头触头120的正视图。插头触头120包括长形本体300，其沿着纵向轴线192延伸。长形本体300沿着纵向轴线192具有U形轮廓，其由大致平面的第一臂302、大致平面的第二臂304，以及将第一臂和第二臂302，304连接的折叠端306限定而成。中心平面334穿过纵向轴线，整体成为第一臂和第二臂302，304之间的中心。第二臂304定位成整体平行于中心平面334，并且平行于第一臂302。第二臂304通过本体间隙308与第一臂302间隔开。中心平面334穿过本体间隙308。第一臂和第二臂302，304可通过将插头触头120的配合端182的部分弯曲或者折叠成U形而形成。第一臂和第二臂302，304朝彼此是可偏转的或者可压缩的，诸如当与对应的插座触头142配合时(图4所示)。

第一臂和第二臂302，304分别具有外表面310，312，其沿相反的方向面向，该相对的方向限定出柔性触头指部252，254(图4所示)的擦拭表面和/或配合接口。第一臂和第二臂302，304分别延伸到外边缘314，316，其整体相对于折叠端306。可选地，外边缘314，316可彼此对准，跨越本体间隙308。第一臂和第二臂302，304具有从外边缘314，316延伸的对准垫片318，其用于相对于壳体117或者119来定位或者对准插头触头120。

插头触头120包括位于配合端182处的第一可偏转梁和第二可偏转梁322，324。第一可偏转梁和第二可偏转梁322，324构造成沿相反的方向偏转。在示例性的实施例中，第一可偏转梁和第二可偏转梁322，324彼此横向偏移。如此，第一可偏转梁和第二可偏转梁322，324在配合操作过程中彼此绕开。

第一可偏转梁322从第一臂302向前延伸，并且向内成角度。例如，第一可偏转梁322向内倾斜到至少部分延伸穿过本体间隙308。在示例性的实施例中，第一可偏转梁322相对于第二可偏转梁324朝着第一臂302的外边缘314偏移，这样第一可偏转梁322能够在配合操作过程中绕开第二可偏转梁324。第一可偏转梁322构造成在配合操作过程中由第一柔性触头指部252进行接合。第一可偏转梁322构造成在配合操作过程中朝着中心平面334偏转。例如，在所示的方位中，第一可偏转梁322将由柔性接触指部252向下偏转。

第一可偏转梁322包括延伸到第一可偏转梁322头部332的斜坡表面330。斜坡表面330朝着第二可偏转梁324而成角度。可替换地，头部332可穿过插头触头120的中心平面334，该中心平面334穿过纵向轴线192，并整体定位成平行于第一臂和第二臂302，304。中心平面334可在第一臂和第二臂302，304之间形成中心。斜坡表面330可略微向前面向，从而为与柔性触头指部252配合提供导入(lead-in)。斜坡表面330提供导入到由外表面310限定的擦拭表面上。

第二可偏转梁324从第二臂304向前延伸，并且向内成角度。例如，第二可偏转梁324向内倾斜到至少部分延伸跨越本体间隙308。在一个示例性的实施例中，第二可偏转梁324相对于第一可偏转梁322朝着折叠端306偏移，这样第二可偏转梁324能够在配合操作过程中绕开第一可偏转梁322。第二可偏转梁324构造成在配合操作过程中由第二柔性触头指部254进行接合。第二可偏转梁324构造成在配合操作过程中朝着中心平面334偏转。例如，在所示的方位中，第二可偏转梁324将由柔性触头指部254向上偏转。

第二可偏转梁324包括延伸到第二可偏转梁324头部342的斜坡表面340。斜坡表面342朝着第一可偏转梁322而成角度。可替换地，头部342可穿过中心平面334。斜坡表面340可略微向前面向，从而为与柔性触头指部254配合提供导入(lead-in)。斜坡表面340提供导入到由外表面312限定的擦拭表面上。

图7示出了插头连接器118的一部分，插头连接器118示出了插头触头120以及包围插头触头120的信号对121的接地屏蔽122。可偏转梁322，324悬着用于与对应的柔性触头指部252，254配合。可偏转梁322，324在配合操作过程中向内压缩或者弯曲。可偏转梁322，324被偏移或者堆叠，以允许可偏转梁322，324在与对应的柔性触头指部252，254配合时彼此绕开。当可偏转梁322，324向内弯曲时，配合力减小，使得其更容易将连接器系统104(图1所示)与插头连接器118进行配合。柔性触头指部252，254最终滑过可偏转梁322，324到达臂302，304，并且沿着臂302，304的长度擦拭连接(wipe)到最终的配合位置。可选地，可偏转梁322，324并不在最终的配合位置与触头指部252，254接合。可替换地，可偏转梁322，324可与对应插座触头142的部分接合，从而在插头触头120和插座触头142之间产生触头的附加点，其可以减小任何电气短截线(electricalstub)。

Claims

1.一种电连接器(116)，包括构造成在配合操作过程中接合配合连接器(104)的连接器壳体(117)，该连接器壳体保持包括针式触头(120)的触头阵列(168)，每个针式触头具有长形本体(300)，所述长形本体限定沿着纵向轴线(192)延伸到配合端(182)的中心平面(334)，其特征在于：

每个针式触头在配合端处具有第一可偏转梁和第二可偏转梁(322，324)，所述第一可偏转梁构造成在配合操作过程中接合配合连接器的第一柔性触头指部(252)、并且朝着中心平面偏转，所述第二可偏转梁构造成在配合操作过程中接合配合连接器的第二柔性触头指部(254)、并且朝着中心平面偏转。

2.如权利要求1所述的电连接器，其中所述第一可偏转梁和所述第二可偏转梁(322，324)相对于彼此横向偏移。

3.如权利要求1所述的电连接器，其中所述第一可偏转梁和所述第二可偏转梁(322，324)沿相反的方向偏转。

4.如权利要求1所述的电连接器，其中所述第一可偏转梁(322)在配合操作过程中绕开所述第二可偏转梁(324)。

5.如权利要求1所述的电连接器，其中所述第一可偏转梁(322)包括延伸到所述第一可偏转梁的头部(332)的斜坡表面(330)，所述第二可偏转梁(324)包括延伸到所述第二可偏转梁的头部(342)的斜坡表面(340)，所述第一可偏转梁的斜坡表面朝着所述第二可偏转梁成角度，所述第二可偏转梁的斜坡表面朝着所述第一可偏转梁成角度。

6.如权利要求1所述的电连接器，其中所述第一可偏转梁(322)包括外表面(310)、并且所述第二可偏转梁(324)包括与所述第一可偏转梁的外表面面向相反方向的外表面(312)，所述第一可偏转梁和所述第二可偏转梁的外表面构造成分别接合所述第一柔性触头指部和所述第二柔性触头指部(252，254)。

7.如权利要求1所述的电连接器，其中所述长形本体(300)沿着所述纵向轴线(192)具有U形轮廓，所述U形轮廓由大致平面的第一臂(302)、平行于所述第一臂且由本体间隙(308)间隔开的大致平面的第二臂(304)、以及连接所述第一臂和所述第二臂的折叠端(306)限定，所述第一可偏转梁(322)从所述第一臂向前延伸、并且向内倾斜为至少部分跨所述本体间隙延伸，所述第二可偏转梁(324)从所述第二臂向前延伸、并且向内倾斜为至少部分跨所述本体间隙延伸。

8.如权利要求7所述的电连接器，其中所述第一臂和所述第二臂(302，304)具有与折叠端(306)相对的相应的外边缘(314，316)，所述第一可偏转梁(322)朝着所述第一臂的外边缘而相对于所述第二可偏转梁(324)偏移，所述第二可偏转梁朝着所述折叠端而相对于所述第一可偏转梁偏移。

9.如权利要求7所述的电连接器，其中所述中心平面(334)在所述第一臂和所述第二臂(302，304)之间、并且大致平行于所述第一臂和所述第二臂而经过所述纵向轴线(192)，所述第一可偏转梁(322)具有穿过所述中心平面的头部(332)，所述第二可偏转梁(324)具有穿过所述中心平面的头部(342)。