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CN1846333B - 用于多线电缆组件的连接器外壳 - Google Patents

用于多线电缆组件的连接器外壳 Download PDF

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CN1846333B CN2004800248980A CN200480024898A CN1846333B CN 1846333 B CN1846333 B CN 1846333B CN 2004800248980 A CN2004800248980 A CN 2004800248980A CN 200480024898 A CN200480024898 A CN 200480024898A CN 1846333 B CN1846333 B CN 1846333B
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Abstract

用于具有多根接地线和信号线的多线电缆组件的连接器外壳，该连接器外壳包括具有地电位的壳体(18)和沿纵向列(44)布置的多个接触元件(46)。该接触元件(46)被设置用于和配合连接器的接触元件电接触，并包括(I)用于连接到多线电缆组件的接地线上的接地触点元件(40)；和(II)用于连接到多线电缆组件的信号线上的信号触点元件(42)。纵向接地片(24)沿着该接触元件(46)的列(44)的纵向延伸，该接地片(24)具有两个侧面边缘(28)，至少其中一个为电连接到壳体(18)的地电位上而设。该接地片(24)包括接地触点元件(40)延伸穿过的若干通孔(62)。在该通孔(62)处，接地触点元件(40)与接地片(24)电连接。

Description

用于多线电缆组件的连接器外壳
技术领域
本发明涉及具有多根接地线和信号线的多线电缆组件的连接器外壳。这种连接器外壳具体用于电信业中的多路信号连接器。
背景技术
基本上，为了将同轴电缆连接到电子设备的部件上，使用连接器和端子插座，它们关于其纵轴旋转对称。这些端子插座的设计提供了与电缆的电阻性能基本相同的电阻性能，而且还提供了良好的屏蔽效果。在US-A-4,943,245、US-A-4,923,412和DE3732520中公开了旋转对称同轴电缆端子插座。由于这些已知端子插座的基本圆柱形设计，它们不太适合小型化。因此，相对于在所需体积或空间中的同轴电缆端子插座的数量，用于容纳数个这种已知端子插座的插座连接器仅具有相当小的密度。然而，针对电子设备、特别是针对如电信多路转换器之类的信息技术设备所提出的更多需要已经导致要求连接的较高信号密度，即在有限的空间中大量的电缆连接。
为了设计用于同轴电缆端子插座的高密度插座连接器，已经证实盒形同轴电缆端子插座既适合于端子插座的小型化，又适合于端子插座在插座连接器中的并排设置。
US-A-4,762,508公开了一种用于容纳盒形同轴电缆端子插座的插座连接器。在用于同轴电缆的端子插座中的每个中，两个触点(信号和接地)被并排地、平行地并间隔地设置在包括屏蔽的壳体中。数个这种端子插座设置在由绝缘材料制成的插座连接器体的单独隔间或容纳部分中。连接器体被插入到封盖中，该封盖由金属材料制成，并被设计成具有屏蔽性。
EP-B-0284245中公开了用于数个同轴电缆端子插座的插座连接器的一种类似设计。在该文献及US-B-6,203,369中，描述了同轴电缆端子插座，该端子插座具有用于两根同轴电缆的信号线的两个信号触点；和一个公共接地触点，该公共接地触点被设置在两个信号触点之间并与两个同轴触点的屏蔽连接。而且，在US-A-5,184,965、DE-C-4116168和DE-C-4116166中描述了也称为SCI连接器(屏蔽受控阻抗连接器)的盒形同轴电缆端子插座。
具有盒形设计，即具有非同轴设计的同轴电缆端子插座的某些缺点导致信号传输的损失和端子插座对兆赫兹范围中的高频信号的信号反射性增大。
尽管在高密度封装方面，盒形同轴电缆端子插座是令人满意的，但是在穿过端子插座传输的信号的速度和频率方面存在限制。在千兆赫兹范围中，频率越高，衰减越大。
在现有技术中，试图通过接地或接地高压线与汇流排的连接来控制上述问题。这样做的一个可能性是使每个同轴电缆的编织层和屏蔽层互连，并将它们连接到作为连接器上的接地触点的金属带上。这种设置并不会为每个电缆提供正极接地，尤其是在大量电缆的情况下。
在US-A-5,829,991、US-A-5,775,924、US-A-4,340,265和EP-B-0508255中描述了用于几根同轴电缆的电连接器，每个电连接器都具有呈夹子和夹钳元件的形式的接地装置，用于机械地接触、电接触单个同轴电缆的屏蔽层或编织层。然而，在这种设置的情况下，不能传输非常高速和高频率的信号。而且，具有夹钳接地装置的已知插座连接器的组装非常耗时，而且非常麻烦。
在US-A-4,889,500中公开了用以使几个同轴电缆的外导线接合的蜂窝状接地座的使用。该种设置包括许多部件，并且由于制造和装配都非常昂贵和复杂，所以无法满足同轴电缆端子的经济方案的要求。
从EP-A-0897202、DE-C-4344328和DE-A-3341356中，已知借助于呈波纹套管形状的特定接地触点来接触同轴电缆的外导线。为了使连接器适合不同直径的同轴电缆，将该已知的波纹套管设置在同轴连接器中。具体而言，相邻同轴连接器的波纹套管彼此不互相连接。
而且，在现有技术中，已知使用接地高压线与汇流排的连接用于连接类似盒形的同轴电缆端子插座的壳体。在US-B-6,171,143和EP-A-0952637中公开了这种插座连接器的例子。该插座连接器适合于容纳多个同轴电缆端子插座，并包括两个相对的纵向凹槽，该凹槽适合于暴露端子插座的外导电壳的若干部分。这些暴露的部分与形成为金属带的两个连接元件的数个金手指接触。这些连接元件使导电的已知插座连接器的外壳部件与端子插座电连接。
而且，从JP-A-11074037中已知用于数个同轴电缆端子插座的另一种插座连接器，它具有用于容纳端子插座的金属壳体。在端子插座和金属壳体之间插入由金属层包起的弹性圆柱管形元件，从而在侧面接触相邻端子插座的行。
从EP-A-0311041中已知另一种连接器。该已知连接器包括两个配合连接器部分，其中一个包括里面设置了金属片的壳体。该金属片具有一体的接触元件，该接触元件被弯曲到金属片的平面外，用于接触另一个配合连接器部分的接地插针。而且，该金属片具有若干大通孔，这些通孔使带有信号触点元件的端子连接器延伸穿过，其中当两个连接器部分结合在一起时，信号触点元件容纳配合连接器分的信号插针。从WO-A-03/012934中已知另一种用于容纳多线电缆组件的电缆的端子插座的插座连接器。在该插座连接器的外壳中，在相邻端子插座之间布置了导电材料做的波纹元件，作为接地高压线与汇流排的连接装置。
为了满足对提供适于非常高速传输信号的连接器的要求，必须改进接地，特别是接地通路。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于多线电缆组件的连接器外壳，它具有提高的导电性能，从而适合于非常高速信号传输。
根据本发明，提供一种具有多根接地线和信号线的多线电缆组件的连接器外壳，该连接器外壳包括：
具有地电位的壳体；
沿纵向列布置的多个接触元件，该接触元件设置用于和配合连接器的接触元件电接触，并包括：
(I)接地触点元件，其用于连接到多线电缆组件的接地线上，及
(II)信号触点元件，其用于连接到多线电缆组件的信号线上，
纵向接地片，其沿着接触元件的列的纵向延伸，该接地片具有两个侧面边缘，至少其中一个为电连接到壳体的地电位上而设，
其中该接地片包括使接地触点元件延伸穿过的通孔，且
在该通孔处，该接地触点元件与接地片电连接。
根据本发明所述的连接器外壳具有壳体和在壳体内沿纵向列布置的多个触点元件。优选的是，这些触点元件被设置成相邻行，并包括接地触点元件和信号触点元件。最为优选的是，这些触点元件包括插针。
根据本发明所述的连接器外壳的触点元件设置用于和配合连接器的触点元件形成电接触。因此，该触点元件形成连接器的互连部分。
为了使所有接地触点元件的共同接地，在该壳体内布置了纵向接地片。该接地片沿着接触元件的列延伸，并包括两个纵向边缘及两个横向边缘。
根据本发明，至少其中一个纵向边缘电连接到壳体的地电位上。优选的是，这借助于包括如金属之类的导电材料的壳体和与壳体的导电材料电接触的接地片来实现。
优选的是，根据本发明所述的连接器外壳的所有接地触点元件都延伸穿过接地片或由接地片限定的平面。该接地触点元件与接地片机械接触和电接触，因为接地触点元件延伸穿过接地片的通孔，其中接地触点元件在该通孔处与接地片电连接。信号触点元件不需要延伸穿过接地片或接地片的平面。例如，信号触点元件可以绕过接地片或者可以在其上方并在其侧面边缘外延伸。
由于本发明所述的设置，用于接地目的的所有接地触点元件都连接到接地片上，该接地片又沿着至少其中一个纵向边缘连接到壳体的地电位上。这意味着，有较短的接地通路，该通路从每个接地触点元件横向穿过接地片到达至少一个接地纵向边缘。由于这些非常短的接地通路，因而阻抗非常小，因此信号可以在连接器外壳中高速传输。
本发明所述的连接器外壳的信号触点元件能够延伸穿过接地片或从接地片附近通过。在后一种情况下，信号触点元件能够例如沿着接地片外侧的纵向边缘设置。如果信号触点元件延伸穿过接地片，则信号触点元件和接地片之间没有电接触。例如，信号触点元件能够延伸穿过建在接地片中的切除区域，其中几个信号触点元件能够延伸穿过一共同的切除区域，或者每个信号触点元件都延伸穿过与相应信号触点元件相关的接地片的一切除区域。在该切除区域内，信号触点元件与设计成通孔的切除区域的边缘间隔开。在信号触点元件和相关切除区域或通孔的边缘之间设置有一间隙。作为备选方式，如果信号触点元件被电绝缘材料(例如护套)保护起来，则该绝缘材料可以接触切除区域的边缘，而不是信号触点元件自身与切除区域的边缘接触。
优选的是，接地片具有一个切除区域，该切除区域沿着接地片的纵向延伸，并且使一行或所有行的信号触点元件的所有信号触点元件都延伸穿过。
根据本发明的优选实施例，接触元件的纵向列包括四个相邻行的接触元件，两个外侧的行包括接地触点元件，而两个内侧的行则包括信号触点元件。在这种设置中，接地片可以设计为类似于具有纵向边缘和横向边缘的框架，其中所有边缘都环绕使接触元件的两个内侧行的信号触点元件延伸穿过的中央切除区域。接地触点元件在接触元件的纵向外侧处的设置为非常短的接地通路而设，因此提高了连接器外壳的电性能。
例如，通过焊接，可以实现接地触点元件和其通孔处的接地片之间的电连接。然而，对于装配连接器外壳，优选的是接地触点元件和接地金属板之间压配接触。在压配接触中，接地触点元件以摩擦方式被容纳在接地片的相应通孔中。压配接触元件对本领域技术人员来说基本是已知的，特别是已知的顺应插针，其只借助于摩擦接合就与接地片永久连接。
在本发明的另一实施例中，接地片包括非导电材料做的支承层和由该支承层支承的导电层。在这种设置中，导电层延伸进入容纳接地插针的通孔中。因此，这些通孔被设计为印刷电路板中基本已知的通道。
然而，更优选的是，该接地片由金属制成，并因此被设计为金属片。
根据本发明的另一实施例，该接地片可以是外壳的一体部分或其一部分。然而，优选的是接地片与外壳分离开并可通过螺栓而安装到外壳上。在接地片和外壳之间可以设置用于屏蔽接地片和外壳之间的电位差的电垫片。这些垫片对于本领域技术人员来说基本是已知的。
如上面已经提到的那样，外壳具有地电位。该地电位可以借助于沿着外壳的壁设置的导电层而实现。因此，外壳可以包括非导电材料做的壁，该壁涂覆有形成地电位的导电材料层。为了获得合适的电磁干扰(EMI)屏蔽，外壳的内部应当设计成本领域技术人员基本已知的法拉第笼的形式。在这一点上，最优选的是外壳为金属壁。
附图说明
在附图中，
附图1示出了根据本发明优选实施例所述的一半连接器外壳的内部；
附图2示出了四行接触元件列的接地片的设计的一优选实施例；
附图3是完全装配好的连接器外壳沿着附图1的线III-III所得到的剖视图；及
附图4是沿着附图3的线IV-IV所得到的截面视图。
具体实施方式
在附图1中示出了用于多线电缆组件12的连接器外壳10的内部，在本实施例中，该多线电缆组件12包括两根多线电缆14，每根多线电缆都具有几根线16，其包括接地线和信号线(两者都未示出)。在本实施例中，电缆14为同轴电缆。然而，也可以使用通信应用中已知的其它类型电缆，例如双轴电缆或排扰电缆(drain wire cable)。电缆的类型与本发明无关。连接器外壳10包括壳体18，该壳体包括两个半壳体20、22，附图1中示出了其中一个，而在附图3中部分地示出了两个。壳体18的半壳体20、22由金属制成，因此它被设计为法拉第笼的形式。作为实心金属板壳体20、22的替换物，该壳体可以由具有导电材料层的非导电材料(例如，合成材料)制成。该导电材料层应当被设置在半壳体20、22的内侧，以便于与将在下面描述的接地片(电和机械)接触。
在连接器外壳10的与容纳多线电缆组件12的上侧相对的下侧处，在壳体18中设置有一开口，该开口由导电的接地片24和插座连接器26覆盖。该接地片24在附图2中详细示出，其具有包括两个侧面边缘28及两个横向边缘30的矩形。该接地片24的其它特征将在后面进行描述。
接地片24借助于螺栓32而被安装到壳体18上。然而，也可以使用像夹子等的其它类型的机械紧固件或机械紧固系统。同时，也可以使用焊接、粘结等来机械连接接地片24和壳体18。
而且，在接地片24前面，在壳体18的开口内布置了借助于螺栓34而联接到壳体18上的插座连接器26。插座连接器26包括电绝缘材料做的座36，该座36支承设置成行和列的数个接地触点元件40和信号触点元件42，从而形成接触元件46的列44。在本实施例中，该列44包括四行接触元件46，其中两行为接地触点元件40，另两行则为信号触点元件42。
在本实施例中，每个接触元件46都包括插针区域48(阳部分)；能够与接地片24摩擦接合(只对接地触点元件40是这样)的中间区域50；和与配合连接器元件(未示出)的配合接触元件的插针区域电接触的另一部分52(插座或阴部分)。该阴部分被插入到座36中。如上面所述以及在附图中示出的插座连接器26对本领域技术人员基本是已知的。
如附图1中所示，每根电缆16都具有端子连接器54，该端子连接器54具有导电材料做的壳体56。在壳体56中，设置有信号触点元件(未示出)，该信号触点元件与壳体56电绝缘，并与其中一个信号触点元件42电连接。而且，在壳体56中，还设置有接地触点元件(未示出)，该接地触点元件与壳体56的信号触点元件电绝缘并电连接到壳体56和接触元件46的列44的其中一个接地触点元件40上。在附图1及附图3中，端子连接器54为SCI连接器，其包括一个信号触点元件和一个接地触点元件。然而，也可以使用其它类型的端子连接器，特别是端子SCI连接器，像例如包括两个信号触点元件和一个公共接地触点元件的端子SCI连接器。而且，电缆16的导线也可以通过例如缠绕线而直接连接到接触元件46上。
如从附图1和3中所可以看出的，端子连接器54容纳接触元件列44的接触元件46。由于这种设置，电缆16的信号线与信号触点元件42电连接，并且电缆16的接地线与接触元件列44的接地触点元件40连接。如附图3中所示，借助于从半壳体20、22的内表面突出并被设置在端子连接器54的壳体56上方的突出肋58，使端子连接器54保持到位，以便于防止端子连接器54意外地从接触元件46上脱离。
本发明的主要方面之一是接地触点元件40与接地片24的电连接，以及接地片24与壳体18的电连接。
如从附图2中所可以看出的，接地片24的形状类似于一框架，该框架具有中央切除部分60和两行通孔62，其中该通孔62被设置在切除部分60附近，并与侧面边缘28相邻。切除部分60的尺寸使得设置在接触元件46的列44的中央部分中的所有信号触点元件42都延伸穿过切除部分60，而不会与接地片24接触(再参见附图3)。与之相反的是，接地24的单独通孔62具有的尺寸使得接地触点元件40的中间部分50在通孔62内与接地片24摩擦接合(参见附图4)。因此，所有接地触点元件40都接地到与半壳体20、22的内表面接触(参见附图3)的接地片24上，并因此沿着该接地金属片24的两个侧面边缘28接地。然而，应当注意的是，对于本发明而言，仅仅需要接地片24的其中一个侧面边缘28与壳体18的地电位电连接，在本实施例中，壳体18的地电位由其中一个半壳体20、22提供。
如从附图2中所可以看出的，沿着接地片24的接地通路较短，即通孔62和侧面边缘28之间的距离较短，由于这样可以以非常高的速度进行信号传输，因而提高了连接器外壳10的电性能。
应当注意的是，根据附图2所述的接地片24的设计仅仅是数个可能设计中的一个备选设计。例如，接触元件列44也可以包括两个接地触点元件行和两个信号触点元件行，其中，两个接地触点元件行彼此相邻设置并被设置在两个信号触点元件行之间。在这种设置中，还可以是：接地片在其接地的侧面边缘处包括若干单独的通孔，使位于接地片的接地的侧面边缘附近的信号触点元件行的信号触点元件在不与通孔接触的情况下延伸穿过，而接地片在其与接地的侧面边缘相对的侧面边缘处包括切除部分，该切除部分使另一信号触点元件行的信号触点元件延伸穿过。
最后，还可以在每行接触元件列44中交替设置小通孔和大通孔。小通孔与接地触点元件摩擦接合，而大通孔则使信号触点元件在不与接地片机械连接和电连接的情况下延伸穿过。
尽管已经参照本发明具体说明的实施例对本发明进行了描述和说明，但是不希望将本发明限制在所说明的实施例中。本领域技术人员将认识到，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的真实范围的情况下，可以作出多种变型和修改。因此，希望所有这样的变型和修改都因落入所附权利要求及其等效物的范围中而包括在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于具有多根接地线和信号线的多线电缆组件(14)的连接器外壳，该连接器外壳包括：
具有地电位的壳体(18)；
沿纵列(44)布置的多个接触元件(46)，该接触元件(46)被设置用于和一配合连接器的接触元件电接触，并包括：
i)接地触点元件(40)，该接地触点元件(40)用于连接到多线电缆组件(14)的电缆(16)的接地线上；以及
ii)信号触点元件(42)，该信号触点元件(42)用于连接到多线电缆组件(14)的电缆(16)的信号线上，
多个端子连接器(54)，每个端子连接器具有端子连接器壳体(56)，在该端子连接器壳体(56)中，设置有信号触点元件和接地触点元件，
沿着接触元件(46)的列(44)的纵向延伸的纵向接地片(24)，该接地片(24)具有两个侧面边缘(28)，所述两个侧面边缘(28)中的至少一个用于电连接到壳体(18)的地电位上，
其中，该接地片(24)包括使接地触点元件(40)延伸穿过的若干通孔(62)，
在该通孔(62)处，接地触点元件(40)与接地片(24)电连接，并以摩擦的方式接合在该通孔内，并且
端子连接器(54)的每个接地触点元件与端子连接器(54)的信号触点元件电绝缘并电连接到端子连接器壳体(56)以及布置在纵向的列(44)中的多个触点元件(46)的一个接地触点元件(40)上；或者，电缆(16)的接地线与布置在纵向的列(44)中的多个触点元件(46)的接地触点元件(40)连接。
2.根据权利要求1所述的连接器外壳，其中，所述接地片(24)具有至少一个切除区域(60)，该至少一个切除区域(60)使信号触点元件(42)在不与接地片(24)接触的情况下延伸穿过。
3.根据如权利要求2所述的连接器外壳，其中，所述至少一个切除区域(60)被设计为接地片(24)中的若干通孔，并且所述通孔使信号触点元件(42)在该信号触点元件(42)与相应通孔的边缘电绝缘的情况下延伸穿过。
4.根据权利要求2或3所述的连接器外壳，其中，所述信号触点元件(42)分别与所述信号触点元件(42)延伸穿过的切除区域(60)或通孔的边缘间隔开。
5.根据权利要求1所述的连接器外壳，其中，接地触点元件(40)以摩擦方式被容纳在接地片(24)的相应通孔(62)中，从而在相应通孔(62)中与接地片(24)形成机械接触和电接触。
6.根据如权利要求1所述的连接器外壳，其中，至少接地触点元件(40)包括若干接地插针(48)。
7.根据权利要求6所述的连接器外壳，其中，所述接地插针(48)被设计为顺应插针。
8.根据权利要求1所述的连接器外壳，其中，所述壳体(18)包括第一半壳体(20)和第二半壳体(22)，至少该第一半壳体(20)包括导电材料，且接地片(24)沿着其接地的侧面边缘(28)与该第一半壳体(20)机械接触和电接触。
9.根据权利要求1所述的连接器外壳，其还包括插座连接器(26)，该插座连接器(26)具有数个所述接触元件(46)，其中每个所述接触元件(46)都包括接触插针(48)和用于容纳一配合连接器的接触插针的插座(52)。
10.根据权利要求1所述的连接器外壳，其中，所述接触元件设置用于容纳端子连接器，该端子连接器具有：
(1)导电材料做的壳体；至少一个信号触点元件，该信号触点元件被布置在该壳体中并与该壳体电绝缘，并电连接到所述接触元件的阵列中的信号元件上；以及
(2)至少一个接地触点元件，该接地触点元件被布置在该壳体中并与该壳体电连接，并与该壳体的信号触点元件电绝缘，且与所述接触元件的阵列中的接地触点元件电连接。
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