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CN1960063A - 垂直对接连接器 - Google Patents

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CN1960063A
CN1960063A CNA2006101375715A CN200610137571A CN1960063A CN 1960063 A CN1960063 A CN 1960063A CN A2006101375715 A CNA2006101375715 A CN A2006101375715A CN 200610137571 A CN200610137571 A CN 200610137571A CN 1960063 A CN1960063 A CN 1960063A
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威廉·C·范斯齐奥克
迈克尔·W·福格
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Tyco Electronics Corp
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Abstract

本发明涉及一种电连接器，包括具有接合面(104)和安装面(106)的主外壳(102)，以及多个接纳在所述主外壳内的接点模块(136)。每一所述接点模块包括上部接点模块(200)和下部接点模块(202)，下部接点模块沿着所述上部和下部接点模块的侧边连接到所述上部接点模块。每一个所述的上部和下部接点模块包括保持各接点的接点外壳(240，260)，所述各接点包括各成对的单个信号接点(120)和各单独的接地接点(122)。每一所述下部接点模块包括上部表面(268)和槽(280)以及接近所述上表面的轨(284)，以及每一所述上部接点模块包括下部表面(302)和槽(320)和接近所述下部表面的轨(310)。在所述上部和下部接点模块上的每个所述槽配置成为可以接受在所述上部和下部接点模块中另外一个上的所述轨以使得所述上部和下部接点模块可以互相滑动的连接。

Description

垂直对接连接器
技术领域
本发明涉及高速电连接器，尤其涉及高速垂直对接连接器。
背景技术
电连接器通常用于使电路或者组件相互连接。例如计算机的许多电子系统包括对接连接器使不同的系统组件相互连接。例如，对接连接器可以用于将计算机监视器连接到计算机的硬盘上。通常，一个对接连接器包括一插座组件和一插头组件。比如插座组件可以位于计算机的硬盘上，同时例如通过接线，插头组件可以从显示器延伸。为了在系统的组件之间，例如监视器和硬磁盘机之间提供电连接，将插座组件和插头组件接合。
每一插座组件和插头组件包括多个信号接点和接地接点。通常，信号接点被布置为排或列，且接地接点被布置为排或列。信号接点的各排由一排接地接点彼此分开。信号接点的各列由一列接地接点彼此分开。因此，不管是在排或列的配置中，接点通常被排列成为每一信号接点邻接到一接地接点，该接地接点邻接另一信号接点。
通常，在插座组件和插头内的信号接点之间出现电干涉和串扰。因为信号列或排互相按直线排列，两个邻近的信号接点之间可以出现电干涉且产生彼此串扰。在信号接点中产生的电干涉和串扰降低了系统的速度和工作的效率。
而且，典型的对接连接器包括电子元件，例如信号接点，信号引脚，接地接点和接地引脚，其各自安装在插座和插头组件中。也就是，每一组件通常包括一大组电子元件。因此，假如一个电子元件失效，通常以一组新的电子元件代替包括失效的电子元件的那组旧的电子元件。另外，接连接器通常通过将在连接器中的每一信号和接地引脚焊接在电路板的开孔中而被安装在电路板上。
因此，需要一种对接连接器，其容易组装并且可以在使信号接点之间的电干涉和串扰最小化的同时高速传送电信号。
发明内容
一电连接器包括具有一接合面和一安装面的主外壳，以及多个容纳在所述主外壳内的接点模块。每一所述接点模块包括一上部接点模块和一下部接点模块，下部接点模块沿着所述上部和下部接点模块侧边连接到所述上部接点模块。每一所述的上部和下部接点模块包括一保持各接点的接点外壳，所述各接点包括各成对的单个信号接点和各单个的接地接点。每一所述下部接点模块包括一上部表面和一槽以及一接近所述上表面的轨，每一所述上部接点模块包括一下部表面和一槽和一接近所述下部表面的轨。在所述上部和下部接点模块上的每一个所述槽配置成为可以接纳在所述上部和下部接点模块中另外一个上的所述轨以便所述上部和下部接点模块可以互相滑动地连接。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的对接连接器的透视图。
图2是图1中所示对接连接器的主外壳的后视图。
图3是沿图1中的线3-3通过电能接点腔的横截面视图。
图4是根据本发明的示例性实施例的接点模块的透视图。
图5是图4中示出的上部接点模块的透视图。
图6上图4中所示的下部接点模块的透视图。
图7是图5中所示的上部接点模块的接点外壳的底部透视图。
图8是根据本发明的示例性实施例形成的上部接点模块的接点的透视图。
图9是根据本发明的一替代示例性实施例形成的下部接点模块的接点的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的示例性实施例的电连接器100。连接器100包括一主外壳102，其具有一接合面104和一安装面106。连接器100被安装在一电路板110上。接合面104基本上平行于安装面106以便连接器如箭头A指示的基本上垂直于电路板110表面112的方向沿安装面106延伸到接合面104上。虽然电路板110的方向可以变化，因为连接器100相对于电路板110的取向，连接器100有时被叫做垂直连接器。当利用连接器100接合时，一个进行接合连接器(未示出)在箭头B的方向被移动，垂直地朝着电路板110。
在示例性实施例中，连接器100是一个对接的连接器，其可以用于将电子设备(未示出)连接到电路板110上或者可以以母板与子板关系相互连接电路板110到底板的电路板(未示出)上，其中母板和子板可以相互垂直。然而，可以理解，上述应用只是以示例性的方式进行描述，本发明在此的构思也可以使用在其它的应用中。
连接器100进一步包括从主外壳102向前延伸的上部和下部罩114。接点组116和118被设置成使得其每一个都包括信号接点对120和单一的接地接点122，被布置成下面将要描述的模式。接点组116和118在主外壳102的对置的端部段126之间横向延伸。接点组116和118被布置为成对的接点排，其中每个成对的接点排包括上部接点排和下部接点排，它们被从主外部102向前延伸的电介质材料的一上部护片128和下部护片130互相分离。(注意图1中只能看见上部接点排，参考图4和5详细描述了上部和下部接点排)。每一上部和下部护片128和130分别具有上表面132和下表面134。上部接点排中的接点120和122与相应的上表面132重合，同时下部接点排中的接点120和122与护片128和130的相应的下表面134重合。
信号接点对120和单一的接地接点122被保持在接点模块136中，该接点模块被装载到主外壳102中。虽然将以两个接点模块136来描述连接器100，应当理解连接器100是可扩展的，并且在其它实施例中，连接器100可以包括比两个接点136更少或者更多的模块。而且，可以在尺寸上减少或者扩大以使该接点模块包括比所述的接点模块136更少或者更多的接点。进一步，在一些应用中，连接器100可以配置为只包括接点组116或者118中的一个。
图2是对接连接器100的主外壳102的后视图。在图2中，去掉了接点模块136(图3)。主外壳102包括可以在端部段126之间延伸的本体部分144。罩114被安装在本体部分144上。本体部分144具有一后部板146。本体部分144包括可以通过本体部分144延伸的多个接点空腔148。接点空腔148排列为成对的在主外壳102的端部段126之间延伸的横向排152和154。横向的接点空腔排152和154对应于接点组116和118中的接点排。接点空腔148包括可以接纳成对信号接点120的信号接点空腔150和可以接纳单一接地接点122的接地接点空腔151。多个对准孔或者插座156在本体部分144的后表面146形成。尽管图2中所示的对准孔156具有基本矩形形状，但可以理解在其他替换实施例中可以使用任何几何形状。
每一个端部段126包括具有背面162的向后的伸出部160。该背面162限定出一平面P，其包括连接器安装面106(图1)。该向后的伸出部160和本体部分144的背面146限定一接点模块装载区域168，在该区域中容纳接点模块136(图1)。在一示例性实施例中，每一个端部段126都包括一容纳电能接点172(图3)的电能接点腔170。
图3是沿着图1中3-3线的电能接点腔170的横截面图。电能接点172包括一本体174、一接合端176和具有多个在其中延伸的引脚180的安装端178。所述引脚180是顺从(compliant)引脚，其被构造成适于压配合安装在电路板110(图1)中。主外壳102的端部段126包括一形成在内壁上的推动肩184，其与形成在电能接点172上互补肩部188接合。在将连接器100安装到电路板110上的期间，设置推动肩184以将插入的力从主外壳102传递到电能接点172及电路板110上。
图4示出了接点模块136的透视图。接点模块136包括一上部接点模块200和一下部接点模块202。接点模块136具有一个接合端206和一个安装端208。接合端206和安装端208为上部接点模块200和下部接点模块202所共有。当接点模块136装载到主外壳102(图1)中时，安装端208共同扩张并形成主外壳102的安装面106的一部分。上部接点模块200以及下部接点模块202每个包括接点120和122的排116和118。尤其是，上部接点模块200包括第一接点排220和第二接点排222以及下部接点模块202包括第三接点排224和第四接点排226。当接点模块136装入到主外壳102中时，第一和第二接点排220和222分别被上部护片128(图1)分离，以及第三及第四接点排224和226分别被下部护片130(图1)分离。在一个连接器100(图1)被构成为仅包括接点排116或118中的一个的应用中，相应的上部或下部接点模块200或202被省略。
图5是图4所示上部接点模块200的透视图。该上部模块200包括一接点外壳240，其具有与安装端208相对的前表面242，及基本平行的在前表面242和位于安装端208面上的后表面248之间延伸的相对侧244和246。一个对准柱250在接点排220和222之上形成并从前表面242向前延伸。该对准柱250与在主外壳102(图2)的本体部分144的背面146(图2)上形成的对准孔156(图2)在形状上是相互配合的。当接点模块136(图4)被装载到主外壳102中时，该前表面242与主外壳102本体部分144的背面146接合。此外，当接点模块136被装载到主外壳102中时，对准柱250容纳在一个对准孔156中并且每个单独的接地接点122容纳在各自的接地接点腔151(图2)同时每个信号接点对120容纳在各自信号接点腔150(图2)中，这两种腔在主外壳102本体部分144的背面146中形成。
在接点排220和222中的信号接点对120和单独的接地接点122被以一个模式进行设置，在该模式中在每个排220，222中的信号接点对120由单独的接地接点122彼此分离。此外，在接点排220和222中的信号接点对120和单独的对地接点122被交错或彼此交替的以使得没有信号接点对120直接位于另一信号接点对120之上或之下，以及同样，没有单独接地接点122直接位于在另一单独接地接点122之上或之下。这样，如此设置信号接点对120以及单独接地接点122以使得没有信号接点对120水平或垂直地直接邻接另一信号接点对120。即，位于相同排中的两个信号接点对120由单独的接地接点122分离。信号接点对120和单独接地接点122的设置减小了信号接点对120之间的串扰能使所述连接器100用于高速度对接连接器。
在一示例性实施例中，信号接点对120和单独接地接点122如所述地进行布置并且和接点外壳240整体成型。整体成型接点外壳240确保信号对120和接地接点122就位并有利于保持信号接点120和接地接点122之间以及同样在信号接点对120的单独信号接点350(图8和9)之间的固定的接点空间。
图6是图4所示下部接点模块202的透视图。下部接点模块202包括一接点外壳260，其具有与安装端208相对的前表面262。一对准柱266，在图6中几乎看不到，在接点排224和226之下形成并从前表面262向前延伸。该对准柱266和在主外壳102(图2)的本体部分144的背面146(图2)形成的对准孔156(图2)在形状上是互相配合的。当接点模块136(图4)被装载到主外壳102中时，该前表面262接合主外壳102本体部分144的背面146。此外，当接点模块136被加载到主外壳102中时，对准柱266容纳在一个对准孔156中并且每个单独的接地接点122容纳在各自的接地接点腔151(图2)同时每个信号接点对120容纳在各自信号接点腔150(图2)中，这两种腔在主外壳102本体部分144的背面146中形成。
在接点排224和226中的信号接点对120和单独的接地接点122以一个模式进行设置，该模式与上述关于上部接点模块200的接点的模式相同，并不需要重复描述。与上部接点模块200相同，信号接点对120和单独接地接点122的布置减少下部接点模块202中信号接点对120之间的串扰，使该连接器100能用于高速对接连接器。此外，如关于上部接点模块200所述的，在一示例性实施例中，信号接点对120以及单独接地接点122和接点外壳260整体成型。整体成型接点外壳260确保信号对120和接地接点122就位并利于保持信号接点120和接地接点122之间，以及同样在信号接点对120的单独信号接点350(图8和9)之间的固定的接点空间。
接点外壳260包括上部表面268，下部表面270，以及在接点模块202的安装端208前表面262和安装表面276之间延伸的基本平行的第一和第二相对侧面272和274。在接近上部表面268的第一侧面272中形成第一槽280。上部表面268限定一唇边282，该唇边也形成第一槽280的上部侧。在第二侧274的上部边形成轨284。该轨284限定一个在轨284和上部表面268之间第二槽286。该轨284包括一边缘288，该边缘具有靠近接点外壳260的前表面262从该处延伸的定位键290。
图7是图5所示上部接点模块200的接点外壳240的底部透视图。在图7中，示出的外壳没有接点以显示接点外壳240的确定特征。应该记住因为接点外壳240整体成型在接点排220和222上，实际上，没有接点排220和222，接点外壳也不存在。与前述下部接点外壳260类似，接点外壳240包括在第一侧边244和第二侧边246之间的一上部表面300和一下部表面302。在第一侧边244的下部侧边形成一轨310。所述轨310限定一个在轨310和下部表面302之间的第一槽312。在接近于下部表面302的第二侧边246中形成一个第二槽320。下部表面302限定一唇边322，该唇边也形成第二槽320的下部侧边。在第二槽320的底部326中形成键插座324。
参考图5，6和7，接点模块136(图4)通过将上部和下部接点模块200(图5)和202(图6)分别沿着其各自的侧边彼此连接到而形成。通过将上部接点外壳240的下部表面302(图7)与下部外壳260的上部表面268(图6)相啮合，并以箭头C方向滑动该上部接点外壳240，上部接点模块200连接到下部接点模块202。随着上部和下部外壳240和260分别滑动到一起，上部接点外壳240的轨310被容纳在下部接点外壳260的第一槽280中并且下部接点外壳上的唇边282被容纳到上部接点外壳的第一槽312中。同时，上部接点外壳上的唇边322被容纳在下部接点外壳260的第二槽286中同时下部接点外壳260上的轨284容纳在上部接点外壳240的第二槽320中。下部接点外壳260的轨284上的定位键290容纳在上部接点外壳240的第二槽320中形成的键插座324中以将上部和下部接点模块200和202彼此对准并因此形成接点模块136。
图8是根据本发明一示例性实施例形成的上部接点模块200的接点排220和222的透视图。图9是根据本发明一替换实施例形成的下部接点模块202的接点排224和226的透视图。每一个接点排220，222，224，和226包括单独的接地接点122和信号接点对120。每一个信号接点对120包括两个单独的信号接点350。单独接地接点122分别具有平面叶片形状本体部分以及叶片部分352和354。单独接地接点具有针形引脚接头356的一个顺从孔眼，其被构造成用于压配合安装在例如电路板110的电路板中。同样，单独信接头350分别具有平面的叶片形本体部以及叶片部分358和360。所述各单独信号接点350具有针形引脚接点362的一个顺从孔眼，其被构造成用于压配合安装在例如电路板110的电路板中。
接地和信号引脚接点356和362分别显示出相对于信号接点对120和单独接地接点122如前所示的相同模式。即，设置引脚接点356和362以使得成对信号引脚接点362通过接地接点引脚356彼此分离。此外，没有一对信号引脚接点362直接位于另一对信号引脚接点362之下或之上。
同样，没有单独接地引脚接点356直接位于另一单独接地引脚接点356之上或之下。这样，设置成对信号引脚接点362和单独接地引脚接点356以使得没有成对信号引脚接点362水平或垂直地直接邻接于其他的成对信号引脚接点362。布置在相同排中的信号引脚接点对356由一个单独的接地引脚接点356分开。所述信号引脚接点362和单独的接地引脚接点的设置保持在连接器100中良好的减少串扰的特性。
在每个接点排220，222，224和226中的接点分别具有整体接点长度L1，L2，L3，和L4，其彼此基本相等。接点排220和222中接点的接合端354和360以垂直距离H1分离同时安装引脚356和362以垂直距离H2分离，该距离H2与距离H1不同。在一示例性实施例中，距离H2比距离H1更大。因此在从安装引脚356和362到接合端354和360的接点排220和222中接点垂直间隔上有过渡段。在图8中，第一接点排220中每一个接点形成有两个台阶370同时第二接点排222中接点基本是平面的。对台阶370定尺寸(sized)以减小从引脚356和362的距离H2的接点到在接点122和350的接合端354和360的H1的垂直间隔。图9中所示的在接点排224和226中的接点这样形成以使得在接点接合端354，360的垂直间隔H1与在接点排220和222中接点接合端354，360中的垂直间隔H1基本相同。同样，在接点排224和226中安装引脚356和362的垂直距离H2与在接点排220和222中安装引脚354，360中的垂直间隔H2基本相同。
在图9所示的实施例中，其表示下部接点模块202的接点结构，在每个接点排224和226的每个接点包括一台阶370，对该台阶定尺寸以减小从引脚356和362的距离为H2的接点到在接点122和350的接合端354和360的距离H1的垂直间距。对于每一个接点排对220，222和224，226，垂直距离H1基本等于在主外壳102(图1)上护片128和130(图1)的厚度，主外壳将接点排220，222和224和226隔开。一般据说在接点排对220，222和224，226的至少一接点排中的接点包括至少一个台阶以实现从在引脚356和362的H2到在接合端354和360的H1的过渡。
每一个单独的接地接点122具有WG的宽度，同时每个信号接点对120具有基本与宽度WG相同的宽度WP。在一示例性实施例中，信号接点腔150(图2)包括在其内的附加外壳材料以保持信号接点对120的接点与另一个分离并且信号接点对120的宽度WP可以稍微比单独接地接点122的宽度WG大。每个单独信号接点350具有宽度WS并且与信号接点对120中的另一个单独信号接点350以距离D1分开。单独接地接点122与相邻的单独接地接点350以距离D2分离，D2基本与D1相同。因此，每个单独信号接点350的宽度WS的和与分隔单独信号接点350的距离D1一起大致与单独接地接点122的宽度WG相同。
在一替换实施例中，单独接地接点122和单独信号接点350可以包括窗口，凹槽，或其他特征，以在整体成型过程中给接点外壳240，260(图5和6)中的整体成型塑料材料提供填充区域。这样的区域加强了对于将连接器100(图1)压配安装在电路板110(图1)上的插入力的抵抗，以分别阻止单独接地和信号接点122和350被从上部和下部接点模块200(图5)和202(图6)中推出。
如前所述，在接点排对220和222，以及接点排对224和226中信号接点对120和单独接地接点122被布置成这样的模式，其中在每排220，222，224和226中的信号接点对120彼此被单独接地接点122分开。此外，接点排对220和222以及接点排对224和226中的信号接点对120和单独接地接点122彼此相对交错或交替以使得没有信号接点对120直接位于另一信号接点对120的上方或下方，以及同样，没有单独接地接点122直接位于另一单独接地接点122的上方或下方。因此，设置信号接点对120和单独接地接点122以使得没有信号接点对120水平或垂直地直接邻接其他的信号接点对120。即，位于相同的行中的两个信号接点对120被单独接地接点122分开。而且，位于两个接点排220和222以及两个接点排224和226中相同列的两个信号接点对120被单独接地接点122分开。信号接点对120和单独接地接点122的如此设置使单独接地接点122作为信号接点对120的屏蔽因此减少了信号接点对120间的串扰，能够使连接器100用于高速对接连接器。单独接地接点122和信号接点对120的模式，基本与同信号接点对120的安装引脚362相关于单独接地接点122安装引脚356的模式或结构相同。因此，具有相同的结果，其中减小在信号接点对120引脚362之间的串扰，促进通过连接器100的高速信号传输。
因此所述实施例提供了一种高速垂直对接连接器100，其能同时传输高速信号和电能。该连接器利用了连接模块136，能根据给定的应用来改变尺寸和数量。该连接器垂直定位在电路板110上以使得接合元件能相对于电路板垂直取向。接点122、350包括顺从安装引脚356和362用于压配安装到电路板上。主外壳102包括在电能接点腔170中内形成的推动肩184以传递涉及的压配安装的插入力。接点模块包括上部模块和下部模块220，222，其设有被容纳在相应槽中的轨以将所述模块连接在一起。在主外壳插座内容纳的上部和下部模块上设置对准柱以在主外壳中使接点模块对准。上部和下部接点模块包括一整体成型接点外壳，以保持接点的定位和间隔。

Claims (5)

1.一种电连接器，包括具有一接合面(104)和一安装面(106)的主外壳(102)，以及多个接纳在所述主外壳内的接点模块(136)，每一所述接点模块包括上部接点模块(200)和一下部接点模块(202)，下部接点模块沿着所述上部和下部接点模块侧边连接到所述上部接点模块，每一所述的上部和下部接点模块包括一保持各接点的接点外壳(240，260)，所述各接点包括各成对的单个信号接点(120)和各单独的接地接点(122)，其特征在于：
每一所述下部接点模块包括一上部表面(268)和一槽(280)以及一接近所述上表面的轨(284)，以及每一所述上部接点模块包括一下部表面(302)和一槽(320)和一接近所述下部表面的轨(310)，其中在所述上部和下部接点模块上的每一所述的槽构成为可以接受在所述上部和下部接点模块中另外一个上的所述轨以使得所述上部和下部接点模块可以互相滑动地连接。
2.如权利要求1的电连接器，其中所述连接器进一步包括保持在所述主外壳中的电能接头(172)。
3.如权利要求1的电连接器，其中在每个所述上部和下部接点模块中的所述各接点被布置为成对的空间分开的各接点排(220，222；224，226)，在所述成对的各接点排中的所述各接点在接合端具有各排之间的第一间隔(H1)以及在安装端具有各排之间的第二间隔(H2)，所述第二间隔与所述第一间隔不同，并且其中在至少一个所述各行中的所述各接点包括至少一个台阶(370)以将所述各接点从所述第一间隔过渡到第二间隔。
4.如权利要求1的电连接器，其中所述上部和下部接点模块中的一个上的所述轨包括一定位键(290)并且所述上部和下部接点模块中的另一个上的所述槽包括与所述定位键接合并在当所述上部和下部接点模块彼此连接在一起时接纳所述定位键的一个键插座(324)。
5.如权利要求1的电连接器，其中所述上部和下部接点模块每个包括一对准柱(250)以及所述主外壳进一步包括多个分别容纳相应的所述定位柱的对准孔(156)。
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