CN102197546A - 包括用于保持接触件模块的弹簧片的连接器 - Google Patents

包括用于保持接触件模块的弹簧片的连接器 Download PDF

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CN102197546A
CN102197546A CN2009801420341A CN200980142034A CN102197546A CN 102197546 A CN102197546 A CN 102197546A CN 2009801420341 A CN2009801420341 A CN 2009801420341A CN 200980142034 A CN200980142034 A CN 200980142034A CN 102197546 A CN102197546 A CN 102197546A
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汤马斯·D·拉特兹拉夫
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Abstract

一种连接器(100)配置成保持接触件模块(120)。连接器包括壳体(102)，该壳体具有限定空腔(104)的内表面(133)，所述空腔在所述壳体的第一和第二端之间延伸。空腔配置成在其中容纳和保持接触件模块。连接器还包括弹簧片(122)，其位于空腔中且定向成从内表面朝向壳体的第一端突出。弹簧片与壳体一体地形成。另外，连接器包括脊部分(221-224)，其位于空腔中且定向成从内表面突出。接触件模块保持在脊部分和弹簧片之间。

Description

包括用于保持接触件模块的弹簧片的连接器
相关申请的交叉引用
本申请包括在与本申请同时递交的美国专利申请No.12/257,107，12/257,166，和12/257,187中公开的主题相关的主题，通过引用将它们的全部内容并入本文中。
技术领域
本文的主题整体上涉及电和/或光连接器，尤其涉及配置成将接触件模块保持在壳体内的连接器。
背景技术
连接器和连接器组件提供在它们之间可以传输功率和/或信号的部件之间的互连。例如，连接器可以用在飞行器器具、航空电子设备箱、电信设备、服务器以及数据存储或传输装置中。一些已知的连接器组件包括插头和插座连接器，其中至少一个连接器包括用于保持一个或更多的配合接触件的接触件模块。通常通过使用不同的特征或机构将接触件模块保持在壳体内。例如，用于将接触件模块固定在壳体内的一些方法包括使用粘结剂、保持夹或其它的保持器具。
美国专利No.6,478,631和4,764,130公开了电连接器，每个电连接器具有由两个半壳构造成的壳体，两个半壳配置成将接触件模块保持在它们之间。这些专利描述了通过每个半壳插入保持夹，用于将接触件模块保持在两个半壳之间的适合的操作位置上。保持夹延伸到空腔中且接合其中的接触件模块的每一侧。将半壳永久地锚定在一起，从而将每个保持夹夹持在接触件模块和对应的壳之间的位置上。虽然连接器能够将接触件模块保持在空腔内，但是使用分离的保持夹将接触件模块保持在壳体内可能增加了成本、制造时间以及在装配期间不经意地损害连接器的部件的可能性。
因此，需要一种连接器，其中所述连接器的部件通过使用比已知的连接器件数更少的器具和/或使用更少的装配步骤而被连接在一起。还需要一种用于装配连接器的可替代的机构和方法。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种配置成保持接触件模块的连接器。连接器包括壳体，该壳体具有限定空腔的内表面，所述空腔在所述壳体的第一和第二端之间延伸。空腔配置成在其中容纳和保持接触件模块。连接器还包括弹簧片，其位于空腔中且定向成从内表面朝向壳体的第一端突出。弹簧片与壳体一体地形成。另外，连接器包括脊部分，其位于空腔中且定向成从内表面突出。接触件模块保持在脊部分和弹簧片之间。
可选地，壳体至少部分地由诸如聚芳醚酮(PAEK)的材料形成。一体的弹簧片可以具有从内表面延伸的基底部分和从基底部分延伸的片主体。弹簧片的基底部分可以具有基本上大于片主体的厚度的宽度。另外，弹簧片可以配置成在接触件模块被插入时朝向内表面弯曲，并且从内表面弯曲离开，进入到抵靠接触件模块的锁定位置，进入到其操作位置中。
在另一实施例中，提供了一种连接器，其包括接触件模块，该接触件模块配置成保持连接至对应的导体或电缆的至少一个配合接触件。连接器还包括壳体，该壳体具有限定空腔的内表面，所述空腔在壳体的第一和第二端之间延伸。空腔配置成在其中容纳和保持接触件模块。连接器还包括弹簧片，其定位在空腔中且定向成从内表面朝向壳体的第一端突出。弹簧片与壳体一体形成。另外，连接器包括脊部分，其定位在空腔中且定向成从内表面突出。接触件模块保持在脊部分和弹簧片之间。
连接器可以例如是插座连接器或插头连接器。另外，导体和/或电缆可以用于传输电信号和/或功率，或导体和/或电缆可以用于以光纤通信的方式传输信号。
附图说明
图1是根据一个实施例所形成的插座连接器的透视图。
图2是图1显示的插座连接器的分解视图。
图3是可以用于构造图1中的插座连接器的壳的透视图。
图4是显示出在保持位置中的弹簧片的图1中的连接器的横截面透视图。
图5是沿图1中显示的线5-5切割的连接器的横截面视图。
图6是根据可替代的实施例所形成的插座连接器的横截面视图。
图7是可以与根据可替代的实施例所形成的连接器一起使用的弹簧片的横截面视图。
具体实施方式
图1是根据一个实施例形成的插座连接器100的透视图。插座连接器100包括壳体102，该壳体102具有配合端106和装载端108，空腔104在配合端106和装载端108之间延伸。空腔104由内表面114限定，且配置成在其中容纳和保持接触件模块120。如在下文更加详细地讨论的，壳体102包括一体的特征，与已知的连接器相比，其可以允许以更少的步骤和/或减小的成本装配插座连接器100。在显示的实施例中，插座连接器100是通信连接导体和/或电缆125至插头连接器(未显示)的电连接器。然而，此处描述的实施例不限于电连接器，但是还可以是互连光纤或光电连接器的连接器。同理，措词“导体和/或电缆”或措词“导体和电缆中的至少一个”包括传输电信号或功率或电信号和功率的电线、导体或电缆以及用于以光纤通信的方式传输信号所使用的光纤或电缆。
另外，虽然图1显示具有壳体102的插座连接器100，壳体102在其中具有接触件模块120，但是可替代的实施例可以包括具有各种形状的壳体的插头或其它的插座连接器。另外，接触件模块120可以具有配合接触件，其是图1显示的销接触件或可替代是嵌入例如在接触件模块的插孔空腔内的插孔接触件。配合接触件可以是电接触件或用于光纤的终端。同理，此处描述的实施例可以具有各种形状和目的，且可以是各种类型的连接器。
插座连接器100可以由各种方法构造且可以包括各种连接至其上的各种附件，诸如在美国专利申请No.12/257,187中所描述的方法和附件，通过参考将其全部内容并入本文中。另外，插座连接器100可以由两个或更多的壳构建，它们被如在美国专利申请No.12/257,166中所描述的那样保持在一起，通过参考将其全部内容并入本文中。另外，插座连接器100可以配置成防止在插座连接器100与互补的连接器(诸如插头和插座连接器，如在美国专利申请No.12/257,107中所描述的，通过参考将其全部内容并入本文中)配合时损坏接触件。
在显示的实施例中，壳体102是大致矩形且相对于中心轴线190、纵向轴线192以及横向轴线194定向。壳体102可以由分离的部件(例如壳132和134)装配或可替代地可以模制/形成为一个件。壳体102包括多个侧面S1-S4，多个侧面S1-S4在配合端和装载端106和108之间的前后方向上大致平行于中心轴线190延伸。侧面S1和S3是纵向侧面，其可以平行于由纵向轴线和中心轴线192和190形成的平面延伸，侧面S2和S4是横向侧面，其可以平行于由横向轴线和中心轴线194和190形成的平面延伸。
如图所示，空腔104沿着中心轴线190在配合端和装载端106和108之间延伸。壳体102包括引导到空腔104中的在配合端106处的开口110以及引导到空腔104中在装载端108处的开口112。虽然图1显示空腔104在开口110和112之间完全延伸通过壳体102，但是空腔104可以是在配合端和装载端106和108处部分地或完全地关闭的。另外，不需要空腔104轴向地延伸通过壳体102，但是可以在例如空腔的开口之间形成90°角，使得插座连接器100是直角连接器。
图2是插座连接器100的分解视图。如上文所述，在一些实施例中，壳体102由两个分离的壳132和134构造而成。壳体壳132和134可以沿着(图1中显示的)接口136和138配合在一起。壳体壳132和134可以是一致的或可以形成具有不同的特征。每一壳132和134分别包括(图4中显示的)内表面133和135，在壳体壳132和134配合在一起时，内表面133和135一起形成内表面114(图1)。如在下文更详细地讨论的，插座连接器100包括至少一个弹簧片122，其被定向成例如从内表面133朝向配合端106(图1)突出。弹簧片122可以与壳体102一体形成，或更具体地与壳体壳132和134一体形成。此外，壳体102可以包括一个或更多的脊部分(下文讨论的)，其被定向成从内表面114突出。在完全装配插座连接器100时，保持接触件模块120在脊部分和弹簧片122之间，使得接触件模块120保持在空腔104(图1)中。每一弹簧片122可以配置成：在接触件模块120插入到空腔104或对应的壳中时朝向内表面114弯曲，且在接触件模块120接合对应的脊部分时从内表面114弯曲离开，进入到抵靠接触件模块120的保持位置中。
如此处使用的，关于弹簧片122的术语“一体地形成”是指弹簧片122与壳体102一起形成。例如，可以通过喷射模制工艺制成壳体壳132和134，其中树脂，诸如包括聚芳醚酮(PEAK)的树脂喷射到模具中。同理，弹簧片122和对应的壳的其它特征可以在常见的工艺期间制成在一起。在可替代的实施例中，壳体102由包括弹簧片122的一个件完全制成(即不是图中显示的分离的壳)。在一些实施例中，壳体壳132和134由复合材料制成，其可以或可以不包括诸如PEAK的材料。可以使用包括各种热塑性塑料(例如PEAK、聚醚酰亚胺)、金属或金属合金(例如铝)的其它材料。材料可以是导电性的、非导电性的或制成是在预定的部分是导电的。例如，导电纤维可以分散在树脂中且喷射到模具的特定区域中。另外，壳体102不限于通过模制工艺制造，但是还可以通过其它工艺形成，诸如浇铸、机加工或冲压。
在提及与另一部件或特征接合或连接的部件所使用时，术语“保持的”是指部件被连接成使得部件的运动或移动由其它的部件或特征限制。同理，被保持在其它部件和/或特征之间的部件可以能够略微移动，但是移动的范围受其它的部件或特征的限制。通常提供这一运动范围以允许在配合和未配合期间的适应性(compliance)。然而，在完全地配合连接器时，通常控制运动和位置。在一些实施例中，在完全地构造插座连接器100时，如果插座连接器100是一个单元，部件可以保持在静止的位置上。
另外如图2所示，接触件模块120包括介电材料，且在完全装配插座连接器100时被成形成保持在空腔104中。接触件模块120配置成保持配合的接触件137的阵列在预定的位置上。虽然图2中显示的配合接触件137是从接触件模块120向外突出的销接触件，但是此处描述的实施例不是要限制成如此。例如，可替代的实施例可以包括接触件模块，其包括其中保持配合或插孔接触件的插孔或孔。另外，在其它的实施例中，接触件模块120仅保持一个配合接触件。另外，插座连接器100可以保持多于一个接触件模块120。
如图所示，每个导体或电缆125连接至对应的配合接触件137。配合接触件137可以被插入通过靠近插座连接器100的装载端108(图1)的孔口，且从靠近配合端106的接触件模块120突出。接触件模块120具有外表面121和包括凸起150-153(在图4中显示出凸起153)，凸起150-153沿着纵向轴线192延伸(图1)。接触件模块120可以包括未显示的其它的凸起。如下文更详细地讨论的，凸起150、152和153配置成接合且定位在对应的脊部分和弹簧片122之间。
图3是壳体壳134的放大透视图。虽然未显示出，但是壳体壳134的下述描述可以类似地应用于壳体壳132(图2)。然而，不需要壳体壳132和134是一致的。例如，一个壳体壳可以具有一个或更多的弹簧片122，而另一壳体壳没有弹簧片，或壳体壳132和134可以具有不等数量的弹簧片122。在这样的实施例中，接触件模块120(图2)中的凸起和壳体102的其它的特征将因此配置成使得接触件模块120可以保持在如本文描述的壳体102内。
如图所示，壳体壳134包括几个特征，其配置成便于保持或装载接触件模块120。例如，壳体壳134包括一对相对的角部分202和204以及定位在角部分202和204之间的平台206。角部分202和204分别包括侧壁210和212，且分别包括壁架214和216，它们在角处彼此接合。平台206和壁架214和216沿着轴线190(图1)在配合端和装载端106和108(图1)之间延伸，且具有可以彼此共面的对应的表面。平台206和角部分202和204配置成在被插入到空腔104(图1)中时引导接触件模块120且便于支撑其中的接触件模块120。如图所示，每一角部分202和204还分别包括脊部分221和224，其沿着纵向轴线192(图1)从对应的侧壁突出离开。平台206还可以具有一对脊部分222和223，其分别朝向对应的侧壁210和212彼此突出离开。此外，每一脊部分221-224分别具有脊表面321-324。每一脊表面321-324的形状可以配置成接合如下文讨论的接触件模块120的预定的部分。在显示的实施例中，脊表面321-324配置成接合一个或更多的凸起150-153。
脊部分221-224和弹簧片122彼此配合以保持或防止接触件模块120从空腔104内的预定的位置移动。在显示的实施例中，脊部分221-224沿着纵向轴线192彼此对准。然而，在可替代的实施例中，脊部分221-224未彼此对准，但是可以具有例如错排的或交替的位置。另外显示出，弹簧片122和脊部分221-224从内表面133突出。另外，脊部分221和222彼此分离开一个间隙G1，脊部分223和224彼此分离开一个间隙G2。在可替代的实施例中，单个脊部分可以从角部分202横跨内表面133连续地延伸至平台206和角部分204(即在脊部分之间没有间隙)。
图4是插座连接器100的横截面透视图，显示出壳体壳132和134的弹簧片122处于与接触件模块120接合或保持的位置上。在显示的实施例中，壳体壳132和134每个包括一对弹簧片122，其分别在从对应的内表面133和135的公共方向上延伸。例如，弹簧片122朝向配合端106以相对于中心轴线190的非正交的角度延伸。每一弹簧片122可以横跨空腔104与另一壳体壳的另一弹簧片122相对。另外，每一弹簧片122具有从对应的内表面延伸且由其形成片主体232的基底部分230。如所显示，片主体232具有厚度T，基底部分230具有沿着中心轴线190的在内表面133上的宽度W1。厚度T可以是在整个片主体232上基本上恒定的。在显示的实施例中，宽度W1基本上大于厚度T。同理，弹簧片122可以提供抵靠接触件模块120的更大的弹力，且还可以防止在弹簧片122处于保持的位置时弹簧片122的变形。
此外，弹簧片122具有面对接触件模块120的前表面240和面对对应的内表面的后表面242。在显示的实施例中，前和后表面240和242是平面的且没有任何的弯曲、卷曲或从其突出的另外的特征。然而，可替代的实施例可以根据期望配置成便于保持接触件模块120在壳体102中。另外显示出，前和后表面240和242在片主体232的远侧末端236处彼此接合。远侧末端236可以成形成且配置成在处于保持的位置时接合接触件模块120的对应的凸起。例如，远侧末端236可以是圆形的或可替代地成形有尖锐的角或边缘。
另外在图4中显示出，凸起152和153从接触件模块120的外表面121(图2)延伸，且每个凸起包括配合表面251、顶表面252和后表面253。如图所示，在保持的位置，凸起152保持在壳体壳132的脊部分223和弹簧片122之间，凸起153保持在壳体壳134的脊部分223和弹簧片122之间。在显示的实施例中，凸起152和153的尺寸和形状配置成配合在远侧末端236和对应的脊表面之间的空间中。
在可替代的实施例中，接触件模块120不包括凸起，但是可以包括凹痕或凹槽，其配置成接合弹簧片122的远侧末端236。
在接触件模块120插入到空腔104中时，每一凸起152和153的配合表面251和/或顶表面252接合对应的弹簧片122的前表面240。弹簧片122弯曲远离接触件模块120并朝向内表面133。在凸起152和153的顶表面252驱赶对应的弹簧片122的远侧末端236时，弹簧片122朝向接触件模块120远离内表面133弹性地弯曲、抵靠在外表面121上。在保持位置，远侧末端236压靠对应的凸起。同理，接触件模块120保持在插座连接器100的空腔104中。为了移除接触件模块120，工具(未显示)可以通过装载端108插入到空腔104中，以朝向各自的内表面133和135按压弹簧片122。
可替代地，可以将接触件模块120放置成抵靠壳体壳132的内表面133，使得凸起152在远侧末端236和脊部分223之间。壳体壳134可以之后施加或夹持在接触件模块120上，使得壳体壳132和134沿着接口136和138彼此配合。
图5是沿着图1中显示的线5-5切割的插座连接器100的一部分的横截面视图。图5显示保持在对应的弹簧片122和脊部分221和222之间的凸起154。(为了说明的目的，没有显示接触件模块120和配合接触件137)。在显示的实施例中，弹簧片122具有宽度W2，其可以始终是大致恒定的且大约等于间隙G1。可替代地，宽度W2可以大于或小于间隙G1。如显示出，在弹簧片122处于保持位置时，凸起154沿着多个接触区域Z1-Z3与壳体102(图1)接合。配合表面251分别沿着接触区域Z1和Z2与脊表面321和322接合。凸起154的后表面253沿着接触区域Z3与弹簧片122的远侧末端236接合。
在处于保持位置时，弹簧片122沿朝向配合端106(图1)的方向提供抵靠接触区域Z3的力FA。脊表面321和322沿着朝向装载端108(图1)的方向分别在接触区域Z1和Z2中提供接触件模块120的保持力。接触区域Z1和Z2定位在接触区域Z3的每一侧上。在插座连接器100完全装配之前和处于操作中时，弹簧片122和脊部分221和222的配合便于沿着中心轴线190的轴向移动的最小化，且还便于围绕横向轴线194的旋转移动的最小化。
图6是根据可替代的实施例形成的另一插座连接器(未显示)的一部分的横截面视图。如所显示的，可替代的插座连接器可以包括分离的凸起454-456，其从接触件模块(未显示)向外突出，其中每一凸起在对应的接触区域Z4-Z6处接合另一特征。如所显示，凸起454-456未彼此对准。具体地，凸起454在接触区域Z4接合弹簧片422，凸起455在接触区域Z5接合脊部分421，以及凸起456在接触区域Z6接合脊部分423。类似于关于图5讨论的弹簧片122和接触件模块120，弹簧片422和脊部分421和423配置成分别接合凸起454-456。在凸起455和456分别接合脊部分421和423时，弹簧片422的远侧末端436驱赶凸起454，且在接触区域Z4弹性弯曲到抵靠凸起454的保持位置中。
图7是弹簧片322的横截面视图，其可以与根据可替代的实施例形成的连接器(未显示)一起使用。连接器可以具有与上文描述的插座连接器100(图1)相类似的特征。弹簧片322具有从内表面333延伸的基底部分330和从基底部分330形成片主体332。如所显示，片主体332具有厚度T2，基底部分330在内表面333上具有宽度W3。在显示的实施例中，宽度W3基本上等于片主体332的厚度T2。此外，在接触件模块插入到连接器中时，弹簧片322具有面对接触件模块(未显示)的前表面340。弹簧片322还具有面对内表面333的后表面342。另外显示出，前和后表面340和342在片主体332的远侧末端336处彼此接合。远侧末端336可以成形为且配置成在处于保持位置时接合接触件模块的对应凸起。例如，远侧末端336是大致平面的。
另外在图7中显示出，基底部分330可以突出远离且基本上垂直于内表面333，且之后朝向一端卷曲。同理，弹簧片322可以形成卷曲的或圆形的角，其中弹簧片322接合内表面333。
插座连接器100可以配置成用于许多应用，诸如高速的电信设备、各种级别的服务器以及数据存储和传输装置。插座连接器100可以在高速下执行和保持信号的完整性，同时承受可以在例如航空或军事操作期间所经历的振动和冲击。然而，此处描述的实施例不限于用于极端环境的应用，但是还可以用在其它环境中，诸如在办公室或住所中。仅为了说明的目的，提供了插座连接器100的之前的描述，而不是限制性的，但是显示的实施例仅是一种应用，其可以与此处描述的特征和机构一起使用。
另外，虽然前述的描述涉及插座连接器100，但是壳体102和接触件模块120的特征可以类似地应用于插头连接器。例如，不是具有通过且从接触件模块120向外突出的配合接触件137，插头连接器可以具有接触件模块，其包括用于容纳来自插座连接器的配合接触件的孔或插孔。插孔还可以具有嵌入在其中的配合接触件，其配置成在插头和插座连接器被配合时接合插座连接器的配合接触件。同理，此处描述的实施例不限于插座连接器。
另外，可替代的实施例可以在壳体102中具有多于一个的接触件模块120。每一接触件模块120可以保持一个或更多的配合接触件137。接触件模块120可以通过一个或更多的弹簧片122保持在适合的位置上。
另外，虽然在被安装或与另一连接器配合时，上文描述的显示出的实施例设计用于特定的方向，但是可替代的实施例可以具有其它的配置。同理，术语前、后(或后方)、顶、底、上、下、向上、向下、向内等是相对的且基于显示的实施例的定向，且不是限制性的。
因此，可以理解，上文的描述是说明性的且不是限制性的。同理，上述的实施例(和/或其的方面)可以彼此组合使用。另外，可以根据本发明的教导且在不背离其的范围的情况下，进行许多修改以适应于特定的情形或材料。例如，通常如可能在下述的权利要求中所使用的“连接器”可以是插头连接器或插座连接器，诸如此处描述的插座连接器100，除非另外地具体说明。此外，如在下述的权利要求中所使用的“配合接触件”可以是销接触件或插孔接触件，除非另外地具体说明。另外，包括销接触件和插孔接触件的配合接触件可以是电接触件或用于光纤的终端。
各种部件的尺寸、材料类型、定向以及此处描述的各种部件的数量和位置是要限制特定的实施例的参数，且绝不是限制性的且仅是示例性的实施例。在阅读了上述的描述时，本领域技术人员将清楚在权利要求的精神和范围内的许多其它的实施例和修改。因此，可以参考随附的权利要求以及这样的权利要求享有权利的等价物的全部范围来确定本发明的范围。在随附的权利要求中，术语“包含”和“在其中”用作各自的术语“包括”和“其中”的易懂英语的等价物。此外，在下述的权利要求中，术语“第一”、“第二”以及“第三”等仅用作标记，且不是要强加数值要求于它们的物体上。

Claims (10)

1.一种配置成保持接触件模块的连接器，所述连接器包括：
壳体，具有内表面，所述内表面限定在所述壳体的第一和第二端之间延伸的空腔，所述空腔配置成在其中容纳和保持所述接触件模块；
弹簧片，位于所述空腔中且定向成从所述内表面朝向所述壳体的第一端突出，所述弹簧片与所述壳体一体地形成；和
脊部分，位于所述空腔中且定向成从所述内表面突出，所述接触件模块保持在所述脊部分和所述弹簧片之间。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述脊部分包括沿着公共的轴线彼此对准的一对脊部分，所述一对脊部分间隔开一间隙，所述弹簧片具有接合所述接触件模块和面对所述间隙的远侧末端。
3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述壳体包括沿着至少一个接口配合在一起的一对壳。
4.根据权利要求1所述的连接器，其中所述弹簧片包括与保持在所述壳体内的接触件模块接合的远侧末端。
5.根据权利要求1所述的连接器，其中所述接触件模块包括凸起，所述脊部分和所述弹簧接触件将所述凸起接合和保持在它们之间。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中所述弹簧片包括横跨所述空腔的彼此相对的一对弹簧片，所述弹簧片与保持在所述壳体内的接触件模块接合。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中所述弹簧片包括沿公共的方向从公共的表面延伸的一对弹簧片，所述弹簧片与保持在所述壳体内的接触件模块接合。
8.根据权利要求1所述的连接器，其中所述壳体至少部分由聚芳醚酮(PAEK)形成。
9.根据权利要求1所述的连接器，其中所述弹簧片配置成在接触件模块被插入时朝向所述内表面弯曲，并且从所述内表面弯曲离开，进入到抵靠所述接触件模块的保持位置。
10.根据权利要求1所述的连接器，其中所述弹簧片具有从所述内表面延伸的基底部分和从基底部分延伸的片主体，所述弹簧片主体具有厚度，且所述基底部分具有大于所述厚度的宽度。
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