专利名称：易连接的模块连接器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及模块电连接器系统，包括插座连接器组件和插头连接 器组件，用于通过包括线对板、板对板、共面和直角连接的整体布置来连
接AC和DC电源以及电信号。此模块连接器有利地呈现出最小的高度和 宽度尺寸，能够传输多路电源，同时具有易于与来自电源输入模块的连接 器组件连接或分离的特性。
背景技术：
模块连接器具有需要的特征例如适应性，其允许连接器系统以低制造 成本与许多结构方便地连接。虽然模块系统很具有吸引力，但是仍然可以
在许多方面寻求改进。例如，人们希望将电源插入和拔出时不需要将整个 连接器拔出，希望对于板对板端子和线对板端子使用相同的连接器，希望 具有安全的连接而避免独立的面板支架(mount)，希望提供互锁特性以 通过增加的互锁力确保正确的定位，以及希望节省模块系统相连的基板上 的空间。人们也希望提供可以传输多路AC和DC电源的模块连接器组件。 因此，总体上需要改进模块连接器并克服现有技术存在的缺陷。
现有技术方法包括美国专利No. 4, 790， 763。此专利涉及一种模块 连接器组件，其包括在印刷电路板(PCB)例如母板PCB和子板PCB之 间分配不同电平(level)的电源。这些模块是具有各种电能(power)传 输端子、定位模块(polarizing module)和信号模块的混合型。所公开的 模块与特殊的模块侧结构互相连接，该模块侧结构需要将两个并列模块旋 转以使这些模块接合和互连。通过包括狭槽的扣环提供了定位键锁定特 征，以允许通过工具例如螺丝刀来接合和脱离。美国专利No, 5， 575, 690 记载了 一种用于印刷电路板的刚性混合电连接器，其可以由多个互锁电源 连接器模块、信号连接器模块、隔离模块和安装法兰模块组装而成。虽然 只生产母模块，但是可以用适配器将母模块转化为公模块。此专利包括模块连接器系统，该系统或者在插槽中具有母-公适配器，或者具有隔离装置。
美国专利No. 5, 584， 728涉及一种细长的模块连接器，包括多个连 接器模块，每个在其中具有绝缘壳体和多个端子。各个模块是卡边连接器。 每两个相邻的连接器模块以端对端的关系互相连接。外部紧固装置可锁定 地将两个邻接的模块对准在一起，这样连接器可以通过增加模块而自我纵 向延长，以增加信号和电能传输。本专利记载了在纵向方向上伸长穿过整 个壳体的中央狭槽，用于容纳板边设备或者板。
其他现有技术如下。美国专利No. 6024607涉及一种母合并连接器， 用于将电脑存储驱动器与印刷电路板相连。它包括粘附在基板上的多个母 连接器部件。这些母连接器与电脑存储驱动器上的多个公连接器相对应。 母合并连接器也包括印刷电路板连接器。所述印刷电路板连接器包括多个 导体，其中每个导体都由基板支撑，并且每个导体都与那些母连接器部件 中的一个电耦合。这些连接器部件可以通过多种方法粘附在基板上。连接 器部件和基板可以一体地塑造为一个套件或者可以分别制造然后结合在 一起。美国专利No. 7, 137, 848涉及一种连接器族，其包括具有连接器 接合面和板安装接触面的中央壳体。外壳的形状设计成适配在中央壳体之 上。外壳部分地包住板安装接触面并暴露出中央壳体的连接器接合面。外 壳还具有设置为由电缆连接的装配面。中央壳体中容置有端子。所述端子、 中央壳体和外壳可以根据应用以不同的配置使用。
通过本方法，可以确定，现有技术例如这些专利的各种特征可能具有 上述缺陷和不想要的特性、结果或效果。本方法认识并涉及到了上述问题， 以提供至今尚未获得的提升。总体上，本方法更全面地满足了在不拔出整 个连接器的情况下插入和拔出电源的需要，满足了对板对板端子和线对板 端子使用相同连接器的需要，满足了具有安全的连接而避免独立面板支架 的需要，满足了提供互锁特性以通过增加的互锁力确保正确定位的需要， 满足了节省模块系统连接的基板上的空间的需要，以及满足了利用共面或 直角设计具有同一套模块连接器系统的需要。进一步地，本发明提供了模 块连接器系统，其可传输多种AC和/或DC电源。
发明内容
本发明的一个方案或实施方式涉及一种改进的模块连接器系统，其包 括插座连接器组件和插头连接器组件，该插头连接器组件具有电源模块和 电信号模块的板对板连接。本发明包括具有"直通"特征的线对板选择
(option),以方便地仅与电源连接或断开，以便于执行所需操作。例如， 系统可以在不断开整个系统的情况下进行操作。电线连接器可以装载在主 壳体上，由此消除了对面板支架的需要。
根据另一个方案或实施方式，与插头端子接合的多个例如五个插座端 子可传输交流(AC)或直流(DC)电源。AC电压可以在大约90-600伏 之间，典型地是在大约100-250伏之间。各个AC电源可以具有大约在 10-50安培之间的电流，典型地在20-40安培之间。各个DC电源可以在 大约l-70伏之间，典型地在大约5-18伏之间。在本实施方式中，电源线 与电源模块中的插座端子相连接。其中一根电线是地线，其他电线是火线 和零线。火线和零线的尺寸在美制电线标准(AWG)大约8-14之间，典 型地是在AWG标准大约10-12之间。地线的尺寸在AWG标准大约8-14 之间，典型地是在AWG标准大约10-12之间。电源插座端子适当地具有 大约7.5mm的间距。在一实施方式中，地线插头端子的接合部分比火线 和零线插头端子的接合部分长。较长的地线插头端子(例如可大约为两倍 长)为输入电源提供两级接合。
在又一个方案或实施方式中，包括上述电源和地回if各(ground return ) 的模块连接器系统具有电信号连接器，所述电信号连接器具有大约6-40个 接合信号端子并且典型地具有大约18-32个接合信号端子。所述模块连接 器系统具有距离所述板大约12-25mm的高度，并且典型地具有距离所述板 大约18-22mm的高度。
图i是与模块插头连接器组件连接的模块插座连接器组件的实施方 式的透视图2是如图1所示的模块插座连接器组件的前面正视图； 图2A是如图1所示的模块插座连接器组件的另一前面正视图，其中去掉了一个部件；
图3是电源模块的详细透视图，其中截去了部分构造；
图3 A是与插头模块连接的电源模块的另 一 个实施方式的透视图4是插头模块的底视图5是与模块插头连接器组件连接的模块插座连接器组件的另一个
实施方式的透视图6是图5的模块插座连接器组件的底视图7是图5的模块插座连接器组件的顶视图8是图5的模块插座连接器组件的侧视图；以及
图9是图5所示的模块插座连接器组件的前面正视图，其中移除了一
个部件。
具体实施例方式
依照需要，下面将公开本发明的具体实施方式
。但是，应当理解的是 公开的实施方式只是本发明的解释例，可以用多种形式实施。因此，下面 所公开的特定细节不应被解释为限制性的，而仅仅解释为权利要求的基础 和用于教导本领域技术人员以任何本质上合适的方法来实施本发明的有 代表性的基础，。
图1显示了模块连接器系统的一个实施方式，以IO表示。在本受让 人的待审批申请的说明书和附图中详细公开了 一种本发明可以用在其中 的模块连接器系统的特定实施方式，其标题为《低轮廓模块电子连接器及 系统》 ("Low Profile Modular Electrical Connectors and Systems")并且 在此通过引用并入本文中。尤其需要参考其中公开和记载的插头和插座连
这里显示的模块连接器系统10包括具有多个插头连接器模块的模块 插头组件和具有多个插座连接器模块的模块插座组件。这一系统在此还通 过以ll表示的模块插座连接器组件和以12表示的模块插头连接器组件进 行了图示。示出的模块插头组件12将如图所示为水平的PCB或母板15 与如图所示为竖直的PCB或子板17相连。模块连接器系统10因此被显 示为将两个PCB以直角连接的一个模块件。此系统可以布置为中板或背板结构。
在一种实施方式中，图2显示了插座电源连接器组件11,其包括在 本实施方式中为插座模块的三个相互连接的模块，即以13表示的用于AC 和DC输入电源的电源插座模块，以14表示的电信号插座模块，以及以 16表示的地回路插座模块。如图2A所示，电源插座模块13用作直通模 块(pass-through module )并具有由两部分组成的绝缘壳体18。领形部20 具有细长开口 22,其给予上述组件(unit)直通功能，并显示为设置成容 纳用作可插入模块的独立电源模块，所述独立电源模块以图3中所示的 24表示。模块24可以是例如AC电源模块。电源插座模块13的另一个部 分是电源插座部26 (见图2A),其在壳体18中具有多个腔28以安放插 座电源端子30 (见图2A)。
可插入电源模块24 (见图3)具有绝缘壳体42，其具有安放插座电 源端子46 (见图3A)的多个腔44。电源模块24在表面58 (底面)上也 具有多个引导槽56,在表面62 (顶面)上也具有以60表示的释放锁扣。 释放锁扣60通过支点突起部64附着在表面62上。从支点突起部64延伸 的是锁定悬臂梁66和释放悬臂梁68。当可插入的电源模块24插入细长 开口 22,引导槽56对准放置在领形部20的内表面72 (底面)上的导轨 70。锁定悬臂梁66也在放置于领形部20的表面76 (顶面)上的定位轨 道74之间定位。当表面78 (支点突起部64的前表面)与表面80 (电源 插座壳体18的后上表面)相接触时，插入完成，由此为电源连接器组件 (unit)提供了易连接特性。
在这一实施方式中，位于锁定悬臂梁66梢部的倾斜突起部82扣进表 面76上的凹口 ( indentation ) 84中，所述齿形部将电源模块24锁定在电 源插座模块13中。这形成了具有附加安全性的易连接性，并且可以有益 地为使用者提供连接已经成功完成的信号。向释放悬臂梁68的表面86上 施加数字压力将使释放锁扣60解锁，并允许电源24由于易断开功能而从 电源插座模块13上移除。
在上述实施方式中，电源可以接通模块连接器系统IO或从其上切断 而不必将整个连接器系统拔出。进一步地，电源模块24直接与模块连接 器系统10相连而不需要独立的电源支架。应当意识到的是这一功能可以通过对所示实施方式的修改来完成。例如，锁定悬臂梁66可以具有多个 突起部和/或一个或更多的凹口 ，而表面76具有一个或更多的凹口和/或突 起部，分别与悬臂梁66的突起部和/或凹口相配合和对应。
如图3A所示，电源接线88与电源模块24中的端子46相连。在这 个特定的实施方式中，电源接线88中一个是火线， 一个是零线， 一个是 地线。火线和零线的合适尺寸在AWG标准8-14之间，典型地是在AWG 标准10-12之间。地线的合适尺寸在AWG标准8-14之间，典型地是在 AWG标准10-12之间。电源插座端子46适当地具有大约7.5mm的节距 并且为模块连接器系统IO提供电源。AC电压可以在大约卯-600伏之间， 典型地是在大约100-250伏之间。各个AC电源可以具有大约在10-50安 培之间的电流，典型地在20-40安培之间。各个DC电源可以在大约1-70 伏之间，典型地在大约5-18伏之间。
在所描述的结构中，电源模块24可以是AC，并且电源插座模块13 的可以是DC的电源输入部26显示了模块连接器系统10可以以板对板结 构和线对板结构相连。在本实施方式中，插座端子46、电源输入插座端 子30和接地插座端子98大致排成一排，如图2所示。
所示的插头连接器组件12具有四个互相连接的插头模块。图1显示 了以101表示的AC转接(transfer)模块，用于容纳在本例中标为AC的 独立电源模块24。在图示的本实施方式中，AC转接模块是插头模块。在 此图示的模块组合中也显示了以102表示的DC电源输入插头模块、以103 表示的电信号插头模块和以104表示的地回路插头模块。在图示的本实施 方式中，插头连接器模块101、 102、 103和104分别与插座连接器模块 24、 13、 14和16相对应并且接合。
图1和4的实施方式具有AC插头模块101,其用作转接AC电源并 且与进入直通模块领20的可插入模块24相连的AC模块。这包括具有 AC插头端子106和110的绝缘壳体105。设置插脚或尾部111用于插进 板15中的孔中。地线插头端子110的接合部分比火线和零线插头端子106 的接合部分长。较长的地线插头端子为电源提供了两级配合。通过这种方 法，在插入或者分离的过程中，例如当较长的端子进入"火线"时，对负 载具有有益的参差(beneficial staggering)。超出的长度可以例如约等于其他端子106的暴露长度，尽管如图4所示的较短长度就能够合适。例如， 上述超出的长度可以是4mm,而端子106的暴露长度为8mm。
在另一个方案或实施方式中，模块连接器系统IO可以提供插头连接 器形式的可插入的连接器模块，而转接模块是插座连接器而非图4中所示 的插头连接器。图1中所示的特定实施方式具有离开板约12-25mm的高 度，典型地具有离开板约18-22mm的高度。
在另一个实施方式中，图5至图9显示了模块连接器系统210,其包 括具有多个插头连接器模块的模块插头组件和具有多个插座连接器模块 的模块插座组件。本实施方式以所谓共面结构显示在这些附图中，其包括 以211表示的模块插座连接器组件，以及以212表示的模块插头连接器组 件。模块插头组件212显示为将水平显示的PCB或母板215与水平显示 的PCB或子板217相连。模块连接器系统210因此显示为以共面方向连 接两个PCB的一个模块件。此系统可以布置为中板或背板结构。如其他 实施方式中所注意到的那样，插头和插座组件可以在所示的组件中互相调 换。
图5显示了包括三个互相连接的模块的插座电源连接器组件211，这 些模块在本实施方式中是插座模块，即以224表示的用于AC或DC输入 电源的电源插座模块，以214表示的用于电信号的插座模块和以216表示 的用于地回路的插座模块。领形部220具有细长开口 222 (图9所示)， 其给予上述组件直通功能，并且显示为设置成容纳独立电源模块，所述独 立电源模块用作可插入模块，如图5所示以224表示的。
以260表示的释放锁扣设置在电源模块224的顶面(如图所示)。所 述释放锁扣260通过扣入和扣出结构可释放地与领形部220相接合，这样， 可插入的电源模块可以与领形部220接合或分离。当接合时，无论是插座 还是插头的可插入电源模块224都处于用于与无论插头还是插座的互补 连接器模块相连的位置。当分离时，引入的电源模块方便地从其他模块和 组件分离，并不需要将组装在一起的模块进行其他拆除。
实施方式中所示的插头连接器组件212具有三个互相连接的插头模 块。图5显示了以301表示的转接模块，用于容纳独立的电源模块224。 在此图示实施方式中，转接模块是插头模块。还显示了以303表示的电信号插头模块和以304表示的地回路插头模块。在本图示实施方式中，插头 连接器模块301、 303和304分别与插座连接器模块224、 214和216对应
和配合。
应当理解的是，上述实施方式存在许多修改方式，这些方式对相关领 域技术人员来说是很明显的。例如电源连接器和/或其部件的许多变型和 修改，包括文中所单独公开或要求保护的公开特征的组合，明确包括这些 特征的另外组合，或电源连接器的可变换的其他类型。同样地，在材料和 结构中还存在许多可能的变型。这些修改和/或组合落入本发明的相关领 域中，也应当包括在所附的权利要求的范围中。
权利要求
1. 一种电连接器模块组件，包括直通模块，其具有绝缘壳体，所述壳体包括具有多个电端子的电接触部，适于与除了所述直通模块以外的连接器模块相接合，所述直通模块具有领形部，所述领形部限定了完全穿过所述直通模块的细长直通开口；以及可插入模块，具有绝缘壳体，所述可插入模块的尺寸和形状适于插入直通模块的细长开口，所述可插入模块具有多个电端子，适于与除了所述可插入模块以外的连接器模块相接合。
2. 如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，进一步包括可释 放的锁扣，用于可释放地与所述可插入模块和所述直通模块锁定在一起。
3. 如权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述可释放的锁 扣安装在所述可插入模块的绝缘壳体上，并且可释放地与所述直通模块相接合。
4. 如权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述可释放的锁 扣具有可释放的锁定突起部，所述可释放的锁定突起部与用于容纳它的表 面上的锁定凹口相互接合。
5. 如权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述可释放的锁 扣连接在所述可插入模块的绝缘壳体上，所述直通模块壳体包括一锁定部 件，并且所述可释放的锁扣和所述锁定部件设置为有选择地相互接合或脱离。
6. 如权利要求5所述的连接器组件，其特征在于，所述可释放的锁 扣包括突起部，并且所述锁定部件包括容纳所述锁扣突起部的凹口 。
7. 如权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述可释放的锁 扣进一步包括锁定悬臂梁、释放悬臂梁和将所述可释放的锁扣连接到可插 入模块的绝缘壳体上的支点突起部。
8. 如权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述直通模块具 有多个导轨，在所述可插入模块插入的过程中，这些导轨与所述可插入模 块的多个引导槽相接合。
9. 如权利要求8所述的连接器组件，其特征在于，所述可插入模块 的引导槽在可插入模块壳体的外侧底面上，并且所述导轨在所述直通模块 的内侧底面上。
10. 如权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，定位轨道在所述 直通模块的顶面上，并且在所述可释放的锁扣插入的过程中引导所述可释方丈的锁扣。
11. 如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述电端子是电 源端子，其为具有至少一个伸长尾部的插座端子。
12. 如权利要求11所述的连接器组件，其特征在于，所述伸长尾部 和所述插座端子的接合部彼此大致相对。
13. 如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述可插入模块 的电端子是电源端子，其为用于传输电能的插座端子，并且与电源线相连， 这里的电源是AC电源或者DC电源。
14. 如权利要求13所述的连接器组件，其特征在于，包括用于传输 至少两路AC电源的多个插座电源端子，每个电源提供约在10-50安培之 间的电流，其中各路电源处于不同电压，每路电压约在卯-600伏之间。
15. 如权利要求13所述的连接器组件，其特征在于，所述电源线中的一个电线为地线，至少两个电线为火线，以及至少两个电线为零线。
16. 如权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，进一步包括转接 插头模块，其具有用于传输电能的插头端子，其中所述插头端子具有接合 刃形部，并且其中至少 一 个刃形部比其他刃形部长。
17. 如权利要求13所述的连接器组件，其特征在于，所述插头端子 传输至少两路DC电源，每路电源处于不同电压，每路电压约在1-70伏之间。
18. 如权利要求16所述的连接器组件，其特征在于，所述插头端子 具有至少一个伸长尾部，并且所述伸长尾部和所述插头端子的接合部大致 互相垂直。
19. 如权利要求16所述的连接器组件，其特征在于，所述具有较长 刃形部的插头端子是用于传输电源电能的接地端子；并且，所述具有较短 刃形部的插头端子中，两个是火线端子，两个是用于传输电源电能的零线 插头端子。
20. —种模块连接器系统，包括直通模块连接器，其具有完全从中穿过的直通开口，其中，所述直通 模块连接器进一步包括与朝向选定方向的电路板相连的连接器模块；可插入的模块连接器，其与电源线相连，并且其中，所述可插入的模 块连接器组件适于与朝向选定方向的另 一 电路板相连；以及所述直通模块连接器的直通开口将所述可插入的模块连接器容纳在 其中。
21. 如权利要求20所述的模块连接器系统，其特征在于，进一步包 括具有端子的转接模块连接器，所述端子与所述可插入模块连接器的端子相接合，以从所述可插入模块连接器接收电能。
22. 如权利要求21所述的模块连接器系统，其特征在于，所述转接 模块连接器是插头连接器，并且所述可插入模块连接器是插座连接器。
23. 如权利要求22所述的模块连接器系统，其特征在于 所述直通模块连接器包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有绝缘壳体，所述绝缘壳体具有领形部，所述领形部限定了从其中穿过的所述 细长开口，所述第二部分具有所述直通模块连接器的所述连接器模块，并 且此连接器模块是具有多个插座端子的插座连接器模块；以及所述转接模块插头连接器包括第一插头绝缘壳体，所述壳体具有可与 所述可插入模块连接器的插座端子相接合的插头端子，所述可插入模块连 接器是插座插头模块。
24. 如权利要求23所述的模块连接器系统，其特征在于，进一步包 括另 一个插头连接器模块，所述模块具有插头端子可与作为插座模块的所 述直通模块的第二部分的插座端子相接合；并且，所述转接模块插头连接 器与另 一个插头模块互相连接。
25. 如权利要求20所述的模块连接器系统，其特征在于，进一步包 括可释放的锁扣，用于可释放地将所述可插入模块和所述直通模块锁定在 一起。
26. 如权利要求25所述的模块连接器系统，其特征在于，所述可释 放的锁扣安装在所述可插入模块的绝缘壳体上，并且可释放地与所述直通 模块相接合。
27. 如权利要求26所述的模块连接器系统，其特征在于，所述可释 放的锁扣连接在所述可插入模块的绝缘壳体上，所述直通模块壳体包括一 锁定部件，并且所述可释放的锁扣和所述锁定部件设置为可选择地互相接合或脱离。
28. 如权利要求27所述的模块连接器系统，其特征在于，所述可释 放的锁扣进一步包括锁定悬臂梁、释放悬臂梁和将所述可释放的锁扣连接 到可插入模块连接器上的支点突起部。
29. 如权利要求20所述的模块连接器系统，其特征在于，所述两选 定方向互相垂直。
全文摘要
本发明提供具有模块插座连接器组件的模块连接器，所述组件可与模块插头连接器组件相配合，用于连接AC或DC电源连接器和电信号，包括板对板和线对板连接。提供了“直通”模块部件，以便于仅与电源连接或断开而不需要断开整个系统。线连接器也可以装载在主壳体上，由此消除了面板支架的需要。本发明还提供了具有共面或直角设计的一套模块连接器系统。此外，本发明还可提供多路AC和/或DC电源，从而仅利用了最小的板空间。
文档编号H01R12/32GK101533970SQ20081018308
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者布拉蒂斯拉夫·科斯蒂茨, 罗恩·福克斯, 肯尼斯·M·斯泰尔斯, 阿尔温德·帕特尔 申请人:莫列斯公司