CN114552273B - 一种插头及直插式连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插头，包括头壳体、连接套和棘轮机构，棘轮机构包括锁钩和弧形齿条，头壳体的外圆周上安装有弧形齿条，连接套套在头壳体外，且连接套可推动头壳体往座壳体移动，连接套上安装有锁钩，锁钩与弧形齿条啮合，连接套的内侧壁上设置有凸筋a，凸筋a的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，还公开了一种直插式连接器，包括插座和插头，插座和插头插合，插座包括座壳体，座壳体的插合端具有外筒体和内筒体，内筒体位于外筒体内，且内筒体和外筒体之间形成U形腔，内筒体的外侧壁上设置有凸筋b，凸筋b的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，凸筋b的螺旋轨迹与凸筋a的螺旋轨迹相匹配。本发明的有益效果是：具有插合省力、连接可靠和解锁方便的优点。

Description

一种插头及直插式连接器

技术领域

本发明涉及连接器，特别是一种插头及直插式连接器。

背景技术

直插式连接器因其插拔快速方便等特点，深受市场喜爱。直插式连接器的锁紧机构是其中最重要的组成结构，锁紧机构的操作性能及安全性能直接关系到直插式连接器的性能好坏。目前直插式连接器的锁紧机构比较机械，没有灵活性，同时因为锁紧机构涉及到连接器的连接可靠性，所以锁紧机构比较繁重，结构复杂，操作困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种插头及直插式连接器，可巧妙实现连接器的锁紧和解锁，可应用各类圆形连接器上。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种插头，包括头壳体、连接套和棘轮机构，棘轮机构包括锁钩和弧形齿条，头壳体的外圆周上安装有弧形齿条，连接套套在头壳体外，且连接套可推动头壳体往座壳体移动，连接套上安装有锁钩，锁钩与弧形齿条啮合，连接套的内侧壁上设置有凸筋a，凸筋a的锁紧端面沿螺旋轨迹设置。

可选的，凸筋a至少为两个，且凸筋a间隔分布在同一圆周上。

可选的，连接套上设置有台阶孔，凸筋a位于台阶孔的大孔内，台阶孔的小孔内壁上开设有弧形腔，台阶孔的台阶面上开设有弧形缺口，弧形缺口与弧形腔连通，且弧形齿条能从弧形缺口进入到弧形腔内，弧形腔的轴向侧壁上开设有轴孔，锁钩包括悬臂梁，悬臂梁位于弧形腔内，且悬臂梁的背部与弧形腔的底部之间具有间隙，悬臂梁的轴向侧壁上安装有转轴，转轴安装在轴孔内，悬臂梁上远离转轴的端部设置有倒钩，倒钩与弧形齿条啮合。

可选的，悬臂梁上靠近转轴的端部设置有凸起部，连接套上开设有腰形孔，凸起部从腰形孔中穿出，且凸起部在周向上可相对腰形孔转动。

可选的，悬臂梁的背部还安装有弹片，弹片位于弧形腔内，且弹片与弧形腔的底部抵接。

可选的，弹片上远离凸起部的一端具有折弯部。

可选的，凸筋的两端设置有斜坡圆弧。

可选的，连接套上设置有凸块，弧形腔开设在凸块的内侧壁上，腰形孔位于凸块上。

可选的，头壳体上设置有限位凸环，弧形齿条位于限位凸环的后侧，位于限位凸环前端的头壳体为插合端，插合端上套装有密封垫，密封垫与限位凸环贴合，插合端的外侧壁上设置有凸键，台阶面抵在限位凸环的后端面推动头壳体往座壳体移动。

一种直插式连接器，包括插座，还包括上述插头，插座和插头插合，插座包括座壳体，座壳体的插合端具有外筒体和内筒体，内筒体位于外筒体内，且内筒体和外筒体之间形成U形腔，内筒体的外侧壁上设置有与凸筋a相对应的凸筋b，凸筋b的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，凸筋b的螺旋轨迹与凸筋a的螺旋轨迹相匹配。

本发明具有以下优点：

1、插合省力：座壳体的凸筋b与连接套的凸筋a具有相匹配锁紧端面，且锁紧端面沿螺旋轨迹设置，插合时，凸筋a和凸筋b相互互补配合，使得头座插合省力。

2、连接可靠：插头和插座插合后，同时凸筋a与凸筋b配合，避免了插座和插头的分离，而且由于锁钩的倒钩与弧形齿条的锯齿相扣，使得连接套无法反向转动，在锁钩未解锁状态下，能够保证插头和插座永久插合。

3、解锁方便：按压凸起部，即可使得倒钩脱离弧形齿条，从而使得连接套可逆时针转动，使得座壳体的凸筋b与连接套的凸筋脱离，实现插座和插头的解锁。

附图说明

图1 为直插式连接器的结构示意图；

图2 为座壳体的结构示意图；

图3 为连接套与头壳体的安装示意图；

图4 为头壳体的结构示意图；

图5 为棘轮机构的安装示意图；

图6 为锁钩的结构示意图；

图7 为连接套的结构示意图一；

图8 为连接套的结构示意图二；

图9 为连接套的结构示意图；

图10 为图9中A-A的剖视示意图；

图11 为棘轮机构安装在弧形腔内的结构示意图；

图中，100-座壳体，101-外筒体，102-内筒体，103-U形腔，104-凸筋b，105-阶梯孔，106-键槽，107-安装耳，200-头壳体，300-连接套，400-锁紧机构，201-限位凸环，202-凸键，203-密封垫，204-卡圈，401-锁钩，402-弧形齿条，411-凸起部，412-转轴，413-悬臂梁，414-倒钩，415-铆钉，416-弹片，417-折弯部，418-螺钉，301-凸筋a，302-斜坡圆弧，303-凹槽，304-凸块，305-腰形孔，306-轴孔，307-弧形腔，308-台阶面。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种直插式连接器，包括插座和插头，插头和插座插合，在本实施例中，如图2所示，插座包括座壳体100，座壳体100的插合端具有外筒体101和内筒体102，优选的，外筒体101为圆形筒体，内熔体也为圆形筒体，内筒体102位于外筒体101内，且内筒体102和外筒体101之间形成U形腔103，当插头和插座插合后，连接套300则位于U形腔103内，在本实施例中，内筒体102的外侧壁上设置有与凸筋a301相对应的凸筋b104，凸筋b104的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，凸筋b104的螺旋轨迹与凸筋a301的螺旋轨迹相匹配，进一步的，凸筋b104的内侧面为锁紧端面，在本实施例中，凸筋b104的起始位置的宽度比凸筋b104的终止位置的宽度宽，优选的，凸筋b104的宽度从起始位置到终止位置逐渐变窄，进一步的，凸筋b104至少为两条，且凸筋b104均匀分布在同一圆周上，优选的，凸筋b104为两条，而两条凸筋b104相对设置，在轴向投影上，两条凸筋b104之间则会形成一个缺口，在插头和插座插合过程中，凸筋a301则从缺口处进入。

在本实施例中，外筒体101上设置有用以安装防尘盖的安装耳107，防尘盖与安装耳107的安装属于现有技术，在此就不在进行赘述，优选的，在防尘盖上还设置有扭簧，当插头和插座分离后，防尘盖在扭簧的作用下能够盖住插头的插合端面。

在本实施例中，内筒体102的内孔为阶梯孔105，阶梯孔105用于连接器安装板的安装，而安装板的安装，也是现有技术，其安装方式，也就不在赘述。

在本实施例中，如图3所示，插头包括头壳体200、连接套300和棘轮机构400，如图5和图6所示，棘轮机构400包括锁钩401和弧形齿条402，如图4和图5所示，头壳体200的外圆周上安装有弧形齿条402，连接套300套在头壳体200外，且连接套300可推动头壳体200往座壳体100移动，连接套300上安装有锁钩401，锁钩401与弧形齿条402啮合，如图7、图8和图9所示，连接套300的内侧壁上设置有凸筋a301，凸筋a301的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，在本实施例中，连接套300为筒状结构，插头和插座插合时，连接套300的前端则插入到U形腔103内，进一步的，凸筋a301至少设置两个，优选的，凸筋a301为两个，且均匀分布在同一圆周上，而两个凸筋a301之间则会形成凹槽303，在插头和插座插合过程中，凸筋a301从两个凸筋b104之间的插入，而凸筋b104则从两个凸筋a301之间的凹槽303进入，由于凸筋b104的螺旋轨迹与凸筋a301的螺旋轨迹相匹配，因此插头和插座在插合过程中，当凸筋a301的锁紧端面的起始位置与凸筋b104的锁紧端面的起始位置对齐后，就可旋转连接套300，从而使得凸筋a301的锁紧端面与凸筋b104的锁紧端面相匹配，而在连接套300旋转过程中，由于凸筋a301和凸筋b104的锁紧端面均沿螺旋轨迹设置，因此，在连接套300的旋转过程中，由于凸筋a301和凸筋b104的锁紧端面的匹配，还能使得插头相对插座在轴向方向上有一个轴向的位移，从而保证插头和插座的锁紧力度，而当插头和插座插合到位后，凸筋a301的锁紧端面和凸筋b104的锁紧端面贴合，从而使得凸筋a301和凸筋b104为面面贴合，进一步的保证了插头和插座的锁紧力和锁紧的稳定性。

在本实施例中，如图9和图10所示，凸筋a301的起始位置的宽度向凸筋a301的终止位置的宽度逐渐边宽，也就是说，凸筋a301的起始位置的宽度小于凸筋a301终止位置的宽度，优选的，凸筋a301的内端面为锁紧端面，而凸筋a301的外端面与连接套300的外端面齐平，因此，在插头和插座预插过程中，可以缩短插头相对插座移动的轴向距离，从而降低插头和插座插合的难度，使得插头和插座插合方便，在本实施两种，凸筋a301的两端设置有斜坡圆弧302，从而便于连接套300在旋转过程中，能够更好的进入到U形腔103内。

在本实施例中，内筒体102的内侧壁上至少开设有一个键槽106，头壳体200上设置有限位凸环201，弧形齿条402位于限位凸环201的后侧，位于限位凸环201前端的头壳体200为插合端，插合端上套装有密封垫203，密封垫203与限位凸环201贴合，台阶面308抵在限位凸环201的后端面推动头壳体200往座壳体100移动，插合端的外侧壁上设置有凸键202，通过凸键202与键槽106的配合，从而保证插头和插座的插合精度，而且还具有止转的作用，也就是说中，在插合过程中，转动连接套300时，连接套300转动，头壳体200不转动，在插合和插座插合到位后，内筒体102的外端面是与密封垫203抵接的，对密封垫203具有一个压力，从而使得密封垫203被压缩，从而保证了插座和插头插合后的密封性能，在本实施例中，为便于座壳体100的安装，在座壳体100的连接端设置有法兰盘。

在本实施例中，如图7~图11所示，连接套300上设置有台阶孔，凸筋a301位于台阶孔的大孔内，台阶孔的小孔内壁上开设有弧形腔307，台阶孔的台阶面308上开设有弧形缺口，弧形缺口与弧形腔307连通，且弧形齿条402能从弧形缺口进入到弧形腔307内，连接套300安装时，则将弧形缺口与弧形齿条402对准，然后移动连接套300，使得弧形齿条402从弧形缺口进入到弧形腔307内，在本实施例中，弧形腔307的弧长大于弧形齿条402与弧形缺口的弧长，而弧形缺口的弧长又大于弧形齿条402的弧长，而弧形腔307的宽度大于弧形齿条402的宽度，从而便于弧形齿条402在弧形腔307内转动，同时也不会影响在插头和插座时，台阶面308与限位台阶的抵接，弧形腔307的轴向侧壁上开设有轴孔306，锁钩401包括悬臂梁413，悬臂梁413位于弧形腔307内，悬臂梁413的背部与弧形腔307的底部之间具有间隙，悬臂梁413的轴向侧壁上安装有转轴412，转轴412安装在轴孔306内，悬臂梁413上远离转轴412的端部设置有倒钩414，倒钩414与弧形齿条402啮合，而悬臂梁413的背部与弧形腔307的底部之间的间隙则使得悬臂梁413可以绕转轴412在弧形腔307内转动，因此在连接套300转动过程中，悬臂梁413能够转动，从而使得倒钩414能够沿弧形齿条402的背部滑动，而弧形齿条402的背部则开设有多个相连的锯齿，连接套300上设置有凸块304，弧形腔307开设在凸块304的内侧壁上，腰形孔305位于凸块304上，通过设置凸块304能够降低连接套300的耗材，而且在安装时，还可通过凸块304判定锁钩401的位置，以便于连接套300的旋转，而通过倒钩414与弧形齿条402啮合，从而使得连接套300只能沿一个方向上转动，而当插头和插座插合到位后，凸筋a301和凸筋b104的锁紧端面相贴合，此时，倒钩414则与弧形齿条402的一个锯齿啮合，使得锁钩401无法相对弧形齿条402反方向转动，从而保证了插头和插座插合的稳定性。

在本实施例中，悬臂梁413上靠近转轴412的端部设置有凸起部411，连接套300上开设有腰形孔305，凸起部411从腰形孔305中穿出，且凸起部411在周向上可相对腰形孔305转动，当悬臂梁413绕转轴412转动时，此时凸起部411也会随之转动，而凸起部411在腰形孔305内可在周向方向上偏转，从而不会影响悬臂梁413的转动，而当插头和插座需要分离的时候，此时，则对凸起部411施加一压力，使得悬臂梁413转动，从而使得倒钩414脱离弧形齿条402，此时，棘轮机构400则解锁，连接套300可以反方向转动，因此通过连接套300的反方向转动，实现插头和插座的分离。

在本实施例中，悬臂梁413的背部还安装有弹片416，弹片416位于弧形腔307内，且弹片416与弧形腔307的底部抵接，当棘轮机构400安装好后，弹片416与弧形腔307的底部抵接，从而使得弹片416具有一定的形变量，从而使得弹片416具有一定的弹性回复力，从而使得弹片416能对悬臂梁413施加一个压力，从而使得倒钩414始终具有往弧形齿条402移动的趋势，因此倒钩414在只受到自身重力和弹片416的弹力作用下能够始终与弧形齿条402的背部接触，在本实施例中，悬臂梁413的背部设置有一个平面，平面上开设有铆接孔，而弹片416则通过铆钉415安装在悬臂梁413的背部，当悬臂梁413与弹片416安装好后，由于悬臂梁413的背部具有平面，因此增加了弹片416与悬臂梁413的接触面积，当弹片416发生形变后，能够更好的将弹力传递到悬臂梁413上，在本实施例中，弹片416上远离凸起部411的一端具有折弯部417，折弯部417与连接套300的内侧壁抵接，优选的，折弯部417的弯折方向朝向悬臂梁413，而折弯部417与连接套300的内侧壁抵接，从而使得弹簧能够持续的给悬臂梁413压力，从而保证倒钩414与弧形齿条402背部接触的可靠性。

在本实施例中，弹片416为矩形的金属弹性刚片，弧形齿条402为圆弧形的齿条，在周向方向上的两端开设有通孔，而在头壳体200上开设有与通孔对应的螺钉418孔，然后弧形齿条402则通过螺钉418安装在头壳体200上，当然弧形齿条402与头壳体200也可以采用铆接安装。

在本实施例中，连接套300的内腔设置有台阶面308，台阶面308抵在限位凸环201的后端面推动头壳体200往座壳体100移动，在本实施例中，连接套300内开设有台阶孔，凸筋a301位于台阶孔的大孔内，而台阶孔的小孔则套装限位凸环201后侧的头壳体200上，当插头和插座插合过程中，插头和插座预插合后，此时，旋转连接套300，凸筋a301和凸筋b104的锁紧端面则贴合，而则锁紧端面贴合过程中，台阶面308则抵在限位凸环201上，而随着头壳体200的旋转，连接套300则带动头壳体200往座壳体100移动，进一步的，在头壳体200上还还安装有卡圈204，卡圈204位于限位凸环201的后侧，而台阶孔的小孔在轴向方向上则位于卡圈204与限位凸环201之间，卡圈204的外径比台阶孔的小孔的直径大，从而避免连接套300脱离头壳体200。

在本实施例中，由于弧形齿条402的弧度与插头插座插合的深度相比，留有余量，所以连接套300在反方向旋转过程中，倒钩414不应完全脱离弧形齿条402就能解锁。但如果由于误操作或者旋转连接套300的弧度过大，使得倒钩414脱离了弧形齿条402，在齿条的起始位置设有斜面，在锁钩401的倒钩414外沿设有圆弧面，所以即使倒钩414完全脱离了齿条，当再次顺时针旋转连接套300时，锁钩401的倒钩414依然可以沿着弧形齿条402起始位置的斜面爬上弧形齿条402，进而进入弧形齿条402的锯齿里。

连接器的插头和插座对插时，头壳体200进入到座壳体100内，头壳体200上的凸键202与座壳体100的键槽106配合限位，头壳体200和座壳体100配合进入到一定距离后，连接套300进入到座壳体100的U形腔103内，连接套300的凸筋a301从两凸筋b104之间的间隙进入，然后顺时针旋转连接套300，连接套300上的凸筋a301延着座壳体100的凸筋b104向座壳体100的U形腔103滑入，当连接套300顺时针旋转，直到座壳体100的内筒体102端面与压密封垫203抵紧时，插头和插座锁紧。

插头和插座锁紧时，连接套300的凸筋a301与座壳体100的凸筋b104的锁紧端面相互重叠配合，座壳体100的凸筋b104限制连接套300向后移动，座壳体100的内筒体102端面抵压在密封垫203上，限制插头继续插入。同时，连接套300的顺时针转动行程由弧形齿条402的长度决定，当连接套300顺时针转动，带动锁钩401顺时针转动，锁钩401顺时针转动过程中，悬臂梁413上的倒钩414在弧形齿条402上滑动，悬臂梁413上下浮动，悬臂梁413上下浮动过程中，弹片416的弯折部与弧形腔307的内表面紧贴接触，弹片416持续给悬臂梁413向内的力，在本实施例中，弧形腔307的在周向方向上的两端为弧面凹槽303，当连接套300转动到连接套300的弧面凹槽303与弧形齿条402的斜面相接触时，连接套300的顺时针行程全部完成，不能再继续顺时针转动。

插头和插座在锁紧时，连接套300的顺时针转动行程应留有余量，没有旋转完，这是为了保证座壳体100的内筒体102端面能够与密封垫203抵紧，由于密封垫203有弹性，所以连接套300的余量可以充分调节密封垫203的压缩量。

插头和插座解锁时，用手向下按压凸起部411，凸起部411为圆柱形结构，使得锁钩401的倒钩414从弧形齿条402的锯齿中退出，连接套300可逆时针转动，在连接套300逆时针转动的过程中，需要一直按压凸起部411。连接套300逆时针转动的过程中，连接套300的凸筋a301沿着座壳体100的凸筋b104缓慢滑下来，直到凸筋a301完全脱离凸筋b104，即可分离插头插座。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种插头，其特征在于：包括头壳体、连接套和棘轮机构，所述棘轮机构包括锁钩和弧形齿条，所述头壳体的外圆周上安装有所述弧形齿条，所述连接套套在所述头壳体外，且所述连接套可推动所述头壳体往座壳体移动，所述连接套上安装有所述锁钩，所述锁钩与所述弧形齿条啮合，所述连接套的内侧壁上设置有凸筋a，所述凸筋a的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，所述凸筋a至少为两个，且所述凸筋a间隔分布在同一圆周上，所述凸筋的两端设置有斜坡圆弧，凸筋a的起始位置的宽度向凸筋a的终止位置的宽度逐渐变宽。

2.根据权利要求1所述的一种插头，其特征在于：所述连接套上设置有台阶孔，所述凸筋a位于所述台阶孔的大孔内，所述台阶孔的小孔内壁上开设有弧形腔，所述台阶孔的台阶面上开设有弧形缺口，所述弧形缺口与所述弧形腔连通，且所述弧形齿条能从所述弧形缺口进入到所述弧形腔内，所述弧形腔的轴向侧壁上开设有轴孔，所述锁钩包括悬臂梁，所述悬臂梁位于所述弧形腔内，且所述悬臂梁的背部与所述弧形腔的底部之间具有间隙，所述悬臂梁的轴向侧壁上安装有转轴，所述转轴安装在所述轴孔内，所述悬臂梁上远离所述转轴的端部设置有倒钩，所述倒钩与所述弧形齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的一种插头，其特征在于：所述悬臂梁上靠近所述转轴的端部设置有凸起部，所述连接套上开设有腰形孔，所述凸起部从所述腰形孔中穿出，且所述凸起部在周向上可相对所述腰形孔转动。

4.根据权利要求3所述的一种插头，其特征在于：所述悬臂梁的背部还安装有弹片，所述弹片位于所述弧形腔内，且所述弹片与所述弧形腔的底部抵接。

5.根据权利要求4所述的一种插头，其特征在于：所述弹片上远离凸起部的一端具有折弯部。

6.根据权利要求5所述的一种插头，其特征在于：所述连接套上设置有凸块，所述弧形腔开设在所述凸块的内侧壁上，所述腰形孔位于所述凸块上。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种插头，其特征在于：所述头壳体上设置有限位凸环，所述弧形齿条位于所述限位凸环的后侧，位于所述限位凸环前端的头壳体为插合端，所述插合端上套装有密封垫，所述密封垫与所述限位凸环贴合，所述插合端的外侧壁上设置有凸键，所述台阶面抵在所述限位凸环的后端面推动所述头壳体往座壳体移动。

8.一种直插式连接器，其特征在于：包括插座，还包括权利要求1~7任意一项所述的插头，所述插座和所述插头插合，所述插座包括座壳体，所述座壳体的插合端具有外筒体和内筒体，所述内筒体位于所述外筒体内，且所述内筒体和外筒体之间形成U形腔，所述内筒体的外侧壁上设置有与凸筋a相对应的凸筋b，所述凸筋b的锁紧端面沿螺旋轨迹设置，所述凸筋b的螺旋轨迹与所述凸筋a的螺旋轨迹相匹配。