CN107026352A - 具有端子位置保证装置的电连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有端子位置保证装置的电连接器。电连接器(10)包括电端子(36)连同连接器外壳(14)，连接器外壳(14)限定第一腔和第二腔(28)，第一腔和第二腔被配置成接收所述端子(36)。连接器外壳(14)进一步限定沿横向轴线(Y)延伸的第三内腔(28)。电连接器(10)包括接收在第三内腔(28)内的端子位置保证(TPA)装置(34)。该TPA装置(34)可从端子插入位置(39)移动到端子锁定位置(41)。该TPA装置(34)具有柔性的第一和第二初级锁定特征(40A，40B)，该柔性的第一和第二初级锁定特征(40A，40B)被配置成接合端子(36)的锁定特征。该TPA装置(34)还包括刚性的第一和第二次级锁定特征(42a，42b)。第二次级锁定特征(42b)以及第一和第二初级锁定特征(40a，40b)被配置成接合电端子(36)的对应的锁定特征，以当该TPA装置(34)处于端子锁定位置(41)时将第二电端子(36b)有效地固定在第二内腔(16b)内。

Description

具有端子位置保证装置的电连接器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月18日提交的美国专利申请No.14/944,883的优先权，所述申请的全部内容在此通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及电连接器，且更具体地涉及一种包括具有两组端子锁定特征的端子位置保证装置的电连接器。
背景技术
锁定到连接器外壳中的电端子经受保持强度性能问题，尤其对于较小尺寸类别的端子(例如小于2.8毫米)。这些较小的端子在历史上已经使用按比例缩小的锁定特征，其固有地已经降低了锁定保持强度，并允许过多的端子浮动。过多浮动的端子可在配合期间短截线，导致端子推出，和/或端子损坏，尤其如果连接器外壳内的保持强度低时。在汽车工业，拔出或推出的不充分锁定的端子被认为是车辆保修期内电连接器系统故障的第二大根本原因。
电连接器典型地包括内腔，其旨在容纳从电连接器的后面插入的电(公和/或母)端子。为了确保连接器良好且安全地运行，必须确保电端子在电连接器内被锁定在适当的位置。
本领域中已知的一种解决方案包括提供以弹性保持肩部为形式的初级锁定特征，用于防止电端子向后撤回。形成在电连接器中的保持肩部被设计成在完成插入电连接器时，卡扣配合到电连接器的相应凹陷中。柔性保持构件藉此连续地设置在内腔与槽之间，保持构件可以偏转入该槽中。保持肩部形成在柔性保持构件与内腔连通的面上，使得在将电端子插入内腔时，在保持肩部接合电端子的凹陷之前，保持构件首先偏转入该槽。
为了固定初级锁定，已知(例如美国专利第6,132,252号)将制作成导轨的附加锁定构件紧挨着保持构件插入槽中作为次级锁定。当电端子被完全插入内腔中且初级锁定被接合时，锁定构件根据与电端子的装载方向相对应的方向，从电连接器的前面插入该槽。由此，防止保持构件弯离内腔，藉此牢固地保持电端子。如果电端子不完全插入内腔，则保持构件在偏离位置下维持入该槽中，使得不能安装锁定构件。
本领域已知的次级锁定机构需要锁定构件沿与插入电端子相反的方向从电连接器前插入。然而，电连接器的配置可以是这样的使得不可能朝前插入锁定构件，例如因为在前面侧没有足够的空间。此外，连接器中使用于较小端子的保持构件可能容易弯折，端子舌柄(tang)可能弯曲，并且次级锁定机构可能由于对于小于2.8毫米端子的包装限制而提供有限的额外强度。到目前为止，这些方案仅满足最小的端子保持要求，很多情形中，所有的方案几乎没有性能裕量。
在背景技术部分中讨论的主题不应仅仅由于其在背景技术部分中提及而被认为是现有技术。类似地，背景技术部分中提到的并且与背景技术部分的主题关联的问题不应当被认为之前已在现有技术中被发现。背景技术部分中的主题仅代表不同的方案，它们本身也可以是发明。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种电连接器。该电连接器包括第一电端子，第二电端子和连接器外壳，该连接器外壳限定第一内腔和第二内腔。每个腔沿着纵向轴线从连接器外壳的第一面延伸到连接器外壳的第二面。第一和第二内腔被配置成分别接收第一和第二电端子。连接器外壳还限定沿横向于该纵向轴线的横向轴线延伸的第三内腔。第三内腔与第一和第二内腔连通。电连接器还包括被配置成被接收在第三内腔内的端子位置保证(TPA)装置。该TPA装置可从第三内腔内的端子插入位置移动到端子锁定位置。该TPA装置具有被配置成分别接合第一和第二电端子的对应的锁定表面的柔性的第一和第二初级锁定特征。当该TPA装置处于第三内腔内的端子插入位置时，初级锁定特征有效地将第一和第二电端子分别固定在第一和第二内腔内。该TPA装置还具有刚性的第一和第二次级锁定特征。当该TPA装置处于端子锁定位置时，第二次级锁定特征以及第一和第二初级锁定特征被配置成接合第二电端子的锁定表面以有效地将第二电端子固定在第二内腔内。
第一和第二初级锁定特征接合第二电端子的锁定表面的远端部分且第二次级锁定特征接合第二电端子的对应的锁定特征的近中(mesial)部分。
根据一个特定实施例，当TPA装置处于端子锁定位置时，仅第一初级锁定特征和第一次级锁定特征与第一电端子的锁定表面接合，以将第一电端子固定在第一内腔内。
第一初级锁定特征可接合所述第一电端子的锁定表面的远端部分且第一次级锁定特征接合第一电端子的锁定表面的近中部分。第一次级锁定特征可以进一步接合第一电端子的锁定表面的另一远端。
TPA装置被配置成沿着横向轴线从端子插入位置移动到端子锁定位置并相对于纵向轴线横向地移动。该TPA装置被配置成通过由所述连接器外壳限定的横向开口横向于所述第一和第二内腔地插入第三内腔中。
每个初级锁定特征包括在一端被附接至TPA装置的横杆的柔性梁。柔性梁的自由端限定第一锁肩部。该TPA装置的每个次级锁定特征限定由TPA装置的横杆限定的刚性第二锁肩部。
当TPA装置处于端子插入位置和处于端子锁定位置时，柔性梁的第一锁肩部接合对应的电端子的锁定表面。当TPA装置处于端子锁定位置时，第二锁肩部接合对应电端子的锁定表面。
附图说明
现将参照附图通过示例描述本发明，其中：
图1是根据一个实施例的包括可移动端子位置保证(TPA)装置和对应的配合电连接器的电连接器的立体分解图。
图2是根据一个实施例的包括TPA装置的图1的电连接器的分解透视图；
图3是根据一个实施例的图1的TPA装置的俯视图；
图4A是根据一个实施例的图1的电连接器的横截面正视图，其中TPA装置处于端子插入位置；
图4B是根据一个实施例的图1的可移动TPA装置的特写横截面正视图，其中该可移动TPA装置在该TPA装置处于图4A的端子插入位置时接合(engage)电端子；
图5是根据一个实施例的图1的TPA装置的横截面侧视图，其中该TPA装置在该TPA装置处于图4A的端子插入位置时接合电端子；
图6A是根据一个实施例的图1的电连接器的横截面正视图，其中TPA装置处于端子锁定位置；
图6B是根据一个实施例的图1的TPA装置的特写横截面正视图，其中该TPA装置在该TPA装置处于图6A的端子锁定位置时接合电端子；以及
图7是根据一个实施例的图1的TPA装置的横截面侧视图，其中该TPA装置在该TPA装置处于图6A的端子锁定位置时接合电端子。
具体实施方式
本文中所呈现的是包括可移动的端子位置保证(TPA)装置的电连接器。一旦端子被完全插入外壳内，TPA装置将连接器的触头或端子固定在连接器外壳中的腔内。TPA装置包含柔性的初级锁指，用于接合端子的锁脊，从而在TPA装置处于端子插入位置时，随着端子被插入腔中，将端子定位并固定在腔内。在所有的端子插入到连接器外壳的腔中之后，该TPA装置被移动到端子锁定位置。到端子锁定位置的该移动除了初级锁指之外，使TPA装置上的刚性次级锁与端子的锁脊接合，以进一步将该端子固定在腔内。
交叉参考图1-7，可以看到电连接器10的非限制性示例的细节。电连接器10被配置成与对应的配合连接器(未示出)配合。电连接器10的连接器外壳14具有第一内腔16a，下文称为端子腔16a，该第一内腔沿着连接器外壳14的纵向轴线X从连接器外壳14的第一面20(下文称为插入端20)中的开口18a延伸到进入连接器外壳14的第二面26(下文称为配合端26)中的一体插座24中的开口22a。连接器外壳14具有第二内腔16b，下文称为相邻端子腔16b，该第二内腔同样沿着纵向轴线X从插入端20中的开口18b延伸到配合端26中的开口22b。连接器外壳14还具有第三内腔28，该第三内腔沿连接器外壳14的横向轴线Y延伸，该横向轴线Y横向于或大致垂直于纵向轴线X。如本文中所使用的，大致垂直的是绝对垂直的±10°。该第三内腔28在连接器外壳14的横向壁32中限定开口30，该开口30被配置成接收端子位置保证(TPA)装置34，该TPA装置被配置成一旦电端子36a，36b被完全插入端子腔16a，16b内就将电端子36a，36b固定在端子腔16a，16b内。
TPA装置34由介电材料(诸如聚酰胺、聚丙烯、或聚对苯二甲酸)形成。端子腔16a，16b的至少一个壁38对第三内腔28(下文称为TPA腔28)开放，并与该第三内腔28连通。该TPA装置34可在TPA腔28内从端子插入位置39(在端子36被插入端子腔16中之前该TPA装置34被设置在该端子插入位置中)移动到端子锁定位置41(在端子36被完全插入端子腔16内之后该TPA装置34被设置在端子锁定位置中)。
TPA装置34包括柔性初级(primary)锁定特征40a，40b和刚性次级(secondary)锁定特征42a，42b，每个被配置成将端子36a，36b固定在端子腔16a，16b内。次级锁定特征42a，42b分别与初级锁定特征40a，40b横向相邻。TPA装置34和TPA腔28被配置成使得TPA装置34在TPA腔28内横向滑动。初级锁定特征40a，40b包括柔性梁44，其在一端被附接至TPA装置34。柔性梁44沿着纵向轴线X延伸。每个柔性梁44的未附接端50限定斜坡52，该斜坡朝向连接器外壳14的插入端20倾斜。斜坡52通向(lead to)第一锁肩部54，其优选地，但不是必须地，以很小的后角设置。
如图4B中最佳所示的，当TPA装置34处于端子插入位置39时，初级锁定特征40a，40b在端子腔16a，16b内居中。
TPA装置34的次级锁定特征42具有由TPA装置34限定的刚性第二锁肩部56。如图6B中最佳所示的，当TPA装置34处于端子锁定位置41时，次级锁定特征42a，42b在端子腔16a，16b内居中。
现聚焦于典型的电端子36a，36b，其一般包括向前接触部分60，中间主体部分62，和用于将端子36附接到绝缘的导体线66的向后附接部分64。主体部分62通向锁定表面70。当TPA装置34处于端子插入位置39时，端子36a，36b通过连接器外壳14的插入端20处的开口18a，18b被插入到端子腔16a，16b中。如图5中最佳示出的，当主体部分62接合柔性梁44的斜坡52时，主体部分62使柔性梁44偏转，使得随着端子36被进一步插入TPA腔28内，柔性梁44的斜坡52骑在主体部分62之上。当第一锁肩部54到达锁定表面70时，柔性梁44弹回到大致未偏转位置且柔性梁44的第一锁肩部接合端子36的锁定表面70，从而禁止端子36从连接器外壳14的插入端20被向后拉出。第一锁肩部大致居中于锁定表面70上，即初级锁定特征40a，40b接合锁表面的近中部分。
在端子36a，36b被完全插入端子腔16a，16b中并通过初级锁定特征40a，40b被固定在端子腔16a，16b内之后，TPA装置34在TPA腔28内从端子插入位置39横向移动到端子锁定位置41。次级锁定特征42a，42b被移动到端子腔16a，16b中，使得刚性第二锁肩部56现在接合端子36a，36b的锁定表面70并且大致居中于锁定表面70上，即次级锁定特征42a，42b接合锁定表面70的近中部分。
随着TPA装置从端子插入位置39滑动到端子锁定位置41，第一初级锁定特征40a被横向移动，使得其现在接合第一端子36a的锁定表面70的远端部分。随着第一初级锁定特征40a与TPA装置一起横向滑动，第一初级锁定特征40a进入相邻的端子腔16并接合第二相邻端子36b的锁定表面70的远端部分。随着第二初级锁定特征40a被横向移动，其现在接合第二端子36b的锁定表面70的相对的远端部分。
如所示的端子腔16a仅具有一个相邻的端子腔16b。由于只有一个相邻腔，因而初级锁定特征无法如以上针对相邻端子腔16b所描述的，进入端子腔16a以接合锁表面的远端部分。因此，为了提供足够的固定，次级锁定特征接合锁表面的近中部分以及锁表面的远端部分。
如图1-7中所示，连接器外壳14包括多个端子腔16a，16b，所以TPA装置34被定位在端子插入位置39中，在该端子插入位置，初级锁定特征40将每个端子36a，36b保持在其端子腔16内直到所有的端子36被插入到端子腔16中。一旦所有的端子腔16被填充，TPA装置34就被移动到端子锁定位置41，使得端子36由次级锁定特征42保持在端子腔16内。
当TPA装置34处于端子插入位置39时，每个端子36a，36b可以通过将工具(未示出)插入访问槽中并按下初级锁定特征40a，40b，直到锁定表面70被第一锁肩部54释放而从其端子腔16a，16b移除。
虽然在图1-7中所示的电连接器10被设计成包含母端子36，但该TPA装置34也可以被适配用于被设计成包含公端子的对应的配合连接器。
相应地，提供了一种包括TPA装置34的电连接器10。该TPA装置34具有当次级锁定特征42a，42b被接合时，刚性地接合端子36a，36b的锁定表面70，从而将端子36a，36b完全地锁定在端子腔16a，16b内的益处。该TPA装置34还提供端子36a，36b在端子腔16a，16b内的位置浮动的减少，这大大地改善了端子36a，36b在连接器外壳14内的对准，并降低了在与对应的配合连接器连接期间，端子推出和/或端子损坏的机会。由于仅需要初级锁定特征40a，40b在端子插入过程期间将端子36a，36b保持在端子腔16a，16b内，因而初级锁定特征40a，40b可以被设计成优化端子插入力，而不考虑最终保持力，因为这是由次级锁定特征42a，42b单独提供。
此电连接器10的设计的工程评估已显示，对于1.5mm端子的端子保持力超过汽车OEM性能规格要求124％(179N对80NOEM标准)。电连接器10的性能超过没有TPA装置的现有技术电连接器设计的端子拔出力性能56％(179N对115N)。还预期对于0.64mm端子的类似的性能改进。
TPA装置34与大多数极化无舌柄的(polarized tangless)(“净体(clean body)”)被汽车OEM定义为腔兼容的策略端子兼容，例如Kaizen 0.64，Delphi MTS，OCS 1.5，OCS2.8。
尽管就本发明的实施例对本发明进行了说明，但本发明不意在被如此限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。此外，术语第一、第二等的使用不代表任何重要性的顺序，而是用于将元件彼此区分开。另外，术语一种、一个等的使用不代表数量的限制，而是表示至少存在一个该指代词。

Claims (12)

1.一种电连接器(10)，包括：
第一电端子(36)和第二电端子(36b)；
连接器外壳(14)，所述连接器外壳限定第一内腔(16a)和第二内腔(16b)，每一个内腔沿着纵向轴线(X)从连接器外壳(14)的第一面(20)延伸到连接器外壳(14)的第二面(26)，所述第一内腔和第二内腔(16a，16b)被配置成分别接收所述第一电端子和第二电端子(36a，36b)，所述连接器外壳(14)进一步限定第三内腔(28)，所述第三内腔沿横向于所述纵向轴线(X)的横向轴线(Y)延伸，其中，所述第三内腔(28)与所述第一内腔和第二内腔(16a，16b)连通；以及
端子(36)位置保证(TPA)装置(34)，配置成被接收在所述第三内腔(28)内，并且可从所述第三内腔(28)内的端子插入位置(39)移动到端子锁定位置(41)，所述TPA装置(34)进一步包括：
柔性的第一和第二初级锁定特征(40a，40b)，配置成分别接合所述第一电端子和第二电端子(36a，36b)的对应的锁定表面(70)，以当所述TPA装置(34)处于所述第三内腔(28)内的端子插入位置(39)时，有效地将所述第一电端子和第二电端子(36a，36b)分别固定在所述第一内腔和第二内腔(16a，16b)内，以及
刚性的第一和第二次级锁定特征(42a，42b)，其中，所述第二次级锁定特征(42b)以及所述第一和第二初级锁定特征(40a，40b)被配置成接合所述第二电端子(36b)的锁定表面(70)，以当所述TPA装置(34)处于所述端子锁定位置(41)时有效地将所述第二电端子(36b)固定在所述第二内腔(16b)内。
2.根据权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述第一和第二初级锁定特征(40a，40b)接合所述第二电端子(36b)的锁定表面(70)的远端部分，且所述第二次级锁定特征(42b)接合所述第二电端子(36b)的对应的锁定特征的近中部分。
3.根据权利要求1所述的电连接器(10)，其中仅所述第一初级锁定特征(40a)和所述第一次级锁定特征(42a)与所述第一电端子(36a)的锁定表面(70)接合，以当所述TPA装置(34)处于所述端子锁定位置(41)时将所述第一电端子(36a)固定在所述第一内腔(16a)内。
4.根据权利要求3所述的电连接器(10)，其中所述第一初级锁定特征(40a)接合所述第一电端子(36a)的锁定表面(70)的远端部分且所述第一次级锁定特征(42a)接合所述第一电端子(36a)的锁定表面(70)的近中部分。
5.根据权利要求4所述的电连接器(10)，其中所述第一次级锁定特征(42a)进一步接合所述第一电端子(36a)的锁定表面(70)的另一远端。
6.根据权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述TPA装置(34)被配置成沿着横向轴线(Y)从所述端子插入位置(39)移动至所述端子锁定位置(41)并相对于所述纵向轴线(X)横向地移动。
7.根据权利要求1所述的电连接器(10)，其中所述TPA装置(34)被配置成通过由所述连接器外壳(14)限定的横向开口(18a)横向于所述第一内腔和第二内腔(16a，16b)地插入所述第三内腔(28)。
8.根据权利要求1所述的电连接器(10)，其中每个初级锁定特征(40)包括柔性梁(44)，所述柔性梁在一端被附接至所述TPA装置(34)的横杆，其中所述柔性梁(44)的自由端限定第一锁肩部(54)。
9.根据权利要求8所述的电连接器(10)，其中所述TPA装置(34)的每个次级锁定特征(42)限定由所述TPA装置(34)的横杆限定的刚性第二锁肩部(56)。
10.根据权利要求9所述的电连接器(10)，其中当所述TPA装置处于所述端子插入位置(39)和处于所述端子锁定位置(41)时，所述柔性梁(44)的第一锁肩部(54)接合对应的电端子(36)的锁定表面(70)。
11.根据权利要求10所述的电连接器(10)，其中当所述TPA装置(34)处于所述端子锁定位置(41)时，所述第二锁肩部(56)接合对应的电端子(36)的锁定表面(70)。
12.一种线束组件，包括：
多个绝缘的导体线(66)；以及
根据权利要求1所述的电连接器(10)。
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