CN102754284B - 电连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器组件，该电连接器组件包括第一连接器和第二连接器。所述第一连接器包括插槽，而所述第二连接器包括套管，所述插槽适于围绕所述套管。一种密封系统（28，32），该密封系统包括围绕所述套管的前部（3A，30B）和围绕所述第二连接器的后罩的后部（32）。

Description

电连接器组件
技术领域
本发明涉及连接器组件，例如用于电力燃油混合动力车或全电动车的电源连接器组件。
背景技术
在汽车工业中，近来的趋势关注经由电缆以高电流和/或高电压由电池提供动力的这些电力燃油混合动力车或全电动车。
电连接器组件用于将电池电连接至电力发动机或其他电气装置。例如，所述连接器组件包括一对适于相互耦合的连接器，第一连接器连接至电池侧，第二互补连接器连接至电气装置或发动机。
电连接器通常包括绝缘壳体和电端子。使这两个连接器的电端子相互电接触，而壳体相互机械连接。对于机动车辆的应用来说，迫切需要满足的是防水性能。事实上，通常将连接器组件安装在发动机舱内，因此连接器组件暴露于严酷的环境中，尤其是水、灰尘等。必须避免连接器组件中的泄漏以防金属端子的短路与腐蚀。为此，在现有技术中公知的是，在连接器组件中装备防水密封构件用作防水屏障。在传统的连接器组件中，密封构件包括界面密封接头和/或电缆密封件(在电缆连接器的情况下)，所述电缆密封件安置在电线周围以密封各个室的开口，从而防止水、水分或灰尘从电缆入口侧进入。
此外，连接器组件用于传输电能。由于高电流和电压(例如250A，600V)，必须提供对策以防使用者与电源端子的任何可能的物理接触。针对此目的，公知的是，设计带有防触构件(例如，壁)的连接器壳体以防止接近端子。
本发明的目的在于满足更可靠并且更安全的连接器组件的需求，即：在于一种改进的防水连接器组件，其中端子由防触构件保护。
发明内容
为实现此目的，提供一种包括第一连接器和第二连接器的电连接器组件，第一连接器具有第一壳体和第一电源触头，而第二连接器具有第二壳体和第一电源触头。当然，本发明的电连接器组件可包括设置有多个电源触头的第一和第二连接器。第一和第二连接器选择性地沿配合轴线配合与不配合，以将第一电源触头电连接在一起。第一连接器包括围绕第一连接器的第一电源触头的柱状插槽，第二连接器包括围绕第二连接器的第一电源触头的柱状套管。当第一和第二连接器配合时，所述柱状插槽适于围绕所述柱状套管。
密封系统设置在第二壳体上，并包括前部和后部。所述前部围绕柱状套管，以当第一和第二连接器配合时在所述柱状插槽和所述柱状套管之间形成密封。所述后部围绕所述第二壳体的后罩，以当第一和第二连接器配合时在所述第一壳体的罩和所述第二壳体的所述后罩之间形成密封。
由于这些特征，本发明的电连接器组件是防水的。在所述插槽和所述套管之间设置有第一密封屏障，并且在所述插槽和套管之间设置有第二密封屏障；设置第二密封的目的是提供额外的密封以防第一密封失效。此外，本发明的密封系统适合于具有用于保护端子不被使用者碰触的套管构件的连接器。
在本发明的各种实施方式中，可结合权利要求中限定的一个和/或其它特征。
附图说明
本发明的其它特征和优势很容易由以下对本发明的一些实施方式(作为非限制性实施例提供)的描述以及附图显现出来。
在附图中：
图1是根据一个实施方式的连接器组件的第一连接器的立体图；
图2是第二连接器的立体图，该第二连接器设置有密封系统并且要与图1的第一连接器配合；
图3A是根据一个实施方式设置在连接器组件上的密封系统的示意截面图；
图3B是根据另一实施方式设置在连接器组件上的密封系统的示意图；
图4是根据另一实施方式的连接器组件的第一连接器的立体图；
图5A是要与图4的第一连接器配合的第二连接器的立体图；
图5B是设置有密封系统的图5A的第二连接器的立体图；
图6A是设置在图5B的第二连接器上的密封系统的立体图；
图6B是图6A的密封系统的俯视图；
图6C是图6A的密封系统的侧视图；
图7是图4的第一连接器与图5B的第二连接器配合后得到的连接器组件的剖面图；
图8是根据另一实施方式的连接器组件的第一连接器的立体图；
图9A是要与图1的第一连接器配合的第二连接器的立体图；
图9B是设置有密封系统的图9A的第二连接器的立体图；
图10A是设置在图9B的第二连接器上的密封系统的立体图；
图10B是图10A的密封系统的俯视图；
图10C是图10A的密封系统的侧视图；
图11是根据另一实施方式的连接器组件的第一连接器的立体图；
图12A是要与图11的第一连接器配合的第二连接器的立体图；
图12B是设置有密封系统的图12A的第二连接器的立体图；
图13A是设置在图12B的第二连接器上的密封系统的立体图；
图13B是图13A的密封系统的俯视图；
图13C是图13A的密封系统的侧视图；以及
图14是配合之前系统的示意图。
在不同的图中，相同的附图标记指代相同或相似的元件。
具体实施方式
图1详细示出了用于沿纵向配合轴线X-X与图2示出的第二连接器12配合的第一连接器10。
第一连接器10包括柱状插槽14，该插槽围绕着第一端子(例如电源端子)(在图中不可见)并且从基座壳体16沿配合轴线X-X延伸。插槽14由围绕柱状插槽14的第一罩18界定。另外，还设置有围绕第一罩18的外罩20。内罩18与外罩20限定环形空间22。
图2的第二连接器包括柱状套管24，该套管围绕着第二端子(在图中不可见)并且从设置在第二壳体26上的后罩25沿配合轴线X-X延伸。柱状插槽14设计成当第一和第二连接器沿配合轴线X-X配合在一起时接纳此柱状套管24。
为确保两个连接器10与12之间的密封，第二壳体26设置有密封系统28。密封系统28包括：前部30，该前部围绕柱状套管24，以在第一连接器10和第二连接器12配合时，确保柱状插槽14与柱状套管24之间的密封；以及后部32，该后部围绕第二壳体26的后罩25，以在第一连接器10和第二连接器12配合时，确保第一壳体16的内罩18与第二壳体26的后罩25之间的密封。
这些前部30与后部32可为图2所示的单独元件，或者对于其它实施方式而言，如图6A至图6C、图10A至图10C以及图14A至图14C所示的密封系统28可为一体件(前部与后部整合)。
密封系统28的前部与后部均可实现为相对于配合轴线X-X轴向压缩密封(如图3A示意性示出的那样)，或者实现为如图3B示意性示出的那样，相对于配合轴线X-X径向压缩密封。
在图4、图5A至图5B、图6A至图6C、图7和图8中示出的实施方式中，连接器组件包括两对电源端子，每个连接器上有一对。
参照图4，第一连接器10分别包括围绕第一电源端子的第一柱状插槽14A，以及相应地围绕第二电源端子的第二柱状插槽14B。第一柱状插槽14A和第二柱状插槽14B都从基座壳体16沿配合轴线X-X延伸。基座壳体16设置有以接合方式围绕第一柱状插槽14A和第二柱状插槽14B的内罩18，并设置有围绕内罩18的外罩20。由于这两个插槽并排设置，内罩18与外罩20的外形可因此呈椭圆形。内罩18和外罩20限定了环形空间22。
图5A和图5B示出了要与图4的该第一连接器10配合的第二连接器12。
第二连接器12包括两个柱状套管24A、24B，每个柱状套管接纳互补的电源端子。第一柱状套筒24A和第二柱状套管24B都从第二壳体26沿配合轴线X-X延伸。当第一和第二连接器沿配合轴线X-X配合在一起时，第一连接器的每个柱状插槽适于在内部接纳第二连接器的相应的柱状套管。为了在两个连接器10和12之间提供密封，如图5B所示，第二(插头)连接器12设置有密封系统28。
密封系统28包括：第一前部30A，该第一前部围绕第一柱状套管24A以确保第一柱状插槽14A与第一柱状套管24A之间的密封；以及第二前部30B，该第二前部围绕第二柱状套管24B以确保第二柱状插槽14B与第二柱状套管24B之间的密封。
密封系统28还包括后部32，该后部围绕第二壳体26的后罩25，以在第一连接器10和第二连接器12配合时，确保内罩18与第二壳体26的后罩25之间的密封。
本发明的密封系统28可以是硅材料，并且如图6A至图6C详细示出的，该密封系统可以是一体件，第一前部30A和第二前部30B沿配合轴线X-X从后部32并排延伸并与后部32形成整体。后罩优选地为外椭圆形，因此后部32具有相应的椭圆形外轮廓。
密封系统28的前部和后部中至少其一可以如图3A示意性示出的相对于配合轴线X-X轴向压缩密封，或者可以如图3B示意性示出的相对于配合轴线X-X径向压缩密封，或者可以既轴向压缩密封又径向压缩密封。术语“轴向压缩密封”是指这样的密封系统，其中在平行于配合方向的压缩力下，材料沿大体上垂直于配合轴线X-X的方向变形。术语“径向压缩密封”是指这样的密封系统，其中在垂直于配合轴线的压缩力下，材料沿大体上平行于配合轴线X-X的方向变形。
例如，第一前部30A和第二前部30B分别包括外表面33A、33B，所述外表面分别设置有柱状凸起34A、34B，当第一连接器10和第二连接器12配合时，所述凸起适于抵靠内罩18的内表面15A和15B被径向压缩(参见图7)。各个柱状凸起34A、34B包括两个倾斜的表面。
如图6C针对第一前部30A最佳所示(对于第二前部30B来说也一样),凸起34A包括在环形顶点40A上接合的两个倾斜的环形表面36A和38A。顶点40A具有比第一前部30A的其它任何外轮廓的尺寸都大的外轮廓，这样当第一柱状形套管24A被接纳入相应的第一柱状形插槽14A中(参见图7)时，所述顶点可被压缩。由于这种几何构形，当第一连接器10和第二连接器12配合时，第一前部30A被径向压缩。
在后部32的外表面33上设置有相似的凸起42，当第一和第二连接器配合时，所述凸起适于抵靠内罩18的内表面18A被压缩。与凸起34A相似，凸起42包括在环形顶点48上接合的两个倾斜的环形表面44和46，该顶点的外轮廓尺寸也比后部32的外表面33的任何外轮廓的尺寸都大。
如图7最佳所示，内罩18的内表面18A与相应的第一柱状插槽14A和第二柱状插槽14B的内表面15A和15B部分地成直线(即，连续地)延伸。相似地，第二壳体26的后罩25与第一柱状套管24A和第二柱状套管24B也部分地成直线延伸。
后部32的外表面还包括横向平坦区域50，该横向平坦区域适于在第一连接器10和第二连接器12配合时，抵靠第一柱状插槽14A的自由端14’A和第二柱状插槽14B的自由端14’B被压缩(参见图7)。该平坦区域50将第一前部30A和第二前部30B与后部32连接在一起。
为了避免当将第一和第二连接器连接在一起时出现差错的任何风险，第二壳体26设置有极化凸块52，该极化凸块在第一柱状套管24A和第二柱状套管24B之间沿配合轴线X-X延伸。第一壳体16相应地设置有定位凹部54，该定位凹部能够仅在一个位置接纳极化凸块52。
极化凸块52在第一柱状套管24A和第二柱状套管24B之间从后罩25延伸，并穿过密封系统28。因此在两个前部30A和30B之间在密封系统28的平坦区域50上设置有供极化凸块52延伸穿过的开口56。
当第一连接器10和第二连接器12配合时，密封系统28减少了连接器中水和/或灰尘入侵的风险。更准确地说，第一前部30A和第二前部30B分别并独立地密封第一和第二电源端子套管，而后部32密封第一连接器10和第二连接器12。
如在图5A和图5B上最佳所见，为了确保两个连接器10和12的配合，第二壳体26可设置有一个或若干个连接舌58，这些连接舌沿第二壳体的外轮廓均匀分布，形成连接器保持器，并在第一壳体16的内罩18和外罩20之间接纳在环形空间22内。
为了将密封系统28固定至第二壳体26上，后部32设置有一个或若干个保持构件，这些保持构件适于与第二壳体的互补保持构件合作，以通过后部32将密封系统28保持到第二连接器12上。
更准确地说，如图6A至图6C所示，四个呈钩形的后部凸块60均匀位于后部32的后部分，并设计成与设置在第二壳体26上的相应的环形凸缘62合作。
如图5B最佳示出的，这四个保持凸块60交替地分布在第二壳体26的连接舌58之间。
图8、图9A至图9C以及图10A至图10C公开了带有两个电源连接器的连接器组件的另一实施方式。
与图4、图5A至图5B、图6A至图6C以及图7的实施方式的电源触头相比，这些电源触头具有不同的尺寸，第一连接器10和第二连接器12有些微不同。然而，由于它们的主要区别仅在于其尺寸，为了避免不必要的重复，以下仅提及重要的不同之处。
实际上，第一连接器10在第一插槽14A和第二插槽14B之间设置有更大的空间，因此，定位凹部54设置有沿配合轴线X-X延伸的两个小的侧板。与图4、图5A至图5B、图6A至图6C以及图7的实施方式的极化凸块相比，极化凸块52的形状不同。密封系统28在其尺寸与开口56的形状方面有本质地不同。实际上，开口56较大，并且几乎占据了两个前部30A和30B之间的平坦区域50上可用的所有空间，开口凹面的曲率部分地随两个前部30A和30B的轮廓变化。
现在将描述带有五个电源触头的连接器组件的实施方式，所述五个电源触头的其中四个尺寸相似，而第五个尺寸较小。具有其它数量的电源触头的连接器组件，其电源触头的尺寸相同或不同同样是本发明的一部分。
参照图11、图12A至图12B以及图13A至图13C，连接器组件主要包括相同的元件，而与上述具有两个电源触头的连接器的本质不同在于其设置有不同的电源触头位置。
第一连接器10(参见图11)包括第一柱状插槽14A、第二柱状插槽14B、第三柱状插槽14C、第四柱状插槽14D以及第五柱状插槽14E。优选的是，第一、第二、第三和第四柱状插槽14A-14D各自的尺寸和形状相同，然而，第五柱状插槽14E较小并且形状不同。更准确地说，第一、第二、第三和第四柱状插槽14A-14D的外形基本上为椭圆形(沿垂直于配合轴线X-X的剖面观察)，而第五柱状插槽14E更像是圆形(沿垂直于配合轴线X-X的剖切截面观察)。
这五个柱状插槽中的一个至少与一个其他插槽接合。例如，如所示，这些柱状插槽并排布置，并且沿配合轴线X-X成对接合。例如，第五柱状插槽14E位于第一、第二、第四柱状形插槽14A、14B和14D之间。
待与图11的第一连接器10连接的第二连接器12(参见图12A和图12B)包括五个相应的柱状套管24A-24E。更准确地说，第一、第二、第三和第四柱状套管24A-24D各自的尺寸和形状(即，椭圆形)相同，而第五柱状套管24E较小并且呈圆形。
与第五柱状插槽14E相对应，第五柱状插槽24E位于第一、第二、第四柱状套管24A、24B和24D之间。
极化凸块52可邻近第二柱状插槽12B定位。设置在密封系统28上的用于极化凸块52的开口56基本上为矩形形状，并相应地邻近第二柱状插槽12B位于平坦区域50上。
为了将密封系统28固定到第二壳体26上，保持器(八个终端像箭头的后柱60)均匀分布在后部32的后部分上，并且这些保持器能穿入设置在第二壳体26上的相应孔62中。
如以上针对具有两对电源触头的连接器组件所述，密封系统(更准确地说，各个前部30A-30E的外表面33A-33E以及后部的外表面33)设置有与上述凸起相似的相应凸起。
为了避免当使用者将第一和第二连接器配合在一起时一个手指接触电源触头的任何危险，根据IP2X标准，每个柱状插槽和每个柱状套管围绕电源触头。
阐述的这些连接器组件与特殊用途(即，车辆)有关，但是可用于其它用途。
在所示的实施方式中，所述连接器组件包括第一连接器10和要与第一连接器配合的第二连接器12。
如示出一系统的图14示意性示出的，第一连接器10可例如由机动车辆的底座64承载，而第二连接器12可由电源(更准确地说是电池66)承载。
本技术领域中的技术人员将明白的是，本发明不限于本文以上具体所示和所述。具体来说，本发明可应用于任何种类的连接器，或是电连接器或是光学连接器。此外，尽管本描述涉及用于传输功率的连接器组件，但是显然可转换为传输信号的连接器组件。

Claims (10)

1.一种连接器组件，该连接器组件包括第一连接器(10)和第二连接器(12)，所述第一连接器具有第一壳体(16)和至少一个第一端子，所述第二连接器具有第二壳体(26)和至少一个第二端子，
所述第一连接器(10)和所述第二连接器(12)适于沿配合轴线(X-X)配合与不配合，以将所述第一端子和所述第二端子连接在一起，
其中，所述第二壳体(26)包括具有前部(30)和后部(32)的密封系统(28,30,32)，
其特征在于，
所述第一连接器(10)包括围绕各所述第一端子的插槽(14)，所述第二连接器(12)包括围绕各所述第二端子的套管(24)，各所述插槽(14)适于在所述第一连接器(10)和所述第二连接器(12)配合时接纳所述套管(24)，
所述第一壳体(16)包括柱状的所述插槽(14)，
所述第二壳体(26)包括后罩，所述套管(24)沿所述配合轴线(X-X)从所述后罩向前突出，
其中，在所述第一连接器(10)和所述第二连接器(12)配合在一起的位置，所述前部(30)围绕各柱状的所述套管(24)，以提供各所述插槽(14)与各所述套管(24)之间的密封，并且
所述后部(32)围绕所述第二壳体(26)的后罩(25)，以提供所述第一壳体(16)的罩(18)与所述第二壳体(26)的所述后罩(25)之间的密封，并且
所述第二壳体(26)设置有极化凸块(52)，该极化凸块(52)在各柱状的所述套管(24)之间沿所述配合轴线(X-X)延伸，所述第一壳体(16)相应地设置有定位凹部(54)，该定位凹部(54)能够仅在一个位置接纳所述极化凸块(52)，在各所述前部(30)之间在所述密封系统(28)的平坦区域(50)上设置有供所述极化凸块(52)延伸穿过的开口(56)。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述前部(30)和所述后部(32)是单独元件。
3.根据权利要求1所述的连接器组件，其中，所述前部(30A，30B，30C，30D，30E)与所述后部(32)形成整体。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接器组件，其中，所述前部(30；30A，30B，30C，30D，30E)与所述后部(32)至少其中之一相对于所述配合轴线(X-X)是轴向压缩密封件。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接器组件，其中，所述前部(30；30A，30B，30C，30D，30E)与所述后部(32)至少其中之一相对于所述配合轴线(X-X)是径向压缩密封件。
6.根据权利要求5所述的连接器组件，其中，所述前部(30A-30E)包括设置有凸起(34A,34B)的外表面(33A-33E)，所述凸起适于在所述第一连接器(10)和所述第二连接器(12)配合时，抵靠相应的柱状的所述插槽(14A，14B)的内表面(15A，15B)被压缩。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接器组件，其中，所述后部(32)包括设置有凸起的外表面(33)，所述后部的所述凸起适于在所述第一连接器(10)和所述第二连接器(12)配合时，抵靠所述第一壳体(18)的所述罩(18)的内表面(18A)被压缩。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接器组件，其中，所述后部(32)包括设置有横向平坦区域(50)的外表面(33)，所述横向平坦区域适于在所述第一连接器(10)和所述第二连接器(12)配合时，抵靠所述插槽(14；14A，14B，14C，14D，14E)的自由端(14’A，14’B)被压缩。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接器组件，其中，所述后部(32)设置有多个保持构件(60)，这些保持构件适于与所述第二壳体(26)的互补保持构件(62)合作，以将所述后部(32)保持在所述第二连接器(12)上。
10.一种用于根据权利要求1至9中任意一项所述的连接器组件的密封系统，所述密封系统包括所述连接器组件的所述密封系统(28)的特征。
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