专利名称：防触点电源连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源连接器，其构造成可防止外界物插入到连接器的配合区。
背景技术：
过去，无性(genderless)或雌雄一体(hermaphroditic)电源连接器都已经公开了，其中配对的连接器半部具有相同的形状，还可以互相配合。为了配合无性连接器半部，它们可以在结合之前相对于另一个半部简单地翻转180度。示例性的无性连接器在图1中用附图标记10和12表示。连接器10、12在后端分别接收一对电缆18和18’。连接端14和14’形成为限定了一个下腔室部分和一个上插座部分，其中下腔室部分包括端部封闭的电缆端子接收腔室20、20’和22、22’，上插座部分包括端部敞开的倒U形插座24、24’和26、26’。插座24、24’和26、26’适于分别紧贴地接收腔室20、20’和22、22’。中心分隔壁28、28’从连接器10、12的外围延伸，用来限定并分开插座24、24’和26、26’。在开口20、20’和22、22’之间形成一个相对应的(complimentary)狭槽30、30’。当连接器10、12彼此纵向啮合时，狭槽30、30’接收中心壁20、20’。
传统的雌雄一体电源连接器也已经公开提供有销肋(key rib)和加强肋(strengthening rib)，它们形成在插座24、24’和26、26’和/或腔室20、20’和22、22’的外侧。销肋确保了只有相似功率和用于类似用途中的连接器才可以相互结合。加强肋增强了对插座24、24’和26、26’的支撑作用。
然而，传统的无性电源连接器已经出现一定缺陷。尤其是，敞开的插座24、24’和26、26’允许诸如手指、工具以及类似物的外界物插入。这些外界物可能会与电缆端头16接触，这会对人体产生大电流或高压电击，或与金属外界物接触产生大电弧。
需要一种改进的无性或雌雄一体连接器，其可以防止外界物插入到连接器敞开的插座中。
发明内容
提供了一种雌雄一体连接器，具有一个带有后端的壳体，该后端被构造成可容纳电缆。在该壳体的前端上设置插座，且插座从壳体开始向前延伸。该插座包括护罩(shroud)和插座舌片，护罩和插座舌片可以是相互分离的也可以是一体的。该连接器包括在插座前表面敞开的开口。该护罩和插座舌片构造成可以与另一个具有类似形状的雌雄一体或无性连接器配合在一起。该插座包括至少一个阻挡元件，比如至少部分地沿腔室内表面长度延伸的斜角插入件或肋。阻挡元件可以干涉不故意与插座敞开表面接触的外来物。触头固定在腔室中，构造成可与电源、信号或接地电缆结合。插座舌片包括一个或多个沟槽或斜面，其构造成可插入形成在配对连接器上的对应肋或斜角插入件。
图1示出了一种传统无性电源连接器；图2示出了一种根据本发明实施例而形成的无性连接器的透视图；图3示出了触头的底部的透视图，该触头是保持在根据本发明实施方式而形成的无性连接器中的；图4示出了图3中触头的顶部透视图；图5示出了图2中连接器沿线5-5截取的侧截面图；图6示出了根据本发明实施例而形成的连接器的侧视图；图7示出了沿图6中连接器线7-7剖开的截面图；图8示出了根据本发明另一实施例而形成的连接器的顶部透视图；图9示出了根据本发明另一实施例而形成的连接器的顶部透视图。
前面所概述的以及后面详细描述的本发明特定实施例在结合附图阅读时可得以更好的理解。为了说明本发明的目的，在附图中示出特定实施方式。容易理解的是，本发明并不限于附图中示出的结构和手段。
具体实施例方式
图2示出了根据本发明一个实施例而形成的无性或雌雄一体连接器100。连接器100包括主体部分102，该主体部分具有后端104，该后端104构造成可容纳触头150，该触头终止于电缆(用虚线106表示)处。主体部分102的前端108与插座115结合，插座115包括护罩120和插座舌片114。主体部分102包括底面110，其构造成比如采用螺钉和螺母可以装配到电路板或机壳上。底面110包括支柱112，其构造成将连接器100与连接器100安装所在的上述结构间隔开。支柱112在连接器100安装所在的结构与插座舌片114之间保持所需间距以允许配对连接器100进行结合。
插座舌片114从前端108向前延伸预定距离，并终止于引导端116。插座舌片114包括侧面118。护罩120包括侧壁124，侧壁在支撑段126处与插座舌片114模制成一体。可选的，支撑段126可以整体除去，这样护罩120和插座舌片114是彼此完全分开的，分别从主体部分102悬出。护罩120的顶壁128在侧壁124之间延伸以封闭腔室130。虽然图中示出的是两个腔室130，但是选择单个腔室还是多于两个腔室130可以根据所容纳的电缆106的数量而定。腔室130在护罩120的前表面132上开口，护罩120与匹配(颠倒的)雌雄一体连接器100上的对应插座舌片114紧密配合。顶壁128的厚度可以改变以加固护罩120，防止顶壁128弯曲。支柱112的高度可以根据顶壁128的厚度而改变，以使连接器100与安装表面间隔开，从而适应增加的顶壁128厚度。
护罩120包括一个中间分隔壁134，该分隔壁沿平行于侧壁124的方向延伸，将护罩120分成腔室130，该腔室并排排列并与单独的动力电缆106成一直线。护罩120还包括设置在腔室130中的肋136。肋136互相平行，从前表面132沿着连接器100长度的至少一部分延伸入月空室130中。肋136从顶壁128的底面138向下突出。
插座舌片114包括一个具有沟沟槽142的底面140，该沟沟槽142之间互相平行，并从插座舌片114的引导端116开始向后延伸。当设在一个连接器100上的插座舌片114与一个设置在倒转过来的配对连接器100上的对应腔室130连接时，沟槽142和肋136构造成互相插入对方。沟槽142延伸到主体部分102的前端108，以便在配对的连接器100连接时，使前表面132抵靠前端108。肋136减少了每一腔室130整个内部包围空间(overall interior envelope)，该腔室130由顶壁128、侧壁124和插座舌片114的内表面限定。该内部包围空间的总尺寸在某种程度上由连接器100的输电能力而定。更特别地，当输电能力增大时，电缆的尺寸和触头的尺寸也相应地增大。当触头150的尺寸增大时，每个腔室130的内部包围空间也增加。肋136使每一个腔室130上起作用的内部包围空间可以保持大的尺寸，同时降低不受阻碍的高度127。这防止了较大的外界物轻易地插入到腔室130中。
腔室130具有从顶壁128的下表面138到插座舌片114的上表面139延伸的高度125。肋136从顶壁128向下延伸一定高度137而进入腔室130中。肋136具有底部边缘135，该底部边缘135在插座舌片114的上表面139之上间隔开高度127。高度127表示腔室130不受阻碍部分的高度。
肋136的高度137至少是腔室130高度125的大约四分之一(也可以是三分之一)，因此留出的不受阻碍部分的高度127大约是腔室130高度125的四分之三或者三分之二。可选地，肋136的高度137还可以进一步向下延伸到腔室130中，例如等于高度125的一半。如果以这种方式延伸，那么不受阻碍部分的高度127仅仅是腔室130的高度125的一半。
仅通过举例方式，腔室130的高度125可以约等于9mm，而肋136的高度137约等于2mm，不受阻碍部分的高度127约等于7mm。
插座舌片114还包括一个在其中切出的中间通道144，该通道144构造成与配对连接器100上的中间分隔壁134对齐。中间分隔壁134和中间通道144可以被用作是一个关键特征，其中，可将在公共系统中用作不同用途的连接器100设置有不同的尺寸或者结构的中间分隔壁134和中间通道144。
图3和图4给出的是一个示意性的触头150，这个触头150可以与电缆106相连并插到连接器100中。触头150包括一个沿触头150长度延伸的主体152。主体152包括一个位于后端的卷缩的管状部154，其可以设计成开口的也可以是封闭的。电源线、信号线或者地线可以插入卷缩的管状部154内的间隙156中，然后将间隙156折叠以利用摩擦力夹住线缆。可选地，卷缩的管状部154和主体152可以形成有夹紧电缆的特性158，例如在触头150上横向切出的肋或者凹槽，用于方便地夹住电缆。主体152还包括一对翼片160，该对翼片160在沿着触头150长度的中间点处位于两侧。翼片160从主体152开始向上延伸，所处位置可与连接器100中的对应特征啮合(下面将对此进行讨论)，以防止触头不故意地装入连接器100的长度过长。将触头150的主体152的引导端弯曲而形成一个勾形部分162，进而在勾形部分162外提供一个接触面164。连接触头150上的接触面164与另一个接触面配合。勾形部分162与连接器100中的配合特征啮合(下面将解释)，以阻止触头150从连接器100后端104取下。
图5示出图2所示的装有触头150的连接器100沿线5-5截取的侧面横截面图。触头150通过主体部分102后端104的开口105装入。将触头150向前压到腔室130中，一直压到翼片160抵靠在中间壁170上，该中间壁170形成在每一个腔室130的内部。壁170从护罩120顶壁128的下表面138向下延伸。中间壁170横过腔室130宽度延伸，并与前表面132间隔开一预定距离，以使触头150的接触面164在腔室130中准确定位。
触头装入期间，触头150上的勾形部分162在中间壁170下方向前滑动，直到与弹簧172锁合，将触头150固定在正确的位置。弹簧172具有后端174，该后端174固定在连接器100的主体部分102内的凹陷区域上，例如通过热铆接(heat staking)。一旦弹簧172的后端174固定在正确的位置，外端176朝着前表面132向上倾斜进入腔室130中。当将触头150装入时，勾形部分162卡在弹簧172的外端176上。可选地，在触头150内冲出切口部分166以形成一个凸出部分，其与弹簧172的外端176啮合，防止不小心将触头150向后拉到腔室130之外。
可选地，触头可以形成有劈开或者叉状的主体(图中没有示出)，以形成一对由空隙而分开的勾形部分。该空隙可以容纳形成在插座舌片上表面的肋，该肋向上延伸穿过触头。肋也将向前延伸超过接触面来防止外界物接触触头。
图6示出的是连接器100的侧视图，该图进一步解释了护罩120和插座舌片114之间的关系。护罩120从连接器100的主体部分102向前延伸一段距离，该距离比插座舌片114的长度长，这样为插座115形成错开或呈台阶状的外形。该错开的外形将护罩120的前表面132超过插座舌片114上的引导端116定位。如图6所示将护罩120的前表面相对于插座舌片114错开，并与图2中示出的肋136结合，可防止外界物轻易地插入到腔室130中。可选的，根据触头150的尺寸和长度，前表面132不需要相对于引导端116错开。
插座舌片114也包括锥形销178，该锥形销从引导端116处开始向前延伸。每个锥形销178容纳在形成在腔室130中间壁170上的对应的孔180(图5)中。该锥形销178与护罩错开的外形相结合增加从连接器100外部到触头150的间隙。
图7示出肋连接器100沿图6中的线7-7截取的俯视截面图。在图7的示例性实施例中，装入肋触头150。图7更好地示出了锥形销178延伸超过了触头150上的外端176。还有，需要的触头150不仅是可以输送电力的触头，还可以替换成传送数据的信号触头或接地触头。图7也更好的示出了在翼片160和中间壁170之间存在的抵靠关系，这样可将触头150沿腔室130的长度准确地定位在连接器100中。穿过中间壁170的孔180也在图7中示出了，它们对齐以接收配对连接器100上的对应锥形销178。
图8示出了根据本发明另一实施例形成的连接器200。连接器200包括主体部分202，主体部分具有后端204用于容纳电缆。穿过主体部分202设置孔205，用于容纳螺钉和螺母，以将连接器200固定到电路板或机壳结构上。主体部分202包括前端208，前端具有与插座220一起从前端延伸的插座舌片214。插座220包括前表面232，而插座舌片214包括引导端216。插座220包括顶壁228和侧壁224，侧壁224与插座舌片214一起限定出腔室230。每个腔室230包括斜肋237，斜肋237从顶壁228合侧壁224之间的交叉点处的角部开始延伸入对应的腔室230中。斜肋237也从顶壁228和中间分隔壁234之间的交叉处开始向内延伸入对应的腔室230中。也设置了中间肋236，该中间肋236从顶壁228处开始向下延伸入腔室230中。可选的，肋可以设置在侧壁224的内表面上和/或中间分隔壁234的内表面上，并直接延伸入腔室230中。
舌片214的底面240包括切除部分，该切除部分包括中间槽242和斜槽243，中间槽和斜槽构造成当对应的连接器200结合时分别与中间肋236和斜肋237对齐。
可选的，连接器100、200可以是直角连接器，护罩120、220和插座舌片114、214沿一个方向定向，这个方向是与接收电缆的后端104、204成直角的方向。在直角构型中，主体部分102、202和触头150、250成直角弯曲。可选的，肋136、236、237和沟槽142、242、243的结构可以反过来，这样腔室130、230一侧或多侧的内表面可以包括沟槽142、242、243，插座舌片114和214的底部可以包括肋136、236、237。
图9示出了根据本发明另一实施例形成的连接器300。连接器300包括主体部分302和形成在主体部分302前端308上的插座315。插座315包括相互成为一体的护罩320和插座舌片314。插座舌片314保持触头350。插座舌片314和护罩320之间不是错开的，这样护罩320的前边缘321与插座舌片314的前边缘313彼此共面。插座315包括在前面332敞开的开口330。
斜角插入件336形成在护罩320中的侧壁324与顶壁328相连接的相对的两个角部内。该斜角插入件336将腔室330的一部分填满，以降低前端面332开口的尺寸。插座舌片314形成有斜边342以除去插座舌片314的一部分。当连接器300与类似形状的连接器配合时，斜角插入件沿匹配连接器300的斜边342滑动。
另外，作为选择，中间分隔壁334可以设有斜边335，斜边335互相向外伸展，也将开口330的一部分填满。中间通道344形成有斜边345以容纳中间分隔壁334的斜边335。
腔室330具有从顶壁328的底表面到插座舌片314的顶表面339的高度325。中间分隔壁334以及斜边335和斜角插入件336具有高度337。开口330无阻碍部分的高度327是从插座舌片314的顶面339到分隔壁334的底面331，这个高度可以降低所需量以防止手指和/或探头接近。
肋136和236、斜边335和斜角插入件336可以防止具有预定形状的外界物插入到的腔室130、230中。
已经结合某些实施例描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说容易理解的是，不背离本发明范围的各种改变都是可以的，各种等同物也是可以替代的。另外，在不背离本发明范围的前提下，许多变形也是可以的，以适应特殊情况或特殊材料。因此，本发明的宗旨不限于公开的特殊实施例，本发明将包括落入从属权利要求范围的全部实施例。
权利要求
1.一种雌雄一体连接器，包括主体部分，具有后端，该后端被构造成接收电缆；插座，该插座从所述主体部分远离所述后端延伸，所述插座包括腔室，所述腔室具有敞开的前表面，该前表面构造成可与另一个类似形状的雌雄一体连接器配合，所述腔室包括阻挡元件，该阻挡元件局部封闭所述腔室的所述前表面，以防止具有预定最小尺寸的外界物插入到所述腔室中；触头，该触头保持在所述腔室中，所述触头具有构造成连接到电缆上的一端以及构造成与匹配触头接合的相对端。
2.如权利要求1所述的连接器，其中所述插座包括一个内部肋，该肋至少局部沿所述腔室的长度延伸，以防止外界物的插入，所述肋具有的高度至少是所述腔室高度的大约四分之一。
3.如权利要求1所述的连接器，其中所述腔室包括护罩和插座舌片，该护罩和插座舌片相互错开排列，限定出所述腔室的内部操作包围空间，所述阻挡元件包括突入所述内部操作包围空间的肋，用于防止外界物插入到所述腔室中，所述肋容纳在另一个形状类似的雌雄一体连接器的所述插座的外壁上形成的沟槽中。
4.如权利要求1所述的连接器，其中所述插座包括插座舌片，该插座舌片具有背向所述腔室的底侧，所述底侧中具有沟槽，该沟槽构造成可容纳类似形状的配对连接器的腔室中的肋。
5.如权利要求1所述的连接器，其中所述阻挡元件突入到所述腔室中一定距离，该距离至少是所述腔室高度的大约四分之一。
6.如权利要求1所述的连接器，其中所述插座包括护罩和插座舌片，所述护罩的长度比所述插座舌片的长度长，以在所述前表面处形成错开结构。
7.如权利要求1所述的连接器，其中所述插座舌片包括一个销，其从所述前表面处延伸，以防止外界物插入到所述腔室中。
8.如权利要求1所述的连接器，其中所述腔室在所述前表面与所述后端之间延伸，且包括一个部分地突入所述腔室一定长度并横向定向的中间壁，所述触头具有翼片，该翼片向外延伸以抵靠所述中间壁，以将所述触头的外端定位在所述腔室中距所述前表面预定深度处。
9.如权利要求1所述的连接器，还包括一个弹簧，该弹簧的一端固定在所述主体部分，所述弹簧沿所述腔室朝着所述前表面凸起，所述弹簧将所述触头保持在所述腔室中。
10.一种雌雄一体电源连接器，包括具有后端的壳体，该后端构造成容纳其上固定有触头的电缆，所述触头固定在所述壳体中；和形成在所述壳体上并突出到所述壳体前端之外的插座，所述插座和壳体具有延伸穿过其中的腔室，该腔室在所述插座前表面上以及所述壳体的后端上开口，所述插座包括阻挡元件，其部分地封闭接近所述前表面的所述腔室，用于防止具有预定最小尺寸的外界物插入到所述腔室中，所述插座具有外表面，该外表面包括一个切除部分，用于接收形成在类似形状配对连接器上的所述阻挡元件。
11.如权利要求10所述的连接器，其中，所述插座的内表面包括限定出所述阻挡元件的肋，所述插座的底部内表面包括作为所述切除部分的沟槽，所述肋和沟槽构造成可接收形成在反转过来的类似形状配对连接器上的对应沟槽和肋。
12.如权利要求10所述的连接器，其中所述阻挡元件从所述插座延伸到所述腔室中一定距离，该距离至少是所述开口高度的大约四分之一。
13.如权利要求10所述的连接器，其中所述插座还包括护罩和插座舌片，它们相对彼此形成了错开的外形。
14.如权利要求10所述的连接器，其中所述阻挡元件从所述插座延伸入所述开口中一定距离，该距离足以阻挡所述腔室在所述前表面上的开口的大约百分之二十五。
15.如权利要求10所述的连接器，其中所述插座限定出所述腔室的内部包围空间，所述阻挡元件具有延伸到所述内部包围空间内的肋，以防止外界物插入到所述腔室中。
16.如权利要求10所述的连接器，其中所述阻挡元件包括至少一个肋和形成在所述腔室中的斜角部分。
17.如权利要求10所述的连接器，还包括一个弹簧，该弹簧的一端固定到所述壳体上，所述弹簧沿所述腔室朝着所述前表面突起，所述弹簧将所述触头保持在所述腔室中。
18.如权利要求10所述的连接器，其中所述插座包括舌片部分，该舌片部分带有至少一个沟槽和在其中切出的斜边，作为切除部分，以接收形成在类似形状配对连接器上的所述阻挡元件。
19.如权利要求10所述的连接器，其中所述腔室的顶侧包括横过所述腔室宽度延伸的中间壁，所述中间壁具有一个穿过其中的孔，所述插座具有从其引导端开始延伸的销，所述销构造成可装配入形成在类似形状配对连接器上的所述中间孔中。
全文摘要
提供了一种雌雄一体连接器(100)，具有带后端(104)的壳体(102)，该后端构造成可接收电缆。插座(115)设置在该壳体的前端(108)并从该处向前延伸。该插座(115)包括护罩(120)和插座舌片(114)，它们形成在壳体上并限定出在该插座前表面开口的腔室(130)。护罩和插座舌片构造成可与另一个具有类似形状的雌雄一体连接器配合。该插座包括至少一个形成在前表面开口中的阻挡元件(136)以与可能会不故意地与未封闭的导电元件接触的外界物干涉。阻挡元件可以包括设置在腔室中的肋和/或斜角插入件，其至少部分地沿插座的长度延伸。触头固定在开口中，并构造成可与一个电源、信号或接地电缆连接。插座的底面包括一个或多个沟槽和/或斜边，其构造成可与设置在配对连接器上的肋和/或斜角切口对齐。根据至少一个实施例，插座包括互相错开的护罩和插座舌片，护罩的长度要长于插座舌片的长度，这是为了阻止外界物而不会妨碍连接器匹配。
文档编号H01R24/84GK1748346SQ200380109790
公开日2006年3月15日 申请日期2003年12月16日 优先权日2002年12月17日
发明者乔治·H·道蒂, 理查德·P·沃尔特, 罗纳德·M·韦伯 申请人:蒂科电子公司