CN1393964A - 包括锁定部件的电连接器组件 - Google Patents

Abstract

本发明的电连接器组件包括(1)用来支承接近的两对第一电连接器元件的一个插座；(2)用来支承要分别与两对第一电连接器元件接合的两对第二电连接器元件的一个插头；(3)装配在插座中分别用来电气短路两对第一电连接器元件的两个短路元件；以及(4)一个锁定元件，它相对于插头被锁定在第一位置，并且在插头与插座接合时可以移动到第二位置，锁定元件在该第二位置上迫使两个短路元件同时移动回到其非短路位置。这样就能提供一种具有锁定部件的电连接器组件，它能够大大改善工作效率，即使在相互连接两对电触点时也能提供良好的连接可操作性。

Description

包括锁定部件的电连接器组件

技术领域

本发明属于电连接器组件的技术领域。本发明特别涉及到一种电连接器组件，其中的插头设有锁定元件，能够在插座与插头彼此间没有恰当连接时使插座的电触点彼此短路，并且在插座与插头彼此间恰当连接时解除短路。

背景技术

一个气囊系统包括组装在车辆驾驶室的隐蔽隔舱内的一个气囊组件和一个电气或电子控制系统。控制系统通过一个线束连接到气囊组件。线束上带有典型的电气插头和插座连接器组件，以便于在单独组装之后将气囊组件和控制系统用电路互相连接到一起。

这种连接器组件具有一个所谓的短路夹子。短路夹子是这样布置的一个小金属件，它在插头与插座接合之前能够使插头或插座内的导线彼此间电气短路。短路夹子被用做一个安全装置，防止气囊组件因电荷泄漏或生产过程中的错误连接而造成误动作。

当连接器组件被正确连接时，采用短路夹子完成电气短路的安全装置必须移动到非短路位置。美国专利No.5,275,575和日本专利No.2647336所公开的带锁定元件的电连接器组件就是按这样的设计来解除安全装置所提供的电气短路的。这种电连接器组件的构造使它在插头和插座双方都达到其完全接合位置并且锁定元件移动到其锁定位置之前不会工作。锁定元件还能防止插头和插座在组合后偶然断开。

采用这种电连接器的气囊系统的膨胀特性及气囊组件的类似方面是很重要的。考虑到这一点，近来的有些气囊系统为每个气囊提供两个点火器，用来激发一个气体发生器点火使气囊膨胀。此类气囊系统需要两对电触点，并且采取将两个电连接器组件靠近放置的形式，正如日本专利No.2647336中所述。

然而，这种类型在装配连接器组件时需要两步动作。为了防止这两个连接器组件的错误连接，还需要用不同颜色或形状来区别连接器组件。进而还需要确认连接器组件的装配位置。另外，由于连接器组件装配位置上工作空间有限，要确认装配位置必然存在困难，因而会在可操作性上出现问题。另外，为了有效利用连接空间，需要在将两个插座放置到位的同时执行位置调节，使各对电触点在各个插座中按顺序对齐。

对于日本专利No.2647336中所述的电连接器组件，为了使电连接器组件达到完全连接状态需要两步动作，第一步动作是插头和插座相互接合，第二步动作是将锁定元件插入两个构件的锁定位置。锁定元件通过一个软臂被整体安装在插头或插座上。这样就会增大插头或插座的尺寸，使电连接器组件变得难以处理。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种具有锁定部件的电连接器组件，它能够改进工作效率，即使在相互连接两对电触点时也能提供良好的连接可操作性。

根据本发明一个方面所提供的电连接器组件包括：(1)用来支承接近的两对第一电连接器元件的一个插座；(2)用来支承要分别与两对第一电连接器元件接合的两对第二电连接器元件的一个插头；(3)装配在插座中分别用来电气短路两对第一电连接器元件的两个短路元件；以及(4)一个锁定元件，它相对于插头被锁定在第一位置，并且在插头与插座接合时可以移动到第二位置，锁定元件在该第二位置上迫使两个短路元件同时移动回到其非短路位置。

根据这种构造，由于插座的构造可以支承接近的两对第一电连接器元件，可以这样来布置两个插座，让各对的电触点能够按顺序对齐。这样就能便于有效地利用连接空间。

另外，由于插头的构造可以整体支承两对第二电连接器元件，可以将连接器组件接合通常所需要的双重动作减少一半，变成一次操作。

进而，由于插座和插头只能按有限的方位相互接合，首先不需要为了防止两个连接器组件错误连接而用不同的颜色或形状来区分两个连接器组件。另外首先也不需要检查连接器组件的装配位置。这样，除了能减少构件数量之外，还可以省去诸如颜色编码等额外的工作和装配位置的检查工作。

另外，由于整体形成的锁定元件能够使两个短路元件同时移动回到其非短路位置，仅用一步操作就能完成短路的解除。

因此，本发明能够提供一种具有锁定部件的电连接器组件，它能够大大改善工作效率，即使在相互连接两对电触点时也能提供良好的连接可操作性。

参照附图阅读以下的详细说明就能看出本发明的这些及其他目的，特征和优点。

附图说明

在附图中：

图1的透视图表示根据本发明一个实施例的电连接器组件的整体结构；

图2是根据本发明这一实施例的电连接器组件的插座和短路元件的透视图；

图3是根据本发明这一实施例的电连接器组件的插座的透视图；

图4是根据本发明这一实施例的电连接器组件的短路元件的透视图；

图5是根据本发明这一实施例的电连接器组件的短路元件的透视图；

图6是根据本发明这一实施例的电连接器组件的短路元件的透视图；

图7是根据本发明这一实施例的电连接器组件的短路元件的透视图；

图8是根据本发明这一实施例的电连接器组件的一个插头的透视图；

图9是根据本发明这一实施例的电连接器组件的这种插头的透视图；

图10是根据本发明这一实施例的电连接器组件的这种插头的分解透视图；

图11是根据本发明这一实施例的电连接器组件的这种插头的透视图；

图12的截面图表示根据本发明这一实施例的电连接器组件的插头在插座中的初步接合状态；

图13的截面图表示根据本发明这一实施例的电连接器组件的插头在插座中的中间接合状态；

图14的截面图表示根据本发明这一实施例的电连接器组件的插头在插座中的中间接合状态；

图15的截面图表示根据本发明这一实施例的电连接器组件的插头在插座中的完全接合状态；

图16是对应着图14的另一个截面图，它表示插头在插座中的中间接合状态；以及

图17是对应着图15的另一个截面图，用来表示插头在插座中的中间接合状态。

具体实施方式

以下要解释本发明的一个实施例。应该注意到，为了便于解释而仅仅表示了本发明的一个特定优选实施例，它并不构成对本发明的限制。

本发明特别适合应用于用来约束车辆乘客的气囊系统，因此在本文中是以气囊系统的应用为例来表示本发明的优选实施例。然而可以理解，本发明还可以在各种不同环境和各种用途的广泛范围内应用，而并非仅限于气囊系统的用途。

参见附图，在图1中表示了气囊系统所采用的连接器组件或电连接器组件1的整体结构。在该图中表示的连接器组件1包括一个能够与插座2接合的插头3，它处在接合状态。

插座2是用准备电连接到气囊系统控制系统的一个气囊点火器(有时也称其为雷管)的部件的形式提供的。在此处提供了两个点火器，尽管在图1中没有表示其主体部分。点火器是一个爆炸装置，在通过各对的两条导线32获得足够电能时就会被点燃。点燃的点火器触发气体发生材料点火，从而使气囊膨胀。

图2表示的插座2是处在插头3脱离电连接器组件1的状态。两个整体模制的短路元件4以压配合方式被装配在插座2中。短路元件4将插座2的触点置于短路状态，直至插座2和插头3在机械和电气上完成相互连接。

图8表示电连接到控制系统的插头3。插头3准备与插座2接合。如图中所示，锁定元件5在插头3中被保持在其第一锁定位置(以下简称为“第一位置”)下的锁定状态。

以下要具体说明这些各种构件的功能及其相互关系。从下文中可以看出，除了各种类型的导线和触点以外，插头3，短路元件4和锁定元件5最好是用合适的不导电塑料制成。

首先参见插座2，插座2被制成具有一个圆柱形主体10，内部形成一个槽状的容纳部11用来容纳两个短路元件4。图1-3中特别表示了这一插座2。内部形成容纳部11的主体10可以直接被装入其有关的结构，例如是一个点火器外壳。进而可以将容纳部11制成一个独立元件，可以将其加到有关的结构上。无论何种构造，内部形成容纳部11的主体10的终结于一个底壁12，如图3所示。从底壁12上延伸出用金属制成的两对第一导电阳电连接器元件或插针13。插座2用来支承接近的两对插针13，让每对两个的这两对插针全都能按顺序布置。这两对插针13可以按任何惯用方式连接到两个气囊点火器(未示出)上各自的导线。通过这些插针13电动激励点火器使其点火。如图3所示，所形成的槽状容纳部11具有这样的构造，其外周边部分仅仅在槽的主轴线方向上延伸的那一部分的一侧局部向内折。插头3也被制成具有这样的构造和尺寸，这些构造和尺寸与容纳部11的外周边部分相对应，防止插座2与插头3之间不当的接合。

容纳部11的入口处有一个倾斜面14。容纳部11的内表面上还设有一个在周边方向上连续延伸的锁定凹槽15。例如在图12-15中可以看出这种构造。这些图表示沿着放在两对导线32之间的空隙中间的与导线32平行延伸的线提取的电连接器组件1的截面图。从这些图中可以看出，倾斜面14用来接收设在下文所述插头3的弹性腿41上的锁定部42，并且产生一个变形力矩使锁定部42朝中间移动(参见图12，13)。倾斜面14还用来接收下文所述的锁定元件5的第二锁定部55，并且产生一个变形力矩使第二锁定部55朝中间移动(参见图14)。锁定凹槽15用来接收插头3的锁定部42并且将其保持在接合状态，如图14所示。锁定凹槽15还用来接收锁定元件5的第二锁定部55，并且将锁定元件5切换到第二锁定位置(以下简称为“第二位置”)，如图15所示。

其次参见两个短路元件4，两个短路元件4被接收在准备与插头3接合的容纳部11中。在插头3的锁定元件5不会处在第二位置时可以提供电连接。这样就能用两个短路元件4使第一阳电连接器元件的两对插针13短路。

如图2和4-7所示，两个短路元件4各有一个大致呈圆柱形的塑料主体16，其尺寸紧密配合并支承在容纳部11中。两个短路元件4被制成一件，使它们通过一个桥形部17彼此间连续连接。桥形部17设有一个加强肋19。两个短路元件4的主体16中分别有两个开口18，用来接收插头主体31，用插头主体来支承作为下述插头3的第二阳电连接器元件的各对的两个电端子30。两对插针13也延伸通过这两个开口18。两个开口18的顶部和侧向侧面开口，并且这些侧向侧面分别与主体16通过桥形部17彼此连接的侧面相对。

两个短路元件4分别具有短路夹子24。图4表示短路夹子24被插入有关的短路元件4之前的状态。图5表示短路夹子24被插入有关的短路元件4之后的状态。图6和7分别是短路元件4的顶视图和底视图。如这些图中所示，短路夹子24分别被保持在两个短路元件4的主体16中。短路夹子24是用诸如弹簧钢等具有弹性的导电材料制成的。短路夹子24朝着其贴靠两个插针13的方向被局部偏转。短路夹子24与插针13的贴靠在二者之间形成电气短路。

如图4所示，两个短路夹子24各自包括一个板状基座25，在基座25顶部折回并向下延伸的一对腿26，以及在一对腿26的下部按90度折叠的一对贴靠部27。每个腿26沿着其远离基座25的方向被逐步折叠和偏转。让短路夹子24的贴靠部27贴靠位于对应位置上的插针13的侧向侧面，与其形成电气连接。如图5和6所示，短路夹子24被保持在短路元件4的主体16中，使其基座25被插入短路元件4的缝状凹槽28中以免滑落。

图16和17表示沿着包括导线32和插针13的任意平面截取的电连接器组件1的截面图。这些图表示了被容纳在容纳部11中的短路元件4和在开口18内向上延伸的插针13。图16表示插针13贴靠短路夹子24的贴靠部27且与其形成电连接的状态。图17表示的状态是因插入下述的锁定元件5而使短路夹子24的腿26弯曲，从而解除短路夹子24的贴靠部27与插针13之间的电连接的那一状态。

再看插头3，图8-10和16清楚地表示了插头3的结构。图8是插头3从顶部看去的透视图；图9是插头3从底部看去的透视图；而图10是插头3的分解透视图。如图所示，插头3包括向下延伸并且支承着两对电端子30的插头主体部31，每对两个电端子所采取的形式是第二阴电连接器元件。这两对电端子30电连接到两对导线32。这两对电端子30还分别与两对插针13或第一阳电连接器元件接合，与其形成电连接。由插头3整体支承各对电端子30。电端子30的结构和尺寸还能将插针13接收在其内，并且这些端子被安装成彼此平行地延伸。

如图10和16所示，内置在中央插头部31中的各对的两个电端子30各有一个用于连接一条导线32的导线连接部33。导线连接部33被设在电端子30中的这样的部位，它们从构成第二阴连接器元件的管状端子部延伸并且大致按L形改变方向。导线32是绝缘铠装线。导线32的绝缘涂层在其端部被剥离，与连接导线的导线连接部33形成电气和机械连接。导线的连接通常是根据任何常规方式用在其端部围绕裸线的导线连接部33的一部分的压配合来完成的。两对导线32穿过设在插头3下部34处形成的一个盒状室37中的铁氧体磁珠35。铁氧体磁珠35是一大致呈盒状的均质体，用来提供噪声滤除功能。每个铁氧体磁珠35具有两个彼此平行延伸的管状通孔，导线32从中穿过。导线32穿过室37的后壁38的一个开口从下部34的一端向外延伸。

插头3的下部34在其底部一侧设有大致呈正方形柱状的两个插头主体31和两个弹性腿41。两个弹性腿41被设在两个插头主体31之间，使连接在两个弹性腿41之间的线和连接在两个插头主体31之间的线大致形成交叉形状。两个弹性腿41的外表面上具有准备与设在上述容纳部11内侧的锁定凹槽15接合的锁定部42，并且由向外突出的突出部形成锁定部42(参见图9，10和11)。锁定部42的位置和尺寸使其能够在插头3与插座2恰当接合时被配装在锁定凹槽15中。

两个插头主体31的位置和尺寸为准备设置在插座2中形成的容纳部11中的插头3提供了具有足够刚性的框架。如图10所示，插头主体31具有脊形部43。脊形部43的尺寸和位置使其能够与凹槽29接合，如图2和5所示。脊形部43和凹槽29之间的接合确保插头3的电端子30和插座2的插针13之间的正确连接。

如图10所示，插头3进一步具有覆盖导线32的端部和铁氧体磁珠35并且与下部34接合的一个上部36。上部36和下部34通过分别设在上、下部的两个相对侧面的一对锁定部39a，39b的接合被大致组合成一个长方体形状。上部36和下部34通过一对锁定部39a，39b的接合被锁定在其正确接合状态。上部36具有向下延伸的凸起48，其尺寸和位置使其能够被装入设在下部34侧面的凹部44。凸起48有助于上部36相对于下部34的定位。

如图8和10中所示，插头3的上部36具有形成在其上表面中对应着插头主体31上方的位置的一个宽的浅凹槽45。在凹槽45中宽度方向的两侧形成一对第一穿孔开口46，这些开口相对于插头主体31的侧面大致按L形彼此相对地布置。在凹槽45中长度方向的两侧形成一对第二穿孔开口47，这些开口大致按T形彼此相对地布置，由连接在一对第一穿孔开口46之间的一条线和连接在一对第二穿孔开口47之间的一条线大致形成交叉形。当锁定元件5的有关部位被插入这些穿孔开口46，47时，由中央插头部31来支承锁定元件5。锁定元件5被锁定在第一位置。以下还要进一步解释这一锁定状态。

最后要解释锁定元件5的结构。在图10中，锁定元件5包括一个头部或挤压部50，彼此间大致平行延伸的一对第一腿51，和彼此间大致平行延伸的一对第二腿52。一对第一腿51从挤压部50宽度方向的两侧向下延伸。一对第一腿51各自具有大致呈倒L形状的截面。一对第一腿51用来在插头3和插座2彼此接合时解除两对第一电连接器元件13之间的短路。锁定元件5被插在插头3中，其倒L形状的腿分别被配装在一对穿孔开口46中(参见图8)。一对第一腿51的尺寸和位置能使各倒L形状腿的两侧沿着各插头主体31的两侧插入。

在图10中，一对第二腿52被布置在这样的位置，由连接在一对第一腿51之间的一条线和连接在一对第二腿52之间的一条线大致形成交叉形并且这对第二腿分别向下延伸。一对第二腿52具有向外突出的锁定部。锁定部各自具有按上升次序垂直布置的第一锁定部54和第二锁定部55。第一锁定部54在小范围内向外突出，而第二锁定部55在大范围内向外突出。在第一锁定部54的前端有一个台阶部54a(参见图12)。第一锁定部54的作用能使锁定元件5相对于插头3和插座2被锁定在第一位置，而第二锁定部55的作用能使锁定元件5相对于插头3和插座2被锁定在第二位置。一对第二腿52各有两个限制部53，它们被形成在腿的侧向两侧，彼此平行地向下延伸。

图12-15表示沿着包括锁定元件5的一对第二腿52的那一平面提取的电连接器组件1的截面图。从这些图9，10和12中可见，台阶部61被形成在插头3的弹性腿41的开口60的下端部。当锁定元件5被压入插头3时，第二腿52的台阶部54a就会贴靠弹性腿41的台阶部61，并且进入第一位置上的锁定状态。此时，锁定元件5的第二锁定部55就会从开口60向外突出，并且进入可操作状态。弹性腿41各有一个设在其下端部处的内部的向内凹陷的锁定凹槽62。当从第一位置移动的锁定元件5的第一锁定部54的向外突出部被接合在锁定凹槽62中时，锁定元件5就锁定在第二位置。锁定元件5在一定程度上被锁定在第二位置，当锁定元件5从插头3上拉起时能够使其恢复到第一位置。

如图10所示，在第二腿52侧向两侧的限制部53与第二腿52之间隔着缝56，因而不会妨碍第二腿52的弹性变形。限制部53还是渐缩形的，其厚度朝着下端递减。当锁定元件5被插入插头3时，限制部53分别被置于弹性腿41的内侧。当锁定元件5处在第一位置的锁定位置时，弹性腿41朝着锁定部42内侧的变形不会受到限制部53的限制。另一方面，当锁定元件5移动到第二位置时，限制部53被放在其厚度减小的位置。这样的结果就是，当锁定部42要脱离锁定凹槽15时，它们就会贴靠限制部53，从而防止锁定部42脱离锁定凹槽15。然而，通常在限制部53和弹性腿41之间留有空隙，这样就能确保锁定元件5从第一位置平滑地移动到第二位置。

如此构成的锁定元件5能够相对于插头3被锁定在第一位置，并且还可以移动到第二位置，当插头3与插座2接合时使两个短路元件4的两个短路夹子24同时移动回到其非短路位置。以下要参照图16和17来解释移动回到其非短路位置的短路夹子24的作用。具体地说，当锁定元件5从第一位置被挤压到第二位置时，第一腿51就会前进到短路夹子24的折叠部，这样就能使贴靠部27从插针13上移开，解除与插针13的电气短路连接。这样，锁定元件5就能使插座2和插头3彼此接合，其方式是防止它们彼此脱离；能够使它们彼此间形成电连接；并且还能使两个短路元件4形成的短路被同时解除。这样就能便于获得具有这些特征的电连接器组件的结构。

以下要参照图1，2，8和11-17来说明上述电连接器组件1的连接动作。如图2所示，两个短路元件4被预先装配在插座2的容纳部11中，使两对插针13短路。另一方面，如图8和12所示，锁定元件5相对于插头3被预先锁定在第一位置，或者是与贴靠台阶部61的第一锁定部54一起被预先锁定。此时，如图8所示，锁定元件5的头部50与插头3的凹槽45留有一个间隙，并且可以目测检查连接器组件的这一状态。

然后用手夹住插头3的顶部和底部34，36的两侧，将底部的弹性腿41的平行部插入插座2的容纳部11，图12表示这一状态。此时，弹性腿41的锁定部42会贴靠容纳部11入口处的倾斜面14并停留在倾斜面上。当锁定元件5的头部50在这一状态下例如受到拇指挤压时，就会有一个向内的力矩作用在弹性腿41上。向内的力矩使弹性腿41和第二腿42如图13所示向内偏转，从而使弹性腿41的锁定部42配装进入锁定凹槽15。此时，锁定元件5的限制部53被放在其上方位置，不会限制弹性腿41变形。

如图14所示，在弹性腿41的锁定部42配装进入锁定凹槽15时，锁定元件5的第二锁定部55就会贴靠容纳部11入口处的倾斜面14，而第二腿52的第一锁定部54会远离弹性腿41的台阶部61。在这一时刻，由于作用在第二腿52上的向内的力矩，当锁定元件5的头部50继续受到挤压时，锁定元件5就会进一步下降。

然后如图15所示将第二腿52的第二锁定部55装入锁定凹槽15，锁定元件5被设置在第二位置，使第二腿52的第一锁定部54被锁定在锁定凹槽62中。尽管图中没有表示，锁定元件5的限制部53也被放在其厚度缩小的位置，阻止锁定部42从锁定凹槽15中脱离。其结果就能防止插头3脱离插座2。在第二位置上，锁定元件5的头部50从能够目测检查的那一状态下陷到插头3的凹槽45中，如图11所示，插座2和插头3之间的机械接合就完善地完成了。

图16表示在锁定元件5受到进一步挤压之前插座2和插头3处在彼此接合下的状态。在这一状态下，锁定元件5的第一腿51的前端没有到达短路夹子24中间部位的台阶状折叠部，因此，贴靠部27仍然会贴靠插针13的侧面并保持短路状态。然后进一步挤压锁定元件5并形成图17所示的完全机械接合状态。在图17中，短路夹子24中间部位的台阶状折叠部被锁定元件5的第一腿51的前端张紧。结果，贴靠部27就会远离插针13的侧面，解除插针13之间的短路，并且最终完成电气接合。

Claims (4)

1.一种电连接器组件，其包括：

(1)用来支承接近的两对第一电连接器元件的插座；

(2)用来支承要分别与两对第一电连接器元件接合的两对第二电连接器元件的插头；

(3)配装在插座中的两个短路元件，用来分别使两对第一电连接器元件电短路；以及

(4)锁定元件，该锁定元件相对于插头被锁定在第一位置，并且在插头接合在插座中时变成可以移动到第二位置，锁定元件在该第二位置迫使两个短路元件同时移动回到其非短路位置。

2.根据权利要求1所述的电连接器组件，其特征是，使两对第一电连接器元件短路的两个短路元件是整体形成的，并且分别具有开口，以接纳两对第二电连接器元件。

3.根据权利要求1所述的电连接器组件，其特征是，插头接合在插座中的方向与锁定元件从第一位置移动到第二位置的方向是相同的，从而能在锁定元件的同一挤压动作中连续执行插头在插座中的接合及锁定元件从第一位置到第二位置的移动。

4.根据权利要求1所述的电连接器组件，其特征是，锁定元件具有彼此基本上平行延伸的一对第一腿，和彼此基本上平行延伸的一对第二腿，其中这对第一腿将使两对第一电连接器元件短路，并且这对第二腿具有相对于插头和插座将被锁定在第一位置和第二位置的锁定部，这对第二腿设置在这样的方位，使得由连接在这对第一腿之间的线和连接在这对第二腿之间的线形成大致的交叉形状。

Images