TW202602013A

TW202602013A - 電源連接器及其組裝方法

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Publication number: TW202602013A
Application number: TW114110130A
Authority: TW
Inventors: 席瓦莎蘭巴莎瓦拉馬哈珍席蒂; 桑迪普Ｃｓ; 哈沙提亞卡拉吉
Original assignee: 美商莫仕有限公司
Priority date: 2024-03-18
Filing date: 2025-03-18
Publication date: 2026-01-01
Also published as: TW202539095A; WO2025196645A1

Abstract

提供一種電源連接器及其組裝方法。所述電源連接器包括能夠連結在一起的一插口插座和一插頭。所述插口插座包括一絕緣的插口插座殼體、一導電的主體以及附接於所述主體但還能夠相對所述主體移動的一鎖定件。所述主體和所述鎖定件坐落在所述插口插座殼體內。所述鎖定件具有相對彼此成角度的一頂部和一後部，以及所述後部具有貫穿其的一開口。所述插頭包括一插頭殼體和一導電的插針。所述插針通過所述主體並在一鎖定狀態下與所述鎖定件的後部接合。

Description

電源連接器及其組裝方法

電源連接器用於大電流高電壓能量存儲及配電單元。這樣的電源連接器可用於高功率應用，諸如電腦、資料伺服器、匯流排應用以及電動車輛（EV）系統。

提供一種電源連接器及其組裝方法。

在一實施例中，所述電源連接器包括能夠連結在一起的一插口插座和一插頭。所述插口插座包括一絕緣的插口插座殼體、一導電的主體、以及附接於所述主體但還能夠相對所述主體移動的一鎖定件。所述主體和所述鎖定件坐落在所述插口插座殼體內。所述鎖定件具有相對彼此成角度的一頂部和一後部，且所述後部具有貫穿其的一開口。所述插頭包括一插頭殼體和一導電的插針。所述插針通過所述主體缺在一鎖定狀態下與所述鎖定件的後部接合。

在一實施例中，所述插針能夠從所述鎖定件上釋放。

提供一種電源連接器的組裝方法。所述方法包括：將一導電的插針插入一導電的主體的一通道中，所述主體具有在其上的一能夠撓曲的鎖定件，所述鎖定件具有相對彼此成角度的一頂部和一後部，所述頂部接合所述主體，所述後部具有貫穿其的且部分地遮擋所述通道的一開口；使所述插針的一自由端部與所述鎖定件的後部接合，由此使得所述鎖定件相對所述主體移動；使所述插針的自由端部穿過所述鎖定件；以及使所述鎖定件與所述插針的一柄部接合。

儘管本發明可以容易地表現為不同形式的實施方式，但在圖式中示出並且在本說明書中將詳細說明的是具體實施例，同時理解的是，本發明應視為是本發明的原理的一示範且並非旨在將本發明限制到在此示出的和說明的那樣。由此，除非另有說明，本文發明的特徵可組合在一起，以形成出於簡明目的未給出的另外的組合。將進一步認識到的是，在一些實施例中，圖式中通過示例示出的一個或多個部件可在本發明的範圍內去除和/或用替代部件替換。

本發明涉及用於大電流高電壓能量存儲及配電單元的一電源連接器20。電源連接器20可用於高功率應用，諸如電腦、資料伺服器、匯流排應用以及電動車輛（EV）系統。

如圖1和圖2所示，電源連接器20包括其內安裝有一端子24的一插口插座22以及配置成與端子24對接的一插頭26。插口插座22包括一絕緣的插口插座殼體28、一導電的插口30以及一鎖定件32。插頭26包括一絕緣的插頭殼體34和一導電的插針36。插針36坐落在端子24內並通過鎖定件32可釋放地鎖定於插口30。

如圖2和圖3所示，插口插座殼體28具有一頂壁38、從頂壁38向下延伸的前壁40和後壁42、以及在前壁40和後壁42之間延伸的相對的兩側壁44,46，頂壁38、前壁40和後壁42以及相對的兩側壁44,46限定它們內的一端開口的腔體48。腔體48開口於插口插座殼體28的底部。頂壁38包括一扣件50，扣件50能被壓入到腔體48中以使扣件50相對頂壁38的剩餘部分向內撓曲。扣件50經由包圍扣件50的三側的間隙52與頂壁38的剩餘部分分離。前壁40具有貫穿其的一開口54，開口54連通於腔體48。一倒角56可從前壁40的前表面延伸至開口54。兩側壁44,46均具有在其上的扣件58，各扣件58具有向內延伸的延伸進入腔體48中的一倒鉤60（在圖1中以虛線示出）。扣件58通過間隙62與側壁44,46的剩餘部分分離。扣件58能夠相對側壁44,46的剩餘部分向外撓曲。

如圖4最佳所示，插口30包括一上部64和從上部64的一下端延伸的一下部66。上部64具有一頂表面68、一相對的底表面70、一前表面72、一相對的後表面74、以及在前表面72和後表面74之間延伸的兩側表面76,78。各側表面76、78具有在其下端的可從後表面74延伸的一細長的狹槽80。下部66可為一螺紋柄。一細長的槽82設於頂表面68且平行於前表面72延伸。槽82可在兩側表面76,78之間延伸。一臺階84設置在槽82的一中間部分內。可為圓柱形的一壁形成一插針收容通道86，插針收容通道86從前表面72到後表面74延伸貫穿插口30。插口30的一軸向中心線限定在前表面72和後表面74之間。一倒角88可設置在插針收容通道86的前表面72上的入口處。一沉孔90圍繞插針收容通道86的出口設置於後表面74。

鎖定件32以一能夠撓曲的彈簧形成，且可由不鏽鋼形成。鎖定件32具有一後部92和從後部92的一上端延伸的一頂部94。頂部94具有從其前端延伸的一前唇部96。在與插口30組裝之前，如圖5所示，後部92和頂部94優選相對於彼此成一非正交的角度A，例如八十二（82）度，但也可彼此正交，且前唇部96正交於頂部94。後部92包括貫穿其的一開口98。開口98的一頂緣100可為直線，且開口98的一底緣102為大體U型，參見圖2。底緣102具有在後部92的一前側的一彎曲部104，參見圖4。前唇部96具有大體反映（mirrors）臺階84的形狀的一中間缺口106。

如圖2和圖3所示，端子24包括一導電的接觸件108和可包括一導電的帽體110。接觸件108可由一環狀的連接部112形成，使多個間隔開的能夠撓曲的梁114從環狀的連接部112懸臂設置從而在它們內形成從接觸件108的一前端延伸至接觸件108的一後端的一通道116來形成。多個能夠撓曲的梁114從連接部112的一端延伸，且各梁114大體平行於並徑向間隔於接觸件108的一軸向中心線。多個梁114圍繞連接部112的圓周彼此間隔開。各梁114可具有：一第一部分，其在一拐角處從連接部112以一角度延伸；以及一第二部分，其在一拐角處從所述第一部分的一端以一角度延伸。第一部分朝向所述軸向中心線向內傾斜，以及第二部分相對所述軸向中心線向外傾斜。多個拐角可倒圓且可圍繞接觸件108的圓周對齊並限定一內徑。帽體110具有：一環形的第一壁118，其限定形成通道116的一部分的一開口；以及一第二壁120，從第一壁118徑向向外並與第一壁118垂直地延伸。接觸件108的其它形式在本發明的範圍內。

如圖6所示，接觸件108坐落在插口30的通道86內以使接觸件108的後端與插口30的後端大體對齊、接觸件108的前端與插口30的前端間隔開以及插口30的軸向中心線和接觸件108的軸向中心線對齊。連接部112的一外表面抵靠形成插口30的插針收容通道86的壁的一內表面。帽體110將插口30和接觸件108固定在一起。在一實施例中，帽體110壓配於插口30且壓配於接觸件108。在一實施例中，帽體110壓接於插口30且壓接於接觸件108。帽體110的壁118接合靠在連接部112的內表面上。壁120坐落在沉孔90內。用於將接觸件108附接於插口30的其它手段在本發明的範圍內。帽體110能取消且接觸件108直接附接於插口30。

鎖定件32坐落在插口30上。鎖定件32的後部92沿插口30的後表面74延伸並接合抵在插口30的後表面74上，鎖定件32的頂部94延伸接近插口30的頂表面68，且鎖定件32的前唇部96坐落在槽82內。後部92和頂部94相對彼此成大於九十（90）度的角度。前唇部96的中間缺口106與槽82的臺階84以一過盈配合接合以將鎖定件32固定於插口30。如果壁120設置，則壁120處於鎖定件32的後部92和插口30的後表面74之間。

具有安裝在其上的端子24和鎖定件32的插口30通過開口的底端插入插口插座殼體28的腔體48。插口30和端子24形成一導電的主體。扣件58向外撓曲以允許插口30的上部64滑動進入腔體48中。在插口30的上部64越過扣件58上的倒鉤60之後，扣件58恢復其初始狀態且倒鉤60接合在上部64的狹槽80內，以防止插口30在腔體48內移動。下部66從插口插座殼體28向下延伸。插口插座殼體28的頂壁38上的扣件50的下表面可與鎖定件32的頂部94的上表面接合。插口30的上部64的前表面72坐靠在插口插座殼體28的前壁40上，且插口30的軸向通道86與插口插座殼體28上的開口54對齊。一空間122設置在後部92和插口插座22的後壁42之間。

圖7和圖8示出能設置在絕緣的插口插座殼體28上的改型。一前肋部124從頂壁38且從前壁40向上延伸，一第一側肋部126從頂壁38且從側壁44向上延伸並位於接近間隙52的處於扣件50的第一側的部分，以及一第二側肋部128從頂壁38且從側壁46向上延伸並位於接近間隙52的處於扣件50的第二側的部分。三個肋部124、126、128增加插口插座殼體28的最上表面與插口插座殼體28內的導電構件之間的距離，以最小化電弧放電（arcing）。前肋部124可僅設置於間隙52的前方。在扣件50的後端處未設置一肋部，以允許操作者的手指容易地接觸到扣件50。各扣件58已被改型成包括在其外表面上的從扣件58的一底端延伸的多個凹部130。各扣件58、其兩間隙62以及多個凹部130面向覆蓋部132並由覆蓋部132覆蓋，覆蓋部132從各自的側壁44,46向外延伸。覆蓋部132具有開口的上端134和開口的下端136。覆蓋部132覆蓋扣件58和側壁44、46的剩餘部分之間的間隙62。開口的上端134和開口的下端136允許空氣流動穿過覆蓋部132。覆蓋部132防止接觸插口插座殼體28中的導電構件。

如圖6所示，在與插頭26組裝之前，鎖定件32的後部92上的開口98的一部分與端子24的通道116對齊，且開口98的底緣102的一底部分處於端子24的通道116的一底部的上方，以使端子24的通道116的一部分在軸向上被部分地遮擋。

如圖1和圖2所示，插頭殼體34包括一前壁138和從前壁138向後延伸的一側壁140。前壁138具有貫穿其的一開口142且兩壁138、140限定它們內的向插頭殼體34的一後端開口的一腔體144，參見圖9。一軸向中心線從前壁138至插頭殼體34的後端延伸。開口142連通腔體144。側壁140以圓柱形示出，但側壁140能採取其它形式，諸如例如橫截面為方形。參見圖9，多個間隔開的能夠撓曲的臂部146從側壁140向內延伸到腔體144中。所述多個能夠撓曲的臂部146在插頭殼體34的軸向中心線的方向上延伸。

在一實施例中，插針36具有由一前部148和從前部148的一後端延伸的一後部150形成的一柄部。前部148和後部150中的每一個可為圓柱形。一凸緣152從後部150的前端徑向向外延伸。前部148具有比後部150的直徑小的一直徑。由接觸件108的拐角限定的所述內徑小於插針36的前部148的直徑。前部148具有可為半球形的一圓形的自由端部154。可為環形的一槽156接近圓形的自由端部154圍繞前部148的圓周的至少一部分延伸。後部150可具有在其內的從其後端延伸的一腔體。

為了將插針36與插頭殼體34組裝，插針36的自由端部154通過開口的後端插入、穿過腔體144、隨後穿過前面的開口142。前部148延伸在插頭殼體34的前壁138的前方。凸緣152接合多個臂部146並使得多個臂部146朝向側壁140移動。一旦凸緣152越過多個臂部146，多個臂部146就恢復其初始狀態並接合凸緣152的後端。這將插針36固定於插頭殼體34。

為了形成電源連接器20，插頭26插入插口插座22，如圖9至圖12所示。鎖定件32初始處於未撓曲狀態，如圖6和圖9所示。插針36的自由端部154通過插口插座22的前端上的開口54並穿過插針收容通道86的入口。兩倒角56,88輔助引導插針36進入端子24的通道116。隨著插針36被進一步推入插口插座22，插針36的自由端部154接合多個能夠撓曲的梁114並使得多個梁114向外撓曲，參見圖10。隨著插針36被進一步推入插口插座22，在所述多個拐角接合前部148的情況下，插針36的前部148通過多個梁114，且圓形的自由端部154與鎖定件32的後部92的底緣102接合，參見圖10。隨著插針36被進一步推入插口插座22，圓形的自由端部154使得鎖定件32的後部92豎直向下移動並將鎖定件32置於一撓曲狀態，參見圖11。鎖定件32的頂部94的上表面依然接合靠在插口插座殼體28的頂壁38上的扣件50的下表面上，或可如所示出地與扣件50的下表面脫離接合。後部92上的開口在尺寸上設置為開口98的頂緣100不與插針36的圓形的端部154接合。底緣102的前側的倒圓緣輔助後部92的這種移動。圓形的端部154穿過開口98且一旦槽156與後部92對齊，鎖定件32就恢復其未撓曲狀態且底緣102坐落在槽156內，參見圖12，以使鎖定件32移動到一鎖定狀態。圓形的端部154坐落在空間122內。結果，鎖定件32將插頭26鎖定於插口插座22。

通過壓下插口插座殼體28上的扣件50，插頭26能夠從插口插座22上釋放，如圖12和圖13所示。壓下的扣件50接合鎖定件32的頂部94，並使得鎖定件32的後部92向下移動並移出槽156，參見圖13，且進入一鎖定解除狀態。開口98的頂緣100不與插針36接合。一旦鎖定件32的後部92上的開口98的底緣102不在槽156內，插針36就能被軸向拉出插口插座22，參見圖14。

插口30的下部66安裝於一基板158，諸如一印刷電路板或一匯流排。在圖2中，基板158以一印刷電路板示出，其中，在基板158的上表面上的一導電接觸焊盤160包圍一鍍覆的導電的穿孔162。針對印刷電路板的情況，插口30的底表面70與接觸焊盤160接觸且插口30的下部66延伸到穿孔162中。如果一匯流排作為基板158被設置，則匯流排具有一穿孔（類似於穿孔162），插口30的下部66延伸穿過該穿孔，且插口30的底表面70接觸圍繞所述穿孔的匯流排的一對接表面。如果插口30的下部66車有螺紋，則一墊圈164和螺母166能夠被固定於基板158的一相反側，以將插口插座22安裝於基板158。插頭26的插針36電連結於另一構件（未示出）。電流行進經過插頭26的插針36、經過端子24、經過插口30到基板158。插口30的底表面70與接觸焊盤160的接觸提供插口30與基板158之間的用於電流傳輸的大的接觸表面。

儘管插口30和端子24以形成導電的主體的分體的兩部件說明並示出，但插口30和端子24可按一單件一體形成。

儘管端子24和帽體110以分體的兩部件說明並示出，但端子24和帽體110可按一單件一體形成。此外，在接觸件108的多個實施例中，沉孔90和壁120可取消。

本發明能夠用於為電源連接器20提供一直角螺釘安裝。

諸如前、後、水平、豎直等方向性的術語是為了解釋時方便而採用，但不表示在使用時所需的姿態。

雖然在圖式中示出且針對圖式說明了特定的實施例，但可設想的是，本領域內的技術人員可在不脫離申請專利範圍的情況下想出各種修改。因此，將認識到的是，本發明和申請專利範圍不限於在圖式中示出的且針對圖式說明的具體實施例，並且修改和其它實施例將被包括在本發明和所附的圖式的範圍內。此外，儘管前述說明和相關聯的圖式在元件和/或功能的某些示例性的組合的上下文中說明了示例的實施例，但應認識到的是，在不脫離本發明和申請專利範圍的情況下，元件和/或功能的不同組合可由替代實施例來提供。此外，前述說明瞭敘述多個步驟的執行的方法。除非相反說明，一方法中的一個或多個步驟可以是不要求的，一個或多個步驟可以按照與所說明的不同的順序來執行，以及一個或多個步驟可以基本同時形成。最後，圖式並非一定按比例繪製。

20:電源連接器 22:插口插座 24:端子 26:插頭 28:插口插座殼體 30:插口 32:鎖定件 34:插頭殼體 36:插針 38:頂壁 40:前壁 42:後壁 44、46:側壁 48:腔體 50:扣件 52:間隙 54:開口 56:倒角 58:側扣件 60:倒鉤 62:間隙 66:下部 64:上部 68:頂表面 70:底表面 72:前表面 74:後表面 76、78:側表面 80:狹槽 82:槽 84:臺階 86:插針收容通道 88:倒角 90:沉孔 92:後部 94:頂部 96:前唇部 98:開口 100:頂緣 102:底緣 104:彎曲部 106:中間缺口 108:接觸件 110:帽體 112:連接部 114:梁 116:通道 118:第一壁 120:第二壁 122:空間 124:前肋部 126:第一側肋部 128:第二側肋部 130:凹部 132:覆蓋部 134:上端 136:下端 138:前壁 140:側壁 142:開口 144:腔體 146:臂部 148:前部 150:後部 152:凸緣 154:自由端部 156:槽 158:基板 160:導電接觸焊盤 162:穿孔 164:墊圈 166:螺母 A:角度

參照圖式能夠更好地理解本發明的許多方面。圖式中的構件不一定按比例繪製，而是重點在於清楚地說明本發明的原理。此外，在圖式中，相同的圖式標記表示遍及若干視圖的相應的部件。圖1示出根據本發明的各個方面的一電源連接器的一立體圖，電源連接器示出安裝在一基板上；圖2示出電源連接器以及電源連接器可附接的基板的一分解立體圖；圖3示出電源連接器的一插口插座和一端子的一分解立體圖；圖4示出插口插座和端子的一組裝的插座主體的一立體圖，其中，一鎖定件從組裝的插口主體分解出；圖5示出鎖定件的一側視圖；圖6示出插口插座和端子在與電源連接器的一插頭組裝之前的一剖視圖；圖7示出插口插座的一立體圖，其中，插口插座示出有針對其的改型；圖8示出圖7的插口插座的一立體圖，以局部剖開示出；圖9至圖12示出插口插座、端子和插頭在組裝期間的剖視圖；以及圖13和圖14示出插口插座、端子和插頭在拆卸期間的剖視圖。

20:電源連接器

22:插口插座

26:插頭

28:插口插座殼體

34:插頭殼體

46:側壁

50:扣件

52:間隙

58:側扣件

60:倒鉤

62:間隙

138:前壁

140:側壁

158:基板

166:螺母

Claims

一種插口插座，包括：一導電的主體，具有貫穿其的一通道；一鎖定件，連結於所述主體且相對於所述主體能夠移動，所述鎖定件具有相對彼此成角度的一頂部和一後部，所述頂部與所述主體接合，所述後部具有貫穿其的一開口，所述開口與所述主體中的所述通道至少部分地對齊；以及一插口插座殼體，包括一開口和從所述開口延伸的一腔體，其中，所述主體和所述鎖定件坐落在所述腔體內且所述開口與所述主體中的所述通道對齊。
如請求項1所述的插口插座，與一導電的插針組合，所述插針坐落在所述主體的通道內並穿過所述鎖定件的開口以在一鎖定狀態下與所述鎖定件的後部接合，其中，在所述插針與所述鎖定件組裝之前，所述鎖定件的後部部分地遮擋所述通道的一後端。
如請求項2所述的組合，其中，穿過所述鎖定件的所述開口的一底緣在其上具有一倒角。
如請求項2所述的組合，其中，所述插針包括當所述鎖定件處於所述鎖定狀態時所述鎖定件的後部坐落於內的一槽。
如請求項2所述的組合，其中，所述插口插座殼體包括當所述鎖定件移動至一鎖定解除狀態時與所述鎖定件的頂部接合的一能夠壓下的扣件。
如請求項5所述的組合，其中，所述能夠壓下的扣件處於所述插口插座殼體的一頂壁並通過多個間隙與所述頂壁分離，而且其中，所述插口插座殼體還包括從所述頂壁向上延伸的多個肋部，其中，所述多個間隙處於所述多個肋部和所述能夠壓下的扣件之間。
如請求項2所述的插口插座，其中，所述主體的後端和所述鎖定件的後端與所述插口插座殼體的一後壁通過一空間間隔開，而且其中，在所述鎖定狀態下，所述插針的一自由端部坐落在所述空間內。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述插口插座殼體包括當所述鎖定件被移動至一鎖定解除狀態時與所述鎖定件的頂部接合的一能夠壓下的扣件。
如請求項8所述的插口插座，其中，所述能夠壓下的扣件處於所述插口插座殼體的一頂壁並通過多個間隙與所述頂壁分離，而且其中，所述插口插座殼體還包括從所述頂壁向上延伸的多個肋部，其中，所述多個間隙處於所述多個肋部和所述能夠壓下的扣件之間。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述主體包括一插口和安裝在所述插口內的一分離的端子。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述插口插座殼體由絕緣材料形成以及所述鎖定件由不鏽鋼形成。
如請求項1所述的插口插座，其中，在與所述主體組裝之前，所述鎖定件的頂部和後部相對彼此以82度的一角度成角度。
如請求項1所述的插口插座，其中，在與所述主體組裝之前，所述頂部和所述後部相對彼此以小於90度的一角度成角度，以及在與所述主體組裝之後，所述頂部和所述後部相對彼此以大於90度的一角度成角度。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述頂部還包括向下延伸並接合在所述主體的一槽內的一前唇部。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述主體具有能夠連結於一基板的一下部。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述鎖定件為一彈簧。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述插口插座殼體包括：一頂壁；一前壁，從頂壁向下延伸，且所述開口貫穿所述前壁設置；一後壁，與所述前壁相對；兩側壁，在所述前壁和所述後壁之間延伸；多個肋部，從所述頂壁向上延伸；一能夠壓下的扣件，處於所述頂壁、與所述鎖定件能夠接合且通過多個間隙與所述頂壁和所述多個肋部分離；側扣件，處於各側壁，與所述主體接合，並通過多個間隙與各自的側壁分離；以及覆蓋部，從各自的側壁延伸並覆蓋在各自的側扣件和多個間隙的外部。
如請求項1所述的插口插座，其中，所述插口插座殼體包括：一頂壁；一前壁，從所述頂壁向下延伸，且所述開口貫穿所述前壁設置；一後壁，與所述前壁相對；兩側壁，在所述前壁和所述後壁之間延伸；側扣件，處於各側壁，與所述主體接合，並通過多個間隙與各自的側壁分離；以及覆蓋部，從各自的側壁延伸並覆蓋在各自的側扣件和多個間隙的外部。
如請求項1所述的插口插座，其中，各覆蓋部具有一開口的上端和一開口的下端。
如請求項1所述的插口插座，其中，各側扣件具有在其外表面的面向所述覆蓋部的多個凹部。
一種電源連接器的組裝方法，包括：將一導電的插針插入一導電的主體的一通道，所述主體具有在其上的一能夠撓曲的鎖定件，所述鎖定件具有相對彼此成角度的一頂部和一後部，所述頂部接合所述主體，所述後部具有貫穿其的且部分地遮擋所述通道的一開口；以及使所述插針的一自由端部與所述鎖定件的後部接合，由此使得所述鎖定件相對所述主體移動；使所述插針的自由端部穿過所述鎖定件；以及使所述鎖定件與所述插針的一柄部接合。
如請求項21所述的方法，還包括通過壓下與所述鎖定件接合的一扣件，將所述插針從所述主體上拆下。