CN106575841A - 具有密封壳体的高速连接器 - Google Patents

Abstract

一种高速连接器组件包括互相接合的两个连接器半部，所述两个连接器半部各自保持在相应的互相接合的第一连接器壳体和第二连接器壳体内。两个连接器半部各自包括多个导电接触件，所述多个导电接触件布置成至少两个直线排且至少部分地由一导电接地屏蔽体包围。所述两个连接器壳体是圆筒形，且当所述两个连接器通过沿一轴平移而彼此接合的同时，所述两个连接器壳体以一圆形方式彼此接合。所述两个连接器壳体为所述两个连接器半部提供一密封的环境。

Description

具有密封壳体的高速连接器

相关申请

本申请主张于2014年8月6日的美国专利申请US14/453211的优先权。

技术领域

本申请概括而言涉及高速连接器，尤其涉及包围在密封壳体内的高速连接器。

背景技术

高速连接器(诸如SAS连接器和HDMI连接器)通常应用于利用电路板安装连接器的装置中且这些装置在它们工作时都是静态的装置，即，这些装置用于内部没有外部作用力施加于它们的稳定的环境中。希望在动态环境(诸如车辆和飞机)中结合这些类型的连接器，且由此，必须确保的一个条件是多个连接器在对接时相对环境是密封的且避免受到可引起所述多个连接器脱离对接并分离开的振动和其它外部作用力。一种连接器的规范(尤其用于军用领域)是D38999规范，D38999规范要求连接器避免受到来自环境因素的影响且是快速的连接/连接解除类型的连接器。

典型的D38999连接器采用布置在两个连接器壳体半部中的一个的一针用区域中的多个导电针以及位于另一连接器壳体半部中的多个针插座。这些针可以弯折，而针区域必须费心的设计，以为连接器获得选定的电气特性，这增加了整个连接器的成本。此外，针对合适的高速运行，对于针区域有效的小面积可能导致在设计针布局上的问题。符合SAS规范和HDMI规范的高速连接器由于它们的屏蔽结构而具有令人满意的电气特性，但是未设置有满足军用规范要求的外部结构。此外，这些扁平类型的连接器需要它们的接触件能够获得的一包围的接地结构，以用于令人满意的耦合。因此，存在着对这样一种高速连接器的需求，该高速连接器能合适地满足军用规范标准且其中连接器半部各采用用于可靠接地的一内部屏蔽体。

发明内容

因此，本申请面向一种连接器组件，其尤其适用于这样的应用和抗振动同时还具有快速连接/连接解除能力。

相应地，提供了一种屏蔽的连接器组件，其适用于动态环境且针对对接而保持高速连接器的部分就位。

在根据采用HDMI类型的连接器的一实施例中，所述连接器组件包括两个相互接合的公型连接器构件和母型连接器构件。各连接器构件包括具有多个导电接触件的一连接器半部，这些接触件以至少两排直线布置。两个连接器半部分别包括相对的互相接合的公型对接刀片型部和母型插座部。所述连接器构件的两个连接器半部之间的对接通过一轴向的直线运动来实现，就像将公型对接刀片型部推入母型插座部中一样。为了提供屏蔽以增强连接器组件的高速性能，各连接器半部具有与其相关的一接地屏蔽体，所述接地屏蔽体保持在相关的连接器构件内。所述连接器的接触件及其周围的接地屏蔽体在直线连接运动过程中对接在一起。

连接器半部及其接地屏蔽体设置在内部绝缘的连接器壳体内，所述连接器壳体保持在所述连接器构件内。这些连接器壳体半部从相反端设置于连接器半部且优选地作为一整体(assembly)由一个或多个固持环保持在它们相关的连接器构件内，这种结构允许内部的连接器半部及其绝缘的壳体在其连接器构件内作为一体件旋转。处于外部的连接器构件可以是导电的且包括容易对接的带有螺纹的环体，当旋转处于外部的构件时，所述带有螺纹的环体允许所述两个连接器半部之间直线接合。

连接器外壳优选设置有作为一种接合手段的外部螺纹，且一个外壳大于另一个外壳，从而所述两个外壳可容易地以一种可伸缩的形式接合，同时一个外壳在另一个外壳之上延伸。在这种方式下，所述外壳可设置有O形环或其它类型的环境封闭件。为了给两个高速连接器半部提供增强的接地，与两个连接器外壳的其中之一相关的两个接地屏蔽体中的至少一个具有完全延伸穿过连接器壳体插件的一长度。进一步地，这个长度等于或大于两个连接器外壳上的外部螺纹的最长长度。这提供了横跨约连接器长度的一半的一接地屏蔽体。

在根据本申请原理的一连接器组件的另一实施例中，其尤其适合用于一SAS类型的连接器对，设置两个连接器半部，一个这样的连接器半部是支撑至少两对接刀片的一公型插头连接器，而另一连接器半部是具有限定于其内的两个卡收容槽的母型插座连接器。两个连接器半部均具有导电的外部屏蔽体，插头连接器半部的外部屏蔽体采用一导电壳体的形式，导电壳体包围作为其对接刀片的一对电路卡，而插座连接器半部采用一中空的屏蔽罩形式，中空的屏蔽罩连接于一电路板。两个屏蔽体均由绝缘壳体包围，绝缘壳体用于将连接器半部及其相关的屏蔽体定位在其各自的外部的连接器外壳内。绝缘壳体也优选地通过保持环保持就位在连接器外壳中，从而外壳在对接和解除对接过程中可被旋转。插头连接器半部至少稍向前突出连接器外壳的前缘，以限定用于初始粗略地(initial gross)与插座连接器对接的一引入突出部。两个屏蔽体互相接合且提供具有比两个外壳中的任何一个的长度大的长度的一屏蔽对接结构。

通过了解如下的详细说明，将清楚地理解本申请的上述和其它目的、特征和优点。

附图说明

通过参考下面的结合附图的详细说明，可以最佳地理解本申请在结构和运作上的组织及方式以及其进一步的目的和优点，在附图中类似的附图标记表示类似的元件，并且在附图中：

图1是根据本申请原理构造的一连接器组件的一立体图，且连接器组件利用SAS类型的连接器半部，其中连接器组件的两连接器构件在一面板的相反侧对接在一起；

图1A是图1的连接器组件的一立体图，但是其中所述组件反向，以示出安装于面板的另一侧的连接器构件；

图2是与图1相同的视图，但是其中公型连接器构件与固定于面板的连接器构件的接合解除；

图2A是与图2相同的视图，但是其中与面板接合的母型连接器构件拧下；

图3是图1的连接器组件的右半部或母型连接器构件的一分解图；

图3A是图1的连接器组件的左半部或公型连接器构件的一分解图，其中为了清楚起见，内部壳体和连接器外壳移除；

图3B是与图3A相同的视图，但是其中为了清楚起见，应用于连接器半部的后保护罩和内部壳体以及外壳分解开；

图4是图1的连接器组件的为随后的对接而对准在一起的两连接器构件的局部截面图；

图4A是与图4相同的视图，但是其中为了清楚起见，用连接器壳体的截面图示出图1的连接器组件的接触布置；

图5是与图4相同的视图，但是其中两连接器构件对接在一起；

图6是根据本申请的利用HDMI类型的连接器半部的连接器组件的另一实施例的一立体图；

图6A是与图6相同的视图，但是其中两个连接器构件彼此解除接合；

图7是图6的连接器组件的公型连接器构件的一分解图；

图7A是与图7相同的视图，但从相反方向进行观察；

图8是图6的连接器组件的母型连接器构件的一分解图；

图9是图6的连接器组件的为随后的对接而对准在一起的两连接器构件的截面图；

图9A是与图9相同的视图，但是其中两连接器构件对接在一起；

图10是图6的连接器组件的公型连接器构件的一前视图；以及

图11是图6的连接器组件的母型连接器构件的一前视图。

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具体实施例，同时理解的是，本说明书应视为本发明的原理的一示例且不意欲将本发明限制于本文所示出的图样。

由此，参照的特征或方面旨在描述本发明的一实例的一特征或方面，并不暗示本发明的每个实施例都必须具有所描述的特征或方面。而且，应注意的是，说明书列举了很多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出潜在的系统设计，但是这些特征也可以用于未明确公开的其它组合。因此，除非另有说明，所描述的组合不意欲是限制。

在图中所示出的实施例中，用于解释本申请中不同部件的结构和运动的方向指示(诸如上、下、左、右、前和后)是相对的而不是绝对的。当部件处于图中所示的位置时，这些指示是恰当的。但是，如果部件位置的说明发生变化，那么这些指示也将会相应地发生变化。

图1示出根据本申请原理构造的安装于一面板21的一连接器组件20。连接器组件20包括能够对接的第一连接器构件22和第二连接器构件23，第一连接器构件22和第二连接器构件23可分别连接于第一线缆24和第二线缆25且用于利用面板21的应用中。各个这样的线缆24、25包含多个导线(未示出)。图1A示出连接器组件20的最右边的或第二连接器构件23的后端，并示出第二连接器半部(half)32安装于一电路板36的结构，且电路板36具有多条导线26，所述多条导线26端接于电路板36并从电路板36延伸，但是所述多条导线26未被包围在任何外部线缆内。

第二连接器构件23是连接器组件20的插座半部，且包括一插座连接器半部32，插座连接器半部32具有一本体，本体具有限定在其内的设置为收容一对相应的电路卡71a、71b的两个水平电路卡收容槽38，电路卡71a、71b作为相对的对接的公型连接器半部70的对接刀片。插座连接器半部32安装于一电路板36，插座连接器接触件39的尾部39a延伸穿过电路板36上的孔洞(或导孔)以接触电路板36上的电路。导线26设置且端接于这些电路，以将插座连接器半部32的接触件39连接于整个系统中使用的其它电子器件。为了给插座连接器半部32和它相关的公型或插头连接器半部70提供屏蔽，一细长的导电屏蔽罩33用于包围插座连接器半部32。屏蔽罩33具有顶壁、底壁、后壁、以及多个侧壁，顶壁、底壁、后壁、以及多个侧壁冲压成型以形成为一矩形包围体，矩形包围体具有一中空内部34和在屏蔽罩33的前端设置于其上的一开口35。如图4A所示，一连接螺钉46设置且延伸穿过电路板36上的一开口并进入到一固持螺母47中，固持螺母47优选被固定在插座连接器半部32的绝缘本体内。螺钉46有助保持插座连接器半部32和屏蔽罩33就位于电路板36上。

屏蔽罩33为连接器组件20的对接的接触件39提供一参考接地，而且还防止高速数据传输过程中的EMI(电磁干扰)的发射。为了将插座连接器半部32正确地定位在第二连接器外壳30内，设置一绝缘的内部壳体48。内部壳体48具有沿所示的中心线彼此对接的两半部49a、49b，但是其它形式的接合也可使用。内部壳体48包含多个通道或槽44、45，所述多个通道或槽44、45收容连接螺钉46、屏蔽罩33和/或插座连接器半部32的安装尾部，所述安装尾部可突出超过电路板36的底表面。侧槽44a也能可使用，以接合电路板36的侧面，且优选地，内部壳体48具有一前止挡面50或肩部，前止挡面50或肩部抵靠电路板36的前端51，以固定电路板36的位置且使电路板36在第二连接器外壳30内连接插座连接器半部32。挤压肋部(未示出)可设置成布置在内部壳体的这些槽的内部，以稳固地接合屏蔽罩33。

内部壳体48示出为具有一阶梯状轮廓，其限定一前部53和一后部54以及一居间的肋部56，居间的肋部56抵靠第二连接器外壳30的一相对肩部58的内表面。一个或多个固持环60示出为接合内部壳体48的前部53并将内部壳体的前部53固定在第二连接器外壳30内。第二连接器外壳30的外部具有终止于一径向的凸缘62的一螺纹本体部，凸缘62可置于抵靠接触安装连接器组件20的面板21。凸缘62可支撑一弹性的O形环64等在背对面板21的槽或沟槽63中。第二连接器外壳30经由一螺纹锁紧螺母65保持就位在面板20上。

图3A至图5示出第一连接器构件22，第一连接器构件22收容连接器组件20的公型连接器半部70。这个公型连接器半部70(图3A)包括一对竖向分隔开的电路卡71a、71b，电路卡71a、71b支撑在一导电的连接器壳体72内，连接器壳体72具有一大体矩形的前部76和一更大的大体梯形结构的后部77，后部77收容多条线缆24。因此，导电的连接器壳体72用作包围第一连接器半部70的一接地屏蔽体。公型连接器半部70的前部76为中空且优选尺寸设置成装配在屏蔽罩33的收容插座连接器半部32的中空的内部34内。以带有多个分隔开的弹簧指部75的矩形圈(collar)形式的一EMI垫片74在当第一连接器构件22和第二连接器构件23对接在一起时垫片的指部75将接触屏蔽罩33的内壁的位置设置在连接器壳体72上。内部壳体78的一保护罩80设置为接合连接器壳体72的后部77，且保护罩80可模制在连接器壳体72上面和上方或形成为一独立的元件压制在连接器壳体72的前部77上。对于这个连接器半部以及下面的其它两连接器半部，内部壳体均由从连接器半部的相对两端应用的两部分形成。

如图3A和图4所示，使用一绝缘的内部壳体78，以包围公型连接器半部70的后部77直到保护罩80的前端。内部壳体78向前延伸正好到EMI垫片的弹簧指部75的端部的后方。内部壳体78的前部82包括一周向沟道或边缘84，周向沟道或边缘84接合第一连接器外壳28的一内肩部91。固持环(未示出)可用于以这样一种方式将内部壳体78和公型连接器半部70固持就位在第一连接器外壳28内，即内部壳体78和连接器半部70作为整体在第一连接器外壳28内旋转。相反地，这种旋转的安装允许外部的连接器外壳28、30在它们的内部连接器半部32、70上旋转。第一连接器外壳28和第二连接器外壳30通过第一连接器外壳28在第二连接器外壳30上旋转而行进到互相对接接合。在该实施例中，公型连接器半部70的前对接端94部分地突出超过第一连接器外壳28的前缘93，以允许对准并引导进入插座连接器半部32。如图5所示，两连接器半部32、70的对接屏蔽体33、72的长度具有一长度L，长度L大于两连接器外壳28、30的任一长度L1、L2以及当两连接器外壳28、30彼此对接时的连接器外壳28、30的长度L3。通过提供封闭在连接器外壳28、30内的能够对接的导电壳体或屏蔽体33、70，SAS类型的连接器的高数据传输是可实现的且具有最小的干涉串扰和噪声。

图6至图11示出了根据本申请原理的高速连接器组件100的另一实施例。该实施例尤其适用供HDMI类型的连接器半部使用。如图6所示，连接器组件100包括具有螺纹本体和内孔的第一连接器外壳144和第二连接器外壳112，两连接器外壳中的一个连接器外壳144的本体和孔大于另一连接器外壳112的本体和孔，从而连接器外壳144可伸缩地接合另一连接器外壳112。两连接器外壳144、112螺纹连接在一起，从而一旦两个连接器外壳144、112彼此对准，外部的第二连接器外壳144可在内部的第一连接器外壳112上旋转，以使外部的第一连接器外壳144使它的内部部件(即第一(公型)连接器半部130)向前进入到与相对的第二(母型)连接器半部104对接接合。

第二连接器外壳112收容一母型或插座连接器半部104。如图7至图8的分解图所示，插座连接器半部104包括一接地屏蔽体105，接地屏蔽体105大体包围第二连接器半部104，且插座连接器半部104还包括一延伸部105a，延伸部105a设置为收容第一连接器半部130的一类似的延伸部133。接地屏蔽体105保持在一后保护罩108内，后保护罩108包覆线缆导线的端接区域和插座连接器的接触尾部。一圆筒形的绝缘的内部壳体107(其收容后保护罩108)包围插座连接器半部104和它的接地屏蔽体105的余下部分(balance)。类似于第一实施例，内部壳体107具有一周向肋部(rim)111，周向肋部111抵靠设置在第二连接器外壳112的内部内的一内侧肩部120。在设置在内部壳体107和第二连接器外壳112之间的环形沟道124内安置有一可变形环122，当第一连接器外壳144的前缘145带进与可变形环122接触时，可变形环122提供对连接器组件100的密封。一固持环109设置为将内部壳体的前部110和后保护罩108保持就位于第二连接器外壳112内，且一固持环109沿后保护罩108的后面设置。这种固持允许内部壳体107、插座连接器半部104以及接地屏蔽体105作为一整体在第二连接器外壳112内旋转，且进一步允许两个连接器外壳112、144以如上所述的方式对接。

转向图8至图9A所示，第一(公型)连接器半部130收容在它相关的接地屏蔽体132和延伸部133内且端接于线缆134的导线。第一连接器半部130也包围在一两件式的内部壳体136内，内部壳体136包括一后保护罩137和一前部138，后保护罩137和前部138在结构上均为圆筒形。后保护罩137具有周向肋部134，在前部138的后端置于周向肋部134上。一固持环143设置为抵靠后保护罩137，以将内部壳体136保持就位在第一连接器外壳144内，从而一内部壳体的肋部140抵靠第一连接器外壳144的一内侧肩部152。在第一连接器外壳144和它的外部螺纹环体150之间的空间内存在有一保持组件，保持组件包括一垫片间隔环146和保持件147，保持件147将第一连接器外壳144保持于外部环体150，从而第一连接器外壳144和它的内部部件能够相对外部环体150旋转。一波形的弹簧149进一步设置在该空间内且弹簧149迫使第一连接器外壳144接触第二连接器外壳112的弹性密封环122，以提供一环境上的密封。本实施例的接地屏蔽体105、132各优选具有各自的长度，所述长度不会延伸超出它们各自的连接器外壳的前缘且当两个连接器外壳对接在一起时使结合长度比两个连接器外壳中的任何一个的长度长。

在这种方式下，这些连接器的高速运行可以用最低成本实现，因为针对各公型和母型连接器半部的相应多个(each plurality of)接触件，仅一个接地被设置，而不是为每个单独(each single)的接触件提供接地(如果导电针用于接触件就是这种情况)。所述连接器的内部壳体均不导电，且因此连接器外壳均可由一导电材料形成或电镀有一导电材料，从而为本申请的连接器组件提供一外部的接地，该外部的接地与连接器外壳连接的线缆的外部接地相匹配。

尽管示出并说明了本申请的优选实施例，但是可以设想到的是，本领域技术人员在不脱离前述说明书和随附的权利要求的精神和范围的情况下可作出各种修改。

Claims (16)

1.一种连接器组件，所述连接器组件包括：

一第一连接器外壳，具有一第一纵轴；

一第二连接器外壳，与所述第一连接器外壳相互接合且具有一第二纵轴；

一第一连接器壳体，由一绝缘材料形成且被支撑在所述第一连接器外壳内；

一第二连接器壳体，由一绝缘材料形成且被支撑在所述第二连接器外壳内；以及

一第一连接器半部，由所述第一连接器壳体支撑，且包括至少排列成分隔开的两排的多个第一接触件，所述至少两排中的每一排相对所述第一纵轴横向延伸，所述第一连接器半部包括一母型插座部和具有一中空内部的一第一接地屏蔽体，所述第一接地屏蔽体包围所述多个第一接触件；

一第二连接器半部，由所述第二连接器壳体支撑且具有至少排列成分隔开的两排的多个第二接触件，所述至少两排中的每一排相对所述第二纵轴横向延伸，所述第二连接器半部包括一公型对接部和具有一中空内部的一第二接地屏蔽体，所述第二接地屏蔽体包围所述多个第二接触件，所述多个第一接触件和所述多个第二接触件设置在它们各自的连接器半部内，从而所述多个第一接触件和所述多个第二接触件互相接合且所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体互相接合，所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体具有一结合长度，所述结合长度大于所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳中的至少一个的长度；

所述第一连接器壳体和所述第二连接器壳体包括多个互补的相互接合元件，所述互补的相互接合元件使所述第一连接器半部和所述第二连接器半部在对接之前彼此对准，而且在对接过程时，其中所述第一连接器壳体和所述第二连接器壳体可旋转地安装在所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳内，由此在使用时，所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳中的一个在所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳中的另一个之上的旋转引起所述第一连接器半部和所述第二连接器半部沿所述第一纵轴和所述第二纵轴中的至少一个朝向彼此地平移。

2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，一第一内部壳体安装于并支撑所述第一连接器半部，而一第二内部壳体安装于并支撑所述第二连接器半部。

3.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一内部壳体和所述第二内部壳体各自包括一肋部，而所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳各自包括内侧肩部，所述第一内部壳体的肋部和所述第二内部壳体的肋部抵靠接合所述第一内侧肩部和所述第二内侧肩部。

4.根据权利要求3所述的连接器组件，还包括：

一第一固持环，其在所述第一内部壳体的后部接合所述第一连接器外壳且固持所述第一内部壳体；以及

一第二固持环，其在所述第二内部壳体的后部接合所述第二连接器外壳；

其中，所述第一固持环和所述第二固持环允许第一内部壳体和所述第二内部壳体与所述第一连接器半部和所述第二连接器半部作为整体在各自的第一连接器外壳和第二连接器外壳内旋转运动。

5.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体的其中一个包括一多壁的中空包围体，所述中空包围体大体包围相应的所述第一连接器半部或所述第二连接器半部。

6.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体的其中一个包括安装于一电路板的一屏蔽罩，所述屏蔽罩具有设有一开口的一前端，其中所述连接器半部位于所述屏蔽罩内且与所述前端向后地隔开。

7.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体的其中一个包括一导电壳体，所述导电壳体将竖向分隔开的两个对接刀片支撑在所述导电壳体内。

8.根据权利要求7所述的连接器组件，其中，所述导电壳体包括支撑在其上的一EMI垫片，用于接触一相对的连接器的一屏蔽罩。

9.根据权利要求7所述的连接器组件，其中，所述导电壳体具有一较小的前部和一较大的后部。

10.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器半部和所述第二连接器半部均为SAS类型的连接器。

11.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一连接器和所述第二连接器均为HDMI类型的连接器。

12.根据权利要求2所述的连接器组件，其中，所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳都是导电的且围绕所述第一内部壳体和所示第二内部壳体以及所述第一连接器半部和所述第二连接器半部提供一外部屏蔽。

13.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体分别与所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳成凹入设置。

14.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第二接地屏蔽体在长度上大于所述第二连接器外壳，从而所述第二接地屏蔽体的一部分突出并超过所述第二连接器外壳的一前缘。

15.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述第一接地屏蔽体和所述第二接地屏蔽体以一第一长度轴向延伸穿过所述连接器组件，所述第一长度大于所述第一连接器外壳和所述第二连接器外壳中的任何一个的一第二长度。

16.根据权利要求2所述的连接器组件，其中，

所述第一内部壳体和所述第二内部壳体各自包括：一后保护罩，其包围线缆导线的一部分；以及一前部；

其中，所述第一内部壳体的前部和所述第二内部壳体的前部互相抵靠。