CN107196120A - 一种密封型连接器插头结构及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封型连接器插头结构，包括插针、绝缘子、套管、双壁管、壳体、螺母，插针与芯线电连接，绝缘子套接于芯线和插针的外侧，套管套接于表皮层的外侧，双壁管套接于表皮层和套管的外侧，壳体套接于套管和绝缘子的外侧，螺母绕左右方向可转动的套接于壳体的外侧，屏蔽层外翻并包覆在套管的外侧，双壁管还套接于壳体的外侧，螺母沿左右方向定位固定，壳体位于螺母孔内，壳体右与螺母孔内螺纹之间设有弹性密封限位圈。使其具备密封性能、接插件得到有效保护，从而提升连接器的机械性能、电气性能和环境性能，提高可靠性，满足试验、监测等信号传输的使用需求。本发明还公开了密封型连接器插头结构的装配方法。

Description

一种密封型连接器插头结构及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种密封型连接器插头结构，尤其涉及传感器领域的L5连接器插头，适用于将电缆连接到传感器，传输信号。

背景技术

连接器是电子设备中不可缺少的器件，连通电路内被阻断处，实现电路的预定功能，主要适用于传输设备间的各类信号，通常分为插头和插座两种形式，成套使用。评价连接器优劣主要有机械性能、电气性能和环境性能三个方面。

传感器领域通常使用一种L5连接器，分为L5插头和L5插座两种。一般L5插头固定在电缆端部，L5插座固定在传感器上。

常用的L5插头内部设置弹簧，使用中，弹簧受到螺母过大的拧紧力矩作用或受到大量级的振动、冲击而引发失效，导致L5插头与传感器插座连接松脱；存放时，弹簧的弹力使螺母沿轴向移动，导致插头中的插针裸露在外，易受到外力作用而致变形、损坏，影响机械性能。

常用的L5插头无密封措施，外界环境能直接影响到插头中的插针。环境性能能使插针受到温度、湿度、盐雾、霉菌、沙尘、淋雨等因素的作用而氧化、腐蚀，影响接触电阻等电气性能。

实际使用中，L5连接器插头因自身结构而影响到连接器的机械性能、电气性能和环境性能，不利于传感器的信号传输，影响测试、监测结果，不能满足使用需求。

本发明基于L5连接器插头的技术改进，采用在螺母凹槽内增设密封圈的方法提高L5连接器插头与插座的密封性；同时密封圈起限位作用，防止螺母轴向移动，使插针始终位于螺母的内腔中，起保护作用；芯部绝缘子凸出，L5连接器插头与插座连接时，绝缘子首先与插座接触，并产生弹性变形，其弹力反作用在螺纹上，增大了螺纹间的锁紧力，防止松脱。

参见图1，如其中的图例所示，为现有技术中的连接器插头结构，现有技术的插头内只设置弹簧40。现有技术的绝缘子22端面低于壳体25端面，且壳体25与套管23采用螺纹连接，因此为方便安装，在壳体25端面设置定位用途的直槽。同时，常用的插座绝缘体33端面略低于插座壳体31端面。安装时，先将插针21插入插孔32内孔中，然后旋紧螺母26在插座壳体31上。壳体25端面与插座壳体31端面接触，使绝缘子22和插座绝缘体33之间形成间隙。插针21、插孔32的环境通过这个间隙以及壳体端面直槽、螺纹间隙与外界环境连通。使用时，弹簧40被螺母26和壳体25压缩。当受到螺母26过大的拧紧力矩作用或受到大量级的振动、冲击时，容易引发失效，导致螺母26与插座壳体31的螺纹连接松脱，使连接器失效。存放时，弹簧40伸长，使螺母26移动至壳体25另一端，导致插针21裸露在外，易受到外力作用而致变形、损坏。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种密封型连接器插头结构，使其具备密封性能、接插件得到有效保护，从而提升连接器的机械性能、电气性能和环境性能，提高可靠性，满足试验、监测等信号传输的使用需求。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案：一种密封型连接器插头结构，其与电缆连接，所述电缆包括自内而外依次套接的芯线、绝缘层、屏蔽层以及表皮层，所述芯线右端裸露在外，所述密封型连接器插头结构包括：

-插针，其左端与所述芯线右端电连接；

-绝缘子，其套接于所述芯线右端和所述插针左端的外侧；

-套管，其套接于所述表皮层右端的外侧；

-双壁管，其套接于所述表皮层右端和所述套管左端的外侧；

-壳体，其套接于所述套管右端和所述绝缘子的外侧；

-螺母，其左端绕左右方向可转动的套接于所述壳体右端的外侧，右端设有与连接器插座匹配的内螺纹；

其中，所述屏蔽层右端外翻并包覆在所述套管右端的外侧，所述双壁管右端还套接于所述壳体左端的外侧，所述螺母沿左右方向定位固定，所述壳体右端位于所述螺母孔内，所述壳体右端面与所述螺母孔内螺纹之间设有弹性密封限位圈。

所述螺母是一空心圆柱金属体，内壁有与插座相配合的螺纹，螺纹根部有一凹槽。所述凹槽，既用于工艺上加工螺纹时退刀，又用于安装密封限位圈。

所述弹性密封限位圈为高分子材料弹性体。用于插头和插座连接时密封接触面。密封限位圈的另一作用是约束螺母在壳体的端部，且螺母只能在壳体端部轴向转动。

所述壳体为金属管状结构，内部安装绝缘子，外部一端有止口，用于安装、定位螺母。

所述插针为针状结构，采用导电性好的金属材料制作，用于传输信号，安装在绝缘子内孔中。

所述绝缘子为高分子绝缘材料，安装在壳体中，中心有孔，用于安装插针。

所述套管为金属管状结构，用于固定电缆，并与壳体采用压接方式连接。外表面设置环形凹槽，增加压接摩擦力。外部一端有止口，用于安装双壁管。

所述双壁管为双层管状结构，外层为热收缩材料层，内层为热熔胶层。加热后，双壁管固定在壳体上，并延伸至套管和电缆，对电缆起保护作用，同时起密封作用，使电缆内部与外界环境隔离，防止水汽、盐雾、霉菌、沙尘等有害物质渗入。

优选的，所述弹性密封限位圈设于所述螺母的退刀槽中。

优选的，所述壳体右端设有径向凸起的凸环，所述凸环设于所述螺母的退刀槽中以限制所述螺母向右运动。

优选的，所述双壁管右端延伸至所述螺母的左端以限制所述螺母向左运动。

优选的，所述绝缘子右端面凸伸出所述壳体右端面。

优选的，所述套管螺纹连接于所述表皮层上，所述壳体压接于所述套管的外侧壁上。

优选的，所述套管为可通过压钳变形的薄壁结构。

优选的，所述双壁管的内壁通过热熔胶粘结连接所述表皮层、所述套管以及所述壳体，所述双壁管的外壁收缩箍紧连接所述表皮层、所述套管以及所述壳体。

本发明还提供另外一个技术方案：一种密封型连接器插头结构的装配方法，包括如下步骤：

(1)先将所述双壁管从所述电缆的右端套入所述电缆，然后将套管旋于所述电缆的表皮层上；

(2)将所述螺母套入所述壳体，并将所述弹性密封限位圈安装在所述螺母内的凹槽中；

(3)将所述绝缘子插入所述壳体内孔中，并将所述套管连同所述电缆插入所述壳体内孔中，使所述电缆的芯线从所述绝缘子内孔中穿出；

(4)使用工具挤压所述壳体外壁，使所述壳体、所述套管和包覆在所述套管外表面的屏蔽层压接固定；

(5)向所述绝缘子内孔中插入所述插针，并使所述芯线从所述插针右侧穿出，将露出所述绝缘子的芯线部分用工具切除；

(6)向右移动所述双壁管，使其靠近所述螺母左端面，但不与所述螺母接触，使用工具对所述双壁管进行加热，使所述双壁管收缩并粘接在所述表皮层、所述套管以及所述壳体外侧；

其中，步骤(1)和步骤(2)不分先后。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用密封圈和双壁管提高密封性能，使传输信号的芯线、插针、插孔与外界隔离，有利于在温湿度、盐雾、霉菌、沙尘等环境中使用；利用绝缘子的弹性增大螺纹间的锁紧力，防止松脱，有利于进行大量级振动试验；插针始终位于螺母的内腔中，避免了受外力破坏；采用压接式安装方式，装配简便、效率高。

附图说明

图1为现有技术中的连接器插头结构的结构示意图；

图2本发明公开的密封型连接器插头结构的结构示意图；

图3本发明公开的密封型连接器插头结构与连接器插座的连接示意图；

图4为本发明公开的密封型连接器插头结构的装配方法。

其中，11、芯线；12、绝缘层；13、屏蔽层；14、表皮层；21、插针；22、绝缘子；23、套管；24、双壁管；25、壳体；26、螺母；27、弹性密封限位圈；30、传感器；31、插座壳体；32、插孔；33、插座绝缘体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图2至图4，如其中的图例所示，一种密封型连接器插头结构，其与电缆连接，电缆包括自内而外依次套接的芯线11、绝缘层12、屏蔽层13以及表皮层14，芯线11右端裸露在外，密封型连接器插头结构包括：

-插针21，其左端与芯线11右端电连接；

-绝缘子22，其套接于芯线11右端和插针21左端的外侧；

-套管23，其套接于表皮层14右端的外侧；

-双壁管24，其套接于表皮层14右端和套管23左端的外侧；

-壳体25，其套接于套管23右端和绝缘子22的外侧；

-螺母26，其左端绕左右方向可转动的套接于壳体25右端的外侧，右端设有与连接器插座匹配的内螺纹；

其中，屏蔽层13右端外翻并包覆在套管23右端的外侧，双壁管24右端还套接于壳体25左端的外侧，螺母26沿左右方向定位固定，壳体25右端位于螺母26孔内，壳体25右端面与螺母26孔内螺纹之间设有弹性密封限位圈27。

螺母26是一空心圆柱金属体，内壁有与插座相配合的螺纹，螺纹根部有一凹槽。所述凹槽，既用于工艺上加工螺纹时退刀，又用于安装密封限位圈。弹性密封限位圈27为高分子材料弹性体。用于插头和插座连接时密封接触面。密封限位圈的另一作用是约束螺母在壳体的端部，且螺母只能在壳体端部轴向转动。壳体25为金属管状结构，内部安装绝缘子，外部一端有止口，用于安装、定位螺母。插针21为针状结构，采用导电性好的金属材料制作，用于传输信号，安装在绝缘子内孔中。绝缘子22为高分子绝缘材料，安装在壳体中，中心有孔，用于安装插针。套管23为金属管状结构，用于固定电缆，并与壳体采用压接方式连接。外表面设置环形凹槽，增加压接摩擦力。外部一端有止口，用于安装双壁管。双壁管24为双层管状结构，外层为热收缩材料层，内层为热熔胶层。加热后，双壁管固定在壳体上，并延伸至套管和电缆，对电缆起保护作用，同时起密封作用，使电缆内部与外界环境隔离，防止水汽、盐雾、霉菌、沙尘等有害物质渗入。

一种实施方式中，弹性密封限位圈27设于螺母26的退刀槽中。

一种实施方式中，壳体25右端设有径向凸起的凸环，凸环设于螺母26的退刀槽中以限制螺母26向右运动。

一种实施方式中，双壁管24右端延伸至螺母26的左端以限制螺母26向左运动。

一种实施方式中，绝缘子22右端面凸伸出壳体25右端面。

一种实施方式中，套管23螺纹连接于表皮层14上，壳体25压接于套管23的外侧壁上。

一种实施方式中，套管23为可通过压钳变形的薄壁结构。

一种实施方式中，双壁管24的内壁通过热熔胶粘结连接表皮层14、套管23以及壳体25，双壁管24的外壁收缩箍紧连接表皮层14、套管23以及壳体25。

安装时，插头上的螺母26利用螺纹手动旋紧在传感器30的插座壳体31上，且利用螺纹作为导向，使插针21插入传感器30插座的插孔32内孔中，又使凸出的绝缘子22向插座绝缘体33挤压，发生弹性变形，其弹力反作用在螺纹上，增大了螺纹间的锁紧力，防止螺母26松脱。同时，弹性密封限位圈27受到壳体25、螺母26、插座壳体31的挤压产生弹性变形，使插针21、插孔32的环境与外界环境隔离，形成密封。拆卸时，只需拧松螺母26，并向外拔出，即可实现插头与插座的分离。

本发明还提供另外一个技术方案：一种密封型连接器插头结构的装配方法，包括如下步骤：

(1)先将双壁管24从电缆的右端套入电缆，然后将套管23旋于电缆的表皮层14上；

(2)将螺母26套入壳体25，并将弹性密封限位圈27安装在螺母26内的凹槽中；

(3)将绝缘子22插入壳体25内孔中，并将套管23连同电缆插入壳体25内孔中，使电缆的芯线11从绝缘子22内孔中穿出；

(4)使用工具挤压壳体25外壁，使壳体25、套管23和包覆在套管23外表面的屏蔽层13压接固定；

(5)向绝缘子22内孔中插入插针21，并使芯线11从插针21右侧穿出，将露出绝缘子22的芯线部分用工具切除；

(6)向右移动双壁管24，使其靠近螺母26左端面，但不与螺母26接触，使用工具对双壁管24进行加热，使双壁管24收缩并粘接在表皮层14、套管23以及壳体25外侧；

其中，步骤(1)和步骤(2)不分先后。

对套管、壳体、螺母的材料没有限制，可根据实际情况使用不锈钢、铜合金等材料。对螺母外壁结构没有限制，可以采用滚花，适合用手旋转紧固；也可以采用六角，适合用工具(扳手)旋转紧固。对螺母内螺纹规格也没有限制，但需与插座壳体的螺纹互相配合，也可将螺纹连接改为卡扣式连接。

采用绝缘子对螺纹提供附加锁紧力，防止连接松脱，有利于进行大量级振动试验；插针始终位于螺母的内腔中，避免了受外力破坏，提升了机械性能。采用密封圈提高密封性能，有利于在温度、湿度、盐雾、霉菌、沙尘、淋雨等环境中使用，提升了环境性能，从而保证了电气性能。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种密封型连接器插头结构，其与电缆连接，所述电缆包括自内而外依次套接的芯线、绝缘层、屏蔽层以及表皮层，所述芯线右端裸露在外，所述密封型连接器插头结构包括：

-插针，其左端与所述芯线右端电连接；

-绝缘子，其套接于所述芯线右端和所述插针左端的外侧；

-套管，其套接于所述表皮层右端的外侧；

-双壁管，其套接于所述表皮层右端和所述套管左端的外侧；

-壳体，其套接于所述套管右端和所述绝缘子的外侧；

-螺母，其左端绕左右方向可转动的套接于所述壳体右端的外侧，右端设有与连接器插座匹配的内螺纹；

其中，所述屏蔽层右端外翻并包覆在所述套管右端的外侧；

其特征在于，所述双壁管右端还套接于所述壳体左端的外侧，所述螺母沿左右方向定位固定，所述壳体右端位于所述螺母孔内，所述壳体右端面与所述螺母孔内螺纹之间设有弹性密封限位圈。

2.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述弹性密封限位圈设于所述螺母的退刀槽中。

3.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述壳体右端设有径向凸起的凸环，所述凸环设于所述螺母的退刀槽中以限制所述螺母向右运动。

4.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述双壁管右端延伸至所述螺母的左端以限制所述螺母向左运动。

5.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述绝缘子右端面凸伸出所述壳体右端面。

6.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述套管螺纹连接于所述表皮层上，所述壳体压接于所述套管的外侧壁上。

7.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述套管为可通过压钳变形的薄壁结构。

8.根据权利要求1所述的密封型连接器插头结构，其特征在于，所述双壁管的内壁通过热熔胶粘结连接所述表皮层、所述套管以及所述壳体，所述双壁管的外壁收缩箍紧连接所述表皮层、所述套管以及所述壳体。

9.一种密封型连接器插头结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)先将所述双壁管从所述电缆的右端套入所述电缆，然后将套管旋于所述电缆的表皮层上；

(2)将所述螺母套入所述壳体，并将所述弹性密封限位圈安装在所述螺母内的凹槽中；

(3)将所述绝缘子插入所述壳体内孔中，并将所述套管连同所述电缆插入所述壳体内孔中，使所述电缆的芯线从所述绝缘子内孔中穿出；

(4)使用工具挤压所述壳体外壁，使所述壳体、所述套管和包覆在所述套管外表面的屏蔽层压接固定；

(5)向所述绝缘子内孔中插入所述插针，并使所述芯线从所述插针右侧穿出，将露出所述绝缘子的芯线部分用工具切除；

(6)向右移动所述双壁管，使其靠近所述螺母左端面，但不与所述螺母接触，使用工具对所述双壁管进行加热，使所述双壁管收缩并粘接在所述表皮层、所述套管以及所述壳体外侧；

其中，步骤(1)和步骤(2)不分先后。