CN105684227A - 具有密封基座的高速连接器 - Google Patents

Abstract

一种高速连接器组件包括：两个相互接合的连接器半体，分别保持在第一和第二相互接合的连接器基座。各连接器半体包括多个导电接触件，所述多个导电接触件以成至少一个线性排布局设置并且至少部分由一导电接地屏蔽件围绕。所述两个连接器基座是圆柱形并以一圆形方式彼此接合，同时两个连接器以一线性轴向方式彼此接合。所述两个连接器基座为所述两个连接器提供一密封的环境。

Description

具有密封基座的高速连接器

相关申请的交叉引用

本申请主张于2013年9月6日向美国专利商标局提交的题为“具有密封基座线缆组件的高速连接器”的美国临时专利申请US61/874,400的优先权。上述申请的内容其整体上全部并入本文。

技术领域

本发明概括而言涉及高速连接器，而更具体而言涉及一种被包围(enclosed)在密封基座内的高速连接器。

背景技术

高速连接器(诸如USB连接器和Esata连接器)通常应用于利用电路板安装连接器的装置中；这些装置在其工作时均为静态装置，即它们用于没有外力施加其上的内部稳定的环境下。希望将这些类型的连接器结合到动态环境(诸如车辆和飞行器)中，且如此，必须确保连接器在对接后相对环境密封且免受可能引起连接器脱离对接并分离的振动以及其它外力的影响。一种连接器规格特别是用于军事用途的是D38999规格，其要求连接器免受环境因素的影响且为快速连接/脱开型。典型的两个D38999连接器采用设置在一个连接器半体内的一插针区域中的多个导电插针以及设置在另一连接器半体内的插针用插座(pinreceptacle)。插针可能会弯曲，且插针区域必须精心设计以获得(derive)用于连接器的选定的电气特性，这增加了整个连接器的成本。此外，可用于插针区域的小尺寸可能导致在设计适于正确高速运行的插针布局时出现问题。符合USB规格和Esata规格的高速连接器具有理想的电气特性，但尚未设置有满足军用规格要求的一外部结构。此外，这些扁平型连接器需要用于它们的接触件的一包围的接地结构，以使它们的接触件获得合乎需要(desirable)的耦合。因此，存在对一种适合满足军用规格标准的高速连接器的需求。

发明内容

由此，本发明面向一种连接器组件，其特别适用于这种应用且抗振动但具有快速连接性能。

因此，提供了一种连接器组件，其适用于动态环境且其将两个高速连接器部保持就位以用于对接。

依据本发明如下说明的一实施例，连接器组件包括两个相互接合的公型和母型连接器部件。每个部件包括一连接器半体，连接器半体具有以至少一排均按一线性方式设置的多个导电接触件。两个连接器半体相应包括相对的相互接合的公型对接刀片型件部和母型插座部。两个连接器部件中的两连接器半体之间的对接随着将公型对接刀片型件推入到母型插座而通过一轴向线性运动来实现。为了提供屏蔽以提高其高速性能，各连接器半体具有与之相关联的一集成的接地屏蔽件，接地屏蔽件保持在一相关联的连接器部件内。连接器接触件及其周围的接地屏蔽件在所述线性连接运动中对接在一起。

连接器半体及其接地屏蔽件支撑在内部的绝缘的连接器基座内，连接器基座保持在连接器部件内。这些连接器半体诸如通过螺钉连接于支撑基板，且由此以一集成方式将连接器半体包围入它们之间，以作为连接器部件内的插入件。连接器部件还包括连接器本体部，连接器本体部部分包围连接器半体和接地屏蔽件，同时一结构将压缩力施加到连接器本体部。以这种方式，两个连接器半体以一种允许它们在一线性轴向运动中对接的方式稳固地保持在基板和基座半体之间。两个连接器半体还被保持为连接器半体隔离在连接器基座中且不受极端振动的影响。两个基板、两个连接器基座以及两个连接器半体形成支撑在第一和第二连接器壳体内的两个集成连接器插入件。每个连接器壳体有一中空内部，连接器插入件保持在中空内部内。

作为一种接合方式，连接器壳体优选设置有外部螺纹，且一个壳体要比另一个壳体大，从而两个壳体可以容易地以一伸缩方式接合，同时一个壳体在另一个壳体上延伸。在这种方式下，壳体可以设置有O型密封圈或其它类型的环境密封件。为了给高速连接器半壳提供强化的接地，与两个连接器壳体中的一个相关联的至少一个接地屏蔽件具有一长度，该长度完全延伸穿过连接器基座插入件，且该长度还等于或大于两个连接器壳体上的外部螺纹的最大长度。这提供了横贯连接器约长度一半的一内部的接地屏蔽件。

通过了解如下的详细说明，将可清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。

附图说明

通过参考下面的结合附图的具体实施方式，可以更佳地理解本发明在结构和工作时的组织及方式以及更多的目的和优点，其中，类似的附图标记表示类似的部件，并且在附图中：

图1是本发明的一连接器组件的一立体图，其中连接器组件的两个连接器构件对接在一起；

图2是图1的连接器组件的一立体图，其中两个连接器半体未对接；

图3是图1的连接器组件的左连接器半体的从后方观察到的一分解图；

图3A图1的左连接器构件插入件的从前方观察到并示出的一立体图，其中连接器基座和基板分离开；

图4是图1的连接器组件的右连接器半体的从前方观察到的一分解图；

图5是图1的连接器组件沿线5-5作出的一剖视图，其中连接器构件部分与eSata型连接器对接；

图6是与图5相同的视图，其中两个连接器半体及其相关联的基座完全接合；

图7是针对对接而彼此对准并部分彼此对接的两个连接器半体及其相关联的基座的一剖视图，但其中两个连接器半体均为USB型；

图8是图7相同的视图，其中两个连接器半体及基座对接在一起；

图9A是图1的连接器组件的母型连接器构件的前对接端的一平面图；以及

图9B是图1的连接器组件的公型连接器构件的前对接端的一平面图。

具体实施方式

尽管本发明很容易具有多种不同形式的实施例，但示出在附图中且本文将详细说明的是仅仅是其中几个具体实施例，同时应该理解的是，本说明书应当视为本发明的原理的一个示例说明，且不意欲将本发明限制于本文所示出的图样。

由此，对一特征或方面的参考意欲说明本发明的一实施例的一特征或方面，并不暗含其每个实施例必须具有所说明的特征或方面。此外，应注意的是，说明书列出了多个特征。尽管某些特征已组合在一起以说明可能的系统设计，但是那些特征也可用于其它未明确公开的组合。因此，除非另有说明，所说明的组合不意欲为限制。

在图所示出的实施例中，用于解释本发明中不同部件的结构和运动的方向表示(诸如上、下、左、右、前和后)不是绝对的而是相对的。当部件处于图中所示的位置时，这些表示是恰当的。然而，如果部件位置的说明发生变化，那么这些表示也将相应地发生变化。

图1示出依据本发明原理构造的一连接器组件20。组件20包括：可对接的第一连接器元件22和第二连接器元件23，分别连接于第一导电线缆24和第二导电线缆25。各个这样的线缆24、25包含多个导线(未示出)。图3是第一或左连接器元件22的一分解图，且该连接器元件22包括一第一连接器插入件，第一连接器插入件同时(cooperatively)包括：一绝缘的第一连接器基座30；一第一连接器半体28，其包括第一连接器接触件35以及一环绕的接地屏蔽件38；一包覆成型的第一连接器本体部26；一基板(baseplate)43；一保持环52以及螺钉48，使上述这些部件保持在一起作为一连接器插入件。

第一连接器半体28保持在第一连接器本体部26内，第一连接器本体部26覆盖第一连接器半体28的一部分以及第一连接器半体28的后部导线端接区域(在后部导线端接区域，第一线缆24的导线端接于第一连接器接触件35的尾部35a)。如图5所示，连接器半体28的第一接触件35支撑在导电接地屏蔽件38内，导电接地屏蔽件38大体围绕接触件35，且接地屏蔽件38的一基部也保持在第一连接器本体部26内。第一连接器元件22的第一连接器半体28示出为一母型连接器，且因此，第一连接器半体28包括一块体34，块体34将成至少一个线性排的多个导电第一接触件35支撑在具有一插口37的块体34的一支撑表面上。接触件35沿块体34横向间隔开并在插口37内轴向延伸且被第一连接器接地屏蔽件38覆盖(图9A)。

第一连接器本体部26在其结构上优选包覆成型或嵌件成型。第一连接器本体部26和相关联的第一连接器半体28收容于外形为圆形的立式的一第一基板43内。第一基板43包括一插槽44，连接器本体部26的一部分和接地屏蔽件38的一部分穿过插槽44并延伸。这两个部件26、38进一步向前延伸并突伸到在第一连接器基座30上形成的一对应开口40内。连接器本体部26示出为包括：一对第一(后)止挡表面41，其采取与基板43的一前表面相对(opposite)的多个肋部的形式。第二(前)止挡表面42形成于连接器本体部26的前缘或前部并靠在第一连接器基座30的相对的内肩部31。第一基板43包括：一个或多个穿孔45，与第一连接器基座30的对应的开口47对准。螺钉48或其它紧固件收容到穿孔45和开口47中，从而第一基板43以压缩的方式将第一连接器本体部26压靠在第一连接器基座30上。这种压缩接合用于保持第一连接器半体28就位，从而第一连接器半体28不会响应外部的力(诸如冲击力和振动力)而移动。

第一连接器基座30还可包括：一个或多个突起50，用于防误插(polarize)第一连接器元件22，使第一连接器元件22仅与相应的第二连接器元件23且在轴向接合运动中对接。这些突起50作为用于连接器组件20A的对接键，且尺寸不等以确保当两个连接器元件22、23首先被带到一起时只以一种布置方式准确地对准和对接。一保持环52挟持在第一基板43和第一连接器基座30之间，且保持环52用于经由保持环52连接于第一基板43而将第一连接器插入件保持就位于第一连接器壳体54内。第一连接器基座30与第一基板43的连接将第一连接器半体28和第一连接器本体部26包围在它们之间。以这种方式，第一连接器半体28及其关联的接触件35以及接地屏蔽件38的任何显著的轴向和横向运动均受到限制。因此，外部的冲击载荷和振动载荷不会负面影响连接器元件22、23对接在一起。

左连接器壳体54容纳第一连接器插入件且包括具有一中空内部57的一筒体56。中空内部57具有一沉孔58，沉孔58限定一内缘59，左连接器的基座30的一边沿(rim)53抵靠在内缘59上。保持环52用于在位置上保持第一连接器基座30，且第一基板43具有一容纳保持环52的沟槽46。第二(右)连接器元件23同样包括：一第二连接器半体60，其为可与第一连接器半体28对接的一公型插座连接器。第二连接器半体60以eSata型的一公型插座连接器示出，且包括以至少一线性排布置在一轴向突出的对接刀片型件62上的多个导电第二接触件63。第二连接器半体60及其对接刀片型件62同样由一导电的中空的接地屏蔽件64包围，接地屏蔽件64至少部分保持在一第二连接器本体部66内，第二连接器本体部66包围第二连接器半体60的至少一部分。第一接地屏蔽件38包括悬臂式的接触部39，当两个连接器半体28、60对接在一起时，悬臂式的接触部39接触第二接地屏蔽件64的内侧。

第二连接器本体部66可以通过嵌件成型或包覆成型最佳地置于其上。第二连接器本体部66、接地屏蔽件64以及连接器半体60以一固定的姿势保持在收容于一第二连接器壳体72内的一第二圆形基板68上。第二圆形基板68同样通过螺钉70连接于一第二绝缘连接器基座69，以形成保持在第二连接器壳体72的中空内部内的一第二连接器插入件。第二连接器基座69包括一横向插槽(lateralslot)74，横向插槽74容纳第二连接器半体60和与其相关联的第二接地屏蔽件64的一部分。第二连接器本体部66形成于第二连接器半体60和接地屏蔽件64上，且该连接器本体部66覆盖第二连接器半体60的导线端接区域并用于将第二连接器半体60结合于第二线缆24。第二连接器本体部66具有一前缘67，前缘67在尺寸上大于第二连接器基座插槽74且由此限定了它的一前止挡表面75，止挡表面75接合形成于第二连接器基座69的开口83中的一内肩部77。两个基板43、68优选以这样一种方式保持在各自的连接器壳体内，即允许它们相对各自的外部的连接器壳体54、72旋转，从而当两个连接器壳体54、72螺接在一起时，两种线缆不会扭曲。

如图4所示，第二连接器基座69由两个部件69a、69b形成，两个部件69a、69b各包括形状互补的用于将两个部件69a、69b结合的接合凸耳86和凹部87。如图4至图5所示，第二连接器本体部66同样包括一后止挡表面76，后止挡表面76横向延伸且抵靠或以其它方式接触第二基板68的前表面。前止挡表面75和后止挡表面76分别接触第二连接器基座69和基板68，从而当第二基板68经由螺钉70连接于第二连接器基座69上时，第二连接器本体66置于受压缩下。采用这种方式，第一连接器本体部26和第二连接器本体部66全部都在压缩下被保持在各自的连接器元件22、23中，这防止因外部冲击或振动导致的显著(如果不是全部)的轴向和横向运动。第二连接器壳体72的外部车有螺纹，且这些螺纹73接合第一连接器壳体54的内表面上的对应的螺纹55。第二连接器壳体72的另一外表面78上也车有螺纹且其支撑一止挡环80，从而第二连接器元件23可以安装到一面板上。第二连接器基座69的前表面可包括凹部92，凹部92收容形成于第一连接器基座30上的凸耳50，图9B)。这些凹部92同第一连接器基座的突起50一样尺寸不等，以正确地实现它们的防呆功能(keyfunction)。第一连接器插入件和第二连接器插入件均以它们在相关联的外部壳体54、72内自由旋转的方式保持在相关联的外部壳体54、72内。替代外部螺纹，两个连接器壳体可包括同样允许两个连接器元件22、23快速连接和脱开的一卡口(bayonet)式安装结构。

图7是连接器组件20的一剖视图，其中连接器半体100、102均为USB型。左(或第一)连接器半体100是具有一中空内部104的一母型插座连接器，中空内部104收容公型连接器102的右(或第二)连接器半体的对接刀片型件105于其内。当采用上述且如图1-6所示的两个eSata型连接器半体时，这种对接出现一线性轴向运动，从而连接器半体100、102的接触件108、109以一线性且轴向形式对接、滑动到彼此上并且通过母型连接器半体100的接触件108所施加的法向压力(normalpressure)来保持接触，同时外部连接器壳体54、72的连结一起出现一弧形旋转运动。在该实施例中且如图7最佳所示，第一接地屏蔽件106具有一长度LC，长度LC比第一连接器壳体54的长度LS长。就这一点而言，第一接地屏蔽件106延伸超过第一连接器壳体的后缘并在稍短于第一连接器壳体54的前缘处终止(图7)。当两个接地屏蔽件106、107对接在一起时，它们具有一组合长度，该组合长度超出两个连接器壳体54、72的长度中的至少一个并且在任何情况下长度均比连接器壳体54、72上的任一外部螺纹55、73长。此长度为连接器接触件108、109提供了大体均匀地间隔在接触件108、109周围的一接地基准(groundreference)。第二接地屏蔽件107围绕对接刀片型件105及其接触件109且长度小于其相关联的连接器壳体72。

在这种方式下，可以以最小成本得到这些高速运行的连接器，因为对于各相应的公型连接器半体和母型连接器半体的多个接触件仅需提供一个接地，而不是如果导电插针用于接触件则分别为每一个单独的接触件都提供接地。两个连接器插入件均由于其绝缘的基座和基板而不导电，因此两个连接器壳体可以由一导电材料形成或电镀一导电材料，以给连接器组件20提供一与线缆24、25的接地配合的外部接地。

尽管在本文中示出并说明了优选的实施例，但是可以设想到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求的精神和保护范围的情况下仍然可作出各种修改。

Claims (20)

1.一种连接器组件，包括：

相互接合的第一连接器壳体和第二连接器壳体；

绝缘的第一连接器基座和第二连接器基座，分别由所述第一连接器壳体和第二连接器壳体支撑；以及

第一连接器半体和第二连接器半体，分别由所述第一连接器基座和第二连接器基座支撑，每个连接器半体包括各自的成至少一个线性排设置在各自的连接器基座内的多个导电的第一接触件和第二接触件，所述第一接触件和第二接触件相对于所述第一连接器壳体和第二连接器壳体的轴向而横向延伸，所述第一连接器半体包括在所述第一连接器基座内轴向延伸的一母型插口部，所述母型插口部支撑所述第一接触件于其上，所述第一连接器基座还包括至少部分围绕所述第一接触件的一第一导电接地屏蔽件，所述第二连接器半体包括在所述第二连接器基座内延伸的一公型对接部，所述公型对接部支撑所述第二接触件于其上，所述第二连接器基座包括至少部分围绕所述第二接触件的一第二导电接地屏蔽件，所述第一接触件和第二接触件设置于它们各自的连接器半体内，从而当所述第一连接器壳体和第二连接器壳体以一线性轴向运动接合在一起时，所述第一接触件和第二接触件对接在一起并且所述第一接地屏蔽件和第二接地屏蔽件相互接合，所述第一接地屏蔽件和第二接地屏蔽件具有在接合时的一长度，该长度比所述第一连接器壳体和第二连接器壳体的其中一个的长度更长；

其中：

所述第一连接器基座和第二连接器基座包括：互补且相互接合的元件，使所述第一连接器半体和第二连接器半体在对接之前和对接时对准在一起；以及

所述第一连接器壳体和第二连接器壳体仅通过一弧形的旋转运动而彼此接合在一起。

2.如权利要求1所述的连接器组件，其中，第一连接器基座和第二连接器基座的相互接合元件各自包括：相应的凸耳和凹部，以只允许所述第一连接器元件和第二连接器元件正确的对接在一起的模式设置。

3.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器元件和第二连接器元件各自包括各自的第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板各自包括一开口，所述第一连接器半体和第二连接器半体分别延伸穿过相应的开口。

4.如权利要求3所述的连接器组件，其中，所述第一连接器半体和第二连接器半体保持在各自的第一连接器本体部和第二连接器本体部内，且所述第一连接器本体部和第二连接器本体部分别突出穿过所述第一基板和第二基板的对应开口。

5.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器本体部和第二连接器本体部以防止在所述两个连接器半体在对接时的显著的横向运动的方式支撑在所述第一基板和第二基板内。

6.如权利要求3所述的连接器组件，其中，第一本体连接器部和第二本体连接器部各自包括：后止挡表面，分别接触所述第一基板和第二基板，以阻止所述第一连接器本体部和第二连接器本体部从所述第一基板和第二基板被拉出。

7.如权利要求3所述的连接器组件，其中，所述第一连接器半体和第二连接器半体均包括：前止挡表面，限制所述两个连接器半体可能延伸穿过所述两个连接器壳体的程度。

8.如权利要求3所述的连接器组件，其中，各个第一连接器本体部和第二连接器本体部均以一压缩的方式保持在所述第一基板和第二基板与所述第一连接器基座和第二连接器基座之间。

9.如权利要求5所述的连接器组件，其中，所述基板连接于所述连接器基座，以阻止它们之间的相对运动，并允许所述基板和所述连接器壳体相对于所述第一连接器壳体和第二连接器壳体旋转运动。

10.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器半体和第二连接器半体均为USB型连接器。

11.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器和第二连接器均为eSata型连接器。

12.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器壳体和第二连接器壳体均导电并在所述连接器基座周围提供一外屏蔽。

13.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器壳体和第二连接器壳体以一快速连接/脱开的方式彼此接合。

14.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽件和第二接地屏蔽件中的至少一个的长度大于其相关联的相应连接器壳体的长度。

15.如权利要求1所述的连接器组件，其中，当所述第一连接器半体和第二连接器半体对接在一起时，所述第一接地屏蔽件和第二接地屏蔽件轴向延伸穿过所述连接器组件一长度，该长度大于所述连接器元件上的螺纹的相应长度。

16.如权利要求所述的连接器组件，其中，所述第一连接器本体部包覆成型在所述第一连接器半体上，且所述第一连接器本体部的一前缘限定所述第一连接器半体的一前止挡表面。

17.一种连接器组件，包括：

第一连接器元件和第二连接器元件，两者可对接到一起；

所述第一连接器元件包括一第一连接器基座，所述第一连接器基座支撑具有一插口的一母型连接器，多个导电第一接触件由插口支撑，所述第一接触件包括接触部和相反的用于端接于一第一线缆的导线的尾部，所述母型连接器至少部分由一导电第一接地屏蔽件围绕；

所述第二连接器元件包括一第二连接器基座，所述第二连接器基座支撑具有一对接刀片型件的一公型连接器，且多个导电第二接触件由所述对接刀片型件支撑，所述第二接触件包括接触部和相反的用于端接于一第二线缆的导线的尾部，所述第二连接器至少部分由一导电第二接地屏蔽件围绕；

一第一连接器本体，围绕至少部分所述母型连接器和所述第一接地屏蔽件延伸；

一第二连接器本体，围绕至少部分所述公型连接器和所述第二接地屏蔽件延伸；

第一基板和第二基板，分别设置在所述第一连接器元件和第二连接器元件内，所述第一连接器本体被挟持在所述第一基板和所述第一连接器基座之间，而所述第二连接器本体被挟持在所述第二基板和所述第二连接器基座之间，所述第一连接器本体和第二连接器本体被压缩在所述基板和所述连接器壳体之间。

18.如权利要求17所述的连接器组件，其中，所述第一连接器本体和第二连接器本体各自包括：前缘，分别抵靠所述第一连接器基座和第二连接器基座。

19.如权利要求18所述的连接器组件，其中，所述第一连接器本体和第二连接器本体包括各自的与所述第一基板和第二基板接合的止挡表面。

20.如权利要求17所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽件和第二接地屏蔽件中的一个具有比所述第一连接器元件和第二连接器元件中的一个更长的长度。