电连接器的制作方法

本申请根据35u.s.c.§119(e)要求2016年8月22日提交的临时专利申请号no.62/377,859的优先权，该专利申请通过引用结合在本文中。

本发明涉及一种用于连接可能未对准的电子和/或电部件的电连接器。

背景技术：

在电子系统中，需要在系统的构成部件之间建立电连接。通常，这些部件是相对刚性的并且具有将部件连接在一起的固定位置。例如，要连接在一起的部件可以是印刷电路板(pcb)，并且连接位置可以是pcb中的电镀通孔。虽然每个pcb可按照严格的公差生产，但是pcb之间的连接位置可能由于公差叠加或其它原因仍然未对准。

当部件连接在一起(或试图连接在一起)时，部件的连接位置之间的未对准会引起配合问题。例如，如上所述，部件中的一个或两个可以是具有作为连接点的电镀通孔的pcb。在这种情况下，通常使用焊接或压配合连接将连接器固定到该通孔。这种刚性且相对易碎的连接可能受到未对准的部件相结合时产生的错误力的物理损害。即使部件没有被损害，电连接也可能由于未对准而不如它们应该的那样坚固。

基于前述内容，期望提供一种用于电连接部件的电连接器，其中该连接器适应部件之间的未对准。

技术实现要素：

公开了一种连接器，其用于连接到用于安装电子器件的基板。基板可以具有形成在其中的多个孔。连接器包括具有相对的第一和第二端开口的壳体。联接接触件可枢转地设置在该壳体内。联接接触件包括分别具有相对的第一和第二端部部分的一对元件。该元件在第一和第二端部部分的中间结合在一起。第一端部部分由第一空间隔开，并且第二端部部分由第二空间隔开。第一空间与壳体中的第一端开口对准，并且第二空间与壳体中的第二端开口对准。该连接器还包括安装接触件，该安装接触件部分地设置在壳体内。该安装接触件具有结合到条区的紧固结构。该紧固结构适于插入基板的一个孔中，并且该条区设置在联接接触件的第二空间中。

在本发明的一个方面中，该壳体具有一对相对的侧壁，其中一个侧壁具有开口。此外，该连接器包括多个接触板，其中该联接接触件在壳体中堆叠并排布置，使得第一空间对准以形成第一接收凹槽，并且第二空间对准以形成第二接收凹槽，所述第二接收凹槽与壳体的侧壁中的开口对准。该安装接触件的条区设置在第二接收凹槽中。

附图说明

结合以下描述、所附的权利要求书和附图，将更好地理解本发明的特征、方面和优点，其中：

图1示出了本发明的联接器的透视图；

图2示出了该联接器的局部分解透视图，其中从壳体移除了接触板的堆叠；

图3示出了一个接触板的平面图；

图4示出了用于连接到联接器的安装接触件的透视图；

图5示出了用于连接到印刷电路板的连接接触件的透视图；

图6示出了联接器、安装接触件、连接接触件和一对印刷电路板的组合的透视图；

图7示出了图6的组合的剖视图；

图8示出了用于连接到联接器的引线框架的透视图；

图9示出了连接到设置在总线条和印刷电路板之间的联接器的引线框架的透视图；和

图10示出了一对连接器的透视图。

具体实施方式

应当注意，在下面的详细描述中，相同的部件具有相同的附图标记，而不管它们是否示出在本发明的不同实施例中。还应注意，出于清楚和简明的目的，附图可能未必按比例绘制，并且本发明的某些特征可以以略微示意的形式示出。

现在参考图1和2，示出了根据本发明构造的联接器10。联接器10包括设置在壳体16中的接触板14的堆叠12。每个接触板14是整体或单片结构并且是导电的，包含导电金属，例如镀锡的铜合金。如图3中最佳所示，每个接触板14包括一对不规则形状的元件或腿18a，18b。每个腿18a，18b包括具有狗腿构造的上第一部分22a，22b和具有大致l形构造的下第二部分24a，24b。第一部分22a，22b包括第一端部部分26a，26b，其相对于接触板14的在腿18a，18b之间延伸的纵向中心轴线l向外成角度(倾斜)。第二部分24a，24b包括第二端部28a，28b，其从外跟部向内横向延伸，然后朝向纵向中心轴线l向上弯曲。腿18a，18b通过位于第一端部部分26a，26b和第二端部部分28a，28b之间的横杆30结合在一起。横杆30在腿18a，18b之间横向延伸，并有助于使接触板14呈大致h形。第一端部部分26a，26b在它们之间限定第一接收空间34，而第二端部部分28a，28b在它们之间限定第二接收空间36。每个第一接收空间34具有宽的外部和窄的内部，从而使第一接收空间具有大致v形。每个第二接收空间36也是v形的；然而，第一接收空间34比第二接收空间36大并且其v形比第二接收空间36更明显。第一接收空间34邻接第一内部空间38，而第二接收空间36邻接第二内部空间40。

如图所示，接触板14并排设置，它们的平表面彼此邻接，以形成堆叠12。然而，在其它实施例中，接触板14可以分别通过空间分开。接触板14彼此对准，使得第一接收空间34形成第一接收凹槽42，并且第二接收空间36形成第二接收凹槽44。类似地，第一内部空间38形成第一内部通道46，并且第二内部空间形成第二内部通道48。第一接收凹槽42的最窄部分，其直接邻接第一内部通道46并由第一接收空间36的窄的内部部分形成，被称为接触区域49。第一和第二接收凹槽42，44以及第一和第二内部通道46，48在堆叠方向上延伸，该堆叠方向法向于接触板14的平表面。所使用的接触板14的数量是由联接器10设计用于处理的电流量确定，通过增加所用的接触板14的数量来增加联接器19的电流承载能力。影响联接器10的电流承载能力的其它因素包括每个接触板14的厚度、所用电镀的类型和下面的金属结构的构成。

壳体16通常是长方体的，并且由绝缘材料构成，例如塑料。壳体16的内部是中空的，并且其尺寸适于在压配合操作中接收接触板14的堆叠12，即，内部在一个或多个尺寸上小于堆叠12。壳体16包括相对的第一侧壁54a，54b、相对的第二侧壁50a，50b和相反的第一和第二开口端58，60。第二侧壁50a，50b每者具有朝向第一开口端58设置的矩形主开口62和朝向第二开口端60设置的矩形次开口64。第一侧壁54a，54b每者具有朝向第一开口端58设置的矩形主狭槽66和朝向第二开口端60设置的矩形次狭槽68。

接触板14以压配合操作固定在壳体16内，其中堆叠12作为整体通过第二开口端60被压入壳体16中。在堆叠12和壳体16之间产生的干涉配合将接触板14固定到壳体16内，但允许接触板14的枢转运动，这将在后面更充分地讨论。

接触板14设置在壳体16内，使得接触板14的第一接收空间34与壳体16的第一开口端58对准，并且接触板14的第二接收空间36与壳体16的第二开口端60对准。另外，堆叠12的第一接收凹槽42与壳体16中的主狭槽66对准，并且堆叠12的第二接收凹槽44与壳体16中的次狭槽68对准。

为了便于描述的目的，可以关于x，y，z空间坐标描述联接器10的部件，其如下：x轴延伸穿过联接器10的第一侧壁54a，54b，y轴延伸穿过联接器10的第二侧壁50a，50b，并且z轴延伸穿过联接器10的第一和第二开口端58，60。

联接器10可用于各种应用中。在一种应用中，联接器10可用于将两个汇流条(busbar)连接在一起，其中一个汇流条设置在第一接收凹槽42中，并且另一个汇流条设置在第二接收凹槽44中。壳体16中的主狭槽66和次狭槽68允许联接器10从不同的角度或方向接收汇流条。例如，第一接收凹槽42和第二接收凹槽44两者都可以接收其纵向轴线平行于联接器10的x轴或平行于联接器10的y轴定向汇流条。以这样的方式，通过联接器10连接的两个汇流条可以在x轴或y轴的方向上彼此平行地布置，或者彼此垂直地布置。

在另一个应用中，联接器10可用于将pcb的边缘连接器连接到汇流条、电气/电子器件或另一pcb的边缘连接器。pcb边缘连接器可以设置在第二接收凹槽44中，而汇流条、电气/电子器件的条状部分或另一pcb的边缘连接器可以设置在第一接收凹槽42中。

还在另一个应用中，可以使用安装接触件将联接器10安装到基板，例如印刷电路板(pcb)。根据特定应用的要求，可以使用安装接触件的不同实施例。安装接触件的一个实施例(由附图标记74表示)在图4中示出。安装接触件74是单片结构并且是导电的，包含导电金属(例如镀锡的铜合金)。安装接触件74包括结合到条区78的紧固结构76。条区78是沟槽形的，具有在相对的向外延伸的臂82之间结合的中心梁80。叶片84结合到梁80的上部并且具有形成细长边缘的斜面。叶片84不跨越梁80在臂82之间的整个长度，而是分别通过空间与臂82分开。叶片84有助于将梁80引导到接触板14的堆叠12的第二接收凹槽44和第二内部通道48中。

紧固结构76被结合到梁80的下部并且在与臂82相反的方向上从其向外延伸。每个紧固结构76可以具有压配合结构。更具体地，每个紧固结构76可以具有针眼(eon)类型的压配合结构。采用这种类型的结构，每个紧固结构76包括中心穿孔86，形成一对梁88，所述一对梁向外弯曲并在外顶端90和内颈部92处结合，内颈部92结合到梁80上。每个紧固结构76适于被压配合到基板中的孔中，例如图7中所示的pcb中的电镀孔。当紧固结构76被压配合到孔中时，梁80最初向内偏转并且然后弹性地向外移动以提供抵靠pcb孔的法向力，从而提供可靠的物理和电连接。

安装接触件74中使用的紧固结构不限于具有eon型压配合结构。代替的是，可以使用具有不同的压配合结构的紧固结构，或者紧固结构可以简单地是焊接到pcb的孔中的细长销。在又一个实施例中，安装接触件74可以具有包括结合到梁80的安装件的单个紧固结构，其中该安装件具有下扩大平坦表面，该平坦表面可以焊接到绝缘的金属基板的金属板上，例如金属芯的印刷电路板。

联接器10可以与连接接触件一起使用以将两个基板(例如两个pcb)连接在一起，尤其是当涉及更高电流(30安培或更大)时。现在参考图5，示出了这种连接接触件90。连接接触件90具有与安装接触件74相同的结构，除了连接接触件90具有与条区78不同的条区92之外。更具体地，条区92仅具有中心梁94，没有任何向外延伸的臂。叶片84结合到梁94的上部。紧固结构76结合到梁94的下部并从其向外延伸。如图所示，每个紧固结构76可以具有eon型的压配合结构。

现在参考图6和7，联接器10、安装接触件74和连接接触件90被示出为将两个pcb100，102连接在一起，每个pcb100，102具有导电的多个电镀通孔。将pcb100，102连接在一起的过程开始于联接器10和安装接触件74被安装到pcb100，并且连接接触件90被安装到pcb102。然后，通过将连接接触件90插入联接器10中将pcb102连接到pcb100。

通过将安装接触件74的条区78与联接器10的第二接收凹槽44对准，然后将力施加到安装接触件74，同时将联接器10保持静止，将安装接触件74固定到联接器10。叶片84将梁80引导到接触板14的堆叠12的第二接收凹槽44和第二内部通道48中。当梁80接触限定次狭槽68的上端的第一侧壁54a，54b的内边缘时，力被释放。此时，梁80延伸穿过第二内部通道48和第二接收凹槽44两者，并且臂82邻接壳体16的第一侧壁54a，54b。此外，接触板14的第二端部部分28a，28b压靠梁84，从而将联接器10电连接到安装接触件74。如下面将更详细讨论的，联接器10和安装接触件74的组合形成连接器105，即使pcb可能未对准，该连接器105也允许pcb100被连接到pcb102。

接下来，将连接器105固定到pcb100。紧固结构76分别与pcb100中的电镀孔106对准，然后将力施加到连接器105，例如抵靠臂82的外端。紧固结构76随着它们进入孔106内变形，然后弹性地回弹，以将紧固结构76固定在孔106内。连接器105现在物理地和电气地连接到pcb100。应当理解，在壳体16陷入安装接触件的臂82之间的情况下，联接器10在x轴方向上相对于pcb100具有附加的稳定性。

通过将紧固结构76分别与pcb102中的电镀孔108对准，然后施加力，例如抵靠梁94的外端部，将连接接触件90安装到pcb102。紧固结构76随着它们进入孔108内时变形，然后弹性地回弹，以将紧固结构76固定在孔108，从而将连接接触件90物理地和电气地连接到pcb102。

通过将连接接触件90(固定到pcb102)的梁94插入连接器105(固定到pcb100)的第一接收凹槽42，pcb102连接到pcb100。由于pcb102和pcb100是刚性体并且它们要用其之间的低z空间(lowz-space)连接，因此在梁94和第一接收凹槽42之间在y方向上可能存在一些未对准。为了更好地说明连接器105的操作，梁94显示为从接触板14的纵向中心轴线l向左偏置(如图7所示)。然而，连接器105适应这种未对准。当梁94移动到第一接收凹槽42中时，叶片84接触接触板14的第一端部部分26a的倾斜内表面，这使得接触板14绕着梁80(x轴)逆时针方向枢转(如图7所示)，并将梁94引导到接触区域49中。第二侧壁50a中的主开口62通过接收接触板14的腿18a的第一端部部分26a而允许这种枢转。接触板14的枢转运动在图7中示出，并且约为八又四分之一度。即使接触板14已经枢转出其正常位置，它们仍然与梁94保持良好的物理和电连接，从而在pcb102和pcb100之间建立良好的物理和电连接。如图7所示，梁94被按压在接触区域49中在接触板14的第一端部部分26a，26b的内表面之间。

应当理解，除了适应y方向上的未对准之外，连接器105还适应x方向和z方向上的未对准，以及三个方向中的任何方向上的角度或扭曲未对准。第一接收凹槽42与主狭槽66的对准允许梁94在x方向上相对于第一接收凹槽42偏移，并且仍然与接触板14形成良好的物理和电连接。在z方向上，梁94不需要尽可能地延伸到第一内部通道46中以形成良好的物理和电连接。

连接器105提供的另一个优点是它适应在部件已经连接之后可能发生的部件之间的移动。例如，由于环境因素，例如温度、振动、冲击或处理，部件可相对于彼此运动。连接器105允许这种相对运动，同时仍保持部件之间良好的电气和物理连接。

除了很好地适合将两个pcb连接在一起之外，连接器105还很好地适合于将其它刚性电子部件连接在一起。特别地，连接器105的属性使其特别很好地适合于将汇流条连接到pcb以向其供电。连接器105的这些属性包括其小的x-y占地面积、其将未对准的刚性体连接在一起的能力以及其容纳更大电流的能力。实际上，通过改变所使用的接触板14的数量和/或改变接触板14的厚度、镀层或结构构成，可以使连接器105的电流容量可扩展。可以实现30安培或更大的电流容量。当用于将汇流条连接到pcb(例如pcb100)时，汇流条的一端或一部分设置在第一接收凹槽42和第一内部通道46内，使得汇流条的扩大的平表面接合在接触区域49中的接触板14的第一端部部分26a，26b的内表面。多个连接器105可用于将汇流条安装到pcb。

根据pcb和汇流条之间的特定连接，可以修改连接器105，以提供更大的稳定性，防止由于汇流条可能施加的力而相对于pcb旋转或倾斜。一种这样的修改可以是用不同类型的安装接触件替换安装接触件74。例如，安装接触件74可以用安装接触件或引线框架120代替，如图8所示。引线框架120是单片的、基本z形的结构并且是导电的，包含导电金属，如镀锡的铜合金。引线框架120具有条区122，条区122具有从其向外延伸的紧固结构76。条区122包括中心梁124，中心梁124具有分别通过弯曲部128，130结合到臂132，134的相反端部。弯曲部128，130在相反的方向上弯曲以使引线框架120呈z形。叶片126结合到梁124的上部并且具有形成细长边缘的倾斜表面。臂向上延伸超过叶片126。两个紧固结构76分别结合到臂132，134的下部，并从那里向下延伸。第三(或中心)紧固结构76结合到梁124的下部并从其向下延伸。一对支撑件138也结合到梁124的下部并从其向下延伸。支撑件138撑托中心紧固结构76。

应当理解，引线框架120可以被修改为具有更多或更少数量的紧固结构76或具有不同的配置。例如，代替在相反方向上弯曲的弯曲部128，130，弯曲部128，130可以在相同方向上弯曲，这将使引线框架120具有大致u形。又一个例子是仅具有弯曲部128，130中的一个，使得引线框架120具有大致l形。

现在参照图9，示出了引线框架120安装到联接器10以形成连接器205，这将有助于将汇流条140连接到pcb142以向其提供电力。尽管未示出，但是可以使用多个连接器205将汇流条140安装到pcb142。通过将梁124插入联接器10的第二接收凹槽44和第二内部通道48中，将引线框架120安装到联接器10上。在梁124如此定位的情况下，臂132，134分别抵靠联接器10的第一侧壁54a，54b设置。然而，第一臂132朝向第二侧壁50a抵靠第一侧壁54b定位，而第二臂134朝向第二侧壁50b抵靠第一侧壁54a定位。

在连接器205中，紧固结构76没有布置在平行于第二接收凹槽44的x轴的方向上，如在联接器105中那样。代替的是，紧固结构76布置成与x轴呈对角线。而且，紧固结构76并非全部定位成其宽度(梁到梁)沿x轴方向延伸，如在联接器105中那样。代替的是，外紧固结构76定位成其宽度沿着y轴方向延伸，而中心的紧固结构76(结合到梁124)定位成其宽度沿x轴方向延伸。当通过将紧固结构76压配合到pcb142的电镀孔146中将连接器205安装到pcb142时，紧固结构76的前述布置有助于防止连接器205绕x轴枢转以及由于汇流条140施加的扭转力和其它力而另外的移动。在这方面，应当注意，当连接器205安装到pcb142时，引线框架120的支撑件138接触pcb142的表面并且有助于为连接器205提供额外的支撑和稳定性。

如图9所示，连接器205可用于将汇流条安装到pcb上，使得汇流条的扩大的平表面和短边垂直于pcb的平面设置，而汇流条的长边平行于pcb的平面。为了以不同于此的方向将汇流条安装到pcb，可以修改连接器205。例如，如果希望将汇流条安装到pcb上，使得汇流条的扩大的平表面平行于pcb的平面，则可以修改连接器205以将其安装到pcb上，使得接触板的纵向轴线l和第一接收凹槽42两者都平行于pcb的平面，即，第二侧壁50a，50b中的一个邻近pcb设置。用于实现安装中的这种改变的修改可包括修改引线框架120，以移除叶片126并将细长突片或条结合到臂132的端部，其中该条向后延伸，其平表面垂直于臂132设置。该条插入联接器10的第二接收凹槽44中，并且紧固结构76被压配合到pcb中的孔中。

可以对引线框架120进行其它修改，以将联接器10还以其它方向安装到pcb。例如，可以修改引线框架120以用细长突片或条代替叶片126，该细长突片或条将被插入到联接器10的第二接收凹槽44中。引线框架120的这种修改将允许联接器10安装到pcb上，使得第一侧壁54a，54b中的一个邻近pcb设置。

现在参考图10，示出了连接器组件150，用于将第一和第二pcb连接在一起，以允许低电流信号在其之间传输。该连接器组件150包括连接器152和连接器154。

连接器152包括固定到由绝缘材料(例如塑料)构成的壳体156的多个信号接触件158。每个信号接触件158是单片结构并且是导电的，由导电金属构成，例如镀锡的铜合金。每个信号接触件158包括紧固结构76，该紧固结构76在其颈部处被结合到具有斜面端部的铲形件160。紧固结构76和铲形件160沿相反方向从壳体156向外延伸。紧固结构76适于压配合到第一pcb中的电镀孔中。

连接器154包括由绝缘材料(例如塑料)构成的壳体162。壳体162具有沿其长度连续布置的多个凹穴166。凹穴166具有开放的顶端和底端，并且通过内壁彼此分开。一系列的侧狭槽168形成在壳体162的前侧和后侧，每个凹穴166具有一对相对的狭槽168。单个接触板14压配合到每个凹穴166中，使得腿18a，18b的第一部分22a，22b分别与相对的狭槽168对准。在接触板14如此定位的情况下，接触板14的第一接收空间34与凹穴166的开放的顶端对准，并且接触板14的第二接收空间36与凹穴166的开放的底端对准。每个接触板14在其凹穴160内可枢转地移动。

多个信号接触件170安装到壳体162并从其向下延伸。每个信号接触件170是单片结构并且是导电的，由导电金属构成，例如镀锡的铜合金。每个信号接触件170包括紧固结构76，紧固结构76在其颈部处结合到突片(未示出)。紧固结构76适于压配合到第二pcb中的电镀孔中。紧固结构76的突片分别穿过开放的底端被插入凹穴166中，以分别与接触板14接合。更具体地，在每个凹穴166内，紧固结构76的突片被接收在接触板14的第二接收空间36和第二内部空间40内，突片被压在接触板14的第二端部部分28a，28b的内表面之间。

应当理解，连接器152，154中使用的紧固结构76不限于具有eon型的压配合结构。代替的是，可以使用具有不同压配合结构的紧固结构，或者紧固结构可以简单地是焊接到pcb的孔中的细长销。

在将连接器152，154安装到第一和第二pcb之后，通过将连接器152(固定到第一pcb)的铲形件160插入到连接器154(固定到pcb100)的接触板14的第一接收空间34中，将第一和第二pcb连接在一起。如果第一和第二pcb在壳体162的前侧和后侧的方向上未对准，则铲形件160将接触接触板14的第一端部部分26a(或第一端部部分26b)的倾斜内表面，从而使接触板14分别围绕信号接触件170的突片枢转。壳体162中的侧狭槽168允许这种枢转。

应理解，前述示例性实施例的描述旨在仅是说明性的而非穷举性的。在不脱离本发明的精神或其范围的情况下，普通技术人员将能够对所公开的主题的实施例进行某些添加、删除和/或修改。