CN113161796A - 一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，包括上部绝缘外壳、下部绝缘外壳、一体成型于上部绝缘外壳中并沿左右方向排列的上部导电端子、以及一体成型于下部绝缘外壳中并沿左右方向排列的下部导电端子，同一排中相邻两个导电端子组成一个用于传递差分信号的差分对，每个导电端子包括前端接口部、中间固定部以及尾端连接部；所述上部绝缘外壳与下部绝缘外壳各自一体成型且二者通过接合结构沿上下方向堆叠布置以实现相对限位。本发明将导电端子与绝缘外壳一体成型，从而避免了绝缘外壳分割装配所存在的配合间隙或导电端子不必要的空气暴露，有效提高了差分信号传输能力。

Description

一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构

技术领域

本发明属于电连接器技术领域，特别涉及一种用于车辆电缆束中的多导体屏蔽和非屏蔽电连接器中的具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构。

背景技术

随着车内电子设备具有提高信号速率和缩小体积的需求。在许多情况下，某些应用需要高数据速率传输，并且需要使用阻抗匹配的差分对传输信号。典型的互连结构包括安装于设备内的印刷电路板上的第一连接器和接电缆的第二连接器，也包括电缆之间接续的应用。连接器内的导电端子通常具有与另一连接器的配合接口部分、延伸的中间固定部分以及与另一部件(如电缆或印刷电路板)电性配合的尾部连接部分。

无论何种连接应用，都要求连接器的导电端子具有良好的阻抗匹配。行业共知地，为差分导电端子提供材质均匀稳定的电介质绝缘材料包覆，可以有效保证阻抗匹配性，提高信号传输能力。然而领域常见的差分连接器及其导电端子，往往受限于安装环境或工艺技术的制约，对包围导电端子的电介质绝缘外壳进行分割，通过多个绝缘外壳零件对导电端子进行非一体成型装配固定，存在多个零件相互配合或不必要的端子空气暴露。零件配合间隙和导电端子不必要的空气暴露，可能导致信号传输质量变差，进而提升了设计和制造难度。此外现有导电端子中的配合接口部分一般采用弹片式接触件结构，一方面无法确保与适配连接器导电端子进行稳定接触，另一方面无法稳定保证高速差分信号在传输过程中的信号质量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有一体成型绝缘外壳的排式导电端子结构，通过一体成型工艺能较好的保持导电端子的差分信号传输能力。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，包括上部绝缘外壳、下部绝缘外壳、一体成型于上部绝缘外壳中并沿左右方向排列的上部导电端子、以及一体成型于下部绝缘外壳中并沿左右方向排列的下部导电端子，同一排中相邻两个导电端子组成一个用于传递差分信号的差分对，每个导电端子包括延伸突出于对应绝缘外壳一端并与适配连接器配合的前端接口部、用于固定在对应绝缘外壳中的中间固定部以及延伸突出于对应绝缘外壳另一端并与印刷电路板或电缆配合的尾端连接部；所述上部绝缘外壳与下部绝缘外壳各自一体成型且二者通过接合结构沿上下方向堆叠布置以实现相对限位。

进一步的，所述上部绝缘外壳和下部绝缘外壳均为沿前后方向水平延伸的直板状结构，每个导电端子的中间固定部均沿前后方向水平延伸；优选的，此时上部导电端子的长度与下部导电端子的长度相等。或者，所述上部绝缘外壳和下部绝缘外壳均为沿90°角延伸的L型板状结构，每个导电端子具有与对应绝缘外壳延伸方向相适配的呈沿90°角延伸的中间固定部，此时上部导电端子的长度大于下部导电端子的长度。

进一步的，所述接合结构为分别设置于上、下部绝缘外壳的接合面上的凸起和凹槽，所述凸起和凹槽相互配合实现上、下部绝缘外壳之间的相对定位。

进一步的，所述前端接口部包括沿左右方向并列分布的第一悬臂梁和第二悬臂梁，所述第一悬臂梁向上折弯且第二悬臂梁向下折弯从而在两者之间形成容纳适配连接器导电端子的插口，第一悬臂梁与第二悬臂梁均具有与适配连接器导电端子进行电接触的弹性接触点。

进一步的，所述尾端连接部为焊接片式结构或鱼眼压接结构。

进一步的，所述第一悬臂梁与第二悬臂梁均为悬伸设置的S形弹臂。

进一步的，所述适配连接器导电端子呈螺旋片式结构，其具有相对的高侧刮擦面和低侧刮擦面，与适配连接器导电端子插合过程中所述高侧刮擦面与第二悬臂梁导电刮擦配合，低侧刮擦面与第一悬臂梁导电刮擦配合。

借由上述技术方案，本发明通过导电端子与对应绝缘外壳一体成型，避免了绝缘外壳分割装配所存在的配合间隙或导电端子不必要的空气暴露，可以有效提高差分信号传输能力；通过接合结构实现了上下绝缘外壳的相对定位，便于整体进行装配；通过设置朝相反方向弯折的双悬臂梁式前端接口部则可保持与适配连接器的稳定接触并进一步提高信号传输质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明在各导电端子及对应绝缘外壳沿90°角延伸时的整体外观示意图。

图2是本发明在各导电端子及对应绝缘外壳沿水平方向延伸时的整体外观示意图。

图3是图1的分解示意图。

图4是图2的分解示意图。

图5是各导电端子沿90°角延伸的立体图。

图6是各导电端子沿水平延伸的立体图。

图7是前端接口部的示意图。

图8是适配连接器导电端子的示意图。

图9是前端接口部与适配连接器导电端子插合状态下的示意图。

图10是尾端连接部为焊接片式结构时的示意图。

图11是尾端连接部为鱼眼压接结构时的示意图。

图12是中间固定部采用沿90°角延伸方案时的示意图。

图13是采用90°角延伸方案时所述接合结构的示意图。

图14是采用水平延伸方案时所述接合结构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

请参阅图1至图14，一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，包括一组排列成上排的若干个上部导电端子1和一组排列成下排的若干个下部导电端子2，每排导电端子的排列分布方向定义为左右方向；上部导电端子1一体成型于上部绝缘外壳3中，下部导电端子2一体成型于下部绝缘外壳4中，同一排中任意相邻两个导电端子均可以组成一个用于传递差分信号的差分对11。每个导电端子包括延伸突出于对应绝缘外壳一端并与适配连接器插接配合的前端接口部5、用于固定在对应绝缘外壳中的中间固定部6以及延伸突出于对应绝缘外壳另一端并与印刷电路板或电缆配合的尾端连接部7；其中前端接口部设为前端，中间固定部为前端接口部向后端延伸所形成，尾端连接部为中间固定部延伸形成，因此导电端子整体自身为一体延伸成型的结构件。所述上部绝缘外壳与下部绝缘外壳各自一体成型，相互独立，且二者通过接合结构沿上下方向堆叠布置以实现相对限位。

各导电端子除了与适配连接器插接配合的前端接口部以及与电缆或印刷电路板配合的尾端连接部以外，延伸的中间固定部一体成型地模制嵌入对应的绝缘外壳中，绝缘外壳的外轮廓与导电端子的中间固定部延伸方向一致，本实施例具体提供以下两种形式：

(1)沿水平方向延伸方案：如图6所示，每个导电端子的中间固定部均沿前后方向水平延伸，对应的，上部绝缘外壳和下部绝缘外壳均为沿前后方向水平延伸的直板状结构。此时，所述上部绝缘外壳围绕上部导电端子的水平中间固定部整体嵌入模制，所述下部绝缘外壳围绕下部导电端子的水平中间固定部分整体嵌入模制。

(2)沿90°角延伸方案：如图5所示，每个导电端子具有沿90°角延伸的中间固定部，此时各导电端子呈L型片式结构，中间固定部呈L型扁平状结构，具有水平部分和竖直部分所构成的90°角弯曲部分，相适配的，上部绝缘外壳和下部绝缘外壳均为沿90°角延伸的L型板状结构。此时，所述上部绝缘外壳围绕上部导电端子的水平部分和竖直部分整体嵌入模制，所述下部绝缘外壳围绕下部导电端子的水平部分和竖直部分整体嵌入模制；每个上部导电端子的长度大于下部导电端子的长度。

本实施例中，各绝缘外壳由介电常数大于1的绝缘材料制成，其完全围绕包裹导电端子的中间固定部。值得说明的是，在其它实施例中，导电端子的中间固定部也可以根据实际需求改变弯折延伸的角度，本发明对此不作限制。

结合图7至图9，前端接口部5可以设置为单侧悬臂梁或双侧悬臂梁结构，单侧悬臂梁为常规的片式弹臂接触件，其一般呈S形，与适配连接器导电端子顶推配合进行电性接触。本实施例中的前端接口部优选采用双侧悬臂梁，其包括沿左右方向并列分布的第一悬臂梁51和第二悬臂梁52，所述第一悬臂梁51向上折弯，第二悬臂梁52向下折弯，彼此朝相反方向弯曲并相互远离从而在两者之间形成容纳适配连接器导电端子8的插口53，具有更为稳定的弹性接触保持力，而常规单片式接触件无法自身形成插口状结构；第一悬臂梁与第二悬臂梁呈S形弯折结构，均具有与适配连接器导电端子进行电接触的弹性接触点54。此种双侧悬臂梁接触结构采用金属带材，通过冲裁和钣金工艺成型，其特点在于，折弯特征的弯曲方向垂直于带料成型平面，顺应了金属带材的成型和结晶方向，可以获得稳定而持久的弹性接触力。此外，由于适配连接器导电端子被容纳于双悬臂内，则适配连接器插合的全部导电刮擦长度均被容纳于双侧悬臂梁结构内；共知地，电连接器必须提供合适的刮擦长度以确保电接触可靠。对于传统连接器，当高速差分电信号到达刮擦长度尖端81时，高频电信号会在尖端与弹性接触点54之间反复震荡，导致差分信号在特性频率下严重衰减，在特定导体尺寸和信号频率下还会出现天线效应，向外发射干扰电磁波。而本实施例的各导电端子传输高速信号时，适配连接器导电端子8所形成的高频电磁场将被双悬臂梁限制和容纳在其内部区域，从而降低相邻导电端子的电磁场互相辐射干扰和耦合。因其极大避免因导体天线发射效应和高速信号反射效应而产生的线路电平损耗出现谐振，则可以有效提高信号传输质量。

作为优选，如图8，上述的适配连接器导电端子8为螺旋片式结构，在其接插端进行螺旋加工后具备高侧刮擦面82和低侧刮擦面83，插合过程中，高侧刮擦面82与第二悬臂梁52导电刮擦，低侧刮擦面83与第一悬臂梁51导电刮擦，因此在插拔过程中可形成相互避让的配合关系，在保证有效接触的前提下降低拔插力。当然，其它实施例中，适配连接器导电端子也可以为常规片式接触件。

所述中间固定部6是从前端接口部后端延伸出的扁平结构，采用90°延伸方案时，该结构的任意位置可以设置任意变化的横截面61、切口62、转弯半径63和间隔间隙，如图12所示；前述变化的横截面/切口/转弯半径等结构特征是行业共知的用于调整导电端子的特性阻抗的技术手段，以优化其传输差分信号的能力。

如图10、11所示，所述尾端连接部包括但不限于是焊接片式结构71或鱼眼压接结构72，可分别通过锡焊或压接与电缆或印制电路板进行导电配合。

行业共知地，调整导电端子的特性阻抗，提高差分信号传输能力的方法包括且不限于：在各绝缘外壳的特定或多个区域增加或减少绝缘材料，调整绝缘材料厚度；在绝缘外壳的特定区域或多个区域设置任意形状的孔洞，并将各导电端子被对应绝缘外壳所围绕的部分的特定区域暴露在空气中。此外，上/下部绝缘外壳的介电常数和空气被通过孔洞或槽等结构策略性地运用，用于进一步增强导电端子的高速信号传输能力。然而行业共知的，相同条件下，减少导电端子周围的电介质材质种类，取消零件间隙和导电端子不必要的空气暴露，可以提供更优的信号传输能力，因此本实施例提供的采用各自一体成型的上/下部绝缘外壳具有更优的高速信号传输能力。

本实施例中，整体包围上部导电端子的上绝缘外壳堆叠在整体包围下部导电端子的下绝缘外壳顶部，以形成堆叠结构。上部绝缘外壳的底表面位于下部绝缘外壳的顶表面上，可以贴合也可以留有间隙。

上部绝缘外壳和下部绝缘外壳可以包括用于将彼此相对位置限定的常见的各种相互接合结构。例如，如图13、14所示的一种实施例是矩形凸起结构，下部绝缘外壳从其顶表面向上延伸的凸起9，该凸起与上部绝缘外壳的底表面上的凹槽10接合；同时，在下部绝缘外壳顶表面也开设凹槽10，凹槽与从上部绝缘外壳的底表面延伸的凸起9接合。接合结构限定了绝缘外壳之间相对于彼此的正确位置和装配方向，同时将上、下部绝缘外壳相互锁在一起。凸起和凹槽可以有多处，依据各绝缘外壳的延伸方向布置，例如图13所示实施例中的各导电端子和绝缘外壳采用90°角延伸方向，存在两处凸起和凹槽特征。所述凸起和凹槽仅用于上下部绝缘外壳的相互位置确定，与内部对应的导电端子无配合关系。

其它实施例中，也可以是仅在其中一个绝缘外壳上设置凸起结构，而另一绝缘外壳上仅设置凹槽结构；上、下部绝缘外壳上可以根据需求设置为其他任意形状的凸起或凹槽结构，亦可采用无凹凸结构的一体成型结构。或者，接合结构也可采用卡扣结构、粘结结构或者螺钉、柱销等锁定件结构。

其它实施例中，亦可采用两块以上的堆叠结构，从而构成多层绝缘外壳叠加结构，在每块绝缘外壳内部一体成型模制合适数量的导电端子，以适用于不同工况。

本实施例中，所述上部导电端子可以设置成差分信号对传输高速差分信号，下部导电端子可以设置成差分信号对传输高速差分信号，也可以设置成低速信号或电源传输低速信号或提供电源。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于包括上部绝缘外壳、下部绝缘外壳、一体成型于上部绝缘外壳中并沿左右方向排列的上部导电端子、以及一体成型于下部绝缘外壳中并沿左右方向排列的下部导电端子，同一排中相邻两个导电端子组成一个用于传递差分信号的差分对，每个导电端子包括延伸突出于对应绝缘外壳一端并与适配连接器配合的前端接口部、用于固定在对应绝缘外壳中的中间固定部以及延伸突出于对应绝缘外壳另一端并与印刷电路板或电缆配合的尾端连接部；所述上部绝缘外壳与下部绝缘外壳各自一体成型且二者通过接合结构沿上下方向堆叠布置以实现相对限位。

2.如权利要求1所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述上部绝缘外壳和下部绝缘外壳均为沿前后方向水平延伸的直板状结构，每个导电端子的中间固定部均沿前后方向水平延伸。

3.如权利要求1所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述上部绝缘外壳和下部绝缘外壳均为沿90°角延伸的L型板状结构，每个导电端子具有与对应绝缘外壳延伸方向相适配的呈沿90°角延伸的中间固定部。

4.如权利要求1所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述接合结构为分别设置于上、下部绝缘外壳的接合面上的凸起和凹槽，所述凸起和凹槽相互配合实现上、下部绝缘外壳之间的相对定位。

5.如权利要求1所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述前端接口部包括沿左右方向并列分布的第一悬臂梁和第二悬臂梁，所述第一悬臂梁向上折弯且第二悬臂梁向下折弯从而在两者之间形成容纳适配连接器导电端子的插口，第一悬臂梁与第二悬臂梁均具有与适配连接器导电端子进行电接触的弹性接触点。

6.如权利要求1所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述尾端连接部为焊接片式结构或鱼眼压接结构。

7.如权利要求2所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：上部导电端子的长度与下部导电端子的长度相等。

8.如权利要求3所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：上部导电端子的长度大于下部导电端子的长度。

9.如权利要求5所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述第一悬臂梁与第二悬臂梁均为悬伸设置的S形弹臂。

10.如权利要求9所述的一种具有一体成型绝缘外壳的电连接器导电端子结构，其特征在于：所述适配连接器导电端子呈螺旋片式结构，其具有相对的高侧刮擦面和低侧刮擦面，与适配连接器导电端子插合过程中所述高侧刮擦面与第二悬臂梁导电刮擦配合，低侧刮擦面与第一悬臂梁导电刮擦配合。

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