CN221057700U - 一种适用于非屏蔽高压电连接器的tpa结构及电连接器插头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构及电连接器插头，TPA结构包括：插头壳体、功率端子、TPA、电缆；电缆穿设于TPA上设置的电缆过孔A；功率端子固定在电缆端部，其侧壁设置有端子挂齿；插头壳体前端设置有轴向的功率端子容置型腔，其内设置有端子挂台；功率端子轴向安装在功率端子容置型腔内；插头壳体中段内设有轴向的圆柱型腔，TPA安装在圆柱型腔内；当电缆受拉时，端子挂齿与端子挂台卡接，实现一次轴向锁止；电缆继续受拉，此时功率端子的尾部端面与TPA的顶部定位端面抵触，TPA参与功率端子限位，实现二次轴向锁止。本实用新型解决了现侧装式TPA因插头壳体侧向开槽导致的爬电距离不足，进而导致电气击穿甚至设备烧蚀故障的问题。

Description

一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构及电连接器插头

技术领域

本实用新型涉及高压互锁电连接器技术领域，尤其涉及一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构及电连接器插头。

背景技术

伴随着国家政策激励及新能源汽车相关技术趋于成熟，新能源汽车行业发展进入快车道，各主要新能源厂家部分车型已实现大批量生产；且由于新能源汽车行业开放合资股比政策的支持，欧美等合资新能源汽车品牌不断涌入国内市场。

新能源汽车电连接器行业，连接器性能要求一般为根据各主机厂企标要求执行，而之前配套供货厂家一般为国内主机厂；随着国外汽车品牌的加入，如大众、通用等，LV215,USCAR，GMW3191等性能规范亦加入电连接器认证范围；在电连接器端子固定可靠性领域，不同国外主机厂除性能认证规范外，亦有不同的附加要求，如通用在连接器认证阶段，需要根据其额外的设计规范(如GMW15841)对某些重要结构的有无进行打分，最终分数达标方可认证合格，如TPA(TPA：端子二次锁止结构)的有无即为重要认证特性。

根据上述现状，新能源汽车用电连接器TPA结构有无对产品性能及客户认证阶段的重要性日益凸显。

现有新能源汽车用电连接器，特别是新能源汽车用非屏蔽高压电连接器，由于其结构的特殊性(无屏蔽连接系统)，一般在性能(端子在连接器中保持力)可满足各厂家性能规范要求时基本不额外设计TPA结构；部分厂家会设置类似传统低压连接器结构形式的侧装式TPA结构，其结构示意图见图1所示，其为侧装式TPA结构，装配过程为：首先将压线完成后端子装入插头壳体1，后将TPA2从侧向装入插头壳体1，通过TPA上平面支撑结构干涉端子轴向位移，实现端子的二次固定。

这种TPA侧向装入连接器插头壳体的结构存在如下缺陷：TPA需要在端子装配到位后，侧向卡入，存在TPA装配无结构导向、装配效率低、且端子装入高度不一致造成的装入困难现象；另外插头壳体模具结构复杂，需增加侧向行位结构，影响模具可靠性及寿命；同时插头壳体侧向开槽减小功率端子间电气间隙及爬电距离，存在电气击穿、设备烧蚀风险。

实用新型内容

本实用新型提供了一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构及电连接器插头，以解决现有的高压非屏蔽电连接器TPA在参与线束装配时，存在生产效率低、装配困难、连接器耐电气击穿性能差的问题。

本实用新型采用的技术方案是：第一方面，提供一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，包括：插头壳体、功率端子、TPA、电缆；

所述电缆穿设于TPA上设置的电缆过孔A；

所述功率端子固定在所述电缆端部，所述功率端子侧壁上设置有端子挂齿；

所述插头壳体前端设置有轴向的功率端子容置型腔，所述功率端子容置型腔内设置有端子挂台；所述功率端子轴向安装在功率端子容置型腔内；所述插头壳体中段内设有轴向的圆柱型腔，所述TPA安装在圆柱型腔内；

当电缆受拉时，所述端子挂齿与端子挂台卡接，实现一次轴向锁止；所述电缆继续受拉向后移动，此时功率端子的尾部端面与TPA的顶部定位端面抵触，TPA参与功率端子限位，实现二次轴向锁止。

进一步的，所述功率端子尾部设有芯线包脚和胶皮包脚，所述胶皮包脚末端为尾部端面；所述电缆设有芯线部和外胶皮部，所述芯线部及外胶皮部分别与功率端子芯线包脚及胶皮包脚压接，实现二者间固定连接。

进一步的，所述TPA包括一体成型或分体式的矩形平板和圆柱凸台，所述圆柱凸台位于矩形平板的一侧；所述圆柱凸台前端设有顶部定位端面，圆柱凸台内设电缆过孔；所述矩形平板面向圆柱凸台的一面为上定位平面，远离圆柱凸台的一面为下定位平面。

进一步的，还包括短接信号插孔，所述短接信号插孔外壁设置有端子挂齿；所述插头壳体前端内部设置短接信号插孔容置型腔，所述短接信号插孔容置型腔内设置有插孔挂台；所述短接信号插孔容置于短接信号插孔容置型腔内，所述端子挂齿与所述插孔挂台卡接，实现轴向固定。

进一步的，还包括封线体和尾盖，所述电缆穿设于封线体上设置的线缆过孔B以及尾盖上设置的电缆过孔C；所述插头壳体后段内设封线体容置型腔，中段及后段间设有TPA定位平面；所述封线体容置于封线体容置型腔内，所述封线体两侧面为前定位平面和后定位平面；组装到位时，所述TPA矩形平板的上定位平面与所述TPA定位平面贴合，所述封线体前定位平面与所述TPA矩形平板的下定位平面贴合；所述尾盖安装在插头壳体上。

进一步的，所述封线体外侧壁设置有外密封唇口，电缆过孔B内壁设置有内密封唇口。

进一步的，所述尾盖上设置有卡扣挂槽，所述插头壳体外侧壁上设置有与所述卡扣挂槽相卡合的卡扣挂台。

第二方面，本实用新型提供一种适用于非屏蔽高压电连接器插头，其包括如上所述的TPA结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型TPA采用后装式结构设计，电连接器线束装配时，可同时将尾盖、封线体、TPA依次穿过非屏蔽高压电缆，待功率端子装入插头壳体后，再将TPA、封线体及尾盖依次轴向推入并固定，此种设计亦可实现自动化装配；可规避因插头壳体侧向开槽导致的电气击穿，进而烧蚀设备风险；从而实现参与线束装配时生产效率提高、生产成本降低、性能可靠性提升的行业发展要求。

附图说明

图1是现有技术中低压连接器结构形式的侧装式TPA结构的示意图；

图2是本实用新型公开的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构的爆炸示意图；

图3是本实用新型公开的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构的剖面视图；

图4是本实用新型公开的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构的结构示意图；

图5是本实用新型公开的插头壳体的结构示意图；

图6是本实用新型公开的短接信号插孔的结构示意图；

图7是本实用新型公开的功率端子的结构示意图；

图8是本实用新型公开的TPA的结构示意图；

图9是本实用新型公开的封线体的结构示意图；

图10是本实用新型公开的尾盖的结构示意图；

图11是本实用新型公开的电缆的结构示意图。

附图标记：图1中：1-插头壳体，2-TAP；

图2-图11中：1-插头壳体，11-短接信号插孔容置型腔，12-插孔挂台，13-功率端子容置型腔，14-端子挂台，15-圆柱型腔，16-封线体容置型腔，17-TPA定位平面，18-卡扣挂台，2-短接信号插孔，21-端子挂齿，3-功率端子，31-端子挂齿，32-芯线包脚，33-胶皮包脚，34-尾部端面，4-TPA，41-圆柱凸台，411-顶部定位端面，412-电缆过孔A，413-外圆周轮廓，42-矩形平板，421-矩形圆周轮廓，422-上定位平面，423-下定位平面，5-封线体，51-前定位平面，52-后定位平面，53-内密封唇口，54-外密封唇口，55-电缆过孔B，6-尾盖，61-电缆过孔C，62-卡扣挂槽，7-电缆，71-芯线部，72-外胶皮部。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

参见图2-图11，本实施例公开一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，它包括插头壳体1、短接信号插孔2、功率端子3、TPA4、封线体5、尾盖6、电缆7。

具体的，参见图3-图6，所述插头壳体1前端内部设置有轴向的短接信号插孔容置型腔11，短接信号插孔容置型腔11内设置有插孔挂台12，所述短接信号插孔2容置于短接信号插孔容置型腔11内，短接信号插孔2其侧壁上的端子挂齿21与所述插孔挂台12卡接，实现轴向固定。端子挂齿21具有弹性。

参见图3、图7，所述插头壳体1前端还设置有轴向的功率端子容置型腔13，所述功率端子容置型腔13与所述短接信号插孔容置型腔11呈矩阵排列设置。所述功率端子容置型腔13内设置有端子挂台14，在所述功率端子容置型腔13内设置功率端子3，所述功率端子3中部两侧壁上设有挂齿31，所述端子挂齿31与所述端子挂台14卡接实现端子在插头壳体内轴向固定。

参见图7、图11，所述功率端子3尾部设有芯线包脚32及胶皮包脚33，胶皮包脚33末端为尾部端面34；所述电缆7设有芯线部71及外胶皮部72，所述芯线部71及外胶皮部72分别与所述功率端子芯线包脚32及胶皮包脚33压接，实现二者间固定连接。所述电缆7优选为非屏蔽高压电缆。

参见图3、图8，所述插头壳体1中段内设圆柱型腔15，后段内设封线体容置型腔16，中段及后段间设有TPA定位平面17；所述TPA4前部设有圆柱凸台41，圆柱凸台前端设有顶部定位端面411，圆柱凸台内设电缆过孔A412，圆柱凸台41外侧壁为外圆周轮廓413。TPA4后部设有矩形平板42，矩形平板42侧壁为矩形圆周轮廓部421，矩形平板42面向圆柱凸台41的一面为上定位平面422，远离圆柱凸台41的一面为为下定位面423。产品装配状态为：所述TPA圆柱凸台外轮廓413容置于插头壳体圆柱型腔15内，TPA矩形圆周轮廓421容置于插头封线体容置型腔16内，且所述TPA矩形平板上定位面422与插头壳体TPA定位平面17贴合。

参见图3、图9，所述插头壳体的封线体容置型腔16内设封线体5，所述封线体5设有前定位平面51及后定位平面52，组装到位状态为封线体前定位平面51与所述TPA矩形平板下定位平面423贴合。所述封线体上设置有供电缆7穿过的电缆过孔B55，所述电缆过孔B55内壁设置有内密封唇口53，外圆周设有外密封唇口54。内密封唇口53与电缆7过盈配合，外密封唇口54与封线体容置型腔16内壁过盈配合，实现密封效果。

参见图3、图10，所述插头壳体尾部外侧设有卡扣挂台18，所述尾盖6中部端面设有电缆圆过孔C61，前端两侧设有卡扣挂槽62。装配状态为：所述尾盖电缆圆柱过孔C61与所述电缆外胶皮部72匹配后向插头壳体1前端方向推进，当尾盖卡扣挂槽62与插头壳体1的卡扣挂台18耦合时，此时尾盖装配到位。

该TPA结构工作原理为：线束组装完成后，当所述电缆7受到向后拉扯力时，首先受力部位为端子挂齿31与插头壳体端子挂台14卡接处，实现一次轴向锁止；电缆7继续受力向后移动，此时功率端子3尾部端面34与TPA圆柱凸台41的顶部定位端面411贴合，TPA4参与端子限位，实现二次轴向锁止，并最终通过封线体5将应力传递于尾盖6与插头壳体1卡扣耦合处；经打样后试验验证，该TPA结构可将端子保持力提升至无TPA结构产品端子保持力的两倍以上，增益显著。

本实用新型解决了现侧装式TPA因插头壳体侧向开槽导致的爬电距离不足，进而导致电气击穿甚至设备烧蚀故障的问题，规避了侧装式TPA装配效率低、模具寿命不足等应用缺陷，同时提高了电连接器线束产品的质量可靠性及装配效率，特别适用于新能源汽车对电连接器的使用要求，具有很高的使用价值。

实施例2：

本实施例公开一种适用于非屏蔽高压电连接器插头，其包括实施例1所述的TPA结构。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，包括：插头壳体、功率端子、TPA、电缆；

所述电缆穿设于TPA上设置的电缆过孔A；

所述功率端子固定在所述电缆端部，所述功率端子侧壁上设置有端子挂齿；

所述插头壳体前端设置有轴向的功率端子容置型腔，所述功率端子容置型腔内设置有端子挂台；所述功率端子轴向安装在功率端子容置型腔内；所述插头壳体中段内设有轴向的圆柱型腔，所述TPA安装在圆柱型腔内；

当电缆受拉时，所述端子挂齿与端子挂台卡接，实现一次轴向锁止；所述电缆继续受拉向后移动，此时功率端子的尾部端面与TPA的顶部定位端面抵触，TPA参与功率端子限位，实现二次轴向锁止。

2.根据权利要求1所述的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，所述功率端子尾部设有芯线包脚和胶皮包脚，所述胶皮包脚末端为尾部端面；所述电缆设有芯线部和外胶皮部，所述芯线部及外胶皮部分别与功率端子芯线包脚及胶皮包脚压接，实现二者间固定连接。

3.根据权利要求2所述的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，所述TPA包括一体成型或分体式的矩形平板和圆柱凸台，所述圆柱凸台位于矩形平板的一侧；所述圆柱凸台前端设有顶部定位端面，圆柱凸台内设电缆过孔；所述矩形平板面向圆柱凸台的一面为上定位平面，远离圆柱凸台的一面为下定位平面。

4.根据权利要求3所述的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，还包括短接信号插孔，所述短接信号插孔外壁设置有端子挂齿；所述插头壳体前端内部设置短接信号插孔容置型腔，所述短接信号插孔容置型腔内设置有插孔挂台；所述短接信号插孔容置于短接信号插孔容置型腔内，所述端子挂齿与所述插孔挂台卡接，实现轴向固定。

5.根据权利要求4所述的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，还包括封线体和尾盖，所述电缆穿设于封线体上设置的线缆过孔B以及尾盖上设置的电缆过孔C；所述插头壳体后段内设封线体容置型腔，中段及后段间设有TPA定位平面；所述封线体容置于封线体容置型腔内，所述封线体两侧面为前定位平面和后定位平面；组装到位时，所述TPA矩形平板的上定位平面与所述TPA定位平面贴合，所述封线体前定位平面与所述TPA矩形平板的下定位平面贴合；所述尾盖安装在插头壳体上。

6.根据权利要求5所述的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，所述封线体外侧壁设置有外密封唇口，电缆过孔B内壁设置有内密封唇口。

7.根据权利要求5所述的适用于非屏蔽高压电连接器的TPA结构，其特征在于，所述尾盖上设置有卡扣挂槽，所述插头壳体外侧壁上设置有与所述卡扣挂槽相卡合的卡扣挂台。

8.一种适用于非屏蔽高压电连接器插头，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的TPA结构。