专利名称：具有多个可动的配合阵列的连接器和组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及被配置为与不同元件通信耦接的连接器。
背景技术：
一些系统，如服务器、路由器和数据存储系统，利用连接器组件来在系统中传输信号和/或功率。这类连接器组件通常包括背板或中板、母板、以及多个子插件。这些连接器组件还包括一个或多个连接器，该一个或多个连接器附着到电路板上，用以在子插件插入系统时将子插件互连至电路板。每个子插件均包括一个接头(header)或插座组件，其具有一个被配置为连接至连接器的配合面的配合面。该接头/插座组件示例性的位于子插件的前缘之上或附近。在进行配合之前，接头/插座组件与连接器的配合面彼此对准并沿配合轴线彼此相对。然后子插件沿该配合轴线在插入方向上移动直至配合面彼此接合并配合。传统的背板和中板连接器组件用于通过沿与配合方向相同的插入方向移动子插件来将子插件互连至背板或中板电路板。在一些情况下，可以在垂直于插入方向的配合方向上对子插件进行配合。然而，当接头/插座组件位于子插件表面并面向垂直于插入方向 (例如，垂直于子插件表面)的方向以及连接器位于背板电路板上并同样面向垂直于插入方向的方向时，将很难正确地对准并配合接头/插座组件和连接器。由此，需要这样一种当印刷电路与其它元件之间的位置为正交关系时便于将该印刷电路互连至另一元件的连接器。
发明内容
根据本发明，一种被配置为与元件通信耦接的连接器包括在一对底座端部之间沿纵轴延伸的底座，以及可动的第一和第二配合阵列，其中第一和第二配合阵列包括各自的配合面，该配合面上布置有端子。耦接机构由底座支承。耦接机构保持第一和第二配合阵列并在缩回和接合位置之间移动第一和第二配合阵列。在缩回位置时，第一和第二配合阵列中的每一个均与各个元件分开，在接合位置时，第一和第二配合端子通信耦接至各自的元件。耦接机构开始使第一配合阵列从缩回位置移向接合位置而第二配合阵列相对于底座保持静止。
图1为使用根据各实施例形成的多个电连接器的电气系统的端视图；图2为图1的电气系统的端视图，其示出电连接器与印刷电路接合；图3为可用于图1所示的电气系统的可动的触点阵列和印刷电路板的横截面视图；图4为根据一实施例形成的电连接器的透视图；图5为图4的电连接器的另一透视图；图6为图4的电连接器的分解透视图，其示出了电连接器的内部元件；
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图7为沿图6中的线7-7截取的电连接器的横截面视图；图8为沿图6中的线8-8截取的电连接器的横截面视图；图9A-C示出了根据另一实施例形成的电连接器，其触点阵列依次移动；图10为可用于各实施例的耦接机构和键接设备的透视图；图11为图10中所示的耦接机构和键接设备的截面透视图；图12为可用于图10的耦接结构和键接设备的可旋转端部的侧视图；图13A-D示出了一系列处于不同阶段的耦接机构和键接设备的横截面视图；图14示出了可用于其它实施例的耦接机构和键接设备的透视图；图15示出了图14中所示的键接设备的一部分。
具体实施例方式在此所述的实施例包括被配置为在不同元件之间建立电气和光耦接(例如，用于传输数据信号和电力)中的至少一个的连接器。该由连接器互连的元件可以是印刷电路 (例如，电路板和柔性电路)、其他连接器(例如，光和/或电连接器)、或能够建立与连接器的电或光耦接的其他任意元件。该连接器包括具有端子的一个或多个可动的配合阵列，这些端子被配置为耦接至或接合其他端子以建立电和/或光耦接。例如，这些端子可以是用于建立电连接的配合触点或用于建立光连接的光纤端子。在此所述的实施例还包括被配置为将配合阵列从缩回位置移动到接合位置的耦接机构，其中，在缩回位置，配合阵列与所选元件间隔开，在接合位置，配合阵列接合所选元件。图1和2是根据一实施例形成的电气系统100的端视图。尽管下文参考包括电连接器的电气系统进行了描述，但是下文的描述也可类似地用于建立光学通信线路的连接器。电气系统100包括印刷电路102，其在图1中作为母板示出，可拆卸的插件组件104，多个印刷电路106 (还称作子插件)，以及在电气系统100中将印刷电路102和106彼此互连的多个电连接器110。图1示出了处于未接合状态的电气系统100，在该状态下印刷电路102 和106未电气互连，图2示出了处于接合状态的电气系统100，在该状态下电连接器110将印刷电路102和106彼此电气互连。为了从未接合状态移动至接合状态，在此所述的各个实施例包括具有可动的触点阵列的电连接器。这些触点阵列通过一个或多个耦接机构在缩回和接合位置之间移动。电气系统100可以是，例如，服务器系统。然而，图1所示的电气系统100也可以是各种其他电气系统，如路由器系统或数据存储系统。此外，尽管图1和2中未示出，但电连接器110也可包括键接设备，如键接设备 706(图11中示出)和806(图14中示出)。键接设备可便于仅使所选触点阵列在缩回和接合位置之间移动。此处所使用的术语“配合阵列”包括以预定配置布置的多个端子。例如，该配合阵列可以是具有被配置用来建立电连接的配合触点的触点阵列，或者该配合阵列可以是具有被配置用来建立光连接的光学端子的光学端子阵列。在一些实施例中，配合阵列可包括配合触点和光学端子两者。此处所使用的术语“触点阵列”包括多个配合触点，其布置成预定结构并通过共同的底座材料或结构、如绝缘基板保持在一起。触点阵列可包括或者是印刷电路的一个元件。 各种配合触点可用在触点阵列中，包括冲压形成的触点、蚀刻形成的触点、焊球、焊盘、压配合触点等等。在一些实施例中，配合触点构成平面阵列(即，配合触点彼此之间基本共面布置)。在一些实施例中，触点阵列可具有多个配合触点子阵列。光学端子阵列可具有与所述触点阵列类似的配置和特征。此处所使用的“可拆卸的插件组件”包括具有至少一个在此描述的连接器的连接器组件。插件组件可插入系统中以使得连接器相对于元件具有预定的取向和位置。随后连接器可以可拆卸的耦接至系统的元件，如母板、子插件、或另一元件。可以将插件组件的大小和形状设计为可通过操作者或机器将插件组件载设和插入/拆除。另外，插件组件可具有足够强的结构以经受从相应系统重复的插入和拆除，而不损害该插件组件。此处所使用的“可拆卸的耦接”表示可以容易的将两个耦接部件或元件彼此分开或耦接(电耦接、光耦接、或机械耦接)在一起，而不会破坏或损害二者中的任何一个。术语“印刷电路”，如同在此所使用的，包括以预定图形将导电连接印刷或另外沉积在绝缘底板或基板上的任意电路。例如，印刷电路可以是电路板，由印刷电路板材料制成的插板，具有嵌入导体的柔性电路，具有沿其布置的一层或多层柔性电路的基板，等等。该印刷电路可具有布置于其上的配合触点。“柔性连接”，如同在此所使用的，是将两个或多个元件通信连接的柔性通信路径的布置。柔性连接包括导电体和光纤通信线路中的至少一个并可用来互连此处所描述的不同配合阵列的连接器。柔性连接可为传输电流或光的数据和/或功率传输提供路径。例如， 柔性连接可以是一种被配置用来经由嵌入柔性基板的导体(例如，导电路径)来传送电流的柔性电路。这样的柔性电路可在第一和第二元件之间传输数据和/或功率，该第一和第二元件可包括印刷电路和/或触点阵列。另外，柔性连接可包括一个或多个光纤电缆，该光纤电缆具有例如通过全内反射传输光的光波导。光波导可包括柔性覆层。光纤电缆可被配置为具有有限的弯曲半径以使得光波导可通过全内反射传输光。“柔性电路”(也称作挠性电路)，如同在此所使用的，是具有嵌在柔性绝缘材料内部或嵌在柔性绝缘材料之间的导体结构的印刷电路。例如，柔性电路可以被配置用来在第一和第二电气元件之间传送电流，该第一和第二电气元件例如为印刷电路，或者更具体地说，为电路板和触点阵列。“插板”，如同在此所使用的，包括一个具有相对侧的平面体，该相对的侧具有相应的配合触点以及在配合触点之间延伸以连接配合触点的多个导电路径。插板可以是沿电路板的两个相对侧边蚀刻并形成有配合触点的电路板。该电路板可具有将各配合触点耦接至位于另一侧上的相应配合触点的导电路径。然而，在其他实施例中，插板也可以不是电路板或另一印刷电路。例如，插板可包括具有一个平面体的载体，在该平面体中贯穿有多个孔。 冲压形成的配合触点可通过该载体布置，从而每个配合触点位于一个相应的孔内。配合触点可与位于载体一侧的一个电路板连接并具有焊接至位于载体另一侧的另一电路板的球形触点。插板还可采取其他形式。在此所使用的“通信”耦接或连接包括在两个元件之间传输电流或光。例如，功率或数据信号可在通信耦接的两个元件之间传输。返回到图1和2，当印刷电路102和106电气互连时，印刷电路102和106彼此可处于相对固定的位置。在图1和2所示的各示例中，电连接器110A-C沿伸入页面的纵向方向或轴190延伸，印刷电路102和106沿与纵轴190平行的平面延伸。印刷电路102和106可被取向为以使得印刷电路102和106基本正交或者基本上彼此平行。例如，印刷电路102 可沿由纵轴190和横轴194限定的横向平面延伸，印刷电路106可沿由纵轴190和竖轴192 限定的垂直平面延伸。在一些实施例中，印刷电路102和106可彼此基本正交(或垂直) (例如，90° +/-20° )。印刷电路102和106相互之间也可形成其他角度或其他位置关系。 例如，印刷电路102和106之间可以是彼此倾斜的。还示出，印刷电路106A-C可彼此之间基本平行。电连接器110A-C示出了根据在此所描述的实施例可形成的各种类型或种类的连接器。电连接器Iio用于互连至少两个电气元件。例如，电连接器IlOA可以是可拆卸的插件组件104的一部分，电连接器IlOC可被安装(例如，固定或紧固)到印刷电路102上用以将印刷电路102电气互连至印刷电路106B和106C。此外，电连接器IlOB可被安装到电气系统100的底架或结构支架115上并被用来电气互连印刷电路106A和106B。在替代的实施例中，电连接器110A-C可彼此之间直接连接。如所示的，电连接器110A-C可使用柔性电路120来在相应的缩回位置(图1所示)和相应的接合位置(图2所示)之间移动触点阵列112A-F。该移动可以是沿竖轴192或横轴194的线性移动。可拆卸的插件组件104可包括印刷电路106A和电连接器110A，其中印刷电路 106A作为电路板示出。尽管没有示出，但是可拆卸的插件组件104也可包括其他元件，如壳体、侧壁、手柄、或者其他任意一种可便于屏蔽可拆卸的插件组件104或便于插入/拆除可拆卸的插件组件104的结构元件。为了将可拆卸的插件组件104插入电气系统100中， 该可拆卸的插件组件104可沿纵向进入电气系统100，从而使得印刷电路106A的一个侧边 118沿印刷电路102的表面103移动。可拆卸的插件组件104可接合导引部件122和124， 其在图1和2中表示为导轨，并滑动至相对于印刷电路102和106B的预定位置和取向。一旦可拆卸的插件组件104正确定位，可移动触点阵列112A以使其接合印刷电路102，并且可移动触点阵列112B以使其接合印刷电路106B。印刷电路106A，106B和102可通过电连接器IlOA彼此电气耦接，更具体地说，印刷电路106A，106B和102通过触点阵列112A和112B 以及相应的柔性电路120彼此电气耦接。同样地，可促动电连接器IlOB和IlOC以分别移动相应的触点阵列112C，112D和 112E，112F从而使其沿相反方向彼此分离。电连接器IlOB可经由柔性电路120将印刷电路106A和106B彼此直接互连。电连接器IlOC可将印刷电路102，106B和106C彼此电气互连。在替代的实施例中，来自不同电连接器的触点阵列之间可相互直接电连接。例如， 电连接器IlOA和IlOC的触点阵列112B和112E分别可被配置为彼此之间直接连接。更具体地说，如果将印刷电路106B移除，触点阵列112B和112E彼此之间可来回移动以将彼此
直接接合在一起。如上所述，在替代的实施例中，连接器110可被配置用来建立光通信线路。例如， 印刷电路102和106可以是能够电气和/或光学耦接至连接器110的其他元件。触点阵列 112可以是具有光学端子的配合阵列112，柔性电路120可以是如光纤缆线112的其他柔性连接。图3是相对于示例性的印刷电路106处于缩回位置(以虚线示出)和接合位置 (实线)的示例性的触点阵列112的横截面视图。触点阵列112包括基板140，该基板具有其上布置有配合触点132的配合表面128。配合表面1 可朝向配合方向(由箭头Ad指示出)。在一些实施例中，触点阵列112可在缩回和接合位置之间以线性方式(S卩，轴向地) 双向移动。印刷电路106可具有配合触点138的触点阵列136，配合触点138被配置为与触点阵列112的相应配合触点132相接合。如图所示，在缩回位置，触点阵列112的配合触点132与印刷电路106的相应配合触点138间隔开(即，间隔距离D1)。在接合位置，各配合触点132与配合触点138之一充分接触以将二者电气耦接到一起。如图所示，触点阵列 112的配合表面1 可邻近于并基本上平行于电路表面107延伸(即，配合和电路表面1 和107面向彼此)。如同下文将要描述的，触点阵列112可被保持并移向印刷电路106直至对应的配合触点132与138接合。这样，触点阵列112可被可拆卸的耦接至或接合印刷电路 106。在所示的实施例中，配合表面1 和电路表面107为平面并在缩回和接合位置以及其间的任一位置都彼此基本平行延伸。触点阵列112的配合触点132彼此之间共面并沿触点平面193布置，触点平面193基本上平行于由电路表面107和/或配合触点138形成的电路平面195延伸。在彼此接合之前，各配合触点132可与对应的配合触点138对准，但与对应的配合触点138之间间隔大致相等的距离D115当沿配合方向Ad朝着印刷电路106线性移动触点阵列112时，距离D1减小，直至相应的配合触点132和138相接合。在替代的实施例中，可以通过其他方式使触点阵列112朝向印刷电路106移动并与之接合。例如，在缩回位置时，电路表面107和配合表面1 可不平行，但是当触点阵列 112处于接合位置时其变得彼此对准并平行。触点阵列112可绕触点阵列的一个边从缩回位置枢转到接合位置。在所示的实施例中，配合触点132包括来回弯曲于配合表面1 的弹性梁131。弹性梁131可防止偏转并在背离配合表面128的方向上施加阻力!V在一些实施例中，当触点阵列112移动到接合位置时，弹性梁131可对配合触点132的触点阵列112与配合触点 138的触点阵列136之间的轻微的偏离或取向误差进行补偿。在替代的实施例中，配合触点132的弹性梁131可以是开叉形式的，或者配合触点132可包括彼此相对的或沿相反方向突出的两个分离的梁。这种双梁配合触点132可被配置用来仅接合一个对应的配合触点 138。在图3中，印刷电路106的配合触点138为与电路表面107齐平的垫片，触点阵列 112的配合触点132包括从配合表面1 突出的弹性梁131。然而，配合触点138和132也可具有其他形状，其并不限于这样的配置。例如，在替代的实施例中，配合触点138可包括从电路表面107突出的弹性梁，以及/或者配合触点132可与触点阵列112的配合表面1 齐平。此外，配合触点138和配合触点132均可以是被配置为彼此接合的垫片。同样，在替代的实施例中，配合触点132或138可以是从相应表面突出的圆形突起。在替代的实施例中，配合触点138和132可以是彼此相连以建立光通信线路的光学端子。图4和5为电连接器1IOA的分离的透视图，其中电连接器1IOA被配置为安装到印刷电路106A(图1)上并分别经由触点阵列112A和112B可拆卸的耦接至印刷电路102和 106B(图1)。如图所示，电连接器IlOA相对于纵轴四0、竖轴292和横轴294被取向。(相对于图4中的电连接器110A，在图5中，电连接器IlOA绕纵轴290逆时针旋转了 90°。)电连接器IlOA大致为矩形，其包括沿横轴294延伸的宽度W1、沿纵轴290延伸的长度Lp以及沿竖轴292延伸的高度Hp电连接器IlOA可包括底座208，其沿纵轴290在底座端部214 和216之间纵向延伸。底座208可对耦接机构204(图6示出)进行支承，耦接机构204包括基本上平行于纵轴290延伸的转轴230。如同下文中将要详细描述的，耦接机构204可由个人或机器进行操作，以使触点阵列112A和112B在缩回和接合位置之间移动。触点阵列 112A和112B在图4和5中处于缩回位置。电连接器IlOA可具有在底座端部214和216之间延伸的侧面对0_对3。如图所示，电连接器IlOA具有方形或矩形的截面，以使侧面240-243或者彼此平行或者彼此正交 (即，垂直)。然而，在替代的实施例中，电连接器IlOA的截面也可具有其他几何形状，如三角形、五边形、等等，其中一个或多个侧面可具有位于其上的触点阵列。侧面240被配置为当将底座208安装到其上时其与印刷电路106A相接。当将底座 208安装到印刷电路106A上并将可拆卸的插件组件104(图1)完全插入电气系统100(图 1)时，底座208可相对于印刷电路102和106B固定。侧面M0-243可具有位于其上的一个或多个触点阵列。例如，侧面240可具有耦接到其上的静止或固定触点阵列112G(图4)， 该触点阵列112G基本沿着电连接器IlOA的整个长度L1延伸。触点阵列112G和/或侧面 240可具有对准部件288 (图4)和/或紧固部件286 (图4)以便于将底座208安装至印刷电路106A和使触点阵列112G的配合触点与相应印刷电路106A的配合触点对准。还示出，侧面242和243可分别具有位于其上的可动的触点阵列112B和112A。 耦接机构204被配置为用来沿其各自侧面保持触点阵列112A和112B。触点阵列112A和 112B可彼此电气耦接和/或电气耦接至触点阵列112G。如图所示，柔性电路120将触点阵列112A，112B和112G彼此电气耦接并直接连接(S卩，从一个延伸到另一个)。然而，也可使用除柔性电路120之外的其他电路。触点阵列112和柔性电路120的各种配置均可用于电连接器110的实施例中。例如，特别参见电连接器110A，触点阵列112A和112G基本上沿电连接器IlOA的整个长度L1 延伸，但触点阵列112B可沿作为长度L1的一部分的长度L2(图5)延伸。此外，触点阵列 112A经由两个柔性电路120A和120C电气耦接至触点阵列112G，而触点阵列112B位于二者之间。触点阵列112B可以只有一个柔性电路120B，该柔性电路120B将触点阵列112B电气耦接至触点阵列112G。如图所示，可以将柔性电路120A-C的大小和形状设计为使得触点阵列112A和 112B可按预期移动。另外，底座208可包括其他元件以对柔性电路120的挠性进行控制。 例如，底座208可具有耦接到其上的夹子观4(图4)，夹子284被配置为保持柔性电路120B 紧邻底座208的部分。尽管在示例性的实施例中柔性电路120被示出为绕底座208延伸， 但是柔性电路120也可延伸过底座208。每个柔性电路120都可按预定方式自己折叠。图6为电连接器IlOA的另一分离的透视图，其中柔性电路120由虚线示出，从而电连接器IlOA的内部元件可被示出。在所示的实施例中，仅使用了一个耦接机构来移动触点阵列112A和112B。更具体地说，当个人或机器致动耦接机构204时，触点阵列112A和 112B均在缩回位置和接合位置之间移动。触点阵列112A和112B可同时开始移动，或者触点阵列112A和112B可按照预定次序移动，这样一个触点阵列在另一触点阵列之前电耦接至印刷电路。然而，在替代的实施例中，也可以使用多于一个的耦接机构，此时每个耦接机构可分别移动一个或多个触点阵列。耦接机构204包括沿中心轴296延伸并绕该中心轴296旋转的轴230。耦接机构 204还包括耦接至轴230并从中心轴296径向突出的多个偏心爪232。耦接机构204可具有包括多个接头部210的接头209。轴230具有端部231，端部231被配置为由用户或系统进行接合以用来绕中心轴296转动轴230。另外，底座208包括支撑轴230的多个轴支承件 222。耦接机构204仅包括一个轴230，偏心爪232从该轴230径向向外突出。然而，在替代的实施例中，耦接机构也可包括其他机械元件以用来移动触点阵列。例如，替换的耦接机构可包括一个附加的轴，其经由一个或多个齿轮可操作地耦接至轴230。耦接机构还可使用相互作用以移动触点阵列的连接件、杆、滑动件、附加的凸轮、轴等等。可用于此处所述实施例的替代的耦接机构可类似于美国专利申请Nos. 12/428, 806和12/4 ，851中所描述的耦接机构，上述申请以参考的方式整体结合于此。图7为沿图6中的线7-7截取的电连接器IlOA的横截面视图。如图所示，柔性电路120C绕底座208和耦接机构204延伸以将位于侧面M3的触点阵列112A电气耦接至位于侧MO的触点阵列112G。柔性电路120C可绕电连接器IlOA的截面的周边的部分延伸。 多个柔性电路120A-C(图5)和触点阵列112A (图6)，112B和112G可共同形成电连接器 IlOA的电路组件观2。电路组件282包括通过柔性电路120A-C的导电路径和被配置为根据需要互连不同印刷电路的触点阵列112A，112B和112G。例如，电路组件282将印刷电路 106B (例如，子插件)和印刷电路102 (例如，母板)互连在一起并互连至印刷电路106A (例如，电路板)。在替代的实施例中，底座208和柔性电路，如120C，可被配置为使得柔性电路延伸过底座208。如图所示，电路组件282可包括刚性基板或增强板256以对柔性电路120C的形状进行支承和控制。每个增强板256均可在预定区域沿柔性电路120C的一部分延伸。增强板256可在当触点阵列112A在缩回和接合位置之间移动时指引或控制柔性电路120C的弯曲。柔性电路120C的长度可大于由侧面241和242限定的周长以允许触点阵列112A在缩回位置和接合位置之间移动。柔性电路120C的长度可基于对应的触点阵列移动的距离进行设置。触点阵列112A可包括基板140A，配合触点布置在基板140A上。柔性电路120C可夹在基板140A和另一基板或加强件261之间，该另一基板或加强件261可反过来通过使用如螺钉或粘合剂被紧固到面板262。图7中的触点阵列112A为插板，但是在替代的实施例中触点阵列112A也可采取其他形式。基板140A可包括电耦接至柔性电路120C的导电路径(未示出)。面板262对触点阵列112A进行支承和保持，从而使得触点阵列112A经由多个弹簧264浮动附着至接头部210(图7中仅示出了一个接头部210)。弹簧264可以便于维持触点阵列112A在缩回和接合位置的取向。触点阵列112A还包括一个从触点阵列112A 突出的对准部件观8。或者，该对准部件288可以是被配置用来容纳突起的孔。电路组件282的触点阵列112A和112G以及柔性电路120可以被模制成一个单元。 触点阵列112G可以是一插板，该插板在其一侧接合柔性电路120C并在其另一侧接合印刷电路106A(图1)。触点阵列112G的配合触点可包括压配合触点或焊球触点，其将触点阵列112G附着或紧固到印刷电路106A以便于使电连接器IlOA保持在其上。或者，也可使用其他配合触点。图7中还示出，耦接机构204包括辗杆^6A，辗杆平行中心轴296耦接至并延伸过接头部210。辗杆可具有附着到其上的独立轴承沈9々，其被配置为绕辗杆旋转。或者，轴承269A可与辗杆—体形成以使得辗杆与轴承—起转动。轴承具有辗杆表面^7A，该表面与偏心爪232A的爪表面233A相接触。在图6中，耦接机构204和触点阵列112A位于缩回位置。在该缩回位置，偏心爪232A朝向侧面240纵向延伸，爪表面233A的形状被设计为至少部分地与辗杆表面2&7k的形状相一致以使得轴230 不会无意中转动。触点阵列112A可在缩回位置与接合位置之间移动。当轴230沿箭头R1所指示的方向转动时，偏心爪232A沿配合方向A1将辗杆推离轴230。同样，接头部210沿配合方向A1移动，从而将触点阵列112A推离轴230并且推向印刷电路102。尽管没有示出，但是可以(如，通过弹簧力)使耦接机构204偏置，以使得力Fbi沿朝向轴230的方向偏置接头部210和辗杆^6A。当轴230沿与队相反的方向转动时，偏置力Fbi使得接头部210和辗杆朝向轴230并远离印刷电路102移动。图8为沿图6中的线8-8截取的电连接器IlOA的横截面视图。耦接机构204可被配置为同时操作触点阵列112A和112B。但是，触点阵列112B可被配置为沿配合方向A2 在缩回位置和接合位置之间移动，配合方向A2基本上与配合方向A1 (图7)正交或垂直。图 8中所示的耦接机构204处于缩回位置。如图所示，偏心爪232B朝向侧面243纵向延伸。 偏心爪232B具有爪表面23!3B，其大小和形状被设计为可对触点阵列112B的移动进行控制。 爪表面23 与辗杆的轴承的辗杆表面相接。当轴230沿箭头R1所指示的方向转动时，偏心爪232B沿配合方向A2将辗杆推离轴230。同样地，对应的接头部210沿配合方向A2移动，从而使触点阵列112B远离轴 230并移向印刷电路106B(图1)。再次，可对耦接机构204进行偏置(例如，通过弹簧力)， 从而使得I7b2沿朝向轴230的方向偏置接头部210和辗杆^6B。当轴230沿与R1相反的方向转动时，偏置力I7b2使得接头部210和辗杆朝向轴230并远离印刷电路106B移动。 触点阵列112B也可相对于底座208浮动。在图7和8所示的实施例中，偏心爪232A和232B 同时分别操作不同的辗杆266A和^6B，从而使得触点阵列112A和112B同时分别沿不同的配合方向A1和A2移动。然而，如同下文将要详细描述的，偏心爪232A和232B的形状可以被配置为以期望的方式顺序移动触点阵列112A和112B。图9A-C示意性地示出了处于接合印刷电路(未示出)的不同阶段O-II的根据另一实施例形成的电连接器610。图9A对应阶段0;图9B对应阶段I;图9C对应阶段II。图 9A-C中的每一幅都示出了一个顶部平面图，一个端视图，以及示出偏心爪632与触点阵列支架634的相互作用的三个横截面视图。每个横截面视图是分别如所示的相对于顶部平面图沿相应平面C1-C3截取的。在此所述的实施例还可包括多个在不同时间移动的触点阵列。例如，耦接机构可以在第二触点阵列保持静止时开始使第一触点阵列从对应的缩回位置移向对应的接合位置。在特定的实施例中，触点阵列可根据预定顺序移动。电连接器610包括分别由支架634A-634C保持或支承的触点阵列612A-C。支架634A-634C可包括如上所述的辗杆和接头部。尽管没有示出，但电连接器610可具有一个耦接机构，如耦接机构204(图4)。触点阵列612A和612C位于电连接器610的同一侧，触点阵列612B位于电连接器610的与之不同的底侧。电连接器610可包括可操作地耦接至偏心爪632A-C的转轴630。偏心爪632A-632C可具有不同的大小和形状以使得触点阵列 612A-612C可在不同的时刻移动。或者，偏心爪632A-632C可具有相同的大小和形状，但是相对于彼此和轴630具有不同的取向。在一些实施例中，期望先于其他触点阵列将某一触点阵列电气耦接至一个所选的印刷电路。阶段0 (图9A示出)示出了在轴630转动之前偏心爪632A-C的布置，阶段I (图 9B)示出了当轴630部分旋转时偏心爪632A-C的布置，以及阶段II (图9C)示出了当轴630 完全转动时偏心爪632A-C的布置。如阶段0中所示，偏心爪632A与支架634A滑动接触， 偏心爪632B和632C分别与支架634B和634C分开。当轴630部分转动时，耦接机构(未示出)开始移动触点阵列612A，而触点阵列612B和612C相对于底座618保持静止。尽管在阶段I中触点阵列612B和612C还未移动，但偏心爪632B和632C当前已分别耦接或接合支架634B和634C。当轴630在阶段I和II之间旋转时，偏心爪632A的大小和形状可被设计为使得触点阵列612A不向外进一步移动，而是保持与底座618之间的距离。例如，偏心爪632A的一部分可具有接合支架634A的外表面。该外表面的形状被设计为距离轴630的转轴具有恒定的半径，以使支架634A、从而触点阵列612A保持与底座618的距离。还示出，偏心爪632B 移动支架634B从而使触点阵列612B离开底座618。同样地，偏心爪632C移动支架634C从而使触点阵列612C离开底座618。然而，可以将偏心爪632B和632C的大小和形状设计为分别使触点阵列612B和612C离开底座618不同的距离D2和D3。另外，偏心爪632A，632B 和632C的大小和形状可被设计为使触点阵列612A，612B和612C以不同的速度离开底座 618。这样，耦接机构可以在不同的时刻开始移动不同的触点阵列。例如，耦接机构可在触点阵列612B和612C相对于底座618保持静止时开始使触点阵列612A从缩回位置移向接合位置。此外，触点阵列612A-612C可根据预定的顺序移动。图10和11分别示出了耦接机构704和键接装置706(图11)的分立的透视图和截面透视图，其可用于各种实施例，如上文所述的连接器110A-110C(图1)和610(图9)。 耦接机构704可具有类似于上述耦接机构204(图6)的部件和元件。如图所示，耦接机构 704可操作地耦接至键接装置706并可由底座708支承。耦接机构包括转轴730，转轴730 具有穿过其延伸的纵向中心轴796。底座708可包括支承轴730的多个轴支承件722。耦接机构704还包括多个偏心爪732，其耦接至轴730并从轴730 (或中心轴796) 径向突出。图中还示出，轴730具有旋转端731，该旋转端731被设置为通过用户或系统进行接合以用于绕中心轴796转动轴730。轴730和偏心爪732与上文参考图6_8描述的轴 230和偏心爪232的操作类似。例如，轴730可绕中心轴796转动以转动偏心爪732。偏心爪732的大小和形状可被设计为使可动的触点阵列(未示出)离开轴730或中心轴796。键接装置706被配置为选择性地接合至少一个触点阵列。更具体地说，键接装置 706被配置为接合所选择的偏心爪732，从而，当轴730旋转时，只有被键接装置706接合的偏心爪732将随轴730旋转。这样，当致动耦接机构704时(即，当用户或系统绕中心轴796转动轴730时)，由键接装置706选择性接合的触点阵列在缩回位置和接合位置之间移动。为此，轴730可具有槽或沟道740(图11)，槽或沟道740沿中心轴796在旋转端 731和相对端742之间延伸。键接装置706可包括一个滑动杆744(图11)，该滑动杆744 的大小和形状被设计为在轴向方向上(即，在中心轴796的方向上)装配在沟道740内并沿沟道740滑动。键接装置706还可包括从滑动杆744径向突出的多个键接突起746。偏心爪732可包括大小和形状被设计为可容纳键接突起746的空腔748。键接突起746沿滑动杆744轴向设置，以在滑动杆744沿轴730移动预定轴向距离时接合所选的偏心爪732。图12为旋转端731的侧视图。如图所示，键接装置706可包括耦接至滑动杆 744(图11)并从其径向突出的闭锁部件750。用户或系统可触及闭锁部件750。闭锁部件 750的大小和形状可被设计为使得用户或系统可接合闭锁部件750并且在沟道740内移动滑动杆744。旋转端731可包括一系列脊752，其位于沟道740附近并被配置为接合闭锁部件750。例如，闭锁部件750可包括凹部754。闭锁部件750可沿轴向移动以沿轴730移动滑动杆744。由于闭锁部件750轴向移动，闭锁部件750可接合脊752。例如，每个脊752 可使闭锁部件750偏离轴730并与凹部7M形成过盈配合。这样，闭锁部件750和各个脊 752可对滑动杆744已经移动预定的轴向距离进行触觉上的指示。如同将在下文中详细描述的，脊752可彼此间隔以便于将键接突起746定位在偏心爪732的相应空腔748(图11) 内。图13A-D示出了处于不同阶段A-D的耦接机构704和键接装置706的一系列横截面视图。键接突起746可以便于将轴730耦接至偏心爪732，这样当轴730旋转时，偏心爪 732随轴730移动。如果对应的键接突起746未处于对应的偏心爪732的空腔748内，则对应的偏心爪732将不会随轴730转动。这样，被配置为与对应的偏心爪732可操作地接合的触点阵列将不会移动。由此，用户或系统可以通过该键接装置706来移动所选择的触点阵列。每个阶段A-D对应于滑动杆744沿轴730的不同的预定轴向位置。阶段A为未接合阶段，此时键接装置706未选择性地接合任何一个偏心爪732。如图所示，键接突起746 沿滑动杆744具有不同的轴向位置。每个键接突起746轴向位于滑动杆744上，当滑动杆 744移动到预定位置时，其插入所选偏心爪732的对应空腔748中。此外，每个键接突起746 具有一个不同的宽度WP，该宽度Wp在轴向方向上沿滑动杆744延伸。键接突起746A具有宽度WPA，键接突起746B具有宽度WPB，键接突起746C具有宽度Wrc。在示例性的实施例中， 宽度Wp具有不同的尺寸。然而，在替代的实施例中，键接突起746的宽度Wp和轴向位置可适合于期望的选择性接合顺序。例如，宽度Wpb可大于宽度WPA。为了使滑动杆744在阶段A-D之间移动，用户或系统可使用闭锁部件750并沿轴向(即，在中心轴796(图10)的方向上)在沟道740内移动滑动杆744。脊752可与闭锁部件750 —起为滑动杆744位于沿轴730的预定位置提供触觉上的指示。更具体地说，每个阶段A-D可对应于滑动接合至不同对应脊752的闭锁部件750。在阶段B，键接突起746A 已至少部分插入到偏心爪732A的空腔748内。然而，键接突起746B和746C的宽度Wpb和 Wpc分别被设计为使得键接突起746B和746C分别不处于偏心爪732B和732C的空腔748 内。由此，在阶段B，键接装置706与可操作地耦接至偏心爪732A的可动的触点阵列接合(未示出)。在阶段C，键接突起746B已至少部分地插入到偏心爪732B的空腔748中，键接突起746A至少部分保持在偏心爪732A的空腔748内。然而，键接突起746C的宽度Wre的大小被设计为使得键接突起746C不位于偏心爪732C的空腔748内。由此，在阶段C中，键接装置706与可操作地耦接至偏心爪732A和732B的触点阵列相结合。在阶段D，键接突起746C已至少部分插入到偏心爪732C的空腔748内，键接突起 746A和746B分别至少部分地保留在偏心爪732A和732B的空腔748内。由此，在阶段D， 键接装置706与可操作地耦接至偏心爪732A，732B和732C的触点阵列相接合。在阶段B-D 中的任一个中，用户或系统可转动轴730以移动可操作地耦接至偏心爪732的触点阵列。这样，键接装置706可便于选择性地移动此处所述的实施例的触点阵列。在替代的实施例中，可将键接突起746的大小或轴向位置中的至少一个设置为按照上文所述的不同顺序接合偏心爪732。例如，键接突起746C的大小可大于键接突起746A， 这样偏心爪732C先于偏心爪732A被接合。另外，在其他实施例中，可将键接突起746的大小或轴向位置中的至少一个设置为完全滑经偏心爪732的空腔748。这样，键合突起746可以在滑动杆744的一个完整的轴向滑动中接合并随之脱离偏心爪732。例如，键合突起746A 可在阶段B接合偏心爪732A，接着在阶段D完全滑过空腔748并与偏心爪732A脱离。在替代的实施例中，键接装置706和偏心爪732可被配置为使得触点阵列在不同时间移动。例如，偏心爪732B中的空腔748的大小和形状可被设置为使得轴730必须在键接突起746B接合空腔748的内壁之前转动(例如，15° )以移动偏心爪732B。在另一实施例中，偏心爪732B中的空腔748的位置可以被设置为使得轴730必须在阶段B和C之间旋转(例如，15° )以将要插入到偏心爪732B的空腔748中的键接突起746B定位。在这些实施例中，在可操作地耦接至偏心爪732B的触点阵列移动之前，其余触点阵列可移动。图14示出了耦接机构804和键接装置806的透视图，其可用于各种实施例，如上文所述的连接器110 (图1)和610 (图9)。耦接机构804可具有与上文所述耦接机构204 (图 6)类似的部件和元件。如图所示，耦接机构804可操作地耦接至键接装置806并可由底座 808支承。该耦接机构包括具有旋转轴830，其具有穿过其延伸的纵向中心轴896。底座808 可包括对轴830和键接装置806进行支承的多个轴支承件822。耦接机构804还包括多个偏心爪832，其滑动耦接至轴830并从轴830 (或中心轴 896)径向突出。还示出，轴830具有旋转端831，旋转端831被配置为由用户或系统使用以绕轴896旋转轴830。键接装置806被配置为选择性地接合至少一个可动的触点阵列(未示出)。更具体地说，键接装置806被配置为接合所选的偏心爪832，从而当轴830转动时，仅接合到键接装置806的偏心爪832随着轴830转动。这样，当致动耦接机构804时(即，当用户或系统绕中心轴896转动轴830时)，由键接装置806选择性接合的触点阵列在缩回和接合位置之间移动。如图所示，键接装置806包括滑动杆840-842和键接突起850-852的组件。滑动杆 840-842沿靠轴830和底座808纵向延伸。如图所示，滑动杆840附着到键接突起850，滑动杆841附着到键接突起851，滑动杆842附着到键接突起852。选择性地，滑动杆840-842 由轴支承件822支承。用户或系统可选择性地移动滑动杆840-842以移动附着的键接突起850-852。滑动杆840-842和键接突起850-852被配置为选择性地接合偏心爪832A-832C以沿轴830移动偏心爪832A-832C。键接装置806还包括凸轮锁862A-862C，其被配置为当键接装置806移动偏心爪832A-832C时与偏心爪832A-832C接合。凸轮锁862A-862C可以便于使偏心爪832A-832C转动以移动对应的触点阵列。图15示出了键接装置806的一部分，更具体地说，其示出了滑动杆840、键接突起850和用以移动偏心爪832A的凸轮锁862A之间的相互作用。尽管下文特别参照偏心爪832A进行了描述，但也可发生类似的相互作用以选择性地接合偏心爪832B和832C(图 14)。如图15中所示，偏心爪832A可移动到不同位置870-872。在未接合位置870，偏心爪 832A与凸轮锁862A间隔开并接合键接突起850。可选择的，键接装置806可包括弹性弹簧 868，其提供分离力以分开偏心爪832A和凸轮锁862A。凸轮锁862A可固定在轴830上。为了将偏心爪832A移向接合位置871，用户或系统可提供轴向力Fai以沿着中心轴896(图14)将滑动杆840移向凸轮锁862A。键接突起 850可沿轴830滑动并接合偏心爪832A。随后键接突起850可将偏心爪832A移向凸轮锁 862A，从而压缩偏心爪832A和凸轮锁862A之间的弹性弹簧868。如图所示，偏心爪832A和凸轮锁862A可分别具有互补的脊和齿874和876，其相互接合以互锁偏心爪832A和凸轮锁862A。当偏心爪832A和凸轮锁862A相互接合时，用户和系统可提供旋转力Fk2以使轴830绕中心轴896旋转。齿874和876可便于使偏心爪 832A绕中心轴896转动，从而使可操作地耦接至偏心爪832A的触点阵列(未示出)移动。 当用户或系统释放滑动杆840时，弹簧868的势能可使偏心爪832A和凸轮锁862A分开。当滑动杆840被释放时，轴830可保持在可旋转位置或方向。在替代的实施例中，键接装置806不包括弹簧868。例如，在这些实施例中，键接突起850可附着到偏心爪832A。用户或系统可提供与轴向力Fai相反方向的力以将偏心爪 832A和凸轮锁862A分开。虽然参考电气互连的印刷电路，更具体地说为电路板，对所示实施例进行了描述， 但是此处的描述并不意在受限于印刷电路或电路板。在此所述的实施例还可用来互连其他电气元件，其中电气元件具有配合触点阵列，该配合触点阵列补充或配置为接合可动的触点阵列的配合触点，如其他柔性电路。此外，尽管所示实施例是参考电气连接进行描述的，但在此所述的实施例也可类似地被配置为用来建立光学连接。
权利要求
1.一种被配置为可通信地耦接元件的连接器(110A)，该连接器的特征在于底座008)，该底座在一对底座端部(214，216)之间沿纵轴(四0)延伸；可动的第一和第二配合阵列(112A，112B)，包括各自的配合表面(1 )，该配合表面 (128)之上布置有端子(132)；以及由所述底座支承的耦接机构(204)，该耦接机构保持该第一和第二配合阵列并在缩回和接合位置之间移动该第一和第二配合阵列，在相应的缩回位置时，该第一和第二配合阵列中的每一个均与各自的一个所述元件分开，在相应的接合位置，该第一和第二配合阵列可通信地耦接至各自的所述元件，其中所述耦接机构使所述第一配合阵列从所述缩回位置移向所述接合位置并同时使所述第二配合阵列相对于所述底座保持静止。
2.根据权利要求1所述的连接器，进一步包括可操作性地连接至耦接机构的键接装置 (706，806)，该键接装置选择性地接合该第一和第二配合阵列中的至少一个以在相应的缩回和接合位置之间移动。
3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构沿不同的配合方向在相应的缩回和接合位置之间移动该第一和第二配合阵列。
4.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构使该第一和第二配合阵列中的至少一个以线性方式在相应的缩回和接合位置之间移动。
5.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构包括沿所述纵轴延伸并由所述底座支承的轴030，730，830)，该耦接机构还包括多个偏心爪032，732，832)，该多个偏心爪 (232，732,832)耦接至该轴并从该轴径向伸出，该偏心爪被配置为在该轴旋转时移动该第一和第二配合阵列。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构使该第一和第二配合阵列以不同速度在相应的缩回和接合位置之间移动。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中该第一和第二配合阵列在相应的缩回和接合位置之间移动不同的距离。
8.根据权利要求1所述的连接器，其中该第一和第二配合阵列中的至少一个包括对准部件088)，该对准部件被配置为将相应的配合阵列的端子与所选元件的端子对准。
9.根据权利要求1所述的连接器，其中该第一和第二配合阵列的配合表面彼此垂直取向。
10.根据权利要求1所述的连接器，其中该第一和第二配合阵列中的至少一个相对于底座是可浮动的。
全文摘要
一种被配置为可通信耦接元件的连接器(110A)包括在一对底座端部(214，216)之间沿纵轴(290)延伸的底座(208)和可动的第一和第二配合阵列(112A，112B)，该第一和第二配合阵列包括各自的配合表面(128)，该配合表面(128)之上布置有端子(132)。耦接机构(204)由底座支承。该耦接机构保持第一和第二配合阵列并在缩回和接合位置之间移动该第一和第二配合阵列。在对应的缩回位置，第一和第二配合阵列中的每一个均与各自的一个元件分开，在对应的接合位置，第一和第二配合阵列可通信的耦接至各自的元件。该耦接机构启动第一配合阵列从缩回位置移向接合位置并同时第二配合阵列相对于底座保持静止。
文档编号H01R13/24GK102185204SQ20111006322
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者理查德·E·哈姆纳, 罗伯特·N·马尔芬格, 贾森·M·赖辛格 申请人:泰科电子公司