CN105552642B - 用于直接配合和分离的连接器位置保证装置 - Google Patents

用于直接配合和分离的连接器位置保证装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于直接配合和分离的连接器位置保证装置。本发明的电连接器组件包括插头连接器。该插头连接器包括具有柔性腿的连接器壳体。该插头连接器进一步包括具有压合部分和柔性臂的副锁定装置，该副锁定装置在该插头连接器没有与对应的对置连接器配合时与所述柔性腿处于阻挡接触。该插头连接器由此允许与对应的对置连接器直接配合，其中该副锁定装置提供连接器位置保证功能。

Description

用于直接配合和分离的连接器位置保证装置
技术领域
本发明涉及一种具有副锁定装置的电连接器组件，并且特别地其中该电连接器组件允许插头连接器与对应的对置连接器直接配合和分离。
背景技术
连接器的安全联接对于许多应用来说都十分重要。例如，现代的轿车包括各种不同的电气接线。为了保证与对应的对置连接器配合的连接器不会意外变松，在本领域中已知副锁定构件用来保证连接器和对置连接器之间的安全机械联接。
另外，还期望在组装过程期间指示(无论是视觉地指示还是物理地指示)插头连接器已经完全且恰当地与对应的对置连接器配合以便允许进行“万无一失的”组装。为了减少与不恰当配合的连接器相关的风险，已经提出了所谓的连接器位置保证(CPA)装置。这些CPA装置是分开的元件，这些元件能够被插入到插头连接器的连接器壳体内，并且经常以不同的颜色提供。当连接器没有恰当地或完全地联接至其对应的对置连接器内时，CPA装置不能被完全插入连接器壳体内。因而，CPA装置从连接器突出，表明尚未完成完全配合。只有在连接器与对置连接器完全且恰当地配合时，才可以将CPA装置完全插入到连接器壳体内。这允许视觉指示插头连接器是否已经恰当且正确地与对置连接器配合。经常将CPA和副锁定装置的功能集成在一个部件中。
因而，通常使用的配合过程需要若干个步骤。连接器必须与对置连接器配合，并且还必须锁定在对置连接器上。另外，副锁必须关闭，并且/或者CPA装置必须被插入以保证恰当配合。然而，在现代制造场所中，经常期望以快速且安全方式将插头连接器与对置连接器配合。这种需要因人体工程学原因以及其他原因而产生。因此，期望的是以最少量步骤完成配合过程。
因此，本发明的目的是提供一种电连接器组件，该电连接器组件允许将插头连接器与对置连接器快速且可靠地配合。本发明的附加目的是提供一种电连接器组件，该电连接器组件允许进行容易的分离过程，而不会增加连接器从对置连接器不需要地分离的风险。
这些及其他目的通过本发明实现，通过阅读如下描述这些及其他目的将变得明显。
发明内容
根据本发明，提供了包括插头连接器的电连接器组件。该插头连接器包括具有柔性腿(即，一个或多个)的连接器壳体，该柔性腿上设置有主锁定机构。所述主锁定机构适合于在所述插头连接器与对应的对置连接器配合时提供主锁定功能。所述主锁定机构被设置成当所述连接器壳体的所述柔性腿挠曲时，所述主锁定功能能够被复位。
所述插头连接器进一步包括副锁定装置(在下文中也简写为“SLD”),该副锁定装置被布置成能够相对于所述连接器壳体在打开位置和关闭位置之间移动。在所述打开位置，所述副锁定装置允许所述插头连接器与对置连接器配合，而在所述关闭位置，所述副锁定装置在所述插头连接器和所述对置连接器之间提供附加(副)锁定。为此，所述SLD包括柔性臂和至少一个压合部分。该压合部分可以是所述SLD的所述柔性臂的一部分。然而，优选地，所述压合部分是与所述柔性臂分开的元件。这是有利的，因为这允许以高刚性设计所述压合部分，而以较低刚性(即增加柔性)设计所述柔性臂。
所述连接器壳体的所述柔性腿和所述SLD的所述柔性臂适合于在所述柔性臂没有挠曲时处于阻挡接触。换言之，在所述柔性臂的空闲即未挤压或接合的构造中，所述SLD不能在优选是配合方向的阻挡方向上移动。该阻挡接触特别地阻止了所述SLD从所述打开位置到所述关闭位置的移动。换言之，所述SLD的所述柔性臂需要挠曲，以便将所述SLD从所述打开位置移动到所述关闭位置。这具有的优点在于，操作者能够借助于所述副锁定装置(例如通过在SLD本身上施加压力)而将所述插头连接器推动到配合位置。由此，能够实现所谓的惯性锁定功能。
另外，所述SLD的所述柔性臂适合于在所述插头连接器与所述对应的对置连接器配合时挠曲。因而，当所述插头连接器与所述对置连接器配合时，所述柔性臂挠曲，从而所述副锁定装置能够移动到所述关闭位置。优选地，所述柔性臂例如由于与所述对置连接器的一部分(直接或间接地)接触而自动挠曲。这是有利的，因为在完全配合时，所述SLD因此自动释放，并且能够被推动到其锁定位置。
当所述SLD位于所述关闭位置时，所述SLD的所述压合部分适合于防止所述连接器壳体的所述柔性腿挠曲。换言之，所述连接器壳体的所述柔性腿的主锁定功能在所述副锁定装置位于所述关闭位置时不能被复位，这是因为所述压合部分防止所述柔性腿挠曲，否则将使所述主锁定功能复位。由此，给连接器系统提供了副锁定。
因此，根据本发明的电连接器组件的设计允许进行容易的配合过程。由于通过在配合方向上推动SLD来释放所述SLD，因此在将所述插头连接器与所述对置连接器配合时能够在一个单个工作步骤中将SLD自动关闭。当操作者以相当大的力借助于SLD推动所述插头连接器时，在该配合过程中涉及的惯性具有如下作用：在所施加的力足够用于配合时，所述SLD被操作者自动关闭。这特别地被表示为“惯性锁定”。所述副锁定装置与所述连接器壳体的相互作用由此提供了连接器位置保证(CPA)功能，从而允许对成功和完全配合进行直接校验。
这里使用的术语“对置连接器”表示适合于连接至所述插头连接器的任何类型的连接器。此外，这里使用的术语“柔性腿”和“柔性臂”并限于具体的外观或结构，然而，这两个元件都应该不是刚硬的，即刚性的。例如，该柔性腿可以以板状元件的形式存在，而柔性臂可以采取环状结构的形式。优选地，所述柔性腿和所述柔性臂为与配合方向平行地延伸的杆状或棒状形式。
如上所述，优选地，所述副锁定装置从所述打开位置到所述关闭位置的移动方向与所述插头连接器至所述对应的对置连接器的配合方向相同或近似相同。进一步优选地，所述插头连接器能够通过惯性锁定而完全联接至所述对应的对置连接器。本领域技术人员理解，惯性锁定意味着整个联接过程在一个步骤中完成，并且操作者不能停止在中间联接状态。换言之，当开始联接过程并且利用一定力克服第一障碍时，该联接过程由于惯性而继续，直到所述插头连接器完全联接至对应的对置连接器。术语“完全联接”由此是指所述插头连接器与所述对应的对置连接器配合，并且所述副锁定装置位于所述关闭位置，由此提供了CPA功能。因而，由于本发明的设计，可以以直接和容易的方式将插头连接器和对应的对置连接器配合和分离，这仅仅需要操作者的单个动作。
在进一步优选的实施方式中，所述副锁定装置的所述柔性臂包括T形或L形部分，并且所述连接器壳体的所述柔性腿包括至少一个突起。优选地，当所述插头连接器没有与所述对应的对置连接器配合时，在配合方向上作用在所述副锁定装置上的任何力都沿着没有挠曲的所述柔性臂在纵向方向上借助于所述T形或L形部分与所述突起之间的阻挡接触而传递到所述连接器壳体上。因而当所述插头连接器没有与所述对应的对置连接器配合时，所述T形或L形部分与所述连接器壳体的所述突起之间的相互作用阻止了所述副锁定装置从所述打开位置到所述关闭位置的移动。由于力沿着所述柔性臂在纵向方向上传递，所述柔性臂能够承受相对较高的力，而不会变形或断裂。
在进一步优选的实施方式中，所述副锁定装置包括释放部分，该释放部分适合于在所述副锁定装置从所述关闭位置移动到所述打开位置时使所述连接器壳体的所述柔性腿挠曲。由于所述柔性腿发生这种挠曲，所述主锁定功能被复位，并且可以从所述对应的对置连接器将所述插头连接器分离和移除。
在进一步优选的实施方式中，所述连接器壳体包括引导机构，该引导机构在所述打开位置和所述关闭位置之间引导所述副锁定装置的移动。优选地，所述引导机构包括凹部或间隙，使得所述副锁定装置能够围绕垂直于所述配合方向的轴线至少部分地旋转。由于该旋转，所述副锁定装置与所述连接器壳体的所述柔性腿相互作用，使得所述柔性腿挠曲并将所述主锁定功能复位。因而，通过旋转所述副锁定装置，操作者能够以最小努力将所述主锁定功能复位，并且将所述插头连接器从所述对应的对置连接器分离。
附图说明
在下文中，参照附示出例性地描述本发明。
图1示出了处于完全拆卸状态的根据本发明的插头连接器。
图2示出了处于完全组装状态的图1的插头连接器。
图3示出了根据本发明的部分组装的插头连接器的局部剖视图。
图4示出了根据本发明的副锁定装置。
图5示出了图2的插头连接器的局部剖视图。
图6示出了与对应的对置连接器配合的图2的插头连接器的局部剖视图。
图7示出了完全联接至对应的对置连接器的图6的插头连接器的局部剖视图。
图8示出了处于另一种构造中的图6的组件的局部剖视图。
图9至图11从侧面示出了根据本发明的插头连接器的局部剖视图。
附图标记
10 连接器壳体
11a、11b 柔性腿
12a、12b 突起
13 主锁定机构
14a、14b 压合表面
15a 解锁部分
16b 保持机构
17b 引导机构
18b 凹部或间隙
19 钩
20 副锁定装置
21 柔性臂
22a、22b T形部分
23 副锁定机构
24b 压合部分
25a、25b 释放部分
26a 凸起
27a 反馈部分
28 致动部分
29 致动表面
30 终端位置保证构件
40 密封构件
50 对置连接器
51 对置锁定机构
201 台阶
具体实施方式
图1呈现了根据本发明的插头连接器的部件，即：连接器壳体10、副锁定装置20、终端位置保证(TPA)构件30和密封构件40。图2示出了处于组装状态的图1的插头连接器。本领域技术人员理解，TPA构件30和密封构件40是可选部件，但是优选采用它们以便提高插头连接器的功能。
图3示出了附装有TPA构件30和密封构件40的连接器壳体10。连接器壳体10包括两个腿11a，11b，这两个腿11a、11b支撑主锁定机构13，该主锁定装置13又以闩锁的形式呈现。所述闩锁适合于与对应的对置连接器相互作用，以便将连接器壳体10锁定至该对置连接器。腿11a、11b还包括两个突起12a、12b和压合表面14a、14b。所述突起和所述压合表面均设置至腿11a、11b的同一侧，即上侧。与压合表面14a相对地设置有解锁部分15a。尽管不可见，但是本领域技术人员应该理解，与设置在柔性腿11b上的压合表面14b相对地设置类似的解锁部分，这是因为示出的连接器壳体10(以及还有副锁定装置20)是镜像对称的。
图4示出了以柔性臂21为特征的副锁定装置20，该柔性臂21又以位于其一端的副锁定机构为特征，该副锁定机构适合于与对应的对置连接器相互作用。本领域技术人员理解，该副锁定装置以及还有该连接器壳体可以分别具有任何数量的柔性臂和柔性腿。
柔性臂21以具有从柔性臂21延伸开的横向延伸部的T形部分22a、22b为特征。另选地，柔性臂21也可以设置有L形部分，然而，T形由于其对称性设计而允许进行更均匀的力传递。另外，副锁定装置20包括两个压合部分，由于视角，其中只有一个压合部分24b在图4中可见。另外，副锁定装置20以两个释放部分25a、25b为特征，所述释放部分25a、25b适合于与连接器壳体10的解锁部分15a、15b相互作用，如下面将描述的那样。
副锁定装置20设置有相对较大的致动表面29，从而允许进行简单的操作。另外，副锁定装置20以致动部分28为特征，该致动部分28允许插入例如螺丝起子并且允许副锁定装置20与该螺丝起子一起移动。
如能够在图4中进一步看到的，副锁定装置20以至少一个凸起26a为特征，该凸起26a适合于与诸以楔子方式设置在连接器壳体10上的如保持机构16b之类的保持机构相互作用(如上所述，副锁定装置是对称的，从而该保持机构实际上是与保持机构16b相对的对称保持机构)，从而副锁定装置20无法从连接器壳体10完全移除。总体上优选的是，副锁定装置20的移动限于打开位置和关闭位置之间，从而不会变得意外松开。另外，副锁定装置20以反馈部分27a为特征，该反馈部分27b经过设置在连接器壳体10上的相应保持机构16a(由于视角，保持机构16a在图4中不可见，但是与保持装置16b类似)，从而使得副锁定装置20的一部分偏转并且随后被吸引，由此产生表示配合过程已经成功的声学反馈信号。
图5示出了图3的组件，其中图4的副锁定装置20附装至该组件，其中副锁定装置20位于其打开位置。连接器壳体10的引导机构17b由此将副锁定装置20的移动方向限制成与整个插头连接器的配合方向近似相同。在图5的构造中，连接器壳体10的压合表面14a、14b没有被副锁定装置20的压合部分覆盖。另外，T形部分22a、22b与连接器壳体10的突起12a、12b的阻挡接触防止了副锁定装置进一步移动到连接器壳体10内。换言之，当在致动表面29上推动时，所得到的力经由副锁定装置20的柔性臂21在所述臂的纵向方向上传递到T形部分并最终传递到连接器壳体10。由于T形部分21a、21b的对称布置和柔性腿21的取向，这些力被有效地传递，而不会对副锁定装置20引起损坏。
图6示出了图5的插头连接器，其中连接器壳体10与对应的对置连接器50配合。在配合过程中，设置在对置连接器50上的对置锁定机构51(优选采取隆起的形式)使连接器壳体10的柔性腿11a、11b挠曲，从而连接器壳体10的主锁定装置13能够被定位在对置锁定机构51的另一侧(后面)。同一个对置锁定机构51适合于与副锁定装置20的副锁定机构23相互作用，从而使得柔性臂21向上(在图6的取向中)挠曲，并且存在于T形部分22a、22b和突起12a、12b之间的阻挡接触被取消，因此现在能够例如通过在配合方向上推动到致动表面29上而将副锁定装置20进一步插入到连接器壳体10中。
图7示出了完全联接至对应的对置连接器50的图6的插头连接器。如能够看到的，如在配合方向上看到的，T形部分22a、22b现在位于连接器壳体10的突起12a、12b后面。另外，压合部分24b现在被定位成使得其至少部分地覆盖连接器壳体10的柔性腿11b的压合表面14b。因而，由于压合部分24b是刚性元件，因此连接器壳体10的柔性腿11b不能挠曲。因而，如图7所示，副锁定装置20完全插入到连接器壳体10中向操作者指示：(i)连接器壳体10与对应的对置连接器50配合；(ii)连接器壳体10的主锁定机构13相对于对置连接器50的对置锁定机构51恰当地定位，从而提供主锁定功能；(iii)副锁定机构23定位成支持副锁定功能；和(iv)压合表面24b被布置成使得连接器壳体的主锁定功能不能被复位。另外，可以看到，在副锁定装置20的引导壁上设置台阶201。台阶201便于副锁定装置20旋转，如下面将更详细地描述的那样。
图8示出了与对置连接器50配合但是在副锁定装置20位于打开或初始位置之前的图7的插头连接器。如能够看到的，压合部分24b不再覆盖连接器壳体10的柔性腿11b的压合表面14b。另外，T形部分22a、22b再次位于突起12a、12b的外侧，并且副锁定功能被复位。此外，释放部分25a现在与设置在连接器壳体10的柔性腿11b上的解锁部分15a接触。当副锁定装置20被进一步从连接器壳体10移除时，释放部分25a与解锁部分15a相互作用，使得连接器壳体10的柔性腿11a、11b挠曲。由于压合部分24b不再覆盖压合表面14a、14b，该挠曲不受阻挡。优选地，释放部分25a和/或解锁部分15a以斜坡的形式设置，如图所示，使得这两个部分能够与彼此进行力配合接触，从而允许柔性腿11a、11b挠曲而不会施加较大的力。
在另一个优选实施方式中，如图9所示，连接器壳体10的引导机构17b包括凹部或间隙18b，并且副锁定装置20的对应壁包括台阶201。这些凹部或间隙被设置成使得当副锁定装置20没有位于关闭位置时，副锁定装置20能够被旋转，使得凹部或间隙18b至少部分接收副锁定装置20。该构造在图10中示出。台阶201允许仅在副锁定装置20被拉到图9和图10的位置时才能旋转，其中副锁定装置20被从例如图8所示的初始或打开位置进一步向外拉动。由于该旋转或角度移动，并且由于解锁部分15a与释放部分25a同时接触，可以通过如图10中箭头所示那样在副锁定装置20的外端上推动而使连接器壳体10的柔性腿11a、11b挠曲。该移动对于使用者来说特别具有人机工程性。副锁定装置因而用作便于分离过程的杠杆。由于该挠曲移动，主锁定机构被从设置在对置连接器50上的相应对置锁定机构51释放，从而能够以最小努力将插头连接器从对置连接器50移除。
能够至少部分地接收副锁定装置20的凹部或间隙18b的深度在0.1到2.5mm的范围内，优选在0.3到2.0mm的范围内，更优选在0.3到1.5mm的范围内，最优选在0.4到0.6mm的范围内。参照图11，连接器壳体10可以包括一个或多个钩19，所述钩19适合于与副锁定装置20相互作用，从而使该副锁定装置不会被完全从连接器壳体10移除。

Claims (14)

1.一种电连接器组件，该电连接器组件包括：
插头连接器，该插头连接器包括：
具有柔性腿(11a，11b)的连接器壳体(10)，该柔性腿具有主锁定机构(13)，该主锁定机构(13)适合于在所述插头连接器与对应的对置连接器(50)配合时提供主锁定功能，其中，当所述柔性腿(11a，11b)挠曲时，所述主锁定功能能够被复位；和
副锁定装置(20)，该副锁定装置(20)被布置成能够相对于所述连接器壳体(10)在打开位置和关闭位置之间移动，所述副锁定装置(20)具有柔性臂(21)和压合部分(24b)；
其中，所述连接器壳体(10)的所述柔性腿(11a，11b)和所述副锁定装置(20)的所述柔性臂(21)适合于在所述柔性臂(21)没有挠曲时处于阻挡接触，从而阻止所述副锁定装置(20)从所述打开位置移动到所述关闭位置；
其中，所述副锁定装置(20)的所述柔性臂(21)适合于在所述插头连接器与所述对应的对置连接器(50)配合时挠曲，从而所述副锁定装置(20)能够移动到所述关闭位置；
其中，当所述副锁定装置(20)位于所述关闭位置时，所述副锁定装置(20)的所述压合部分(24b)适合于防止所述柔性腿(11a，11b)挠曲；并且
其中，所述连接器壳体(10)包括引导机构(17b)，该引导机构(17b)适合于引导所述副锁定装置(20)在所述打开位置和所述关闭位置之间的移动，从而移动方向与所述插头连接器至所述对应的对置连接器(50)的配合方向相同，
其特征在于，所述引导机构(17b)包括凹部或间隙(18b)并且所述副锁定装置(20)的对应壁包括台阶(201)，使得所述副锁定装置(20)能够围绕垂直于所述配合方向的轴线至少部分地旋转，从而在所述副锁定装置(20)旋转时使所述连接器壳体(10)的所述柔性腿(11a，11b)挠曲，其中，所述台阶(201)允许仅在所述副锁定装置(20)被从所述打开位置进一步向外拉动时才能旋转。
2.根据权利要求1所述的电连接器组件，其中，所述副锁定装置(20)的所述压合部分(24b)是与所述柔性臂(21)分离的元件。
3.根据权利要求1或2所述的电连接器组件，其中，当所述副锁定装置(20)位于所述打开位置时，所述副锁定装置(20)的所述压合部分(24b)不接合所述连接器壳体(10)的所述柔性腿(11a，11b)，而当所述副锁定装置(20)从所述打开位置移动到所述关闭位置时，所述压合部分(24b)至少部分地接合所述连接器壳体(10)的所述柔性腿(11a，11b)，从而防止所述柔性腿(11a，11b)挠曲。
4.根据权利要求3所述的电连接器组件，其中，当所述副锁定装置(20)从所述打开位置移动到所述关闭位置时，所述压合部分(24b)至少部分地覆盖所述连接器壳体(10)的所述柔性腿(11a，11b)，从而防止所述柔性腿(11a，11b)挠曲。
5.根据权利要求1或2所述的电连接器组件，其中，所述副锁定装置(20)从所述打开位置到所述关闭位置的移动方向与所述插头连接器至所述对应的对置连接器(50)的配合方向相同。
6.根据权利要求1或2所述的电连接器组件，其中，所述插头连接器能够通过惯性锁定而完全联接至所述对应的对置连接器(50)。
7.根据权利要求1或2所述的电连接器组件，其中，所述副锁定装置(20)的所述柔性臂(21)包括T形或L形部分(22a，22b)，并且其中，所述连接器壳体(10)的所述柔性腿(11a，11b)包括至少一个突起(12a，12b)，其中，所述T形或L形部分(22a，22b)和所述至少一个突起(12a，12b)在所述柔性臂(21)没有挠曲时处于阻挡接触，从而阻止所述副锁定装置(20)从所述打开位置移动到所述关闭位置。
8.根据权利要求7所述的电连接器组件，其中，当所述插头连接器没有与所述对应的对置连接器(50)配合时，所述副锁定装置(20)的所述柔性臂(21)适合于将在配合方向上作用的力在所述柔性臂(21)的纵向方向上沿着所述柔性臂(21)传递到所述副锁定装置(20)上，并且借助于所述T形或L形部分(22a，22b)传递到所述连接器壳体(10)上，从而阻止所述副锁定装置(20)从所述打开位置移动到所述关闭位置。
9.根据权利要求1所述的电连接器组件，其中，所述副锁定装置(20)在所述副锁定装置(20)位于所述关闭位置时不能旋转。
10.根据权利要求1或9所述的电连接器组件，其中，所述凹部或间隙(18b)适合于在所述副锁定装置(20)旋转时接收所述副锁定装置(20)的一部分，并且其中，所述凹部或间隙(18b)的深度在0.3mm到2.0mm的范围内。
11.根据权利要求10所述的电连接器组件，其中，所述凹部或间隙(18b)的所述深度在0.3mm到1.5mm的范围内。
12.根据权利要求11所述的电连接器组件，其中，所述凹部或间隙(18b)的所述深度在0.4mm到0.6mm的范围内。
13.根据权利要求1或2所述的电连接器组件，其中，所述连接器壳体(10)包括保持机构(16b)，该保持机构(16b)适合于在所述打开位置和所述关闭位置接合所述副锁定装置(20)，从而抑制所述副锁定装置(20)向所述打开位置和所述关闭位置之间移动。
14.根据权利要求13所述的电连接器组件，其中，所述副锁定装置(20)包括至少一个凸起(26a，27a)，该至少一个凸起适合于在所述打开位置和所述关闭位置与所述连接器壳体(10)的所述保持机构(16b)相互作用。
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