CN1026538C - 具有切入绝缘的筒形接线端的连接器 - Google Patents

Abstract

具有切入绝缘的筒形接线端的连接器包括与连接器壳体相对固定的第一部分，和相对第一部分可以转动的可旋转部分。第一部分都是由同一厚度的金属薄板卷成圆筒形。其中可旋转部分的直径比第一部分直径大，从而可旋转部分可叠放在第一部分上。在接线端的可旋转部分上装有帽子，每个帽子有一肩可与接线端的相应可转动部分的自由端连接，使接线端的可旋转部分可相对接线端的第一部分转动。当将导线放入并穿过帽子时，使帽子转动，接线端的可转动部分就旋转，使导线连接在导线接纳槽内。

Description

本发明涉及具有切入绝缘的筒形接线端的连接器，在所述接线端的每一端至少有一个导线接纳槽，用以插入各种导线;将导线放入到接受导线的开口中，转动与导线有关的接线端各部分，将导线连接到接线端的导线接纳槽上。

有很多将各接线端块安装成一排排以接纳导线的例子。许多接线端块仅是与绝缘材料一起固定的螺纹部件，它连接导线有两种方法，一种将导线卷在螺纹部件上，然后用螺母将其固定，另一种是把导线的终端加工成已知的形状或环形，再用螺母将其固定到螺纹部件上。在某些情况下，这些方法提供了有效的连接手段，但对维护和修理来说它们并不方便，同时它们经常受到环境的侵蚀，使之丧失所要求的电气特性。

因此，特别是在通讯工业中需要可重复使用的接线端和可以接纳多种导体尺寸的接线端。从电话公司来的电话线即可能是埋设的电缆，也可能是架空线。要安装的接线端块或者是在架空支架上的接线盒，或者是固定在地上或柱子上的封闭的支座。当要在选择的地方安装新的电话时，电话线就要接到密度很高的电话线网中相应的接线端上。

特别是在现场连接各个接线端时，还需要一种很容易安装到导线 上的接线端。由于操作需要很多导线，使完成导线安装的工作量最小，所需的工具最少则就非常关键。但是现有的装置不容易安装，因此安装的成本就很高。

工业中所用导线的尺寸并不总是一样的，所以必须设计各接线端以便可接纳多种尺寸的导线。从接线端块到电话机安装点通常所用的是钢线，尺寸为18_1/2AWG美国线规），另一种电话安装用铜线，尺寸为22-24AWG。所以可以认为如接线端有高质量连接导体的机构，并可接纳多种尺寸的导线，将是工业上的显著改进。尽管这里公开的连接器的最优实施方案是应用于无线电远距通讯的，例如用于尖端与环语音信号的电气连接，本发明也可用于其他尺寸的导线和其他的应用。

美国专利US-4，431，247号显示一种绝缘的接线端和组件，但是接线端的外壳只有一个切入绝缘的接纳导线开口。

美国专利US-4，637，675号和US-4，705，340号显示现有技术其他的设计，其中壳体内放置固定的接线端，接线端上有可转动的帽子。帽子的转动把帽子内的导线转到固定的切入绝缘部分。尽管675号和340号专利中显示的现有技术型式是优良的设计，但这些设计有缺点，下面的设计会说明这些问题。

首先这种系统是为两种规格的导线设计的，其中至少一种导线是18_1/2AWG的钢线。现有技术的设计特别是美国4，705，340号显示的，将导线转入到与轴中心线相应的槽内，使得导线弯曲。这种弯曲，特别是钢线的情况，产生贮藏能量的弹簧效应，过了一段时间它可使帽子产生反向旋转从而松开连接。

其次，两个美国专利US-4，705，340号和US-4，637， 675号显示的现有技术接线端设计都是整块结构，虽然最后被装入到壳体内，但是如果一个端子损坏或者端子需要替换时这种整体设计就产生困难。为了替换一个端子必须将装入壳体的材料从这个端子移开，接到电话公司线网的另一线路上，然后再装入壳中。

我们发明的新设计的接线端和连接器克服了这些现有技术的缺点，下面进行简要的解释。

本发明采用绝缘移位技术，能够连接多种不同尺寸的导线，符合环境保护的要求，接线端能重复使用，仅需要通用的工具进行操作。

为了克服第一个缺点，钢线的反弹效应，我们设计的电气连接器，包括一切入绝缘型连接器来连接绝缘导线的导体，连接器包括绝缘的外壳，它至少有一个由园筒形壁构成的接纳终端的空穴，还包括穿过壁到空穴内部的接纳导线的开口。园筒由导体材料构成，它的管形壁上至少有一个穿过园筒壁的导线接纳入口，入口与围绕接线端园周状延伸的槽相通。园筒上装有帽子，相对壳体可以转动，帽有机构与园筒连接，使得园筒与帽子同时旋转。以这种方式，当将导线放入导线接纳入口和使帽子相对壳体转动时，帽子与园筒连接，使接线端转入导线，使绝缘导线的导体连结在接线端槽内。这样，不是导线转入接线端，那会使导线弯曲，导体保持不动，接线端旋转，转入导线。

继续谈第一个缺点，另一方面本发明的连接器包括绝缘的基座元件，它包含一底板和底板上向上突出的柱子，柱子有穿孔以接纳绝缘的导线，至少部分穿过。带有导体元件互相连结机构的柱子可以接纳第一接线端部分，第一部分相对基座元件是静止不动的。第二接线端部分与第一接线端部分电气连接，第二接线端部分有与导体接线槽相 通的接受导线的开口，该开口与柱上的穿孔对齐。连接器还包括使第二接线端部分相对第一接线端部分旋转的机构。

以这种方式，当将绝缘的导线放入到接受导线的开口和柱的穿孔之内时，使第二接线端部分旋转，从而使导体接纳槽移动，将槽与绝缘导线的导体电气连接。直立在底板上的柱和开口，在与导线接线的过程中不仅提供了支持表面，而且也提供了通过接线端的直线开口，它使导线保持在原来位置。这就防止了弯曲作用，这种弯曲作用将产生贮藏能量的弹簧效应，引起帽子的反向旋转，使接线端与导体之间的电气连接变坏。

本发明的另一方面是解决了第二个缺点，即当电气接线端损坏时不容易更换的问题。本发明在这方面，电气接线端包括大致园筒形的端子第一部分，它有第一导体连结部分，还包括大体园筒形的端子第二部分，其形状适合与第一部分连接，第二部分包括穿过壁，与接纳导线的槽相通的接受导线的开口，因而当将导线放入到接受导线的开口，邻近接纳导线槽时，使端子的第二部分旋转，将第二部分转入到绝缘导体，该导线的导体就连接在接线端的槽内。

当采用这样的设计时，接线端的顶部相对它的下部是可以拆卸的。这样，如果接线端的上部受到损害，就可简单地把上部拆下扔掉。按线端的下部损坏的机会较少，因为下部不动，并且在装入壳体之前已与下层的导体连接。换句话说，接线端下部，如果它受到损害的话，那么大部分是在下层导线接线时产生的，那时替换接线的下部就很容易，因为下部还没有装入壳体中。

本发明的另一方面是我们的发明简化了接线端在导线上的安装，因而提供了简便和低成本的有效手段而将接线端安装到几层电缆和架 空线上，为了便于接线端在导线上的安装，每个接线端在它的两头都有切入绝缘部分。这就允许安装者通过旋转安装移位技术连接所有的导线，包括电话公司的导线和类似的线，从而不需要安装者把导线绞接到中间电缆上。

图1是显示接线端和帽子高密度排列的透视图。

图2是两件式接线端的分解透视图。

图3是显示图2两件式接线端的正视图。

图4A是通过上部切入绝缘槽的截面图，显示帽子和上部接线端在全开位置。

图4B是与图4A相似的图，显示帽子通过第一个棘爪。

图4C是与图4A和4B相似的图，显示帽子和上部接线端已完全连结的情况。

图5是帽子的等角投影图。

图6是壳体部分切除的等角投影图。

图7是接线端下部在滚压成园筒接线端之前的冲压坯料。

图8是接线端上部在滚压成园筒接线端之前的冲压坯料。

图9是壳体部分的顶视图。

图10是底面图，显示连接器的下面和多芯电缆在连接状态和各个导线。

图11是通过图10中12-12线的剖面图。

图12是本发明另一实施方案的透视图，显示接线端和帽子的高密度排列，在接线端的两头都有帽子。

图13是图12显示的高密度排列接线端和帽子的分解图。

图14是图12高密度排列接线端的分解透视图。

首先参考图1，显示的电气连接器2包括绝缘的壳体元件4，它有许多放在相对的两行中的园筒形元件6和8。电气连接器对多芯电缆360（图11）内的各个导体362进行电气连接。每个筒形元件6或8之内可以将一个或两个绝缘的导体，如370和372，互相连接或者连接到多芯电缆360中一个特定的导体362上，只需把它们插入到图1显示的开口10a和12a中。

现参考图6，下面将详细描述壳体元件，应注意到图6详细显示了园筒8的内部结构，但是也应注意到园筒6的内部结构与园筒8的完全相同。园筒6和8两者都有内直径14，它园周状地沿着园筒的内表面延伸，在制动表面18和20上终止。纵向延伸的槽16沿着园筒的长度方向延伸，它有两相对平行的侧面16a和底表面16b。沿着内园周表面，靠近制动表面20是第一个棘爪元件22，它确定制动表面20附近的凹槽24，也确定了浅表面30。第二棘爪元件32位于第一棘爪元件22之外，确定第二浅表面34。一离开棘爪32，表面34的厚度逐渐增加，随棘爪元件32到开口12的径向移动增加厚度。表面30和34仅仅沿着园筒的部分长度延伸，因此形成沿着它部分长度延伸的台阶36。内园周表面14从台阶36向下延伸到第二台阶40。在台阶40下是园周形表面44，有导角42。一般是实心的柱元件50与壳体4成一整体，通过图6中虚线所示的48辐板部分整体模铸而成。显示的柱的外径是52，与内表面44一起形成接线端的接受区。通过柱中开口56和64的两个导线选择器，在径向和纵向都与壳体的园筒中开口12和10各自对齐。上开口56包括第一空间上隔开的壁54。它是导引部分58的过渡段，从而引导到槽60内。应注意到开口12和56是与槽16的中心径向对齐的。下部的导线选择器开口64包括第一空间上隔开的壁66， 它是第二导引表面68的过渡段，然后过渡到较小的开口70。同样开口10和64全都与槽16的中心径向对齐，相对柱50的中心也对齐。

现在参看图7，显示的下部接线端100一般包括上缘102，下缘104，在它一侧的边缘106、108、110，在其对侧的边缘116、114、112。还包括从下缘104向上伸展的导线接纳槽126和132，以及相应的导线接线边缘128和134。接线端下部有一开口120，它由两相对平行的侧边122确定;开口122是两个导线接纳槽126和132之间的机械卸载区。为进一步防止下部导线接纳槽126和132应力过大，在导线接线边缘128和134园周还相应地装设槽区130和136。

在接线端100的上部，在左边有两个小的导线开口150和160，在右边有两个大的导线开口170和180。在接线端100的上部还有三个接触元件190，从图7看它们向纸内突出，而不是向突纸外。如图3所示，下部接线端100在其成形时，侧缘114和108互相邻接，而侧缘110和112，106和116之间隔有空间。从图3应注意到两对大和小的导线开口170和150，180和160，在中心的两侧通过接线端中心径向对齐。

如图8所示，显示的上部接线端200有侧缘202和204，还有许多导线接纳开口和导线接纳槽，如图所示开口和槽互相连通。例如，大的切入绝缘接触部分210有大的导线接纳开口212，与大的导线接线部分216相通。还包括切入绝缘接触部分220、230、240，它们有相同的开口与相同的槽相通。在每个导线接纳槽如216之后，有卸载区217以保证当导线的导体移入到接线点时，使接线槽216终端附近部分的应力不会过大。当呈图3所示的形状时，边缘202和204互相靠近，直到接线端200基本上成园筒形，尽管在它们终端之间还存在小 间隙，这里还会更详细地解释。应注意，大的导线开口212和232分别与小的导线开口222和242相对并径向对齐。

现在参考图5，显示的绝缘帽子300有园形结构部分302，和在它上面整体模铸而成的传动螺母部分304。部分园筒形的部分306是与园筒形部分302整体成形，它向下延伸有制动边缘308和310。在帽子的内表面315上还有转动条313，它有前向的承载面312。在外径314和内径315之间帽子上有两个向内伸展的穿透的开孔320和326。

为了将连接器和图3所示形状的接线端下部组装起来，把端下部100插入到柱50上，使得端下部边缘110和112之间形成的开口（图2和图7）与图6显示的肋48配合。这就防止了在接线端上部转动时接线端下部100的转动。将接线端下部100放到柱50的外径52和园筒的内径44之间，如图9所示，并使导线接线部分126和132伸展到壳体80的表面82之外，如图6所示。这也将边缘110和112放到肋48的边缘附近，以保证端下部100相对壳体4保持静止不动。当将端下部100插入到园筒和柱之间时，接线端下部100的上缘102近似与园筒的上缘9（图6）对齐，使得端下部100的大开口170和180分别与园筒和内柱50的开口12和56，10和64对齐。

为了完成装配，将接线端上部200插入到帽子中，使端上部200的侧边202和204之间有一定间隙，可滑动地夹住转动条313（图5），从而使得表面202邻接承载面312。这样，端200的外径252（图3）将与帽子的内径315邻接。还应注意，在刚才描述的帽子和接线端的装配中，使得帽子中的开口320和326分别与接线端上部200的大的导线接纳开口212和232紧贴并对齐。

那时帽子300和接线端上部200就可插入到各个园筒的内表面14 和接线端下部的外表面140之间。将帽子300放入到园筒中，使得帽子在边缘308和310间的径向空缺部分（图5）位于园筒内制动面18和20之间，具体地说，帽子的边缘310与制动面20邻接，使得帽子外表面上的棘爪元件330位于制动表面20和棘爪元件22之间。这个位置的剖面图是图4A。当帽子300，接线端的上部200和下部100在这第一位置时，帽子300上部接纳导线开口320的左边部分与接线端外部大的导线开口212对齐。同时，上部导线接纳开口320的左边部分与接线端下部100的大导线接纳开口170和小导线接纳开口150对齐，并与接线端上部200的小导线接纳开口222和大导线接纳开口212对齐。类似地，帽子下部导线接纳开口326的左边部分与开口232、180、160和242对齐。当帽子300和接线端上部200放入园筒中时，帽子302部分的下缘316就与园筒的上端面9紧贴，接线端上部200的槽206和208就跨接在接线端下部100的接触元件190上。

如图1所示，将插头350插入，连接器2就可到现场使用，插头有通过中心的狭长切口352，与孔354相通。将插头350包在多芯电缆外面，如图10或11中的电缆360，然后可将插头350插入到U形的槽84内。将每个仔细绝缘的导线用常规方法接到下部切入绝缘部分126、132。壳体4的结构使帽子300和接线端100，200朝向下，壳体4向上的侧壁80和终端构成空穴，并且壳体向上的侧壁高于接线端下部的突出部分。为保护下部接线免受环境的侵蚀，将环氧树脂浇入到空穴，以完全复盖切入绝缘部分126，132和各个芯线362，如图11所示。插头350把环氧树脂或密封材料370保持在空穴内直到环氧树脂固化，它的另一个作用是作为应力释放元件保护导线接线免受电缆上拉伸力的影响。这样，接线端组就可用于现场支座的安装，或者安装 在密封的架空或柱上安装箱。然后将多芯电缆的各根导线与电话公司相应的话线连接，即可是埋设的电缆，也可是架空的导线。

连接器的结构如图4A所示，将芯线370或372插入到园筒的穿孔10或12内，就可把芯线接到连接器内。如果导线的尺寸大，导线穿入连接器内，进入到柱50内部，最远直到表面58，从而防止导线穿过柱进入到小导线接线部分。如果接线的芯线尺寸小，导线自由通过柱的60部分，穿过上、下接线端200、100相应的小导线开口224、244和150、160，然后进入到图4C中虚线所示的槽16内。

为了将导线接线到216-246中的一个槽，使帽子300以顺时针方向转动，如图4A到4C所示，当帽开始转时帽外表面上的棘爪330转过园筒内部的棘爪22，到达图4B所示的位置。帽子的继续转动带动接线端上部200继续转动，直到帽子转到图4C所示的位置，这时棘爪330被嵌在园筒上辅助棘爪32的后面。随着帽子转到图4C的示的位置，接线端上部200转入绝缘导线，按照导线的尺寸，也取决于绝缘导线插入的导线接纳开口是10或12，绝缘导线内的导体被放到导线接纳边缘216、226、236或246中某个的中心。应该理解，导线接纳边缘216到246，它们中间的空隙比要接线的导体的直径稍小，因此导线进入槽的运动使得214至244的引导边缘半导体上的绝缘分离，把裸导体放到216至246的中间接触位置。

应该理解柱的作用象是插入到接线端内导线的尺寸的选择器，同时在接线过程中也作为防止导线旋转的承载表面。下部接线端100的开口170、180、150和160的引导边缘也是承载表面，压到槽16和开口12和10的引导边缘。还应注意在图4A到4C显示的渐进转动中，导线在接线过程中保持在直线状态。最后，两件型的接线端允许一个接 线端部分100固定，而让第二接线端部分200可相对第一部分100转动，通过接线端下部100上的突出物190与接线端上部200的槽206和208保持接触，使两件之间的电气连接不会间断。接线端上部200和下部100保持电气连接是通过下列各同心表面紧密接触而达到的，如图4A-4C所示，柱50，内部接线端100，外部接线端200，帽子300的园筒形部分306的内，外表面，和园筒6或8的内表面14。

可以预见本发明的其他实施例方案不会偏离这里权利要求的范围。例如，在外部接线端200相对两侧上的两组对孔216，226;和236、246的尺寸可以与连接导线的尺寸相同，这样虽不能连接两组不同尺寸的导线，但导线一直穿到槽16，在两个槽内进行连接，就获得重复的两次连接。

参考图12至14，显示的是本发明的另一实施方案。电气连接器500有第一绝缘的半壳体502和第二绝缘的半壳体504。第一绝缘的半壳体502有许多成两排放置的园筒部件506、508。第二绝缘的半壳体504也有许多放在两排的园筒部件510、512。在图12中显示得很清楚，装设的园筒部件506、508分别与园筒部件510、512是对齐的。值得注意的是两个半壳体502、504可以模铸成一个整体，或者也可以模铸成两件，然后用常规的方法把它们装在一起。

每个园筒部件的内部结构与前面描述过的园筒8的内部结构基本相同。因此不需对园筒部件506、508、510、512再进行描述。

现在参考图14，显示的基座或下部接线端520是在分解的成形状态。如图所示，侧缘522和524的位置靠得很近。应注意到，下部接线端520的上部526（见图14）有大导线开口528，它与相应小的导线开口530对齐，因此就象以前讨论的那样，这装置能在连接器内接受 不同尺寸的导线。相反，下部接线端520的下部532只有一组小的开534。它是用来接电话公司电缆中各个离散的绝缘导线。因为只接一种尺寸的导线，装设的开口可以全是同一形状，从而使接线端提供双重的接触点。

通过相应的园筒将下部接线端520插入到电气连接器500。将放入的每个接线端与园筒对齐，并将其插入到园筒底。如接线端的底没有与相应的园筒底平齐就继续插，直到平齐为止。当接线端全部插入到电气连接器内后，通过它的终端把装填材料装入半壳体502和504构成的内空穴。装填材料提供所需的密封环境。另一种方法，如果半壳体502，504是密封在一起的，就不需要装填或密封材料，因为也不需要密封和保持机构。上部550和555以及帽子560的操作和安装与上部200和帽子300的操作基本相同。因此就不需要对这些部件作进一步的解释。但是如图14所示，在下接线端520的两端都装设550，555部分和帽560。这样能在接线端的任意一端使用旋转切入绝缘接触型的接线。550和555部分大致相同，差别仅在555部分只装设同一尺寸的槽。

当电气连接器500全部装配完后，就将它安装到基板582的开口580内，在图12中显示得很清楚。把连接器安装到基板上可用任何一种常规的安装方法。但电气连接器500在基板582的安装要使电气连接器两边的园筒都很容易接触。

图12至14显示的实施方案，它的优点是在现场很容易安装电气连接器500。与图1至11中所描述的实施方案相反，连接器在现场使用之前不需要进行准备工作。换句话说，图12至14显示的实施方案不需要把接线端接到多芯的中间电缆，而这种电缆必须用环氧树脂或 密封剂进行保护，以免受环境的侵蚀。而是将电话公司的各导线直接接到电气连接器的端子上，不需要中间电缆。允许要接的电话线直接与接线端相连也为安装者提供了简便的安装方法。不需要把导线绞接在一起，安装者仅需把导线插入到开口中，转动帽子，导线就接到接线端上，因此接线需要的时间就大为减少。

图12至14显示的实施方案其另一优点与开口600有关。开口600的位置使制造接线端所用金属中的应力减弱。为了保证接线端具有操作可需的各种适当的特性，用铜镍锡合金（CNS    725）制造接线端。这类合金的强度高，很难弯曲。把开口600的这块金属去掉。就足够使金属强度降低，从而可以做成所需要的形状。去掉这块金属也降低接线端的总成本，因为这块废金属可重新使用。在各种接线端上装设的开口位置和数目取决于所用金属的特性和接线端所需的最终形状。

对熟悉这种工艺的人们来说，不背离本发明的范围可以改变结构，可以设计出各种实施方案，进行各种不同的修改。在前面的描述和附图中所提出的办法仅是为图解说明而提出的。

通过最优实施方案已描述了本发明，但这不应限制权利要求书所提出的范围。

Claims (8)

1、具有切入绝缘的筒形接线端的连接器(500)，它是使两根或多根绝缘导线互相电气连接的电气接线端，所述连接器包括：

接线端的第一部分(520)，它是圆筒形，其上有第一连接区(526)和第二连接区(532)；

接线端的第二部分(550)，它是圆筒形，并有与相应的第一部分(520)的第一连接区(526)进行电气连接的表面，第二部分(550)包括穿过该第二部分(550)的壁的第一接受导线的开口，它与第一导线槽相通以与第一导体相连接；

其特征在于：

接线端的第三部分(555)，它是圆筒形，并有与相应第一部分(520)的第二连接区(532)进行电气连接的表面，第三部分(555)包括穿过该第三部(555)的壁的第二接受导线的开口，它与第二导线槽相通以与第二导体相连接；

因此，当第一和第二导体通过相应的导线接受开口，放入到贴近导线接受槽时，通过使与第二和第三部分(550、555)接触的帽(560)的转动使得相应各部分转入到绝缘的导体中，使导线在不弯曲的情况下，其导体连接到接线端的槽中，因而使第一和第二导体相连接。

2、如权利要求1所述的连接器，其特征是，通过把接线端下部（100）上突起的棘爪（190）压到接线端上部（200）上，使第一部分（520）和第二部分（550）电气连接。

3、如权利要求2所述的连接器，其特征是，接线端上部（200）包括接受棘爪（190）的导引槽（206、208），从而在第二部分（550）相对第一部分（520）转动时可使棘爪在导引槽内移动，维持第一和第二部分之间电气线路连接的连续性。

4、如权利要求1所述的连接器，其特征是，通过接线端下部（100）上突起的棘爪（190）压到接线端上部（200）上，使第一部分（520）和第三部分（555）电气连接。

5、如权利要求4所述的连接器，其特征是，接线端上部（200）包括接受棘爪（190）的导引槽（206、208），从而在第三部分（555）相对第一部分（520）转动时可使棘爪在导引槽内移动，维持第一和第三部分之间电气线路连接的连续性。

6、如权利要求1所述的连接器，其特征是，第二和第三部分（550、555）的直径比第一部分（520）的直径大，从而可将第二和第三部分插入到第一部分外面。

7、如权利要求6所述的连接器，其特征是，装设第一帽（560）以使第三部分（555）相对第一部分（520）转动。

8、如权利要求7所述的连接器，其特征是，装设第二帽（560）以使第二部分（550）相对于第一部分（520）转动，与第三部分（555）的转动无关。

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