CN1205703C

CN1205703C - 电连接器

Info

Publication number: CN1205703C
Application number: CNB991104986A
Authority: CN
Inventors: 桑原正纪; 东小薗诚
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: EP0973234B1; EP0973234A2; CN1242627A; US6179639B1; DE69911515D1; EP0973234A3; JP2000036346A; DE69911515T2

Abstract

一种电连接器，尤其用于太阳能电池板，其具有包括电端子的阳及阴配合部分的连接件，这些配合部分各具有相互配合以阻止断开的自锁件。阴配合部分具有在与相对刚性的阳配合部分配合时可弹性扩展的前部分及一弹性小于前部分的该部分后面的第二部分。

Description

电连接器

本发明涉及一电连接器，尤其是但并非唯一地用于太阳能电池板组件的引线，如电缆或类似电线的电连接。

用于太阳能发电系统中的太阳能电池板是由多个彼此串联的组件构成的。对于组件的电连接使用专门的连接器。

现在来描述这种类型的一个公知的连接器及其缺点。如图7所示，这类单极连接器的构成为：一插销侧连接件C1，它具有容纳作为阳端子的插销端子2的圆筒形壳1；及一插座侧连接件C2，它具有容纳作为阴端子的插座端子4的圆筒形壳3。

在连接件C1的壳1的前侧设有一个阴配合部分5，及在连接件C2的壳3的前侧设有一个空心套筒状的阳配合部分6。如图8所示，通过将阳配合部分6配合在阴配合部分5中使插销端子2与插座端子彼此形成电连接。标记W1及W2表示连接到端子的电线并分别从连接件C1及C2延伸出来。

阳配合部分6的外周面6a向其前端渐缩，以利于插入到阴配合部分5中。

在该公知的连接器中，包括阴配合部分5的插销侧连接件C1的整个壳1及包括阳配合部分6的插座侧连接件C2的整个壳3均由相同的塑料材料、如PVC构成，它相对地硬并具有低弹性变形度。因此，配合部分5及6具有这样的机械性能，即它们有硬性及难于弹性变形。

因此，就难于获得这样的机械效应：当它们配合在一起时，配合部分5及6的配合阻力低，而在它们配合在一起后，它们拆开或断接的阻力大。这就是说，当采用其中阳配合部分6紧密地配合在阴配合部分5内的结构时，考虑将它们彼此连接的力，难于将阳配合部分6从阴配合部分5中断开并难于将前者插入到后者中。也即，连接其连接件C1及C2的操作性能差。当考虑操作性能采用其中阳配合部分6松弛地配合在阴配合部分5内的结构时，则易于将这些部分配合并也易于断开它们。这就是，插销端子2与插座端子4彼此不是牢固地连接。

在该公知的连接器中，为防止配合部分5及6断接，在阳配合部分6的周面上形成一锁肋7及在阴配合部分5的内周面上形成一锁槽8。当阳配合部分6配合在阴配合部分5内时，肋7和槽8相卡合。

作为变型，该连接器可具有在配合部分5及6的截面中以波状在轴向上连续地形成的多个锁肋7及多个锁槽8。

肋7及槽8允许阳配合部分6松弛地配合在阴配合部分5内，但由于部分5及6难于弹性变形，故锁肋7引起了大的配合阻力。因此，在该结构中的配合操作实质上不同于在既不具有锁肋7又不具有锁槽8的结构中将阳配合部分6压配合在阴配合部分5内的操作。

US-A-4284312描述了一种具有包括端子的配合壳的三极连接器。阳壳是坚固的塑料材料，而阴壳是PVC弹性材料，由此可与阳壳弹性地配合。在配合区域中阳壳具有一平滑的外表。阴壳具有一组环形肋，它密封住阳壳并建立起连接和断接力。

本发明旨在避免或减少上述问题。因此，本发明的目的是提供一种电连接器，其中一阳配合部分能易于装配到一阴配合部分中，而也能阻止它们彼此容易地分离。这允许连接操作高效地进行，并允许端子彼此连接牢固。

根据本发明，提出了一种电连接器，它包括：

第一连接件，它具有第一壳及容纳在第一壳中的端子；及

第二连接件，它具有第二壳及容纳在第二壳中的端子。

第一壳设有一具有内配合面及敞开的前端的阴配合部分，及第二壳设有一具有外配合面及一个前端的阳配合部分。阳配合部分适用于，当连接器的第一及第二连接件插在一起形成该连接器的连接状态时通过内及外配合面之间的接触被配装在阴配合部分中，其中(连接器的)第一端子及第二端子相接合形成电连接。

该阳配合部分在其外配合面上具有第一锁件及阴配合部分在其内配合面上具有第二锁件，第一锁件及第二锁件用于当连接器处于连接状态时相互连锁，由此限制阳及阴配合部分，以免分离。该阴配合部分具有一包括敞开的前端及第二锁件的前部分并由弹性材料作成，因此可弹性地扩展，而阳配合部分是由弹性比阴配合部分的前部分低的材料作成的，由此，当它们配装在一起时，阳配合部分比阴配合部分的变形小。

阴配合部分具有第二部分，它相对其前部分位于后方并形成其内表面的一部分，该第二部分的弹性低于其前部分的弹性。

在本发明的结构中，当阳配合部分配合在阴配合部分中时，该阴配合部分的前部分弹性地扩展，因而减轻锁件的配合阻力，并能够容易地接受阳配合部分。因此，该结构允许小的装配阻力。

在阳配合部分完全被接受后，阴配合部分由于其弹性就恢复到譬如其原始形状。因此，配合状态可通过锁件的连锁操作被可靠地保持。由于锁件的形状，所需的分离力能大于连接力。

由于该结构的作用，可以满足这些显然相反的要求：易于使阳配合部分配合到阴配合部分中，而难于使彼此分离。

最好，第一锁件是阳配合部分外周面上的凸锁件，及第二锁件是阴配合部分内周面上的凹锁件，以及阴配合部分在其前端位置具有一个如此设置的接触面，以致当阳配合部分插入到阴配合部分中时与凸锁件配合，由此提供插入阻力。

在此情况下，配合操作为：

(1)凸锁件部分与阴配合部分的前端相抵触。其结果是，产生出初始的装配阻力。

(2)当克服初始阻力使凸锁件被迫向前时，阴配合部分的前部分向外弹性地扩展，它施加一很小的阻力。

(3)当凸锁件部分被锁入凹锁件中时，阴配合部分的前部收缩，譬如恢复到原始形状。

在以上(1)至(3)的一系列操作中，在当凸锁件首先与阴配合部分的前端接触后，操作者以较大的力压着一个连接件使凸锁件朝着凹锁件前进。其结果是，凸锁件随着惯性作用前进到凹锁件中并锁于其中。在此时，最好其结构是这样的，即操作者能感觉到配合完成，例如，当发出“卡搭”声响时。操作者由此知道配合操作已完成。惯性作用极大地减少了不完善连接的危险。

如前所述，阴配合部分的前部分可弹性地扩展及它的在前部分之后的第二部分是不可变形部分或相对难以变形。因此，在连接件之间的连接完成后，当外力(尤其是弯扭负荷)离加在阴配合部分上时，第二部分保护了端子的连接。因此，将不具有端子连接没有到位、由外力引起变形或故障连接的可能性。

现在将参照附图以非限制性(例)的方式来描述本发明的一个实施例，附图为：

图1是表示实施本发明的连接器的半截面正视图，该连接器处于在插销侧连接件和插座侧连接件彼此连接前的状态；

图2是表示图1中的连接件正好处于它们彼此完全连接前时的连接件半截面正视图；

图3是表示图1中的连接件彼此连接好时的连接件半截面正视图；

图4是表示临近图2中所示状态之前面状态的局部放大图；

图5是表示图2中所示状态的局部放大图；

图6是表示图3中所示状态的局部放大图；

图7是表示上述公知连接器的半截面正视图，该连接器处于在插销侧连接件和插座侧连接件彼此连接前的状态；

图8是表示图7中的连接件彼此连接好时的连接件半截面正视图；

图9是具有可使用本发明连接器的一组太阳能电池板的一个建筑物的示意图；

图10是包括本发明连接的太阳能电池板的示意图。

以下将参照图1至图6来描述本发明的一个实施例。

用于电连接的该连接器包括一个插销侧连接件C3，它具有容纳一插销端子13的壳11；及一个插座侧连接件C4，它具有容纳一插座端子14的壳12。

插销侧连接件C3的壳11具有分开形成并连接在一起的第一、第二、及第三圆筒形模制部分15、16及17，其中第一部分15在电线(W1)伸出的一侧(后侧)，第三部分17在前侧，及第二部分16在它们的中间。第一及第二部分15，16通过将它们配装在一起形成彼此不可拆卸的连接，及第二及第三部分16，17通过将它们配装在一起形成彼此不可拆卸的连接，以形成圆筒形的插销侧连接件C3。

位于壳11后侧的第一部分15用于密封及由弹性材料(典型为橡胶)构成，它与电线(W1)的外周面紧密地接触，以使得连接件C3可防水。

第三部分17也由可弹性变形的(有弹力的)的材料，如橡胶制成，最好是一种当遭受应力时不会带有“蠕变”(“creep”)的橡胶、如硅橡胶制成。第二部分16是相对刚性的合成塑料材料，例如变型PPE(聚亚苯基乙醚)，变型PPO(聚亚苯基氧化物)，PPS(聚亚苯基硫化物)，UP(未饱和聚酯)，它们适用于连接器中构成太阳能发电系统的一个部件。这些塑料材料是抗大气、抗水解、阻燃、相对硬的材料，并具有低的弹性变形度。在正常使用时，部分17是不变形的。

连接件C3的阴配合部分18是由第三部分17及覆盖第三部分17的第二部分16的前半部分组成的。因此，该阴配合部分18具有：一个由弹性材料作成并位于其前侧的可弹性扩展/收缩的部分18a；及一个由比该可弹性扩展/收缩部分18a硬的、并难于弹性变形的材料作成且位于其后侧的很少能变形或不能变形的部分18b，该阳端子13位于该阴配合部分18中。

为了简化附图，在图2至6中未表示第一、第二及第三部分的标记15、16及17。

围绕该可扩展/收缩部分18a的中间部分之整个内周面形成有一个环形锁槽19。如图4至6所放大表示的，槽19的截面接近V形，但是其表面在它的前侧是以垂直或接近垂直于连接器中心轴线的角度形成的。

一个阻锁面20(见图4至6)以垂直或接近垂直于中心轴线的角度形成在该可扩展/收缩部分18a的内周面上。在阻锁面20的外周侧上形成了一个朝前端并向外倾斜的导向面21(亦见图4至6)。该插座侧连接件C4的壳12是由一位于电线(W2)伸出侧(后侧)并用于密封的第一部分22及一位于前侧的第二部分23组成的。第一及第二部分22，23通过将它们配装在一起形成不可分离的连接，以构成圆筒形壳12。一阳配合部分24形成在第二部分23的前半部分中，并容纳阴端子14。

第一部分22是由弹性材料如橡胶作成的以使壳12能防水。为了使阳配合部分24足够地坚硬以便平滑地插入到连接件C3的阴配合部分18中，类似于插销侧连接件C3的第二部分16，该设有阳配合部分24的第二部分23是由合成塑料材料如PVC或变型PPE作成，它们适于使连接器构成太阳能发电系统的一个部件，该第二部分相对地硬及具有一低弹性变形度。在连接器的正常使用中，该部分24实质上不会变形。

为了简化附图，在图2至6中未表示第一、第二部分的标记22及23。

～配合在阴配合部分18之锁槽19中的锁肋25被形成在阳配合部分24的外周面上并接近其后端。

相应于槽19的形状，肋25具有V形截面，且其后侧面是以垂直或接近垂直于中心轴线的角度形成的，而另一面很平缓地倾斜。

肋25的外径等于或较大于槽19的外径(槽19底部的直径)。

在阳配合部分24的后端第二部分23上形成了一朝前的阶梯环状面26(标记26仅表示在图4至6上)。当阳配合部分24被完全插到阴配合部分18中时，该阴配合部分18的阻锁面20及其导向面21与阶梯面26相接触。

在阳配合部分24的前端上形成外周面24a并向其前端逐渐缩小，以使阳配合部分24能容易地配装到阴配合部分18中。阳配合部分24在其前端上的外径被设置成略小于阴配合部分18的内径。

为了使阴配合部分18及阳配合部分24在配合时紧密地接触，该阳配合部分24在其后端上的外径被设置成等于或略大于阴配合部分18的内径。这样可实现一个密封结构。

在将连接件C3及C4彼此连接时，产生以下的作用：

(1)如图4所示，锁肋25与阻锁面20相接触。其结果是产生一个对配合的阻力。

(2)当克服该配合阻力将肋25压向阴配合部分18时阴配合部分18的可扩展/收缩部分18a向外弹性地扩展，由此接收肋25。其结果是，肋25前移并遇到小阻力。

(3)当肋25锁入槽19时，该可扩展/收缩部分18a恢复到其原始形状，或接近原始形状。

在将连接件C3及C4彼此连接的操作时，当锁肋25抵触阻锁面20时操作者以较大的力使连接件压在一起。其结果是，该可扩展/收缩部分18a向外扩展。在此时，由于产生惯性，阳配合部分24完全地配合到阴配合部分18中。进而，凸锁部分25的前移将停止在正确的位置上。

这就是，通过对锁肋25施加一小力就能使阳配合部分24牢固地配装到阴配合部分18中。并且，阳配合部分24不能正确地配合到阴配合部分18中的可能性是极其微小的。

在典型的连接操作中，锁肋25的向前被停止，然后再向前并锁入到锁槽19中，由此产生一声“卡搭”声响。在此时，肋25的向前停止及操作者感到“卡搭”声响，这就能使操作者知道，插销侧连接件C3及插座侧连接件C4之间的连接已经完成。

参照图6，当阳配合部分24配合在阴配合部分18中时，阻锁面20及配合导向面21与阶梯面26接触，阳配合部分24的外周面与阴配合部分18的内周面变为贴合并彼此连续地接触。该状态能使操作者知道插销侧连接件C3及插座侧连接件C4之间的连接完成。

导向面21用于在配合操作期间向着阴配合部分18的内部引导肋25。

阴配合部分18不会整个变形，而仅是它的包括槽19的前部分(可扩展/收缩部分18a)的弹性变形。它的后部分(不可变形部分18b)难于变形。因此，在连接件C3及C4之间的连接完成后，在阴配合部分18上施加一外力时，不可变形部分18b保护着端子连接区域。因而，端子连接区域不在正确位置上、由外力引起变形或故障连接的危险性小。

其它的实施形式为：

(1)在上述实施例中，作为阴配合部分18的锁件部分，锁槽19形成在其上。作为阳配合部分24的锁件部分，凸锁件25形成在其上。但凸锁件部分25可以形成在阴配合部分18的内周面上，及锁槽19可以形成在阳配合部分24的外周面上。

此外，多个凸锁件25及锁槽19能通过将它们以适当的轴向间隔或以波形连续地布置形成在多个位置上。

(2)在上述实施例中，仅是阴配合部分18的前部分(可扩展/收缩部分18a)构成可弹性变形部分。但是，整个阴配合部分18也可构成可弹性变形部分。

本发明的用于电连接的连接器可有利地使用在太阳能电池板组件之间及太阳能电池板之间作电连接。但是本发明的用于电连接的连接器也可广泛地使用于其它电部件的连接。图示的连接器是单极的，但是本中用于多极连接器。

图9表示具有一个屋顶31的建筑物30，该屋顶的外表面部分地由一组太阳能电池板32组成。这些太阳能电池板相互电连接，例如通过如图1至6所一发明的连接器相串联。图10表示一个具有连接到连接件34的电线33的太阳能电池板32。这些连接件34可以都是图1至6中的插销侧连接件C3或都是插座侧连接件C4，或一个是插销侧连接件C3及另一个是插座侧连接件C4。这些连接器也可用于将太阳能电池板连接到外部电路。该连接器是紧凑，坚固的，并易于在譬如屋顶上可获得的有限空间中的正确连接。

Claims

1.一种电连接器，包括：

容纳第一端子的第一壳体，

容纳第二端子的第二壳体，

所述第一壳体设有一具有内配合面及一敞开的前端的阴配合部分，及所述第二壳体设有一具有外配合面及一个前端的阳配合部分，该阳配合部分，当所述第一壳体和所述第二壳体结合成连接器中的连接状态时通过所述内及外配合面之间的接触被配合在阴配合部分中而所述第一端子和所述第二端子形成电连接，

所述阳配合部分在其外配合面上具有第一锁件及所述阴配合部分在其内配合面上具有第二锁件，所述第一和第二锁件在所述连接器处于所述连接状态时相结合，由此限制所述阳及阴配合部分的分离；

所述阴配合部分具有一包括所述敞开的前端及所述第二锁件的前部分并由第一材料制成，而所述阳配合部分是由不同于所述第一材料的第二材料制成，该第二材料的弹性比所述第一材料低，由此，当它们配装在一起时，所述阳配合部分比阴配合部分的变形小；及

所述阴配合部分具有一第二部分，由不同于所述第一材料的第三材料制成，该第三材料的弹性低于所述第一材料的弹性，相对其所述前部分位于后方并形成其所述内表面的一部分。

2.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，所述第一锁件是所述阳配合部分的所述外周面和所述阴配合部分的所述内周面之一上的凸锁件，及第二锁件是所述阳配合部分的所述外周面和所述阴配合部分的所述内周面之另一上的凹锁件，以及所述阴配合部分在其前端面具有一个如此设置的接触面，以致当所述阳配合部分插入到所述阴配合部分中时与所述凸锁件配合，由此提供插入阻力。

3.根据权利要求2的电连接器，其特征在于，所述凸锁件具有一第一面，该面向前朝着阳配合部分插入到阴配合部分的方向并相对所述插入方向倾斜，及具有一向后的第二面，该面位于所述第一面的后方并比所述第一面更倾斜地靠近于垂直所述插入方向的平面。

4.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，阳配合部分朝着其所述前端逐渐缩小，及所述阴配合部分的所述内配合面离开其所述敞开的前端互补地逐渐缩小。

5.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，所述第一端子置于由所述内配合面限界的所述第一壳体的凹口内，及所述第二端子置于在其前端敞开的所述阳配合部分中的凹口内。

6.太阳能电池板组件，具有至少一个根据权利要求1的电连接器，用于太阳能电池板的相互电连接。

7.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，还包括下列至少之第一密封部，由橡胶制成，连接于阴配合部分的第二部分的后端；第二密封部，由橡胶制成，连接于阳配合部分的后端。

8.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，所述第一和第二壳体是防水的。

9.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，所述第二材料包括塑料材料。

10.根据权利要求9的电连接器，其特征在于，所述塑料材料包括：变型聚亚苯基乙醚(PPE)，变型聚亚苯基氧化物(PPO)，聚亚苯基硫化物(PPS)，未饱和聚酯(UP)和聚氯乙烯(PVC)中至少一种。

11.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，所述第一材料包括橡胶材料。

12.根据权利要求11的电连接器，其特征在于，所述橡胶材料包括硅橡胶。

13.根据权利要求2的电连接器，其特征在于，接触所述凸锁件的面包括基本上垂直于连接器的纵轴线而形成的阻力面部分。

14.根据权利要求13的电连接器，其特征在于，接触所述凸锁件的面还包括朝向所述敞开的前端向外倾斜的导向面部分。

15.根据权利要求1的电连接器，其特征在于，所述第二材料与第三材料相同。