CN107615589A - 旋接式电线连接器及其应用工具 - Google Patents

Abstract

一种旋接式电线连接器，其与工具可释放地接合。连接器和工具设置有互补的驱动特征，当工具沿一个旋转方向移动时，允许工具独立于并且相对于连接器移动，并且当工具沿相反的旋转方向移动时，使工具和连接器驱动接合，使得连接器与工具一起移动，以将连接器施加到多个电导体上。通过向工具和连接器中的每一个提供邻近滑动表面定位的一个或多个接合表面，将互补的驱动特征提供给工具和连接器。

Description

旋接式电线连接器及其应用工具

相关申请信息

本申请要求于2015年6月3日提交的美国临时申请62/170,374的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

以下大体上涉及用于连接诸如电线的电导体的旋接式电线连接器，并且更具体地涉及可以通过使用相应的应用工具应用于电导体的旋接式电线连接器。

旋接式或螺纹式电线连接器在本领域中是众所周知的。通常，这些连接器用于连接两个或多个电导体(例如电线)的端部。连接器通常包括由诸如塑料的电绝缘材料形成的壳体，在该壳体中布置由导电材料形成的电连接元件，例如成形的钢形弹簧。以这种方式，当壳体放置在电导体的端部上时，壳体外壳旋转以将连接元件旋接到电导体的端部上，从而使电导体的端部和电连接元件彼此可靠的电接触。

为了将连接器应用于电导体的端部，已知的是在壳体外壳上提供径向相对的翼部以提供一定程度的杠杆作用，以允许连接器旋接到导体上，如美国专利4,227,040中所示。类似地，美国专利7,365,270公开了一种旋接式电线连接器，其包括一对径向相对的向外延伸的翼部，其中每个翼部设置有具有不同尺寸的两个部分，以适应手动附接或使用工具(如插座)的附接，以将连接器应用于导体。更进一步地，美国专利6,922,887公开了一种用于应用旋接式电线连接器的插座，美国专利7,356,914公开了一种电线连接器施加器，其自动地将旋接式电线连接器供给并安装到电导体的端部，并且美国专利3,887,981公开了一种用于电线连接器的安装工具。

为了简洁起见，在下面的描述中，每个上述专利中的公开内容通过引用整体并入本文。

发明内容

以下描述的是示例性旋接式电线连接器和用于将旋接式电线连接器施加到电导体的端部上的示例性应用工具。连接器可释放地与工具接合，并且旋接式电线连接器和工具具有互补的驱动特征。互补的驱动特征允许：当工具在一个旋转方向上移动时，使工具独立于并且相对于旋接式电线连接器移动，并且当工具在相反的旋转方向移动时，将工具和旋接式电线连接器置成驱动配合，使得旋接式电线连接器与工具一起移动，以将旋接式电线连接器施加到电导体的端部上。更具体地，通过向工具和旋接式电线连接器中的每一个提供与滑动表面相邻定位的一个或多个接合表面来向工具和旋接式电线连接器提供互补的驱动特征。

尽管前文提供了本发明的电连接器和应用工具的一般描述，但是将从以下详细描述和附图中获得对本电连接器和应用工具的目的、优点、特征、性质和关系的更好的理解，以下详细描述和附图阐述了说明性实施方式，并且代表了下文中要求保护的本发明的原理可以应用的各种方式。

附图说明

为了更好地理解下面描述的电连接器和应用工具，可以参考以下附图，其中：

图1示出了用于电连接多个电导体的示例性旋接式电连接器；

图2A-2C示出了用于将图1的示例性连接器应用于多个电导体的示例性工具；

图3A-3E示出了将图1的示例性连接器应用于多个电导体的工具的示例性应用；

图4A和图4B示出了用于将图1的示例性连接器应用于多个电导体的另一示例性工具；

图5示出了用于将多个不同的连接器应用于多个电导体的示例性工具；

图6示出了图5的工具的等距视图；

图7示出了图5的工具的横截面图；

图8A和图8B分别示出了能够由图5的工具驱动的第一示例性连接器的侧视图和俯视图；

图9A和图9B分别示出了能够由图5的工具驱动的第二示例性连接器的侧视图和俯视图；

图10A和图10B分别示出了能够由图5的工具驱动的第三示例性连接器的侧视图和俯视图；

图11示出了与图8的示例性连接器接合的图5的工具的横截面图；

图12示出了与图9的示例性连接器接合的图5的工具的横截面图；和

图13示出了与图10的示例性连接器接合的图5的工具的横截面图。

具体实施方式

现在转到附图，其中相似的元件使用相同的附图标记，下文中描述的是示例性的旋接式电线连接器10和用于将旋接式电线连接器10施加到电导体的端部上的示例性工具12。如图1中具体所示，旋接式电线连接器10包括壳体14，在壳体14中设置有电连接元件11，例如金属的圆锥形弹簧(如图11-13所示)。如本领域所公知的，连接器10可用于通过将壳体施加在电导体的端部上而将两个或更多电导体连接在一起，从而使电导体和电连接元件彼此牢固接合。壳体14优选地使用诸如模制热塑性材料的电绝缘材料形成，并且可以设置成大体上截头圆锥形的形状，其大体上从具有开口18的下部16到上部20逐渐变细，开口18通向其中布置电连接元件的腔，该上部20终止于封闭端22。尽管不需要，连接器10的上部20可设置有一个或多个夹持元件24，例如向外延伸的肋、扁平的特征、凹坑等，以便在电导体被插入到连接器10中时帮助将连接器10拧紧到电导体上(在没有使用工具12的情况下或者结合使用下文中所述的工具12'的情况下)。

为了与工具12(或者可能的工具12')配合，以在电导体插入连接器10的连接元件中时将连接器10施加在电导体上，壳体14设置有位于外部的驱动特征，其与提供给工具12的相应的驱动特征配合。在图1所示的示例性连接器10中，驱动特征与壳体14一体地形成在壳体14的下部16和壳体14的上部20之间，并且提供与滑动表面28(例如相对于施加到连接器的动力的方向倾斜的表面)相邻定位的一个或多个接合表面26(例如不相对于施加到连接器10的动力的方向倾斜的表面部分)。在一个优选实施方式中，多个交替布置的接合表面26和滑动表面28围绕整个壳体14形成。虽然图1中示出的示例性连接器10的壳体14的下部16的上表面布置成形成接合表面26和滑动表面28(从而提供壳体14的直径的阶梯式变化，在该实施例中，其与壳体14的下部16到上部20的过渡相区分)，然而应该理解的是，接合表面26和滑动表面28可根据需要形成为在下部16和上部20之间的壳体14上的独立式结构。

现在转到图2A-2C，提供用于与连接器10一起使用的工具12包括壳体30，壳体30具有下部32和上部36，下部32具有通向腔35的开口34，连接器10的壳体14的上部20可移除地定位在腔35中，上部36终止于端部38。优选地，如下面进一步描述的，腔35的尺寸被设置为避免与提供给连接器壳体14的任何夹持特征相接合，从而允许工具独立于连接器旋转。工具12的壳体30可以使用任何期望的材料形成，并且可以根据需要设置如图所示的圆柱形、截头圆锥形等。如进一步示出的，工具12的壳体30的下部32设置有驱动特征，该驱动特征与连接器10的壳体14设置的驱动特征配合。在这方面，与连接器10的壳体14设置的驱动特征类似，工具12的壳体30设置的驱动特征包括邻近滑动表面28定位的一个或多个接合表面40。尽管图2A-2C所示的工具包括形成在壳体30的下部32的下表面上的多个交替布置的接合表面26和滑动表面28，以围绕整个开口34，但是应该理解的是，可以考虑其他布置，例如接合表面26和滑动表面28可以形成为壳体30的内部上的位于壳体20上的位置处的独立式结构，其在连接器10插入壳体30的腔35/上部36中时确保了与连接器10上设置的对应特征相配合。此外，尽管图2A-2C所示的示例性工具包括位于壳体30的端部28处的用于允许工具12联接到扳手等或由扳手等驱动的杆部44，但是可以理解的是，替代实施方式可以替代地包括用于容纳工具的驱动杆的开口/孔，可以包括夹紧元件(例如如图4A和4B所示的翼部46、平坦部分、凹坑等(在杆和/或开口之外或替代杆和/或开口))，以有助于没有限制地旋转工具12。

现在转到图3A-3E，为了将连接器10施加到电导体上，连接器10将被定位在工具12的壳体30的腔35/上部36内，于是工具12的驱动特征将被定位成与连接器10的驱动特征配合。以这种方式，当工具12相对于连接器10顺时针旋转(在图3E中表示为方向A)时，壳体30的接合表面40将与壳体14的接合表面26接合，以相对于定位在连接器10内的电导体驱动连接器10，即用工具12旋转连接器10。然而，当工具12相对于连接器10逆时针旋转(在图3C和图3D中表示为方向B)，壳体30的滑动表面42将滑过壳体14的滑动表面28，以允许连接器10保持其相对于定位在连接器10内的电导体的位置，即允许工具12独立于连接器10并相对于连接器10旋转。可以理解的是，在这样的顺时针和逆时针运动时出现这些动作，允许工具12用于在电导体上松脱连接器10。还可以理解的是，尽管图1中示出的示例性连接器10的接合表面26和滑动表面28以及图2A-2C中示出的示例性工具12的接合表面40和滑动表面42被布置用于将连接器10顺时针旋接至电导体上，这种布置可以根据需要进行改变，以用于将连接器10逆时针旋接至电导体上。

还可以理解的是，示例性连接器10可以进行改进，以用作用于其他常规的旋接式连接器的保持元件。为此，示例性连接器10的腔将进行改进，以省略电连接元件，并且将替代地被确定尺寸并被布置成可释放地且牢固地接合常规旋接式连接器的至少一部分。以这种方式，与前面的描述一致，工具壳体设置的驱动特征可以与连接器保持元件设置的驱动特征协作，使得当工具可操作地定位在旋接式电线连接器保持元件上时，当工具沿一个旋转方向移动时工具独立于并且相对于连接器保持元件(以及保持在连接器保持元件内的旋接式电线连接器)自由移动，并且当工具沿相反的旋转方向移动时工具被驱动地接合连接器保持元件(以及保持在连接器保持元件内的旋接式电线连接器)并与其一起移动。

现在转到图5-图7，示出了用于在电导体插入连接器的连接元件中时将多个不同形状的连接器中的任何一个应用到电导体上的另一个工具12'。非限制性地，示例性工具12'可用于将先前描述的连接器10、连接器10a(在图8A和图8B中示出)、连接器10b(在图9A和图9B中示出)或连接器10c(在图10A和图10B中示出)应用至电导体。通常，连接器10a包括设置在连接器壳体的上部20的向外延伸的夹持元件24(一般形式为肋)，而连接器10b和10c包括在连接器壳体的下部16处设置的向外延伸的夹持元件24(一般形式为翼)，其中夹持元件使得每个连接器具有不同的总体大小尺寸。为了将这样的连接器中的任何一个应用到电导体的端部，在这种情况下，工具12'具有多个驱动特征，每个驱动特征当工具12'在一个旋转方向上移动时允许工具独立于并且相对于多个不同的连接器中的相应一个移动，以及当工具在相反的旋转方向上移动时，将工具12'与该连接器的夹持元件驱动接合。如前所述，工具12'设置的多个驱动特征中的每一个包括与一个或多个滑动表面42邻近定位的一个或多个接合表面40。

更特别地，为了接收连接器以使连接器与工具12'的相应的一个驱动特征相接合，工具12'具有带有开口34'的下部32'和上部36'，该开口34'通向腔35'，每个连接器的壳体可拆卸地定位在其中，上部36'终止于端部38'。工具12'的壳体可以使用任何期望的材料形成，并且可以根据需要设置有圆柱形、截头圆锥形等。如进一步示出的，壳体的上部36'可以设置有驱动元件37，例如成形的杆部，以允许工具12'由诸如套筒扳手的驱动工具驱动。在腔35'内以空间间隔定位多个驱动特征，其中多个驱动特征的大小和布置用于与多个连接器中对应的一个的夹持元件接合。就这一点而言，最接近开口34'设置的驱动特征优选地确定尺寸并布置成用于与最大尺寸的一个连接器(例如连接器10c)的夹持元件驱动接合，同时确定尺寸以允许较小尺寸的连接器的夹持元件经过以与其相应的驱动特征相接合，与开口34'最远距离设置的驱动特征被优选地设定尺寸并布置成用于与最小尺寸的一个连接器(例如连接器10或连接器10a)的夹持元件驱动接合，并且由于其位于腔35'内，优选避免与较大尺寸的连接器中的任何一个夹持元件接合，而设定尺寸和布置以类似地接合中等尺寸的连接器(诸如连接器10b)的夹持元件的一个或多个驱动特征可定位在其间，如图11-13所示。

为了将期望的一个连接器应用到电导体上，该期望的一个连接器将被定位在工具12'的腔35'内，于是工具12'的一个适当的驱动特征的接合表面40将定位成与连接器的夹持元件的至少一部分配合。以这种方式，当工具12'相对于连接器逆时针旋转时(在所示的实施方式中)，适当的一个驱动特征的接合表面将与连接器的壳体的夹持元件接合，以相对于位于连接器内的电导体驱动连接器，即用工具12'旋转连接器。然而，当工具12'相对于连接器顺时针旋转时，驱动特征的滑动表面42将滑过连接器壳体的夹持元件，以允许连接器相对于位于连接器内的电导体保持其位置，即允许工具12'独立于并相对于连接器旋转。可以理解的是，在顺时针和逆时针运动时发生这些动作，允许工具12'被用于在电导体上松脱连接器。也可以理解的是，接合表面和滑动表面的布置可以根据需要改变，以根据需要提供顺时针拧紧和逆时针滑动。

尽管已经详细描述了本发明的具体实施方式，但是本领域技术人员将会理解，根据本公开的总体教导可以开发对这些细节的各种修改和替代。例如，可以为工具12和连接器10中的至少一个提供磁体，工具12和连接器10中的另一个设置有互补磁体或铁磁材料片，用于在连接过程中临时将两个组件保持在一起。因此将认识到，关于各种实施方式描述的特征不限于任何特定实施方式，而是可以在适用的情况下跨越实施方式自由地使用。此外，将会理解，所示出和描述的部件的尺寸、形状、布置和/或数量可以根据需要进行改变以满足给定的需求。因此，所公开的特定布置仅意在说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围将由所附权利要求及其任何等同物的全部范围给出。

Claims (15)

1. 一种用于连接电导体的系统，包括：

旋接式电线连接器，其包括连接器壳体，连接器壳体具有上端、具有开口的下端以及与开口连通的用于容纳电连接元件的中心腔，连接器壳体具有第一驱动特征；和

一种用于将旋接式电线连接器施加到多个电导体上的工具，该工具包括工具壳体，工具壳体具有上端、具有开口的下端和与开口连通的用于可释放地在其中容纳至少连接器壳体的上端的中心腔，工具壳体具有第二驱动特征，第二驱动特征与第一驱动特征互补，使得当工具可操作地定位在旋接式电线连接器上时，工具的第二驱动特征在工具沿一个旋转方向移动时独立于并且相对于旋接式电线连接器的第一驱动特征自由移动，并且当工具在相反的旋转方向上移动时，工具的第二驱动特征被驱动地接合旋接式电线连接器的第一驱动特征并随其移动。

2.根据权利要求1所述的系统，其中第一驱动特征包括至少一个接合表面，至少一个接合表面被定位成与连接器壳体设置的滑动表面相邻，并且第二驱动特征包括与工具壳体设置的滑动表面邻近定位的至少一个接合表面。

3.根据权利要求1所述的系统，其中第一驱动特征包括定位于连接器壳体设置的多个滑动表面的中间的多个接合表面，并且第二驱动特征包括定位于工具壳体设置的多个滑动表面中间的多个接合表面。

4.根据权利要求1所述的系统，其中工具壳体的上端包括用于与旋转驱动工具协作接合的杆。

5.根据权利要求1所述的系统，其中工具壳体的上端包括用于与驱动工具的杆协作接合的孔。

6.根据权利要求1所述的系统，其中工具壳体设置有用于旋转工具的一个或多个夹持特征。

7.根据权利要求6所述的系统，其中一个或多个夹持特征包括设置到工具壳体的一对径向相对的向外延伸的翼部。

8.根据权利要求1所述的系统，其中连接器壳体设有一个或多个夹持特征，用于在不存在工具的情况下旋转旋接式电线连接器。

9.根据权利要求8所述的系统，其中一个或多个夹持特征包括设置到连接器壳体的多个位于外部的细长肋。

10.根据权利要求1所述的系统，其中工具和连接器中的至少一个包括磁体，并且工具和连接器中的另一个包括互补磁体或铁磁材料片，用于临时保持连接器和工具接合。

11.一种用于将旋接式电线连接器应用于多个电连接器的工具，所述工具包括：

一个统一的工具壳体，该工具壳体具有上端、具有开口的下端以及与开口连通的用于在其中可释放地容纳旋接式电线连接器的至少一部分的中心腔，其中该工具壳体具有驱动特征，驱动特征被布置为选择性地接合旋接式电线连接器的外表面特征，使得当工具可操作地定位在旋接式电线连接器上时，当工具沿第一旋转方向移动时，工具独立于并且相对于旋接式电线连接器自由地移动，并且当工具在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上移动时，工具与旋接式电线连接器驱动地接合并随其一起移动。

12.根据权利要求11所述的工具，其中工具壳体由塑料材料构成。

13.根据权利要求11所述的工具，其中工具壳体的上端具有适于由旋转驱动工具接合的驱动元件。

14.一种用于与多个不同尺寸的旋接式电线连接器一起使用的工具，该工具包括：

工具壳体，其具有上端、具有开口的下端以及与开口连通的用于可释放地在其中容纳多个不同尺寸的旋接式电线连接器中的每一个的中心腔，所述腔具有对应的多个驱动特征，其中多个驱动特征中的每一个被设定尺寸并被布置成与多个不同尺寸的旋接式电线连接器中的一个接合，并且其中多个驱动特征中的每一个具有一个或多个接合表面以及一个或多个滑动表面，使得当工具可操作地定位在多个不同尺寸的旋接式电线连接器中的一个上并且沿第一旋转方向移动时，工具独立于并相对于多个不同尺寸的旋接式电线连接器中的一个自由移动，并且当工具在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上移动时，工具被驱动接合多个不同尺寸的旋接式电线连接器中的一个并与其移动。

15.根据权利要求14所述的工具，其中工具壳体的上端具有适于由旋转驱动工具接合的驱动元件。