CN100440629C - 带有短杆和双长摩擦接触触头的连接器插座 - Google Patents

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Abstract

一种用于电连接器的接触组件。该接触组件包括一个限定多个穿过其的孔的绝缘接触块。该接触组件还包括多个双杆接触端子。该多个双杆接触端子中的每一个延伸穿过该接触块中的一个孔，其中，双杆接触端子在向内的张力下安置在该接触块的孔中，从而在触头上保持期望的弹性系数。

Description

带有短杆和双长摩擦接触触头的连接器插座
相关申请的互相引用
本发明和2002年5月24日申请的标题为“Cross-talk CancelingTechnique for High Speed Electrical Connector(用于高速电连接器的串音消除技术)”，序列号是10/155,786的美国专利申请、2002年8月30日申请的标题为“Electrical Connector Having A Cored ContactAssembly(带有芯接触组件的电连接器)”，序列号是10/232,883的美国专利申请、以及2002年11月14日申请的标题为“Cross-talkReducing and Impedance-matching For High Speed ElectricalConnector(高速电连接器的串音减小和阻抗匹配)”，序列号是10/294,996的美国专利申请相关，这些申请的每一份都转让给本申请的受让人。
技术领域
本发明一般涉及电连接器。本发明尤其涉及具有改进的接触组件的电连接器。
背景技术
典型地利用电连接器连接多个电子部件从而这些电子部件电气上可互通。为了便利互通，电连接器包括导电触头或端子以便电信号从一个部件传到另一个部件。典型地利用冲压工艺制造电触头。冲压是一项通过以巨大的力使机构间的金属板受压而把相对薄的金属板变换成预定形状的加工技术。
为了满足不断增长的对电连接器的小型化要求，其中的电触头还必须非常小。从而，冲压工艺中采用的制造公差必须受限制以便制造出相对小的具有适用于配合到电连接器中的预定形状的触头。
冲压的端子形状的一个例子是具有双杆配置的端子。当冲压双杆触头时，所得到的端子必须满足某预定的设计准则以在电连接器中使用。一种这样的预定设计准则是弹性系数。接触端子的弹性系数定义成使触头偏转某一距离需要多大的力；弹性系数是按每单元距离的力测量的。由此，冲压工艺必须满足使得到的冲压端子具有适当的能在电连接器中使用的弹性系数的限制性公差。但是，在规定的弹性系数下达到冲压触头所要求的限制性公差会是费钱和耗时的。
从而，需要一种可以采用不在这种限制性公差下制造的触头的电连接器。
发明内容
本发明提供一种供用于电连接器中的接触组件，该连接器可使用不按这种限制性公差冲压的接触端子。从而，除其它外，本发明减小和制造电连接器关联的总成本并且同时提供一种满足由利用限制性公差冲压的接触端子制成的连接器的技术要求的连接器。
依据本发明的一实施例，提供一种在电连接器中使用的接触组件。具体地，该接触组件包括一个用于限定多个透孔和多个双杆接触端子的绝缘接触块。该多个双杆接触端子的每一个延伸穿过该接触块中的一个孔，其中，在保持触头上的期望弹性系数的向内张力下这些双杆接触端子安置在该接触块的孔内。
概括地说，本发明提供了一种用于电连接器的接触组件，包括：一个绝缘接触块，其用于限定穿过其的多个孔；以及多个双杆触头，每个双杆触头延伸穿过该接触块中的一个孔，其中，每个双杆触头在向内的张力下安置在该接触块的多个孔的一个孔中，从而该接触块在每个双杆触头上保持期望的弹性系数，并且其中，每个双杆触头从该接触块延伸出一长度，可通过改变该长度调整每个双杆触头的期望弹性系数。
附图说明
通过参照附图利用本发明的非限制性的示意实施例在下面的详细说明书中进一步说明本发明，在各附图中相同的参考数字代表类似的部分，附图中：
图1是依据本发明的带有示例性直角电连接器的底板系统的透视图；
图1a是依据本发明的具有垂直连接器的板对板系统的简化图；
图2是图1中示出的连接器的连接器插塞部分的透视图；
图3是图1中示出的连接器的连接器插塞部分的侧视图；
图4是图1中示出的连接器的插座部分的透视图；
图5是图4中示出的连接器的插座部分的侧视图；
图6是冲压端子的透视图；
图7是另一种冲压端子的透视图；
图8是依据本发明做成的单接触组件的透视图；
图9是图8接触组件的侧视图；
图10是依据本发明做成的另一种单接触组件的透视图；以及
图11是依据本发明的用销啮合的接触组件的透视图。
具体实施方式
图1是依据本发明的一实施例的带有一个示例性直角电连接器的底板系统的透视图。不过，本发明还可采用其它形式，例如垂直或水平连接器。如图1中所示，连接器100由插塞102和插座1100构成。
插塞102包括机座105和多个引导组件108。机座105配置成含有并且对准多个引导组件108，从而通过插座1100在第一电子部件1 12和第二电子部件110之间形成适用于信号通信的电连接。在本发明的一实施例中，电子部件110是底板而电子部件112是子板。但是，电子部件110和112可以是任何电子部件，这不背离本发明的范围。
如图所示，连接器插塞102包括多个引导组件108。每个引导组件108包括一列后面会说明的端子或导体130。每个引导组件108包括任意数量的端子130。
除插塞连接器106是垂直插塞连接器而不是图1中所示的直角插塞连接器之外，图1a是类似图1的板对板系统。该实施例造成二个平行电子部件110和113之间的电连接。
图2是没有电子部件110、112以及插座连接器1100情况下图1所示的插塞连接器102的透视图。如图所示，在机座105中形成多个其中包含并对准引导组件108的槽107。在一实施例中，机座105是用塑料做成的，但是，可以采用任何适当的材料，而不背离本发明的范围。图2还示出多个连接销130、132。连接销130把连接器102连接到电子部件112。连接销132经插座1100把连接器102电气连接到电子部件110。可使连接销130适用于提供对电子部件(未示出)的直通安装连接或表面安装连接。
图3是图2中所示的插塞连接器102的侧视图。如图所示，在该配置下，用于和插座1100连接的端子132的长度是不同的，即，各端子从机座105的从其上端子132伸出的一端上按不同的长度延伸。例如如图所示，端子132B是接地端子并且它从机座105比作为信号端子的端子132A延伸更长的距离。在连接器插塞102和插座1100啮合期间，这种配置会使在较短的信号端子132A和插座1100上的对应信号端子1175A啮合之前，插塞102上较长的接地端子132先和插座1100上的对应接地端子啮合。这种配置可以用来确保当插塞102和插座1100啮合时保持信号的完整性。
图4和5分别是图1中所示连接器的插座部分1100的透视图和侧视图。在这种方式下，插座1100可和连接器插塞102啮合(如图1中所示)并用于连接二个电子部件(如图1中所示)。具体地，连接销或接触端子133可插入到例如部件110的通路(未示出)中以把连接器插塞102电气地连接到部件110上。在本发明的另一实施例中，连接销133可以是用于压配合应用的针眼销。
插座1100还包括对齐结构1120以辅助连接器插塞102对插座1100的对齐和插入。一旦插入，结构1120还起把连接器插塞固定在插座1100中的作用。从而这种结构1120阻止连接器和插座间可能出现的任何会造成二者间的机械断裂的运动。
图6是冲压接触端子60的透视图，该端子是利用其中对触头设计公差以便提供具有规定的弹性系数和间距的触头的工艺来制造的。如图所示，端子60包括在端子60的一端上的双杆触头以及在端子60的另一端上的针眼配置62。在本发明的另一实施例中，可以用直销配置代替该针眼配置，这不背离本发明的范围。端子60还包括一个用于把端子60固定在接触块(未示出)中的凸起物64。
双杆接触端子63具有与此关联的弹性系数。按使触头的杆弯曲一距离需要多少力来定义的双杆触头63的弹性系数是按每单位距离的力测量的，并且是和杆的自由长度成反比的(尽管其它因素影响弹性系数，但它们和本发明无关)。例如，当具有叶片状配置的触头沿箭头C指示的方向插入到端子60中时，端子60的杆沿箭头F指示的方向弯曲。从而，取决于端子60的弹性系数，把叶片状触头(未示出)插入到端子60中所需的力会是不同的。通常，为了正确地和互补连接器啮合，连接器中的端子必须具有目标法向力。
双杆接触端子63具有与此关联的间距。确定该间距的尺寸以便正确地和啮合连接器的端子配合。通过冲压形成该间距以及它的相关公差是一项复杂的机械加工。
本发明可以使用较少限制的公差冲压的从而更经济的双杆接触端子。依据本发明，通过把双杆触头插入到接触块来确定弹性系数和结果的法向力(冲压操作之后)。如前面指出那样，冲压杆的弹性系数和杆的自由长度成反比。由此，一旦把冲压的端子插入到接触块中，如后面详细说明那样，可以通过改变杆从接触块中突出的长度，例如通过控制接触块中的孔的尺寸和深度，从而来调整弹性系数。
依据本发明，提供一种用于电连接器的接触组件，其使用的冲压端子不根据为产生具有预定弹性系数的触头所要求的冲压公差来制造。在此方式下，提供一种在把触头插入到接触块中时调整触头的弹性系数的接触组件。图7是一种端子的透视图，其是利用不根据上面对现有技术说明的公差的、但当插入到容易制造的接触块时仍造成冲压端子具有预定弹性系数的工艺来冲压的。如图所示，双杆73相对长从而提供相对高的弹性系数。此外，由于会利用接触块保持杆的间距，端子本身不必按严格公差保持间距，从而端子70的制造不那么困难并且更快。结果是，由于取消了用来形成期望的弹簧力和间距的限制性公差，该端子不那么贵。
图8和9分别是依据本发明的一个方面的接触组件80的透视图和侧视图。图8和9尤其用于示出如何依据本发明利用接触块81调整无张力冲压端子的弹性系数。
通常希望保持垂直于啮合的叶片或双杆83的接触力。例如，为达到可靠接触可能需要最小的门限接触力(其可能随材料和形状而变化)。而且，为了使多触头组阵列连接器(未示出)的插入力最小，可能需要最大门限力。可以利用具有高弹性系数和小弯曲的杆83或者利用具有低弹性系数和大弯曲的杆来实现期望的接触力。当公差变化减小时通常希望低弹性系数。但是，如果弹性系数过低，其它机械限制可能阻碍非常大的偏转，从而使触头不可用。
依据本发明，根据从接触块81上突出的杆的长度改变弹性系数。如图所示，接触组件80包括带有部分插入到多个孔82中一个孔内的单个端子80A的接触块81。位置A示出通过插入到接触块中从而确定它的长度之前的杆。如图所示，部分插入的端子80A具有位于位置A的双杆83并且双杆具有弹性系数A′。在此情况下，通过改变杆的自由长度来形成给定的弹性系数，出于公开的目的，申请人把接触块81加在杆上的力称为向内的张力。该张力也可称为向外的张力，这不背离本发明的范围。
当沿箭头Z指示的方向进一步把端子80A插到接触块81中时，杆83的自由长度减小，并且由于接触块81中的孔的尺寸双杆83移动到彼此更靠近。在位置B处，杆83具有和此处关联的弹性系数B′。弹性系数B′典型地大于弹性系数A′，因为在位置B处双杆具有较小的自由长度并且由此由接触块81产生较大的向内张力。如果由接触块81拉紧杆从而减小啮合力同时保持满意的法向力，则建立位置B。这样，当按方向X把啮合触头(未示出)插入到双杆触头80A中时，由于向内张力较大双杆80A偏转较小的距离。
当沿箭头Z的方向把端子80A插到接触块81中时，双杆83进一步减小自由长度直至它们处于位置C。位置C示出了杆处于由接触块81的孔定义的位置。由此，双杆具有在接触块81内的和位置C关联的弹性系数C′。弹性系数C′典型地大于弹性系数B′，因为在位置C，双杆83具有较大的由接触块81建立的向内张力。从而，当沿方向X把触头(未示出)插入到双杆触头80A中时，由于该较大的向内张力双杆80A偏转较小的距离。在一实施例中，弹性系数C′是由客户技术要求定义的。从而，通过按不同距离将触头83插入到控制块81中以便控制杆的自由长度量，可以改变双杆接触端子83的弹性系数。
另外，还可以按使双杆83一旦安置在接触块81中就具有期望的杆间距的方式，把端子80A插入到接触块81中。杆间距是公用点处双杆接触端子之间的距离。例如，如图11中所示，杆间距是在离接触块1081最远点处双杆接触端子之间的距离。以这种方式，可以通过调整接触块上孔82的直径D来调整双杆之间的杆间距。杆间距是可以改变的，例如根据啮合中使用的互补触头的尺寸。
而且，依据本发明的另一个方面，可以调整端子的高度或长度。杆高或杆长(自由长度的另一个名称)是反映杆从接触块81延伸多远的值。如图9中所示，杆高H是杆的远端与接触块间的距离。从而可以通过按不同的距离把端子80A插入到接触块中来调整杆高H。可以调整杆高以满足工程或客户技术要求等等，这在本发明的范围之内。
如上面指出那样，通过调整杆高还可以调整双杆触头的弹性系数。为此，可以按使双杆具有期望弹性系数那样把端子插入到接触块81中，该期望的弹性系数可以是任何弹性系数。在一优选实施例中，该弹性系数是任何能使双杆和互补连接器正确啮合的弹性系数。
端子80A的弹性系数和杆高关联，而杆高例如可以从支点F测量。在图8示出的实施例中，支点F是接触块81的最高点，在此端子80A和接触块1168接触，并且当把啮合触头插入到(沿箭头Z指示的方向)双杆接地触头时其充当支点。通过调整杆高可以把端子80A的弹性系数调整到期望值，例如根据客户提供的技术要求。
现参照图10，其中示出依据本发明的接触组件1080。在该方式上如所示，本发明的该接触组件包括电连接器中的八个冲压双杆接触端子，例如图7中示出的端子，即，不按预定弹性系数制造的、一旦安装到接触块1081中仍会具有期望弹性系数的端子。在不背离本发明的情况下该接触组件可以包括任何数量的端子。
如图10中所示，接触组件1080包括接触块1081。接触块1081典型地用绝缘材料做成。在一实施例中，利用注射模制来制造接触块81，但是在本发明的范围内也可采用其它工艺。但是，通常与制造接触块相关的制造工艺以及成本少于与先有技术中冲压高公差双杆触头相关的制造工艺和成本。
接触块1081包括多个穿过它的孔1082，每个孔由孔的侧壁1082C定义。此外，每个孔1082具有可以用来把端子1080A拉紧到规定弹性系数的直径D。
接触块1081还包括多个端子1080A，每个端子1080A安置在孔1082内。如图所示，端子1080A包括用于和互补触头啮合的双杆接触端子1083。例如，双杆接触端子1083可和叶片状的触头啮合。
依据本发明的一个方面，各个端子1080A在接触块1081中定位成一旦其安置在接触块1081中这些先前不拉紧的端子变成在向内方向上是预加载的或是张紧的，这种向内张力对抗双杆沿箭头T的反方向移动的趋势。换言之，接触块1081的结构阻碍双杆接触端子1083沿箭头T指示的方向移动。
依据本发明的另一个方面，双杆接触端子1083安置于孔1082内的杆座1082A和1082B中。杆座是在孔的侧壁1082C上形成的穴，并且双杆接触端子1083一旦定位在接触块1081内的孔1082中防止端子横向移动。杆座还可用来对齐双杆1083。由此，减小冲压具有准确对齐的端子所要求的公差。因此还降低制造成本。如图所示，孔座形状是矩形的，但可以采用任何形状而不背离本发明的范围。
图11是依据本发明的和销啮合的接触组件的透视图。如图所示，叶片形状的啮合触头或销1290沿箭头I指示的方向插到双杆触头1283中。一旦插入，双杆1283沿箭头G指示的方向弯曲。
依据本发明的另一个方面，啮合触头1290不受端子1280A的杆高或悬臂长度的限制。在此方式下，通过调整接触块1281中的端子的深度也可以调整啮合触头的插入深度Di。可以调整该插入深度以便利形成接触摩擦。接触摩擦(contact wipe)是一个用来处理电子部件中可能存在的弯度(它在连接器啮合时造成不同时的接触啮合)的偏差参数，利用这种方式，增加插入深度便利形成较大的接触摩擦。
应理解，上面的示意实施例仅是出于解释目的而不是以任何方式构成本发明的限制给出的。本文中使用的词是描述性和说明性的，而不是限制性的。另外，尽管本文参照具体的结构、材料和/或实施例说明了本发明，但不意味着本发明受本文公开的细节的限制。相反，本发明延伸到所有，例如在附后权利要求书的范围内的、功能等同的结构、方法和使用。本领域技术人员根据本说明书的讲授的可以在不背离本发明的范围和精神下对它的各个方面做出各种修改和改变。

Claims (5)

1.一种用于电连接器的接触组件，包括：
一个绝缘接触块，其用于限定穿过其的多个孔；以及
多个双杆触头，每个双杆触头延伸穿过该接触块中的一个孔，其中，每个双杆触头在向内的张力下安置在该接触块的多个孔的一个孔中，从而该接触块在每个双杆触头上保持期望的弹性系数，并且其中，每个双杆触头从该接触块延伸出一长度，可通过改变该长度调整每个双杆触头的期望弹性系数。
2.如权利要求1的接触组件，其中，所述多个孔各具有侧壁，并且这些侧壁限定适用于固定每个双杆触头的杆的杆座。
3.如权利要求1的接触组件，其中，每个孔的尺寸被设定成提供期望的杆间距。
4.如权利要求1的接触组件，其中，所述多个双杆触头中的每一个包括用于把双杆触头固定到接触块上的凸起物。
5.如权利要求1的接触组件，其中，每个所述双杆触头的相对的杆被间隔开以便得到期望的法向力。
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