连接器模块的制作方法

本发明涉及一种多连接模式的连接器模块，特别涉及一种提供三种电连接模式的连接器模块。

背景技术：

在工业控制上，将各种控制电路形成功能模块，利用将不同功能模块加入控制系统中或从控制系统移除的方式，可以满足以单一系统，提供不同应用的目的。为满足能够随时加入或移除特定模块的目的，各功能模块上需要设置连接器模块，使该连接器模块提供位于相同数量的接触端子在相对应的位置。特别是将各功能模块形成扁平盒体，在盒体两侧的相对应位置提供相同数量的连接端子，以在该两侧与其他形成盒体的功能模块形成电性连接，借以传送信号或电流。

美国专利5,716,241“I/O Device for a Data Bus”公开一种具有这种模块化连接功能的连接器模块，可以收容在模块盒体内。

因应这种功能模块的连接方式，本领域技术人员也开发出一种连接器模块。该连接器模块主要形呈扁平盒体，并在盒体两侧配备相同数量、位于对应位置的连接端子，以在该两侧与其他连接器模块盒体形成电性连接。使用在两侧的连接端子形成T字形，位于中间的垂直方向端子形成两支弹性脚，可以夹接外部连接端子，例如位于具有功能模块的电路板上的金手指。当该外部连接端子插入该垂直方向端子时，可使该外部连接端子所连接的功能模块与该T形连接端子形成电性接触。亦即，当无该垂直方向端子时，该T形连接端子可向横向导通，称为短路；当该垂直方向端子插入时，该T形连接端子可另与该外部连接端子所连接的功能模块导通。在这种连接方式下，视该功能 模块的设计而异，该功能模块可与其它功能模块形成“串联”或“并联”的连接。

WO 00/62376A1“Input/Output Device Having Removable Module”公开一种具有这种功能的连接器模块，并公开使用在该连接器模块上的T形连接端子。

美国专利公开案US 2013/0027890公开一种“Connection Module Being Capable of Serving a Bus”进一步利用多个连接器模块，形成总线(bus)结构。这种连接方式可以实现各功能模块的“总线”连接。

提供一种多连接模式的连接器模块，利用在一组连接端子内插入外物，改变端子连接关系的设计，也可见于美国专利7,402,058号“Plug Connector with Short Circuit Contacts”。

由于业界对于功能模块的应用方式需求甚殷，多连接模式的连接器模块成为业界所需的解决方案。多模式连接器模块提供多种电连接模式，以供功能模块供应商选择使用。多模式连接器模块可以应用于大多数的功能模块，也可以用来连接使用不同电连接模式的功能模块。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新颖的连接器模块，该连接器模块提供多种电连接模式，以供功能模块选用。

本发明的目的还在于提供一种三模式连接器模块，可以支持串联/并联的连接模式，以及总线连接模式。

根据本发明，提供一种连接器模块，包括：

模块本体；

可拆卸的固定在该模块本体的串联/并联连接器；以及

总线连接器固定座，该串联/并联连接器包括：

绝缘本体，包括插槽；及

至少一组连接端子组，固定于该绝缘本体上，各连接端子组包括第一弹片与第二弹片；其中：

该第一弹片提供第一接点、第二接点及第三接点，该第二、第三接点位于该插槽内，两者沿第一方向配置；

该第二弹片提供第四接点、第五接点及第六接点，该第五、第六接点位于所述插槽内，两者也沿所述第一方向配置，并可分别与所述第二、第三接点形成弹性接触；

所述插槽在与该第一方向直交方向上的宽度足以容纳外物，以在该外物以第一方向进入所述插槽时，解除所述第二接点与所述第五接点的接触，或所述第三接点与所述第六接点的接触，当所述串联/并联连接器组合于所述模块本体时，使各组连接端子组的第一接点与第四接点露出于所述模块本体两侧外部。

此外，该总线连接器固定座设置于所述模块本体，并包括：

滑轨，形成在所述模块本体的开口内，用以供总线连接器滑动固定，收纳于该滑轨中，

滑动夹具，位于该开口的一端，用以对准支撑轨道，并夹箝该支撑轨道，以固定所述连接器模块。

所述开口可沿所述轨道向所述夹具方向开放，以使所述总线连接器的连接端子接触位于所述支撑轨道内的总线结构。

在本发明的优选实例中，该第一弹片可包括连接部以及连接到该连接部上的第一弹性脚、第二弹性脚与第三弹性脚，并使该第一接点、第二接点及第三接点分别位于该第一弹性脚、第二弹性脚与第三弹性脚上。在本发明的一些优选实例中，该第二弹片可包括本体部以及连接到该本体部上的第四弹性脚、第五弹性脚与第六弹性脚，并使该第四接点、第五接点及第六接点分别位于该第四弹性脚、第五弹性脚与 第六弹性脚上。

在本发明的优选实例中，当有外物沿所述第一方向插入所述插槽时，该外物首先接触所述第二接点与所述第五接点，并随所述外物的继续移动而顶开所述第二接点与所述第五接点，解除所述第二接点与所述第五接点的接触状态。该外物继续沿所述第一方向插入，并接触所述第三接点与所述第六接点，并随所述外物的继续移动而顶开所述第三接点与所述第六接点，解除所述第三接点与所述第六接点的接触状态。

所述外物两侧面可设置电接点，该电接点可设置在所述外物全部插入该插槽后相对于所述第二接点与所述第五接点的位置，也可设置在相对于所述第二接点与所述第五接点的位置并延伸到相对于所述第三接点与所述第六接点的位置。所述外物可为电路板，且所述电接点可为所述电路板上的金手指。

当外物插入到插槽底部，顶开第三接点与第六接点时，因电接点长度不同，可能使电接点仅与第二接点与第五接点接触，或与第二、第五、第三、第六接点同时接触，形成电性接触。在电接点同时与第二、第五、第三、第六接点同时接触的情形时，原由第一接点进入，经由第二、第五两接点的接触，以及第三、第六接点的接触，而由第四接点送出的信号/电流，会经由电接点进入电路板上的电路，经过处理、转化后输出。实现串联的功能。如果电接点仅与第二、第五接点接触，则原由第一接点进入，而由第四接点送出的信号/电流，会有分流因第二、第五两接点的接触，经由电接点进入电路板上的电路，经过处理、转化后输出。实现并联的功能。

在本发明的优选实例中，所述总线连接器包括多个总线连接端子。所述总线连接器可由所述第一方向进入所述开口，并沿所述滑轨移动，直到使所述总线连接器的连接端子露出于所述开口另一端外侧时为 止。所述支撑轨道可沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸，以使支撑轨道可用于支撑多个并排的连接器模块。所述支撑轨道内可容纳总线结构，该总线结构可以包含：本体，用于容纳在所述支撑轨道内；以及多个金属条，各自沿该第二方向延伸，并平行排列，用以供多个总线连接器并排连接。所述总线连接器还可提供多个模块连接端子，用以供特定电路模块的连接端子连接。该总线连接器也可包括基板，例如电路板，在该基板上可设置电路模块。所述基板可设置延伸部，用以插入该串联/并联连接器的插槽中。

所述连接器模块的模块本体可延伸形成外壳，或连接外壳，用以容纳所述电路模块及/或所述基板。

当多个连接器模块并排装置于支撑轨道上时，连接器模块的串联/并联连接器以其第一接点及第四接点分别与前、后排连接器模块的串联/并联连接器的第四接点及第一接点形成接触。当该连接器模块的总线连接器固定座内插置有总线连接器时，该总线连接器的总线连接端子会电性连接支撑轨道上的总线结构内的金属条。

附图说明

上述及其他本发明的目的与优点，可由以下详细说明并参照附图，而更形清楚。

图1示出本发明连接器模块的一种实施例的结构示意图。

图2示出适用于本发明连接器模块的串联/并联连接器的一种实施例的结构示意图。

图3为适用于图2串联/并联连接器的连接端子第一弹片的一种实施例侧视图。

图4为适用于图2串联/并联连接器的连接端子第二弹片的一种实施例侧视图。

图5A-C为图2串联/并联连接器应用状态剖面图。

图6示出适用于本发明连接器模块的总线连接器的一种实施例的 结构示意图。

图7示出适用于本发明连接器模块的总线的结构示意图。

图8示出图7的总线结构截面图。

图9示出本发明连接器模块一种实施例组合后的应用示意图。

参考标记列表

100 连接器模块

10 模块本体

11 导引臂

12 导引臂

13 收容座

14 开口

15 开口

20 连接端子组

21 第一弹片

22 连接部

23 第一弹性脚

24 第二弹性脚

25 第三弹性脚

26 第二弹片

27 本体部

28 第四弹性脚

29 第五弹性脚

30 第六弹性脚

31 串联/并联连接器

32 绝缘本体

33 端子槽

34 舌片

35 插槽

40 总线连接器固定座

41 滑轨

42 开口

43 滑动夹具

44 凹槽

45 角状突出

50 总线连接器

51 本体部

52 连接端子

53 第一端子部

54 第二端子部

55 端子槽

60 支撑轨道

61 总线结构

62 金属条

63 凹槽

64 翼片

70 电路板

71 延伸部

72 连接端子

23A 第一接点

24A 第二接点

25A 第三接点

28A 第四接点

29A 第五接点

30A 第六接点

53A 弹性脚

53B 弹性脚

54A 弹性脚

54B 弹性脚

具体实施方式

以下依据附图说明本发明连接器模块的优选实例。但需说明，本发明的优选实例，只是用来说明本发明的多种可能的结构与应用方式。本发明的内容与范围，仍应以权利要求的记载为准。

本发明的目的在提供一种支持三种连接模式的连接器模块。用以支持多个功能模块间的串联/并联连接，以及总线连接。

图1示出本发明连接器模块的一种实施例的结构示意图。如图所示，本发明的连接器模块100包括一个模块本体10，以及固定在模块本体10上的串联/并联连接器31，及设置在模块本体10上的总线连接器固定座40。图1中的串联/并联连接器31是以可拆卸的方式固定在模块本体10。但本领域技术人员均知，串联/并联连接器31也可以不可拆卸的方式固定在模块本体10。由于方向的关系，图1中仅示出串联/并联连接器31外露的连接端子，以及串联/并联连接器31所具备的插槽35。

图1中也示出，总线连接器固定座40设置于模块本体10，形成开口状。总线连接器固定座40主要包括：滑轨41、41，形成在模块本体10所开设的开口42内。总线连接器固定座40还包括滑动夹具43，也是形成于模块本体10上，位于开口42的另一端，用以对准支撑轨道(60，参见图9)，并夹箝支撑轨道60，以将连接器模块100固定或滑动固定在支撑轨道60上。开口42及滑轨41、41的形状、尺寸均无特别限制，但须能提供足够的空间，以及便利装、卸的路径，以使总线连接器(50，参见图6)可由开口42进入，沿滑轨41、41滑动而固定，收纳于滑轨41、41中。开口42还沿滑轨41、41向夹具43方向开放，以使总线连接器50进入后，其连接端子可伸出开口42，而接触到位于支撑轨道60内的总线结构61。滑动夹具43的结构并无特别限制，只要能够夹箝标准或定制的支撑轨道，固定连接器模块100，并能以简单的操作解除夹箝状态，以移除连接器模块100即可。基于支撑轨道60 的轨道特性，滑动夹具43优选能在支撑轨道60上滑动。图1所示的滑动夹具43结构是一种最简单的夹具设计。基本上只具备：一个凹槽44，用以供支撑轨道60进入；以及凹槽44两侧的角状突出45、45，用以夹箝支撑轨道60。其他形式的滑动夹具43，例如以附弹簧的滑块代替角状突出45的夹具，均可应用于本发明。由于支撑轨道60是工业上的标准产品，该夹具的结构，不需在此赘述。

图1所示的模块本体10两侧形成导引臂11、12，其内设导轨，以供配置有功能电路模块的电路板(70，参见图9)可以插入其中。如果电路板70设有总线连接器50，则电路板70插入导引臂11、12内后，总线连接器50会进入固定座40，并从滑动夹具43端的开口突出。在滑动夹具43夹箝支撑轨道60的位置下，总线连接器50的总线连接端子即会接触支撑轨道60内的总线结构的金属条，形成电性接触。藉此与该总线结构形成总线连接。另外电路板70如在相对于插槽35的位置配备延伸部，则该延伸部将会进入插槽35内，与串联/并联连接器31产生互动。

模块本体10的形状当然不限于图1所示的形状。例如，模块本体10也可形成盒体的形式，提供外壳，以容纳电路板70以及其上所配置的电路、元件等。

图2示出适用于本发明连接器模块的串联/并联连接器31的一种实施例的结构示意图。图中示出4组连接端子组20，并示出其中一组连接端子组20的截面。如图所示，在本实施例中，串联/并联连接器31包括绝缘本体32，其上配置4组连接端子组20，并以端子槽33以及舌片34等加以可拆卸地固定。连接端子组20固定于绝缘本体32的方式，当然不限于上述，更无任何技术上的限制。例如以射出方式固定，也属可行。其连接端子组20数量也可随应用需要而改变。

绝缘本体32上设置插槽35，沿绝缘本体32长度方向延伸。其长 度与宽度并无任何限制。但通常而言，其长度优选足以容纳互相保持预定距离的预定数量端子组。至于其宽度，则优选足以容纳位于其内的端子，并能容纳外物插入，例如电路板70插入。

图中所示的多组连接端子组20，各包括第一弹片21与第二弹片26。图中示出，第一弹片21提供第一接点23A、第二接点24A及第三接点25A，第二、第三接点24A、25A位于插槽35内，两者沿第一方向X配置。图中也示出，第二弹片26提供第四接点28A、第五接点29A及第六接点30A，第五、第六接点29A、30A位于插槽35内，两者也沿第一方向X配置。此外，第五、第六接点29A、30A并分别与第二、第三接点24A、25A形成弹性接触。

图3为图2的连接端子组20第一弹片21的一种实施例侧视图。如图所示，在本件优选实例中，第一弹片21包括连接部22，以及连接到连接部22上的第一弹性脚23、第二弹性脚24与第三弹性脚25。第一接点23A、第二接点24A及第三接点25A即分别位于第一弹性脚23、第二弹性脚24与第三弹性脚25上。组装时，将第一弹片21的第二弹性脚24与第三弹性脚25对准插槽35向槽内推压，使第二弹性脚24与第三弹性脚25进入槽内，并将第一弹性脚23保持在槽外，直到插槽35的边缘接触，并顶住连接部22为止。

另请参考图4。图4为图2的连接端子组20第二弹片26的一种实施例侧视图。如图所示，在本优选实例中，第二弹片26包括本体部27，以及连接到本体部27上的第四弹性脚28、第五弹性脚29与第六弹性脚30。第四接点28A、第五接点29A及第六接点30A即分别位于第四弹性脚28、第五弹性脚29与第六弹性脚30上。与第一弹片21相似，组装时，将第二弹片26的第五弹性脚29与第六弹性脚30对准插槽35向槽内推压，使第五弹性脚29与第六弹性脚30进入槽内，并将第四弹性脚28保持在槽外，直到插槽35的台部接触，并顶住本体部27为止。

组装完成后，各组连接端子组20中，第一接点23A位于绝缘本体32的一侧外侧，而第四接点28A位于绝缘本体32的相对侧外侧。第一弹性脚23与第四弹性脚28可以全部或一部分位于该绝缘本体的外侧，只要能与属于另一连接器模块的一组连接端子组形成电性接触即可。

在图3所示的实例中，第三弹性脚25与第二弹性脚24，两者的延伸部分保持间距。在图4所示的实例中，第六弹性脚30与第五弹性脚29，两者的延伸部分保持间距。但在本发明的其他实例中，第三弹性脚25可以包围第二弹性脚24，两者保持间距，以形成外框状。此外，第六弹性脚30也可以包围第五弹性脚29，两者保持间距，以形成外框状。其他各种弹性脚，乃至于连接端子组的形状、结构设计，可由本领域技术人员根据需要决定。

再回到图1。在图1所示的模块本体10，供装置串联/并联连接器31的位置设置收容座13，以收容串联/并联连接器31。此外，模块本体10还在收容座13附近的两侧设置开口14、15，以使串联/并联连接器31的第一接点23A与第四接点28A，亦即第一弹性脚23及第四弹性脚28裸露于模块本体10外部。当多个连接器模块并排配置时，例如并排装置于支撑轨道60上时，连接器模块的串联/并联连接器31以其第一接点24A及第四接点28A分别与前、后排连接器模块的串联/并联连接器的第四接点28A及第一接点24A形成接触。

本发明的串联/并联连接器31经过组装后，各组连接端子组20的第二、第三接点24A、25A沿第一方向X配置于插槽35内。且第五、第六接点29A、30A也沿第一方向X配置于插槽35内。第五、第六接点29A、30A并分别与第二、第三接点24A、25A形成弹性接触。插槽35在与该第一方向直交方向上的宽度足以容纳外物，例如电路板70。故可在外物70进入插槽35时，解除第二接点24A与第五接点29A的 接触，以及第三接点25A与第六接点30A的接触。

图5A-C为本发明串联/并联连接器31应用状态剖面图。如图所示，在图5A的状态下，外物(电路板)70正从图的上方向下方插入插槽35中，但尚未进入插槽35。此时，第二接点24A与第五接点29A，以及第三接点25A与第六接点30A均保持电性接触。

在图5B所示的状态，外物70首先接触第二接点24与第五接点29，并继续移动而顶开第二接点24与第五接点29，解除第二接点24A与第五接点29A的接触状态。其后，外物70继续沿第一方向X插入，并联触第三接点25A与第六接点30A，再继续移动而顶开第三接点25A与第六接点30A，解除第三接点25A与第六接点30A的接触状态。其状态如图5C所示。

在本发明的优选实例中，电路板70相对串联/并联连接器31之处，提供延伸部71。延伸部71上设有位置与第二接点24A、第三接点25A及第五接点29A、第六接点30A对应的连接端子72(例如位于电路板70两侧面的金手指，参见图9)。连接端子72设置在电路板70两侧面，根据其长度不同，而位于电路板70上，在电路板70全部插入插槽35后，相对于第二接点24A与第五接点29A的位置，也可设置在相对于第二接点24A与第五接点29A的位置，并延伸到相对于第三接点25A与第六接点30A的位置。

当电路板70插入到插槽35底部，顶开第三接点25A与第六接点30A时，因连接端子72长度不同，可能使连接端子72仅与第二接点24A与第五接点29A接触，或与第二、第五、第三、第六接点24A、29A、25A、30A同时接触，形成电性接触。在该电接点同时与第二、第五、第三、第六接点24A、29A、25A、30A同时接触的情形，原由第一接点23A进入，经由第二、第五两接点24A、29A的接触，以及第三、第六接点25A、30A的接触，而由第四接点28A送出的信号/电 流，会经由连接端子72进入电路板70上的电路，经过处理、转化后输出。实现串联的功能。如果连接端子72仅与第二、第五接点24A、29A接触，则原由第一接点23A进入，而由第四接点28A送出的信号/电流，会有分流因第二、第五两接点24A、29A与连接端子72的接触，经由连接端子72进入电路板70上的电路，经过处理、转化后输出。实现并联的功能。

在上述过程中，电路板70的延伸部71顶开两组接点，即第二接点24A与第五接点29A，及第三接点25A与第六接点30A，当中一组接点时，另一组接点仍保持接触或已经顶开；而电路板70的延伸部71离开该两组接点当中一组时，另一组接点或仍保持接触或已经顶开。无论何者，都不会发生回路瞬间断路或导通的现象。藉此，提供支持热插拔的效果。

具有上述结构的连接器模块，提供一个或多个串联/并联连接器31，以及一个或多个总线连接器固定座40，可供插置总线连接器50。使用时可将配备总线连接器50的电路板70，以将总线连接器50插入总线连接器固定座40，并使电路板70的延伸部71插入串联/并联连接器31的插槽35的方式，结合连接器模块100与电路板70。完成的组件即如图9所示。其后，将多个同样组装连接器模块100的功能模块，以将连接器模块的滑动夹具43夹箝相同支撑轨道60的方式，并排紧密排列。使电路板70上配备的功能模块电路，可透过其串联/并联连接器31与其他并排该连接器模块形成串联或并联。并透过其总线连接器50，与其他功能模块形成总线连接。如此实现了三种连接模式。

当然，连接端子组100也可另外设置总线连接器50，并使总线连接器50提供一组可拆卸的连接端子，以供功能模块以电路板70上的金属端子，例如金手指连接。图6即示出适用于本发明连接器模块的总线连接器50一种实施例的结构示意图。如图所示，总线连接器50包括一连接器本体51，以及配置在本体51内的多个连接端子52。连 接端子52包括第一端子部53与第二端子部54，分别向相反方向延伸。第一端子部53包含两支弹性脚53A、53B，用以接触并夹箝位于支撑轨道60内的总线结构61中的金属条62，以形成稳定的电性接触。第二端子54也包括两支弹性脚54A、54B，用以接触并夹箝位于电路板70上的金属端子，以形成稳定的电性接触。本体51内设置与端子52数量相同的端子槽55，以收容各端子52。如此形成的总线连接器50，可以插入并固定在模块本体10的总线连接器固定座40中。当总线连接器50进入固定座40，并从滑动夹具43端的开口突出。在滑动夹具43夹箝支撑轨道60的位置下，总线连接器50的总线连接端子52即会接触支撑轨道60内的总线结构的金属条62，形成电性接触。藉此与该总线结构形成总线连接。

在本发明的优选实施例中，第二端子54并不形成两支弹性脚，而是以焊接等方式，结合在电路板70上。在这种实例中，是以将电路板70插入导引臂11、12内的方式，组合电路板70(含总线连接器50)与连接器模块100。

具有上述特征的总线连接器50，可以参考台湾专利公开案2012/40248号“端子台资料传输总线结构及使用该资料传输总线结构之端子台”。该案的说明内容，可作为本案参考。

如上所述，支撑轨道60实为一种工业上的标准配备，用来支撑多个例如端子台的功能模块。适用于本发明的总线结构，即建置在这种支撑轨道内。图7即示出适用于本发明连接器模块的总线结构61的示意图。图8为其截面图。如图所示，总线结构61为板状物体，其上开设多个凹槽63。凹槽63向总线结构61的长度方向延伸。该长度方向与第一方向X垂直，故使多个并排的连接器模块100可以同时以其总线连接器50连接在总线结构61上，并使其串联/并联连接器31前后相连。

总线结构61的形状并无特别限制，但须能容纳在支撑轨道60内，以善用支撑轨道60所提供的空间，而无须额外的配备。在凹槽63内配置一条金属条62，使金属条62平行排列。多个金属条62即形成总线，或称总线。可以用来传输电源及/或信号。图7、8示出总线结构61以翼片64挂设在支撑轨道60上。但翼片64并非绝对必要。这是因为连接器模块100已经以滑动夹具43箝夹支撑轨道60，并以总线连接器50连接总线结构61。结构可以相当稳固。

总线连接器50可由第一方向X进入开口42，并沿滑轨41、41移动，直到使总线连接器50的总线连接端子52露出于该开口另一端外侧时为止。将连接器模块100以滑动夹具43夹挂在总线结构61后，总线连接器50的总线连接端子52即会与总线结构61内的多个金属条62分别接触，形成电性连接，达成总线连接。

具有上述特征的总线结构61，也可以参考台湾专利公开案2012/40248号“端子台资料传输总线结构及使用该资料传输总线结构之端子台”。该案的说明内容，可作为本案参考。

图7示出本发明连接器模块一种实施例组合后的应用示意图。如图所示，当连接器模块100的总线连接器固定座40内插置有总线连接器50时，总线连接器50的总线连接端子52会电性连接支撑轨道60上的总线结构内的金属条62。当多个连接器模块100并排配置于支撑轨道60上时，连接器模块的串联/并联连接器以其第一接点23A及第四接点28A，分别与前、后排连接器模块的串联/并联连接器的第四接点28A及第一接点23A，形成接触。

如上所述，本发明提供一种三模式的连接器模块，利用简单的结构，提供工业上对于不同连接模式的需求。应属一种进步的发明。