CN114361871B - 带有锁定弹簧的电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可沿插入方向插入到配合电连接器中的电连接器以及一种包括压缩弹簧(16)和一件式壳体(12)的组件，该壳体包括尺寸适于容纳压缩弹簧(16)的凹部(34)。电连接器还包括连接器的位置保证元件(18)，称为“CPA”，其具有头部(44)，该头部(44)构造成设置在凹部(34)中，并且头部(44)穿过压缩弹簧(16)的第一端部(42)插入。当被插入时，压缩弹簧(16)的第一端部(42)仅在连接器的位置保证元件(18)上施加力，位置保证元件(18)在一件式壳体(12)上施加力，并且压缩弹簧(16)的沿着弹簧的纵向轴线(A)与第一端部(42)相对的第二端部(56)仅在一件式壳体(12)的凹部(34)上施加力。

Description

带有锁定弹簧的电连接器

技术领域

本发明涉及一种电连接器，特别是用于机动车辆的安全约束系统的点火管(squib)连接器，其可以沿着插入方向插入到配合电连接器中。本发明还涉及这种电连接器和配合电连接器的组件。

更具体地，本发明涉及一种用于插入式连接的电连接器，特别是用于机动车辆的安全约束系统的点火管连接器，其包括位置保证元件，该位置保证元件与弹簧的作用相结合能够自动防止与配合电连接器的不良连接。

背景技术

已知常规用于机动车辆的安全带或安全气囊的电连接器包括烟火装置，其可以根据车辆传感器接收到的冲击或振动信息启动安全带的夹紧或安全气囊的充气。

从现有技术中还知道，这种电连接器可以结合辅助锁定系统或连接器位置保证装置(CPA)，其可以用于监控和确保与保持在可能经常受到冲击或振动的环境中的配合电连接器的正确联接，这通常是机动车辆的情况。

电连接器也是已知的，其中辅助锁定可以使用弹簧，该弹簧可以用于将辅助锁定元件从一个预定位置改变到另一个预定位置。

同样已知的是使用U形杆和弹簧、或螺旋扭转弹簧、或螺旋压缩弹簧进行辅助锁定。

这些弹簧通常设置在构成电连接器的两个或更多个部分之间，比如在形成盖的部分和连接器的壳体之间。盖通常卡扣配合到连接器上。

然而，当弹簧被偏压，即预加载时，连接器的这些部分在弹簧施加的力的作用下仍然存在分开的风险。锁定弹簧的回复力实际上可能使构成连接器的两个或更多个部分松开。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有锁定弹簧的电连接器，对于该锁定弹簧，防止在弹簧施加的力的作用下脱开。

本发明的另一目的是提出一种具有锁定弹簧的电连接器，其中简化了结构，从而简化了组件。

本发明的目的是通过一种电连接器实现的，特别是用于机动车辆的安全约束系统的点火管连接器，其可以沿着插入方向插入到配合电连接器中。电连接器包括：一件式壳体，其包括凹部，该凹部的尺寸适于容纳压缩弹簧，以及具有纵向轴线的压缩弹簧。在插入位置卸载的压缩弹簧构造成在压缩弹簧的加载状态下阻止连接器插入到配合连接器中。电连接器包括连接器的位置保证元件,其包括头部,该头部构造成使得头部设置在一件式壳体的凹部中，并且头部穿过压缩弹簧的第一端部插入。当连接器插入到配合连接器中时，连接器的位置保证元件可以在插入方向上从输送位置朝向插入位置移动，使得压缩弹簧的第一端部仅在连接器的位置保证元件上施加力，位置保证元件在一件式壳体上施加力，并且压缩弹簧的沿着弹簧的纵向轴线与第一端部相对的第二端部仅在一件式壳体的凹部上施加力。

因此，壳体的一件式结构和压缩弹簧设置在其凹部中意味着当插入时由弹簧施加的力仅施加到壳体和位置保证元件，位置保证元件又通过反作用仅在一件式壳体上沿插入方向施加力。换句话说，由弹簧施加的所有力仅传递到一件式壳体上。

因此，作为连接器部件的任何其它部分例如盖(未示出)将不会受到弹簧施加的力。

换句话说，尽管一元件或盖可以搭扣配合到一件式壳体上，但该元件或该盖将不具有保持弹簧的功能，该弹簧已经保持在凹部中，其第一端部设置在位置保证元件的头部周围。

由于这个原因，弹簧能够施加的所有力仅施加到一件式壳体上。因此，可以避免连接器脱开的任何风险，例如在弹簧施加的力的作用下，壳体从盖意外脱离。

由于以下实施例，本发明可以进一步改进。

根据一实施例，插入方向可以平行于压缩弹簧的纵向轴线。

因此，压缩弹簧的回复力沿平行于插入方向的方向施加。由于这个原因，压缩弹簧构造成防止电连接器与配合电连接器的不良连接。

根据一实施例，电连接器还可以包括一个或多个部分，用于容纳连接器的至少一个销和/或形成盖，压缩弹簧设置成使得其不在所述一个或多个部分上施加任何力。

因为没有可以构成连接器的其他部分例如盖受到压缩弹簧施加的力，所以可以避免该一个或多个部分从一件式壳体脱离，因为来自弹簧的所有力仅施加到单件即一件式壳体中产生的同一个部件。

根据一实施例，凹部可以是具有半圆形截面的凹槽。

因此，凹部具有适于容纳螺旋压缩弹簧的形状。弹簧在凹部中的保持得到改善。

根据一实施例，当所述弹簧处于其卸载状态时，凹槽的长度可以基本等于压缩弹簧沿其纵向轴线的长度。

因此，凹部的形状适于在卸载状态下容纳螺旋压缩弹簧。这可以防止压缩弹簧在输送位置施加任何超过较小力的力。

根据一实施例，连接器的位置保证元件的头部可以在预定高度上延伸，该预定高度构造成使得当电连接器处于输送位置时，弹簧的至少两匝与位置保证元件的头部接触。

因此，连接器的位置保证元件的头部的结构和几何形状适于能够将弹簧充分保持在所述头部上。

根据一实施例，连接器的位置保证元件的头部可以具有圆形、三角形、方形、矩形或椭圆形的横截面，其中最大尺寸基本等于压缩弹簧的内径。

因此，连接器的位置保证元件的头部的结构和几何形状适于能够将弹簧充分保持在所述头部上。因此，没有必要使用附加部件比如盖来将压缩弹簧保持在一件式壳体上。除了防止弹簧在这些部件上施加可能产生连接器脱开的风险的力之外，这还提供了有利地减少构成电连接器的元件数量的可能性。

根据一实施例，连接器的位置保证元件的头部可以从所述位置保证元件的基部的第一表面横向延伸，并且至少两个锁定臂可以从所述基部的第二表面横向延伸，第二表面与第一表面相对，并且至少两个锁定臂可以构造为利用配合电连接器的相应锁定装置锁定在插入位置。

因此，位置保证元件构造用于锁定在插入位置的功能和将压缩弹簧保持在一件式壳体上的功能。因此，位置保证元件的结构有利地适于允许所述位置保证元件的多种用途。因此，现在可以避免使用壳体的附加元件来执行这两个功能。

根据一实施例，当连接器从输送位置朝向插入位置插入到配合连接器中时，弹簧的第一端部可以在连接器的位置保证元件的基部的第一表面上施加力，连接器的位置保证元件的基部的第二表面可能在一件式壳体上施加力。

因此，最终，由弹簧的第一端部产生的力仅传递到一件式壳体。因此可以防止和避免连接器脱开的风险。

本发明的目的还通过如上所述的电连接器组件来实现，该电连接器组件在插入位置插入到配合连接器中并锁定到其上，其中连接器的位置保证元件包括至少两个锁定臂，其在插入位置锁定到配合电连接器的相应锁定装置。

因此，这种类型的组件包括位置保证元件，其构造用于锁定在插入位置的功能和将压缩弹簧保持在一件式壳体上的功能。因此，位置保证元件的结构有利地适于允许所述位置保证元件的多种用途。因此，现在可以避免为了执行这两个功能而必须为壳体使用附加元件。

此外，在这种类型的组件中，因为所有力仅由弹簧施加到连接器的一件式壳体上，所以可以避免所述连接器脱开的风险，例如在弹簧施加的力的作用下壳体和盖的意外脱离。

上面定义的实施例可以组合，以便产生本发明的有利实施例的更多变化。

附图说明

现在将借助于优选实施例并特别参考下面描述的附图更详细地解释本发明及其优点，其中：

图1示意性示出了根据本发明的电连接器；

图2a示意性地示出了用于将根据本发明的电连接器插入到配合连接器中的第一步骤的剖视图；

图2b示意性地示出了用于将根据本发明的电连接器插入到配合连接器中的中间步骤的剖视图；

图2c示意性地示出了用于将根据本发明的电连接器插入到配合连接器中的最后步骤的剖视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的电连接器10的三维视图。

在图1所示的实施例中，电连接器10是用于机动车辆安全气囊点火管系统的弹簧锁定连接器，其可以联接到配合连接器(未示出)。电连接器10构造为当其被不正确地插入或者没有完全联接到配合连接器时自动弹出。

在未示出的其他实施例中，电连接器10可以是另一类型的弹簧锁定连接器。

图1所示的电连接器10包括壳体12，其具有主体部分14，该主体部分14包括锁定弹簧16和连接器的位置保证元件18，其在下文中将被称为“CPA18”。电连接器10还包括插入部分20，其为圆柱形并且构造为沿着插入方向E连接到配合连接器，插入方向E由图1中的箭头E表示。

电连接器10的壳体12是一件式的。因此，壳体12的部分14和20构成单个部件，例如通过注射成型形成。这导致壳体12的简单且廉价的生产。因此，组装一件式壳体12的步骤不是必需的，这在组装连接器10时节省了时间。

壳体12的整体形成的部分14和20将在下面更详细地描述。

插入部分20包括两个锁定臂(在图1的视图中只能看到一个锁定臂22)。每个锁定臂22包括设置有锁定凸耳26的自由端部24，锁定凸耳26构造成在插入位置(图1中未示出)容纳在配合连接器的锁定区域中。插入位置对应于电连接器10被正确插入到配合连接器中即与之联接的位置。

主体部分14包括平坦基部28，部分30从该基部28沿与插入方向E相反的方向在长度l1上横向延伸。在图1所示的实施例中，部分30具有基本半圆形横截面32。

在其他实施例中，部分30的横截面可以具有不同的形状。

然而，以所有实施例共有的方式，部分30包括凹部34，其尺寸适于容纳锁定弹簧16。

在图1所示的实施例中，锁定弹簧16是具有纵向轴线A的螺旋压缩弹簧16。在未示出的变型中，锁定弹簧16可以是压缩波形弹簧。

在下文中，术语“弹簧”、“锁定弹簧”、“压缩弹簧”和“螺旋弹簧”指的是相同的元件：图1所示的弹簧16。

锁定弹簧16构造为在插入位置卸载。此外，弹簧16构造成在弹簧16的加载状态下阻止连接器10插入到配合连接器中。在弹簧16的加载状态下，其端部各自施加回复力。

压缩弹簧16的纵向轴线A平行于插入方向E。因此，在平行于插入方向E的方向上施加弹簧16的回复力。为此，弹簧16构造成阻止连接器10与配合电连接器的不正确连接。

锁定弹簧16包括具有内径d1和外径d2的多匝36，其中d1<d2。锁定弹簧16的外径d2基本等于凹部34的宽度l2，使得当弹簧16容纳在凹部34中时，弹簧16的匝36与凹部34的壁38接触。

凹部34是具有半圆形截面的凹槽40。凹槽40的半圆形截面的宽度l2基本等于锁定弹簧16的外径d2。

凹槽40的长度l3基本对应于弹簧16在其卸载状态下沿纵向轴线A的长度。

因此，凹槽40具有适于容纳弹簧16的互补形状。

弹簧16的第一端部42设置在CPA18的头部44周围，CPA18设置在一件式壳体12的凹部30中。

CPA18的头部44可以具有圆形、三角形、方形、矩形或椭圆形的横截面。在这些变型中的每个中，为了将弹簧16充分保持在CPA18的头部44上，头部44的横截面的最大尺寸基本等于压缩弹簧16的内径d1。此外，为了进一步保证保持，当弹簧16处于其卸载状态时，即当其不施加任何力/回复力时，弹簧16的至少两匝36与CPA18的头部44接触。

在连接器10的输送位置，即当连接器10没有插入到配合连接器中时，弹簧16处于其卸载状态。

CPA18的头部44从CPA18的平坦基部48的第一表面46在长度l4上横向延伸。

在图1所示的实施例中，平坦基部48具有基本矩形横截面。CPA18的头部44和平坦基部48形成一件式部件。头部44邻近CPA18的平坦基部48的长边L之一设置。因此，头部44在平面(XY)中从平坦基部48突出，如图1所示。这意味着仅CPA18的头部44容纳在壳体12的凹部34中。CPA18的其余部分即平坦基部48构造为搁置在壳体12的主体部分14的平坦基部28上。因此，平坦基部48的与第一表面46相对的第二表面50构造成与壳体12的主体部分14的平坦基部28接触。

此外，CPA18的平坦基部48包括开口52，其尺寸使得壳体12的中空部分54能够穿过其，连接器的电插脚的端子将被引入到中空部分54中(未示出)。

CPA18还包括两个锁定臂(在图1中不可见，参见图2a-2c中的附图标记62)，它们从平坦基部48的第二表面50横向延伸。两个锁定臂构造成在插入位置与配合电连接器(未示出)的相应锁定装置锁定。

在其他实施例中，CPA18的平坦基部48的结构和几何形状可以不同于图1所示的那些。然而，所有实施例的共同之处在于，CPA18包括头部44，该头部44构造成容纳在凹部34中并通过锁定弹簧16的第一端部42插入。

因为壳体12是一件式的，所以主体部分14、插入部分20、部分30、中空部分54和凹部34形成同一个部件，其作为单件被生产。

壳体12的一件式结构和压缩弹簧16在凹部30(即凹槽40)中的设置意味着弹簧16的回复力(在图1中由弹簧16的第一端部42处的箭头F1和第二端部56处的箭头F2表示)仅施加在壳体12和CPA18上，CPA18又通过反作用仅在壳体12的平坦表面28上沿插入方向E施加力。换句话说，由弹簧16施加的在平行于插入方向E的方向上以及在方向F1和方向F2上施加的所有力仅传递回一件式壳体12。应当注意，力F1和F2是相反的。力F1和F2可以相等。

因此，可以构成连接器10的任何其他部分例如盖(未示出)不会受到弹簧16施加的力。

换句话说，尽管一元件或盖可以搭扣配合到壳体12上，例如到平坦基部28或部分30上，但该元件或盖不会具有保持弹簧16的功能，弹簧16已经保持在凹槽40中，其第一端部设置在CPA18的头部44周围，其第二端部56直接抵靠在凹部34的壁38上。因此，保持弹簧16的功能由一件式壳体12保证。因此，弹簧16可能施加的所有力仅施加到一件式壳体12上。

连接器10因此构造成使得弹簧16的每个端部42、56处的回复力F1、F2仅施加到壳体12上。由于这个原因，壳体12是一件式的，防止连接器10在弹簧16施加的力的作用下脱开。因此可以避免脱离，弹簧16的所有力都施加到形成为单件即一件式壳体12的同一个部件上。

图2a至2c示意性地示出了将根据本发明的电连接器10插入到配合连接器100中的各个步骤的剖视图。

在图2a所示的步骤中，电连接器10处于输送位置。在输送位置，容纳在一件式壳体12的凹槽40(即凹部34)中的弹簧16处于卸载状态。换句话说，弹簧16未被加载：其长度L1基本等于其静止时的初始长度L1。

CPA18的头部44通过弹簧16的第一端部42容纳在弹簧16的内径d1中。

在图2a所示的步骤中，CPA18的每个锁定臂62的端部60处的凸耳58抵靠电连接器100的突起102。

在图2b所示的步骤中，电连接器10在插入方向E上朝向配合连接器100移动。它处于输送位置和插入位置之间的中间位置。

由于CPA18的每个锁定臂62的端部60处的凸耳58仍邻接电连接器100的突起102，所以电连接器10的移动导致弹簧16的压缩。为此，弹簧16的长度L2比其静止时的长度L1短。作为对该压缩的反作用，弹簧16在其每个端部42、56施加回复力F1、F2。

在弹簧16的第一端部42，回复力F1被施加到CPA18，作为反作用，CPA18又将力F3仅施加到一件式壳体12上，如参考图1所解释。反作用力F3的方向与插入方向相同且意义相同。

在弹簧16的第二端部56，回复力F2施加到一件式壳体12的凹槽40的壁38上。

因此，由弹簧16施加的所有力仅传递到一件式壳体12上。换句话说，可以构成连接器10的任何其他部分例如盖(未示出)不会受到弹簧16施加的力。

在图2c所示的步骤中，电连接器10处于插入位置。换句话说，电连接器10正确地联接到配合连接器100。

在弹簧16的松弛和施加的回复力F1、F2的作用下，CPA18在插入方向E上被进一步推动，并且其凸耳58抵靠配合连接器100的突起102，直到锁定臂52彼此移动分开。换句话说，在凸耳58支撑在突起102上的情况下在CPA18上施加的力的作用下，产生每个锁定臂62的偏转。在打开时，这些(62)产生间隙，该间隙足以使配合连接器100的突起102能够在CPA18沿插入方向移动期间穿过。

因此，在插入位置，CPA18的锁定臂62已经偏转成使得在电连接器10沿插入方向E移动的作用下，CPA18的凸耳58变得容纳在电连接器100的突起102下方，因此将CPA18锁定在CPA的锁定位置。

突起102然后将能够通过为锁定臂52的凸耳58产生邻接来防止CPA18在与插入方向E相反的意义上提升。

在插入位置，弹簧16恢复其初始状态，即其不再被偏压或预加载。因此，其长度L1基本等于其静止时的初始长度L1。

所描述的实施例仅仅是可能的构造，并且应当记住，各种实施例的单独特征可以组合在一起或者彼此独立地提供。

附图标记列表

10：电连接器

12：一件式壳体

14：主体部分

16：弹簧

18：CPA

20：插入部分

22：锁定臂

24：自由端

26：锁定凸耳

28：平坦基部

30：部分

32：横截面

34：凹部

36：匝

38：壁

40：凹槽

42：第一端部

44：CPA头部

46：第一表面

48：平坦基部

50：第二表面

52：开口

54：中空部分

56：第二端部

58：凸耳

60：端部

62：锁定臂

A：纵向轴线

d1：内径

d2：外径

E：插入方向

F1、F2：回复力

F3：CPA力

l1：部分长度

l2：凹部宽度

l3：凹槽长度

l4：CPA头部高度

L：CPA长度

L1、L2：弹簧长度

Claims (10)

1.一种电连接器，其能够沿着插入方向(E)插入到配合电连接器中，包括：

一件式壳体(12)，其包括凹部(34)，该凹部(34)的尺寸适于容纳压缩弹簧(16)，和

具有纵向轴线(A)的压缩弹簧(16)，

在插入位置卸载的压缩弹簧(16)构造成在压缩弹簧(16)的加载状态下阻止连接器插入到配合连接器中，以及

连接器的位置保证元件(18),其包括头部(44),该头部(44)构造成使得头部(44)设置在一件式壳体(12)的凹部(34)中，其中头部(44)穿过压缩弹簧(16)的第一端部(42)插入，

当连接器从输送位置朝向插入位置插入到配合连接器中时，连接器的位置保证元件(18)能够沿插入方向(E)移动，

压缩弹簧(16)的第一端部(42)仅在连接器的位置保证元件(18)上施加力，

位置保证元件(18)在一件式壳体(12)上施加力，并且

压缩弹簧(16)的沿着弹簧的纵向轴线(A)与第一端部(42)相对的第二端部(56)仅在一件式壳体(12)的凹部(34)上施加力，

其中，所述连接器的位置保证元件(18)的头部(44)从所述位置保证元件(18)的基部(48)的第一表面(46)横向延伸，并且至少两个锁定臂(62)从所述基部(48)的第二表面(50)横向延伸，第二表面(50)与第一表面(46)相对，并且至少两个锁定臂(62)构造为利用配合连接器的相应锁定装置锁定在插入位置。

2.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述插入方向(E)平行于所述压缩弹簧(16)的纵向轴线(A)。

3.如前述权利要求中任一项所述的电连接器，还包括一个或多个部分，以便容纳连接器的至少一个销和/或形成盖，所述压缩弹簧(16)设置成使得没有力施加在所述部分上。

4.如权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述凹部(34)是具有半圆形截面的凹槽(40)。

5.如权利要求4所述的电连接器，其中，当所述弹簧(16)处于其卸载状态时，所述凹槽(40)的长度(l3)基本等于压缩弹簧(16)沿其纵向轴线(A)的长度(L1)。

6.如权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述连接器的位置保证元件(18)的头部(44)在预定高度(l4)上延伸，该预定高度(l4)构造成使得当电连接器处于输送位置时，所述弹簧(16)的至少两匝(36)与位置保证元件(18)的头部(44)接触。

7.如权利要求1或2所述的电连接器，其中，所述连接器的位置保证元件(18)的头部(44)具有圆形、三角形、方形、矩形或椭圆形的横截面，其中最大尺寸基本等于所述压缩弹簧(16)的内径(d1)。

8.如权利要求1所述的电连接器，其中，当所述连接器从输送位置朝向插入位置插入到配合连接器中时，

所述弹簧(16)的第一端部(42)在连接器的位置保证元件(18)的基部(48)的第一表面(46)上施加力，连接器的位置保证元件(18)的基部(48)的第二表面(50)在所述一件式壳体(12)上施加力。

9.如权利要求1或2所述的电连接器，在插入位置插入到配合连接器(100)中并锁定到其上，其中，所述连接器(19)的位置保证元件(18)包括至少两个锁定臂(62)，所述锁定臂(62)在插入位置锁定在配合连接器(100)的相应锁定装置(102)上。

10.如权利要求1或2所述的电连接器，所述电连接器是用于机动车辆的安全约束系统的点火管连接器。