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具有非均匀布置的触头的电连接器

阅读：296发布：2020-05-08

专利汇可以提供具有非均匀布置的触头的电连接器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电连接器 (100)包括导电壳体(110)、电介质保持器(114)和电触头(116)。导电壳体限定空腔(112)。电介质保持器设置在空腔内。电触头安装到空腔内的电介质保持器并布置成对(132)。所述对包括抵消布置(134)中的多个对和与抵消布置中的对间隔开的隔离对(140)。从隔离对到电触头中的最近的相邻电触头的间隔距离(204)大于从抵消布置中的每个对到电触头中的对应的最近的相邻电触头的相应的间隔距离(210)。，下面是具有非均匀布置的触头的电连接器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电连接器(100)，包括：
导电壳体(110)，其限定空腔(112)；
电介质保持器(114)，其设置在所述空腔内；以及
电触头(116)，其安装到所述空腔内的电介质保持器并且布置成对(132)，所述对包括抵消布置(134)中的多个对和与所述抵消布置中的对间隔开的隔离对(140)，其中从所述隔离对到所述电触头中的最近的相邻电触头的间隔距离(204)大于从所述抵消布置中的每个对到所述电触头中的对应的最近的相邻电触头的相应的间隔距离(210)。
2.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述空腔(112)具有圆形截面形状。
3.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述抵消布置(134)中的对(132)包括第一对(206)和与所第一对相邻的第二对(208)，其中所述第一对的电触头(116)沿着第一轴线(216)定向，并且所述第二对的电触头(116)沿着倾斜于所述第一轴线的第二轴线(218)定向。
4.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述抵消布置(134)中的对(132)包括中心对(206)，所述中心对与第一侧对(208)和第二侧对(212)相邻并且设置在它们之间，并且其中所述中心对的电触头(116)沿着中心轴线(216)定向，所述第一侧对的电触头(116)沿着倾斜于所述中心轴线的第一侧轴线(218)定向，并且所述第二侧对的电触头(116)沿着倾斜于所述中心轴线且横向于所述第一侧轴线的第二侧轴线(222)定向。
5.如权利要求4所述的电连接器(100)，其中所述隔离对(140)的电触头(116)沿着垂直于所述中心轴线(216)的隔离轴线(230)定向，并且相对于所述中心对(206)定位，使得所述中心轴线将所述隔离对二等分。
6.如权利要求4所述的电连接器(100)，其中所述第一侧对(208)和所述第二侧对(212)中的每一个中的一个电触头(116A)与所述中心对(206)的两个电触头(116A，116B)大致等距，并且所述第一侧对和所述第二侧对中的每一个中的另一个电触头(116B)与所述中心对的两个电触头大致不等距。
7.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述电介质保持器(114)具有正面(128)、与所述正面相对的后面(302)、以及从所述正面延伸到所述后面的外表面(304)，所述电介质保持器沿着所述外表面限定通道(306)，所述通道沿着所述电介质保持器的周边周向间隔开，其中所述隔离对(140)的电触头(116)和所述抵消布置(134)中的至少一些电触头被保持在所述通道内。
8.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述电连接器具有所述电触头(116)的四个总对(132)，所述四个总对包括所述抵消布置(134)中的三个对和所述隔离对(140)。
9.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述电介质保持器(114)在其中限定一个或多个气穴(402)，所述一个或多个气穴设置在所述隔离对(140)与所述抵消布置(134)中的对(132)之间。
10.如权利要求1所述的电连接器(100)，其中所述导电壳体(110)包括突出到所述空腔(112)中的肋(502)，所述肋在所述隔离对(140)与所述抵消布置(134)中的对(132)之间的相应位置处穿透所述电介质保持器(114)的外表面(304)，以提供所述隔离对与所述抵消布置中的对之间的电屏蔽。

说明书全文

具有非均匀布置的触头的电连接器

技术领域

[0001] 本文的主题总体涉及用于在装置之间建立导电通路的电连接器。

背景技术

[0002] 一些已知的电连接器具有成对布置的多对电触头以传送差分信号。差分信号的传输可能由于电磁干扰或串扰而劣化，该电磁干扰或串扰耦合到来自电触头的一个或多个相邻对的对应的触头对。

[0003] 减少串扰的有害影响的一种方法是增加触头对之间的间距，但是这种策略可能不适用于具有预定义部件尺寸和指定触头密度的连接器。例如，尽管在电连接器中封装较少的电触头可以允许由于触头之间的隔离增加而改善的信号传输(例如，减少的串扰)，但是可能不希望或不允许降低触头密度，如存在增加连接器中的触头密度的一般趋势。

[0004] 一些已知的连接器试图通过在相邻的触头对之间安装导电屏蔽构件或层来屏蔽电触头以防止串扰。屏蔽可能通过增加额外的部件和组装步骤而增加连接器的复杂性和成本。

[0005] 仍然需要一种具有多对电触头的电连接器，其满足信号传输性能要求，而在对之间没有复杂且昂贵的屏蔽。发明内容

[0006] 在一个或多个实施例中，电连接器设置为包括导电壳体、电介质保持器和电触头。导电壳体限定空腔。电介质保持器设置在空腔内。电触头安装到空腔内的电介质保持器并布置成对。对包括抵消布置中的多个对和与抵消布置中的对间隔开的隔离对。从隔离对到电触头中的最近的相邻电触头的间隔距离大于从抵消布置中的每个对到电触头中的对应的最近的相邻电触头的相应的间隔距离。
附图说明

[0007] 图1是根据实施例的电连接器的透视图。

[0008] 图2是图1所示的电连接器的正面截面图。

[0009] 图3是图1和2所示的电连接器的电介质保持器的隔离透视图。

[0010] 图4是根据替代实施例的电连接器的正面剖视图。

[0011] 图5是根据第二替代实施例的电连接器的正面截面图。

[0012] 图6是根据第三替代实施例的电连接器的正面截面图。

具体实施方式

[0013] 在一个或多个实施例中，电连接器设置为包括导电壳体、电介质保持器和电触头。导电壳体限定空腔。电介质保持器设置在空腔内。电触头安装到空腔内的电介质保持器并布置成对。对包括抵消布置中的多个对和与抵消布置中的对间隔开的隔离对。从隔离对到电触头中的最近的相邻电触头的间隔距离大于从抵消布置中的每个对到电触头中的对应的最近的相邻电触头的相应的间隔距离。

[0014] 在一个或多个实施例中，电连接器设置为包括壳体、电介质保持器和电触头。壳体限定空腔。电介质保持器设置在空腔内。电触头安装到空腔内的电介质保持器并布置成对。对包括抵消布置中的中心对、第一侧对和第二侧对，以及与抵消布置间隔开的隔离对。中心对设置在第一侧对和第二侧对之间。中心对的电触头沿着中心轴线定向，第一侧对的电触头沿着倾斜于中心轴线的第一侧轴线定向，且第二侧对的电触头沿着倾斜于中心轴线且横向于第一侧轴线的第二侧轴线定向。

[0015] 在一个或多个实施例中，电连接器设置为包括导电壳体、电介质保持器和电触头。导电壳体限定具有圆形截面形状的空腔。电介质保持器设置在空腔内。电介质保持器具有正面、与正面相对的后面、以及从正面延伸到后面的外表面。电触头安装到空腔内的电介质保持器并布置成对。对包括抵消布置中的多个对和与抵消布置中的对间隔开的隔离对。从隔离对到电触头中的最近的相邻电触头的间隔距离大于从抵消布置中的每个对到电触头中的对应的最近的相邻电触头的相应的间隔距离。

[0016] 本公开的实施例提供了一种电连接器，其具有成特定配置的多对电触头，所述配置设计为减少电磁干扰(例如，串扰)的有害影响。在该配置中，电触头对沿着连接器的配合区域不均匀地分布。例如，一些相邻触头对之间的间距可以大于其他相邻对之间的间距。另外，触头的对沿着相应的对轴先定向，所述对轴线通过相应对中的两个触头限定。在本文公开的配置中，并非所有的对轴线彼此平行或垂直，而是至少一个对轴线倾斜于另一个对轴线。

[0017] 在一个或多个实施例中，一些电触头的对相对靠近地布置在一起，具有相对于彼此的特定位置和取向，以便利用抵消(cancellation)来改善串扰电阻。至少一对电触头与相邻的触头对相隔较远(例如，比利用抵消的对之间的相应间距更远)，以便通过基于距离的隔离来改善串扰电阻。

[0018] 在一个或多个实施例中，电连接器不具有围绕各个触头对的导电屏蔽，以电气屏蔽触头对免受串扰和其他电磁干扰。电导体还缺少导电屏蔽构件，其具有在每个触头对之间延伸并分开的分隔壁。电连接器可以具有导电壳体，其共同围绕触头对。在一个或多个实施例中，至少一些相邻的触头对可以不彼此屏蔽，使得这些触头对的串扰电阻通过消除和/或隔离提供，而不是中间屏蔽。

[0019] 由于在相邻的触头对之间安装较少的(如果有的话)导电屏蔽构件和/或层，因此本文公开的电连接器的实施例的至少一个技术效果可以相对于已知的电连接器降低成本和复杂性。本文公开的实施例的另一技术效果可以是满足或超过某些信号传输质量标准或要求的能力，其具有比已知的电连接器更大的触头密度，这可归因于所公开的电触头的配置。相反，对于给定的连接器尺寸和触头尺寸以及期望的触头密度，根据本文公开的实施例的电连接器可以提供比已知的电连接器更好的信号传输质量，这可归因于所公开的电触头的配置。

[0020] 图1是根据实施例的电连接器100的透视图。电连接器100安装到多个电缆102。每个电缆102可选地可以是绝缘电线。尽管图1中仅示出了电缆102的区段，但是电缆102可以从连接器100延伸到电气装置，例如电路板等。电连接器100具有前端104和与前端104相对的后端106。在所示的实施例中，前端104表示配合端，该配合端配置为接合并连接到互补配合连接器，以提供跨连接器的导电通路。电缆102从电连接器100的后端106突出。如本文所使用的，诸如“前部”、“后部”、“上部”、“底部”、“内部”和“外部”的相对或空间术语仅用于识别和区分所示取向中的参考元件，并不一定需要相对于重力和/或电连接器100的周围环境的特定位置或取向。

[0021] 电连接器100包括限定空腔112的壳体或外壳110。电连接器100还包括电介质保持器114和多个电触头116。电介质保持器114设置在空腔112内，并将电触头116在指定位置保持在位。例如，电介质保持器114可以将电触头116(这里也称为触头116)保持在特定位置以利用抵消和隔离来抵抗串扰。触头116电连接到电缆102，使得触头116电连接并机械固定到电缆102。例如，触头116可选地可以压接或焊接到电缆102的导电芯。在所示的实施例中，每个触头116端接到不同的对应的一个电缆102。例如，连接器100在图1中具有八个触头116，并且八个电缆102从连接器100的后端106突出。

[0022] 触头116配置为在前端104处或附近的配合接口处接合配合连接器的互补触头。在所示的实施例中，触头116包括针脚118，针脚118构配置为接收在配合触头的插座中。在替代实施例中，触头116可以具有不同的形状，例如刀片、限定插座的管、可偏转的弹簧梁等。

[0023] 壳体110具有前端120和与前端120相对的后端122。壳体110的前端120和后端122可选地分别限定连接器100的前端104和后端106。根据一个或多个实施例的壳体110是导电的。由于壳体110的导电性，壳体110可以提供屏蔽以对抗电连接器100与相邻连接器和其他电子装置之间的电磁干扰。壳体110包括导电材料。例如，导电材料可以是一种或多种金属、本征导电聚合物(ICP)材料、有损电介质材料等。有损电介质材料具有浸渍有金属颗粒的电介质基板。

[0024] 壳体110具有内表面124和外表面126。内表面124限定空腔112。空腔112可以从前端120完全穿过壳体110延伸到后端122。在所示的实施例中，空腔112具有圆形截面形状。在替代实施例中，空腔112可具有另一圆形形状，例如椭圆形、卵形或具有圆角的多边形。图1中的外表面126大致是圆柱形的，但在替代实施例中可以具有另一种形状。外表面126表示连接器100的外表面，使得外表面126暴露于周围环境(例如，未被另一部件围绕)。在替代实施例中，电连接器100可具有围绕壳体110的外表面126的附加壳体部件。

[0025] 电介质保持器114可包括电介质材料，例如一种或多种塑料。电介质材料可选地可以是聚四氟乙烯(PTFE)或具有相对低介电常数的另一种聚合物，以提供电绝缘。电介质保持器114可以从壳体110的前端120凹入。电介质保持器114具有正面128，该正面128与前端120间隔开，以在壳体110内限定接收空间130，该接收空间130接收配合连接器的一部分。针脚118突出超出电介质保持器114的正面128并且暴露在接收空间130内以接合配合连接器的互补触头。

[0026] 电触头116布置成对132。每个对132可以配置为发送差分信号，使得对132可以是差分对。对132可以基于沿着对132的两个触头116限定的两个导电路径之间的电压差来发送差分信号，因此对132中的两个触头116可以相对靠近地定位在一起。在一个或多个实施例中，触头116的一些对被分组在抵消布置134中，并且至少另一个其他对132与抵消布置134中的对132间隔开。图1示出了与抵消布置134间隔开的一个隔离对140。

[0027] 图2是图1所示的电连接器100的正面截面图。截面线穿过壳体110和接收空间130内的电触头116的针脚118(如图1所示)截取。在所示的实施例中，连接器100具有触头116的一个隔离对140和抵消布置134中的多个对132。电触头116中的至少一些位于壳体110的内表面124附近，但是与内表面124间隔开，使得没有触头116接合壳体110。例如，触头116可以经由气隙202或中间的电介质轴环或套管与内表面124分离，以避免触头116的电短路。

[0028] 与抵消布置134中的对132相比，隔离对140与触头116的相邻对132更加隔离开。例如，隔离对140通过第一间隔距离204与最近的相邻电触头116间隔开。本文描述的间隔距离是指不同的相邻对132的最近的两个触头116之间的距离。第一间隔距离204在隔离对140的一个触头116与和隔离对140的触头116最近的(不同对132的)相邻触头116之间。抵消布置134中的对132布置得比隔离对140更靠近彼此。例如，抵消布置134中的第一对206与抵消布置134中的第二对208隔开第二间隔距离210。第二间隔距离210小于第一间隔距离204。在另一示例中，抵消布置134中的第三对212经由第三间隔距离214与第一对206间隔开。第三间隔距离214也小于第一间隔距离204。第二间隔距离210和第三间隔距离214可以大致相等(例如，在彼此的1％、5％或10％之内)，或者至少彼此长度相似(例如，在彼此的25％之内)。

[0029] 隔离对140与抵消布置134中的对132之间的相对大的间距允许相对于具有更窄间距的配置减小隔离对140与抵消布置134中的对132之间电磁干扰(例如，串扰)。电磁干扰的减少可能是由于，电磁能量必须通过隔离对140与抵消布置134中的相邻对132之间的电介质介质(例如电介质保持器114和/或空气)行进相对大的距离，使得减少的能量行进整个间隔距离210。隔离对140配置为经由自连接器100的其他触头116的距离抵抗串扰。

[0030] 在所示的实施例中，抵消布置134中的对132包括第一对206、第二对208和第三对212。三个对206、208、212代表抵消布置134中的所有对132。在图2中，电连接器100具有触头
116的四个总对116(例如，八个总触头116)，由单个隔离对140和三个对206、208、212限定。
在替代实施例中，电连接器100可具有更多或更少的触头116。例如，在一个替代实施例中，抵消布置134可以仅具有第一对206和第二对208。

[0031] 在抵消布置134中，第一对206与第二对208相邻。第一对206中的触头116定向在第一轴线216中。例如，第一轴线216延伸穿过第一对206中的两个触头116的每个针脚118的中心。第二对208中的触头116定向在第二轴线218中。在所示的实施例中，第二轴线218倾斜于第一轴线216，使得第二轴线218横向于第一轴线216但不垂直于第一轴线216。因此，第二轴线218既不平行也不垂直于第一轴线216。

[0032] 第一对206也与第三对212相邻。例如，第一对206可以设置在第二对208和第三对212之间。第一对206在这里也称为中心对206，并且第一轴线216被称为中心轴线216。第二对208和第三对212在本文中也分别称为

[0033] 第一侧对208和第二侧对212。第二轴线218称为第一侧轴线218。第二侧对212的触头116定向在第二侧轴线222中。第二侧轴线222倾斜于中心轴线216(例如，既不平行也不垂直)。第一侧轴线218和第二侧轴线222彼此横向，使得轴线218、222不平行。尽管第一轴线218和第二轴线222在图2中形成锐角，但是在替代实施例中轴线218、222可以是垂直的或钝角的。

[0034] 隔离对140中的触头116沿隔离轴线230定向。所示的实施例中的隔离轴线230与中心轴线216垂直(例如，正交)。因此，中心对206垂直于隔离对140。中心对206和隔离对140可以相对定位，使得中心轴线216将隔离对140二等分。例如，如图2所示，中心轴线216在隔离对140的两个触头116之间延伸。在该定位中，隔离对140的触头116与中心对206的触头116等距。除了如上所述的相对大的间距之外，隔离对140和中心对206之间的等距抵抗串扰，因为例如从中心对206到隔离对140的电磁噪声电压将影响隔离对140的两个触头116。因为差分信号被视为两个导电路径上的电压之间的差异，所以耦合到两个触头116的共模噪声电压不会影响信号。例如，施加到两个触头116的电磁噪声将有效地抵消。

[0035] 在所示的实施例中，第一侧对208的一个电触头116A大致位于中心对206的两个触头116之间。例如，第一侧对208的触头116A与中心对206的第一触头116A之间的间隔距离210大约等于(例如，在1％、5％或10％之内)第一侧对208的触头116A与中心对206的第二触头116B之间的间隔距离211。在该等距的位置，如上所述，第一侧对208的触头116A与中心对
206的两个触头116A、116B之间的至少一些噪声有效地抵消了，因为噪声对于中心对206中的两个触头116A、116B是共模的。在所示的实施例中，第一侧对208的另一个电触头116B与中心对206的两个触头116大致不等距。例如，第二触头116B比第二触头116B更靠近中心对
206的第一触头116A。第一侧对208的第二触头116B比第一触头116A与中心对206隔开得更远。第二触头116B和中心对206之间的距离提供隔离以抵抗串扰。

[0036] 第二侧对212可以在中心对206的相对侧上镜像第一侧对208。例如，在所示的配置中，电触头116可以关于中心轴线216对称。第二侧对212的一个电触头116A大致等距地位于中心对206的两个触头116之间。第二侧对212的另一个电触头116B与中心对206的两个触头116不等距，但是与第二侧对212的第一触头116A相比与中心对206间隔得更远，且隔离抵抗串扰。

[0037] 图3是图1和2所示的电连接器100的电介质保持器114的隔离透视图。电介质保持器114具有正面128、与正面128相对的后面302、以及从正面128到后面302沿纵向轴线310延伸的外表面304。在图3中，电介质保持器114具有圆柱形状，但在其他实施例中可以具有不同的形状，例如多边形棱柱形状。

[0038] 电介质保持器114沿外表面304限定多个通道306。通道306沿着电介质保持器114的周边周向地间隔开。通道306平行于纵向轴线310伸长。每个通道306可以延伸电介质保持器114的整个长度，使得通道306沿前面128和后面302敞开。通道306在所示的实施例中具有圆柱形状，但在替代实施例中可具有一个或多个平坦表面。

[0039] 通道306配置为在其中接收电触头116(如图2所示)。每个触头116可以装载到不同的对应通道306中。通道306的尺寸设计成将触头116牢固地保持在固定位置。例如，电介质保持器114可以是至少部分柔性的，使得通过从保持器114的周边径向向内按压触头116，可以将触头116卡入通道306中。在所示的实施例中，通道306以特定配置布置，以允许电介质保持器114内的触头116实现图2中所示的布置。通道306布置成对312，并且每个对312保持触头116的不同的对应的对132(如图2所示)。可选地，电缆102(如图1所示)的一部分可以延伸到通道306中。

[0040] 在图3中，大多数对312的两个通道306沿着电介质保持器114的周边彼此相邻定位，使得两个通道306周向地间隔开。例如，隔离对140(如图2所示)的电触头116和抵消布置134(图2)中的至少一些电触头116保持在这些通道306内，这些通道306沿着电介质保持器
114的外表面304离散地形成。在一个对312A中，通道306彼此径向间隔开，但不是周向地间隔开。通道306的对312A配置为接收触头116的中心对206(图2)。在实施例中，中心对206的第一触头116A(图2)可以通过以下方式装载到对312A的内通道306A中：通过从周边移动穿过对312A的外部通道306B跨越分隔壁316(分隔壁316将两个通道306A、306B分开)以进入内通道306A。分隔壁316可以限定槽314，槽314可以由于触头116A的力而可膨胀，以允许触头
116A跨入内通道306A。

[0041] 图4是根据替代实施例的电连接器100的正面剖视图。与图1-3中所示的电连接器100不同，图4中的电介质保持器114在其中限定一个或多个气穴402。气穴402是电介质保持器114中的中空开口，其允许环境空气流入气穴402。凹穴402内的空气具有低介电常数，并且可以改善对触头116的对132之间的串扰和其他电磁干扰的抵抗力。

[0042] 在所示的实施例中，电介质保持器114包括彼此间隔开的两个气穴402。在图4中，气穴402沿着电介质保持器114的正面128敞开。气穴402可选地可以完全穿过电介质保持器114延伸到后面302(如图3所示)。两个气穴402位于隔离对140与抵消布置134中的对132之间的电介质保持器114的空的区域404中。两个凹穴402中的第一气穴402A设置在隔离对140与第一侧对208的第二触头116B之间。两个凹穴402中的第二气穴402B设置在隔离对140与第二侧对212的第二触头116B之间。气穴402A、402B内的空气的低损耗特性可以减少隔离对
140与第一侧对208和第二侧对212之间的串扰。

[0043] 在替代实施例中，电介质保持器114可以仅限定一个或多于两个气穴402。例如，图4中所示的两个气穴402A、402B可以通过移除分离两个气穴402A、402B的电介质保持器114的材料而组合成单个气穴402。

[0044] 图5是根据第二替代实施例的电连接器100的正面截面图。与图1-4中所示的电连接器100不同，图5中的壳体110包括从壳体110的内表面124突出的两个肋502，包括空腔112。两个肋502可以是导电的。肋502可以与壳体110成一体，或者分立并且联接到内表面
124。肋502在隔离对14与抵消布置134中的对132之间的相应位置处穿透电介质保持器114的外表面304，以在隔离对140与抵消布置134中的对132之间提供电屏蔽。例如，肋502中的第一肋502A在隔离对140与第一侧对208的第二触头116B之间延伸。肋502的第二肋502B设置在隔离对140的另一侧。第二肋502B在隔离对140与第二侧对212的第二触头116B之间。肋
502的导电性可以通过屏蔽减少隔离对140与第一侧对208和第二侧对212之间的串扰。

[0045] 图6是根据第三替代实施例的电连接器100的正面截面图。图6中所示的实施例组合了图4和5中所示的替代实施例的各方面。例如，图6中的电连接器100包括电介质保持器114中的气穴402和从壳体110延伸以提供屏蔽的肋502。

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