CN103326158B

CN103326158B - 电气连接系统

Info

Publication number: CN103326158B
Application number: CN201310090815.9A
Authority: CN
Inventors: R·A·鲍德温; C·A·马格拉夫
Original assignee: Delphi Automotive Systems LLC
Current assignee: Aptiv Technologies Ltd
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: CN103326158A; EP2642607B1; US9004954B2; EP2642607A1; US20130252474A1

Abstract

电气连接组件（200、300）包括第一连接器（202、302），该第一连接器包括第一电气触件（250、350），该第一电气触件由限定第一连接器空腔（256、356）的第一连接器壁（254、354）围绕。第一连接器壁（254、354）包括延伸到第一连接器空腔（256、356）中的多个肋部（262、362）。第二连接器（204、304）可沿着匹配轴线（A、B）与第一连接器（202、302）匹配并且包括第二电气触件（210、310），在第一连接器（202、302）与第二连接器（204、304）匹配时，第二电气触件（210、310）与第一电气触件（250、350）电气连通。该第二连接器（204、304）包括围绕第二电气触件（210、310）的第二连接器本体（212、312）。

Description

电气连接系统

技术领域

本申请要求2012年3月21日提交的美国临时专利申请系列号61/613,803的权益，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。

本发明涉及一种电气连接系统；并且更具体地涉及防止使用者的手指与电气连接系统的电气端子接触的电气连接系统。

背景技术

在高电压、高电流、大型器件的连接系统的应用中会需要指触测试探测器认证，该认证表示在测试探测器插入到器件连接系统的连接器半部的一部分中时，探测器被阻止与设置在器件连接系统中的电气触件接触。指触测试认证希望例如如果连接系统用在电动或混合电动车辆中时则使得操作人员的手指在与连接系统接触时不会与器件连接系统的电气触件接触。

如图1和2所示，一种相关的连接系统是复杂的可动部件的连接系统100。连接系统100通常包括第一连接器半部102和第二连接器半部106，该第一连接器半部具有第一电气端子104，而该第二连接器半部具有第二电气端子108。第一连接器半部102使用保护件110，该保护件110可在第一连接器半部102不与第二连接器半部106匹配的图1所示保护位置和第一连接器半部102与第二连接器半部106匹配的图2所示非干涉位置之间运动。如图1所示，在第一连接器半部102不与第二连接器半部106匹配时，保护件110锁定在保护位置中。因此，保护件110防止使用者的手指与第一电气端子104相接触。如图2所示，第一连接器半部102与第二连接器半部106的匹配使保护件110从保护位置解锁，并且使得保护件110能向上运动到非干涉位置中。保护件110的向上运动使得第一电气端子104能与第二电气端子108电气接触。与此相反，在第一连接器半部102与第二连接器半部106脱开匹配时，保护件110向下运动并且锁定到保护位置中。精细地规定连接系统100的公差，以使得保护件110能在保护位置和非干涉位置之间运动。连接系统100所需要的精细公差会导致增大制造成本。

需要一种最小化或消除上述一个或多个缺点的电气连接系统。

发明内容

简而言之，提供一种电气连接组件，该电气连接组件包括第一连接器，该第一连接器包括第一电气触件，该第一电气触件由限定第一连接器空腔的第一连接器壁围绕。第一连接器壁包括延伸到第一连接器空腔中的多个肋部。第二连接器可沿着匹配轴线与第一连接器匹配并且包括第二电气触件，在第一连接器与第二连接器匹配时，第二电气触件与第一电气触件电气连通。该第二连接器包括围绕第二电气触件的第二连接器本体。

附图说明

将参考附图来进一步描述本发明，其中：

图1是在第一连接半部和第二连接半部匹配之前的现有技术连接系统的剖视图；

图2是在第一连接半部和第二连接半部匹配时的图1所示现有技术连接系统的剖视图；

图3是根据本发明的电气连接组件的立体图，示出阳型连接器未与阴型连接器匹配；

图4是图3所示阴型连接器的立体图；

图5是图3和图4所示阴型连接器的剖切立体图；

图6是图3所示阳型连接器的立体图；

图7是图3所示电气连接组件的立体图，其中阳型连接器与阴型连接器匹配；

图8是根据本发明的电气连接组件的第二实施例的立体图，示出阳型连接器未与阴型连接器匹配；

图9是图8所示阴型连接器的立体图；

图10是图8所示阴型连接器的立体图；以及

图11是图8所示阳型连接器的立体图。

具体实施方式

现在参见图3-7，其中类似地附图标记用于指代各个视图中的相同部件，并示出根据本发明的电气连接组件200。电气连接组件200通常包括示作阴型连接器202的第一连接器以及示作阳型连接器204的匹配第二连接器，第一连接器和第二连接器沿着匹配轴线A匹配。阴型连接器202和阳型连接器204用于将阴型连接器导电部件206电气地连接于阳型连接器导电部件208，该阴型连接器导电部件示作电线并且与阴型连接器202相关联，而该阳型连接器导电部件也示作电线并且与阳型连接器204相关联。虽然阴型连接器导电部件206和阳型连接器导电部件208都示作电线，然而应理解的是，两个部件中的任一个或两个都可采取其它的形式，例如母线或螺栓式（bolt-down）端子（仅仅作为示例）。在阴型连接器202沿着匹配轴线A与阳型连接器204匹配时，阴型连接器导电部件206放置成与阳型连接器导电部件208电气连通，由此使得电流和/或电气信号能在连接于阴型连接器导电部件206的第一器件（未示出）和连接于阳型连接器导电部件208的第二器件（未示出）之间通过。虽然示出了两个阴型连接器导电部件206和两个阳型连接器导电部件208，应理解的是，可使用任何数量的阴型连接器导电部件206和阳型连接器导电部件208。

阳型连接器204包括安装在阳型连接器本体212内的阳型连接器电气触件210。每个阳型连接器电气触件210例如通过压接、焊接或用于连接电气导电本体的其它已知连结方式来与相应的一个阳型连接器导电部件208电气连通。虽然阳型连接器电气触件210示作插片插座，应理解的是，其它类型的电气触件可作为替代。阳型连接器电气触件210可由连接器领域已知的任何类型的材料形成，并且可通过压配、包覆模制或连接器领域已知的任何其它方式保持在阳型连接器本体212内。

阳型连接器本体212较佳地由诸如塑料之类的电气绝缘材料制成，该材料例如在注塑工艺中形成。阳型连接器本体212包括阳型连接器本体基部214，该基部具有阳型连接器本体空腔216，用以单独地将阳型连接器电气触件210的一部分接纳在其中，使得阳型连接器导电部件208延伸出阳型连接器本体空腔216。阳型连接器本体空腔216通常可沿与匹配轴线A相同的总方向延伸到阳型连接器本体基部214中。

阳型连接器本体212还包括阳型连接器本体塔部（塔架部）218，这些阳型连接器本体塔部沿与匹配轴线A相同的总方向从阳型连接器本体基部214延伸。阳型连接器本体空腔216从阳型连接器本体基部214延伸到阳型连接器本体塔部218中，以将阳型连接器电气触件210的另一部分接纳在其中。于是，阳型连接器电气触件210由阳型连接器本体212围绕。阳型连接器本体塔部218在其外表面上包括阳型连接器槽220，这些槽沿与匹配轴线A相同的总方向沿着阳型连接器本体塔部218延伸。每个阳型连接器本体塔部218的相对侧部都包括阳型连接器槽220。阳型连接器槽220可从阳型连接器本体塔部218的外表面延伸至阳型连接器本体空腔216，然而阳型连接器槽220足够窄，以防止人的手指进入到阳型连接器本体空腔216中太远以至与阳型连接器电气触件210接触。阳型连接器本体塔部218的远离阳型连接器本体基部214的端部包括阳型连接器本体塔部孔222，这些阳型连接器本体塔部孔沿与匹配轴线A相同的方向延伸穿过阳型连接器本体塔部218，以提供与阳型连接器本体空腔216的连通；然而阳型连接器本体塔部孔222足够小，以防止人的手指进入到阳型连接器本体空腔216中太远以至与阳型连接器电气触件210接触。下文将对阳型连接器槽220和阳型连接器本体塔部孔222进行更详细地描述。

阴型连接器202包括安装在阴型连接器本体252内的阴型连接器电气触件250。每个阴型连接器电气触件250例如通过压接、焊接或用于连接电气导电本体的其它已知连结方式来与相应的一个阴型连接器导电部件206电气连通。虽然阴型连接器电气触件250示作片型端子，应理解的是，适合于与阳型连接器电气触件210匹配的其它类型的电气触件可作为替代。阴型连接器电气触件250可由连接器领域已知的任何类型的材料形成，并且可通过压配、包覆模制或连接器领域已知的任何其它方式保持在阴型连接器本体252内。

阴型连接器本体252较佳地由诸如塑料之类的电气绝缘材料制成，该材料例如在注塑工艺中形成。每个阴型连接器电气触件250由阴型连接器壁254围绕。每个阴型连接器壁254限定了阴型连接器空腔256，且一个阴型连接器电气触件250定位在该阴型连接器空腔内。阴型连接器空腔256都具有底端258和顶端260，该底端限定了每个阴型连接器空腔256的闭合端部，而该顶端限定了每个阴型连接器空腔256的敞开端部。阴型连接器电气触件256可端接在底端258和顶端260之间。

现在将描述阴型连接器本体252的特征，该阴型连接器本体防止人的手指在阴型连接器202与阳型连接器204匹配之前、进入阴型连接器空腔256太远以至与阴型连接器电气触件250接触。阴型连接器肋部262从阴型连接器壁254延伸到阴型连接器空腔256中。阴型连接器肋部262沿与匹配轴线A相同的方向延伸阴型连接器空腔的长度，并且可延伸超出顶端260至阴型连接器空腔256外部。每个阴型连接器空腔256的阴型连接器肋部262可较佳地设置成位于阴型连接器壁254的相对侧部上。对于给定的阴型连接器空腔256，每个阴型连接器肋部262与其它每个阴型连接器肋部262间隔足够紧密，以防止人类的手指在阴型连接器202与阳型连接器204匹配之前、进入阴型连接器空腔256太远以至与阴型连接器电气触件250接触。在阴型连接器202与阳型连接器204匹配时，每个阴型连接器肋部262设置成装配在阳型连接器本体212的相对应阳型连接器槽220内。

图5示出了测试探测器264，该测试探测器代表人的手指并且通常用于测试连接器是否是手指防护的。如图所示，阴型连接器肋部262防止测试探测器264进入阴型连接器空腔256太远以至与阴型连接器电气触件250接触。阴型连接器肋部262和阳型连接器壁254较佳地具有充足的强度和刚度，以使得在代表人类手指所施加的、例如若干磅的力施加于测试探测器264的情形下，不会使得测试探测器264进入阴型连接器空腔256太远以至与阴型连接器电气触件250接触。

通过将阳型连接器本体塔部218沿着匹配轴线A插入到阴型连接器空腔256中来使阴型连接器202与阳型连接器204匹配。在阳型连接器本体塔部218插入到阴型连接器空腔256中时，阴型连接器肋部262与相对应的阳型连接器槽220互配并且在该相对应的阳型连接器槽内滑动。类似地，在阳型连接器本体塔部218插入到阴型连接器空腔256中时，阴型连接器电气触件250穿过阳型连接器本体塔部218的阳型连接器本体塔部孔222，且阳型连接器电气触件210放置成与阴型连接器电气触件250电气连通。在阴型连接器202完全与阳型连接器204匹配时，阴型连接器肋部262超出顶端262延伸至阴型连接器空腔256外部的部分可设置在如图7所示形成在阳型连接器本体基部214中的肋部孔266内，这使得电气连接组件200沿着匹配轴线A的方向能更为紧凑。

电气连接组件200被称为直的或直列式电气连接组件，因为阴型连接器导电部件206沿与匹配轴线A相同的方向离开阴型连接器202，且阳型连接器导电部件208沿与匹配轴线A相同的方向离开阳型连接器204。现在将参见图8-11，其中类似地的附图标记也用于指代各个附图中的相同部件。示出根据本发明第二实施例的电气连接组件300，其中该电气连接组件300称为直角电气连接组件。电气连接组件300通常包括示作阴型连接器302的第一连接器以及示作阳型连接器304的匹配第二连接器，第一连接器和第二连接器沿着匹配轴线B匹配。阴型连接器302和阳型连接器304用于将阴型连接器导电部件306电气地连接于阳型连接器导电部件308，该阴型连接器导电部件示作电线并且与阴型连接器302相关联，而该阳型连接器导电部件也示作电线并且与阳型连接器304相关联。虽然阴型连接器导电部件306和阳型连接器导电部件308都示作电线，然而应理解的是，这两个部件中的任一部件或这两个都可采取其它的形式，例如母线或螺栓式端子（仅仅作为示例）。在阴型连接器302沿着匹配轴线B与阳型连接器304匹配时，阴型连接器导电部件306放置成与阳型连接器导电部件308电气连通，由此使得电流和/或电气信号能在连接于阴型连接器导电部件306的第一器件（未示出）和连接于阳型连接器导电部件308的第二器件（未示出）之间通过。虽然示出了一个阴型连接器导电部件306和一个阳型连接器导电部件308，应理解的是，可使用任何数量的阴型连接器导电部件306和阳型连接器导电部件308。

阳型连接器304包括安装在阳型连接器本体312内的阳型连接器电气触件310。阳型连接器电气触件310例如通过压接、焊接或用于连接电气导电本体的其它已知连结方式来与阳型连接器导电部件308电气连通。虽然阳型连接器电气触件310示作插片插座，应理解的是，其它类型的电气触件可作为替代。阳型连接器电气触件310可由连接器领域已知的任何类型的材料形成，并且可通过压配、包覆模制或连接器领域已知的任何其它方式保持在阳型连接器本体312内。

阳型连接器本体312较佳地由诸如塑料之类的电气绝缘材料制成，该材料例如在注射模塑工艺中形成。阳型连接器本体312包括阳型连接器本体空腔316，该阳型连接器本体空腔中具有阳型连接器电气触件310，使得阳型连接器导电部件308能沿基本上垂直于匹配轴线B的方向从阳型连接器本体空腔316延伸出。于是，阳型连接器电气触件310由阳型连接器本体312围绕。

阳型连接器本体312在其外表面上包括阳型连接器槽320，这些槽沿与匹配轴线B相同的总方向沿着阳型连接器本体312延伸。阳型连接器本体312的相对侧部都包括阳型连接器槽320。阳型连接器槽320可从阳型连接器本体312的外表面延伸至阳型连接器本体空腔316；然而阳型连接器槽320足够窄，以防止人的手指进入到阳型连接器本体空腔316中太远以至与阳型连接器电气触件310接触。阳型连接器本体312的一端包括阳型连接器本体孔322，该阳型连接器本体孔沿与匹配轴线B相同的方向延伸穿过阳型连接器本体316，以提供与阳型连接器本体空腔316的连通，然而阳型连接器本体孔322足够小，以防止人的手指进入到阳型连接器本体空腔316中太远以至与阳型连接器电气触件310接触。下文将对阳型连接器槽320和阳型连接器本体孔322进行更详细地描述。

阴型连接器302包括安装在阴型连接器本体352内的阴型连接器电气触件350。阴型连接器电气触件350例如通过压接、焊接或用于连接电气导电本体的其它已知连结方式来与阴型连接器导电部件306电气连通。虽然阴型连接器电气触件350示作片型端子，应理解的是，适合于与阳型连接器电气触件310匹配的其它类型的电气触件可作为替代。阴型连接器电气触件350可由连接器领域已知的任何类型的材料形成，并且可通过压配、包覆模制或连接器领域已知的任何其它方式保持在阴型连接器本体352内。

阴型连接器本体352较佳地由诸如塑料之类的电气绝缘材料制成，该材料例如在注塑工艺中形成。阴型连接器电气触件350由阴型连接器壁354围绕。阴型连接器壁354限定了阴型连接器空腔356，且阴型连接器电气触件350定位在该阴型连接器空腔内。阴型连接器壁354包括断续部，该断续部限定了通过阴型连接器壁354的通道355，以使得在阴型连接器302与阳型连接器304匹配时，阳型连接器电气触件310和/或阳型连接器导电触件308穿过该通道。通道355足够窄，以防止人的手指通过该通道355进入到阳型连接器本体空腔316中太远以至与阳型连接器电气触件310接触。阴型连接器空腔356具有底端358和顶端360，该底端限定了阴型连接器空腔356的闭合端部，而该顶端限定了阴型连接器空腔356的敞开端部。阴型连接器电气触件350可端接在底端358和顶端360之间。

现在将描述阴型连接器本体352的特征，该阴型连接器本体防止在阴型连接器302与阳型连接器304匹配之前、人的手指进入阴型连接器空腔356太远以至与阴型连接器电气触件350接触。阴型连接器肋部362从阴型连接器壁354延伸到阴型连接器空腔356中。阴型连接器肋部362沿与匹配轴线B相同的方向延伸阴型连接器空腔356的长度，并且可延伸超出顶端360至阴型连接器空腔356外部。阴型连接器空腔356的阴型连接器肋部362可较佳地设置成位于阴型连接器壁354的相对侧部上。每个阴型连接器肋部362与其它每个阴型连接器肋部362间隔地足够紧密，以防止在阴型连接器302与阳型连接器304匹配之前、人的手指进入阴型连接器空腔356太远以至与阴型连接器电气触件350接触。在阴型连接器302与阳型连接器304匹配时，每个阴型连接器肋部362设置成装配在阳型连接器本体312的相对应阳型连接器槽320内。

图10示出了测试探测器364，该测试探测器代表人类的手指并且通常用于测试连接器是否是手指防护的。如图所示，阴型连接器肋部362防止测试探测器364进入阴型连接器空腔356太远以至与阴型连接器电气触件350接触。阴型连接器肋部362和阳型连接器壁354较佳地具有充足的强度和刚度，以使得在代表人的手指所施加的、例如若干磅的力施加于测试探测器364的情形下，不会使得测试探测器364进入阴型连接器空腔356太远以至与阴型连接器电气触件350接触。

通过将阳型连接器本体312的一部分沿着匹配轴线B插入到阴型连接器空腔356中来使阴型连接器302与阳型连接器304匹配。在阳型连接器本体塔部312插入到阴型连接器空腔356中时，阴型连接器肋部362与相对应的阳型连接器槽320互配并且在该相对应的阳型连接器槽内滑动。类似地，在阳型连接器本体312插入到阴型连接器空腔356中时，阴型连接器电气触件350穿过阳型连接器本体312的阳型连接器本体孔322，且阳型连接器电气触件310放置成与阴型连接器电气触件350电气连通。在阴型连接器302与阳型连接器304匹配的同时，并且在阴型连接器302完全与阳型连接器304匹配时，使阳型连接器电气触件310和/或阳型连接器导电部件308穿过阴型连接器302的通道355。

电气连接组件200、300可部分地用于通常使用60V或更高电压的电动车辆和混合电动车辆。由于电气连接组件200、300并不采用可动部件来保护电气触件，因而电气连接组件200、300在车辆的整个使用寿命期间都可靠。电气连接组件200、300也可具体用于诸如住宅、办公室和商店之类结构的接线中，在此须遵守建筑条例。虽然电气连接组件200、300可具体用在具有大于或等于60V电压的系统中，应理解的是，电气连接组件200、300也可用在受到低于60V电压的系统中，包括直流电和交流电。

虽然根据本发明的较佳实施例描述了本发明，但其不意在作出限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。

Claims

1.一种电气连接组件，包括：

第一连接器，所述第一连接器包括第一电气触件，所述第一电气触件由限定第一连接器空腔的第一连接器壁围绕，且所述第一连接器壁具有延伸到所述第一连接器空腔中的多个肋部；以及

第二连接器，所述第二连接器可沿着匹配轴线与所述第一连接器匹配并且具有第二电气触件，在所述第一连接器与所述第二连接器匹配时，所述第二电气触件与所述第一电气触件电气连通，且所述第二连接器具有围绕所述第二电气触件的第二连接器本体，所述第二连接器本体具有多个槽，所述多个槽与所述多个肋部相对应，使得在所述第二连接器与所述第一连接器匹配时，所述第一连接器的多个肋部中的每个肋部装配在所述第二连接器的相应槽内；其中，所述第一连接器空腔具有底部和顶部，所述底部限定了所述第一连接器空腔的闭合端部，而所述顶部限定了所述第一连接器空腔的敞开端部；并且

所述多个肋部延伸超出所述敞开端部至所述第一连接器空腔外部。

2.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述第一电气触件端接在所述底部和所述顶部之间。

3.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，在所述第二连接器与所述第一连接器匹配时，所述多个肋部延伸超出所述敞开端部至所述第一连接器空腔外部并且穿过所述第二连接器本体的相对应肋部孔。

4.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述第一连接器壁具有断续部，所述断续部限定了通过所述第一连接器壁的通道，藉此在所述第二连接器与所述第一连接器匹配时，所述第二连接器本体设置在所述通道内。

5.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，在所述第二连接器与所述第一连接器匹配时，所述第二连接器本体的一部分围绕所述第一电气触件的一部分。

6.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，在所述第二连接器与所述第一连接器匹配时，所述第一连接器壁围绕所述第二连接器本体的一部分。

7.如权利要求1所述的电气连接组件，其特征在于，所述第一连接器壁具有相对的壁的侧部，且所述相对的壁的侧部中的每一个都包括所述多个肋部的至少一个肋部。

8.如权利要求7所述的电气连接组件，其特征在于，所述相对的壁的侧部中的每个都包括所述多个肋部的至少两个肋部。

9.如权利要求7所述的电气连接组件，其特征在于，所述第二连接器本体的一部分定位在所述相对的壁的侧部之间，每个壁的侧部都包括所述多个肋部中的至少一个肋部。

10.如权利要求7所述的电气连接组件，其特征在于，所述第二连接器本体具有相对的侧部，且所述相对的侧部中的每个侧部都包括所述多个槽的至少一个槽。

11.如权利要求10所述的电气连接组件，其特征在于，所述相对侧部中的每个都包括所述多个槽的至少两个槽。

12.一种电气连接组件，包括：

第二连接器，所述第二连接器可沿着匹配轴线与所述第一连接器匹配并且具有第二电气触件，在所述第一连接器与所述第二连接器匹配时，所述第二电气触件与所述第一电气触件电气连通，且所述第二连接器具有围绕所述第二电气触件的第二连接器本体；其中，所述第一连接器空腔具有底部和顶部，所述底部限定了所述第一连接器空腔的闭合端部，而所述顶部限定了所述第一连接器空腔的敞开端部；且所述多个肋部延伸超出所述敞开端部至所述第一连接器空腔外部。

13.一种电气连接组件，包括：

第二连接器，所述第二连接器可沿着匹配轴线与所述第一连接器匹配并且具有第二电气触件，在所述第一连接器与所述第二连接器匹配时，所述第二电气触件与所述第一电气触件电气连通，且所述第二连接器具有围绕所述第二电气触件的第二连接器本体；其中，所述第一连接器空腔具有底部和顶部，所述底部限定了所述第一连接器空腔的闭合端部，而所述顶部限定了所述第一连接器空腔的敞开端部；并且在所述第二连接器与所述第一连接器匹配时，所述多个肋部延伸超出所述敞开端部至所述第一连接器空腔外部并且穿过所述第二连接器本体的相对应肋部孔。