CN110571591B - 直插自锁式连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直插自锁式连接器，属于电器连接器，其包括插座和插头，其技术要点是：插座的外套Ⅰ和筒形连接壳Ⅰ插入插头的环形插装空隙中，插头凸钉经由对应的插座凹槽到达限制其轴向位移的自锁槽位，筒形连接壳Ⅰ的插接端面顶靠在波形弹簧上并压缩波形弹簧。本发明不仅插合快速，而且增加到位自锁功能，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及电器连接器，特别是一种直插自锁式连接器。
背景技术
现有电器连接器连接的方式基本包括以下三类：1、直插式；2、卡扣式；3、螺纹式。但分别存在如下问题：直插式连接器插分快速，但不具备锁紧结构，可靠性较低；卡扣式连接器增加快速旋合锁紧结构，可靠性高，但连接处磨损量大，机械寿命较低；螺纹式连接器连接最可靠，机械寿命长，但相对插分过程较慢，效率相对较低。基于此，现有的电器连接器仍需改进。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种解决现有电器连接器存在的上述问题的直插自锁式连接器，不仅插合快速，而且增加到位自锁功能，可靠性高。
本发明的技术方案是：
一种直插自锁式连接器， 包括插座和插头，其技术要点是：所述插座包括筒形连接壳Ⅰ、外套Ⅰ，所述外套Ⅰ套装于筒形连接壳Ⅰ的插接段且轴向定位，所述外套Ⅰ与筒形连接壳Ⅰ之间设有允许两者相对转动设定位移的周向弹簧限位结构，外套Ⅰ上均匀开设有多条非直线型的插座凹槽，所述插座凹槽的起点为外套Ⅰ的插接端并向外套Ⅰ轴向定位端延伸，其终点处设拐点形成自锁槽位；所述插头包括筒形连接壳Ⅱ、外套Ⅱ和波形弹簧，所述外套Ⅱ套装于筒形连接壳Ⅱ的插接段且轴向定位，外套Ⅱ的内壁与筒形连接壳Ⅱ的外壁之间形成环形插装空隙，所述波形弹簧套于筒形连接壳Ⅱ上且位于环形插装空隙的内端，所述外套Ⅱ内壁对应环形插装空隙外端的位置均匀设有与插座凹槽数量相等的插头凸钉；所述外套Ⅰ和筒形连接壳Ⅰ插入插头的环形插装空隙中，插头凸钉经由对应的插座凹槽到达限制其轴向位移的自锁槽位，筒形连接壳Ⅰ的插接端面顶靠在波形弹簧上并压缩波形弹簧。
上述的直插自锁式连接器，所述外套Ⅱ内径等于或大于外套Ⅰ外径，所述筒形连接壳Ⅰ插接段的内径等于或大于筒形连接壳Ⅱ插接段的外径，所述筒形连接壳Ⅰ插接段的内壁均匀设有多个插接导向条，所述筒形连接壳Ⅱ插接段的外壁均匀设有多个与插接导向条对应的插接导向槽。
上述的直插自锁式连接器，所述周向弹簧限位结构包括设于筒形连接壳Ⅰ远离插接段的外壁上的环形轴向限位凸台、设于外套Ⅰ端部并套装于环形轴向限位凸台上的宽口接头、设于环形轴向限位凸台上的轴向安装通槽和与轴向安装通槽相通的弧形周向定位槽、均匀设于宽口接头内壁前部且通过轴向安装通槽进入弧形周向定位槽中的定位键Ⅰ、设于弧形周向定位槽内并挤压定位键Ⅰ的复位弹簧，所述弧形周向定位槽的弧心线与筒形连接壳Ⅰ的中心线重合，所述弧形周向定位槽的长度大于轴向安装通槽的周向宽度。组装时，定位键Ⅰ进入弧形周向定位槽后外套Ⅰ旋转，带动定位键Ⅰ到达弧形周向定位槽内一端，再安装复位弹簧，使复位弹簧顶靠于弧形周向定位槽内壁与定位键Ⅰ之间，在插座和插头插装过程中，随着插头凸钉经由对应的插座凹槽到达自锁槽位，外套Ⅰ受力旋转，定位键Ⅰ压迫复位弹簧，实现到位自锁。
上述的直插自锁式连接器，所述筒形连接壳Ⅰ对应宽口接头端面处设有挡圈槽Ⅰ，所述挡圈槽Ⅰ内设有对外套Ⅰ轴向定位的挡圈Ⅰ。
上述的直插自锁式连接器，所述筒形连接壳Ⅱ远离插接段的一端外壁上间隔布置挡圈槽Ⅱ和轴向定位槽，挡圈槽Ⅱ和轴向定位槽之间的筒形连接壳Ⅱ外壁上均匀设有多个周向定位槽，所述挡圈槽Ⅱ至邻近其的筒形连接壳Ⅱ端部之间均匀设多个与周向定位槽对应的安装贯通槽，所述外套Ⅱ远离插接段的端部设有缩径接头且缩径接头的内壁设有与周向定位槽配合的定位键Ⅱ，定位键Ⅱ接近插接段的端面与轴向定位槽的端面相接，所述挡圈槽Ⅱ内设有对外套Ⅱ的缩径接头轴向定位的挡圈Ⅱ。外套Ⅱ与筒形连接壳Ⅱ组装时，定位键Ⅱ通过贯通槽到达周向定位槽并由轴向定位槽对其轴向限位。
上述的直插自锁式连接器，所述插座凹槽由与起点连通的斜线段、与斜线段连通的轴向直线段、与轴向直线段连通的径向直线段组成，自锁槽位位于径向直线段的末端，所述自锁槽位与插座凹槽的起点位于轴向直线段的同一侧。
上述的直插自锁式连接器，所述弧形周向定位槽一端距轴向安装通槽的距离大于弧形周向定位槽另一端距轴向安装通槽的距离，所述定位键Ⅰ位于距轴向安装通槽较远的弧形周向定位槽的一端。
上述的直插自锁式连接器，所述外套Ⅰ的宽口接头外表面设有解锁旋转方向标记，解锁旋转方向标记指示的方向为外套Ⅰ的定位键Ⅰ压缩复位弹簧的方向，插头凸钉受波纹弹簧预紧力影响脱离自锁槽位，完成插头与插座分离。
本发明的有益效果是：
在保持原有直插连接器快速插合特性基础上，增加到位自锁功能，锁紧功能实用可靠，拓展了产品的应用领域，且其分离方式简单易操作，旋转插座的外套I即可，不需要专业技术培训即可操作，满足各类客户人群的使用需求。
附图说明
图1是本发明插座与插头的分离状态轴测图；
图2是本发明插座与插头的分离状态主视图；
图3是图2的左视图；
图4是图3中A-A向剖面图；
图5是图3中C-C向剖面图；
图6是插座的筒形连接壳Ⅰ的轴测图；
图7是筒形连接壳Ⅰ的轴向剖面图；
图8是插座的外套Ⅰ的轴测图；
图9是外套Ⅰ的轴向剖面图；
图10是插头的筒形连接壳Ⅱ的轴测图；
图11是筒形连接壳Ⅱ的轴向剖面图；
图12是外套Ⅱ的轴测图；
图13是外套Ⅱ的轴向剖面图；
图14是插座与插头的组合状态轴测图；
图15是插座与插头的组合状态主视图；
图16是图15的左视图；
图17是图16中B-B向剖面图；
图18是图16中D-D向剖面图；
图19是本发明插座与插头对接前示意图；
图20是插座与插头开始对接示意图；
图21是插座与插头对接中示意图；
图22是插座与插头对接完成示意图；
图23是本发明插座与插头解锁分离示意图；
图24是插座与插头解锁分离完成示意图。
图中：插座1；筒形连接壳Ⅰ1001、环形轴向限位凸台100101、插接导向条100102、弧形周向定位槽100103、轴向安装通槽100104、挡圈槽Ⅰ100105；外套Ⅰ1002、宽口接头100201、插座凹槽100202、斜线段100202a、轴向直线段100202b、径向直线段100202c、定位键Ⅰ100203、解锁旋转方向标记100204；
插头2；筒形连接壳Ⅱ2001、安装贯通槽200101、插接导向槽200102、挡圈槽Ⅱ200103、周向定位槽200104、轴向定位槽200105；外套Ⅱ2002、缩径接头200201、定位键Ⅱ200202、插头凸钉200203；
波形弹簧3；环形插装空隙4；挡圈Ⅱ5；挡圈Ⅰ6；复位弹簧7；自锁槽位8。
具体实施方式
如图1-图18所示，该直插自锁式连接器，包括插座1和插头2。
其中，所述插座1包括筒形连接壳Ⅰ1001、外套Ⅰ1002，所述外套Ⅰ1002套装于筒形连接壳Ⅰ1001的插接段且轴向定位，所述外套Ⅰ1002与筒形连接壳Ⅰ1001之间设有允许两者相对转动设定位移的周向弹簧限位结构，外套Ⅰ1002上均匀开设有多条非直线型的插座凹槽100202，所述插座凹槽100202的起点为外套Ⅰ1002的插接端并向外套Ⅰ1002轴向定位端延伸，其终点处设拐点形成自锁槽位8。参见图9，本实施例中，所述插座凹槽100202由与起点连通的斜线段100202a、与斜线段100202a连通的轴向直线段100202b、与轴向直线段100202b连通的径向直线段100202c组成，自锁槽位8位于径向直线段100202c的末端，所述自锁槽位8与插座凹槽100202的起点位于轴向直线段100202b的同一侧。
所述插头2包括筒形连接壳Ⅱ2001、外套Ⅱ2002和波形弹簧3，所述外套Ⅱ2002套装于筒形连接壳Ⅱ2001的插接段且轴向定位，外套Ⅱ2002的内壁与筒形连接壳Ⅱ2001的外壁之间形成环形插装空隙4，所述波形弹簧3套于筒形连接壳Ⅱ2001上且位于环形插装空隙4的内端，所述外套Ⅱ2002内壁对应环形插装空隙4外端的位置均匀设有与插座凹槽100202数量相等的插头凸钉200203。
所述外套Ⅰ1002和筒形连接壳Ⅰ1001插入插头2的环形插装空隙4中，插头凸钉200203经由对应的插座凹槽100202到达限制其轴向位移的自锁槽位8，筒形连接壳Ⅰ1001的插接端面顶靠在波形弹簧3上并压缩波形弹簧3。所述外套Ⅱ2002内径等于或大于外套Ⅰ1002外径，所述筒形连接壳Ⅰ1001插接段的内径等于或大于筒形连接壳Ⅱ2001插接段的外径，所述筒形连接壳Ⅰ1001插接段的内壁均匀设有多个插接导向条100102，所述筒形连接壳Ⅱ2001插接段的外壁均匀设有多个与插接导向条100102对应的插接导向槽200102。插接导向条100102和插接导向槽200102的结构设置进一步保障了插接操作时的准确快速。
本实施例中，所述周向弹簧限位结构包括设于筒形连接壳Ⅰ1001远离插接段的外壁上的环形轴向限位凸台100101、设于外套Ⅰ1002端部并套装于环形轴向限位凸台100101上的宽口接头100201、设于环形轴向限位凸台100101上的轴向安装通槽100104和与轴向安装通槽100104相通的弧形周向定位槽100103、均匀设于宽口接头100201内壁前部且通过轴向安装通槽100104进入弧形周向定位槽100103中的定位键Ⅰ100203、设于弧形周向定位槽100103内并挤压定位键Ⅰ100203的复位弹簧7，所述弧形周向定位槽100103的弧心线与筒形连接壳Ⅰ1001的中心线重合，所述弧形周向定位槽100103的长度大于轴向安装通槽100104的周向宽度。所述弧形周向定位槽100103一端距轴向安装通槽100104的距离大于弧形周向定位槽100103另一端距轴向安装通槽100104的距离，所述定位键Ⅰ100203位于距轴向安装通槽100104较远的弧形周向定位槽100103的一端。组装时，定位键Ⅰ100203进入弧形周向定位槽100103后外套Ⅰ1002旋转，带动定位键Ⅰ100203到达弧形周向定位槽100103内一端，再安装复位弹簧7，使复位弹簧7顶靠于弧形周向定位槽100103内壁与定位键Ⅰ100203之间。所述筒形连接壳Ⅰ1001对应宽口接头100201端面处设有挡圈槽Ⅰ100105，所述挡圈槽Ⅰ100105内设有对外套Ⅰ1002轴向定位的挡圈Ⅰ6。
所述筒形连接壳Ⅱ2001远离插接段的一端外壁上间隔布置挡圈槽Ⅱ200103和轴向定位槽200105，挡圈槽Ⅱ200103和轴向定位槽200105之间的筒形连接壳Ⅱ2001外壁上均匀设有多个周向定位槽200104，所述挡圈槽Ⅱ200103至邻近其的筒形连接壳Ⅱ2001端部之间均匀设多个与周向定位槽200104对应的安装贯通槽200101。所述外套Ⅱ2002远离插接段的端部设有缩径接头200201且缩径接头200201的内壁设有与周向定位槽200104配合的定位键Ⅱ200202，定位键Ⅱ200202接近插接段的端面与轴向定位槽200105的端面相接，所述挡圈槽Ⅱ200103内设有对外套Ⅱ的缩径接头200201轴向定位的挡圈Ⅱ5。外套Ⅱ2002与筒形连接壳Ⅱ2001组装时，定位键Ⅱ200202通过安装贯通槽200101到达周向定位槽200104并由轴向定位槽200105对其轴向限位。
所述外套Ⅰ的宽口接头100201外表面设有解锁旋转方向标记100204，解锁旋转方向标记指示的方向为外套Ⅰ的定位键Ⅰ100203压缩复位弹簧7的方向。
本实施例中，所述插座凹槽100202和插头凸钉200203的数量分别为三个。所述轴向安装通槽100104、弧形周向定位槽100103和定位键Ⅰ100203的数量分别为三个。所述安装贯通槽200101、周向定位槽200104和定位键Ⅱ200202的数量分别为三个。本连接器中，所用弹性元件（复位弹簧7及波纹弹簧3）均可以使用能够实现复位功能的其它结构替换，如塑料弹片、橡胶弹性件、真空器件等。
组装插座1时，外套Ⅰ1002套在筒形连接壳Ⅰ1001的插接段上，外套Ⅰ1002的定位键Ⅰ100203穿过筒形连接壳Ⅰ1001的轴向安装通槽100104，到达弧形周向定位槽100103，将外套Ⅰ1002扭转至定位键Ⅰ100203距轴向安装通槽100104的弧形周向定位槽100103较远一端后，将三个复位弹簧7分别装入弧形周向定位槽100103的剩余空间内，最后将挡圈Ⅰ6安装在挡圈槽Ⅰ100105内对外套Ⅰ1002定位。
组装插头2时，外套Ⅱ2002套在筒形连接壳Ⅱ2001的插接段上，外套Ⅱ2002的定位键Ⅱ200202经过安装贯通槽200101到达周向定位槽200104并由轴向定位槽100104对其轴向限位，然后将挡圈Ⅱ5安装在挡圈槽Ⅱ5内使外套Ⅱ2002完全定位，最后将波纹弹簧3装入外套Ⅱ2002与筒形连接壳Ⅱ2001形成的环形插装空隙4内端。
插头2和插座1对接自锁过程如下：
参见图19，插头2和插座1对接前原始状态；
参见图20，插头2和插座1位置对正，开始对接；
参见图21，插座1和插头2对接过程中，随着插头凸钉200203经由对应的插座凹槽100202时，外套Ⅰ1002受力旋转，定位键Ⅰ100203压迫复位弹簧7；
参见图22，对接到位时，即插头凸钉200203到达插座凹槽100202的径向直线段100202c时，复位弹簧7反向推动定位键Ⅰ100203，插座凹槽100202受复位弹簧7释放的预紧力作用复位，外套Ⅰ1002反向旋转带动自锁槽位8到达插头凸钉200203处，锁紧插头凸钉200203，完成插头2和插座1连接，防止两者松脱。
插头2和插座1解锁分离过程如下：
参见图23，按解锁旋转方向标记100204指示方向扭转插座的外套I1002，外套Ⅰ1002压缩复位弹簧7，插头凸钉200203离开自锁槽位8并受波纹弹簧3预紧力作用，完成插头2与插座1200203解锁。
参见图24，拔出插头2，完成插头2与插座1分离，方便快速。
Claims (6)
1.一种直插自锁式连接器， 包括插座和插头，其特征在于：所述插座包括筒形连接壳Ⅰ、外套Ⅰ，所述外套Ⅰ套装于筒形连接壳Ⅰ的插接段且轴向定位，所述外套Ⅰ与筒形连接壳Ⅰ之间设有允许两者相对转动设定位移的周向弹簧限位结构，外套Ⅰ上均匀开设有多条非直线型的插座凹槽，所述插座凹槽的起点为外套Ⅰ的插接端并向外套Ⅰ轴向定位端延伸，其终点处设拐点形成自锁槽位；所述插头包括筒形连接壳Ⅱ、外套Ⅱ和波形弹簧，所述外套Ⅱ套装于筒形连接壳Ⅱ的插接段且轴向定位，外套Ⅱ的内壁与筒形连接壳Ⅱ的外壁之间形成环形插装空隙，所述波形弹簧套于筒形连接壳Ⅱ上且位于环形插装空隙的内端，所述外套Ⅱ内壁对应环形插装空隙外端的位置均匀设有与插座凹槽数量相等的插头凸钉；所述外套Ⅰ和筒形连接壳Ⅰ插入插头的环形插装空隙中，插头凸钉经由对应的插座凹槽到达限制其轴向位移的自锁槽位，筒形连接壳Ⅰ的插接端面顶靠在波形弹簧上并压缩波形弹簧；
所述周向弹簧限位结构包括设于筒形连接壳Ⅰ远离插接段的外壁上的环形轴向限位凸台、设于外套Ⅰ端部并套装于环形轴向限位凸台上的宽口接头、设于环形轴向限位凸台上的轴向安装通槽和与轴向安装通槽相通的弧形周向定位槽、均匀设于宽口接头内壁前部且通过轴向安装通槽进入弧形周向定位槽中的定位键Ⅰ、设于弧形周向定位槽内并挤压定位键Ⅰ的复位弹簧，所述弧形周向定位槽的弧心线与筒形连接壳Ⅰ的中心线重合，所述弧形周向定位槽的长度大于轴向安装通槽的周向宽度；
所述筒形连接壳Ⅱ远离插接段的一端外壁上间隔布置挡圈槽Ⅱ和轴向定位槽，挡圈槽Ⅱ和轴向定位槽之间的筒形连接壳Ⅱ外壁上均匀设有多个周向定位槽，所述挡圈槽Ⅱ至邻近其的筒形连接壳Ⅱ端部之间均匀设多个与周向定位槽对应的安装贯通槽，所述外套Ⅱ远离插接段的端部设有缩径接头且缩径接头的内壁设有与周向定位槽配合的定位键Ⅱ，定位键Ⅱ接近插接段的端面与轴向定位槽的端面相接，所述挡圈槽Ⅱ内设有对外套Ⅱ的缩径接头轴向定位的挡圈Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的直插自锁式连接器，其特征在于：所述外套Ⅱ内径等于或大于外套Ⅰ外径，所述筒形连接壳Ⅰ插接段的内径等于或大于筒形连接壳Ⅱ插接段的外径，所述筒形连接壳Ⅰ插接段的内壁均匀设有多个插接导向条，所述筒形连接壳Ⅱ插接段的外壁均匀设有多个与插接导向条对应的插接导向槽。
3.根据权利要求1所述的直插自锁式连接器，其特征在于：所述筒形连接壳Ⅰ对应宽口接头端面处设有挡圈槽Ⅰ，所述挡圈槽Ⅰ内设有对外套Ⅰ轴向定位的挡圈Ⅰ。
4.根据权利要求1所述的直插自锁式连接器，其特征在于：所述插座凹槽由与起点连通的斜线段、与斜线段连通的轴向直线段、与轴向直线段连通的径向直线段组成，自锁槽位位于径向直线段的末端，所述自锁槽位与插座凹槽的起点位于轴向直线段的同一侧。
5.根据权利要求1所述的直插自锁式连接器，其特征在于：所述弧形周向定位槽一端距轴向安装通槽的距离大于弧形周向定位槽另一端距轴向安装通槽的距离，所述定位键Ⅰ位于距轴向安装通槽较远的弧形周向定位槽的一端。
6.根据权利要求1所述的直插自锁式连接器，其特征在于：所述外套Ⅰ的宽口接头外表面设有解锁旋转方向标记，解锁旋转方向标记指示的方向为外套Ⅰ的定位键Ⅰ压缩复位弹簧的方向。
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