CN105703107B

CN105703107B - 具有总线接地触头的电连接器

Info

Publication number: CN105703107B
Application number: CN201511035496.7A
Authority: CN
Inventors: M·J·菲利普斯
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2035-10-21
Also published as: CN105703107A; US20160111824A1; US9331432B1

Abstract

一种用于电连接器的触头组件包括保持件(158)，该保持件具有沿着该保持件的外侧(178)的信号触头(160)和接地触头(162)。每个信号触头和每个接地触头具有靠近该保持件的前端(164)的配合区段(184)、以及靠近该保持件的后端(166)的端接区段(188)。该接地触头沿着该保持件的外侧布置，每对相邻的接地触头之间具有相应的触头空间(172)。多对相邻的接地触头通过相应的桥接构件(208)机械地连接，该桥接构件连接相邻的接地触头的配合区段以使得接地触头共电位。至少一个信号触头被布置在每对相邻的接地触头之间的相应的触头空间中，其中接地触头在位于相应的触头空间中的信号触头之间提供电屏蔽。

Description

具有总线接地触头的电连接器

技术领域

本发明涉及一种电连接器，其具有使得接地触头共电位的接地总线。

背景技术

通常，高速电连接器在两个电连接器彼此电接合的配合接口区域内经受大量电干扰，例如串扰和共振频率噪声。例如，在配合接口区域内，高速连接器可能出现谐振峰值，其降低连接器的信号传输性能。为了通过减少配合接口区域中的电干扰而提高性能，一些已知的电连接器包括分隔开的接地棒，它们被放置在插头连接器或插座连接器中。接地棒通常具有杆式触头，其延伸至与插头连接器和/或插座连接器的接地触头机械接触。

然而，增加另外的可偏转杆(deflectable beams)使得控制插头和插座连接器的触头之间的对齐变得复杂，并且增加了配合期间触头之间施加的正常力。例如，接地棒的杆是另外的移动部件，其具有必须与插头和插座连接器的接地触头适当地对齐以适当运行的可分离接头。因此，包括可偏转杆式触头的接地棒给连接器组件增加了一定程度的复杂性，并且由于机械力的处置不当和/或接地棒的杆触头和插头和插座连接器的接地触头之间的未对齐而导致不可靠。

需要一种简单和可靠的结构，用于将电连接器的配合接口区域中的接地触头连接或结扎(tying)在一起。

发明内容

根据本发明，一种用于电连接器的触头组件包括在前端和后端之间延伸的保持件(holder)。信号触头沿着保持件的外侧由保持件保持，每个信号触头具有靠近保持件的前端的配合区段、以及靠近保持件的后端的端接区段。接地触头沿着保持件的外侧由保持件保持，每个接地触头具有靠近保持件的前端的配合区段、以及靠近保持件的后端的端接区段。接地触头沿着保持件的外侧布置，每对相邻的接地触头之间具有相应的触头空间(contact spacing)。多对相邻的接地触头通过相应的桥接构件(bridge members)机械地连接，桥接构件连接相邻的接地触头的配合区段以使得接地触头共电位。至少一个信号触头被布置在每对相邻的接地触头之间的相应的触头空间中，其中接地触头在位于相应的触头空间中的信号触头之间提供电屏蔽。

附图说明

图1是根据实施例的两个相配合的电连接器的透视横截面。

图2是根据实施例的插头电连接器的透视图。

图3是根据实施例的插头电连接器的触头模块和电缆的透视图。

图4是根据实施例的插头电连接器的接地框架的透视图。

图5是根据实施例的插头电连接器的触头组件的一部分的透视横截面。

具体实施方式

图1是根据实施例的两个相配合的电连接器的透视横截面。电连接器包括第一连接器100和第二连接器102。电连接器100、102可以是高速连接器，其传输25到50千兆比特每秒(Gb/s)之间的速度的数据信号，或以更快的速度传输数据信号。例如，电连接器100、102可以是高速收发器型的连接器。数据信号可以是通过光纤传递的光信号和/或通过导线传递的电信号。第一电连接器100在图1中示出为电缆安装连接器，其端接到电缆104。第二电连接器102示出为竖直板安装连接器(vertical board-mount connector)，其被配置为安装到电路板(未示出)。第一连接器100可以是插头连接器，第二连接器102可以是插座连接器。如本文所用的，第一电连接器100可以称为插头连接器100或插头电连接器100，第二电连接器102可以称为插座连接器102或插座电连接器102。在一个或多个替代实施例中，第一连接器100可以是插座，并且第二连接器102可以是插头。

插座连接器102包括外壳106，其至少部分地围绕壳体108。壳体108保持多个插座触头110。插座触头110具有可弯曲触头杆112和安装脚114。安装脚114被配置为例如通过焊接、粘合剂、或机械紧固带，安装到电路板的接触垫。壳体108包括至少一个柱116，其被配置为通过通孔安装到电路板。外壳106还可以包括紧固件，其将外壳106连接到电路板。例如，外壳106可以包括多组接合电路板的固定夹118。安装脚114、柱116和/或固定夹118将插座连接器102保持在电路板上。

插头连接器100包括外壳120，其至少部分地围绕了保持多个插头触头124的触头模块122。触头模块122的前端126从外壳120的配合开口128向前延伸。如本文所用的，相对性或空间术语，例如“前”、“后”、“顶”、“底”、“第一”和“第二”，仅用于区分参照元件，并不一定要求电连接器100、102中的一个或多个相对于重力或相对于电连接器100、102的周围环境的特定位置或取向。电缆104从外壳120的后电缆端部130伸出。电缆104包括多个子电缆132，其进入外壳120的空腔134，并且端接到触头模块122的插头触头124。

当触头连接器100和插座连接器102配合时，如图1中所示，插头连接器100的触头模块122的前端126进入由插座连接器102的壳体108限定的开口或凹穴136。触头模块122上的插头触头124在配合接口区域138中机械接合、并且电接合插座触头110。例如，配合接口区域138可以是壳体108的凹穴136中的区域，其中插头触头124暴露于并接合插座触头110，反之亦然。例如，触头124、110之间的电连接提供穿过电缆104和电路板之间的连接器100、102的信号路径。

电干扰，例如串扰(cross-talk)和共振频率噪声尖峰(resonant frequencynoise spikes)，通常是在配合接口区域138中关注的问题。电干扰随电吞吐量增加而增加。一些已知的高速连接器组件在配合接口区域138中安装分隔开的接地汇流条。接地汇流条被设计成使得插头和/或插座的接地触头共电位，其减小了配合接口区域中的谐振峰值。接地汇流条通常包括多个杆式(beam-style)触头，其被配置为在配合操作期间接合插头触头、插座触头或二者。如上所述，在相应插头和插座触头之间的接口增加另一个可分离的触头接口是复杂的并且可能是不可靠的。例如，接地汇流条的触头杆在插座触头上施加的力可能会干扰插座触头和插头触头之间的接合，扰乱或断开连接器两端的电连接。在另一个例子中，例如，接地汇流条的一个或多个触头杆可能因为未对齐而不接合插头触头或插座触头，其防止接地汇流条为该触头对提供接地。在本文所述的创造性主题的一个或多个实施例中，插头连接器100包括配合接口区域138中的接地汇流条，其由将相邻或最近的接地触头连接在一起的桥接构件形成。桥接构件可以与接地触头一体形成。桥接构件可以由触头模块122围绕或包封(encased)。因此，本文所述的接地汇流条避免了与杆式触头延伸自固定平台相关的问题，其中杆式触头必须特别对齐并且形成为在配合操作期间适当地接合插头触头和/或插座触头。

图2是根据实施例的插头电连接器100的透视图。插头电连接器100包括外壳120、触头模块122以及电缆132。插头连接器100是相对于纵轴191、横轴192以及竖直或仰角轴193定向。轴线191-193是相互垂直的。虽然仰角轴193在图2中看起来是在平行于重力的竖直方向上延伸，可以理解的是，轴线191-193不是必须具有相对于重力的任何特定取向。

外壳120可以通过连接两个半壳形成。在图2中，仅示出了两个半壳的下半外壳140。上半外壳(未示出)和下半外壳140可以是相同的和雌雄同体的，使得上半外壳镜像(mirrors)下半外壳140。下半外壳140和上半外壳包括互补的连接零件。例如，下半外壳140包括从第一壁144伸出的两个支柱142和在相对的第二壁148中的两个支柱接收孔146。上半外壳也可以具有相同的连接零件，使得当上半外壳放在下半外壳140上时，支柱142容纳在上半外壳的孔中，并且孔146容纳上半外壳的支柱。连接零件将上半外壳固定到下半外壳140以限定外壳120。外壳120在电缆端部130和配合端部150之间纵向地延伸(例如，沿纵向轴线191)。外壳120在电缆端部130和配合端部150之间以及第一壁144和第二壁148之间限定了空腔134。电缆端部130包括电缆开口152。配合端部150限定了配合开口128。空腔134在电缆开口152和配合开口128之间延伸。

电缆104的子电缆132(在图1中所示)在空腔134内端接到触头模块122。如本文所用的，子电缆132可以称为电缆132。在图2中，仅示出了电缆132的近侧部分，以便更好地展示其他部件的结构，例如外壳120。因此，虽然未示出，但电缆132延伸穿过空腔134，并穿过电缆端部130的电缆开口152延伸出外壳120。在外壳120外，电缆132一般由护套层围绕以限定电缆104，如图1所示。

在实施例中，触头模块122包括两个触头组件154。例如，在图2中触头模块122具有第一触头组件154A和第二触头组件154B。第一和第二触头组件154A、154B是彼此靠近的。在图2中，第一触头组件154A是在第二触头组件154B之上。触头组件154A、154B可以在折痕处156彼此邻接。可替代地，触头组件154A、154B可以通过中间面板(未示出)隔开。虽然在所示实施例中示出了两个触头组件154A、154B，在其它实施例中，触头模块122可以仅包括一个触头组件154或超过两个触头组件154。每个触头组件154A、154B包括保持件158，其保持多个信号触头160和多个接地触头162。信号触头160和接地触头162限定了图1所示的插头触头124。每个触头组件154A、154B的保持件158和触头160、162可以是相同的或至少基本上相似。因而，下文描述可以对应于触头组件154A、154B。

保持件158在前端164和后端166之间纵向地延伸。保持件158在左侧168和右侧170之间侧向延伸。信号触头160和接地触头162跨保持件158的宽度(例如，沿着横轴192在左侧168和右侧170之间)。信号触头160和接地触头162可以沿着纵轴191彼此平行地延伸。最靠近彼此的接地触头162限定了一对最靠近的接地触头152，它们之间具有触头空间172。如本文所用的，一对最靠近的接地触头162涉及两个接地触头162，它们不通过任何其他接地触头162彼此分隔开。至少一个信号触头160设置在两个接地触头162之间的触头空间172中。最靠近的接地触头162在本文可以称为相邻的接地触头162，虽然可以理解，最靠近的或相邻的接地触头162可以由一个或多个信号触头160分隔开。在实施例中，两个信号触头160位于每个触头空间172中，使得信号和接地触头160、162布置为反复的地-信号-信号-地-信号-信号的方式。接地触头162在不同触头空间172中的信号触头160之间提供电屏蔽。例如，一个接地触头162在位于接地触头162的各个相对侧上的两个信号触头160之间提供屏蔽。在其他实施例中，信号和接地触头160、162可以布置为其它方式，例如交替的信号-地-信号-地的方式。

在配合操作期间，保持件158的前端164设置为插入配合连接器的开口，例如插座连接器102(图1)的插座136(在图1中所示)。例如，保持件158的前端164可以限定触头模块122的前端126(图1)。包括前端164的保持件158的前部174从外壳120的配合端部150穿过配合开口128向前延伸。当插头连接器100配合至插座连接器102，保持件158的前部174进入壳体108(图1)的插座136，但是外壳120并没有这样。保持件158的前部174保持信号和接地触头160、162的一部分，它们也在配合期间进入插座136。

图3是根据实施例的插头电连接器100(在图1和2中所示)的触头模块122和电缆132的透视图。触头模块122具有图2中所示的两个触头组件154A、154B。每个触头组件154A、154B的保持件158包括内侧176和外侧178。第一触头组件154A的保持件158的内侧176A朝向第二触头组件154B的保持件158的内侧176B。例如，内侧176A、176B可以被压入为彼此接合。第一和第二触头组件154A、154B的保持件158的外侧178A、178B朝向外面。信号触头160和接地触头162保持为沿着相应保持件158的外侧178。在图3中，仅第一触头组件154A的信号和接地触头160、162是可见的。触头160、162布置在外侧178A、178B上允许触头160、162在触头模块122装入插座连接器102(图1)的凹穴136(图1所示)时接合触头模块122的任一侧上的配合触头(例如图1所示的插座触头110)。

保持件158可包括沿着外侧178的脊部(ridges)180。脊部180纵向地延伸并在其间限定了轨道182。接地触头162和信号触头160布置在脊部180之间的轨道182中，轨道182将触头160、162保持就位。例如，脊部180和轨道182可以将触头160、162保持在保持件158上，并且可以将触头160、162保持在相对于彼此的预定位置上，从而防止短路，如果触头160、162彼此接合，则将发生短路。例如，触头160、162可以嵌入到围绕脊部180之间的轨道182中。

在实施例中，保持件158具有包覆模制(overmold)本体186。保持件158可以在包覆模制工艺中形成，其中介电材料被注入触头160、162周围的模具中。介电材料可以是聚合物或聚合化合物。介电材料包覆模制在触头160、162周围并形成包覆模制本体186。信号和接地触头160、162可以嵌入包覆模制本体186中。如下所述，至少部分触头160、162可以由保持件158的包覆模制本体186包封(例如，包裹或完全围绕)，其可以在包覆模制工艺期间发生。

信号触头160和接地触头162的每个都具有靠近保持件158的前端164的配合区段184和靠近保持件158的后端166的端接区段188。配合区段184被配置为接合配合触头(例如图1所示的插座触头110)。端接区段188被配置为接合电缆132的导电部件，以将触头160、162端接到电缆132。配合区段184不必在保持件158的前端164，但是至少比端接区段188与前端164的靠近程度更靠近前端164。同样，端接区段188不必在后端166，但是至少比配合区段184与后端166的靠近程度更靠近后端166。在实施例中，接地触头162的配合区段184更长，并且比信号触头160的配合区段184朝向保持件158的前端164延伸得更远。可替代地，接地触头162的配合区段184可以等于或短于信号触头160的配合区段184。

保持件158包括保持触头160、162的配合区段184的前托盘(tray)190，以及保持触头160、162的端接区段188的后托盘194。触头160、162的配合区段184和端接区段188可以保持为平面，并且与各个前、后托盘190、194的外侧178平齐。保持件158也可以包括纵向布置在前、后托盘190、194之间的基部196。基部196分开前、后托盘190、194，并且还可以用于将触头160、162固定到保持件158。例如，触头160、162可以延伸穿过基部196，使得触头160、162穿过基部196的部分由保持件158的包覆模制本体186包封。

电缆132的每个都包括至少一个信号导线197和至少一个接地元件198。每个信号导线197端接到不同信号触头160的端接区段188。每个电缆132的一个接地元件198端接到一个接地触头162的端接区段188。至少一个信号导线197可以是金属丝。至少一个接地元件198可以是电缆屏蔽，例如金属薄片层、电缆编织层、引流线(drain wire)等等。信号导线197和接地元件198可以通过钎焊、焊接、粘合剂、机械紧固带等端接到各个触头160、162的端接区段188。实施例中的电缆132是双轴电缆，其包括两个信号导线197和引流线接地元件198，它们共同由覆盖层199围绕，用于绝缘和保护。两个信号导线197可以限定差分信号对。因此，每个电缆132可以端接到两个信号触头160和一个接地触头162。在替代实施例中，至少一些电缆132可具有其他两个信号导线197。在所示实施例中，触头模块122还包括多个单端导线200。单端导线200包括信号导线197和覆盖层199。单端导线200端接到信号触头160，而不是端接到接地触头162，并且不用于高速数据传输，这与电缆132不同。

图4是根据实施例的插头电连接器100(图1和2所示)的接地框架202的透视图。接地框架202包括一个触头组件154A或154B(图3所示)的至少一些接地触头162。在实施例中，接地触头162的配合区段184通过嵌合部204与端接区段188分隔开。嵌合部204形成S形，嵌合部使得接地触头162的端接区段188向外移位(stepped)到相对于配合区段184的不同的平面。由于嵌合部204，端接区段188与配合区段184偏离。在实施例中，信号触头160(图3所示)具有类似于接地触头162的嵌合部204的嵌合部。回到参考图3，嵌合部204可置于保持件158的基部196内。基部196可以包封或包裹嵌合部204，以将触头160、162保持就位在保持件158上。信号和接地触头160、162的端接区段188沿着后托盘194比配合区段184向外地更远(从保持件158的内侧176)，其为保持件158的后端166的电缆132提供了更多空间。

现在回到参考图4，接地触头162的配合区段184从嵌合部204延伸到远侧末端206。接地框架202中的相邻的接地触头162的远侧末端206可以通过桥接构件208机械地连接到彼此。桥接构件208将相邻的接地触头162连接在一起，其使得接地触头162共电位。接地触头162的远侧末端206是最靠近保持件158(图3)的前端164(图3中所示)的接地触头162的端部。因此，当在配合期间保持件158的前部174(图2中所示)进入插座连接器102(图1)的壳体108(图1)的凹穴136(图1)时，桥接构件208使得配合接口区域138(图1)中的接地触头162共电位。

桥接构件208可跨(across)接地框架202的宽度在线210上延伸。线210横向(transverse)延伸到接地触头162的取向。在接地触头162的远侧末端206的桥接构件208可以是仅仅机械地连接在接地触头162之间。可替代地，接地框架202可以包括沿着接地触头162的长度的多个桥接构件208，其连接相同的两个相邻的接地触头162。例如，除了连接远侧末端206的桥接构件208，另外的桥接构件可以沿着更靠近嵌合部204的配合区段184连接相同的两个接地触头162。在替代实施例中，不再连接远侧末端206，桥接构件208可以与远侧末端206分开，例如更靠近于嵌合部204。

在实施例中，桥接构件208结合(integral)到接地触头162，并且接地框架202是整体的单件导电结构。例如，接地框架202可以由一组金属冲压成型，以包括接地触头162并连接桥接构件208。在替代实施例中，接地框架202是通过将分隔开的桥接构件208固定到分隔开的接地触头162构造的。

在实施例中，接地触头162的配合区段184是平面的，接地触头162的远侧末端206从配合区段184伸出平面。远侧末端206可以是弯曲的或以其它角度远离配合区段184。因此，连接远侧末端206的桥接构件208可从配合区段184移位(stepped)或偏移，如下文参考图5描述的。

图5是根据实施例的插头电连接器100(图1中所示)的触头组件154的一部分的透视横截面。触头组件154可以是图3所示的触头模块122中的第一触头组件154A。虽然未示出，但第二触头组件154B(图3)的内侧176(图3中所示)可以邻接或至少朝向图5所示的保持件158的内侧176。图5所示的横截面延伸穿过一个接地触头162和保持件158。

信号触头160和接地触头162的配合区段184沿着保持件158的外侧178在平面中延伸。在实施例中，接地触头162的远侧末端206从外侧178在内部方向220上朝向内侧176延伸。远侧末端206延伸到保持件158的内部区域222中，其介于外侧178和内侧176之间。由于第二触头组件154B(图3中所示)可以沿着图5所示的触头组件154的内侧176布置，远侧末端206可以朝向第二触头组件的接地触头的远侧末端延伸，反之亦然。

连接接地触头162的远侧末端206的桥接构件208可以至少部分布置在保持件158的内部区域222中。例如，桥接构件208可以部分地嵌入保持件158，使得只有每个桥接构件208中的一部分处于内部区域222。可选择地，桥接构件208被包封在保持件158中，使得桥接构件208在内侧和外侧176、178之间的内部区域222中完全由保持件158覆盖或围绕。例如，弯曲的远侧末端206可以被嵌入，同时桥接构件208可以被包封。如图5所示，桥接构件208是用虚线示出，因为桥接构件208处于外侧178下方的内部区域222中。

在实施例中，接地触头162比信号触头160延伸到更靠近于前端164，因此接地触头162的远侧末端206比信号触头160的远侧212更靠近前端164。因此，桥接构件208，其跨远侧末端206之间的触头空间172延伸，纵向地与信号触头160的远侧212分隔开。桥接构件208比远侧212更靠近前端164，因此桥接构件208不会干扰信号触头160。此外，桥接构件208可以沿着内侧和外侧176、178之间的与信号触头160不同的平面布置，使得即使信号触头160延伸穿过桥接构件208，桥接构件208不会机械地接触并干扰信号触头160。

在实施例中，桥接构件208使得配合接口区域138(图1所示)中的接地触头162共电位，以减少配合接口区域138中的谐振峰值和其他电干扰。此外，桥接构件208结合到触头模块122(图1所示)，其避免了控制已知接地棒的杆式触头固有的问题，杆式触头与插座和/或插头触头形成分隔开的配合接口。本文所述的插头电连接器100(图1和2所示)的实施例可以比配合区域中具有接地棒的已知电连接器更易于组装、并且更可靠。

Claims

1.一种用于电连接器(100)的触头组件(154)，所述触头组件包括在前端(164)和后端(166)之间延伸的保持件(158)、沿着所述保持件的外侧(178)由所述保持件保持的信号触头(160)，所述信号触头中的每个具有靠近所述保持件的前端的配合区段(184)、以及靠近所述保持件的后端的端接区段(188)，并且所述触头组件还包括沿着所述保持件的外侧(178)由所述保持件保持的接地触头(162)，所述接地触头中的每个具有靠近所述保持件的前端的配合区段(184)、以及靠近所述保持件的后端的端接区段(188)，其特征在于：

所述接地触头沿着所述保持件的外侧布置，其中每对相邻的接地触头之间具有相应的触头空间(172)，多对相邻的接地触头通过相应的桥接构件(208)机械地连接，所述桥接构件被连接在相邻的接地触头的配合区段处以使得所述接地触头共电位，并且至少一个信号触头被布置在每对相邻的接地触头之间的相应的触头空间中，其中所述接地触头在位于相应的触头空间中的信号触头之间提供电屏蔽，

其中所述信号触头(160)中的每个和所述接地触头(162)中的每个的配合区段(184)通过嵌合部(204)而与对应的端接区段(188)分隔开，所述嵌合部使得所述端接区段向外移位到相对于所述配合区段的不同的平面。

2.根据权利要求1所述的触头组件，其中所述桥接构件(208)结合到所述接地触头(162)而作为整体的单件导电结构的一部分。

3.根据权利要求1所述的触头组件，其中所述桥接构件(208)连接相邻的接地触头(162)的配合区段(184)的远侧末端(206)，所述远侧末端沿着外侧(178)而嵌入到所述保持件(158)中，并且所述桥接构件(208)由所述保持件包封在所述保持件的外侧和相对的内侧(176)之间。

4.根据权利要求3所述的触头组件，其中相邻的接地触头(162)的配合区段(184)是平面的、并且沿着所述保持件(158)的外侧(178)延伸，所述配合区段的远侧末端(206)在内部方向(220)上延伸到所述保持件的内部区域(222)中，使得连接所述远侧末端的桥接构件(208)布置在所述保持件的外侧和内侧(176)之间的保持件的内部区域中。

5.根据权利要求1所述的触头组件，其中所述保持件(158)具有介电的包覆模制本体(186)，所述接地触头(162)和所述信号触头(160)至少部分地嵌入到所述包覆模制本体中，从而将所述接地触头和所述信号触头保持就位。

6.根据权利要求1所述的触头组件，其中所述电连接器(100)是插头连接器，所述保持件(158)的前端(164)被配置为插入到配合插座连接器(102)的开口(136)中，并且所述桥接构件(208)被配置为使得所述配合插座连接器的开口内的插头连接器的接地触头(162)共电位。