CN104205517A - 用于中等功率电连接器的紧凑型锁止机构 - Google Patents

Abstract

一种用于中等功率电连接器的锁止机构，该锁止机构紧凑、牢固、容易脱离、耐用且制造成本低。该基础系统包括插头壳体和插座壳体，各个插头壳体和插座壳体都由塑料模制为单件，并且至少一个简单、大致平坦的金属锁止片插入插头壳体的一侧。在壳体的连接中，当锁止片进入插座壳体中的通道时，锁止片向内弯曲，并且此后向外弹出，以与插座锁止特征接合。在实施方式中，通道中楔形向内的塑料凸起与锁止片中的孔接合。解锁只需要向内轻轻按压锁止片。在实施方式中，能够使用手指按压塑料的按压片，以弯曲并释放锁止片。在其他实施方式中，锁止片是手指无法接近的，并且需要使用工具来释放锁止片。

Description

用于中等功率电连接器的紧凑型锁止机构

发明人：

克里斯汀M.赛文尼斯

查尔斯L.约克

技术领域

本发明涉及电连接器，更特别地，涉及一种用于中等功率电连接器的锁止系统。

背景技术

单触头和多触头的电连接器系统广泛地使用于家庭应用和工业应用中。典型地，这种连接器系统包括插头和相配合的插座，其中每个包括一个或多个电触头，当插头与插座配对时，这些触头相连接。插头和插座壳体或“外壳”设置为，当连接器配对时，触头彼此间对齐地定位，保持触头彼此间安全地连接，并且保护电触头免受环境影响。典型地，当连接器配对时，所述壳体至少部分地重叠，其中外壳体称为“插座”以及内壳体称为“插头”。通常，锁止机构包含于壳体中，以避免插头无意间从插座上分离。

在外界环境和/或物理性质可能改变的情况下，中等功率连接器系统典型地必须能够支持和保护一个或多个高电流连接和/或多个密集封装的连接。例如，在太阳能或风能装置中使用的连接器通常要求能够支持高电流并且经受暴露于阳光、大风和降雨。在例如钻探平台上或快艇上的海洋环境中使用的中等功率连接器可能暴露于旷日持久的盐雾中。在例如食品加工厂的工业环境中使用的连接器可能遭受来自清洗中加压水的周期性冲击。

在一些应用中，需要中等功率连接器尽可能地紧凑。例如，在太阳能装置和快艇中，通常需要多个中等功率连接器共置在有限空间中，要么将连接器分开的成对地连接于面板，要么将多个连接器紧密隔开地连接于面板。此外，通常需要中等功率连接器容易且快速地连接和断开。并且在一些应用中，中等功率连接器需要根据适用的准则实现通过使用特定的工具才能够松开。

图1A是现有技术的中等功率连接器插头100的立体图，插头100适配多个能够安装到阳性连接器体104的阳性或阴性针脚102(图中显示的是阳性针脚102)。插头100包括壳体106，壳体106形成有三个螺旋槽108。配对的插座110显示在图1B中。阴性针脚112(代表多个阳性和/或阴性针脚)显示为插入插座连接器体114中。插座壳体116由大的挡圈118环绕，挡圈118能够围绕壳体116自由旋转。挡圈118具有围绕其周向在等间距的位置上插入的三个锁止针脚120，三个锁止针脚120向内延伸并与插头壳体的三个螺旋槽108配合，以便挡圈118的旋转将插头壳体和插座壳体拉动到一起并将其锁止于该位置。此外，插头壳体106包括“磨损针脚”122，磨损针脚122将挡圈118保持在锁止位置并且在即使插头和插座沿相反方向拉动时也能防止无意义地旋转和释放。

当图1A和图1B中的现有技术的连接器是可操作的时，其具有一些缺陷。首先，由插头壳体槽108和插座壳体以及挡圈118提供的锁止机构是非常庞大的。如果他们由塑料制造的话，尤其如此，因为塑料部件在这种设计中必须非常厚才能提供足够的耐用度和性能。锁止机构通过使壳体106、116和挡圈118由金属制造(例如不锈钢)而可以减小体积，但是在这种情况下，由于所需要的金属部件106、116、118、120、122的数量和复杂性而使机构非常昂贵。

另外，在典型的使用情况下，可能在使用另一只手保持插头稳定时，连接器的装配和松开要求能够施加大的扭转力到可旋转的挡圈118上。依赖于使用者的力量，这可能导致拉伤或其他损伤。并且在连接器紧密地封装在一起或是位于狭小空间中的情况下，尤其是如果还需要使用另一只手保持插头壳体106，对于使用者而言，使用他或她的手指围绕挡圈118且施加所需的力矩可能是困难的。

因此，需要的是用于中等功率连接器系统的锁止机构，该锁止机构即使在狭小的情况下也能够舒适、容易且安全地接合和释放且高度紧凑、耐用以及造价低。

发明内容

本发明是用于中等功率电连接器的锁止机构，该锁止机构即使在狭小的情况下也能够舒适、容易且安全地接合和释放且高度紧凑、耐用以及造价低。锁止机构包括插头壳体和插座壳体，插头壳体和插座壳体的每个都由塑料模制为单件，因而可以最小化成本。至少一个金属锁止片插入并保持在所述插头壳体的一侧。在实施方式中，成对的金属锁止片插入且保持在所述插头壳体的相对侧上。在插头插入插座时，当所述锁止片进入所述插座壳体的锁止通道时，所述锁止片在活动铰链上向内弯曲。当壳体完全配对时，锁止片向外弹出，以与所述插座壳体的相对侧上设置的相应的锁止特征相接合。

锁止片是大致平且形状相对简单的金属插入件，因而以最小的制造成本提供耐久性并具有金属强度。与现有技术的锁止机构不同，本发明不需要额外的针脚或其他部件。因此制造整个壳体及锁止系统只需要模制两个塑料壳体，模锻(stamping out)一个或多个金属锁止片，并且将所述锁止片推动至所述插头壳体中的保持槽内。壳体的连接只需要将壳体对齐且将他们推到一起，直到锁止片咬接至与锁止特征接合。解锁只需要向内轻轻按压两个锁止片，直到所述锁止片从所述锁止特征上脱离，此后能够将两个壳体拉开。

在实施方式中，锁止特征是所述插座壳体中的开口，当两个壳体连接时，所述锁止片中形成的凸起插入所述开口中。在其他实施方式中，锁止特征是由插座壳体的塑料形成的向内凸起，当两个壳体连接时，向内凸起插入锁止片中的开口。

在一些实施方式中，塑料的按压片至少部分地覆盖所述锁止片，所述按压片形成为壳体中的一个壳体的一部分并且能够在活动铰链上向内按压，以向所述按压片上按压并释放锁止片。因此，所述按压片设置有按压靶，该按压靶即使不能直接可看见也能够容易地通过触摸而找到，并且按压按压靶是舒适的，因为按压靶由塑料模制且不存在可能与金属的锁止片相关的任何锋利边缘。

在其他实施方式中，锁止片由所述插头壳体的固定部分覆盖，并且使用者的手指无法接近，以便必须插入工具穿过在插头壳体或插座壳体中设置的释放孔，以向锁止片上按压并释放下面的锁止片。

本发明是电连接器壳体及锁止系统，其包括插座壳体，该插座壳体模制为单一的塑料件，至少一个锁止通道，该至少一个锁止通道在所述插座壳体的一侧上形成，每个所述锁止通道包括插座锁止特征；插头壳体，该插头壳体模制为单一的塑料件，所述插头壳体设置为通过将所述插头壳体的至少一部分插入所述插座壳体而与所述插座壳体配对，以及至少一个金属锁止片，该金属锁止片插入在所述插头壳体的一侧上形成的保持通道内，所述锁止片延伸超过所述保持通道，以便当向所述锁止片上按压时所述锁止片的末端能够向内弯曲，所述锁止片包括邻近所述锁止片的所述末端的插头锁止特征。所述锁止片、所述保持通道和所述锁止通道设置为当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，促使所述锁止片进入所述锁止通道和所述插头锁止特征以与所述插座锁止特征接合，所述插头锁止特征通过向内按压所述锁止片的所述末端而从所述插座锁止特征上脱离。

在实施方式中，需要工具才能使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。在一些实施方式中，成对的锁止片插入在所述插头壳体的相对侧上形成的成对的保持通道中；并且成对的锁止通道在所述插座壳体的相对侧上形成。

在一些实施方式中，所述插座锁止特征是向内延伸的凸起，该向内延伸的凸起由所述插座壳体的塑料形成，并且所述插头锁止特征是邻近所述锁止片的所述末端的开口，当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，所述插座锁止凸起延伸进入所述开口。

在其他实施方式中，所述插头锁止特征是向外延伸的锁止钩，该向外延伸的锁止钩邻近所述锁止片的所述末端，并且所述插座锁止特征是所述锁止通道中的开口，当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，所述锁止钩延伸进入所述开口。

在一些实施方式中，所述插头壳体包括通过活动铰链连接于所述插头壳体且至少部分地覆盖所述锁止片的按压片，该按压片设置为当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对且通过使用者的手指向内按压所述按压片时，所述锁止片的末端向内弯曲并且使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。

在其他实施方式中，所述插座壳体包括通过活动铰链连接于所述插座壳体且至少部分地覆盖所述锁止片的按压片，该按压片设置为当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对且通过使用者的手指向内按压所述按压片时，所述锁止片的末端向内弯曲并且使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。

在不同的实施方式中，所述插座壳体和/或所述插头壳体包括锁止片盖，该锁止片盖部分地覆盖所述锁止片并且防止通过使用者的手指而使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离，并且所述插座壳体和/或所述插头壳体包括释放孔，工具能够插入该释放孔，以按压在所述锁止片上并且将所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上释放。这些实施方式中的一些实施还包括用于将所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上释放的工具。

在特定的实施方式中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者设置为用于与电缆直接连接。在不同的实施方式中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者设置为用于安装于面板。

并且在一些实施方式中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者包括设置为容纳O型圈的O型圈座，当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，所述O型圈防止水进入所述系统的内部。

此处说明的特征和优点并未包含所有，特别地，许多附加的特征和优点对于任意一个本领域普通技术人员而言根据附图、说明书和权利要求均是显而易见的。而且，应当注意地是说明书中使用的语言主要选择为用于可读性和指导性，但不限制本发明主题的范围。

附图说明

图1A是现有技术的中等功率插头壳体的立体图；

图1B是现有技术的中等功率插座壳体的立体图，该插座壳体与图1A的插头壳体相配合；

图2A是本发明的一种实施方式中的中等功率插头壳体的分解立体图；

图2B是图2A的插头壳体的装配立体图；

图3是本发明的一种实施方式中的中等功率插座壳体的立体图；

图4是本发明的一种实施方式中的对齐以准备用于连接的插座壳体和插头壳体的立体图；

图5是图4的插座壳体和插头壳体在连接后的立体图；

图6A是图2B的插头壳体部分剖切的俯视图；

图6B是图6A的剖切部分的放大图；

图7A是本发明的一种实施方式中的锁止片的俯视图，其中锁止片包括开口，该开口与插座壳体的锁止特征接合；

图7B是图7A的锁止片的侧视图；

图7C是图7A的锁止片的立体图；

图8A是本发明一种实施方式中的锁止片的俯视图，其中锁止片包括锁止钩，该锁止钩与插座壳体的锁止特征接合；

图8B是图8A的锁止片的侧视图；

图8C是图8A的锁止片的立体图；

图9是图5中的配对的插头壳体和插座壳体的部分剖切图；

图10是一种实施方式的配对的插头壳体和插座壳体的部分剖切的俯视图，其中锁止片包括锁止钩并且锁止特征是插座壳体的锁止通道中的开口；

图11是一种实施方式的插头壳体的立体图，其中锁止片被覆盖且手指无法接近，因此需要工具进行断开；

图12是与相配合的插座壳体配对的图11的插头壳体的立体图；以及

图13是图12的配对的壳体的部分剖切的俯视图。

具体实施方式

本发明是用于中等功率电连接器系统的锁止机构，该锁止机构即使在狭小的情况下也能够舒适、容易且安全地接合和释放且高度紧凑、耐用以及造价低。参考图2A和图2B，锁止机构包括插头壳体200，该插头壳体200由塑料模制为单件，因而可以尽可能减少其成本。一个或多个锁止片202被插入且保持在插头壳体200的一个或多个侧边上的保持通道中。

在图2A和图2B的实施方式中，锁止片202包括尾部206和保持钩208，所述尾部206防止锁止片202被插入到保持通道204太深，一旦锁止片202插入保持通道204中，所述保持钩208阻止锁止片202再次移动。在图2A和图2B的实施方式中，锁止片202包括开口210，当连接器配对时，开口210与插座300的接合特征相接合。图2A和图2B的实施方式还包括塑料的按压片212，该按压片212在所述的实施方式中形成为插头壳体200的一部分并且能够在活动铰链上向内按压，以向按压片212上按压并释放锁止片202。所述按压片212包括按压靶214，该按压靶214即使不能直接看见也能够容易地通过触摸而找到，并且使用手指按压按压靶214是舒适的，因为按压靶214由塑料模制且不存在可能与金属的锁止片202相关的任何锋利边缘。

图2A是所示实施方式的插头组件200的分解立体图，并且图2B是图2A的实施方式的装配后立体图。

参考图3，插座壳体300同样由塑料模制为单件。插座壳体300包括锁止通道302和锁止特征304，当壳体配对时，锁止片202插入锁止通道302中，锁止特征304与锁止片202接合。在图3所示的实施方式中，锁止特征304是由锁止通道的塑料形成的凸起，当壳体配对时，所述凸起向内延伸并且插入锁止片202中的开口210内。在所示实施方式中的锁止特征304为楔形，以在壳体配对时自动地向内按压锁止片202，同时在配对后阻止分离，直到按压片212被按压且锁止片202因而向内偏转直到其脱离锁止特征304.在图3的实施方式中，插座壳体还包括O型圈座306，其中能够安装O型圈，以当壳体配对时提供防水密封。

图4是显示图2B的插头与可面板安装的插座400对齐的立体图，所述插座400包括与图3的可线缆安装的插座相一致的锁止特征。两个壳体的配对只需要两个壳体200、300如图所示地对齐，然后推动到一起，直到锁止片200向外咬接，以便锁止片202中的孔212包围插座400的锁止特征304。图5是从不同角度看两个彼此间配对的壳体200、400的立体图。

图6A是图2A和图2B的插头壳体以部分剖切视图方式显示的俯视图，以便于能够看见位于保持通道204中的锁止片202的位置。在锁止片202已经插入保持通道204后，保持钩208防止锁止片202再次移动的动作能够在附图中清楚地看出。图6B是图6A的剖切区的放大图。

图7A至图7C是图2A和图2B的实施方式的锁止片202的俯视图、侧视图和立体图。图8A、图8B和图8C是包括锁止钩810的锁止片802的类似的视图，所述锁止钩810替代了孔210。

图9是图5的配对壳体200、400的部分剖切的俯视图。在剖切部分中能够清楚地看出插座壳体400的锁止特征304穿入锁止片202的孔210中。图10是一种实施方式的类似的说明，其中已经安装了图8的锁止片802，锁止片802具有替代了孔202的锁止钩802。在剖切区中能够看见的是当连接器配对时，锁止钩810向外咬接于插座壳体1000中设置的锁止孔1002。

对于一些应用，适用的准则要求必须使用特定的工具才能释放锁止机构和分离壳体。图11是一种实施方式中的插头壳体1100的立体图，其中按压片212由刚性盖1112替换，该刚性盖1112使得使用者在不使用工具时无法按压在锁止片202上。图12是显示图11的插头壳体与图4的可面板安装的插座壳体配对的立体图。刚性盖1112防止仅使用手指即释放壳体。替代地，需要将小的螺丝起子或相似工具插入释放孔1204，该释放孔1204设置为插座400的锁止特征304的一部分。在一些实施方式中，足够使连接器每次释放一个锁止片202，在其他实施方式中，特定的工具设置为能够在两个锁止片202上同时按压。

图13是与图9类似的立体剖切视图，但是图13包括图11的插头壳体1100。

本发明的实施方式的以上描述已经提出了说明和描述的目的。这并不意味着穷举或将本发明限制于所述的具体形式。根据本公开许多修改和变型是可能的。这意味着本发明的范围不限于这些详细描述，而是由所附的权利要求确定范围。

Claims (12)

1.一种电连接器壳体及锁止系统，包括：

插座壳体，该插座壳体模制为单一的塑料件；

至少一个锁止通道，该锁止通道形成在所述插座壳体的侧向，每个所述锁止通道包括插座锁止特征；

插头壳体，该插头壳体模制为单一的塑料件，所述插头壳体构成为用于通过将所述插头壳体的至少一部分插入所述插座壳体而与所述插座壳体配对；

至少一个金属锁止片，该金属锁止片插入在所述插头壳体的一侧上形成的保持通道内，所述锁止片延伸超过所述保持通道，以便当向所述锁止片上按压时，所述锁止片的末端能够向内弯曲，所述锁止片包括邻近所述锁止片的所述末端的插头锁止特征，

所述锁止片、所述保持通道和所述锁止通道构成为当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，促使所述锁止片进入所述锁止通道以及所述插头锁止特征与所述插座锁止特征接合，通过向内按压所述锁止片的所述末端，所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，需要工具使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。

3.根据权利要求1所述的系统，其中：

成对的锁止片插入在所述插头壳体的相对侧上形成的成对的保持通道；并且

成对的锁止通道在所述插座壳体的相对侧上形成。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插座锁止特征为从所述插座壳体的塑料上形成的向内延伸的凸起并且所述插头锁止特征是邻近所述锁止片的所述末端的开口，当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，所述插座锁止凸起延伸进入所述开口。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插头锁止特征是向外延伸的锁止钩，该向外延伸的锁止钩邻近所述锁止片的所述末端，并且所述插座锁止特征是所述锁止通道中的开口，当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，所述锁止钩延伸进入所述开口。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插头壳体包括按压片，该按压片通过活动铰链连接于所述插头壳体且至少部分地覆盖所述锁止片，所述按压片构成为当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对且通过使用者的手指向内按压所述按压片时，所述锁止片的末端向内弯曲并且使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插座壳体包括按压片，该按压片通过活动铰链连接于所述插座壳体且至少部分地覆盖所述锁止片，所述按压片构成为当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对且通过使用者的手指向内按压所述按压片时，所述锁止片的末端向内弯曲并且使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者包括锁止片盖，该锁止片盖部分地覆盖所述锁止片并且防止通过使用者的手指而使所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上脱离；并且

所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者包括释放孔，工具能够插入该释放孔，以按压在所述锁止片上并且将所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上松开。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述系统还包括用于将所述插头锁止特征从所述插座锁止特征上松开的工具。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者构成为用于与电缆直接连接。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者构成为用于安装到面板。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述插头壳体和所述插座壳体中的至少一者包括构成为容纳O型圈的O型圈座，当所述插头壳体与所述插座壳体完全配对时，所述O型圈防止水进入所述系统的内部。