CN1346166A - 电连接器 - Google Patents

Abstract

一种具有防打火功能的电连接器,包括一绝缘本体和装设在该绝缘本体内的一中心端子、若干导电端子、若干开关端子及一连接体,该开关端子的前端具有触动部,且各开关端子的触动部之间在电连接器的轴向方向上具有适当间距,中心端子与连接体电性连接,而开关端子与连接体之间用绝缘块隔开,当对接连接器插入时,对接连接器首先与中心端子电性接通,然后先后开启开关端子,并使连接体与导电端子先后接触而达到电性连接。

Description

电连接器

本发明涉及一种电连接器，尤其是指一种具有防打火功能和平衡电路电流功能的电连接器。

各种电子产品利用电连接器连接直流电源是产业界熟知的技术。一般而言，这种电连接器包括一中心端子及周围的弹性片状端子，实际应用时，在中心端子与片状端子之间接负载。如美国专利第5,927,999号揭示了一种其中心端子周围具有三片可移动的接触端子的电连接器，该三片接触端子连接成一体，即为同一个导电端子，而设置三片的目的在于当对接连接器插入时，可以三点同时接触对接连接器，这样就可以解决当只有一点接触时保持力不足的现象，同时可以允许较大的电流流量。

通常，电子产品(如各种可携式设备)会用电池和直流电作为其电源，而直流电源用电连接器连接。如美国专利第5,007,851号揭示了一种具有切换开关的电连接器，该电连接器包括一中心端子、一片状静止端子及一片状可移动端子，当对接连接器插入之前，静止端子与可移动端子接触，其电路之电源由电池提供；而其对接连接器插入后，可移动端子与静止端子断开，实现中心端子及可移动端子分别与其对接连接器的端子实现电性连接，而由外接直流电作为电源。

然而，上述电连接器，当其对接连接器在插、拔时，负载电路的通、断均在瞬间完成，负载电路中因固有的电容和电感作用而产生的瞬间高压便会在电连接器接开关上放电而打火，从而烧蚀电连接器的接触触点，增加阻抗，使产品效率降低；同时，由于电流瞬间通、断而产生的高压脉冲也容易损坏电路中的电气元件。

为此，需要提供一种具有按时序通、断功能的电连接器，其可使负载电路的通、断均能经由过渡状态完成，使电连接器不致因负载电路瞬间通、断而打火，并能很好的保护电路中的电气元件。

本发明的主要目的在于提供一种具有防打火功能的电连接器，使电连接器与其对接连接器对接插、拔时，不致产生瞬间高压脉冲而引发烧毁触点的电火花。

本发明的另一目的在于提供一种可以平衡电路中的电流并可保护电路中的电气元件的电连接器。

本发明的目的是这样实现的：一种电连接器包括一绝缘本体及装设在绝缘本体中的一中心端子、若干导电端子、若干开关端子与一连接体。该绝缘本体设有一容腔和在该绝缘本体的后部设有贯穿至容腔的若干端子槽；该导电端子设有接触片，开关端子设有具触动部的致动片，且各触动部之间在电连接器的轴向方向上具有适当间距，而连接体则设有若干连接片，中心端子与连接体保持电性连接。导电端子的接触片、开关端子的致动片和连接体的连接片均延伸至容腔中，且接触片处于最外侧，致动片处于最内侧，而连接片则处于二者之间，而开关端子与连接部之间用绝缘块隔开。当对接连接器插入时，对接连接器首先与中心端子电性接通，然后先后触动开关端子，使连接体与导电端子先后接触而先后达到电性连接；当对接连接器拔出时，亦先后断开开关端子，使连接体与导电端子先后断开，并在开关端子先后开启、断开导电端子的过程中，经过一过渡电路状态。

与现有技术相比较，本发明的优点在于：可以有效地防止在对接连接器插、拔时产生电火花而打火，以及可以平衡电路中的电流以保护电路中的电气元件。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明电连接器的立体组装图。

图2为本发明电连接器的立体分解图。

图3为本发明电连接器的后视图。

图4为本发明电连接器与对接连接器对接前的剖视图。

图5为本发明电连接器与对接连接器对接后的剖视图。

图6为本发明电连接器在其对接连接器插入过程中各端子开启的时间顺序图。

图7为本发明电连接器的电路示意图。

图8为本发明电连接器的应用电路示意图。

图9为图8所示电连接器应用的等效电路图。

请参阅图1至图3，本发明电连接器100包括绝缘本体10和安装在该绝缘本体10内的接地端子20、中心端子30、导电端子41、42以及开关端子51、52与连接体60。

请一并参阅图4，绝缘本体10于前端设有一圆筒状对接部11及一内部容腔，该容腔包括沿绝缘本体10轴线方向的圆形内腔孔12和内腔孔12两侧的矩形侧腔孔14；该内腔孔12用于收容对接连接器，并在其底部且靠近前开口处(即对接部12底端)的内表面设有一安装部13，该安装部13由一矩形通孔和一垂直槽组成；侧腔孔14用于收容导电端子41、42以及开关端子51、52与连接体60的可移动端，并提供足够空间使这些可移动端实现功能性移动(详后述)；在绝缘本体10的后端设置有固定中心端子30、导电端子41、42以及开关端子51、52与连接体60的中心端子槽孔15、导电端子槽16、开关端子槽17及连接体槽18，该中心端子槽孔15处于绝缘本体10的垂直轴线上，导电端子槽16与开关端子槽17平行于中心端子槽孔15，且该开关端子槽17处于连接体槽16的内侧；连接体槽18的截面呈“”状，其横向部分与中心端子槽孔15连通，其垂直部分处于导电端子槽16与开关端子槽17之间。

接地端子20包括一接触弹片21和一端子脚22，其主体部分呈翼状，并固定于绝缘本体10的安装部13的垂直槽中，而其接触弹片21则自安装部13的矩形通孔延伸入内腔孔12中，且凸出于内腔孔12的表面以使对接连接器能与之接触。

中心端子30呈“T”形，包括一接触柱体31及一后翼32，其接触柱体31为圆柱体形，而后翼32则呈片状，该后翼32顶端设有若干突起321，其下端则设有一端子脚33；该中心端子30的后翼32装设于绝缘本体10的中心端子槽孔15中，而其接触柱体31则伸至绝缘本体10的内腔孔12中且处于其中心轴线上。

一对导电端子41、42包括接触片411、421和端子脚412、422，该接触片411、412与端子脚412、422形成“L”状，且接触片411、421向内弯折并与导电端子41、42所在平面之间形成一角度。当导电端子41、42固定于绝缘本体10的导电端子槽16中时，其接触片411、421则延伸到侧腔孔14中，并可于其中移动。

一对开关端子51、52分别向前设置有一致动片511、521，该致动片511、521于其前端分别向内弯折形成一突起状触动部512、522，触动部512、522距开关端子51、52的后端面之间的距离并不一致，故当开关端子51、52固定在绝缘本体10中时，其触动部512与522之间沿连接器100的轴向有一距离L(如图4示)，且当开关端子51、52固定在绝缘本体10中时，开关端子51、52处于导电端子41、42的内侧，其致动片511、521延伸到侧腔孔14中并可以移动，而其触动部512、522延伸入内腔孔13内以便与其对接连接器相接触。

连接部60用于自中心端子30传输电源至导电端子41、42，该连接部60呈“”状，其横向部分为横梁61，并自该连接部60的垂直部分向前延伸有一对连接片62、63，当连接部60装设于绝缘本体10中时，该横梁61与中心端子30顶端的若干突起321接触，使连接部60与中心端子30电性连接，而其连接片62、63则延伸至侧腔孔14中，并分别处于导电端子41、42的接触片411、421与开关端子51、52的致动片511、521之间，连接片62、63上装设有绝缘块70以防止连接片62、63与致动片511、521接触，而连接片62、63与接触片411、421之间则不接触，但可以通过致动片511、521推动连接片62、63与接触片411、421接触，其位置关系如图4所示。

该导电端子41、42、开关端子51、52及连接部60的自由端，即接触片411、421、致动片511、521与连接片62、63两侧分别设置有若干卡扣片(未标号)，该卡扣片与各自由端形成“M”状。导电端子41、42、开关端子51、52及连接部60则通过这些卡扣片卡扣于相对应的导电端子槽16、开关端子槽17及连接体槽18中，而其接触片411、421、致动片511、521与连接片62、63则延伸至侧腔孔14中。

请再参阅图5，电连接器100的对接连接器200由绝缘筒体210、导电套筒220及对接端子230组成，导电套筒220套设在绝缘筒体210的外周，而对接端子230则装设于绝缘筒体210之内，且该对接端子230呈鱼尾状，于对接时可以夹持电连接器100的中心端子30。当对接连接器200沿F向插入而与电连接器100对接时，对接连接器200的导电套筒220首先与电连接器100的接地端子20电性接通，进一步则对接端子230夹持电连接器100的中心端子30，并与其电性导通；对接连接器200继续插入，其绝缘筒体210挤压开关端子51的触动部512并将开关端子51的致动片511向外推动，而该致动片511于移动过程中则通过绝缘块70推动连接片62向外移动，直至连接片62与导电端子41的接触片411接触为止；当对接连接器200继续插入L的距离后，其绝缘筒体210挤压开关端子52的触动部522并将开关端子52的致动片521向外推动，而该致动片521于移动过程中则通过绝缘块70推动连接片63向外推动，直至连接片63与导电端子42的接触片421接触为止；当对接连接器200完全插入后，开关端子41、42均与对接连接器200的导电套筒220电性连接，并最终与接地端子20电性连接而接地。

上述各端子接通的时间先后顺序如图6所示，其中ON表示接通，而OFF表示断开。易于理解，当自电连接器100中拔掉对接连接器200时，电连接器100的各端子的断开与前述接通的顺序相反。

因此，如上述所述结构构成的电连接器可用电路图表示，如图7示，在本实施例中，电路图中字母T表示导电端子，而S表示开关，其中，T1表示接地端子20，因接地端子20具有接触弹片21，故亦可表示开关S1；T2表示中心端子30，T3、T4分别表示导电端子41、42；而S3、S4则表示开关端子51、52。

本发明电连接器100可应用于如图8所示的实际电路。图中GND表示接地，而R表示电阻，C表示电容，RL表示负载，该负载可能为一相当庞大的电路，且包括有电阻、电容及电感等。电连接器100在应用时，中心端子30连接电阻R与电容C，由开关端子51致动的导电端子41直接连接电容，而由开关端子52致动的导电端子42接负载。该电路示意图可进一步简化为如图9所示的电路图，图中电源通过对接连接器200提供。因此，电连接器100在实际应用中，形成了三条并联电路回路：其一，自电源正极经过电阻R、电容C及开关S1回到电源负极；其二，自电源正极经过开关S3、电容C及开关S1回到电源负极；其三，自电源正极经开关S4、负载RL及开关S1回到电源负极。该前两条回路为防打火之用，而第三条回路则连接负载。

当对接连接器200与电连接器100对接时，在插入过程中，对接连接器200的导电套筒220首先与电连接器100的接地端子20电性接通，此时闭合开关S1；进一步则对接端子230夹持电连接器100的中心端子30，此时对接连接器200通过中心端子30为整个电路提供电源，并导通第一个电流回路，电流经电阻R流向电容C，并向电容C充电，因此当对接端子230在接触中心端子30的瞬间，其接触触点间产生的高压脉冲由电容C吸收，防止了电火花的产生；对接连接器200继续插入，其绝缘筒体210挤压开关端子51推动连接片62与导电端子41接触，此时闭合开关S3，电流将直接绕过电阻R向电容C充电，使瞬间产生的高压脉冲被电容C吸收，且电容C充满电荷；而当对接连接器200挤压开关端子52而推动连接片63与导电端子42接触时，则闭合开关S4，使电源向负载供电，并且由电容C放电向负载RL提供补偿电压，此时电源与电容C并联对负载供电，因闭合开关S4时可能会产生瞬间高压，故电容满载后其两端的电势小于电源两端的电势且为恒定，根据电路原理，则负载两端的供电电势应为电容两端的电势，因电容C两端的电势恒定，则闭合开关S4的瞬间不会产生高压脉冲，亦不会产生打火现象。

因此，电连接器100的防打火功能是通过电连接器100与外接的充放电R.C电路配合使用得以实现，且此过程中的尖峰电流大小及其充放电时间常数可由电阻R、电容C的参数匹配进行调整，以实现对接连接器插入时无打火的现象；另外，外接充放电R.C电路的充放电时间的具体保证，由对接端子230接触到中心端子30开始直至导电套筒220打开开关端子51之间的距离D来实现，一般而言，D应不小于2.5mm，可确保不同人工插入速度下的充放电R.C电路的充放电时间需求。

Claims (14)

1.一种具有防打火功能的电连接器组合，用于与一电源连接器对接，其包括设置有对接部与容腔的绝缘本体和固定在绝缘本体内的若干端子，这些端子至少包括第一端子、第二端子、第三端子及第四端子，且每一端子均包括连接部与接触部，这些接触部延伸至前述容腔内以使电源连接器插入时，与该电源连接器的对应端子电性接触或与本连接器的其他端子的接触部电性接触，其特征在于：该电连接器组合进一步包括有连接至第一、二端子的连接部的充放电电路，该充放电电路具有电阻和电容等电子元件，且该第二端子的接触部处于容腔的最外侧，第三端子的接触部处于最内侧，而第四端子的接触部则处于二者之间，当电源连接器插入时，该电源连接器的对应端子首先触动第三端子的接触部，该接触部推动第四端子的接触部与第二端子的接触部电性连接，接通充放电电路，当电源连接器继续插入时，其对接端子触动另一第三端子的接触部，该接触部推动第四端子的另一接触部与另一第二端子的接触部电性连接，而使电路切换至正常工作状态。

2.根据权利要求1所述的电连接器组合，其特征在于：该绝缘本体的容腔进一步包括内腔孔与内侧孔两侧的侧腔孔。

3.根据权利要求2所述的电连接器组合，其特征在于：该第三端子的接触部进一步设有触动部，且该触动部自侧腔孔延伸入内腔孔中。

4.根据权利要求2所述的电连接器组合，其特征在于：这些端子的接触部在侧腔孔中可以水平移动。

5.根据权利要求1所述的电连接器组合，其特征在于：该电连接器进一步设有若干绝缘块，该绝缘块置于第四端子的接触部前端，以使第四端子的接触部与第三端子的接触部不电性接触。

6.根据权利要求1所述的电连接器组合，其特征在于：该绝缘本体进一步于该对接部底端设有安装部。

7.根据权利要求6所述的电连接器组合，其特征在于：该电连接器的一端子安置于绝缘本体的安装部中。

8.根据权利要求1所述的电连接器组合，其特征在于：该第四端子进一步设有与第一端子电性连接的横梁。

9.根据权利要求1所述的电连接器组合，其特征在于：该第三端子的接触部与第二端子的接触部在电源连接器插入前不接触。

10.根据权利要求1所述的电连接器组合，其特征在于：该第一端子的接触部为圆柱状。

11.一种电连接器，用于将具有第一、二电极的电源连接器与包括具有阻抗元件的防打火电路及负载电路的应用电路相连接，其包括设置有对接部及容腔的绝缘本体和固定在绝缘本体中的若干端子，该若干端子至少包括第一端子、第二端子、第三端子及第四端子，且每一端子均包括连接部与接触部，这些连接部与应用电路电性连接，接触部延伸于前述容腔内以使电源连接器插入时，与该电源连接器的对应端子电性接触或与本连接器的其他端子的接触部电性接触，其特征在于：当电源连接器插入时，该电源连接器的第一电极首先与第一端子的接触部电性连接，接着第二电极与第二端子的接触部电性连接而与防打火电路接通，并进入充电平稳的第一过渡电路状态，继续插入时则由于其他端子的开关作用而切换至正常工作状态。

12.根据权利要求11所述的电连接器，其特征在于：当进入第一过渡电路状态后，电源连接器继续插入时接触第三端子并进入第二过渡电路状态，且进一步插入则会接触第四端子并由于第四端子的开关作用而切换至正常工作状态。

13.根据权利要求11所述的电连接器，其特征在于：该第一过渡电路状态是向防打火电路充电。

14.根据权利要求12所述的电连接器，其特征在于：该第二过渡电路状态是将防打火电路中的阻抗元件短路并对阻抗元件短路后的防打火电路充电。

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