CN101151771A - 具有冷却特征的电连接器 - Google Patents

Abstract

一种电连接器(10)，其包括：用于传输电能或电信号的电导体(20)；以及壳体(14)。电导体被以下述方式安装在壳体中，即，使得壳体和电导体限定用于使气流沿着电导体的表面流通过壳体的通道(60)。

Description

具有冷却特征的电连接器

技术领域

本发明总体涉及一种电连接器。更具体地，本发明涉及用于传送电动力的连接器，其具有允许空气流通通过连接器的特征。

背景技术

电连接器在工作期间由于电流流过通常会发热。由于通常与电力传输相关的较高电流，用于传输电力的连接器的发热可能很明显。

用于传输电力的连接器可包括一或多个布置在电绝缘壳体中的导电板或导电片。导电板或导电片可较大，并可能需要形式为肋的横向支承或形成在壳体中的类似结构。支承肋通常接触导电板或导电片上的多个位置。

支承肋以及壳体内的其它结构可阻碍壳体内空气的流通，并可在与导体的直接接触点中形成捕集空气的囊。空气和壳体热绝缘。因此，存在于壳体内的滞留空气可允许热量在连接器内聚集，使得连接器在较高的温度下工作。

连接器的过度发热可限制通过连接器传输的的电量。此外，连接器在高温下工作可潜在地降低连接器的可靠性和使用寿命。此外，高的工作温度可能需要连接器与其它连接器隔开比其它情况大的距离，即，高的工作温度会增加连接器的整体覆盖区域。

发明内容

为了有助于解决用于传输电力的连接器的过度发热问题，本发明提供一种电连接器，其包括：用于传输电能或电信号的电导体；以及壳体。电导体被以下述方式安装在壳体中，即，使得壳体和电导体限定用于使气流沿着电导体的表面流通过壳体的通道。

电连接器的另一优选实施例包括用于传导电能的电导体。所述电导体包括主部、从主部延伸的用于与基板建立电接触的尾部、以及从所述主部延伸的接触梁。连接器还包括壳体，限定用于接纳所述主部的腔室，使得尾部从壳体的底部延伸。所述腔室通过限定在壳体的底部和顶部中的开口与周围环境流体连通，从而响应电导体的发热，周围空气可流通过所述主部。

附图说明

前述发明内容和下面关于优选实施例的详细描述通过结合附图变得更加清楚。为了描述本发明，附图示出了优选的一个实施例。但是本发明不限于附图中的具体方式。

图1是电连接器的优选实施例的后视透视图；

图2是图1所示的电连接器的前视透视图；

图3是图1和2所示的电连接器的另一后视透视图；

图4是图1-3所示的电连接器的仰视透视图；

图5是图1-4所示的电连接器安装到基板上的侧视图；

图6是图1-5所示的电连接器的导体的后视图；

图7是电连接器的另一优选实施例的俯视透视图；

图8是图7所示的电连接器的仰视透视图；

图9是图7和8所示的电连接器安装到基板上的侧视图；

图10是图7-9所示的电连接器的导体的俯视图。

具体实施方式

图1至5描述了电连接器10的优选实施例。这些图使用共同的坐标系11。方向术语“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“上方”、“下方”等参照图5示出的部件方位使用。这些术语只是为了举例的目的，并不对权利要求的保护范围进行限制。

如图5所示，连接器10可被安装到基板12上。连接器10包括壳体14。连接器10还包括安装到壳体14中的第一导体16和第二导体18。

第一导体16和第二导体18基本相同，只是第一和第二导体16、18的结构被设置成左、右结构。换句话说，第一和第二导体16、18相对于穿过连接器10中心的竖直定位面对称地布置。连接器10的可选实施例可包括不是基本相同和不以上述方式对称布置的导体。

第一和第二导体16、18各包括以大致平的板20为形式的主部。第一和第二导体16、18被安装在壳体14中使得第一和第二导体16、18的板20抵接，如图1-4所示。

每个第一和第二导体16、18还包括多个从对应的板20的前边缘延伸的接触梁24，用于与另一电设备，例如第二电连接器(未示出)的触头(例如接触片)相配合。

每个第一和第二导体16、18还包括多个从对应的板20的底边缘延伸的焊尾(solder tail)26，用于将连接器10安装到基板12上。每个焊尾26包括与对应的板20邻接的大致S形部分26a。部分26a从对应的板20偏离触头26的其余部分，如图1和3所示。可选实施例可包括压配合的尾部或其它类型的尾部代替焊尾26。

当连接器10安装到基板12上与第二连接器配合时，第一和第二导体16、18可在基板12和第二电连接器之间导电。

每个板20包括弯曲部28。每个弯曲部28形成对应的第一或第二导体16、18的上端，并延伸通过大约90度的弧形。因此，第一和第二导体16、18的顶部向外张开，例如如图3所示。

每个弯曲部28具有连续的外边缘28a，如图3所示。第一和第二导体16、18的可选实施例可包括不连续的外边缘。每个弯曲部28具有多个形成在其中的孔或槽30。槽30优选在接近对应的板20的第一位置和接近对应的外边缘28a的第二位置之间延伸，例如如图1所示。

壳体14由电绝缘材料例如塑料制成。壳体14包括第一侧部34、第二侧部36、顶部38和底部40。顶部和底部38、40分别邻接第一和第二侧部34、36。第一侧部34、第二侧部36、顶部38和底部40在壳体14内限定腔室45，如图1、3和4所示。腔室45的前端和后端开口以利于第一和第二导体16、18插入。

壳体14还包括从壳体14的顶部38延伸的上配合罩46，以及从底部40延伸的下配合罩48。壳体14还包括隔架49，其使壳体14的底部40与基板12隔开，如图5所示。换句话说，当连接器10安装到基板12上时，在底面40a和基板12之间存在间隙51。

第一侧部34和顶部38限定形式为狭槽或沟槽52的保持特征，如图1和3所示。第二侧部36和顶部38限定另一沟槽52。每个沟槽52沿纵向(沿x向)延伸。

顶部38具有形成在其中的开口53，如图1至3所示。开口53在接近顶部38后端的第一位置和接近顶部38前端的第二位置之间沿纵向延伸。

底部40具有形成在其中的开口54，如图4所示。开口54在底部40的前端和后端之间具有沿纵向延伸的中心部54a。优选地，壳体14的用于限定中心部54a的部分的轮廓基本与焊尾26的形状相匹配，如图1所示。因此，中心部54a的上端较窄，而底端较宽。

开口54还包括侧部54b。每个侧部54b邻接中心部54a，并沿横向(y方向)延伸，如图4所示。

第一和第二导体16、18从壳体14的后端插入壳体14中，即，第一和第二导体16、18沿着+x方向插入壳体14中。

当第一和第二导体16、18插入壳体14中时，第一和第二导体16、18的板20被安置于腔室45中。此外，当第一和第二导体16、18插入时，第一和第二导体16、18的弯曲部28的外边缘28a分别进入相应的沟槽52。沟槽52帮助引导第一和第二导体16、18进入壳体14。当第一和第二导体16、18插入时，焊尾26被开口54的中心部54a容纳。

沟槽52的尺寸被设计成使相关的弯曲部28的外边缘28a适配于其中。该特征有助于将第一和第二导体16、18保持在壳体14中，也就是说，上述特征可有助于防止第一和第二导体16、18从壳体14中退出。外边缘28a与壳体14的配合还有助于相对于壳体14在横向和竖直方向限制第一和第二导体16、18。

当第一和第二导体16、18位于壳体14内时，焊尾26从壳体14向下延伸。焊尾26被接纳在形成于基板12上的通孔中，并在连接器10和基板12之间建立电连接。

连接器10包括可有助于空气流通通过连接器10的特征。因此，这些特征有助于冷却连接器10，并防止热空气被捕集在连接器10内。特别地，壳体14的第一侧部34和第一导体16的板20限定在顶部和底部38、40之间延伸的通道60，如图1、3和4所示。壳体14的第二侧部36和第二导体18的板20限定在顶部和底部38、40之间延伸的另一通道60。通道60允许空气在壳体14内的顶部38和底部40之间流通。

第一和第二导体16、18的弯曲部28与壳体14的配合帮助相对于壳体14在横向限制第一和第二导体16、18，如上所述。因此，连接器10不需要水平支承肋或通过在板20的中点处或附近与板20相配合来提供横向限制的类似结构。这种结构允许使用特征，例如通道60，形成在壳体14的顶部38和底部40之间延伸的基本通畅的气流通道。

通道60与相应的顶部和底部38、40中的开口53、54相结合有助于空气流通通过连接器10。特别地，通道60与形成在壳体14的顶部38中的开口53相邻接。第一和第二导体16、18的弯曲部28位于开口53的正下方。因此，空气可通过开口53和形成在弯曲部28中的狭槽30进入通道60或从通道60流出。

通道60还与形成在壳体14的底部40中的开口54相邻接。壳体14的底部40的底面40a与基板12间隔开间隙51，如上所述。间隙51允许空气通过开口54流入或流出通道60。开口54的侧部54b没有被第一或第二导体16、18阻碍。因此，间隙51和侧部54b为空气进入每个通道60的底部或从所述底部排出提供了基本畅通的通路。

每个通道60部分以第一和第二导体16、18的其中一个的板20为界。在连接器10工作期间，第一和第二导体16、18由于电流流过它们而发热。板20的温度升高加热相应的通道60内的空气。

认为加热通道60内的空气促使气流通过连接器10。气流流过线路由图中的箭头62示意性地示出。应该注意，箭头62只是为了说明的目的，并不完全代表可能实际存在于和环绕于连接器10中的较复杂的气流线路。

如图所示，例如在图3中，被板20加热的空气在通道60内上升。上升的空气可通过形成在第一和第二导体16、18的弯曲部28中的狭槽30和形成在壳体14的顶部38中的开口53排出。较冷的周围空气可通过间隙51和形成在壳体14的底部40上的开口54从下面进入通道60。冷空气替换通道60内由于第一和第二导体16、18的加热而移动的空气。这种效果通常被称为“烟囱效应(chimneyeffect)”。

流通过通道60的空气帮助冷却第一和第二导体16、18。特别地，在板20表面上通过的空气可通过对流传热将热能从板20上传走。此外，弯曲部28增加了第一和第二导体16、18的整个表面积，并因此有助于与第一和第二导体16、18进行附加的对流传热。

通过帮助驱散在连接器10工作期间产生的热，上述特征可有助于通过连接器10传输比其它情况大的电能。上述特征还可帮助连接器10在低温下工作(其它情况不可能)，潜在地提高连接器10的可靠性和使用寿命，以及可潜在地减少将连接器10容纳在电子设备内所需要的空间。

图7至10描述了形式为电连接器100的另一电连接器的优选实施例。连接器100可被安装在基板12上，如图9所示。连接器100包括壳体104。连接器100还包括安装在壳体104中的第一导体106和第二导体108。

第一导体106和第二导体108基本相同，只是第一和第二导体106、108的结构被设置成左、右结构。换句话说，第一和第二导体106、108相对于穿过连接器100中心的竖直定位面对称地布置。

第一和第二导体106、108各包括以大致平的板120为形式的主部。第一和第二导体106、108被安装在壳体104中使得第一和第二导体106、108的板120间隔开，如图8所示。

每个第一和第二导体106、108还包括与对应的板120的前边缘相邻接的中间件123。每个中间件123包括大致S形部分，大致S形部分使中间件123的其余部分朝向连接器100的中心向内收缩，如图8和10所示。

每个第一和第二导体106、108还包括多个从对应的中间件123延伸的接触梁124。接触梁124可与另一电设备，例如第二电连接器(未示出)的触头(例如接触片)相配合。第一和第二导体106、108的可选实施例可不具有中间件123而使接触梁124直接从对应的板120延伸。

每个第一和第二导体106、108还包括多个从对应的板120的第二边缘或底边缘延伸的焊尾126，用于将连接器100安装到基板12上。可选实施例可包括压配合的尾部或其它类型的尾部代替焊尾126。

当连接器100安装到基板12上与第二连接器配合时，第一和第二导体106、108可在基板12和第二电连接器之间导电。

壳体104由电绝缘材料例如塑料制成。壳体104包括第一侧部134、第二侧部136、顶部138和后部141。顶部138邻接第一和第二侧部134、136。后部141邻接第一和第二侧部134、136和顶部138中的每一个。第一侧部134、第二侧部136、顶部138和后部141在壳体104内限定腔室145。壳体104的底部开口，如图8所示。

壳体104还包括从顶部138延伸的上配合罩146，以及从底部140延伸的下配合罩147。下配合罩147具有形成在其上的切口156，如图7和8所示。

壳体104还包括隔架149，其使第一和第二侧部134、136的底部以及后部141与基板12隔开，如图9所示。换句话说，在基板12和第一和第二侧部134、136的各自下端以及后部141之间存在间隙151。如上所述，壳体104的底部开口。因此，腔室145邻接间隙151。

顶部138具有三个形成在其上的大致正方形开口153，如图7所示。可选实施例可形成多于或少于三个的开口153。此外，在可选实施例中，开口153可具有不同于正方形的其它形状。

第一和第二导体106、108从壳体104的底部插入壳体14中，即，第一和第二导体106、108沿着+z方向插入壳体104中。当插入第一和第二导体106、108时，下配合罩147中的切口156容纳接触梁124。

当第一和第二导体106、108插入壳体104中时，第一和第二导体106、108的板120被安置于腔室145中。当第一和第二触头完全插入壳体104中时，第一导体106与壳体104的第一侧部134间隔开，第二导体108与第二侧部136间隔开。

壳体104包括用于支承和限制第一和第二导体106、108的保持特征142、143，如图8所示。特别地，当第一和第二导体106、108插入壳体104中时，保持特征142夹紧第一和第二导体106、108的中间件123。当第一和第二导体106、108插入壳体104中时，保持特征143夹紧第一和第二导体106、108的板120的后端。

当第一和第二导体106、108位于壳体104内时，焊尾126从壳体104向下延伸，如图7和9所示。焊尾126被接纳在形成于基板12上的通孔中，并在连接器100和基板12之间建立电连接。

连接器100包括可有助于空气流通通过连接器100的特征。因此，这些特征有助于冷却连接器100，并防止热空气被捕集在连接器100内。特别地，板120在它们之间限定第一通道160。另外，第一导体106的板120和壳体104的第一侧部134在它们之间限定第二通道162。第二导体108的板120和壳体104的第二侧部136在它们之间限定第三通道164，如图8所示。

第一、第二和第三通道160、162、164中的每一个邻接壳体104的顶部138中的开口153。另外，第一、第二和第三通道160、162、164中的每一个延伸至壳体104的底部，因此当连接器100安装到基板12上时，第一、第二和第三通道160、162、164中的每一个与存在于基板12与第一和第二侧部134、136的相应下端以及后部141之间的间隙151相邻接。因此第一、第二和第三通道160、162、164允许空气在间隙151和顶部138的开口153之间流通。

如上所述，第一和第二触头106、108被保持特征142、143支承。因此，连接器100不需要水平支承肋或通过在板120的中点处或附近与板120相配合来提供横向限制的类似结构。这种结构允许使用特征，例如第一、第二和第三通道160、162、164，形成在壳体104的顶部138和腔室145的底部之间延伸的基本通畅的气流通道。

第一、第二和第三通道160、162、164与壳体104的顶部138中的开口153相结合有助于空气流通通过连接器100。特别地，第一、第二和第三通道160、162、164邻接开口153。因此，空气可通过开口153进入或流出第一、第二和第三通道160、162、164。

如上所述，腔室145的底部开口。这种结构允许空气流入或流出第一、第二和第三通道160、162、164，或者流至或流出壳体104和基板12之间的间隙151。换句话说，间隙151和壳体104的底部的开口结构为空气进入第一、第二和第三通道160、162、164的每一个的底部或从所述底部排出提供了基本畅通的通路。

在连接器100工作期间，第一和第二导体106、108由于电流流过它们而发热。第一通道160以第一和第二导体106、108二者的板120为界。第二通道162以第一导体106的板120为界。第三通道164以第二导体108的板120为界。因此，在连接器100工作期间板120的发热加热了第一、第二和第三通道160、162、164内的空气。

第一、第二和第三通道160、162、164内空气的加热促使气流通过连接器100。气流流过线路由图中的箭头162示意性地示出。应该注意，箭头162只是为了说明的目的，并不完全代表可能实际存在于和环绕于连接器100中的较复杂的气流线路。

如图7和9所示，被第一和第二导体106、108加热的空气在第一、第二和第三通道160、162、164内上升。上升的空气可通过壳体104的顶部138中的开口153排出第一、第二和第三通道160、162、164。较冷的周围空气可通过间隙151和壳体104的底部进入第一、第二和第三通道160、162、164，替换第一、第二和第三通道160、162、164内由于第一和第二导体106、108的加热而移动的空气。

流通过第一、第二和第三通道160、162、164的空气帮助冷却第一和第二导体106、108。特别地，在板120表面上通过的空气可通过对流传热将热能从板120上传走，如上面对连接器10的描述。

前面的描述只用于解释而不是限制本发明。已经结合优选实施例或优选方法描述了本发明，可以理解，此处使用的词语是描述性的而不是限制性的。另外，尽管已经结合特定的结构、方法和实施例描述了本发明，但本发明不限于此处公开的特定内容，而是延伸到权利要求范围内的所有结构、方法和应用。本领域技术人员通过本说明书的教导可实现本发明的多种变化，并且在不脱离本发明精神和范围的情况下可进行多种修改。例如，本发明的原理可适用于导电片代替导体16、18或导体106、108的电连接器。

Claims (20)

1.一种电连接器，包括：

用于传输电能或电信号的电导体；以及

壳体，其中，电导体被以下述方式安装在壳体中，即，使得壳体和电导体限定用于使气流沿着电导体的表面流通过壳体的通道。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其中，电导体包括用于在电连接器和基板之间建立电接触的尾部，所述尾部从壳体的底部延伸，并且电导体可从壳体的底部插入壳体中。

3.根据权利要求2所述的电连接器，其中，壳体包括配合罩，所述配合罩具有形成在其中的切口以便当电导体插入壳体中时，电导体的接触梁可穿过配合罩。

4.根据权利要求1所述的电连接器，其中，电导体包括设置在形成于壳体中的腔室中的板，以使得所述板和壳体限定通道，并且所述板暴露于响应于电导体的发热而流通过通道的空气，从而通过对流热传导冷却板。

5.根据权利要求4所述的电连接器，其中，壳体还包括位置靠近所述腔室的前端和后端的保持特征，用于保持电导体。

6.根据权利要求5所述的电连接器，其中，电导体还包括接触梁和邻接接触梁和板前端的中间部，并且保持特征夹紧中间部和板的后端。

7.根据权利要求1所述的电连接器，其中，壳体的顶部具有形成在其中并与通道邻接的开口。

8.根据权利要求1所述的电连接器，其中，电连接器可被安装在基板上，壳体具有用于将壳体的底部与基板隔开的隔架，从而在壳体的底部和基板之间形成间隙，并且所述间隙与通道流体连通。

9.根据权利要求8所述的电连接器，其中，还包括形成在壳体顶部的开口，其中，响应于电导体的发热，空气可流通过所述间隙、通道以及壳体项部的开口。

10.根据权利要求1所述的电连接器，其中，电导体包括第一和第二电导体，所述第一和第二电导体被以下述方式安装在壳体中，即，使第一电导体与第二电导体隔开并且第一和第二电导体限定所述通道。

11.根据权利要求10所述的电连接器，其中，壳体和电导体限定三个通道，第一通道由第一和第二电导体限定，第二通道由壳体和第一电导体限定，第三通道由壳体和第二电导体限定。

12.根据权利要求1所述的电连接器，其中，电导体包括第一和第二电导体，并且壳体和电导体限定两个通道，第一通道由第一电导体和壳体限定，第二通道由第二电导体和壳体限定。

13.根据权利要求1所述的电连接器，其中，电导体具有延伸过通道的弯曲部，所述弯曲部具有形成在其中的狭槽以允许空气通过弯曲部。

14.根据权利要求13所述的电连接器，其中，壳体具有形成在其中的、用于接纳弯曲部的边缘的沟槽，以使电导体保持在壳体中。

15.根据权利要求13所述的电连接器，其中，电导体包括板和尾部，所述尾部用于在电连接器和基板之间建立电接触并从板的第一端延伸，并且，所述弯曲部形成板的与第一端相反的第二端。

16.根据权利要求1所述的电连接器，其中，

壳体包括其上形成有开口的底部，所述开口具有在第一方向上延伸的第一部和在与第一方向大致垂直的第二方向上延伸并且与所述通道流体连通的第二部，以及

电导体包括用于在电连接器和基板之间建立电接触的尾部，所述尾部延伸过壳体底部中的开口的第一部。

17.一种电连接器，包括：

用于传导电能的电导体，所述电导体包括主部、从主部延伸的用于与基板建立电接触的尾部、以及从所述主部延伸的接触梁；以及

壳体，限定用于接纳所述主部的腔室，使得尾部从壳体的底部延伸，其中，所述腔室通过限定在壳体的底部和顶部中的开口与周围环境流体连通，从而响应电导体的发热，周围空气可流通过所述主部。

18.根据权利要求17所述的电连接器，其中，壳体包括保持特征，所述保持特征保持电导体使得主部和壳体在壳体的底部和顶部之间限定基本通畅的气流通道。

19.根据权利要求18所述的电连接器，其中，所述主部包括其上形成有狭槽的弯曲部，并且，保持特征包括靠近壳体顶部形成在壳体上的、用于接纳弯曲部边缘的沟槽。

20.根据权利要求18所述的电连接器，其中，电导体包括位于腔室内并隔开的第一和第二电导体，使得第一和第二电导体限 定第一气流通道，壳体和第一电导体限定第二流体通道，并且壳体和第二电导体限定第三流体通道。

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