CN1141523A - 用于集成电路卡接插件的栓锁 - Google Patents

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Abstract

一种插头,具有一个用于与IC卡后端处插座相扣紧的栓锁机构。栓锁机构包括一个销状栓锁(图3中40),它可围绕栓锁轴(80)转动并具有一对位于其前端的径向突块(84,86),当突块插入插座并转动90°时,突块阻止拔出栓锁,因此阻止拔出插头。一个用于操作栓锁的操纵器(44)包括一对位于插头的相对两侧边的手柄(46,48)和用于连接它们的横杆(104),后者具有一个伸入螺线槽(102)的销钉。

Description

用于集成电路卡接插件的栓锁
其宽度和长度与一般信用卡大致相同的IC卡在它们前端具有插头,用于插入例如笔记本计算机那样的电子装置的插卡用插槽内。如PCMCIA(国际个人计算机存储器卡协会)所规定的,这些卡的宽度和长度分别为54mm和85.6mm,厚度有三种不同规格,为3.3mm、5mm和10.6mm。某些更新型的卡在IC卡的后端提供一个插座,用于将卡连至局域网(LAN)。一个适配电缆部件在其前端有一插头,用于插入卡后端的插座。美国专利5,387,110和5,411,402描述了这类插头。
虽然上述类型的现有插头一般提供22个接点,但更新型IC卡的设计要求更多接点。一种具有PCMCIA类型II卡(高度或厚度为5.0mm)的物理规格的插头有一个宽度为28.80mm的可插前端,并要求至少36个接点。在设计中必须包括键槽(用于保证恰当的插入方向)和具有锁扣能力的栓锁机构。在上述两个专利的每一项中描述的现有技术栓锁机构包括一对自插头向前伸出并可插入插座的孔眼中的支臂。每个支臂具有一个用于防止接插件脱扣的侧向突块,只当插头顶部和底部上的平手柄向后扳动时,才允许支臂相向弯曲。
上述栓锁机构的主要缺点是占用相当大空间,而这空间本可供接点占用。例如,专利5,387,110提供的锁栓机构的侧向宽度本可用于容纳侧排6个接点。如果顶排和底排都有接点,则这一栓锁将占用12个接点的空间。因此希望有一个占用较小侧向空间的栓锁机构。
在有些应用场合,一个电子装置可能有两个或更多个互相叠装在一起的插卡用插槽,同时有两个或更多个插座与叠装的卡的后端相配接。这种情况下,为了拔出插头而要将插头顶部和底部的平手柄扳动是困难的。如能有一种栓锁系统,即使它是叠装的插头的一部分,也能便于操作,则它是有用的。
根据本发明的一个实施例,提供了一个插头以及插头与IC卡插座的组合件,其中包括占用空间最小的栓锁机构,以用于容纳最大数量的接点,同时其中栓锁机构便于操作。该栓锁机构包括一个安装在插头外壳并能围绕栓轴转动的很像插销的栓锁,而栓锁的前端具有至少一个、最好是两个径向突块。当插头接近插座进行配接时,栓锁前端伸入插座中切割出的孔中。接着插头上的操纵器被手动操作将栓锁转动,从而将突块移动至插座壳上形成的肩角后以便锁扣住接插件。该操纵器可包括一对位于插头外壳侧边之外的手柄,可在向前和向后方向内滑动并与栓锁耦合以便转动后者。用于连接两个手柄的横杆横穿过插头外壳并与栓锁后部的螺线轨道相啮合,因此将横杆前后移动即可转动栓锁。
在所附权利要求书中详尽地阐明本发明的新特征。结合附图阅读下面的叙述,将能很好地理解本发明。
图1是接插件系统一部分的等角投影分解图,该接插件系统包括一个可与位于IC卡后端的插座相配接的插头。
图2是图1系统的一部分的分解剖面图。
图3是图2插头的栓锁机构一部分的等角投影图。
图4是图1插头的顶视图。
图5是图4中沿线5-5所取视图。
图6是图2中沿线6-6所取视图。
图7是图2中沿线7-7所取视图。
图8是图2中沿线8-8所取视图。
图9是图8插座一部分的放大视图,其中栓锁已插入但未转动。
图10是图2接插件一部分的放大视图,其中接插件处于完全配接位置。
图1描述了一个接插件系统10,它包括一个位于电缆14前端的插头12和一个位于PCMCIA型IC卡18后端的插座16。这类IC卡通常宽度为54mm,长度为85.6mm及厚度在3.3mm至10.5mm范围之内,图中具体卡为类型II卡,其厚度为5mm。插头具有可以相比较的厚度H,在其顶部20和底部22之间约为5mm,在侧方向L量测的在插头两个相对侧边24,26之间的宽度大得多,实际的插头宽度至少是高度的两倍而通常是高度的6或7倍。插头有前端30和后端32,它可沿插头轴34向前移动与插座配接,以便插头的管接点36与插座的针接点38相配接。在接点配接后,操纵栓锁机构39将接插件锁扣在一起。栓锁机构包括一个在插头上的栓锁部件或栓锁40,在接插件配接时它与插座上的闩孔42相扣合。栓锁机构还包括一个操纵器44,它具有一对位于插头两个相对侧边处的手柄46、48。手柄在前进方向F移动,将栓锁与闩孔42扣紧以免接插件脱扣。手柄可向后移动至图1所示位置,将接插件松开以便将它们脱开。
如图4所示,手柄46、48位于插头外壳114的侧边26、28处的凹槽内。每个手柄具有足够小的厚度M以便基本上藏于凹槽内,同时它有大些的高度N(图3)和更大些的长度P。每个手柄的与另一手柄相对的外表面是锯齿形。
如图2所示,插头12和插座16中的每一个具有栓锁区域50、52,其中在插头的插排64的一对接点排部分54和56之间及在插座的插排65的一对接点排部分60和62之间都有间距B。在所描述的具体系统中,设计用于容纳接点36的一排接点位置保持有16个接点,它们位于两个接点排部分54、56中,每个接点排部分包含8个接点,并被栓锁区域50隔开。每个接点36包含一个配接部分70,它被插头外壳的接点固定区域72松动地接纳,及每个接点的尾部74焊至电路板78上的一排线道76中相应的一个。各个接点位置及其中心彼此隔开的间距或间隔A为0.050英寸(1.27mm)。由于栓锁区域50的存在,使两个接线排部分54、56的接点中心相隔距离B,而栓锁区域占用较小空间C。
栓锁40可转动地安装在栓锁轴80上,该轴与接插件轴34重合。如图3所示,栓锁40具有前端82,它所带有的一对径向突块84、86向相反方向径向地伸出(相对于栓锁轴)。该栓锁形成面向后方的肩角90。该栓锁的后部92的直径94大于其前部100的直径96,此前部100直接位于突块和它们的肩角90的后方。该后部92有一个在圆柱形外表面上形成的螺线轨道102。操纵器44包含一根横杆104,它横跨手柄46、48之间并将它们连接起来。该横杆带有一个销钉106,由螺线轨道102所容纳。当操纵器44向前移动时,销钉106使栓锁在如图3所示的逆时针方向110内转动90°,其结果是径向突块转动90°,转至锁扣位置84A、86A。
图10显示栓锁位于IC卡插座的最后安装位置40A中,它已从初始位置转过90°。可以看出例如84A那样的栓锁突块的肩角90直接位于面向前面的第二肩角112的前方,该第二肩角112是由插座外壳114沿其栓锁闩孔116形成的。栓锁肩角90的支挡和插座外壳肩角112将接插件扣在一起以防止它们脱扣。
图9显示IC卡的闩孔42的栓锁接纳孔116的高度Y大于其宽度X。这允许初始时栓锁在方向40插入,接着转动90°至方向40A,该处有阻挡物。栓锁突块处的最大宽度A小于孔高度Y,但大于孔宽度X。有可能将高度Y方向定在侧向L而不是高度方向Z。也可能将孔116做在可旋转部件中(最好在插头中),而不转动栓锁。
如图6所示,栓锁具有肩角120、122,它们允许栓锁转动但顶住插头外壳124以阻止栓锁相对于插头前向或后向移动。插头的电路板78有一个切口126,用于接纳栓锁后端部分92。横杆104在前进后退方向上的长度大于其厚度130,所以栓锁不会碰到电路板78,而在向销钉106加力作用的方向上栓锁是刚硬的。突块84、86的肩角90都位于设想的肩角平面132内,该平面垂直于栓锁轴80。
栓锁前端部分100的直径F为0.075英寸(1.9mm)。参照图10,用于接纳栓锁的插座外壳孔径部分的侧向距离G约为0.090英寸(2.29mm)。插头外壳中留出的侧向距离C(图2)约为0.125英寸(3.18mm),及栓锁的后端部分92的直径大约与距离C相同。由于栓锁区域50、52的存在,本可用于放置两个接点(实际上是2.5个接点)的距离C就无法使用,因而减少了插排64中的接点数。然而减少的接点数要比如专利5,387,110和5,411,402那样的现有技术中小得多,在这些专利中支臂可侧向弯曲,栓锁区域占据了可放置5个接点的侧向空间。
需用于保持住插头栓锁和在插座中形成闩孔的空间C可由插座外壳闩孔的切割部分所需宽度G加上闩孔两侧与相邻插座接点38A、38B间需留间隙所限定。然而实际上栓锁后端部分所需直径94是一个限制因素,也即,由于制造公差所限,当直径94减小时,销钉106折断或不能平滑移动的可能性就会增加。直径94差不多与邻近于栓锁区域的接点36A、36B的配接端之间的距离C一样大,直径94的较好值至少为相邻接点36A、38B的相邻部分之间的距离C的三分之二,其最佳值至少为距离C的80%。
可以看到,图2和10中插头接点36的前端位于第一平面140内,同时栓锁突块的肩角90的位置在平面140前方距离K处。还有,插座接点38(图10)具有自由后向端142,具有作为一个整体模压在插座外壳中的中部144,以及具有以尾部形式连至IC卡电路板152上的线道的前向端。扩大的闩孔部分116R形成肩角112,所以肩角位于插座接点自由端142的前方。结果是紧挨着肩角112在向后方向上有一定数量的插座外壳材料以加强它们。当两个接插件的接点完全配接时,栓锁突块的空间K保证突块84、86嵌入插座外壳的扩大闩孔部分。
如图5所示,插头12有两排接点64、160,它们中每一排被隔断,隔断的两个接点排中每部分各有9个接点,总共是36个接点。插头外壳中形成的一对键162、164用于在与插座配接时将插头适当定位。图8显示出插座具有相应的接点排。
申请人设计了具有所描述结构的接插件系统,如图2和5-10所描述的,插头的宽度W(图4)为1.324英寸(33.63mm),其它尺寸与上面所给实际尺寸成比例。
虽然诸如“顶”、“底”等的名词用于描述本发明,但应该理解接插件系统及其部件可在相对于重力方向的任何方向内使用。
因此本发明为接插件系统提供一个栓锁机构,特别是应用于要求在小高度和侧宽的区域内有大量接点的IC卡的易于操作的一种栓锁机构。插头所包括的栓锁可转动地安装在插头外壳上,并在其前端包括至少一个而最好有两个突块。栓锁可由一个操纵器转动,该操纵器包括一对位于插头外壳的相对侧边外的手柄,这些手柄可在前后方向内滑动以便转动栓锁。在插头的相对侧边处放置手柄可便于操纵操纵器。当一叠垂直装成的插头连至垂直叠装的IC卡的后端时这一点特别方便,因如平手柄位于插头的顶部和底部时,将无法触及手柄。手柄的侧向空间一般大于2厘米,能有助于人们抓住和移动手柄。栓锁最好具有一个带有螺线轨道的圆柱形后端部分,以便与用于前后移动以转动栓锁的操纵器相配接。栓锁的一对突块可位于其顶部和底部而不在其两侧,而插座外壳的切割出的闩孔可有相对大的高度以便在初始插入时接纳突块,并有较小宽度以形成一对面向前方的肩角,用于在栓锁转动时将突块扣住。
虽然此处描述和解释了本发明的具体实施例,但可理解到,对于熟悉技术的人可以有修正和改动,因此这些修改及相应内容可由权利要求书解释并包含。

Claims (11)

1.一个具有众多插头接点(36)和具有在前后方向内伸展的插头轴(34)的插头(12),用于与插座(16)的插座接点(38)相配接和用于与插座锁扣,其中所述插头包括一个插头外壳(124)和一个栓锁机构(39),所述栓锁机构(39)包括一个安装在所述外壳上的可围绕基本上与所述接插件轴平行的栓锁轴(80)转动的栓锁部件(40),其中所述栓锁机构具有一个带有至少一个有基本上后向的第一肩角(90)的径向突块(84,86)的前端部分,用于移动至插座上基本上前向的第二肩角(112)的后方,以及其中所述插头外壳具有顶部(20)和底部(22),及具有其间距大于所述顶部和底部之间的距离的侧向的相对侧边(24,26),及具有前端(30)和后端(32),所述插头的特征在于:
一个包括一对位于所述外壳的所述相对侧边外侧的手柄(46,48)的操纵器(44),所述手柄可在所述外壳上在前后方向内滑动并与所述栓锁部件耦合,以便在所述手柄向前和向后移动时使所述栓锁部件围绕所述栓锁轴转动。
2.权利要求1所描述的插头,其中:
每个所述操纵器手柄在与所述轴平行的方向内具有长度(P),在与顶部和底部间空间平行的方向内具有高度(N),及在与所述相对侧边之间空间平行的方向内具有厚度(M),所述厚度小于一半所述高度及所述高度小于所述长度,以及每个所述手柄在基本上背向另一个所述手柄的面上具有锯齿形显露面(47)。
3.权利要求1所描述的插头,其中:
所述栓锁部件具有一个螺线轨道(102),及所述操纵器包括一个横穿所述外壳位于所述手柄之间并固定于所述手柄的横杆(104),所述横杆具有一个与所述螺线轨道啮合的部件(106)及所述栓锁部件安装时只准转动而不能前后移动,从而当所述横杆部件向前和向后移动时,所述轨道围绕所述栓锁轴在相反的第一和第二方向内转动。
4.权利要求1所描述的插头,其中:
所述栓锁部件具有一个第一直径(94)的其中带有螺线槽(102)的后端部分(92),所述至少一个突块固定于所述栓锁部件上,以及所述栓锁部件具有一个紧挨着所述突块后方的前端部分(100),所述前端部分的直径(96)小于所述后端部分;
所述插头的所述接点安排在至少两排侧向伸展并在侧向被所述栓锁部分所分隔的排部分(54,56)中;
所述栓锁部件的所述后端部分位于所述接点排部分之间并将它们分开,以及所述后端部分的直径(94)至少为所述接点排部分之间的分隔距离的三分之二。
5.权利要求1所描述的插头,其中:
所述插头接点安排在至少一排侧向伸展的排(64)内,除所述排的中部位置被所述栓锁部件部分地占用外,所述插头接点沿所述排方向有一个预定的侧向中心到中心的距离(A);
所述插头的所述接点具有基本上位于第一设想平面(140)内的前端(70),所述第一设想平面垂直于所述插头轴,所述栓锁部件具有两个带有基本上面向后方的肩角(90)的相反伸出的突块(84,86),所述肩角位于所述设想平面的前方,以及所述突块处的所述栓锁部件宽度(G)小于所述插头接点的所述侧向中心到中心距离的三倍。
6.权利要求1所描述的插头,其中:
所述至少一个径向突块包括两个自所述栓锁部件向相反半径方向伸出的径向突块(84,86),所述突块具有基本上面向后方的肩角(90)。
7.一个插头(12)和部件(18)的组合件,所述插头具有一个带有前端和后端部分(30,32)的插头外壳(124)和在所述插头外壳上的侧向伸展的一排(64)插头接点(36),所述部件(18)具有一个后部和位于所述后部的插座(16),所述插座具有一个插座外壳(114)和在所述插座外壳上侧向伸展的一排(65)插座接点(38),当所述插头沿接插件轴(34)向前移动接近所述插座时,所述插座接点(38)与所述插头接点相配接,所述组合件的特征在于:
一个安装于所述插头外壳上可围绕基本上平行于所述接插件轴的栓锁轴(80)转动的伸长栓锁(40),所述栓锁具有一个位于所述插头外壳内的向后部分(92)及所述栓锁具有一个带有一对径向突块(84,86)的前端(82),所述径向突块相对于所述栓锁轴径向伸出,并形成一对在垂直于所述栓锁轴的宽度方向内被隔开的面向后方的肩角(90),以及所述栓锁在所述突块处具有预定宽度(G);
一个安装于所述插头外壳上的操纵器(44),所述操纵器可操作以便转动所述栓锁;
所述插座外壳具有用以形成栓锁闩孔(116)的壁,所述栓锁闩孔在垂直于所述接插件轴的方向内的高度尺寸(Y)至少与所述突块处所述栓锁的所述最大宽度一样大,及所述栓锁闩孔在垂直于所述高度尺寸和所述轴两者的方向内的宽度尺寸(X)小于所述突块处所述栓锁的所述宽度,形成所述栓锁闩孔的所述壁被切割成具有一对基本上面向前方的肩角(112),用于支挡所述栓锁突块的所述肩角。
8.权利要求7所描述的组合件,其中:
所述接点排(64,65)的每排接点互相隔开一个预定的中心到中心距离(A),及每个所述外壳具有将相应的接点排隔断的栓锁区域(50,52);
所述部件包括一块电路板(152),其后端具有众多导电线道(150);
所述插座的所述接点具有固定在所述插座外壳上的中部(144),连至所述电路板上所述线道的前端(146),及自由后端(142),以及所述面向前方的肩角位于所述插座外壳内所述插座接点自由后端的前方位置。
9.权利要求7所描述的组合件,其中:
所述插头外壳具有相对的处于侧向的外壳边(24,26);
所述操作器包括一对手柄(46,48)和一个横杆(104),每个所述手柄位于所述外壳边的不同边处,所述横杆横穿所述外壳并将所述手柄连接起来;
所述栓锁具有一个带有基本上为螺线形的槽(102)的圆柱形后端部分(92),及所述横杆具有一个伸入所述螺线槽内的销钉(106),所述手柄、横杆和销钉可相对于所述插头外壳在基本上平行于所述轴的方向内滑动,但所述栓锁受限不能沿平行于所述轴的方向内移动,而限于围绕所述栓锁轴转动。
10.一种插头,包括:
一个外壳(124)和众多的安装在所述外壳上并具有可配接前端的电接点(36);
一个包括栓锁部件(40)的栓锁机构(39),所述栓锁部件安装在所述外壳上并可围绕在所述向前方向和相反的向后方向内延伸的栓锁轴(80)转动,所述栓锁部件具有一个其中带有基本上为螺线形的槽的基本上圆柱形的后端部分(92);
一个安装在所述外壳上并可在主要是前后的方向内移动的操纵器(44),所述操纵器具有一个位于所述基本上螺线形的槽内的销钉(106)。
11.权利要求10所描述的插头,其中:
所述外壳具有一个小高度(N)和更大宽度(W),所述外壳具有由所述宽度所隔开的相对的边(24,26),及所述操纵器包括一对位于所述相对的边处并与所述销钉连接的手柄(46,48)。
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