CN102946025B - 锁紧机构及使用该机构的电连接器及连接器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电连接器领域，尤其是一种锁紧机构及使用该机构的电连接器及连接器组件。锁紧机构包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合；该锁紧机构可有效地防止芯轴上被压出凹坑，进而解决现有的拉动解锁的锁紧机构的解锁失败的问题。

Description

锁紧机构及使用该机构的电连接器及连接器组件

技术领域

本发明涉及电连接器领域，尤其是一种锁紧机构及使用该机构的电连接器及连接器组件。

背景技术

在一些特殊场合，要求连接器组件的插头和插座之间能够实现拉动分离，这时就要用到拉动解锁的电连接器。

专利号为2011102968032的中国专利公开的能可靠解锁的拉脱连接器就是拉脱电连接器的一种。该拉脱连接器以前端为插接端，包括壳体，壳体中装配有锁紧机构、绝缘体和接触件，所述锁紧机构包括外套、芯套、芯轴、滑套、推压弹簧以及锁紧弹簧；外套固定装配在壳体中且其中心线的延伸方向与连接器的插接方向相同，芯套同轴的设置于外套中且与壳体固定在一起，芯套的套壁的前端处设有钢球孔，钢球便位于该钢球孔中，芯轴与芯套同轴的装配在芯套中且可沿轴向相对于芯套往复活动，芯轴为阶梯轴，包括位于前端的小径段和位于后端的大径段，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，另外，芯轴的后端处还设有一凸出于芯轴外周面的台肩，所述的锁紧弹簧顶装在壳体与所述台肩的后侧面之间；滑套套设在芯套上，其后端处设有外翻的挡沿，外套的内壁面上设有面向后方的台阶面，该台阶面与滑套的外翻沿配合阻止滑套从芯套的前端脱落，所述推压弹簧顶撞在滑套的后端与芯套或壳体之间；初始状态下，所述的钢球位于芯轴的小径段外围处，滑套在推压弹簧的作用下位于前端极限位置处并通过其内壁面压迫钢球，从而使得钢球凸出于芯套的内壁面并挡止芯轴的大、小径段之间形成的台阶面，芯轴就是在钢球的挡止作用下才没有被锁紧弹簧向前继续推进的；与该连接器配套使用的适配连接器上具有一锁套，锁套于前端设有内翻沿或者于内壁面上设有环槽，当该连接器与适配连接器插接时，适配连接器上的锁套首先向后顶动滑套，当锁套上的内翻沿越过钢球孔或者锁套内壁面上的环槽移动至钢球外围时，芯轴在锁紧弹簧的作用下向前移动并通过其大径段顶动钢球芯套外围凸出，从而与所述锁套上的内翻沿或者环槽卡配，实现该连接器与适配连接器之间的锁紧；当需要将二者分离时，仅需(通过人力或装配在壳体对应位置处的电磁机构)向后拉动芯轴，使得芯轴向后移动并解除对钢球的顶压即可。

以上锁紧机构在拉脱连接器上得到了大量的应用，但是由于在与适配的锁套锁紧时，钢球顶压在芯轴的外表面上，当在锁紧状态下受到分离方向上的力时，钢球将对应的力传递至芯轴上，而且钢球与芯轴之间为点接触，芯轴的受力状态如图1所示，从图中可知，芯轴11与钢球12之间的接触力N1越小，芯轴11越不容易损坏，但是技术要求一旦确定，α、F都是固定值，因此，N1=F×cosα也是定值，因此在很多场合下难免会导致芯轴的外表面上被钢球压出凹坑，而芯轴上一旦出现凹坑，则极有可能会造成锁紧机构与锁套之间的分离失败，即目前的上述锁紧机构存在解锁失败的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁紧机构及使用该机构的电连接器及连接器组件，以解决现有的拉动解锁的锁紧机构的解锁失败的问题。

为了解决上述问题，本发明的锁紧机构采用以下技术方案：锁紧机构，包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合。

所述滑槽的槽底为圆弧面，该圆弧面的弧面半径不小于钢球的球径。

所述圆弧面的弧面半径等于钢球的球径。

本发明的电连接器采用以下技术方案：一种电连接器，该电连接器以前端为插接端，包括壳体，所述壳体中装配有锁紧机构，所述锁紧机构包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合。

所述滑槽的槽底为圆弧面，该圆弧面的弧面半径不小于钢球的球径。

所述圆弧面的弧面半径等于钢球的球径。

本发明的连接器组件采用以下技术方案：一种连接器组件，包括各自以前端为插接端的插头和插座，插头包括插头壳体，插头壳体中装配有锁紧机构，所述锁紧机构包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，插座包括插座壳体，插座壳体的前部装配有与所述锁紧机构对应的锁套，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合。

所述滑槽的槽底为圆弧面，该圆弧面的弧面半径不小于钢球的球径。

所述圆弧面的弧面半径等于钢球的球径。

由于本发明的锁紧机构在其芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合，因此在使用时，该锁紧机构仍然可以像现有的同类锁紧机构一样工作，但是其工作时钢球与芯轴之间是通过面接触的，因此可在钢球与芯轴施加的力的大小不变的情况下增大钢球与芯轴的接触面积，分散芯轴在二者接触部位的应力，从而可有效地防止芯轴上被压出凹坑，进而解决现有的拉动解锁的锁紧机构的解锁失败的问题。

附图说明

图1是现有的锁紧机构的钢球及芯轴的受力示意图；

图2是本发明的锁紧机构的实施例1的结构示意图；

图3是图2中的芯轴的结构示意图；

图4是图3的右视图；

图5是图2中的钢球与芯轴的配合示意图；

图6是现有的锁紧机构的钢球与芯轴的配合示意图；

图7是本发明的插头的实施例1的结构示意图；

图8是本发明的连接器组件的实施例1的插头的结构示意图；

图9是本发明的连接器组件的实施例1的插座的结构示意图。

具体实施方式

本发明的锁紧机构的实施例1，如图2-6所示，包括芯套21、芯轴22、钢球23、滑套24以及推压弹簧25。芯轴22从芯套21的后端插装在芯套21中，芯轴22包括位于前端的小径段及连接在其小径段后端的大径段，该大径段与小径段之间形成一面向前方的台阶面；芯套21的内孔也包括位于前端的小径段及位于后端的大径段，其中芯轴22的上述大径段与芯套21的内孔的小径段之间在前后方向上滑动配合，滑套24向前防脱的套装在芯套21上且可沿前后方向在芯套21上活动，推压弹簧25顶装在滑套24的后端与芯套21后端设置的外翻沿之间，从而给滑套24一个向前移动力，使滑套24产生向前移动的趋势；芯套21于其内孔的小径段外围处的套壁上设有钢球孔，钢球23便装在对应的钢球孔中，以上结构均为现有技术，此处不予赘述，与现有技术不同的是，本实施例的锁紧机构的芯轴的所述大径段上设有滑槽22-1，滑槽22-1与钢球一一对应且向前贯穿芯轴的大、小径段之间形成的台阶面，该台阶面被滑槽贯穿的部位与芯轴的小径段之间残留一挡台，本实施例中，滑槽22-1的内表面为圆弧面，该圆弧面的中心线与芯轴的轴线平行，并且滑槽内表面的弧面半径与钢球的球径R1相等，另外，以芯轴22的轴线上的点为圆心并且与滑槽内的圆弧面相切的圆的半径R2等于钢球的球径，当钢球23位于芯轴22的大径段外围处时，钢球23位于与之对应的滑槽中并与芯轴22之间以面接触，从而增大了钢球23与芯轴22之间的接触面积，可有效地防止芯轴被钢球压出凹坑的现象出现，此处结合图4及图5来分析钢球与芯轴产生的接触应力，现有的钢球结构形式心轴所产生的接触应力：（其中E为材料的弹性模量，N1为芯轴受到的钢球的压力，该压力为固定值），本实施例的钢球与芯轴产生的接触应力：心轴所产生的接触应力：其中E为材料的弹性模量，N1为芯轴受到的钢球的压力，该压力为固定值），由此可见，采用本实施例的结构以后，较之现有的锁紧机构，芯轴所受到的接触应力大大减小（降低为原有结构的0.48）；当芯轴向后移动且其大、小径段之间形成的台阶面移动至钢球后方时，钢球向芯套内下落并与所述挡台配合阻止芯轴前移。

在本发明的锁紧机构的其它实施例中，还可仅将滑槽的槽底设为圆弧面，圆弧面的弧面半径还可大于钢球的球径，仅需保证钢球与芯轴之间为面接触即可；所述圆弧面还可以为一般弧面（非圆弧面），同样仅需保证钢球与芯轴之间为面接触即可。

本发明的电连接器的实施例1，如图7所示，该电连接器以前端为插接端，包括壳体31，壳体31中固定装配有锁紧机构32，锁紧机构32的结构与上述锁紧机构的实施例1的结构相同，此处不予赘述。

本发明的电连接器的实施例1，如图8-9所示，包括插头101和插座102，插头101和插座102各自以前端为插接端，插头101包括插头壳体41及装配在插头壳体41中的锁紧机构42，插座102包括插座壳体43及装配在插座壳体43中的锁套44，其中锁紧机构42的结构与上述锁紧机构的实施例1的结构相同，锁套44的结构及安装形式均为现有技术，此处不予赘述。

Claims (9)

1.锁紧机构，包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，芯轴包括位于前端的小径段及连接在其小径段后端的大径段，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，其特征在于，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合。

2.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述滑槽的槽底为圆弧面，该圆弧面的弧面半径不小于钢球的球径。

3.根据权利要求2所述的锁紧机构，其特征在于，所述圆弧面的弧面半径等于钢球的球径。

4.一种电连接器，该电连接器以前端为插接端，包括壳体，所述壳体中装配有锁紧机构，所述锁紧机构包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，芯轴包括位于前端的小径段及连接在其小径段后端的大径段，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，其特征在于，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合。

5.根据权利要求4所述的电连接器，其特征在于，所述滑槽的槽底为圆弧面，该圆弧面的弧面半径不小于钢球的球径。

6.根据权利要求5所述的电连接器，其特征在于，所述圆弧面的弧面半径等于钢球的球径。

7.一种连接器组件，包括各自以前端为插接端的插头和插座，插头包括插头壳体，插头壳体中装配有锁紧机构，所述锁紧机构包括芯套、装配在芯套的套壁前部的钢球以及装配在芯套中的芯轴，芯轴包括位于前端的小径段及连接在其小径段后端的大径段，所述大、小径段之间形成面向前方的台阶面，插座包括插座壳体，插座壳体的前部装配有与所述锁紧机构对应的锁套，其特征在于，芯轴的大径段外周面上设有与钢球对应的滑槽，所述滑槽的前端贯穿芯轴的大、小径段之间的台阶面，所述台阶面在的前端处残留有挡台，当所述台阶面移动至钢球后方时，该挡台与钢球配合挡止芯轴前移，滑槽的槽底为下凹的弧面，该弧面的中心线与芯轴的中心线平行，钢球在位于芯轴的大径段外围处时与对应的滑槽的槽底面接触且滑动配合。

8.根据权利要求7所述的连接器组件，其特征在于，所述滑槽的槽底为圆弧面，该圆弧面的弧面半径不小于钢球的球径。

9.根据权利要求8所述的连接器组件，其特征在于，所述圆弧面的弧面半径等于钢球的球径。