一种公连接器和母连接器及包括其的连接器组件的制作方法

本发明涉及一种用于传输大电流的公连接器和母连接器，其能够彼此迅速插接并能够达成良好的emc效果。本发明还涉及一种包括该公连接器和母连接器的连接器组件。

背景技术：

随着科技的发展，各国政府对绿色能源的追求越来越强烈。因此，电能在许多领域中得到更广泛的应用，例如机动车行业，尤其是铁路运输以及公路运输的交通工具中。在此情况下，电力的传输方面就存在特别的性能要求。例如，这些交通工具的充电，对更高电压、更高电流的传输就存在需求。这样，对传输电流的连接器也存在特殊需求。

在现有技术中，在高电压和高电流的传输中，已经对传输线缆进行改进，例如在传输线缆的外绝缘层中提供了emc层、即电磁屏蔽层，以免得其所传输的高电压或高电流的所引起的磁场而干扰其附近电子器件的正常运行。但是，现有的部分连接器仅仅对传输电流或信号的连接器内部、特别是端子的电磁干扰提供了屏蔽功能，这对于更高电压和电流的传输则不足以满足其要求。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种连接器，其提供额外的电磁屏蔽功能，能够满足传输更高电压或更高电流的需求。

根据本发明的一方面，提供一种用于将线缆电连接到对接连接器的连接器，包括：至少一个导电端子；绝缘内壳体，具有用于固定端子的固定部；导电外壳体，具有用于固定内壳体的固定部。所述连接器还包括与导电外壳体进行导电连接的第一屏蔽件，该第一屏蔽件能够刺破所述连接器所连接的线缆的绝缘外层并与线缆的绝缘外层内的电磁屏蔽层进行电接触，从而为线缆提供进一步的电磁屏蔽功能。

根据本发明，第一屏蔽件与导电外壳体以及线缆的电磁屏蔽层两者均达成导电连接，因此能够在线缆与连接器内部提供额外的电磁屏蔽功能，为此能够在传输更高电压或更大电流时满足外部电子元器件对电磁串扰的要求。

在本发明的优选实施方式中，所述第一屏蔽件为倒三角形状，其上底与导电外壳体进行导电接触，而下尖角则与线缆的电磁屏蔽层进行电接触。

在本发明的另一优选实施方式中，所述第一屏蔽件由金属制成，该金属为-铝合金并外表镀化学镍。

可选地或另外地，所述第一屏蔽件可以由铜、钢、铝或黄铜制成或至少具有这些材料中的一种。

在本发明的又一优选实施方式中，所述连接器包括容纳在所述导电外壳体内的第二屏蔽件，该第二屏蔽件能够与所述连接器的所述导电外壳体以及所述连接器所连接的对接连接器的导电外壳体进行电接触，进而为线缆提供更进一步的电磁屏蔽功能。

在本发明的又一优选实施方式中，所述第二屏蔽件为环形的弹簧圈，其与所述连接器的所述导电外壳体以及所述对接连接器的导电外壳体的进行周面接触。由此，可以在连接器与其对接连接器之间提供更好的电磁屏蔽。

在本发明的又一优选实施方式中，所述第二屏蔽件可以为圆形弹簧、三角形弹簧或多叶形，并且/或者所述第二屏蔽件可以具有刷子端子。

在本发明的又一优选实施方式中，所述第一屏蔽件可以为圆形弹簧、三角形弹簧或多叶形，并且/或者所述第一屏蔽件可以具有刷子端子。

这些实施方式、特别是在合适的组合中具有优点：传输电阻可以适用于不同应用的要求。

在本发明的又一优选实施方式中，所述第一和/或第二屏蔽件由不锈金属制成。特别地，所述金属为铝合金。特别地，其表面可以电镀镍。

可选地或另外地，所述第二屏蔽件由铜、钢、铝或黄铜制成或者至少具有这些材料中的一种。

根据本发明的优选实施方式中，所述连接器包括容纳在所述导电外壳体内的绝缘密封件，其与线缆的外绝缘层接合以提供防水密封。另外，所述连接器包括l形挤压件，用以通过该连接器的紧固件与所述导电外壳体的接合而将推力均匀地传递到所述密封件上，使所述密封件产生径向膨胀，进而与线缆产生紧密的密封配合。

在根据本发明的又一优选实施方式中，所述导电外壳体由金属制成，而金属为镀化学镍的铝。

根据本发明的另一方面，提供一种连接器组件，包括如上所述的连接器以及与所述连接器对接的对接连接器，所述对接连接器包括：导电端子；绝缘内壳体，具有用于固定端子的固定部；以及导电外壳体，具有用于固定内壳体的固定部。所述对接连接器还包括与导电外壳体进行导电连接的第三屏蔽件，该第三屏蔽件能够刺破所述对接连接器所连接的线缆的绝缘外层并与线缆的绝缘外层内的电磁屏蔽层进行电接触，从而为此线缆提供进一步的电磁屏蔽功能。

在根据本发明的又一优选实施方式中，所述第三屏蔽件为倒三角形状，其上底与所述对接连接器的所述导电外壳体进行导电接触，而下尖角则与线缆的电磁屏蔽层进行电接触。

根据本发明的另一方面，所述第一屏蔽件、第二屏蔽件以及第三屏蔽件分别通过与所述连接器的外壳体以及对接连接器的外壳体进行电接触，从而所述连接器所连接的线缆以及所述对接连接器所连接的线缆以及所述连接器组件提供完整的电磁屏蔽。

在根据本发明的又一实施方式中，所述第二屏蔽件由金属制成，所述第二屏蔽件由不锈钢金属制成。

在本发明中提供了由金属制成的第一屏蔽件、第二屏蔽件和第三屏蔽件，其分别与线缆的编织emc层以及同样由金属制成的导电外壳体分别进行电连接，由此为线缆以及两个对接的连接器均提供了优良的电磁屏蔽效果，进而能够在不对周边电子元器件产生电磁串扰的情况下能够使传输更加可靠和稳定。例如，与现有技术的连接器不带屏蔽功能，传输信号受周边电磁环境影响，根据本发明的连接器能够隔离周边电磁环境的影响。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的公连接器的分解立体图；

图2是根据本发明的公连接器的端子的剖视图；

图3是根据本发明的公连接的内壳体的剖视图；

图4是根据本发明的公连接器的外壳体与滑动件的剖视图；

图5是根据本发明的公连接器与线缆的组装立体图；

图6是根据本发明的公连接器与线缆组装后的剖视图；

图7是根据本发明的母连接器的分解立体图；

图8是根据本发明的母连接器的端子的剖视图；

图9是根据本发明的母连接器的内壳体的剖视图；

图10是根据本发明的母连接的外壳体的剖视图；

图11是根据本发明的母连接器与线缆的组装立体图；

图12是根据本发明的公连接器与线缆的组装示意图；

图13是根据本发明的包括线缆的连接器组件的立体示意图；以及

图14是根据本发明的包括线缆的连接器组件的剖视图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅仅表示优选的实施方式，而不应视为对本发明的保护范围进行任何限定作用。本领域一般技术人员能够根据本发明的设计思路以及所公开的内容对本发明作出不同的修改，其亦应涵盖在本发明的保护范围中。

另外，在本发明中，术语“轴向”与“插接方向”基本同义，但是术语“插接方向”具有方向性，而“轴向”则没有方向性。另外，在下文中，方位术语“前”与“后”均是以插接方向为基础定义的，因此，在根据本发明的公连接器与母连接器插接而形成连接器组件过程中或插接后，在分别描述公连接器和母连接的时，“前”与“后”的方向性并非绝对性的一致，因为公连接器与母连接的插接方向正好完全相反，这对于本领域一般技术人员而言是显而易见的。另外，术语“内”和“外”均是以连接器的径向为基础定义的，“向内”、“内侧”等术语是指沿着径向朝向轴心的方向，而“向外”、“外侧”等术语是指沿着径向远离轴心的方向。

如图1所示，根据本发明的公连接器1主要包括金属端子10、内壳体12、外壳体14、以及可在外壳体14上滑动的滑动件16。

如图2所示，端子10的整体形状基本为圆筒形，由紫铜c1100一体制成，，其从插接方向看依次包括端子插接部100、端子固定部102以及端子接合部104。其中，端子10在端子插接部100以及端子固定部102处的内径小于其在端子接合部104处的内径，由此在端子固定部102上限定背离插接方向的线缆终止面1022。另外，在端子固定部102与端子接合部104的相接处，端子10在外表面上具有止挡部106，在此，止挡部106为环形凸缘。

端子插接部100在其周向上包括多个沿轴向方向延伸的狭槽1000，该狭槽1000优选地延伸到端子固定部102。另外端子插接部100的外表面在其插接方向的前端处具有外倒圆1002，以方便于和相应母连接器2的端子20进行快速容易的插接。另外，沿插接方向看，端子10在端子插接部100的后端处具有凹槽1004，而端子10在端子固定部102的前端具有端子固定凹槽1020，以容纳由橡胶制成的弹性固定件108。

如图3所示，公连接器1的内壳体12为绝缘壳体，其整体形状基本为圆筒形状，由绝缘材料制成，优选由绝缘橡胶(epdm或sr)或塑料(pps)一体制成，其从插接方向看依次包括内壳体插接部120、内壳体固定部122以及内壳体接合部124。内壳体固定部122的外径优选与内壳体插接部120的外径相等，而内壳体固定部122的内径小于内壳体插接部120的内径，由此在其之间形成向内突出的凸台，该凸台因此具有朝向插接方向的阻挡面1222，其在过度插接时能够进一步地保护端子不受到损伤。

另外，内壳体固定部122的内径与端子固定部102的基本相同，并且具有台阶部1226，以与容纳在端子10的固定凹槽1020中的端子弹性固定件108相接合，从而防止端子10逆着插接方向移动。此外，与内壳体固定部122相比，内壳体接合部124的内径大于内壳体固定部122的内径，而其外径则小于内壳体固定部122的外径，由此在其结合处在内侧和外侧分别限定了端子限位面1224和内壳体限位面1220。

如图4所示，公连接器1的外壳体14由金属制成，其整体形状亦基本为圆筒形，其在前端内表面上设有凹槽1401，用于容纳弹性保持环144，以将内壳体12保持在外壳体14内。而外壳体14在其中部的内表面上具有向内突出的内壳体限位凸台1402，用以与内壳体12的内壳体限位面1220相接合，以限制内壳体12逆着插接方向的移动。

外壳体14在其后端具有向内突出的屏蔽件容纳部1406，用于容纳屏蔽件146，以对所连接的大电流线缆6进行电磁屏蔽。

此外，外壳体14在屏蔽件容纳部1406的后方设有密封件容纳部1408，以在其内侧容纳弹性密封件148，在密封件容纳部1408的外表面上设有螺纹，以与同样由金属制成的紧固件18的螺纹接合，从而将弹性密封件48紧固在密封件容纳部1408中。

图5示意性示出了根据本发明的公连接器与其所连接的线缆组装后的立体图。在组装过程中，首先将线缆4前端的约30mm长的绝缘外层以及emc编织层去除，以露出其内部的芯线，然后将根据本发明的公连接器1的紧固件18、l形挤压环17以及密封件148依次逆着插接方向推到线缆4上。然后，将端子10推到线缆6的芯线上直到压接位置，此时，线缆6的芯线的前端部抵靠在端子10的接合部102的线缆终止面1022上。在压接位置上，使用压接工具对端子10的端子接合部104进行压接，以使得端子接合部104的内表面与线缆4的芯线进行紧密的接合。

与此同时或者在此之前或之后，将根据本发明的公连接器1的内壳体12装入外壳体14中，即逆着插接方向将内壳体12插入到外壳体14中，直到内壳体12的内壳体限位面1220与外壳体14的限位凸台1402相抵靠，此时，容纳在外壳体14的凹槽1401中的弹性保持环144向内弹出，从而限制内壳体12沿插接方向的向前移动。在此情况下，公连接器1的内壳体12牢固地固定到外壳体14中。

将端子10插入到已经装到了外壳体14的内壳体12中，直到能够听到“咔嗒”的声音，这表示端子10在内壳体12中已经到达了卡扣位置。在卡扣位置处，端子10的止挡部106与内壳体12的端子限位面1224相抵靠，进而阻止端子10的继续向前移动，而位于端子固定凹槽1020中的端子弹性固定件108则沿径向向外弹起，进而与内壳体12的台阶部1226相接合，以防止端子10的向后移动。

将密封件148沿插接方向推入到外壳体14的密封件容纳部1408内。将紧固件18通过螺纹接合而固定到外壳体14上，在此情形下，紧固件18将l形挤压环17向前推动，进而通过l形挤压环17的前表面均匀地将推力施加到密封件48上(见图6)，使得密封件18沿轴向受到压缩，从而在径向上产生膨胀，进而与线缆4的外表面产生紧密的接触，由此获得了良好的密封效果。然后将固定螺栓拧紧，以将线缆4牢固地固定到公连接器1上。

下面参考图6描述公连接器1与线缆4组装后的剖视图。从图6中可以看出，端子10通过容纳在固定凹槽1020中的端子弹性固定件108以及止挡部106分别与内壳体12内侧的台阶部1226和端子限位面1224接合而固定在内壳体12的适当位置，并且由于两者之间的配合而在轴向上不能够进行前后移动。而内壳体12通过内壳体限位表面1220和前端面分别与外壳体14的限位凸台1402和容纳在凹槽1401中的弹性保持环144的相互配合而固定在外壳体14的适当位置，并且由于两者之间的配合而在轴向上不能够进行前后移动。

另外，容纳在外壳体14的屏蔽件容纳部1406中的屏蔽件146为呈内三角形的环形弹簧，从该剖视图可以看出，屏蔽件146在其内侧为尖角形状，其内径略微小于线缆6的绝缘外层的外径。因此，在将线缆4和端子10的组合插入到内壳体12和外壳体14过程中，容纳在外壳体14的屏蔽件容纳部1406中的屏蔽件146随着线缆4的插入而沿插接方向倾斜，其内侧尖端刺破线缆4的绝缘外层，并与线缆绝缘外层内的emc编织层、即电磁屏蔽层相接触，使得线缆4中由于传输高交流电流而产生的电磁场不能够向外面传输，因而为线缆4提供更好的电磁屏蔽。

下面参考图7描述与公连接器1相匹配的母连接器2。母连接器2同样主要包括端子20、内壳体22和外壳体24。

如图8所示，端子20的整体形状基本为圆筒形，由紫铜c1100一体制成，，与公连接器1不同的是，其从插接方向看依次仅包括端子插接部200以及端子接合部202。其中，端子20在端子插接部200处的内径基本上等同于其在端子接合部202处的内径。另外，端子插接部200同样充当端子固定部，在其后端的外表面处沿径向向外突出，形成环形凸缘，即止挡部206。而端子插接部200在前端具有内倒圆2002，以方便于和相应公连接器1的端子10的外倒圆1002进行配合，而允许进行快速容易的插接。另外，沿插接方向看，端子20在端子插接部200的前端处具有端子固定凹槽2004，以容纳由橡胶制成的弹性固定件204。

如图9所示，母连接器2的内壳体22为绝缘壳体，其整体形状基本为圆筒形状，由绝缘材料制成，优选由绝缘橡胶(epdm或sr)或塑料(pps)一体模塑制成，其从插接方向看依次包括内壳体插接部220和内壳体固定部222。内壳体固定部222的外径优选大于内壳体插接部220的外径，优选地，此处内壳体插接部220同样充当固定端子的作用，为此，内壳体插接部220在其中间部分具有向内弯曲的固定环部2202。而内壳体固定部222在其后段部分形成具有背离插接方向的表面的台阶，以与外壳体24的相应台阶相配合，以防止内壳体22逆着插接方向而移动。

如图10所示，母连接器2的外壳体24由导电金属制成，优选地由镀镍的金属铝制成，其整体形状亦基本为圆筒形。

外壳体24在其后端具有向内突出的屏蔽件容纳部2406，用于容纳屏蔽件246，以对所连接的大电流线缆6进行电磁屏蔽。屏蔽件246由金属制成，其形状为倒三角形，其外底边与外壳体24的接触，从而达成导电连接，进而为线缆6提供更好的电磁屏蔽。

另外，外壳体24在其与公连接器1的外壳体14的插接部分中沿插接方向从前向后依次包括容纳锁扣装置的凹部2402、屏蔽件容纳部2406以及密封件容纳部2408，以分别容纳锁扣装置242、屏蔽件246以及密封件248。在本发明中优选的是，锁扣装置242为多个锁扣珠，而凹部2402则为沿径向穿过外壳体24的多个通孔，而容纳在屏蔽件容纳部2406中的屏蔽件246则为环形的弹簧圈。

此外，外壳体24在密封件容纳部2408的外表面上设有螺纹，以与同样由金属制成的紧固件28的螺纹接合，从而将弹性密封件50紧固在密封件容纳部2408中。

图11示意性示出了根据本发明的母连接器2与其所连接的线缆6组装后的立体图。其步骤基本与公连接器1与线缆4安装的步骤基本相同。在母连接器2与线缆6安装中，不需要进行最后的螺栓拧紧步骤将线缆6牢固地固定到母连接器2上。此原因在于，母连接2一般是固定在设备中，因而不存在线缆6被拉扯而产生的拉力。当然，在可选的方案中，母连接器2的外壳体24的紧固件28处可以与公连接器1的外壳体14一样也设置螺栓紧固装置。

下面参考图12描述母连接器2与线缆6组装后的剖视图。从图12中可以清楚看出，端子20通过容纳在端子固定凹槽2004中的弹性固定件204以及止挡部206分别与内壳体22内侧的台阶部2204和端子限位表面2206接合而固定在内壳体22的适当位置，并且由于两者之间的配合而在轴向上不能够进行前后移动。而内壳体22通过内壳体限位面2220于外壳体24的凸肩2410相接合而固定在外壳体24的适当位置，并且由于两者之间的配合而在轴向上不能够向后移动。另外，容纳在外壳体24的屏蔽件容纳部2406中的屏蔽件246为呈倒三角形的弹簧，从该剖视图可以看出，屏蔽件在其内侧为尖角形状，其内径略微小于线缆6的绝缘外层的外径。因此，在将线缆6和端子20的组合插入到内壳体22和外壳体24过程中，容纳在外壳体24的屏蔽件容纳部2406中的屏蔽件246随着线缆6的插入而沿插接方向倾斜，其内侧尖端刺破线缆6的绝缘外层，并与绝缘外层内的emc编织层、即电磁屏蔽层相连接，从而为线缆6提供额外的电磁屏蔽。

下面参考图13和图14描述公连接器1和母连接器2插接后所形成的连接器组件。在将公连接器1与母连接器2对接时，首先将两者对准并插接，母连接器2的的外壳体24推动公连接器1的外壳体14上的滑动件16向后移动，压缩其中的弹簧，直到母连接器2的外壳体24上的锁扣装置242扣合到公连接器1的外壳体14上所设的凹槽1401中。尤其是从图14的剖视图中可以清楚地看出，母连接器2的容纳在外壳体24的凹部2402中的锁扣装置242在插接位置中与公连接器1的外壳体14的凹槽1401相接合，在插接过程中发出“咔嗒”的响声，给使用者提供插接位置已经到位的提示，以免使用者进一步过度用力进行插接，在一定程度上保护公连接器1的端子10和母连接器2的端子20因过度插接而受到损伤，另外其也能够在一定的拉力范围内防止公连接器1与母连接器2的脱落，避免因此而影响电流的传输质量。

此外，在图14的剖视图中可清楚地看出，容纳在公连接器1的外壳体14后端的屏蔽件146刺破线缆4的外绝缘层而与其内部的emc编织层、即电磁屏蔽层产生导电连接，从而为线缆4提供额外的电磁屏蔽。而容纳在母连接2的外壳体24后端的屏蔽件246刺破线缆6的外绝缘层而与其内部的emc编织层、即电磁屏蔽层产生导电连接，从而为线缆6提供额外的电磁屏蔽。另外，母连接器2的外壳体24中所容纳的屏蔽环250与公连接器1的外壳体14的前端进行接触，由此，通过屏蔽件146与公连接器1的金属外壳体14、屏蔽件246与母连接器2的金属外壳体24以及屏蔽环250与公连接器1的金属外壳体14和母连接器2的金属外壳体24的导电连接，为线缆4和8提供了一种更好的电磁屏蔽，从而即使在传导更大电流的情况下也能够对周围环境中所包括的电路板等电子元件产生更弱的电磁影响。

上面对根据本发明的包括公连接器和母连接器的连接器组件进行了详细描述，但是上述的具体实施方式仅仅是优选的实施例，不应因此对本发明的连接器组件的结构产生限定。本领域一般技术人员能够根据本发明所描述的实施例而对公连接器和母连接器的具体结构作出相应性的修改，例如公连接器和母连接的内壳体、外壳体以及端子的插接部或者固定部的具体结构可以互换，只要两者之间的配合能够达成相应的功能。

元件符号列表16滑动件

1公连接器17l形挤压环

10端子18紧固件

100端子插接部

1000狭槽2母连接器

1002外倒圆20端子

1004凹槽200端子插接部

102端子插接部2002内倒圆

1020固定凹槽2004固定凹槽2004

1022线缆终止面202端子接合部

104端子接合部204弹性固定件

106止挡部206止挡部

108端子弹性固定件22内壳体

12内壳体220内壳体插接部

120内壳体插接部2202固定环部

122内壳体固定部2204台阶部

1220内壳体限位面222内壳体固定部

1222阻挡面2220内壳体限位面

1224端子限位面24外壳体

1226台阶部2402凹部

124内壳体接合部2406屏蔽件容纳部

14外壳体2408密封件容纳部

1401凹槽242锁扣装置

1402限位凸台246屏蔽件

1404锁扣凹槽248密封件

1406屏蔽件容纳部250屏蔽环

1408密封件容纳部28紧固件

144弹性保持环4线缆

146屏蔽件6线缆

148密封件