CN1123478A - 带有张力释放装置的刚性电插头组件 - Google Patents

Abstract

一种电插头组件，包括通过电导体固定到电缆上的导电端头。一刚性外壳封包端头、导体和一部分电缆，且具有足够的强度防止电体断裂。端头非转动地与刚性部分相耦合。用比刚性部分柔软的材料制作一个张力释放部分，该部分与刚性部分非转动地相耦合。该释放部分部分地封包电缆，以释放施加于电缆上的张力。

Description

带有张力释放装置的刚性 电插头组件

本发明一般地涉及电子领域。更具体地，本发明涉及用于在电气设备中将电缆从一个电气装置连向另一个装置的插头组件。

电插头组件普遍地使用于各种电气设备之中，包括那些用于传感或收集例如心电图等数据的设备之中。在这种设备中，插头与一个电极探头相连接，后者则固定到病人的胸部，以收集心博数据而做出心电图。这种插头组件一般在其一端包括一个细长的导电端头；插头组件的另一端与电缆相连接。插头组件的中间部分形成一个手柄，用于操纵电插头组件。

除了其作为电插头的功能之外，插头组件还必须保证电缆与导电端头之间长期准确连接。这种连接可以包括压接或焊接；无论在哪一种连接情况下，如果经过操作过程中所施加的反复弯折和扭力负荷，都会使连接部受到破坏。因此，插头组件应当有足够的刚性，以防止由于弯折和扭力负荷造成的连接故障。如果在电缆和端头之间设置有阻抗匹配电阻或其它电路的话，这一功能甚至就变得更加重要，因为此时电路需要一些附加的连接点和一些分离的电气元件，而它们都有可能被损坏。但是，插头组件不能完全是刚性的，否则它将至少在插头组件和电缆之间接合部导致过度的张力。这种张力能够造成短路或断路，导致电缆过早损坏。

1986年7月23日公开的第2,170,058号英国专利申请，公开了一种电接头，其一端适用于连接一个热电偶，另一端与一个半刚性电缆相连接。这种电接头包括同轴的内管与外管，内管与电缆相耦合，外管则形成该电接头的外壳。内、外管可以相互相对转动，使得电接头能够相对于半刚性电缆转动，从而可使该电接头的取向与安装的半刚性电缆无关，而在电缆的装配中，电接头对于电热偶的最终取向是不定的。这种公开技术难于做到在刚性电接头和足够的柔韧性接头之间达成适度的平衡，这种柔韧性使得能以各种不同的取向使用电接头或插头，而会在所附接的电缆上造成过度的张力。因为该公开文本旨在与半刚性电缆一起使用，所以没有提供张力释放装置，很可能是由于半刚性电缆不会因操作中所遇到的张力而损坏，不象采用与电插头组件相连接的电缆那样，特别是不象与心电图探头相连接使用的那些电缆那样。在后一种情况中，电插头组件和电缆在其操作寿命期内将经受非常大量的握持和操作。

因此，存在着对这样一种电插头的需求，它既具有足够刚性，以防止由于弯折、张拉、和扭力负荷造成电缆和导电端头之间电连接点的故障，同时又具有足够的柔韧性和张力释放能力，以防止由于在操作中所经受的张力而造成柔性电缆的失效。这种电插头还应当是低成本易制作的。

本发明的一方面是，提供一种与电气设备、特别是心电图机一起使用的电插头组件。本发明的这一方面以及其它方面是通过提供一个具有导电端头的插头组件来实现的。导电端头通过一个电导体与一柔性电缆相连接。一个刚性外壳将该端头、导体和电缆的一部分封包起来，并且其具有足够的强度，以防止导体断裂。端头不可转动地与刚性部分相连接。张力释放部分由比刚性部分柔性更强的材料制作，并且不可转动地与之相连接。张力释放部分部分地包围电缆，以释放施加到该电缆上的张力。

根据本发明的较佳实施例，刚性部分的外部提供有至少一个圆周脊以及至少一个纵向脊，这些脊与张力释放部分相啮合，以防止张力释放部分相对于刚性部分纵向移动或转动。

结合以下的详细描述，本发明的其它一些方面、特征和优点将变得更明显。

图1是本发明较佳实施例的电插头组件的正视图；

图2是图1所示电插头组件的导电端头部分的放大正视图；

图3是图1所示电插头组件一部分的纵向剖视图；

图4是图1所示电插头组件的刚性外壳的正视图；

图5是在根据本发明的较佳实施例的电插头制作过程中采用的夹压工具的局部正视图。

现在参见附图，特别是附图1，示出了一个电插头件11。电插头组件11的一端与一根柔性电缆13相连接，在此较佳实施例中，电缆与一个心电图机(图中未示出)相连。导电端头21从电插头组件11的另一端延伸而出。端头21最好适于与一组和心电图机一起使用的通用型电极探头(图中未出)之一相连接。根据本发明的一些其它实施例，还可以使用其它一些端头，例如送受话器插头端头、音频插头端头，等等。刚性部分或外壳31封包电缆13和端头21的连接部，其由强度足以保护该连接部不会断裂的材料制成。一个圆锥形弹性的柔性张力释放部分41封包住电缆13的一部分，以便释放由于在操作中通过半径减小的圆弧引起的弯折所施加至电缆13上的张力。

图2是导电端头21的放大的正视图。端头21的一端具有一个形成于其中的圆柱形凹槽，以容纳与电缆13相连接的导体。根据本发明的较佳实施例，绕该电导体夹压端部23，以便将端头21固定于其上。为了避免应力集中，缘肋27将端头21的直径加大部分25连接至端部23。直径加大部分25经过滚花处理，以保证端头不在刚性外罩31中转动。缘肋27则提供在端头21的直径加大部分25上，以保证端头21不会沿轴向相对于刚性外壳31运动。

图3是本发明最佳实施例的张力释放部分41、刚性外壳31、电缆13和电插头11的插头21的纵向剖视图。尽管可以采用一些其它材料来制作，刚性外壳31最好由大约40％玻璃填充的聚对苯二甲酸二丁烯脂(polybutylene terephthalate)制成。外壳31在电缆13和端头21之间的连接部分周围因模制而成。在电缆13的外部夹压有一个套箍15，用以保证电缆13的屏蔽线13A与导线13B相互分离，并且提供一个直径加大部分，后者防止在绕电缆13模压刚性外壳13时电缆13和刚性外壳31之间的相对轴向运动。导线13B是电缆13的一部分并从中延伸，通过夹压套箍17连接至电子线路的一条引线，在此所示是阻抗匹配电阻19。本领域的技术人员将能理解到，其它的一些电子线路，例如晶体管、二极管、电容器、集成电路等等，也可用来取代阻抗匹配电阻19或与之连用。这些变化仍然落入本发明的精神和范围之中。电阻19的另一条引线则被容纳于端头21的端部32之中，通过另一夹压装置与之相固定。因此，一般地圆柱形刚性外壳绕电缆13的一部分、导体12(包括导线13B、套箍17、以及阻抗匹配电阻19)、以及端头21的一部分模制，并将后者封包起来。为了本发明之目的，术语“导体”将函盖所有在电缆13的剥离端和端部23之间的元件，不论是否设置有电阻19或其它插入的有源或无源电子线路。例如，可以考虑这样的替换实施例，其中导体12只不过是直接夹压到或焊接到端部23的导线13B。

滚花的加大部分25及凹槽与刚性外壳31的啮合，分别保证了端头21不会相对于刚性外壳31转动和纵向运动。因此，防止导体受到弯折、张拉、扭力负荷或其它该电插头组件所可能遇到的负荷的影响，使其不易发生机械和电气方面的故障。

图4是刚性外壳31外部的正视图。刚性外壳31被模制成带有至少一个径向加大圆周脊33和至少一个纵向延伸脊35。绕刚性外壳31的尾端或电缆端部分以及电缆13的一部分，模制一个大致为锥形的柔性张力释放部分41(图3)，其最好由聚氯乙烯模制而成。张力释放部分41防止邻近电插头组件11的缆13在操作中被弯折成小半径，并防止电缆13由于这种弯折而被损坏。如图3所示，也保证了张力释放部分41不会相对于刚性外壳31和端头21转动和轴向运动。在绕刚性外壳31模制出张力释放部分41之后，保证了张力释放部分41不会相对于刚性外壳31和端头21转动和轴向运动。

利用树脂转移模压(resin transfer molding)技术来制作插头组件11。首先，绕电缆13夹压套箍15以固定屏蔽线13A。然后绕电缆13的导线13B和电阻19的一条引线夹压套箍15，而绕电阻19的另一条引线夹压端头21。如此连接之后，将电缆13和端头21置放在传统的树脂转移模压(RTM)设备中。

然后模制设备注入玻璃填充的树脂热塑料，后者灌封电缆13、端头21以及导体12的一部分。固化之后，形成了插头组件的刚性外壳31，其具有足以保证导体不被破坏的强度。在刚性外壳31的模制过程中，也形成圆周脊33和纵向脊35。

下一步，将组件(包括电缆13、端头21和刚性外壳31)置放在另一TRM设备中，将弹性热塑树脂注入到该模件中，以形成张力释放部分41。弹性材料在刚性材料31外部包围并灌封出脊33和35，其中，待固化之后，张力释放部分41与脊33和35相啮合，保证了该部分不会相对于刚性外壳31和端部21轴向地和旋转地运动。

图5是一种夹压工具钳口51的部分正视图，最好用它来将端头21的端部23与电阻19的一条引线连接起来。如图2所示，端头21的端部23具有一个形成于其上的圆柱形凹槽，用以容纳电阻19的一条引线，后者之形状亦为圆柱形。将每一钳口的形状做成为一个六边形的一半53，其中当两个钳口51闭合在一起时，便形成了一个其有效直径小于被夹压部分直径的完整六边形。从钳口之一的底边延伸出一个凸部55，以提供出一个小区域的突起物，它在夹压操作期间半穿入端头21的端部23。这样将电阻19的这条引线变形为非圆柱体的形状，从而使得抗转动的安全性增加。

还设想出这样的替换实施例，其中采用焊接技术来焊接这些连接部，而不是采用夹压的方式。

根据本发明的电插头组件具有很多优点。原则上说，这种插头组件具有足够的强度和刚性，来保护端头和电缆之间的导体。

本发明的插头组件还提供有张力释放部分，防止对电缆的损害。而且，这种电插头组件可以低成本地便捷地制造。

Claims (12)

1.一种与电气设备一起使用的插头组件，所述插头组件包括：

一个端头(21)；

一条通过电导体固定于所述端头的柔性电缆(13)；

一个封包所述端头的一部分、所述导体、以及所述电缆一部分的刚性部分(31)，所述刚性部分具有足够的强度，保护至少所述导体不会断裂，所述端头与刚性部分不可转动地相耦合；以及

一个由此所述刚性部分柔软的材料制成的张力释放部分(41)，所述张力释放部分与所述刚性部分相耦合并部分地封包所述电缆，以便释放施加到所述电缆上的张力。

2.根据权利要求1的插头组件，其中所述刚性部分由玻璃填充塑料材料模制而成。

3.根据权利要求1的插头组件，其中所述张力释放部分由聚氯乙烯模制而成。

4.根据权利要求1的插头组件，其中所述刚性部分具有一个所述端头从中延伸的第一端，一个所述电缆从中延伸的第二端，其外部提供有至少一个圆周脊和至少一个纵向脊，用于与所述张力释放部分相啮合，所述脊防止所述张力释放部分相对于所述刚性部分轴向运动和转动。

5.根据权利要求1的插头组件，其中所述电导体包括导线(13B)。

6.根据权利要求1的插头组件，其中所述端头用于与一个心电图机的电极探头相连接。

7.根据权利要求5的插头组件，其中所述电导体还包括电子线路。

8.根据权利要求7的插头组件，其中所述电子电路包括一个阻抗匹配电阻(19)。

9.一种制造与电气设备一起使用的插头组件(11)的方法，所述方法包括步骤：

利用一个电导体将一条柔性电缆(13)固定到一个端头(21)上；

绕所述端头的一部分和所述电缆的一部分模制一个刚性塑料部分(31)，所述刚性塑料部分包括在所述刚性塑料部分外部的至少一个圆周脊和至少一个纵向脊；

固化所述刚性塑料部分，因而使所述端头不可转动地与所述刚性塑料部分相耦合，使所述导体封包于所述刚性塑料部分中，以保护所述导体不会断裂；以及

绕包括所述脊的所述刚性塑料部分的一部分和延所述刚性部分延伸的所述柔性电缆的一部，模制一个柔性张力释放部分(41)，其中所述柔性张力释放部分与所述脊相啮合并被固定，以防止相对于所述刚性塑料部分的转动和轴向运动。

10.根据权利要求9的方法，其中所述将柔性电缆(13)固定到端头(21)的步骤还包括下列步骤：

11.根据权利要求9的方法，其中所述将柔性电缆(13)固定到端头(21)的步骤还包括下列步骤：

将所述电缆的一条导线(13B)焊接到一个阻抗匹配电阻(19)的一条引线上；以及

将所述阻抗匹配电阻的别一条引线焊接到所述端头。

12.根据权利要求10的方法，其中所述夹压步骤还包括下列步骤：

半插入所述端头，以使所述阻抗匹配电阻变形为一种非圆柱形形状，从而增大抗转动运动的可靠性。

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