CN101552382B - 双向接线片式连接和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双向接线片式连接和方法。具体地，提供了用于在紧凑的封闭空间内自多个方向将整体的电缆接线板组件连接至汇流条的方法和设备，以使空间和装配问题得以改进。通过将多面体螺母和阶梯状框架联合在一起以在接线板组件中定向该螺母，从而实现接线片式连接，其中该多面体螺母具有和接线板组件上的双向孔一起协同作用的不同定向的螺母孔。这种由螺母、接线板和框架构成的双向连接确保了需要电气接线片式连接的车辆部件无需进行改变。此外，即使为了更好的封装方位而改变整体组件的位置，本发明也考虑到了优选的工具操作方向，例如仅为竖直的方向。

Description

双向接线片式连接和方法

技术领域

本发明涉及一种设置为可从多个方向接合电接线端的电气连接系统。

背景技术

在电气系统中，通常需要结合导电材料以向部件传递电能。一种连接是采用电缆紧固件，即通常所说的螺纹接线端子或者接线片式连接(lug connection)。在高电流电气连接中，这通常采用接线片式连接来实现，并且被称作接线片式连接。这些螺纹接线端子或者接线片式连接结合电缆，该电缆通常自电源(如汽车电池或交流发电机)连接到其他单元或部件，以向车辆的这些部件或单元提供电能。当高电流电缆连接到车辆内这样的单元时，其中由于在不同的车辆中该单元按照不同的方位被安装，所以接线片紧固件的方向会根据该单元的方位而变化。这将导致接线片螺母紧固件的安装时而被水平定向，时而被垂直定向。

很多时候，由于从两个方位或方向中的一个来接近连接器的空间紧凑，所以车辆的装配常常是不容易的。此外，考虑到诸如工程、造价，以及生产线装配步骤和机器人技术的因素，每个这样的连接器都需要被专门设计以用于具体的安装和接近。

发明内容

本发明提出了一种设备，其通过允许从多个方向将电缆连接至汇流条系统来满足上述的空间和装配问题。该连接是借助于由外表面所表征的多面体螺母(polyhedron nut)或紧固件来实现的。在多面体螺母内具有多个带螺纹的螺母孔。此外，还需借助一种专用的接线板。该接线板为导电体，且至少具有第一接线板孔。接线板孔与螺母彼此对齐，以便即使包含有该设备的整个组件在它三个轴中的任意两个轴上被旋转90度时，用来将这些部件保持在一起的螺栓或紧固件也可从多个方向或从单一方向被拧紧。此外，还需借助独特的框架，该框架将多个螺母和接线板保持就位，以允许从一个选定的方向接近它们全体。

由于只有一个装置需要制造，因此这种由螺母、板和框架以及其他部件构成的双向连接有助于降低制造成本。该单独的装置可以使用在之前大量专门设计的装置被使用的地方。进一步地，即使为了获得更好的封装方位而对单元进行旋转，也不用对需要由螺纹紧固件制成的电接线片式连接的单元进行改变，从而可以从一优选的工具驱动方向进行组装。

更具体地，这种接接线片式连接发明的一个特征是一种用于将电缆结合到汇流条的设备。该设备包括由外表面表征的第一多面体螺母，其限定了多个螺纹孔或紧固件孔，每个孔在外表面上具有各自的开口；和由具有内、外表面的不同定向的部分所表征的第一接线板，其为导电体，并且限定了相应的接线板孔；其中每个螺纹孔或紧固件孔都与各自的接线板孔同轴对齐。

本文也提供了一种将汇流条双向连接到非轴向对齐电缆组件的方法，每个电缆组件都具有各自非轴向对齐的电气连接部。该方法包括，将汇流条电缆组件上的第一电气连接部设置为，自两个非轴向对齐方向与汇流条电缆组件上的各自的第二电气连接部相匹配；将汇流条电缆组件上的第二电气连接部设置为，在两个非轴向对齐的方向上都与第一电气连接部的配置相匹配；和自所述两个非轴向对齐的方向中的一个方向上，将第一电气连接部选择性地紧固到第二电气连接部，以便在两个非对齐方向中所选择的一个方向上将汇流条电连接于非轴向对齐的电缆组件上。

本发明的另一方面是一种装配用于在多个方向上接合的电接线板的方法。该方法包括提供第一和第二多面体螺母。每个螺母都限定了偶和奇螺母孔，以及，为每个螺母孔提供了第一和第二螺栓紧固件。该方法也提供第一、第二、第三和第四接线板，每个接线板都限定了各自的第一、第二、第三和第四接线板孔。提供了框架。将第一接线板附接于框架。将第二接线板附接于框架，以使第二接线板孔的轴线基本垂直于第一接线板孔的轴线。将第三接线板附接于框架，以使第三接线板孔的轴线基本平行于第一接线板孔的轴线。将第四接线板附接于框架，以使第四接线板孔的轴线基本垂直于第一接线板孔的轴线。然后，本方法包括，放置第一多面体螺母以便奇螺母孔与第一接线板孔同轴对齐，并且偶螺母孔与第二接线板孔同轴对齐；放置第二多面体螺母，以便奇螺母孔与第三接线板孔同轴对齐，并且偶螺母孔与第四接线板孔同轴对齐。然后，本方法包括，选择接合所述接线板的所述多个方向中的一个方向，并且充分地旋转框架，以便移动所述偶螺母孔和所述奇螺母孔之一的轴朝着所选择的方向；之后，将第一和第二紧固件与朝着所选择的方向的所述偶螺母孔和所述奇螺母孔之一分别对齐；之后，用所述螺栓或紧固件自所选择的方向进入所述偶螺母孔和所述齐螺母孔之一而接合电接线板。

根据下面结合附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将会变得更加明显。

附图说明

图1是本发明的双向接线片式连接的上侧和左侧的立体图或者透视图，该连接通过可选择的接线板汇流条结合构件和多面体螺母而将汇流条系统连接至电缆组件；

图1a是阶梯状框架的部分的或局部的剖视横截面轮廓图，该阶梯状框架具有限定了第一和第二螺母位置的表面，以支撑和定位与可选择的接线板有关的螺母；

图1b是接线板的部分的或局部的透视图；

图1c是多面体螺母的透视图；

图2a和2b是接线片连接的部分分解前视图，其沿着Z轴显示了所有两个方位的每一个汇流条结合构件，以及它们的可选择的各自相应的开口，该开口用于将汇流条结合构件附接于辅助接线板和螺母，用虚线圆弧示意出用来将结合构件、接线板和多面体螺母选择性连接的螺栓的方位；

图3是部分的横截面前视图，详细表示了在代表性的多面体螺母中的螺母孔，以及作为接线片式连接的代表性部分的邻接的结合构件和接线板，以；

图4a和4b是整体的汇流条和电缆组件的两个方位的透视图，表示了用于通过改变组件的位置以提供所期望的紧固方向从而实现被选择接线片式连接的竖直途径；和

图5是用于车辆部件的可定向的单元壳体的透视图，其提供不同的开口以用于自选择的紧固方向来实现接线片式连接。

具体实施方式

图1表示了接线片式连接8，其中三条电缆10A、10B和10C可电连接到相应的汇流条40A、40B和40C。具有三个多面体螺母50A、50B和50C。下面将对“A”组的螺母和其他部件之间的关系进行描述，对于“B”组和“C”组其关系是基本相同的。

参照图1、图1c和图3所示，示例性的螺母50A具有的相邻的外表面，并且在其内存在两个分别的螺母孔(52A和56A)。这些孔52A和56A被设置为允许将紧固装置(诸如螺栓72A和76A)在不阻塞其他孔56A的情况下连接到所选择的一个孔52A中，反之亦然。

参照图1、图1b和图3所示，示例性的螺母50A具有与之相关的两个示例性接线板20A、24A(其他接线板20B、24B、20C和24C被类似设置)。每个接线板(诸如20A、24A)都为导电体，例如可以由诸如金属的材料制成，并且被分别物理连接且电连接于电缆10A、10B和10C的端部(例如，为了保护电缆，而将该接线板弯曲到电缆线的端部)，由此以变成电缆的导电部分。

参照图3所示，第一接线板20A具有朝外表面21A、朝内表面23A和接线板孔22A。第二接线板24A具有朝外表面25A、朝内表面27A和接线板孔26A。第一接线板孔22A被设置为与螺母孔之一52A对齐。第二接线板孔26A被设置为与螺母孔中的另一个56A对齐。

参照图1所示，与螺母50A配套的还有汇流条结合构件30A。汇流条结合构件30A为导电体。参照图3所示，装配时，汇流条结合构件30A沿着接线板20A、24A的内表面23A、27A与它们毗连、接触或者匹配，以允许电流在其间流动。汇流条结合构件30A中具有两个孔32A和36A。第一汇流条孔32A与第一接线板22A和第一螺母孔52A对齐。第二汇流条孔36A与第二接线板26A和第二螺母孔56A对齐。参照图1所示，汇流条结合构件30A、30B和30C的确切外型取决于它们的位置或方位，以及所需距离而变化，该距离跨越于在各个电缆10A、10B、10C的相应接线板部分和每个汇流条40A、40B、40C之间。同样，每个汇流条结合构件的区段的相关长度也会变化(例如，在图1和图2中，对于30A来说其区段为90A、94A；对于30B来说其区段为90B、92B、94B；对于30C来说其区段为90C、92C、94C)。

还是参照图1和3所示，阶梯状框架60保持接线板20A和24A的第一组A；接线板20B和24B的第二组B；接线板20C和24C的第三组C，以使相应的孔22A、32A和52A；和26A、36A和56A；22B、32B和52B；26B、36B和56B；22C、32C和52C；以及26C、36C和56C都不阻塞且对齐，并且对应于每个组的螺栓72A、76A、72B、76B、72C和76C也都能够从所期望的方向上插入。电缆组件的电缆导向部12将电缆10A、10B和10C间隔开来，并且在它们接近并附接于阶梯状框架60时增加了附加的支撑。参照图1a所示，框架60也形成有两个表面：梯面62A、62B和阶梯竖面64A、64B。

参照图2a和2b所示，在汇流条结合构件30C的三个部件区段的第一段，即第一结合端部90C处，将汇流条40C连接到汇流条结合构件30C。其他两个区段为中间区段92C和第二结合端部94C。将同样的汇流条40B和40A(图1所示)连接到具有相应区段的汇流条结合构件30B和30A，对于30A来说相应区段是例如90A、92A、94A，而对于30B来说相应区段则是例如90B、92B、94B。然而，由于图2a和图2b是前视图，所以只能看到(汇流条结合构件30A的)区段94A和(汇流条结合构件30B的)区段94B。对于所有的结合构件30A、30B、30C而言，第一结合端部90A、90B、90C是基本相同的，这是因为，这些结合端部被设置为用于与它们相应的汇流条40A、40B、40C相配合。中间区段92C、92B、92A的确切长度的变化取决于将哪个组(A、B或C)连接到阶梯状框架60上。第二结合端部94C、94B、94A包括金属弯曲部，在此处弯曲为大约90度，在实施例中弯曲角度可以变化，这取决于在多面体螺母50C、50B、50A上孔的定位。总之，每个结合构件被分为不同的区段——两个结合端部和中间区段。此外，在阶梯框架60上，全部物件都要对齐，以允许各自的螺栓72A、72B、72C或者76A、76B、76C自两个方向102或106中的任一方向进入相应的螺母孔中。

图3表示了在代表性的单个螺母50A和辅助接线板部分20A和24A周围的区域的截面前视放大图。图1c也示出了具有螺母孔52A和56A的螺母50A的透视图。其他螺母和接线板的接线片式连接也基本相同。再参照图3，例如，螺母50A在一侧限定了螺母孔52A。相邻于螺母孔52A的是汇流条结合构件30A的底部区段94A。最终连接端部或者底部连接端部94A限定了孔32A。相邻于孔32A的是限定了孔22A的接线板20A。孔22A、32A和52A都对齐，以允许螺栓72A通过对齐的孔被拧入或紧固到螺母中。螺母50A的另一个表面位于限定了另一个螺母孔56A的侧面。相邻于螺母50A的是汇流条结合构件30A的另一区段，更具体地，是限定了另一孔36A的最终连接端部94A。相邻于汇流条结合构件30A的是限定了孔26A的接线板24A。孔26A、36A和56A都对齐，以允许螺栓76A通过对齐的孔被拧入或紧固到螺母内。

图4a和4b示出了与车辆部件120(图5)相对应的整体的汇流条和电缆组件的两个方位，以使该单元的竖直接线片式连接在由两个不同的方位102或106而选择的方向上构成。基于单元壳体110(如图5所示)的封装需要，该单元可旋转大约90度而改变其方位。

更具体的是，在方位106(图4a和2b)中，螺栓76A、76B和76C(Y轴平面)经由接线板孔26A、26B、26C(未示出)而插入穿过接线板24A、24B、24C中它们相应的孔，并且还经由各自的汇流条结合构件孔36A、36B、36C(未示出)之一而分别穿过汇流条结合构件30A、30B、30C(未示出)，并且经由螺母50A、50B、50C中的孔56A、56B、56C(Y轴平面)(未示出)拧入或紧固到螺母50A、50B、50C(未示出)中。

更具体的是，在方位102(图4a和2a)中，螺栓72A、72B和72C(X轴平面)经由接线板孔22A、22B、22C(X轴平面)(未示出)而插入贯穿接线板20A、20B、20C上所对应的孔，并且还经由其他的汇流条结合构件孔32A、32B、32C(未示出)而分别贯穿汇流条结合构件30A、30B、30C(未示出)，并且经由螺母(X轴平面)(未示出)中的孔52A、52B、52C被拧入或紧固到螺母50A、50B、50C(未示出)中。

图5示出了单元封装或壳体110，其具有两个不同定向的通道门112和116，还具有延伸到侧部外面的单元组件的三条电缆10A、10B、10C。基于与其他车辆部件(该单元被装配到该车辆部件上)相关的单元壳体110的方位，接线片式连接可通过通道门112或者通道门116而实现。

上面所描述的本发明的方案具有许多优点，包括，能够自多个方向装配、降低与可重复使用零部件相关的成本。但是本发明并不要求所有优势特征和所有优点都必须被合并到到本发明的每个实施例中。

本发明也包含了一种将汇流条40A、40B、40C双向连接至各自的电缆组件10A、10B、10C的方法，每个电缆组件都具有各自的非轴向对齐的电气连接部20A、20B、20C或24A、24B、24C，和30A、30B、30C。本方法将第一电气连接部30A、30B、30C设置在各自的汇流条40A、40B、40C上，以与各自的第二电气连接部20A、20B、20C或24A、24B、24C相匹配(该第二电气连接部自两个非轴向对齐的方向连接到各自的汇流条40A、40B、40C)，以使各自的螺栓72A、72B、72C从X轴平面是可被插入或可紧固的，或者使各自的螺栓76A、76B、76C从Y轴平面是可被插入或可紧固的。本方法也包括将第二电气连接部20A、20B、20C设置为，在两个非轴向对齐的方向上都与各自的第一电气连接部30A、30B、30C的配置相匹配；之后，通过各自的螺栓72A、72B、72C或76A、76B、76C，从两个非轴向对齐的方向之一上将第一电气连接部30A、30B、30C选择性地紧固到第二电气连接部20A、20B、20C或24A、24B、24C，由此，以在两个非对齐方向中所选择的一个方向上，诸如竖直方向102(图2a和4a)或水平方向104(图2b和4a)，将汇流条40A、40B、40C电连接到非轴向对齐电缆组件上。

本发明也包括装配用于在多个方向上接合的电接线板的方法，其中，第一电气连接部或接线板20A、20B、20C、24A、24B、24C，和第二电气连接部或汇流条结合构件30A、30B、30C被设置为，将接线板孔22A、22B、22C和26A、26B、26C对齐于各自的汇流条结合构件孔32A、32B、32C和36A、36B、36C。一旦设置且对齐后，这些孔的轴线是不同的，并且诸如螺栓72A、72B、72C的紧固装置可自竖直方向102上被插入，或者诸如螺栓76A、76B、76C的紧固装置自水平方向106上被插入，以便实现电气连接。

虽然接合某些优选方案已经对本发明进行了相当详细的描述，但是其他的方案也是可能的。因此，所附权利要求的精神和范围不应被限于本文所包括的优选方案的表述。

除非另有其他清楚地说明，在全文(包括任意所附权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征可被起到相同、等效或相似目的的替换性的特征所替代。因此，除非另有其他清楚地说明，每个所公开的特征仅是一系列等效或相似特征的一个示例。

尽管已经对实现本发明的最优模式进行了详细地描述，但是熟悉本发明相关技术领域的技术人员在所附权利要求的范围内将会认识到用于实施本发明的各种替换性的设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于将电缆连接到汇流条的设备，包括：

第一多面体螺母，其由外表面表征，并且限定了多个带螺纹的螺母孔或紧固件螺母孔，每个孔限定了各自的中心轴线，且在所述螺母的外表面上具有各自的开口；和

第一接线板，其为导电体，由外表面和内表面所表征，并且至少限定了第一接线板孔和第二接线板孔，每个孔限定了各自的中心轴线；其中所述第一接线板由不同定向的接线板部分所表征，每个接线板部分都限定了所述接线板孔之一；其中每个带螺纹的螺母孔或紧固件螺母孔分别与相应的接线板孔同轴对齐。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：

由第一结合端部、中间区段、第二结合端部所表征的汇流条结合构件；

所述汇流条结合构件第一结合端部限定了至少一个汇流条第一结合端部孔；

所述汇流条第一结合端部孔与所述接线板孔之一以及所述带螺纹的螺母孔或紧固件螺母孔之一同轴对齐；

所述汇流条结合构件第一结合端部被安置于所述螺母的外表面与所述接线板的内表面之间；和

所述汇流条结合构件与所述第一接线板电连通。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：

框架；

第二多面体螺母，其特征与所述第一多面体螺母的基本相同；

第二接线板，其特征与所述第一接线板基本上相同，并且限定了第三和第四接线板孔；

所述框架被设置为，将所述第一、第二、第三和第四接线板孔对齐，以使所述接线板不会被所述框架所阻碍；

所述框架被设置为，将所述第一和第三接线板孔的轴线对齐成彼此基本平行；

所述框架被设置为，将所述第二和第四接线板孔的轴线对齐成彼此基本平行；和

所述框架被设置为，所述第一和第二接线板孔的轴线与所述第三和第四接线板孔的轴线基本不对齐。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于；

所述框架是电绝缘板，具有由第一梯面和第二梯面以及第一阶梯竖面和第二阶梯竖面所表征的阶梯状的形状；

所述第一阶梯竖面和第二阶梯竖面彼此基本平行；

所述第一梯面和第二梯面彼此基本平行；和

所述第一和第二梯面各自垂直于所述第一和第二阶梯竖面。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，包括至少两个螺栓或紧固件，所述框架被设置为确定每个螺母与螺栓或紧固件的位置，其中各自的螺栓或紧固件通过各自的接线板孔而被紧固到各自带螺纹螺母孔或紧固件螺母孔，以便从与各自接线板的外表面相关的单一定向的方向上将所述螺栓或紧固件、接线板和螺母都结合在一起。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述螺母是立方体的，并且在所述螺母的邻接表面上限定了所述螺母孔。

7.一种将汇流条双向连接到电缆组件的方法，每个电缆组件都具有各自非轴向对齐的电气连接部，包括：

将所述电缆组件上的第一电气连接部设置为，与自两个非对齐方向连接到汇流条的相应的第二电气连接部相匹配；

将所述第二电气连接部设置为，在所述两个非轴向对齐的方向上都与所述第一电气连接部的配置相匹配；和

自所述两个非轴向对齐的方向中的一个方向上，将所述第一电气连接部选择性地紧固到所述第二电气连接部，以便在两个非对齐方向中所选择的一个方向上将所述汇流条电连接于所述非轴向对齐的电缆组件上。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，设置所述第一电气连接部包括设置连接于电缆的接线板。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，设置所述第二电气连接部包括设置连接于所述汇流条的结合构件。

10.一种装配用于在多个方向上进行接合的电接线板的方法，所述方法包括：

提供第一和第二多面体螺母，每个螺母都表征为限定了偶螺母孔和奇螺母孔；

提供第一和第二螺栓或紧固件；

提供第一、第二、第三和第四接线板，每个接线板都限定了各自的第一、第二、第三和第四接线板孔，每个孔都具有中心轴线；

提供框架；

将所述第一接线板附接于所述框架；

将所述第二接线板附接于所述框架，以使所述第二接线板孔的轴线基本垂直于所述第一接线板孔的轴线；

将所述第三接线板附接于所述框架，以使所述第三接线板孔的轴线基本平行于所述第一接线板孔的轴线；

将所述第四接线板附接于所述框架，以使所述第四接线板孔的轴线基本垂直于所述第一接线板孔的轴线；

放置所述第一多面体螺母，以便它的奇螺母孔与所述第一接线板孔同轴对齐，并且它的偶螺母孔与所述第二接线板孔同轴对齐；

放置所述第二多面体螺母，以便它的奇螺母孔与所述第三接线板孔同轴对齐，并且它的偶螺母孔与所述第四接线板孔同轴对齐；

选择自其结合所述接线板的所述多个方向中的一个方向；

将框架定位成足以移动所述偶螺母孔和所述奇螺母孔之一的轴线，使其朝着所选择的方向；

在所选择的方向上将所述第一和第二螺栓或紧固件与所述偶螺母孔和奇螺母孔中相应的孔对齐；和

用所述螺栓或紧固件自所选择的方向进入所述偶螺母孔和所述奇螺母孔之一来接合电接线板。

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