CN103843200A - 电连接器系统及制作该系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于连接电力导体的相邻端部的电连接器系统和制作该系统的方法，包括承插式连接器组件和插塞式连接器组件。承插式连接器组件和插塞式连接器组件中的每一个均设有推入型弹簧机构，以有利于为导电体的裸露端的稳固接合而将导电体的裸露端插入相应的承插式或插塞式连接器壳体中，而且装配者无需与任何导电结构形成物理接触。

Description

电连接器系统及制作该系统的方法

背景技术

在本领域中，在用于电流的导体（例如，电线或电缆）之间提供连接的装置是已知的。那些设计用于从光伏电池传送电流的电能传输系统的设施中的电连接器装置也是已知的。

公开的美国专利申请US2011/0111612A1披露并说明了一种用于多股绞合导体的电连接器结构，其中柱状接头被压接在一个导体的端部上以形成插塞式连接器，而圆柱状接头被压接在另一个导体的端部上以形成承插式连接器。在插塞式连接器和承插式连接器相互结合时，插塞式连接器的柱状接头由被设计成包围且覆盖插塞式连接器的圆柱形护罩所环绕。采用密封垫圈以在柱状和圆柱状接头接触的地方形成防潮密封。

国际申请公开文本no.WO2010/089023A1披露并说明了电插头连接器，其采用可松开的夹头和脱开接头片的结构，以便将插塞式连接器和承插式连接器保持在一起。

美国外观专利D626,068显示出并要求保护一种带有锁定和松脱装置的电连接器的外观。

国际申请公开文本no.WO2010/066399A1披露并说明了一种电连接器，其中，导体的端部被抓取在形成部分电接头的夹紧结构内且又被一壳体所包围，从而形成连接器结构。

上述这些公开文献的全文将通过引用全部结合在本文中。尽管在这些文献中所述的装置一般可满足其设计用途，但下述公开内容将披露一种改进的电连接器系统以及用于制作该系统的方法。

发明内容

在下文中描述了一种改进的插塞式电连接器和承插式电连接器的成对相配构件，它们特别适于用在用于动力电流输送应用的现场设备（诸如用于从光伏板传输电力的导体）中。

更具体地说，并且是以非限定性例子的方式而言，根据本发明的电连接器系统包括插塞式电连接器和承插式电连接器，它们均被设计成在必要时可在现场以如下所述方式接纳导电体的一端，即，安装者无需为了将插塞式电连接器和承插式电连接器永久地固定在其相应的导电体上而处理或形成与任意导电体构件的直接接触。每个插塞式连接器和承插式连接器都包括：连接器壳体；设置在该壳体内的连接头构件，该连接头构件被设计成与用于该系统的另一连接器部件的连接头构件形成互补的导电接触；以及被设计成以可插入的方式接收且不可松脱地夹紧导体的裸露端的推入式弹簧连接器。

在插塞式连接器壳体和承插式连接器壳体上分别设有可脱开的带倒钩的插脚和互补的与倒钩接合的狭槽，从而能够使插塞式连接器和承插式连接器以可脱开的方式彼此连接。在本发明的一个替代实施例中，可以交换相对位置，由此带倒钩的插脚从插塞式连接头构件伸出，而互补的与倒钩接合的狭槽可设置在承插式连接器壳体上。

尽管上述内容提供了对本发明装置和系统的一般性描述，但从以下的详细说明和附图中将可以更好地理解本发明装置和系统的目的、优点、特征、性能和相互关系，以下的详细说明和附图给出了说明性的实施例，并且显示出可以采用本发明原理的多种方式。

附图说明

为了更好地理解下面所描述的连接器系统，可以参看以下附图，其中：

图1是用于本发明的电连接器系统的插塞式连接器和承插式连接器的透视图；

图2是图1所示实施例的承插式连接器的分解透视图；

图3是用于图1和2所示实施例的承插式连接器的电接头和弹簧组件的透视图；

图4是根据图1和2所示实施例的完整的承插式连接器的剖开的透视图；

图5是可以用于本发明的优选实施例的圆柱形弹簧的透视图；

图6是图1所示实施例的插塞式连接器的分解透视图；

图7是用于图1和6所示实施例的插塞式连接器的电接头和弹簧组件的透视图；以及

图8是根据图1和6所示实施例的完整的插塞式连接器的剖开的透视图。

具体实施方式

下面将参考附图描述电连接器系统11。如图1中详细显示的那样，电连接器系统11包括承插式连接器13，其适于与插塞式连接器15可脱开地配合。

在图2-4中更加详细地示出了承插式连接器13。在图2中，以分解图的形式示出了承插式连接器13的各个零部件，其中承插式连接器13包括：承插式连接头和弹簧组件17；承插式连接器盖19；连接O形密封圈21，壳体O形密封圈23；圆柱弹簧25（任选）；承插式连接器壳体27；包括裸露端31和绝缘体33的导体端部29（其将要被插入承插式连接器13）；密封垫片35；以及锁定螺母37（其具有内螺纹-未示出）。裸露端31可以由一组单独的导线束构成；或者，假定导体端部29被设计成用于传输动力而非数据，裸露端可以是单股导线（以便降低电阻）。

在图3中更加详细地示出了承插式连接头和弹簧组件17。承插式弹簧构件39包括柄舌41（其自身在承插式弹簧构件39内限定了一个孔口），该柄舌41用于以一种将在下文中进一步详细描述的方式夹紧导体端部29的裸露端31。承插式连接器构件43包括圆柱形部分45和翼片47，翼片47在本发明的实施例中紧扣住承插式弹簧构件39并由弯曲的插脚49固定在承插式弹簧构件39上，插脚49从承插式连接器构件43的翼片47延伸出，并可与在翼片53上形成的凹口51接合。承插式连接头和弹簧组件17的零部件可以用任何合适的导电材料制造，该材料也具有必要的强度、韧性和延展特性，从而能够保持在一起，并且（在弹簧构件39的情况下），如本文中所述的，牢固且锁定地接合导体端部29。

图4示出了完整的承插式连接器13，其中承插式连接头和弹簧组件17位于承插式连接器壳体27内。承插式连接器壳体27包括偏心孔55（导体端部29的裸露端31可通过该孔），螺纹57，以及带倒钩的插脚59。使承插式连接头和弹簧组件17插入承插式连接器壳体27的近端开口63，直至承插式弹簧构件39抵靠着壁65。将承插式连接器盖19（带有壳体O形密封圈23）压入承插式连接器壳体27的近端开口63并使之如此取向，即，使得翼片69（图4中示出了其中一个翼片）将延伸到弹簧构件39的两侧。沟槽28设置在承插式连接器盖19的外表面上，以形成有利于保持连接O形密封圈21稳定的支座。在承插式连接器壳体27的内表面上可以设置沟槽（未示出），用以接收翼片69，从而使得承插式连接器盖19能够相对于承插式连接器壳体27以可转动的方式得到固定。在这方面，优选地将承插式连接器盖19和承插式连接器壳体27配置成允许承插式连接器盖19以卡扣配合的方式与承插式连接器壳体27接合。承插式连接器壳体27和端盖19可以用任何合适的非导电材料制造。

为了使承插式连接器13与导体29装配在一起，参考图4所示，首先使锁定螺母37和密封垫片35（图2）滑动到导体端部29上。然后，从导体端部29上将绝缘体33剥下一小段距离（从导体端部29的末端开始），以形成裸露端31（或者随后将完成该步骤）。接着，将导体端部29推入完整的承插式连接器壳体27的远端开口61，而且裸露端31经过孔55。裸露端31经过承插式弹簧构件39，并且朝向近端开口63向上地偏转插脚41。一旦停止作用在导体端部29上的推力，插脚41的末端67（用合适的刚性材料制造并可以具有在其上形成的微小边缘）将会“咬”入裸露端31的外表面。这将有助于防止导体端部29与承插式连接器13分离。随后，密封垫片35可滑上导体端部29并滑入远端开口61。然后，将锁定螺母37向上推并推到承插式连接器壳体27的端部上，并随后拧紧到螺纹57上。环形的密封垫片35和锁定螺母37有助于防止水和像灰尘这样的杂质侵入承插式连接器壳体27。

承插式连接器13可以包括圆柱弹簧25（图5），该弹簧可以被插入承插式连接器构件43的圆柱形部分45的孔73（图6）中。圆柱弹簧25可以设有能与圆柱形部分45的内表面接合的向外伸出的插脚71，从而将圆柱弹簧25保持在圆柱形部分45内。圆柱弹簧25还可以设有向内弯曲的花键75，该花键75围绕圆柱弹簧25的圆周分布。花键75的作用将在下文中详细描述。

图6-8示出了插塞式连接器15的各个部件和组件。如图6的分解图所示，插塞式连接器15包括插塞式连接头和弹簧组件77；带有壳体O形密封圈81和翼片83的插塞式连接器盖79；具有狭槽87、近端开口89和螺纹91的插塞式连接器壳体85；包括裸露端95和绝缘体97的导体端部93（其将要被插入插塞式连接器15）；密封垫片99；以及锁定螺母101。

在图7中更加详细地示出了插塞式连接器和弹簧组件77。插入式弹簧构件103包括柄舌105（其自身在插入式弹簧构件103内限定了一个孔口），该柄舌105用于以一种将在下文中进一步详细描述的方式夹紧导体端部93的裸露端95。插塞式连接头构件107包括圆柱形部分109和翼片111，翼片111在本发明的一个实施例中紧扣住插入式弹簧构件103并由从翼片111延伸出的弯曲的插脚113固定在插入式弹簧构件103上，插脚113可与在翼片119上形成的凹口117接合。插塞式连接头和弹簧组件77的各个零部件可以用任何合适的导电材料制造，该材料也具有必要的强度、韧性和延展特性，从而能够保持在一起，并且（在插入式弹簧构件103的情况下），如本文中所述的，牢固且锁定地接合导体端部93。

图8示出了完整的插塞式连接器15，其中插塞式连接头和弹簧组件77插入插塞式连接器壳体85的近端开口89中，直至插入式弹簧构件103抵靠壁124。插塞式连接器盖79（支撑壳体O形密封圈81）被压入近端开口89并使之如此取向，即，使得翼片83（图8中示出了其中一个翼片）延伸到插入式弹簧构件103的两侧。在插塞式连接器壳体85的内表面上可以设置沟槽（未示出），用以接收翼片83，从而使得插塞式连接器盖79能够相对于插塞式连接器壳体85以可转动的方式得到固定。在这方面，优选地将插塞式连接器盖79和插塞式连接器壳体85配置成允许插塞式连接器盖79以卡扣配合的方式与插塞式连接器壳体85接合。插塞式连接器壳体85和端盖79可以用任何合适的非导电材料制造。

为了使插塞式连接器15与导体93装配在一起，首先将锁定螺母101和密封垫片99滑动到导体端部93上。然后，剥掉绝缘体97的一部分（或者已经剥掉了绝缘体97的一部分），以形成裸露端95。通过插入式弹簧构件103将导体端部93插入远端开口115，直至裸露端95通过孔121，在这里，裸露端95偏转并由插脚105插入，其方式与导体端部29的裸露端31由承插式连接器13中的承插式弹簧构件39的插脚41接合的方式相同或基本相同。随后，使密封垫片99滑上导体端部93并被推入远端开口115中。一旦导体端部93已经由插塞式连接头和弹簧组件77接合，锁定螺母101（图6）于是就能拧到螺纹91上，以完成将插塞式连接器15装配到导体端部93上的操作。环形的密封垫片99和锁定螺母101有助于防止水和像灰尘这样的杂质侵入插塞式连接器壳体85。

为了将承插式连接器13可拆卸地连接到插塞式连接器15上，把这两个部件放在一起。带倒刺的插脚59将被插入狭槽87中，而与此同时，将承插式连接器盖19插入插塞式连接器壳体85的近端开口89。插塞式连接头构件107的圆柱形部分109的外径具有被设计成可使其通过滑动摩擦装配到承插式连接器构件43的圆柱形部分45中的直径，其中形成真正的导电接触。但是，由于良好的电接触需要有良好的稳固连接，可以将圆柱弹簧25插入圆柱形部分45中。向内弯曲的花键75可以具有实际上小于圆柱形部分109的外径的最小内径，但是由于花键75将具有像弹簧一样的弹性，所以它们能够被沿径向向外推，以容纳插塞式连接头构件107的圆柱形部分109，并且还与圆柱形部分109形成稳固的导电接触。一旦承插式连接器13和插塞式连接器15完全接合，在带倒刺插脚59上的倒刺将与设置在狭槽87上的互补的倒刺接合结构123可脱开地接合。

以上描述和附图仅仅解释并说明了本发明，而本发明并不局限于此，本领域的技术人员在阅读了本公开内容之后将能够在不背离本发明范围的前提下对其作出改进或变化。

Claims (13)

1.一种电连接器系统，包括：

承插式连接器，其由不导电的承插式连接器壳体构成，该承插式连接器壳体承载一导电的承插式推入型连接头和弹簧组件，所述组件被构造成可接收并不会脱开地夹紧第一导电体的裸露端；以及

插塞式连接器，其由不导电的插塞式连接器壳体构成，该插塞式连接器壳体承载一导电的插塞式推入型连接器头弹簧组件，所述组件被构造成可接收并夹紧第二导电体的裸露端；

其中，所述承插式连接器壳体和所述插塞式连接器壳体被可操作地成形为能够以可拆卸的方式连接，而且当形成连接时，使导电的所述承插式推入型连接头和弹簧组件与所述插塞式推入型连接头和弹簧组件彼此形成导电的接触。

2.根据权利要求1所述的电连接器系统，其特征在于，所述承插式推入型连接头和弹簧组件包括一孔口和受偏压的插脚构件，而且所述承插式推入型连接头和弹簧组件可操作地设置在所述承插式连接器壳体内，从而使得当插入所述第一导电体的所述裸露端时，该裸露端偏转所述受偏压的插脚构件，以使所述裸露端能够以可插入的方式通过所述孔口被接收，并且所述受偏压的插脚因此而有阻力地接合所述裸露端，从而防止所述第一导电体的所述裸露端从所述承插式连接器壳体中被拔出。

3.根据权利要求1所述的电连接器系统，其特征在于，所述插塞式推入型连接头和弹簧组件包括一孔口和受偏压的插脚构件，而且所述插塞式推入型连接头和弹簧组件可操作地设置在所述插塞式连接器壳体内，从而使得当插入所述第二导电体的所述裸露端时，该裸露端偏转所述受偏压的插脚构件，以使所述裸露端能够以可插入的方式通过所述孔口被接收，并且所述受偏压的插脚因此而有阻力地接合所述裸露端，从而防止所述第二导电体的所述裸露端从所述插塞式连接器壳体中被拔出。

4.根据权利要求1所述的电连接器系统，其特征在于，所述承插式推入型连接头和弹簧组件包括被做成具有第一内径的中空圆柱形构件的连接头构件，而所述插塞式推入型连接头和弹簧组件包括被做成具有第一外径的圆柱形构件的连接头构件，所述第一外径小于所述承插式连接头构件的所述第一内径，由此通过将所述插塞式推入型连接头和弹簧组件的所述连接头定位在所述承插式推入型连接头和弹簧组件的连接头中而实现所述承插式推入型连接头和弹簧组件和所述插塞式推入型连接头和弹簧组件之间的电连接。

5.根据权利要求5所述的电连接器系统，还包括：

圆柱弹簧构件，该构件设置在所述承插式连接器壳体内并且被定位成与所述承插式推入型连接头和弹簧组件形成导电接触，所述圆柱弹簧构件具有弹性的可变内径，用于接收其外径不足以确保与所述承插式推入型连接头和弹簧组件的连接头的内表面之间的导电接触的插塞式连接头构件。

6.根据权利要求1所述的电连接器系统，所述承插式和插塞式连接器壳体均具有互补的、可脱开的锁定构件。

7.根据权利要求6所述的电连接器系统，其特征在于，所述互补的、可脱开的锁定构件包括具有弹性的、带倒刺插脚的所述承插式和插塞式连接器壳体中的一个和具有用于可脱开地接合所述带倒刺插脚的接合狭槽的所述承插式和插塞式连接器壳体中的另一个。

8.根据权利要求1所述的电连接器系统，还包括：

从所述承插式连接器壳体伸出的、中空的圆柱形承插式连接器盖；

从所述插塞式连接器壳体伸出的、中空的圆柱形插塞式连接器盖，其可以插入方式被接收在所述承插式连接器盖内；

所述承插式连接器盖和所述插塞式连接器盖具有可相互配合的结构，以便有利于所述承插式连接器和所述插塞式连接器在安装过程中彼此对准，从而在其间建立导电连接。

9.根据权利要求8所述的电连接器系统，还包括：

设置在所述承插式连接器盖和所述承插式连接器壳体中的枝梢一个与所述插塞式连接器盖和所述插塞式连接器壳体中的至少一个之间的O形圈。

10.根据权利要求1所述的电连接器系统，还包括：

具有开口的螺母，所述螺母可被安装到所述承插式连接器壳体上，其中，经由所述开口将所述第一导电体供给所述承插式推入型连接头和弹簧组件。

11.根据权利要求10所述的电连接器系统，还包括：

设置在所述螺母内的密封垫片。

12.根据权利要求1所述的电连接器系统，还包括：

具有开口的螺母，所述螺母可被安装到所述插塞式连接器壳体上，其中，经由所述开口将所述第二导电体供给所述插塞式推入型连接头和弹簧组件。

13.根据权利要求12所述的电连接器系统，还包括：

设置在所述螺母内的密封垫片。

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