CN102246358B - 具有应变释放的连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种连接器组件，包括内部壳体、筒夹和保持件。外部壳体在前端和后端之间纵向延伸。后端具有用于接收电缆的开口。内部壳体位于外部壳体内并包括与电缆电耦接以限制电磁干扰的发射的屏蔽件。筒夹在外部壳体的后端布置在电缆末端。筒夹包括纵向延伸的指状件，其配置来接合电缆。保持件固定到外部壳体的后端并固定筒夹在外部壳体和保持件之间。保持件和筒夹重定向施加在电缆上的应变远离屏蔽件和电缆之间的接口。

Description

具有应变释放的连接器组件
技术领域
本发明涉及屏蔽连接器，更特别地涉及用于高电压应用的具有应变释放的屏蔽连接器。
背景技术
增大的燃料成本以及在降低环境污染方面增加的努力已经将汽车工业引向电动和混合电动车辆(HEV)。这些车辆的一个设计方面是对于相对高的操作电压的考虑或者要求。结果，一些这样的已知车辆的而定部件设计来适应高的操作电压。
在一些现有的汽车工业应用中，高电压屏蔽连接器用于提供在高电压插接连接器和安装到金属模块的头连接器之间的稳定的、密封的机械和电连接。连接器会需要从供应高电压电流到插接连接器上的屏蔽件的进入多芯电缆的编缆屏蔽件提供稳定的屏蔽连续性。例如，连接器会需要保证在连接器内的屏蔽件和进入电缆之间连续的导电通路，以便提供对电磁干扰的屏蔽。
已知连接器的一个问题是电缆的刚度会传递高度的拉伸、弯曲和扭曲应变到编缆屏蔽件和插接屏蔽部件之间的电互连。例如，在连接器外面的电缆运动会在电缆和连接器的一个或多个部件之间的接口上给予显著的应变。应变会导致电缆在接口处从部件分离，从而危及连接器的机械和电气性能。
发明内容
该问题的解决方案通过在此描述的连接器组件提供，该连接器组件包括外部壳体、内部壳体、筒夹和保持件。外部壳体在前端和后端之间纵向延伸。后端具有用于接收电缆的开口。内部壳体位于外部壳体内并包括与电缆电耦接以限制电磁干扰的发射的屏蔽件。筒夹在外部壳体的后端布置在电缆末端。筒夹包括纵向延伸的指状件，其配置来接合电缆。保持件固定到外部壳体的后端并将筒夹固定在外部壳体和保持件之间。保持件和筒夹重定向施加在电缆上远离屏蔽件和电缆之间的接口的应变。
附图说明
现通过例子参照附图描述本发明，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的连接器组件的前面透视图；
图2是图1所示的连接器组件的后部透视图；
图3是图1所示的部分地组装的连接器组件的分解视图；
图4是图1所示的连接器组件的分解视图；
图5是根据本公开的一个实施例的用于图1所示的连接器组件的筒夹的前部透视图；
图6是图5所示的筒夹的后部透视图；
图7是根据一个实施例的用于图1所示的连接器组件的保持件的后部透视图；
图8是图7所示的保持件的前部透视图；
图9是根据一个实施例的图1所示的连接器组件的装配顺序的第一阶段的透视图；
图10是图9所示的连接器组件的装配顺序的第一阶段的横截面视图；
图11是根据一个实施例的图1所示的连接器组件的装配顺序的第二阶段的透视图；
图12是图11所示的连接器组件的装配顺序的第二阶段的横截面视图；
图13是根据一个实施例的图1所示的连接器组件的装配顺序的第三阶段的透视图；
图14是图13所示的连接器组件的装配顺序的第三阶段的横截面视图。
具体实施方式
图1是根据本公开的一个实施例的屏蔽连接器组件1的前部透视图。图2是图1所示的连接器组件的后部透视图。图3是图1的部分地组装的连接器组件1的分解透视图。连接器组件1可以与头连接器例如于2009年8月11日提交的名称为“Connector Assembly With Two Stage Two StageLatch”的尚未授权的美国专利申请No.12/539,261中公开的头连接器组件配合。该‘261申请的整个公开内容在此被引入作为参考。连接器组件1和头连接器可彼此配合以在它们之间传递功率。连接器组件1可以是高电压连接器组件。例如，连接器组件1可能够在高达大约600伏的电压下通过头连接器组件传递电流。连接器组件1能够在至少大约42伏的电压下传递电流。或者，连接器组件1可以是在更低电压下传递电流的组件。连接器组件1可以是车辆连接器组件。例如，连接器组件1可以用于在汽车的两个或多个电子器件或者模块之间传递电流。头连接器可以安装到例如汽车高电压应用中的金属模块(未示出)的模块。
连接器组件1包括内部壳体子组件2、外部壳体子组件3、间隔器41(如图3所示)、电缆密封件42(如图3所示)、筒夹4(如图3所示)和保持件5。外部壳体子组件3在前端100和后端102(如图3所示)之间纵向延伸。前端100与配合连接器头连接器(未示出)配合。后端102包括延伸通过外部壳体子组件3的开口104。
间隔器41是位于外部壳体子组件3内部的主体。间隔器41位于内部壳体子组件2的屏蔽件23、24(如图4所示)和电缆密封件42之间。间隔器41在相对侧面302、304之间延伸，开口306延伸通过其间。开口306尺寸或者尺度适合以接收电缆21以使得内部壳体子组件2的电缆21可通过间隔器41。间隔器41可以在用于电缆密封件42的外部壳体子组件3中提供向前的前止停部。例如，当电缆密封件42装载到外部壳体子组件3中时间隔器41可接合电缆密封件42，以限制电缆密封件42可以位移多远到外部壳体子组件3中。
电缆密封件42包括布置在间隔器41和筒夹4之间的弹性主体308。电缆密封件42可提供防止湿气及其他污染物通过外部壳体子组件3的后端102进入外部壳体子组件3的内部的密封件。主体308在相对侧面310、312之间延伸，电缆开口314延伸通过其间。内部壳体子组件2的电缆21可以通过电缆开口314而通过电缆密封件42。一个或多个柱开口316可延伸通过主体308。在所示实施例中，柱开口316围绕电缆开口314的周边间隔开，尽管可以提供与图3所示的不同数量和/或配置的柱开口316。
图4是图1的连接器组件1的分解视图。内部壳体子组件2包括内部壳体22、上屏蔽件23、下屏蔽件24、电缆21、内套圈25和外套圈26。内部壳体22位于屏蔽件23、24之间。内部壳体22可包括绝缘材料或者由绝缘材料组成。例如，内部壳体22可以以一种或多种聚合物模制。屏蔽件23、24可以是屏蔽连接器组件1的一个或多个部件使其免遭电磁干扰的电磁屏蔽件。例如，屏蔽件23、24可限制在屏蔽件23、24外部的电磁干扰的发射。屏蔽件23、24包括一个或多个从屏蔽件23、24向外延伸的接触弹簧231。例如，弹簧231可以是当连接器组件1装载到头连接器组件中时向着屏蔽件23、24偏压的悬臂梁。在一个实施例中，弹簧231接合头连接器组件以电耦接屏蔽件23、24与头连接器组件例如头连接器组件的屏蔽件。屏蔽件23、24组合以形成大致围绕内部壳体22的电磁屏蔽。或者，屏蔽件23、24可以设置为由传导材料例如金属或者金属合金形成的单一的一体主体。内部壳体22还包括缝槽222以在安装内部壳体子组件2到外部壳体子组件3之前提供上屏蔽件23和下屏蔽件24的临时保持。例如，屏蔽件23、24可包括接收在缝槽222中以固定屏蔽件23、24到内部壳体22的向内凸出的脊404、406。
屏蔽件23、24具有后部开口400、402(如图4所示)，其在当屏蔽件23、24耦接到内部壳体22时形成开口300(如图3所示)。电缆21插入通过由后部开口400、402限定的开口300。电缆21包括纵向延伸通过电缆21的一个或多个内芯200(如图2所示)。芯200可以是能够传输电力的金属丝。在所示实施例中，电缆21是具有编缆屏蔽件27(如图2所示)的多芯电缆。每一内芯200端接卷曲在相应内芯200的末端周围的端子28。内部壳体22包括用于容纳端子28的腔29(如图1所示)。腔29可接收头连接器(未示出)的触头或者端子(未示出)，连接器组件1与该触头或者端子配合以电耦接头连接器和连接器组件1。
如在图4中进一步示出的，外部壳体子组件3包括外部壳体31、周边密封件32和周边密封件保持件33。外部壳体31包括用于接收内部壳体子组件2的大致圆柱的主体。外部壳体31包括位于外部壳体31的外表面上的一个或多个向外凸出的凸出部11。周边密封件32围绕在前端100处在外部壳体31中的开口的外周边延伸。周边密封件32可以是挤压在外部壳体31的前端100和周边密封件保持件33之间的弹性主体。周边密封件保持件33可以结合到外部壳体31以固定周边密封件32在外部壳体31的前端100中。周边密封件32可防止湿气及其他污染物进入到外部壳体31的内部。
内和外套圈25、26可包括传导材料例如金属或者金属合金，或者由传导材料例如金属或者金属合金形成。内套圈25可以布置在电缆21上以使得电缆21延伸通过内套圈25。内套圈25可以布置在编缆屏蔽件27的暴露部分408上。外套圈26布置在内套圈25上并可以在后部开口400、402处或者附近卷曲到屏蔽件23、24上。内套圈25和外套圈26可机械地耦接并固定屏蔽件23、24与电缆屏蔽件27。或者，外和/或内套圈26、25可提供屏蔽件23、24和电缆屏蔽件27之间的导电通路。例如，内套圈25可以电耦接电缆屏蔽件27与外套圈26，而外套圈26与屏蔽件23、24电耦接。电缆屏蔽件27可以与电接地参考点电接合以经由套圈25、25电耦接屏蔽件23、24与电接地参考点。屏蔽件23、24可以经由与电接地参考点的该电耦接屏蔽内部壳体22免遭电磁干扰。如在这里描述的，电缆21的运动可以在电缆屏蔽件27和一个或多个屏蔽件23、24之间的连接中施加应力，和/或可以使得屏蔽件23、24彼此分离。筒夹4可以在电缆屏蔽件27与屏蔽件23、24的耦接之外固定到电缆21以防止这样的应力从屏蔽件23、24分离电缆屏蔽件27，和/或防止屏蔽件23、24远离彼此移动、分离或者中断。
图5是根据本公开的一个实施例的筒夹4的前部透视图，图6是根据本公开的一个实施例的筒夹4的后部透视图。筒夹4包括具有延伸通过其中的中心开口431的平面的主体43。主体43是平面的，因为主体43的厚度明显小于在垂直于主体43的厚度的至少两个其它方向的主体43的尺度。主体43的厚度在前侧432和后侧433之间延伸。当组装到外部壳体子组件3(如图1所示)时，筒夹4的前侧432面对外部壳体31的内部(如图4所示)，而后侧433背对外部壳体31的内部。
主体43尺寸和形状适合以与间隔器41(如图3所示)、电缆密封件42(如图3所示)和保持件5(如图2所示)配合。例如，主体43可包围间隔器41和电缆密封件42在外部壳体31(如图3所示)内，同时配合在保持件5和外部壳体31之间。一个或多个柱434从前侧432延伸。当筒夹4组装到外部壳体31时，柱434从前侧432向着外部壳体31的内部向前伸出。柱434可以尺寸、形状适合并定位来配合在电缆密封件42(如图3所示)的柱开口316(如图3所示)的相应的一个中。柱434可以接收在柱开口316中以关于电缆密封件42定向和对齐筒夹4。此外，柱434可以接收在柱开口316内以保证筒夹4相对于电缆密封件42定位以使得当组装连接器组件1时电缆密封件42通过筒夹4大致均一挤压。或者，不同的部件可以用于关于电缆密封件42定向和/或对齐筒夹4。例如，不同类型的突起例如凸出部、小块或者其它延伸部可以用于替代柱434或者与柱434组合使用。
一个或者多个指状件435从后侧433向后延伸。指状件435围绕开口431的周边定位。在所示实施例中，指状件435是从主体43延伸到相对应的外端500的柔性悬臂梁。指状件435可以向着彼此向内折曲和远离彼此向外折曲。例如，当筒夹4安装在电缆21上时，指状件435可远离彼此向外折曲以安装在电缆21(如图3所示)的外部或者外护套上。
指状件435包括内表面436(如图5所示)和相对的外表面437(如图6所示)。在所示实施例中，内表面436是锯齿状的。例如，内表面436可包括在关于指状件435的长型方向的横向方向延伸跨过指状件435的锯齿状的或者阶梯-台阶边缘438。边缘438接合电缆21以保持筒夹4在电缆21上。例如，当指状件435挤压在电缆21上时，边缘438可提供咬合并接合电缆21的外护套或者表面的齿以固定筒夹4到电缆21。同样如所示实施例所示的，指状件435包括沿着外表面437纵向延伸的升高的肋440。肋440限定沿着指状件435的外表面纵向延伸的凹陷的缝槽502。指状件435通过在指状件435的外边缘之间的空气间隙504彼此分开。指状件435包括布置在指状件435的外部末端或者自由末端500上外部坡道表面441和内部坡道表面439。内部坡道表面439有利于筒夹4组装到电缆21(如图2所示)上。外部坡道表面441与保持件5(如图1所示)上的倾斜的表面525(如图7所示)的内表面800(如图8所示)配合以挤压指状件435到电缆21上。
图7和8是根据本公开的一个实施例的保持件5的透视图。保持件5在前端700和后端702之间纵向延伸，而开口704延伸通过其中。保持件5包括挤压部分52(如图7所示)和遮蔽部分53。挤压部分52与前端和后端700、702之间的遮蔽部分53相交。在所示实施例中，挤压部分52从后端702延伸到遮蔽部分53，遮蔽部分53从前端700延伸到挤压部分52。
挤压部分52包括内表面521和相对的外表面522(如图7所示)。一个或多个加强肋523沿着外表面522纵向延伸。肋523增加材料到挤压部分52以为挤压部分52提供额外的强度或者刚度，以防止弯曲或者侧面到侧面的折曲。一个或多个稳定肋524沿着挤压部分52的内表面521纵向延伸。稳定肋524接合筒夹4(如图3所示)的指状件435(如图5所示)以稳定筒夹4。例如，稳定肋524可接合缝槽502(如图5所示)和/或布置在空气间隙504(如图5所示)中以接合指状件435的侧面。稳定肋524和指状件435之间的接合可防止当例如通过相对于筒夹4旋转或者扭曲电缆21(如图2所示)而将扭转应力施加到电缆21时指状件435转动或者转动运动或者折曲。
挤压部分52包括具有外表面522和内表面800的倾斜部分525。倾斜部分525包括与筒夹4(如图3所示)的指状件435(如图5所示)的外部坡道表面441(如图5所示)配合以挤压指状件435到电缆21(如图2所示)上。例如，保持件5可以定位在筒夹4上以使得指状件435沿着内表面800从前部滑动到后部，并通过内表面800向内偏压以使得指状件435挤压到电缆21上。
保持件5的遮蔽部分53配合在外部壳体子组件3(如图1所示)的后端102(如图3所示)上。在所示实施例中，遮蔽部分53包括延伸通过遮蔽部分53的开口706。开口706可接收外部壳体子组件3的凸出部311(如图4所示)以固定保持件5到外部壳体子组件3的外部壳体31(如图4所示)。一旦固定到外部壳体31，保持件5围绕外部壳体31的后端102(如图3所示)以围绕在那里的筒夹4(如图3所示)、电缆密封件42(如图3所示)和间隔器41(如图3所示)。
图9-14示出根据本公开的一个实施例的组装筒夹4和保持件5到连接器组件1的步骤。图9是在组装筒夹4和保持件5到连接器组件1的第一阶段中的连接器组件1的透视图。图10是如图9所示的连接器组件1的横截面视图。内子组件2布置在外子组件3中。在第一阶段，电缆21从电缆密封件42的前侧310滑动通过电缆密封件42的开口314，并从筒夹4的前侧432滑动通过筒夹4的中心开口431。
图11是在组装筒夹4和保持件5到连接器组件1的第二阶段中的连接器组件1的透视图。图12是如图11所示的连接器组件1的横截面视图。在第二阶段，筒夹4向着外部壳体子组件3移动或者滑动直到筒夹4的柱434(如图5所示)接收到电缆密封件42中的相应开口316(如图3所示)中。筒夹4的主体43配合外部壳体子组件3的后端102。如图12所示，筒夹4配合后端102以围绕电缆密封件42、间隔器41、屏蔽件23、24(如图4所示)和外部壳体子组件3中的内部壳体22(如图4所示)。尽管在图12没有示出，在组装的第二阶段，筒夹4的指状件435可以远离彼此和电缆21向外偏压。
图13是在组装筒夹4和保持件5到连接器组件1的第三阶段中的连接器组件1的透视图。图14是如图13所示的连接器组件1的横截面视图。组装连接器组件1的第三阶段可以是组装的最后阶段。在第三阶段，保持件5在电缆21和筒夹4上滑动。当保持件5在筒夹4上滑动时，保持件5的稳定肋524(如图7所示)可以定位在筒夹4的指状件435上的肋440(如图5所示)之间，或者由肋440限定的缝槽502(如图5所示)内。或者，稳定肋524可以在空气间隙504(如图5所示)内布置在指状件435之间。保持件5的内表面800相对于筒夹4的指状件435并在指状件435上移动以使得筒夹4通过到电缆21上。倾斜表面525向内向着彼此偏压指状件435以使得指状件435挤压到电缆21上。指状件435可以挤压到电缆21上以使得指状件435的锯齿状的边缘438(如图6所示)接合电缆21以固定筒夹4到电缆21。
在保持件5中的开口706接收外部壳体子组件3的凸出部311以固定保持件5到外部壳体子组件3的后端102。保持件5围绕筒夹4、电缆密封件42、间隔器41和内部壳体子组件2在外部壳体子组件3内，同时允许电缆21通过保持件5向后延伸或者伸出。
在一个实施例中，一旦保持件5固定到外部壳体子组件3，在连接器组件1外并相对于连接器组件1的电缆21的运动或导致应变施加到电缆21和连接器组件1的一个或多个其它的部件之间的接口上。例如，在连接器组件1外的电缆21的运动会在电缆21和电缆21接合到的部件支架的接口上施加应变。替代应变施加到电缆21和内部壳体子组件2的屏蔽件23、24(如图4所示)之间的接口，筒夹4和/或保持件5可限制电缆21在电缆21和屏蔽件23、24之间的接口之外和远离该接口的运动以重定向应变远离所述接口。例如，位于连接器组件1外的电缆21的部分允许相对于连接器组件1运动，同时位于连接器组件1内的在保持件5的挤压部分52和屏蔽件23、24之间的电缆21的部分被限制相对于连接器组件1运动。结果，在电缆21和连接器组件1的其它部件之间的接口处施加的应变被远离内部壳体子组件2和屏蔽件23、24隔离并可以重定向到相对硬的筒夹4和/或保持件5，在那里应变不会使得电缆21从连接器组件1分离。

Claims (9)

1.一种连接器组件(1)，包括：
在前端(100)和后端(102)之间纵向延伸的外部壳体(31)，所述后端具有用于接收电缆(21)的开口(104)；
位于所述外部壳体(31)内的内部壳体(22)，该内部壳体具有与所述电缆(21)电耦接以限制电磁干扰的发射的屏蔽件(23，24)；
在所述外部壳体(31)的所述后端(102)围绕所述电缆(21)布置的筒夹(4)，所述筒夹(4)包括配置来接合所述电缆(21)的纵向延伸的指状件(435)；知
固定到所述外部壳体(31)的所述后端(102)的保持件(5)，所述保持件(5)固定所述筒夹(4)在所述外部壳体(31)和所述保持件(5)之间，其中所述保持件(5)和所述筒夹(4)重定向施加在所述电缆(21)上的应变远离所述屏蔽件(23，24)和所述电缆(21)之间的接口。
2.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述筒夹(4)的所述指状件(435)包括接合并固定所述筒夹(4)到所述电缆(21)的锯齿状的内边缘(438)。
3.如权利要求1所述的连接器组件，进一步包括布置在所述外部壳体(31)和所述筒夹(4)之间的所述外部壳体(31)的所述后端(102)上的电缆密封件(42)，所述电缆密封件(42)由所述筒夹(4)进行挤压并密封所述外部壳体(31)的所述后端(102)。
4.如权利要求3所述的连接器组件，其中，所述电缆密封件(42)包括弹性主体(308)，该弹性主体具有延伸通过其中以接收所述电缆(21)的电缆开口(314)和向内延伸的柱开口(316)，所述筒夹(4)包括接收到所述电缆密封件(42)的所述柱开口(316)中的向前凸出的柱(434)。
5.如权利要求1所述的连接器组件，其中，当所述电缆(21)装载到所述指状件(435)之间的所述筒夹(4)内时，所述指状件(435)向外折曲。
6.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述保持件(5)包括当在所述筒夹(5)上组装所述保持件(5)时挤压所述筒夹(4)的所述指状件(435)到所述电缆(21)上的内表面。
7.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述保持件(5)包括沿着所述保持件(5)的内表面(521)布置的纵向延伸的肋(524)，所述肋(524)接合所述筒夹(4)的所述指状件(435)并且当扭转应力施加到所述电缆(21)时减少所述指状件(435)的转动运动。
8.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述筒夹(4)包括具有延伸通过其中的开口的平面的主体(43)，该开口尺寸适合接收所述电缆(21)。
9.如权利要求8所述的连接器组件，进一步包括布置在所述外部壳体(31)的所述后端(102)中的电缆密封件(42)，其中所述筒夹(4)包括接合从所述平面的主体(43)的一侧凸出的电缆(21)的指状件(435)和接合从所述平面的主体(43)的相对的另一侧凸出的电缆密封件(42)的柱(434)。
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