CN1572048A - 带有改进的接地装置的连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多导线电缆的多个地线的改进的端接组件。所述组件包括与装在一个连接器壳中的接地端子的端接部分接合的U形保持夹。所述夹具有至少一个形成在其一个边缘中的凹口以用于将排扰线或者接地线设置在夹上的适当位置，用于将排扰线焊接在夹上的位置。端接部分可设有与夹的其中一个凹口对准的开口，以使电缆的两个排扰线可被定位在处于类似位置的信号线的上方，以进行端接处的机械均匀性的测量。

Description

带有改进的接地装置的连接器

技术领域

本发明涉及电连接器领域，特别涉及用于连接具有接地元件的信号电缆的端子模块。

技术背景

在高速数据通信中，许多电子装置依靠传输线以在相关的装置之间或者例如外围装置和计算机的电路板之间传输信号。这些传输线包括能够高速传输数据的信号电缆。已知的一种常用的信号电缆是沿着电缆长度扭绞在一起的一对或者多对扭绞信号线。一个或者多个接地排扰线也可与信号线扭绞在一起。信号线可被具有排扰线或者没有排扰线的相关的接地屏蔽(诸如金属编织管)包围。信号线通常被绝缘包皮包封并且整个电缆通常外绝缘护套包封。

为了保持从这样一种传输线或者电缆到相关电子装置的电路的电子性能完整性，需要获得从传输线到电路的基本恒定的阻抗以避免大的阻抗变化。在连接器配合界面处控制连接器的阻抗的问题是公知的，这是由于常规连接器的阻抗通常在连接器上和穿过两个配合的连接器部件的界面变化。信号强度在穿过存在阻抗变化的连接器界面时降低并且一些信号被反射回到信号源。

扭绞线缆被设计成能够在电传输线上保持所需阻抗的形式，并且这可通过保持信号导体、排扰线和/或接地屏蔽的恒定几何或者物理布置来实现。遗憾的是，通常在电缆端接于连接器的端接区域通常会遇到阻抗降低。当扭绞的成对信号导体反捻以与电缆连接器的端接部分配合并且被焊接到其上时会出现这种情况。因此，需要在整个连接器及其与电缆端接的部分上尽可能恒定地保持所需的阻抗。在连接器领域，这被称为“阻抗匹配”。

当信号电缆端接于连接器时，扭绞线反捻并且包围线对的编织屏蔽可被剥离并且至少部分地解开。这以人工的方式完成并且它通常导致信号线、排扰线和/或接地屏蔽从它们存在于电缆中的初始几何结构移出。这将变异性引入到电性能中。这种布置可导致接地线和信号线脱离它们的初始状态并且它通常导致电缆-连接器端接区域中电子组件阻抗大于电缆的阻抗。阻抗增大可超过连接器系统所设计的容限并且导致系统存在大的阻抗间断性，这将对系统的电性能产生不良的影响。变异性和重新布置改变系统在端接区域中的物理性能，产生由于系统在连接器界面上的不希望的变化所导致的问题。

因此，本发明涉及一种用于在电缆连接器的端接部分处端接电缆导体的独特端接结构。

本发明概述

概括地，本发明的一个目的是提供一种新的改进的电连接器，用于端接具有至少一对信号线和相关接地线的电缆的一个端部。

本发明的另一个目的是提供一种用于使一个或者多个信号通道传输电缆与插头连接器端接的端接组件，其中传输电缆包括至少一对差分信号线，每一对具有相关的接地线，并且端接组件包括接地端子，所述接地端子具有从其绝缘套向后延伸的端接部分，所述端接部分包括信号线平台和导电保持器，所述导电保持器以这样的方式接合平台，即，使信号电缆及其两个相关的差分信号线的自由端保持在端接组件内的一个特定位置。

本发明的另一个目的是提供一种用于使差分信号线与连接器端接的改进的端接组件，其中端接组件包括绝缘套和多个因此而被支撑的导体端子，至少两个端子适于分别与差分信号线端接，其余端子是用于接合与差分信号线相关的接地线接合的接地端子，端接组件还包括接合并且延伸超过接地端子的导电保持器，接地端子端接部分和保持器合作限定出导电壳，所述导电壳包围信号线和接地线从其中伸出的信号电缆自由端，保持器和端接部分相对于差分信号线使接地元件定位在固定位置。

本发明的另一个目的是提供一种用于使其中包含两种差分信号线的信号电缆的接地线定位的装置，所述定位装置包括形成在接地端子端接部分和保持器元件中的开口，所述开口相互对准并且提供肩部，信号电缆接地线可抵靠所述肩部折叠并且焊接到端接组件上，所述开口相互垂直对准以使接地线相互之间以及相对于差分信号线保持一种预定的布置。

利用其新颖的独特结构可实现本发明的这些和其他目的。

在本发明的示例性实施例中，插头连接器设有绝缘套，绝缘套具有配合端和端接端。一对信号端子被绝缘套支撑并且具有设置在其配合端附近的接触部分，以及设置在端接端附近的端接部分以与成对的信号线端接。绝缘套还包括接地端子，所述接地端子具有设置在其配合端附近的接触部分，以及设置在端接端附近的端接部分以与接地元件端接。与接地端子独立的形式设置信号电缆保持夹并且信号电缆保持夹具有这样的结构，即，与其接地端子端接部分接合和合作以将电缆夹持在它们之间并且有助于电缆的信号线和接地元件的定位。

根据本发明的一个方面，保持夹用作导电保持器，所述导电保持器由导电材料制成并且与接地端子结合以在信号电缆自由端周围形成屏蔽，所述信号电缆的外绝缘护套被切开以露出电缆的接地元件和信号线。由保持器夹和接地端子端接部分形成的屏蔽延伸超过护套的远端。所述夹还包括与接地端子端接部分接合的可变形的卷边部分，以使所述夹和接地端子端接部分合作地限定出用于信号电缆的开放端和电缆护套周围的夹的导电壳，以在电缆和连接器之间提供应变消除。所述夹和端子合作地限定出包围信号电缆和延伸超过信号电缆的整个周边的接地壳。

在本发明的另一个方面，信号电缆的接地元件可采用一对排扰线的形式，每一个排扰线与两个信号线中的一个相关。接地端子端接部分和保持夹包括用于使排扰线定位在预定取向的装置并且还用于使排扰线相对于信号线保持特定取向，通常追随排扰线存在于电缆中的初始取向。定位装置是由形成在端接部分和保持夹中的孔或者槽提供的，排扰线可被插过所述孔或者槽并且弯曲到其外部并且超过信号电缆的自由端，对于这种布置，每一个弯曲的排扰线具有能够使其可被焊接在上面的金属表面。

从下面结合附图的详细描述中可以明显地看出本发明的其他目的、特征和优点。

附图的简要说明

从下面结合附图的详细描述中可以更好地理解本发明及其目的和优点，其中相同的附图标记表示附图中相同的元件，在附图中：

图1是从使用根据本发明原理构成的端接组件的电缆连接器组件的后部所得到的透视图；

图2是图1的局部分解视图，其中为了清楚起见，从连接器组件中移除了连接器外壳；

图3是为了清楚起见而移除图1的连接器的内部以示出连接器的内部端子模块的透视图；

图4是图3的局部分解视图，其中为了清楚起见，移除了端接保持器；

图5是与图4很类似的视图，其中电缆被移除；

图6是朝向在图3中的端子模块的后部看过去得到的正视图；

图7是用于本发明的导线接地夹具的底部平面图；

图8是图7的导线接地夹的侧视图；

图9是图7的导线接地夹的端部视图；

图10是与端子相连的导线接地夹的透视图，其中示出了接地线与导线接地夹相连的另一种可选择的方式；以及

图11是图10的组件的侧视图。

优选实施例的详细描述

首先参见图1-3，本发明涉及一种连接器组件，通常为一种使一个或者多个电缆与连接器端接的连接器组件。附图中所示的本发明的实施例为一种插头连接器10，插头连接器10最好包括内置端子模块12(图3)，内置端子模块12被前盖14(图2)包封，前盖14包括内导电金属屏蔽壳14a，内导电金属屏蔽壳14a具有例如利用模制施加在其上的绝缘外盖14b。金属屏蔽壳14a被冲压而成并且是由导电金属片制成的，导电金属片在纵向接缝18处连接在一起，并且金属屏蔽壳14a包括多个固定舌片20，在端子模块被插入壳体内后所述固定舌片20位于端子模块12的罩24的多个固定凹槽22内以将壳体固定在连接器组件10的前部附近。前外盖14b用于覆盖罩24并且提供插头连接器组件10与互补配合的连接器(未示出)的配合界面。塑料保护罩16可包在端子模块12的端接区域周围。

应该注意的是，图2示出了在金属壳14上的一个固定舌片20和在罩24顶部上的一个固定凹槽22，而图3示出了在罩24底部的两个固定凹槽22。这说明，这样的固定舌片的数量和设置不影响壳14相对于罩24的固定。端子模块12在图3中相对于其在图1和图2中的在连接器组件内的定向位置是颠倒的，以便于对端子模块描述。为了避免附图之间的混淆而作此说明。

所示的端子模块12(图3)具有这样一种结构，利用该结构可使两个电源电缆与相应的一对电源端子28端接。端子模块还适于与一对信号电缆30端接，每一个信号电缆中带有差分信号通道，每一个这样的信号通道包括与一对差分信号线32，所述差分信号线32与相应的一对差分信号端子34端接。差分信号导线指的是，每一个导线带有相同信号电压但具有不同的极性，即+5.0伏和-5.0伏等。在常规的结构中，每一个信号电缆30还将包括一个或者多个与信号线32相关的排扰线36、36A，并且排扰线36、36A自身端接于端子模块的接地端子38。每一个信号电缆可具有与其相关的两个排扰(接地)线36和36A(图6)，尽管图3中看不到底部排扰线，但在图6和图11中能够看到。如本领域已知的，每一个信号电缆30的每一个信号线32被一个外绝缘包皮31包封。另外，两个信号电缆30被外绝缘护套40包封。最后，每一个信号电缆包括采用金属编织管或者包围绝缘信号导线的导电涂覆塑料的形式的接地屏蔽，但这些未在图中示出。

端子模块12的罩24最好是由塑料或者其他电绝缘材料模制而成的。最好通过在罩的相对端部中间将罩模制在端子周围使所有的电源端子28、信号端子34和接地端子38被支撑在罩上。除了壳体和端子以外，端接组件最好包括一对保持夹或者夹持器42，保持夹或者夹持器42与接地端子38的端接部分配合以将信号电缆30的端部封闭在它们之间并且提供一种用于控制信号线和排扰线的取向的装置。除了它们的其他功能以外，这些保持夹42还用于为整个端接组件提供一些应变消除。图4示出了与信号电缆30分离的保持夹42，图5示出了端子模块的分解透视图，并且为了清楚起见而完全去除了信号电缆38和电源电缆26。如附图中所示，保持夹42最好为U形，并且当与接地端子38相连时，导线完全被夹和接地端子包围。保持夹42和接地端子38是导电的，因此这两个元件的结合提供了完全包围电缆及其两个信号线的导电表面(屏蔽)，同时使两个信号线定位在适当位置。在这方面，本发明对于该连接器的端接特征提供机械和电子有益特征。

特别是，图5示出了具有从外部模制罩24的配合面24a向前突出的接触部分28a的电源端子28。这些电源端子具有从罩24的后面或者端接面28b向后突出的端接部分28b，以例如通过焊接使其与电源电缆26的连接器相连(图3)。信号端子34同样具有从罩24的配合面24a向前突出的接触部分34a和从罩24的端接面24b向后突出的端接部分34b以例如通过焊接使其与信号电缆30的信号线32相连。接地端子38具有罩配合面24a向前突出的接触部分38a和较长的从连接器罩端接面24b向后突出的端接部分38b。端子模块12还可包括设置在电源端子28之间的如图5中所示的一个或者多个辅助端子44。这样的辅助端子有时用作可与其中一个电源端子或者其他端子短接以检测互连速度的“封闭状况检测端子(blind status detect terminal)”。

保持夹42与接地端子端接部分38b结合以形成完全围绕信号电缆30的一部分自由端的机械壳体和电子屏蔽，如图3中所示，信号电缆30的外绝缘护套被切开以露出内部接地(排扰)线和信号线以及信号电缆30的端部。保持夹42和接地端子38的端接部分38b还提供用于控制信号电缆排扰线36、36A的取向和端接的装置。

接地端子38的每一个端接部分38b最好包括沿着其相对的侧边设置的一对最好采用狭槽46形式的凹槽，以及形成在接地端子端接部分38b的主体部分中的通孔或者类似开口48。端接部分38b还可包括平安装部分80以限定其上位有如图3中所示的其中一个多导线信号电缆30的安装平台，以使每一个电缆的信号线32将面对信号端子34的端接部分34b。最好，以在接地端子38的宽端接部分38b上方的一定高度处使信号端子34的端接部分34b处于罩的端接面24b外，并且信号端子34的端接部分34b最好与信号线连接器32对准以使信号线在端接过程中的任何弯曲保持最小。每一个信号端子端接部分34a最好还是半圆形的或者略微“杯”形以支撑信号线导体并且为其提供可靠的焊接位置。

每一个保持夹42最好被冲压而成并且由金属片材制成，每一个保持夹42具有U形或者C形的整体构造，具有主干部分和从其延伸的两个支腿部分，两个支腿部分终止于两个自由端中。每一个保持夹42最好还包括设置在它们的自由端处的一对侧接合舌片或者舌部50以使所述夹定位在接地端子端接部分38b的侧凹槽46内。侧舌片50具有的长度能够使它们被插入道端接部分38b的相应凹槽46中，接着围绕端接部分38b的底部被卷边或者变形，以将保持夹42固定在其上以及形成围绕信号电缆30的开放端的包封屏蔽。或者，侧舌片50可沿着侧凹槽146被焊接或者钎焊在接地端子上。采用凹口或者凹槽52形式的开口最好形成在每一个保持夹42的前顶边缘处，并且如下面详细描述的，最好沿着保持夹42的中心设置并且它在长度方向上延伸到保持夹的主体部分42a中。另一个这样的凹口54也可被设置在保持夹42的顶部后边缘处，并且两个凹口52、54沿着保持夹42的主干部分在纵向上相互对准。

在组装时，首先通过剥去绝缘护套40的远端以露出它们相关的信号线32和排扰线36a、36b来制备信号电缆端部。信号线绝缘包皮31也被剥去以露出它们的内部导体32以便于端接。接着，底部排扰线36a弯曲90度并且被插入到接地端子端接部分38b的通孔48中，同时信号线导体32位于杯形的端接部分34a中。底部排扰线36A二次弯曲以使它接合端接部分38b。如图3中所示，保持夹42接着被放置在信号电缆30的端部的上方，以使夹舌片50接合接地端子端接部分36b的凹槽46，并且夹42的侧舌片50接着被向下和向内弯曲或者卷边到接地端子的端接部分38b的下方，如图6中所示。因此，夹42被牢固地夹在或者连接到端接部分上，以将电缆30夹持并且夹紧在夹50和接地端子的端接部分38b之间。夹是由金属制成的，因此当与接地端子的端接部分38b接触时，它们(与端接部分38b结合)提供围绕信号电缆30的自由端的整个范围，即，电缆外绝缘包皮被剥离和切割的区域的电屏蔽。这种切割和剥离露出电缆排扰线，并且上排扰线36于是最好位于夹42的顶部前凹口52(图3)内，并且回弯超过夹42的外部以使它们位于电缆30的信号线32上方。最后，内导体32被焊接到杯形端接部分34a并且底部排扰线36a被焊接到接地端子端接部分38b，顶部排扰线36被焊接在保持夹42的主体部分42a上。各个夹42和端接部分38b向前延伸超过电缆的被剥离的远端以最好包围或者包封自由端。

如图6中所示，每一个信号电缆30还包括在电缆底部处的第二排扰线36a(如在图6的下部中最佳示出的)。尽管所示的第二排扰线36a处于在其信号线之间的信号电缆30的底部，但是应该理解的是，两个排扰线36、36a可以扭绞的形式被缠绕在两个相关的信号线周围，其中它们位置相互交替以便与根据可沿着电缆的长度前进的螺旋形式相一致，以使排扰线与信号线一样在电缆30的四分之一长度圆周上交替。为了最有效使用本发明，排扰线36、36a是这样取向的，即，它们被定向在所述的顶部和底部布置，其中它们被保持在电缆的信号线导体上方和下方。底部排扰线36a被插入接地端子端接部分38b中的通孔48(图5)。与上排扰线类似，下排扰线36A向后回弯超过端接部分38b的外部(图6)。这样，顶部和底部排扰线36、36a可保持在这样一种布置中，其中每一个排扰线最好与信号线导体32保持等距离，以类似于它们在信号电缆30内的间隔。

排扰线在信号电缆30的端接区域中的这种布置的结果，对于从信号电缆30通过端子模块12的端接区域接着通过连接器组件10将产生极好的电性能完整性。在端接区域中的机械变异性被实际消除，这是由于接地端子的端接部分38b中的孔48和保持夹42中的凹口52提供了用于使排扰线定位的确切位置。如图6中最佳示出的，排扰线36、36a的自由端以与排扰线36、36a在信号电缆30内的部分对准的形式定位在它们各自的狭槽52和在接地端子端接部分38b中的开口48中，并且采用存在于信号电缆中的180度取向。这样，保持了电缆30在它们端接部分内的结构。这提供了在似乎使端接区域中的系统阻抗达到接近信号电缆的水平的端子模块区域上的均匀性测量，从而避免在系统中的任何较大的阻抗间断性。另外，保持夹42使信号电缆的露出部分被缩短和被包封以减小高阻抗峰值。所有这些优点结合在这样一种结构组合中，其中夹42和接地端子的端接部分结合以形成围绕信号电缆的端接端的屏蔽。

本发明的夹42可被认为是能够将信号电缆固定和封闭在插头连接器端接区域的“U形卡钉”。对于排扰线所用的开口和狭槽，本发明用于使一对扭绞的差分信号线固定在信号电缆中并且通过端接区域保持180度的分离关系。

图7-9示出了作为一个元件的夹42。在图9中，可以看出，端部舌片50具有内锥形101，内锥形101可有助于将夹42放置到接地端子的端接部分上。如图7中所示，如果需要的话，导线凹口52、54可具有不同的长度。

图10和图11示出了利用夹42以端接多导线电缆30的端部的一种可替代的方式。在该可替代的实施例中，排扰线36、36A没有被回拉到夹上或者端接部分上，而是它们上弯并且从夹的前部、在凹口54中和在端接部分的前部越过。这种可替代的结构可便于端接组件的组装。

从下面详细描述中可以更好地理解本发明的其他目的、特征和优点。

Claims (17)

1.一种用于端接电缆端部的电连接器，所述电缆具有至少一对信号线和从电缆端部突出的至少一个相关的接地线，所述连接器包括：

具有配合端和端接端的连接器壳体；

由连接器壳体支撑的一对信号端子，所述信号端子具有沿着连接器壳体配合端设置的接触部分以接触配合连接器的端子，以及沿着所述连接器壳体端接端设置的端子尾部以与所述信号线端接；

由连接器壳体支撑的接地端子，所述接地端子具有沿着连接器壳体配合端设置的接触部分，以及沿着所述壳体端接端设置的端子尾部以与所述电缆接地线端接；以及

保持元件，可与所述接地端接尾部接合以将所述电缆的一部分夹持到所述接地端接尾部，所述保持元件和所述接地端接尾部配合包围位于它们之间的所述电缆的一部分。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述保持元件是由导电材料制成的，所述保持元件和所述接地端接尾部配合限定出完全围绕所述电缆端部延伸的导电罩，从而为电缆端部提供屏蔽。

3.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述接地端接尾部包括开口，所述接地线的一端穿过该开口并且弯曲超过所述接地端接尾部的外表面。

4.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，所述电缆包括第二接地线，并且所述保持元件包括形成在其一个边缘中的凹口，所述凹口与所述接地端接尾部开口隔离并且对准，所述第二接地线通过所述凹口并且到达所述保持元件的外表面上。

5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述保持元件具有主干和相互之间间隔开的两个自由端，所述自由端终止于接合舌片，并且所述接地端接尾部具有一对设置其中与所述保持元件的接合舌片相对的狭槽，当所述保持元件与所述接地端接尾部接合时，所述舌片被接收在狭槽内，从而限定出完全包围所述电缆端部的导电路径。

6.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述保持元件具有U形构造，并且包括一个主干和两个自由端，当所述保持元件被施加在所述接地端接尾部上时，所述主干与所述接地端接尾部分隔，所述主干具有在所述电缆端部处平行于所述信号线延伸的外表面。

7.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述保持元件接合舌片包括可变形部分以卷到部分所述接地端接尾部上。

8.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述保持元件具有一对形成在其前边缘和后边缘中的凹口，所述凹口相互之间纵向对准并且与所述接地端接尾部狭槽分隔。

9.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，所述保持元件接合舌片包括可变形部分以卷到部分所述接地端接尾部上。

10.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述电缆还包括与所述两个信号线相关的第二接地线，所述相关接地线的端部以相互分隔以及与所述信号线分隔的方式，被支撑在所述保持元件的外表面和所述接地端接尾部上。

11.如权利要求10所述的连接器，其特征在于，所述保持元件和所述接地端接尾部配合地形成空腔，所述信号线和所述接地线端部穿过所述空腔，所述接地线分别经过所述保持元件引出，并且穿过所述接地端接尾部，以及折回到所述保持元件的外表面和所述接地端接尾部上。

12.一种用于使电缆与配合连接器配合的端子模块，所述电缆包括至少一对信号线和与所述信号线相关的至少一对接地线，所述模块包括：

电绝缘壳体；至少三个由壳体支撑的导电端子，所述端子包括两个信号端子和一个接地端子，每一个端子包括与配合连接器的端子接触的接触部分和端接于所述信号线和接地线的尾部，两个信号端子尾部在第一方向上相互分隔并且还在不同于第一方向的第二方向上与接地端子尾部分隔，所述接地端子尾部具有给定长度的宽基部，以使所述两个信号线在模块内至少部分地被支撑在其上适当位置处，并且与所述信号端子尾部对准；以及用于使所述信号线被固定在所述接地端子尾部的适当位置处的保持器夹，所述保持器夹可与所述接地端子尾部接合以与其配合限定出能够完全封闭所述信号线的空心壳体。

13.如权利要求12所述的端子模块，其特征在于，所述保持器夹包括导电壳，所述导电壳具有一个主干部分和两个自由端，所述两个自由端可与所述接地端子尾部接合。

14.如权利要求13所述的端子模块，其特征在于，所述接地端子尾部包括多个用于接收所述导电壳自由端的狭槽。

15.如权利要求12所述的端子模块，其特征在于，所述保持器夹为U形，具有主体部分和两个分隔的接合舌片，所述接合舌片延伸离开所述保持器夹的主体部分，并且所述接地端子尾部包括一对将所述保持器夹接合舌片接收在其中的狭槽。

16.如权利要求12所述的端子模块，其特征在于，所述保持器夹包括至少一个形成在其外边缘中的凹口，所述凹口接收弯回到所述壳的外表面上的其中一个所述接地线，所述接地端子尾部包括与所述壳凹口对准的开口，所述开口接收弯回到所述壳的外表面上的另一个所述接地线。

17.如权利要求12所述的端子模块，其特征在于，所述两个接地线的端部在位于所述信号线的上方和下方的取向上分别被支撑在所述保持器夹的外表面和接地端子尾部上。

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