CN110635315A - 连接器模块及其闸刀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接器模块结构。该连接器模块设置在一系统上，可与至少一功能模块形成连接。该连接器模块还提供侧向连接功能，可以其连接端子与邻近或非邻近的单一或多个指定连接器的特定连接端子形成电性连接。

Description

连接器模块及其闸刀

技术领域

本发明涉及一种连接器模块，特别地涉及一种提供跨功能模块能力的连接器模块，以及用以提供该跨功能模块能力的闸片。

背景技术

在工业控制上，将各种控制电路形成功能模块，利用将不同功能模块加入控制系统中或自控制系统移除的方式，可以满足以单一系统提供不同应用的目的。为满足能够随时加入或移除特定模块的目的，各功能模块上需要提供连接器，在该连接器上提供位于特定位置的特定数量接触端子，以供插接在具有相同数量与位置的连接端子的控制系统端连接器上。这种连接器通常形成所谓“金手指”形式，系统端的连接器提供一连接器槽，槽中设置多个等距的连接端子，各端子的弹片提供夹持能力，例如形成Y字形的弹片。在功能模块的电路板上形成一突出的连接区，在该连接区中提供多个金手指，通常是与该连接端子数量相同、位置对应的金手指。将该连接区插入该连接器槽中，使各个金手指与各个连接端子对应，即完成功能模块与系统的连结。解除连结时只需将该功能模块自连接器槽中拔出。这种金手指连接器为业界所公知。

在一般的应用上，各种功能模块通常形成扁平盒体。如果在盒体的两侧的相同位置提供相同数量的连接端子，还可供在该两侧与其他也形成盒体的功能模块形成电性连接，借以传送信号或电流。美国专利5716,241“I/O Device for a Data Bus”即公开一种具有这种具有横向连接功能的连接器模块，使用在模块盒体上。

为了应对这种功能模块的连接方式，业者也开发出一种连接器模块。该连接器模块主要形呈扁平盒体，并在盒体两侧配备多个相同位置、相同数量的连接端子，以供在该两侧与其他连接器模块盒体形成电性连接。使用在两侧的连接端子形成T字形，位于中间的垂直方向端子则形成两支弹性脚，可以夹接一外界连接端子，例如为在一电路板上的金手指。当该外界连接端子插入该垂直方向端子时，可使该外界连接端子所连接的功能模块与该T形连接端子形成电性接触。亦即，当无该垂直方向端子时，该T形连接端子可向横向导通，称为短路；当该垂直方向端子插入时，该T形连接端子可另与该外界连接端子所连接的功能模块导通。这种连接器模块可称为双通道连接器模块。

WO 00/62376A1“Inpu/Output Device Having Removable Module”即公开一种具有这种功能的连接器模块，并公开使用在该连接器模块上的T形连接端子。

美国专利公开案US 2013/0027890公开一种“Connection Module Being Capableof Serving a Bus”进一步利用多个连接器模块，形成总线结构。

利用在一组连接端子内插入一外物，改变端子连接关系的设计，也可见于美国专利7,402,058号“Plug Connector with Short Circuit Contacts”。

在现有技术中虽然提供多种形态的双通道连接器模块，但是这种连接器模块仅提供与邻近功能模块连接的功能。美国专利公开案公开一种使用在功能模块的总线结构连接器模块。该连接器模块可以将多个功能模块以总线形式连结。总线提供电源及/或信号的传输功能。但是这种形式的连接器模块并未提供跨模块的连接功能，只能与所有的功能模块形成连结。

因此，目前实有必要提供一种新颖的连接器模块，可以提供多种的连接模式，并可以利用简单的构造，达成跨功能模块的电性连接。

同时也需要一种连接器模块，可以不需改变功能模块的结构，即可利用该连接器模块达成与非邻近的特定功能模块的连接。

发明内容

本发明提供一种新颖的连接器模块结构。该连接器模块设置在一系统上，可与至少一功能模块形成连接。该连接器模块并提供侧向连接功能，可以其连接端子与邻近或非邻近的单一或多个指定连接器的特定连接端子形成电性连接。

根据本发明的实施例，所述连接器模块包括：

绝缘本体，其中开设插槽；

多个导电弹片，排列设于插槽内，各弹片具有本体、一对第一方向夹持脚以及至少一支第二方向端子，并以所述本体及/或所述第二方向端子固定在所述绝缘本体中；

所述绝缘本体对应于特定导电弹片处开设第三方向通孔，以提供一长形物体穿过，并与导电弹片形成直接或间接接触。

在本发明的优选实例中，所述第三方向与所述第一方向形成一角度，优选为约90度。在本发明的一些实例中，所述第一方向与所述第二方向为实质上反向。

连接器并可包括一闸刀。所述闸刀至少包括可沿所述第三方向沿伸的本体，以及位于所述本体一端的头部和位于所述本体另一端的一对夹脚，其中，所述夹脚可以夹持一形状与所述头部相似的物体。所述闸刀还包括至少一绝缘片，可供可移动的套设于所述本体。所述绝缘片提供至少一绝缘面，在套设于所述本体时，可在所述闸刀插入所述绝缘本体的通孔中后，阻隔所述闸刀与所述特定导电弹片的电性接触。所述绝缘片并可包括一非绝缘面，在套设于所述本体时，可在所述闸刀插入所述绝缘本体的通孔中后，不阻隔所述闸刀与所述特定导电弹片的电性接触。所述闸刀可于未套设所述绝缘片下，在插入所述绝缘本体的通孔中后，与所述特定导电弹片形成电性接触。所述闸刀可于套设所述绝缘片下，在所述闸刀插入所述绝缘本体的通孔中后，在所述绝缘片的非绝缘面面对所述特定导电弹片时，与所述特定导电弹片形成电性接触。

所述绝缘片可以提供所述闸刀在所述通孔内的定位，以确保所述闸刀与特定导电弹片的相对位置。

所述闸刀的头部可形成一对夹脚。所述闸刀的长度可以沿伸至多个连接器模块的厚度。本发明的其他实例还提供一种形成梳形的闸刀模块，所述闸刀模块包括模块本体以及多个沿与所述本体长度方向形成一角度的方向延伸的闸刀。各闸刀至少一本体，以及位于所述本体一端的头部和位于所述本体另一端的一对夹脚，其中，所述夹脚可以夹持一形状与所述头部相似的物体。

本发明的绝缘片也可以包括多个绝缘单元，各绝缘单元连接成一长条件，各绝缘单元包括位于两侧的可移除绝缘面。当任一绝缘面移除后，即形成一非绝缘面。

本发明还提供一种连接器组件，包括多个具有上述特征的连接器模块，配置于一壳体内。其中至少三个以所述第三方向紧邻排列的连接器模块的通孔互相对准。

上述及其他本发明的目的与优点，可由以下详细说明并参照所附图式，而更加清楚。

附图说明

图1示出本发明连接器模块一种实施例的应用示意图。

图2示出本发明连接器模块一种实施例的立体截面图。

图3示出一种适用在本发明的连接端子的立体图。

图4示出适用在图2实施例连接器模块的一种闸刀立体图。

图5为其绝缘片立体放大图。

附图标记说明

100 连接器组件

110 壳体

10、10A 连接器模块

11 绝缘本体

12 插槽

13、14 槽孔

21、22、23、24、25、26 连接端子

21A 连接端子

26A 连接端子

27、28 挡止块

31、32、35、36 通孔

40、40A 闸刀

41 本体

42 头部

43、44 夹脚

50 导电弹片

51 本体

52、53 第一方向夹持脚

54 夹持孔

55 第二方向端子

60 绝缘片

60A 绝缘面

60B 非绝缘面

具体实施方式

以下依据图式说明本发明连接器模块的优选实例。但需说明，本发明的优选实例，只是用来说明本发明的多种可能的结构与应用方式。本发明的内容与范围仍应以申请专利范围的记载为准。

图1示出本发明连接器模块一种实施例的应用示意图。如图1所示，本发明连接器模块一种主要功能是提供跨模块的连接，亦即与非邻近的特定功能模块/连接器模块的连接。图中示出，在一个连接器组件100中，包括多个连接器模块10、10A，配置于壳体110内。各连接器模块10、10A都包括绝缘本体11，在绝缘本体内提供插槽12，插槽12中形成多对开口相对的槽孔13、14，以逐一容纳多个的连接端子21、22、23、24、25、26。绝缘本体11、插槽12与连接端子21、22、23、24、25、26共同形成一个连接器，即是一般称为“金手指连接器”的连接器。这种连接器的结构、原理以及应用，已为已知技术。其详情不需在此赘述。

图中也示出各连接器模块10、10A在其侧面均开设多个通孔31、32、35、36。各通孔31、32、35、36贯穿连接器模块10，由其一侧面穿过插槽12而延伸到另一侧面(参见图4)。闸刀40可以从通孔31、32、35、36的一侧插入，而由另一侧伸出，并在插入后接触各别相对应的连接端子21、22、25、26。闸刀40的形状设计成可以与另一闸刀40连接。在图1所示的应用例中，连接器模块10上所插置的闸刀40可以与插置在邻近连接器模块10A的另一闸刀40A形成连接。在图中的实例中，闸刀40与连接器模块10中的连接端子21形成接触，闸刀40A与连接器模块10A中的连接端子21A形成接触，闸刀40与连接器模块10中的连接端子26形成接触，闸刀40A与连接器模块10A中的连接端子26A形成接触。因此，闸刀40、40A可将连接端子26、26A电性串连。

在图1中的实例，插槽12中所设置的连接端子、通孔等的数量、形状、尺寸与位置，均非任何技术上的限制。应用时可以根据需要而决定。但连接端子21、22、25、26优选具有夹持能力，以夹持已知的金手指，形成稳固的电性连接。

在图1中，三个连接器模块10、10A以其侧面紧邻排列，并使其通孔31、32、35、36互相对准。但本领域技术人员均知，如要使相邻的连接器模块中的连接端子形成电性接触，只需相邻的两个连接器通孔互相对准，或只在相邻的两个连接器开设对准的通孔。如要使相邻的三个连接器模块中的连接端子形成电性接触，只需相邻的三个连接器通孔互相对准，或只在相邻的三个连接器开设对准的通孔。且在后者的实例中，使用本发明的绝缘片，配置在中间连接器模块所插置的闸刀，可使两旁的连接器模块的连接端子形成电性接触，但不与中央连接器的连接端子形成电性接触。再者，通孔可选择特定的连接端子开设，也可对所有的连接端子都开设。只要对特定连接端子的通孔不插设闸刀，或插设的闸刀上配置绝缘片，就不会该端子通过闸刀与其他连接器模块的连接端子形成电性连接。

图2示出本发明连接器模块一种实施例的立体截面图。图中示出的是将连接器模块10的上半部切除以后所见的情形。图中示出闸刀40完全插入通孔31、32后，闸刀40与通孔31、32及连接端子21、22的相对关系。

图2所示出的连接器模块10可以应用于一系统的主机板(未图示)上，用来将该系统与一功能模块(未图示)形成连接。图中虽然没有示出主机板与功能模块，但本领域技术人员均知，该主机板可以位于该连接器模块10的下方(图中的下方)，而该功能模块也形成于一主机板上，主机板的特定边缘区域可配备一组金手指。将该金手指插入于连接器模块10的插槽12内，使其金手指与各连接端子21、22、23、24、25、26对准，接触，就可使该功能模块透过连接器模块10与该系统形成电性连接。

不过，在本发明的特定实例中，连接器模块10也可不电性连接任何主机板，而只是单纯的连接器模块，用来与一功能模块形成电性连接，并利用该闸刀与其他相同或相似的连接器模块上所插置的另一功能模块形成电性连接。

不论是何种应用，本发明的连接器模块10均提供侧向连接功能，可以其连接端子与邻近或非邻近的单一或多个指定连接器的特定连接端子形成电性连接。

为提供上述功能，根据本发明的优选实施例，连接器模块10的绝缘本体11内开设插槽12，在插槽中配置多个连接端子21、22、23、24、25、26，排列设于插槽内，以与待插入的功能模块上的多个对应端子，例如前述金手指，形成接触。连接端子21、22、23、24、25、26具导电性，并优选具备弹性。以已知的导电弹片形成连接端子21、22、23、24、25、26，都属适用。适用的材料包括各种导电材料，例如铜、黄铜、铁、不锈钢、铝等金属或其合金，也可为在表面涂布导电材料的结构体。

图3即示出一种适用在本发明的连接端子的立体图。图中所示出的连接端子为导电弹片50。导电弹片50具有本体51、一对第一方向夹持脚52、53以及一支第二方向端子55。导电弹片50可以其本体51及/或第二方向端子55固定在绝缘本体11中。连接器模块10的绝缘本体11通常为以绝缘材料，例如塑胶、橡胶、树脂、加工金属或金属氧化物等制成的块状物。其插槽12中开设槽孔13、14，以容纳连接端子21、22、23、24、25、26。一种常用的制作方法是将连接端子21、22、23、24、25、26排列在模具中，在模具中灌入绝缘本体11的材料，形成绝缘本体11与连接端子21、22、23、24、25、26的结合体。相关制法、材质以及结构，均为已知技术，其详情在此不需赘述。

导电弹片50的夹持脚52、53向第一方向X延伸，各对夹持脚52、53形成夹持孔54，用以夹持待插入的连接端子，例如前述金手指。在特定的应用例中，在第一方向X上并不形成一对夹持脚52、53，而只形成一夹持端子。利用该端子与插槽12槽壁所形成的空间，夹持待插入的连接端子。第二方向端子55向第二方向Y延伸。图中示出第二方向Y与第一方向X实质上形成的夹角θ为直角。但本领域技术人员均知，夹角θ可为任何角度，包括平角。第二方向端子55可以用来作为连接端子，与连接器模块10所固定的主机板上的电路形成电性连接。但也可以仅提供固定的功能。

现回到图2。图2中另外示出绝缘本体11在其侧面对应于导电弹片(连接端子21、22)处开设通孔31、32。通孔31、32的延伸方向(第三方向Z)与夹持脚52、53的延伸方向(第一方向X)形成直交。通孔31、32可供闸刀40通过，并使闸刀40在插入后与导电弹片形成直接或间接接触。通孔31、32也可使任何闸刀以外的长形物体穿过，并与导电弹片形成直接或间接接触。所称直接接触是例如使闸刀40与对应的导电弹片形成电性接触。所称间接接触是例如使闸刀40透过一物体，例如前述绝缘片，与对应的导电弹片形成接触。在本实例中，通孔31、32的延伸方向与夹持脚52、53的延伸方向形成直交，单纯只是因为夹持脚52、53的延伸方向是向图中的上方。当其延伸方向(第一方向X)并非向上，例如斜向时，两者即不会形成直交。亦即，该角度取决于应用上的需要，并非任何技术限制。

在通孔31、32处，另可以利用挡止块27、28来固定闸刀40，确保闸刀40与对应的连接端子21、22的相对位置。挡止块27、28可以因应通孔31、32是否插置闸刀40而提供不同的形状设计。以在未插置闸刀40时，塞紧通孔31、32，避免灰尘、昆虫、杂物等进入。

本发明利用一闸刀40来定义不同连接器模块间的电性接触关系。图4示出适用在图2实施例连接器模块的一种闸刀立体图。图5为其绝缘片立体放大图。如图4所示，闸刀40包括可沿该第三方向沿伸的本体41，以及位在本体一端的头部42和位在该本体另一端的一对夹脚43、44。在图2的实例中，夹脚43、44形成相对的弹片，两者的间距可以用来夹持一物体。根据本发明，夹脚43、44形成可以用来夹持一形状与头部42相似的物体，特定而言，即另一闸刀的头部。在本发明的特定实例中，头部42也可以形成夹脚，例如与夹脚43、44相同的形状，而与另一闸刀的头部夹脚互相夹持。在图4的实施例中，闸刀40的本体41形成一凸起部，以提高与导电弹片50(连接端子)的接触稳定性。闸刀40的形状设计，可以因应使用上的便利性，加以变化。

在图2、图4的实例中，闸刀40的长度恰足以供两组连接器模块作电性连接。但在本发明其他实例中，闸刀40的长度恰足以供两组以上的连接器模块，例如三组、四组等，作电性连接。

闸刀40可与一个或多个绝缘片60配合，决定闸刀40与对应的连接端子21是否形成直接接触(电性接触)。绝缘片60为电绝缘材料制成的套体，内部提供中空的空间，使绝缘片60以可移动的方式套设于闸刀40本体41。

根据本发明的设计，绝缘片60提供绝缘面60A与非绝缘面60B。绝缘面60A可包括绝缘层。将绝缘片60于套设于闸刀40的本体41，使绝缘面60A面对对应的连接端子21，并将闸刀40插入绝缘本体11的通孔31中，绝缘层/绝缘面60A即可阻隔闸刀40与对应的连接端子21，使两者不形成电性接触。绝缘片60的非绝缘面60可包括开口，将绝缘片60于套设于闸刀40的本体41，使非绝缘面60B面对对应的连接端子21，并将闸刀40插入绝缘本体11的通孔31中，非绝缘面60B即不阻隔闸刀40与连接端子21，使两者形成电性接触。此外，闸刀40也可在未套设绝缘片60时插入绝缘本体11的通孔31中。此时因为并无绝缘面60A阻隔，固闸刀40可与连接端子21形成电性接触。该闸刀可于套设该绝缘片下，在该闸刀插入该绝缘本体的通孔中后，在该绝缘片的非绝缘面面对该特定导电弹片时，与该特定导电弹片形成电性接触。

绝缘片60可以形成与通孔31、32、35、36的形状配合(form-fit)，提供支撑功能，以稳固闸刀40于通孔31、32、35、36内的定位，用来确保闸刀40与特定导电弹片(即其连接端子21、22、25、26)的相对位置。

绝缘片60也可以形成具有框架的袋体。在绝缘片60的两侧框架上均形成绝缘层，并使该绝缘层在相对于框架折弯后可以折断而移除。即可制成接触关系可变的绝缘片60。换言之，将一侧的绝缘层移除后，就使该侧形成非绝缘面，提供闸刀与导电弹片的直接接触或电性接触。在不移除该绝缘层时，该侧就形成绝缘面，提供闸刀与导电弹片的间接接触或非电性接触。

在本发明的一些实例中，并不需使用绝缘片60。例如，在前述的实例中，闸刀40的本体包括一凸起部。因此，改变该凸起部的凸起方向，就可以决定闸刀40是否与特定的连接端子21、22、25、26形成电性接触。

使用多个的闸刀40，以互相连结的方式插置在各连接器模块10的一串对准的通孔，并利用绝缘片60的绝缘面朝向，或闸刀40凸起部的朝向的改变，使该串闸刀与特定的多个连接器模块10的连接端子形成不同的电性接触与电性绝缘组合，就可以达成本发明所要提供的跨模块电性连结。所形成的连结不限于相邻两模块的连结，也包括不相邻的模块的连结。

如前所述，闸刀40的长度并不限于连接两组相邻的连接器模块。使用长度超过两组相邻的连接器模块连接所需的长度，可以提供插置在多组连接器模块的应用。

本发明的其他实例也包括一种形成梳形的闸刀模块。该闸刀模块可包括一模块本体以及多个沿与该本体长度方向形成一角度的方向延伸的闸刀。各闸刀至少一本体，以及位于该本体一端的头部和位于该本体另一端的一对夹脚，该夹脚可以夹持一形状与该头部相似的物体。各闸刀在对应于一组或多组连接器模块的导电弹片之处形成凸出部，以与各导电弹片形成直接接触或间接接触。

在上述的应用中，绝缘片60也可以包括多个绝缘单元，各绝缘单元连接成一长条件，各绝缘单元包括位于两侧的可移除绝缘面。当任一绝缘面移除后，即形成一非绝缘面。

如上所述的连接器模块，不需改变已知连接器的结构，例如已知金手指连接器的结构，即可达成使不相邻的特定连接器模块间，形成电性连接的目的。所能连接的连接器模块几乎没有数量的限制，大大提升连接器模块的连接能力与自由度。

Claims (7)

1.一种连接器模块，包括：

绝缘本体，其中开设一插槽；

多个导电弹片，排列设于插槽内，各弹片具有弹片本体、第一方向夹持脚以及至少一支第二方向端子，并以所述弹片本体及/或所述第二方向端子固定在所述绝缘本体中；

至少一闸刀，所述闸刀至少包括可沿第三方向沿伸的闸刀本体以及位于所述闸刀本体一端的头部和位于所述闸刀本体另一端的一对夹脚，其中，所述夹脚可以夹持一形状与所述头部相似的物体，其中，所述第三方向与所述第一方向形成一角度，

所述闸刀本体包括凸起部，通过改变所述凸起部的凸起方向，决定所述闸刀与特定导电弹片是否形成接触，并且

所述绝缘本体侧面对应于特定导电弹片处开设第三方向通孔，以提供所述闸刀穿过，并使闸刀依据所述凸起部的凸起方向接触或不接触所述导电弹片。

2.如权利要求1所述的连接器模块，其中，所述闸刀的头部形成一对夹脚。

3.如权利要求1所述的连接器模块，其中，所述第三方向与所述第一方向形成的角度约为90度。

4.如权利要求1所述的连接器模块，其中，所述第一方向与所述第二方向为实质上反向。

5.如权利要求1所述的连接器模块，其中，所述第一方向夹持脚包括一对夹持脚。

6.一种连接器组件，包括多个如权利要求1到5中任一项的连接器模块，配置于一壳体内；其中至少三个以所述第三方向紧邻排列的连接器模块的通孔互相对准。

7.如权利要求6所述的连接器组件，其中，所述闸刀的长度沿伸至多个连接器模块的厚度。

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