TWM454018U - 連接元件 - Google Patents

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TWM454018U
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Tobias Oberhauser
Hauke Schutt
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Rosenberger Hochfrequenztech
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  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
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Description

連接元件
本創作係有關於一種可於二組件間形成導電連接之連接元件，特別是電路板，可於二組件間降低傳輸損耗之高頻訊號之連接元件。
連接元件必須在兩電路板間之相互平行度與距離之公差範圍內，確保高頻訊號之傳輸無誤，此外，該連接元件亦必須具有低生產成本、以及組裝簡易的特點；為此，連接元件之軸向與徑向尺寸必須越小越好。
目前一般使用之連接元件有兩種不同設計：其中之一為，將兩電路板利用兩個固定於電路板上之同軸插接器，以及一個可連接兩同軸插接器之轉接器(所謂的Bullet)來形成連接，該轉接器可彌補軸向與徑向公差範圍，且可彌補平行度之組裝公差，典型的同軸插接器形式為SMP、迷你SMP或是FMC。
另一種形式為，兩電路板間的導電連接由一單導線或多導線構造之彈簧接觸探針(所謂的Pogopin)來實現，此種彈簧接觸探針包含一外殼、一部分伸入外殼內部之頭部、以及一支撐於外殼與頭部之間的螺旋彈簧，該螺旋彈簧所具備之彈力特性以及阻尼長度需具有較長之彈簧長度，同時具有彈簧接觸探針本身較高之軸向組裝高度的缺點，因此，彈簧接觸探針應用於個別電路組裝上的缺點為，必須個別針對訊號針與接地針加以安裝，以達到足夠的傳導效 果，但使用多重電路時，其複雜度不僅容易發生錯誤，且成本較高。
本創作之主要功能在於，提供一種改良式的可用於導電連接二組件之連接元件，特別是，即使具備容忍組裝公差的功能，組裝程序依然簡易且失誤少。
本創作之基礎概念係在，於二組件間藉由一簡易的導線提供一導電連接，且可將二組件間的組裝位置公差，藉由該導線由其結構設計所造成的型變加以彌補。
為此，依據本創作為利用一導線，其包含至少二個於插接方向上可相對移動之部分導線，其中該二個部分導線之相互移動可對至少其中之一的部份導線造成徑向型變，特別是彈性型變。
因此，該二個部分導線為可伸縮結構，且可藉由該可伸縮之擠壓或拉伸滑移，而達到彌補兩待連接組件之公差範圍，特別是插接位置間之相互距離，經由二部分導線相對移動所造成之至少其中之一的部份導線之徑向型變，可使得擠壓滑移僅會到達彌補公差範圍所需之距離，藉此，可確保導線於二組件之插接位置上的傳導接觸。
插接方向的意思為，兩組件之插接位置連成之直線方向。
優先可行方法是，插接方向經由相對移動引發一徑向型變，可將至少一部分導線之至少一小區域製作為錐狀構造(由粗至細)，而另一部分導線之相對區域可於該錐狀區 域上相對移動時滑動，藉此於徑向上向外擴張。
本創作之第一部分導線可在第二部分導線之表面滑動，具有較低的恢復力，以便彌補組裝時施加或傳導之力量所造成之二組件與插接元件之公差範圍；該第一部分導線在該第二部分導線滑動之表面設有數個盤簧，該第一部分導線之盤簧與該第二部分導線(已處在預力狀態條件下之中立位置)的表面(該表面為錐狀區域)相抵持。
其可降低製造成本之方法，係可將一裁切後的薄板彎製成具彈性片之部分導線，例如，盤簧製成管狀(特別是一種環狀截面)。
上述中立位置係指一種二部分導線之相對位置，於該位置上可利用施加外力來達到相對移動。
這種具有力平衡特徵之中立位置，可藉由二部分導線間之固定達成，該固定可限制由徑向彈性型變產生之相對移動。
為了確保二組件間良好的接觸，插接元件應該分別可提供一相對較大之接觸面積，此種較大之接觸面積可利用二部分導線於二組件間個別接觸之端部成型加工，特別是造成較大之截面積來達成，以薄板裁切後彎製成之部分導線，可連結有一環狀(任意形狀之環狀，特別是為圓環狀)之轉接元件，該轉接元件可提供一較大之接觸面積，因此能避免薄板在裁切加工後會導致其末端強度下降，為此，轉接元件可具有例如L形截面構造，使其可圍繞於該部分導線之一截面外，且將該部分導線固定於其管狀結構內 ，必要時，可省略連接時所需之對接焊縫(例如經由焊接、點焊或黏合)。
本創作連接元件之導線為一同軸連接元件之外導線，係包圍於一另外之導線(內導線)外，該內導線可為一種習知之彈簧接觸探針構造，該內導線包含一外殼、一部分置入外殼中之探針、以及彈簧元件，該彈簧元件於該探針伸出狀態下可施力於探針上，該彈簧接觸探針之特徵在於對高頻訊號具有良好之傳導特性，同時對兩待相互連接之組件間組裝位置公差具有高容忍度，二連接組件間距離之公差可由外殼內之探針自由滑移來彌補，該彈簧元件之功能在於在個別範圍內的組件上提供一足夠的擠壓力。
本創作於外導線與內導線間設置一絕緣元件，為了維持良好之操作性，可將絕緣元件與內導線以及至少一個部分導線之一截面固定連結在一起，此時，只要該絕緣元件具有較低之彈性係數，且不會或僅些微阻礙本創作之二個部分導線間之相對移動，便可使得絕緣元件與外導線完全結合。
有關本創作為達上述之使用目的與功效，所採用之技術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳述如下：本創作之實施例，請參閱第一圖至第五圖所示，本創作之連接元件係於二電路板間形成一導電連接，該連接元件包含一內導線1、一外導線2、以及一介於該內導線1與該 外導線2之間的絕緣元件3，該內導線1構造為一彈簧接觸探針，該內導線1係包含一外殼4與二置入於該外殼4內可移動之探針5，該外殼4內設有支撐於該二探針5之間的螺旋彈簧(圖中未示)，並將該二探針5向外抵持呈凸伸出外殼4之狀態。
該外導線2包含一具有環狀截面管狀包覆的第一部分導線6，該第一部分導線6設有盤簧7，該盤簧7之固定端連接至該第一部分導線6之底部8，該底部8係固定於一環狀之轉接元件9內，該轉接元件9之壁面為L形狀之截面，該L形之第一翼的內壁面與該底部8之外緣接觸，並將其固定於徑向上；該轉接元件9之L形的第二翼內壁面係與該底部8之端面接觸，且將其固定於軸向上(與插接方向一致)；該轉接元件9之第二翼的外端面係作為與電路板接觸之接觸面16，該第一部分導線6之底部8與該轉接元件9之間的連結為套接而成。
本創作之外導線2包含一第二部分導線10，其同樣地為環狀構造(環狀截面)，長度約略與絕緣元件3相同，且與絕緣元件3之一小區域相互固定連結(例如黏合)，於該小區域上之第二部分導線10為一封閉之包覆構造，位於該第一部分導線6之底部8內側的第二部分導線10之末端部位上具有多條(具體為四道)長軸方向之狹縫，形成一盤簧11，該盤簧11之剛性較該第一部分導線6之盤簧7為高，該第二部分導線10之盤簧11係設於該第一部分導線6之底部8的內側，確實提供給該第二部分導線10之對應端一明確位置，為了 使盤簧11可朝內彎曲，該絕緣元件3於一對應區域上具有較小的直徑。
在第一部分導線6的底部8末端對面，為其錐狀區域12之外側，該錐狀區域12與環狀突起物13其作用為第一部分導線6的盤簧7之弧形(開口)的末端部位14的插接終點，如第一圖所示，在連接元件呈中立位置之狀態下，該盤簧7之弧形的末端部位14係以互補形狀與錐狀區域12和第二部分導線10之環狀突起物13之間相互配合，在這種狀態下，該二具伸縮性之第一部分導線6與第二部分導線10可在較大的施力下分離，而該第一部份導線6與第二部分導線10可以很省力地組裝在一起，其中該二個部分導線6、10會產生經由第一部份導線6之盤簧7所引起徑向彈性型變的反作用力，該盤簧7之此種徑向偏移，係為第一部分導線6之盤簧7的末端部位14於第二部分導線10之錐狀區域12上的相對滑移之結果。
該第二部分導線10之錐狀區域12的末端部位之端面亦形成有接觸面15，該接觸面15係供與第一電路板17接觸。
藉由內導線1與絕緣元件3之間、絕緣元件3與第二部分導線10間之固定連結，以及僅在第二部分導線10與第一部分導線6之交界處可滑移之連結，使得整體構造易於操控，且各單一元件不易脫落。
為了將二電路板藉由本創作之連接元件導電連結，以傳輸高頻訊號，請參閱第二圖至第五圖所示，首先，利用外導線2之第二部分導線10的接觸面15，將連接元件固定連 接於第一電路板17上，其中，內導線1下部之探針5內縮於外殼4內，直到其尖端位於第二部分導線10之接觸面15所在之平面，藉此所提升的螺旋彈簧預力經由對應之反作用力，可使該下部之探針5與第一電路板17所屬之接觸位置間確實接觸。
接著，將第二電路板18組裝上，藉此利用一固定之壓力壓設於外導線2之第一部分導線6的末端上(請參閱第四圖所示)，該壓力可隨著二電路板17、18之間的位置公差而變化，將該第二電路板18壓設於連接元件上，會使內導線1上部之探針5藉由螺旋彈簧之彈力進行滑移，藉此所提升之彈簧彈力在上部之探針5與第二電路板18上對應之接觸點間提供一確實的接觸。
此外，第二電路板18之壓設可使得第一部分導線6與第二部分導線10之間於軸向(插接方向)上僅有微小的相對滑移(如第五圖所示)，這是因為於中立位置狀態下，該外導線2之全長僅些微大於第一電路板17與第二電路板18之間最大公差可允許之距離，而第一部分導線6與第二部分導線10間的相對滑移，會造成前述第一部分導線6上之盤簧7的徑向彈性型變，藉此會產生一恢復力，該恢復力可在第一電路板17、第二電路板18與連接元件之間提供一足夠的接觸力；同時，藉由第一部分導體6、第二部分導體10間之軸向相對可移動性，不僅第一電路板17、第二電路板18之位置組裝公差可獲得彌補，並且由於第一部分導線6與第二部分導線10之間單純以盤簧7、11接觸，進而限制了徑向的相 對移動，因此亦可彌補邊界上之非平行性。
綜上所述，本創作確實已達到所預期之使用目的與功效，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對本創作之一種較佳實施例進行具體說明而已，此實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，舉凡其它未脫離本創作所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均應包含於本創作所涵蓋之申請專利範圍中。
1‧‧‧內導線
10‧‧‧第二部分導線
11‧‧‧盤簧
12‧‧‧錐狀區域
13‧‧‧環狀突起物
14‧‧‧末端部位
15‧‧‧接觸面
16‧‧‧接觸面
17‧‧‧第一電路板
18‧‧‧第二電路板
2‧‧‧外導線
3‧‧‧絕緣元件
4‧‧‧外殼
5‧‧‧探針
6‧‧‧第一部分導線
7‧‧‧盤簧
8‧‧‧底部
9‧‧‧轉接元件
第一圖所示係為本創作實施例連接元件之側面部分剖面圖。
第二圖所示係為本創作實施例依據第一圖之連接元件連接二電路板時之組裝步驟一。
第三圖所示係為本創作實施例依據第一圖之連接元件連接二電路板時之組裝步驟二。
第四圖所示係為本創作實施例依據第一圖之連接元件連接二電路板時之組裝步驟三。
第五圖所示係為本創作實施例依據第一圖之連接元件連接二電路板時之組裝步驟四。
1‧‧‧內導線
10‧‧‧第二部分導線
11‧‧‧盤簧
12‧‧‧錐狀區域
13‧‧‧環狀突起物
14‧‧‧末端部位
15‧‧‧接觸面
16‧‧‧接觸面
2‧‧‧外導線
3‧‧‧絕緣元件
4‧‧‧外殼
5‧‧‧探針
6‧‧‧第一部分導線
7‧‧‧盤簧
8‧‧‧底部
9‧‧‧轉接元件

Claims (12)

  1. 一種連接元件，具有一導線用於導電連接兩組件之連接元件，其特徵在於：該導線至少包含二連接方向上可相對移動之部分導線，其中該部分導線之相對移動可造成該至少一個之部分導線的徑向型變。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之連接元件，其中，該徑向型變係為彈性的徑向型變。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之連接元件，其中，該至少一個之部分導線係為由粗至細之錐狀構造。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之連接元件，其中，該導線設有第一部分導線與第二部分導線，該第一部分導線設有安裝於該第二部分導線表面上之盤簧。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之連接元件，其中，該二部分導線係將薄板裁切後彎製成管狀構造。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之連接元件，其中，該二部分導線至少形成一插接終點，以限制其相互移動。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之連接元件，其中，該第一部分導線之開放端連接有一環狀之轉接元件，該轉接元件於連接元件之軸向末端上形成有接觸面，可與一第一組件連接，且該第二部分導線之開放端於連接元件之另一軸向末端上形成另一接觸面，可與第二組件接觸。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之連接元件，其中，該環狀之轉接元件其截面為L形構造。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之連接元件，其中，該導線 為外導線，該外導線圍繞於一內導線之周圍。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之連接元件，其中，該內導線為一彈簧接觸探針構造。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之連接元件，其中，該外導線與該內導線間設有一絕緣元件。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之連接元件，其中，該絕緣元件與該內導線及該外導線之間為固定連結。
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