CN101044659A - 带有含锁定和反馈双功能的滑动元件的杆型电连接器 - Google Patents

Abstract

一种杆型电连接器组件包括第一连接器；配合辅助杆，以枢转活动方式安装在第一连接器上；滑动元件，以线性活动方式安装在第一连接器上；第一凸轮槽和凸轮从动装置，设在配合辅助杆和滑动元件之间，由此杆相对于第一连接器的枢转运动使得滑动元件相对于第一连接器线性移动；第二连接器；第二连接器在滑动元件和第二连接器之间设有第二凸轮槽和凸轮从动装置，由此连接器响应于配合辅助杆的转动以及因而产生的滑动元件的平移而配合和不配合；锁定元件，设在滑动元件上，与滑动元件锁定式接合并可被第二连接器释放，由此滑动元件和配合辅助杆不能移动，除非连接器被初步配合，以及互补的相互接合定位装置设在锁定元件和第二连接器之间以表示连接器至少被初步配合的至少一个触觉指示；因此，单个锁定元件执行锁定滑动元件和配合辅助杆以及提供连接器的配合状态的触觉反馈的双重功能。

Description

带有含锁定和反馈双功能的滑动元件的杆型电连接器

技术领域

本发明主要涉及电连接器领域，并具体涉及具有一个杆的电连接器，由此通过旋转该杆使得该连接器与第二连接器配合(mating)与不配合。

背景技术

典型的杆型电连接器组件包括第一连接器，具有旋转安装在其上用于与互补配合的第二连接器连接或不连接的促动或配合辅助杆。该促动杆和第二连接器典型有凸轮槽/凸轮从动配置，用于响应于杆的转动将第二连接器拉成与第一连接器配合的状态。

上述特征的用于杆型电连接器的总体结构是提供一种具有一对杆臂的大体U形杆结构，其布置在第一(“促动器”)连接器的相对侧上。该对杆臂在第二(“配合”)连接器的相对侧上具有用于接合凸轮从动件凸部的凸轮槽。

这种杆型连接器经常用在要使很大力气配合和不配合一对连接器的地方。例如，在连接和不连接连接器期间遇到的终端和外壳摩擦力可能会使该过程难以手动执行。一些杆型连接器使用滑动元件，其滑动式安装在第一连接器或促动连接器上，用于在与连接器的配合方向大致垂直的方向上运动。第一凸轮槽和凸轮从动装置设在配合辅助杆和滑动元件之间，由此杆的枢转运动使得滑动元件相对于第二连接器线性移动。第二凸轮槽和凸轮从动装置设在滑动元件和第二连接器之间，由此连接器响应于配合辅助杆以及因而产生的滑动元件的平移而配合和不配合。

一些杆型连接器在促动连接器和配合连接器之间具有“反馈”装置，用于当连接器至少被初步配合时表示触觉指示和有时的听觉指示。

另外，一些杆型连接器有锁定装置以避免配合辅助杆旋转除非连接器至少处于其初步配合的状态。

迄今为止，反馈装置和锁定装置已经是分离和独立的机构，典型在配合的连接器的周围彼此隔开。这些多个组件使得连接器的设计复杂并增加了制造的成本。此外，不保证该配合辅助杆在反馈之后可以安全促动。本发明意图在于通过提供一种单元结构来解决这些问题，其执行提供触觉反馈指示和用于配合辅助杆的锁定释放装置的双重功能。

发明内容

因此，发明的目的是提供具有上述特征的一种新颖和改进的杆型电连接器组件。

在本发明的示例性实施例中，连接器组件包括第一连接器，配合辅助杆以枢转活动方式安装在第一连接器上。至少一个滑动元件，以线性活动方式安装在第一连接器上。第一凸轮槽和凸轮从动装置，设在配合辅助杆和滑动元件之间，由此杆相对于第一连接器的枢转运动使得滑动元件相对于第一连接器线性移动。第二连接器，在滑动元件和第二连接器之间设有第二凸轮槽和凸轮从动装置，由此连接器响应于配合辅助杆的转动以及因而产生的滑动元件的平移而配合和不配合。锁定元件，设在滑动元件上并与滑动元件锁定式接合和可被第二连接器释放，由此滑动元件和配合辅助杆不能移动，除非连接器初步配合。互补的相互接合定位装置，设在锁定元件和第二连接器之间以表示至少一个触觉指示，指示出连接器被至少初步配合。因此，单个锁定元件执行锁定滑动元件和配合辅助杆以及提供连接器的配合状态的触觉反馈的双重功能。

根据本发明的一个方面，配合辅助杆包含具有一对臂的大体U形杆结构的促动臂，该对臂转动式安装在第一连接器的相对侧上并操作性地在第一连接器的相对侧上与一对滑动元件联合。两个滑动元件有双重功能锁定元件的其中之一。

根据本发明的另一方面，锁定元件与滑动元件成一体。在优选的实施例中，滑动元件由塑料材料构成，而锁定元件与其一体模制而成。

根据本发明的又一方面，滑动元件大致为平面，而锁定元件包括一个柔性锁定臂，其至少部分地偏离滑动元件平面。柔性锁定臂包括在滑动元件线性运动的方向上与第一连接器上的互补锁定表面接合的锁定表面。定位装置配置为在在与滑动元件的线性运动的方向大致垂直的配合方向上接合。在优选的实施例中，第二连接器包括一个定位凸部，弹压式(snappingly)接合在滑动元件的柔性锁定臂中的定位凹部中。定位凸部配置为用于弯曲锁定臂并将锁定臂移离与第一连接器的锁定捏合，由此滑动元件和配合帮助杆自由移动。

结合附图，本发明的其它目的、功能和利益将从下面详细的说明书变得显而易见。

发明内容

认为具有新颖性的本发明的特征将用所附的权利要求具体提出。本发明，连同它的目的和其中的优点，可以通过结合附图参考下面的说明书而得到最好的理解，其中，附图中相同的附图标记表示相同的元件，且其中：

图1是含有本发明的原理的杆型电连接器组件的透视图；

图2是连接器组件的分解透视图；

图3是连接器组件的侧面视图，该促动连接器放置在头部连接器上，而配合辅助杆处于预配合或初步位置中；

图4是与图3类似的视图，杆转动到中间位置，将头部连接器推入与促动连接器的接合；

图5是与图4类似的视图，杆转动到完全配合的位置；

图6是杆和滑动元件的分解透视图，其与促动连接器分离并与头部连接器结合；

图6A是在图6中“A”圈出的区域的放大图；

图6B是在图6中“B”圈出的区域的放大图；

图7A是大致沿着图3的线7A-7A截出的片断垂直断面图，柔性锁定臂之一处于其锁定位置中；

图7B是与图7A类似的图，柔性锁定臂未锁定；

图8是将组装状态中的辅助杆与滑动元件配合的顶视图，其与促动连接器的其余部分分离；

图8A是在图8中“A”圈出的区域的放大图；

图9在图8中描述的侧面视图；

图9A是在图9中“A”圈出的区域的放大图；

图10和11是示出杆组装到滑动元件的连续视图，而图10A示出在图10中“A”圈出的区域的放大图1；

图12是观察促动连接器外壳的透视图，一端安装在其中，而终端位置保证装置(TPA)从其中升高；

图12A是在图12中“A”圈出的区域的放大图；

图13是终端之一的透视图；

图14是观察TPA下侧的透视图；

图14A是在图14中“A”圈出的区域的放大图；以及

图15是穿过连接器外壳和包围一些终端的TPA的壁的片断断面图。

具体实施方式

更详细地参考附图，首先参考图1和2，本发明具体实施为杆型电连接器组件，总的指定为20。组件包括第一连接器(“促动器”)，总的指定为22，和第二连接器(″配合″)，总的指定为24。在图1中示出分开的连接器；在图3中示出处于预配合或初步位置；在图4中示出处于中间(干涉)位置；以及在图5中示出处于完全配合的位置，随后将进行解释。

例如，配合连接器24(图1和2)可以安装在汽车中的电子模组底盘或框架上的头部连接器。因此，连接器组件可适用于使用在高振动和冲击环境中，当然组件也能用在其它的应用中。在实际的实践中，该组件已经直接用在振动和冲击相当严重的车辆的马达底盘上。

配合连接器24包括以箭头“A”的方向(图1)插入促动器连接器22内的插塞外壳26。为了下面描述的目的，一对凸轮从动柱28从插塞外壳26的每个相对侧向外凸出。一对定位凸部30从插塞外壳的每个相对侧向外凸出。虽然在插塞外壳的每个相对侧上只有一个定位凸部30起作用，但是在每个边上形成两个凸部使得配合连接器可以反向安装。外壳是可以由塑料材料模制的单元结构，还有支撑凸轮从动柱28的加强肋28a和支撑定位凸部30的加强肋30a。插塞外壳26大致为矩形，而接合台32从在其中的底座的外壳的每个角向外凸出。为了下面描述的目的，每个支撑台限定一个干涉平面32，其向上面向促动器连接器22。配合连接器24的插塞外壳26安装多个导电终端，其在这些附图中不可视。

图2示出结合促动器连接器22的组件的分解描述的配合连接器24。促动器连接器包括模制的塑料外壳，总的指定为34，和基本盖住外壳的顶端的屏板或盖36。该盖结合外壳34的托架部分34a以提供一个开口38(图1)给电缆入口/出口，其在连接器外壳中终止到终端的导体，如下所述。柔性锁定臂36a在盖36的每个相对侧上形成用于与在外壳的托架部分34a的相对侧上的一对削边锁定突起(boss)34b接合。

还参考图2，平面密封39和模制的塑料密封帽40可放置在外壳34的空腔42内。密封有孔径38a而密封帽已经对齐孔径40a，电缆的终端能通过该孔插入外壳用于终止到其中的终端。周围密封44可放置在外壳34的下面和并可以由终端位置确保装置(TPA)保持在适当位置，总的指定为46，随后详细描述。TPA46有孔47(图14)，来自配合连接器24的终端针能通过该孔插入。

一对相对薄的滑动元件48可滑动地安装在外壳34的一对侧壁34c内的一对水平通道50中。滑动元件以线性活动方式安装在通道50中，用于在基本与图2中用双箭头“A”指示的连接器22和24的配合/不配合方向垂直的方向上移动。下面将详细描述滑动元件的更多细节。

仍然参考图2，大致U形的杆结构，总的指定为52，转动式安装在促动器连接器22的外壳34上。杆结构可在转动式操作冲程中以箭头“C”方向(图4和5)旋转以将配合连接器24拉入与促动器连接器配合的状态。U形杆结构限定一对促动或配合辅助杆臂54，其由大致跨越促动器连接器宽度的十字部分56配合。每个杆臂在其外部具有枢轴突起58。杆结构优选由模制的塑料性材料制造，且杆臂54组装在外壳34的侧壁34c后面，直到枢轴突起弹压式进入在外壳的侧壁中的枢轴孔60内。由此，相对于由枢轴突起58和枢轴孔60提供的围绕枢轴装置的外壳34，杆结构不受枢轴约束。在盖36上的柔性主锁定翼片61与在杆的交叉部分56上的主锁定翼片61a接合以当其处于如图5所示的完全配合的位置时锁定杆。第二锁定元件62相应安装在十字部分56的通道64中，用于锁定当杆结构52处于完全位置配合时与盖36上的互补锁定装置66的接合。

图3-5示出下列详细描述的本发明的不同特征的杆结构52的不同位置作为参考。足以说明，图3示出在预配合或初步位置中的杆结构。图4示出在中间、干涉位置中的杆结构。图5示出处于完全配合位置的杆结构。

参考图6-7B，每个滑动元件48包括一个锁定臂68。其中滑动元件优选由塑料材料模制成，锁定臂悬臂式进入开口70并在滑动元件中的开口70弯曲，最佳如图6A所示。滑动元件具有与外壳34上的锁定表面72接合的锁定表面68a，如图7A所示。因此，在杆结构52的预配合或初步位置中，滑动元件48上的锁定表面68a与外壳上的锁定表面72的相互接合避免杆结构的枢转运动。每个锁定臂68还有定位凹部68b，最佳如图6A所示。定位凹部68b和锁定表面68a在从薄滑动元件向外凸起的扩展部分68c上形成。

具体参考图6和6B，可以看出在外壳配合连接器24的插塞外壳26的外部上的定位凸部30之一与在连接器22一边上的滑动元件48的柔性锁定臂68的定位凹部68b对齐。因此，当连接器从如图1所示的位置初步配合到如图3所示的位置时，在配合连接器24外部上的定位凸部30与柔性锁定臂68的扩展部分68c接合且偏置锁定臂脱离与促动器连接器的外壳34的表面72(图7B)的接合。此外，定位凸部30“弹压”进入柔性锁定臂的定位凹部68b内以对操作员提供反馈。当发生这种配合作用时，两个功能由单个锁定臂/定位凸部系统执行。首先，定位凸部将柔性锁定臂移离它们的锁定接合。其次，定位凸部“弹压”进入锁定臂中的定位凹部68b内产生一种连接器初步配合的触觉和有时听觉的反馈或指示。换言之，柔性锁定臂68，结合定位凸部30，执行双重功能，其中现有技术需要两个独立机构以首先解开滑动元件和其次表示触觉指示。

总的来说，第一凸轮从动件和凸轮从动装置设在配合辅助杆结构52和滑动元件48之间，由此在与连接器的配合方向大致垂直的方向上，杆结构相对于外壳34的枢转运动使得滑动元件相对于第二连接器线性移动。具体参考图8-10A，耦接接头通过从杆结构的每个杆臂54向内凸出的凸轮从动件设在配合辅助杆结构和滑动元件之间，每个凸轮从动柱定位在各自的滑动元件的凸轮凹槽76中。从附图中可以看出，杆结构的杆臂54和滑动元件是相对薄和平的组件。此外，因为杆结构和滑动元件由塑料材料形成，所以在组件中有些柔轫。结果，此时在凸轮槽76推离凸轮凹槽74时有显著的问题，其引起与连接器组件的配合和不配合问题。杆臂从滑动元件的脱离在高冲击应用中显著，例如在汽车应用中。脱离可能由于施加在杆结构上的力而在一个或两个组件中的自然老化成为一个问题。在汽车的应用中，组件变得非常脏，而且杆上大的力能导致从滑动元件脱离。结果，最好如图8A和10A所示，凸轮从动柱74和凸轮槽76形成燕尾配置。这阻止杆臂与滑动元件分离。凸轮槽是开口边的，但是燕尾配置阻止柱脱离槽的开口边。通过将燕尾配置的凸轮杆从动柱74插入凸轮槽46的开口顶端，杆结构以箭头“D”的方向组件到滑动元件。

总的来说，第二凸轮槽和凸轮从动装置设在滑动元件48和配合连接器24之间，由此连接器响应于配合辅助杆结构52的转动以及因而产生的滑动元件平移而配合和不配合。具体地，如图2和6所示，每个滑动元件48设有模制在平面滑动元件的内部表面中的一对有角凸轮槽78。凸轮槽有开嘴78a。当连接器初步配合时，如图3所示，从配合连接器24的插塞外壳26的相对侧向外凸出的凸轮从动柱28，移动进入滑动元件48的凸轮槽78的开嘴78a中。因此，当杆结构52以箭头“C”方向旋转时，由于在位于滑动元件的凸轮槽76内的杆结构上的凸轮从动柱74的相互接合，杆线性移动滑动元件48。依次，滑动元件与连接器的配合方向反向的线性运动，导致当凸轮从动件28撑在角凸轮槽78中时，角凸轮槽78促动连接器进入配合状态。

图12-15示出允许连接器22安装高密度终端(其他也可以)的系统。具体地，终端增加的数量(即，高密度)在多个连接器应用中都需要。在汽车应用中尤其如此。总的来说，导电终端安装在连接器外壳中并被外壳的塑料材料包围以执行各种不同的功能，例如在相邻终端之间的引入线对准和边绝缘。绝缘由包围每个终端的侧壁完成。不幸地，在任一给定的连接器包壳中，当终端的密度增加时，侧壁变得越来越薄。这在连接器外壳设计中导致严重的问题，尤其在能够沿着相当长的延长的终端用薄壁模制外壳。

本发明的连接器22在如图12-15所示的独特的系统中解决了这些模制问题。具体地，图13示出典型的导电终端，总的指定为80，其可以由导电金属片材料压印和形成，并包括矩形或长方形配置的延长的接触部分82。沿着单个结构中的终端的整个长度模制薄壁是极端困难的，例如外壳34。结果，如图12A和15所示，外壳34用多个后壁84和多个凸出的“半壁86”形成。这种壁配置84/86形成用于每个终端80的延长的接触部分82的大体U形壁结构84/86。同样，TPA 46包括多个后壁84和多个凸出的“半壁86”，其形成如图14和15所示的U形壁结构88/90。因此，外壳34的每个后壁84和TPA46的对应后壁88限定用于容纳终端的空腔的相对侧。外壳的半壁86和TPA的半壁90结合形成终端空腔的另一相对侧壁。如所期望的，通过分离模制模子模制U形壁结构比模制完全密闭的壁结构更容易，尤其在非常高密度的终端行列中。虽然这种独特系统在杆型连接器中示出，但是它也可以适用于用在其它连接器组件中。

连接器组件20设有避免在促动器连接器22和配合连接器24之间振动的独特的组件。在电连接器的制造过程中，无论它们是否是其中示出的杆型连接器或者其它类型的连接器，为了保证在两个配合连接器之间的适当的密接以及允许终端和终端针正确接合，在连接器的主体或外壳之间一定有标称“间隙(play)”。这个间隙确保在由于制造业公差的尺寸变化的条件下，连接器仍能正确密接。不幸地，在汽车应用中，这个标称的间隙允许由于在汽车应用中的振动非常严重而连接器相对移动，特别当连接器组件在振动期间受到冲击力时。连接器组件20消除在完整配合接合后的配合连接器外壳之间的相对运动。总的来说，这通过在完全配合状态下的连接器外壳之间产生相当多的干涉来完成。

具体地，这里的新型系统通过过度伸张组件而在外壳之间产生干涉，但是只有在配合接合的第二或后部分期间才如此。如上述关于图1所示，配合连接器24有多个支撑台32，其限定在配合期间面对促动器连接器22的干涉平面32a。促动器连接器22的外壳34有底部周边凸缘94，其限定与所有支撑台32的干涉表面接合的周边干涉平面。应当指出，通过把支撑台放置在配合连接器24的插塞外壳26的角处，支撑台在连接器周围隔开邻接表面对32a/94而对称形成。

参考图3-5，可以看出，当连接器如图3所示初步配合以解开滑动元件48的锁定臂68时，支撑台32及其干涉表面32与促动器连接器的外壳34的凸缘或者表面94隔开。在解开杆结构52并以箭头“C”的方向移动到如图4所示的中间位置后，可以看出支撑台32的干涉表面32a已经与凸缘94接合，但是杆结构52还没有转动到完全配合的位置。换言之，配合连接器24和22的外壳26和34分别在连接器之间间隔的点处接合。在实际实践的过程中，当杆结构52处于中间位置时，它距离最终或完全配合位置大约是30°，当然这个角度能根据连接器终端或其它组件的配置改变。现在，当配合辅助杆结构52从图4的中间位置转动到图5的完全配合的位置时，外壳过度伸张并处于非常紧密的相互接合中。基本上，在杆结构52、连接器22和24引导进入配合状态的促动冲程的第一部分期间，各个终端相互接合，且连接器的表面32a和94邻接。在促动冲程的第二部分期间，连接器过度伸张。这样避免在外壳之间的难以解决的振动问题，该振动会由于进入连接器组件之内的正常的间隙产生。

本质上，底部凸缘或表面94接合支撑台38的干涉表面32a以在完全配合连接器之前形成机械停止件或者干涉装置。当连接器完全配合以消除在连接器外壳之间的间隙时，这种干涉导致连接器组件有受控的变形。虽然该系统增加需要转动杆结构52的力，但是该力只在杆的转动操作冲程的最后部分期间施加。还可以使用除了台32之外的其它干涉装置。

可以理解本发明可以以其它的具体形式实施，而不会背离其中的精神和中心特点。因此，本发明的例子和实施例在各个方面可以认为是例示性的而不是限制性的，而且发明并不限制到其中给出的细节。

Claims (14)

1.一种杆型电连接器组件，包括；

第一连接器；

配合辅助杆，以枢转活动方式安装在所述第一连接器上；

滑动元件，以线性活动方式安装在所述第一连接器上；

第一凸轮槽和凸轮从动装置，处在配合辅助杆和滑动元件之间，从而杆相对于所述第一连接器的枢转运动使得滑动元件相对于所述第一连接器线性移动；

第二连接器；

第二凸轮槽和凸轮从动装置，设在滑动元件和第二连接器之间，从而连接器响应于配合辅助杆的转动以及因而产生的滑动元件的平移而配合和不配合；

锁定元件，该锁定元件处于滑动元件上，能够与所述第一连接器锁定式接合并能够被第二连接器释放，因而滑动元件和配合辅助杆不能移动，除非连接器至少被初步配合，以及

互补的相互接合定位装置，在锁定元件和第二连接器之间，以表示至少一个触觉指示，指示出连接器被至少初步配合；

单个锁定元件由此执行锁定滑动元件和配合辅助杆以及提供连接器的配合状态的触觉反馈的双重功能。

2.根据权利要求1所述的杆型电连接器组件，其中所述配合辅助杆包含具有一对臂的大体U形的杆结构的一个促动臂，所述一对臂转动式安装在第一连接器的相对侧上并操作性地与在第一连接器的相对侧上的一对所述滑动元件联合，两个滑动元件具有所述双重功能锁定元件的其中之一。

3.根据权利要求1所述的杆型电连接器组件，其中所述锁定元件与滑动元件成一体。

4.根据权利要求3所述的杆型电连接器组件，其中所述滑动元件由塑料材料构成，而锁定元件与其一体模制而成。

5.根据权利要求1所述的杆型电连接器组件，其中所述滑动元件大致为平面，且所述锁定元件包括一个至少部分地偏离滑动元件平面的柔性锁定臂。

6.根据权利要求5所述的杆型电连接器组件，其中所述柔性锁定臂包括在滑动元件线性运动的方向上与第一连接器上的互补锁定表面接合的锁定表面。

7.根据权利要求6所述的杆型电连接器组件，其中所述定位装置配置成在与滑动元件的线性运动的方向大致垂直的配合方向上接合。

8.根据权利要求7所述的杆型电连接器组件，其中所述第二连接器包括在所述滑动元件的柔性锁定臂的定位凹部中弹压接合的定位凸部。

9.根据权利要求8所述的杆型电连接器组件，其中所述定位凸部配置为用于弯曲锁定臂并将锁定臂移离与第一连接器的锁定接合。

10.根据权利要求1所述的杆型电连接器组件，其中所述第二连接器包括执行双重功能的释放/定位元件，所述双重功能为解除所述滑动元件与第一连接器的锁定接合以及提供连接器的配合状态的触觉反馈。

11.一种杆型电连接器组件，包括；

第一连接器；

具有一对臂的大体U形的配合辅助杆结构，所述一对臂以枢转方式安装在第一连接器的相对两侧上；

一对大致平面的滑动元件，以线性活动方式安装在第一连接器上；

第一凸轮槽和凸轮从动装置，处在杆结构的各个臂和相应的各个滑动元件之间，由此杆结构相对于第一连接器的枢转运动使得滑动元件相对于第一连接器线性移动；

第二连接器；

第二凸轮槽和凸轮从动装置，处在滑动元件和第二连接器之间，因而连接器响应于杆结构的转动以及因而产生的滑动元件的平移而配合和不配合；

柔性锁定臂，与每个滑动元件成一体并至少部分地偏离其平面，所述柔性锁定臂能够与第一连接件锁定式接合并能够被第二连接器释放，由此滑动元件和杆结构不能移动，除非连接器至少被初步配合，每个锁定臂包括一个定位装置；以及

单个的释放/定位元件，其位于第二连接器的每个相对侧上，用于接合和释放滑动元件的柔性锁定臂，以及用于弹压式接合锁定臂上的定位装置，因而单个的锁定元件和单个的释放/定位元件执行锁定和释放滑动元件和杆结构以及提供连接器的配合状态的触觉反馈的双重功能。

12.根据权利要求11所述的杆型电连接器组件，其中所述滑动元件由塑料材料模制，且柔性锁定臂与其一体模制而成。

13.根据权利要求11所述的杆型电连接器组件，其中所述每个柔性锁定臂包括锁定表面，该锁定表面能够在与滑动元件的线性运动的方向上与第一连接器上的互补锁定表面相接合。

14.根据权利要求13所述的杆型电连接器组件，其中在第二连接器的所述释放/定位元件和在滑动元件的柔性锁定臂上的定位装置配置成在与滑动元件的线性运动的方向大致垂直的配合方向上接合。

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