CN110959231B - 电连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器组件提供两部件之间的一铰链，诸如增强眼镜的一镜框部件和一镜腿部件之间的一铰链。所述组件包括能相对彼此转动的均公母同体的第一连接器和第二连接器。各连接器包括设置于一非导电的支撑体上的一导电的电气端子。各电气端子包括一主体和从主体延伸的一可屈曲的接触臂以及从接触臂突出的一接触突起。接触臂能屈曲进入支撑体中的一槽中。在转动期间，各臂上的接触突起与另一连接器的主体保持接合。

Description

电连接器组件
相关申请
本申请主张于2017年8月16日提交的美国临时专利申请US62/546251的优先权，其通过援引其整体并入全文。
技术领域
本发明涉及电连接器组件领域，更具体地涉及具有一铰链元件的电连接器组件。
背景技术
具有一铰链元件的电连接器组件适合用在相对彼此转动的至少两个元件之间，并且在转动期间或之后保持两个元件之间的电接触。这些类型的连接器组件通常与转动的铰链连接的显示设备(display)、滑环一起使用，滑环通常使用一转动接触环和一可挠曲(deflectable)的接触件。
发明内容
一种电连接器组件提供两部件(诸如增强眼镜的一镜框部件和一镜腿部件)之间的一铰链。所述组件包括能相对彼此转动的均公母同体(hermaphroditic)的第一连接器和第二连接器。各连接器包括设置于一非导电的支撑体上的一导电的电气端子。各电气端子包括一主体和从主体延伸的一可屈曲(flexible)的接触臂以及从接触臂突出的一接触突起。接触臂能屈曲(flex)进入支撑体中的一槽中。在转动期间，各臂上的接触突起与另一连接器的主体保持接合。
提供发明内容仅仅是为了总结一些示例实施例，以便提供对本发明的一些方面的基本理解。因此应当理解的是，上述示例实施例仅仅是示例，并且不应被解释为以任何方式缩小本发明的范围或精神。通过以下结合附图的详细说明，各种公开的实施例的其它实施例、方面和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了所说明的实施例的原理。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的一电连接器组件的一立体图；
图2是电连接器组件与一设备组装的一俯视图；
图3是电连接器组件的一部分分解立体图；
图4是电连接器组件的一对连接器的一部分剖开图；
图5是电连接器组件的一电气端子的一俯视图；
图6是电连接器组件的一支撑体的一俯视图；
图7是电连接器组件的一连接器的一分解立体图；
图8是电连接器组件的一对连接器的一分解立体图；
图9是电连接器组件的其中一个连接器的一俯视图；
图10是包括电连接器组件的增强眼镜的一立体图；以及
图11是图9的增强眼镜的另一立体图。
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，同时应理解的是，本说明书应视为本发明原理的一个示例，且不意欲将本发明限制于本文所示出的附图。因此，除非另有说明，这里所公开的特征可以组合以形成为简洁起见未另外示出的其它组合。将进一步理解的是，在一些实施例中，附图中以示例的方式示出的一个或多个元件可以在本发明的范围内取消和/或用替代元件替换。
一电连接器组件20设置为在一设备26的两个部件22、24之间形成一铰链。设备26的每个部件22、24在其上具有电气元件22’、24’，并且电连接器组件20提供两个部件22、24上的电气元件22’、24’之间的一电连接，同时允许两部件22、24相对彼此转动。如图所示，设备26示出为增强(augmented)眼镜。应该理解的是，附图示出本发明的一实施例，并且应该理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其可以以各种形式体现。因此，本文所公开的具体细节不应解释为限制，而是仅仅作为权利要求的基础并且作为教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。例如，设备26可以设置作为一汽车的一部分(例如为车门提供一铰链的电连接器组件20)、作为一电器(appliance)的一部分(例如为电器门提供一铰链的电连接器组件20)等。
电连接器组件20包括：至少一对连接器30a、30b，它们以竖向堆叠关系布置以形成一连接器堆叠(connector stack)32；以及一铰链销34，铰链销34延伸穿过连接器堆叠32并且所述至少一对连接器30a、30b能围绕铰链销34转动。每一对的连接器30a、30b能围绕铰链销34相对彼此转动。连接器30a均附设(affixed)于且电连接于部件22，而连接器30b均附设于且电连接于部件24。尽管示出了五对连接器30a、30b，但可设置多于或少于五对的连接器30a、30b。可根据设备26中所需的功能特征需要的所需数量的电路来调整连接器30a、30b的对数。
每个连接器30a、30b是相同的，并且连接器30a、30b以交错的镜像关系(alternating mirrored relationship)布置，且因此，说明单个连接器30a，应理解其它连接器30b对于相同的特征具有相同的附图标记，但是以后缀“b”示出。连接器30a包括一电气端子36a以及一基座或支撑体38a，电气端子36a安装于基座或支撑体38a上。
电气端子36a由导电材料形成。电气端子36a可以通过冲压成形而形成。电气端子36a可以由一弹性导电扁材(flat stock)(通常为铜或铜基合金)形成。如图5和图7最佳所示，电气端子36a具有一基部40a、从基部40a延伸的一安装部42a以及从安装部42a延伸的一突部(tab section)44a。
基部40a具有一第一表面46a以及相反的一第二表面48a。在一实施例中，这两个表面46a、48a除本文讨论的一接触突起50a外是平面的。在一实施例中，基部40a在结构上为圆形。一开孔52a在表面46a、48a之间穿过基部40a形成，并且在一实施例中，开孔52a形成在基部40a的中央。一长形(即，细长的)的槽54a形成在表面46a、48a之间的基部40a中以将基部40a分成一主体56a和一接触臂58a。长形的槽54a包括：一入口部60a，具有从基部40a的一外周延伸的一外端；以及一延伸部62a，从入口部60a的一内端延伸。在一实施例中，入口部60a相对基部40a的中心径向地延伸，并且延伸部62a顺着与基部40a的中心径向地间隔开的一弧形延伸。接触臂58a因此从主体56a悬臂伸出，使得接触臂58a的一第一端与主体56a一体形成而接触臂58a的一第二端为自由。在一实施例中，接触臂58a是弯曲的(curved)。接触突起50a从接触臂58a的第一表面46a沿接触臂58a的长度延伸。在一实施例中，接触突起50a在接近自由的第二端但与自由的第二端间隔开的位置处从接触臂58a延伸。槽54a允许接触臂58a相对主体56a屈曲。
安装部42a从基部40a向外延伸。安装部42a具有一第一表面以及相反的一第二表面。在一实施例中，这两个表面是平面的。安装部42a可以从基部40a的与设置接触臂58a的相反的一侧延伸。在一实施例中，安装部42a具有在基部40a处的一第一端，第一端比安装部42a的相反的一第二端宽。
突部44a从安装部42a的第二端向外延伸至一自由端66a。突部44a具有一第一表面以及相反的一第二表面。在一实施例中，这两个表面是平面的。在一实施例中，突部44a相对安装部42a成角度。在一实施例中，突部44a垂直于安装部42a。
在一实施例中，当接触臂58a未屈曲时，接触突起50a除外，基部40a的第一表面、安装部42a的第一表面以及突部44a的第一表面彼此共面，并且当接触臂58a未屈曲时，基部40的第二表面、安装部42a的第二表面和突部44a的第二表面彼此共面。
支撑体38a形成在电气端子36a上/周围，以为电气端子36a提供保护和支撑。支撑体38a由非导电材料形成。如图6和图7最佳所示，支撑体38a具有一基部68a、从基部68a延伸的一安装部70a以及从安装部70a延伸的一突部72a。
基部68a具有一第一表面74a、相反的一第二表面76a以及在二者之间延伸的一侧表面78a。在一实施例中，两个表面74a、76a是平面的。一开孔80a在表面74a、76a之间穿过基部68a形成，并且在一实施例中，开孔80a形成在基部68a的中央。在一实施例中，基部68a在结构上是圆形且略大于基部40a。一长形的槽82a穿过基部68a形成、在表面74a、76a之间延伸并且在尺寸设置成使得接触臂58a能够在其内通过。槽82a具有第一端和第二端，其中一外侧壁在这两个端部之间延伸并且一内侧壁在这两个端部之间延伸。在一实施例中，槽82a径向地与基部68a的中心间隔开且顺着一弧形延伸。在一实施例中，长形的槽82a与接触臂58a的形状为镜像但略大于接触臂58a。
安装部70a从基部68a向外延伸。安装部70a具有一第一表面84a、相反的一第二表面86a以及在二者之间延伸的侧表面88a、90a。在一实施例中，第一表面84a和第二表面86a是平面的。安装部70a可以从基部68a的设置槽82a的相反的一侧延伸。在一实施例中，安装部70a具有在基部68a处的一第一端，第一端比安装部70a的相反的一第二端宽。在一实施例中，基部68a的第一表面74a和安装部70a的第一表面84a彼此共面且基部68a的第二表面76a和安装部70a的第二表面86a彼此共面。一凸缘92a从安装部70a的侧表面88a向外延伸，且凸缘92a可在安装部70a的第一表面84a和第二表面86a之间延伸。
突部72a具有一第一表面94a、相反的一第二表面96a以及在二者之间延伸的侧表面98a、100a、102a。在一实施例中，第一表面94a和第二表面96a是平面的。侧表面98a可以与侧表面88a共面。突部72a的一第一端从安装部70a的第二端延伸。在一实施例中，突部72a的第一表面94a与基部68a的第一表面74a和安装部70a的第一表面84a偏移，使得突部72a的高度比基部68a的高度高且一肩壁104a形成在突部72a与安装部70a的连接处。在一实施例中，基部68a的第二表面76a、安装部70a的第二表面86a和突部72a的第二表面96a彼此共面。
一第一壁106a从基部68a和安装部70a的外周的第一表面74a、84a延伸并从肩壁104a延伸，一第二壁108a从基部68a的第一表面74a围绕开孔80a延伸，一第三壁110a从基部68a的第一表面84a延伸并接近于槽82a的第二端，以及一第四壁112a从基部68a的第一表面74a延伸且接近于槽82a的内侧壁。第三壁110a从第一壁106a向内延伸且第四壁112a从第三壁110a的一内端延伸。在一实施例中，第三壁110a相对基部68a的中心径向地延伸，且第四壁112a顺着与基部68a的中心径向地间隔开的一弧形延伸。第三壁110a在尺寸上设置成装配于电气端子36a中的槽54a的入口部60a中，而第四壁112a在尺寸上设置成装配于电气端子36a中的槽54a的延伸部62a中。这些壁104a、106a、108a、110a、112a在支撑体38a中形成一凹槽114a。肩壁104a的高度可以比壁106a、108a、110a、112a的高度高。这些壁106a、108a、110a、112a可以具有相同的高度或不同的高度。
如图9所示，电气端子36a安装于支撑体38a。电气端子36a的基部40a安放于凹槽114a内。支撑体38a的第三壁110a安放于电气端子36a中的槽54a的入口部60a内，支撑体38a的第四壁112a安放于电气端子36a中的槽54a的延伸部62a内，且接触臂58a位于槽82a上。支撑体38a的第二壁108a安放于电气端子36a中的开孔52a内。电气端子36a的安装部42a部分安放于凹槽114a内并且部分延伸穿过支撑体38a的突部72a。电气端子36a的突部44a部分延伸穿过支撑体38a的突部72a且电气端子36a的突部44a的端部66a从支撑体38a的突部72a的侧表面98a向外延伸，从而使电气端子36a的突部44a的一部分在支撑体38a的外表上露出。凸缘92a在连接器30a的突部72a延伸的同一侧从安装部70a向外延伸。
连接器30a、30b竖向彼此堆叠以形成成对的连接器30a、30b。每一对的电气端子34a、34b彼此面对，且连接器30a上的接触突起50a接触连接器30b的基部40b并且与之电气接合，而连接器30b上的接触突起50b接触连接器30a的基部40a并且与之电气接合。槽82a、82b允许接触臂58a、58b屈曲(flex)。开孔52a、80a、52b、80b彼此对准以形成一通路且限定连接器30a、30b转动所围绕的一轴线(axis)。在这种布置下，各连接器30a、30b以交替的镜像关系定位，换句话说是一公母同体(hermaphroditic)的布置，其中各电气端子36a、36b面对并暴露于该对的连接器30a、30b的另一电气端子36b、36a。
铰链销34穿过对准的开孔52a、80a、52b、80b延伸且固定于一对的连接器30a、30b(以及任何剩余的对30a、30b，当提供时)。铰链销34包括一扩大的头部116，其中一柱体118从头部116延伸。铰链销34的柱体118设置于对准的开孔52a、80a、52b、80b中，以将相邻的连接器30a、30b固定在一起。铰链销34的柱体118接合形成支撑体38a、38b中的开孔80a、80b的壁部，使得任何横向或侧向载荷施加到连接器30a、30b的支撑体38a、38b而不是连接器30a、30b的电气端子36a、36b。一紧固件(未示出)可以设置于柱体118的端部，以将铰链销34固定于连接器堆叠32。柱体118的端部可以被锻制(swaged)以将铰链销34固定于连接器堆叠32。
在每一对的连接器30a、30b中，电气端子36a的突部44a电连接于设备26的第一部件22中的电气元件22’，并且凸缘92a抵靠(seats against)在设备26的第一部件22上；而第二连接器30b上的突部44b电连接于设备26的第二部件24中的电气元件24’且凸缘92b抵靠在设备26的第二部件24上。相邻对的连接器30a、30b使支撑体38a、38b的第二表面76a、76b彼此面对。突部44a、44b设置成表面安装于电气元件22’、24’，电气元件22’、24’可以以刚性或柔性电路板形成于各部件22、24中。堆叠的连接器30b、30b在连接器堆叠32中交替设置(interleaved)在一起。
在操作时，一连接器相对另一连接器转动，例如连接器30a相对连接器30b转动，并且接触突起50a受压于(biased)对向的端子36b的主体56b。接触突起50a骑在主体56b上并使接触臂58a在轴向方向上背离接触的点挠曲(deflect)并进入形成在支撑体38a中的对应的槽82a中，且因此在连接器30a上的电气端子36a上的接触突起50a与连接器30b的电气端子36b的基部40b之间产生一反作用力或法向力，而接触突起50b骑在主体56a上并使接触臂58b在轴向方向上背离接触的点挠曲并进入形成在支撑体38b中的对应的槽82b中，且因此在连接器30b上的电气端子36b上的接触突起50b与连接器30a的电气端子36a的基部40a之间产生一反作用力或法向力，从而在转动期间连接器30a、30b之间始终保持恒定的电气接合。
如图所示，电连接器组件20以90度布置示出，使得在操作时，当设备26处于打开位置并移动到闭合或折叠位置时，电连接器组件20分别在90度位置和0度位置之间操作。在其它布置中，电连接器组件20可以以180度至90度的行程操作。在这种情况下，电连接器组件20在打开位置是平的或180度直线，且在折叠或闭合位置是90度。在本发明的范围内，可考虑其他角度行程和运动范围，而不限于所示的示例。
如图10和图11所示，设备26是增强眼镜，并且第一部件22是一镜框(eye-piece)部件且第二部件24是一镜腿(arm-piece)部件。通常还设置有一第二镜腿部件，但是可以具有一不同的铰链，因为可以不需要电连接。通常，增强眼镜包括一显示设备130，显示设备130集成到一镜片(lens)132中或靠近镜框部件上的镜片132，并且用于驱动显示设备130的相关电气元件134布置在其中一个镜腿部件上。由镜腿部件形成的第二部件24包括一腿基部136，其中相关的电气元件134安装在腿基部136上。腿基部136可以包括用于安装电气元件134的电气元件24’，或者电气元件134可以直接安装在一MID(模塑互连器件)结构中的腿基部136上。此外，一些实施例包括一应用专用电子封装(“ASEP”)系统，其能够使用卷轴到卷轴(连续流动)制造工艺制造附加产品，而不是使用用于目前制造电子产品的“批量”工艺。通过某些ASEP实施例，可以将连接器、传感器、LED、热管理、天线、RFID设备、微处理器、存储器、阻抗控制以及多层功能直接集成到设备中。参考在Molex公司拥有的PCT专利申请公开号WO1700406A1中说明的ASEP封装系统和方法。可以理解的是，附图中所示的眼镜纯粹是说明性的并且包括示出眼镜功能的最少结构。样式考虑因素和其它人性化效果特征有意不包括在说明书中，并且因此省略不是限制性的。
虽然在附图中示出并说明了特定的实施例，但是可以设想本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下设计出各种修改。因此应当理解的是，本发明和所附权利要求的范围不限于在附图中示出和讨论的特定的实施例，并且修改和其它实施例旨在包括在本发明和所附的附图的范围中。此外，尽管前面的说明和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的内容中说明了示例实施例，但是应当理解的是，可以通过替代实施例提供元件和/或功能的不同组合而不脱离本发明和随附的权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种电连接器组件，设置成在两个部件上的电气元件之间提供一铰链，包括：
一第一连接器以及一第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器是公母同体的，所述第一连接器和所述第二连接器均包括一导电的电气端子以及一非导电的支撑体，所述电气端子设置在所述支撑体上，所述电气端子包括一主体和从所述主体延伸的一接触臂以及从所述接触臂延伸的一接触突起，其中，所述接触臂能相对所述主体屈曲，所述支撑体具有穿过其的一槽，所述接触臂接近于所述槽以使得所述接触臂能屈曲到所述槽中；以及
一铰链销，穿过所述第一连接器和所述第二连接器延伸，所述第一连接器和所述第二连接器能围绕所述铰链销转动，
其中，当所述第一连接器与所述第二连接器对接时，所述第一连接器的接触突起与所述第二连接器的主体接合而所述第二连接器的接触突起与所述第一连接器的主体接合，而且
其中，在所述第一连接器和所述第二连接器相对彼此转动期间，所述第一连接器的接触突起与所述第二连接器的主体保持接合且所述第二连接器的接触突起与所述第一连接器的主体保持接合。
2.如权利要求1所述的电连接器组件，其中，在所述第一连接器和所述第二连接器中，所述电气端子部分设置于相应的所述支撑体中的一凹槽中。
3.如权利要求2所述的电连接器组件，其中，在所述第一连接器和所述第二连接器中，所述电气端子部分贯穿相应的所述支撑体的一部分，使得相应的所述电气端子的一端部从相应连接器向外延伸。
4.如权利要求1所述的电连接器组件，其中，各接触臂是弯曲的。
5.如权利要求4所述的电连接器组件，其中，各槽是弯曲的。
6.如权利要求1所述的电连接器组件，其中，各支撑体具有：一第一表面，在其上安放一电接触件；相反的一第二表面；以及在所述两个表面之间延伸的一外壁，且其中各支撑体的外壁的一部分顺着一弧形延伸。
7.如权利要求6所述的电连接器组件，其中，各接触臂是弯曲的。
8.如权利要求7所述的电连接器组件，其中，各槽是弯曲的。
9.如权利要求6所述的电连接器组件，其中，各第二表面是平面的。
10.如权利要求1所述的电连接器组件，还包括：
一第三连接器和一第四连接器，所述第三连接器和所述第四连接器是公母同体的，所述第三连接器和所述第四连接器均包括一导电的电气端子以及一非导电的支撑体，所述电气端子设置在所述支撑体上，所述电气端子包括一主体和从所述主体延伸的一接触臂以及从所述接触臂延伸的一接触突起，其中，所述接触臂能相对所述主体屈曲，所述支撑体具有穿过其的一槽，所述接触臂接近于所述槽以使得所述接触臂能屈曲到所述槽中；以及
所述铰链销延伸穿过所述第三连接器和所述第四连接器，所述第三连接器和所述第四连接器能围绕所述铰链销转动，
其中，当所述第三连接器与所述第四连接器对接时，所述第三连接器的接触突起与所述第四连接器的主体接合而所述第四连接器的接触突起与所述第三连接器的主体接合，而且
其中，在所述第三连接器和所述第四连接器相对彼此转动期间，所述第三连接器的接触突起与所述第四连接器的主体保持接合且所述第四连接器的接触突起与所述第三连接器的主体保持接合。
11.如权利要求10所述的电连接器组件，其中，各接触臂是弯曲的。
12.如权利要求11所述的电连接器组件，其中，各槽是弯曲的。
13.一种设备，包括：
一第一部件，具有一第一电气元件；
一第二部件，具有一第二电气元件；以及
一电连接器组件，其在允许所述第一部件和第二部件相对彼此转动的同时提供所述第一电气元件和第二电气元件之间的一电连接，所述电连接器组件包括：
一第一连接器以及一第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器是公母同体的，所述第一连接器和所述第二连接器均包括一导电的电气端子以及一非导电的支撑体，所述电气端子设置在所述支撑体上，所述电气端子包括一主体和从所述主体延伸的一接触臂以及从所述接触臂延伸的一接触突起，其中，所述接触臂能相对所述主体屈曲，所述支撑体具有穿过其的一槽，所述接触臂接近于所述槽以使得所述接触臂能屈曲到所述槽中，所述第一连接器电连接于所述第一电气元件，而所述第二连接器电连接于所述第二电气元件；以及
一铰链销，穿过所述第一连接器和所述第二连接器延伸，所述第一连接器和所述第二连接器能围绕所述铰链销转动，
其中，当所述第一连接器与所述第二连接器对接时，所述第一连接器的接触突起与所述第二连接器的主体接合而所述第二连接器的接触突起与所述第一连接器的主体接合，而且
其中，在所述第一连接器和所述第二连接器相对彼此转动期间，所述第一连接器的接触突起与所述第二连接器的主体保持接合且所述第二连接器的接触突起与所述第一连接器的主体保持接合。
14.如权利要求13所述的设备，其中，在所述第一连接器和所述第二连接器中，所述电气端子部分设置于相应的所述支撑体中的一凹槽中。
15.如权利要求14所述的设备，其中，在所述第一连接器和所述第二连接器中，所述电气端子部分贯穿所述相应的所述支撑体的一部分，使得相应的所述电气端子的一端部从相应的所述连接器向外延伸。
16.如权利要求13所述的设备，其中，所述第一连接器和所述第二连接器包括至少一壁，形成安装有所述电气端子的一凹槽。
17.如权利要求13所述的设备，其中，各接触臂是弯曲的。
18.如权利要求17所述的设备，其中，各槽是弯曲的。
19.如权利要求13所述的设备，还包括：
一第三连接器和一第四连接器，所述第三连接器和所述第四连接器是公母同体的，所述第三连接器和所述第四连接器均包括一导电的电气端子以及一非导电的支撑体，所述电气端子设置在所述支撑体上，所述电气端子包括一主体和从所述主体延伸的一接触臂以及从所述接触臂延伸的一接触突起，其中，所述接触臂能相对所述主体屈曲，所述支撑体具有穿过其的一槽，所述接触臂接近于所述槽以使得所述接触臂能屈曲到所述槽中，所述第三连接器电连接于所述第一电气元件，且所述第四连接器电连接于所述第二电气元件；以及
所述铰链销延伸穿过所述第三连接器和所述第四连接器，所述第三连接器和所述第四连接器能围绕所述铰链销转动，
其中，当所述第三连接器与所述第四连接器对接时，所述第三连接器的接触突起与所述第四连接器的主体接合而所述第四连接器的接触突起与所述第三连接器的主体接合，而且
其中，在所述第三连接器和所述第四连接器相对彼此转动期间，所述第三连接器的接触突起与所述第四连接器的主体保持接合且所述第四连接器的接触突起与所述第三连接器的主体保持接合。
20.如权利要求13所述的设备，其中，所述设备是增强眼镜，其中所述第一部件是一镜框部件，其中所述第一电气元件是与所述镜框部件相关的一显示设备，其中所述第二部件是一镜腿部件，而且其中所述第二电气元件设置于所述镜腿部件上且设置成驱动所述显示设备。
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