CN101180772B - 具有改进的可释放锁定装置的电连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有改进的可释放锁定装置的电连接器。该连接器具有卡合配合锁定装置，该锁定装置包括：可部分变形的锁定件(33)，该锁定件安装在所述壳体(11)上，从而可在延伸的锁定位置与缩进位置之间轴向滑动；以及偏压装置(35)，该偏压装置将所述锁定件(33)轴向偏压至其锁定位置。所述锁定件(33)具有包括齿状件(47)的挠性梁(39)，该齿状件适于与所述配对连接器(3)的互补锁定凸起(63)接合，并且与该互补锁定凸起一起提供轴向止动。所述挠性梁(39)可在所述锁定件(33)的轴向路径上弹性偏斜，从而通过所述挠性梁(39)的轴向弹性载荷和挠曲弹性载荷提供卡合配合效果。

Description

具有改进的可释放锁定装置的电连接器
技术领域
本发明涉及一种电连接器，该电连接器适于沿着配合轴线与配对连接器配合，并且具有绝缘壳体以及设置成在配合位置将所述壳体可释放地锁定到配对连接器壳体上的卡合配合锁定装置，所述锁定装置包括：
—可部分变形的锁定件，该锁定件安装在所述壳体上，从而可在延伸的锁定位置与缩进位置之间轴向滑动；以及
—偏压装置，该偏压装置将所述锁定件轴向偏压至其锁定位置。
背景技术
美国专利5938470描述了一种连接器，该连接器适于沿着配合轴线与配对连接器配合，并且具有绝缘壳体以及设置成在配合位置将所述壳体可释放地锁定到配对连接器壳体上的锁定装置，所述锁定装置包括：可部分变形的锁定件，该锁定件安装在所述壳体上，从而可在延伸的锁定位置与缩进位置之间轴向滑动；以及偏压装置，该偏压装置将所述锁定件轴向偏压至其锁定位置，其中所述锁定件具有包括齿状件的挠性梁，该齿状件适于与所述配对连接器壳体的互补锁定凸起接合，并且与该互补锁定凸起在所述锁定件的锁定位置处提供轴向止动，所述挠性梁可在所述锁定件的轴向路径上弹性偏斜。
这种类型的现有技术连接器在壳体中形成有凹部，所述凹部可由在配对连接器壳体的挠性梁上形成的互补凸起进行接合。在这些传统连接器中，锁定件设置成将该梁锁定在凸起位于凹部中的接合位置。
这种类型的连接器由于它们的锁定装置而适于安全的应用。然而，它们的结构意味着配备有可滑动锁定件的连接器和配对连接器都具有可变形的锁定部。因此这两个连接器的设计专用于所述安全应用，并且使两个连接器的制造更加复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有安全锁定装置的电连接器，该电连接器不涉及配对连接器的特定设计，特别是不涉及作为所述配对连接器的一部分的挠性梁。
因此，本发明提供一种上述类型的电连接器，其中所述锁定件具有包括齿状件的挠性梁，该齿状件适于与配对连接器壳体的互补锁定凸起接合，并且与该互补锁定凸起在所述锁定件的锁定位置处提供轴向止动，所述挠性梁可在所述锁定件的轴向路径上弹性偏斜，从而通过所述挠性梁的轴向弹性载荷和挠曲弹性载荷提供卡合配合效果。
在阅读本发明的以非限定实施例给出的一个特定实施方式的以下说明时将更好地理解本发明。
附图说明
图1是本发明的电连接器的分解立体图；
图2是适于与本发明的连接器配合的传统类型的配对连接器的局部立体图；
图3和图4是图1和图2的连接器在局部互相配合的两个连续阶段中沿端子容纳腔的轴向正中面的剖面图；并且
图5是类似于图3和图4的处于完全配合状态的视图。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的连接器1，并且在图2中局部示出传统的配对连接器3(例示实施例中的头部)。
这些连接器1、3共同限定了在自动应用中使用的类型的连接装置。
在图中，X轴线代表附着于连接器1的配合方向，并且在配合情况下从连接器1朝向头部3定向。
在本说明书中使用的定向术语或位置术语，特别是术语“向前”或“前方”参照该配合轴线X。
为了使本说明书清晰，假设配合轴线X水平，并且假设图3至图5的剖面垂直，不过该连接装置也可以以任何其它定向使用。也应对应地理解定向或位置的相关术语，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”。
图1和图3至图5中所示的双向连接器1包括：绝缘壳体11，其中形成多个端子容纳腔12；周向接头13和锁定装置14，它们设置成将连接器可释放地锁定到头部3上。
该连接器还包括在相应的线16的端部压接的端子15，端子15固定地设置在壳体11的相应容纳腔12中(图3至图5)。在所示实施例中，端子15为阴端子。
该连接器还具有安装并紧固在壳体11的前部上的辅助锁定装置17。所述辅助锁定装置设置成确保端子15在它们的相应的腔12中处于适当的功能位置，并且为相应腔中的端子提供高保持力。
壳体11具有大致平行六面体形的内侧前部21，其中容纳腔12形成为贯穿通道，在前部21上周向布置接头13。
壳体11还具有后裙部23，后裙部23大致为平行六面体形并且从前部21的后端向后和向外伸出。裙部23包括一个上水平壁24。裙部23限定在后端开口并适于容纳环状件(grommet)的内凹部。
壳体包括两个垂直侧壁25、与裙部的上壁24垂直隔开并从壳体的后表面延伸到前部21的中央部的水平上壁27。
从每个侧壁25向内垂直伸出地形成基本与裙部上壁24共面的水平板28，板28从壳体的前侧在前部21的部分上延伸。板28是壳体11的部件并且彼此横向隔开。
这样，壳体11形成有由在侧壁25、上壁27与板28连同壁24之间包括的中空空间限定的轴向导轨29。导轨29在其前侧开口，并且在其后侧由底壁30封闭。锁定装置14容纳在导轨29中。
壳体11优选由塑料材料一体制成。
锁定装置14包括锁定件33和在所示实施例中由轴向螺旋弹簧35构成的相关联的偏压装置。
锁定件33例如由塑料材料一体制成，并包括适于在正常使用状况下基本不变形的滑动件37以及从滑动件37向前轴向伸出的挠性梁39。
挠性梁39在前侧具有自由端，锁定件33在该自由端处设有操作部(或按钮)41。
在中间部分处，挠性梁39形成有适于由弹簧35的前端进行接合的止动件43。止动件43具有向后的轴向凸起45，弹簧35可在其前端处装配在轴向凸起45上。底壁30以对应的方式形成有类似的向前定向的轴向凸起46，并且弹簧35可在其后端处装配在轴向凸起46上。
挠性梁39在其自由端与止动件43之间设有齿状件47，其截面在图3的垂直平面中基本为矩形，前侧48基本垂直，后侧49相对于垂直方向略微向上倾斜。
齿状件47的后侧或后表面49限定有抵靠面，该抵靠面用于与互补锁定凸起(下面将描述)的垂直面一起提供沿向后方向(即，沿与配合方向相反的方向)的轴向止动。由于其斜度，该抵靠面49在与垂直互补面接合时在锁定位置处提供楔入效应。
锁定装置14在安装于壳体11上时布置在导轨29中，使得锁定件33可在其中轴向滑动，在止动件43与底壁30之间插设轴向弹簧35。弹簧35由于基本对准和相对的凸起45、46而保持在轴向位置，从而在被压缩时支承在底壁30和止动件43上。
锁定件33被轴向偏压到导轨29中的中性位置(图3中所示的中性位置)，其中按钮41和齿状件47通过弹簧35的压缩而从导轨29向前伸出。
锁定件33在中性位置中通过设置在滑动件37上和导轨29中的适合的互补止动装置(未示出)向前止动。在中性位置中，弹簧35处于被压缩的预加载状态。
中性位置还与锁定件在连接器1、3配合时的锁定位置对应。
虽然滑动件37在导轨29中仅可以轴向移动，但梁39可向上偏斜，直到止动件43抵靠上壁27。
如图2至图5所示，构成用于连接器1的配对连接器的头部3基本包括绝缘壳体51和多个与阴端子15对应的阳端子55。
头部3例如适于安装在自动设备上。
壳体51具有周向外壁57，从而限定在其中阳端子55轴向伸出的内凹部59，所述凹部59设计成在两个连接器1、3互相配合时轴向接收互补壳体11的前部21。
周壁57具有基本平整、水平的上表面61，上表面61形成有锁定凸起63和止动凸起65。这些凸起63、65轴向偏移，并在之间限定凹口67，凹口67设置成在锁定位置接收锁定件的齿状件47。
凸起63、65在正常使用状况下是不可变形的，特别是在连接器1、3配合时不可变形，从而仅有挠性梁39在锁定时偏斜。
锁定凸起63制造成具有垂直轴向延伸的两个相对侧面63A、在这两个相对侧面63A之间沿着配合轴线延伸的第一倾斜面63B和第二倾斜面63C、以及垂直面63D的台。
在向连接器1安装的配合方向X上，第一倾斜面63B从平整表面61向上倾斜，而毗邻的第二倾斜面63C向下倾斜至垂直面63D的顶缘。这样倾斜面63B、63D反向倾斜并在峰缘(crest edge)处汇合。
在所示实施例中，第一倾斜面63B相对于垂直方向具有小于40°的倾斜角，更具体是大约30°的倾斜角。第二倾斜面63C相对于水平方向具有小于30°的倾斜角，更具体是大约15°的倾斜角。
垂直面63D限定用于齿状件47的后表面49的抵靠面，从而沿与配合方向X相反的方向提供轴向止动。
止动凸起65还具有与面63D相对的垂直面65D，垂直面65D限定用于齿状件47的前表面48的抵靠面，从而沿配合方向X提供轴向止动。
现在将参照图3至图5描述在连接装置1、3配合时锁定装置作用的方式。
图3示出了配合的第一阶段，其中壳体11的前部21穿过互补壳体51的凹部59的进入部。在该位置中，齿状件47的前下缘与锁定凸起63的第一倾斜面63B在第一倾斜面63B的基部接触。
应注意，端子15、55不互相接触，从而在该阶段不可能进行电连接。
从该配合阶段，当插入继续时，由于面63B的倾斜角，齿状件47利用弹簧35的压缩和梁39的挠性在倾斜面63B上向上滑动。由于弹簧35的压缩和梁39的挠性，插入力大大增加直到弹簧释放。
图4示出了在弹簧35的最大压缩状态下的配合的另一阶段，其中齿状件47到达第一倾斜面63B的顶部区域，靠近峰部(或顶缘)。在该阶段，压缩弹簧载荷较高，使得齿状件47足以越过峰部并到达其完全锁定位置。
端子15、55的连接可以从在图3和图4中所示的位置之间包括的中间配合位置(未示出)形成。在到达该位置之前，弹簧的轴向压缩载荷不足以克服凸起63在齿状件47上施加的插入阻力，从而将连接器1从头部3排出。
这样，连接器1或者从头部3排出而没有建立任何电连接，或者被迫到达完全锁定位置，其中端子15、55在它们的正常使用位置(连接位置)互相接合。
换言之，连接装置1、3没有稳定的形成电接触的不完全配合位置。
连接装置1、3的完全锁定位置在图5中示出。在作为仅有的稳定连接位置的该位置处，齿状件47接合在凹口67中并在垂直表面63D、65D之间轴向止动。如上所述，齿状件的后表面49在其下边缘处利用由于其倾斜产生的楔入效应而抵靠在面63D上。
在该位置处，按钮41从壳体11伸出，使其可容易操作。
在到达图5所示的锁定位置之前，齿状件47和锁定件33一起从图4所示的位置在弹簧35的偏压载荷下被向前推动，使梁39进一步挠曲变形。然后齿状件47经过凸起63的峰部并在面63C上向下滑动。该面63C的倾斜确保了齿状件47不能在稳定位置停在面63C上。
通过弹簧压缩和梁挠曲，即通过梁39的挠曲弹性载荷和轴向弹性载荷产生了将齿状件47偏压至凹口67中的卡合配合效果。
从图5所示的配合锁定位置开始，可通过以使齿状件47从凹口67脱离的方式提升按钮41，并且通过在壳体11上施加分离的轴向力而释放连接装置1、3，其中头部保持在固定位置。
上述发明为锁定装置提供了增强的坚固性以及安全连接。可以使用现有技术的头部而不改变接口，从而本发明对现有连接器的修改很少。
本发明的另一优点包括在连接器完全配合时通过锁定装置生成卡嗒声，这构成了供操作者利用的连接装置状态的可听信息。

Claims (8)

1.一种电连接器，该电连接器适于沿着配合轴线(X)与配对连接器配合，并且具有绝缘壳体(11)以及设置成在配合位置将所述壳体(11)可释放地锁定到配对连接器壳体(51)上的锁定装置(14)，所述锁定装置(14)包括：
-可部分变形的锁定件(33)，该锁定件安装在所述壳体(11)上，从而可在延伸的锁定位置与缩进位置之间轴向滑动；以及
-偏压装置(35)，该偏压装置将所述锁定件(33)轴向偏压至其锁定位置，
其中所述锁定件(33)具有包括齿状件(47)的挠性梁(39)，该齿状件适于与所述配对连接器壳体(51)的互补锁定凸起(63)接合，并且与该互补锁定凸起在所述锁定件(33)的锁定位置处提供轴向止动，所述挠性梁(39)可在所述锁定件(33)的轴向路径上弹性偏斜，所述电连接器的特征在于，所述齿状件(47)构造成在配合的第一阶段与所述锁定凸起(63)接触，从而在插入继续时压缩所述偏压装置(35)，
所述电连接器的特征在于，所述锁定件(33)具有用于将该锁定件(33)从其锁定位置释放的操作部(41)，所述操作部(41)从所述壳体(11)伸出，所述挠性梁(39)具有沿所述配合方向(X)定向的自由端，并且所述齿状件(47)设置在所述自由端处，所述操作部(41)设置在所述挠性梁(39)的所述自由端处。
2.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述壳体(11)具有轴向导轨(29)，所述锁定件(33)具有可在所述导轨(29)中轴向移动的滑动件(37)，所述挠性梁(39)沿所述配合方向(X)从所述滑动件(37)轴向伸出。
3.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述齿状件(47)具有抵靠面(49)，从而在所述锁定件(33)处于其锁定位置时与所述互补锁定凸起(63)一起提供沿与所述配合方向(X)相反的方向的轴向止动和楔入效应。
4.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述偏压装置(35)插设在所述壳体(11)与所述挠性梁(39)之间。
5.一种电连接装置，该电连接装置包括前述权利要求任一项所述的连接器(1)和配对连接器(3)，该配对连接器包括配对物壳体(51)和可通过所述齿状件(47)接合的锁定凸起(63)。
6.如权利要求5所述的电连接装置，其中，所述锁定凸起(63)刚性附接至所述配对物壳体(51)并且在所述连接装置(1，3)配合时基本不可变形。
7.如权利要求6所述的电连接装置，其中，所述配对连接器(3)的所述锁定凸起(63)沿着所述配合轴线(X)具有反向倾斜的第一面(63B)和第二面(63C)以及基本垂直于所述配合轴线(X)的抵靠面(63D)，在所述第一面(63B)和第二面(63C)之间限定峰缘。
8.如权利要求5至7任一项所述的电连接装置，其中，所述连接器(1)和所述配对连接器(3)在相应的壳体(11，51)中对应地布置有相应的端子(15，55)，使得在所述连接器(1，3)配合时，所述相应的端子仅仅在一旦所述偏压装置(35)施加到所述锁定件(33)上的偏压力变得大于在完全锁定位置所述齿状件(47)与所述互补锁定凸起(63)接合所需的弹性载荷时才形成电连接。
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