長型連接器的製作方法
2023-05-12 15:26:41
專利名稱：長型連接器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種長型連接器，與其對接的不同的對應連接器端子可相對本連接器的接合端子在中心線兩側的一定範圍內偏移。
首先，請參見
圖1，當前在電腦工業中，通常機板上至少固定有兩組電路及其對應的連接器，而機板通常水平設置在電腦內。其中，一組電路為訊號電路，另一組電路為電源電路；電源連接器端子尺寸較大而數量較少，且以較大間距排列。訊號連接器端子尺寸較小而數量較多，間距較小。在傳統設計中，該電源連接器10及訊號連接器12為端頭式(HEADER)，其單獨固定在機板上，且分別與兩個分開的對應連接器相接合，即有兩個端頭，而這兩個對應的連接器藉絕緣取代接觸裝置與扁平電纜相連接。這種扁平電纜直接或間接地分別與機板上的電源電路或訊號電路相連接，並連接於電源連接器10或訊號連接器12。
前述電源連接器10及訊號連接器12固定在電腦中任何功能組件(如硬碟)的機板上。現在，人們傾向將兩種端頭連接器10、12(即電源連接器及訊號連接器)合成為一體，以降低成本，請參見圖2。這種一體的連接器具有電源部11及訊號部13。因此，對應的電源及訊號連接器及其本身的絕緣取代接觸裝置及扁平電纜分別與該一體連接器的電源部11及訊號部13接合。上述結構在美國專利第5,024,609號及第5,145,411號中有描述，或者說具有相似的構思。或將原本分開的、經絕緣取代接觸裝置與扁平電纜相連的電源連接器及訊號連接器合成為一體，以降低成本。該結構可參考美國專利第5,184,971號。
如果位於機板上的一體連接器14與對應的一體連接器是由同一製造商生產而且製成能相互匹配，則可實現良好接觸。但實際上大部分電腦廠家都向不同的供應商來購買不同的零部件，其中包括連接器等，組裝成完整的電腦，因此，該電腦廠商可能從兩個不同的貨主得到相配使用的連接器，這樣就會遇到問題，因為其對型號的界定標準只是選擇電源連接器及訊號連接器的尺寸，例如考慮連接器外圍輪廓及內部空間，而這種內部空間是用來收容與扁平電纜相配的對應連接器的對應部分，如圖所示，該電源連接器10的相鄰兩端子間形成的間距為5.08mm。而訊號連接器12相鄰兩端子的間距為2.54mm。當該電源連接器10與訊號連接器12沿長軸方向合併成一個整體時，沒有一種標準規格來規範，如電源連接器10最內側端子16與訊號連接器最內側端子18之間的距離還不規範，其中兩個內側的端子16及18相對地朝向對方，藉一分隔體20將其隔開。該分隔會改變整個連接器在長軸方向的尺寸，這種改變即使是電源部11與訊號部13符合相關標準規格也會發生。
如果位於電路板上的一體式連接器14的對應元件為兩個傳統式的連接器，也許在配合上沒有什麼問題，這是因為，該一體式連接器14的電源部11及訊號部13符合相關的規格。因此，對應的電源連接器與對應的訊號連接器在相互不幹擾的情況下可分別匹配地與所對應的一體式連接器14的電源部11與訊號部13相接合。
但為降低成本，一些電腦製造商有意使用一體式的對應連接器，其具有電源區及訊號區分別連著扁平電纜，以對應於固定在電路板上的一體式連接器14。這種兩個一體式連接器的配合上就遇到了問題。通常，由於電路板上的一體式連接器14中電源部與訊號部的相互位置不能準確地與對應連接器中電源部與訊號部的相互位置對應，因為兩個相互對應的一體式連接器由兩個不同的電連接器製造商所生產，因此二連接器中的電源部/區與訊號部/區的間距不同。換言之，如果該機板上連接器14的訊號部13能與具有扁平電纜的對應連接器的訊號區配合，則該連接器14的電源部11就不能與該對應連接器的電源區配合。也就是說，該對應連接器電源區中各端子的中心線對於該連接器14電源部11的各對應電源端子的中心線有超出公差範圍的偏離，因此，當該連接器14的訊號部13在適當位置可對正對應連接器的訊號區時，則在該機板上的連接器14電源部11的針狀公端子不能對正對應連接器電源區的容器狀母端子，甚至不能順利地插進母端子容於其中的對應連接器的各對應通道的開口中。結果，造成該一體式連接器14與其對應的連接器無法完好準確地相互接合。
因此，本實用新型的目的在於提供一種長型連接器，其一體式本體包括一第一區域與一第二區域，能與不同規格的、包括一電源部及一訊號部的連接器配合。
本實用新型的目的是這樣實現的，即提供一種長型連接器，其與一固定在電路板上的對應連接器接合，具有沿該連接器本體長軸方向並列設置的一第一區域及一第二區域，該第一區域具有多個前後方向延伸貫穿的第一通道，其中分別收容對應數目的第一端子；該第二區域具有多個前後方向延伸貫穿的第二通道，其中分別容納對應數目的第二端子；各第一端子在其前部具有一水平方向的貫穿開口，該水平方向平行於連接器本體長軸方向。
本實用新型長型連接器的優點在於，它可以與不同規格的連接器配合，其允許配合的連接器端子在中心線兩側的一定範圍內偏移，可以適應各種連接器的配合使用，實用性好。
下面藉助附圖，詳細說明本實用新型的實施例，其中圖1為現有的在機板上的連接器組裝立體圖，其具有分開的電源連接器與訊號連接器；圖2為硬碟機板上的傳統式連接器立體圖，具有一體式的本體，其內有一電源部及一訊號部；圖3為本實用新型實施例的一體式連接器的立體圖，其與圖2中電路板上連接器14對接；圖4A為圖3中連接器電源區端子的立體圖；圖4B為圖3中連接器訊號區端子的立體圖；圖5A為圖3中連接器電源區的部分後視圖，示出其中的通道；圖5B為圖3中連接器訊號區的部分後視圖，示出其中的通道；圖6為圖3中連接器的部分前視圖，示出該電源區通道的開口形狀；圖7為一平面圖，示出電源區的通道，該通道的開口，以及該通道內端子的相互關係；圖8為一平面圖，示出一個通道內與圖7中端子接合的針狀公端子所允許的偏移量。
為明了起見，各圖中相同的零件標以相同的標號。首先參看圖3，連接器30包括一長形本體32及在其後部設有兩個分開的片體34、36，其以滑移的方式與一卡緣連接器(未示)配合。該本體32有一第一區即電源區40，以及一第二區即訊號區50，兩區由一間隔空間90分開。
該電源區40包括一排大的第一通道42，其在本體32長軸方向沿著該電源區排列，且各通道42在前後方向上貫穿該連接器30。在本實施例中，該通道42具有近似方形的截面，用以配合插入的方形電源端子60的形狀(後述)。該片體34由該電源區40上部一體地向後延伸出，其底面35與包圍通道42的本體32的頂內表面43共平面。這種共平面使圖4A中的電源端子60向後延伸的尾部62可緊密地頂靠在該片體34的底面35上。
兩排較小的第二通道52沿訊號區50設置，其中各通道52都以如同第一通道42的方式前後向地貫穿該區。片體36從該訊號區50背面中央部位向後延伸，因此，該片體36的頂面37與繞上排通道52的本體32的底內表面(未示)共平面，而且該片體36的底面38與包圍下排通道52的內表面(未示)共平面。這種片體表面37、38與上排及下排通道52的內表面共平面的設計可使圖4B中訊號端子70的尾部72(此端子在下文中詳述)緊密地靠在該片體36兩側。
可以理解，該片體36前緣39為尺寸逐漸縮減的錐狀，訊號端子70尾部72的前端74稍稍彎曲而朝片體36傾斜以被有效地固定。為達到相同的效果，該片體34的前緣33具有多個凹口31以對準該電源端子60的尾部62，這樣，該電源端子60尾部62的前端64可以一一固定在該凹口31中，而不致脫離或側向移動。
請參閱圖4B，訊號區第二端子70是由一些金屬條片衝壓彎折製成，且被容納在該訊號區50的對應通道52中。各端子有一約呈U型主體71，該主體71包括一對固持壁73，該壁由一基部75兩側垂直延伸構成。至少有一對倒刺77分別一體地設置在該二固持壁73頂部。一對彈性臂76分別由對應的固持壁73一體地向前伸出，且其前端相互靠近以適當夾持該對應連接器(未示)所插入的針狀公端子。長型板體78由該基部75一體地向後延伸。一長型尾部72為板體78後部向後延伸的部分構成。
請同時參閱圖5B，因為該訊號區50的各通道52具有方形剖面，以對應於該端子70的剖面形狀，該通道52剖面的垂直高度幾乎與該U形主體固持壁73的高度相同，所以該端子70可通過倒刺77卡住包圍通道52的本體32的內表面而固定在對應通道52中。此外，該板體78的寬度稍大於該通道52剖面的平均寬度，故有一對相對的凹槽54可相通地設於該通道52兩側，且鄰近於與該片體36共平面的本體內表面。因此，該板體78兩緣可以分別貼近地容納在該凹槽54中，以便在該端子70被插入到通道52中時限制該端子70垂直方向的位移。組合時，該U型主體71的開口朝向背離片體36方向，而且該基部75及板體78緊密靠在與片體36表面共平面的本體32的內表面上。相應地，該端子70尾部74緊密地固定於該片體36的對應表面。應當理解，該訊號區50的上排通道與下排通道52在該片體36兩側對稱，這是因為片體36是由中央部位伸出，也因此，上排端子70尾部72與下排端子70尾部72共同作用，將該片體36夾置其間，以形成一個具有指部的板緣裝置，從而在一對應卡緣連接器中電連接。
可以了解，各通道52前端具有一尺寸收縮的開口51，且具有倒角以將插入的針狀公端子(未示)校準。該縮小的開口還能避免未對準的針狀公端子誤插入端子70的臂部76與相鄰的包圍該通道52的主體32的內表面之間的空間，此時，在該針狀公端子插入通道52中時，該空間容許臂部76撓曲。換言之，通道中的端子70的彈性臂76前端尖部位於該通道52的開口51所形成區域的外側，這樣可確保所插入的公端子進入由對應臂部16所圍的空間內。更進一步，該縮小尺寸的開口51可將所插入的公端子導正使其位於中心。這是一種公知方式，可以參考美國專利第5,145,411號。
在本實用新型中，特別設計了電源區40中的通道42及其中的端子60。參閱圖4A，類似於訊號區50的端子70，該電源區40的母端子60的U型的主體61在前後方向上延伸，其一對固持壁63由一基部65兩側垂直延伸。一對倒刺67分別在該固持壁63頂部設置。一對彈性臂66分別由該等固持壁63一體地向前延伸。與該訊號區50的端子70的尾部72不同的是端子尾部由U型主體71基部75一體延伸出的板體構成，而該端子60尾部直接由該端子60的U型主體61的一個固持壁63一體延伸構成，這使該訊號區50的通道52中的訊號端子70的設置方式與電源區40的通道42中的電源端子60不相同。
該電源區40的第一端子60被收容於對應通道40中，其中該U型主體61朝向一側向方向，該朝向指向平行該連接器本體32的長軸方向。可以了解，就一個包括電源區40與訊號區50的連接器整體來看，將U型主體61與U型主體71兩者相比較，當端子60置於電源區40中的通道42中，該端子70置放在訊號區50的通道52中時，這兩個U型主體61、71的相位差為90度角。
參閱圖5A，通道42的剖面高度大體與端子60基部65的寬度相同，因此，該基部65可抵緊包圍該通道42的本體32的一側內表面45。然而，該通道42的方形剖面寬度稍小於該固持壁63的高度，因此，相對的槽44及44′設置得靠近包圍該通道42的本體32的另一側內表面46，而該內表面46相對於前述內表面45，其中，上凹槽44大致與圍住通道42的頂面43對齊，而下凹槽44′大致與圍住通道42的底面47對齊。
組合時，請參閱圖7，端子60的固持壁63分別頂於該本體32的頂內表面43與底內表面47上，且該固持壁63頂部埋入凹槽44及44′中，並通過突伸的倒刺77卡在其中，因此該端子60被固持收容在該通道42中，沒有任何垂直或水平方向的移動。該端子60尾部62由上方固持壁63一體延伸形成，自然置於片體34的底面35上，這是因為該片體34的底面35與圍著通道42的頂內表面43共平面。
在這種情況下，不同於訊號區50的狀態電源區40通道42中的端子60的彈性臂垂直排列。這種排法再配合此通道42特定形狀的開口41，有利於容許所插入公端子的中心線偏移，下文將詳述。
類似於訊號區50的通道52的開口51，通道42的相對於該通道42剖面通道42的開口41尺寸也縮小，這與前述通道52的開口51的道理相同。然而，通道52的開口51是相對於通道52作徑向收縮，這種收縮同時包括垂直與水平方向。而通道42的開口41原本有如同通道52的開口51的方形造形，但其在水平方向上向外擴張。在此實施例中，通道42的開口41各側邊具有一擴張的曲線輪廓48，以使開口41側向或是水平方向上具有更大的空間。
本實用新型的訊號區50的通道52的開口51及其內的端子70之間的相互關係已為現有技術，在此不敘述。然而圖7示出本實用新型的電源區40的通道42、其開口41，以及其內的端子60之間的相互關係，這種排列關係與訊號區50中的各種關係不同。
在較早使用的連接器中，開口處幾乎沒有任何的剩餘空間存在，以允許插入的公端子的中心線有偏移，這是因為現有的開口是對一假想中心設計的，該中心到開口周邊有相同的距離，且該距離被設計得儘量小，以使插入的公端子位於正中心。這種傳統設置不適用於具有排公端子的對應連接器的相互配合，因為當每一插入公端子的中心線與位於通道中的對應母端子的中心線有偏差時，其相互配合就有困難。
相反，參閱圖8，該通道42的開口41允許被插入的公端子100的中心線在橫向或水平方向上偏移「D」的距離，這是由於開口兩側擴張型的曲線輪廓48所允許的。然而，該開口41的頂邊及底邊仍保持平直，且保持對中心點的原始距離。這種設置有效地容許各種不同的但常用的對應連接器14的電源部有偏移量，其中該對應連接器14具有一包括電源部與訊號部的一體式的本體，該電源部的偏移，是因為各廠家提供的電源部與訊號部之間分隔體20的厚度不同所導致。如圖2所示，各廠家提供的電源部、訊號部及其間的分隔體20時有不同。換言之，這種結構，可解決前述問題，即在對應連接器14中的一體式本體的電源部與訊號部在長軸方向上有不同的相對位置。可以了解，本實用新型中，適於容納不同對應公連接器的不同位置的電源區的功能，並非僅由位於該通道42開口41兩側的擴張曲線輪廓48提供，還由於平行彈性臂66是排列成垂直方向而形成一橫向或水平的貫通開口，故當公端子插入通道42中時，雖然該公端子對該通道42或該端子60的彈性臂66所形成的中心線有所偏差，也不會在通道42中的橫向或水平向受阻礙。
可以理解，由該端子60的彈性臂66所產生的夾持力等於圖2所示的對應連接器14的插入通道42中的對應公端子與母端子60間的最小夾持力，此夾持力的方向為垂直方向，即使公端子對該彈性臂66的中心線有偏移時也是如此，而該偏移可移到最左或最右位置。在本實用新型中，橫向擴大的開口41或許在某方面稍遜於較早使用的連接器的原始大小尺寸開口，因為在那些情況中的開口或許可以調整或校正一些稍微未校準的插入的公端子，但是毫無疑問，本實用新型的開口41為配合對應端子60，仍然能夠設計成適當地與所對應連接器的插入公端子相互作用。
可以了解，該開口41的擴張曲線輪廓48之所以位於該開口41兩側，是為允許對應的插入公端子在水平方向偏移。因為該公端子幾乎沒有在豎直方向上偏移的可能，所以不必在開口41上下兩側也設置擴張的曲線輪廓。在本實施例中，類似於訊號區50的通道52內的端子70，電源區40的端子60的臂部66的夾端66′也徑向背離地隱藏在該通道42開口41的背後，因此可以確保所插入的公端子能被正確地導入該兩臂部66間的空間內。
可以看出，位於兩旁的該開口41的擴張式曲線輪廓48在本實施例中設計成與圓筒狀公端子相配的形狀，在其他實施例中，該開口41兩側邊形成直線輪廓來取代本例中曲線輪廓48以配合所插入的方截面公端子。由另一角度來看，由於該彈性臂66的寬度稍小於該通道42剖面的寬度，該通道42即可容納該臂部66，因此在本例中曲線輪廓48不宜作過大擴張以致於形成一個與該通道42的剖面有相同或更大尺寸的大開口來迎合所插入公端子的大範圍偏差。因此，該開口41的適當尺寸是使被插入其中的公端子能與該端子60的臂部66有足夠大的部分接觸，且該接觸能提供最低夾持力。例如，在本實施例中，對該對應連接器的圓筒狀公端子而言，個別接觸到該端子60的臂部66的垂直徑向上相對的頂點與底點，即必須位於一段區間內，該段區間與該端子60的各臂66寬度相同或是小於此寬度。該通道42開口41的橫向尺寸可根據所插入公端子的直徑與該母端子60的彈性臂66的寬度來改變。最好參考本實施例，該對應連接器的公端子的水平偏移量可以小於該端子60的臂部66的寬度的三分之一，例如公端子在水平方向上有0.4mm偏移是允許的。
可以理解，開口41形狀本身並不是關鍵，因為一個方形剖面的端子自然要插入一方形剖面的通道以及它的方形開口，而一個圓形剖面端子需要插入一圓形剖面的通道以及它的圓開口。換言之，該電源區通道的開口可為任何形狀，甚至是六邊形，來配合其內的端子，本實用新型提供一個擴大的開口，以在橫向上有更大空間來適應由外部插入的公端子在中心線上的偏移量。因此，該開口的橫向尺寸大於縱向段尺寸。這與以往的方形或圓形開口連接器有所不同。可以看出，改變電源區40通道42的開口41的形狀，是因為該電源區40的通道42採用低密度排列，且通道42中各端子60比訊號區50中端子70大。因此，將電源區40的通道42的開口41的構型用於該訊號區50的通道52的開口51處是不適當的，因為該訊號區50的通道52採用高密度排列，且訊號區50的端子70比電源區40的端子60小，因此任何加到訊號區50上的偏移量將會產生比對電源區40大的機械性影響。也就是說，與該訊號區50相比，電源區40在有一水平向偏移時，因有較大尺寸的通道42及其開口41及其內的端子60，而有較良好的效果。從另一角度來看，該電源區40通道42的開口41因容納如圖2所示的對應連接器14的較粗大的電源公端子，該端子不同於易傾斜彎折的小的訊號公端子，它通常有一粗壯及平直的本體，故沒必要對這種粗壯平直的端子用電源區40開口42的收縮來調整及校正，因此開口41雖橫向擴大，仍能與對應公端子相作用。
可以看出，在本實用新型中，該電源區40長軸方向尺寸可稍稍小於對應連接器電源部的內部空間S的長軸方向尺寸，如圖2所示，且該縮減可通過將本體32的電源部40側壁49變薄來完成。該電源區40長軸方向的尺寸變化，即使在連接器30的電源區40與圖2所示連接器14的電源部11兩者間有橫向偏移的情況下，也容許該連接器14電源部11與本實用新型連接器30的電源區40作機械連接及電連接。可以看出，本實用新型連接器30的電源區40與對應連接器14的電源部11兩者間橫向允許的偏移量須小於0.4mm。該數值遠超過任何現有連接器電源區通道的開口可接受的插入公端子的容許公差。
可以理解，當圖2的對應連接器與本實用新型連接器30配合時，該連接器電源區40與訊號區50間的空間90大於該對連接器14的分隔體20，此空間90容納該分隔體20，該連接器30的訊號區50中的通道52中的端子70與該對應連接器14的對應訊號公端子精確接合。不同的是，本連接器30的電源區40可能與該對應連接器的電源部11在橫向上稍有偏移地接合，而偏移後仍允許該對應連接器14的公端子延伸無阻礙地穿越過該電源區40的通道42的橫向擴張開口41，並能有效地夾持在該通道42中的端子60的兩臂66間，實現良好機械接觸及電接觸。
同時可以看到，該片體34及36所以能一體連接在該本體30後部，是因為在本實施例中的連接器30設計成要與一個卡緣連接器相接合。在此情況下，本連接器30作用是，作為一轉接器連接在如圖2所示的那樣位於機板上的對應連接器14與前述的卡緣連接器之間，而該卡緣連接器是通過絕緣取代接觸(IDC)與扁平電纜相連接的而與主機板相連通。當然，本實用新型的片體34與36可以移走，而通過適當的變形直接由絕緣取代接觸(IDC)與扁平電纜相連而完成主機板與該對應連接器所處的電路板之間的電路連通。可以看出，在本實用新型中，在電源區40後方的片體34與在訊號區52後方的片體36在垂直方向上有不同的高度。這是因為該電源區40僅有一排通道42，而該片體34是由該電源區40近頂部延伸出，該訊號區50有兩排通道52，該片體36是由該訊號區50的中央部位延伸出。
上述僅描述了本實用新型的實施例，不能限制本實用新型，而按本實用新型構思所做出的各種改動，都包括在本實用新型的權利要求中。
權利要求1.一種長型連接器，其與一固定在電路板上的對應連接器接合具有沿該連接器本體長軸方向並列設置的一第一區域及一第二區域，其特徵在於，該第一區域具有多個前後方向延伸貫穿的第一通道，其中分別收容對應數目的第一端子；該第二區域具有多個前後方向延伸貫穿的第二通道，其中分別容納對應數目的第二端子；各第一端子在其前部具有一水平方向的貫穿開口，該水平方向平行於連接器本體長軸方向。
2.如權利要求1所述的長型連接器，其特徵在於，該第一端子具有位於垂直方向上的一對臂部，該臂部在垂直方向上夾持該第一通道內的對應連接器的插入的端子。
3.如權利要求1所述的長型連接器，其特徵在於，該連接器還具由該本體向後一體延伸的一片體，該片體可收容有一卡緣連接器內。
4.如權利要求3所述的長型連接器，其特徵在於，該第一端子還具有一尾部，該尾部從第一端子向後延伸並位於該片體的一表面上。
5.如權利要求1所述的長型連接器，其特徵在於，該第一通道前端具有一開口，該開口水平方向的尺寸大於垂直方向上的尺寸。
專利摘要一長型連接器，包括一長型本體及由該本體向後一體延伸的片體，該本體包括一第一區域及一第二區域，一介於其間的空間將兩區分開。該第一區包括多個第一通道以收容對應數目的第一端子。該第二區包括多個第二通道以收容對應數目的第二端子。第一端子在其前部具有一水平方向的貫穿開口，且該第一端子包括一對在垂直方向排列的臂部，以夾持對應連接器插入公端子。
文檔編號H01R13/00GK2261097SQ9621189
公開日1997年8月27日 申請日期1996年4月26日 優先權日1996年4月26日
發明者鄭禮明, 羅勃·J·卡洛威士 申請人:鴻海精密工業股份有限公司