CN101124699A - 带有改进的双梁接触件的连接器 - Google Patents

Abstract

一种多层构架式连接器配备有凸型(52)和凹型(53)接合部件。凹型部件的接线端(60)具有分叉的接触臂(66)并且凸型部件的接线端(90)具有突出的配合刃片。接触臂从凹型接线端的主体部分(63)悬臂状突出并且构造成使得出现的任何变形都是悬臂状的，而不是扭转变形。

Description

带有改进的双梁接触件的连接器

技术领域

本发明涉及低插入力的凸型和凹型接线端结构和装有此结构的电连接器。更具体地，本发明涉及一种带有一对悬臂状接触臂的分叉的凹型接线端，当相对的刀形接线端的接触部分配合到带有不受扭转变形的凹型接线端接触臂的凹型接线端时，该接触臂变形。

背景技术

为了与例如插脚、刃片、插件板(edge card)接触点等等的凸型接线端形成电接触，过去已经提供了各种单、双弹簧臂的凹型接触电接线端。通常，在这些装置中，凸型接线端必须用足够的力插入凹型接线端中以克服由凹型接线端引起的插入阻力。接触结构的插入力包括提升分力，其表示提起或展开凹型接触部分以允许凸型接线端插入凹型接线端所需的力，并且也包括在插入期间当凹型接触部分擦过凸型接线端时所提供的横向摩擦分力。

在包括安装在连接器中的大量凹型接线端的多电路装置中，且该连接器适合于与同样包括相应的大量凸型接线端的凸型连接器配合，与每一对接触件有关的单个插入力组合使得凸型和凹型连接器配合所要求的总插入力可能是极大的。

1988年4月26日颁发的美国专利No.4,740,180描述了一种低插入力接线端组件，其中凸型刀形接线端包括扭转弯曲并且凹型接线端具有在两个不同的接触点与刀形接线端接合的两个接触臂。凸型接触刃片的扭转弯曲要求复杂的成型工序并增加了接线端和组件的成本。另外，冲压在凹型接线端中的槽延伸到接触臂形成的点，因此形成高的局部应力集中的区域，该区域在连接器的重复的配合循环下可削弱接触臂。

因此，本发明针对可靠的并且便宜的低插入力接线端组件，该组件可被用于高密度应用、例如多层构架连接器并克服上述缺点。

发明内容

因此，本发明的一般目标是提供一种新的并且改进的低插入力配合式电接触结构。

本发明的另一个目标是提供可靠的配合式电接触结构，该接触结构包括刃片形式的细长的凸型接线端和带有分叉接触部分的细长的凹型接线端，该接触部分包括接线端主体部分的向前延伸并由插入槽间隔开的一对接触臂，两个接触臂各具有沿接线端主体部分的纵向中心线的相对侧上的路线延伸的弧形形状。

本发明还有另一个目标是提供用来与分叉的凹型接线端相配合的刀形接线端，该刀形接线端具有在相对侧带有一对凹穴的纵向接触部分，该部分限定了沿接触部分的纵向边缘延伸的一对接触面，每个接触边缘接触相对凹型接线端的分叉接触臂中的单独一个。

然而本发明的更进一步的目标是提供一种带有细长臂形式的一对接触部分的凹型接线端，每个臂具有弧形构造，成对的臂由插入槽分开，该槽从自由端延伸第一预定距离，伸入接线端的主体部分并且在自接线端的自由端起的第二预定距离处接触臂形成为其弧形构造，使得接触臂中的任何弯曲均远离槽的端部，由此减少在接触臂变形期间出现的应力。

然而本发明还有另一个目标是提供一种带有分叉接触臂的接线端，其中每个接触臂终止于限定了接触面的扩大自由端，该接触面是通过模压(coin)接触臂的自由端形成的，该模压减少了接触面上接触臂的厚度。

本发明的又一目标是提供一种利用凸型和凹型传导性接线端的、新的并改进的低插入力接线端结构，凸型接线端是刀形的而凹型接线端是分叉接触臂式的，凹型接触臂提供了一种不依赖扭转而可靠地接触刀形接线端的装置以保证凸型和凹型接线端之间的接触。

本发明的又一目标是提供一种使用多层构架式连接器的接线端组件，该组件具有在其两个端部之间沿给定方向延伸的绝缘底部，该底部具有与相对端部配合的两个相对侧，该底部包括设置成与底部轴线对齐的多个接线端，该底部还具有沿将每个接线端的一部分暴露于空气的一侧的开口。

根据本发明，提供一种新的、具有改进的接线端的低插入力连接器，并且多个传导性接线端设置在绝缘壳体中。一个连接器是凸型连接器，而另一个连接器是凹型连接器。两个连接器均具有容纳作为单元的接线端阵列的绝缘壳体。这些阵列容纳在形成于连接器壳体中的槽中。

在凸型连接器中，接线端包括扁平的刀形接触部分并且该接触部分的边缘被卷成一半径以限定沿刀形接线端的边缘纵向延伸的一对接触边缘。在凹型连接器中，接线端包括扁平的主体部分，该部分由从其自由端延伸入接线端预定距离的纵向槽分开以限定一对分叉接触臂。

这些接触臂形成为弧形构造并且彼此相对地延伸使得一个接触臂在主体部分的轴线上方延伸而另一个接触臂在主体部分的轴线下方延伸。间隔槽延伸入主体部分大于接触臂的长度的距离，使得接触臂不靠近间隔槽的端部形成，以致减少在接线端使用期间可能形成的任何应力集中。这也在配合期间将接触臂限制到主要是悬臂式变形而不是扭转变形。

接触件阵列包括在两个相对端之间延伸的绝缘底部，并且每个端部包括用来接合外部壳体的装置。一系列这种底部被保持在壳体的内部以形成本发明的多接触方面。该底部具有居中的、中空部分并且接线端组被保持在每个底部中并与底部的预定轴线对齐。底部的中空部分将接线端的一侧暴露于空气并且覆盖接线端组的相对侧。然后接线端组可容易地插入到其外壳体中。

通过考虑以下的详细说明可清楚地理解本发明的这些及其他目标、特征和优势。

附图说明

在详细说明的过程中，将经常参考附图，其中：

图1是连接器组件的透视图，显示为包括根据本发明的原理构造的接线端的多层构架式连接器组件；

图2是如图1的相同视图，但是带有显示为处于分解的、未配合状态的两个连接器；

图3是图1的连接器组件的凹型连接器部件的分解图；

图4是图3的凹型连接器部件的单个接线端组件的透视图，示出了以线性阵列设置的接线端；

图5是用在图4的连接器部件的凹型接线端的透视图；

图6A是沿图5的线A-A截取的图5的凹型接线端的仰视平面视图；

图6B是从配合端并沿图6A的线B-B取得的正视图；

图6C是沿图6A的凹型接线端的线C-C取得的侧视正视图；

图7是图2的凸型连接器部件的单个接线端组件的透视图，示出了以线性阵列设置的凸型接线端；

图8是用在图2的凸型连接器部件的凸型接线端的透视图；

图9是图8的凸型接线端的沿其线9-9取得的横截面视图；

图10是接合在一起的凸型和凹型接线端的透视图，但是从其相应的接线端支撑件移去；

图11是沿图10的线11-11取得的横截面视图；

图12是图10的凸型和凹型接线端的侧视正视图；

图13是两个相对的凸型和凹型接线端组件的横截面视图，其中图示了接线端的支撑物；

图14A是图3的一对部分的横截面视图，图示了以并列顺序设置的一对插座接线端组件；和，

图14B是图1的一对部分的横截面视图，图示了以并列顺序设置的一对刃片或凸型接线端组件。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的原理构造的连接器组件50。组件50由两个分离的相互接合的连接器部件52、53(图2)组成，该部件包括凸型连接器部件52和凹型连接器部件53。用于本说明书的术语″凸型″和″凹型″指的是接线端的结构，并且在本说明书中，凸型连接器部件52具有容纳在设置在凹型连接器部件53中的相应的凹型接线端的臂之间的多个单独的刀形接触件。

可以看出每个连接器部件52、53包括多个支撑在绝缘壳体54、55中的传导性接线端。可以看出示出的每个这种壳体54、55包括限定连接器部件的周边的外壁56、57，并且凸型连接器部件52包括凹型连接器部件53的配合部分59延伸到其中的中空内腔58。

图3更详细地图示了凹型连接器部件53，并且可看出连接器部件53包括保持在多个接线端支撑件70中的多个传导性接线端60。凹型连接器部件壳体55优选地包括多个接线端容纳腔49，每个腔容纳单个凹型接线端60。特别地，凹型接线端60的接触部分62延伸到这些腔49中。

如图4所示，接线端与其相应的连接器部件通过多个单独的绝缘支撑件70以线性阵列保持在一起，每个绝缘支撑件包括主体部分71，该主体部分具有设置在主体部分71的相对端面73上的一对接合凸起或类似的突出部72。这些突出部72被插到形成于每个壳体54、55的相应的相对槽48(图1)中。为了提供与连接器部件壳体的侧壁的过盈配合，突出部72可包括一个或多个凸台74(图4)，该凸台形成在该突出部上并且当插入支撑件70时该凸台与连接器壳体槽48摩擦接合。如图4和7所示，接线端支撑件70可以是中空的，因此包括在两个端面73之间宽度方向延伸的敞开的中央部76。这些中央部76在嵌入到相邻接线端支撑件70中的成排接线端之间限定一系列空气通道77。这些支撑件70可模制在接线端60上或者接线端60可通过槽78缝合到支撑件或者它们可优选地模制在支撑件70内部的适当位置。图14A是布置成相互邻近的一对凹型接线端组件70的横截面视图。可以看出仅仅有二分之一的接线端支撑物70是中空的，仅在接线端的一侧出现其开口77，并且该结构可被认为是在相邻的接线端支撑物之间限定了″凹部″或空间。

图5图示了具有通过主体部分63相互连接的相对的尾部61和接触部分62的凹型接线端60。主体部分63可包括一个或多个形成在其侧面的切口64，当使用外模成型(overmolding)工序来形成接线端支撑件70时，该切口便于接线端60保持在支撑件70中。焊接元件65可布置在尾部61上以帮助将接线端尾部固定到电路板(未示出)上的相对信号线。

接线端的前部或接触部分62是分叉的，意味着它包括一对间隔开的接触臂66，这对接触臂66通过插入槽67彼此间隔开。槽67可认为沿接线端的纵向轴线R延伸，并且如所述的，形成用来接触相对的凸型(刀形)接线端90的两个分离的接触臂66。两个接触臂66的使用为使用这些接线端的连接器提供冗余的接触路线，并且该冗余度不但确保两个连接器部件52、53的凸型和凹型接线端之间的接触，它还减弱接线端的感应现象。它还减少插入力。

接线端60的基本形状是通过从金属薄板坯料(未示出)冲压出总体接线端结构而最初形成的。槽67被冲压以形成如图6A所示的以间隔开的方式的一对臂。接触臂66具有自由端69，如图所示该自由端优选地包括扩大的接触面68，该接触面在厚度上减少但是在整体尺寸上扩大了。当从上或下看时(图6A)，这些接触面具有大致矩形的构造，但是被模压成弧形构造，如在图6C中最佳地显示的。扩大的接触面68通过将自由端部69模压到预定程度而形成，这将使其厚度从主体部分63中的厚度T(图6C)减少到较小的厚度t并且将使接触面上的接触臂的宽度从图6A中虚线所示的宽度w增加到最终的模压宽度W。优选地，减少的厚度t大约是接线端主体部分厚度T的二分之一。

接触臂66还形成为包括略成弧形、优选地为半圆的构造，并且它们形成为相对的弧形方向，如在图6C中最佳地示出的，其中可以看出一个接触臂在主体部分的纵向轴线R和接线端60的中心线C上方延伸，而另一个接触臂在这些轴线下方延伸。两个接触臂在接触臂自由端69的区域、具体地在其扩大的接触面68处相交，或再汇合轴线。接触面形成为弧形的一部分并且接触面的底部80(或底面)沿图6B中所示的斜线A彼此偏移，使得当从接触端(图6C)来看时，每个这样的底部接触面80位于接线端60的主体部分的顶部或底部表面下。接线端是冲压的并带有冲压件，槽67更容易形成并获得用来形成两个接触臂或梁66所需的间隙。

两个接触臂66作为从接线端主体部分63伸出的一对悬臂梁，并且接线端的结构帮助减少本发明的接线端在使用期间受到的应力。如图5所示，槽67从接触臂66的自由端69延伸第一预定距离D1，而接触臂66不在同样的距离开始其弧形构造，而是在小于第一距离的第二预定距离D2处开始。这在图6C中更好地显示，图中可以看出在接触臂开始向上(或向下)弯曲脱离其冲压平面之前，槽67开始(或结束)一段距离。长度D1和D2之间的差值是槽从接触臂的最初弯曲向后延伸的距离。在这方面，接触臂的弯曲或成型离开槽67的前缘82出现。在本发明的另一个重要方面，接触面69的减少的厚度t减少了置于悬臂式接触臂上的应力。接触面69的扩大的宽度将与接触臂无关地变动，并因此考虑相对的配合的刀形接触件(blade contacts)的尺寸的可变性。两个接线端之间的接触方式在图11中最佳地显示。

图8图示了本发明的凸型接线端，其形成为细长的刀形接线端90，具有在接触部分92和尾部93之间延伸的主体部分91，尾部也显示为带有焊接件94。在接线端90被模制到支撑件70中的情况下，主体部分91可在其侧面配备有切口950以便保持。图7图示了在绝缘接线端支撑件70中保持对齐的凸型接线端90的阵列，具有如上所述的开口76和端部突出部72。

为了利用凹型接线端的宽接触面68，刀形接线端90优选地形成有靠近接触部分92的自由端96的两个浅的凹穴95。这些凹穴限定了两个特定的侧边97，该侧边优选地卷起以形成如图11中最佳地显示的半径，从而形成圆柱形侧边缘。接触面68与这些侧边维持点式接触同时接触臂经受悬臂式变形，而不是如现有技术接线端那样扭转变形。侧边缘的圆柱形形状不必是严格的圆柱，而是可包括位于边缘外侧表面的平面98。刀形接线端的中心凹穴95的存在允许两个接触梁接触面68略微错位并仍旧与刀形接线端保持可靠接触。刀形接线端90优选地具有大约等于如图11所示的接触面68的中心距的宽度。

刀形接线端90同样地保持在绝缘的接线端支撑件70中，每个接线端支撑件装配到凸型连接器部件52中。接线端支撑件70优选地是中空的，带有在两个端面73之间宽度方向延伸的敞开的中央部76。这些中央部76将在相邻的接线端支撑件70之间限定一系列气穴77。

Claims (17)

1.一种电连接器系统，包括凸型连接器和凹型连接器，这两个连接器是能够互相配合的；

该凸型连接器包括细长刃片形式的至少一个凸型接线端，该凸型接线端具有接触部分、尾部和将该尾部及接触部分互连在一起的主体部分；该凹型连接器包括至少一个凹型接线端，该凹型接线端具有尾部、接触部分和将该接触部分及尾部互连在一起的主体部分，该凹型接线端包括在其主体部分内纵向延伸的槽，该槽限定一对接触臂，每个接触臂形成为弧形构造并且两个接触臂在所述凹型接线端主体部分的纵向轴线的相对侧上纵向地延伸，每个接触臂在其自由端还包括扩大的接触面，该扩大的接触面被模压成使该接触面扩大并且使其厚度减少到小于所述凹型接线端主体部分的相应厚度。

2.如权利要求1所述的连接器系统，其中所述凸型接线端包括在所述接触部分内在其相对侧上形成的凹陷，以限定所述凸型接线端接触部分的纵向延伸的纵向边缘，当所述凸型和凹型连接器配合在一起时，该凸型接线端边缘与所述凹型接线端的所述接触面接触。

3.如权利要求2所述的连接器系统，其中所述凸型接线端边缘形成圆角以限定弧形外部。

4.如权利要求1所述的连接器系统，其中所述接触面面向相反的方向。

5.如权利要求1所述的连接器系统，其中当从侧边缘看时，所述凹型接线端具有Y形构造。

6.如权利要求1所述的连接器系统，其中所述凹型接线端的槽的长度大于所述凹型接线端的任何一个接触臂的长度。

7.如权利要求1所述的连接器系统，其中当与所述凸型接线端配合时，所述凹型接线端接触臂以悬臂形式挠曲。

8.如权利要求1所述的连接器系统，其中所述凹型接线端由绝缘支撑物支撑，该支撑物在将所述凹型接线端主体部分的一部分暴露于空气的一侧具有开口。

9.如权利要求1所述的连接器系统，其中所述凸型连接器包括布置成不同的线性阵列的多个凸型接线端，并且所述凹型连接器包括也布置成不同的线性阵列的多个凹型接线端。

10.如权利要求9所述的连接器系统，其中凸型和凹型接线端阵列的各自支撑在相应的绝缘接线端支撑物内部，每个接线端支撑物包括沿所述支撑物的一侧布置的开口，该开口将所述凸型和凹型接线端的主体部分暴露于空气。

11.一种连接器，包括：

绝缘壳体，该壳体具有底部和配合面，该配合面包括设置于其中的多个接线端容纳腔，

容纳在所述壳体中的多个接线端支撑物，每个支撑物支撑传导性接线端的阵列，每个所述支撑物还包括用来接合所述壳体底部的装置，以将所述支撑物保持在适当位置，使得所述接线端的一部分容纳在所述接线端容纳腔中；以及，

每个所述接线端包括尾端、接触端和将该尾端及接触端互连在一起的主体，每个所述接线端还包括形成在所述接触端中的纵向间隔槽，该间隔槽在所述接触端限定一对接触臂，该接触臂弧形地形成以沿相反方向延伸，每个所述接触臂还包括扩大的接触面，该扩大的接触面彼此面对。

12.如权利要求11所述的连接器，其中所述扩大的接触面通过模压所述接线端的接触端形成。

13.如权利要求11所述的连接器，其中所述间隔槽具有第一长度并且所述接触臂具有第二长度，所述第一长度大于所述第二长度。

14.如权利要求11所述的连接器，其中所述间隔槽从所述接触端纵向延伸到所述接线端内并终止于第一位置，并且所述接触臂从所述接线端主体部分向外弯曲，该弯曲从离开该第一位置预定距离处开始。

15.如权利要求11所述的连接器，其中所述扩大的接触面比所述接触臂的相应宽度宽。

16.如权利要求11所述的连接器，其中所述接线端在每个所述支撑物的内部布置成线性阵列。

17.如权利要求16所述的连接器，其中每个所述支撑物具有形成在其中的开口，该开口将其支撑的所述接线端主体部分的一侧暴露于空气。

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