专利名称：固定连接器装置到基板的固定系统的制作方法
技术领域：
本发明一般来讲涉及连接器装置技术，如电气连接器，光纤连接器和类似的连接器，详细地讲涉及固定连接器装置到基板，如印刷电路板，的固定系统。
多种设计形式的光纤连接器已经应用于端接光纤光缆并使光缆容易与其它光缆或其它光纤传输装置连接。典型的光纤连接器包括一个在连接器内固定和对中光纤或光纤束的套管。套管可用陶瓷这样的材料制造。套管夹持器或其它连接器外壳元件环绕套管，其可以用塑料这种材料来模压制造。一弹簧可置于外壳或套管夹持器内，使套管可压缩地向前偏移与另一个配对连接器装置的光纤固定套管相接合。
一对光纤连接器或一个连接器与另一个光纤传输装置通常由可将光纤定位于中心并提供低插入损失的适配器进行连接。适配器将连接器连接到一起使这些密封的纤维进行终端对终端的连接。适配器还可以是内嵌元件，或适配器可以设计成用于固定到面板，底板，电路板或类似物品的开口中。
各种问题不断地出现在光纤连接器装置或其它连接器装置的设计中，包括涉及到底板，母板，子板和类似物品的应用，涉及的问题有适当和精确地安装连接器装置到基板，如印刷电路板；在连接过程中调节未对齐的连接器；允许系统的不同元件之间的相对移动以及类似的定位的问题。其它的问题仅涉及尽量简化连接器装置的设计。本发明希望解决这些问题并能对这些连接器装置提出各种改进。
因此本发明的目的是提供一种新的和改进的固定系统，可用于固定连接器装置到基板，如面板，印刷电路板或类似物品。
在本发明的示例性的实施例中，该系统包括有至少一个预先设置的孔和至少一个定位孔的基板。一连接器外壳包括一预先设置的柱销用于基本不需任何插入力量就可插入基板上预设的孔来大致将外壳布置在基板上。外壳还包括一定位柱销可用于通过压入配合插入基板上的定位孔来精确固定外壳到基板。
本发明仔细考虑了当柱销被压入配合插入定位孔时在定位柱销的至少一部分周围的凹进区承接定位柱销被刮削下来的材料的情况。
如本文所披露的，外壳是与定位柱销一起整体用塑料材料模压制成。定位柱销在其外部有至少一个可变形的肋条。预置柱销比定位柱销要长，在所选的实施例中是实心的。定位柱销是空心的，多个定位柱销可以互相间隔布置及与预置柱销间隔布置。
本发明的其它目标，特点和优点将通过下面详细的介绍并结合参考附图得到清楚了解。
本发明令人相信为新颖的特征与权利要求中阐明的特殊性一起提出。因此，本发明及其目标和优点通过参考下面结合附图的详细介绍可以得到清楚了解。图中相同的参考数字表示同一元件。
图1是将本发明的概念具体实施得到的配对连接器装置的透视图，图中装置处在未配合的状态；图2是图1所示配对连接器装置的侧视图；图3是处于配合状态的图1所示配对连接器装置的透视图；图4是图1和图2所示的底板连接器装置从左面看去的分解透视图5是用于图4所示底板连接器装置适配器的一个关闭装置的透视图；图6是用于适配器的另一个关闭装置的透视图；图7是显示图4底板连接器装置中适配器和底板之间移动量的局部剖开放大透视图；图8是图4底板连接器装置的一个光纤连接模块的透视图；图9是图8的连接模块外壳的透视图；图10是显示图8模块安装程序的透视图；图11是从图1和图2的右面看去的子板连接器装置的分解透视图；图12是子板连接器装置的双体外壳的分解底面透视图；图13是子板连接器装置的前外壳体的透视图；图14是图11的子板连接器装置的一个光纤连接模块的透视图；图15是图14模块的分解透视图；图16是图14模块的销轴保持器的透视图；图17是图14模块的弹簧推动元件的透视图；图18是显示图16的螺旋弹簧安装到销轴保持器的透视图；图19是显示图1 7中弹簧安装到推动元件的透视图；和图20-22是显示图1-3的连接器装置的配合过程的连续的局部剖开顶视图；更详细地参阅附图，首先是图1-3，本发明的具体实施例是一个总体上指定为24的配对连接器装置，其包括一个总体上指定为26的底板连接器装置，该底板连接器装置可与一个总体上指定为28的子板连接器装置相配合。底板连接器装置固定在基板，面板，或在所选的实施例中是一块印刷电路板的底板，上的孔30内。详细来说，在这里底板32可以被视作母板。子板连接器装置固定到第二印刷电路板34的上表面。第二印刷电路板34在这里被视作子板。
底板连接器装置26包括一总体上指定为36的适配器，其固定在母板32上的孔内，四个总体上指定为38的光纤连接模块从底板32的前面穿过孔30插入适配器36。各光纤连接模块端接到多股光缆40。各光缆是平的或带状的，由多个光纤组成。
子板连接器装置28固定到子板34后，如下面将介绍的那样，四个总体上指定为42的光纤连接模块插入连接器外壳的后部。各模块42端接到一个平的与光缆40相近的多股光缆44。底板连接器装置26和子板连接器装置28可以箭头A的方向(见图1和图2)相配合进入如图3所示的配合状态，其中光缆44和40的光纤被有效地连接。
参考图4，适配器36包括可通过塑料材料模压制造的外壳46。外壳限定了前配合端46a和后端接端46b。前配合端是开口的，位于46c。光纤连接模块38的套管(后面会介绍)通过开口可以伸出去。端接端46b是开口的，位于46d，用于沿箭头B的方向接收连接模块38。适配器36的外壳46在各相对边设有向外突出的并沿连接器装置的配合方向延伸的对中肋48，其作用后面会介绍。
图5显示了总体上指定为50的用来关闭适配器46开口46b的关闭装置。图6显示总体上指定为52的用来关闭适配器46的配合开口46c的关闭装置。关闭装置50包括一对弹簧加载的可以关闭开口46d的关闭机构50a，其位于内间隔54的相对边(见图4)。关闭元件可绕轴转动地固定到板50b，板50b包括将压入配合到位于适配器外壳46上的多个孔58内的多个柱销52c。关闭机构50a和52a提供了防护适配器36内部的防尘罩。
参考图7并结合图4，适配器36固定到底板32所采用的方式要能够在两者之间保证有相对位移量。详细地讲，一对总体上指定为60的T形螺帽可移动地固定到适配器36并容纳一对通过底板表面固定孔沿箭头C方向插入的销轴。销轴有将与底板表面结合的扩大的端部62a。固定孔64间隔布置在开口30的相对边。
还有，各T形螺帽60包括螺杆部分60a和扩大的端部60b。一总体上指定为66的固定法兰与适配器外壳46的各相对边整体模压成形。各法兰66包括将容纳T形螺帽60端部60b的内部空腔66a。一与空腔66a相通并通过法兰66朝底板32延伸的通孔66b，被用于容纳T形螺帽的螺杆部分60a。应了解下面的参数(a)端部60b的尺寸小于空腔66a以便端部能够在空腔内移动；(b)螺杆部分60a的断面尺寸要小于通孔66b的尺寸以便螺杆可以在通孔内移动；和(c)螺杆部分60a的长度要长过法兰66端部以下壁部分67的厚度(即，图7中双箭头D表示的厚度)。因此，当销轴62将T-螺帽向底板32的表面32a拉近时，适配器并不被拉向底板，而是可以作相对移动。最后，通孔66b有个位于66e的限制口，所以T形螺帽可以安装到法兰66并将螺帽固定到适配器外壳46。要指出的是销轴62同样可以是带螺纹的紧固件如螺栓，用于与T形螺帽进行螺纹接合。
图8-10显示一个光纤连接模块38，其能够如上所述插入适配器36。详细地讲，各模块38包括一与多股光缆40端接的套管68，光纤的端部40a(见图8)暴露于套管的配合面68a。套管包括一对开进配合面68a的对中孔68b。套管被总体上指定为70的手动操作的外壳俘获，外壳包括实际上用于俘获套管的前部70a和被一对侧向间隔分布的可被使用者手指抓持的狭长部分70b所限定的后部。图10显示套管68有周边凸缘68c。外壳70的前部70a包括位于外壳两侧的一对前伸的锁舌70c和一对位于外壳其它两侧边的可变形的锁臂70d。如从图9可清楚地看到，各锁臂70d包含一个内倒角的锁舌70e。锁舌与套管凸缘68c的前端相啮合，锁臂70d的锁舌70e与凸缘68c的后缘相啮合。将被锁定的套管夹持在外壳70的前部70a的内部。
继续参考图8-10，用手可抓持的狭长部分70b包括外侧的锯齿部分71以便于手的把握。锁块70f从各个狭长部分向外突出用于与适配器36内部锁定。各个狭长部分还包括一个内部槽70g用于导引套管68进入外壳的前部70a。
图10显示出套管68可以沿箭头E的方向插入连接模块38的外壳70。套管在狭长部分70b的槽70g内移动并通过外壳前端70a的开口后端70h。套管在突出于外壳的开口前端70I(见图9)的位置被卡住，且在图8所示位置锁定并伴随套管向前突出于手动操作的外壳。
图11-13显示子板连接器装置28含有双体外壳，其被总体上指定为72的前外壳体和总体上指定为74的后外壳体限定。后外壳体可以沿箭头F的方向(见图11)插入前外壳体。后外壳体74有可变形的锁臂74a，当两个外壳体初步装配起来时，带有锁舌74b的锁臂74a锁定在前锁肩72a的后面(见图13)。图13同时显示了位于锁肩72a后面的第二锁肩72b，后面将介绍其作用。各外壳体72和74可以是连体结构并可以用塑料或类似的绝缘材料整体模压而成。
总的来说，提供一个系统用于将子板连接器装置28的前外壳体以相当高的精确度固定到子板34。详细地讲，子板如图11所示有间隔分布于一对定位孔78之间的一个预置孔76和一对可以穿过定位孔78的销轴80。如在图12中非常清楚可见的，一预置定位柱销82向下突出于前外壳体72的底表面72d以能基本上无需施加插入力就可插入预置孔76。换句话说，孔76大于柱销82。一对定位柱销84向下突出于表面70d以便通过压入配合插入子板34的定位孔78实现将外壳精确地固定到基板。柱销82是实心的。但是柱销84是空心的并可以容纳销轴80将前外壳体牢固地锁定子板。预置的柱销82比定位柱销84长，所以对于操作者来说很容易将预置柱销82定位并插入预置孔76。然后，外壳可轻易地绕柱销82转动直至定位柱销84与定位孔78配合。
还要参考图12，在定位柱销84的外面设置了可变形的肋条84a，其在柱销84被压入配合孔78时会被压扁或压变形。在前外壳体72的底表面72d在位置86围绕各定位柱销84设有凹进处。设置凹进处是为了容放定位柱销84压入配合定位孔78时被刮削下来的塑性材料，如压扁的肋边84a。这确保了前外壳体72的底表面72d平齐地与子板34的平顶面固定。
总的来说，在子板连接器装置28和底板连接器装置26的适配器36之间设置了对中机构。更详细地讲，如从图11和12中可非常清楚地看出，前外壳体72含有一对位于前外壳体开口配合端72e的相对边的对中凸缘88。各凸缘有一个向外倒角或有端部外展的远端88a，两个连接器装置配合时，其与适配器36的前缘90(见图1)相接合。本质上，端部外展的远端88a允许在两个连接器装置之间通常是在垂直于连接器的配合方向A(见图1)的X方向有一定程度的不对中。X方向基本上平行于子板34。对中凸缘88的内侧有凹槽或狭长沟槽88b供放置位于适配器外壳46相对边的对中肋条。狭长沟槽88b设有可与对中肋条48的远端相接合的外展口88c，其允许在两个连接器装置之间沿基本上垂直于配合方向A和前述X方向和子板44的Y方向有一定程度的不对中。因此，这种外展远端88a结合沟槽88b端部外展口88c的对中凸缘88在使用单一结构以允许两个不同的X和Y方向上存在不对中方面是很独特的。
回头参考图2并结合图11和12，一底凸缘92向前突出于与底表面72d(见图12)平齐的前外壳体72。该凸缘有一底面钩头部分92a和顶面倒角部分92b。底面钩头部分与子板34的边94搭接。而顶面倒角部分92b与适配器外壳46的前底边相接合以防止在连接器装置配合时外壳的底边与子板的前边发生碰撞。
图14-19更详细地显示出一个插入子板连接器装置28的后外壳体74的光纤连接模块42。详细地讲，各模块42包括一用于端接多股光缆44的带有释放光缆应变的弹性靴98的套管96。套管包括一对通孔或通道96a(见图15)可用于容纳一对固定于轴保持器的对中轴100，保持器与套管96的后面相对接使对中轴100的远端向前突出于套管96的前配合表面96b。一螺旋弹簧104如后面将介绍的那样固定在轴保持器104的后端，一弹簧推进元件106固定在螺旋弹簧的后端。轴保持器102和推进元件106可以通过塑料材料模压制造。一整体制作的可变形的锁定臂从推进元件向外伸出，用于将光纤连接模块锁定在子板连接器装置28的后外壳体74之内。图16显示轴保持器102有位于其后端的用于容纳螺旋弹簧104前端的插座102a，并带有一个用于锁定弹簧前端簧圈的锁定凸缘102b。虽然在图6中未示出，一个锁定凸缘102b位于轴保持器102插座102a的各相对边。
类似地图17显示出推动元件106在其前端有容纳螺旋弹簧104后端的前插座106a。一位于插座106a各相对边的锁定凸缘106b可用于锁定螺旋弹簧后端簧圈。
图18和19显示了在轴保持器102和推进元件106之间装配螺旋弹簧104和将弹簧锁定到这些部件的程序。应当指出螺旋弹簧104的外形的断面是椭圆。一工具110有基本是椭圆形的轴112，可沿箭头G的方向插入椭圆螺旋弹簧104。该工具然后以箭头H的方向转动便可有效地转动螺旋弹簧并使前开口端的簧圈104a锁定在轴保持器凸缘102b(见图16)的后面。然后使这部件如图19所示般定位并使相对开口端的簧圈104b(见图18)与推进元件106的锁定凸缘106b平齐。工具110的轴112然后以箭头I的方向(见图19)插入轴保持器102的矩形孔和螺旋弹簧，接着工具以箭头J的方向转动，这可有效地将螺旋弹簧锁定在轴保持器和推进元件之间。对中轴100然后固定在沟槽116之内(见图19)并如图15所示从轴保持器延伸。靴98然后插入轴保持器的开口114，套管96被对中轴100定位。光纤光缆44沿箭头K的方向(见图15)插入并穿过整个装置，然后对中轴和光缆在套管内被环氧树脂充填。形成完整的独立装置如图14所示。
最后图20-22显示了在底板连接器装置固定到底板或母板32后和在子板连接器装置固定到子板后，底板连接器装置和子板连接器装置沿箭头A方向的配合程序。这些图还显示光纤光缆40与另一个基板或板120接合。图20非常清楚地显示出在进行配合之前，底板连接器装置26的适配器36在其各相对边向外间隔布置有一对推杆臂122。推杆臂122的远端与锁定钩头122a和面向前方的倒角122b一起形成。
底板连接器装置26和子板连接器装置28以图21和图22显示的两步法进行配合。第一步，推杆臂122的钩头部122a在子板连接器装置28的后外壳体74的一对初始锁定肩124的后面(见图1和20)扣紧。在后外壳体的相对边的锁定臂74a的端部的锁定钩头74b已经在前外壳体72的锁定肩72a(见图14)的后面锁定。这防止了子板连接器装置28的部件在适应底板连接器装置26的初步锁定时向后移动。连接器在配合方向的进一步移动造成适配器36的推杆臂122远端倒角122b与后外壳体74的锁定臂74a的倒角的远端接合，并使锁定臂与锁定肩脱离接合状态。锁定臂74a的锁定钩头74b现在在前外壳体的锁定肩72a和锁定肩72b之间可自由运动，使在两个外壳体之间沿Z或配合方向有一定程度的移动。换句话，除非实现了与底板连接器装置完全配合，否则在两个外壳体之间沿Z方向不能移动。
应当指出本发明能够以其它的不脱离本发明精神或主要特征的具体形式来进行实施，因此本示例和实施例从各个方面来讲都被认为是说明性的而不是限制性的，本发明不受到给出细节的限制。
权利要求
1．一固定连接器装置(28)到一基板(34)的系统，其包括一基板(34)，其包括至少一个预置孔(76)和至少一个定位孔(78)；和一连接器外壳，包括一预置柱销(82)其尺寸加工成基本上不需施加插入力就可插入基板上的所述预置孔(76)，以总体地将所述外壳置于所述基板上，和一定位柱销(84)，其尺寸加工成可通过压力配合插入基板上的所述定位孔(78)，以将所述外壳精确地固定到所述基板上。
2．如权利要求1所述系统，其特征在于，所述外壳包括围绕所述定位柱销(84)的至少一部分凹进处(86)，可用来容放当所述定位柱销压入配合到所述定位孔(78)时被刮削下来的材料。
3．如权利要求2所述系统，其特征在于，所述定位柱销(84)包括在外表面上的至少一个可变形的肋条(84a)。
4．如权利要求3所述系统，其特征在于，所述定位柱销(84)用塑料材料制作。
5．如权利要求4所述系统，其特征在于，所述连接器外壳(72)与所述定位柱销一起用塑料材料模压成形。
6．如权利要求1所述系统，其特征在于，所述预置柱销(82)比所述定位柱销(84)长。
7．如权利要求1所述系统，其特征在于，所述预置柱销(82)是实心的。
8．如权利要求1所述系统，其特征在于，所述定位柱销(84)是空心的。
9．如权利要求8所述系统，其特征在于，所述预置柱销(82)是实心的。
10．如权利要求1所述系统，其特征在于，包括互相间隔布置的多个所述定位柱销(84)。
11．如权利要求1所述系统，其特征在于，所述基板(34)包括电路板。
12．一固定连接器装置(28)到印刷电路板(34)的系统，其包括，一电路板(34)，包括至少一个预置孔(76)和多个互相间隔布置并与所述预置孔间隔布置的定位孔(78)；和一塑料材料模压形成的连接器外壳(72)，有整体形成的预置柱销(82)，其尺寸加工成基本上不需施加插入力就可插入基板(34)上的所述预置孔(76)，以总体地将所述外壳置于所述基板上，和多个整体形成的定位柱销(84)，其尺寸加工成可通过压力配合插入印刷电路板上的所述定位孔(78)，以将所述外壳精确地固定到所述电路板上，和围绕所述定位柱销(84)的至少一部分的凹进处(86)，可用来容放当所述定位柱销(84)压入配合到所述定位孔(78)时被刮削下来的塑性材料。
13．如权利要求12所述系统，其特征在于，所述各定位柱销(84)包括在外表面上的至少一个可变形的肋条(84a)。
14．如权利要求12所述系统，其特征在于，所述预置柱销(76)比所述定位柱销(78)长。
15．如权利要求12所述系统，其特征在于，所述预置柱销(76)是实心的。
16．如权利要求12所述系统，其特征在于，所述定位柱销(84)是空心的。
17．一系统，可将连接器装置(28)固定到有固定孔(78)的基板(34)，其包括带有通过压力配合方式插入所述固定孔(78)的固定柱销(84)的连接器外壳(72)，所述外壳包括围绕所述定位柱销(84)的至少一部分的凹进处(86)，可用来容放当所述定位柱销(84)压入配合到所述定位孔(78)时被刮削下来的材料。
18．如权利要求17所述系统，其特征在于，所述固定柱销(84)包括在外表面上的至少一个可变形的肋条(84a)。
19．如权利要求17所述系统，其特征在于，所述连接器外壳(72)与所述固定柱销(84)用塑料材料整体模压形成。
20．如权利要求17所述系统，其特征在于，所述固定柱销(84)是空心的。
全文摘要
提出一种固定连接器装置(28)到基板(34)的系统。基板包括至少一个预先设置的孔(76)和至少一个定位孔(78)。一连接器外壳(72)有预先设置的柱锁(82),其大小加工成基本无需插入力就可插入预先设置在基板上的孔(76),使外壳大致安装到基板上。外壳有定位柱销(84),其尺寸加工成可通过压力装配插入基板上的定位孔(78)以将外壳精确地固定到基板。
文档编号G02B6/36GK1305250SQ0013606
公开日2001年7月25日 申请日期2000年12月6日 优先权日1999年12月7日
发明者I·格罗伊斯, W·陈, J·A·马塔赛克 申请人:莫列斯公司