CN101135407B - 具有导电路径的快速连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速连接器接头组件，其包括导电连接器主体、带镦粗部的管状凸构件和主保持架。主保持架将所述凸构件可松脱地紧固在所述连接器主体中。主保持架主体包括由横构件连接的一对间隔开的支脚。保持架主体包括具有接触表面的导电插件，所述接触表面暴露在所述保持架支脚处以接触所述凸构件，并暴露在所述横构件处以接触所述连接器主体。

Description

具有导电路径的快速连接器

技术领域

本发明涉及用于流体系统的快速连接器接头，更具体地，涉及一种限定用于消散静电荷的导电路径的快速连接器接头。

背景技术

在汽车及其他领域，经常使用快速连接器接头来形成流体系统，所述快速连接器接头主要包括容纳于并且密封地保持在凹连接器主体中的管状凸构件。所述接头在两个部件或导管之间，例如在软管与刚性管之间或在管与诸如歧管、燃料泵、燃料过滤器之类的系统部件之间，提供流体连接。

为了将管可松脱地紧固到连接器接头主体，所采用的一类保持机构是形式为夹具的保持架，该夹具横向插入穿过形成于连接器主体外部中的槽。支脚延伸穿过所述槽并被设置在凸构件镦粗部与连接器主体的限定所述槽的前向表面之间，从而防止所述接头脱离连接。

这种保持架由于其实体外形而被称为“马蹄”保持架。“马蹄”保持架可以使接头易于松脱而又不会显著增加接头的复杂性。这类保持架的实例可见于授权给Kalahasthy等人的美国专利No.5,586,792中，该专利的公开内容通过引用并入于此。

在2005年10月6日出版的美国专利申请No.2005/0218650中公开了带“马蹄”保持架的快速连接器的发展。该申请的公开内容通过引用并入于此。

流体系统，尤其是包含流动碳氢燃料的汽车燃料系统，通常包括用于消散不希望的静电荷或防止其积聚的机构。这些机构可以提供接地路径来消散会积聚的任何电荷。为此，快速连接器主体经常被制造为导电体。制造这类主体的非导电材料可包含诸如碳粉、碳纤维、碳纤丝或金属纤维的导电材料。燃料系统所用的导电部件的实例可见于美国专利No.5,164,879中，该专利发布于1992年11月17日，名称为“静电消散燃料系统部件(ElectrostaticallyDissipative Fuel System Component)”。该专利的公开内容通过引用并入于此。

在汽车燃料系统设计中重点要考虑如何确保完整的接地路径消散静电荷。由于这类流体系统通常包括连接到汽车接地部的金属管，因此优选通过系统的金属管将快速连接器主体接地至汽车接地处。

在诸如美国专利No.5,586,792所公开的快速连接器中，保持架根据在管端部附近形成的径向扩大镦粗部与连接器主体中形成的表面之间的相互定位而将连接器主体可松脱地连接到该管。

连接器包括在主体与所述管之间用以将流体保持在系统中的密封件。当加压时，流体压力从主体将所述管向外推。向外运动受限于保持架支脚，所述支脚轴向地定位在所述镦粗部的后向。作用于所述管和保持架上的力使保持架紧靠连接器主体上的限制表面。

发明内容

本发明提供一种包含导电元件的保持架。该元件被暴露，以便导电地接触管镦粗部以及在导电保持架主体上的限制表面。在连接器主体的流体流动路径中存在的任何静电荷通过导电元件经由直接导电路径到达金属管。

附图说明

图1是体现本发明特征的快速连接器接头组件的侧视图。

图2是图1中的快速连接器接头组件的正视图。

图3是沿图1中的线3-3截取的图1中的快速连接器接头组件的底部剖视图。

图4是沿图1中的线4-4截取的图1中的连接器主体的剖视图。

图5是图1中的组件的连接器主体的剖面侧视图。

图6是图1中的快速连接器接头组件的主保持架的透视图。

图7是图6中的主保持架的剖面侧视图。

图8是图6中的主保持架的正视图。

图9是本发明的保持架的导电元件的透视图。

图10是本发明的保持架的后向透视图。

图11是本发明的保持架的前向透视图。

图12是体现本发明的保持架部件的可替代形式的透视图。

图13是图12中的保持架主体所用的导电元件的透视图。

具体实施方式

本发明所图示的快速连接器接头与流体管线系统相关。在刚性管与另一流体承载部件(即柔性软管)之间显示为可松脱连接。不过，上述接头可应用于希望进行流体密封而又可松脱连接的其他多种场合，例如应用于机车燃料传输系统中。

图1-3图示了用于在流体管线中形成可分离连接的快速连接器接头110。最佳地如图3所示，接头110包括大致圆筒状的凹连接器主体112和刚性管或者说凸构件114，此二者被导电的主保持架构件116可松脱地紧固在一起。最佳地如图3所示，凸构件114由形成流体管线系统一部分的中空管的端部形成。在使用中，凹连接器主体112连接到也作为上述流体管线系统一部分的管路或者说软管。凹连接器主体112和凸构件114相连，从而形成流体管线中持久而又可分离的接合部。

如图3所示，凸构件114形成在刚性管的端部。凸构件114包含径向扩大镦粗部190，该径向扩大镦粗部190限定径向邻接表面191，该表面与露出的管末端或者说管末梢192相距给定距离。在镦粗部190与管末端192之间延伸大致圆筒状的平滑密封表面194，该表面由上述管的外表面限定。所述管继续沿远离管末端的方向伸出镦粗部190，并限定大致平滑的圆筒状表面195。圆筒状表面195与圆筒状密封表面194直径大致相等。

图3-5详细图示连接器主体112。所示连接器主体112优选由塑性材料模制而成，而较佳地由聚邻苯二甲酰胺(PPA)模制而成，并通过引入诸如碳粉、碳纤维、碳纤丝(carbon fibrel)或金属纤维的导电材料而能导电。必须理解的是，在不背离本发明的情况下，所述主体外部可采取任意希望的形状。例如，在主体的端部之间可进行90°弯折，这是连接器主体的通常形状。

连接器主体112由大致圆筒状的阶梯壁120限定。壁120的内表面限定以纵向轴线124为中心轴线的通孔126，如图4所示。应注意的是，在此使用的术语“轴向(形容词)”或“轴向(副词)”表示沿中心轴线124的纵向。术语“侧向(形容词)”、“侧向(副词)”、“横向(形容词)”和“横向(副词)”表示在大致垂直于轴线124的平面中靠近和远离该轴线。

连接器主体112的孔126从直径较大的凸构件容纳端128起始，完全穿过连接器主体112，延伸至直径较小的软管连接端130。连接器主体112的壁120的直径变化将通孔126分为不同节段：保持架壳体节段132、密封腔134、管末端容纳部136和流体通路138。应注意的是，在此使用的术语“前向”表示在轴向方向上从凸构件容纳端128大致沿中心轴线124朝向软管连接端130。术语“后向”表示在轴向方向上从软管末端130大致沿中心轴线124朝向凸构件容纳端128。

保持架壳体节段132邻近凸构件容纳端128。凸构件容纳端128由具有横向面入口表面129的轮缘140限定，横向面入口表面129限定在凸构件容纳端128处朝向通孔126的开口。轮缘140限定平坦的前向保持架接触表面141，最佳地如图5所示。前向轮缘142限定与轮缘140隔开的后向表面143。在轮缘140的前向保持架接触表面141与前向轮缘142的后向表面143之间的轴向间距能够容纳保持架116。

参见图5，轮缘140和142通过弧顶支撑构件144、两个侧支撑构件146、两个中心支撑构件150和两个底支撑构件154而相连。

顶支撑构件144的上弯曲表面145从轮缘140和142的径向最外边沿略微径向向内凹入。顶支撑构件144的上弯曲表面145和表面141和143限定凹部，以容纳主保持架116的将在下文中描述的横构件。

应注意的是，为清楚起见，所示的快速连接器接头110其纵向延伸长度沿水平面定位，并且为描述连接器主体116而采用了术语“顶”、“底”、和“侧”。不过，在使用中，连接器接头110可任意朝向，而与水平面还是竖直面无关，“顶”和“底”仅相对于在此的图示而言。

在顶支撑构件144与两个侧支撑构件146之间的空间限定一对第一槽或者说顶槽158。在两个侧支撑构件146与底支撑构件154之间的空间限定一对侧槽162。槽158和162朝向通孔126开口。

顶槽158相对连接器主体112的中心轴线124横向地容纳和定位主保持架116的各支脚。主保持架116的支脚元件位于侧槽162中，这将在下文中进行描述。

最佳地如图4和5所示，连接器主体112的前向轮缘142的后向表面143包括后向轴向突起或者说主体支柱148、152和159，它们不完全地延伸朝向轮缘140。这些突起或主体支柱被一体模制在连接器主体中。上主体支柱148被设置在弯曲顶壁144的侧向端处。这些上主体支柱148均包含顶弯曲表面，从而以众所周知的方式与保持架横构件上的凸轮表面协作，如将在下文中所述的。

最佳地如图4所示，底突起或突台159为主体112的限定平坦表面171的实心部分，平坦表面171后向面对轮缘140的前向保持架接触表面141。平坦表面141与表面171之间的空间尺寸适于容纳保持架116的支脚。

每个中心支撑构件150限定锁定肩168，最佳地如图5中所示。该锁定肩与主保持架116协同操作，如将在下文中所述的。

如图4所示，在保持架壳体节段132的轴向前向形成密封腔134。密封腔134由壁120的直径相对保持架壳体节段132减小的部分限定。密封腔134从锥肩78轴向地前向延伸至径向肩80。环状凹部79设置在壁120中并处于肩78的轴向前向。密封腔134设置来容纳密封元件，以在连接器主体112与凸构件114之间形成流体密封。

如图3所示，被刚性间隔环50隔开的两个O形环密封件46和48，径向设置在凸构件114与壁120的密封腔134处的内表面之间。O形环46和48的尺寸适于紧密装配在密封腔134中，并紧密围绕凸构件114的密封表面194。O形环46和48被中空的间隔套52紧固在密封腔134中。间隔套52具有锥形扩大端54，其紧靠壁120的锥肩78就位，以将套52定位在孔126中。为了使分隔套52更好地紧固于孔126中，在套52的外周界中形成凸状环形部分56。凸状部分56配合容纳在形成于壁120内的凹部79中，以将套52锁定就位。

在密封腔134的轴向前向形成管末端容纳部136。管末端容纳部136由壁120的直径相对密封腔134减小的部分限定，并从径向肩80的直径较小端轴向前向延伸至锥肩82。管末端容纳部136尺寸适于容纳凸构件114，并沿着圆筒状密封表面194导引或者说引导凸构件114。

流体通路138由壁120的最小直径部分限定。流体通路138从锥肩82的小直径端通到软管连接端130。壁120的围绕流体通路138的部分被设置以易于连接到流体管线中的其他部件。例如，特别形成所示连接器主体112以用于连接到柔性管113，并且该主体包括径向钩85和容纳靠紧软管113的内部而进行密封的O形环84的槽。当然，如前所述，可使用其它任何适合的连接结构来完成流体系统。

图6-11中详细图示“马蹄”型的主保持架116。主保持架116具有优选地由诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)的弹性柔性材料模制而成的主体。保持架主体由于导电插件220而导电，如将在下文中所述的。

主保持架116包括一对纵长的大致平行的支脚196，其从横构件198延伸并在一端处由横构件198连接。支脚196之间的法向间距约等于凸构件114的圆筒状密封表面194的外直径。支脚196包括后向表面202和前向表面204。

在保持架壳体节段132中设置有导电的主保持架116。主保持架116横向延伸经过保持架壳体节段132的顶槽158，并被可拆卸地连接到连接器主体112。如图1中所示，保持架116的支脚196被放置在前轮缘140的前向表面141与形成在底突起159上的平坦表面171之间。此间距的轴向长度大于支脚196的轴向厚度。

在横构件198的径向内表面上形成松脱突起208。松脱突起208限定倾斜的或凸轮状的表面209，其与上主体支柱148协同操作，以支撑与顶支撑构件144的上表面145分开的横构件196的中心区域。

如图7中所示，横构件198的后向表面199与支脚196的后向表面202轴向平齐。表面199和202限定平坦的主体接触表面，用于邻接接触平坦的前向保持架接触表面141。横构件轴向延伸超出支脚196的前向表面204，并且其尺寸适于装配于在顶支撑构件144的上表面145上方的在表面141与143之间的凹部中。

每个支脚196包括在远离横构件198的一端形成的锁销206。当主保持架116完全插入连接器主体112时，锁销206将主保持架116相对于连接器主体112锁定就位。销锁206所限定的销锁边沿212接合由连接器主体112的中心支撑构件150限定的锁定肩168，从而将主保持架116可松脱地锁定就位。

如图7和8所示，每个支脚196包括倾斜表面205，倾斜表面205与中心支撑构件150的侧向向外上边沿协同操作，以向上推动主保持架。支脚196的弹性性能确保了这种连接关系。通过锁销边沿212与中心支撑构件150上的锁定肩168的接触，限制每次向上运动。

支脚196的后向表面202内形成引导区域210。这些区域210从每个支脚的后向表面202径向向内倾斜而轴向向外倾斜，并终止于每个支脚的后向表面202与前向表面204之间的大致中间处。引导区域210的各引导边沿之间的间距在邻接后向表面202处最大。

所述间距约等于形成在凸构件114上的镦粗部190的外直径或外周界表面。在引导区域210的内边沿216处，引导区域210之间的间距约等于凸构件114的密封表面194的外直径。引导部分210的较靠近销锁206的部分在208处向内弯曲，以配合凸构件镦粗部190的环状轮廓。这种形状有助于在将所述管插入连接器主体的过程中在连接器主体112内对凸构件114进行引导和对中。

通过将管末端192插入穿过凸容纳端128处的入口开口并前向推进管末端而进入孔126，实现了凸构件114与连接器主体112的连接。管末端192穿过包括O形环密封件46和48以及间隔件50在内的“密封组”，并穿入管末端容纳部136，在此处，管末端192被连接器主体的壁120所导引。

该管前向推进，直到镦粗部190接触形成在支脚196的后向表面202上的引导区域210的弯曲部分218。继续插入该管，就使镦粗部190接合引导区域210并促使支脚侧向分开。支脚196的挠性足以充分张开，从而允许镦粗部从内部穿过并超出支脚的前向表面204。一旦镦粗部190处于支脚196的前向，则支脚的弹性特性使它们返回到其邻接所述管的圆筒状表面195的法向间距。于是，镦粗部邻接接触支脚196的前向表面204。支脚196的后向表面202和横构件198的后向表面199邻接前向平坦保持架接触表面141，以阻止凸构件114回撤。

随着主保持架116处于锁定位置，支脚196的前向表面204邻接镦粗部190的邻接表面191。后向表面202邻接轮缘140的平坦表面141，以阻止凸构件114从连接器主体112回撤。通过将保持架116的支脚196的后表面204与后向表面141接触，限制了将镦粗部推向开口127外部的轴向力。横构件198的后向表面199也与表面141邻接接触。

松脱突起208的斜表面位于上主体支柱145的顶弯曲表面上。施加于横构件198中心的向内径向压力推动横构件朝向顶支撑构件144的上表面145，并使支脚196张开，而销锁206在侧槽162中横向向外移动。上述行为允许使凸构件114松脱，如果希望将凸构件从连接器主体112撤回的话。

根据本发明，保持架主体116通过采用如图9所示的导电金属插件220而得以导电。插件220是由钢冲压而成的一体件。

最佳地如图9所示，插件220包括横构件222和分开的支脚224。这些部分被横向连接部226所连接。

横构件222限定连接器主体接触表面228。支脚224限定管镦粗部接触表面230。由于插件为一体件且由金属制成，因此，它限定在接触表面228与230之间的导电路径。

图10和11中详细显示导电保持架116。图10显示了支脚196的前向表面204，图11显示了支脚196的后向表面202以及横构件198的与支脚196的后向表面202共面的后向表面199。支脚224的间隔小于凸构件114上的镦粗部190的直径。这确保了金属插件220的接触表面230将会接触镦粗部190的径向邻接表面191。

如图10所示，镦粗部接触表面230暴露在支脚196的前向表面204处。如图11中所示，主体接触表面230层叠在横构件198的后向表面199上方。因此，主体接触表面230暴露在横构件198的后向表面199处。

随着导电保持架196在连接器主体112中就位且凸构件114被保持架116紧固在所述主体中，导电路径被插件220限定为，从管镦粗部190至连接器主体112的前向保持架接触表面141。

流体系统中的流体压力将管末端192推向连接器主体112之外。管镦粗部190的径向邻接表面191接触插件220的暴露在支脚196的前向表面204处的管镦粗部接触表面230。同样是这些力将保持架推向主体112的表面141。插件220的主体接触表面228被推动而邻接接触连接器主体112的前向保持架接触表面141。导电路径因而被设置为，从连接器主体112起始，经过保持架至管镦粗部190。

优选通过将金属插件220嵌件模制到保持架主体中来形成导电保持架。由金属带冲压形成多行插件220。这些冲压元件被进给到具有多个空腔的模具中，每个冲压元件进入一个空腔。插件被支撑在模具中，聚邻苯二甲酰胺树脂被传送到模具空腔中，进而固化以形成完整的保持架，从而使导电路径从支脚的前向表面204延伸至横构件198的后向面199。

图12和13图示了在保持架中设置导电路径所采用的另一选择。在此，导电保持架316包括两个元件，主体317和导电插件320。不过，不同于嵌件模制，该保持架由两个分立的部件组装在一起而制成。

保持架主体317由诸如聚邻苯二甲酰胺的塑性树脂模制而成。保持架主体317包括支脚396和横构件398，形状如同前述实施例中的保持架116。也就是说，该保持架具有保持架116的用于将凸构件114可松脱地保持在连接器主体112中所需的所有表面和特征。

保持架主体317包括槽319，槽319形成在横构件398中并与支脚396的前向表面304平齐。

横构件398还包括沿其顶表面延伸至槽319的轴向槽321。横构件398的后向表面399包括与槽321相连的切口323。

图13图示金属导电附件320。金属导电附件320包括大致U形的带325，其限定横构件和一对分开的平行支脚。所述带的尺寸适于装配在槽319中。

所述带的每个支脚包括接触垫330。所述带还包括从带325的中心部分延伸的轴向腹板327。该腹板终止于接触法兰329。

通过将导电插件320组装到保持架主体317上形成导电保持架316。所述带被置于横构件398的槽319中。腹板327被置于轴向槽321中，且接触法兰329被置于切口323中。接触垫330被设置为邻接支脚396的前向面304。

金属插件320被设置为通过插件的弹性作用连接到保持架主体317。在这种情况下，接触法兰将保持架主体夹持在切口323中，而接触垫夹持支脚396的外表面。

通过将组装的保持架316安装在连接器接头中，接触垫330被设置邻接凸构件114的镦粗部190，并邻接接触径向邻接表面191。接触法兰329邻接接触连接器主体112的前向保持架接触表面141。由于连接器主体导电，因此，导电路径通过插件320而设置在连接器主体116与硬管114的镦粗部190之间。

本发明的不同特征已经参照所显示和描述的各实施例进行了说明。应该理解的是，在不背离由所附各权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行多种修改。

Claims (20)

1.一种用于快速连接器组件的保持架，包括：

保持架主体，其具有带前向表面和后向表面的间隔开的保持架支脚；

保持架横构件，其连接所述保持架支脚并具有后向表面；

导电元件，其包括：

在用于接触相关联的管的至少一个所述保持架支脚的所述前向表面上暴露的接触表面；和

在用于接触所述连接器主体的所述保持架横构件的所述后向表面上的接触表面。

2.根据权利要求1所述的用于快速连接器的保持架，其中所述导电元件为金属插件，该插件限定：

在所述保持架横构件的所述后向表面处暴露的所述接触表面，和

在所述至少一个所述保持架支脚的所述前向表面处暴露的所述接触表面。

3.根据权利要求2所述的用于快速连接器的保持架，其中所述金属插件包括插件横构件，该插件横构件限定在所述保持架横构件的所述后向表面处的所述接触表面。

4.根据权利要求3所述的用于快速连接器的保持架，其中所述金属插件包括两个插件支脚，每个所述支脚限定在所述保持架支脚之一的前向表面处暴露的接触表面。

5.根据权利要求4所述的用于快速连接器的保持架，其中所述金属插件包括过渡部分，所述过渡部分将所述插件支脚与所述插件横构件相连。

6.根据权利要求5所述的用于快速连接器的保持架，其中所述金属插件为一体式金属部件。

7.根据权利要求1所述的用于快速连接器的保持架，其中所述保持架主体由聚邻苯二甲酰胺制成。

8.根据权利要求7所述的用于快速连接器的保持架，其中所述导电元件由钢制成。

9.根据权利要求8所述的用于快速连接器的保持架，其中所述保持架通过将所述导电元件嵌件模制到所述保持架主体中而制成。

10.一种用于在流体管线中形成可分离连接的快速连接器接头，包括：

连接器主体，其限定从该连接器主体的凸构件容纳端起始轴向地前向延伸的通孔；

凸构件，其穿过所述连接器主体的凸构件容纳端延伸进入所述孔，所述凸构件具有大致圆筒状的密封表面和环状镦粗部，所述镦粗部的直径大于所述圆筒状表面的直径；

在所述连接器主体内的保持架，

所述保持架包括：

保持架主体，其具有带前向表面和后向表面的间隔开的保持架支脚；

保持架横构件，其连接所述保持架支脚并具有后向表面；

导电元件，其包括：

在用于接触相关联的管的至少一个所述保持架支脚的所述前向表面上暴露的接触表面；和

在用于接触所述连接器主体的所述保持架横构件的所述后向表面上的接触表面。

11.根据权利要求10所述的快速连接器接头，其中

所述导电元件包括金属插件，该金属插件具有：

在至少一个所述保持架支脚的所述前向表面上的接触表面；和

在所述保持架横构件的所述后向表面上的接触表面。

12.根据权利要求11所述的快速连接器接头，其中所述导电金属插件具有：

在所述保持架横构件的所述后向表面处暴露的接触表面，和

在所述至少一个所述保持架支脚的所述前向表面处暴露的至少一个接触表面。

13.根据权利要求12所述的快速连接器接头，其中所述导电元件包括插件横构件，该插件横构件限定在所述保持架横构件的所述后向表面处的所述接触表面。

14.根据权利要求13所述的快速连接器接头，其中所述导电元件包括两个插件支脚，每个所述插件支脚限定在所述保持架支脚之一的前向表面处暴露的接触表面。

15.根据权利要求14所述的快速连接器接头，其中所述导电元件包括过渡部分，所述过渡部分将所述插件支脚与所述插件横构件相连。

16.根据权利要求15所述的快速连接器接头，其中所述导电元件为一体式金属部件。

17.根据权利要求16所述的快速连接器接头，其中所述保持架主体由聚邻苯二甲酰胺制成。

18.根据权利要求17所述的快速连接器接头，其中所述导电元件由钢制成。

19.根据权利要求18所述的快速连接器接头，其中所述保持架通过将所述导电元件嵌件模制到所述保持架主体中而制成。

20.一种制造用于快速连接器组件的保持架的方法，所述保持架包括：

包括间隔开的保持架支脚的主体，该保持架支脚具有前向表面和后向表面；

保持架横构件，其连接所述支脚并具有后向表面；

包括插件的导电元件，

在至少一个所述保持架支脚的所述前向表面上的插件接触表面；和

在所述保持架横构件的所述后向表面上的插件接触表面，其连接到所述至少一个所述支脚的所述前向表面上的所述至少一个插件接触表面，

所述方法包括步骤：

提供模具，

将所述导电元件插入所述模具中，

将塑料树脂注入所述模具中，

固化所述树脂，从而将所述保持架的主体和导电元件模制在一起。

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