具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例一：

为了解决相关技术中大功率板间电源连接器受机型限制且径向容差能力差的问题，本发明提供了一种板间浮动电源连接器，可以满足多种PCB板间距的容差功能需求，支持各种灵活的内部单元组合形式。

请参见图1-3，图1为板间浮动电源连接器与PCB装配后的立体结构示意图，图2为板间浮动电源连接器的立体结构示意图，图3为板间浮动电源连接器的爆炸示意图。

本发明实施例中，板间浮动电源连接器包括上母座(1)，连杆(2)以及下母座(3)，上母座(1)和下母座(3)分别固定在PCB板(4)上。

本发明实施例中，参见图4所示，上母座(1)包括上母座主体(11)和上母座端子(12)，上母座端子(12)设置于上母座主体(11)内；

具体的，请参见图5-6所示，上母座主体(11)内设置有第一插槽(110)，上母座端子(12)设置在第一插槽(110)内。本发明实施例中，上母座端子(12) 由单片端子组成，单片端子的结构如图5所示，单片端子包括端子主体(121)，接触部(122)、端子脚(123)，端子脚(123)上还设置有锯齿结构(124)，通过锯齿结构(124)可以与第一插槽(110)过盈配合从而使得单片端子能够固定于第一插槽(110)内，进一步保证了上母座端子(12)与上母座主体(11) 的相对位置。应当理解，一个单片端子与一个第一插槽(110)相匹配，单片端子的数量与第一插槽(110)的数量一致。本发明实施例以8个单片端子为例，每两个单片端子为一组，相应的，也设置有8个第一插槽(110)。

本发明实施例中，参见图7所示，下母座(3)包括下母座主体(31)和下母座端子(32)，下母座端子(32)设置于下母座主体(31)内；

具体的，请参见图8-9所示，下母座主体(31)内部设置有第二插槽(310)，下母座端子(32)设置在第二插槽(310)内。下母座端子(32)由单片端子组成，单片端子的结构如图8所示，单片端子包括端子主体(321)，接触部(322)、端子脚(323)，端子脚(323)上还设置有锯齿结构(324)，通过锯齿结构(324) 可以与第二插槽(310)过盈配合从而使得单片端子能够固定于第二插槽(310) 内，进一步保证了下母座端子(32)与下母座主体(31)的相对位置。应当理解，一个单片端子与一个第二插槽(310)相匹配，单片端子的数量与第二插槽(310)的数量一致。本发明实施例以8个单片端子为例，每两个单片端子为一组，相应的，也设置有8个第二插槽(310)。

本发明实施例中，请参见图10-11所示，请参见连杆(2)包括外套筒(21)，内套筒(22)以及连杆端子(23)，外套筒(21)套装于内套筒(22)外，内套筒(22)内设置有连杆端子(23)，连杆端子(23)包括第一接触区和第二接触区，第一接触区上的第一接触面(231)与第二接触区上的第二接触面(232) 相互垂直。

本发明实施例中，上母座(1)，连杆(2)与下母座(3)三个部件之间的连接方式为：上母座主体(11)套装于内套筒(22)内上端部，下母座主体(31) 套装于内套筒(22)内下端部。

需要注意的是，上母座主体(11)沿第一接触面宽度方向的外部尺寸小于内套筒(22)沿第一接触面宽度方向的内部尺寸，下母座主体(31)沿第二接触面宽度方向的外部尺寸小于内套筒(22)沿第二接触面宽度方向的内部尺寸。

本发明实施例中，上母座主体(11)还包括第一导轨槽(112)，第一导轨槽(112)设置于上母座主体(11)外表面由上母座主体(11)的顶部延伸到上母座主体(11)的底部形成；内套筒(22)相应位置设置有与第一导轨槽(112) 相匹配的导轨(220)，通过第一导轨槽(112)与导轨(220)的相互配合使得连杆(2)相对上母座(1)移动。

具体的，内套筒(22)上还设置锁紧端(221)和弹性卡扣(222)，弹性卡扣(222)设置在锁紧端(221)上。外套筒(21)套装于内套筒(22)外通过锁紧端(221)进行固定，下母座主体(31)相应位置设置有与弹性卡扣(222) 相匹配的卡钩(310)，通过卡钩(312)与弹性卡扣(222)的配合将连杆(2) 固定在下母座(3)上。

应当理解，卡钩(312)与弹性卡扣(222)的配合将连杆(2)固定在下母座(3)上，目的是为了避免连杆(2)往上母座(1)方向滑动导致与下母座(3) 脱离电接触。

本发明实施例中，连杆(2)采用内外套筒的结构，在连杆(2)处于工作状态时，外套筒(21)完全插到位，参见图13所示，外套筒(21)卡住连杆(2) 内套筒(22)的锁紧端(221)，这样内套筒(22)上弹性卡扣(222)无法外张，弹性卡扣(222)就可以紧紧卡住下母座(3)锁定卡钩(312)，保证连杆(2) 牢牢地固定在下母座(3)上，外套筒(21)拉开一定距离后，让出内套筒(22) 上的弹性卡扣(222)后，弹性卡扣(222)才有解锁的外张空间从而才能实现解锁拔出。这种结构也称为双套筒擒纵保护结构。

本发明实施例中，为了保证外套筒(21)相对内套筒(22)垂直滑动，在内套筒(22)外表面设置第二导轨槽(221)，同时在外套筒(21)相应位置设置与第二导轨槽(221)匹配的第二导轨(图中未示出)，并在沿第二导轨槽(221) 延伸方向的两端设置止位结构(223)，止位结构(223)是为了避免了外套筒(21) 相对内套筒(22)垂直滑动超出极限位置。

在本发明实施例的一些应用场景中，上母座主体(11)、下母座主体(31)、外套筒(21)和内套筒(22)采用塑胶材料制成，为避免塑胶材料出现“缩水”现象，内套筒(22)外侧开有工艺槽(224)。

本发明实施例中，内套筒(22)内还设置第三插槽(图中未示出)，连杆端子(23)设置于第三插槽内；连杆端子(23)上设置有卡钩(233)，并通过卡钩(233)固定连杆端子(23)在内套筒(22)内，从而保证连杆端子(23)与连杆内套筒(22)之间相对位置。连杆端子(23)是由单片端子组成的，具体的结构示意图参见图12所示，虚线框部分分别为第一接触区和第二接触区。一个单片端子与一个第三插槽相匹配，单片端子的数量与第三插槽的数量一致。本发明实施例以4个单片端子为例。

本发明实施例中，上母座主体(11)内还设置第一插孔(111)，下母座主体 (31)内还设置第二插孔(311)；在上母座主体(11)套装于内套筒(22)内上端部，连杆端子(23)的第一接触区插入第一插孔(111)中，连杆端子(23) 的第二接触区则插入第二插孔(311)中，从而使得上母座端子(12)与第一接触面(231)接触，下母座端子(32)与第二接触面(232)接触，具体可参见图16、图18和图20。应当理解，插孔的数量与组成连杆端子(23)的单片端子的数量是一致，第一接触区的尺寸与第一插孔的尺寸相匹配，第二接触区的尺寸与第二插孔的尺寸相匹配，上母座(1)的插孔结构和下母座(3)的插孔结构为正交排布。

具体的，参见图6和图9，第一插孔(111)设置于两个第一插槽(110)之间，第二插孔(311)设置于两个第二插槽(310)之间；在连杆端子(23)的第一接触区插入第一插孔(111)中后，上母座端子(12)的锯齿结构(124) 凸起的面与第一接触面(231)接触，形成上母座插合面，在连杆端子(23)的第二接触区则插入第二插孔(311)中后，下母座端子(32)的锯齿结构(324) 凸起的面与第二接触面(232)接触，形成下母座插合面。

本发明实施例中，第一插孔(111)沿第一接触面(231)宽度方向的开孔尺寸大于第一接触面(231)的宽度尺寸，第二插孔(311)第二接触面(232) 宽度方向的开孔尺寸大于第二接触面(232)的宽度尺寸。下文将第一插孔(111) 沿第一接触面(231)宽度方向的开孔尺寸称为第一插孔(111)的宽度，第二插孔(311)第二接触面(232)宽度方向的开孔尺寸称为第二插孔(311)的宽度。

本发明实施例中，上母座主体(11)、下母座主体(31)、外套筒(21)和内套筒(22)可以采用注塑工艺进行加工；上母座端子(12)、下母座端子(32)、连杆端子(23)可以采用冲压工艺同时结合局部镀金的电镀工艺进行加工。

需要说明的是，设备整机各个部件存在加工公差，安装存在装配公差，则两个部件之间的相对位置存在X、Y(径向)和Z(轴向)三个方向公差，为保证连接器能够顺利安装，需要连接器可以存在X、Y、Z三个方向容差，且容差需大于公差，才能保证连接器在各种公差状态下保持可靠连接。

本发明实施例中，将沿连杆端子(23)上第一接触面(231)的宽度方向作为X轴，将沿连杆端子(23)上第二接触面(232)的宽度方向作为Y轴。

由背景技术的记载可知，小功率板间电源连接器依靠PIN针簧片的弹性变形实现径向容差，簧片变形有限，导致径向容差能力低，而大功率板间电源连接器传输功率较大，若依靠簧片变形实现容差能力将导致簧片间接触电阻大，温升大等问题，因此，提出了本发明实施例的板间浮动电源连接器来实现不同方向上的容差。

基于本发明实施例提供的板间浮动电源连接器的结构可实现不同方向的大容差，请参见图12所示，连杆端子(23)分为第一接触区和第二接触区，第一接触面(231)在第一接触区上，第二接触面(232)在第二接触区上，第一接触面(231)与第二接触面(232)相互垂直。连杆端子(23)的第一接触区插入第一插孔(111)中，连杆端子(23)的第二接触区则插入第二插孔(311)中，这样，连杆端子(23)分别与上下母座形成上下母座插合面，将X、Y、Z三个方向的容差分解到上下母座插合面来分别完成，通过下母座插合面实现Y方向容差、上母座插合面实现X、Z方向容差。

具体的，下面以Y轴、X轴和Z轴方向上大容差的实现原理为示例作详细说明。

示例一：

请参见图16所示，第二插孔(311)的宽度大于第二接触面(232)宽度，同时，下母座主体(31)沿Y轴方向的外部宽度小于内套筒(22)沿Y轴方向的内部宽度；当上下母座之间存在Y方向公差时，这两个宽度差间隙支持Y轴方向的容差。

具体的，参见图15所示，在连杆(2)处于Y轴方向左极限位置时，下母座主体(31)相对于内套筒(22)向左移动到极限位置，下母座端子(32)相对于连杆端子(22)向左移动到极限位置，从而实现Y轴方向上的下容差；在连杆(2)处于Y轴方向右极限位置时，下母座主体(31)相对于内套筒(22) 向右移动到极限位置，下母座端子(32)相对于连杆端子(22)向右移动到极限位置，从而实现Y轴方向上的上容差。

为了实现Y方向容差，本发明实施例中，下母座主体(31)沿X轴方向的外部宽度应该与内套筒(22)沿X轴方向的内部宽度接近，从而约束连杆(2) 与下母座(3)在X轴方向不会产生偏移；下母座主体(31)和连杆的内套筒(22) 通过在相应位置分别设置卡钩(310)与弹性卡扣(222)相匹配的，卡钩(312) 与弹性卡扣(222)的配合将连杆(2)固定在下母座(3)上，从而约束连杆(2) 与下母座(3)在Z轴方向不会产生偏移。

本发明实施例中，下母座端子(32)的宽度D小于连杆端子(23)第二接触面(232)的宽度C，从而保证连杆(2)处于Y轴方向两边极限位置时，下母座端子(32)与连杆端子(23)之间的有效接触面积不变，进一步保证连接器整体通流能力始终不变。

具体的，在连杆(2)处于Y轴方向两边极限位置时，与连杆端子(23)的第一接触面(231)接触的上母座端子(12)未受到侧向力，形变一致且贴合紧密，从而使得无论处于Y轴方向左极限位置还是右极限位置，均可以保证连杆端子(23)与上母座端子(12)紧密贴合，进一步保证了通流能力始终不变，且实现Y轴方向容差。

示例二：

请参见图18所示，第一插孔(111)的宽度大于第一接触面(231)宽度，同时，上母座主体(11)沿X轴方向的外部宽度小于内套筒(22)沿X轴方向的内部宽度；当上下母座之间存在X方向公差时，这两个宽度差间隙支持X轴方向的容差。

具体的，参见图17所示，在连杆(2)处于X轴方向左极限位置时，上母座主体(11)相对于内套筒(22)向左移动到极限位置，上母座端子(12)相对于连杆端子(22)向左移动到极限位置，从而实现X轴方向上的下容差；在连杆(2)处于X轴方向右极限位置时，上母座主体(11)相对于内套筒(22) 向右移动到极限位置，上母座端子(12)相对于连杆端子(22)向右移动到极限位置，从而实现X轴方向上的上容差。

为了实现X方向容差，本发明实施例中，上母座主体(11)沿Y轴方向的外部宽度应该与内套筒(22)沿Y轴方向的内部宽度接近，从而约束连杆(2) 与上母座(1)在Y轴方向不会产生偏移。

本发明实施例中，上母座端子(12)的宽度F小于连杆端子(23)第一接触面(231)的宽度G，从而保证连杆(2)处于X轴方向两边极限位置时，上母座端子(12)与连杆端子(23)之间的有效接触面积不变，进一步保证连接器整体通流能力始终不变。

具体的，在连杆(2)处于X轴方向两边极限位置时，与连杆端子(23)的第二接触面(232)接触的下母座端子(32)未受到侧向力，形变一致且贴合紧密，从而使得无论处于X轴方向左极限位置还是右极限位置，均可以保证连杆端子(23)与下母座端子(32)紧密贴合，进一步保证了通流能力始终不变，且实现X轴方向容差。

示例三：

本发明实施例中，在上母座主体(11)外表面上设置沿Z轴方向的第一导轨槽(112)，在内套筒(22)相应位置设置有与第一导轨槽(112)相匹配的导轨(220)，通过第一导轨槽(112)与导轨(220)的相互配合来引导上母座(1) 与连杆(2)之间Z轴方向的容差。

参见图19所示，在连杆(2)处于Z轴方向下极限位置时，上母座主体(11) 相对于内套筒(22)向下移动到极限位置，上母座端子(12)相对于连杆端子 (22)向下移动到极限位置，从而实现Z轴方向上的下容差；在连杆(2)处于 Z轴方向上极限位置时，上母座主体(11)相对于内套筒(22)向上移动到极限位置，上母座端子(12)相对于连杆端子(22)也向上移动到极限位置，从而实现Z轴方向上的上容差。

本发明实施例中，参见图20的上母座端子(12)与连杆端子(22)的插合情况示意图所示，与连杆端子(23)的第一接触面(231)接触的上母座端子(12) 未受到侧向力，形变一致且贴合紧密，在连杆(2)的Z轴方向下极限位置以及上极限位置，均可以保证连杆端子(23)与上母座端子(12)紧密贴合，进一步保证了通流能力始终不变，且实现X轴方向容差。

需要说明的是，上母座端子(12)可以采用长插针，连杆端子(23)可以采用长簧片，从而保证Z轴方向容差的信号连接。

需要说明的是，为了确保Z轴方向大范围板间距的可靠电连接，连杆(2) 采用了内外双套筒结构。连杆(2)与下母座(3)之间的导体可靠连接范围非常小，Z轴方向的容差都是通过连杆(2)与上母座(1)之间的滑动来实现。为避免连杆(2)往上母座(1)方向滑动导致与下母座(3)脱离电接触，则需要保持连杆(2)与下母座(3)之间安装的稳定牢固。

本发明实施例中，通过连杆(2)内套筒(22)的弹性卡扣(222)与下母座(3)上的卡钩(310)相互作用实现锁紧，外套筒(21)的套入约束内套筒 (22)的弹性卡扣(222)使之无法外张脱扣，从而牢牢地将连杆(2)固定在下母座(3)上。此时，当上下母座之间的尺寸在Z轴方向存在一定范围变化时，连杆(2)与下母座(3)之间的相对位置能保持稳定。

本发明实施例中，通过上母座端子(12)的宽度小于连杆端子(23)第一接触面(231)的宽度来保证上母座端子(12)与连杆端子(23)之间插合面的有效接触面积不变，下母座端子(32)的宽度小于连杆端子(23)第二接触面 (232)的宽度来保证下母座端子(32)与连杆端子(23)之间插合面的有效接触面积不变，从而保证各部件之间连接的可靠性。

应当理解，设备在运输及安装过程中存在各种工况，连杆(2)与上母座(1) 在Z轴方向滑动端间隙非常大，在不需要Z轴方向容差的下母座插合面，如果出现Z轴方向的活动就会导致连杆(2)与下母座(3)导体之间的接触脱离，且如果锁紧端(221)不牢固，则连杆(2)可能会往滑动端窜动，导致下母座插合面导体连接失效。因此，通过采用双套筒擒纵保护结构来实现将连杆(2) 牢靠锁定在下母座(3)上，从而确保连杆(2)与下母座(3)中的导体可靠连接。

本发明实施例提供的板间浮动电源连接器，通过连杆的内套筒与上下母座之间的间隙以及上母座主体外表面的导轨槽与内套筒上导轨的相互配合来实现上母座、下母座和连杆之间的正交分离浮动，从而实现不同方向的容差，满足多种PCB板间距的容差功能需求；同时，板间浮动电源连接器包括上母座、连杆以及下母座的三件套形式可以支持灵活的内部单元组合形式。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。