CN101859961B - 曲线槽锁紧式密封电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲线槽锁紧式密封电连接器，包括插头、插座，所述插头包括插头壳体及转动套装于插头壳体外周上的连接帽，所述插座内设有用于与所述插头壳体端面密封配合的密封圈，所述密封圈背向插头插合来向的一端具有与插座顶配的环形端面，该环形端面上开设有环形分布的环形凹槽；所述插头壳体与连接帽通过设于两者相对面上的前、后两处轴向互抵结构在轴向上刚性止推配合；所述插头壳体与连接帽之间连接帽滞转摩擦面、壳体滞转摩擦面、塑料垫圈、滞转弹簧。本发明通过改变密封圈结构使插头壳体与连接帽不需要相对轴向移动，杜绝了密封失效问题又不影响锁紧设计和锁紧操作。

Description

曲线槽锁紧式密封电连接器

技术领域

本发明涉及电连接器。

背景技术

如图11所示，现有的一类密封电连接器采用三曲线槽卡扣连接结构，要求其插头中的接触件与插座中的相应接触件在连接到位后，同时保证插头壳体与插座壳体的锁紧和密封，这就需要插头壳体41端面顶压压缩插座51中的密封圈50的同时，插头壳体41所带的连接帽42内表面上的卡钉孔能够位移至插座壳体外壁上的卡钉位置，使卡钉能够顺着三曲线槽44的槽线恰好滑入卡钉孔。为了便于实现上述的配合到位和密封圈被压缩，现有技术中普遍的做法是在插头壳体41与其上套装的连接帽42之间安装有在插合时可向插头插合方向的反方向被压缩且伸缩量较大的弹簧43，如弹垫圈或波纹弹簧，图11中所用的为波纹弹簧，以弥补密封圈压缩量的不足；这样在插头插座互插配合时，弹垫圈和密封圈均被压缩，从而保证卡钉到位时橡胶圈必然会处于被插头壳体端面所压缩的状态。上述锁紧密封连接器中的常用结构在通常情况下使用没有问题，但是却存在密封失效的缺陷，这是因为，当插头与插座连接到位后，插头的连接帽被插座的卡钉卡住而不可轴向移动，等于是和插座固连在一起，但插头壳体却仍和连接帽在轴向上是弹性伸缩配合的，如果对插头壳体向插头插合连接方向的反方向的施加力时，插头壳体就可以继续压缩弹簧（弹垫圈或波纹弹簧）而向后移动，插头壳体的端面将不再顶压橡胶圈变形，造成插头壳体端面与插座壳体橡胶圈之间的密封失效。实际使用时，由于插头壳体与线缆固定连接，拉拽线缆的情况很容易发生，因此现有的上述曲线槽锁紧式密封电连接器存在易发生密封失效的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的连接器在插头壳体受力易发生密封失效的技术问题，提供一种在便于锁紧配合设计、操作又不会发生密封失效的曲线槽锁紧式密封电连接器。

    本发明的技术方案是：一种曲线槽锁紧式密封电连接器，包括插接端为前端的插头、插座，所述插头包括插头壳体及转动套装于插头壳体外周上的连接帽，所述连接帽的内壁上设有自插头前端向后延伸的曲线槽及设于曲线槽尽头附近的卡钉孔，所述插座包括插座壳体，插座壳体外壁上设有与所述曲线槽及卡钉孔对应配合的卡钉，所述插座内设有用于与所述插头壳体端面密封配合的密封圈，所述密封圈背向插头插合来向的一端具有与插座顶配的环形端面，该环形端面上开设有环形分布的环形凹槽；所述插头壳体与连接帽通过设于两者相对面上的前、后两处轴向互抵结构在轴向上刚性止推配合；所述插头壳体与连接帽之间在轴向并列设有在连接帽相对插头壳体转动时随连接帽转动的金属材质的连接帽滞转摩擦面、在连接帽相对插头壳体转动时随插头壳体转动的金属材质的插头壳体滞转摩擦面、被两滞转摩擦面紧密压装于其之间的塑料垫圈、具有轴向扩张趋势的金属材质的滞转弹簧。

    所述前、后轴向互抵结构分别为台阶结构、卡簧结构，其中的台阶结构是由连接帽内壁上一体凸设的面朝插头后端的内环台面、插头壳体外周一体凸设的轴肩构成；其中的卡簧结构是连接帽内壁对应环槽内卡配的卡簧、插头壳体外周上凸设的面朝插头前端的外环台面、紧密夹设于卡簧与外环台面两者间的挡圈构成，挡圈套装于插头壳体上。

    所述插头壳体、挡圈均为金属材质，所述的连接帽滞转摩擦面、插头壳体滞转摩擦面分别为所述挡圈的前端面、轴肩的后端面，所述塑料垫圈、滞转弹簧夹设于挡圈的前端面、轴肩的后端面之间，所述挡圈、塑料垫圈、滞转弹簧、轴肩四者其中的两两之间的对应端面在滞转弹簧的弹力作用下压紧配合。 

   所述插头壳体外周面上设置有沿轴向延伸的多条导向键，所述插座壳体的内壁上设有与插头的导向键插配的多条导向槽。

本发明的插头与插座插合时，密封圈受插头壳体的前端的顶压而收缩变形，由于密封圈的背向插头壳体来向的端面上存在所述的凹槽，使密封圈受挤压后的部分可以收缩凹槽内的空间来增加足够大的轴向变形量以弥补单纯材料弹性变形的不足，从而使插头上的连接帽内壁的卡钉孔可以很容易的轴向旋进至与插头壳体上的卡钉扣配的位置，这样既便于锁紧配合的旋进尺寸的设计，又方便操作者的锁紧操作，而且由于上述的轴向弹性变形结构已经能够满足锁紧旋进尺寸的需要，插头上的锁紧连接帽与插头壳体之间就可以通过所述前、后轴向互抵结构设计成不能相对的轴向移动，因此在锁定后对插头壳体施加插合方向反方向的力时，插头壳体不可向反方向移动，从而保证插头壳体端面与密封圈之间的密封。

进一步的，本发明的插头壳体与连接帽之间设有塑料垫圈和具有轴向扩张趋势的滞转弹簧，而且利用所述前、后轴向互抵结构中的部件：挡圈、轴肩构成与塑料垫圈和滞转弹簧压紧配合的滞转摩擦面，使连接帽相对插头壳体旋转时需要克服被压紧相对端面之间的摩擦力，防止连接帽轻易解锁，而塑料垫圈与金属间摩擦系数小于金属与金属间的摩擦系数，这样使转动连接帽时发生的滑动摩擦主要发生于塑料垫圈的端面上，从而使旋转连接帽所需克服的阻力不至于过大而影响操作。

附图说明

图1是本发明的实施例插头的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是本发明的实施例的插头的外形示意图；

图4是图1中的滞转弹簧的立体示意图；

图5是图4的侧视图；

图6是本发明的实施例的插座的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是图6中的密封圈的结构示意图；

图9是图8的立体示意图；

图10是本发明的插头、插座的插合状态示意图；

图11是现有的密封锁紧电连接器的插头结构示意图；

图12是锥环形弹簧的立体示意图。

具体实施方式

如图1～图5所示，本发明的实施例的插头20整体呈圆柱形，前后两端分别为插接端和接线端，插头包括圆筒状的插头壳体1及套装于插头壳体1外周上的连接帽2，插头壳体1和连接帽2均为金属材质，插头壳体1中安装有绝缘材质的插头绝缘体14，插头绝缘体14中安装有前后方向延伸的端头凸设于插头绝缘体14前端之外的插头接触件3，插头壳体1前端附近的外周面上设置有沿轴向延伸的多条导向键8，连接帽2内壁上开设有自连接帽前端向后延伸的三条曲线槽5，各曲线槽5的尽头附近处的连接帽2内壁上开设有贯通连接帽2的用于插座壳体上的卡钉卡入的卡钉孔12。连接帽2前端处的周面上设有用于识别的色带15。

所述插头壳体1与连接帽2通过设于两者相对面上的前、后两处轴向互抵结构在轴向上的刚性止推配合，本实施例中的前、后轴向互抵结构分别为台阶结构、卡簧结构，其中的台阶结构是由连接帽2内壁上一体凸设的面朝插头后端的内环台面9、插头壳体1外周一体凸设的轴肩7构成；其中的卡簧结构是连接帽2内壁对应环槽内卡配的卡簧10、插头壳体1外周上凸设的面朝插头前端的外环台面11、紧密夹设于卡簧10与外环台面11两者间的金属材质的挡圈6构成，挡圈6套装于插头壳体1上。

所述插头壳体1与连接帽2的相对面之间于前、后轴向互抵结构之间留有环形空腔，于此处环形空腔中的挡圈6的前端面与轴肩7的后端面之间夹设有套于插头壳体1上的塑料垫圈16和具有轴向扩张趋势的滞转弹簧4，挡圈6、塑料垫圈16、滞转弹簧4、轴肩7的两两之间的对应端面在滞转弹簧4的弹力作用下压紧配合，这样就使连接帽2相对插头壳体1旋转时需要克服上述至少一处被压紧的相对端面之间的摩擦力，防止连接帽2轻易解锁。而且由于塑料垫圈16所采用的聚四氟乙烯材质具有与金属间摩擦系数小于金属与金属间的摩擦系数、耐磨和润滑的特性，这样使转动连接帽2时发生的滑动摩擦主要发生于塑料垫圈16的端面上，从而使旋转连接帽所需克服的阻力不至于过大而影响操作。

连接帽2相对插头壳体1转动时，上述的与塑料垫圈16、滞转弹簧4配合的挡圈6随连接帽2转动而构成连接帽滞转摩擦面，与插头壳体1一体设置的轴肩7的后端面随插头壳体1转动而构成插头壳体滞转摩擦面。连接帽2相对插头壳体1转动时，相互间为滑动摩擦的塑料垫圈6、滞转弹簧4分别与相对的滞转摩擦面静摩擦配合，保证锁紧或解锁连接帽时的转动阻力在合适范围内，不至于摩擦力过大而影响操作。

如图6～图9所示，本发明的与插头20插配的插座30，插座壳体31外表面设有与插头的连接帽2内壁上的曲线槽5配合的卡钉37，插座壳体31内装配有插座绝缘体32，插座绝缘体32中装配有插座接触件33，插座壳体31的内壁上设有与插头的导向键8插配的多条导向槽34，插座壳体31与插座绝缘体32之间留有供所述插头20的插头壳体1插入的环隙35，环隙35中靠近插座壳体31内部的位置设有密封圈36，密封圈36的结构如图8所示，包括圆套形的密封圈本体361，密封圈本体361一端的环形端面上开设有环形分布的凹槽362，环形凹槽362的槽深方向与密封圈本体361的轴向方向为同向设置，并且环形凹槽362的槽深尺寸大于密封圈本体361本体的径向尺寸的二分之一，环形凹槽362的两侧槽壁分别设于密封圈本体361的内、外圈上，密封圈本体361另一端的环形端面上凸设有自内圈延伸出的环形台阶363。密封圈36的内圈套装在插座绝缘体32上，密封圈36的外圈与插座壳体31的内壁接触，密封圈36的带有凹槽362的端面顶配在插座壳体31内部的相应端面上；密封圈36的带有环形台阶363的端面朝向插座壳体31的插接端、用于和适配插入的插头壳体1的端面密封接触配合，所述环形台阶363用于和插座壳体31内壁上对应设置的凹槽扣配定位。插座壳体31外周面设有与插头壳体1上的色带15对应的色带38。

如图10所示，本发明的插头20与插座30插合时，插头壳体1插入插座壳体31中的环隙35，并通过两者对应表面上互配的导向键、槽定位，密封圈36受插头壳体1的前端的顶压而收缩变形，由于密封圈36的背向插头壳体1来向的端面上存在所述的凹槽362，使密封圈36受挤压后的部分可以收缩凹槽362内的空间来增加足够大的轴向变形量以弥补单纯材料弹性变形的不足，从而使插头20上的连接帽2内壁的卡钉孔可以随之轴向移动到与插头壳体31上的卡钉扣配的位置，实现锁定；而且由于连接帽2与插头壳体1之间通过所述的两处轴向互抵结构而不能相对轴向移动，因此在锁定后对插头壳体1施加插合方向反方向的力时，插头壳体1不可向反方向移动，从而保证插头壳体1端面与密封圈36之间的密封。

本发明中的插头壳体1、连接帽2的相互刚性止推配合并不限于上述实施例中所提供的前后分布的前、后轴向互抵结构，前台阶结构、后卡簧结构只是本发明的一种可供选择的实施方式，也可以采用本领域现有技术中其他类型的连接器的套与芯之间的刚性止推结构，如前后全部是台阶与台阶的抵靠配合，或者前、后全部是卡簧与轴肩或环台的配合等等。 

上述实施例中的与塑料垫圈16、滞转弹簧4配合的两个滞转摩擦面只是本发明一种可供选择的技术手段，事实上，在不影响卡簧10对插头壳体1的轴向挡止限位时，可省去挡圈6而加厚塑料垫圈16使之与卡簧10直接配合，或者是在连接帽2的内壁上增加与塑料垫圈16配合的环台面作为连接帽滞转摩擦面，或者是在插头壳体1外壁上增加与滞转弹簧4配合的环台面作为插头壳体滞转摩擦面；因此滞转摩擦面既可以设于所述的前、后轴向互抵结构中，也可以独立于所述前、后轴向互抵结构设置，而且塑料垫圈并不限于采用聚四氟乙烯材料，也可以使用与金属间的摩擦系数较低的其他耐磨的高分子化合物塑料，如聚氨酯、聚乙烯。

另外，本发明中的插头中的滞转弹簧除了采用上述实施例中的波纹弹簧外，还可以采用如图12所示的锥环形弹簧。

Claims (4)

1.一种曲线槽锁紧式密封电连接器，包括插接端为前端的插头、插座，所述插头包括插头壳体及转动套装于插头壳体外周上的连接帽，所述连接帽的内壁上设有自插头前端向后延伸的曲线槽及设于曲线槽尽头附近的卡钉孔，所述插座包括插座壳体，插座壳体外壁上设有与所述曲线槽及卡钉孔对应配合的卡钉，所述插座内设有用于与所述插头壳体端面密封配合的密封圈，其特征在于：所述密封圈背向插头插合来向的一端具有与插座顶配的环形端面，该环形端面上开设有环形分布的环形凹槽；所述插头壳体与连接帽通过设于两者相对面上的前、后两处轴向互抵结构在轴向上刚性止推配合；所述插头壳体与连接帽之间在轴向并列设有在连接帽相对插头壳体转动时随连接帽转动的金属材质的连接帽滞转摩擦面、在连接帽相对插头壳体转动时随插头壳体转动的金属材质的插头壳体滞转摩擦面、被两滞转摩擦面紧密压装于其之间的塑料垫圈、具有轴向扩张趋势的金属材质的滞转弹簧。

2.    根据权利要求1所述的曲线槽锁紧式密封电连接器，其特征在于：所述前、后轴向互抵结构分别为台阶结构、卡簧结构，其中的台阶结构是由连接帽内壁上一体凸设的面朝插头后端的内环台面、插头壳体外周一体凸设的轴肩构成；其中的卡簧结构是连接帽内壁对应环槽内卡配的卡簧、插头壳体外周上凸设的面朝插头前端的外环台面、紧密夹设于卡簧与外环台面两者间的挡圈构成，挡圈套装于插头壳体上。

3.    根据权利要求2所述的曲线槽锁紧式密封电连接器，其特征在于：所述插头壳体、挡圈均为金属材质，所述的连接帽滞转摩擦面、插头壳体滞转摩擦面分别为所述挡圈的前端面、轴肩的后端面，所述塑料垫圈、滞转弹簧夹设于挡圈的前端面、轴肩的后端面之间，所述挡圈、塑料垫圈、滞转弹簧、轴肩四者其中的两两之间的对应端面在滞转弹簧的弹力作用下压紧配合。

4.根据权利要求3所述的曲线槽锁紧式密封电连接器，其特征在于：所述插头壳体外周面上设置有沿轴向延伸的多条导向键，所述插座壳体的内壁上设有与插头的导向键插配的多条导向槽。

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