CN101821910A - 安全气囊连接器 - Google Patents

Abstract

一种安全气囊的电连接器组件，包括插座连接器(1)和插头连接器(2)，插头连接器具有致动器(6)和CPA部件(7)，致动器用于制止插座连接器内短路元件(13)的短路状态，CPA部件(7)用于将插头连接器锁扣于插座连接器内的预安装位置，并在连接器(1，2)完全对接时锁定插头连接器。CPA部件(7)包括一对锁定腿部(70)和弹簧臂(73)。锁定腿部通过锁扣臂(22)和插头突出部(21)之间的间隔(24)转移到锁定位置。CPA部件(7)的每个弹簧臂(73)的自由端形成为单一的凸耳(74)，凸耳具有支撑表面(74a)以及第一和第二倾斜表面(74b，74c)，支撑表面(74a)用于在连接器(1，2)的预安装位置被支撑在插头壳体(3)内的止动壁装置上，凸耳(74)上的第一和第二倾斜表面(74b，74c)与插座连接器的内部插入壁(17)相配合以偏转弹簧臂(73)使其脱离止动壁装置，并用来被锁扣在止动壁装置的后面。

Description

安全气囊连接器

技术领域

本发明涉及用于汽车安全气囊约束系统的电连接器和电连接器组件。

这种汽车安全气囊系统采用了电气连接系统，该电气连接系统包括在安全气囊一侧的插孔或插座连接器和在控制单元一侧的插头连接器。这些连接器必须配对连接，同时要满足电气安全(在安全气囊一侧的短路电端子)和机械安全(在配对连接器之间的固定连接)的相关安全要求。

背景技术

用于安全气囊的电连接器例如由EP 0 591 948B1得知，其包括一个插座连接器和一个插头连接器，插座连接器具有短路插入件，插头连接器具有安全锁扣元件，当两连接器对接时，该安全锁扣元件用于将短路元件移动到非短路位置。所述安全锁扣元件还被用于致动防止对接的电连接器分离的锁定装置。

目前在具有安全联锁的电连接系统上还有进一步的发展。US6,364,683B1披露的电连接器包括绝缘壳体和锁定装置，绝缘壳体中具有带锥形表面的肋，锁定装置具有向下凸伸出的梁，并被可移动地安装到绝缘壳体上以接合所述肋，用于将锁定装置固定在一个临时位置。在其他文件中，锁定装置也被称为“二次锁定装置”或者“CPA(连接器位置保证)部件”。插座连接器具有与插头连接器的梁的锥形表面相配合的突出部，以使所述梁从肋的止动表面释放，从而使得锁定装置被移动到一个完全锁定位置。该锁定装置具有锁扣臂和锁定臂，所述锁扣臂用于在完全锁定位置锁扣于插头连接器壳体上，所述锁定臂由壳体的凸起部偏转进入插座连接器壳体的锁扣凹槽内。这样，在两连接器对接时，锁定臂处于受压的情况，对于某些应用来说这样的情况是不允许的。

从EP 1160934B1可得知一种带有绝对锁定(positive lock)的短路电连接器组件，其示出的插头连接器包括用于将连接器锁定在对接状态的锁定装置，以及一致动装置，该致动装置与锁定装置分离开并独立于锁定装置，用于在连接器完全对接时开通(open)插座连接器内的短路。锁定装置包括具有钩状末端的锁定臂，在预锁定位置，锁定臂抵靠在插头连接器的锁扣臂的支撑表面上，而当连接器完全对接时，锁定臂偏转超过该支撑表面并咬合到插座连接器的凹槽内。致动装置由具有细长的指状件和平行于该指状件的短插销的板形成，所述板被固定在插头连接器壳体上并可移动到由插头连接器和插座连接器在预锁定位置时形成的通道内。然而，对于某些应用，这样的固持力不够大，特别是在需要大于50N或者甚至大于80N的固持力的情况下。

在另一已知的电连接器组件(US 6,402,540B1)中，插座连接器包括一个连接件(coupling piece)，其为具有凹槽的大致圆柱形的套筒，其中平行于插头连接器的插入方向延伸有至少一个引导肩部，并且该连接件支承于插座连接器的接触引脚上方。所述插头连接器具有L形臂，其形成围绕具有引导肩部的臂的T形槽。两个舌状件平行于插头连接器的突出部延伸，并具有用于被锁扣在连接件的适当凹槽中的前端部。二级锁定机构包括一对具有端面的腿部，在连接器组件的预安装位置，该腿部被支撑在一横拉条上。在对接过程中，该横拉条通过引导肩部被推出二级锁定装置的路径，从而可以将横拉条向下按压。这种电连接器组件需要一种特殊的插座连接器，其具有倾斜表面来推离横拉条，即使是在对接过程的初始，从而不可能在连接器组件的预安装状态下实现二级锁定装置的可靠固持。

另一种具有二级锁定装置的插头连接器得知于US 6,530,799B2。该插头连接器有一插头突出部，具有固定在插头突出部一端的锁定臂，该锁定臂向上延伸并在锁定臂和插头突出部之间形成狭槽。二级锁定装置具有多个腿部，其中有锁定腿部、短路释放腿部以及具有台阶和凸起的弹簧臂。在预安装位置，弹簧臂的台阶搁置在从锁定臂凸伸出的楔形顶部和形成于插头连接器壳体上的锁定凸起上。在将插头连接器插入到插座的过程中，弹簧臂通过锁定凸起对台阶的作用而偏转，以使弹簧臂弯曲，从而台阶从锁定凸起上升。这使得二级锁定装置进一步下压到弹簧臂的凸起在插座连接器内滑动的位置，并且弹簧臂弯曲且在连接器的完全插入位置保持弯曲。对于某些应用来说，安全部件的这种弯曲状态是不可取的。

另一种电连接器组件已知于US 7,108,540B2，即DE 102004034321B3。这种插头连接器包括用于二级锁定装置的弹簧止动装置，具有为此而设置的止动腿部，使得二级锁定装置被固定在预装配位置。为了对接连接器，将二级锁定装置下压，通过对抗弹簧止动装置的弹簧阻力使一滑动引导件作用于插座的壁区域，将弹簧止动装置从阻挡位置枢转到释放位置。二级锁定装置一体地承载引导腿部，该引导腿部用于制止插座连接器中短路元件的短路状态。将二级锁定装置从用于制止短路状态的致动器上独立地移除是不可能的。

发明内容

本发明的一个目的在于设计一种用于汽车安全气囊约束系统的电连接器组件，其可避免上述的缺陷。

本发明的另一个目的在于设计一种电插头连接器，其具有CPA部件和用于制止插座连接器内短路状态的致动器，其中CPA部件和致动器可以彼此分离地并独立地移动到对接的插座和插头连接器的完全锁定位置。

本发明的另一个目的是设计一种电插头连接器，其中例如在用于汽车安全气囊约束系统的电连接器组件的情况下，CPA部件和致动器能够通过大于50N或甚至大于80N的固持力可靠地固持在连接器组件的预安装位置。

本发明还有一个目的是设计一种电插头连接器，当插头和插座连接器完全对接时，该电插头连接器的任意锁扣或锁定部件基本上处于释放状态。

本发明被限定在权利要求1和10中。

所述电连接器组件包括预定结构的插座连接器，以及被设计来实现上述目的的插头连接器。所述插座连接器包括带有容纳腔的插座壳体，所述容置腔形成有锁扣凹槽和插入壁。端子装置被安置在插座壳体内，其间有一短路元件。所述插头连接器包括插头壳体，所述插头壳体形成有主体部、圆柱形插头突出部以及从所述主体部平行于所述插头突出部延伸的锁扣臂。所述插头连接器还包括致动器和CPA部件，所述致动器用于制止插座连接器中短路元件的短路状态，所述CPA部件用于在插头连接器与插座连接器完全对接时将插头连接器锁定在插座连接器中。所述插头壳体具有隔间和部分带有引导表面的通道，用以容纳插头端子以及致动器和CPA部件。所述插头壳体和CPA部件被构造为将CPA部件以预定锁扣力(对于安全气囊系统为大于50N或甚至大于80N)固持于预安装位置。所述CPA部件具有锁定腿部，当连接器完全对接时，所述锁定腿部占据插头壳体的锁扣臂和插座壳体的插入壁之间各自的间隙，使得锁扣于插座壳体的凹槽内的锁扣臂被锁定。CPA部件还具有弹簧臂，当CPA部件完全插入插头壳体时，该弹簧臂从预安装位置开始分离开以咬合到由插头壳体形成的锁扣开口中。在这种完全插入的情况下，弹簧臂基本上或者实际上不受按压。

弹簧臂的一个特殊结构在于其形成为凸耳的自由端的形状。该凸耳具有平坦的最低表面(在插座连接器的方向上看去)和两个与水平面成角度且彼此也成角度的倾斜或有坡度的表面。在CPA部件的预安装位置，凸耳的最低表面支承在形成于插头壳体上的止动表面上，凸耳被锁扣在插头壳体的锁扣开口内。当按压CPA部件时，凸耳的下倾斜表面与插座连接器的插入壁接合，并且以凸轮运动方式(cammed)离开锁扣开口，且咬合进入对应于连接器的完全对接位置的插头连接器的下部锁扣开口中。该下部锁扣开口也形成有与弹簧臂的凸耳上的上倾斜表面相配合的倾斜面。因此，当拉动CPA部件时，弹簧臂的凸耳被移出插头壳体的下部锁扣开口，使得CPA部件可以向上移动(远离插座连接器)，以将CPA部件的锁定腿部移出插头壳体的锁扣臂和插座连接器的插入壁之间的间隙。这就允许插头连接器的锁扣臂脱离插座连接器的凹槽，并将插头连接器从插座连接器移除。

附图说明

下面将参照附图通过示例来描述本发明的具体实施方式，其中：

图1是插头连接器的几个组成部分的透视图；

图2是所述插头连接器被组装的透视图；

图3是致动器的透视图；

图4是插头壳体的透视图；

图5是壳体的盖的透视图；

图6是CPA部件的透视图；

图7a至7c是插头和插座连接器在对接过程中对应于图2中VII-VII的截面图；

图8a-8e是根据图2中VIII-VIII的类似截面图；以及

图9a-9c是根据图2中IX-IX的截面图。

具体实施方式

连接器组件包括插座连接器1和插头连接器2。图1示出了本发明的插头连接器2的主要组成部分，即壳体3、盖4、端子组件5、致动器6和连接器位置保证元件或CPA部件7。这些组成部件是极小的，也就是说，壳体3的长度尺寸大约为20mm，并且锁扣部件大约为1mm。

插头连接器的壳体3具有主体部20、圆柱形插头突出部21和锁扣臂22，在锁扣臂上形成有凸耳29。插头突出部21包括中空部23，以及形成邻近各锁扣臂22的间隔的各个凹槽24。在中空部23内形成有同样用于固定端子触头51，52的壁结构25(图2)。该壁结构25包括横肋26(图8a，9a)，从而与主体部20一起形成上锁扣开口27，以及连同插头突出部21的壁形成下锁扣开口28(词语“上”和“下”涉及到插孔或插座连接器1的常规位置，并非用于限制)。此外，每个横肋26将邻近空间分成外轴道23a和内轴道23b(图8d)。

图4是插头壳体3上侧的视图，其示出了左侧隔间30a和右侧隔间30b。端子组件5包括端子51，52以及分别由铁素体元件53包围的各自的导体50，并被安装到隔间30a，30b中。端子51，52延伸通过壳体壁25的开口31。导体50延伸通过应力消除凹槽33。压合口(stitchingopening)34被提供用来接收端子52的安装端54。盖4被锁扣于壳体3的凸头32上，用以夹紧导体50，并且借助于安装在盖4的上壁40上的叶片式弹簧41压靠到铁素体53上。

隔间30b被构造为容纳致动器6和CPA部件7的上部。对于致动器6和CPA部件7的下端，则提供了多个通道，即狭槽状通道36、一对弧形通道37、一对狭窄通道38，以及除了隔间30b之外的另一个狭槽状通道39，该通道39由上端的一对凸头39a以及靠近通道39下端的一凸头(未示出)来缩窄。每个通道37通向各自的凹槽24(图7b)，以形成CPA部件7的各自锁定腿部70的笔直引导通道。

致动器6(图3)具有上基板60和通向CPA部件7的开61。从基板60往下设有引导壁62、一对锁扣臂64和引导腿部65。引导壁62具有形成倾斜肩部62a(图1)的凹槽，用来与在插头壳体的通道39中延伸的凸头(未示出)锁扣配合。可选择地或额外地，锁扣62b(图3)用于将引导壁62可释放地固持在通道39内。锁扣臂64在其端部设有钩。腿部65设有锁扣凸头65a。致动器6安装在插头壳体3内，以覆盖隔间30b及通道39。这样，壁62在通道39内被引导，并且引导腿部65穿过通道36。

CPA部件7(图6)具有一对由板71连接的锁定腿部70，板71上具有用于容纳致动器6的锁扣臂64的开72。臂64的钩支撑板71，从而卡住致动器6的开61上方的CPA部件7。此外，CPA部件7具有至少一个弹簧臂73，优选具有安装在板71上并与板71一体形成的一对弹簧臂73。每个弹簧臂73的下端都形成有凸耳74。每个凸耳74都具有最低表面74a，以及上倾斜表面74b和下倾斜表面74c。倾斜表面74b、74c倾斜于水平面且相互成60至90度范围内的锐角。插头突出部21的中空部23内的横肋26(图8a)具有一个包括上表面26a(图8e)和下倾斜面26b(图8b)的菱形轮廓，该上表面26a基本水平，该下倾斜面26b基本上平行于弹簧臂73的倾斜表面74b延伸。横肋26形成止动壁，也就是说，横肋26的上表面26a被设置用于支撑弹簧臂73的最低表面74a。

图7、8和9中以直径示出的插座连接器1包括外部壳体10和内部插入件11，在插入件内设有引脚端子12。短路夹13通常桥接引脚12(图9a)以在其间形成短路，并且通过致动器6的腿部65的作用可以被提升以制止短路(图9c)。壳体10形成一圆形腔14，具有用于插头连接器，尤其是插头连接器的锁扣臂的凸耳29的引入部14a。所述腔14还具有用于锁扣地接收锁扣臂22的凸耳29的径向凹槽15。插入件11具有外部壁16，其外表面形成用于插头延伸部21(图7b)外壁的内表面的引导表面。插入件11还具有内部壁17(图8a-8e)，带有引导插头连接器壳体3的连结板(web)25a并且与CPA部件7的凸耳74相配合的狭槽14b。

将插头连接器2对接到插座连接器1的方式如下：

插头连接器2与致动器6和CPA部件7组装在一起，致动器6和CPA部件7分别插入如图7a、8a和9a中示出的插头连接器壳体3的适当通道36、39和37、38中。插头突出部21的下缘部分插入插座连接器1的圆形腔14，这样锁扣臂22的凸耳29到达插座连接器1的引入部14a，而端子51、52到达引脚端子12(图7b和图8a)。插头连接器的进一步下压弯曲锁扣臂22，使得凸耳29被夹持在壁16和插座连接器壳体的引入部14a之间(图7c和图8b)。在这种情况下，CPA部件7的锁定腿部70被阻止进一步进入插头连接器2，并且CPA部件7的凸耳74到达横肋26，使得最低表面74a抵靠在横肋26的上表面26a上，而下倾斜表面74c触及插座连接器1的壁17(图8b)。此外，CPA部件7的凸耳74被锁扣在对应的开口27中。这是插头连接器2在插座连接器1内的预安装位置(图7c、图8b和图9a)。在这种预安装位置，CPA部件7和致动器6被可靠地固定。

为了充分对接连接器，插头连接器2被进一步下压，如图7d所示，锁扣臂22的凸耳29咬合到插座连接器壳体10的凹槽15内。这样，在通道37和凹槽24之间用于锁定腿部70的引导通道获得畅通。同时，对照图8b和图8c，CPA部件7的弹簧臂73通过在插座连接器壳体10中壁17对倾斜表面74c的凸轮作用而分隔开。凸耳74离开它们在开口27内的上部停留位置，如图9b所示。对插头连接器2的进一步按压引起致动器6/CPA部件7和插头连接器壳体3之间的相对移位，如图8d所示。在比较图8c和8d时可以看出，横肋26对弹簧臂73的倾斜表面74c的凸轮作用使得弹簧臂73继续扩张开。最后，凸耳74到达如图8e和9c所示的下部停留位置28。在此位置上，致动器6的凸耳65a锁扣于插头壳体3的适当的凹槽(未示出)后面，而致动器腿部65将短路夹13移动离开与插座连接器的端子引脚12的桥接接触。同时，CPA部件7的每个腿部70沿通道37内的壁16的外表面以及在插座壳体10上形成间隔的凹槽24滑动，并且到达各个凸耳29之后的间隙中，从而将各个锁扣臂22锁定在其锁扣位置，如图7d、7e所示。此时，插头连接器在没有提升CPA部件的情况下无法被移除。

通过将致动器6和CPA部件7推至如图7d所示的位置，插头连接器2与插座连接器1解除对接，从而释放插头连接器壳体的锁扣臂22。这允许将插头连接器从插座连接器壳体上移除，如图7c、7b和7a所示。

插头连接器2的设计允许多次锁定和解锁CPA部件7和致动器6。此外，通过插入插头连接器壳体3并下压CPA部件7，同时将致动器6保持在一上部位置，引脚12仍处于被短路的状态(如图9b所示)，而连接器1、2则被对接并锁定。因此，插头连接器2的设计允许在之后的安装步骤中制止短路。

Claims (10)

1.一种电连接器组件，包括：

插座连接器(1)，具有：

插座壳体(10)，其包括：

容纳腔(14)，该容纳腔具有外部和内部插入壁(16，17)及锁扣凹槽(15)，以及

端子(12)，其通过短路元件(13)桥接；

插头连接器(2)，具有：

插头壳体(3)，其包括：

主体部(20)，该主体部形成隔间(30a，30b)和通道(36，37，38，39)，

圆柱形插头突出部(21)，其上具有中空部(23)和止动壁装置，以及

锁扣臂(22)，具有用于与插座连接器(1)的锁扣凹槽(15)相配合的凸耳(29)，

致动器(6)，用于制止插座连接器内的短路元件(13)的短路状态，以及

CPA部件(7)，用于将插头连接器锁扣于插座连接器内的预安装位置，以及用于在连接器(1，2)完全对接时锁定插头连接器，其中，所述CPA部件(7)包括：

一对锁定腿部(70)和至少一个在末端具有凸耳(74)的弹簧臂(73)，用于将插头连接器锁扣在预安装位置，

其中，所述插头连接器(2)的远离插座连接器(1)的锁扣臂(22)从所述主体部(20)平行于所述插头突出部(21)延伸，从而在锁扣臂(22)和插头突出部(21)之间形成各个间隔(24)，该间隔从插座连接器(1)的侧面开口，并借助于主体部的通道(37)同样从插头壳体的隔间(30b)的侧面开口；

其中，所述间隔(24)用于在连接器(1，2)对接时容纳插座连接器(1)的外部插入壁(16)，并偏转锁扣臂(22)，在对接之后，则连同主体部的通道(37)提供用于插入CPA部件(7)的锁定腿部(70)的笔直通道，所述锁定腿部(70)在插入时被支撑在插座壳体(10)的外部插入壁(16)和锁扣臂(22)上，以将插头壳体(3)的锁扣臂(22)锁定在插座壳体(10)内，以及

其中，所述CPA部件(7)的弹簧臂(73)的自由端被形成为单一的凸耳(74)，该凸耳具有支撑表面(74a)以及第一和第二倾斜表面(74b，74c)，所述支撑表面(74a)用于在连接器(1，2)的预安装位置被支撑在插头壳体(3)内的止动壁装置上，凸耳(74)上的所述第一和第二倾斜表面(74b，74c)以一角度彼此布置，第一倾斜表面(74c)与插座连接器(1)的内部插入壁(17)相配合，以偏转弹簧臂(73)使其脱离止动壁装置，而第二倾斜表面(74b)被用来锁扣在所述止动壁装置的后面。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述止动壁装置包括横肋(26)，所述横肋被布置在圆柱形插头突出部(21)的中空部(23)内，以便形成邻近壳体的主体部(20)的第一锁扣开口(27)和远离壳体的主体部(20)的第二锁扣开口(28)。

3.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，所述横肋(26)为菱形横截面，具有与弹簧臂(73)的支撑表面(74a)相配合的上表面(26a)，以及与弹簧臂的凸耳(74)的第二倾斜表面(74b)相配合的倾斜面(26b)。

4.根据权利要求2或3所述的电连接器，其特征在于，所述止动壁装置的横肋(26)将圆柱形插头突出部(21)的中空部(23)分隔成第一轴道(23a)和第二轴道(23b)，所述第一轴道(23a)用于引导各个弹簧臂(73)，所述第二轴道(23b)用于在连接器(1，2)对接时引导接收插座连接器(1)的内部插入壁(17)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述CPA部件(7)具有一对弹簧臂(73)，每个弹簧臂带有在其下端彼此相对的单一的凸耳(74)，所述插头连接器(2)包括一对横肋(26)，每个凸耳(74)与各自的一个横肋(26)相配合，其中当连接器(1，2)对接时，插座连接器(1)的一对内部插入壁(17)被提供用来与各自的一个弹簧臂(73)相配合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述插座壳体(10)具有引导狭槽(14b)，所述插头壳体(3)具有引导肋(25a)，当连接器(1，2)对接时，所述狭槽(14b)和所述肋(25a)相互配合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述CPA部件(7)具有水平板(71)，该水平板上具有至少一个开口(72)，所述致动器(6)具有锁扣臂装置(64)，用来与CPA部件的开口(72)相配合，以将CPA部件(7)卡扣在致动器上。

8.根据权利要求7所述的电连接器，其特征在于，所述致动器(6)具有水平板(60)，该水平板上具有开口(61)，用来接近被卡扣在该水平板(60)下侧上的CPA部件(7)。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电连接器，其特征在于，所述致动器(6)和CPA部件(7)一体形成为一个部件。

10.一种插头连接器，包括

插头壳体(3)，其包括用于接收端子装置(5)的隔间(30a，30b)，

盖(4)，用于封闭所述隔间，

致动器(6)，用来与插座连接器(1)内的短路元件(13)相配合，以及

CPA部件(7)，用于将插头连接器(2)相对插座连接器(1)锁扣在预安装位置，并在连接器(1，2)对接时，将连接器锁定在一起，

所述插头壳体(3)形成有

主体部(20)，

圆柱形插头突出部(21)，具有容纳部分致动器(6)和部分CPA部件(7)的中空部(23)，其中至少一个横肋(26)延伸形成止动壁装置，以及

锁扣臂(22)，每个锁扣臂在其末端具有与插座连接器(1)相配合的凸耳(29)，所述锁扣臂(22)从所述主体部(20)基本上平行于所述插头突出部(21)延伸，并朝向插头突出部(21)中的凹槽(24)，在每个锁扣臂(22)和主体部(20)之间留有通道(37)，所述CPA部件(7)包括

一对锁定腿部(70)以及至少一个弹簧臂(73)，

其中，所述锁定腿部(70)适于穿过各个锁扣臂(22)与主体部(20)之间的各自的通道(37)，用以在锁扣臂(22)的各自的凸耳(29)被锁扣于插座连接器(1)内时支撑并锁定所述凸耳，以及

其中，所述弹簧臂(73)具有自由端，该自由端被形成为单一的凸耳(74)，所述凸耳(74)具有末端表面(74a)和第一和第二倾斜表面(74c，74b)，所述第一和第二倾斜表面(74c，74b)相对于彼此并相对于对接方向成一角度设置，

所述凸耳(74)的末端表面(74a)在CPA部件(7)的预安装位置被搁置在横肋(26)上，

所述第一倾斜表面(74c)被设置为在对接过程中与插座连接器(1)的壁表面(17)相配合，以及

所述第二倾斜表面(74b)适于在所述弹簧臂(73)的释放状态下被搁置在横肋(26)的后面。

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