CN217934267U - 改进的高安全性大电流电连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种改进的高安全性大电流电连接器，在连接器的金属插针的铆接端附近设置凸包结构，并在电连接器壳体内部设置悬臂梁构造的导向筋板，金属插针在径向仅与导向筋板形成紧配合，在受热膨胀时，具有弹性的凸包结构和导向筋板均可吸收一定的膨胀应力，即使发生过渡的膨胀，也仅会在与金属插针形成紧配合的电连接器内壁的导向筋板处发生开裂问题，不会导致整个电连接器壳体开裂，如此，可以避免壳体开裂引起的安全问题；在金属插针的铆接部附近设置凸包结构并与塑料壳体内部的导向筋板根部的台阶结构配合安装，将金属件与塑料件的接触位置向后延伸，增加了爬电距离，提高了电连接器过大电流的能力，适合大功率光伏组件的应用需求。

Description

改进的高安全性大电流电连接器

技术领域

本实用新型涉及电连接器技术领域，特别涉及一种改进的安全性高且适应大电流通过的电连接器，所述的电连接器尤其适用于大功率光伏系统的组件连接中。

背景技术

随着世界环境问题的日益严峻，作为清洁能源重要组成部分的光伏发电得到了越来越广泛的应用，光伏发电系统也越来越多的被建造出来。光伏发电系统需要通过电缆线将多个光伏组件相互连接组成光伏组件阵列进而向外进行大电压输出，而电连接器是光伏组件相互连接的必不可少的器件。如图1所示的是一种目前常用的光伏组件电连接器，其包括负极电连接器以及正极电连接器，所述的负极电连接器包括塑料本体9，与塑料本体9螺纹连接的螺帽1，设于螺帽1内部的电缆锁扣2，电缆锁扣2套设于垫圈3的上部，垫圈3的下部安装于塑料本体9中；设于塑料本体9内的金属插针8以及安装于塑料本体9内并与金属插针8上的倒刺结构81配合的止退圈7；所述的正极电连接器包括塑料本体4，与塑料本体4螺纹连接的螺帽1，设于螺帽1内部的电缆锁扣2，电缆锁扣2套设于垫圈3的上部，垫圈3的下部安装于塑料本体4中；设于塑料本体4内的金属插套5、安装于塑料本体4内并与金属插套5上的倒刺结构41配合的止退圈7以及安装于金属插套5内部的鼓簧10；当金属插针8插入金属插套5内部时，鼓簧10的凹陷中部与金属插针8紧密接触，保证金属插针8与金属插套5之间的可靠连接；在正极电连接器与负极电连接器连接处设有密封圈6。对于电连接器来讲，除了优异的导电性能意外，使用过程中的安全性是需要重点关注的。为了保证金属插针/插套在塑料本体内部的固定强度，避免系统安装或使用过程中松脱，在电连接器生产时，金属插针/插套的至少一部分本体（金属圆管部）与电连接器的壳体是紧密配合的，而在工作过程中，由于金属与塑料壳体的膨胀系数存在较大差异，在高温时，有时会发生塑料壳体被内部的金属插针/插套撑裂的问题，这对于电连接器甚至光伏系统来讲是一件非常严重的问题，需要避免；另外，随着目前光伏组件的功率越来越大，电连接器通过的电流也越来越大，在不改变现有的电连接器的尺寸大小的情况下，需要尽量增大爬电距离来保证大电流通过的安全性。因此，有必要对现有的电连接器进行改进，在保证电连接器的结构强度的基础上，避免电连接器壳体在使用过程中开裂，并增加爬电距离。

实用新型内容

针对上述的光伏系统电连接器在应用中的使用要求，本实用新型的目的是提供一种改进的高安全性大电流电连接器，保证电连接器的金属插针与电缆连接的可靠性，避免壳体开裂延长电连接器的使用寿命，并增加爬电距离。

为达到本实用新型的目的，本实用新型的一种改进的高安全性大电流电连接器，其包括电连接器公插以及母插，所述的公插和母插均包括壳体，与壳体螺纹连接的螺帽，设于螺帽内部的电缆锁扣，电缆锁扣套设于垫圈的上部，垫圈的下部安装于壳体中；电连接器母插壳体内设有金属插针，公插壳体内设置有金属插套,所述的金属插针和金属插套均包括电缆线铆接部，在金属插针和/或金属插套上毗邻铆接部的颈部位置沿圆周方向设置有凸包结构；所述的母插壳体和/或公插壳体内壁，与所述的铆接部和颈部相对应的位置附近，沿内壁圆周方向设有多个导向筋板，形成呈喇叭口状的金属插针/插套安装导向结构，所述的导向筋板的根部与壳体内壁一体连接，端部与壳体内壁间隔一设定距离形成类似悬臂梁的构造；导向筋板的根部处设有内凹的台阶结构，当金属插针/插套插入壳体时，金属插针/插套上的凸包结构与导向筋板根部处设置的内凹台阶结构配合对金属插针/插套进行限位，且金属插针/插套与导向筋板形成紧配合。

优选的，所述插套的插套本体的前端设置有鼓簧部，所述的鼓簧部是通过冲压工艺将中空的插套本体进行材料冲切后形成的间隔均匀的栅栏状或网状结构，并形成中部下陷的弧形构造；当所述的插针与插套插接时，插针本体与鼓簧部抵接。

再优选的，在毗邻金属插针/插套铆接部的位置设有与电连接器壳体内侧的台阶结构配合的倒刺结构，所述的倒刺结构是直接将插套本体材料进行冲压形成，或者是在套设在插套本体的卡圈的圆周表面上通过冲压工艺来形成。

再优选的，成栅栏状的鼓簧部上的间隔均匀的多个金属条与插套本体的轴向平行或成一角度。

再优选的，所述的导向筋板的导向面为平面或者弧面结构。

再优选的，所述的沿壳体内壁圆周方向设置的多个导向筋板，间隔均匀地设置。

再优选的，所述的导向筋板设置有4个或6个或8个。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的改进的高安全性大电流电连接器，在金属插针的铆接端附近设置凸包结构，并在电连接器壳体内部设置插针安装导向的导向筋板，导向筋板成悬臂梁构造，金属插针在径向仅与导向筋板形成紧配合，在受热膨胀时，具有弹性的凸包结构和导向筋板均可吸收一定的膨胀应力，即使发生过渡的膨胀，也仅会在与金属插针形成紧配合的电连接器内壁的导向筋板处发生开裂问题，不会导致整个电连接器壳体开裂，如此，可以避免壳体开裂引起的安全问题；在金属插针的铆接部附近设置凸包结构并与塑料壳体内部的导向筋板根部的台阶结构配合安装，将金属件与塑料件的接触位置向后延伸，增加了爬电距离，提高了电连接器过大电流的能力，适合大功率光伏组件的应用需求。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：

图1所示为现有技术的光伏组件电连接器的立体分解结构示意图；

图2所示为本实用新型的改进的电连接器内部的金属插针组件的插套的立体结构示意图；

图3所示为为本实用新型的改进的电连接器内部的金属插针组件的插针的立体结构示意图；

图4所示为本实用新型的改进的电连接器壳体（母插）的立体结构示意图；

图5所示为图4的电连接器壳体的剖面结构示意图；

图6所示为图4的电连接器壳体的内部结构放大示意图；

图7所示为本实用新型的改进的电连接器壳体（公插）的立体结构示意图；

图8所示为本实用新型的改进的电连接器的立体结构示意图；

图9所示为图8的电连接器的剖视结构示意图。

图中，部分元件名称及标号如下：

11-螺帽；12-电缆锁扣；13-垫圈；14、19-塑料壳体；15-金属插套；18-金属插针；16-密封圈；150-插套本体；151-铆接部；152-鼓簧部；153-卡圈；1531-倒刺结构；154-颈部；1541-凸包结构；180-插针本体；181-铆接部；183-卡圈；1831-倒刺结构；184-颈部；1841-凸包结构；190-壳体内壁；191-金属插套容置腔；192-弧形凸筋；193-内凹台阶。

具体实施方式

结合附图本实用新型的结构特征及优点详述如下。

首先说明的是，因为电连接器的正、负极金属插针需要互相插接，因此，在本实用新型中，为了便于描述，将负极电连接器中的金属插针定义为插针，而将正极电连接器中的金属插针定义为插套，然本申请对此不作限定，也可以将负极电连接器中的金属插针定义为插套，而将正极电连接器中的金属插针定义为插针，应视为等同替换；不管是将其称为插针或插套，均属于广泛意义上的电连接器的金属插针（PIN）。

先参照图8和图9所示的本实用新型的可应用于光伏组件连接的高安全性大电流电连接器的结构示意图，所述的电连接器包括电连接器公插以及母插，所述的公插和母插均包括壳体，与壳体螺纹连接的螺帽11，设于螺帽11内部的电缆锁扣12，电缆锁扣12套设于垫圈13的上部，垫圈13的下部安装于壳体中；电连接器母插壳体19内设有金属插针18，公插壳体14内设置有金属插套15,所述的金属插针18和金属插套15均包括电缆线铆接部，在金属插针18和/或金属插套15上毗邻铆接部的颈部位置沿圆周方向设置有凸包结构；所述的母插壳体19和/或公插壳体14内壁，与所述的铆接部和颈部相对应的位置附近，沿内壁圆周方向设有多个导向筋板，形成呈喇叭口状的金属插针/插套安装导向结构，所述的导向筋板的根部与壳体内壁一体连接，端部与壳体内壁间隔一设定距离形成类似悬臂梁的构造；导向筋板的根部处设有内凹的台阶结构，当金属插针/插套插入电连接器壳体时，金属插针/插套上的凸包结构与导向筋板根部处设置的内凹台阶结构配合对金属插针/插套进行限位，且金属插针/插套与导向筋板形成紧配合。

具体的，所述的金属插针组件及连接器壳体的结构详细描述如下。

参照附图2及图3所示的本实用新型的电连接器的金属插针组件的插套的结构示意图，所述的插套15包括中空设置的插套本体150以及后端与插套本体连接的电缆线铆接部151，所述的插套本体150的前端设置有鼓簧部152，插套本体150上毗邻铆接部151的位置设有颈部154，其上设有与电连接器壳体内壁的内凹台阶结构配合的凸包结构1541；在优选的实施方式中，所述的鼓簧部152是通过冲压工艺将中空的插套本体150进行材料冲切后形成的间隔均匀的栅栏状或网状结构，并形成中部下陷的弧形构造；毗邻所述的颈部154的位置设有与电连接器壳体内侧的台阶结构配合的倒刺结构1531（可参照图9），用于避免金属插套由于电缆线的拉扯导致松动或拉出；所述的倒刺结构1531可以是直接将插套本体材料进行冲压形成，或者是在套设在插套本体10的卡圈153的圆周表面上通过冲压工艺来形成多个倒刺结构1531（参照图2）；所述的凸包结构1541可以是直接将颈部154的材料进行冲压得到，其顶部高出颈部的圆筒本体表面；参照附图3所示的金属插针组件的插针的结构示意图，所述的插针18包括插针本体180以及后端与插针本体连接的电缆线铆接部181，插针本体180上毗邻铆接部181的位置设有颈部184，其上设有与电连接器壳体内壁的内凹台阶结构配合的凸包结构1841；毗邻所述的颈部184的位置设有与电连接器壳体内侧的台阶结构配合的倒刺结构1831，用于避免金属插针由于电缆线的拉扯导致松动或拉出；所述的倒刺结构1831可以是直接将插针本体材料进行冲压形成，或者是在套设在插针本体10的卡圈183的圆周表面上通过冲压工艺来形成多个倒刺结构1831（如图3所示）；所述的凸包结构1841可以是直接将颈部184的材料进行冲压得到，其顶部高出颈部的圆筒本体表面；当所述的插针18与插套15插接时，所述的插针本体180与鼓簧部152抵接。

在一优选的实施方式中，成栅栏状的鼓簧部152上的间隔均匀的多个金属条与插套本体150的轴向平行或成一角度。

在另一优选的实施方式中，所述的插套本体150、铆接部151、颈部154以及鼓簧部152为一体成型结构。

在另一优选的实施方式中，所述的插针本体180、铆接部181、颈部184为一体成型结构。

在另一优选的实施方式中，所述的倒刺结构1531、1831与金属插套、插针的轴线之间的夹角为10°-30°。角度越大，倒刺结构与电连接器塑料本体内部的台阶结构的抵接约牢靠但是舌片结构的抗拉强度就会减小，因此，可以根据金属插针/插套本身的材料强度、塑料本体的尺寸等选择合理的夹角。在另一优选的实施方式中，所述的倒刺结构至少设有3个。

在另一优选的实施方式中，为了提高倒刺结构的抗变形能能力，可以在倒刺结构的根部即倒刺结构与卡圈桶状本体的连接处设置加强筋结构，所述的加强筋可以是直接通过冲压工艺在金属材料上形成的条状凸起。

继续参照图4-图6所示的本实用新型的电连接器壳体的结构示意图，以电连接器的母插壳体19为例进行具体的结构说明。如图所示，所述的电连接器壳体包括壳体内壁部190，其中间位置形成供金属插针装配以及缆线通过的容置腔191，在壳体内壁部190对应电缆线与金属插针连接的位置处，沿壳体内壁圆周方向，设置有多个导向筋板192，形成呈喇叭口状的金属插针安装导向结构；参照图6，所述的导向筋板192的根部与壳体内壁一体连接，端部与壳体内壁间隔一设定距离形成一类似悬臂梁的结构；导向筋板192的根部处设有一内凹的台阶结构193；利用所述的导向筋板192，可以方便金属插针插入电连接器壳体中，并利用金属插针上的凸包结构与导向筋板192根部处设置的内凹台阶结构193的配合对金属插针进行限位，并提高金属插针抗拉拽的能力。在此配合结构中，金属插针仅与导向筋板之间形成紧配合，当工作温度比较高时，第一，凸包结构以及悬臂梁构造的导向筋板本身具有一定的弹性，可以吸收一定的膨胀应力，另外，即使在温度过高发生过度膨胀导致塑料件撑裂的问题，也仅仅是壳体内部的导向筋板处会发生开裂甚至断裂的问题，不会影响到整个塑料壳体的安全性。

图7所示为本实用新型的改进的电连接器壳体（公插）的立体结构示意图，其内部设有与上述的导向筋板结构，其具体构造同上所述，在此不再赘述。应当理解的是，所述的导向筋板结构可以是在电连接器壳体的公插壳体和母插壳体内部均有设置，因为公插壳体和母插壳体内部的金属插针的直径不一样，受热膨胀程度也不一样，因此也可以是在其中之一的内部设置所述的导向筋板。

在一优选的实施方式中，所述的导向筋板的导向面为平面或者弧面结构。

在另一优选的实施方式中，所述的沿壳体内壁圆周方向设置的多个导向筋板，间隔均匀地设置；再优选的，所述的导向筋板设置有4个或6个。

本实用新型的改进的高安全性大电流电连接器，在金属插针的铆接端附近设置凸包结构，并在电连接器壳体内部设置插针安装导向的导向筋板，导向筋板成悬臂梁构造，凸包结构与导向筋板根部的台阶结构进行限位，金属插针在径向仅与导向筋板形成紧配合，而不是由金属插针的本体圆筒部与电连接器的内壁直接形成进行紧配合，在受热膨胀时，具有弹性的凸包结构和导向筋板均可吸收一定的膨胀应力，即使发生过渡的膨胀，也仅会在与金属插针形成紧配合的电连接器内壁的导向筋板处发生开裂问题，不会导致整个电连接器壳体开裂，如此，可以避免壳体开裂引起的安全问题。导向筋板的设置可以方便金属插针的安装，并进一步提高金属端子在电连接器塑料壳体内部固定的可靠性，避免金属插针松脱甚至被拉出，电连接器的整体结构强度明显提高；另外，在金属插针的铆接部附近设置凸包结构并与塑料壳体内部的导向筋板根部的台阶结构配合安装，将金属件与塑料件的接触位置向后延伸，增加了爬电距离，提高了电连接器过大电流的能力，适合大功率光伏组件的应用需求。

本实用新型并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本实用新型的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，所述的电连接器包括电连接器公插以及母插，所述的公插和母插均包括壳体，与壳体螺纹连接的螺帽，设于螺帽内部的电缆锁扣，电缆锁扣套设于垫圈的上部，垫圈的下部安装于壳体中；电连接器母插壳体内设有金属插针，公插壳体内设置有金属插套,所述的金属插针和金属插套均包括电缆线铆接部，在金属插针和/或金属插套上毗邻铆接部的颈部位置沿圆周方向设置有凸包结构；所述的母插壳体和/或公插壳体内壁，与所述的铆接部和颈部相对应的位置附近，沿内壁圆周方向设有多个导向筋板，形成呈喇叭口状的金属插针/插套安装导向结构，所述的导向筋板的根部与壳体内壁一体连接，端部与壳体内壁间隔一设定距离形成类似悬臂梁的构造；导向筋板的根部处设有内凹的台阶结构，当金属插针/插套插入壳体时，金属插针/插套上的凸包结构与导向筋板根部处设置的内凹台阶结构配合对金属插针/插套进行限位，且金属插针/插套与导向筋板形成紧配合。

2.如权利要求1所述的一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，所述插套的插套本体的前端设置有鼓簧部，所述的鼓簧部是通过冲压工艺将中空的插套本体进行材料冲切后形成的间隔均匀的栅栏状或网状结构，并形成中部下陷的弧形构造；当所述的插针与插套插接时，插针本体与鼓簧部抵接。

3.如权利要求1或2所述的一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，在毗邻金属插针/插套铆接部的位置设有与电连接器壳体内侧的台阶结构配合的倒刺结构，所述的倒刺结构是直接将插套本体材料进行冲压形成，或者是在套设在插套本体的卡圈的圆周表面上通过冲压工艺来形成。

4.如权利要求3所述的一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，成栅栏状的鼓簧部上的间隔均匀的多个金属条与插套本体的轴向平行或成一角度。

5.如权利要求3所述的一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，所述的导向筋板的导向面为平面或者弧面结构。

6.如权利要求5所述的一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，沿所述的壳体内壁圆周方向设置的多个导向筋板，间隔均匀地设置。

7.如权利要求6所述的一种改进的高安全性大电流电连接器，其特征在于，所述的导向筋板设置有4个或6个或8个。

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