CN100448110C

CN100448110C - 连接器设备

Info

Publication number: CN100448110C
Application number: CNB2005100739512A
Authority: CN
Inventors: 相原哲哉; 児嶋映二
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: CN1700526A

Abstract

本发明的目的是容易且廉价地修复锁定功能。如电路板连接器的凸型连接器(10)容纳在ECU壳体(C)中，与导线组(Wa)的端部连接的凹型连接器(20)与之相连。凸型和凹型连接器(10、20)通过设在凹型连接器(20)的锁定臂(40)上的锁定部(45)与凸型连接器(10)的啮合部(47)的啮合彼此锁定。凸型连接器(10)的啮合部(47)的断裂强度被设定为大于凹型连接器(20)的锁定部(45)的断裂强度。如果一个沿将两个彼此锁定的连接器(10、20)分开的方向作用的力达到使锁定机构断裂的程度，凹型连接器(20)的锁定部(45)首先断裂，从而解除锁定状态。这便避免了凸型连接器(10)的啮合部(47)的断裂。锁定机构可通过更换凹型外壳(21)被修理。

Description

连接器设备

技术领域

本发明涉及一种连接器设备，其中至少一对凸型和凹型连接器被可分离地连接。

背景技术

ECU(电子控制单元)的一种已知模式是使连接器布置在ECU壳体的侧面上并且与导线束(wiring harness)的端部相连的连接器与这些连接器相连(例如，参见日本未审专利公开No.2001-283975)。用于将设在导线束侧连接器中的锁定臂的锁定部与设在设备侧连接器中的啮合部弹性啮合的结构通常用作将该两个连接器锁定在连接状态的结构。

在这种类型的连接器设备中，例如因为从导线束侧连接器引出的导线束无意之中被拉动，一个力可能作用在将两个彼此锁定的连接器分开的方向上。如果这样的力太大，锁定机构就有可能断裂。在这种情况下，设备侧连接器的锁定部尤其被断裂。而且，如果该设备侧连接器整体地设在ECU壳体上以致于不可分离，则必须更换整个ECU壳体。这样便导致需耗费相当多的劳动和维修成本的问题。

发明内容

本发明正是基于以上问题而提出的，并且其目的是通过允许更容易地更换连接器来改进连接器的可操作性。

根据本发明，该目的是通过以下方式实现的，即本发明提供了一种连接器设备，其包括：

至少一对凸型和凹型连接器，其中一个连接器为(将要)整体地或一体地安装在一个例如设备的其它元件中或者与其一起形成的固定连接器，另一连接器为可与该固定连接器连接和分离的可移动连接器，该两个连接器通过设在其中的一个或多个锁定部的啮合彼此锁定，

其中，该固定连接器的锁定部的断裂强度被设定为大于该可移动连接器的锁定部的断裂强度。

这里，如果一个力作用在使两个彼此锁定的连接器分离的方向上，可能各锁定部将会断裂，例如剪切断裂。断裂强度指抵抗这种断裂的强度。

该断裂强度优选可根据锁定部的材料强度和剪切面积计算出来，具体地说，为材料剪切强度和剪切面积的乘积或者通过将该乘积与基于锁定部形状特性的系数相乘而计算出来。

断裂强度[N]＝材料剪切强度[N/mm²]*剪切面积[mm²](^*系数)

如果作用在使两个彼此锁定的连接器分开的方向上的力达到使锁定机构断裂的程度，则可移动连接器的锁定部首先断裂，从而解除锁定状态。这就避免了固定连接器的锁定部的断裂。

当这种力不可避免地发生作用以使锁定机构断裂时，仅仅是相对易于更换的可移动连接器的锁定部断裂。因此，可以容易且廉价地进行修理，从而改进了连接器设备的可操作性。

根据本发明的一个优选实施例，该可移动连接器包括具有该锁定部的可弹性变形的锁定臂，

该固定连接器的锁定部包括可与该锁定臂的锁定部啮合的啮合部，以及

该固定连接器的啮合部的断裂强度被设定为大于该可移动连接器的锁定部的断裂强度。

该两个连接器通过该锁定臂的锁定部与该啮合部的弹性啮合被彼此锁定在一起。如果一个力沿使两个彼此锁定的连接器分开的方向作用并且该力达到使锁定机构断裂的程度，则该可移动连接器的锁定臂的锁定部断裂，从而解除锁定状态。因此，该固定连接器的啮合部可避免断裂。

优选地，该锁定臂采用三点支承结构。

进一步优选地，至少一个适于防止强制连接并且至少可部分装配入至少一个形成于该可移动连接器中的相应导槽中的肋如此形成于该固定连接器的啮合部的至少一侧，以基本上沿连接方向延伸。

更优选地，该啮合部的一个侧表面与该肋接合。

设在该固定连接器中的啮合部与用于防止强制连接的肋接合，从而可在不占用额外空间的情况下提高断裂强度。

最优选地，该肋的突出距离大于该啮合部的突出距离。

根据本发明的进一步优选的实施例，该固定连接器的锁定部的断裂强度被设定为该可移动连接器的锁定部的断裂强度的大约1.3倍以上，更优选为大约1.5倍以上，最优选为大约1.7倍以上。

优选地，多个肋和槽如此设在连接器之上或之中，以避免不正确的连接。

最优选地，一盖子安装至该可移动连接器上，以便至少部分地覆盖其导线拉出部分。

附图说明

通过阅读以下优选实施例的详细描述和附图，本发明的这些和其它目的、特征和优点将会更加清楚。应当理解，虽然各实施例是分开描述的，但是其各个特征可以组合成另外的实施例。

图1是根据本发明第一实施例的ECU壳体的正视图和凹型连接器的侧视图，

图2是示出凹型连接器与凸型连接器连接之前状态的剖视图，

图3是示出凹型连接器与凸型连接器连接之前状态的透视图，

图4是凸型连接器的正视图，

图5是凹型壳体的后视图，

图6是示出凹型连接器与凸型连接器相连时状态的剖视图，

图7是示出啮合部形成部分的透视图，

图8是根据第二实施例的凸型连接器的正视图，

图9是沿着图8中的X-X线的剖视图，以及

图10是示出啮合部形成部分的透视图。

具体实施方式

以下参照附图描述本发明的优选实施例。

<第一实施例>

以下结合图1至7描述本发明的第一优选实施例。以下，连接器10、20中将要相配合的配合面称作前面或正面。

在本实施例中示出了一种连接器设备，其可安装和装配在ECU(电子控制单元)上或安装和装配至ECU。如图1和2所示，一个或多个、例如三个凸型连接器/阳连接器10(对应于优选的固定连接器)优选基本上在一壳体(优选为基本上呈竖直长平箱体形式的ECU壳体C)的一个表面上对齐排列，并且一个或多个凹型连接器/阴连接器20(对应于优选的可移动连接器)沿着连接方向CD与各凸型连接器10相连或可连接，每个凹型连接器装配有或者设有盖子35。优选地，多个ECU壳体基本上并排地布置。

首先描述凸型连接器10。凸型连接器10优选为将安装在印刷电路板K(作为优选的电气或电子设备，以下仅称作“板K”)上的电路板连接器，并且一个或多个、优选为多个凸型终端接头12至少部分地安装在由例如合成树脂制成的凸型外壳11中。此外，如图3和4所示，凸型外壳11在横向上很长，同时在其前面或配合面中具有装配凹槽13，并且一个或多个、优选为多个终端插入孔15形成于底壁14中的一个或多个台阶上，并优选形成于两个(上和下)台阶上，该底壁为该装配凹槽13的后壁或者位于其附近，一个台阶(例如上台阶)处的终端插入孔15与另一台阶(例如下台阶)处的终端插入孔偏置。

各凸型终端接头12的凸片形端部至少部分地插入穿过相应的终端插入孔15，以便至少部分地伸入对准的装配凹槽13，而其另一端部从底壁14向后伸出并且在特定(预定或可预定)的位置处以不同于0°或180°的角度、优选以直角基本上向下弯曲，以及以不同于0°或180°的角度、优选基本上以直角进一步弯曲，以便优选地基本上向后延伸。凸型终端接头12的后端或者向后延伸端用作连接部12A。

凸型连接器10将被放置在板K(优选为一端)上的特定(预定或可预定)位置处且装配凹槽13向外或横向地朝向，并且通过将一个或多个固定件16(优选安装在相对侧面上)固定(优选通过钎焊、(超声波)焊接、压配合和/或绝缘位移装配)至板K上而被固定。另外，各凸型终端接头12的连接部12被连接(优选通过钎焊、焊接、压配合等)至板K上待与其相连的相应导电通路。

其上以如此方式安装有凸型连接器10的板K被或者将被至少部分地容纳在ECU壳体C中，并且因此各凸型连接器10装配入或者至少部分地位于形成于壳体C的至少一个表面中的窗孔Ca中。

以下描述凹型连接器20。凹型连接器20包括由例如合成树脂制成的凹型外壳21，并且该凹型外壳21优选基本上呈至少部分地可装配入凸型外壳11的装配凹槽13中的横向长块的形式，如图3和5所示。在凹型外壳21内，一个或多个、优选为多个用于至少部分地容纳一个或多个凹型终端接头30的腔室22形成于一个或多个基本上对应于凸型连接器10的凸型终端接头12的台阶上，其中一个(例如上)台阶上的腔室22与另一(例如下)台阶上的腔室偏置地布置。

每个凹型终端接头30形成为使得一个可被带入与配合凸型终端接头12接触的弹性接触件32(参见图6)设在优选基本上呈矩形管形式的主体部分31之中或之上，并且优选通过弯卷设在主体部分31后面的筒体而被固定至导线W的一端。

凹型终端接头30从插入侧(优选为基本上从后面)被至少部分地插入腔室22，并且在达到大致准确位置时被设在腔室22的侧(底)壁处的锁定部23(优选部分地)锁定。凹型终端接头30被至少部分地容纳在该腔室22中，同时(优选另外)被优选为侧面型的止动器25锁定，从而被(优选为双重)锁定。导线W被向后地穿过腔室22的进口而拉出。

由例如合成树脂制成的盖子35被安装在或/安装至凹型外壳21的后面的至少一部分上。尽管对于该盖子35没有给出详细的描述，盖子35用来至少部分地将穿过凹型外壳21的后面拉出的导线W容纳在一起作为导线组Wa，并且在特定(预定或可预定)的方向上引导导线W穿过一导线拉出开口36，该导线拉出开口具有管状的形状或者一个或多个横向的导向凸起。

锁定臂40设在凹型外壳21的侧(上)表面的中间位置上，优选基本上位于沿宽度方向的中部。该锁定臂40被形成为使得一个基本上沿宽度方向延伸的解锁部42在从凹型外壳21的侧(上)表面的前边缘或者其附近竖立或伸出之后在向后折或弯曲的臂主体41的后端处突出，并且解锁部42的相对端或端部与一个或多个在凹型外壳21的侧(上)表面上竖立或伸出的保护壁43接合。锁定臂40优选采取所谓的三点支承结构，并且可以大致沿着竖直或径向方向(或者以不同于0°或180°角度的方向，优选大致与连接方向CD正交)弹性位移。锁定部45形成于锁定臂40的臂主体41上。锁定部45相对于两个连接器10、20的连接方向CD的后表面被形成为大致竖直(与连接方向CD大致正交)的锁定面45A，而其前表面被形成为倾斜或弯曲的导向面45B。

另一方面，可与锁定臂40的锁定部45啮合的啮合部47形成于凸型外壳11的装配凹槽13的侧(顶)表面的中间位置(优选为大致处于沿宽度方向的中部)的前边缘处或附近。类似于锁定部45，啮合部相对于两个连接器10、20的连接方向CD的后表面被形成为大致竖直(与连接方向CD大致正交)的锁定面47A，而其前表面被形成为倾斜或弯曲的导向面47B。

如下面将详细描述的那样，当凹型连接器20被基本准确地装配入凸型连接器10时，如图6所示，锁定臂40的锁定部45的锁定面45A基本上面对啮合部47的锁定面47A，并且凸型和凹型连接器被彼此锁定。

当一个力作用在使如图6所示处于锁定状态下的两个连接器10、20分开的方向上并且在锁定部45和啮合部47的锁定面45A、47A开始基本接触之后一个过度的力进一步作用在该相同方向上时，锁定部45和啮合部47受到一个剪切力等，以致可能会导致断裂(例如剪切断裂)。因此，锁定部45和啮合部47必须具有足以抵抗断裂的适当断裂强度。

于是，在该实施例中，凸型连接器10的啮合部47的断裂强度被设定为大于设在凹型连接器20中的锁定臂40的锁定部45的断裂强度。

锁定部45和啮合部47的断裂强度可以根据其材料的剪切强度和其剪切面积计算出来。具体地说，它们可以作为材料剪切强度和剪切面积的乘积或者将该乘积与基于锁定部45和啮合部47的形状特性的系数相乘而计算出来：

断裂强度[N]＝材料剪切强度[N/mm²]*剪切面积[mm²](^*系数)

一个例子是：如果凹型连接器20的锁定部45的断裂强度高达155N，则凸型连接器10的啮合部47的断裂强度可设定为200N或者更大(或者约1.3倍以上，更优选为约1.5倍以上，最优选为约1.7倍以上)。

作为防止两个连接器10、20强制连接的方式，如图4和7所示，凸型外壳11在一个或多个位置处形成有一个或多个基本上沿前后方向(或者基本上沿连接方向CD)延伸的肋50，例如，这些肋50形成于四个位置处：与啮合部47的相对侧具有特定距离的两个位置和一稍微横向(例如从前面看时向右)的位置，这三个位置位于装配凹槽13的侧(顶)表面上，以及装配凹槽13的相对侧(底)表面上的一稍微横向(向左)的位置。各个肋优选从装配凹槽13的前边缘朝着或者向着后表面延伸。优选地，两个肋50布置在啮合部47的横向侧，并且接近啮合部47(如图7所示)，以便引导其啮合和/或保护其免受损坏等，其中肋50优选与啮合部47以小间隙分开。

另一方面，如图3所示，凹型外壳21在一个或多个位置处形成有一个或多个导槽52，其基本上在前后方向(或者基本上沿着连接方向CD)延伸，并且肋50可至少部分地(基本上封闭地)装配入其中，这些导槽52例如形成于四个位置处：位于锁定臂40的相对侧的两个位置和一稍微横向(例如从前面看时向左)的位置，这三个位置位于凹型外壳21的侧(顶)表面上，以及凹型外壳21的相对侧(底)表面上的一稍微横向(向右)的位置。

以下描述该实施例的功能。

在凹型连接器20中，该一个或多个凹型终端接头30被至少部分地插入凹型外壳21的腔室22中并且被止动器25(优选双重)锁定，并且该一根或多根穿过凹型外壳21的后表面拉出的导线W被如图2所示捆束。另外，盖子35被安装在或安装至凹型外壳21的后表面的至少一部分上，并且捆束的导线组Wa穿过导线导出开口36被拉出。

另一方面，ECU壳体C被例如如图1所示竖直放置，并且如图2中箭头所示，其上安装有盖子35的凹型连接器20沿着连接方向CD与位于ECU壳体C的窗孔Ca中的匹配凸型连接器10相连。凹型外壳21被推动，同时通过锁定部45的导向面45B和啮合部47的导向面47B的接触使锁定臂40弹性变形。当凹型外壳21被推动大致适当的距离时，锁定臂40被如图6所示(弹性地)至少部分地恢复，以便将锁定部45的锁定面45A与啮合部47的锁定面47A啮合，从而将凸型和凹型连接器10、20彼此锁定，并且正确地连接相应的凸型和凹型终端接头12、30。

例如，当导线组Wa在此状态下沿如图6所示箭头方向被抓住和拉动时，一个力沿着使两个连接器10、20分开的方向作用，同时两个连接器10、20仍然彼此锁定。在该力相对较小时，两个连接器10、20通过锁定部45和啮合部47的锁定面45A、47A的接触被保持为彼此锁定。然而，如果作用力过大，则锁定部45和啮合部47就可能断裂。

在这种情况下，由于凸型连接器10的啮合部47的断裂强度设定为大于锁定臂40的锁定部45的断裂强度，锁定臂40的锁定部45首先会断裂(例如剪切断裂)，并且凹型连接器20被拉动离开凸型连接器10，锁定状态被解除。因此，配合凸型连接器10的啮合部47可以避免断裂。因此，可通过将凹型连接器20的凹型外壳21更换为一新外壳而修理锁定机构。

如上所述，在该实施例中，在这种力不可避免地发生作用以使锁定机构断裂时，与导线束(导线组Wa)相连的凹型连接器20的锁定部45必然首先断裂从而解除锁定状态。因此，防止了容纳在ECU壳体中的凸型连接器10的啮合部47的断裂。

如果凸型连接器10的啮合部47应当断裂，不仅必须更换凸型外壳11，而且还必须分离已连接(例如钎焊)的板K并且随后再次连接板K或者准备一个新板K。而且，根据装配模式，可能需要更换整个ECU壳体。这种更换将耗费很多的劳动和成本。

在此方面，如果凹型连接器20的锁定臂40的锁定部45断裂，则仅仅将凹型外壳21更换为新的外壳就足够了。仅仅通过至多重新插入凹型终端接头30的简单操作便可以容易且廉价地修理锁定机构。

因此，为了容易且廉价地修复锁定功能，一个或多个优选为电路板连接器的凸型连接器10至少部分地容纳在ECU壳体C中，并且一个或多个与导线组Wa的各个端部相连的凹型连接器20将与之相连。凸型和凹型连接器10、20至少通过设在凹型连接器20的锁定臂40上的锁定部45与凸型连接器10的啮合部47的啮合而彼此锁定。这里，凸型连接器10的啮合部47的断裂强度被设定为大于凹型连接器20的锁定部45的断裂强度。如果一个沿使两个彼此锁定的连接器10、20分开的方向作用的力达到使锁定机构断裂的程度，则凹型连接器20的锁定部45首先断裂，从而解除锁定状态。这便避免了凸型连接器10的啮合部47的断裂。锁定机构可以通过更换凹型外壳21而修理。

<第二实施例>

图8至10示出了本发明的第二优选实施例。在第二实施例中，改变了设在凸型外壳11中且构成锁定机构的啮合部55的形状。

与其中啮合部47和左、右两侧的肋50分开的第一实施例不同，第二实施例的啮合部55被扩宽，从而具有与肋50整体或一体地接合的相对侧(左和右)表面。

由于其它结构与第一实施例类似或相同，通过将具有相同功能的部件标识为相同的附图标记，不再给出重复的描述。

与第一实施例的啮合部47相比，第二实施例的啮合部55被扩宽，从而增加了剪切面积，并且被结合至与具有高刚度的肋50成一整体或成一体，从而提高了断裂强度。于是，如果一个力在使两个彼此锁定的连接器10、20分开的方向上作用并且该力达到导致断裂的程度，则锁定臂40的锁定部45首先遭受断裂(例如剪切断裂)，从而基本上解除锁定状态。因此，可以更加安全可靠地避免凸型连接器10的啮合部55的断裂。

此外，啮合部55的扩宽仅仅消除了与肋50之间的间隙(即所谓的死区)。因此，在提高啮合部55的断裂强度时，无需额外的空间，即凸型外壳11没有被扩大。优选地，肋50的突出距离或高度大于或高于啮合部55的突出距离或高度。

<其它实施例>

本发明并不限于以上描述和图示的实施例。例如，以下实施例也涵盖在本发明的范围内。除了以下实施例之外，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，还可以对本发明作出各种改变。

(1)前述实施例中示出的断裂强度的数值仅仅作为例子，并且可以根据使用条件等进行适当的选择。

(2)其外壳与一设备的壳体整体或一体地形成的用于该设备的连接器可以被例如提升为固定连接器的另一例子。

(3)与前述实施例相反，本发明同样可应用于其中固定连接器为凹型连接器而可移动连接器为凸型连接器的情况。

(4)尽管本发明针对安装有盖子的凹型连接器进行了描述，但是本发明也可应用于未安装盖子的连接器。

(5)尽管本发明针对一个或多个安装至印刷电路板上的连接器进行了描述，但是应当理解，本发明可应用于所有类型的连接器，尤其是安装至其它电气或电子设备，例如接线盒、仪表面板等的连接器。

附图标记列表

C ... ECU壳体(其它元件)

W ... 导线

Wa ... 导线组

10 ... 凸型连接器(固定连接器)

11 ... 凸型外壳

12 ... 凸型终端接头

13 ... 装配凹槽

20 ... 凹型连接器(可移动连接器)

21 ... 凹型外壳

30 ... 凹型终端接头

35 ... 盖子

40 ... 锁定臂

45 ... 锁定部

47 ... 啮合部(锁定部)

50 ... 肋

52 ... 导槽

55 ... 啮合部(锁定部)

Claims

1.一种连接器设备，包括：

至少一对凸型和凹型连接器(10，20)，其中一个连接器为将被整体地或一体地安装在一个其它元件(C)中或者与其它元件(C)一起形成的固定连接器(10)，另一连接器为可与该固定连接器(10)连接和分离的可移动连接器(20)，该两个连接器(10，20)通过设在其中的一个或多个锁定部(45，47；45，55)的啮合彼此锁定，

其特征在于，该可移动连接器(20)包括具有该锁定部(45)的可弹性变形的锁定臂(40)，该固定连接器(10)的锁定部(47；55)包括可与该锁定臂(40)的锁定部(45)啮合的啮合部(47；55)；

该固定连接器(10)的啮合部(47；55)的剪切断裂强度被设定为大于该可移动连接器(20)的锁定部(45)的剪切断裂强度，从而当该两个连接器(10，20)彼此锁定时，如果过大的力作用在使该两个连接器(10，20)分离的方向上，该锁定臂(40)的该锁定部(45)首先遭受剪切断裂，因此避免了该固定连接器(10)的该啮合部(47)的断裂。

2.根据权利要求1的连接器设备，其特征在于，该锁定臂(40)采用三点支承结构。

3.根据权利要求1或2的连接器设备，其特征在于，至少一个适于防止强制连接并至少可部分地装配入至少一个形成于该可移动连接器(20)中的相应导槽(52)中的肋(50)以基本上沿着连接方向(CD)延伸的方式，形成于该固定连接器(10)的啮合部(47；55)的至少一侧。

4.根据权利要求3的连接器设备，其特征在于，该啮合部(55)的一侧表面与该肋(50)接合。

5.根据权利要求3的连接器设备，其特征在于，该肋(50)的突出距离大于啮合部(55)的突出距离。

6.根据权利要求1的连接器设备，其特征在于，该固定连接器(10)的锁定部(47；55)的断裂强度被设定为该可移动连接器(20)的锁定部(45)的断裂强度的1.3倍以上。

7.根据权利要求1的连接器设备，其特征在于，该固定连接器(10)的锁定部(47；55)的断裂强度被设定为该可移动连接器(20)的锁定部(45)的断裂强度的1.5倍以上。

8.根据权利要求1的连接器设备，其特征在于，该固定连接器(10)的锁定部(47；55)的断裂强度被设定为该可移动连接器(20)的锁定部(45)的断裂强度的1.7倍以上。

9.根据权利要求3的连接器设备，其特征在于，多个肋(50)和导槽(52)设在连接器(10，20)之上或之中，以避免不正确的连接。

10.根据权利要求1的连接器设备，其特征在于，一盖子(35)安装至该可移动连接器(20)上，以便至少部分地覆盖一导线拉出部分。