具有冷卻特征的電連接器的制作方法

專利名稱：具有冷卻特征的電連接器的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及一種電連接器。更具體地，本發明涉及用于傳 送電動力的連接器，其具有允許空氣流通通過連接器的特征。
背景技術：
電連接器在工作期間由于電流流過通常會發熱。由于通常與電 力傳輸相關的較高電流，用于傳輸電力的連接器的發熱可能很明 顯。用于傳輸電力的連接器可包括一或多個布置在電絕緣殼體中 的導電板或導電片。導電板或導電片可較大，并可能需要形式為肋 的橫向支承或形成在殼體中的類似結構。支承肋通常接觸導電板或 導電片上的多個位置。支承肋以及殼體內的其它結構可阻礙殼體內空氣的流通，并可 在與導體的直接接觸點中形成捕集空氣的囊。空氣和殼體熱絕緣。 因此，存在于殼體內的滯留空氣可允許熱量在連接器內聚集，使得 連接器在較高的溫度下工作。連接器的過度發熱可限制通過連接器傳輸的的電量。此外，連 接器在高溫下工作可潛在地降低連接器的可靠性和使用壽命。此 外，高的工作溫度可能需要連接器與其它連接器隔開比其它情況大 的距離，即，高的工作溫度會增加連接器的整體覆蓋區域。

發明內容
為了有助于解決用于傳輸電力的連接器的過度發熱問題，本發 明提供一種電連接器，其包括用于傳輸電能或電信號的電導體；以及殼體。電導體被以下述方式安裝在殼體中，即，使得殼體和電 導體限定用于使氣流沿著電導體的表面流通過殼體的通道。電連接器的另一優選實施例包括用于傳導電能的電導體。所述 電導體包括主部、從主部延伸的用于與基板建立電接觸的尾部、以 及從所述主部延伸的接觸梁。連接器還包括殼體，限定用于接納所 述主部的腔室，使得尾部從殼體的底部延伸。所述腔室通過限定在 殼體的底部和頂部中的開口與周圍環境流體連通，從而響應電導體 的發熱，周圍空氣可流通過所述主部。


前述發明內容和下面關于優選實施例的詳細描述通過結合附 圖變得更加清楚。為了描述本發明，附圖示出了優選的一個實施例。 但是本發明不限于附圖中的具體方式。圖1是電連接器的優選實施例的后視透視圖； 圖2是圖l所示的電連接器的前視透視圖； 圖3是圖1和2所示的電連接器的另一后視透視圖； 圖4是圖l-3所示的電連接器的仰視透視圖； 圖5是圖l-4所示的電連接器安裝到基板上的側視圖； 圖6是圖l-5所示的電連接器的導體的后視圖； 圖7是電連接器的另 一優選實施例的俯視透視圖； 圖8是圖7所示的電連接器的仰視透視圖；圖9是圖7和8所示的電連接器安裝到基板上的側視圖10是圖7-9所示的電連接器的導體的俯視圖。
具體實施方式
圖1至5描述了電連接器10的優選實施例。這些圖使用共同 的坐標系11。方向術語"頂"、"底"、"豎直"、"水平"、"上方"、 "下方"等參照圖5示出的部件方位使用。這些術語只是為了舉例 的目的，并不對權利要求的保護范圍進行限制。如圖5所示，連接器10可被安裝到基板12上。連接器10包 括殼體14。連接器IO還包括安裝到殼體14中的第一導體16和第 二導體18。第一導體16和第二導體18基本相同，只是第一和第二導體16、 18的結構被設置成左、右結構。換句話說，第一和第二導體16、 18相對于穿過連接器10中心的豎直定位面對稱地布置。連接器10 的可選實施例可包括不是基本相同和不以上述方式對稱布置的導 體。第一和第二導體16、18各包括以大致平的板20為形式的主部。 第一和第二導體16、 18被安裝在殼體14中使得第一和第二導體 16、 18的板20抵接，如圖l-4所示。每個第一和第二導體16、 18還包括多個從對應的板20的前邊 緣延伸的接觸梁24，用于與另一電設備，例如第二電連接器(未 示出)的觸頭(例如接觸片)相配合。每個第一和第二導體16、 18還包括多個從對應的板20的底邊 緣延伸的焊尾(solder tail) 26，用于將連接器10安裝到基板12上。 每個焊尾26包括與對應的板20鄰接的大致S形部分26a。部分26a 從對應的板20偏離觸頭26的其余部分，如圖l和3所示。可選實
施例可包括壓配合的尾部或其它類型的尾部代替焊尾26。當連接器10安裝到基板12上與第二連接器配合時，第一和第 二導體16、 18可在基板12和第二電連接器之間導電。每個板20包括彎曲部28。每個彎曲部28形成對應的第一或第 二導體16、 18的上端，并延伸通過大約90度的弧形。因此，第一 和第二導體16、 18的頂部向外張開，例如如圖3所示。每個彎曲部28具有連續的外邊緣28a，如圖3所示。第一和第 二導體16、 18的可選實施例可包括不連續的外邊緣。每個彎曲部 28具有多個形成在其中的孔或槽30。槽30優選在接近對應的板 20的第一位置和接近對應的外邊緣28a的第二位置之間延伸，例如 如圖1所示。殼體M由電絕緣材料例如塑料制成。殼體14包括第一側部34、 第二側部36、頂部38和底部40。頂部和底部38、 40分別鄰接第 一和第二側部34、 36。第一側部34、第二側部36、頂部38和底 部40在殼體14內限定腔室45，如圖1、 3和4所示。腔室45的 前端和后端開口以利于第一和第二導體16、 18插入。殼體14還包括從殼體14的頂部38延伸的上配合罩46，以及 從底部40延伸的下配合罩48。殼體14還包括隔架49，其使殼體 14的底部40與基板12隔開，如圖5所示。換句話說，當連接器 10安裝到基板12上時，在底面40a和基板12之間存在間隙51。第一側部34和頂部38限定形式為狹槽或溝槽52的保持特征， 如圖1和3所示。第二側部36和頂部38限定另一溝槽52。每個 溝槽52沿縱向(沿x向)延伸。頂部38具有形成在其中的開口 53，如圖1至3所示。開口 53 在接近頂部38后端的第一位置和接近頂部38前端的第二位置之間 底部40具有形成在其中的開口 54，如圖4所示。開口 54在底 部40的前端和后端之間具有沿縱向延伸的中心部54a。優選地，殼 體14的用于限定中心部54a的部分的輪廓基本與焊尾26的形狀相 匹配，如圖1所示。因此，中心部54a的上端較窄，而底端較寬。開口 54還包括側部54b。每個側部54b鄰接中心部54a，并沿 橫向(y方向)延伸，如圖4所示。第一和第二導體16、 18從殼體14的后端插入殼體14中，艮口， 第一和第二導體16、 18沿著+x方向插入殼體14中。當第一和第二導體16、 18插入殼體14中時，第一和第二導體 16、 18的板20被安置于腔室45中。此外，當第一和第二導體16、 18插入時，第一和第二導體16、 18的彎曲部28的外邊緣28a分別 進入相應的溝槽52。溝槽52幫助引導第一和第二導體16、 18進 入殼體14。當第一和第二導體16、 18插入時，焊尾26被開口54 的中心部54a容納。溝槽52的尺寸被設計成使相關的彎曲部28的外邊緣28a適配 于其中。該特征有助于將第一和第二導體16、18保持在殼體14中， 也就是說，上述特征可有助于防止第一和第二導體16、 18從殼體 14中退出。外邊緣28a與殼體14的配合還有助于相對于殼體14 在橫向和豎直方向限制第一和第二導體16、 18。當第一和第二導體16、 18位于殼體14內時，焊尾26從殼體 14向下延伸。焊尾26被接納在形成于基板12上的通孔中，并在 連接器10和基板12之間建立電連接。連接器IO包括可有助于空氣流通通過連接器10的特征。因此， 這些特征有助于冷卻連接器10，并防止熱空氣被捕集在連接器10
內。特別地，殼體14的第一側部34和第一導體16的板20限定在 頂部和底部38、 40之間延伸的通道60，如圖1、 3和4所示。殼 體14的第二側部36和第二導體18的板20限定在頂部和底部38、 40之間延伸的另一通道60。通道60允許空氣在殼體14內的頂部 38和底部40之間流通。第一和第二導體16、 18的彎曲部28與殼體14的配合幫助相 對于殼體14在橫向限制第一和第二導體16、 18，如上所述。因此， 連接器10不需要水平支承肋或通過在板20的中點處或附近與板 20相配合來提供橫向限制的類似結構。這種結構允許使用特征， 例如通道60，形成在殼體14的頂部38和底部40之間延伸的基本 通暢的氣流通道。通道60與相應的頂部和底部38、 40中的開口53、 54相結合 有助于空氣流通通過連接器10。特別地，通道60與形成在殼體14 的頂部38中的開口 53相鄰接。第一和第二導體16、 18的彎曲部 28位于開口 53的正下方。因此，空氣可通過開口 53和形成在彎 曲部28中的狹槽30進入通道60或從通道60流出。通道60還與形成在殼體14的底部40中的開口 54相鄰接。殼 體14的底部40的底面40a與基板12間隔開間隙51，如上所述。 間隙51允許空氣通過開口 54流入或流出通道60。開口 54的側部 54b沒有被第一或第二導體16、 18阻礙。因此，間隙51和側部54b 為空氣進入每個通道60的底部或從所述底部排出提供了基本暢通 的通路。每個通道60部分以第一和第二導體16、 18的其中一個的板20 為界。在連接器IO工作期間，第一和第二導體16、 18由于電流流 過它們而發熱。板20的溫度升高加熱相應的通道60內的空氣。 認為加熱通道60內的空氣促使氣流通過連接器10。氣流流過 線路由圖中的箭頭62示意性地示出。應該注意，箭頭62只是為了 說明的目的，并不完全代表可能實際存在于和環繞于連接器10中 的較復雜的氣流線路。如圖所示，例如在圖3中，被板20加熱的空氣在通道60內上 升。上升的空氣可通過形成在第一和第二導體16、 18的彎曲部28 中的狹槽30和形成在殼體14的頂部38中的開口 53排出。較冷的 周圍空氣可通過間隙51和形成在殼體14的底部40上的開口 54從 下面進入通道60。冷空氣替換通道60內由于第一和第二導體16、 18的加熱而移動的空氣。這種效果通常被稱為"煙囪效應(chimney effect)"。流通過通道60的空氣幫助冷卻第一和第二導體16、 18。特別 地，在板20表面上通過的空氣可通過對流傳熱將熱能從板20上傳 走。此外，彎曲部28增加了第一和第二導體16、 18的整個表面積， 并因此有助于與第一和第二導體16、 18進行附加的對流傳熱。通過幫助驅散在連接器10工作期間產生的熱，上述特征可有 助于通過連接器10傳輸比其它情況大的電能。上述特征還可幫助 連接器10在低溫下工作(其它情況不可能)，潛在地提高連接器 10的可靠性和使用壽命，以及可潛在地減少將連接器10容納在電 子設備內所需要的空間。圖7至10描述了形式為電連接器100的另一電連接器的優選 實施例。連接器IOO可被安裝在基板12上，如圖9所示。連接器 100包括殼體104。連接器100還包括安裝在殼體104中的第一導 體106和第二導體108。第一導體106和第二導體108基本相同，只是第一和第二導體 106、 108的結構被設置成左、右結構。換句話說，第一和第二導 體106、 108相對于穿過連接器100中心的豎直定位面對稱地布置。第一和第二導體106、 108各包括以大致平的板120為形式的 主部。第一和第二導體106、 108被安裝在殼體104中使得第一和 第二導體106、 108的板120間隔開，如圖8所示。每個第一和第二導體106、 108還包括與對應的板120的前邊 緣相鄰接的中間件123。每個中間件123包括大致S形部分，大致 S形部分使中間件123的其余部分朝向連接器100的中心向內收縮， 如圖8和IO所示。每個第一和第二導體106、108還包括多個從對應的中間件123 延伸的接觸梁124。接觸梁124可與另一電設備，例如第二電連接 器(未示出)的觸頭(例如接觸片)相配合。第一和第二導體106、 108的可選實施例可不具有中間件123而使接觸梁124直接從對應 的板120延伸。每個第一和第二導體106、 108還包括多個從對應的板120的 第二邊緣或底邊緣延伸的焊尾126，用于將連接器IOO安裝到基板 12上。可選實施例可包括壓配合的尾部或其它類型的尾部代替焊 尾126。當連接器100安裝到基板12上與第二連接器配合時，第一和 第二導體106、 108可在基板12和第二電連接器之間導電。殼體104由電絕緣材料例如塑料制成。殼體104包括第一側部 134、第二側部136、頂部138和后部141。頂部138鄰接第一和第 二側部134、 136。后部141鄰接第一和第二側部134、 136和頂部 138中的每一個。第一側部134、第二側部136、頂部138和后部 141在殼體104內限定腔室145。殼體104的底部開口，如圖8所
殼體104還包括從頂部138延伸的上配合罩146，以及從底部 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， 如圖7和8所示。殼體104還包括隔架149，其使第一和第二側部134、 136的底 部以及后部141與基板12隔開，如圖9所示。換句話說，在基板 12和第一和第二側部134、 136的各自下端以及后部141之間存在 間隙151。如上所述，殼體104的底部開口。因此，腔室145鄰接 間隙151。頂部138具有三個形成在其上的大致正方形開口 153，如圖7 所示。可選實施例可形成多于或少于三個的開口 153。此外，在可 選實施例中，開口 153可具有不同于正方形的其它形狀。第一和第二導體106、 108從殼體104的底部插入殼體14中， 即，第一和第二導體106、 108沿著+z方向插入殼體104中。當插 入第一和第二導體106、 108時，下配合罩147中的切口156容納 接觸梁124。當第一和第二導體106、 108插入殼體104中時，第一和第二 導體106、 108的板120被安置于腔室145中。當第一和第二觸頭 完全插入殼體104中時，第一導體106與殼體104的第一側部134 間隔開，第二導體108與第二側部136間隔開。殼體104包括用于支承和限制第一和第二導體106、 108的保 持特征142、 143，如圖8所示。特別地，當第一和第二導體106、 108插入殼體104中時，保持特征142夾緊第一和第二導體106、 108的中間件123。當第一和第二導體106、108插入殼體104中時， 保持特征143夾緊第一和第二導體106、 108的板120的后端。
當第一和第二導體106、 108位于殼體104內時，焊尾126從 殼體104向下延伸，如圖7和9所示。焊尾126被接納在形成于基 板12上的通孔中，并在連接器IOO和基板12之間建立電連接。連接器100包括可有助于空氣流通通過連接器100的特征。因 此，這些特征有助于冷卻連接器100,并防止熱空氣被捕集在連接 器100內。特別地，板120在它們之間限定第一通道160。另外， 第一導體106的板120和殼體104的第一側部134在它們之間限定 第二通道162。第二導體108的板120和殼體104的第二側部136 在它們之間限定第三通道164，如圖8所示。第一、第二和第三通道160、 162、 164中的每一個鄰接殼體104 的頂部138中的開口 153。另外，第一、第二和第三通道160、 162、 164中的每一個延伸至殼體104的底部，因此當連接器100安裝到 基板12上時，第一、第二和第三通道160、 162、 164中的每一個 與存在于基板12與第一和第二側部134、 136的相應下端以及后部 141之間的間隙151相鄰接。因此第一、第二和第三通道160、 162、 164允許空氣在間隙151和頂部138的開口 153之間流通。如上所述，第一和第二觸頭106、 108被保持特征142、 143支 承。因此，連接器100不需要水平支承肋或通過在板120的中點處 或附近與板120相配合來提供橫向限制的類似結構。這種結構允許 使用特征，例如第一、第二和第三通道160、 162、 164，形成在殼 體104的頂部138和腔室145的底部之間延伸的基本通暢的氣流通 道。第一、第二和第三通道160、 162、 164與殼體104的頂部138 中的開口 153相結合有助于空氣流通通過連接器100。特別地，第 —、第二和第三通道160、 162、 164鄰接開口 153。因此，空氣可 通過開口 153進入或流出第一、第二和第三通道160、 162、 164。
如上所述，腔室145的底部開口。這種結構允許空氣流入或流 出第一、第二和第三通道160、 162、 164，或者流至或流出殼體104 和基板12之間的間隙151。換句話說，間隙151和殼體104的底 部的開口結構為空氣進入第一、第二和第三通道160、 162、 164的 每一個的底部或從所述底部排出提供了基本暢通的通路。在連接器100工作期間，第一和第二導體106、 108由于電流 流過它們而發熱。第一通道160以第一和第二導體106、 108 二者 的板120為界。第二通道162以第一導體106的板120為界。第三 通道164以第二導體108的板120為界。因此，在連接器100工作 期間板120的發熱加熱了第一、第二和第三通道160、 162、 164內 的空氣。第一、第二和第三通道160、 162、 164內空氣的加熱促使氣流 通過連接器100。氣流流過線路由圖中的箭頭162示意性地示出。 應該注意，箭頭162只是為了說明的目的，并不完全代表可能實際 存在于和環繞于連接器100中的較復雜的氣流線路。如圖7和9所示，被第一和第二導體106、 108加熱的空氣在 第一、第二和第三通道160、 162、 164內上升。上升的空氣可通過 殼體104的頂部138中的開口 153排出第一、第二和第三通道160、 162、 164。較冷的周圍空氣可通過間隙151和殼體104的底部進入 第一、第二和第三通道160、 162、 164，替換第一、第二和第三通 道160、 162、 164內由于第一和第二導體106、 108的加熱而移動 的空氣。流通過第一、第二和第三通道160、 162、 164的空氣幫助冷卻 第一和第二導體106、 108。特別地，在板120表面上通過的空氣 可通過對流傳熱將熱能從板120上傳走，如上面對連接器10的描 述。 前面的描述只用于解釋而不是限制本發明。已經結合優選實施 例或優選方法描述了本發明，可以理解，此處使用的詞語是描述性 的而不是限制性的。另外，盡管已經結合特定的結構、方法和實施 例描述了本發明，但本發明不限于此處公開的特定內容，而是延伸 到權利要求范圍內的所有結構、方法和應用。本領域技術人員通過 本說明書的教導可實現本發明的多種變化，并且在不脫離本發明精 神和范圍的情況下可進行多種修改。例如，本發明的原理可適用于導電片代替導體16、 18或導體106、 108的電連接器。
權利要求
1.一種電連接器，包括用于傳輸電能或電信號的電導體；以及殼體，其中，電導體被以下述方式安裝在殼體中，即，使得殼體和電導體限定用于使氣流沿著電導體的表面流通過殼體的通道。
2. 根據權利要求1所述的電連接器，其中，電導體包括用于 在電連接器和基板之間建立電接觸的尾部，所述尾部從殼體的底 部延伸，并且電導體可從殼體的底部插入殼體中。
3. 根據權利要求2所述的電連接器，其中，殼體包括配合罩， 所述配合罩具有形成在其中的切口以便當電導體插入殼體中時， 電導體的接觸梁可穿過配合罩。
4. 根據權利要求1所述的電連接器，其中，電導體包括設置 在形成于殼體中的腔室中的板，以使得所述板和殼體限定通道， 并且所述板暴露于響應于電導體的發熱而流通過通道的空氣，從 而通過對流熱傳導冷卻板。
5. 根據權利要求4所述的電連接器，其中，殼體還包括位置 靠近所述腔室的前端和后端的保持特征，用于保持電導體。
6. 根據權利要求5所述的電連接器，其中，電導體還包括接 觸梁和鄰接接觸梁和板前端的中間部，并且保持特征夾緊中間部 和板的后端。
7. 根據權利要求1所述的電連接器，其中，殼體的頂部具有 形成在其中并與通道鄰接的開口。
8. 根據權利要求1所述的電連接器，其中，電連接器可被安 裝在基板上，殼體具有用于將殼體的底部與基板隔開的隔架，從 而在殼體的底部和基板之間形成間隙，并且所述間隙與通道流體 連通。
9. 根據權利要求8所述的電連接器，其中，還包括形成在殼 體頂部的開口，其中，響應于電導體的發熱，空氣可流通過所述 間隙、通道以及殼體頂部的開口。
10. 根據權利要求l所述的電連接器，其中，電導體包括第一 和第二電導體，所述第一和第二電導體被以下述方式安裝在殼體 中，即，使第一電導體與第二電導體隔開并且第一和第二電導體 限定所述通道。
11. 根據權利要求10所述的電連接器，其中，殼體和電導體 限定三個通道，第一通道由第一和第二電導體限定，第二通道由 殼體和第一電導體限定，第三通道由殼體和第二電導體限定。
12. 根據權利要求l所述的電連接器，其中，電導體包括第一 和第二電導體，并且殼體和電導體限定兩個通道，第一通道由第 一電導體和殼體限定，第二通道由第二電導體和殼體限定。
13. 根據權利要求1所述的電連接器，其中，電導體具有延伸 過通道的彎曲部，所述彎曲部具有形成在其中的狹槽以允許空氣 通過彎曲部。
14. 根據權利要求13所述的電連接器，其中，殼體具有形成 在其中的、用于接納彎曲部的邊緣的溝槽，以使電導體保持在殼 體中。
15. 根據權利要求13所述的電連接器，其中，電導體包括板 和尾部，所述尾部用于在電連接器和基板之間建立電接觸并從板 的第一端延伸，并且，所述彎曲部形成板的與第一端相反的第二 端。
16. 根據權利要求1所述的電連接器，其中，殼體包括其上形成有開口的底部，所述開口具有在第一方向 上延伸的第一部和在與第一方向大致垂直的第二方向上延伸并且 與所述通道流體連通的第二部，以及電導體包括用于在電連接器和基板之間建立電接觸的尾部， 所述尾部延伸過殼體底部中的開口的第一部。
17. —種電連接器，包括用于傳導電能的電導體，所述電導體包括主部、從主部延伸 的用于與基板建立電接觸的尾部、以及從所述主部延伸的接觸梁； 以及殼體，限定用于接納所述主部的腔室，使得尾部從殼體的底 部延伸，其中，所述腔室通過限定在殼體的底部和頂部中的開口 與周圍環境流體連通，從而響應電導體的發熱，周圍空氣可流通 過所述主部。
18. 根據權利要求17所述的電連接器，其中，殼體包括保持 特征，所述保持特征保持電導體使得主部和殼體在殼體的底部和 頂部之間限定基本通暢的氣流通道。
19. 根據權利要求18所述的電連接器，其中，所述主部包括 其上形成有狹槽的彎曲部，并且，保持特征包括靠近殼體頂部形 成在殼體上的、用于接納彎曲部邊緣的溝槽。
20. 根據權利要求18所述的電連接器，其中，電導體包括位 于腔室內并隔開的第一和第二電導體，使得第一和第二電導體限 定第一氣流通道，殼體和第一電導體限定第二流體通道，并且殼 體和第二電導體限定第三流體通道。
全文摘要
一種電連接器(10)，其包括用于傳輸電能或電信號的電導體(20)；以及殼體(14)。電導體被以下述方式安裝在殼體中，即，使得殼體和電導體限定用于使氣流沿著電導體的表面流通過殼體的通道(60)。
文檔編號H01R13/00GK101151771SQ200580049356
公開日2008年3月26日 申請日期2005年12月20日 優先權日2005年4月5日
發明者W·斯溫 申請人:Fci公司