发明内容
为此,本发明的目的在于为上述这种电连接器提供新颖的设计,它适用于连接智能卡,特别是MMC型的卡,同时克服了上述缺点,特别是与连接器尺寸有关的缺点。
为了实现上述目的,本发明提供了具有下述特征的连接器;电接触件具有自由的连接端全都沿纵向延伸到绝缘支座的后横向面,超过此横向面后,卡主体的主要部分向后以悬臂方式延伸。
这样,连接器的总体尺寸得以减少,而印刷电路板的在卡主体的主部之下延伸的表面区经设置成为从连接器作悬臂式地伸出形式就得以载承其他电子器件。
根据本发明的其他特征:
纳置于机壳中的沿纵向由支座的所述前横向底边缘且为支座的所述后横向面限制的,此卡前部的长度小于卡的横向宽度;
纳置于机壳中的沿纵向由支座的所述前横向底边缘且为支座的所述后横向面限制的,此卡前部的长度约等于此卡长度的三分之一;
绝缘支座沿纵向朝后延伸到超过所述后向面至两个相对的侧向延伸部处附近,在这两个延伸部中形成了机壳的两平行纵向边的后部,用于沿侧向导引此卡;
卡上的所有导电垫都沿横向特别是沿卡的前端横向边缘准直,而这些接触端则沿横向准直地离开其中至少这样的一个接触端,它沿纵向向后偏置,使得当卡沿纵向从后向前插进到其机壳内时,此卡上相应的接触垫在卡上其他的导电垫与这些横向准直的接触端之一接触之前,与上述偏置的接触端接触;
此连接器包括一用于将卡保持于机壳内的金属盖,此盖在卡的上表面之上延伸而沿轴向为两个横向边缘限定,即为一个前横向边缘和一个后横向边缘所限,这两个横向边缘沿纵向定位成大致沿纵向分别与机壳的所述前横向底边缘和绝缘支座的所述后横向面相一致,所述的盖具有接头片,通过焊接使盖固定到一块载承连接器的板的上表面上,特别是到连接到印刷电路板的接地面的导电径迹上;
上述盖制成一种上部板的形式,它在卡的上表面上方延伸,而它的两个平行侧边缘延伸到两个向下弯曲用于将此盖安装到绝缘支架的凸缘附近;
上述两个安装凸缘形成了滑道,允许盖沿纵向滑行而安装到绝缘支座上;
上述金属盖包括整体形成的可收缩装置,用来使卡反抗由于自动将其排出的弹簧所施加的弹性回复力而沿纵向保持于其机壳内,此可收缩装置至少与卡的后横向边缘的一部分接合;
前述侧向延伸部之一约延伸到卡的第一侧边缘的全长,而上述保持装置则与卡的同所述第一侧边缘相邻的那部分后横向边缘接合,同时所述排出弹簧则同卡的与此卡第二侧向边缘相邻的一部分前横向边缘接合;
自动排出弹簧制成与金属盖整体生产出的金属片形式;
卡的前向横边缘有一个按约45°切去的角,用来与机壳的前横向底边缘的端部之一处形成的45°倾斜相应表面配合,用以形成用来确定卡在连接器机壳中正确位置的定位装置;
此连接器包括有用来测定卡出现于机壳的接触位置处的开关;
上述开关由绝缘支座载承且包括有用于使开关断开的致动器,此开关与卡的前横向边缘一部分接合;
上述致动器邻近前述倾斜面设置,而卡的前横向边缘的前述部分则包括卡的切角部分;
上述开关属于在卡不存在时通常接通的那种类型,它所包括的可弹性变形开关片是与金属盖整体生产出的,此开关片从金属盖的上部板垂直地沿纵向延伸到机壳内,并在卡不存在时以其自由端由弹性支承的形式接触连接器接触件之一的接触端,用以在此接触件的自由连接端与金属盖连接的电气接地面之间形成开关电路;
盖的开关接头片沿水平方向延伸到与一接触件的自由接触端部分相对的绝缘支座下表面之下,此接触件的自由接触端部分向下垂直延伸到一开关片附近,特别是取环件形式用以形成一通常是断开的开关电路,此电路在卡插入时接通,插入时会使接点端弹性地下弯,以使此环件与盖的所述开关接头片的面部接触;
盖的上板具有与接点端个数一样多的检测孔,且以偏置的检测孔与偏置端相对。
本发明还提供了一种用于连接两个相似智能卡的双连接器,这两个智能卡排列成一上一下地平行,此双连接器包括下部连接器与上部连接器,下部连接器可依据任何一项前述的权利要求制成并能接纳一下部卡,上部连接器位于下部连接器之上而可以接触上部卡,上部连接器的设计一般与下部连接器的类似,例外的是它的接触件从接触端沿纵向朝前延伸,致其自由连接端沿纵向朝前延伸到超过下部连接器的绝缘支座的前端横向面,然后再垂直向下,至少直到与下部连接器的绝缘支座下表面相同高度处。
根据此双连接器的其他特征:
这两个卡在其各占据它们的接触位置时,沿纵向准直;
此双连接器包括其上部与下部两个连接器共用的一个金属盖,此金属盖用来将它们保持于叠置位置并用来通过焊接固定此双连接器。
上部连接器包括一个通常关闭的开关,而下部连接器包括一个通常打开的开关,这两个开关具有一共同点,该共同点通过共用盖与接地平面相连。
附图说明
通过阅读后述的用于理解所参考的附图的详细说明,当可认识本发明的其他特征与优点,附图中。
图1是顶视与3/4后向透视图,示明了本发明的连接器,此连接器安装于印刷电路板上,结合一MMC型卡,此卡处于拟插入连接器中的推进位置;
图2是图1中的连接器的顶视图,其中的卡示明处于连接器的插入连接位置;
图3是与图2相似的顶视图,其中所示的连接器中没有卡;
图4是图3中沿线4-4上的纵剖图;
图5是沿图3中箭头F5示向的侧视图;
图6是沿图3中箭头F6示向的纵端面图,其中一细节部分以沿图4中线6-6的横剖面图示明;
图7是图1所示连接器的放大的透视图,包括使其较易配合到其金属盖上的种种改型;
图8是只示明连接器金属盖的顶视图;
图9是此连接器的盖的底视图;
图10是沿图8中箭头F10示向的端视图;
图11是顶视与3/4后向透视图,其中示明了本发明的连接器的第一种变型,包括有用于反抗排出弹簧施加到卡上的排出力而将卡保持于连接器中连接位置的可收缩装置,此卡在图11中示明于其在连接器中机壳内的位置;
图12是与图11类似的图,其中的卡示明处于部分地由连接件中排出的位置;
图13是与图12类似的图,其中所示的连接器中没有卡;
图14是与图13类似的图,其中所示的连接器没有金属盖;
图15是顶视与3/4后向透视图,它示明了图12所示连接器的一种变型,不同的是其中用于自动排出卡的弹簧的设计;
图16与17是与图3与6类似的图,它们示明了相对于探测卡是否处于接触位置的开关的第一实施例的本发明的连接器的另一变型;
图18~20是类似于图3、4与6所示的图,示明了本发明的连接器的又一变型,包括有用于探测卡出现在接触位置否的开关的另一实施例;
图21与22是类似于图18与20的图,示明了本发明的连接器的再一变型,包括有用于探测卡出现在接触位置否的开关的又一实施例;
图23A、23B与23C是沿图21中线23-23的三个类似的纵剖面图,示明了卡在其机壳中的三个相续的纵向插入位置;
图24是图21中部分D24的放大图,其中连接器中盖的相应部分作了部分切除;
图25是顶视与3/4前向透视图,示明了依据本发明原理制成的双连接器,它的两个卡即下部卡与上部卡处于接触位置,所示的连接器安装在印刷电路板的上表面上;
图26是与图25类似的图,其中所示的连接器是在其金属盖之中;
图27是与图26类似的图,其中所示的连接器中没有上部卡;
图28是与图27类似的图,其中所示的连接器中没有下部卡。
图29是图28中所示连接器的顶视与3/4前向透视图;
图30~33与图3~6类似,关系到图25中所示的双连接器,但所示明的是无任何卡的情形;
图34是顶视与3/4后向透视图,示明了图25中双连接器的下部连接器;
图35是顶视与3/4后向透视图,示明了图25中双连接器的上部连接器;
图36是图35中上部连接器的3/4前向透视图;
图37是图35中上部连接器的底视与3/4后向透视图;
图38是图25中双连接器的盖的顶视与3/4后向透视图;
图39是顶视与3/4后向透视图,它示明了图25所示那种本发明的双连接器,但是具有一种改进了的盖,其中有用于探测上部卡存在的开关片;
图40是底视与3/4后向透视图,示明图25中所示双连接器的盖,同时示明此连接器下部的改型用以形成用于探测下部卡在连接器中存在性的开关;
图41概示MMC型卡的下表面。
具体实施方式
在以下的描述中,一致的、相似的或相类的部件将以相同的标号标明。
图1示明依据本发明原理制成的电连接器50,此连接器图示于安装在并固定于板P上表面52中的位置,板P载承着连接器50,例如是印刷电路板,它的上表面52具有未在图中详示出的导电径迹。
连接器50实质上包括有塑料制的大致呈板状的绝缘支座52,以及特别延伸到此支座52的平整与水平上表面56上方的金属盖或罩54,支座52中形成有卡的机壳58,它相对于盖54的上部板状主部60垂直地向上敞开。
机壳58垂直向下为一水平下部底壁62限制,沿轴向朝后敞开,以便提供一用于为电子存储卡C例如MMC型卡的前部沿纵向插入的槽。
取周知设计形式的卡C呈大致的矩形,在纵向上由前端横向边缘66以及后端横向边缘68限定,同时由两个平行与相对的侧边缘70与72限定。
对应于边缘66与70交点的前角是一标准化的45°切角,用于规定卡C的位置与取向。
此外,卡C具有自由的上表面74和相对平行的下表面76,卡C取沿印刷电路板方向向下的方向(参看图41),在其前端横向边缘66附近有一列共七个导电接触垫77与77′,它们全都沿横向准直且与前端横向边缘66相邻。根据本发明的一个方面,接触垫77与77′取沿印刷电路板P方向朝下的方向。
这样,板C能沿图1标明的方向1从后朝前插入机壳58,直至前横向边缘66抵靠住前横向底边缘78,由此而使机壳58的前方受限。
卡C相对的侧边缘70与72通过使机壳58在横向上分别受限的平行与相对纵边缘80与82(参看图14)而滑动地导入机壳58。
从上述各图中可以看到,其中接纳有卡C前部的机壳58在横向上于前方为绝缘支座52的前横向底边缘78、在横向上于后方为此支座的后向端横向面84限制。
此外,绝缘支座52在横向上于前端受到前横向面86的限制。
为了改进卡C相对于机壳58插入或抽出时的侧向滑动导引,绝缘支座52的主体有两个相对的纵向延伸部88与90,它们沿纵向朝后延伸到超过后横向面84,以便加大纵向导引边缘80与82的长度。
延伸部88与90还具有水平部92与94,它们使底部92的平面延伸一插入用斜面96。
为了实现卡C的定位与取向功能,机壳58的对应于前横向底边缘78与纵向边缘80交点的角部有一取45°斜向的立面98,如图2所示,它当卡C插入正确位置时,与切角部分64的形状与尺寸互补。
根据连接印刷电路板用的连接器领域中的已知技术,绝缘支座52支承着一列电接触件100,它们制成可弹性变形片的形式,它的自由接触端垂直地突出到底62的平面上方,以便与卡C下表面76上的导电垫接合。
在图中所示的例子内,有七个弹性接触片100,与接触片77和77′的数目相等,这些片100中的五个是在机壳58的前横向底边缘78附近横向地排成一行,而另两个接触片100′则沿纵向后偏置使得两个接触端在轴向上向后偏置。
偏置的目的是为了与MMC卡的连接方法标准化的方法相符,此标准方法要求两个特殊的接触垫77′在连接其他接触垫之前与电源连接。为此目的,这两个接触端102′便相对于其他五个接触件100沿纵向后移,而它们相关的连接端104′则相对于另五个连接垫104以同样方式沿纵向后偏置。
所有的接触片100与100′是一致的,各有后自由连接端100与100′,近似地终结于与后横向面84一致处,各个端104、104′在此设计成拟焊接到印刷电路板上表面51上的引线形式。
由于两个弹性片100′的沿纵向朝后偏置,绝缘支座就有一相应的延伸部106沿纵向后移稍稍超过与后横向面84相对应的立面。
相准直的接触垫77与77′的长度使得当卡处于抵靠接触的位置时,不论接触端102′如何稍微的偏置,也能获得对所有接触垫的可靠电连接。
正如特别可以从图3与4中看清的,接纳着卡C的前部的机壳58的总长L1显著地短于机壳58近似地等于卡C的横宽的横宽L2。
此外,为前横向底边缘78与后横向边缘84所限定的横向长度L1基本上约等于卡C总长的1/3。
这样,例如可从图2较具体看清的,正是卡C有约2/3长度沿纵向朝后延伸到机壳58之外,才能于板P的上表面51的面部上方形成悬臂状。
正如也可从图3与4中看到的,盖54的由其前横向边缘180与后横向边缘110所限定的上部板的长度,同样约等于机壳58的长度,这就是说盖的边缘108与110是与绝缘支座的前横向底边缘与后横向面84近似一致地延伸。
借助如上确定的盖54的尺寸,可以完全清楚地看见(参看图2)连接端104与104′,这样就有助于红外焊接作业,能由眼睛检查焊合的接头,并能由手工进行以后的检修作业。此外,侧向延伸部88与90在连接器的制造与输送过程中保护着所有的输出引线104与104′。
从图4中可以特别看清,自由连接端104与104′基本上是落在绝缘支座52的下部平面57中。
根据周知的一般设计,例如从上述法国专利申请中,金属盖54为使自己能安装到绝缘支座52上面具有两个平行与相对的侧向凸缘120与122,它们沿着绝缘支座52的垂直的外部纵向面的对应部分116与118垂直地下延(例如参看图14)。
凸缘120与122取形成能构成滑道的形式,这就是说,它们由于纳置在绝缘支座52下表面57中形成的相应机壳内的内弯水平分支124与126,而水平地在绝缘支座52之下延伸。
根据本发明的一个特征,盖54在其前横向边缘108附近有从凸缘120与122延伸出的两个水平接头片132与134,用以在纳置于下表面57中的凹座136内时,例如能通过软熔焊接而焊接到印刷电路板P(未图示)的相应导电径迹上,这两个接头片最好能连接到印刷电路板的电路的接地面上,而得以使金属盖54与此接地面成电气连接。
通过焊接作机械固定,盖54借助其焊接片可使连接器50机械地于其前部保持就位而不需采用任何另外的部件。此外,这样地固定前部通过输出引线104、104′的焊接也均衡地紧固了后部。盖54与绝缘支座52之间的间隙,使得当连接器铺设定以便用其具有常取接触形式的焊接片的前部进行焊合时,能实现自动地取中定位。
此外,当用户打算提升卡C时,卡C于是便靠压在焊接于板P上的盖54的板片上,而盖54能补偿这时涉及到的力,使得不会有力传递给支座52或传递给输出引线104与104′。
在图12~14所示的变型中,连接器50包括用于将卡C自动排出的装置的第一实施例,这种装置特别是依据源于法国专利申请No.98/06852(这项申请的内容可咨参考以便了解其实施例的细节)的已知设计,它包括一排出弹簧140,这在此是安装于半圆柱形槽142中的压力螺簧,槽142的顶端敞开,形成于机壳58的底部62之中,且部分地在绝缘支座的后纵向延伸部144中,此延伸部144设在后纵向延伸部90的延伸部侧向,与卡C的侧边缘72一致。
上述自动排出装置还包括可伸缩的唇件或片件146,它在图11所示的卡插入位置中且反抗弹簧140作用到卡C的前横向边缘66上的力,能使卡C沿纵向保持于机壳58内。
要是如图12所示,保持用片件146回缩,压力弹簧140便松弛,使卡C整个或部分地从机壳58排出。
为了能设置好保持用片件146,处于弹簧140在卡C的前横向边缘66上作用点相邻的延伸部90与144相对侧的绝缘支座52的后向纵延伸部88,便基本上延伸到卡C的侧边缘70的全长,这可以从图11中看清。
这样,有可能导致卡片C在其平面中绕垂直轴线摆动的弹簧140的那种作用,便为延伸到向后延伸的纵延伸部88全长的很长的内纵向导引边缘80所抵消。
图15所示的变型与上述变型的不同处只在于排出弹簧140的设计上,此弹簧140在这里是一片可弹性变形的部件,通过切割与弯曲而与金属盖54制成单件形式。
借助这种设计,将它与前述的变型比较时,绝缘支座52在前部的长度不会延伸到超出其前横向面86,这就是说,不再有部分地纳置螺旋弹簧140的那种多余的延伸部144。
在图16与17所示的变型中,给出了图1至10内所示的那种连接器50,即它不具有将卡C自动弹出的装置,而是包括一用于探测卡C出现于机壳58中全插入位置的开关150。
在开关150布置的第一个例子中,此开关本身具有周知的一般设计,同时是装附到绝缘支座上的一个部件,包括有用来触发开关取按板152形式的致动器。
当卡C的前横向边缘与按板152接合,就会触发开关。
为了确保开关信号能迟至到卡C插入运动时触发,按板152形式的致动器最好布置成接近45°的斜向立面98来给卡C定向,这就是说,卡C的切角部分64能在此卡插入行程的最后与按板152接合。
开关150有两个输出引线或连接引线154,它们沿纵向朝前延伸,以便连接到印刷电路板P的相应导电径迹上。
用于探测卡C存在的、其设计示明于图18~20的开关则是另一种类型,具体地说,它实质上包括1/8接触片或接触件100″以及与盖54的上部板60整体制成的开关片160。
如图18~20所示,开关片160沿纵向前延并垂直地向下进到机壳58内而呈现出斜坡轮廓162,使得卡C的前向横边缘特别是卡C的切角部分64能配合到、直至开关片160的下部自由端同所取位置与倾斜定向面98一致的电接触件100″,102″相接合。
在图19~20所示的静止状态下,即不存在卡C时,端部166弹性地压靠着本身略微垂直下弯的接触件100″的接点端102″。
当卡C通过其切角部分64同时作用到开关片160与接触端102″上时,开关电路便立刻断开,也就是说,电接触件100″不再经由结合到金属盖54中的开关片160与电路的接地面连接。
从图18的顶视图中可以看到,开关片160具有S形的剧弯轮廓而得以采用接触件100″,此接触件100″与其他的接触件100类似且以相同的间距横向放置,这种布置形式还具有这样的优点:将开关的触发点接近垂直斜向面98设置,以便通过卡的切角部分64,在插入行程的最后瞬间起作用。
上述结构形式能够保证:在卡C插入时,开关只在插入行程的终端起动,这就是说,在接触件102与102′以及垫77与77′间已建立起接触时,此开关便起到探测进到连接器内卡的插入行程终端的装置的作用。当从连接装器50内撤出卡C时则按相反的顺序进行上述程序。
虽然上面参考图18~20所述的开关是当卡不存在时的通常接通型,但图21~24所示设计形式的开关则是通常的断开型,即当卡不存在时,开关电路断开。
图21~24所示的开关150同样利用了接触片100″,它相对于其他接触件占据与上述的相同的位置,但它的自由接触端102″呈环形,也就是说它是由一开关片170垂直地朝下向内延伸,此开关片170″在开关断开,卡C不存在时,通过其与金属盖54的开关片175的上表面174相对的下端172而延伸,这一上表面174为此而沿横向朝内在开关片170之下延伸。
接通开关150的作业周期示明于图23A~23C,图中表明卡C的前横向边缘,更确切说是它的切角部分作用到接触片100″的端部102″而致其弹性地下弯,使包含开关片170的环件下端172与开关片175接触,开关片175则通过经焊接与接地面相连的盖54而与印刷电路板的接地面相连。
形成开关片170的环件形状,使得它能在通过其下端172与接头片132相接合的接通过程中产生自清洁效应。
在这种设计中,若是与图18~20所示的前述一种设计相比较,用作信号接点或用来生产这种开关的可弹性变形接触件,无论在何处都只作用于垂直上压着盖54的上板的面向内表面的下部表面76。
正如图2中具体所示,盖54的上部板60中有一列的孔61与61′,它们由于接触端102与102′面向下,而能在相关部件与连接器焊合之后,通过在卡C不存在时直接连接到可够到的端部来检测设备。向前偏置的检测孔61′经排列成使得这些孔与后横向边缘110相分开的区域能在元件摘嵌工艺中让所检测的连接器更显著地与连接器的重心一致。
现在说明图25~40所示的双连接器500,在这些图中,对于两个连接器采用前面用过的相同标号,即通过给这些标号分别加后缀“i”和“s”而记为下部连接器50i与上部连接器50s。
于是,从这些图中可以看到,双连接器500实质上包括叠置到下部连接器50i上的,处处与前述单一连接器一致的上部连接器50s,它的设计类似但是具有某些改进以便于叠置以及与片状的接触件100i与100i′作电气连接。
如图25及其后面的图所述,上部连接器50s以其平整的下表面57s落定于下部连接器50i的上表面上。
为了使上部连接器50s相对地正确定位于下部连接器50i上,此下部连接器50i的上表面56i有一个孔180i,它置纳着从上部连接器50s的下表面57s垂直地延伸的相辅的接线柱182s。用来使这两个连接器相对定位的装置是由两个侧向接头片184s与186s来完成的,它们垂直地延伸到上部连接器50s的下表面57s之下,以便配合到下部连接器50i的侧面118i与116i中形成的相辅入口188i与190i中。这样,上部连接器50s的位置相对于下部连接器50i沿纵向与横向都得到精确地确定。
如图37所示,上部连接器50s的下表面57s是平整与光滑的,用以形成下部卡Ci纳置于其中的下部机壳58i的上表面。
为了将两个连接器紧固到一起形成单元式双连接器500而随后由焊接固定到板P上,此双连接器500有单一的共用金属盖54,它的设计大致与上述盖54的一致,只是它的侧向凸缘108与110有较大的高度而能沿两个连接器50i与50s相叠置的侧壁作纵向延伸。
如图26所示,上部卡Cs的上表面74s与上部连接器50s的上表面56s的平面大致平齐,而盖54的上部板60的内表面则于上部卡Cs之上延伸以便沿朝上的垂直方向中确定出机壳58s。
如图31所示,这两个连接器相对地定位成使得两个卡沿纵向准直,为此目的,横向底边缘78i与78s沿纵向对准设置。
为便于进行电气连接,上部连接器的接触片100s与100′s在绝缘支座52s中大致沿纵向前延,它们从自由接触端102s与102′s沿绝缘支座52s的前横向壁86s的方向顺纵向前延,然后拐过一直角弯曲而形成高的垂直段192s与192′s,它们一直延伸到与下部连接器50i的下表面57i的水平面平齐,以使它们的自由连接端104s与104′s与下部连接器50i的连接端处在同一平面内。
由于双连接器500的两个连接器如图33所特别表明的在设计上类似,这两个连接器的自由接触端沿垂向准直。
再行参看图30并与图3比较,可以看到双连接器500的纵向尺寸与单一连接器50的相比只略有增加,但横向尺寸保持不变。
从图39与40中可以看到,能够提供两个用于探测各个卡Ci与Cs在双连接器500中存在性的开关。
为了避免必须采用以增加部件形式来生产两个独立的开关,建议最好将下部开关制成参看图21~24所述的通常断开型开关的形式,而将上部开关制成参看图18~20所述的通常接通型开关的形式。
此时的盖54改进成图39与40中所示形式,这一方面也是为了可包括要用来同下部开关片(未在这两个图中示明)接合的上部开关片160s。
在此应该注意到,这两个开关有一个共用点与金属盖54所连接的共用接地相对应。
下部连接器设计成标准部件,但自然这对于用来生产单一连接器或生产用于叠置成复式连接器中下部连接器的盖54是个例外。
如图31所示,可以在沿横向前突的上部连接器50s的前部之下将高的部件用在下部连接器的后横向壁86i与连接导线104s和104′s之间,这样就能将印刷电路板上的“浪费”面积减至最少。
要是希望较容易地抓住各个卡,可使上部连接器再向前偏置。
作为未示明的一种变型,自然可以叠置上第三个连接器,它相对于紧邻其下的连接器稍稍向前偏置。