具有配合引导特征的电连接器系统的制作方法

本文的主题总体上涉及具有互补引导特征的电连接器，当电连接器彼此配合时，所述互补引导特征减少未对准。

背景技术：

电连接器系统通常包括插座连接器和插头连接器。插座连接器限定了腔或槽，当连接器彼此配合时，腔或槽接收插头连接器的一部分。插头连接器的接收到插座连接器的腔中的部分可以是相对刚性的，以便将电气元件(例如接触垫或接触梁)保持在固定位置。例如，插头连接器的该部分可包括电路卡(例如，板)的刚性基板、塑料外壳或托盘等。

如果插头连接器在配合操作期间未与插座连接器对准，则插头连接器的相对刚性的部分可能损坏插座连接器。例如，插座连接器可以具有弹簧梁触头，其延伸到腔中以接合插头连接器的电气元件。如果插头连接器的刚性部分以从插头连接器的所需配合方向偏离的角度进入插座的腔，则当操作者调整插头连接器的取向以使插头连接器相对于插座连接器伸直时，该刚性部分的边缘或角部会挖入弹簧梁触头。刚性部分的边缘或角部会将一个或多个弹簧梁触点推出位置，如果两个相邻的弹簧梁接触，则导致电连接中断和/或可能导致电短路。当操作者伸直开插座连接器的腔内的未对准的插头连接器时，刚性部分的边缘或拐角还可能破坏一些弹簧梁触头。在配合期间连接器之间的未对准造成的损坏通常发生(但非排他地)在盲插和难以到达的情况下，其中，当操作者试图联接连接器时，插座连接器的视觉和/或对插座连接器的接取受到限制。

因此，需要一种电连接器系统，其减少或消除在配合期间由连接器的未对准引起的部件损坏和/或信号传输中断的风险。

技术实现要素：

根据本发明，提供了一种连接器系统，其包括第一连接器和第二连接器。第一连接器包括保持电路卡的插头外壳。插头外壳包括基部部分和舌部部分。舌部部分从基部部分延伸到插头外壳的配合端。电路卡凸出超过插头外壳的配合端。插头外壳包括沿着舌部部分的外表面设置的轨道。第二连接器包括插座外壳，其在插座外壳的配合端处限定卡槽。卡槽配置为在其中接收第一连接器的电路卡。第二连接器包括保持在卡槽内以接合电路卡的多个电触头。第二连接器包括安装到插座外壳的壳体。壳体凸出超过插座外壳的配合端以限定插座，所述插座在其中接收插头外壳的舌部部分。壳体限定引导通道，其配置为当舌部部分进入插座时接收插头外壳的轨道。

附图说明

图1是根据实施例的连接器系统的透视图，示出了准备配合到第二电连接器的第一电连接器。

图2示出了根据实施例的安装在印刷电路板上的第二电连接器的截面侧视图。

图3是根据实施例的第一电连接器的透视图。

图4是根据实施例的第二电连接器的壳体的透视图。

图5是根据实施例的插头连接器和插座连接器的俯视图，示出了相对于插座连接器成角度地未对准的插头连接器。

图6是处于图5所示的未对准取向的插座连接器和插头连接器的一部分的放大图。

具体实施方式

本公开的某些实施例提供了一种电连接器系统，其在配合连接器上具有互补的引导特征，当连接器朝向彼此移动时，相对于缺乏引导特征的连接器，其减小了连接器之间允许的角度未对准的量。通过减小允许的角度对准的量，可以降低连接器内电触头损坏的风险，并降低由于弯曲或错位的触头引起的电气短路和其他电气连接中断的风险。

图1是根据实施例的连接器系统100的透视图，示出了准备配合到第二电连接器104的第一电连接器102。第一电连接器102是电缆安装的连接器，其包括从第一电连接器102的电缆端108延伸的多个电线或电缆106(例如，统称为电缆束)。在所示的实施例中，第二电连接器104是安装在到印刷电路板110的直角可板安装的连接器。第二电连接器104包括壳体114，壳体114限定插座112，插座112配置为在第一电连接器102和第二电连接器104配合时，在其中接收第一电连接器102的一部分。由于第一电连接器102的一部分插接到第二电连接器104的插座112中，所以第一电连接器102在本文中称为“插头连接器”，并且第二电连接器器104被称为“插座连接器”。在替代实施例中，插座连接器104是直列或180度连接器而不是直角连接器。在一个或多个替代实施例中，连接器102、104两者可以是电缆安装的，或者两个连接器102、104可以是板安装的。

电连接器102、104用于将电线106(以及连接到电线106的相对端(未示出)的电气装置)连接到印刷电路板110上的电路。例如，导线106可以延伸到不同的电路板或同一电路板110的不同位置。电连接器102、104可以是高速连接器，其配置为以高达或超过10gbps的频率发送信号。连接器102、104中的一个或两个可以容纳在电子装置内，例如服务器、计算机、显示装置等。例如，插座连接器104可以设置在电子装置内并安装到装置的面板，且插头连接器102可以在电子装置的外部，通过面板中的开口配合到插座连接器104。操作者可以在配合过程期间相对于插座连接器104保持和操纵插头连接器102。由于插座连接器104的位置，操作者可能难以看到和/或接取插座连接器104，导致连接器102、104之间的盲插。在配合期间，操作者可能难以使插头连接器102相对于插座连接器104正确地对准和定向。电连接器102、104包括引导特征，以降低在配合期间由连接器102、104的未对准引起的损坏的风险。

插头连接器102包括插头外壳116，其保持并支撑用于传送电信号的多个电导体。插头连接器102包括由插头外壳116保持的一个或多个电路卡120。一个或多个电路卡120包括接触垫119和表示插头连接器102的电导体的电迹线(未示出)。插头外壳116具有配合端118。在所示的实施例中，配合端118与电缆端108相对，但在不同实施例中，配合端118可具有相对于电缆端108的不同位置和/或取向。一个或多个电路卡120从插头外壳116的配合端118凸出。(多个)电路卡120的接触垫119沿着超出插头外壳116的配合端118的暴露段并排布置在(多个)电路卡120的横向宽度上。虽然在图1中不可见，但电线106电端接到插头外壳116内的(多个)电路卡120。在替代实施例中，插头连接器102的电导体可包括可偏转的接触梁等，而不是电路卡120上的导电迹线和接触垫119。

插头外壳116可以包括基部部分158和舌部部分134。舌部部分134从基部部分158延伸到配合端118。基部部分158大于舌部部分134。电线106端接到基部部分158内的(多个)电路卡120。(多个)电路卡120在配合端118处延伸通过舌部部分134并从舌部部分134凸出。基部部分158可以限定电缆端108。

插头连接器102还包括第一闩锁臂122和第二闩锁臂124，其用于在配合时将插头连接器102可移除地闩锁到插座连接器104。在所示的实施例中，闩锁臂122、124从基部部分158延伸。第一闩锁臂122设置在舌部部分134的第一外板侧126处(或附近)。第二闩锁臂124设置在舌部部分134的与第一外板侧126相对的第二外板侧128处(或附近)。因此，闩锁臂122、124彼此横向间隔开大约舌部部分134的整个宽度的距离。每个闩锁臂122、124包括相应的钩尖130，当连接器102、104配合以将连接器102、104闩锁和联接在一起时，钩尖130配置为接收在插座连接器104的壳体114的对应的开口132内。与具有较窄闩锁机构的已知连接器相比，宽闩锁姿态增加了插头连接器102承受扭转力而不在插座112内枢转或扭转的能力。宽闩锁姿态还可以增加插头连接器102可以承受的轴向拉力，而不会相对于已知连接器的闩锁机构从插座连接器104脱开。

插头连接器102还包括系绳140和盖板142。盖板142安装到插头外壳116的顶侧144。如本文所使用的，诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“上”和“下”的相对或空间术语仅用于区分所引用的元件，并且不一定需要相对于重力或相对于连接器系统100的周围环境的特定的位置或取向。系绳140垂直地保持在盖板142和外壳116之间。系绳140包括按钮146，按钮146至少部分地凸出穿过盖板142中的窗口160。系绳140的自由段148从插头连接器102的电缆端108延伸。系绳140可操作地连接到外壳116的基部部分158内的闩锁臂122、124。系绳140配置为由使用者手动致动以选择性地枢转闩锁臂122、124，以便从插座连接器104解锁插头连接器102。例如，按钮146可以被按下(朝向电路卡120向下)和/或自由段148可以被向后拉(在远离插座连接器104的方向上)，以便枢转闩锁臂122、124。

插头连接器102包括一个或多个引导特征，其构配置为与插座连接器104的壳体114接合，以在配合期间，在插头连接器102被装载到壳体114的插座112中时，支持插头连接器102相对于壳体114的正确对准。在一个或多个实施例中，插头外壳116包括在舌部部分134上的一个或多个轨道136，其表示引导特征。在所示的实施例中，插头外壳116包括两个轨道136，但是在其他实施例中可以具有不同数量的轨道136，例如仅一个或多于两个。轨道136设置在舌部部分134的外表面135上。

插座连接器104包括一个或多个引导特征，其与插头连接器102上的引导特征互补。在一个或多个实施例中，插座连接器104的壳体114包括表示引导特征的一个或多个引导通道138。引导通道138中的每一个配置为，当插头连接器102被装载到壳体114的插座112中时，接收插头外壳116的轨道136中的对应的一个。引导通道138的数量可以对应于插头连接器102上的轨道136的数量。壳体114在所示的实施例中包括两个引导通道138，但在其他实施例中可以具有不同数量的引导通道138。

图2示出了根据实施例的安装在印刷电路板110上的插座连接器104的截面侧视图。插座连接器104保持多个电导体204的插座外壳202。在所示的实施例中，插座外壳202具有顶侧206和与顶侧206相对的底侧208。底侧208面向电路板110的顶表面210，并且可选地接合顶表面210。插座外壳202包括配合端212。在所示的实施例中，配合端212在顶侧206和底侧206之间延伸，并且垂直于电路板110的顶表面210取向。插座外壳202限定了在配合端212处敞开的卡槽214。卡槽214配置为在配合期间在其中接收插头连接器102(图1)的电路卡120(在图1中示出)。

插座连接器104的电导体204包括电触头216，其至少部分地延伸到卡槽214中。电触头216可以表示电导体204的配合端段。电触头216配置为接合并电连接到电路卡120上的接触垫119(图1)。在实施例中，电触头216是可偏转的弹簧梁，其配置为通过电路卡120朝向插座外壳202的顶侧206或底侧208向外偏转。例如，电导体204包括上导体204a和下导体204b。当电路卡120被接收到卡槽214中时，上导体204a的触头216通过电路卡120朝向顶侧206偏转，并且下导体204b的触头216通过电路卡120朝向底侧208偏转。尽管图2仅示出了一个上导体204a和一个下导体204b，但是在实施例中，插座连接器104包括多个上导体204a和多个下导体204b。在所示的实施例中，电导体204具有焊接尾部230，其表面安装到电路板110的顶表面210。在替代实施例中，电导体204可以具有通孔安装到电路板110的引脚而不是焊接尾部230。

插座连接器104的壳体114包括安装端220和与安装端220相对的远端222。安装端220接合并至少部分地围绕插座外壳202。壳体114凸出超过插座外壳202的配合端212以限定插座112。例如，壳体114的远端222与插座外壳202的配合端212间隔开，使得壳体114具有不与插座外壳202接合的独立部分228。壳体114的插座112沿着与壳体202的配合端212相邻的独立部分228限定。插座112流体连接到卡槽214。壳体114的远端222限定插座112的入口224。插座外壳202的配合端212表示插座112的与入口224相对的后端。

壳体114包括限定插座112的多个壁。例如，壳体114包括第一长形壁232和第二长形壁234。由于所示的取向，第一长形壁232在本文中称为“顶部长形壁”，并且第二长形壁234在本文中称为“底部长形壁”。顶部长形壁232和底部长形壁234在壳体114的安装端220和远端222之间延伸。顶部长形壁232设置在插座外壳202的顶侧206上。底部长形壁234设置在插座外壳202的底侧208和电路板110的顶表面210之间。在插座连接器104的所示取向中，一个引导通道138沿顶部长形壁232可见，但是截面线不延伸穿过引导通道138。

壳体114的插座112配置为在配合操作期间在其中接收插头外壳116(图1)的舌部部分134(在图1中示出)。例如，电路卡120和舌部部分134都可以进入插座112，但是在一个实施例中，只有电路卡120进入卡槽214。插座112在顶部长形壁232和底部长形壁234之间的高度大于卡槽214的高度。舌部部分134可以装配在插座112内，但可能太高或太厚而不能装配在卡槽214内。可选地，当插头连接器102(图1)与插座连接器104完全配合时，舌部部分134的配合端118(图1)可以紧靠插座外壳202的配合端212，以防止插头连接器102在相对于插座连接器104的装载方向上的额外的移动。

图3是根据实施例的插头连接器102的透视图。插头连接器102相对于垂直或俯仰轴线191、横向轴线192和纵向轴线193取向。轴线191-193互相垂直。尽管俯仰轴线191看似大致平行于重力延伸，但应理解的是，轴线191-193不需要相对于重力具有任何特定的取向。

一个或多个电路卡120包括配合段302，其从插头外壳116的配合端118(例如，在舌部部分134处)凸出到电路卡120的相应的前边缘304。配合段302是电路卡120的一部分，其在配合期间被接收在插座连接器104(图2)的卡槽214(在图2中示出)中。前边缘304在电路卡120的第一侧边缘306和第二侧边缘308之间横向延伸(例如，平行于横向轴线192)。

在所示的实施例中，插头连接器102包括两个轨道136，其在舌部部分134的第一外板侧126和第二外板侧128之间沿着舌部部分134的外表面135彼此横向间隔开。轨道136可以具有相同或至少相似的尺寸、形状和构造，因此单个轨道136的以下描述可以应用于两个轨道136。轨道136沿纵向轴线193线性地(例如，平行于纵向轴线193)延伸。轨道136垂直于电路卡120的前边缘304伸长。轨道136的取向平行于期望的装载轴线314(在图1中示出)，其表示插头连接器102与插座连接器104(图1)的正确角度对准。

轨道136从基部部分158延伸到轨道136的相应的前端310，该前端310位于插头外壳116的配合端118处或附近。轨道136从舌部部分134的外表面135向外(例如，垂直向上)突出。轨道136可以与舌部部分134成一体，使得轨道136和外表面135之间的接口312是无缝的。例如，轨道136可以在与舌部部分134共同的模制过程期间形成，或者可选地，可以焊接或以其他方式永久地固定到舌部部分134以限定无缝接口312。

在所示的实施例中，两个轨道136设置在插头连接器102的第一闩锁臂122和第二闩锁臂124之间。两个轨道136中的第一轨道136a位于舌部部分134的第一外板侧126附近。两个轨道136中的第二轨道136b位于舌部部分134的第二外板侧128附近。例如，第一轨道136a定位为更为靠近第一外板侧126，而不是更为靠近第一外板侧126和第二外板侧128之间的舌部部分134的横向中心320。类似地，第二轨道136b定位为更为靠近舌部部分134的横向中心320，而不是更为靠近第二外板侧128。两个轨道136a、136b的相对宽的姿态配置为：当插头连接器102与插座连接器104未对准时(图2)，防止(或至少减小)电路卡120的配合段302进入卡槽214(在图2中示出)(的程度)，从而当拉直未对准的插头连接器102时，减少或消除插座连接器104的电触头216(图2)损坏的风险。

图4是根据实施例的插座连接器104的壳体114的透视图。壳体114相对于垂直或俯仰轴线194、横向轴线195和纵向轴线196取向。轴线194-196互相垂直。尽管俯仰轴线194看似大致平行于重力延伸，但应理解的是，轴线194-196不需要相对于重力具有任何特定的取向。

壳体114包括顶部长形壁232和底部长形壁234及第一侧壁402和第二侧壁404。第一侧壁402和第二侧壁404中的每一个在顶部长形壁232和底部长形壁234之间延伸并且电连接到顶部长形壁232和底部长形壁234。插座112在第一侧壁402和第二侧壁404之间横向限定，并且在顶部长形壁232和底部长形壁234之间垂直限定。壳体114具有由长形壁232、234和侧壁402、404限定的大致矩形的截面形状。长形壁232、234代表矩形形状的较长长度，侧壁402、404代表较短长度。在实施例中，壳体114是金属的并且由金属片冲压成形。替代地，壳体114可以是多个金属片的组件，或者可以经由模制或挤压而不是冲压成形来形成。

壳体114的插座112具有的尺寸和形状与插头连接器102(图3)的舌部部分134(在图3中示出)的尺寸和形状互补。例如，舌部部分134的外表面135(图3)可以在配合期间沿着壳体114的顶部长形壁232接合并滑动。当插头连接器102相对于壳体114未对准时，则轨道136(图3)中的至少一个的前端310(图3)紧靠壳体114的远端222而不接收在插座112中。轨道136的前端310和壳体114的远端222之间的接合阻止未对准的插头连接器102进入插座112的额外移动，直到插头连接器102正确对准(例如，拉直)。

在所示的实施例中，壳体114包括沿顶部长形壁232设置的两个引导通道138。两个引导通道138沿着第一侧壁402和第二侧壁404之间的壳体114的宽度彼此横向间隔开。如上所述，引导通道138的数量和引导通道138的定位对应于插头连接器102(图3)的轨道136(图3)的数量和位置，因为每个引导通道138配置为在配合期间在其中接收轨道136中的不同的对应的一个。

在实施例中，引导通道138从插座112向外延伸(例如，在远离底部长形壁234的方向上)。引导通道138通向(例如，流体连接到)插座112。顶部长形壁232和底部长形壁234之间的插座112的高度在引导通道138处比在与引导通道138横向间隔开的位置处更大。在实施例中，引导通道138通过将顶部长形壁232弯曲或按压成远离插座112延伸的凹槽或槽状形状而形成。引导通道138中的每一个限定在从顶部长形壁232向外延伸的第一侧406和第二侧406之间。每个引导通道138的第一侧406和第二侧408通过顶板410连接。引导通道138具有的尺寸和形状对应于轨道136(图3)的尺寸和形状，使得轨道136能够以相对有限的间隙量装配在对应的引导通道138内，以在配合时减少允许的角度未对准量。

引导通道138可以从壳体114的远端222朝向安装端220线性延伸。例如，引导通道138沿着纵向轴线196彼此平行地延伸。在所示的实施例中，引导通道138延伸从远端222到安装端220的全部长度，但是在替代实施例中，引导通道138可以仅延伸壳体114的一部分长度。

壳体114可选地包括一个或多个加强肋412。在所示的实施例中，壳体114具有两个加强肋412，但在其他实施例中可具有额外的或更少的肋。加强肋412位于顶部长形壁232上。加强肋412可以与顶部长形壁232成一体。例如，肋412可以在共同的模制过程期间形成在壁232的金属材料中，或者可以焊接或钎焊到顶部长形壁232上。替代地，肋412可以是分立的部件，其粘合或紧固到顶部长形壁232。肋412平行于横向轴线195延伸，横向轴线195在第一侧壁402和第二侧壁404之间延伸。在所示的实施例中，肋412设置在两个引导通道138之间。例如，引导通道138定位为相对靠近对应的侧壁402、404，并且加强肋412沿顶部长形壁232在引导通道138之间延伸。在所示的实施例中，加强肋412沿着壳体114的独立部分228位于壳体114的远端222处或附近。

加强肋412为远端222(其限定插座112的入口224)处的引导通道138之间的顶部长形壁232的中间部分增加了结构支撑和刚性。加强肋412可以减小当插头连接器102(图3)试图以相对于壳体114的未对准角度装载到插座112中时，顶部长形壁232向外弯曲或以其他方式变形的可能性。例如，肋412可以允许壳体114承受由壳体114的远端222上的角度未对准的插头连接器102的轨道136(图3)中的一个或多个施加的力，而不会变形。

图5是根据实施例的插头连接器102和插座连接器104的俯视图，示出了相对于插座连接器104成角度地未对准的插头连接器102。例如，插头连接器102相对于插座连接器104从正确的取向角度成角度地偏移大约30度。图5中的图示包括穿过壳体114的顶部长形壁232的窥视孔502，以便相对于壳体114的插座112内的插座外壳202观察插头连接器102的电路卡120。

图6是处于图5所示的未对准取向的插座连接器104和插头连接器102的一部分504的放大图。图6示出了图5所示的穿过壳体114的窥视孔502。在图6中，插座连接器104的所示引导通道138以截面示出，使得顶板构件410(在图4中示出)被省略。在所示的实施例中，由于插头连接器102相对于插座连接器104未对准，所以引导特征阻止插头连接器102的电路卡120接收在插座外壳202的卡槽214(在图2中示出)的长度足够远以接合电触头216。由于未对准，轨道136未被干净地接收到引导通道138中。相反，轨道136的前端310在壳体114的远端222处紧靠引导通道138的第二侧408。壳体114的顶部长形壁232上的肋412由于轨道136施加在侧面408上的力而阻止顶部长形壁232向外弯曲。

轨道136的前端310与侧面408之间的接合阻挡插头连接器102进入插座112的额外移动，直到插头连接器102与插座连接器104更好地对准。在图6中所示的插头连接器102的阻挡位置中，插头连接器102的电路卡120与插座外壳202中的电触头216间隔开并且与之不接合。因此，当插头连接器102随后相对于插座连接器104被拉直时，不存在从电路卡120损坏电触头216的风险。在使插头连接器102朝向正确的对准角度枢转时，轨道136最终进入并穿过引导通道138移动。此时，电路卡120进入卡槽214(图2)并接合电触头216。在实施例中，引导通道138相对于轨道136具有足够的间隙，以允许当插头连接器102在约3度的正确对准角度内时轨道136进入引导通道138，但是在其他实施例中，用于进行配合的允许的对准范围可以不同。