CN102725915B

CN102725915B - 模块化连接器系统

Info

Publication number: CN102725915B
Application number: CN201080062628.4A
Authority: CN
Inventors: 哈拉尔德·潘考
Original assignee: FCI Automotive Holding SAS
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: US20120315784A1; EP2517311A1; CN102725915A; WO2011076950A1; EP2517311B1

Abstract

本发明涉及一种连接器设备，该连接器设备包括具有连接器壳体(21)的连接器(20)以及至少一个端子模块(10)，所述至少一个端子模块适合于插入所述连接器壳体(21)。所述端子模块(10)能以在至少一个轴线上具有运动自由度的方式安装至所述连接器壳体(21)，从而在联接所述连接器(20)与对应的配对连接器(30)时所述端子模块能够自对准。

Description

模块化连接器系统

技术领域

本发明涉及一种用于连接电气和/或光学部件的模块化连接器系统，该模块化连接器系统包括壳体和至少一个模块，所述至少一个模块为触头模块或光学套管模块。

背景技术

在许多技术领域中，光电器件越来越常用，从而需要与其他相协作的光学、电气或电子器件具有适当的光学或电气连接。电气、光学或电子器件的复杂性越来越高，导致需要越来越大的连接器设备，以便允许连接由此产生的大量信号线。当联接连接器设备时将要对准和/或配合的信号线的数量的增加可能产生许多问题。在下文中以电连接器应用为例，当然，本发明的核心思想也适合于光学连接器应用。基本上，仅仅将触头更换为光学套管即可。

对于电连接器来说，电触头的数量较大，这增加了将两个互补连接器壳体之间的连接闭合所必需的力。将连接器闭合所需的大联接力导致了许多困难。例如，如果由连接器壳体布置或保持的电触头没有正确地对准，则如果仍然试图将连接器联接在一起，这些电触头可能被损坏或毁坏。由于即使在电触头正确对准的情况下联接力也非常大，因此操作者可能不会注意到存在没有正确对准的触头，并且因而用力将连接器联接在一起，由此不经意地毁坏电连接器。对于包括所谓的配合辅助装置的连接器系统来说尤其如此，因为在本技术领域中它们是为了便于连接器系统的联接而开发出来的。例如在EP 0731536A2和GB 952652中公开了这种配合辅助装置的典型示例。

另外，在本技术领域中，开发了所谓的模块化连接器系统，该连接器系统包括连接器壳体和布置在连接器壳体中的一个或更多个模块。这种连接器构造便于连接器的组装，但是其没有避免与失准和/或大配合力相关联的上述问题。

例如在US 4,705,332、US 4,655,515和US 4,846,727中公开了这种模块化连接器系统的典型示例。在US 4,655,515和US 4,846,727中，壳体设置有配合面，该配合面具有供对应配对端子的触头插入的对应通道或空腔。因而，模块的配合面或触头开口被壳体的配合面覆盖。在联接时，必须将触头与壳体的配合面正确对准，以避免对其造成任何损坏。

现有技术的已知解决方案起到了令人满意的作用，但是仍存在改进空间。所有这些解决方案共有的是在联接连接器和配对连接器时都必须将相应的电触头或光学套管彼此精确对准才可能进行联接。因此，本发明的目的是改进已知连接器设备，特别是提供一种具有至少一个端子模块的连接器，该至少一个端子模块方便联接过程，并且特别地减少联接时端子(或者电触头或光学套管)的不正确对准的风险。

阅读如下描述之后将清楚这些和其他目的。

发明内容

根据本发明，提供了一种连接器设备，该连接器设备包括具有连接器壳体的连接器和至少一个端子模块。在本文中，“端子”是指电触头或光学套管。所述端子模块中容纳例如多个端子。其适合于安装在所述连接器壳体中。更优选地，所述端子模块适合于插入所述连接器壳体中并由所述壳体一定程度地(例如从三面)包围。所述端子模块在所述连接器壳体内布置成使得所述端子模块在至少一个轴线上具有一些(预定)运动自由度，所述至少一个轴线优选地垂直于所述连接器的联接或配合方向。所述运动自由度以预定程度提供，从而所述端子模块能够在所述连接器与对应的配对连接器联接时自对准。换言之，所述端子模块安装至所述连接器壳体从而保持能相对于所述壳体一定程度地移动，特别是以由所述连接器设备的物理结构提供的预定方式保持能相对于所述壳体移动。在固定的一体连接器壳体的情况下或在像现有技术中那样将模块固定地布置在壳体内部的情况下，必须仔细地进行配合或联接过程，以避免万一不正确对准而损坏或毁坏电触头。通过本发明的将端子模块以优选具有预定运动自由度的方式布置在连接器壳体内的构思，而避免了该问题。优选地，所述端子模块适合于从它们位于所述连接器壳体内的安装位置移除。

优选地，所述至少一个端子模块和所述连接器壳体设置有对应的引导装置，例如引导肋和对应的引导凹槽，所述对应的引导装置彼此相互作用以引导所述模块插入所述壳体中。这些引导装置设置有足够的公差，使得在组装状态下所述模块被保持在所述壳体中，但是仍能自由进行充分程度的移动，以在所述连接器与对应的配对连接器联接时实现自对准。在最优选的实施方式中，所述模块(或多个模块)具有在两个轴线上的运动自由度，这两个轴线基本上彼此垂直并且均布置在与所述连接器和所述配对连接器的配合或联接方向垂直的平面上。最优选地，所述运动自由度允许所述模块在所述连接器壳体内在一范围内运动，该范围包含在0.5mm和3.0mm之间，更优选地在0.5mm和2.0mm之间，最优选地在0.5mm和1.3mm之间。换言之，在将所述模块正确地安装或插入所述连接器壳体中之后，如果在联接所述连接器和所述对应的配对连接器时所述模块没有正确地对准，则所述运动自由度应足以允许调整所述模块的位置，但是所述运动自由度同时应该受到限制，以防止所述模块移动到如此偏离正确位置的位置以致于不再可能进行自对准。申请人发现所公开的范围在这方面提供了最好的折衷：如果运动自由度小于0.5mm，则经常无法进行自对准，而如果运动自由度大于3.0mm，则可能发生所述模块位于偏离正确对准位置的位置而致使不再可能进行自对准。这与现有技术相反，在现有技术中所述模块固定在其相应的壳体内。

在本发明的最优选的实施方式中，所述连接器壳体在其侧壁中的一个侧壁上设置有至少一个开口，所述至少一个开口允许接近布置在所述壳体中的模块。由此在联接连接器和配对连接器时，布置在所述配对连接器的壳体上的对应对准构件能够与所述模块接触并将所述模块引导到顺利配合过程所必需的正确位置。最优选地，所述连接器以公连接器的形式设置，在联接状态下该公连接器部分地插入所述配对连接器中。因而，所述配对连接器包括适合于将连接器壳体接收在其中的敞开的配合面，并且所述对准构件能够例如以位于(母)配对连接器的内壁上的凸起的形式设置。

本发明特别适合于具有大量电触头的连接器设备，这些大量电触头必须通过一个配合或联接动作来进行配合。然而，本发明的原理(即，由布置在所述连接器壳体内的在至少一个轴线上具有预定运动自由度的端子模块提供的自对准机构)还能够用在仅包括单个模块(在极端情况下该模块具有单个电触头或光学套管)的连接器设备中。本发明的端子模块的自对准特征特别适合于设置有辅助配合装置(例如，包括用来克服配合力的杠杆的辅助配合装置)的连接器设备。由于设置有这种布置的杠杆，操作者或工人在关闭连接器和配对连接器之间的连接时不容易注意到电触头在连接器和配对连接器之间是否正确地对准，并且因此经常试图用力关闭连接。因而，特别是对于包括辅助配合系统的连接器设备来说，这经常导致损坏或毁坏电触头的问题。通过本发明的自对准端子模块能够避免这些问题。

具体实施方式

在下文中将参照附图示例性地描述本发明，其中：

图1是根据本发明的第一实施方式的连接器设备在组装之前的示意图；

图2从不同角度示出了处于组装状态的与图1相同的设备；

图3从另一角度示出了相同的设备；

图4示出了与对应的配对连接器联接时图1至图3的连接器设备；

图5从不同的角度示出了与图4相同的设备；

图6示出了对应的配对连接器的示意图；

图7示出了根据本发明的连接器设备的第二实施方式；

图8示出了图7的连接器设备的细节；

图9示出了处于组装状态下的连接器设备；

图10示出了与对应配对连接器联接时的连接器设备；以及

图11是第二实施方式的对应配对连接器的示意图。

在图1中，示出了根据本发明第一实施方式的设备，该设备包括：连接器20，该连接器20具有连接器壳体21；和端子模块10，该端子模块10适合于插入连接器壳体21内。端子模块10是注射成型的塑料零件，并且包括具有通道11的配合面16，每个通道11均保持母触头端子(未示出)。模块10包括引导凹槽12(另参见图3)，引导凹槽12的尺寸设定为与连接器壳体21的对应引导装置相协作。连接器壳体21的引导装置以引导肋23的形式设置。在图1的视景中，连接器壳体21的配合面22面向读者布置。如从图1和图3能够看到的，壳体21不包括像上述现有技术中的情况那样在组装状态下覆盖模块10的配合面16的任何配合面。在组装时，将带有相应线缆(未示出)的第一端子安装在端子模块的通道内。之后将组装好的模块插入壳体内。

图2从不同的角度示出了在将模块10插入壳体21之后的相同连接器20。如能够从图2看到的，连接器壳体21从模块10的三侧包围模块10。模块10的另一个引导肋15插入设置在连接器壳体21内部中的L性引导通道25中。在图2所示的位置，模块10借助连接器壳体的柔性闩锁舌24而被固定，该闩锁舌24与设置在模块上的止动构件13相互作用。由此，防止了模块10从其图2中所示的位置意外丢失或移除。然而，该固定装置并不防止模块在其插入方向上有某种程度的移动。如能够从图2和图3中看到的，柔性闩锁舌24的敞开内侧稍微大于止动构件13，从而止动构件13能够在模块10的插入方向上前后移动预定路程，从而整个模块10也能够相应地移动。

在图3中，连接器壳体21的配合面再次指向读者，从图3的角度，可以看到两个开口，即设置在连接器壳体的一个侧壁中的槽26。这些槽26延伸穿过所述壁的整个厚度，从而可以机械接触或接合从其通过的布置在连接器壳体的内部的模块10。本领域技术人员将认识到，槽26连同呈现引导肋23、另一个引导肋15、引导凹槽12和引导通道25形式的引导装置而将赋予处于其安装状态下的端子模块10在模块10插入壳体21的插入方向的轴线(如在图3中由箭头表示)上具有预定的运动自由度。在所示的实施方式中，没有给予其他运动自由度，这是因为模块10在所有其他方向上由设备的引导装置紧密地引导。

如能够从图3中进一步看到的，通过将柔性闩锁舌24抬起从而使其与止动构件13脱离接合而可以再次将模块10从连接器壳体21移除。

图4示出了处于组装状态下的具有模块10的连接器20，该连接器20正要被插入对应的配对连接器30。如本领域技术人员将认识到的，配对连接器30是适合于在至少部分联接或配合状态下接收壳体21的母连接器。

在图5中，从不同的角度示出了图4的设备，从而示出了位于连接器壳体21的后侧面上的槽26。如上所述，这些槽允许与布置在壳体中的端子模块10进行机械接触。

从图6可以看出，配对连接器30在其内侧壁的一个壁上设置有呈现凸出肋形式的两个对准构件31。如本领域技术人员将认识到的，对准构件31在配对连接器30的内部中定尺寸并布置成使得它们将延伸到槽26内并由此穿过这些槽而接合布置在连接器壳体21中的模块10的一部分，由此引导模块与配对连接器的端子32的正确对准。

在图7至图11中，示出了根据本发明的第二实施方式。在下文中，将使用三个数字来描述第二实施方式的零件，其中第一个数字“2”表示其是第二实施方式，第二和第三个数字对应于结合图1至图6描述的第一实施方式的相同零件。

图7中所示的连接器220包括设置有辅助配合机构的壳体221，该辅助配合机构包括杠杆240，该杠杆240借助枢转销241枢转地设置在壳体221上。杠杆240还包括致动齿242，该致动齿242用于与设置在对应配对连接器中的齿条(未示出)相协作。由于这种辅助配合装置的功能对本领域技术人员来说是已知的，因此不在进一步详细地对其进行描述。然而，为了获得进一步的信息，可以结合讨论现有技术时所提到的上述文献。

该连接器设备还包括两个端子模块210，这两个端子模块210适合于在由图7中的箭头所示的方向上插入连接器壳体221中。连接器壳体221和端子模块210设置有呈凹槽和对应引导肋形式的多个引导装置。从图7能够看到设置在壳体221的内壁中的引导凹槽222，该引导凹槽222与设置在模块210上的凸出引导肋212相协合。与第一实施方式类似，连接器壳体221也不包括覆盖模块210的配合面216的任何配合面或配合壁。

图8是图7的设备的详细前视图。如本领域技术人员认识到的，模块210还设置有引导凹槽218，这些引导凹槽218与设置在壳体221的内壁中的对应引导肋228相协作。各个引导凹槽和引导肋定尺寸成使得存在一定公差，所述公差允许端子模块在与插入方向垂直但与连接器壳体221的配合面平行的轴线上具有预定的运动自由度。该运动自由度在图8中由两个箭头表示。应该注意到，附图仅仅是示意性的，以便于本发明原理的描述，实际上，在图8中所示的方向上的运动自由在0.5mm到1.3mm之间。

另外，图7至图11的实施方式设置有改进的引导构件以便于连接器220和配对连接器230的配合过程。为此，壳体221的外壁设置有两个对准脊部235’(参见图10)，这两个对准脊部235’适合于与设置在配对连接器230的内壁上的对应对准或引导沟槽235(参见图11)相互作用。应注意，连接器壳体221优选地包括位于壳体的相对两侧的两个对称地布置的脊部235’。所述脊部具有基本L形横截面，参见图11，可以看到配对连接器230包括设置在纵向连接器壁236的内侧的四个对应的引导沟槽235。引导沟槽235同样具有L形横截面以将L形脊部235’接收在其中。由于L形横截面，这些元件防止配对连接器230的壁发生隆起或扭曲，并且防止插入连接器壳体221时配对连接器230的壁向外弯曲，这是因为相互作用的L形脊部235’和沟槽235防止壁发生任何变形。例如与图5和图6所示的实施方式的对准构件26、31一样，一般(敞开)的引导沟槽和对准脊部无法提供该优点，因为它们仅提供一个方向上的对准而不能防止两个纵向侧壁236向外隆起。因此，在连接器和配对连接器上设置至少一对对应的L形对准构件通常在所有实施方式来说是优选的。明显地，脊部和沟槽可以设置在连接器和配对连接器中的任一个上，即脊部235’可以设置在配对连接器230上，沟槽235设置在连接器220上。

另外，本领域技术人员将认识到，配对连接器230设置有四个沟槽235，由此提供了沿两个取向安装连接器220的可能，即如图10所示，其中杠杆指向图中的左侧或旋转180°从而杠杆指向图中的右侧。

第二实施方式允许在与模块210插入连接器壳体221中的插入方向和图8中所示的轴线垂直的另一个轴线上具有另一个运动自由度。在该方面，图9示出了连接器设备，其中连接器壳体221的壁的一部分被剖开以便看见布置在其中的端子模块210。与第一实施方式类似，对于第二实施方式来说，模块210也是借助设置在连接器壳体221上的柔性闩锁舌224和设置在模块210上的对应止动构件213而固定在连接器壳体221的内部。如能够从图9中看到的，柔性闩锁舌224的开口内部略微大于止动构件213，从而止动构件213能够在模块210的插入方向(在图9中由箭头表示)移动预定距离。这种布置提供了预定的运动自由度。连接器壳体221设置有位于面向图9中的观察者的壁上的若干个槽226以及位于与该壁相邻的壁上的其他槽227。如结合第一实施方式说明的，这些槽允许物理接近布置在连接器壳体内部的模块210。由此，在联接连接器和配对连接器时，布置在配对连接器的壳体上的对准构件可以与布置在壳体中的模块接合，从而端子模块(相应地多个模块)将在联接时将自对准。

在图10中示出了在将连接器壳体221插入对应配对连接器230之前的该对应配对连接器230。如本领域技术人员将认识到的，连接器壳体221是公连接器，配对连接器230是母连接器，该母连接器适合于至少部分地将连接器壳体221接收在其中。连接器壳体221在每个横向侧面上均设置有两个槽226，在较短侧面上设置有两个另外的槽227。由此，布置在连接器壳体221的内部的端子模块210均能够接合在两个侧面上并且在两个轴线上移动到关于配对连接器的触头的正确对准位置。

图11以示意性俯视图示出了配对连接器230。可以看到在配对连接器230的内部布置有多个触头销232，这些触头销必须与对应模块210正确地对准。对准和/或配合连接器和配对连接器的相应端子所需的精度仅由配对连接器中的端子232和对准构件231、233、234的相应位置给出和限定。主要必须控制配对连接器上的公差，因为模块将主要借助配对连接器的元件进行对准。在图11的右手侧，可以看到呈凸出肋形式的另外两个对准构件233，这两个对准构件233定尺寸并布置成与布置在连接器壳体221中的槽227相协作。相应地，在配对连接器230的横向侧面上，布置有呈凸出肋形式的另外两个对准构件231，这两个对准构件定尺寸并布置成与槽226相协作，从而在将连接器220和配对连接器230相配合时它们能够对准模块210。在配对连接器230的中间额外设置有用于相同目的(即利用触头销232将模块210进一步对准在正确位置)的三个引导壁234。重要的是要注意，对准构件布置在配对连接器的配合端附接，即对准构件的末端在模块与销232接触之前接合并引导模块210。

示出的所有实施方式都优选采用注射成型的塑料零件制成。

Claims

1.一种连接器设备，该连接器设备包括：

具有连接器壳体(21；221)的连接器(20；220)；以及

至少一个端子模块(10；210)，所述至少一个端子模块适合于安装至所述连接器壳体(21；221)；所述端子模块(10；210)能以在至少一个轴线上具有运动自由度的方式安装至所述连接器壳体(21；221)，从而在联接所述连接器(20；220)与对应的配对连接器(30；230)时所述端子模块(20；220)能够自对准，所述连接器设备的特征在于，

其中，所述连接器壳体(21；221)在其侧壁中的一个侧壁上设置有至少一个开口(26；226)，所述至少一个开口适合于允许布置在配对连接器(30；230)的壳体上的对准构件(31；231)与布置在所述连接器壳体(21；221)中的所述端子模块(10；210)接合。

2.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述连接器壳体(21；221)的外壁设有对准脊部或沟槽，该对准脊部或沟槽适合于与设置在所述配对连接器(30；230)的内壁上的对应沟槽或脊部相互作用。

3.根据权利要求1或2所述的连接器设备，其中，所述连接器壳体(21；221)和所述端子模块(10；210)设置有用以引导所述端子模块插入所述连接器壳体中的引导装置(12，23；222，212)，该引导装置设置有预定公差，该公差被选择成使得：在组装状态下，所述端子模块被保持在所述连接器壳体中，但是能够自由移动足以进行所述自对准的程度。

4.根据权利要求3所述的连接器设备，其中，所述引导装置(12，23；222，212)以布置在连接器壳体(21；221)和端子模块(10；210)的相应面上的至少一个引导肋(23；212)和至少一个对应的引导凹槽(12；222)的形式设置，所述引导肋(23；212)和所述引导凹槽(12；222)的尺寸设定为使得在肋和凹槽的接合状态下保留有游隙以允许进行所述自对准。

5.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述端子模块(10；210)具有在两个轴线上的运动自由度，所述两个轴线基本上相互垂直。

6.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述运动自由度允许所述端子模块(10；210)在所述连接器壳体(21；221)内在一范围内运动，该范围包含在0.5mm至3.0mm之间。

7.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述连接器壳体(21；221)或所述端子模块(10；210)中的一者设置有止动构件(13；213)，该止动构件闩锁在设置于连接器壳体和端子模块中的相应的另一者上的对应止动台肩(24；224)的后面，以防止所述端子模块从所述连接器壳体意外退出。

8.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述连接器设备还包括设置有至少一个对准构件(31；231)的配对连接器(30；230)，在联接连接器(20；200)和配对连接器(30；230)时所述至少一个对准构件引导所述端子模块(10；210)与所述配对连接器(30；230)的触头(32；232)对准。

9.根据权利要求8所述的连接器设备，其中，所述对准构件(31；231)布置在所述配对连接器(30；230)的配合端附近，从而在所述配对连接器(10；210)的端子(32；232)与所述端子模块(10；210)进行接触之前接合并引导所述端子模块(10；210)。

10.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述连接器壳体(21；221)在组装状态下包围所述端子模块(10；210)，并且在至少一个侧面上设置有至少一个槽(26；226)，所述至少一个槽的纵向轴线取向成沿所述连接器壳体(21；221)的联接方向，并且所述连接器设备进一步包括配对连接器(30；230)，该配对连接器在其侧面中的一个侧面上设置有呈对准凸起形式的至少一个对准构件(31；231)，在连接器(20；220)和配对连接器(30；230)的联接状态下，所述至少一个对准构件(31；231)至少部分地布置在所述槽(26；226)中，并穿过所述槽与布置在所述连接器壳体(21；221)中的所述端子模块(10；210)的一部分接合，由此引导所述端子模块(10；210)与所述配对连接器(30；230)的触头(32；232)正确对准。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的连接器设备，其中，所述连接器(20；220)以公连接器的形式设置，所述配对连接器(30；230)以母连接器的形式设置，从而在联接状态下，所述连接器(20；220)至少部分地被所述配对连接器(30；230)包围。

12.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述连接器壳体(21；221)设置有包括杠杆的辅助配合装置。

13.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述连接器(220)和所述配对连接器(230)设置有具有基本上L形横截面的对应引导构件(235，235’)，所述引导构件适合于彼此相互作用，以便于所述连接器(220)和所述配对连接器(230)在配合时的对准。

14.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，在组装状态下，所述端子模块(10；210)的配合面不被所述连接器壳体(21；221)的配合壁所覆盖。

15.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述至少一个端子模块适合于插入所述连接器壳体(21；221)。

16.根据权利要求1所述的连接器设备，其中，所述至少一个开口(26；226)为槽。

17.根据权利要求6所述的连接器设备，其中，该范围包含在0.5mm至2.0mm之间。

18.根据权利要求6所述的连接器设备，其中，该范围包含在0.5mm至1.3mm之间。