具体实施方式

本公开涉及配置成被连接到电缆的电连接器的各种实施例。根据本公开的各种实施例的电连接器被配置为保护电缆免于碎屑和污染物的侵入，或者至少降低污染物侵入的风险，否则该污染物可能腐蚀或劣化电气系统。

本公开的电缆和连接器可用于将任何合适的电子设备电耦合在一起，例如将牵引车电耦合到拖车(例如，将牵引车的卧铺车厢或牵引车的标准驾驶室电耦合到拖车)。在美国专利No.6,483,200中描述了用于将牵引车连接至拖车的合适的连接方案，该专利的全部内容通过引用结合于此。

现在参考图1，根据本公开的一个实施例的电缆模块或组件100包括连接到电缆300(例如，多导体电缆)的一端的公连接器200(例如，插头)和连接到电缆300的相对端的母连接器400(例如插口)。公连接器200被配置为与另一电缆组件的母连接器400或插座(outlet)(例如拖车中或牵引车的卧铺车厢中的插座)配合，并且母连接器400被配置为与另一电缆组件的公连接器200或插座(例如，拖车中的插座或牵引车的卧铺车厢中的插座)配合。当电缆组件100的公连接器200连接到另一个电缆组件的母连接器400或连接到与第一电子设备(例如牵引车的卧铺车厢或驾驶室)连接的插座的母连接器400并且电缆组件100的母连接器400连接到另一个电缆组件的公连接器200或连接到与第二电子设备(例如，拖车)连接的插座的公连接器200时，电连接被建立，使得电流可以通过电缆组件100在两个电子设备之间(例如，在牵引车和拖车之间)流动。另外，如下面更详细地描述的，公连接器200和母连接器400的配置被配置为防止或减轻当公连接器200和母连接器400配合在一起时碎屑和污染物侵入到电气系统中。否则，碎片和/或污染物的存在可能腐蚀或劣化电气系统(例如，多导体电缆300和/或公连接器200和母连接器400的销和插孔)。

在一个实施例中，本公开的公连接器200和母连接器400可以符合汽车工程师协会(SAE)标准J560。在一个实施例中，本公开的公连接器200和母连接器400可以符合国际标准组织(ISO)标准3731。在一个或多个实施例中，公连接器200和母连接器400可以符合或遵循任何其他合适的行业标准。

现在参考图2所示的实施例，母连接器400包括被配置为连接至电缆300(例如，多导体电缆)的端部的套筒401，连接至套筒401的插口402以及从该插口向外延伸的凸缘403。在所示实施例中，插口402包括一系列插孔404，其配置为电连接至电缆300。另外，在所示实施例中，母连接器400的凸缘403包括基板405和围绕基板405的外周边连续且完整地延伸的唇缘406。在所示的实施例中，基板405包括面向插口402中的插孔404的外表面407(见图1)(例如，当公连接器200和母连接器400耦接在一起时背对着公连接器200的外表面407)和与外表面407相对并且背对插口402中的插孔404的内表面408(例如，当公连接器200和母连接器400连接在一起时面向公连接器200的内表面408)。在所示的实施例中，基板405的内表面408被配置为与公连接器200接合。另外，在所示的实施例中，唇缘406在基板405的内表面408处具有连接端409以及与连接端409相对并且在基板405的远侧的自由端410。在所示的实施例中，唇缘406从基板405的内表面408沿远离基板405和母连接器400的插孔404的方向延伸(例如，当公连接器200和母连接器400连接在一起时，唇缘406在朝向公连接器200的方向上延伸)。另外，在所示的实施例中，唇缘406具有从自由端410到连接端409测量的高度H(例如，从唇缘406的自由端410到基板405的内表面408测量的高度H)。

继续参考图2所示的实施例，插口402还包括键槽411，键槽411配置成确保母连接器400相对于公连接器200的恰当取向，以将公连接器200和母连接器400配合在一起。在所示的实施例中，键槽411是围绕插口402的一部分周向延伸的弧形凹口。在一个或多个实施例中，键槽411可以具有任何其他合适的形状，例如平坦的区段。

现在参考图3A-3B所示的实施例，公连接器200包括被配置为连接至电缆300(例如，多导体电缆)的端部的套筒201和从套筒201向外延伸的凸缘202。在说明的实施例中，套筒201是中空的，通常为柱形构件(例如，管状构件)，其包括近端部分203和与近端部分203相对的远端部分204。套筒201限定了沿着套筒201的长度纵向延伸的开口205，套筒201被配置为容纳电缆300的一部分。在所示的实施例中，套筒201的近端部分203包括应力消除器206(例如，形成应力消除器206的一系列弧形凹口)。套筒201还包括在套筒201的远端部分204处的帽207，帽207封闭开口205。帽207限定了一系列开口208，一系列导电销209延伸穿过该开口208。销209被配置为电连接至电缆300(例如，多导体电缆)。

另外，在所示的实施例中，套筒201包括靠近套筒201的远端部分204的扩大部分210(例如，与套筒201靠近套筒201的近端部分203的部分相比，套筒201靠近远端部分204的部分具有更大的外径。套筒201的扩大部分210、帽207和销209一起限定了插头，该插头被配置为与母连接器400的插口402和插孔404配合。另外，在所示的实施例中，凸缘202沿套筒201的扩大部分210定位。

继续参考图3A中所示的实施例，套筒201还包括在套筒201的扩大部分210上的键211，该键在凸缘202和在远端部分204处的帽207之间。在所示的实施例中，键211是弧形突起，该弧形突起沿套筒201的扩大部分210的一部分周向地延伸。键211配置成延伸到母连接器400的插口402中的键槽411中，以确保公连接器200相对于母连接器400的恰当取向，使得销209被容纳在母连接器400中相应的插孔404中(例如，键211和键槽411之间的接合被配置为防止将公连接器200和母连接器400连接在一起，除非当公连接器200和母连接器400相对于彼此处于正确取向时)。在一个或多个实施例中，键211可具有任何其他合适的配置，例如在扩大部分210的外表面上的平坦区段。

继续参考图3A-3B所示的实施例，凸缘202包括基板212，围绕基板212的外周边延伸的外裙部213以及从外裙部213向内间隔开的内裙部214。内裙部214被定位在外裙部213和套筒201的扩大部分210之间。在外裙部213和内裙部214之间限定凹槽或通道215。在所示的实施例中，外裙部213围绕基板212的外周边完整且连续地延伸(例如，外裙部213形成连续且闭合的轨道)。另外，在所示的实施例中，内裙部214围绕套筒201的扩大部分210遵从连续且闭合的路径(例如，内裙部214中没有开口)。

在所示的实施例中，基板212包括背向销209的外表面216(例如，当将公连接器200和母连接器400连接在一起时背向母连接器400的外表面216)和面向销209的与外表面216相对的内表面217(例如，当公连接器200和母连接器400连接在一起时面向母连接器400的内表面217)。另外，在所示的实施例中，凸缘202的基板212相对于套筒201的纵向轴线A倾斜，如图3B所示(例如，凸缘202的基板212与套筒201的纵向轴线A不正交)。在所示的实施例中，垂直于基板212的假想轴线B相对于套筒201的纵向轴线A成角度(即，不平行)。在一个或多个实施例中，凸缘201的基板212可具有任何其他合适的取向(例如，凸缘201的基板212可以与套筒201的纵向轴线A正交或基本正交)。

另外，在所示的实施例中，外裙部213和内裙部214从基板212的内表面217沿远离基板212并朝向公连接器200的销209的方向延伸(例如，当公连接器200和母连接器400连接在一起时外裙部213和内裙部214在朝向母连接器400的方向上延伸。

在所示的实施例中，凸缘202的基板212具有大致七边形的形状，尽管在一个或多个实施例中，凸缘202的基板212可以具有任何其他合适的多边形形状(例如，矩形)或任何合适的非多边形形状(例如圆形)。另外，在所示的实施例中，外裙部213和内裙部214具有与基板212相同的外轮廓形状或与基板212基本上相同的外轮廓形状(例如，外裙部213和内裙部214的外轮廓形状对应于或基本上对应于基板212的外轮廓形状)。在一个或多个实施例中，外裙部213和内裙部214可具有任何其他合适的形状。在一个或多个实施例中，外裙部213和内裙部214可具有彼此不同的外轮廓形状和/或外裙部213和内裙部214可具有与基板212不同的外轮廓形状。

在所示的实施例中，凸缘202的外裙部213具有在基板212的内表面217处的连接端218和与连接端218相对并且在基板212的远侧的自由端219。此外，在所示的实施例中，外裙部213具有从自由端219到连接端218测量的高度H_out(例如，从外裙部213的自由端219到基板212的内表面217测量的高度H_out)。在一个或多个实施例中，选择外裙部213的高度H_out，使得当公连接器200和母连接器400彼此连接时，外裙部213的自由端219与母连接器400的凸缘403上的唇缘406的至少一部分重叠，如图5A-5B所示。在一个或多个实施例中，选择外裙部213的高度H_out，使得当将公连接器200和母连接器400连接在一起时，公连接器200的外裙部213的自由端219与母连接器400的基板405的外表面407对准(例如，共面)，如以下参考图5A-5B更详细描述的。

在所示的实施例中，公连接器200的凸缘202的内裙部214具有在基板212的内表面217处的连接端220和与该连接端220相对并在基板212的远侧的自由端221。另外，在所示的实施例中，内裙部214具有从自由端221到连接端220测量的高度H_in(例如，从外裙部213的自由端221到基板212的内表面217测量的高度H_in)。在所示的实施例中，公连接器200的外裙部213的高度H_out大于公连接器200的内裙部214的高度H_in。在一个或多个实施例中，外裙部213和内裙部214可以具有任何其他合适的相对高度H_out，H_in。例如，在一个或多个实施例中，外裙部213的高度H_out可以与内裙部214的高度H_in相同或基本相同。

在一个或多个实施例中，公连接器200的内裙部214的高度H_in等于或基本等于母连接器400的唇缘406的高度H。因此，当公连接器200和母连接器400如图5A-5B所示配合在一起时，母连接器400的唇缘406的远端延伸到在外裙部213和内裙部214之间限定的通道215中，并且在外裙部213和内裙部214之间接合(例如，接触)基板212的内表面217(例如，母连接器400的唇缘406的远端在外裙部213和内裙部214之间的通道215处接触公连接器200的基板212的内表面217的一部分)。另外，当公连接器200和母连接器400配合在一起时，如图5A-5B所示，公连接器200的内裙部214的远端221与母连接器400的基板405的内表面408接合(例如，接触)。

另外，在所示的实施例中，外裙部213的向内表面222(例如，外裙部213的面对内裙部214的表面)是倾斜的或成斜坡的。在所示的实施例中，外裙部213的向内表面222从外裙部213的自由端219处的较窄端223渐缩到外裙部213的连接端218处的较宽端224(例如，基板212的内表面217处的较宽端部224和远离基板212的内表面217的较窄端部223)。如图5A-5B所示，当公连接器200和母连接器400连接在一起时，母连接器400的唇缘406的面向外表面412与公连接器200上的外裙部213的面向内表面222间隔开间隙G。在一个或多个实施例中，外裙部213和唇缘406之间的间隙G被配置成防止水或其他污染物在唇缘406的面向外表面412与外裙部213的面向内表面222之间芯吸(wicking up)。

现在参考图3A、图3B和图4的实施例，公连接器200的凸缘202和套筒201可以整体地形成为整体部件(例如，套筒201可以包覆模制在凸缘202上)。在所示的实施例中，凸缘202包括中央开口225。在一个或多个实施例中，凸缘202中的中央开口225的尺寸被设计为使得凸缘202可以在电缆300上滑动，并且然后套筒201可以被包覆模制到凸缘202上。

另外，在所示的实施例中，凸缘202可包括延伸到中央开口225中的一个或多个凸块226。在一个或多个实施例中，一个或多个凸块226被配置为帮助将凸缘202固定到套筒201(例如，在包覆模制过程中)。尽管在所示的实施例中，凸缘202包括四个等距间隔的凸块226，但是在一个或多个实施例中，凸缘202可以包括任何其他合适数量的凸块226，并且凸块226可以具有围绕中央开口225的任何其他合适的布置。

继续参考图3A、图3B和图4中所示的实施例，凸缘202还包括在中央开口225的相对侧上的一对突片227。在所示的实施例中，突片227从基板212的内表面217沿远离基板212并朝向公连接器200的销209的方向上延伸(例如，当公连接器200和母连接器400连接在一起时，突片227在朝向母连接器400的方向上延伸)。在所示的实施例中，突片227在与外裙部213和内裙部214相同的方向上延伸。在所示的实施例中，套筒201被包覆模制在凸缘202上的突片227上，以将套筒201固定到凸缘202。在所示的实施例中，一旦套筒201已经被结合到凸缘202(例如，通过包覆模制)，则凸缘202上的突片227延伸到套筒201的扩大部分210的部分228中。以此方式，凸缘202上的突片227被配置为将凸缘202固定到套筒201。尽管在所示实施例中，凸缘202包括一对相对的突片227，但是在一个或多个实施例中，凸缘202可以包括任何其他合适数量的突片227(例如，单个突片或两个以上的突片)，并且一个或多个突片227可具有围绕凸缘202中的中央开口225的任何其他合适的布置。

继续参考图3A-4所示的实施例，公连接器200的凸缘202还包括在基板212的内表面217上的一系列肋229，其从内裙部214向内(例如，径向向内)延伸。肋229被配置为支撑和加强内裙部214。另外，在所示的实施例中，公连接器200的凸缘202还包括围绕中央开口225的凸起部分230。凸起部分230被配置为加强围绕中央开口225的凸缘202。在所示的实施例中，肋229沿着基板212的内表面217从内裙部214延伸到凸起部分230(例如，肋229从内裙部214径向向内延伸到凸起部分230)。

在操作中，当公连接器200和母连接器400配合在一起时，如图5A-5B中所示，母连接器400的唇缘406延伸到在公连接器200的外裙部213和内裙部214之间限定的通道215中，并且唇缘406的自由端410接触通道215中的基板212的内表面217。因此，当公连接器200和母连接器400配合在一起时，公连接器的外裙部213和内裙部214以及母连接器400的唇缘406相互啮合。另外，在示出的实施例中，当公连接器200和母连接器400配合在一起时，公连接器200的内裙部214的面向外表面232(例如，内裙部214的面向外裙部213的表面232)接触(例如，压靠)母连接器400的唇缘406的向内表面414。此外，当公连接器200和母连接器400配合在一起时，公连接器200的内裙部214的自由端221接触母连接器400的基板405的内表面408。公连接器200的凸缘202上的外裙部213和内裙部214以及母连接器400上的唇缘406一起限定密封件(例如，沿着曲折或蜿蜒路径形成的密封件)，该密封件配置成防止水和/或其他污染物到达电连接器200、400的销209和/或插孔404。以此方式，公连接器200的外裙部213和内裙部214以及母连接器400的唇缘406的配置被配置为防止或至少减轻电连接器200、400和电缆300的腐蚀和/或劣化。

另外，在一个或多个实施例中，公连接器200的基板212包括至少一个开口231，而母连接器400的基板405包括至少一个开口413，该至少一个开口413配置为当公连接器200和母连接器400配合在一起时与公连接器200中的开口231对准，如图5A-5B所示。在所示的实施例中，基板212、405分别包括至少一对对准的开口231、413，尽管在一个或多个实施例中，基板212、405可以具有任何其他合适数量的开口231、413。基板212、405中的开口231、413被配置成容纳将公连接器200和母连接器400一起固定在配合位置的一个或多个紧固件。另外，在一个或多个实施例中，延伸穿过基板212、405中的开口231、413的紧固件配置成使基板212、405朝向彼此拉动。将公连接器200和母连接器400的基板212、405朝向彼此拉动被配置为确保公连接器200的内裙部214的自由端221与母连接器400的基板405的内表面408之间的接触。将公连接器200和母连接器400的基板212、405朝向彼此拉动还被配置为确保母连接器400的唇缘406延伸到在公连接器200的外裙部213和内裙部214之间限定的通道215中，并且唇缘406的自由端410在通道215中接触基板212的内表面217。这种接触被配置成防止或减轻水或其他污染物的侵入。

当公连接器200和母连接器400连接在一起时，它们可以以任何所需的取向(例如，水平或垂直)安装。在一个或多个实施例中，公连接器200和母连接器400的凸缘202、403的配置分别被配置为防止或至少减轻污染物侵入的风险，而与公连接器200和母连接器400连接在一起的取向无关。例如，在其中公连接器200和母连接器400在垂直取向上连接在一起的一个或多个实施例中，公连接器200可以定位在母连接器400上方，使得公连接器200的外裙部213起到遮蔽母连接器400的凸缘403的覆盖物或伞的作用，从而降低了污染物侵入的风险。在公连接器200和母连接器400在水平取向上连接在一起的一个或多个实施例中，公连接器200的外裙部213围绕母连接器400的凸缘403上的唇缘406延伸。此外，在任何安装取向上，公连接器200的内裙部214的自由端221接触母连接器400的基板405的内表面408，母连接器400的唇缘406延伸到在公连接器200的外裙部213和内裙部214之间限定的通道215中，并且唇缘406的自由端410在通道215中接触基板212的内表面217，以减轻污染物侵入的风险。

尽管已经特别参考本发明的示例性实施例对本发明进行了详细描述，但是本文所述的示例性实施例并非旨在穷举本发明或者将本发明的范围限制为所公开的确切形式。本发明所属领域的技术人员将理解，可以在不实质性地背离如所附权利要求提出的本发明的原理、精神和范围的情况下，对所描述的结构以及组装和操作方法进行替换和改变。例如，在一个或多个实施例中，公连接器200的凸缘202的配置和母连接器400的凸缘403的配置可以被切换(例如，母连接器400的凸缘403可以包括外裙部213和内裙部214，并且公连接器200的凸缘202可包括唇缘406)。

尽管在本文中已经使用诸如“外”、“内”、“上”、“下”和类似术语之类的相对术语来描述一个元件与另一元件之间的空间关系，但是应当理解，除了图中所描绘的取向之外，这些术语还旨在涵盖本发明的各种元件和部件的不同取向。另外，如本文所使用的，术语“基本”和类似术语被用作近似术语而不是度数术语，并且旨在解决本领域普通技术人员将认识到的测量值或计算值的固有偏差。此外，如本文所使用的，当部件被称为在另一部件“上”时，它可以直接在另一部件上，或者也可以在这两个部件之间存在多个部件。此外，当一个部件被称为“耦合”到另一个部件时，它可以直接附连到另一个部件，或者在它们之间可以存在中间部件。