TW202040888A

TW202040888A - 連接系統

Info

Publication number: TW202040888A
Application number: TW108113894A
Authority: TW
Inventors: 徐僉昱; 江惠雪; 張華均
Original assignee: 宣德科技股份有限公司
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-11-01
Also published as: TWI692155B; CN111864432A

Abstract

一種連接系統包括連接器與配對裝置，連接器包括第一絕緣殼體、多數端子與金屬殼體，該第一絕緣殼體包括基部、延伸部與多數端子槽，金屬殼體包覆基部，各端子分別被收容於多數端子槽，各端子分別具有接觸部、彎曲部及干涉部，各干涉部是被固定於基部，各彎曲部是分別具有彈性，且各干涉部與彎曲部連線不經過接觸部。配對裝置包括第二絕緣殼體、多數導體與板邊部，板邊部位於第二絕緣殼體中，第二絕緣殼體包括壓接壁，各導體分別延伸至板邊部表面，板邊部與壓接壁之間形成收容空間。

Description

連接系統

本發明是關於一種連接系統，特別是一種被應用於電連接電路板與電纜的連接系統。

現有網路系統可藉由同軸線纜或雙絞線等通訊介質所組成的連接系統來連接各設備，例如車載網路系統會藉由連接系統來連接各種電控單元、感測器與儀表等設備。由於車載影音與自動輔助駕駛的應用日益增多，車載網路系統也需結合各種影音與電腦設備，如倒車影像設備、行車記錄器、導航器、盲點偵測器、影像辨識設備、雷達等。現有車載網路系統對於通訊要求更高，不但需要更快的傳輸速度，也需要更好的抗干擾與抗雜訊的效果。由於進行通訊的設備與終端裝置更多，連接系統也更加複雜，使製作與組裝成本增加。

美國第9,337,561號專利揭露一種插頭型連接器，其包括接觸主體，接觸主體包括一對導引面與一接收口，接觸主體是由導電材料製作，導引面具有多層強化區，接收口位於這段導引面之間。美國第9,614,311號專利揭露一種插頭型連接器與電性接點，其包括可被彈性地導向的連接臂以及平行於連接臂的對接件。對接件在一連接位置時設置於一起始位置，連接臂會被彈性地導向而相對於對接件的位移方向橫向移動。美國第9,799,978號專利揭露一種導電材料製成的連接元件，為了讓連接元件能夠反覆沿插入方向穿過殼體，連接元件包括沿插入方向延伸的主體與位於主體上側且具有彈性的定位件，定位件具有朝插入方向傾斜的斜面。

習知連接器中的端子的電連接部分會被金屬殼體圍繞並被加以保護，因而金屬殼體的材料需求量較高，且金屬殼體需要進行加工，如此將造成製作與組裝成本難以降低。並且，習知連接器對於抗干擾與抗雜訊的效果仍有不足。

本發明的目的在提出一種連接系統，以期降低製作與組裝成本，並達到更好的抗干擾與抗雜訊的效果。

在本發明所揭露的一實施例中，該連接系統包括可相互匹配以建立電連接關係的一連接器與一配對裝置。該連接器包括一第一絕緣殼體、多數端子與一金屬殼體，該第一絕緣殼體包括一基部、一延伸部與多數端子槽，該多數端子槽自該基部延伸至該延伸部，該金屬殼體包覆該基部，各該端子分別被收容於該多數端子槽，各該端子分別被固定於該第一絕緣殼體基部。該配對裝置包括一第二絕緣殼體、多數導體與一板邊部，該板邊部位於該第二絕緣殼體中，該第二絕緣殼體包括一壓接壁，各該導體分別延伸至該板邊部表面，該板邊部與該壓接壁之間形成一收容空間。

在本發明的前述實施例中，該配對裝置的板邊部可以是指該電路板的邊緣，各該導體指的是至少部分裸露的電路板上金屬線路（trace），且該第二絕緣殼體是被直接定位於該電路板上。然而，在其他實施例的應用中，該板邊部的大部分可以是一種異於該電路板的絕緣材料，且各該導體可以是在該板邊部表面被金屬化（metallized）的材料或由傳統板金加工法成形的金屬件，當然該板邊部也可以是一塊異於該電路板的另一電路板。前述所謂「被金屬化」指的是在該絕緣的板邊部表面上透過例如電鍍（plating）、物理或化學氣相沉積（PVD/CVD）、雷射活化金屬性（laser activation）或布置導電塑膠（conductive plastic）等手段，使該板邊部的部分表面呈現具有可導電的特性。

根據本發明上述實施例，金屬殼體可以只包覆第一絕緣殼體基部，並藉由第一絕緣殼體基部與延伸部保護端子，如此可降低金屬材料的使用比例，從而減少金屬殼體的加工與組裝成本。並且，藉由接地端子的設計，還可達到更好的抗干擾與抗雜訊的效果。

圖1至圖6為本發明第一實施例的連接系統10，如圖1所示，在本實施例中，連接系統10包括連接器100與配對裝置200，連接器100與配對裝置200可相互匹配以建立電連接關係。連接系統10可用於傳輸高頻電子訊號，例如網路通訊連接，但不限於此。在第一實施例所揭露的連接系統中，連接器100是用以連接電纜（圖未示），而配對裝置200用以安裝至電路板20，電纜與電路板20可透過連接器100與配對裝置200電連接並互相傳輸訊號；然而，在本實施例的一種變化應用中，該連接器100也可以被裝置在一電路板上，而配對裝置200可以被裝置於一線纜末端。在本實施例的其他變化實施例中，該連接器100及該配對裝置200可以被裝置在不同線纜或裝置在不同電路板，藉以建立該二線纜或二電路板的電性連接關係。

如圖1與圖2所示，連接器100包括第一絕緣殼體110、多數端子120與金屬殼體130。第一絕緣殼體110包括基部111、延伸部112與多數端子槽113。第一絕緣殼體110延伸部112自基部111朝前延伸，而各端子槽113則自基部111延伸至延伸部112。金屬殼體130是包覆基部111但未包覆延伸部112，各端子120分別被收容於多數端子槽113。

如圖3所示，各端子120分別具有接觸部121、彎曲部122及干涉部123，干涉部123是被固定於基部111，干涉部123是與基部111具有干涉關係（interference），使干涉部123可以透過鑲埋（insert mold）的手段而被固定在基部111中並定位。

在第一實施例的揭露中，所謂干涉關係是指相鄰兩物件之間具有適當的摩擦力，透過該摩擦力使該兩物件具有穩定的相對位置，因此熟習此項技藝者依此可以理解該鑲埋只是一種形成干涉關係的手段。

在第一實施例的揭露中，彎曲部122是分別彈性地延伸出各端子槽113，且干涉部123與彎曲部122連線不經過接觸部121，即干涉部123與彎曲部122可以在同一平面，但接觸部121不在該平面。在本實施例中，多數端子120是以兩個為一組設置在第一絕緣殼體110中，此組端子120例如是差動訊號端子（differential signal terminals），其可用以傳輸差動訊號。

如圖1與圖3所示，配對裝置200包括第二絕緣殼體210、多數導體220與板邊部230，板邊部230位於第二絕緣殼體210中。在本實施例中，第二絕緣殼體210是被固定於電路板20的邊緣21，且板邊部230是自電路板20邊緣21延伸至第二絕緣殼體210中，而各導體220則是分別自電路板20上的對應線路延伸至板邊部230表面，且配對裝置200的導體220是被配置在對應於連接器100的端子120位置。

在第一實施例所揭露的配對裝置200中，導體220例如是被印刷在板邊部230表面的金屬線路（trace）；然而，在其他變化的實施中，該板邊部230可以視不同於該電路板20的絕緣材料，且各該導體220可以是在該板邊部230以適當手段成形的具金屬特性導電材料。

在第一實施例中，第二絕緣殼體210包括壓接壁211，且壓接壁211是面向板邊部230的設有導體220的表面，並且在第二絕緣殼體210中，板邊部230與壓接壁211之間具有一距離，使兩者可以共同界定收容空間240，且壓接壁211是被設於彎曲部122對應位置。

如圖3與圖4所示，連接器100與配對裝置200彼此匹配時，延伸部112會進入壓接壁211與板邊部230之間的收容空間240，此時壓接壁211迫使彎曲部122彈性變形，且接觸部121受各彎曲部122帶動而朝向位於板邊部230表面的各導體220位移。在該各端子120的運動過程中，接觸部121會接觸各導體220而形成電性連接關係，藉以在連接器100與配對裝置200間相互傳遞電子訊號。

在本實施例中，在初始的自由狀態下，即連接器100與配對裝置200匹配前，接觸部121是被收容於各端子槽113內，且各該端子120是屬於一種具有彈性回復力的彈性端子。各彎曲部122是在各干涉部123及接觸部121間的彎曲部分，且各端子120彎曲部122是偏離各干涉部123及接觸部121的連線，即各端子120干涉部123、彎曲部122及接觸部121不排列於同一直線。由於各端子槽113是貫通延伸部112兩側，因此各彎曲部122是可以至少部分地延伸出各端子槽113。因此，當延伸部112進入收容空間240，壓接壁211會接觸延伸出各端子槽113的各彎曲部122並迫使各彎曲部122彈性變形，各彎曲部122使各接觸部121以正向力壓在對應的各導體220上。雖然在本發明第一實施例的揭露中，各該端子120的接觸部121、彎曲部122及干涉部123三者是不在同一平面，然而，在某些情況下，各該端子120的接觸部121與干涉部123是可以共同界定一平面。

如圖1與圖2所示，在本實施例中，連接器100更包括多數接地端子140，且各接地端子140位於金屬殼體130周圍且連接金屬殼體130，藉以對傳遞該差動訊號的一對端子120提供適當電磁屏蔽保護（EMI shielding）。在本發明第一實施例的揭露中，接地端子140有兩個，二端子120位於二接地端子140之間，且接地端子140與端子120是被排列為一排。如圖5所示，各接地端子140包括凸塊（dimple）141與側彈片142，各凸塊141位於各側彈片142上，且各側彈片142是由各接地端子140向外延伸折彎，藉該凸塊141與側彈片142彈性抵接金屬殼體130。

在本發明前述第一實施例的揭露中，連接器100如圖1、圖5與圖6所示，連接器100更包括固定殼150，固定殼150包括固定部151、對接部152、收容口153與多數接地端子槽154，對接部152自固定部151朝前延伸，收容口153與多數接地端子槽154自固定部151延伸至對接部152，且對接部152可匹配收容空間240。第一絕緣殼體110基部111是被干涉固定於固定部151，且第一絕緣殼體110延伸部112被收容於收容口153，而各接地端子140分別被收容於多數接地端子槽154。延伸部112與對接部152會共同形成用以插入第二絕緣殼體210的結構。透過該固定殼150而固定第一絕緣殼體110、金屬殼體130與多數接地端子140的相對位置。

如圖5與圖6所示，在本實施例中，各接地端子140分別具有接觸部143、彎曲部144及干涉部145。各干涉部145是與固定部151具有干涉關係，各彎曲部144是分別彈性地延伸出各接地端子槽154，各干涉部145與彎曲部144連線不經過接觸部143，且壓接壁211更被設於各彎曲部144對應位置。並且，配對裝置200更包括多數接地導體250，各接地導體250是分別自電路板20上的對應線路延伸至板邊部230表面，且接地導體250是對應於連接器100的接地端子140。接地導體250例如是印刷在板邊部230表面的金屬線路，但不限於此。在本實施例中，導體220是兩個為一組，而接地導體250有兩個，二導體220位於二接地導體250之間，且接地導體250與導體220在板邊部230表面上被排列為一排。

類似於各端子120接觸部121在初始的自由狀態下可被收容於各端子槽113內，在連接器100與配對裝置200匹配前，各接地端子140接觸部143在初始的自由狀態下同樣是被收容於各接地端子槽154中。而在連接器100與配對裝置200匹配時，對接部152與延伸部112一同進入收容空間240，壓接壁211迫使各彎曲部144彈性變形，各接觸部143受各彎曲部144帶動而朝向各接地導體250位移，且使各接觸部143以正向力壓在對應的各接地導體250上。

如圖2所示，連接器100更包括外殼160、防水環170、襯墊180與定位框190。固定殼150是位於外殼160中，且由彈性材料製成的防水環170被裝置於外殼160與固定殼150之間。該襯墊180是被套在電纜外緣，且該襯墊180與該防水環170可以是類似矽膠的彈性材料。防水環170可緊密地填充於外殼160與固定殼150之間，襯墊180被設置在電纜外殼160之間的間隙，使外界的液體或水氣無法順著線纜滲透線纜、外殼160與固定殼150之間的縫隙進入連接器100中。定位框190設於固定殼150的外側，定位框190具有確保連接器100與配對裝置200在匹配時定位的功能，因此定位框190屬於是端子定位保證（terminal position assurance，TPA）元件。

圖7與圖8為本發明第二實施例的連接系統10a，第二實施例不同於第一實施例之處在於，第二實施例的連接器100a傳輸差動訊號的端子120與配對裝置200a導體220各為四組。第一實施例與第二實施例的連接系統10、10a中相同與相似的元件與元件連接關係不再贅述，以下主要說明多組端子120與多組導體220的數量與配置關係，但在實際應用並不限於這些實施例。

如圖7所示，在本實施例中，連接器100a的對接部152上、下層疊為兩層，每一對接部152具有二組端子120，且各層對接部152分別自固定部151延伸，各對接部152具有二個收容口153。連接器100a的第一絕緣殼體110有四個，各基部111固定於固定部151，且各延伸部112分別收容於各收容口153，而各組端子120分別設置於各第一絕緣殼體110。連接器100a的接地端子140有六個，各對接部152上設置有三個接地端子140，且各對接部152的三個接地端子140彼此間隔。各對接部152上的各組端子120是位於每兩相鄰的接地端子140之間，且各對接部152上的端子120與接地端子140是對稱另一對接部152上的端子120與接地端子140。

如圖7與圖8所示，配對裝置200a的板邊部230相對兩表面各設置有兩組導體220與三個接地導體250，板邊部230二表面上的各導體220與各接地導體250是分別對應於二對接部152上的各端子120與各接地端子140。配對裝置200a的第二絕緣殼體210包括二個壓接壁211，且各壓接壁211是分別面向板邊部230的設有導體220的相對兩表面。板邊部230與二壓接壁211之間會分別形成二個收容空間240，且各壓接壁211是被設於各對接部152上的各彎曲部122、144對應位置。

如圖7與圖8所示，當連接器100a與配對裝置200a彼此匹配時，各對接部152分別進入對應的收容空間240，各壓接壁211迫使對應的彎曲部122、144彈性變形，各接觸部121、143受對應的彎曲部122、144帶動而朝向對應的導體220與接地導體250位移，且各接觸部121、143會以正向力壓在對應的導體220與接地導體250上。

在本發明前述揭露中，該連接器是屬於一種線纜終端連接器（cable end connector），及該連接器是被固定於該線纜的一終端；該配對裝置是屬於一種電路板連接器（circuit board connector）。然而，該前述的揭露僅為本發明所揭露之較佳可行實施例，熟習此項技藝者可依據本發明之揭露而為適當修改，例如將該連接器修改為電路板連接器，或將該配對連接器修改為線纜終端連接器。若將該配對連接器修改為線纜終端連接器，則該電路板可以是被內建於該線纜終端連接器內。

此外，在本發明前述揭露中，該配對裝置是一種跨越該電路板二相對表面的騎板式連接器（straddle mount connector），熟習此項技藝者可以將本發明所揭露的該配對裝置修改為固定於該電路板一表面的表面黏著連接器（SMT connector, Surface Mount Technology connector）。

根據本發明上述實施例，金屬殼體只需包覆第一絕緣殼體基部，並藉由第一絕緣殼體基部與延伸部保護端子，且藉由固定殼保護接地端子，如此可降低金屬材料的使用比例，從而減少金屬殼體的加工與組裝成本，同時還能維持整體強度與保護性。並且，藉由接地端子的設計，還可達到更好的抗干擾與抗雜訊的效果。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10a:連接系統 20:電路板 21:邊緣 100、100a:連接器 110:第一絕緣殼體 111:基部 112:延伸部 113:端子槽 120:端子 121:接觸部 122:彎曲部 123:干涉部 130:金屬殼體 140:接地端子 141:凸塊 142:側彈片 143:接觸部 144:彎曲部 145:干涉部 150:固定殼 151:固定部 152:對接部 153:收容口 154:接地端子槽 160:外殼 170:防水環 180:襯墊 190:定位框 200、200a:配對裝置 210:第二絕緣殼體 211:壓接壁 220:導體 230:板邊部 240:收容空間 250:接地導體

圖1所示為本發明第一實施例的連接系統的示意圖，其中連接器用以匹配配對裝置；圖2所示為本發明第一實施例的連接器的爆炸圖；圖3所示為本發明第一實施例的連接系統的剖面圖，其中連接器尚未匹配配對裝置；圖4所示為本發明第一實施例的連接系統的剖面圖，其中連接器匹配配對裝置；圖5所示為本發明第一實施例的連接器的局部爆炸圖；圖6所示為本發明第一實施例的連接器的示意圖，其中部分元件省略；圖7所示為本發明第二實施例的連接系統的示意圖，其中連接器用以匹配配對裝置；以及圖8所示為本發明第二實施例的連接系統的剖面圖，其中連接器匹配配對裝置。

100:連接器

110:第一絕緣殼體

111:基部

112:延伸部

113:端子槽

120:端子

130:金屬殼體

140:接地端子

150:固定殼

151:固定部

152:對接部

153:收容口

154:接地端子槽

160:外殼

170:防水環

180:襯墊

190:定位框

Claims

一種連接系統，包括可相互匹配以建立電連接關係的一連接器與一配對裝置，其中，該連接器包括一第一絕緣殼體、多數端子與一金屬殼體，該第一絕緣殼體包括一基部、一延伸部與多數端子槽，該多數端子槽自該基部延伸至該延伸部，該金屬殼體包覆該基部，各該端子分別被收容於該多數端子槽，各該端子分別具有一接觸部、一彎曲部及一干涉部，各該端子干涉部是被固定於該第一絕緣殼體基部，各該端子彎曲部是分別彈性地延伸出各該端子槽；該配對裝置包括一第二絕緣殼體、多數導體與一板邊部，該板邊部位於該第二絕緣殼體中，該第二絕緣殼體包括一壓接壁，各該導體分別延伸至該板邊部表面，該板邊部與該壓接壁之間形成一收容空間，且該壓接壁是被設於各該端子彎曲部對應位置；以及該連接器與該配對裝置匹配時，該延伸部進入該收容空間，該壓接壁迫使各該端子彎曲部彈性變形，且各該端子接觸部受各該彎曲部帶動而朝向各該導體位移。
如申請專利範圍第1項所述之連接系統，其中，該連接器更包括一固定殼，該固定殼包括一固定部與一對接部，該對接部匹配該收容空間，該第一絕緣殼體基部固定於該固定殼固定部，該第一絕緣殼體延伸部被收容於該固定殼。
如申請專利範圍第2項所述之連接系統，其中，該連接器更包括多數接地端子，該固定殼更包括多數接地端子槽，各該接地端子分別具有一接觸部與一彎曲部，各該接地端子被固定於該固定殼，各該接地端子彎曲部是分別彈性地延伸出各該接地端子槽，且該配對裝置更包括多數接地導體，該連接器與該配對裝置匹配時，各該接地端子接觸部受各該彎曲部帶動而朝向各該接地導體位移。
如申請專利範圍第3項所述之連接系統，其中，在該連接器與該配對裝置匹配前，各該端子接觸部被收容於各該端子槽中，且各該接地端子接觸部被收容於各該接地端子槽中。
如申請專利範圍第1項所述之連接系統，其中，該連接器用以連接一電纜。
如申請專利範圍第1項所述之連接系統，其中，該配對裝置用以安裝至一電路板。
如申請專利範圍第1項所述之連接系統，其中，該配對裝置是一種騎板式連接器。