CN101510636B - 防水推入式接线器及其制造方法和形成防水电连接的方法 - Google Patents

Abstract

一种推入式接线器，该推入式接线器中具有密封剂，以能够通过将导线轴向地插入到一腔室中而形成防水电连接，所述腔室中包含由密封剂保护的电导体，在导体和导线均保持在密封剂中的同时，电导体可移动，以与导线进行防水电接触。

Description

防水推入式接线器及其制造方法和形成防水电连接的方法

技术领域

本发明总体上涉及推入式接线器（线连接器），更具体地说，涉及防水推入式接线器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年6月29日申请的名称为推入式接线器的临时申请60/937,729的优先权。

背景技术

在现有技术中已知多种类型的攻击性电线连接器，以在电线的裸露端部形成防水电连接。一种攻击性电连接器依靠将电线插入到接线盒和接线螺钉之间的密封剂中并接着通过旋转接线螺钉挤压电线的裸露端部。接线螺钉拧得越紧，挤压力越大，因而可在裸露导线端部和接线螺钉之间形成更好的电连接。

另一种攻击性电线连接器是扭转式接线器，其可用于通过在包含密封剂的螺旋形壳体中旋转电线来形成防水电连接。在扭转式接线器以及终端连接器中，旋转得越多，线端的压缩越大，因而在电线之间产生增强的电连接。

另一种与未剥皮的电线一起使用的攻击性电线连接器为切割连接器，其使用两个刀片割穿电线的绝缘层并切入位于防水密封剂中的电线的侧面。在这些现有连接器中的每一个中，可以通过使用足以消除电线上和电线之间存在的防水绝缘剂的作用力在防水剂存在的情况下形成电连接。

另一种缺乏攻击性的电连接器为推入式接线器。推入式接线器为较不具有攻击性的接线器，因为接线器作用于导线上的作用力通过固定悬臂式安装的电导体产生，该电导体弯曲，以允许在导体和汇流条之间插入电线。保持导线与汇流条和推入式接线器的电导体电接触的夹紧由电导体的弹力确定，并且该夹紧力不会通过诸如在扭转式接线器中那样通过更大的作用力而增大，因为在推入式接线器中施加的用于弯曲弹性导体的轴向力受到导线的刚度的限制。也就是说，为了在推入式接线器中的电线上产生夹紧力，电线必须轴向插入，其与弹性导体产生的作用力的方向成90度。因此，推入式接线器中的弹性电导体必须响应于电线在其中的轴向插入而弯曲。在推入式接线器中电线的夹紧力受到限制，因为弹性导体的轴向阻力不可太大以至于在插入过程中使得电线弯曲。因此，由推入式接线器产生的夹紧力缺乏其它连接器固有的可迫使密封剂远离导体之间的接触区域以形成低电阻接触的攻击特性。

尽管推入式接线器缺乏其它电线连接器的攻击性，推入式接线器易于使用，因为电连接可在一个连续运动中产生。也就是说，可将电线轴向地插入到推入式接线器中的腔室中，直到电线与弹性导体形成电接合，该弹性导体自动弯曲，以与电线形成压力接合。典型地，在推入式接线器中，随着将电线夹持在弹性电导体上的笔直边缘和汇流条之间，圆柱形电线的圆柱形元件接合汇流条和弹性导体。然而，由于缺乏增大边缘之间的接触区域上的作用力的能力，汇流条和电线限制了通过使用附加力增强推入电线的电连接的能力。

由于受限制的接触区域和不能增加电线端部上的作用力，插入式接线器被最佳地使用在通常不需要防水的电线连接的区域中。

如果在推入式接线器中需要防水连接，传统的防水方法是在电线插入推入式接线器中之前围绕电线放置弹性衬套，以围绕电线形成防水密封，或者在电线已经插入以与其中的电导体和汇流条接合之后在推入式接线器中注入密封剂。在推入式接线器的另一种防水方法中，带有位于其中的电线的整个推入式接线器插入到包含密封剂的壳体中，该壳体允许封装整个推入式接线器，从而对其中的电线连接起到防水作用。

发明内容

一种推入式接线器，其中包含有导线可移动的密封剂，以使得能够通过将导线轴向地插入到一腔室中在单一运动中形成防水电连接，以在导体之间的接触区域上形成保护性防水罩，其中所述腔室中包含有弹性导体、汇流条和导线可移动的密封剂，该密封剂位于推入式接线器的腔室中。在一个例子中，导线可移动的密封剂以未固化状态置于所述腔室中，然而当固化时，导线可移动的密封剂可充分地弯曲，以便不会妨碍电线的轴向插入或者推入式接线器的导线接合部件之间的电连接的形成。在另一个例子中，粘性的导线可移动的密封剂插入到推入式接线器中。

附图说明

图1示出了一推入式接线器的透视图；

图1A示出了推入式接线器的另一个例子的透视图；

图2示出了沿着图1的平面X－X剖开的其中包含密封剂的推入式接线器的横截面视图；

图3示出了其中电线的裸露端部刺穿位于推入式接线器中的密封剂的界面的图2所示推入式接线器的横截面视图；

图4示出了其中电线的裸露端部接触汇流条和电导体的图2所示推入式接线器的横截面视图；

图5示出了其中电线的裸露端部位于电导体的边缘和汇流条之间的图2所示推入式接线器的横截面视图；以及

图6示出了其中电线的裸露端部与汇流条和电导体的边缘电接触的图2所示推入式接线器的横截面视图。

具体实施方式

图1示出了推入式接线器10的透视图，该推入式接线器10具有外壳11，其带有壳体12，导线可移动的密封剂包含在该壳体12中。壳体12包括形成一导线入口通道的第一导线插口24和形成另一导线入口通道的第二导线插口34。在连接两根导线以在推入式接线器10中形成电连接时，第一裸露导线端部被轴向地插入插口24中并且与其中的公共汇流条（总线条）接合，以与该汇流条形成电接触，并且将与第一导线电连接的第二裸露导线端部被轴向地插入到导线插口34中，并与推入式接线器10中的公共汇流条接合。通过在导线可移动的密封剂（wire displaceable sealant）存在的情况下将导线轴向地插入以与电导体进行电接触，该推入式接线器10允许在一个步骤过程中形成防水电连接，而不需要另外的步骤，诸如旋转导线或通过压力夹或夹紧电线而挤压导线。在所示出的本发明的例子中，位于腔室中的导线可移动的密封剂使腔室中的弹性导体防水，从而使得进入轴向通道的导线的轴向插入在密封剂存在的情况下使弹性导体弯曲，以在推入式接线器中形成防水电连接。

图1A示出了具有外壳41和壳体42的推入式接线器40的另一个例子。第一可刺穿的整体盖46、诸如可刺穿的薄膜在插口44之上延伸，并且由馅饼状的柔性段构成的第二可刺穿的盖47第二插口45之上延伸。盖46和盖47可被使用或者可以不被使用，并且如果与推入式接线器40一起使用，则可用于防止推入式接线器中的密封剂意外地接触其它物品。

图2示出了沿着图1的平面X－X剖开的推入式接线器10的横截面视图。推入式接线器10包括壳体12，其例如可由诸如聚合物塑料的电绝缘材料制成，该壳体12中具有腔室12a。一电导体位于腔室12a中并且由壳体12保持在适当位置，其包括汇流条13，该汇流条13具有下部13a和上部13b，并带有开口13d，以用于导线的插入。紧邻汇流条的上部13b设置一弹性电导体17，其具有导线接触区，该导线接触区包括边缘17b，以刮擦地接合电线的外表面。弹性导体17被定位成使得其在汇流条13中的开口13d的至少一部分上延伸。此外，腔室12a中具有导线可移动的密封剂20，其对腔室12a中的弹性导体17和汇流条13起到防水作用，因而进入轴向通道的导线的轴向插入使得弹性导体17弯曲，同时形成弹性导体17和汇流条的防水电连接，并且同时汇流条13和导体17保持由密封剂20保护。

从图2中可以看出，导线可移动的密封剂位于腔室12a和入口24中并且覆盖汇流条13的顶面13c以及电导体的端部，以对汇流条13和电导体17起到防水作用。位于腔室12a中的所述导线可移动的密封剂20对腔室12a中的弹性导体17起到防水作用，因为该密封剂通常包围弹性导体17的暴露部分。还已经发现，随着导线轴向插入轴向通道24并且与弹性导体接合，围绕弹性导体17的防水密封剂可在弹性导体移动期间保持与导体接触。也就是说，弹性导体17可以弯曲，并且可在导线可移动的密封剂20存在的情况下移动，同时可将防水罩延伸到导体17和轴向插入以与导体17接合的导线之间的电连接处。还进一步发现，虽然弹性导体17可在弹性导体中的导线上产生有限的压力，仍然可以在电绝缘的密封剂存在的情况下在导线和弹性导体之间形成低电阻的电连接。虽然通过推入式接线器在电绝缘密封剂存在的情况下形成低电阻的电连接的能力是出乎意料的，但有理由相信，其可能部分地源自于随着导线轴向地插入到推入式接线器中在弹性导体和导线之间的擦拭或者刮擦作用。在任何情况下，已经发现，通过在此示出的本发明，可以避免对整个推入式接线器封装以对其中的电连接进行防水保护的需要。

电导体17包括悬臂式安装的弹性可移动构件，例如片簧等，其可通过诸如点焊或机械紧固件的紧固构件保持与上部13b面对面地接触。从图2中可以看出，导线可移动的密封剂20包围汇流条13的传导组件和导体17的角形端17b或者防止它们受到湿气的影响。在插口24已经被示出和描述的同时，插口34是相同的并且在此不再描述。

在图1的例子中，作为电导体的弹性部件和从一个插口延伸到另一个插口的公共汇流条位于推入式接线器10的每个插口的后面，从而使得可以通过将电线的裸露端部轴向地插入到壳体12的每个导线插口24和34中在导线可移动的密封剂存在的情况下将两根或更多导线电连接。

图3至图6示出了在也为电绝缘体的防水密封剂存在的情况下在推入式接线器中形成电连接的单一步骤。图3示出了具有导线（电线）25的推入式接线器10，其中裸露或者不绝缘的端部25a刺穿密封剂界面20a。在形成防水电连接的步骤的该阶段中，导线25的裸露端部25a轴向地插入插口24中并且插入到推入式接线器10的密封剂20中。该密封剂20是导线可移动型（或允许导线移动）的，也就是说，对导线25的轴向插入的阻力可通过导线25的轴向刚度克服，此外，随着导线端部25a插入到导线可移动的密封剂20中，密封剂20对导线25穿过的阻力不足以导致导线25弯曲。

位于推入式接线器中的密封剂20（其为防水密封剂）被表征为导线可移动的密封剂。导线可移动的密封剂具有足够的粘性，以使得在推入式接线器的搬运和存储期间其通常可保持在推入式接线器内，然而该密封剂可屈服和自行恢复（自愈），以在插入其中的导线上形成防水罩。可以采用的一种类型的密封剂的例子为凝胶密封剂，当然也可采用诸如硅酮（有机硅）密封剂的其它类型的密封剂。

处于液态形式、即未固化状态的凝胶密封剂在市场上可购买到并且通常用于减振。处于液态或未固化状态的凝胶密封剂被倒入或者装入包含诸如弹性导体17的可移动部分的推入式接线器10的腔室12a中。由于密封剂呈低粘度的液态形式，该密封剂20在推入式接线器中的任何可移动部分、即弹性导体17的周围流动。一旦就位，该密封剂硫化或固化，以形成具有足够粘性（或粘度）的防水密封剂，从而以待使用状态将其自身保持在壳体12中。一旦固化后，该凝胶密封剂能够响应于导体的移动以及导线轴向插入以与导体接合而屈服，以及可以自行恢复，以在插入于推入式接线器中的弹性导体和汇流条之间的电线之间的电连接部（电接头）上形成防水罩。

如果希望确保在推入式接线器的腔室中没有气穴，可在将密封剂注入到腔室12a中之前将空气从腔室12a中去除。作为可选方法，可在壳体12的顶部设置开口，以便当密封剂被注入时迫使空气排出。另一种可选方案是随着密封剂被引入推入式接线器的腔室中，其具有向上延伸的端口，从而使得当密封剂引入其中时，空气可从腔室中强迫排出。可装入推入式接线器、例如组装好的推入式接线器中的密封剂可处于液体形式或粘性流体形式。液态密封剂的一个例子为可固化的凝胶，其在市场上可购买到，并且通常包括两部分，这两部分可在接线器的腔室中混合或者在将该可固化的凝胶装入推入式接线器的腔室中之前混合。呈液态形式的可固化凝胶的使用使得允许凝胶（仍处于液态）围绕该腔室中的导线接触表面元件流动并且封装或者保护它们，这些元件包括移动部分或者推入式接线器的一部分。

用于将密封剂引入已组装或部分组装的推入式接线器中的另一方法是迫使或者注射粘性密封剂进入其中一个端口中，直到密封剂开始出现在其它端口中为止。已经发现，随着密封剂20从一个端口通过腔室流到另一个端口，密封剂围绕推入式接线器中的导线连接表面17b和13c流动。此外，在从端口到端口的流动过程中，空气可从腔室12a中强迫排出，以提供围绕导线连接表面17b和13c的防水罩，其中所述导线连接表面接触插入的导线。如果推入式接线器包含多个端口，也可采用端口注射的方法，在这种情况下，密封剂可被注射或者受迫进入到一个或多个端口中。

虽然可基于可视指示（例如可逐渐地在另一端口中看到密封剂）停止密封剂到推入式接线器中的引入过程，其也可基于注射到推入式接线器中的已知密封剂量被停止。此外，注射到推入式接线器中的密封剂的量可根据接线应用而变化。例如，在一些应用中，可能期望密封剂不延伸到推入式接线器的端口的外面，而在其它应用中，可能希望密封剂延伸到推入式接线器的端口的外面以及壳体上。

图4示出了当导线端部25a接触电导体17的下侧和汇流条13的顶面13c时导线端部25a的轴向行进情况。在此位置处，弹性导体17开始对其中的导线25的裸露端部25a的轴向插入施加阻力。然而，由导体和密封剂对导线端部25a提供的联合轴向阻力必须不足以使导线弯曲并防止导线端部25a插入到与导体17和汇流条13电接触。

图5示出了随着裸露端部25a被轴向地插入以与导体17电接触的插入过程中的下一阶段，也就是说，导体17的弯曲或者弹性位移导致导体的边缘17b在密封剂20存在的情况下接合导体25的表面。在所示出的实施例中，边缘17b由导体17的两个面的直角接合部构成。随着边缘17b抵靠着导线25a的外表面保持并且导线端部25a轴向地插入，边缘17b将导线的裸露端部上的电绝缘密封剂刮除，以使边缘17b与导线25a的裸露端部发生电接触。此外，由于导线25a通过导体17的弹性保持抵靠汇流条13，通过导线端部25a的轴向插入也刮擦或刷擦表面17b。因此，形成防水电连接的方法包括以下单一连续步骤，即：将裸露的导线端部25a轴向地插入到推入式接线器10的入口通道24中，其中所述推入式接线器10包括具有弹性约束边缘17b的电导体17，其封装在导线可移动的密封剂20中，以及随后轴向迫使裸露导线端部25a通过封装或者保护在导线可移动的密封剂20中的弹性约束边缘17b，以同时从裸露导线端部25a的外表面25b和弹性约束边缘17b之间的接合处刮擦掉导线可移动的密封剂20，从而在导线可移动的密封剂20存在的情况下形成弹性约束边缘17b和裸露导线端部25a之间的防水电连接。

虽然所述导线可移动的密封剂可以为凝胶密封剂或硅酮密封剂，可将其自身保持在接线器内并且在密封剂存在的情况下提供防水连接的其它密封剂也可用作为防水密封剂。

参见图2-6，在形成防水电连接的一个步骤中，具有裸露端部25a的电线25轴向地插入插口24中，直到导线端部25a穿过汇流条13中的开口13c。随着导线端部被受迫通过开口13c，其与导体17的接合迫使导线端部25a与汇流条13压力接触，从而在导线25a和汇流条13之间实现电接触。将导体17以一定的角度定位可以防止导线的意外退回，因为边缘17b可以咬入电线并且还起到将导线的一部分上的密封剂刮擦掉的作用，从而能够更好地形成电接触。此外，通过使导体具有弹性或者在导体上保持作用力，还可在导线和导体之间保持接触压力，从而确保它们之间的电连续性。

Claims (26)

1.一种防水推入式接线器，其包括：

壳体，该壳体中具有腔室；

电导体，其位于所述腔室中，所述电导体包括汇流条，该汇流条具有下部、上部和用于导线的插入的轴向通道；

弹性导体，其位于所述腔室中，所述弹性导体至少部分地跨过所述壳体中的一轴向通道延伸，所述弹性导体具有由所述弹性导体的两个面形成的边缘；以及

导线可移动的密封剂，其位于所述腔室中，所述导线可移动的密封剂对所述腔室中的电导体和弹性导体起到防水作用，从而使得在所述导线可移动的密封剂存在的情况下，随着所述边缘抵靠着导线的外表面保持并且所述边缘将密封剂刮除以使所述边缘与插入的导线发生电接触，导线轴向插入到所述轴向通道中将导致所述弹性导体弯曲以形成电连接，从而在所述导线和所述电导体之间以及所述导线和所述弹性导体之间的电连接处形成防水罩，同时所述边缘咬入导线以防止其意外退回。

2.如权利要求1所述的防水推入式接线器，其特征在于，所述导线可移动的密封剂为粘性的电绝缘体。

3.如权利要求1所述的防水推入式接线器，其特征在于，所述导线可移动的密封剂包括硅酮。

4.如权利要求1所述的防水推入式接线器，其特征在于，所述弹性导体包括悬臂式安装的导体。

5.如权利要求2所述的防水推入式接线器，其特征在于，所述导线与所述汇流条形成电接触的唯一方式是在所述导线可移动的密封剂存在的情况下通过所述汇流条和所述弹性导体之间的压力接触实现。

6.如权利要求1所述的防水推入式接线器，其特征在于，所述汇流条中的轴向通道侧向地对其中的导线限界。

7.如权利要求1所述的防水推入式接线器，其特征在于，所述边缘为与导线的外表面接合的弹性约束边缘。

8.一种将两根导线连接以形成防水电连接的方法，其包括：

将第一导线轴向地插入到一推入式接线器的第一轴向通道中，其中所述推入式接线器具有包含密封剂的腔室，所述密封剂保护一汇流条的一部分以及一弹性导体，所述弹性导体具有由所述弹性导体的两个面以直角形成的边缘，直到在所述密封剂存在的情况下，随着所述边缘抵靠着所述第一导线的外表面保持并且所述边缘将密封剂刮除以使所述边缘与插入的第一导线发生电接触，所述弹性导体使所述第一导线与所述汇流条进行防水电接触，同时所述边缘咬入所述第一导线以防止其意外退回；以及

将第二导线轴向地插入到所述推入式接线器的第二轴向通道中，所述密封剂保护所述汇流条的另一部分和另一弹性导体，所述另一弹性导体具有由所述另一弹性导体的两个面以直角形成的边缘，直到在所述密封剂存在的情况下，随着所述边缘抵靠着所述第二导线的外表面保持并且所述边缘将密封剂刮除以使所述边缘与插入的第二导线发生电接触，所述另一弹性导体使所述第二导线与所述汇流条的另一部分进行防水电接触，并且所述边缘咬入所述第二导线以防止其意外退回。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括将液态密封剂置于所述推入式接线器的腔室中并允许所述液态密封剂固化至凝胶状态的步骤。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括在所述第一导线插入于所述密封剂中的同时在所述第一导线的相反侧形成电接触的步骤。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括在将所述第一导线或所述第二导线轴向地插入所述推入式接线器之前对所述第一导线的端部和所述第二导线的端部剥皮的步骤。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括迫使所述密封剂通过所述推入式接线器中的轴向通道之一进入所述腔室中的步骤。

13.一种制造防水推入式接线器的方法，其包括：

形成其中具有腔室的推入式接线器壳体，所述腔室包含：

具有至少一个移动部分的导线接合部件，所述至少一个移动部分包括弹性导体，其位于所述腔室中，所述弹性导体至少部分地跨过所述壳体中的一轴向通道延伸，所述弹性导体具有由所述弹性导体的两个面形成的边缘；

将液态形式的可固化密封剂装入所述腔室中，以包围所述至少一个移动部分；以及

就地固化所述密封剂，以形成自粘性的凝胶密封剂，所述凝胶密封剂在接线器壳体内保持其完整性，从而使得导线端部可插入其中，以形成与所述至少一个移动部分的防水电连接，同时所述边缘咬入导线以防止其意外退回。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述装入可固化密封剂的步骤包括装入至少两种凝胶组分，同时所述凝胶组分的粘性充分低，以允许所述凝胶组分围绕所述腔室中的导线接合部件流动，并且允许在将导线轴向地插入到推入式接线器中之前所述组分固化为导线可移动的密封剂。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，包括随着液态形式的凝胶组分被装入所述腔室中从所述腔室中去除空气的步骤。

16.一种形成防水电连接的方法，其包括：

通过将裸露导线的端部轴向地插入到包含电导体的推入式接线器的入口通道中刺穿位于推入式接线器中的导线可移动的密封剂的界面，所述电导体具有封装在所述导线可移动的密封剂中的弹性约束边缘；以及

轴向地迫使所述裸露导线的端部经过封装在所述导线可移动的密封剂中的弹性约束边缘，以同时从所述裸露导线的外表面与所述弹性约束边缘之间的接合处刮擦掉所述导线可移动的密封剂，从而在所述弹性约束边缘和所述裸露导线之间形成电连接，同时它们之间的接合处由于所述导线可移动的密封剂的存在保持防水，其中所述弹性约束边缘咬入导线以防止其意外退回。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，包括同时迫使所述裸露导线的端部进入位于所述导线可移动的密封剂中的汇流条中的步骤。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，包括同时迫使所述裸露导线的端部处于所述弹性约束边缘和位于所述导线可移动的密封剂中的汇流条之间的步骤。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，包括迫使另一裸露导线的端部进入位于所述导线可移动的密封剂中的汇流条中的步骤。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，包括同时迫使所述另一裸露导线的端部进入位于所述导线可移动的密封剂中的汇流条中的步骤。

21.一种制造防水推入式接线器的方法，其包括：

形成具有与一腔室相连的第一端口和第二端口的推入式接线器壳体；

设置导线连接表面，所述导线连接表面中的至少一个包括位于所述腔室中的移动部分，以形成推入式接线器，其中所述移动部分包括弹性导体，其位于所述腔室中，所述弹性导体至少部分地跨过所述推入式接线器壳体中的一轴向通道延伸，所述弹性导体具有由所述弹性导体的两个面形成的边缘；以及

将密封剂引导到所述第一端口中，直到所述密封剂在所述腔室中的导线连接表面上形成保护罩，其中当导线轴向插入到所述轴向通道中将导致所述弹性导体弯曲以形成电连接，同时所述边缘咬入导线以防止其意外退回。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，包括将所述密封剂注射到所述第一端口中，直到其在所述第二端口中出现，从而使得在所述推入式接线器组装后使密封剂与所述导线连接表面接合。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，在迫使所述密封剂从所述第二端口中流出之前停止将所述密封剂引导到所述第一端口中。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，包括使推入式接线器形成有与所述腔室相连的其它端口并且将密封剂引导到所述端口的一个或多个中的步骤。

25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，包括通过将液态密封剂引导到所述第一端口中并且允许所述液态密封剂在其中固化而形成推入式接线器的步骤。

26.如权利要求22所述的方法，其特征在于，包括通过将已知量的密封剂注射到所述第一端口中而形成推入式接线器的步骤。

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