具有外部EMI屏蔽性能的插塞式连接器

摘要

本申请公开了一种屏蔽式电缆连接器，该屏蔽式电缆连接器呈与电缆的多根电线端接的插塞式连接器的形式。电线端接在边缘卡上，并且在卡上形成预制部分。电缆的外部屏蔽外皮在预制部分上延伸并且与连接器壳体一起形成，使得在连接器壳体的外部露出外部屏蔽外皮的一部分。该露出部分与支撑在连接器壳体上的外部导电环接触。套管多个弹簧接触臂，以便使在连接器壳体上露出的电缆外皮与外部金属引导件电屏蔽接触，在与相对的连接器配合时连接器被插入到外部金属引导件中。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年1月20日提交的、名称为“具有外部EMI屏蔽 性能的插塞式连接器”的美国临时申请No.61/145,861的优先权，在此 将其全部内容并入本文。

技术领域

本申请一般涉及插塞式连接器，更具体涉及提高屏蔽的插塞式连接 器。

背景技术

在本领域中，插塞式连接器被公认为是在最通常情况下接在包含多 根电线的电缆的端部并且用于与相对的配套连接器配合的连接器。如 2007年12月4日公布的美国专利No.7,303,438所示，这些插塞式连接 器通常利用触点沿着前缘排列的电路卡作为插塞式连接器的配合部分。 这种连接器具有由绝缘材料形成的外壳。这种连接器与相对的连接器配 合，并且为了配合，插塞式连接器被插入到安装在电路板上的中空导电 壳体部件中。

在配合接触面上并且沿着这种插塞式连接器主体易于出现电磁干扰 (“EMI”)，插塞式连接器所插入的外罩在插塞式连接器外部周围具 有松配合。对于高速应用，这种干扰可能对通过连接器传输的信号产生 问题。连接器上的屏蔽罩是一种方案，但是总体来说，这种屏蔽罩昂贵 并且增加了插塞式连接器的成本。一种方案是形成支撑电路卡的导电外 壳，然而这种方案昂贵。在内部应用(即，将连接器连接在诸如路由器 和服务器等电子设备内)中使用的插塞式连接器牺牲EMI性能以保持小 尺寸和低成本。对于高速应用，需要额外的屏蔽罩来获得最佳性能。因 此，存在对具有外部EMI屏蔽性能的改进型内部连接器的需求。

因此，本申请涉及便宜的具有外部EMI屏蔽性能的插塞式连接器。

发明内容

因此，本申请的一般目的是提供一种具有外部接地环的改进型插塞 式连接器。

本申请的另一个目的是提供一种插塞式连接器，该插塞式连接器在 多根电线与相对连接器之间提供连接，每根电线都具有与其连接的排扰 线并且电线保持在电缆内，电缆包括导电屏蔽外皮，外皮布置在连接器 壳体上或者与连接器壳体的一部分连接，插塞式连接器包括导电屏蔽环， 导电屏蔽环围绕连接器壳体的一部分延伸并且与外皮接触。

本申请另一个目的是提供一种用于前述插塞式连接器的导电屏蔽 环，导电屏蔽环包括多个弹簧臂，弹簧臂推压插塞式连接器壳体并且向 外推压被插入插塞式连接器的外壳的任何屏蔽罩，导电屏蔽环还包括用 于接合插塞式连接器壳体的装置，以便将导电屏蔽环正确指向插塞式连 接器壳体。

本申请的另一个目的是提供一种用于插塞式连接器的导电屏蔽环， 屏蔽环具有多个侧面，屏蔽环还具有与插塞式连接器的形状互补的形状， 屏蔽环包括与屏蔽环一起形成并且布置在屏蔽环的多个侧面上的多个弹 簧指，弹簧指具有内外接触表面以在插塞式连接器与外部部件之间提供 多个接地触点，屏蔽环还包括用于将其自身指向插塞式连接器的装置。

如第二实施例所示例的本申请的另一个目的是提供一种用于将多根 电线端接到保持在模制壳体的适当位置的电路板上的连接器，电线保持 在屏蔽外皮的外部电缆中，壳体具有内部电线终端部分，内部电线终端 部分具有包围其大部分外部的导电箔，导电箔与位于连接器壳体上的外 部导电屏蔽环接触，屏蔽环具有多个接触部件，以便使安装在电路板上 的与相对插座对准的外壳与包围内部电线终端部分的导电箔接触。

本申请的另一个目的是提供一种插塞式连接器，其中电缆屏蔽外皮 由插塞式连接器壳体支撑并且与夹部件接触，夹部件在外部屏蔽环封装 的插塞式连接器壳体上提供外部触点，屏蔽环具有以与夹部件相反的形 式形成的多个弹簧臂，以便将电缆外皮的接地性能延伸到插塞式连接器 的前配合面附近的位置，从而沿着插塞式连接器壳体的主体提供EMI屏 蔽。

本申请通过其独特的结构实现这些或其他目的。在本申请的一个实 施例中，插塞式连接器具有封装电缆的多根电线的绝缘壳。电缆具有封 装多个电线的外屏蔽外皮，电线通常以成对电线的方式设置以传递差分 信号。每对差分信号电线优选包括与其连接的排扰线或接地线。排扰线 和信号线分别与布置在电路卡后缘附近的接地接触片和信号接触片端 接，电路卡后缘用作插塞式连接器的配合突出片。这些端接的电线的端 部与电路卡的一部分由绝缘预制部分封装，绝缘预制部分将电路卡与电 缆电线固定在一起作为一个单元，使得该单元可以作为一个部件插入到 模子中以进行插塞式连接器壳体的超模压。

电路卡从插塞式连接器前面伸出，并且连接器可以包括延伸出插塞 式连接器前面的一个或多个凸缘，凸缘用于保护电路卡和/或根据与相对 的配套连接器之间的正确配合关系对连接器定向。中空导电环具有与插 塞式连接器壳体的形状互补的形状，并且中空导电环呈套在插塞式连接 器壳体上并且封装插塞式连接器壳体的预定长度的套管形式。

电缆外皮在预制部分上延伸，并且优选在模制在内部预制部分上的 连接器壳体部分中露出外皮的自由端，以便在插塞式连接器壳体上提供 一个或多个导电区域，导电区域被露出以与相对部件接触。以这种方式 伸展的电缆外皮使屏蔽罩从电缆直接延伸到插塞式连接器的主体。在外 皮上可以进一步施加金属夹或箔盖，以在连接器壳体的外表面上提供平 滑的导电区域。

优选提供中空金属套管或环形式的外部导电屏蔽罩，该外部导电屏 蔽罩套在插塞式连接器壳体上并且至少在预制部分以及与其连接的屏蔽 外皮上延伸。套管具有与套管一起形成的多个弹簧臂或指作为伸长的悬 臂式部件，该悬臂式部件的位置与布置在插塞式连接器壳体上的导电区 域相对。弹簧指优选弯曲成轻微S形，使得弹簧指的部分在套管的外侧 和内侧延伸。当套管安装在插塞式连接器上时，这些弹簧指不仅与插塞 式连接器壳体的导电区域接触，而且还略微向套管外侧延伸以与金属壳 或外罩接触，该金属壳或外罩设置在电路板上，并且在与相对的配套连 接器配合时插塞式连接器被插入金属壳或外罩中。该外壳与相对配套连 接器分开并且用作插塞式连接器的引导件。

导电环可以包括形成在导电环中并且沿着与插塞式连接器部分接合 的边缘布置的槽等。这些槽不仅与插塞式连接器接合，而且还可以用于 在插塞式连接器壳体上正确定位套管。

第二实施例还包括模制在电缆电线和电路卡终端区域上的内部预制 部分。电缆的金属外皮与具有一部分预制部分的连接器结合。夹部件施 加在预制部分上。导电箔卷绕在预制部分周围并且与电缆外皮和夹部件 接触，从而为连接器壳体的基本整个长度提供屏蔽。露出导电箔或夹部 件的几个部分以与外罩接触。

本实施例的壳体还包括保持在壳体中形成的槽或凹口内的适当位置 的辅助接触部件，并且这些辅助接触部件用作预制部分的内部箔带与外 部导电屏蔽罩之间的额外触点。辅助接触部件之一具有成对的弹性的上 下接触臂，该弹性上下接触臂延伸而与外罩和包围预制部分的导电箔接 触。另一个辅助接触部件可以呈保持在壳体的凹口中的一个弹簧的形式， 该弹簧延伸而与预制箔和外罩接触。屏蔽罩还可以具有向外突出的鼓包， 以便在罩上限定用于与配套连接器的金属壳接触的额外的不同触点。

通过考虑下面的详细描述，将清楚地理解本申请的这些和其他目的、 特征和优点。

附图说明

参考下面的详细描述并结合附图，可以最佳地理解本申请的结构组 织和操作方式以及本申请的其他目的和优点，在附图中相同的附图标记 表示相同的部件，并且其中：

图1是使用根据本申请原理构造的改进型插塞式连接器的第一实施 例的透视图；

图2是与图1相同的视图，但是为了清楚而拆下其外部屏蔽罩部分 并将外部屏蔽罩部分与连接器分开；

图3是图1的插塞式连接器与电缆的组件的分解图，示出屏蔽环、 连接器、连接器卡锁、连接器接地夹以及与电缆连接的电路卡；

图4是与图3相同的视图，但是拆下连接器及其卡锁，并且从电缆 上拆下与电路卡连接的所示电线和所示电缆接地外皮；

图5是图1的插塞式连接器的屏蔽环的透视图；

图6是图5的屏蔽环的正面图；

图7是图5的屏蔽环的俯视图；

图8是沿着线8-8截取的图5的屏蔽环的截面图；

图9是与图1相同的视图，但是示出本申请的第二实施例；

图10是与图9相同的视图，但是拆下其外部屏蔽罩；

图11是图9的分解图；

图12是与图11相同的视图，但是为了清楚而拆下插塞式连接器超 模压部分和卡锁部件；

图13是图9的连接器的外部屏蔽罩的透视图；

图14是图13的屏蔽环的后视图；

图15是图13的屏蔽环的俯视图；

图16是图9的连接器的顶部弹簧触点的透视图；

图16A是图9的横截面图，示出第二部分与弹簧触点之间的接触；

图16B是与图16A相同的视图，但是被截去一部分以示出连接器壳 体的上弹簧触点的中心；

图16C是穿过连接器的中心线截取的截面图；以及

图16D是图9的连接器壳体的仰视图。

具体实施方式

虽然本申请允许不同形式的实施例，但是在附图中示出并将详细描 述特定实施例，应当理解，公开内容被认为是本申请原理的示例而不是 用来将本申请限制在所示出的内容。

图1是插塞式连接器30的透视图。插塞式连接器30一般为2007年 12月4日转让给本申请的受让人的美国专利No.7,303,438所公开的类 型，在此通过引用方式将其全部内容并入本文。这种插塞式连接器可以 用于在电子设备(例如路由器或服务器)内提供插塞及其电缆的连接的 内部应用，或者可以用于插塞和电缆使两个电子设备连接在一起的外部 应用。插塞式连接器30具有绝缘体，所示绝缘体与包含通常排列成几对 差分信号线34的多根电线的电缆32连接，并且每一对这种电线对都包 括与其连接的排扰线或接地线35。电线34包含在电缆32内，并且进一 步由导电电缆屏蔽罩59包围，导电电缆屏蔽罩通常呈编织金属线外皮形 式的，但是也可以使用例如箔等等其他导电金属。如美国专利No. 7,303,438所示，插塞式连接器配合在外部金属壳中，而外部金属壳与安 装在电路板上的插座连接器对准。

插塞式连接器30包括绝缘壳31，绝缘壳包括后壳部分40、前部42 和前面43，电路卡33从前面伸出。2007年2月13日转让给本申请的受 让人的美国专利No.7,175,444示出这种插塞式连接器壳体的构造，在此 通过引用方式将其全部内容并入本文。电路卡33用作连接器30的配合 部件或突出片(blade)，并且如现有技术中一致，电路卡包括多个导电 轨迹，导电轨迹终止于沿着电路卡33的相对的引导(前)缘和尾(后) 缘排列的接触片。连接器壳体31可以包括从前面43向前延伸的一个或 多个凸缘45a，45b，连接器壳体用于保护电路卡的前缘并且将连接器定 向为与相对的配套连接器(未示出)正确配合对准。这些凸缘、电路卡 33的前部以及壳体31的前部可以被认为共同限定了前部42。

连接器30还可以包括卡锁部件70，卡锁部件由导电材料形成并且 包括如按键73所示的按压部分，用户操纵按压部分来使接触凸耳72上 升和下降并且使接触凸耳72移动以便与外部金属壳或外罩接合和分离， 虽然本申请中未示出外部金属壳或外罩，但是在上述美国专利No. 7,303,438中示出和描述。卡锁部件70与布置在连接器壳体31顶部的所 示槽71配合，凸耳72与相对的金属壳接合。

后部40包括后部件47，后部件大于将前部42与后部40相互连接 在一起的中部48。一个或多个接合部件49以凸耳49的形式示出，该凸 耳相对于连接器壳体中部48向外突出。在与后部47相结合的轮廓中， 凸耳49呈现大致T形形状，并且用于对与配套连接器有关的相对外壳定 向并与其接合。

转向图2，示出呈中空环或套管50形式的外部导电屏蔽罩。套管50 由导电材料(例如金属或电镀塑料等)形成，并且其形状优选与连接器 壳体的中部48区域的外表面的形状互补。为此，套管50具有沿着顶侧 的阶梯部分53或壁以及位于其后缘的槽54，槽部分地包围卡锁槽71和 卡锁部件70的前部。

套管50具有相互连接在一起的多个壁或侧面并且共同限定了套管 的中空形式。在图3中最佳示出，例如包括顶壁51a、右壁51b、底壁51c 和左壁51d。为了对插塞式连接器提供电磁干扰保护，套管50配备有： 多个触点，多个触点位于套管50与连接器壳体31之间；以及外壳，当 与相对连接器配合时，连接器被插入到该外壳中。在本实施例中，这些 触点呈布置在套管50的多个侧面上的悬臂式弹簧接触臂或者指状细长 部件56的形式。所示的弹簧接触臂56与套管的位于窗口中的部分形成 一体，并且弹簧接触臂沿着中部47向后延伸并端接在自由端。以优选排 列方式示出的弹簧接触臂是在套管的不同侧面上的成对的右壁臂56b、 底壁臂56c和左壁臂56d。

如图5最佳示出，弹簧接触臂56具有大致的优选轻微的S形形状， 其中弹簧接触臂向套管的后部和外部(或外侧)延伸，然后弯曲回到套 管内侧。这种形状在各个弹簧臂56上形成两个相对的触点58a，58b。一 个触点58a出现在套管50的外侧(S形的第一道弯)，另一个触点58b 出现在套管50的内侧(S形的第二道弯)。因此，内触点58b与插塞式 连接器壳体31的外表面接触，而外触点58a与连接器30所配合的配套 连接器外罩或外壳的内表面接触。套管还优选配备有与形成在连接器壳 体上的凸耳49接合的槽57，套管50的尾(后)缘邻接壳体后部47的 前缘。

为了在连接器壳体31上提供导电屏蔽区域，如图4最佳示出，电缆 的电线34端接在电路卡33的终端区域的接触片上，接触片位于电路卡 的后缘附近。如图3所示，内部预制部分66模制在电线的自由端和终端 区域上以使终端绝缘。由单独的电线对形成的箔可以是展开的并绕在预 制部分66周围，电缆外皮59(图4)的自由端也延伸超过预制部分66。 作为选择，单个箔的伸展可以用于卷绕预制部分并且与电缆外皮接触。 如图4所示，外皮部分59可以分为顶部59a和底部59b，并且顶部59a 和底部59b可以施加在预制部分66的外部，或者顶部59a和底部59b单 独形成为施加在板上的金属夹。箔的伸展使电缆屏蔽罩向前延伸到连接 器预制部分。

将插塞式连接器壳体31模制在预制部分66上，然后使外皮露出并 且在壳体中部47的区域形成连接器壳体31的外表面。如图3所示呈U 形的导电夹或箔63设置在露出外皮的上方以形成光滑接触表面。该导电 表面为：弹簧接触臂在触点58b与屏蔽罩接触，从而使屏蔽罩从电缆外 皮经过连接器主体延伸到其外表面，然后终止于布置在连接器30前面 43附近的套管50的前缘。箔63与外皮59的左侧面60a和右侧面60a 接触，从而提供以包围方式完全围绕连接器壳体延伸的导电屏蔽罩。

图9-15示出包括额外触点的本申请的第二实施例。使用相同的附图 标记表示两个实施例的相同结构。如图9所示，连接器30具有绝缘壳 31，绝缘壳支撑呈中空环形状的导电外部屏蔽罩50。屏蔽环可以具有利 用一片金属的整体结构，其两个自由端在连接线101处连接在一起，其 中该金属片可以被冲压并形成其阶梯形状。图11示出连接器30的分解 图，并且为了清楚，分开示出预制部分66和超模压连接器壳体31。如 图12所示，电缆32具有外部导电外皮59，外部导电外皮优选分成顶部 59a和底部59b。外皮部分59a，59b被模制到预制部分66中，使其在预 制部分66的表面上露出。在这方面上，如果将外皮部分56a，59b从预 制部分66取出，则可以认为预制部分66具有固定外皮部分的槽102。 外皮部分59a，59b的向前伸展使连接器的屏蔽环向前延伸了长度LBR (图12)。提供均呈大致J形的金属夹77，78作为预制部分66的部件。 夹77，78的每一个长端104可以被斜切，或者构造成有角的或倾斜的形 状，以方便夹的插入。长端的有角表面104配合在夹77，78的短端105 下面。

夹77，78可以位于外皮部分59a，59b的上面或下面，但是对于各 种定位，夹77，78均与外皮部分59a，59b接触并且导电连接。提供具 有一定长度的箔带79，并且将箔带施加到内部预制部分以基本覆盖其全 部外表面。壳体31以下面的方式基本模制在预制部分66上：露出夹77， 78的各部分作为壳体31的外表面部分。箔带79在预制部分66上形成 内屏蔽层，并且箔带具有在壳体31的表面下方延伸的长度LFT(图12 和图16)。箔带79与夹77，78接触，并且夹在连接器壳体31的外部 提供导电表面。箔带79使电缆外皮的内部屏蔽环向前延伸经过夹77， 78的前缘和电缆外皮，因此长度LFT优选大于长度LBR。U形箔或金属 部件63同样优选施加在壳体31上以形成导电外部接触表面，导电外部 接触表面围绕内部预制部分66的大部分延伸，从而使上面的屏蔽环延伸 到预制部分66的前端。

在连接器壳体31的顶表面和底表面设置两个额外的辅助弹簧触点 74，81。所示的顶部触点74(图16)具有脊柱部分108和两对接触臂 109，分别为上接触臂部分109a和下接触臂部分109b。下接触臂109b 延伸接触预制部分的箔带79，而上接触臂109a延伸接触屏蔽环50的内 表面。上弹簧触点74的脊柱部分108的中心具有在脊柱部分上向后弯曲 的突片110，该突片形成楔形部分并且保持在连接器壳体31的上表面形 成的槽114中。如图16A所示，上接触臂109a承载在屏蔽环50的内表 面上，而下接触臂109b承载在由预制部分66支撑的箔带79或夹77， 78上。所示的下接触臂109b与卷绕在图16a所示的夹77，78的中部上 的箔带79接触。

底部弹簧触点81保持在横向凹口或槽88中，该底部弹簧触点从壳 体31的底部表面略微突出并且还与屏蔽环50的沿着其底面51c的内表 面接触。屏蔽环50的配合边缘优选具有引导弹簧触点81与屏蔽环50接 触的斜面112。上下两个弹簧触点74，81优选利用夹77，78与壳体31 对准，使得预制部分66上的箔带79与外部屏蔽环50接触。另外，优选 的是，辅助触点与侧弹簧指56b，56d对准，使得所有这些触点提供围绕 连接器壳体31周围径向延伸并且使外部屏蔽环与内部箔带79电连接的 屏蔽接触。

如图13所示的本实施例的屏蔽环50具有一对突片82a，82b，突片 冲压形成在屏蔽环前缘附近的顶表面上并且布置在屏蔽环阶梯部分53 的相对两侧。突片82a，82b与连接器壳体顶表面的凹口116接合，并且 用于帮助外部屏蔽环50保持在连接器壳体上的适当位置。

屏蔽环50还可以包括一对突起的鼓包或其他突部118，该突部形成 在屏蔽环50的阶梯部分53的顶部，用于与配套连接器的金属护罩的内 表面接触。两个其他突片120形成在卡锁70附近并且略微向上翘起，从 而提供两个更加额外的触点。本实施例的屏蔽环50还具有形成在其底壁 (图13)的额外接触臂56e。接触臂56e从底壁51c的其他接触臂56c 沿着相反方向弯曲。这提供了与连接器壳体31重复接触的方法。

虽然示出并描述了本申请的优选实施例，但是可以预见，在不脱离 前述说明书和所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域技术人员 可以设计出多种修改方式。