CN103748745B - 母端子以及采用所述母端子的连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接器，所述连接器包括一母端子，所述母端子具有牺牲部。所述端子设置成使对接公端子与所述母端子的一预定接触部之间的电弧最小化。所述母端子设置成使所述公端子和所述母端子之间的电弧以这种方式发生：在所述预定接触部保持适于可靠接合所述公端子的同时，由所述母端子的牺牲部经受任何电弧。

Description

母端子以及采用所述母端子的连接器

技术领域

本申请主张于2011年7月19日提交的美国临时申请61/509,367的优先权，所述临时申请通过援引整体并入本文。

技术领域

本发明概括而言涉及电连接器领域，且更具体而言涉及一种用于电连接器的母端子或插座端子。

背景技术

将电连接器对接典型地采用互相接合的插针端子与插座端子对，用以通过对接的连接器互相连接多个电路或电线。插针端子和插座端子通常被称为公端子和母端子。

一种类型的母端子包括位于其对接端的大体呈矩形的一插孔或插口，所述插孔或插口用于在其内容纳大体呈矩形的一插针或公端子。所述对接端由一长形的本体形成，所述本体限定顶壁、底壁以及相隔开的相对的侧壁，由此限定用于容纳所述公端子的一通道。这种端子通常由片材冲压成型，且顶壁和底壁可具有开口缝隙或狭缝，由此随着公端子插入到所述通道中时，所述相对的侧壁能相对所述端子的纵向轴线横向挠曲而使所述通道扩大。

许多应用要求安装有这些类型端子的连接器在所述端子连接有电源的同时插接或对接在一起。这些连接器称为热插拔连接器。在这些热插拔连接器中的端子对接过程中，且主要在脱离对接过程中，当端子对接或脱离对接时，流经所述端子的电流形成电弧。所述端子可能被这种电弧损坏。另外，因所述电弧而可能在所述端子中的电接触件上积聚不导电的或导电性差的残留物（诸如碳等）。这些残留物能够影响随后连接的端子之间的电接触的质量。

在现有技术中，一些提供电弧放电保护的尝试包括设置分离的顺列端子或者在所述端子上设置用于所述端子顺序接合的前延伸部或横向延伸部。尽管在减小电弧负面影响上有效，但是由于这些前延伸部或横向延伸部需要额外的空间，故这些端子比所必要的长。在一些情况下，这些改进的端子在制造上也更为复杂。因此，某些人们将会赏识一种改进的端子和/或采用这种端子的连接器系统。

发明内容

在本申请的一示范性实施例中，一种母端子具有：一对接端，用以容纳一具有间隔开的平表面的公插针；以及一电路连接端，用于连接到一电线等。所述母端子的长形本体限定一端子容纳通道，所述端子容纳通道具有沿其纵向延伸的两个间隔开的侧壁。一个或多个主端子接触件自所述侧壁的至少之一向内地设置到所述端子容纳通道中，以在所述公端子完全插入到所述母端子中时提供所述公端子和所述母端子之间的电接触。在所述主端子接触件之前形成有一个或多个电弧放电接触件，用以首先接合所述公插针而在一个端子联结于电源（例如热插拔）时来接受对接的电连接部之间可能产生的电弧。

在本申请的一示范性实施例中，一种母端子包括：一端子本体，具有一对接端和一电路连接端；一通道，限定在所述对接端中，所述通道包括间隔开的且沿所述通道纵向延伸的两个侧壁，所述侧壁各自还包括自所述侧壁延伸的两个相对的槽道侧壁；一主接触件，沿所述侧壁之一设置，且被设置成在操作时当对应的一公端子插入到所述通道中时接合所述公端子的一平表面；以及一电弧放电接触件，沿所述槽道侧壁之一设置且位于所述主接触件前方，所述电弧放电接触件向内延伸，从而在操作时随着所述公端子插入到所述通道中，所述公端子在与所述主接触件接触之前与所述电弧放电接触件接触，由此所述公端子和所述母端子之间的任何电弧放电均发生在所述电弧放电接触件处。

所述通道可以为矩形。

所述主接触件可形成在每个侧壁上。

所述电弧放电接触件可形成在两个相邻的槽道侧壁上，每个槽道侧壁可从所述两个侧壁之一延伸。

每个槽道侧壁可具有自所述两个侧壁之一延伸的一悬臂部。

所述电弧放电接触件可形成在所述悬臂部上。

在所述母端子的中间部上可形成有一突起部。

所述突起部被设置成使得在操作时，当所述母端子插入到壳体中时所述突起部与形成在所述壳体内的肩部接触。

本申请还提供了一种连接器，在一示范性实施例中，该连机器包括：如上文所限定的母端子；以及一绝缘壳体，基本上围绕所述母端子的至少一部分。

附图说明

本发明的被认为是新颖的特征将在随附权利要求中予以阐述。通过参考下面结合附图的说明，可以最佳地理解本发明及其另外的目的和优点，在附图中相同的附图标记表示相同的部件，并且在附图中：

图1是一电连接器系统的一俯视立体图，示出对接在一起的插头连接器与插座连接器；

图2是电连接器的一俯视立体图，其中插头连接器与插座连接器脱开；

图3是连接器系统的一分解图；

图4是自母端子的端接端（termination end）所观察到的母端子引脚的一俯视立体图；

图5是自母端子的对接端所观察到的母端子引脚的一俯视立体图；

图6是图5所示的母端子的一放大俯视立体图；

图7a是从端子顶部观察到的母端子的一立体图；

图7b是从端子底部观察到的与图7a类似的一立体图；

图8是图2的母端子的一剖视图，其中一绝缘壳体腔的一部分围绕母端子；

图9是图7a的母端子的一剖视图，示出电弧放电接触件；

图10是图7a的母端子的一剖视图，示出主接触件；

图11是与图9类似的母端子的一剖视图，但公插针部分地插入其中；

图12是与图9类似的母端子的一剖视图，但公插针部分地插入其中；

图13是与图12类似的母端子的一剖视图，但公插针进一步插入其中；

图14是与图13类似的母端子的一剖视图，但公插针完全插入其中；

图15是与图11类似的母端子的一剖视图，但公插针完全插入其中。

具体实施方式

以下详细说明描述了多个示范性实施例，且并非意在将本申请限制于明确公开的组合。因此，若非另有说明，本文所公开的特征可以组合在一起，以形成出于简明目的而未示出的多个另外的组合。

在某些实施例中，所述实施例能够提供一种改进的母电端子，所母述电端子有助于在连接器在一起热插拔时控制对接的端子之间的放电电弧。某些实施例允许母端子中具有一个或多个牺牲电接触件（sacrificial electricalcontacts），这些牺牲电接触件被设置为用以接合公端子，以在公端子接合主电接触件之前释放任何电弧。这能够允许提供一种母端子，所述母端子具有针对所述主接触件的电弧放电保护（的功能），所述母端子结构紧凑且制造成本低。

详细参照附图，且首先参照图1至图3，本发明结合于以附图标记10整体表示的一电源连接器等，所述电源连接器具有一插头连接器15和一插座连接器20。插座连接器20示出为一直角电路板连接器，但其可以是包括导线线束连接器的任何类型的连接器。插座连接器20包括多个公端子（插针）25，所述多个公端子（插针）25固持在一绝缘壳体22中且典型地安装于一印刷电路板，所述印刷电路板以附图标记18表示。插头连接器15包括对应的多个母端子40，所述多个母端子40固持在一绝缘壳体28中，该绝缘壳体28用于与插座连接器绝缘壳体22对接。这些绝缘壳体22、28包括可选择性接合的一锁定结构30，该锁定结构30用于将所述插头连接器15和所述插座连接器20固持在一起。所述锁定结构30具有：一弹性卡扣部32，典型地形成在插头连接器15的绝缘壳体28上；以及一锁定部34，大体上形成在插座连接器20的绝缘壳体22上。

各个公端子25和母端子40的对应的绝缘壳体24、38的一部分均基本上围绕相应的端子。所述壳体的这些部分能够提供一绝缘围绕部，所述绝缘围绕部围绕相应端子的至少一部分。所述壳体的这些部分可包括一适配（keying）特征26，该适配特征26允许选择性的壳体构形，以仅使正确配对的对接连接器半部之间进行接合。

母端子40包括：一对接部或对接端，以附图标记42整体表示；一端接部或端接端，以附图标记44整体表示；以及一中间固定部或中间固定段，以附图标记46整体表示。

母端子40由金属片材冲压成型，端接端44设置成用于压接到一电线上，所述电线以附图标记48整体表示。更具体地，所述母端子40的端接端44包括：一对后压接臂50，用于压接到电线48的外绝缘部49上；以及一对前压接臂45，用于压接到电线48的剥开或露出的一导电体47或导电芯线上。

母端子40的中间部46包括自该母端子40的相反侧向外突出的一对冲压成型的锁定臂或锁定片56。在图8中，这些锁定臂56向后以悬臂式设置且弹性扣合在连接器壳体（以附图标记28表示）内侧上的锁定肩部58后面，以在该母端子40插入所述壳体28之后防止母端子40退出壳体28。中间部46还可包括向下延伸的一突起部70，该突起部70接合连接器壳体28内的止动肩部，以限定所述母端子40在所述壳体28内的完全插入位置，且还使所述母端子40在所述壳体内抵抗围绕所述母端子40纵向轴线的扭转或旋转运动而保持稳定。

参考图5，母端子40的对接端或对接部42包括一通道43，该通道43适于容纳一公端子或公插针25，如下面图9至图13更详细示出的。公插针25优选具有至少两组的两个间隔开的且基本平行的平侧面35、36，其诸如由具有方形或矩形横截面的插针来提供。公插针25也可具有一渐缩端或楔形端25a，以使所述公插针25容易插入到母端子40的通道43中。

母端子40的对接端42由一对槽道51、52形成，槽道51、52具有大体呈U形的横截面且由开口缝隙或狭缝53，54分隔开，从而所述U形槽道51、52的腿部的端部被分隔为彼此相邻但相互隔开。槽道51、52由此限定位于其间的大体呈矩形或方形的一通道43，用以在其内容纳公插针25。

如图6至图9最佳所示，U形槽道51、52的底部基本是平的，以限定通道43内一第一对相对的侧壁57、59。U形槽道51、52各自分别具有相对的槽道侧壁80、81和相对的槽道侧壁82、83。所述相对的槽道侧壁各自还包括第二缝隙或狭缝67、68，以在母端子40的对接部42处位于通道43的开口端附近限定两个挠曲部90、92和两个挠曲部94、96。

根据本申请的一个方面，在通道43的开口端附近的槽道侧壁80或81中设置至少一个电弧放电接触件85或86。优选地，电弧放电接触件85、86设置于各个U形槽道51、52的槽道侧壁80、81二者中。如图9最佳所示，在用于形成母端子40的金属冲压成型过程中，电弧放电接触件85之一可一体形成于槽道51的槽道侧壁80中。

在图9示出的构形中，电弧放电接触件85具有一金属弧形横截面，所述弧形横截面向内弯曲到槽道51和52之间限定的通道43中。这个大体弯曲或弧形的形状为电弧放电接触件85、86提供了弹性，以在公端子25容纳在母端子40中时，电弧放电接触件85、86挠曲抵靠在公端子25的侧面上。

如在此使用的，“牺牲接触件”和“电弧放电接触件”的表述方式可互换使用且意在指代同一物件，意即两个相互连接的端子之间的电弧放电的接触件。因为电弧将不导电或导电性差的残留物沉积在这些接触件上，这些接触件的导电性能受到“伤害”。然而，如果电弧产生不导电残留物的影响不太严重，则这些牺牲接触件确实将传导电流并将作为附加的接触点。

在母端子40的对接端42设置有扩大的主接触件60、62，以接合且提供对接的插针25和母端子40之间的主电接触。这些扩大的主接触件60、62通过本领域公知的金属冲压成型技术而形成在U形槽道51、52的底部中的相应的第一对相对的侧壁57、59中。

如图10所示，主接触件60、62优选为长形且沿所述母端子40的纵向方向形成。主接触件60、62各自包括从各相应U形槽道51、52的底侧壁悬置的具有基部60a、62a的悬臂梁。所述主接触件60、62各自具有分别地设置于母端子40的主接触件60、62的悬臂梁上的接触区域（接触部）64、66。所述悬臂梁部分朝向母端子40的对接端42延伸且突伸至通道43中，以提供与公针25接触的区域。

如图6所示，U形槽道51和52形成第一对相对的侧壁57和59，且形成在各自U形槽道51、52上的槽道侧壁80、81和槽道侧壁82、83形成一第二对相对的侧壁，所述第二对相对的侧壁与所述第一对侧壁相邻，所述第一对侧壁基本上形成母端子40中的方形或矩形的通道43。侧壁57和59分别具有形成在其中的主接触件60和62，而槽道侧壁80、81和槽道侧壁82、83分别具有形成在其中的电弧放电接触件85和86。与形成在所述U形槽道51、52的所述侧壁57、59上的主接触件60、62相比，形成在所述槽道侧壁80、81、82、83上的电弧放电接触件85、86被设置于更靠近母端子40的对接端42。

仍如图6所示，侧壁57和侧壁59形成所述通道的侧壁中的两个。方形或矩形形状的通道43的其余的相邻两个侧壁由相对的槽道侧壁80、81和槽道侧壁82、83的相应对形成。在该情况下，存在有构成这些相对的相邻侧壁的四个部分。这些部分中的每一个部分都具有形成于其中的电弧放电接触件85、86。如图6最佳所示，所述电弧放电接触件85、86均形成在所述槽道侧壁80、81、82、83上的相同的相对位置处，但是可以呈交错关系，但无论在任何情况下，所有电弧放电接触件85、86均位于所述主接触件60、62前方。

图9至图15依序地示出公端子25插入到母端子40的对接部43中，在该实施例中公端子25为一大体矩形插针的形式。

图9和图10示出在通道43中无公端子25的情况。图11和图12示出公端子25开始插入到通道43中的情况。公端子25的渐缩端25a刚好接触电弧放电接触件85和86。形成在所述相对槽道侧壁80、81、82、83上的各个电弧放电接触件85、86可以在四个不同的独立的点处接触所述公插针25，以补偿公插针25和母端子40之间的任何的未对准。此时，如果公插针25与母端子40之间存在有一电势，如可能采用热插拔连接器的情况，则在公端子25与形成在所述相对的槽道侧壁80、81、82、83上的所述电弧放电接触件85和86之一或全部之间可能发生电弧放电。

图13示出公端子25进一步插入到通道43中的情况，由此公端子25的侧壁此时接合电弧放电接触件85和86。限定通道43的相对槽道侧壁80和81的挠曲部90和92为弹性，且在所述公插针25开始接合电弧放电接触件85和86时，挠曲部92允许公插针25的楔形端25a使槽道侧壁81和槽道侧壁80挠曲并远离。

在进一步插入公插针25时，楔形端25a接触主接触件60的接触部64和主接触件62的接触部66。此时，所述公插针25和所述母端子40均处于同一电势下，这消除了所述公插针25和所述母端子40之间的电弧且，由此不会使不导电残留物积聚、确保它们之间的正确电连接。

图14和图15示出公插针25完全插入到通道43中。电弧放电接触件85和86形成为比主接触件60和62更靠近母端子40的对接部42的通道43。主接触件60和62均位于电弧放电接触件85和86后方，从而在插入公插针25时，首先在公插针25与电弧放电接触件85和86之间形成电接触。相对的槽道侧壁80、81的挠曲部90、92的弹性通过将法向力作用到公插针25上而固持公插针25，且将电弧放电接触件85、86压靠在公插针25上并保持所述公插针25和所述母端子40之间电接触，同时并未在所述公插针25与主接触件60和62之间施加分离的力。随着进一步插入，公插针25在仍然接合电弧放电接触件85和86的同时依序接合主接触件60和62。这就确保在所述公插针25与母端子40的主接触件60及62之间具有改善的电接触。

典型地，现有技术公开了主接触件位于梁构件的基部处，且电弧放电接触件位于离所述梁构件的基部更远处。离所述梁的梁发生挠曲的基部越近，反作用力越大。因为电弧放电接触件位于同一梁构件上且位于进一步远离所述基部的位置，所述主接触件实质上使得电弧放电接触件脱离公插针，由此使得电弧放电接触件和公插针之间的电作用力（electrical force）最小。离梁构件的发生挠曲的基部越远，反作用力越小。

同样在这种情况下，电弧放电接触件85和86首先接合公插针25且随后接合主接触件60和62。主接触件60、62和电弧放电接触件85、86并非形成在同一梁构件上，而是形成在相邻的构件或侧壁上，且获得的反作用力作用在不同的平面上。在这种情况下，所述反作用力彼此正交且因此相互独立。换言之，所述主接触件的反作用力并不使所述电弧放电接触件脱离所述公插针。

应理解的是，在本文中和其权利要求中所采用的术语诸如“高”、“低”、“前”、“后”等均作为相对术语使用，其仅是为了更清晰和简洁地理解本申请。这些术语不应被解释为限制意义，因为正如本领域普通技术人员所熟知的，本发明的端子在实际使用时可以沿许多不同的方向定向。

本文在此借助优选实施例和示范性实施例说明了各个特征。对于本领域普通技术人员而言，通过阅读本申请，应能够做出不脱离随附权利要求的精神和保护范围的各种其它实施例、修改和变形。

Claims (12)

1.一种母端子，包括：

一端子本体，具有一对接端和一电路连接端，所述对接端由一对槽道形成，所述一对槽道的横截面大体呈U形，且所述一对槽道限定位于其间的一通道，用以在其中容纳公端子，每个槽道具有一底部侧壁和从所述底部侧壁延伸的两个相对的槽道侧壁，每个底部侧壁具有一狭缝以限定所述底部侧壁的第一挠曲部和第二挠曲部；

一主接触件，沿所述底部侧壁之一设置，且被设置成在操作时当所述公端子插入到所述通道中时接合所述公端子的一平表面；以及

一电弧放电接触件，沿所述槽道侧壁之一设置且位于所述主接触件前方，所述电弧放电接触件向内延伸，从而在操作时随着所述公端子插入到所述通道中，所述公端子在与所述主接触件接触之前与所述电弧放电接触件接触，由此所述公端子和所述母端子之间的任何电弧放电均发生在所述电弧放电接触件处。

2.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述主接触件形成在每个底部侧壁上。

3.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述电弧放电接触件形成在每个槽道侧壁上。

4.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述端子本体具有介于所述对接端与所述电路连接端之间的一中间部，所述中间部具有从其上向外延伸的一突起部。

5.根据权利要求4所述的母端子，其中，所述突起部被设置成使得在操作时，当所述母端子插入到壳体中时所述突起部与形成在壳体内的肩部接触。

6.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述一对槽道被狭缝分隔开，由此所述一对槽道的端部被分隔为彼此相邻但相互分开。

7.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述主接触件设置在所述第一挠曲部和第二挠曲部后方。

8.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述电弧放电接触件设置在所述第一挠曲部和第二挠曲部后方。

9.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述电弧放电接触件具有弧形横截面，所述弧形横截面向内弯曲到所述通道中。

10.根据权利要求1所述的母端子，其中，所述主接触件呈悬臂梁的形式，所述悬臂梁从所述底部侧壁之一向前朝向对应的第一挠曲部和第二挠曲部延伸。

11.根据权利要求10所述的母端子，其中，所述主接触件延伸进入所述通道以提供一接触区域，当所述公端子插入所述通道时所述接触区域与所述公端子接触。

12.一种连接器，包括：

如权利要求1所限定的母端子；以及

一绝缘壳体，基本上围绕所述母端子的至少一部分。