电连接器组件的制作方法

专利名称：电连接器组件的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及电连接器，且更具体地，涉及防止反向极性连接的高 电流电连接器。
背景技术：
很多电子装置都通过使用电池组来供电。例如，所有类型的远程控制
交通工具都具有向电动发动机提供存储电流的交通工具载(on-board)可 再充电电池组。在一些这样的轻型交通工具中，比赛要求更加强劲的发动 机和增加的电流容量级别来为发动机供以能量。当电池组耗尽其中包括的
存储能量时，用户必须能够容易地用充满电的电池组替换耗尽的电池组。 接着，将耗尽的电池组连接至电池充电器，以便为下一次替换做好准备。 因此，需要一种具有轻型、设计紧凑的高电流电连接器。

发明内容
本发明的实施方案提供了一种电连接器，该电连接器包括外壳，该外 壳形成用于公连接器电极(male connector electrode)的母插座(female receptacle)。此外，电连接器可包括母电极，该母电极可以至少部分地紧 固以防止在母插座中移动。提供固定至外壳的弹性构件，用于将公连接器 电极朝着母电极推压。


为了更加完全地理解本发明及其优势，现结合附图给出以下详细说 明，其中
图1示出了根据本发明配置的电连接器的实施方案的总的正交俯视图，并示出了所连4妄的线导体(wire conductor); 图2示出了图1电连接器的组件分解视图3A示出了图1电连接器的母构件(femalemember)的正交俯视图； 图3B示出了图3A母构件沿线3B-3B所观察的横截面视图； 图3C示出了图3A母构件沿线3C-3C所观察的横截面视图； 图4A示出了母端子(female terminal)的俯视图； 图4B示出了图4A母端子的侧^L图； 图5A示出了弹性构件的正交俯碎见图； 图5B示出了图5A弹性构件的侧^L图； 图6A示出了公构件(male member)的正交俯视图； 图6B示出了图6A公构件的横截面视图； 图7A示出了公端子(male terminal)的俯视图； 图7B示出了图7A公端子的侧视图； 图8A示出了正确组装的图1电连接器的正交俯视图； 图8B示出了未正确组装的图1电连接器的正交俯视图； 图9A示出了图8A正确组装的电连接器沿线9A-9A所观察的横截面 视图9B示出了图8B未正确组装的电连接器沿线9B-9B所观察的横截 面视图IO示出了图1的组装的电连接器的正交的横截面视图11示出了根据本发明各方面配置的电连接器的另一实施方案的正 交的横截面俯视图12示出了根据本发明各方面配置的电连接器的再一实施方案的正 交的横截面俯视图13A示出了根据本发明各方面配置的电连接器组件的部件的又一 实施方案的俯视图；以及
图13B示出了图13A部件沿线13B-13B所观察的正交的横截面俯视图。
具体实施方式
在以下论述中，阐述了多个具体细节以提供对于本发明的彻底理解。 然而，本领域的技术人员应理解，本发明可以在没有上述具体细节的情况 下实施。在其他情况下，以示意图或者结构图的形式示出公知的元件，以 便不在不必要的细节方面使本发明不清楚。此外，因为认为对于获得本发 明的整个理解而言，大多数涉及公知特征和元件的零件、细节并不是必须 的，并且认为这样的零件、细节落在相关领域的普通技术人员的理解范围 之内，所以省略了对于这种细节的描述。
现在转到附图，图1示出了具有所连接的线导体的组装的电连接器的 正交视图。在该附图中，参考号1000 —般表示至少部分地根据本发明配
置的电连接器1000的说明性实施方案。电连接器1000可包括母构件100 和公构件500。连接至电连接器1000的是线导体10A、10B、20A以及20B。 线导体IOA、 IOB、 20A以及20B可以不^皮看作为电连接器1000的部件， 而是出于说明性的目的示出的。线导体IOA和10B可承载正电流，而线 导体20A和20B可承载负电流。下列说明性实施方案中，将更加详细地 描述电连接器1000的各种部件。
参考图2，在组件分解视图中示出了电连接器1000的实施方案的各 部件。母构件100可包括母外壳(female housing) 102、第一母端子和第 二母端子200以及第一弹性构件和第二弹性构件300。公构件500可包括 公外壳502以及第一公端子和第二公端子600。
母构件
现在转到图3A、 3B和3C，母构件IOO可包括母外壳102、第一母端 子腔IIO、第二母端子腔120、母端子200以及弹性构件300(在图2中更 加清晰地示出)。第一母极性指示符(female polarity indicator) lll和第二 母极性指示符121可指示出第一母端子腔110和第二母端子腔120的各个 极性。第一孔口(orifice)116和第二孔口 126可位于母构件100的相对于第 一母极性指示符111和第二母极性指示符121的一端。在图3B和3C中 示出了弹性构件300的实施例。弹性构件300可位于第一母端子腔110和 第二母端子腔120的每一个中(但是，出于解释说明的目的，在图3B和3C中仅仅示出了一个弹性构件)。在以下说明性的实施方案中将更加详细 地描述母构件100的各个部件。
母外壳
参照图3B,母外壳102的形状基本上为矩形的，并且对于第一母端 子腔IIO和第二母端子腔120中的每一个来说，母外壳102可包括母导体 外壳104、母内壁(female internal wall) 105以及母端子外壳106。因为 是对称的，所以考虑到这一点，将仅描述第一母端子腔110，圆括号所包 括的参考号指第二母端子腔120。尽管将母外壳102显示成基本上矩形形 状的，但是本发明的实施方案可不受限于这种构型。可使用能够适应一个 或更多个母端子200的任何构型。母外壳102可由这样一种电介质材料制 成，这种电介质材料能够承受预期应用的操作条件，并在载流母端子200 之间提供足够的电绝缘(即，抑制在母端子200之间发生电流短路)。例如， 母外壳102的材料可以是玻璃增强尼龙，例如，由Dupont⑧生产的Zytel 70G33L。在一些应用中，该增强尼龙材料可以包括大约33%的玻璃。例 如，该材料可用于在自然环境下运行的远程控制交通工具，并可承受低于 -20。F(-29。C)至高于250。F(121。C)的温度范围(比如，当在沙漠条件下在太 阳加热的路面上运行时，或者由于电池组热量、电流和电阻的原因)。
母导体外壳104可经由母内壁105与母端子外壳106分开。母内壁 105可包括接纳母端子200的开口 114(124)。在母内壁105的母导体外壳 104侧，母内壁105可包括区分例如电连接器IOOO(图l)的连接侧的指示 符113(例如，"A"用于母构件，而"B"用于公构件)。在其他实施方案 中，指示符113可包括极性符号以用于替代第一母极性指示符111和第二 母极性指示符121(图3A),或者除了第一母极性指示符111和第二母极性 指示符121(图3A)之外还包括极性符号。
母导体外壳104可围绕在插入于第一母端子腔110和第二母端子腔 120中的每一个中的母端子200的端部周围。母导体外壳104的相对于母 内壁105的端部可以敞开，以为导体(未示出)提供接触母端子200的暴露 端的入口。在其他实施方案中，母导体外壳104的接近母内壁105的一端或一侧可以敞开，以提供导体入口。在所示的实施方案中，母导体外壳
104基本上罩住母端子200的端部，并使母端子200的端部彼此绝缘。在 某些其他实施方案中，母导体外壳104可仅部分地围绕分别位于第一母端 子腔110和第二母端子腔120中的母端子200的端部。
第一母端子腔IIO和第二母端子腔120中的每一个的母端子外壳106 部分可包括母端子支架(female terminal support) 107和弹性构件支架 109(图3C)。每个母端子支架107可有助于将相应的母端子200保持在各 自的第一母端子腔110和第二母端子腔120中。母端子支架107可包括一 个或更多个保持构件(retention member) 112(例如，如112A所代表的)， 这样的保持构件配置成在将母端子200組装进母构件100之后保持母端子 200。尽管在图3B中示出了倾斜斜面类型的保持构件112,以便于插入式 的组装(例如，对于图3B,将母端子200从左向右地插入到母外壳102中)， 但本领域的技术人员并不仅仅受限于该类型的保持构件112。在其他各种 方法中，销、铆钉、紧固件、其他机械连接件、焊接以及化学粘合剂，都 可用于将母端子200固定在母外壳102中。进一步地，可使用类似的其他 保持构件112B来提供额外的力，以抵抗在组装和拆卸电连接器IOOO(图 l)期间产生的摩擦力，否则，该摩擦力有可能会使母端子200中的一个或 两个移动或脱位。母构件IOO的其他实施方案可不包括保持构件112。在 一些情况下，母端子200和弹性构件300可在生产时组芯造型(core mold) 到母构件100中。
弹性构件支架109(图3C)可以将弹性构件300固定在第一母端子腔 110和第二母端子腔120的每一个中。弹性构件支架109显示成紧接于母 内壁105。然而，除了其他位置之外，弹性构件支架109的实施方案可位 于邻近母端子外壳106的正对于母内壁105的端部(即，母端子外壳106 的插入端，比如，基本上设置在相对于图3B所示实施方案成180。的水平 面中)。与母端子支架107—样，弹性构件支架109可包括一个或更多的 保持特征(retention feature ) 112，例如，由图3C中112C所表示的。弹 性构件支架109的保持特征U2可包括与母端子支架107实施方案相同的 倾斜斜面凸出部分(protrusion)，或者保持特征112可包括之前提及的用于固定的机械、化学或焊接方法中的任何一种。之前提及的保持和/或固定
母端子200和弹性构件300的方法并不在于形成一种详尽无遗的清单 (exhaustive list),而仅仅是对本领域技术人员所公知的多种保持和固定 方法中的取样。与母端子200—样，弹性构件300可以在制备母外壳102 时组芯造型到母外壳102中。
第一母端子腔no和第二母端子腔120的位于母端子外壳106中、相 对于母内壁105的端部， 一皮称为第一孔口 116和第二孔口 126。第一孔口 116和第二孔口 126中的每一个可基本上配置成如图3A所示的矩形形状。 然而，在这些附图所示的说明性实施方案中，第一孔口 116的一个方面例 如宽度可配置成不同于第二孔口 126的相同方面。宽度上的差异可抑制公 构件500(图l)与母构件100的不正确极性组装。尽管尺寸方面如宽度的 不同可用于抑制在连接电连接器IOOO(图l)时颠倒极性，但本发明并不受 限于该方法。可使用不同的结构、设备和尺寸，来便于在组装公构件500 与母构件100期间正确地〗吏极性连接定向。
母端子
现在转至图4A和4B,图4A示出了母端子200的实施方案的俯视图， 而图4B示出了图4A母端子200的侧视图。作为母端子200的说明性实 施方案的实施例，母端子200可包括端子连接器部分204和端子接触部分 206。母端子200可包括导电材料，例如，黄铜、铜或青铜。除了其他材 料外，母端子200还可镀金(例如，金-钴合金或金-镍合金)或银等，优选 地，母端子200可以是镀镍的铜，并接着镀金(例如)，以增加公端子600 和母端子200的接触部分之间的导电性。除了其他形成方法外，所示母端 子200可由标准材料板制造，并沖压成适当的尺寸和结构。
端子连接器部分204可位于母端子200的一端，并配置成与(例如)铜 线导体电连接，例如，与线导体10B和20B(图l)电连接。端子连接器部 分204可通过使用以下方法电连接至线导体焊接、机械固定(例如，通 过使用螺旋夹(screwclap))、标准的绝缘和非绝缘连接器装置、压接法， 以及将线导体电连接至端子的一部分的其他方法。端子连接器部分204的实施方案可包括多种结构，以适应特定的电连接方法。端子接触部分206可位于母端子200的相对于端子连接器部分204的 相对端，并可包括角形端(angled end) 210、 一个或更多个端子保持特征 212(在图4B中示出两个，212A和212B)以及接触表面214。角形端210 可有助于便于在电连接器IOOO(图l)的连接期间连接或组装相应公端子 600(图2)。接触表面214可直接接触公端子600的相对的表面，以允许电 流/人电连4妄器1000的一端流入另一端。端子阶梯(step)208可以使端子连接器部分204与端子接触部分206分 开。在一些实施方案中，在将母端子200组装进母外壳102(图3B)期间， 端子阶梯208可面向母外壳102的一部分，并阻止在组装方向上进一步移 动。端子保持特征212可接触母外壳102的相应的保持特征112，并阻止 在与组装方向相反的方向上移动。此时，母端子200就基本上与母外壳 102牢固地连接在一起了 。弹性构件现在参照图5A和5B,这些图分别示出了弹性构件300的正交俯视图 和图5A弹性构件300的侧视图。弹性构件300可包括弹性基础构件310 和弹性接触构件320。弹性构件300可由不锈钢板(例如，未镀的SS301)、 弹簧钢(例如，镀镍的弹簧钢)或者配置成可在电连接器IOOO(图l)的使用 环境条件下工作的其他弹性材料冲压而成。在一些实施方案中，可以对弹 性构件300进行电镀或者进行包覆以防止生锈，或提供保持组装的公构件 500和母构件IOO之间的连接所必需的适当等级的阻力(例如，摩擦力)。弹性基础构件310可位于弹性构件300的一端，并包括一个或更多个 弹性保持构件312A和312B(图5B)。弹性保持构件312A和312B可以将 相应的保持构件112啮合在位于第一端子腔110和第二端子腔120中的每 一个中的弹性构件支架109中(如图3C所示，但在该视图中仅仅能看到一 个保持构件112C)。弹性保持构件312A和312B可以在电连接器IOOO(图 l)的组装和拆卸期间，将弹性构件300牢固地保持在母外壳102中。所示 弹性基础构件310显示成基本上为平面四边形，但是本发明的实施方案并不受限于该说明性结构。弹性基础构件310可被保持成与相应的母端子 200分开，并与完全插入的公端子500分开。换句话说，当电连接器IOOO(图 l)电连接时，弹性基础构件310可不覆盖相应的7>端子500。如在图5B中更加容易地观察到的，弹性接触构件320可包括由半径 R界定的弓形部分。弓形部分可响应于来自所安装的公构件500(图l)的一 部分的压力或者抵触而朝向半径中心点弹性形变。弓形部分还可配置成与 公构件500的相对表面或部分中的稍后将详细描述的凹陷部分或其他啮 合特征接触，以便在使公构件500与母构件IOO(见图l)连接之后提供拆 卸保持力。在所示说明性实施方案中，在图5A和5B中只示出了单个弓 形部分。然而，本发明的实施方案并不受限于这样一个示意性结构。例如， 可单独使用更大或更小的半径或者结合一个或更多个相对平直的部分使 用更大或更小的半径，可使用背靠弹性接触构件320弯曲的弓形部分、将 两个平直部分连接起来的单个角形弯曲部或者诸如曲折结构或波形结构 的多个角形或者弓形部分，以便将来自母构件100的力更加均匀地施加至 公构件500。上述清单旨在提供适于本发明各种可能结构的少量代表性样 例，但并不是详尽无遗的。弹性接触构件320的一端可包括外壳接触面(housing interface ) 324。 外壳接触面324的实施例由在相对于半径R所界定的弓形部分相反的方 向上旋转的小半径弯曲部分示出。外壳接触面324可便于响应于组装和拆 卸公构件500和母构件IOO(参见图2),而沿着母外壳102的内壁的接触部 分(图3B)进行滑动。滑动接触可以防止或者抑制电连接器IOOO(图1) 经过多次连接和断开连接之后，母外壳102内表面的磨损或过早地损坏。 在该实施例中，外壳接触面324的接触部分在相切于小半径弯曲部分的方 向上背离母外壳102的内表面弯曲。进一步地，弹性接触构件320可从弹 性基础构件310以某一角度延伸，使得外壳接触面324可位于包括弹性基 础构件310的平面之上(参见图5B)。该结构可以将预加负荷经由外壳接触 面324施加至组装的弹性构件300。通过调整弹性接触构件320相对于弹 性基础构件310的角度，和/或调整半径R,可调整通过弹性接触构件320 施加至公构件500的力。对弹性接触构件320的力的调整可以调整用于连接和断开连接电连接器1000的插入力和拔出力的量。因此，可以确定用 于连接和断开连接电连接器1000的所希望的插入力和拔出力的量。公构件现在转向图6A和6B,公构件500可包括公外壳502、第一公端子延 伸部分510、第二^^端子延伸部分520以及公端子600(在图6B中更加清 晰地示出)。第 一公极性指示符(male polarity indicator)511和第二公极性指 示符521可指示出第一公端子延伸部分510和第二公端子延伸部分520各 自的极性。图7A和7B示出了公端子600的一个实施例，并且之后将更 加详细描述。将在以下说明性实施方式中更加详细地描述公构件500的各 个部件。公外壳参照图6B,公外壳502基本上为矩形形状的，并且包括公导体外壳 504、公内壁505以及用于第一公端子延伸部分510和第二公端子延伸部 分520中的每一个的公端子端头(male terminal tip ) 506。因为它们的相 似性，所以考虑到这一点，将仅描述第一公端子延伸部分510，圓括号所 包括的参考号指第二公端子延伸部分520。虽然将公外壳502显示成基本 上矩形的形状，但是本发明的实施方案可不受限于这样的一个构型。可使 用能够适应一个或更多个公端子600的任何构型">外壳502可由这样一 种电介质材料制成，这种电介质材料能够承受预期应用的操作条件，并在 载流公端子600之间提供足够的电绝缘(即，抑制在公端子600之间发生 电流短路)。例如，公外壳502的材料可以是玻璃增强尼龙，例如，由 Dupont⑧生产的Zytel 70G33L。在一些应用中，该增强尼龙材料可以包 括大约33°/。的玻璃。例如，该材料可用于在自然环境下运行的远程控制交 通工具，并可承受低于-20。F(-29。C)至高于250。F(121。C)的温度范围(比如， 当在沙漠条件下在太7>加热的路面上运行时，或者由于电池组热量、电流 和电阻的原因)。公导体夕卜壳504可经由公内壁505与公端子外壳(male terminal housing) 506分开。公内壁505可包括接纳公端子600的开口 514(524)。 在公内壁505的公导体外壳504侧，公内壁505可包括区分例如电连接器 IOOO(图1)的连接侧的指示符513(例如，"A"用于母构件，而"B"用于 公构件)。在其他实施方案中，指示符513可包括极性符号以用于替代第 一公极性指示符511和第二公极性指示符521(图6A),或者除了第一公极 性指示符511和第二公极性指示符521(图3A)之外还包括极性符号。公导体外壳504可围绕在插入于第 一公端子延伸部分510和第二公端 子延伸部分520中的每一个的公端子600的端部周围。公导体外壳504的 相对于内壁505的端部可以敞开，以为导体(未示出)提供接触公端子600 的暴露端的入口。在其他实施方案中，公导体外壳504的接近公内壁505 的一端或一侧可以敞开，以提供导体入口。在所示的实施方案中，公导体 外壳504基本上罩住公端子600的端部，并使公端子600的端部;f皮此绝缘。 在某些其他实施方案中，公导体外壳504可仅部分地围绕分别位于第一公 端子延伸部分510和第二/>端子延伸部分520中的^^端子600的端部。第一公端子延伸部分510和第二公端子延伸部分520中的每一个的公 内壁505可以起到公端子支架的作用(图6B)。每个公端子支架(即，公内 壁505)可有助于将相应的公端子600保持在各自的第一公端子延伸部分 510和第二公端子延伸部分520中。公端子支架可包括一个或更多个保持 构件512(例如，如512A所代表的)，这样的保持构件配置成在将公端子 600组装进公构件500之后保持公端子600。尽管在图6B中示出了倾斜斜 面类型的保持构件512,以便于插入式的组装(例如，对于图6B,将公端 子600从左向右地插入到公外壳502中)，但本领域的技术人员并不受限 于仅仅该类型的保持构件512。在其他各种方法中，销、铆钉、紧固件、 其他机械连接件、焊接以及化学粘合剂，都可用于将公端子600固定在公 外壳502中。进一步地，可使用类似的其他保持构件512B来提供额外的 力，以抵抗在组装和拆卸电连接器IOOO(图l)期间产生的摩擦力，否则， 该摩擦力有可能会使公端子600中的一个或两个移动或脱位。公构件500 的其他实施方案可不包括保持构件512。在一些情况下，公端子600可在生产时组芯造型到公外壳502中。
公端子端头506中的第一公端子延伸部分510和第二7>端子延伸部分 520的正对于内壁505的端部，被称为第一公端子封盖(male terminal cover) 516和第二公端子封盖526。第一公端子封盖516和第二公端子封 盖526中的每一个都可配置成基本上如图6A所示的矩形形状。然而，在 这些附图所示的说明性实施方案中，第一公端子封盖516的一个方面，例 如宽度，可配置成不同于第二公端子封盖526的相同方面。宽度上的差异 可抑制公构件500(图l)与母构件100的不正确极性组装。尽管尺寸方面 如宽度的不同可用于抑制在连接电连接器IOOO(图l)时颠倒极性，但本发 明并不受限于该方法。可使用不同的结构、设备和尺寸，来便于在组装公 构件500与母构件100期间正确地使极性连接定向。
第一公端子封盖516和第二公端子封盖526每个可包括连接器保持特 征507。在一些实施方案中，连接器保持特征507可配置成弓形槽或凹陷 部分，对应于弹性构件300的弹性接触构件320的弓形部分(参见图5B)。 当公构件500连接至母构件100(参见图l)时，弹性构件300相对于相应的 第一公端子封盖516和第二公端子封盖526的表面移动，直到弹性接触构 件320的一部分啮合连接器保持特征507的相应部分。弹性接触构件320 和连接器保持特征507之间的啮合，可提供公构件500完全连接至母构件 100的感觉指示(sensoryindication)。此外，弹性接触构件320和连接器保 持特征507之间的啮合，可有助于阻止电连接器1000在应用设备中运行 时7>构件500和母构件100之间的非有意断开。
第一公端子封盖516和第二公端子封盖526还包括角形或倾斜部分 570，该角形或倾斜部分570位于正对于公内壁505的一端。第一公端子 封盖516和第二公端子封盖526中的每一个的倾斜部分570,可便于公构 件500与母构件100的插入和/或组装(参见图1)。在一些实施方案中，可 使用圆形、弓形或其他便于插入的特征来代替第一公端子封盖516和第二 公端子封盖526中的每一个的倾斜部分570,或者除了第一公端子封盖516 和第二公端子封盖526中的每一个的倾斜部分570之外，还可使用圆形、 弓形或其他便于插入的特征。如之前所解释的，第一公端子封盖516和第
16二公端子封盖526的其余部分中的至少一部分可以为弹性构件300提供接 触表面，并可提供弹性构件300和公端子600之间的一定程度的绝缘。第 一公端子封盖516和第二公端子封盖526的材料可以与用于公外壳502的 其余部分的材料相同。在一些实施方案中，第一^^端子封盖516和第二公 端子封盖526可包括应用于公端子600表面的涂层。可选地，可将涂层或 者紋理应用于第一公端子封盖516和第二公端子封盖526的表面，以改变 该表面和各个弹性构件300的弹性接触构件320的接触部分之间的摩擦阻 力的程度。
公端子
现在转至图7A和7B，图7A示出了公端子600的实施方案的俯视图， 而图7B示出了图7A公端子600的侧视图。作为公端子600的说明性实 施方案的实施例，公端子600可包括端子连接器部分604和端子接触部分 606。 ^^端子600可包括导电材料，例如，黄铜、铜或青铜。除了其他材 料外，公端子600可镀金(例如，金-钴合金或金-镍合金)或银等，优选地， 公端子600可以是镀镍的铜，并接着镀金(例如)，以增加7>端子600和母 端子200的接触部分之间的导电性。除了其他形成方法外，所示公端子 600可由标准材料板制造，并冲压成适当的尺寸和结构。
端子连接器部分604可位于公端子600的一端，并配置成与(例如)铜 线导体电连接，例如，与线导体10A和20A(图l)电连接。端子连接器部 分604可通过使用以下方法电连接至线导体焊接、机械固定(例如，通 过使用螺旋夹)、标准的绝缘和非绝缘连接器装置、压边法，以及将线导 体电连接至端子的一部分的其他方法。端子连接器部分604的实施方案可 包括多种结构，以适应特定的电连接方法。
端子接触部分606可位于公端子600的相对于端子连接器部分604 的相对端，并可包括角形端610、 一个或更多个端子保持特征612(在图7B 中示出两个，612A和612B)以及接触表面614。角形端610可有助于便于 在电连接器1000(图l)的连接期间，连接或组装相应的母端子200(图2)。 接触表面614可直接接触母端子200的相对的表面，以允许电流从电连接器1000的一端流入另一端。
端子阶梯608可以使端子连接器部分604与端子接触部分606分开。 在一些实施方案中，在将公端子600组装进公外壳602(图6B)期间，端子 阶梯608可面向公外壳602的一部分，并阻止在组装方向上进一步移动。 端子保持特征612可接触公外壳502的相应的保持特征512，并阻止在与 组装方向相反的方向上移动。此时，公端子600就基本上与公外壳502牢 固地连接在一起了。
组装
现在参照图8A和8B,图8A示出了正确组装的电连接器1000,而图 8B示出了未正确组装的电连4妻器1000。如图8A所^L，当7>构件500正 确连接至母构件100时，第一公极性指示符511和第二公极性指示符521 对应于第一母极性指示符111和第二母极性指示符121，表示保持了跨接 电连接器1000的正确极性。极性指示符111、 121和511和521组之间的 对应，可提供公构件500和母构件IOO的正确连接的视觉表现。如图8B 中所视，当公构件500未正确地组装至母构件100时，将不能从俯视图平 面看到第一公构件指示符511和第二公构件指示符521。此外，如用于第 一公极性指示符511和第二公极性指示符521的箭头所示(在该^L图中， 极性指示符自身是不可视的)，未正确组装的电连接器1000的每侧上的极 性被颠倒了 。
参照图9A和9B，图9A示出了图8A正确组装的电连接器沿线9A-9A 所观察的横截面视图，而图9B示出了图8B未正确组装的电连接器沿线 9B-9B所观察的横截面视图。图9A示出了电连接器1000,其中，第一公 端子封盖516插入第一孔口 116,并且公端子600的接触表面614邻接母 端子200的接触表面214。第一公端子封盖516和第一孔口 116可每个都 具有大约Wl的宽度，其中第一公端子封盖516配置成安装于第一孔口 116中。第二公端子封盖526插入第二孔口 126中，使得公端子600的相 应的接触表面614邻接于对应的母端子200的接触表面214。第二公端子 封盖526和第二孔口 126可每个都具有大约W2的宽度，其中第二公端子封盖526配置成安装于第二孔口 126中。宽度W1可小于宽度W2。宽度 差异可提供另一种在将公构件500连接至母构件IOO(图8A)时抑制或阻止 交叉极化的方法，这是因为只有当公构件500相对于母构件IOO被正确地 定向时，公构件500才可连接至母构件100。公构件500和母构件100的 正确定向可提供正确的连接极性。
图9B示出了电连接器1000,其中公构件500未正确地连4妄至母构件 100。这种连接可实质上通过第二公端子封盖526的宽度(W2)和第一孔口 116的宽度(W1)之间的冲突(例如，W2-W1)来防止。然而，如果尽管存在 这种沖突，公构件500还是以某种方式被连接至母构件100 了 ，那么依然 可通过分开7>端子600和母端子200的第一公端子封盖516和第二7〉端子 封盖526来防止电连接器1000的交叉极化。当公构件500相对于母构件 100处于第二种定向时，第一公端子封盖516和第二公端子封盖526可阻 止相应的7>端子600和母端子200之间的接触。因此，如在该i兌明性实施 方案中所看到的，除了由第一公极性指示符111、第二公极性指示符121、 第一母极性指示符511和第二母极性指示符521给出的视觉表示之夕卜，还 可通过至少两种单独且独立的方法来阻止和/或抑制电连^l矣器1000的交叉 极化。
参照图10,该图示出了正确组装的公构件500和母构件100的正交 横截面视图。在该图中，第一公端子延伸部分510和第二公端子延伸部分 520(图6A)已插入第一母端子腔110和第二母端子腔120(图3A)中，或者 更具体地，第一公端子延伸部分510和第二公端子延伸部分520的公端子 外壳506部分已插入第一母端子腔110和第二母端子腔120的第一孔口 116和第二孔口 126中。当公构件500连接至母构件100时，弹性构件300 可最初接触相应的第一公端子封盖516和第二公端子封盖526的倾斜部分 570。弹性接触部分320可滑动地分别啮合第一公端子封盖516和第二公 端子封盖526中的每一个的上表面。弹性接触部分320可以被压缩，使得 弹性构件300的外壳接触面324部分滑动地啮合第一母端子腔110和第二 母端子腔120的各自的内表面。公构件500可继续插入母构件100，直到 弹性接触部分320分别啮合第一公端子封盖516和第二公端子封盖526的 对应的连接器保持特征507。此时，公构件500就可紧固地连接至母构件100 了。尽管仅详细描述了电连接器1000的一侧的部分，但因为连接器
的对称性，另一侧是类似的。但是，完全对称并不是本发明实施方案所要
求的限制，并且，除第一公端子封盖516、第二公端子封盖526和相应的 第一孔口 116、第二孔口 126的宽度上的差异外，还可存在其他差异。
另一实施方案
现在参照图11,该图示出了通过电连接器实施方案的侧面截取的横 截面的正交俯视图。在该图中，参考号2000 —般指根据本发明的各方面 而构造的电连接器2000的另一说明性实施方案。电连接器2000和之前所 述的电连接器1000(图l)之间的一个差异在于，用一个或更多个弹性构件 2300替代了之前说明性实施方案的一个或更多个弹性构件300(图2)。另 外，可以认为两个电连接器1000和2000的功能和材料是相同的。将用之 前描述中所使用的相同的参考号来表示类似的部件，并且将不再重复这些 类似的部件的详细说明。
电连接器2000可包括在此以连接状态示出的母构件2100和公构件 500。母构件2100可包括一个或更多个母端子200(在该视图中仅有一个可 见)，而公构件500可包括相应数量的公端子600。当母构件2100和公构 件500连接在一起时，电流将能够经由母端子200和公端子600之间的接 触区域通过电连接器2000在线导体间流动。
母构件2100可包括一个或更多个弹性构件2300。弹性构件2300可 提供压力，以促进通过相应的母端子200和公端子600之间的接触区域的 电传导。此外，弹性构件2300可提供紧固力，以在期望的应用中(例如， 在远程控制交通工具的振动和动力环境中)，在使用电连接器2300期间， 抑制或阻止公构件500从母构件2100的非有意断开。在一些示意性实施 方案中，弹性构件2300的数量对应于在电连接器2000的连接和断开连接 期间形成或断开的电连接的数量(例如，在图11中示出两个)。然而，也 可不要求弹性构件2300的数量等于所形成或断开的电连接的数量。
每个弹性构件2300可包括与母构件2100的外壳形成整体的弹性外壳 2310。如图ll所示，弹性外壳2310可以是基本上圆柱形的，比如，但是本发明的实施方案并不受限于该几何结构。每个弹性构件2300还可包括 保持装置(retention device ) 2324、弹性装置2322以及接触装置2320。保 持装置2324可包括比如如图所示的阿伦紧定螺4丁(Allen set screw),或者 可包括任何数量的能够将弹性装置2322和接触装置2320保持在弹性外壳 2310中的装置，同时在一些实施方案中，还提供了调整措施。例如，除 了其他的外，还可使用机械螺紋紧固件、成角的键(angledkey)或者凸轮装 置等。在该实施例中，保持装置2324能可螺紋地啮合弹性外壳2310的顶 部部分。
弹性装置2322可位于保持装置2324和接触装置2320之间。除了其 他装置外，弹性装置2322还可以为弹簧例如盘簧，或者可以为弹性材料 例如泡沫。弹性装置2322可以压住接触装置2320，当公构件500和母构 件2100连接在一起时，便于接触装置2320的运动。在其他方法中，除了 改变弹簧刚度和材料外，还可通过紧固或放松保持装置2324，来调节施 加至接触装置2320并随后施加至公端子200和母端子600的力。在一些 实施方案中，可通过紧固保持装置2324来将公构件500牢固地连接至母 构件2100，以便消除或降低接触装置2320在弹性壳体2310中运动的能 力，从而使接触装置2320有力地啮合连接器保持特征507。
例如，接触装置2320可以为球簧(ball and spring)类型机构中的比如球 形球(spherical ball)。然而，在其他实施方案中，接触装置2320可以为能 够沿第一公端子封盖516和第二公端子封盖526(在该视图中，仅第一公端 子封盖516可见)的表面运动的任何构件，例如，圓销(roundedpin)、角 形构件、圆柱体等。接触装置2320可以在弹性外壳2310中保持在位于一 端的凸出边缘2312和另 一端的保持装置2324之间。在连接公构件500和 母构件2100期间，当公构件500与母构件2100完全连接时，接触装置 2320可啮合连接器保持特征507。接触装置2320和连接器保持特征507 可配置成具有对应的或者相关的特征，使得在^^构件500与母构件2100 完全连接时，可提供实现了装置2320啮合连接器保持特征507的感觉指 示。除了其他方法外，感觉指示可以是可视的、可听的、可触知的或者这 些感觉指示中的一个或更多个的组合。再一实施方案
现在参照图12,该图示出了通过电连接器实施方案的一侧截取的横 截面的正交俯视图。在该图中，参考号3000 —般指根据本发明的各方面 而构造的电连接器3000的再一说明性实施方案。电连接器3000和之前所 述的电连接器之间的一个差异在于，用一个或更多个弹性构件3300替代 了之前说明性实施方案的一个或更多个弹性构件300(图2)或者2300(图 11)。另外，可认为电连接器IOOO 、 2000和3000的功能和材料是相同的。 将用之前描述中使用的相同的参考号表示类似的部件，并将不再重复这些 类似的部件的详细iJL明。
电连接器3000可包括在此以连接状态示出的母构件3100和公构件 500。母构件3100可包括一个或更多个母端子200(在该视图中仅有一个可 见)，而公构件500可包括相应数量的公端子600。当母构件3100和公构 件500连接在一起时，电流将能够经由母端子200和公端子600之间的接 触区域通过电连接器3000在线导体(未示出)间流动。
母构件3100可包括一个或更多个弹性构件3300。弹性构件3300可 提供压力，以促进通过相应的母端子200和公端子600之间的接触区域的 电传导。此外，弹性构件3300可提供紧固力，以在期望的应用中(例如， 在远程控制交通工具的振动和动力环境中)，在使用电连接器3300期间， 抑制或阻止公构件500从母构件3100的非有意断开。在一些示意性实施 方案中，弹性构件3300的数量对应于在电连接器3000的连接和断开连接 期间形成或断开的电连接的数量。然而，也可不要求弹性构件3300的数 量等于所形成或断开的电连接的数量。
每个弹性构件3300可配置成在公构件500连接至母构件3100时，与 第一公端子封盖516和第二公端子封盖526(在该视图中，仅516是可见的) 的相对的表面接触。尽管只有邻接表面的一部分被设置来用于接合，但如 图12所示的，由交叉影线表示的区域可以是弹性构件3300和第一公端子 封盖516的上表面之间的接触区域。除了例如之前针对弹性接触部分320 所描述的多种其他结构外，弹性构件3300可包括与第一公端子封盖516和第二公端子封盖526的相应的上表面的一部分相接触的肋形物(rib)，或 者弹性构件3300可包括母构件外壳(female member housing ) 3102的壁。 实质上，在一些实施方案中，母构件3100的外壳3102可以起到弹性构件 的作用，允许设计有至少一些程度的弹性形变或者运动，以将力施加至所 安装的公构件500的至少一部分(例如，除了其他构型外，施加至第一公 端子封盖516和第二公端子封盖526,或者在一些实施方案中，施加至公 端子本身)。可选地，第一公端子封盖516和第二公端子封盖526可以起 到弹性构件的作用，允许设计有至少一些程度的弹性形变或运动，以将公 端子600和相应的母端子200推压在一起。进一步地，在一些实施方案中， 母外壳(female housing) 3102和第一公端子封盖516和第二公端子封盖 526都可经受一些程度的形变，这些形变组合起来以提供将公端子600与 相应的母端子200推压在一起的力。
弹性构件3300还可包括凸出部分或特征，这些凸出部分或特征配置 成啮合位于第 一公端子封盖516和第二公端子封盖526的上表面的相应的 凹陷部分或特征，使得在将公构件500完全连接至母构件3000时，公构 件500可牢固地连接至母构件3100。弹性构件3300的凸出部分的一个实 施例可以为对应于图6B中所示的连接器保持特征507的弓形脊状物 (arcuate ridge)。弹性构件3300可至少部分地相对于接触区域弹性地形变。 可选地，弹性构件3300可利用母构件外壳3102的结构中的至少一些程度 的弹性形变。
又一实施方案
现在转至图13A和13B,第一图示出了根据本发明的各方面配置的公 构件1500的说明性实施方案的俯视图，而第二图示出了图13A公构件 1500沿线13B-13B所观察的正交横截面俯视图。公构件1500和之前所述 的公构件500(图l)之间的一个差异在于，在公构件1500中没有第一公端 子封盖516和第二公端子封盖526(参见图6A和6B)。另一差异在于，在 公构件1500中使用第一公端子1600和第二公端子1650代替在公构件 500(参见图2)中所示的公端子600。另夕卜，可认为公构件500和1500的功能和材料基本上是相同的。将用之前描述中使用的相同的参考号表示类似 的部件，并将不再重复这些类似的部件的详细说明。
/>构件1500可包括公外壳1502和第一公端子延伸部分1510和第二 公端子延伸部分1520。第一公端子延伸部分1510可包括第一公端子1600, 而第二公端子延伸部分1520可包括第二公端子1650。第一公端子1600 和第二公端子1650可配置成可插入地啮合母构件IOO的第一母端子腔110 和第二母端子腔120的第一孔口 116和第二孔口 126(参见图3A)。在一些 实施方案中，第一^^端子1600的一些方面可不同于第二^^端子1650的相 似方面，以抑制7>构件1500和母构件100的交叉极化连接。在所示实施 方案中，第一公端子1600的宽度W1可小于第二公端子1650的宽度W2。 较大的宽度W2和第一孔口 116之间的干涉，可抑制母构件IOO和未正确 定向的公构件1500(即，公构件1500未相对于母构件100不正确地定向) 之间的连接。
公外壳1502可以为基本上矩形的形状，并且包括公导体外壳504以 及用于第一公端子延伸部分1510和第二公端子延伸部分1520中的每一个 的公内壁1505。尽管将公外壳1502显示成基本上矩形的形状，但是本发 明的实施方案可不受限于这种构型。可使用能够适应一个或更多个第一公 端子1600和第二公端子1650的任何构型。公外壳1502可由这样一种电 介质材料制成，这种电介质材料能够承受预期应用的操作条件，并在载流 的第一公端子1600和第二公端子1650之间提供足够的电绝缘(即，抑制 在第一公端子1600和第二公端子1650之间发生电短路)。
第一公端子延伸部分1510和第二7>端子延伸部分1520中的每一个的 公内壁1505可以起到公端子支架的作用。每个公端子支架(即，公内壁 1505)可分别紧固和支撑对应的第一公端子延伸部分1510和第二公端子延 伸部分1520中的第一公端子1600和第二公端子1650。公端子支架可包 括一个或更多个保持构件512(例如，由512A和512B所表示的)，这样的 保持构件配置成在组装进公构件1500之后保持各自的第一公端子1600和 第二公端子1650。尽管在图13B中示出了斜面类型的保持构件512,以 便于插入式的组装(例如，对应于图13B,将公端子1600从右向左地插入到母外壳1502中)，但本领域的技术人员并不受限于仅仅该类型的保持构 件512。除了其他多种方法外，还可使用销、铆钉、紧固件、其他机械连 接件、焊接以及化学粘合剂等，将第一公端子1600和第二公端子1650紧 固在公外壳1502中。此外，第一公端子1600和第二公端子1650可在生 产时组芯造型到公外壳1502中。
第一公端子1600和第二公端子1650可包括对应于保持构件512的保 持构件612(例如，由612A和612B所代表的，然而，在图13B中仅仅可 以看到第一公端子1600的保持构件612，可类似地配置第二公端子1650)。 与保持构件512 —样，在图13B中示出了倾斜斜面类型的保持构件612 有便于插入式的组装，然而，本领域的普通技术人员应该不受限于仅仅该 类型的保持构件612。除了其他多种方法外，还可使用销、铆钉、紧固件、 其他机械连接件、焊接以及化学粘合剂等，将第一公端子1600和第二公 端子1650紧固在公外壳1502中。
因此，已经通过参考某些示意性实施方案，描述了本发明的实施方案， 应注意，所公开的实施方案本质上是说明性的而不是限制性的。在前述公 开中，预先包含了宽范围的变更、修改、变化以及替换。在一些情况下， 可以在没有使用对应的其他特征的情况下，使用本发明实施方案的一些特 征。根据说明性实施方案的前述说明，对于本领域的技术人员而言，可认 为很多这样的变更和修改都是理想的。因此，适于广泛地解释本发明并以 与本发明的范围 一致的方式来广阔地解释。
权利要求
1.一种电连接器，其包括外壳，其包括至少部分地形成用于至少部分地容纳公连接器电极的母插座的绝缘材料；母电极，其至少部分地布置在所述母插座中；以及弹性构件，其由所述母插座的至少一部分保持或者形成所述母插座的至少一部分，用于将所述母电极和至少部分地插入所述母插座的公连接器电极推压在一起。
2. 根据权利要求1所述的电连接器，还包括公连接器电极，其用于至少部分地插入所述母插座；以及绝缘构件，当所述公连接器电极至少部分地插入在所述母插座中时， 所述绝缘构件至少部分地插入在所述弹性构件和所述公连接器电极的表 面之间。
3. 根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述弹性构件还包括 弓形部分，其用于将所述母电极和至少部分地插入在所述母插座中的公连接器电极推压在一起；以及基础部分，其用于将所述弹性构件紧固至所述母插座。
4. 根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述弹性构件还包括片簧。
5. 根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述弹性构件还包括球 和弹簧组件。
6. 根据权利要求1所述的电连接器，其中，所述弹性构件还包括所 述母插座的至少一部分。
7. —种电连接器组件，其包括 第一连接器；第一端子，其由所述第一连接器保持，其中，所述第一端子自所述第一连接器延伸，并且包括沿所述端子的连接长度延伸的用于与布置在母连接器插座中的第二端子电连接的连接表面；绝缘封盖，其沿所述第一端子的所述连接长度的至少一部分布置，用 于电绝缘所述第一端子的除所述连接表面之外的一个或更多个表面；以及其中，所述第一端子的所述连接长度的至少一部分、所述绝缘封盖以 及所述连接表面配置成通过所述母连接器插座的开口插入。
8. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖延伸 超过所述第一端子的末端。
9. 根据权利要求8所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖至少 部分地延伸越过所述第 一端子的所述末端。
10. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖基本 上沿所述第 一端子的所述连接长度的整个长度延伸。
11. 根据权利要求9所述的电连接器组件，其中，所述第一端子还包 括保持槽，所述保持槽布置成与所述第一连接器相距预定距离，以用于将 所述第一端子保持在所述母连接器插座中。
12. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖自所 述第一连接器延伸。
13. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖包括 所述第一连接器的延伸部分。
14. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖沿所 述第 一端子的背对所述第 一端子的所述连接表面的表面延伸。
15. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖还包 括弹性构件，当所述第一端子至少部分地插入母连接器插座中时，所述弹性构件推压促使所述第一端子的所述连接表面和第二端子之间接触。
16. 根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，所述第一端子是一 般细长型的，具有矩形纵截面，所述连接表面包括所述第一端子的朝下的 表面，且所述绝缘封盖包括所述第一端子的朝上的表面。
17. 根据权利要求16所述的电连接器组件，其中，所述绝缘封盖还包括配置成将所述第一端子保持在所述母连接器中的啮合凹槽。
18. —种电连4妄器，其包括 外壳，其形成第一腔的至少一部分；第一端子，其至少部分地布置在所述第一腔的至少一部分中； 弹性构件，其装配至所述外壳，其中，所述弹性构件的至少一部分与 所述第一端子间隔开；且其中，所述弹性构件向至少部分地插入在所述第 一腔中的第二端子施 加偏压，促使对应的所述第一端子和所述第二端子之间接触。
19. 根据权利要求18所述的电连接器，其中，所述外壳还形成第二 腔的至少一部分；所述电连接器还包括第一端子，其至少部分地布置在所述第二腔的至少一部分中；弹性构件，其装配至所述外壳,其中，所述^性构件的至少一部分与 所述第一端子间隔开；其中，所述第二腔的所述弹性构件向所述第二腔中的第二端子施加偏 压，促使对应的所述第一端子和所述第二端子之间接触；且其中，所述第一腔的至少一个尺寸方面大于所述第二腔的对应方面。
20. —种电连接器，其配置成电连接第一部件与第二部件，其中，所 述第一部件包括至少两个公端子，且所述第二部件包括至少两个腔，每个 腔包括至少一个母端子的至少一部分，所述第一部件还包括外壳，其中，所述公端子至少部分地自所述外壳延伸；至少两个端子封盖，每个端子封盖覆盖自所述第一部件延伸的所述公 端子中的一个公端子的表面的至少一部分；且其中，所述至少两个端子封盖中的一个的至少一个方面小于所述至少 两个端子封盖中的另一个的对应方面。
21. —种电连接器，其配置成电连接第一部件与第二部件，其中，所 述第一部件包括至少两个公端子，且所述第二部件包括至少两个腔，每个 腔包括至少一个母端子的至少一部分，所述第一部件还包括外壳，其中，所述^^端子至少部分地自所述外壳延伸；至少两个端子封盖，其中，当电连接所述第一部件与所述第二部件而 颠倒极性时，每个端子封盖使所述公端子与相应的母端子绝缘。
22. —种电连接器，其配置成电连接第一部件与第二部件，其中，所 述第一部件包括至少两个公端子，且所述第二部件包括至少两个腔，每个 腔包括至少一个母端子的至少一部分，所述第一部件还包括外壳，其中，所述公端子至少部分地自所述外壳延伸； 至少两个端子封盖，每个端子封盖覆盖自所述第一部件延伸的所述公端子中的一个公端子的前缘表面的至少一部分；且其中，在所述第一部件与所述第二部件的初始啮合期间，每个端子封盖使所述公端子的前缘表面与所述母端子的对应的前缘表面不接触而绝缘。
23. —种电连接器，其包括公外壳，其包括至少部分地自所述公外壳延伸的至少两个公端子；且其中，所述公端子中的每一个还包括配置成在所述公端子的至少一个 表面中的凹陷部分的保持特征。
24. 根据权利要求23所述的电连接器，其中，所述公端子中的每一 个还包括覆盖所述公端子的表面的至少 一部分的端子封盖。
25. 根据权利要求24所述的电连接器，其中，所述端子封盖中的每 一个包括所述保持特征。
26. 根据权利要求24所述的电连接器，其中，所述端子封盖中的每 一个配置为具有不同的宽度。
全文摘要
本发明涉及电连接器组件。提供了一种包括母构件和公构件的电连接器，公构件和母构件配置成使得如果电连接颠倒了电连接器的极性，就阻止母构件电连接至公构件。母构件可包括第一腔和第二腔。公构件可包括第一延伸部分和第二延伸部分。第一腔和第二腔可配置成可插入地容纳第一延伸部分和第二延伸部分。母构件可包括一个或更多个弹性构件，用于提供压力以将公电极的至少一部分顶着对应母电极的至少一部分偏置。可选地，第一延伸部分和第二延伸部分中的公电极的封盖可包括弹性构件。
文档编号H01R13/46GK101291025SQ20081008400
公开日2008年10月22日 申请日期2008年3月11日 优先权日2007年4月17日
发明者乔恩·肯尼思·兰伯特, 布罗克·丹尼森, 萨瑞拉赞·哈里哈莱森 申请人:特拉克赛卡斯公司