TW201803227A

TW201803227A - 連接器

Info

Publication number: TW201803227A
Application number: TW106103739A
Authority: TW
Inventors: 安妮巴貝特; 尤瑟夫考騰巴賀爾; 陶比斯史丹勒; 馬丁維默
Original assignee: 羅森伯格高頻科技公司
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-01-16
Also published as: KR20180109862A; WO2017133838A1; US20190013618A1; JP2019504460A; EP3203591A1; CA3007616A1; CN108496282A; EP3203591B1

Abstract

本發明涉及一種連接器(2)，具有插頭(4)和插座(6)，其中，插頭(4)通過在第一方向(I)上沿著連接器(2)的主延伸軸線和插座(6)進行可移動的接合連接，其中，配屬於插頭(4)的保險部件(8)在鎖定位置(A)與解鎖位置(B)之間在第一方向(I)和第二方向(Ⅱ)上位移；固定部件(10)沿第三方向(Ⅲ)偏轉，保險部件(8)從鎖定位置(A)到解鎖位置(B)的位移使得固定部件(10)至少在第三方向(Ⅲ)上位移，其中，通過保險部件(8)從鎖定位置(A)到解鎖位置(B)的位移，固定部件(10)通過在第三方向(Ⅲ)的方向上的移動而鬆開。根據本發明，在鎖定位置(A)時，保險部件(8)設計成允許固定部件(10)在第三方向(Ⅲ)上移動，以能實現在第一方向(I)的方向上的接合移動，用於使插頭(4)與插座(6)連接。

Description

連接器

本發明涉及一種根據申請專利範圍第1項之前序部分的連接器。本發明還涉及一種用於該連接器的插頭和插座、以及一種具有該連接器的人造衛星。

連接器用於分離和連接構件，例如印刷電路板及/或用於電性信號如電流、或者光學信號如光線或雷射的線路。

連接器具有至少兩個部件，即公頭和母頭。

插塞連接的公頭具有向外朝向的接觸插銷，而母頭具有向內朝向的接觸開口。但也有些連接器帶有雙性插塞部件。

公頭在其安置於電纜的端部也稱為插頭，或者在其固定地例如嵌入設備殼體中時稱為嵌入式插頭。

母頭在其安置於電纜的端部也稱為耦接件，或者在其固定地例如嵌入設備殼體中時稱為插座。

在連接印刷電路板時，有直接和間接的連接器之分。就直接的連接器而言，插塞接頭是特定形狀的印刷導線。就間接的連接器而言，軟焊接特定的插頭，這些插頭為插銷板條或刀式板條。在印刷電路板上之直接連接器的對應件是彈性板條，這些彈性板條實際上是插座板條。

對於具有高達40GHz頻率的高頻(HF)信號來說，例如採用所謂的SMP連接器，顧名思義，所述連接器被插塞。這種連接器保證了直至大約22~大約68N的最大拉力的連接。在拉力更大的情況下，連接就斷開。

為了保證在拉力更大時才斷開，由德國專利公開第DE 44 39 852 A1號中已知一種帶有保險套管的同軸連接器，所述保險套管可在連接器的軸向方向上在兩個位置之間位移。通過使得保險套管朝向插頭的自由端位移，固定部件可以徑向朝內地移動和固定，於是，這些固定部件在固定位置在與對應固定部件接合情況下把插頭固定地保持在插座中。通過使得保險套管沿相反方向離開自由端移動，即可以鬆開固定部件與對應固定部件的接合，使得能以較小的施力使得插頭與插座分開。

然而，由德國專利公開第DE 44 39 852 A1號中已知的同軸連接器要求保險套管為了使得插塞連接而不得位於自由端。也就是說，為了形成連接，在第一步驟中，保險套筒必須與用來使得插頭與插座連接的接合移動相逆地移動離開自由端，然後在第二步驟中，在接合移動的方向上朝向自由端移動。這由於其非自然的移動過程而難以與這種連接器形成連接。

本發明的目的在於，提出一種連接器，其克服較大的拉力而可靠地保證連接，且同時易於操作。

根據本發明，所述目的通過上述類型的一種具有申請專利範圍第1項的特徵部分的連接器而得以實現。本發明的設計優點在其它申請專利範圍中亦有所記載。

為此，根據本發明所規範的，針對上述類型的連接器在鎖定位置時，保險部件被設計成允許固定部件在第三方向上移動，以便能夠實現在第一方向的方向上的接合移動，用於使插頭與插座連接。

如此一來具有以下優點：插頭與插座即使在鎖定位置也能通過接合移動而連接，因此無需在進行接合移動之前先使得保險部件與接合移動在相反方向上移動，而是插頭馬上就可以在一個步驟中與插座連接。這明顯簡化了與連接器建立連接的步驟，因為在接合過程中保險部件可以做為把手部件，因此能實現單手安裝。同時，具有鬆開功能的連接器可以進一步包括固定部件，即使在出現較大的拉力(例如高於22~68N)時，這些固定部件也依然保持插頭與插座的連接，因為可以利用具有解鎖作用的保險部件在需要時，降低插頭與插座之間的支撐力，以便使得它們彼此分開。

連接器可以被設計用於傳輸如電性信號或供電電壓。相對地，連接器也可以被設計用於傳輸光學信號如光線或雷射信號，且用於連接例如兩條光纖。連接器可以構造成具有外部接頭和內部接頭的同軸連接器。但相對地，連接器也可以具有其它形式或插塞接頭的配置方式，例如帶有多個整排配置或矩形配置的接頭，其中外部導體可以被佔用或未被佔用。另外連接器可以被設計成SMP連接器，其用於傳輸具有高達40GHz頻率的高頻(HF)信號。

此外，鎖定位置可以位於插頭的自由端或面向插座的端部，解鎖位置則位於插頭背離插座的端部。另外，第三方向相對於第一方向和第二方向具有不等於零的夾角，特別是90°，且可以在連接器構造成同軸連接器的情況下徑向朝內地伸展。

根據一種實施方式，在鎖定位置時固定部件可至少在第三方向上移動第一長度，並且，通過保險部件從鎖定位置到解鎖位置的位移，固定部件可沿第三方向位移第二長度，其中，第二長度大於第一長度。由此確保在鎖定位置時，固定部件在解鎖位置相距對應固定部件具有更大的距離，使得保證插頭與插座可靠地分開。

根據另一實施方式，固定部件具有卡鎖鉤，對應固定部件具有用來與該卡鎖鉤配合作用的對應卡鎖鉤，以便形成卡鎖連接。由此即使在出現大的例如高於22~68N的拉力時，也能保持插頭與插座的連接。用以代替夾緊連接，固定部件和對應的固定部件也可以被設計用來形成夾緊連接，或者形成其它力配合的及/或形狀配合的連接。

根據另一實施方式，設置有與固定部件至少部分連接的伸入斜坡，例如插座伸入斜坡，通過與伸入接觸面的配合作用，使得固定部件在第三方向尤其是徑向上移動。在插頭與插座接合在一起時，伸入斜坡使得固定部件(例如卡鎖鉤)進行偏轉，進而可以與構造成對之卡鎖鉤的對應固定部件接合，因此，連接器可以具有特別簡單的結構。

根據另一實施方式，伸入接觸面配屬於插頭，伸入斜坡配屬於插座。因此在插頭插入到插座中的同時實現了預置插頭。

根據另一實施方式，設置有與保險部件至少部分連接的伸出斜坡，其通過與伸出接觸面的配合使得固定部件在第三方向特別是徑向上移動。伸出斜坡因此在保險部件位移時使得固定部件(例如卡鎖鉤)偏轉，並與構造成對之卡鎖鉤的對應固定部件脫離接合。

根據另一實施方式，伸出斜坡和伸出接觸面配屬於插頭。因此，解鎖的保險部件獨立於插座，使得插頭適合於不同的插座，而不會喪失其解鎖作用。

根據另一實施方式，伸出斜坡成型在固定部件上。因此固定部件可以具有特別簡單的一體結構。在此，伸出斜坡可以由與固定部件相同的材料製成，或者，伸出斜坡和固定部件由不同的材料製成。

根據另一實施方式，伸出接觸面設置在保險部件上。因此保險部件可以具有特別簡單的一體的結構。在此，伸出接觸面可以由與保險部件相同的材料製成，或者，伸出接觸面和保險部件由不同的材料製成。

根據另一實施方式，保險部件與插頭的基體不可鬆開地連接。例如保險部件在基體的引導件中不可或缺地保持在鎖定位置與解鎖位置之間。因此保險部件可以在形成連接期間通過接合移動被連接，而保險部件不會遺落或者不必事先予以安裝。

根據另一實施方式，保險部件包括保險套筒。因此，保險部件可以具有特別簡單的一體的且材料一致的結構，這種結構帶有例如在徑向上均勻間隔配置的接觸片，這些接觸片通過在柱體上的材料切口而形成，在它們的自由端上分別設有卡鎖鉤。

根據另一實施方式，保險部件及/或固定部件由導電材料製成，保險部件因此還可以承擔EMV遮罩的功能，而固定部件同時形成如同軸連接器的外部導體區段，因此保險部件及/或固定部件分別具有雙重功能。

此外，本發明進一步涵蓋用於連接器的插頭和插座以及具有連接器的衛星。在此，該衛星是人造衛星，為了科學的、商業的或軍事的目的而在橢圓形的或圓形的環繞軌道上繞著天體與行星(如地球或月亮)運行。

2‧‧‧連接器

4‧‧‧插頭

6‧‧‧插座

8‧‧‧保險部件

10‧‧‧固定部件

12‧‧‧對應固定部件

14‧‧‧插座伸入斜坡

16‧‧‧伸出斜坡

18‧‧‧外部接觸區段

20‧‧‧連接插銷

22‧‧‧對應接觸區段

24‧‧‧基體

26‧‧‧絕緣體

28‧‧‧內部導體插座

30‧‧‧接觸片

32‧‧‧狹槽

34‧‧‧第一擋止部

36‧‧‧第二擋止部

38‧‧‧卡鎖鉤

40‧‧‧對應卡鎖鉤

42‧‧‧伸入接觸面

44‧‧‧伸出接觸面

46‧‧‧插頭伸入斜坡

48‧‧‧接觸面

50‧‧‧對應接觸面

52a、52b‧‧‧遮罩接觸部件

54‧‧‧外部導體

56‧‧‧主延伸軸線

58‧‧‧內部導體

A‧‧‧鎖定位置

B‧‧‧解鎖位置

D‧‧‧前端

P‧‧‧後端

I‧‧‧第一方向

II‧‧‧第二方向

III‧‧‧第三方向

IV‧‧‧第四方向

L1‧‧‧第一長度

L2‧‧‧第二長度

如下詳述本發明附圖：圖1為根據本發明一實施例在未連接狀態下，由插頭和插座構成之連接器的剖視圖；圖2為圖1中所示之插頭的立體剖視圖；圖3為圖1中所示之連接器安裝的第一步驟；圖4為圖1中所示之連接器安裝的第二步驟；圖5為圖1中所示之連接器安裝的第三步驟；圖6為圖1中所示之連接器安裝的第四步驟；圖7為圖1中所示之連接器安裝的第五步驟；以及圖8為圖1中所示之連接器安裝的第六步驟。

首先參照圖1。

顯示了一種用於使兩個構件例如衛星的印刷電路板及/或線路相互電連接的連接器2。但該連接器也可以使其它設備的印刷電路板及/或線路導電地相互連接。

本實施例的連接器2被設計用來傳輸電性信號，例如HF信號，或者傳輸供電電壓。相對地，連接器2也可以被設計用來傳輸光學信號例如光或雷射，用於使光學元件及/或光纖相互連接。

連接器2具有公頭和母頭，其中，公頭和母頭獨立於例如印刷電路板及/或線路，以下將公頭稱為插頭，而將母頭稱為插座6。

能傳輸導電性或光學的信號的連接件可以利用連接器2來形成，在該連接器中，插頭4沿著其主延伸軸線在第一方向I上朝向插座6移動，並與該插座連接，以下將予以詳述。

在本實施例中，連接器2被構造成同軸連接器，其在主延伸軸線56上帶有狹長的基本形狀，因此具有內部導體58和外部導體54。不同於本實施例，連接器2也可以具有其它任意的插塞接觸配置，例如帶有整排配置或矩形配置的接頭。

在本實施例中，插頭4具有基體24、絕緣體26、保險部件8和固定部件10以及內部導體插座28。

此外，在本實施例中，插座6除了具有用來與內部導體插座28連接的連接插銷20外，還具有用來與固定部件10配合作用的對應固定部件12，以便把插頭4固定在插座6中。在本實施例中，固定部件10和對應固定部件12被設計用來形成卡鎖連接。相對地，固定部件10和對應固定部件12也可以被設計用來形成夾緊連接。

連接器2的內部導體58由插座6的連接插銷20和插頭4的內部導體插座28構成，而外部導體54由插頭4的固定部件10的外部接觸區段18和插座6的對應接觸區段22構成。

在固定部件10與內部導體插座28之間設置有絕緣體26，該絕緣體使得內部導體和外部導體彼此電絕緣。

現在附加地參照圖2介紹，特別是保險部件8和固定部件10的其它細節。

與絕緣體26不同，在本實施例中，保險部件8由導電材料製成，且被構造成保險套筒。此外，在本實施例中，保險部件8更不可或缺地在基體24的引導件中，沿著第一方向I和第二方向Ⅱ的方向在鎖定位置A與解鎖位置B之間位移。在此，第一擋止部34和第二擋止部36限定了這種移動。

在本實施例中，鎖定位置A位於插頭4的前端D或面向插座6的端部，解鎖位置B位於插頭4的後端P或背離插座6的端部。在圖2中，保險部件8在前端D位於鎖定位置A。

在本實施例中，固定部件10也由導電的材料製成，且具有通過多個狹槽32形成的接觸片30。在本實施例中，固定部件10構造成套筒狀，其中多個狹槽32沿著固定部件10的圓周方向均勻間隔配置。

在本實施例中，為了與對應固定部件12形成卡鎖連接，固定部件10具有多個卡鎖鉤38，這些卡鎖鉤被設計用來與插座6的對應卡鎖鉤40配合作用(詳見圖1)。在此，插座伸入斜坡14和伸入接觸面42呈相對應地斜坡構造(詳見圖1)，並在沿著第一方向I的接合移動期間彼此相遇，由此保證接觸片30沿第三方向Ⅲ偏轉，以便通過卡鎖鉤38與對應卡鎖鉤40的接合而形成卡鎖連接。

在本實施例中，第三方向Ⅲ相對於第一方向I基本上具有90°的角度。在此，術語“基本上”指處於一般製造的誤差範圍之內。此外，在本實施例中，第一方向I和第二方向Ⅱ沿著連接器2的主延伸軸線伸展，由於連接器構造成同軸連接器，致使連接器2的結構基本上呈旋轉對稱，所以第三方向Ⅲ徑向朝內地伸展。

另外在本實施例中，固定部件10具有伸出斜坡16。該伸出斜坡16還將詳述於後，在保險部件8從鎖定位置A位移到解鎖位置B時，通過在第二方向Ⅱ上與第一方向I相反方向地移動，與保險部件8的伸出接觸面44接觸，並由於其斜坡形的結構，使得接觸片30沿第三方向Ⅲ偏轉。

本實施例中的連接器2被構造成SMP連接器，且在安裝狀態下，即在插座6與插頭4連接時，在第一方向I上或者沿著其主延伸軸線上具有14mm~16mm範圍內的長度，而插頭4的長度，在第一方向I上或者沿著其主延伸軸線上具有7mm~9mm範圍內的長度，插座6的長度，在第一方向I上或者沿著其主延伸軸線上具有9mm~11mm範圍內的長度。在本實施例中，在安裝狀態下，連接器2的長度約為15.1mm，插頭4的長度約為8.1mm，插座6的長度約為9.8mm。

在第三方向Ⅲ上插座6的最大外直徑處於大約4mm~7mm的範圍內，而在第三方向Ⅲ上插頭4的最大外直徑處於大約4.5mm~6.5mm的範圍內。在第三方向Ⅲ上固定部件10的最大外直徑處於大約2.5mm~3.5mm的範圍內。在本實施例中，插座6的最大外直徑約為5mm，而插頭4的最大外直徑約為5.5mm，固定部件10的最大外直徑約為3.19mm。

現在參照圖3至圖8介紹插頭4與插座6連接的安裝過程。

圖3顯示第一步驟，在該步驟中，插頭4與插座6處於分離狀態下，通過在第一方向I上的接合移動，插頭4靠近插座6。在此，保險部件8可以做為把手部件。在此，保險部件8處於鎖定位置A。

圖4顯示第二步驟，在該步驟中，通過在第一方向I上的接合移動，插頭4靠近插座6一定距離，使得固定部件10或接觸片30的正面的外表面與插座6的內表面接觸，因此使得插頭4預先配置在插座6中。

圖5顯示第三步驟，在該步驟中，通過在第一方向I上繼續進行接合移動，固定部件10的插頭伸入斜坡46與插座伸入斜坡14相遇。同時，連接插銷20插入到內部導體插座28中，使得內部導體電性連接。換句話說，內部導體接觸早於外部導體接觸。

圖6顯示第四步驟，在該步驟中，通過在第一方向I上繼續進行接合移動，由於插頭伸入斜坡46和插座伸入斜坡14的斜坡形構造，接觸片30在第三方向Ⅲ上偏轉第一長度L1。

圖7顯示第五步驟，在該步驟中，通過在第一方向I上繼續進行接合移動，插頭4最終到達其終止位置，在該終止位置時插頭4的前端D接觸插座6的底部，且由於彈性的構造，在與第三方向Ⅲ相反方向的第四方向Ⅳ上往回移動。

因此，卡鎖鉤38的接觸面48與對應卡鎖鉤40的對應接觸面50相接觸，防止了插頭4會通過在第二方向Ⅱ(即與接合方向的相反方向)而再次分開。在本實施例中，卡鎖鉤38和對應卡鎖鉤40的構造，使得在第二方向Ⅱ的方向上需要例如500N大小的拉力才能使得插頭4與插座6分開。

在直至第五步驟的那些步驟中，保險部件8保持在鎖定位置A，而不會妨礙接觸片30的偏轉移動，也就是說，為這些接觸片的偏轉移動提供了足夠的空間。

圖8顯示了另一步驟，在該步驟中，保險部件8通過在第二方向Ⅱ上的移動已從鎖定位置A位移至解鎖位置B。

通過這種位移，伸出接觸面44與伸出斜坡16接觸，其中，通過伸出斜坡16的斜坡狀構造，接觸片30在第三方向Ⅲ上偏轉第二長度L2。在此，第二長度L2大於第一長度L1，使得卡鎖鉤38和對應卡鎖鉤40不再相互接觸，或者說脫離接合。於是，插頭4可以毫無問題地以較小的施力與插座6分開。

因此提供了一種連接器2，無需在用於使得插頭4與插座6連接的接合移動之前，先使得保險部件8沿著與第一方向I之接合移動相反的方向上移動，而是插頭4馬上就可以在一個步驟中與插座6連接。這明顯簡化了與連接器2建立連接，且允許單手安裝。同時，具有鬆開功能的連接器2包括固定部件10，通過插頭4與插座6的卡鎖連接，即使在出現大的例如高於22~68N之間的例如500N的拉力時，這些固定部件也保持插頭4與插座6之間的連接。