[发明专利]具有内部弹簧部件的电连接器系统

说明书

公开了一种将部件电气和机械地连接到电源的电连接器系统。连接器系统包括阳连接器组件，该阳连接器组件具有阳端子和接收阳端子的阳外壳。该端子包括接收器和具有接触臂的侧壁，该接触臂延伸跨越侧壁中的孔。具有至少一个弹簧臂的内部弹簧构件位于阳端子接收器内。阴连接器组件包括具有插座的阴端子，该插座接收阳端子和弹簧构件。阴外壳接收阴端子以及阳连接器组件的范围。当连接器系统从部分组装状态移动到连接位置时，阳连接器组件被插入阴外壳中，接触臂与阴外壳的成角度的内部段滑动接合，且随着接触臂与成角度的内部段滑动接合，接触臂向内位移。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月7日提交的美国临时专利申请No.62/681,973的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文，并成为其一部分。

技术领域

本公开涉及电连接器，且特别地，涉及具有弹簧致动电连接器组件的电连接器系统。具体来说，本公开涉及用于高电力、高电流和/或高电压应用中的机动车辆(包括乘用车和商用车)的电连接器系统，其中连接器组件对于提供机械和电气连通性必不可少，同时满足严格的行业标准和生产要求。

背景技术

在过去的几十年中，用于汽车以及其他公路和越野车辆，例如皮卡车、商用卡车、半卡车、摩托车、全地形车辆和运动型多用途车(统称为“机动车辆”)的电气部件的数量大大增加。电气部件在机动车辆中的使用出于多种原因，包括但不限于监视、改善和/或控制机动车辆的性能、排放、安全性以及对车辆乘员的舒适性。这些电气部件通过常规的连接器组件在机动车辆内进行机械和电气连接，连接器组件由孔眼和带螺纹的紧固件构成。为了满足机动车辆市场的各种需求和复杂性，已经花费了大量的时间、资源和精力来开发连接器组件，然而，常规的连接器组件具有多种缺点。

由于多种条件，包括但不限于，使初始安装变得困难的空间限制、恶劣的天气条件、振动、热负荷和长期性，所有这些都会导致部件和/或连接器故障，机动车辆对于电气部件和连接器组件都面临着充满挑战的电气环境。例如，错误安装的连接器(通常发生在装配厂中)和脱落的连接器(通常发生在现场中)是电气部件和机动车辆的两种重要故障模式。这些故障模式中的每一种都会导致大量的维修和保修成本。例如，全球所有汽车制造商及其直接供应商的年度保修合计估计在500亿至1500亿美元之间。

更合适、更鲁棒的连接器组件必须能够抵抗恶劣的工作条件、长时间的振动和过多的热量，尤其是在车辆的“引擎盖下”积累的热负荷。为了创造鲁棒的解决方案，许多公司已经设计了各种弹簧加载式连接器，其具有将连接器保持在位的特征。这种弹簧驱动的连接器通常具有一些指示，以表明它们已完全插入。有时，连接器上的弹簧致动特征是用塑料制成的。有时，连接器上的弹簧致动特征是用弹簧钢制成的。不幸的是，尽管最近的连接器是对使用孔眼和带螺纹的连接器的过时连接器的改进，但仍然存在太多故障。

弹簧致动连接器组件在机动车辆应用中故障的部分原因是由于组件的设计，即弹簧元件(例如凸片)位于连接器的外围。通过将弹簧凸片放置在连接器的外表面上，制造商试图使组件的部件的接合对于工厂中组装零件的工人而言显而易见。不幸的是，对于塑料和金属，汽车环境的升高温度使外围弹簧易于过早故障。机动车辆的发动机舱达到或超过100℃的情况并不少见，机动车辆发动机的各个部件会达到或超过180℃。在100℃时，大多数塑料开始塑化，从而减小了外围弹簧致动元件的保持力。在100℃时，弹簧钢的热膨胀将减小外围弹簧致动元件的保持力。另外，对于由弹簧钢形成的弹簧致动特征，由于弹簧钢在高温和低温之间反复循环进行热循环，因此弹簧钢中存在固有的残余材料记忆效应。在许多温度循环后，弹簧钢将开始恢复其原始的预成型形状，这降低了弹簧致动元件与连接器组件其他部件的保持力。这种行为使常规连接器组件容易受到振动和故障的影响，每一种都会大大降低常规连接器的性能和可靠性。由于这些以及许多其他原因，汽车行业需要一种更可靠的连接器系统，该系统应具有低成本、耐振动、耐高温以及更好的整体电气和机械性能。