CN113193426B - 连接器插座、连接器组件及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接器插座，包括插座壳体(21)，插座壳体内设有插座绝缘体，插座绝缘体内设有插孔(23)，以插座壳体的插接端为前端，所述插孔(23)至少其前端设为与插头接触件插接的线簧孔，并且可以使插孔(23)后端也设为线簧孔，设于插孔(23)后端的线簧孔与插针模块(24)前端电性连接，插针模块(24)后端与插座印制板(25)电性连接，以便于连接器插座与连接器插头插合后将信号传递至设备。本发明的连接器插座端中的插孔为线簧孔，使得连接器插座的耐插拔次数明显提高，具有较高的使用寿命，并且可以降低头座之间的插拔力，插孔为双头线簧孔具有转接及径向浮动功能，可以自校准插头端插针的插入，实现高速信号的高质量传输。

Description

连接器插座、连接器组件及设备

技术领域

本发明属于连接器技术领域，特别涉及一种连接器插座、连接器组件及设有连接器插座的设备。

背景技术

在医疗领域中，医疗内窥镜主要是应用在外科手术和常规医疗检查中，与传统的外科手术相比，医用内窥镜的功能在微创手术已经得到医生和患者的广泛接受，医用内窥镜利用人体天然孔洞或在必要时开几个小孔，医生只要熟练地将内窥镜探头伸入身体内，通过其它手术器械和摄像显示系统就能在体外进行体内的密闭手术操作。内窥镜设备端连接器是将内窥探头的影像信号以模拟或者数字信号的形式输入到内窥镜设备，经过处理将影像显示在显示屏上，随着科技的发展，传输的影像信号越来越大，对设备用的连接器组件要求越来越高，而目前的设备端连接器在传输高清影像时传输信号不佳，传输距离短，电磁影响大的缺点越来越明显。

现有的连接器插头多为电连接器，如图1，连接器插头尾部连接电缆100，通过连接器壳体200内的接触件300实现与设备的连通，在传输高清信号时难以满足要求，在传输高速数字信号(1G以上)时，连接器无法满足性能要求。插座耐插拔性能较差，使用寿命低，并且不具备径向浮动功能，导致连接器插头不易快速对插。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明提出一种高速度连接器插座，其中的插孔采用线簧孔，具有较高使用寿命。

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。依据本发明提出的连接器插座，包括插座壳体，插座壳体内设有插座绝缘体，插座绝缘体内设有插孔，以插座壳体的插接端为前端，所述插孔的前端设为与插头接触件插接的线簧孔。

进一步的，所述插孔后端也设为线簧孔。

进一步的，设于插孔后端的线簧孔与插针模块前端电性连接，插针模块后端与插座印制板电性连接。

进一步的，所述插针模块包括插针绝缘体和安装在插针绝缘体中的插座插针，插座插针前端与设于插孔后端的线簧孔相插接，插座插针后端与插座印制板连接。

进一步的，插座壳体内设有插座前绝缘体，插座前绝缘体设置在插针绝缘体前端，且二者扣合构成所述插座绝缘体。

进一步的，所述插孔与插座绝缘体之间设置有空气间隙。

进一步的，所述插座绝缘体设有供插孔穿装的容纳孔，容纳孔内壁沿周向均布多个凸筋，相邻凸筋之间形成所述空气间隙。

进一步的，插座插针的后端设有插针压接端，插针压接端用于与插座印制板的免焊压接。

进一步的，插针压接端与插座插针后端以压接或焊接形式相连，或者，插针压接端与插座插针为一体式结构。

进一步的，插座插针的直径大于插针压接端。

进一步的，插座插针与插针绝缘体可拆卸连接，或者，插座插针与插针绝缘体为一体式结构。

本发明还提供一种连接器组件，包括适配插接的连接器插头和连接器插座，所述连接器插座为前述的连接器插座。

本发明还提供一种设备，所述设备上设置有上述任一项所述的连接器插座。

借由上述技术方案，本发明的连接器插座端中的插孔为线簧孔，使得连接器插座的耐插拔次数明显提高，具有较高的使用寿命，并且可以降低头座之间的插拔力，插孔为双头线簧孔具有转接及径向浮动功能，可以自校准插头端插针的插入，最终实现高速信号的高质量传输。

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是现有技术中连接器插头的结构示意图。

图2是本发明中连接器插头的剖面结构图。

图3是本发明中连接器插头的爆炸图。

图4至图5是本发明中插头前绝缘体、密封体、插头接触件模块、插头印制板及光模块的爆炸示意图。

图6是本发明连接器组件实施例一中插头接触件的折弯示意图。

图7是本发明中插头接触件的分布示意图。

图8是密封体的立体图。

图9是密封体的安装位置示意图。

图10是鱼眼压接端与插头接触件的装配图。

图11是触头部与插头前绝缘体的凹槽之间的相对位置示意图。

图12是导销、信号接触件及电源接触件三者之间在连接器插头插合方向上的高度示意图。

图13是本发明中连接器插座的剖面示意图。

图14是本发明中连接器插座的爆炸图。

图15是本发明中连接器插座的立体爆炸图。

图16是插针模块、插孔及插头前绝缘体的结构示意图。

图17是插孔的分布示意图。

图18是空气间隙的示意图。

图19是连接器组件实施例二中连接器插头的结构图。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例作进一步的详细说明。

连接器组件的实施例一，如图2至图18，包括适配插接的连接器插头1及连接器插座2，其中连接器插头1为AOC高速连接器插头，尤其适用于内窥镜设备中实现高速信号完整稳定的传输。

在描述连接器插头时，以连接器插头1的前端作为其与连接器插座相插合的接插端，连接器插头的插拔方向为前后方向。本实施例中，连接器插头1包括插头壳体11、插头接触件模块12、光模块13、插头印制板14、插头尾部附件15以及尾部护套16。插头接触件模块12固定装配在插头壳体11内，插头接触件模块12包括插头绝缘体121以及安装在插头绝缘体内的多个插头接触件122，插头接触件为圆形针。插头接触件前端为凸出于插头绝缘体的触头部1221，触头部用于和连接器插座2中的插孔插合，插头接触件的后端为压接端1223，用于和插头印制板14连接；插头接触件中的触头部与压接端之间部分为固定部1222，该固定部嵌于插头绝缘体121中，实现插头接触件的安装固定。优选的，插头接触件122是以镶件形式嵌设于插头绝缘体121内，即各插头接触件排版后进行注塑以形成插头接触件模块。插头绝缘体121的外表面设置过盈凸起1211，以便于插头绝缘体以强装方式固定在插头壳体内。插头壳体11内还设置插头前绝缘体17，插头前绝缘体17设置在插头绝缘体11的前端，各插头接触件的触头部1221位于插头前绝缘体17的凹槽171内，但是触头部的前端不突出于插头前绝缘体前端，可防止插头接触件被误碰。

插头印制板14安装于插头接触件模块12的后端，压接端1223与插头印制板14接触导通，插头印制板14上装有所述光模块13，光模块13与连接器插头尾部线缆中的光纤连接。为满足高速传输，插头印制板尺寸较大，插头印制板14沿前后方向水平布置，利于连接器尺寸小型化，则光膜块13的安装方向为上下方向，因此光模块13的安装方向与插头接触件前端的触头部1221延伸方向垂直，这种垂直设置是节省连接器插头内部空间的根源，此时光模块13与触头部1221之间必然需要一个连接方向上的折弯。本实施例中，满足连接器插头传递信号容量大且速率高的情况下，为减小连接器插头的体积，使插头接触件122分层排列在插头绝缘体121上，如图7，插头接触件122沿上下方向设置两层，当然也可仅设置一层或两层以上，并且插头接触件在插头绝缘体内部由前到后的走线方向为：先向背离插头印制板的方向折弯，然后朝后端方向水平延伸，最后再朝靠近插头印制板方向折弯并朝垂直于插头印制板方向延伸，最终使压接端与触头部相互垂直，实现插头接触件90°转向后与插头印制板导通，此举可有效降低插头连接器的高度，从而降低连接器体积。具体而言，为减小连接器高度，将插头印制板14水平设置在插头接触件模块的后端，若竖直放置插头印制板则势必增加连接器高度；因此本发明采用插头接触件先向印制板的反方向折弯，再向垂直印制板方向折弯的方式可以有效利用插头壳体内部高度方向上的上部空间；为了便于理解及突显本方案的有益效果，作为对比，假如插头接触件122在插头绝缘体内部采用直角折弯，即不朝背离插头印制板的方向折弯一定距离，仅为触头部朝后端水平延伸后再向垂直于插头印制板方向进行走线，那么垂直于插头印制板的竖直段12221由于必须具备一定延伸长度，则将会迫使插头印制板14的位置朝下方移动，此时则需要插头壳体11的腔体下部具有更大的高度空间来容纳下移的插头印制板，从而造成连接器高度增加。

本实施例中，在插头绝缘体121中沿上下方向共计设置两层插头接触件122，以满足高速信号传递，每层插头接触件包括多个信号接触件123和接地针124。在每层插头接触件中，两个相邻的信号接触件构成一个差分信号对125(图7中虚线框所示)，为防止差分信号对之间的串扰，使差分信号对125设于相邻两个接地针124之间，因此在同层中形成GSSGSSG的分布形式。作为优选，相邻两层的差分信号对在左右方向上错位分布，从而使差分信号对的周围均有接地针，并使不同层的差分信号对之间的距离增大，使连接器插头具有理想的串扰值。此外，错位让出的空间位置可以设置导销18，导销在头座插合时起引导作用，优选的，导销与插头绝缘体为一体式结构。

进一步的，插头接触件还包括电源接触件126，电源接触件用于提供电源以及传递低速协议信号，电源接触件可以设置两层。差分信号对属于高速接触件，电源接触件为低速接触件，因此本发明在高速接触件与低速接触件之间的插头前绝缘体17上设有隔离部172，隔离部沿前后方向延伸，隔离部在插头插合方向上高于所有插头接触件，隔离部能够提高差分信号对与电源接触件之间的耐电压。上层差分信号对全部位于一个凹槽内，下层差分信号对全部位于另一个凹槽内，因此不同层差分信号对之间也被插头前绝缘体隔离。

为了使连接器插头具备良好的密封性，在插头接触件模块12与插头壳体11之间设置密封体3，密封体3可以采用硅胶注塑或者是装配的方式，使得每一个插头接触件处也实现完全密封。本实施例中，密封体3以装配形式可拆卸设在插头绝缘体前端，如图8，密封体包括侧密封部31和前密封部32，所述侧密封部31为沿周向设置的封闭体，前密封部32设于侧密封部31的前端，前密封部上设置与插头接触件过盈配合的孔321，孔的内径小于插头接触件穿出于插头接触件前端面处的直径，以便于和插头接触件过盈配合起到良好密封性。密封套3以强装方式安装在插头绝缘体121前端，在插头接触件模块安装在插头壳体内后，侧密封部31位于插头壳体11内壁与插头绝缘体121之间，实现插头接触件模块与插头壳体之间的密封。各插头接触件122穿过前密封部32上对应设置的孔321，从而使前密封部对各个插头接触件进行单独密封，实现对应插头接触件与插头绝缘体之间的密封。所述侧密封部31整体呈矩形框式结构，前密封部32呈矩形片状结构，但本发明对此形状不作限制。优选的，前密封部32与侧密封部31之间在上下两侧留有间隙33，插头绝缘体121前端设有槽1212，间隙33的形状与插头绝缘体上下两侧的凸部1213适配，密封体安装到位后，前密封部32整体嵌设在槽1212内，凸部1213穿过间隙33，并通过凸部1213上的定位销1214与插头前绝缘体17上的定位孔173配合，使插头绝缘体与插头前绝缘体扣合后将前密封部限制在槽内，并且由于前密封部嵌设于槽内，则插头绝缘体与插头前绝缘体在前后方向上的扣合力仅有一部分作用在前密封部上，可保证密封性的前提下延长密封体使用寿命。

本实施例中，插头接触件的压接端1223选用鱼眼压接端，鱼眼压接端的厚度小于插头接触件的直径。由于插头接触件的触头部和固定部的直径较粗，阻抗比较小，那么为了平衡插头接触件的整体阻抗，将压接端做得尺寸比较小，使压接端与固定部之间存在变径，则压接端可以提高阻抗，使得连接器插头的阻抗值处于要求范围内。优选的，鱼眼压接端可以压接或焊接的方式装配在插头接触件后端，或鱼眼压接端与固定部为一体结构，此时整根插头接触件为一体式结构。值得说明的是，鱼眼压接端以压接形式安装在固定部上时，鱼眼压接端的两端均为鱼眼结构，整体呈“8”字型，其中一个鱼眼结构用于和固定部尾端的开孔过盈配合，另一个鱼眼结构用于和插头印制板免焊压接。

插头尾部附件15固定在插头壳体11后端，二者之间可以通过螺钉或卡扣等锁紧件进行固定相连，插头尾部附件用于和插头壳体对接以密封整个插头壳体内部空间，对接入连接器插头内的线缆以及其它内部元器件进行防护，也可用于实现插头前绝缘体17及插头接触件模块12的进一步限位；具体而言，组装时，插头前绝缘体、插头接触件模块依次通过插头壳体后端插入插头壳体内部，插头前绝缘体17的前端与插头壳体的前端内部台阶挡止配合实现限位，如图9，插头尾部附件15的前端进入插头壳体内部并与插头绝缘体后端抵接，从而将插头接触件模块12限位在插头前绝缘体17与插头尾部附件15之间。在另一实施例中，插头前绝缘体和插头绝缘体也可以通过其它形式强化固定在插头壳体内部，本发明对此不作限制。

连接器插座2的结构如图13至图18，以连接器插座的接插端作为其前端。连接器插座2包括插座壳体21、插座前绝缘体22、插孔23、插针模块24以及插座印制板25，插针模块24包括插针绝缘体241以及安装在插针绝缘体内的插座插针242，插针绝缘体241与插座前绝缘22相扣合组成插座绝缘体，插孔23安装在插座绝缘体内，插孔23的前端用于和插头接触件122插接，插孔23后端用于和插座插针242的前端连接，插孔23与插座绝缘体之间为间隙配合，以便于插孔可以在径向上小幅度运动。插座插针242的后端与插座印制板25连接。

本实施例中，插孔23的前端设为第一线簧孔231，后端设为第二线簧孔232，因此插孔23为双头线簧孔，具备转接功能。第一线簧孔231用于和插头接触件插接，公知的，线簧孔内的线簧丝分布形式使得其内孔具有束腰结构，圆形插针插入线簧孔内后可以在孔内径向摆动或浮动，因此本发明插孔前端采用线簧孔可以满足上万次的插拔次数，提高连接器使用寿命，线簧孔具有径向浮动功能，可以自校准插针的插入，保持头座良好接触，利于插拔。第二线簧孔232和插座插针对接，当插孔23为双头线簧孔时，则第二线簧孔也可以和插座插针之间进行小幅度径向相对浮动，这也进一步提高了插头接触件与插孔整体的径向浮动范围。

连接器组件的工作原理为：连接器插头1与连接器插座2在插合后，通过连接器插头尾部接入的线缆中的光纤，将需要传输的信号传到光模块13中进行光电信号的转换，然后转换后的信号通过插头印制板14传递到插头接触件模块12中，插头接触件模块前端的触头部插入连接器插座中插孔23的前端第一线簧孔中以将信号传递至插座端的插针模块24，插针模块最后将信号通过插座印制板25传递到设备内部，整个传输链路中，信号主要是在光纤中传输，具有良好的抗干扰能力，容量大等优势，能够将信号完整的传输到设备内部。

作为优选，插座插针242以镶件形式置于插针绝缘体241内，即将插座插针进行注塑形成高速插针模块，此时插座插针为固定式，不可从插针绝缘体上随意拆卸下来，当然在其它实施例中，插座插针也可以拆卸装配的形式安装在插针绝缘体中，例如通过卡扣结构与插针绝缘体配合。插座插针的尾部设置插针压接端243，插针压接端也为鱼眼结构，鱼眼结构以压接形式与插座印制板接触导通，实现了免焊压接，提高工作效率，也便于插座印制板的安装。进一步的，插针压接端可以和插座插针为可拆卸连接方式，例如插针压接端243的两端均为鱼眼结构，其中一个鱼眼结构用于和插座插针后端开孔强装配合，另一个鱼眼结构用于和插座印制板压接，或者将插针压接端焊接在插座插针后端，也可以使插针压接端与插座插针一体成型加工，形成一体式结构。此外，插座插针242的直径大于插针压接端的厚度及直径，传递高速信号的插座插针直径较粗，而插座插针后端的鱼眼结构的尺寸较小，二者存在变径，可实现了阻抗调整，也便于插针模块到印制板之间的高速信号转接。

结合图16，所述插座前绝缘体22上设有容纳孔221，插孔23的后端插装于对应的插座插针上后，整体将插针模块24与插座前绝缘体22扣合，使插孔23穿装于容纳孔221内，插孔23此时被限位在容纳孔的前端与插座绝缘体的前端面之间。优选的，插针绝缘体前端面具有凸起，插座前绝缘体后端面具有凹坑，凸起与凹坑配合实现二者相对限位。如图15，组合后的插针绝缘体与插座前绝缘体所构成的插座绝缘体安装进插座壳体内部，插座绝缘体上具有与插座壳体内壁配合的过盈部26，便于强装定位。此外，也可在插座绝缘体上设置凸台27，以便于和插座壳体21内的挡台211在前后方向上限位，在插座印制板通过螺钉固定在插座壳体后端后，整个插针模块、插孔、插座前绝缘体构成的插座端连接模块可以整体被限位在插座印制板与挡台之间。容纳孔的外壁在头座插合时与插头前绝缘体的凹槽内壁导向配合，起引导插合的作用。

插孔23的位置及数量与插头接触件匹配，容纳孔与插孔一一对应设置，与信号接触件及接地针相对应的容纳孔221的内壁设有凸筋2211，而其余对应电源接触件的容纳孔无需设置凸筋。凸筋2211沿周向均布在容纳孔内壁，本实施例在每个容纳孔内壁设置三个凸筋，相邻凸筋之间形成空气间隙2212，可提高高速产品的阻抗匹配。具体而言，空气阻抗大于绝缘体阻抗，若采用绝缘体调整阻抗，那么需要在插头绝缘体与插孔之间填充更厚的绝缘体，相当于在满足阻抗匹配的前提下需要把插头绝缘体做的很厚，不利于减小体积，若采用空气间隙，则可保证插头绝缘体体积相对较小的情况下，达到阻抗要求，从而满足高速信号的传输要求。至于对应电源接触件的容纳孔内壁由于不涉及高速信号的传递，其仅为低速协议或电源信号，则无需设置空气间隙。此外，凸筋也限制插孔径向大幅度晃动，但凸筋也和插孔之间具备较小的间隙，以满足上述的插孔与插座绝缘体间隙配合。

所述插座绝缘体上设置导套28，该导套28具体是设于插针绝缘体前端，导套与导销沿插拔方向导向滑配，实现头座插合过程中的引导。作为优选，如图12，在插头的插合方向上，电源接触件126高于信号接触件123，且电源接触件低于导销18，可实现插头的分级引导插合。具体而言，电源接触件露出插头绝缘体封胶的长度低于导销凸出于插头绝缘体前端面的长度，高于信号接触件的长度，这样在连接器插头插入连接器插座的过程中，插头壳体与插座壳体先引导，随着连接器插头的插入变为导销、导套配合引导，继续插入时，电源接触件再接触插座端的插孔，最后连接器插头内的差分信号对再接触相对应的插孔，这样分级引导可以减小连接器插头的插拔力，增加使用寿命。

连接器组件的实施例二：

如图19，本实施例与连接器组件实施例一的区别仅在于连接器插头，本实施例与实施例一种的连接器插头的区别在于：插头接触件采用现有的平直圆形插针即可，无需对插头接触件进行折弯，而是对插头印制板14进行“折弯”，即同样使电接触部件具备“折弯部分”，同样可起到减小连接器插头尺寸效果。此时插头印制板采用刚柔板，该刚柔板包括第一刚性印制板141、第二刚性印制板142以及连接两个刚性印制板的柔板143，第一刚性印制板竖直设置，第二刚性印制板水平设置，则第一刚性印制板与第二刚性印制板相互垂直，实现了插头印制板的90°折弯，从而便于在插头壳体内部进行走线布局，减小连接器体积。所述第一刚性141印制板与插头接触件122的后端连接，第二刚性印制板142用于和光模块13连接，柔板143用于实现第一、二刚性印制板的信号传递。第一刚性印制板可以通过螺钉等紧固件定位在插头绝缘体后端，第二刚性印制板可通过支撑体定位在插头壳体内。本实施例中，插头线缆中的光纤将需要传输的信号传到光模块中进行光电信号的转换，然后转换后的信号通过刚柔板传递到插头接触件模块中，进而在头座对插时最终传递至设备。而其它元器件的特征及功效与连接器组件实施例一中完全相同，不再赘述。

连接器插头与连接器插座在插合后，通过锁紧机构实现头座锁紧，锁紧机构可以采用钢球锁紧结构、卡扣锁紧结构、强装配合结构等，本发明对实现头座双端锁紧的锁紧机构不作限定。

本发明还提出一种设备的实施例，所述设备上设置有至少一个上述的连接器插座，所述设备优选为内窥镜设备，用于接收内窥镜传递过来的信号。但本发明不限于此，设备也可以为其它领域中但具备上述连接器插座的相关装置。

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 (8)

1.连接器插座，包括插座壳体(21)，插座壳体内设有插座绝缘体，插座绝缘体内设有插孔(23)，以插座壳体的插接端为前端，其特征在于：所述插孔(23)的前端设为与插头接触件插接的线簧孔，设于插孔(23)后端的线簧孔与插针模块(24)前端电性连接，插针模块(24)包括插针绝缘体(241)和安装在插针绝缘体中的插座插针(242)，插座插针(242)前端与设于插孔后端的线簧孔相插接，插座插针(242)后端与插座印制板(25)连接，插座插针(242)的后端设有插针压接端(243)，插针压接端用于与插座印制板免焊压接，插座插针(242)的直径大于插针压接端(243)。

2.根据权利要求1所述的连接器插座，其特征在于：插座壳体(21)内设有插座前绝缘体(22)，插座前绝缘体设置在插针绝缘体前端，且二者扣合构成所述插座绝缘体。

3.根据权利要求1所述的连接器插座，其特征在于：所述插孔(23)与插座绝缘体之间设置有空气间隙(2212)。

4.根据权利要求3所述的连接器插座，其特征在于：所述插座绝缘体设有供插孔(23)穿装的容纳孔(221)，容纳孔内壁沿周向均布多个凸筋(2211)，相邻凸筋之间形成所述空气间隙(2212)。

5.根据权利要求1所述的连接器插座，其特征在于：插针压接端(243)与插座插针(242)后端以压接或焊接形式相连，或者，插针压接端(243)与插座插针(242)为一体式结构。

6.根据权利要求1所述的连接器插座，其特征在于：插座插针(242)与插针绝缘体(241)可拆卸连接，或者，插座插针(242)与插针绝缘体(241)为一体式结构。

7.连接器组件，包括适配插接的连接器插头和连接器插座，其特征在于：所述连接器插座为权利要求1至6中任一项所述的连接器插座。

8.一种设备，其特征在于：所述设备上设置有权利要求1至6中任一项所述的连接器插座。

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