CN1257328A - 改进的电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电连接器,特别是插头针式连接器。一个插头针具有一个前伸非圆形插头针元件,如叶片元件,和一个后伸桶形插座。桶形卷边插座被形成,使得其开口面与前伸插头针部分的横向对称平面成一个角度。一些这种针被提供,安装在插头区内形成插头,每一个相应插头的桶形卷边被定向在不同的角度,从而当插针被放置在插头区内时,要求前伸元件位于彼此不同的角度,桶形插座都定向在相同的方向。这方便了装配和导体到桶形卷边插座的卷边。

Description

改进的电连接器

本发明一般涉及电连接器，特别是插头针连接器，比如家用电气插头中使用的类型，但不局限于此。本发明还涉及制造电连接器的方法。

插头针连接器是公知的。他们通常包括一个前伸部分，用于从插头壳体表面(“插针支承区”)延伸并具有一个扁平叶片元件，一个适于和合适的插座(插头-插口式插座)机械和电气地内接合的矩形、正方形或圆柱形插针元件。他们还包括一个向后延伸的部分，用于安装在插头内并连接到一个电导体。向后延伸部分通常具有一段可卷边到裸露的电线，还可能具有另一段或部分可绕电线绝缘部分卷边。在多数家用插头中使用多个这种连接器(通常是三个)。制造时，多个插针穿过槽缝或孔安装在插针支承区，彼此按预定的方位被固定在该区内，电线导体被插入卷边到那里的后伸部分，然后电线和后伸部分被封装在绝缘材料中。由于任何人都不可能接触或重新安装插头，因此按这种方式制造的插头是安全的。

可取的是，为了保持低劳动力成本，插头的制造过尽可能地自动化。可取之处还有，材料成本被最小化，制造步骤的数量被最小化，同样是为了尽可能把成本保持在低水平。

为此，自动化制造过程被应用，其中，插头针被插入支承区后，导线自动地被插入向后延伸的连接器部分，卷边机自动地把后伸部分卷边到导线，准备好后来的封装步骤。

这里有多种形式的后伸连接器部分可利用。一种公知的形式是“桶(bucket)”形卷边插座。它包括一个通常为“U”形横断面的桶，具有一个顶部开口。导体进入桶中并且卷边工具把桶卷边到导体。如果导体能够容易地进入或插入桶的上部，这种形式的卷边插座也许的最简单的，导体被自动地(例如通过机器)插入其中。

一种制造插头针连接器前伸元件的最流行和最节约成本的方法是一个平叶片元件。通过折叠导电材料的毛坯能够制造平叶片。问题随平叶片元件(和其他非圆形插头针元件)的使用而产生，如那些与插头的自动化制造有关的矩形或正方形(无剖面)元件。通常，当平叶片连接器被放入插头部分时其定向取决于插头针是否形成插头的带电、中性或接地针。在澳大利亚，例如，插头中最高(接地)的叶片针被竖直地定向(即，使用中的位于竖直方向的叶片宽度)，但带电和中性针的叶片以反向的角度倾斜。

具有前伸平叶片元件(和其他非圆形前伸插头针元件)和后伸桶形卷边插座的插头针总是由相对于平叶片元件在一个固定方位的桶形卷边插座形成。桶的顶部开口形成在与平叶片元件相同的平面内(即与平叶片元件相同的方位)。

因此，在诸如上述的插头中，如果后伸插座是桶形卷边插座，也将被定向，从而每一连接器的桶被放置在不同的方位。这使自动化制造过程变得复杂，例如，首先，必须使每一插头针导体进入桶中，桶被定向，使得其顶部开口朝向不同的方向，其次，卷边根据必须被不同地定向，从而卷边每一个卷边插座。直到申请人明白，卷边插座的定向差别使自动化工序出现那么多问题，插针具有桶式卷边插座，使用这种插针的插头组件的一个自动化工序没有被应用。

卷边插座的一个替代形式是“套管(barrel)”卷边插座。在使用这种卷边插座的插头针中，后伸部分包括一个空心圆柱套管，用于通过套管的开口端接纳导体(例如导电线)。在使用套管插座插针的插头的自动化组装中也有问题。申请人的小专利号678541公开了一种利用套管卷边插座的电连接器，说明了这些问题。

尽管如此，套管插座在自动化插头组装中的使用并不理想。困难在于通过套管的开口端插入电线导体。例如电线导体可能无法到位。为了说明这些问题，通过扩张到开口端的入口，已经制造了这种套管插座。这增加了制造工序的复杂性并且仍不能为电线通过套管插座的开口端插入的问题提供满意的解决方案。

套管插座的另一个问题是，为了生产这种套管插座，与桶形卷边的形式相比，需要大量衬底导电材料。因此套管卷边插座在材料上花费昂贵。

理想情况是能够在一个自动化制造工序中使用桶形卷边插座，因为使电线导体进入桶形插座比通过套管插座的开口端插入更容易。

本发明提供一个电连接器，包括一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座，桶形卷边插座被安装，用于在桶形卷边插座内接纳电导体并卷边到其上，形成电连接器使得桶形卷边插座以大于0°的角度被定向到前伸非圆形插头针元件。

优选地，卷边插座的方位相对于连接器的纵轴被“弯曲”，从而其顶部表面通过连接器相对于横向对称平面倾斜一个角度。

优选地，形成桶形卷边插座，使得延伸越过桶形卷边插座顶部开口的一个平面以一个大于0°的角度延伸到非圆形插头针元件的对称横向平面。延伸越过桶形卷边的顶部开口的平面最好不相对于前伸非圆形插头针元件的纵轴倾斜一个角度。

优选地，该角度大于10°。

优选地，前伸非圆形插头针元件是一个平叶片元件，或一个具有矩形截面的元件。他可以具有一个椭圆形截面，或任何其他截面，圆形除外。

请注意，我们所说的“桶形卷边”是指提供一个开口的顶部的任何卷边插座，导体可以通过开口的顶部进入“桶”。

根据本发明的一个电连接器能够被有利地用于插头的自动化组装和制造。因为卷边桶形插座以相对于前伸元件的一个角度被定向，定向角度能够被选择，从而方便机器工具把电线插入桶的顶部开口，并方便卷边工具自动地使桶进行卷边。要求插头具有以彼此不同的角度定向的平叶片(或其他非圆形元件)元件，在本发明的优选实施例中，每一连接器的后伸桶形卷边相对于平叶片元件定向在一个适当的角度，从而当平叶片被插入插头部分时，插头桥中插针的桶形卷边都被定向在相同的方向。因此所有的导体都能够从相同的方向插入插针的桶中。此外，定向在一个方向的单个卷边工具能够被使用，并且对于每一个插针，无须改变定向。在该实施例中，向一个插头组件提供多个电连接器，每一个连接器具有其定向在不同角度的桶形卷边，分别从其他导体的桶形卷边向前延伸到元件。

在另一个实施例中，无须所有的桶形卷边都定向在相同的方向。一个或多个桶形卷边可以被定向成桶的开口面在相反的方向朝向插头区中其他桶形卷边。在这种情况下，为了向桶的一个单独卷边操作提供面向相反方向的顶部开口，只有特别操作，把插头部分翻转一次，在卷边期间可能会需要。在某些工序中，理想的做法可能是例如在第一操作中使带电或中性导体卷边，在一个单独操作中使(相反朝向的桶形卷边)接地导体卷边。

本发明还提供多个插头针连接器，用于插头的自动化制造，每一个插头针连接器包括一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座，桶形卷边插座用于在其中接纳电导体并卷边到电导体上，多个插头针中的每一个的桶形卷边插座相对于他们相应的前伸非圆形插头针元件定向，从而当前伸非圆形插头针元件被安装在一个插头内时，所有的桶形卷边插座都定向在相同的方向，或一个或多个被定向在一个方向，其他的被定向在相反方向。

本发明的这种情况涉及插头的自动组装，要求前伸插头针元件位于插头内彼此不同的方位。优选地，插头部分物理地安装(例如，通过把插头针的接受槽安装在确定的方位)，从而前伸插头针元件被安装在不同的方位。例如，接地针可以被竖直地定位使用，带电和中性导体可以以反向角倾斜。

本发明的这种情况优越性在于被连接到每一个桶形插座的导体能够被从相同的方向(或在另一个选择实施例中从相反方向，其中一个或多个桶形卷边在相反方向朝向其他桶形卷边)带进，同时用于使桶形卷边插座卷边的卷边工具能够在一个单一操作中(或通过另一个选择实施例在两个操作中)卷边。

优选地，上述情况下本发明的电连接器形成，使得一个连接后伸桶形卷边的比较窄的颈部卷边到前伸平叶片连接器。桶形卷边能够优选地绕该颈部弯曲，在理想的方向延伸。优选地，一个褶皱在与前伸插头针元件的纵向延伸相同的方向上纵向延伸。

本发明还提供一种电连接器，包括一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座，桶形卷边插座用于把一个电导体接纳在桶形卷边中，从而被卷边在那里，前伸非圆形插头针元件和后伸桶形卷边插座通过一个颈部被连接，颈部被安装，使得一个褶皱形成在那里，其结果是卷边插座以一个角度延伸到前伸非圆形插头针。

本发明还提供一种形成电连接器的方法，包括由一种导电材料毛坯形成一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座的步骤，并折叠连接器从而桶形卷边插座以一个角度延伸到前伸非圆形插头针。

本发明还提供一种装配插头包括插头针连接器的方法，该连接器包括前伸非圆形插头针元件和后伸桶形卷边，要求前伸非圆形插头针元件位于插头区内不同的方位，该方法包括提供插头针连接器的步骤，每一个连接器具有一个前伸非圆形插头针元件和后伸桶形卷边插座，其中至少多个插头针的桶形卷边插座以一个角度延伸到其相应的延伸元件，并通过插头区中的槽插入前伸元件，从而桶形卷边插座被定向在相同的方向，或一个或多个桶形卷边插座被定向在相同的方向，而其他桶形卷边插座被定向在相反的方向。

通过参考附图对下面作为例子的一个实施例的描述，本发明的特征和优越性将变得清楚。

图1是根据本发明的一个实施例从上方看到的一个电连接器立体图；

图2是根据本发明的另一个实施例从上方看到的一个电连接器立体图；

图3A是根据本发明的另一个实施例从上方看到的一个电连接器立体图；

图3B是图3A中连接器的前伸元件的一个示意性截面图；

图4到9是根据本发明的实施例从电连接器的后面和一侧看到的立体图；

图10是根据本发明的实施例从插入电连接器的一个插头桥组件的上方和后方看到的立体图；

图11到16是根据本发明的实施例的一个电连接器相应的侧面、底面、其他侧面、顶部、前端和后端视图；

图17是根据图11到16的实施例的多个电连接器的顶部视图，示出了安装到一个框架条的情况；

图18到23是根据本发明的另一个实施例，与电连接器无关的侧面、底面、其他侧面、顶部、前端和后端视图；

图24是根据图18到23的实施例的电连接器的上方视图，示出了安装到一个框架条的情况；

图25到30是根据本发明的另一个实施例，与电连接器无关的侧面、底面、其他侧面、顶部、前端和后端视图；

图31示出了图25到3的实施例中安装到一个框架条的多个电连接器；

图32到37示出了根据本发明的另一个实施例的一个电连接器相应的侧面、底面、其他侧面、顶部、前端和后端视图；

图38示出了图32到37的实施例中安装到一个框架条的多个电连接器；

图39a-39c到41a-41c示出了根据本发明的一个实施例在制造电连接器过程中的各阶段；

图42a-42c到44a-44c示出了根据本发明的另一个实施例在制造电连接器过程中的各阶段；

图45a-45c到47a-47c示出了根据本发明的又另一个实施例在制造电连接器过程中的各阶段。

下面将要进行的描述是关于电连接器，这种类型的电连接器具有前伸的重要的平叶片元件。如上所述，但是，本发明可以被应用于具有其他类型的前伸插头针元件(非圆形)的连接器，例如，所说的插头针元件如矩形元件或正方形元件。对具有前伸平叶片元件的连接器所进行的下面的描述仅作为一个例证性实施例。

首先参考图1到3A和3B，示出了根据本发明的实施例的电连接器。这些电连接器为插头针，并且它们具有一些共同的特征。为了在该描述中将它们区别开来，每一个电连接器分别被赋予一个单独的标号1、2和3。另外，相同的标号被用于每一个连接器1、2和3的相似特征。

每一个连接器1、2和3包括一个前伸叶片元件4。前伸叶片元件元件4与一个对应的插口一起用于机械和电气接合。叶片元件4还具有一个绝缘体或层5，用于防止意外电击。叶片元件还在下侧具有一个弹性柄脚(在图1到3A和3B中未示出，但在图4到6的实施例中示出了标号10)以及一个位于叶片元件4底部的凸缘11。凸缘11和弹性柄脚10产生一个干扰，与插头区配合，在制造插头组件期间叶片元件4被插入插头区，维持连接器1、2、3安装在插头区内(见后面)。

前伸叶片元件4可以通过普通方式由导电材料的扁坯制成，导电材料扁坯折叠形成叶片元件4。可以参考申请人较早的专利申请和关于形成平叶片连接器的各种方法的专利，例如小专利申请号AU57394/98、小专利申请号AU40006/97和小专利申请号AU659988。但是，对于本发明的目的，制造前伸叶片元件4的形式和方法是不相关的。它可以是任何普通的叶片元件，可以通过任何普通的方式制造。

电连接器1、2、3还包括一个后伸桶形卷边插座6。桶形卷边插座6被用于通过一个开口的顶部7接纳导体(例如线导体)，如线导体，然后，为了与导体进行导电和机械接触，通过卷边工具以公知的方式被卷边到导体。

在所示的实施例中，对每一个连接器1、2、3，卷边桶6通过一个互连的颈部8固定到平叶片元件。通过适当冲压导电材料的原始扁坯形成颈部。这与装配桶形卷边的普通插头针不同。在此，与前伸插头针的连接是通过相对较硬的通常平直的部分进行的。

连接器1、2、3的颈部8能够沿折叠部分9被折叠，改变卷边桶6相对于叶片元件4的方位。

在连接器1中，颈部8没有被折叠，卷边桶6位于其相对于叶片元件4的普通方位。在连接器1、2和3中，颈部8被折叠，从而卷边桶6在所有情况下都与叶片元件4成一个角度，从而卷边桶的开口顶部7也以一个角度延伸到平叶片元件4的平面。在制造期间，颈部8能够沿折叠线9被折叠，以提供卷边桶6相对于叶片元件4的任何理想的方位角。

图3B示出了穿过一个平叶片元件如图3A(标号100)的平叶片元件4的示意性截面图。线YY表示我们所说的平叶片元件的横向对称平面。它是一个沿平叶片元件延伸的平面，其任何一侧101和102都是对称的。在此参考图3A，线XX表示卷边桶6的开口顶部表面7所在的平面。在本发明中，(如线XX所示)桶形卷边相对于插针的纵轴OO被“弯曲”，从而顶部表面(XX)以一个角度倾斜到横向对称表面YY，这在图3B中已经被清楚地示出。注意，当我们提到横向对称平面时，我们所指的是位于延伸插头针元件的较大宽度尺寸内的平面，而不是较小宽度尺寸。对于正方形插针，与此区别无关。

图4、5和6示出了根据本发明的连接器的另一个实施例，是连接器20、21和22。相同的标号被用于与图1到3A和3B所示相同的特征。

连接器21被计划用作家用插头的接地针。连接器20被计划用作带电，连接器22作为中性。

在任何家用(非家用)电气插头中，由于规范标准或仅符合制造插头的的标准方式，当被安装在插头内时，要求每一个插头针的方位不同。图4、5和6示出了在澳大利亚使用的家用插头的标准方位。在使用中接地插头针21的叶片元件4被竖直地定向(平叶片元件4的平面位于竖直方向)，带电连接器20和中性连接器22以相反角度倾斜。如在前序部分所讨论，这产生了与插头的自动化组装有关的问题，尤其是线导体到卷边插座6中的插入和随后插座到导体的卷边。

但是，根据本发明，在使用中，形成卷边桶6和折叠颈部8使每一个卷边桶6被定向在相同的方向，如图4到6所示。这简化了线导体到桶6的装配以及桶6的卷边。在每种情况下，连接器20、21和22的桶6相对于其连接的叶片元件4被彼此不同地定向。然而，当连接器被插入插头桥时，结果是卷边桶6的定向相同。图7、8和9示出了另一组插头针连接器，类似的标号被用于与前述实施例相同的组件。再一次，象图4、5和6中的连接器一样，连接器25(带电)、26(中性)和27(接地)以与它们在使用中被定向的相同的方式被定向在插头桥中。但是，各桶形卷边插座6被排列，使得它们在相同的方向上被定向。

注意到在图4到9的实施例中，接地针连接器21和27不需要一个绝缘层5。

图10示出了进入插头区30的图7、8、9的电连接器。插头区30是澳大利亚式家用插头的普通形式。它包括一个塑料绝缘衬底31，塑料绝缘衬底31具有3个穿过它的槽(无法清楚地看到但通过标号33、34和35被一般性地示出)。槽的定向控制了插头针25、26和27的叶片元件4的定向，并且定向如图所示，对于接地针27，实质上在使用中被竖直地定向，带电25和中性26针以相反的角度倾斜。

由于针25、26和27的调节后的定向，能够清楚地看到卷边桶6都面向相同的方向。如上所述，这方便了卷边桶6各导体的紧固。在另一个实施例中(未示出)，一个卷边桶6能够在相反的方向上定位到其他卷边桶。例如，如果接地针27在槽34内在其定位方向翻转，那么接地针27的卷边桶6将在相反的方向上面向针25和26的卷边桶。这要求另一个卷边操作，但在某些情况下这可能是理想的。

根据本发明，电连接器被制造，该连接器具有卷边桶，卷边桶排列在相对于前伸叶片的任何理想的方位。图11到38示出了根据本发明的实施例的电连接器，具有不同方位的卷边桶。在所有附图中使用相同的标号表示相同的组件。注意，标出的尺寸(毫米)仅作为示例，并且，根据本发明，具有不同尺寸的连接器可以被制造。

图15到17的连接器计划用作中性针，当被放置在插头区内时中性针用于接受一个竖直卷边(即接近竖直的卷边)。如图10。在这种情况下，叶片元件不被绝缘。

图22到24的电连接器被用作插头的带电连接器，使用一个竖直卷边。

图29到31的电连接器被用作在插头体内使用的一个接地连接器，使用一个竖直卷边。在该连接器中，桶形卷边插座的开口顶部以接近90°被定向到平叶片元件4的横向对称平面。

图32到38的电连接器是另一种形式的接地针，示出了一个普通类型卷边桶，该卷边桶与叶片连接器的定向相同。但是，根据本发明的实施例，该卷边结合颈部。

注意，当根据本发明的一个实施例制造一个针时，确保颈部具有足够的尺寸以承载要求的电流量是很重要的。

图17、24、31和38示出了安装在框架条40上的电连接器。按照惯例，当插头针被制造时，大量的插头针由导电材料基底制造。基底首先被“毛坯化”，形成固定在框架条上的大量毛坯。毛坯被折叠形成如图17、24、31和38所示的插头针，(示出本发明的连接器)在最终从框架条上除去从而安装到插头体内之前。在插头体的自动化组装中，插头针通常被设置在框架条上直到它们被插入插头的步骤，并且只有到那时它们才被从框架条上除去。

根据本发明的实施例，图39a-39c到47a-47c示出了制造连接器的后伸桶形卷边的步骤。

图39a-39c到41a-41c示出了制造图29到31所示的竖直卷边针的步骤。注意，在每一个附图中，视图“a”、“b”和“c”分别是底面、侧和后视图。

在每一个附图中，所示出的前伸平叶片元件已经形成。它可以是已经形成的，或者是在形成卷边桶的同时形成的。

参考图39a-39c，在进行任何折叠之前，形成连接器的毛坯由导电基底冲压而成。颈部8是通过冲压成所示的“L”形形成的，提供给区域9(折叠区域)，颈部8能够沿区域9被折叠，以调节桶6的方位角。

在步骤2，毛坯的侧面被向上折叠，形成卷边桶6，在步骤3(图41a-41c)，颈部8被折叠，从而使卷边桶6如所示定向。对带电导体(图42a-42c到44a-44c)和中性导体(图45a-45c到47a-47c)进行类似的步骤。在每一个步骤中，卷边桶6的定向仅仅被折叠形成不同发定向。

在不脱离概括描述的本发明的精神和范围的前提下，本领域的技术人员可以对如特定实施例中所示的本发明进行各种变形和/或修改。因此，这些实施例在所有情况下被认为是示例而不是限制。

Claims (5)

1.一种电连接器，包括一个前伸叶片元件和一个后伸叶片桶形卷边插座，后伸叶片桶形卷边插座用于在桶形卷边插座内接纳一个电导体并卷边与其上，电连接器被形成，使得桶形卷边插座以一个大于0°的角度被定向到前伸非圆形插头针元件。

2.用于自动化制造插头的多个插头针连接器，每一个插头针连接器包括一个前伸叶片元件和一个后伸桶形卷边插座，桶形卷边插座被用于在其中接纳一个电导体并卷边于其上，多个插头针的每一个桶形卷边插座相对于它们的相应前伸非圆形插头针元件被定向，从而当前伸非圆形插头针元件被安装在一个插头区内时，桶形卷边插座都被定向在相同的方向，或一个或多个被定向在一个方向，其他的被定向在相反方向。

3.一种电连接器，包括一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座，桶形卷边插座被用于在桶形卷边内接纳一个电导体并卷边于其上，前伸非圆形插头针元件和后伸桶形卷边插座通过一个颈部被连接，颈部被排列，从而在那里形成一个褶皱，导致卷边插座以一个角度延伸到前伸非圆形插头针。

4.形成电连接器的方法，包括由导电材料毛坯形成一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座的步骤，并折叠连接器，从而桶形卷边插座以一个角度延伸到前伸非圆形插头针。

5.装配插头的方法，所说插头包括插头针连接器，插头针连接器包括前伸非圆形插头针元件和后伸桶形卷边插座，要求前伸非圆形插头针元件位于与插头区不同的方位，该方法包括提供插头针连接器的步骤，每一个连接器具有一个前伸非圆形插头针元件和一个后伸桶形卷边插座，其中至少多个插头针的桶形卷边插座以一个角度延伸到它们相应的前伸元件，并通过槽把前伸元件插入插头区，从而桶形卷边插座被定向在相同的方向，或一个或多个桶形卷边插座被定向在相同的方向而其他桶形卷边插座被定向在相反的方向。

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