具有多个可动的配合阵列的连接器和组件的制作方法

专利名称：具有多个可动的配合阵列的连接器和组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及被配置为与不同元件通信耦接的连接器。
背景技术：
一些系统，如服务器、路由器和数据存储系统，利用连接器组件来在系统中传输信 号和/或功率。这类连接器组件通常包括背板或中板电路板、母板、以及多个子板。这些连 接器组件还包括一个或多个连接器，该一个或多个连接器附着到电路板上，用以在子板插 入系统时将子板互连至电路板。每个子板均包括一个接头(header)或插座组件，其具有一 个被配置为连接至连接器的配合面的配合面。该接头/插座组件示例性的的位于子板的前 缘之上或附近。在进行配合之前，接头/插座组件与连接器的配合面彼此对准并沿配合轴 线彼此相对。然后子板沿该配合轴线在插入方向上移动直至配合面彼此接合并配合。传统的背板和中板连接器组件用于通过沿与配合方向相同的插入方向移动子板 来将子板互连至背板或中板电路板。在一些情况下，希望在垂直于插入方向的配合方向上 对子板进行配合。然而，当接头/插座组件位于子板表面并面向垂直于插入方向(例如，垂 直于子板表面)的方向并且连接器位于背板电路板上并同样面向垂直于插入方向的方向 时，将很难正确地对准并配合接头/插座组件和连接器。由此，需要一种当印刷电路与其它元件之间的位置为正交关系时便于将该印刷电 路互连至该其它元件的连接器。

发明内容
根据本发明，一种被配置为与元件通信耦接的连接器包括在一对底座端部之间沿 纵轴延伸的底座，以及第一和第二可动的配合阵列(matingarray)，其中第一和第二可动的 配合阵列具有配合面，配合面具有布置在其上的端子。耦接机构由底座支承。耦接机构保 持第一和第二配合阵列从而使得第一和第二配合阵列的配合表面沿纵轴延伸，并且耦接机 构沿不同的配合方向相对于所选元件移动第一和第二配合阵列。耦接机构使第一和第二配 合阵列在缩回和接合位置之间移动，其中对应的配合阵列在缩回位置与所选元件间隔开并 在接合位置接合至所选元件。


图1为使用根据各实施例形成的多个电连接器的电气系统的端视图；图2为图1的电气系统的端视图，其示出电连接器与印刷电路接合；图3为印刷电路和可用于图1所示的电气系统的可动的触点阵列的横截面视图；图4为根据一实施例形成的电连接器的透视图；图5为图4的电连接器的另一透视图；图6为图4的电连接器的分解透视图，其示出了电连接器的内部元件；图7为沿图6中的线7-7截取的电连接器的横截面视图8为沿图6中的线8-8截取的电连接器的横截面视图；图9为对准机构的横截面视图，该对准机构可用于图4的电连接器；图10为根据另一实施例形成的电连接器的透视图；图IlA为根据另一实施例形成的电连接器的透视图；图IlB为图IlA中所示的电连接器的另一透视图；图12A-C示出了根据另一实施例形成的具有顺序移动的触点阵列的电连接器；图13为根据另一实施例形成的电连接器的顶部平面图；图14为根据另一实施例形成的可拆卸式插件组件的透视图。
具体实施例方式在此所述的实施例包括被配置为在不同元件之间建立电气和光耦接(例如，用于 传输数据信号和电力)中的至少一个的连接器。该由连接器互连的元件可以是印刷电路 (例如，电路板和柔性电路)、其他连接器(例如，光和/或电连接器)、或能够建立与连接器 的电或光耦接的其他任意元件。该连接器包括具有端子的一个或多个可动的配合阵列，这 些端子被配置为耦接至或接合其他端子以建立电和/或光耦接。例如，这些端子可以是用 于建立电连接的配合触点或用于建立光连接的光纤端子。在此所述的实施例还包括被配置 为将配合阵列从缩回位置移动到接合位置的耦接机构，其中，在缩回位置，配合阵列与所选 元件间隔开，在接合位置，配合阵列接合所选元件。图1和2是根据一实施例形成的电气系统100的端视图。尽管下文参考包括电 连接器的电气系统进行了描述，但是下文的描述也可类似地用于建立光学通信线路的连接 器。电气系统100包括印刷电路102，其在图1中作为母板示出，可拆卸插件组件104，多个 印刷电路106(还称作子卡)，以及在电气系统100中将印刷电路102和106彼此互连的多 个电连接器110。图1示出了处于未接合状态的电气系统100，在该状态下印刷电路102和 106未电气互连，图2示出了处于接合状态的电气系统100，在该状态下电连接器110将印 刷电路102和106彼此电气互连。为了从未接合状态移动至接合状态，在此所述的各个实 施例包括具有可动触点阵列的电连接器。这些触点阵列通过一个或多个耦接机构在缩回和 接合位置之间移动。电气系统100可以是，例如，服务器系统。然而，图1所示的电气系统 100也可以是各种其他电气系统，如路由器系统或数据存储系统。此处所使用的术语“配合阵列”包括以预定配置布置的多个端子。例如，该配合阵 列可以是具有被配置用来建立电连接的配合触点的触点阵列，或者该配合阵列可以是具有 被配置用来建立光连接的光学端子的光学端子阵列。在一些实施例中，配合阵列可包括配 合触点和光学端子两者。此处所使用的术语“触点阵列”包括多个配合触点，其布置成预定结构并通过共同 的基座材料或结构、如绝缘基板保持在一起。触点阵列可包括或者是印刷电路的一个元件。 各种配合触点可用在触点阵列中，包括冲压形成的触点、蚀刻形成的触点、焊球、焊盘、压配 合触点等等。在一些实施例中，配合触点构成平面阵列(即，配合触点彼此之间基本共面布 置)。在一些实施例中，触点阵列可具有多个配合触点子阵列。光学端子阵列可具有与所述 触点阵列类似的配置和特征。此处所使用的“可拆卸插件组件”包括具有至少一个在此描述的连接器的连接器组件。插件组件可插入系统中以使得连接器相对于元件具有预定的方位和位置。随后连接 器可以可拆卸的耦接至系统的元件，如母板、子板、或另一元件。可以将插件组件的大小和 形状设计为可通过操作者或机器将插件组件载设和插入/拆除。另外，插件组件可具有足 够强的结构以经受从相应系统重复的插入和拆除，而不损害该插件组件。此处所使用的“可 拆卸的耦接”表示可以容易的将两个耦接部件或元件彼此分开或耦接(电耦接、光耦接、或 机械耦接)在一起，而不会破坏或损害其中任何一个。术语“印刷电路”，如同在此所使用的，包括以预定图形将导电连接印刷或沉积在 绝缘底板或基板上的任意电路。例如，印刷电路可以是电路板，由印刷电路板材料制成的插 板，具有嵌入导体的柔性电路，具有沿其布置的一层或多层柔性电路的基板，等等。该印刷 电路可具有布置于其上的配合触点。“柔性连接”，如同在此所使用的，是将两个或多个元件通信连接的柔性通信路径 的布置。柔性连接包括导电体和光纤通信线路中的至少一个并可用来互连此处所描述的不 同配合阵列的连接器。柔性连接可为传输电流或光的数据和/或功率传输提供路径。例如， 柔性连接可以是一种被配置用来经由嵌入柔性基板的导体(例如，导电路径)来传送电流 的柔性电路。这样的柔性电路可在第一和第二元件之间传输数据和/或功率，该第一和第 二元件可包括印刷电路和/或触点阵列。另外，柔性连接可包括一个或多个光纤电缆，该光 纤电缆具有例如通过全内反射传输光的光波导。光波导可包括柔性覆层。光纤电缆可被配 置为具有有限的弯曲半径以使得光波导可通过全内反射传输光。“柔性电路”(也称作挠性电路)，如同在此所使用的，是具有嵌在柔性绝缘材料内 部或嵌在柔性绝缘材料之间的导体布置的印刷电路。例如，柔性电路可以被配置用来在第 一和第二电气元件之间传送电流，该第一和第二电气元件例如为印刷电路，或者更具体地 说，为电路板和触点阵列。“插板”，如同在此所使用的，包括一个具有相对侧的平面体，该相对的侧具有相应 的配合触点以及在配合触点之间延伸以连接配合触点的多个导电路径。插板可以是沿电路 板的两个相对侧边蚀刻并形成有配合触点的电路板。该电路板可具有将各配合触点耦接至 位于另一侧上的相应配合触点的导电路径。然而，在其他实施例中，插板也可以不是电路板 或另一印刷电路。例如，插板可包括具有一个平面体的载体，在该平面体中贯穿有多个孔。 冲压形成的配合触点可通过该载体布置，从而每个配合触点位于一个相应的孔内。配合触 点可与位于载体一侧上的一个电路板连接并具有焊接至位于载体另一侧上的另一电路板 的球形触点。插板还可采取其他形式。在此所使用的“通信”耦接或连接包括在两个元件之间传输电流或光。例如，功率 或数据信号可在通信耦接的两个元件之间传输。返回到图1和2，当印刷电路102和106电气互连时，印刷电路102和106彼此可 处于相对固定的位置。在图1和2所示的各示例中，电连接器110A-C沿伸入页面的纵向方 向或轴190延伸，印刷电路102和106沿与纵轴190平行的平面延伸。印刷电路102和106 可取向为以使得印刷电路102和106基本正交或者基本上彼此平行。例如，印刷电路102 可沿由纵轴190和横轴194限定的横向平面延伸，印刷电路106可沿由纵轴190和竖轴192 限定的垂直平面延伸。在一些实施例中，印刷电路102和106可彼此基本正交(或垂直) (例如，90° +/-20° )。印刷电路102和106相互之间也可形成其他角度或其他位置关系。例如，印刷电路102和106之间可以是倾斜的。还示出，印刷电路106A-C可彼此之间基本平行。电连接器110A-C示出了根据在此所描述的实施例可形成的各种类型或种类的连 接器。电连接器Iio用于互连至少两个电气元件。例如，电连接器IlOA可以是可拆卸插件 组件104的一部分，电连接器IlOC可被安装(例如，固定或紧固)到印刷电路102上用以 将印刷电路102电气互连至印刷电路106B和106C。此外，电连接器IlOB可被安装到电气 系统100的底架或结构支架115上并被用来电气互连印刷电路106A和106B。在替代的实 施例中，电连接器110A-C可彼此之间直接连接。如同所示的，电连接器110A-C可使用柔性 电路120来在相应的缩回位置(图1所示)和相应的接合位置(图2所示)之间移动触点 阵列112A-F。该移动可以是沿竖轴192或横轴194的线性移动。可拆卸插件组件104可包括印刷电路106A和电连接器110A，其中印刷电路106A 作为电路板示出。尽管没有示出，但是可拆卸插件组件104也可包括其他元件，如壳体、侧 壁、手柄、或者其他任意一种可便于屏蔽可拆卸插件组件104或便于插入/拆除可拆卸插件 组件104的结构元件。为了将可拆卸插件组件104插入电气系统100中，该可拆卸插件组 件104可沿纵向进入电气系统100，从而使得印刷电路106A的一个侧边118沿印刷电路102 的表面103移动。可拆卸插件组件104可接合导引部件122和124，其在图1和2中表示为 导轨，并滑动至相对于印刷电路102和106B的预定位置和取向。一旦可拆卸插件组件104 正确定位，可移动触点阵列112A以使其接合印刷电路102，并且可移动触点阵列112B以使 其接合印刷电路106B。印刷电路106A，106B和102可通过电连接器IlOA彼此电气耦接， 更具体地说，印刷电路106A，106B和102通过触点阵列112A和112B以及相应的柔性电路 120彼此电气耦接。同样地，可促动电连接器IlOB和IlOC以分别移动相应的触点阵列112C，112D和 112E，112F从而使其沿相反方向彼此分离。电连接器IlOB可经由柔性电路120将印刷电 路106A和106B彼此直接互连。电连接器IlOC可将印刷电路102，106B和106C彼此电气互连。在替代的实施例中，来自不同电连接器的触点阵列之间可相互直接电连接。例如， 电连接器IlOA和IlOC的触点阵列112B和112E分别可被配置为彼此之间直接连接。更具 体地说，如果将印刷电路106B移除，触点阵列112B和112E彼此之间可来回移动以将彼此
直接互连在一起。如上所述，在替代的实施例中，连接器110可被配置用来建立光通信线路。例如， 印刷电路102和106可以是能够电气和/或光学耦接至连接器110的其他元件。触点阵列 112可以是具有光学端子的配合阵列112，柔性电路120可以是如光缆112的其他柔性连接。图3是相对于示例性的印刷电路106处于缩回位置(以虚线示出)和接合位置 (实线)的示例性的触点阵列112的横截面视图。触点阵列112包括基板140，该基板具有 其上布置有配合触点132的配合表面128。配合表面1 可朝向配合方向(由箭头Ad示 出)。在一些实施例中，触点阵列112可在缩回和接合位置之间以线性方式(S卩，轴向地) 双向移动。印刷电路106可具有配合触点138的触点阵列136，该配合触点138被配置为与 触点阵列112的相应配合触点132相接合。如图所示，在编回位置，触点阵列112的配合触点132与印刷电路106的相应配合触点138间隔开(即，间隔距离D1)。在接合位置，各配 合触点132与配合触点138之一充分接触以将二者电气耦接到一起。如图所示，触点阵列 112的配合表面1 可邻近并基本上平行于电路表面107延伸(即，配合和电路表面1 和 107面向彼此)。如同下文将进一步描述的，触点阵列112将保持并向印刷电路106移动直 至对应的配合触点132与138接合。这样，触点阵列112可被可拆卸的耦接至或接合印刷 电路106。在所示的实施例中，配合表面1 和电路表面107为平面并在缩回和接合位置以 及其间的任一位置都彼此基本平行延伸。触点阵列112的配合触点132彼此之间共面并沿 触点平面193布置，触点平面193基本上平行于由电路表面107和/或配合触点138形成 的电路平面195延伸。在彼此接合之前，各配合触点132可与对应的配合触点138对准，但 与对应的配合触点138之间间隔大致相等的距离D115当沿配合方向Ad朝着印刷电路106线 性移动触点阵列112时，距离D1减小，直至相应的配合触点132和138相接和。在替代的实施例中，可以通过其他方式使触点阵列112朝向印刷电路106移动并 与之接合。例如，在缩回位置时，电路表面107和配合表面1 可不平行，但是当触点阵列 112处于接合位置时其变得彼此对准并平行。触点阵列112可绕触点阵列的一个边从缩回 位置枢转到接合位置。在所示的实施例中，配合触点132包括来回弯曲于配合表面128的弹性梁131。弹 性梁131可防止偏转并在背离配合表面128的方向上施加阻力!V在一些实施例中，当触 点阵列112移动到接合位置时，弹性梁131可对配合触点132的触点阵列112与配合触点 138的触点阵列136之间的轻微的偏离或定向误差进行补偿。在替代的实施例中，配合触 点132的弹性梁131可以是开叉形式的，或者配合触点132可包括彼此相对的或沿相反方 向突出的两个分开的梁。这种双梁配合触点132可被配置用来仅接合一个对应的配合触点 138。在图3中，印刷电路106的配合触点138为与电路表面107齐平的垫片，触点阵列 112的配合触点132包括从配合表面1 突出的弹性梁131。然而，配合触点138和132也 可具有其他形状，其并不限于这样的配置。例如，在替代的实施例中，配合触点138可包括 从电路表面107突出的弹性梁，以及/或者配合触点132可与触点阵列112的配合表面1 齐平。此外，配合触点138和配合触点132均可以是被配置为彼此接合的垫片。同样，在替 代的实施例中，配合触点132或138可以是从相应表面突出的圆形突起。在替代的实施例中，配合触点138和132可以是彼此相连以建立光通信线路的光 学端子。图4和5为电连接器1IOA的分离的透视图，其中电连接器1IOA被配置为安装到印 刷电路106A(图1)上并分别经由触点阵列112A和112B可拆卸的耦接至印刷电路102和 106B(图1)。如图所示，电连接器IlOA相对于纵轴四0、竖轴292和横轴294被取向。(相 对于图4中的电连接器110A，在图5中，电连接器IlOA绕纵轴290顺时针旋转了 90°。) 电连接器IlOA大致为矩形，其包括沿横轴294延伸的宽度W1、沿纵轴290延伸的长度Lp以 及沿竖轴292延伸的高度Hp电连接器IlOA可包括底座208，其沿纵轴290在底座端部214 和216之间纵向延伸。底座208可对耦接机构204(图6示出)进行支承，耦接机构204包 括基本上平行于纵轴290延伸的转轴230。如同下文中将要详细描述的，耦接机构204可由个人或机器进行操作，以使触点阵列112A和112B在缩回和接合位置之间移动。触点阵列 112A和112B在图4和5中处于缩回位置。电连接器IlOA可具有在底座端部214和216之间延伸的侧面对0_对3。如图所 示，电连接器IlOA具有方形或矩形的截面，这样侧面240-243或者彼此平行或者彼此正交 (即，垂直)。然而，在替代的实施例中，电连接器IlOA的截面也可具有其他几何形状，如三 角形、五边形、等等，其中一个或多个侧面可具有位于其上的触点阵列。侧面240被配置为当将底座208安装到其上时其与印刷电路106A相连接。当将底 座208安装到印刷电路106A上并将可拆卸插件组件104(图1)完全插入电气系统100(图 1)时，底座208可相对于印刷电路102和106B固定。侧面M0-243可具有位于其上的一个 或多个触点阵列。例如，侧面240可具有耦接到其上的静止或固定触点阵列112G(图4)， 该触点阵列112G基本沿着电连接器IlOA的整个长度Ll延伸。触点阵列112G和/或侧面 240可具有对准部件288 (图4)和/或紧固部件286 (图4)以便于将底座208安装至印刷 电路106A和使触点阵列112G的配合触点与相应印刷电路106A的配合触点对准。还示出，侧面242和243可分别具有位于其上的动触点阵列112B和112A。耦接机 构204被配置为用来保持沿其各自侧面分布的触点阵列112A和112B。触点阵列112A和 112B可彼此电气耦接和/或电气耦接至触点阵列112G。如图所示，柔性电路120将触点阵 列112A，112B和112G彼此电气耦接并直接连接(S卩，从一个延伸到另一个)。然而，也可使 用除柔性电路120之外的其他电路。触点阵列112和柔性电路120的各种配置均可用于电连接器110的实施例中。例 如，特别参见电连接器110A，触点阵列112A和112G基本上沿电连接器IlOA的整个长度L1 延伸，但触点阵列112B可沿作为长度L1的一部分的长度L2(图5)延伸。此外，触点阵列 112A经由两个柔性电路120A和120C电气耦接至触点阵列112G，而触点阵列112B位于二 者之间。触点阵列112B可以只有一个柔性电路120B，该柔性电路120B将触点阵列112B电 气耦接至触点阵列112G。如图所示，可以将柔性电路120A-C的大小和形状设计为使得触点阵列112A和 112B可按预期移动。另外，底座208可包括其他元件以对柔性电路120的挠性进行控制。 例如，底座208可具有耦接到其上的夹子观4 (图4)，夹子284被配置为保持柔性电路120B 紧邻底座208的部分。尽管在示例性的实施例中示出了绕底座208延伸的柔性电路120，但 是柔性电路120也可延伸过底座208。每个柔性电路120都可按预定方式自己折叠。图6为电连接器IlOA的另一分离的透视图，其中柔性电路120由虚线示出，从而 电连接器IlOA的内部元件可被示出。在所示的实施例中，仅使用了一个耦接机构来移动触 点阵列112A和112B。更具体地说，当个人或机器致动耦接机构204时，触点阵列112A和 112B均在缩回位置和接合位置之间移动。触点阵列112A和112B可同时开始移动，或者触 点阵列112A和112B可按照预定次序移动，这样一个触点阵列在另一触点阵列之前电耦接 至印刷电路。然而，在替代的实施例中，也可以使用多于一个的耦接机构，此时每个耦接机 构可分别移动一个或多个触点阵列。耦接机构204包括沿中心轴296延伸并绕该中心轴296旋转的轴230。耦接机构 204还包括耦接至轴230并从中心轴296径向突出的多个偏心爪232。耦接机构204可具 有包括多个接头部210的接头209。轴230具有端部231，端部231被配置为由用户或系统进行接合以用来绕中心轴296转动轴230。另外，底座208包括对轴230进行支承的多个轴 支承222。耦接机构204仅包括一个轴230，偏心爪232从该轴230径向突出。然而，在替代 的实施例中，耦接机构也可包括其他机械元件以用来移动触点阵列。例如，替换的耦接机构 可包括一个附加的轴，其经由一个或多个齿轮可操作的耦接至轴230。耦接机构还可使用相 互作用以移动触点阵列的连接件、杆、滑动件、附加的凸轮、轴等等。可用于此处所述实施例 的替代的耦接机构可类似于美国专利申请Nos. 12/428, 806和12/4 ，851中所描述的耦接 机构，上述申请以参考的方式整体结合于此。图7为沿图6中的线7-7截取的电连接器IlOA的横截面视图。如图所示，柔性电 路120C绕底座208和耦接机构204延伸以将位于侧面M3的触点阵列112A电气耦接至位 于侧MO的触点阵列112G。柔性电路120C可绕电连接器IlOA的截面的周边的一部分延 伸。多个柔性电路120A-C(图5)和触点阵列112A(图6)，112B和112G可共同构成电连接 器IlOA的电路组件观2。电路组件282包括通过柔性电路120A-C的导电路径和被配置为 按期望互连不同印刷电路的触点阵列112A，112B和112G。例如，电路组件282将印刷电路 106B (例如，子卡)和印刷电路102(例如，母板)互连在一起并互连至印刷电路106A (例 如，电路板)。在替代的实施例中，底座208和柔性电路，如120C，可被配置为使得柔性电路延伸 过底座208。如图所示，电路组件282可包括刚性基板或增强板256以对柔性电路120C的形状 进行支承和控制。每个增强板256均可在预定区域沿柔性电路120C的一部分延伸。增强板 256可在触点阵列112A在缩回和接合位置之间移动时指引或控制柔性电路120C的弯曲。 柔性电路120C的长度可大于由侧面241和242限定的周长以允许触点阵列112A在缩回位 置和接合位置之间移动。柔性电路120C的长度可以基于对应的触点阵列移动的距离。触点阵列112A可包括基板140A，配合触点布置在基板140A上。柔性电路120C可 夹在基板140A和另一基板或加强件261之间，反过来，该另一基板或加强件261可通过使 用如螺钉或粘合剂被紧固到面板262。图7中的触点阵列112A为插板，但是在替代的实施 例中触点阵列112A也可采取其他形式。基板140A可包括电耦接至柔性电路120C的导电 路径(未示出)。面板262对触点阵列112A进行支承和保持，从而使得触点阵列112A经由 多个弹簧264活动地附着至接头部210(图7中仅示出了一个接头部210)。弹簧264可以 便于维持触点阵列112A在缩回和接合位置的取向。触点阵列112A还包括一个从触点阵列 112A突出的对准部件观8。或者，该对准部件288可以是被配置用来容纳突起的孔。电路组件282的触点阵列112A和112G以及柔性电路120可以被模制成一个单元。 触点阵列112G可以是这样一个插板，该插板在其的一侧上接合柔性电路120C并在其另一 侧上接合印刷电路106A(图1)。触点阵列112G的配合触点可包括压配合触点或焊球触点， 其将触点阵列112G附着或紧固到印刷电路106A以便于使电连接器IlOA保持在其上。或 者，也可使用其他配合触点。图7中还示出，耦接机构204包括辗杆^6A，辗杆平行中心轴296耦接至并 延伸过接头部210。辗杆可具有附着到其上的独立轴承沈9々，其被配置为绕辗杆 旋转。或者，轴承269A可与辗杆—体形成以使得辗杆与轴承—起转动。轴承具有辗杆表面^7A，该表面与偏心爪232A的爪表面233A相接触。在图6中，耦接 机构204和触点阵列112A位于缩回位置。在该缩回位置，偏心爪232A朝向侧面240纵向 延伸，爪表面233A的形状被设计为至少部分地与辗杆表面2&7k的形状相一致以使得轴230 不会无意中转动。触点阵列112A可在缩回位置与接合位置之间移动。当轴230沿箭头R1所指示的 方向转动时，偏心爪232A沿配合方向A1将辗杆推离轴230。同样，接头部210沿配合 方向A1移动，从而将触点阵列112A推离轴230并且推向印刷电路102。尽管没有示出，但 是可以(如，通过弹簧力)使耦接机构204偏置，以使得力Fbi沿朝向轴230的方向偏置接 头部210和辗杆^6A。当轴230沿与队相反的方向转动时，偏置力Fbi使得接头部210和 辗杆朝向轴230并远离印刷电路102移动。图8为沿图6中的线8-8截取的电连接器IlOA的横截面视图。耦接机构204可 被配置为同时操作触点阵列112A和112B。但是，触点阵列112B可被配置为沿配合方向A2 在缩回位置和接合位置之间移动，配合方向A2基本上与配合方向A1 (图7)正交或垂直。图 8中所示的耦接机构204处于缩回位置。如图所示，偏心爪232B朝向侧面243纵向延伸。 偏心爪232B具有爪表面23!3B，其大小和形状被设计为可对触点阵列112B的移动进行控制。 爪表面23 与辗杆的轴承的辗杆表面相接。当轴230沿箭头R1所指示的方向转动时，偏心爪232B沿配合方向A2将辗杆 推离轴230。同样地，对应的接头部210沿配合方向A2移动，从而使触点阵列112B远离轴 230并移向印刷电路106B(图1)。再次，可对耦接机构204进行偏置(例如，通过弹簧力)， 从而使得力I7b2沿朝向轴230的方向偏置接头部210和辗杆^6B。当轴230沿与队相反 的方向转动时，偏置力Fb2使得接头部210和辗杆朝向轴230并远离印刷电路106B移 动。触点阵列112B也可相对于底座208活动。在图7和8所示的实施例中，偏心爪232A 和232B同时分别操作不同的辗杆和^6B，从而使得触点阵列112A和112B同时分别 沿不同的配合方向A1和A2移动。然而，如同下文将要详细描述的，偏心爪232A和232B的 形状可以被配置为以期望的方式顺序移动触点阵列112A和112B。图9示出了触点阵列112A的对准部件288和印刷电路102的孔311之间的相互 作用。在此所述的实施例可利用一个或多个对准机构来便于将触点阵列112A的配合触点 132(图幻对齐印刷电路102的配合触点(未示出)。在此所使用的“对准部件”包括可接 合另一对准部件以改变触点阵列的方向的物理结构，如对准突起，孔，边或框架。该对准部 件相对于触点阵列的配合触点的关系固定。通过例子，对准部件288可以是耦接至触点阵 列112A并从触点阵列112A伸出的圆锥形突出。开口 311可以是空腔或通道，其大小和形 状被设计为用来在触点阵列112A从缩回位置移向接合位置时接收对准部件观8。在一些实施例中，触点阵列112A可相对于底座208(图4)活动。例如，当力重新 定向触点阵列112A时，弹簧沈4(图7)可允许在各种方向上的移动。更具体地说，当触点 阵列112A移向印刷电路102时，对准部件观8的表面289可接合对应的孔311。由于表面 289的形状，对准部件288和对应的孔311彼此合作以使触点阵列112A的配合触点132和 印刷电路102的配合触点对准并电耦接。由于印刷电路102为静止的并且触点阵列112A 为活动的，因此触点阵列112A可沿竖轴和横轴192和194或纵轴190(图1)移动。当触点 阵列112A和印刷电路102开始接合时，如果触点阵列112A和印刷电路102未正确取向，则弹簧264可允许触点阵列112A绕轴190，192和194中的任意一个或多个小幅旋转。同样， 在编回位置时，弹簧264可便于将触点阵列112A保持为平行于印刷电路102。另外，在配合触点132包含弹性梁131 (图幻的实施例中，弹簧沈4可与弹性梁 131合作以将触点阵列112A电气耦接至印刷电路102。配合触点132的合成弹力和触点阵 列112A的活动能力一起可使得触点阵列112A与印刷电路102正确对准。然而，可使用替代的对准机构。例如，对准部件288可以是从触点阵列112A突出 来的圆柱形销。印刷电路102可具有锥形或漏斗形的开口，在开口底部具有配置为容纳销 的孔。当触点阵列112A移向印刷电路102时，销可接合锥形开口的表面并被导引最终容纳 销的孔。该替换的对准机构的操作可与上述所示机构类似。此外，对准部件288可具有其 他形状(例如，棱锥形，半球形，等等)。在其他实施例中，印刷电路102可具有对准部件观8，触点阵列112A可具有对应的 开口 311。此外，替换实施例可将多个对准部件用于印刷电路102和触点阵列112A。例如， 触点阵列112A可具有一个被配置为与印刷电路102中的开口 311相接合的对准部件观8， 并且还可具有一个被配置为用来容纳来自印刷电路102的对准部件的开口。在更多的替代的实施例中，对准部件可以是在触点阵列112A接近印刷电路102时 接合边缘或突起的框架或其他导引结构。该框架和边缘相对于其对应的配合触点可具有固 定的位置。更具体地说，框架可以安装到印刷电路102上并围绕配合触点(未示出)。当触 点阵列112A接近印刷电路102时，触点阵列112A的边缘可与框架相接合。如果触点阵列 112A沿着未对准的路径靠近印刷电路102，则该框架的形状被设计为改变触点阵列112A的 方向以使对应的配合触点相接合。或者，触点阵列112A可具有框架或其他导引结构，而印 刷电路102可具有边缘。与上述类似的是，当触点阵列112A靠近印刷电路102时，框架可 与边缘相接合并改变触点阵列112A的方向以使对应的配合触点接合。由此，如果当触点阵列112A靠近印刷电路102时配合触点没有对齐，则可改变活 动的触点阵列112A的方向以便对准和接合配合触点。弹簧264可允许触点阵列112A在各 个方向上移动。此外，弹簧264可被配置为在配合方向A1上提供向外的配合力以保持触点 阵列112A的配合触点132和印刷电路102的配合触点之间的电连接。图10是可用于图1所示的电气系统100的电连接器1IOB的透视图。电连接器1IOB 可具有与电连接器IlOA(图4)类似的元件和部件。电连接器IlOB具有延长的底座408，其 沿轴向在框架端部414和416之间延伸。电连接器IlOB具有侧面440-443。侧面440被 配置为安装至机架或另一结构支承件。侧面441和443分别保持相对的触点阵列112D和 112C。柔性电路420在触点阵列112D和112C之间延伸并使其电气耦接。底座408包括夹 子484，其被配置为保持与侧面442毗邻的部分的柔性电路420。如图所示，每个触点阵列 112D和112C所延伸的长度约为底座408的整个长度L3。当轴430旋转时，电路阵列112C 和112D分别沿相反的配合方向A3和A4彼此背向移动。图IlA和IlB为电连接器IlOC的透视图。在图IlB中，电连接器IlOC相对于图 IlA中的电连接器IlOC围绕延伸过轴530的轴线旋转180°。电连接器IlOC可具有类似于 电连接器IlOA (图4)和IlOB (图10)的元件和部件。电连接器IlOC具有包括侧面M0443 的延长的底座508。侧面540被配置为安装至印刷电路102(图1)。侧面541和543分别 保持相对的触点阵列112E和112F，相对的触点阵列112E和112F被配置为分别电气耦接至印刷电路106B(图1)和106C(图1)。另外，侧面540保持被配置为电气耦接至印刷电路 102的触点阵列112H(图11A)。柔性电路520A和520B在触点阵列112E和112F之间延伸 并将其电气耦接。柔性电路520C和520D(图11A)在触点阵列112E，112H和112F之间延 伸并将其电气耦接。底座508可包括夹子584，该夹子584被配置为保持与侧面542毗邻的 那部分的柔性电路520。当轴530转动时，电路阵列112E和112F分别沿配合方向A5和A6 彼此分开并远离轴530。图12A-C示意性的示出了根据另一实施例形成的处于与印刷电路(未示出)接合 的不同阶段O-II的电连接器610。图12A对应阶段0 ；图12B对应阶段I ；图12C对应阶段 II。图12A-C中的每一个都示出顶部平面图、端视图和三个横截面视图，三个横截面视图示 出了偏心爪632与触点阵列支架634的相互作用。各横截面视图是分别沿着如相对于顶部 平面图所示的的相应平面C1-C3截取的。在此所述的实施例还可包括多个在不同时间移动的触点阵列。例如，耦接机构可 以在第二触点阵列保持静止时使第一触点阵列从对应的缩回位置移向对应的接合位置。在 特定的实施例中，触点阵列可根据预定顺序移动。电连接器610包括分别由支架634A-634C保持或支承的触点阵列612A-C。支架 634A-634C可包括如上所述的辗杆和接头部。尽管没有示出，但电连接器610可具有一个耦 接机构，如耦接机构204(图4)。触点阵列612A和612C位于电连接器610的同一侧，触点 阵列612B位于电连接器610与之不同的底侧。电连接器610可包括可操作的耦接至偏心爪 632A-C的转轴630。偏心爪632A-632C可具有不同的大小和形状以使得触点阵列612A-612C 可在不同的时刻移动。或者，偏心爪632A-632C可具有相同的大小和形状，但是相对于彼此 和轴630具有不同的取向。在一些实施例中，期望先于其他触点阵列将某一触点阵列电气 耦接至一个所选的印刷电路。阶段0 (图12A示出)示出了在轴630转动之前偏心爪632A-C的布置，阶段I (图 12B)示出了当轴630部分旋转时偏心爪632A-C的布置，以及阶段11(图12C)示出了当轴 630完全转动时偏心爪632A-C的布置。如阶段0中所示，偏心爪632A可与支架634A滑动 接触，偏心爪632B和632C分别与支架634B和634C分开。当轴630部分转动时，耦接机构 (未示出)开始使触点阵列612A移动，而触点阵列612B和612C相对于底座618保持静止。 尽管在阶段I中触点阵列612B和612C还未移动，但偏心爪632B和632C当前已分别耦接 或接合支架634B和634C。当轴630在阶段I和II之间旋转时，偏心爪632A的大小和形状可被设计为使得 触点阵列612A不向外进一步移动，而是保持与底座618之间的距离。例如，偏心爪632A的 一部分可具有接合支架634A的外表面。该外表面的形状被设计为距离轴630的转轴具有 恒定的半径，这样，支架634A、从而触点阵列612A保持与底座618的距离。还示出，偏心爪 632B移动支架634B从而使触点阵列612B从底座618移开。同样地，偏心爪632C移动支 架634C从而使触点阵列612C从底座618移开。然而，可以将偏心爪632B和632C的大小 和形状设计为分别使触点阵列612B和612C从底座618移开不同的距离込和D3。另外，偏 心爪632A，632B和632C的大小和形状可被设计为使触点阵列612A，612B和612C以不同的 速度从底座618移开。这样，耦接机构可以在不同的时刻相对于彼此开始移动不同的触点阵列。例如，耦接机构可在触点阵列612B和612C相对于底座618保持静止时开始使触点阵列612A从缩 回位置移向接合位置。此外，触点阵列612A-612C可根据预定的顺序移动。图13为根据替代的实施例形成的电连接器710的顶部平面图。此处所描述的实施 例可包括具有连接器模块的电连接器，这些连接器模块可彼此间隔开并可操作地耦接至一 个共同的耦接机构。例如，该电连接器710包括被配置为移动各触点阵列711-713的连接 器模块701-703。模块701-703可被配置为使得各个模块可直接地并可拆卸的耦接至其他 模块。这样，电连接器710可以是可重新配置的。模块701-703具有各自的底座731-733， 其可安装至电气系统中的母板或结构支承件，或者，可替换的，可安装至被配置为插入电气 系统的插件组件中的印刷电路。如图所示，模块701和702可被耦接或互锁在一起，并且模块703可以与耦接后的 模块701和702间隔开。单一轴730可延伸过模块701-703。.轴730可通过相应的通道 (未示出)插入，从而使得轴730可操作的耦接至各模块701-703的偏心爪(未示出)。当 轴730转动时，各模块的偏心爪可移动对应的触点阵列711-713。如图所示，触点阵列711 和712从底座731和732移开相同的距离D4。但是，触点阵列713可从底座733移开更大 的距离D5。由此，电连接器710可被用来电气耦接到不同的印刷电路720和722，其中印刷 电路720和722位于电连接器710的同一侧。在其他的实施例中，印刷电路720和722可 位于电连接器710的相对侧。图14为根据另一实施例形成的可拆卸式插件组件802的底部透视图。如图所示， 可拆卸式插件组件802具有前端870和后端872。该可拆卸式插件组件802可包括一对相 对的侧壁874和876，侧壁874和876从前端870延伸至后端872。可拆卸式插件组件802 可包括具有表面807的电路板806和耦接至表面807的电连接器810。侧壁874和876可 从表面807垂直突出。可拆卸式插件组件802还可具有一个附加的侧壁(未示出)，该侧壁 平行于电路板806延伸从而将电连接器810保持在二者之间。由此，侧壁874和876以及 电路板806形成了 一个可将电连接器810屏蔽于其内的连接器支架或结构。在一些实施例 中，该未示出的附加侧壁可以是另一电路板，该另一电路板可具有与其耦接的另一电连接器。在所示的实施例中，可拆卸式插件组件802为服务器刀片，其被配置为接合或耦 接至服务器系统(未示出)的母板。例如，可拆卸式插件组件802可具有导引部件840和 842以用于接合服务器系统内的相应部件或元件。在图14中，导引部件840和842示出为导 引槽，其大小和形状被设计为用来容纳服务器系统内的如导销或导轨。或者，导引部件840 和842可以是与服务器系统内的导槽相接合的导销或导轨。当将可拆卸式插件组件802插 入服务器系统中时，该可拆卸式插件组件802，更具体地说，电连接器810相对于服务器系 统内的印刷电路(未示出)具有固定的取向。还示出，侧壁876可具有开口 852，其大小和 形状被设计为允许触点阵列820经过其移动以接合印刷电路。在替代的实施例中，侧壁876 可以与例如电连接器810的底座一体形成。尽管未示出，但附加的侧壁也可具有一个开口 以允许另一触点阵列(未示出)沿垂直于表面807的方向穿过其移动。虽然参考电气互连的印刷电路，更具体地说为电路板，对所示实施例进行了描述， 但是此处的描述并不意在受限于印刷电路或电路板。在此所述的实施例还可用来互连其他 电气元件，其中电气元件具有配合触点阵列，该配合触点阵列补充或配置为接合可动触点阵列的配合触点，如其他柔性电路。 此外，尽管所示实施例是参考电气连接进行描述的,但在此所述的实施例也可类 似地被配置为用来建立光学连接。
权利要求
1.一种被配置为可通信地耦接元件的连接器(110A)，该连接器的特征在于底座008)，该底座在一对底座端部(214，216)之间沿纵轴(四0)延伸；第一和第二可动的配合阵列(112A，112B)，该第一和第二可动的配合阵列具有配合表 面(1 )，该配合表面(128)之上布置有端子(132)；以及由所述底座支承的耦接机构O04)，该耦接机构保持所述第一和第二配合阵列从而使 得该第一和第二配合阵列的配合表面沿所述纵轴延伸，该耦接机构沿不同的配合方向(A1, A2)相对于所选元件使第一和第二配合阵列移动，该耦接机构使该第一和第二配合阵列在 缩回和接合位置之间移动，其中对应的配合阵列在所述缩回位置与所选元件间隔开并在所 述接合位置接合至所选元件。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构沿相应的配合方向在所述缩回位 置和所述接合位置之间使至少一个配合阵列以线性方式移动。
3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构包括轴(230)和可操作地耦接至 该轴的多个偏心爪032)，该轴由所述底座支承并沿所述纵轴延伸，所述轴和偏心爪被配置 为使所述第一和第二配合阵列沿不同方向从所述轴移开。
4.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构开始使所述第一配合阵列从所述 缩回位置移向所述接合位置，同时所述第二配合阵列相对于所述底座保持静止。
5.根据权利要求1所述的连接器，其中所述耦接机构以不同速度在相应的缩回和接合 位置之间移动所述第一和第二配合阵列。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第一和第二配合阵列在相应的缩回和接合 位置之间移动不同的距离。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中至少一个配合阵列包括对准部件088)，该对准 部件(观8)的大小和形状被设计为与所选元件的对准部件(311)相接合以使所选元件的端 子与该至少一个配合阵列对齐。
8.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第一和第二配合阵列的配合表面彼此垂直 取向。
9.根据权利要求1所述的连接器，其中所述第一和第二配合阵列的配合表面彼此大致 平行。
10.根据权利要求1所述的连接器，进一步包括附着到所述底座上的第三配合阵列 (112C)，该第三配合阵列经由柔性连接可通信地耦接至所述第一和第二配合阵列中的至少一个。
全文摘要
本发明公开了一种具有多个可动的配合阵列的连接器和组件。一种被配置为与元件通信耦接的连接器(110A)包括在一对底座端部(214，216)之间沿纵轴(290)延伸的底座(208)，以及第一和第二可动的配合阵列(112A，112B)，其中第一和第二配合阵列(112A，112B)具有配合面(128)，配合面(128)上布置有端子(132)。耦接机构(204)由底座支承。耦接机构支撑第一和第二配合阵列从而使得第一和第二配合阵列的配合表面沿纵轴延伸，并且耦接机构沿不同的配合方向(A1，A2)相对于所选元件移动第一和第二配合阵列。耦接机构在缩回和接合位置之间移动第一和第二配合阵列，其中相应的配合阵列在缩回位置与所选元件间隔开并在接合位置接合至所选元件。
文档编号H01R13/46GK102130397SQ20111006128
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者理查德·E·哈姆纳, 罗伯特·N·马尔芬格, 贾森·M·赖辛格, 阿塔莉·S·泰勒 申请人:泰科电子公司