CN101459297B - 电气连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气连接装置，尤其是一种应用于汽车或其他机电设备中传输电子信号或电力的电气连接装置，它包括有可收容固定连接器插头的主壳体、操作杆及连接板，以及第一枢接机构、第二枢接机构和导向机构，其中操作杆通过第一枢接机构以可转动方式连接于主壳体，连接板通过第二枢接机构以可相对操作杆转动的方式与操作杆相连接，导向机构是设置在主壳体和连接板上，可阻止连接板相对于主壳体转动，并引导连接板相对于主壳体平移。本发明具有结构简单、制造方便、插入省力、保护端子的功能，并且结构紧凑，外形美观，适用于与具有不同端子数目的多种插座相配合连接。

Description

电气连接装置

【技术领域】

本发明涉及一种电气连接装置，尤其是一种应用于汽车或其他机电设备中，与具有较多端子数目的插座相连接以传输电子信号或电力的电气连接装置。

【背景技术】

随着科技的不断发展，各种电气设备之间的信号传输非常频繁，通过各种电气连接插头和插座连接而实现电子信号或者电力传输的应用方式已经非常普遍。而且，随着信息传输量越来越大，对传输速度的要求也越来越高，电气插头与插座上用于导电传输的端子数目也日益增多，例如常见的电脑处理器芯片插座(socket)的端子数已由过去的二百多针增加到五百至七百针，而传统上用于汽车领域的电气连接器的端子数目也由十多针增加到数十针甚至更多。由于车用连接器的尺寸以及其端子的尺寸比一般电子设备如电脑、手机上用的连接器尺寸要大得多，因此当其端子数目增多时，插头与插座之间相互插拔的插拔力会急剧增大。过大的插拔力容易导致插头与插座对接时插入不到位而导致接触不良，或者因插入或者拔出时用力过猛而导致端子被推断或发生塑性变形，导致连接器受损。

为解决上述问题，出现了一些带有插拔辅助装置的电气连接结构，例如德国专利第DE20019482U1号揭示了这样一种电连接器装置，它是一种用于与具有多个端子的插座连接器相连接的插头连接器，如图1所示，该插头连接器1包括有一插头壳体2、一操作杆3和一对连接板4。该操作杆3可旋转地装配于插头壳体2上所设的枢轴2a处，而该连接板4可滑动地装配于该插头壳体2上，其具有椭圆孔4a和两个大体呈L形的凸轮槽4b、4c。操作杆3上所设的销柱3a被收容在该连接板4的椭圆孔4a中，而插头壳体2上所设的两个凸柱2b、2c则被分别收容在连接板4的凸轮槽4b、4c中。操作时，插头连接器1被插入插座连接器5的凹口5a，当操作杆3在图1中反时针方向转动时，操作杆3上的销柱3a与椭圆孔4a相接合，而两个凸柱2b、2c则分别沿着该凸轮槽4b、4c移动。换句话说，当操作杆3被操作时，连接板4先是向右和向上轻微地移动，然后相对插头壳体2向上移动。连接板4的运动使得连接板4上的挂钩部4d钩住插座连接器5上的栓子5b，从而在将栓子5b拾起的趋势下带动插座连接器5向插头连接器1移动。

然而，虽然销柱3a不固定于椭圆孔4a以使其不妨碍连接板4的上述运动，但在操作杆3被操作过程中，销柱3a和椭圆孔4a之间仍有相当大的摩擦。而且，由于两个凸轮槽4b、4c几乎相互平行，而凸柱2b、2c亦不固定于凸轮槽4b、4c，因而连接板4可能发生旋转移动的倾向要大于平移运动的倾向。因此，上述摩擦和旋转可能妨碍其操作或连接板4运动的平滑性。

因而，提供一种连接板能够平滑地移动的电气连接装置，实为业界所期待。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种结构相对简单、操作平滑且可长期使用的电气接头装置，该装置连接方便、省力、能够有效保护端子并且适用于与具有不同端子数目的多种插座连接相配合连接。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电气连接装置，用于连接器插头与插座之间的插拔，它包括有可收容固定连接器插头的主壳体、操作杆及连接板，其中该电气连接装置还包括有：

第一枢接机构，操作杆通过第一枢接机构以可转动方式连接于主壳体；

第二枢接机构，连接板通过第二枢接机构以可相对操作杆转动的方式与操作杆相连接；及

导向机构，是设置在主壳体和连接板上，所述导向机构阻止连接板相对于主壳体转动，并引导连接板相对于主壳体平移。

上述本发明的电气连接装置，其中主壳体包括有第一侧板、第二侧板以及第三侧板，第一、二侧板的一端分别与第三侧板相连，形成可容纳和固定连接器插头的插接部。

上述本发明的电气连接装置，其中主壳体的第一、二侧板的外侧面上各设有一向外凸出的柱销。

上述本发明的电气连接装置，其中操作杆的形状大体呈U形结构，包括有位于U形底部的操作部及位于U形两侧的第一杆臂和第二杆臂，第一、二杆臂末端各形成一曲柄，曲柄上设有与主壳体的柱销相匹配的轴孔。

上述本发明的电气连接装置，其中第一枢接机构包含主壳体上所设的柱销以及操作杆上所设的轴孔。

上述本发明的电气连接装置，其中操作杆的第一、二杆臂的曲柄末端外侧面上邻近于轴孔分别向外凸设有一圆柱形柱销。

上述本发明的电气连接装置，其中连接板包含一对形状结构对称的第一连接板以及第二连接板，第一、二连接板上分别设有可与操作杆的柱销相配合的通孔。

上述本发明的电气连接装置，其中第二枢接机构包含操作杆上的柱销和第一、二连接板上的通孔。

上述本发明的电气连接装置，其中导向机构包含：主壳体的第一、二侧板外侧面上邻近于柱销的位置处所设置的弧形导槽，和第一、二连接板的内侧所对应设置的导向柱。

上述本发明的电气连接装置，其中导向机构还包含：主壳体的第一、二侧板外侧面上所设置的限位柱，和第一、二连接板上所对应设置的弧形导槽。

上述本发明的电气连接装置，其中电气连接装置还包括有限位机构，用于限定第一、二连接板沿与其板面纵长轴相垂直的方向的运动，防止第一、二连接板脱离操作杆和主壳体。

上述本发明的电气连接装置，其中限位机构包含：主壳体上所设的角板，角板与主壳体的第一、二侧板之间形成有槽隙；以及第一、二连接板上所设的三角导板，三角导板是设置在角板的槽隙中，以防止第一、二连接板脱离主壳体。

上述本发明的电气连接装置，其中限位机构还包含设于主壳体的限位柱末端相对两侧的凸缘，以及第一、二连接板的弧形导槽的侧缘，利用凸缘勾在侧缘上而防止第一、二连接板脱离主壳体。

上述本发明的电气连接装置，其中限位机构还包括：操作杆的柱销末端向一侧凸出形成的凸缘，以及第一、二连接板的中间部位所设的阶梯孔，该阶梯孔包括通孔、位于通孔一侧边缘的圆弧槽以及与通孔相连通的半圆孔。

与现有技术相比，由于本结构采用带有第一、二枢接结构和导向结构的设计，使得安装方便并且省力，插入时各个端子受力相对均匀，有效的防止了端子的弯曲与折断，且连接器插头与该电气连接装置采取分离式插槽设计，使得该装置适用与具有不同端子数目的多种插座的插接。

【附图说明】

图1是一种现有的电气连接装置的示意图。

图2是本发明的电气连接装置的立体爆炸图。

图3是本发明的电气连接装置的立体图。

图4是本发明电气连接装置与插座插接的初始操作状态的主视示意图。

图5是本发明电气连接装置与插座相插接时的中间状态的主视示意图。

图6是本发明电气连接装置与插座相插接时的完成状态的主视示意图。

【具体实施方式】

容易理解，本发明的电气连接装置中，操作杆围绕轴孔或者轴销转动而带动连接板和主壳体运动的结构，以及主壳体、操作杆和连接板之间的导向结构，在不变更本发明的实质内容的情况下可以有多个实现方式，因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的举例说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明的技术方案的限制或限定。

请参阅图2，该电气连接装置包括有主壳体10、操作杆20以及连接板30，这些零件既可采用相同材料制造，例如工业上常用的耐磨性较好以及韧性较强的有机材料如POM等，也可以分别采用其他不同的材料。

如图2所示，主壳体10包含有上壁11、第一侧壁12、第二侧壁13、第一侧板14、第二侧板15以及第三侧板16。主壳体10沿着第一侧壁12与第二侧壁13之间的中心面，或者第二侧板15与第一侧板14的中心面对称。其中，第一侧壁12的上端、第二侧壁13的上端分别与上壁11相连，从而形成收容部101用于收容电气接头的线缆(未图示)，第一侧板14的左端、第二侧板15的左端分别与第三侧板16相连，形成插接部102用于容纳电气接头及与之相配合的插座(未图示)。收容部101与插接部102通过第一、二侧壁12、13和第一、二侧板14、15的连接，以及上壁11与第三侧板16之间通过一斜壁110相连接，而形成右侧及底侧开口的空腔结构。第一侧壁12和第二侧壁13的外侧面中部邻接于上壁11处设有沿垂直于上壁11的方向延伸的凸缘132，而该外侧面的底部靠近第三侧板16并邻接于第一、二侧板14、15的位置处则各设有沿平行于上壁11的方向延伸的凸缘131。第一例板14和第二侧板15的外侧面邻近第三侧板16处各设有一凸出并与第一、二侧板相平行的角板154，此角板154与第一、二侧板14、15之间分别形成有槽隙(未标号)。第一、二侧板14、15的底侧靠近左、右两端处各分别开设有第一U形开口151和第二U形开口152，并在该第一、二U形开口151、152之间各设有一向外凸出的柱销155，以及从邻近柱销155处向第二U形开口152延伸的弧形导槽153。另外，在第一、二侧板14、15上远离第三侧板16一端的外侧面上设有一邻近于第二U形开口152的限位柱158，并于限位柱158上方邻近于第一、二侧壁12、13的位置处各设有一三角状凸块157。其中，限位柱158末端的相对两侧边缘各向外延伸而形成凸缘159。此外，第一、二侧板14、15的内侧对应与第一、二侧壁12、13相连部分设有沿第一、二侧板纵长方向延伸的U形槽156，可供抽屉式连接器插头插入并定位于插接部102中。

请参阅图2，操作杆20的形状大体呈U形结构，包括有位于U形底部的操作部21及位于U形两侧的第一杆臂22及第二杆臂23。该操作杆20沿第一杆臂22和第二杆臂23的中心面对称。该第一、二杆臂22、23的一端是与操作部21一体相连，另一端则各形成一曲柄225，在该曲柄225上设有一贯穿的轴孔221，曲柄225的末端邻近轴孔221的外侧面上向外凸设有一圆柱形柱销222，且该柱销222末端的一侧向外延伸而形成一凸缘223。另外，在该第一、二杆臂22、23靠近操作部21一端的内侧面各凸设有一凸块224。第一、二杆臂22、23与操作部21相连部分的外侧面以及操作部21的外侧面分别设有若干凸肋225，这样既可加强此操作杆20的机械强度，又可以起到防滑的效果。

请继续参阅图2，连接板30包含一对形状结构相对称的第一连接板31以及第二连接板32。该第一、二连接板31、32的中间部位分别设有阶梯孔324，该阶梯孔324包括通孔3242、位于通孔3242一侧边缘的圆弧槽3241以及位于该圆弧槽3241一端并与通孔3242相连通的半圆孔3243。第一、二连接板31、32的一端设有一三角导板323，邻近该三角导板323的下方设有一U形第一挂钩322。在第一、二连接板31、32远离前述三角导板323的另一端设有一弧形导槽321。在第一、二连接板31、32的底部邻近于弧形导槽321设有第二挂钩322。另外，第一、二连接板31、32的内侧靠近阶梯孔324处设有一弧形凸条314，并于该弧形凸条314的水平部3141邻近于阶梯孔324设有一导向柱315。

请参阅图3，操作杆20的第一、二杆臂22、23上的两个轴孔221分别与主壳体10的第一、二侧板14、15外侧的两个柱销155相配合，而使操作杆20可转动地安装到主壳体10上。第一、二连接板31、32的阶梯孔324的通孔3242分别与操作杆20的第一、二杆臂22、23上的柱销222相配合，而使第一、二连接板31、32可转动地安装到操作杆20上。装配时，阶梯孔324的半圆孔3243可供柱销222的凸缘223穿过，当操作杆20转动时，该凸缘223位于台阶孔324的圆弧槽3241内，从而勾住第一、二连接板31、32，限制了第一、二连接板31、32在Y方向的自由度，防止该第一、二连接板31、32脱离操作杆20。主壳体10的第一、二侧板14、15上的两个限位柱158分别安装于第一、二连接板31、32的弧形导槽321中，且限位柱158末端的凸缘159位于弧形导槽321的侧缘3211，从而勾住第一、二连接板31、32，限制了第一、二连接板31、32以及操作杆20在Y方向的自由度，防止其脱离主壳体10。第一、第二连接板31、32内侧的导向柱315分别安装于主壳体10的第一、第二侧板14、15的弧形导槽153内，而其三角导板323则设置于主壳体10的第一、二侧板14、15的角板154的槽隙内。操作杆20的两个曲柄225设置于第一、二连接板31、32内侧的弧形凸条314所形成的收容空间中，使得曲柄225可以在其中运动。具有不同端子数目的连接器插头(未图示)可沿主壳体10的U形槽156插入插接部102，从而可与相匹配的连接器插座相插接，从插头上引出的线缆从收容部101右侧的开口引出。

当该电气连接装置处于插接的初始位置时，如图4所示，操作杆20的操作部21位于第三侧板16处并紧靠第一、二侧板14、15一端的角板154，主壳体10的第一、二侧壁12、13上的两个凸缘131分别与操作杆20上的凸块224相配合形成扣紧结构，使操作杆20初始位置固定。主壳体10上的限位柱158位于第一、二连接板31、32的弧形导槽321的上端起始处，第一、二连接板31、32的导向柱315位于主壳体10的弧形导槽153的下方末端，而三角导板323的头部则位于主壳体10的角板154与侧板14、15之间的槽隙1541(如图2和图3所示)内。操作杆20的柱销222末端的凸缘223与第一、二连接板31、32的阶梯孔324的半圆孔3243重合。操作杆20的两个曲柄的曲柄末端2251与第一、二连接板31、32内侧的弧形凸条314的水平部3141相接触。操作者首先将该装置预置于相匹配的插座40上，并使插座40两侧的两个柱销401分别位于第一、二连接板31、32的第一挂钩322、第二挂钩325的U形开口处。

如图5所示，向上推动操作杆20的操作部21，使得操作杆20上的凸块224与主壳体10上的凸缘131脱离。操作杆20沿着主壳体10上的柱销155作旋转运动，使得操作杆20的曲柄225在第一、二连接板31、32内侧的弧形凸条314所形成的收容空间中滑动，从而通过柱销222与阶梯孔324之间的配合，带动第一、二连接板31、32沿水平方向(X向)运动同时沿竖直方向(Z向)小幅度运动，使得插座40上的两个柱销401分别进入第一挂钩322和第二挂钩325内。此时，由于插座40的柱销401与第一、二挂钩322、325之间的配合，使第一、二连接板31、32在竖直方向(Z向)上的位置固定。继续推动操作杆20，使操作杆20继续绕主壳体10的柱销155的中心线作旋转运动，利用第一、二连接板31、32的阶梯孔324与操作杆20的柱销222之间的配合，以及导向柱315与主壳体10的弧形导槽153之间的导向，带动主壳体10沿垂直方向(Z向)向下运动，使主壳体10的插接部102中的插头(未图示)与插座40实现对接。当操作杆20持续转动，进而插座40上两个柱销401分别抵达主壳体10的第一、二U形开口151、152的U形顶端时，电气连接装置中的插头与插座40达到完全连接，如图6所示。当操作杆20到达终点时，主壳体10上的凸缘132与操作杆20内侧的凸块224相互配合形成扣紧结构，操作杆20的操作部21的右端面与主壳体10的收容部101的上部接触，并且，操作杆20的柱销222的凸缘223到达第一、二连接板31、32上阶梯孔324的圆弧槽3241的末端，使得操作杆不能继续旋转，从而固定操作杆20的终点位置。

当需要将电气连接装置插头从插座40上拔出时，拔出过程与插入过程对操作杆20的操作及各构件的运行与上述插接过程相反，此处兹不再详述。

容易理解，上述实施例中，主壳体10上的柱销155和操作杆20上与之相配合的轴孔221构成第一枢接机构，使操作杆20能够以可转动的方式与主壳体10相连接。近似的，操作杆20的柱销222和第一、二连接板31、32上与之相配合的阶梯孔324构成第二枢接机构，使第一、二连接板31、32以可相对于操作杆20转动的方式与操作杆20相连接。而主壳体10的弧形导槽153和第一、二连接板31、32内侧所设的与之相配合的导向柱315，以及第一、二连接板31、32的弧形导槽321和主壳体10上所设的与之相配合的限位柱158，构成本发明技术方案中的导向机构，使第一、二连接板31、32相对于主壳体10只能平移而不能转动。另外，主壳体10上所设的角板154和第一、二连接板31、32上所设的与之相配合的三角导板323，以及主壳体10的限位柱158末端两侧边缘处所设的凸缘159和与之相配合的弧形导槽321的侧缘3211，构成本发明技术方案中的限位机构，限定第一、二连接板31、32沿Y方向的运动，防止其脱离操作杆20和主壳体10。

虽然以上对本发明的其中一种具体实施方式作了详细描述，但这些说明并不是对本发明范围的限制。对于本领域中熟悉此项技术者来说，对上文描述的实施例所作的显而易见的修改和变化均为本发明所包含。如将主壳体10上的角板154与第一、二连接板31、32之间的角形导向结构改成弧形导向结构等。

采用本发明的机构设计，该电气连接装置机构紧凑，生产制造方便，对材料耐磨性要求不高，长期使用时仍能保持较好的性能，且该装置连接时相对省力，能够有效的保护固定插座上的端子，以及该电气连接装置具有较好的柔性，适合与带有不同端子的多种插座的连接。

Claims (15)

1.一种电气连接装置，用于连接器插头与插座之间的插拔，它包括有可收容固定连接器插头的主壳体、操作杆及连接板，所述主壳体包括有第一、二侧板，所述连接板包括第一、二连接板，其特征在于，所述电气连接装置还包括有：

第一枢接机构，其包含设置在所述主壳体和操作杆上的第一柱销和与所述第一柱销相配合的轴孔，所述操作杆通过所述第一枢接机构以可转动方式连接于所述主壳体；

第二枢接机构，其包含设置在所述操作杆和所述第一、二连接板上的第二柱销和与所述第二柱销相配合的通孔，所述第一、二连接板通过所述第二枢接机构以可相对所述操作杆转动的方式与操作杆相连接；及

导向机构，其包括设置在所述主壳体的第一、二侧板外侧面上的弧形导槽，和对应于所述弧形导槽设置在所述第一、二连接板的内侧的导向柱，所述导向机构阻止所述第一、二连接板相对于主壳体转动，并引导所述第一、二连接板相对于主壳体平移。

2.如权利要求1所述的电气连接装置，其特征在于，所述主壳体还包括有第三侧板，所述第一、二侧板的一端分别与第三侧板相连，形成可容纳和固定连接器插头的插接部。

3.如权利要求1或2所述的电气连接装置，其特征在于，所述第一柱销设置在所述主壳体的第一、二侧板的外侧面上并且向外凸出。

4.如权利要求3所述的电气连接装置，其特征在于，所述操作杆的形状大体呈U形结构，包括有位于U形底部的操作部及位于U形两侧的第一杆臂和第二杆臂，所述第一、二杆臂末端各形成一曲柄，所述曲柄上设有与主壳体的柱销相匹配的所述轴孔。

5.如权利要求1或4所述电气连接装置，其特征在于，所述第二柱销由所述操作杆的第一、二杆臂的曲柄末端外侧面在邻近于所述轴孔处分别向外凸设，并形成圆柱形柱销。

6.如权利要求5所述的电气连接装置，其特征在于，所述第一、二连接板是一对形状结构相对称的连接板，所述第一、二连接板上分别设有可与所述操作杆的柱销相配合的所述通孔。

7.如权利要求1或6所述电气连接装置，其特征在于，所述导向机构还包含：限位柱，是设置在主壳体的第一、二侧板外侧面上；及

弧形导槽，是对应于所述限位柱设置在所述第一、二连接板上。

8.如权利要求1所述的电气连接装置，其特征在于，所述电气连接装置还包括有限位机构，用于限定所述第一、二连接板沿与其板面纵长轴相垂直的方向的运动，防止所述第一、二连接板脱离所述操作杆和主壳体，所述限位机构包含：

角板，是设置在所述主壳体上，所述角板与主壳体的第一、二侧板之间形成有槽隙；以及

三角导板，设于所述第一、二连接板上，所述三角导板被设置在所述角板的槽隙中，以防止第一、二连接板脱离主壳体。

9.如权利要求8所述电气连接装置，其特征在于，所述限位机构还包含：凸缘，设于主壳体的限位柱末端的相对两侧；以及

侧缘，设于所述第一、二连接板的弧形导槽周边位置处，利用所述凸缘勾在所述侧缘上而防止第一、二连接板脱离所述主壳体。

10.如权利要求9所述电气连接装置，其特征在于，所述限位机构还包括：凸缘，是从所述操作杆的柱销的末端一侧向外凸出而形成；以及

阶梯孔，设于所述第一、二连接板的中间部位，该阶梯孔包括所述通孔、位于通孔一侧边缘的圆弧槽以及与通孔相连通并可供所述凸缘通过的半圆孔。

11.如权利要求1、8或10所述的电气连接装置，其特征在于，所述主壳体的第一、二侧板的底侧靠近左、右两端处各分别开设有第一U形开口和第二U形开口。

12.如权利要求2所述的电气连接装置，其特征在于，所述主壳体还包含有上壁、第一侧壁和第二侧壁，其中第一侧壁的上端和第二侧壁的上端分别与上壁相连，从而形成一收容部用于收容连接器插头的线缆。

13.如权利要求12所述的电气连接装置，其特征在于，所述主壳体的第一、二侧壁和第一、二侧板一体连接，所述上壁与第三侧板通过一斜壁一体相连，而使主壳体形成右侧及底侧开口的空腔结构。

14.如权利要求13所述的电气连接装置，其特征在于，所述主壳体的第一、二侧板的内侧对应与第一、二侧壁相连部位处设有沿第一、二侧板纵长方向延伸的U形槽，可供抽屉式连接器插头插入所述插接部。

15.如权利要求8所述的电气连接装置，其特征在于，所述第一、二连接板上邻近所述三角导板的下方设有一U形第一挂钩，第一、二连接板的底部邻近于弧形导槽设有U形第二挂钩。

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