本申请要求2017年2月14日提交的美国专利申请no.15/432,001的优先权的权益。
本发明涉及电连接器，并且更具体地涉及一种电连接器，其包括具有两组端子锁定特征的端子位置保证设备。
背景技术：
锁定到连接器壳体中的电端子受到固位力性能的问题，特别是对于较小尺寸的端子的类别(例如，小于2.8mm)。以往这些较小的端子已经使用缩小的锁定特征，其固有地减小了锁定固位力并且允许过度的端子浮动。特别是如果连接器外壳内的固位力低，那么过度浮动的端子可能在配对期间碰撞(stub)，导致端子推出，和/或端子损坏。在汽车行业内，拔出或推出的不适当锁定的端子被认为是车辆保修期内电连接器系统故障的第二高的根源。
电连接器通常包括旨在容纳从电连接器的背面插入的电(阳型和/或阴型)端子的内部空腔。为了确保连接器的良好的和安全的运作，必须确保电端子在电连接器内锁定就位。
本领域已知的解决方法包括提供弹性保持肩部形式的主要锁定特征，用于防止电端子向后撤退。在电连接器内形成的保持肩部被设计成在电连接器的插入结束时卡扣适配到电连接器的对应凹槽中。由此，柔性的保持构件被连续地设置在内部空腔和槽之间，保持构件可以偏转到该槽中。保持肩部形成在柔性保持构件的与内部空腔连通的面上，使得在将电端子插入内部空腔中时，在保持肩部与电端子的凹槽接合之前，保持构件首先偏转到槽中。
为了确保主要锁定，例如从美国专利no.6,132,252已知将作为导轨的附加锁定构件插入在保持构件旁边的槽中作为次要锁定。电端子被完全插入内部空腔并且主要锁定被接合，锁定构件从电连接器的前面根据对应于电端子的装载方向插入槽内。由此，防止保持构件从内部空腔弯曲，从而牢固地保持电端子。如果电端子不完全插入内部空腔，则保持构件被维持在槽内的偏转位置，使得锁定构件不能被安装。
本领域已知的次要锁定机制需要将锁定构件沿着与电端子的插入方向相反的方向插入电连接器的前方。然而，电连接器的配置可能使得锁定构件的前方插入是不可能的，例如因为前面侧没有足够的空间。此外，与小端子一起使用的在连接器内的保持构件可能容易弯曲，端子柄可能弯曲，并且由于小于2.8mm的端子的封装约束，次要锁定机制可能提供有限的附加力。目前为止，这些解决方法只能满足最低的端子保持要求，在很多情况下，几乎没有或没有性能余量。
背景技术部分中所讨论的主题不应当只因为它在背景技术部分中的提及而被假定为现有技术。类似地，背景技术部分中提到的或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被假定为在现有技术中已经被在先认识到。背景技术部分中的主题仅仅表示不同的方法，它们本身也可能是发明。
技术实现要素：
根据本发明的实施例，提供了一种电连接器。电连接器包括第一电端子、第二电端子以及限定第一空腔和第二空腔的连接器壳体。第一空腔和第二空腔各自沿着从连接器壳体的第一面到连接器壳体的第二面的纵向轴延伸。第一电端子和第二电端子分别设置在第一空腔和第二空腔内。连接器壳体限定与第一空腔和第二空腔连通的第三空腔。第三空腔沿着横向于纵向轴的横向轴延伸。电连接器也包括设置在第三空腔内的端子位置保证(tpa)设备。tpa设备可以从端子插入位置移动到端子锁定位置。tpa设备包括柔性的第一主要锁定特征和第二主要锁定特征，该柔性的第一主要锁定特征和第二主要锁定特征被配置成当tpa设备处于第三空腔内的端子插入位置中时，分别与第一电端子和第二电端子的对应锁定表面接合。tpa设备还包括刚性的第一次要锁定特征和第二次要锁定特征，该刚性的第一次要锁定特征和第二次要锁定特征被配置成分别与第一电端子和第二电端子的对应锁定表面接合。当tpa设备处于端子锁定位置中时，只有第一主要锁定特征和第一次要锁定特征与第一电端子的锁定表面接合，并且当tpa设备处于端子锁定位置中时，只有第二主要锁定特征和第二次要锁定特征与第二电端子的锁定表面接合。
第一主要锁定特征与第一端子的锁定表面的接合以及第二主要锁定特征与第二端子的锁定表面的接合有效地分别将第一电端子和第二电端子可移除地固定在第一空腔和第二空腔内。第一次要锁定特征与第一端子的锁定表面的接合以及第二次要锁定特征与第二端子的锁定表面的接合有效地分别将第一电端子和第二电端子不可移除地固定在第一空腔和第二空腔内。
tpa设备被配置成从端子插入位置沿着横向轴移动到端子锁定位置并且相对于纵向轴横向移动。tpa设备被配置成通过由连接器壳体限定的横向开口横向于第一内部空腔和第二内部空腔插入第三空腔。
第一和第二主要锁定特征包括柔性悬臂梁，该柔性悬臂梁在一端附接到tpa设备的横杆并且其中柔性梁的自由端限定第一锁定肩部。根据权利要求6所述的电连接器，其中tpa设备的第一次要锁定特征和第二次要锁定特征限定由tpa设备的横杆限定的刚性第二锁定肩部。
当tpa设备处于端子插入位置中并且处于端子锁定位置中时，柔性梁的第一锁定肩部与对应电端子的锁定表面接合。当tpa锁定设备处于端子锁定位置中时，第二锁定肩部与对应电端子的锁定表面接合。
根据本发明的另一个实施例，提供一种线束组件。电连接器包括在上文中描述的电连接器，以及分别与第一电端子和第二电端子连接的第一线缆和第二线缆。
附图说明
现在将参考各个附图通过示例的方式来描述本发明，其中：
图1是根据一个实施例的电连接器的立体分解视图，该电连接器包括可移动端子位置保证(tpa)设备和对应的配对电连接器。
图2是根据一个实施例的图1的包括tpa设备的电连接器的分解立体视图。
图3是根据一个实施例的图1的tpa设备的俯视立体图；
图4是根据一个实施例的图1的电连接器的横向截面图，其中tpa设备处于端子插入位置中；
图5是根据一个实施例的当tpa设备处于端子插入位置中时与电端子接合的图1的tpa设备的纵向截面图；
图6是根据一个实施例的图1的电连接器的横向截面图，其中tpa设备处于端子锁定位置中；以及
图7是根据一个实施例的当tpa设备处于图6的端子锁定位置中时与电端子接合的图1的tpa设备的纵向截面图。
具体实施方式
本文呈现的是一种包括可移动的端子位置保证(tpa)设备的电连接器。一旦端子完全插入壳体内，tpa设备将连接器的触头或端子固定在连接器壳体的空腔内。tpa设备包含柔性主要锁定指状物以用于与端子的锁定脊接合，由此当tpa设备处于端子插入位置中时，当端子插入到空腔中时将端子定位且固定于空腔内。在所有的端子插入到连接器壳体的空腔中之后，tpa设备被移动至端子锁定位置。到端子锁定位置的移动除了使主要锁定指状物将端子进一步固定在空腔内之外，还将tpa设备上的刚性次要锁定与端子的锁定脊接合。
通过交叉参考图1-7，可以看到电连接器10的非限制性示例的细节。电连接器10被配置成与对应的配对连接器(未示出)配对。电连接器10的连接器壳体14具有第一内部空腔和第二内部空腔(后文中称为端子空腔16)，该空腔从连接器壳体14的第一面14的开口18(后文中称为插入端20)沿着连接器壳体14的纵向轴x延伸至连接器壳体14的第二面26中的集成套筒24内的开口22(后文中称为配对端26)。连接器壳体14还具有第三内部空腔28，该空腔28沿着连接器壳体14的横向轴y延伸，该横向轴y横向于纵向轴x或与纵向轴x大体垂直。如本文中使用的，大体垂直是绝对垂直的±10°。第三内部空腔28在连接器壳体14的横向壁32中限定开口30，该开口30被配置成接收端子位置保证(tpa)设备34，tpa设备34被配置成一旦端子36完全插入端子空腔16内，就将电端子36固定在端子空腔16内。
tpa设备34由介电聚合材料形成，诸如聚酰胺、聚丙烯、或聚对苯二甲酸丁二醇酯。端子空腔16的至少一个壁38是对第三内部空腔28(后文中称为tpa空腔28)打开并且与之连通的。tpa设备34可以在tpa空腔28内从端子插入位置39移动至端子锁定位置41，在端子插入位置39中tpa设备34在端子36被插入端子空腔16之前被设置，在端子锁定位置41中tpa设备34在端子36被完全插入端子空腔16内之后被设置。
如图3中所示，tpa设备34包括柔性主要锁定特征40和刚性次要锁定特征42，每个特征被配置成将端子36固定在端子空腔16内。次要锁定特征42分别横向毗邻主要锁定特征40。tpa设备34和tpa空腔28被配置使得tpa设备34在tpa空腔28内横向滑动。主要锁定特征40包括在一端与tpa设备34附接的柔性梁44。柔性梁44沿着纵向轴x延伸。每个柔性梁44的未附接端50限定斜坡52，该斜坡向连接器壳体14的插入端20倾斜。斜坡52通向锁定肩部54，锁定肩部54优选地但不是必须地以微小背角设置。
如图4中最好地示出的，当tpa设备34处于端子插入位置39中时，主要锁定特征40在端子空腔16内居中。
tpa设备34的次要锁定特征42具有由tpa设备34限定的刚性第二锁定肩部56。如图6中最好地示出的，当tpa设备34处于端子插入位置41中时，次要锁定特征42在端子空腔16内横向偏移。
现在聚焦于典型的电端子36，其通常包括前接触部分60、中间主体部分62、和用于将端子36附接到绝缘导线66的后附接部分64。主体部分62通向锁定表面70。当tpa设备34处于端子插入位置39中时，端子36通过在连接器壳体14的插入端20处的开口18插入端子空腔16。如在图5中最好地示出的，当主体部分62与柔性梁44的斜坡52接合时，主体部分62向下偏转柔性梁44使得当端子36进一步插入tpa空腔28时，柔性梁44的斜坡52跨过主体部分62。当锁定肩部54到达锁定表面70时，柔性梁44弹回到大体未偏转的位置，并且柔性梁44的锁定肩部54与端子36的锁定表面70接合，抑制端子36被拉回连接器壳体14的插入端20外。第一锁定肩部通常在锁定表面70居中，即，主要锁定特征40与锁定表面的近中部分接合。
在端子36完全插入端子空腔16并且由主要锁定特征40固定在端子空腔16内之后，tpa设备34在tpa空腔28内从端子插入位置39横向移动至端子锁定位置41。次要锁定特征42被移入端子空腔16使得刚性第二锁定肩部56现在与端子36的锁定表面70的asp部分接合，并且在锁定表面70上横向偏移，即，次要锁定特征42与锁定表面70的第一远端部分接合。
当tpa设备从端子插入部分39滑动至端子锁定位置41，主要锁定特征40横向移动因此他们在端子空腔16中偏移，并且现在与端子36的锁定表面70的第二远端部分接合。
如图1-7中示出的，连接器壳体14包括多个端子空腔16，因此tpa设备34被定位在端子插入位置39，其中主要锁定特征40将每个端子36保持在它的端子空腔16内直到所有的端子36插入端子空腔16中。一旦所有的端子空腔被填充，tpa设备就移至端子锁定位置41使得端子36由次要锁定特征42保持在端子空腔16内。
当tpa设备34处于端子插入位置39中时，每个端子36可移除地被固定在它的端子空腔16内，因为可以通过将工具(未示出)插入接入槽，并且按压主要锁定特征40直到锁定表面70被锁定肩部54释放，来将端子36从端子空腔16内移除。当tpa设备处于端子锁定位置41中时，即使锁定表面70从锁定肩部54释放，端子36也不能从空腔16移除，因为端子36通过空腔16的移除路径被次要锁定特征42阻塞，因此端子36被不可移除地固定在端子空腔16内。
虽然在图1-7中示出的电连接器10被设计为包含阴型端子，但是tpa设备34也可以适于在被设计为包含阳型端子的对应配对连接器中使用。
因此，提供了一种包括tpa设备34的电连接器10。tpa设备34具有当次要锁定特征42被接合时与端子34的锁定表面70刚性接合，从而将端子36不可移除地锁定在端子空腔16内的益处。tpa设备还提供了端子空腔16内的端子36的位置浮动的减小，这极大地改进了连接器壳体14内端子36的对准，并且减小了在与对应的配对连接器连接期间端子推出和/或端子损坏的机会。因为主要锁定特征40仅需要在端子插入过程期间将端子36保持在端子空腔16内，主要锁定特征40可以被设计为优化端子插入力而不考虑最终固位力，因为这是由次要锁定特征42分开提供的。电端子10还提供了在连接器的每个空腔16内具有相同的主要锁定特征40和次要锁定特征42的优点。
根据该电连接器10的设计的工程评估，已经决定，当可移除地固定时，用于1.5mm端子的端子固位力超过汽车oem性能规格要求62％至124％。当不可移除地固定时，电连接器10的性能超过现有技术的不具有tpa设备的电连接器设计的端子拔出力性能28％至56％。对于0.61mm端子也有相似的性能改进。
tpa设备34与汽车oem定义的大多数极化的无柄(即“干净的主体”)端子兼容，作为空腔兼容的策略端子，例如，kaizen0.64,delphimts,ocs1.5,ocs2.8。
尽管已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是并不旨在受限于此，而是仅受随后的权利要求书中所阐述的范围限制。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何的重要顺序，相反术语第一、第二等被用来将一个要素与另一要素区别开来。此外，术语一、一个等的使用不表示对量的限制，而是表示所引述项的至少一个的存在。