CN114744439A - 一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器 - Google Patents

Abstract

一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器，插座壳体的头部外圆周上环向开设有斜面槽，且其靠近头部的外圆周上设置磁铁；安装体的头部嵌套在连接帽的内腔、尾部套设在连接帽的外壁，插头壳体头部的凸块槽滑动套设在安装体内壁的凸块上、尾部嵌套在连接帽的内腔，连接帽上开设有滑槽，安装体头部与尾部的连接部穿设滑动设置在滑槽中；所述凸块上设置有径向及轴向滑动的锁紧件，安装体头部与插头壳体之间设置有弹性部件，连接帽头部设置有供插座壳体插入的插装孔，插装孔与插头壳体的内腔连通；所述连接帽、锁紧件均采用磁性材料。与现有技术相比，该发明的有益之处在于：连接器插合利用磁力，更加方便快捷，并且在插合后自动实现锁紧。

Description

一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器

技术领域

本发明属于连接器技术领域，具体涉及一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器。

背景技术

目前国内外有多种球体推拉锁紧式连接器，主要有两大类，一类是通过侧边安装弹簧支撑球体，在连接和分离过程中，通过克服弹簧弹力，实现推拉锁紧；另一类是通过螺帽与球体配合，通过螺帽阻挡球体径向位移，实现连接器推拉锁紧。

侧边安装弹簧支撑球体结构的产品，由于其要预留弹簧的空间，其径向尺寸会偏大，同时其不具有锁紧功能，在一些有锁紧要求的场合不适用。螺帽与球体配合结构的产品，螺帽与球体同侧，则操作不方便，需要将螺帽拉回才能插合，螺帽与球体不在同侧，则球体固定较难，尤其采用收铆固定的方式固定球体，球体越小越难收铆，需要增加结构或零件保证固定。目前的磁吸连接器不带锁紧功能，不能实现磁吸连接器插合后的牢固连接。

发明内容

针对上述推拉结构不能锁紧及操作不便的技术问题，本发明提供一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，包括插头部、插座部，插头部包括插头壳体、安装体、连接帽，插座部包括插座壳体，插座壳体的头部外圆周上环向开设有斜面槽，且其靠近头部的外圆周上设置磁铁；安装体的头部嵌套在连接帽的内腔、尾部套设在连接帽的外壁，插头壳体头部的凸块槽滑动套设在安装体内壁的凸块上、尾部嵌套在连接帽的内腔，连接帽上开设有滑槽，安装体头部与尾部的连接部穿设滑动设置在滑槽中；所述凸块上设置有径向及轴向滑动的锁紧件，安装体头部与插头壳体之间设置有弹性部件，连接帽头部设置有供插座壳体插入的插装孔，插装孔与插头壳体的内腔连通；所述连接帽、锁紧件均采用磁性材料。

进一步的，所述安装体包括滑动部、推拉部，滑动部外径小于推拉部的内径，滑动部尾部位于推拉部的头部内腔中，两者之间通过多个筋板连接；所述连接帽的尾部开设有多个滑槽，所述筋板的数量与滑槽的数量匹配，每个筋板穿设滑动在对应的滑槽中。

进一步的，所述滑动部的内壁靠近头部位置设置有多个凸块，插头壳体的头部设置多个与凸块一一对应的凸块槽，凸块轴向滑动设置在对应的凸块槽中；每个所述凸块上开设有滑动槽，每个滑动槽内滑动嵌套锁紧件。

进一步的，所述滑动槽内侧开口的内径小于锁紧件的外径，所述锁紧件为球体。

进一步的，所述滑动部的头部为过渡部，过渡部的外径从头部至尾部逐渐增大，连接帽头部的内腔为与过渡部匹配的过渡腔，过渡腔与斜面槽最大间距大于或等于锁紧件的最大外径。

进一步的，所述推拉部的外壁环向开设有防滑槽。

进一步的，所述连接帽尾部的内壁环向开设有卡槽，卡槽中嵌套有卡簧，插头壳体靠近中间位置的外壁环向设有环形凸块，卡簧卡在环形凸块的外侧面。

进一步的，所述环形凸块与滑动部尾部端面之间的插头壳体外侧套设有对安装体施加轴向弹力的弹性部件。

进一步的，所述弹性部件为波纹弹簧。

一种连接器，包括对插端，对插端包括插头端、插座端，所述连接器的对插端结构为所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，插头端的结构为插头部或插座部的结构，对应的，插座部的结构为插座部或插头部的结构。

与现有技术相比，该发明的有益之处在于：该结构中，连接帽与安装体交互嵌套式设计，与插头壳体共同形成一个径向稳定结构，减少了零件数量，无需增加紧固件；该结构还可以实现小壳体设计，不受结构件的空间限制；中间层需位移零件的部分外露设计，即，安装体的推拉部，提供了可施加力的位置，无需增加额外零件和固定结构；连接器插合利用磁力，更加方便快捷，并且在插合后自动实现锁紧。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器实施例组合状态的正视图；

图2为图1所示实施例在分离状态下的剖视图；

图3为图1所示实施例在插合过程中的剖视图；

图4为图1所示实施例在插合到位后的剖视图；

图5为图1所示实施例中插头部的立体图；

图6为图1所示实施例中连接帽与安装体的分解示意图；

图7为图1所示实施例中连接帽与安装体装配后的剖视图；

图8为图1所示实施例中插座壳体的立体图；

图9为图8的剖视图；

图10为图1所示实施例中连接帽的立体图；

图11为图10的剖视图；

图12为图1所示实施例中安装体的立体图；

图13为图12的剖视图；

图14为图1所示实施例中插头壳体的立体图；

图15为图14的剖视图；

图16为图1所示实施例在分离过程中的剖视图。

【附图标记】

1-插座壳体，101-斜面槽，102-定位键，103-圆角，104-轴肩，105-环形槽，2-连接帽，201-插装孔，202-滑槽，203-过渡腔，204-卡槽，205-环形凸起，206-定位槽I，3-球体，4-安装体，401-滑动部，402-推拉部，403-筋板，404-过渡部，405-凸块，406-滑动槽，407-防滑槽，5-插头壳体，501-定位槽II，502-凸块槽，503-环形凸块，6-波纹弹簧，7-卡簧，8-磁铁，9-密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构及连接器的一个实施例，如图1至图16所示。该实施例包括插座部、插头部，插座部包括插座壳体1、磁铁8，插头部包括连接帽2、球体3、安装体4、插头壳体5、波纹弹簧6、卡簧7、密封圈9。插座部以及插头部所包括的各个部分中，定义靠近相互插接的一端为头部，远离相互插接的一端为尾部。

插座壳体1靠近头部的外圆周上环向开设有斜面槽101，斜面槽101的侧壁较平缓，便于球体3在使用较小的力滑入或滑出斜面槽101。斜面槽101与头部之间的外圆周上设置有定位键102，插座壳体1在与插头部插接时，定位键102与插头部上的定位槽I206、定位槽II501配合，使插头部与插座部相对位置唯一确定。插座壳体1头部外圆周的边缘设置圆角103。插座壳体1上设置轴肩104，轴肩104靠近头部的一侧围绕插座壳体1设置环形槽105，环形槽105内嵌套有环形的磁铁8。

连接帽2靠近头部的端面开设有供插座壳体1插入的插装孔201，插座壳体1插装时，穿过插装孔201后进入连接帽的内腔中。连接帽2尾部的壁体上沿轴向开设有滑槽202，滑槽202贯穿连接帽2的壁体，在本实施例中，连接帽2上开设有三个滑槽202，三个滑槽202沿周向均匀分布，在其他实施例中，可以根据该结构的尺寸等因素来确定滑槽202的个数。连接帽2靠近插装孔201的一段内腔为过渡腔203，过渡腔203内径从头部到尾部逐渐增大，在本实施例中，过渡腔203的轮廓线为斜线，在其他实施例中，其轮廓线也可以是弧线。连接帽2靠近尾部的内壁上环向开设有卡槽204，用于安装卡簧7。卡槽204所在位置的内壁对应的外壁上设有环形凸起205。插装孔201的内孔壁上开设有定位槽I206。连接帽2采用磁性材料，使其可以与磁铁8产生吸引力。

安装体4包括滑动部401、推拉部402，滑动部401、推拉部402均为空心的回转体，推拉部402的内径大于滑动部401的外径，且滑动部401的尾部位于推拉部402头部的内腔中。滑动部401尾部的外壁与推拉部402头部的内壁之间通过筋板403固定连接，在本实施例中，滑动部401与推拉部402之间均匀分布有三个筋板403，与滑槽202的数量相匹配，筋板403不限于直角结构，也可以使用斜角或圆弧过渡等形式。连接帽2与安装体4配合，每个筋板403均卡入与之对应的卡槽204中，筋板403竖直滑动在卡槽204中，环形凸起205滑动设置在推拉部402的内壁上，滑动部401滑动设置在连接帽2靠近头部的内壁上，安装体4与连接帽2相互嵌套。滑动部401靠近头部的部分为过渡部404，过渡部404与过渡腔203匹配，过渡部404外径从头部至尾部逐渐增大。滑动部401靠近头部的内壁设置有凸块405，凸块405的其中一端面与滑动部401的头部端面平齐，在本实施例中，沿内壁周向分布有三个凸块405，在其他实施例中，可以根据需要设置凸块405的数量。每个凸块405上均开设有滑动槽406，滑动槽406贯穿滑动部401的壁体并延伸至凸块405的尾端面。滑动槽406用于安装锁紧件，在本实施例中，锁紧件为钢珠3，钢珠3可以在滑动槽406中滑动，既可以在轴向上滑动，也可以在径向上滑动，滑动槽406的内侧开口处的内径小于滑动槽406中间部位的内径，球体3在安装孔406中滑动的同时不会从滑动槽406掉落，并且，球体3的一部分可以伸出滑动槽406内侧的开口。推拉部402的外轮廓上沿周向开设有防滑槽407，操作推拉部402时不易打滑。球体3采用磁性材料，使其可以与磁铁8产生相互吸引力。

插头壳体5为内部中空的回转体，其头部的壁体上沿轴向开设有凸块槽502，凸块槽502贯穿插头壳体5的壁体，在本实施例中，插头壳体5上共设有三个凸块槽502，与凸块405的数量匹配，插头壳体5与安装体4配合，每个凸块405滑动设置在对应的凸块槽502中，凸块408的内壁与插头壳体5的内壁平齐，便于插座部穿过插装孔201后插入插头壳体5与安装体4组成的内腔中。插头壳体5头部的壁体上还开设有定位槽II501，当凸块405滑动设置在凸块槽502的同时，定位槽II501与定位槽I206对齐，拼接成一个定位槽，用于定位键102插入后，实现插头部与插座部的周向定位，当插座壳体1与插头部插接时，定位键102依次穿过定位槽I206、定位槽II501。插头壳体5靠近中间位置的外圆周上设置有环形凸块503，插头壳体5的头部与安装体4头部配合，插头壳体5尾部的外轮廓与连接帽2尾部的内壁配合，环形凸块503卡在卡簧7靠近头部的一侧，同时插头壳体5头部抵在连接帽2上的插装孔201的内端面，使得插头壳体5与连接帽2位置相对固定。滑动部401尾部的端面与环形凸块503靠近头部的一侧端面之间的插头壳体5外轮廓套设有波纹弹簧6，向尾部拉动推拉部402，波纹弹簧6被压缩，松开推拉部402，在波纹弹簧6的弹力作用下，安装体4归位。在其他实施例中，波纹弹簧6可以采用其他弹性部件，例如弹簧。插头壳体5的内壁设置密封圈9，插头壳体5与插座壳体1插装到位，插座壳体1的头部端面抵在密封圈9上，使得插头壳体5与插座壳体1的连接处实现密封。

各个零部件交互配合的槽数量不仅限于实施例中的三个，可根据需要进行调整；筋板403与卡槽204相互配合，实现安装体4与连接帽2之间的滑动，在本实施例中，数量均为三个，以实现匹配，在其他实施例中，可以根据需要，调整为其他数量；凸块405与凸块槽502相互配合，实现安装体4与插头壳体1之间的滑动，在本实施例中，数量均为三个，以实现匹配，在其他实施例中，可以根据需要，调整为其他数量。

在本结构的插头部中，各个零部件组成多层结构，插头壳体5为第一层结构，安装体4为中间层结构，连接帽2为第三层结构。在插头部的头部，安装体4在内，连接帽2在外，在插头部的尾部，安装体4在外，而连接帽2在内，实现交互嵌套。当插座壳体1与插头部插合时，两者相互靠近，磁铁8对连接帽3、球体8产生磁力，使两者开始插合，插座壳体1的头部端面与球体8接触，此时，磁铁8对连接帽2的吸力要大于球体8的吸力，球体8被插座壳体1顶住，沿着滑动槽406向尾端移动，实现自动啮合，当斜面槽101行进至与连接帽2的过渡腔203形成的空间足够球体8通过时，球体8受吸力吸引滑动至斜面槽101内，实现磁吸啮合，球体8卡在斜面槽101内，阻止两壳体分离，此时插合到位，实现锁紧；当插座壳体1与插头部需要分离时，拉动安装体4，带动球体3移动，直至将球体3带出斜面槽101，使插座壳体1能够与插头部分离。在插头部的尾部，连接帽2的尾部位于插头壳体5与中间层安装体4之间，插头壳体5与安装体4对连接帽2的尾部进行限位，保证连接帽2不会发生变形。该结构中，连接帽2与安装体4交互嵌套式设计，与插头壳体5共同形成一个径向稳定结构，减少了零件数量，无需增加紧固件；该结构还可以实现小壳体设计，不受结构件的空间限制；中间层需位移零件的部分外露设计，即，安装体4的推拉部402，提供了可施加力的位置，无需增加额外零件和固定结构。

插头部在自然状态下，安装体4的头部抵在连接帽2的插装孔201的内部端面上。当插座壳体1与插头部插合时，插座壳体1的头部插入插装孔201后与球体3接触，此时三个球体3之间的径向空间不足，球体3会阻挡插座壳体1前进。当对插座壳体1施加的轴向力逐渐增大时，克服磁力的作用，球体3会沿着滑动槽406向后移动，插座壳体1继续插合，过渡部404与过渡腔203间距增大，当连接帽2的过渡腔203与斜面槽101之间的间隙足够容纳球体3，球体3在磁力的作用下被吸引至斜面槽101内，此时插座壳体1插合到位。此时，插座壳体1的斜面槽101内卡设有球体3，通过该结构可以保证使用该结构的连接器的锁紧功能。当插座壳体1与插头部分离时，先捏住安装体4的推拉部402，使其向后回退，并带动球体3克服磁力，当球体3移动至插座壳体1圆角103处，插座壳体1就与插头部实现分离。

在本发明的其他实施例中，可以根据需要，将插头部与插座部的结构相互对调。连接器的插头端可以使用插头部的结构，也可以使用插座端的结构，对应的连接器的插座端使用插座端的结构或插头端的结构。

尽管已经展示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，包括插头部、插座部，插头部包括插头壳体(5)、安装体(4)、连接帽(2)，插座部包括插座壳体(1)，其特征在于：插座壳体(1)的头部外圆周上环向开设有斜面槽(101)，且其靠近头部的外圆周上设置磁铁(8)；安装体(4)的头部嵌套在连接帽(2)的内腔、尾部套设在连接帽(2)的外壁，插头壳体(5)头部的凸块槽(502)滑动套设在安装体(4)内壁的凸块(405)上、尾部嵌套在连接帽(2)的内腔，连接帽(2)上开设有滑槽(202)，安装体(4)头部与尾部的连接部穿设滑动设置在滑槽(202)中；所述凸块(405)上设置有径向及轴向滑动的锁紧件，安装体(4)头部与插头壳体(5)之间设置有弹性部件，连接帽(2)头部设置有供插座壳体(1)插入的插装孔(201)，插装孔(201)与插头壳体(5)的内腔连通；所述连接帽(2)、锁紧件均采用磁性材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述安装体(4)包括滑动部(401)、推拉部(402)，滑动部(401)外径小于推拉部(402)的内径，滑动部(401)尾部位于推拉部(402)的头部内腔中，两者之间通过多个筋板(403)连接；所述连接帽(2)的尾部开设有多个滑槽(202)，所述筋板(403)的数量与滑槽(202)的数量匹配，每个筋板(403)穿设滑动在对应的滑槽(202)中。

3.根据权利要求2所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述滑动部(401)的内壁靠近头部位置设置有多个凸块(405)，插头壳体(5)的头部设置多个与凸块(405)一一对应的凸块槽(502)，凸块(405)轴向滑动设置在对应的凸块槽(502)中；每个所述凸块(405)上开设有滑动槽(406)，每个滑动槽(406)内滑动嵌套锁紧件。

4.根据权利要求3所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述滑动槽(406)内侧开口的内径小于锁紧件的外径，所述锁紧件为球体(3)。

5.根据权利要求2所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述滑动部(401)的头部为过渡部(404)，过渡部(404)的外径从头部至尾部逐渐增大，连接帽(2)头部的内腔为与过渡部(404)匹配的过渡腔(203)，过渡腔(203)与斜面槽(101)最大间距大于或等于锁紧件的最大外径。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述推拉部(402)的外壁环向开设有防滑槽(407)。

7.根据权利要求2-5任意一项所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述连接帽(2)尾部的内壁环向开设有卡槽(204)，卡槽(204)中嵌套有卡簧(7)，插头壳体(5)靠近中间位置的外壁环向设有环形凸块(503)，卡簧(7)卡在环形凸块(503)的外侧面。

8.根据权利要求7所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述环形凸块(503)与滑动部(401)尾部端面之间的插头壳体(5)外侧套设有对安装体(4)施加轴向弹力的弹性部件。

9.根据权利要求8所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，其特征在于：所述弹性部件为波纹弹簧(6)。

10.一种连接器，包括对插端，对插端包括插头端、插座端，其特征在于：所述连接器的对插端结构为权利要求1-9任意一项所述的一种磁吸啮合带锁紧功能的快速连接结构，插头端的结构为插头部或插座部的结构，对应的，插座部的结构为插座部或插头部的结构。

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