CN1250239A - 适用于轴向定位的连接器组件 - Google Patents

Abstract

一种用来与一个插件(2)形成配合的电连接的电连接器组件(1),它具有一个安装在导轨(16)上的电连接器(5)和一个弹性的弹簧机构(19),弹簧机构在连接器(5)向后移动的过程中受到偏压,以便在与一个没有对准的插件(2)配合时对准其位置。

Description

适用于轴向定位的连接器组件

本发明涉及到一种连接器组件，其可调节其位置使之对准一个错位的配套电连接器。

美国专利US5197896号公开了一种在贯穿一个面板的扩张开口内延伸的连接器组件。这种公知的连接器组件被松散地安装在扩张开口中，以允许连接器组件在扩张开口限定的范围内通过横向移动来调节位置。然而，公知的连接器组件不能相对于配合的轴向方向调节其位置，例如，沿着与板面垂直延伸的轴向对准其位置。公知连接器组件的另一个限制是需要有一个穿过面板的扩张开口。这种开口可能不适合用于电路板式的面板。在电路板式面板的外部表面区域上设有导电路径，并且沿着埋入外部表面区域下面的区域还可能有其他的电路。贯通面板的扩大开口的存在将大大减少可用于电路的有效面积。另外，被开口围住的连接器组件不能跨过开口连接到这些电路上。

在计算机，办公设备和机器控制设备中需要有一种能够安装到电路板式面板上的连接器组件，并且能够连接到电路板上的电路。

对连接器组件的进一步要求是应该能够相对于配合的轴向方向调节其位置。

计算机往往被用作一种对接设备，在对接设备上可以插入或是拔掉一或多个插入式便携装置。用对接装置提供电源以及连接到插入式便携装置的电子电路连接。这种便携装置可以是任何类型的电子设备。例如，便携装置可以是一种主要用来记录和存储电子数据的装置，例如是电子表读出装置，或者是一种个人数字助理装置。便携式插入装置也可以是诸如便携式个人计算机那样的能够从对接设备上拆掉的更复杂的设备。在便携式插入装置被插入对接设备时，必须与对接设备上面的电连接器组件形成电连接。

当连接器组件被局部固定在面板后面、电路屏蔽后面、安全屏障后面、或者是插件本身后面时，这种连接器组件需要与插件形成电路配合的连接。这种连接被公众称为封闭配合连接。

人们希望，连接器组件应该能够方便地完成封闭配合连接。从目前的要求来看，不仅是在计算机中，在办公设备和机器控制设备中也需要将连接器组件安装到电路板式的面板上，并且与电路板式面板上的电路形成电连接，并且能够方便地完成封闭配合连接。

美国专利US5080604号所公开的一种公知的电连接器组件包括一个外壳和一个电连接器，连接器的配合端在轴向上对准插座。外壳上的插座与插件的配套电连接器上伸出的定位柱对齐。外壳象是一个漏斗，用来接收定位柱上锥状的尖头，并且在定位柱被完全插入外壳时与定位柱对齐。尽管公知的连接器组件能够使外壳对准安装柱，但是不能完全保证插入的安装柱达到必要的充分程度。另外也不能在配合连接的方向上对准公知的电连接器，以便补偿定位柱在外壳内部的移动。因此，进一步需要有一种能够在其配合连接方向上调节位置的连接器组件，以便方便地完成封闭配合连接。

不断发展的趋势是将单个电连接器组合到一起，将电源和电子通信线路都组合在安装到面板上的一个连接器组件中。这种连接器组件被称为混合连接器组件，可以将电源连接和电子通信连接组合在一个连接器组件中。连接器组件必须具有用来连接电源的电接点，以及用来传输电子通信信号的电接点。另一个发展趋势是需要用混合连接器组件为按照插入方式组合的机器工具提供多种可以互换的插件，例如连接到诸如DIN导轨的电源总线，以及连接到许多通信系统中常见的通信总线例如是局域网上。在每个插件上利用混合连接器组件将可以互换的插件连接到电源和用来控制机器功能的通信信号线上。采用混合连接器组件可以避免使用许多电连接器组件将各个插件分别连接到电源和通信信号线。

按照本发明的电连接器组件适用于以插件的形式插接到提供电源和电子通信信号的电气插座上的办公设备和机器工具之控制。

按照本发明的电连接器组件被安装在一个用于调节运动的面板上，使其位置相对于一个没有对准的插件在配合的轴向上对齐。

另外，按照本发明的连接器组件可以在配合的轴向方向上调节其位置，使其与一个没有对准的插件对齐，从而形成配合的连接。

另外，按照本发明的连接器组件被安装在一个用于调节运动的面板上。从而和一个插件形成电路的封闭配合连接。

当这种连接器组件被局部固定在一个面板后面、一个安全屏障后面、或者是插件本身的后面时，本发明可以实现与一个插件的封闭配合连接。

另外，按照本发明的连接器组件可以在配合连接的轴向方向上调节其位置，从而与一个没有对准的插件对齐，并且与这一插件形成封闭配合连接。

以下参照附图用举例的方式来说明本发明的一个实施例，在附图中：

图1是一个立体图，表示一个安装在电路板上的电连接器组件和一个安装在电路板上的独立的配合连接器组件，图中的电路板是切断的；

图2表示从电接点延伸到电路板上的一个柔性导体的截面侧视图；以及

图3是如图1所示的电连接器组件的一个侧视图。

参见图1，电连接器组件1和一个插件2形成电连接。插件2上包括安装到电路板4上的一个配套电连接器组件3。当插件2沿着配合的轴线1a朝着连接器组件1移动时，连接器组件1与配套电连接器组件3配合。这样，在连接器组件1和配套电连接器组件3之间形成配合的电连接。

电连接器组件1包括一个电连接器5，它的绝缘外壳6具有多个段件，如图2所示，在外壳6中具有电接点7。外壳6具有一个配合端8。接点7朝着配合端8延伸，以与配套电连接器组件3中配套的电接点9形成电连接。配套的电接点9按照公知的方式被电连接到电路板4上。

参见图1，连接器组件1具有横向延伸的安装法兰10。一个对应的扩张开口11通过各个安装法兰10与配合轴线1a平行地延伸。

参见图1，连接器组件1进一步包括装在电路板13上的一个安装托架12，它具有一电路板啮合部分14以及竖在电路板啮合部分14上的一个对应的连接器安装部分15。如图所示，安装部分15被分成两个部分，托架12也被分成两个部分，但是托架12的两部分可以接合成一体。

从每个对应的连接器安装部分15上伸出一个圆柱导轨16。例如可以将每个导轨16压配合在贯通相应安装部分15的一个镗孔17中。导轨16上支承连接器5，并且将电连接器5安装到电路板13上。每个导轨16从贯通电连接器5上相应的一个安装法兰10的扩张开口18中穿出。

以下要说明一个弹性的弹簧机构19。弹性弹簧机构19例如包括每个对应的导轨16和一个受到弹性压力的弹簧件20，弹簧件被活动地安装在导轨16的自由端上，在导轨16的自由端上有一个扩大的帽件21。帽21盖住弹簧件20的后端，以防止弹簧件20脱出。弹簧件20被定位在帽21和电连接器5上的法兰10之间，并且在连接器组件1的电连接器5按照以下所述的方式向后移动时受到弹性压力。

参见图1，插件2需要沿着配合的轴线1a朝向电连接器组件1移动，以使电连接器组件1和配套电连接器组件3形成配合连接。随着制造公差和温度变化对尺寸变化的影响，轴向的移动量是可以改变的。为了补偿插件2在轴向移动方向上的变化，连接器组件1可以沿着配合的轴线1a移动，使其本身沿着配合的轴线1a对准不同的位置。配套连接器组件3有可能超程，也就是说，朝着电连接器组件1的轴向移动有可能超过所需的量，让电连接器5在沿着配合轴线1a向后的方向上沿着导轨16滑动，使其本身在轴向上对准轴向上超程的配套连接器组件3。容许的运动变化量是很大的，以免由于插件2超程而造成损坏，并且避免由于在配合方向上的轴向运动量不足而造成连接器组件1和配套的电连接器组件3的不完全配合。

向后做轴向运动的电连接器5要克服由弹簧机构19提供的弹簧偏压。弹簧机构19提供的弹簧偏压可以沿着导轨16向前推动电连接器5，并在配合的方向上沿着导轨16向前推动外壳6和电接点7，以提供足够的压力使之与配套电连接器组件3形成理想的配合。随着连接器5沿着配合轴线1a向后移动，并且沿着导轨16向后对准一个沿着配合轴线定位不够准确的插件2，而使弹簧机构19受到推压而弹性地收缩。

参见图1，弹簧件20可以采取任何形式的弹性压缩结构，例如是一个线圈弹簧或是簧片。如图1所示，弹簧件20是一个可以在导轨16的悬空端滑动的弹性合成材料构成的球体。球体的通道18被滑动地接收在导轨16上面。弹簧件19被弹性挤压在连接器5的法兰10和相应导轨16上的帽件21之间，特别当连接器5向后轴向移动对准其位置时，该倾向于弹性膨胀的弹簧件20就提供弹簧偏压。

参见图2，每个接点7具有一个可以连接到电路板13上的柔性导体21。参见图3，该柔性导体21从接点7延伸到电路板13上，其中，柔性导体21连接到图1所示的电路板13上的导电线路22上。柔性导体21在柔性的开口环23中延伸，以便连接到装有托架12的电路板13上。当连接器5为对准其位置而移动时，柔性导体21受到弯曲，使得环23的两个相反端开始时分开宽度大，当连接器5向后移动时，分开的宽度减小。例如，柔性导体21包括覆盖有绝缘层的多股细绞线，它比单股的粗绞线更容易弯曲。导线从绝缘层的相反端突出，并且捆成一束。例如可以通过浸注焊料使线束变成单个的棒21a，或者是将其固定在一个便于插入图3所示的电路板13上对应的一个孔口21b中的金属空心套筒中。

参见图1，外壳上的防护罩24从外壳6上的配合端8向前突出。外壳6的配合端8凹入防护罩24的内部。防护罩24提供了一个空心的插座，使其对准从插件2的配套电连接器3上分开间置伸出的定位柱25。定位柱25具有锥状的尖头。

以下参照图1来解释连接器组件1的横向运动。穿过连接器5的法兰10的扩张通道18可以围绕着相应导轨16的中心轴线做偏心的圆周运动，用来安装连接器5，使其围绕着与配套电连接器组件3配合的轴线1a做横向的圆周运动。定位柱25在插件2朝着连接器组件1移动的过程中有可能出现横向错位，定位柱25上的锥状尖头有可能部分进入防护罩24并且偏压在防护罩24上，从而造成包括防护罩24，外壳6和接点7在内的可移动单元横向移动，使连接器组件1的连接器5横向对准它的位置，使其本身与横向错位的配套连接器组件3对准。

参见图1，连接器组件1是一个混合连接器，它的电接点7包括用来向配套连接器组件3中对应的电源接点9a供电的电源接点7和用来向配套连接器组件3中对应的信号接点9b传送电信号的电信号接点7。

上文中解释了本发明的一个实施例，附带的权利要求书的范围覆盖了本发明的其他实施例及其变更形式。

Claims (8)

1.一种电连接器组件包括：一个具有插座的防护罩，用来对准从一个插件的配套电连接器上伸出的定位柱；一个绝缘外壳，其配合端在轴向上对准上述插座；装在外壳中的导电接点，该接点朝着外壳上的配合端延伸，用来配合连接配套电连接器上的各个电接点；一个由防护罩，外壳以及接点构成的移动装置，其可以轴向移动地被安装在电路板上；设在电路板上的电路；以及从电接点延伸到电路板上的各个电路的柔性导体；移动装置的运动可以使柔性导体弯曲，以使其与插件上没有对齐的配套连接器对准，从而与插件形成电路的封闭配合连接。

2.按照权利要求1的电连接器组件，其特征是电接点包括信号传输接点和电源接点，而电路板上的电路包括信号传输电路和电源电路。

3.一种用来和一个插件形成电连接的电连接器组件包括：一种具有绝缘外壳的电连接器；在外壳内具有电接点；一个托架具有电路板啮合部分和与配合端垂直延伸的导轨；电连接器可沿着导轨被往复地接收；以及安装在托架上并且可以沿着导轨向前推动绝缘外壳和配合端的一个弹性弹簧机构，该可弹性膨胀的弹簧机构在连接器沿着导轨向后移动的过程中受到压缩，以便对准一个没有对齐的插件，并且与其形成封闭配合连接。

4.按照权利要求3的电连接器组件，其特征是进一步包括：可弯曲的被绝缘的导体，它连接到接点上，并且延伸在可弯曲的环中，用来连接到装有托架的电路板上，上述的环在连接器移动过程中受到弯曲。

5.按照权利要求3的电连接器组件，其特征是弹簧机构包括与连接器啮合的弹性合成材料的球体。

6.按照权利要求3的电连接器组件，其特征是弹簧机构包括装在导轨上的弹性合成材料球体，球体与连接器啮合。

7.按照权利要求3的电连接器组件，其特征是进一步包括：一个外壳上的防护罩，防护罩具有插座以对准从插件上的配套电连接器上伸出的定位柱。

8.按照权利要求3的电连接器组件，其特征是进一步包括：一个外壳上的防护罩，防护罩具有插座以对准从插件上的配套电连接器上伸出的定位柱，一个由防护罩，外壳和接点构成的移动装置，其可以轴向移动地被安装在电路板上，以及从电接点延伸到电路板上的各个电路的柔性导体，柔性导体随着移动装置的移动受到弯曲，以对准插件上的没有对齐的配套连接器。

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