CN1832260B - 具有可再接线弹簧接触件的电连接器单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标准型电连接器单元(1；100；200；300)，具有尺寸约为21×21mm的方形截面，包括：本体(2；102；202；302)，其中形成有适用于容纳用于接收馈电电缆的导体(50)的接触件(4、204)的座部(22)，座部(23)，适用于容纳用来与接地电缆的导体相连接的接触件(6；106；206；306)；盖(8、18)，可以连接在本体上，其上设置有与接触件(4、204)对准，以使得馈电电缆和接地电缆的导体可以进入的孔(83、82)；以及弹簧装置(7)，设置于本体的座部(22、23)中，接触件容纳在本体的座部(22、23)中，用于夹持电缆的导体，使之与相应的接触件接触。

Description

具有可再接线弹簧接触件的电连接器单元

技术领域

本发明涉及具有可再接线弹簧接触件的电连接器单元，其中馈电电缆导体能够可移除地插入到该连接器单元的接线端。

背景技术

随时间流逝，在用于工业环境的连接器领域中，各种不同的市场标准，在尺寸、电极数和额定电压方面统一起来。其中包括用于10A电流和额定250V电压的，具有3个或4个电极以及接地连接，尺寸为21mm×21mm的连接器。这些具有塑料或者金属外壳的连接器由众多的制造商生产，并且在机械和电方面一般可以彼此互连。

现在制造商们正在进行一项研究，以向市场推出一种可以在越来越高的额定电压下工作，但是又能够保持与现在使用的标准型号连接器的尺寸相一致，并且能够与之相互连接的连接器。

原有技术中的具有可再接线接触件的连接器单元，由于上面提到的行业标准，具有绝缘穿透接线端或者螺钉接线端。

具有螺钉接线端的连接器单元，具有绝缘塑料材料的本体。在本体上形成有：第一座部，用于容纳必须适合馈电电缆导体的接线端部件；以及第二座部，用于容纳旋进接线端中、将导体夹在其中的螺钉。

导体可以在本体顶部沿轴向插入，夹紧螺钉可以由连接器单元本体的一侧横向工作。在这种情况下，螺钉头部非常靠近围绕连接器单元本体的金属外壳壁。

作为选择地，导体可以由连接器本体的一侧横向地插入，再向上折弯90°，然后夹紧螺钉可以由本体顶部沿轴向插入。在这种情况下，靠近金属外壳内壁的是馈电电缆的导体。

在上述两种情况中，夹紧螺钉的顶部，或者馈电电缆的导体，与金属外壳的壁之间的距离足够确保连接器在250V额定电压下的绝缘，但是，这并不足以确保当前国际安全标准对400V额定电压的连接器要求的最小安全距离。

发明内容

所述国际安全标准是IEC 61984《连接器-安全要求和试验》以及IEC 60664-1关于低压系统内设备的绝缘配合的规则。

实用新型DE 2001 5602 U至少部分地解决了这个不足，其中设计出了可用于额定400V电压的、尺寸为21×21mm的标准型插销-插座连接器。在这种插销-插座连接器中，导体被螺钉装置夹紧到端部。在这种情况下，为了消除由于螺钉头和外壳金属壁之间的较小距离而引起的风险，引入了另外的绝缘塑料罩形式的元件，将接触件的带电部分封装起来，将其相对于外壳金属壁遮蔽起来。

罩可以移动进入两个锁定位置：顶部和底部。当罩位于顶部时，电缆与接触件的螺钉接线端连接；随后，需要将罩向下推，以将螺钉头与外壳金属壁隔离开。

这种解决方案既复杂又昂贵，因为要将另外的元件置入非常有限的空间内。

发明内容

本发明的目的在于，消除现有技术的不足，通过提供具有可再接线的电连接器单元，保持可以互相连接而且同时又可用在很高额定电压下的标准连接器单元尺寸。

本发明的另一个目的在于，提供具有可再接线的导体的电连接器单元，以确保导体夹紧系统有效、高效并且安全，同时又便宜、便于生产和装配。

这些目的通过这样一种电连接器单元得以实现。

根据本发明的电连接器单元，其横截面为大约21×21mm的方形，可以与互补的电连接器单元相配合。电连接器单元具有本体，其中包括：

-多个电极座部，用于分别容纳分别接收馈电电缆导体的电极接触件，以及

-接地座部，用于容纳与接地电缆导体连接的接地接触件。

连接器单元还包括：盖，可以连接到本体上，并且在与接触件对准的位置设有孔，可以允许馈电和接地电缆的导体插入其中。

本发明的主要特点是：连接器单元采用了设置于本体的座部内的弹簧接触件，以将电缆的凹陷夹紧。

通过这种方式，弹簧即使是导电的金属材料制成，在接触件的座部里也仍然保持绝缘，从而连接器单元可以在较高的，高达400V的额定电压下工作。

附图说明

本发明的进一步特征通过参照附图所示的单纯的、典型的，也就是非限制性的实施例，在下面进行详细描述解释。

图1是分解图，表示的是具有三个凹形电极接触件和接地接触件的连接器单元的第一实施例；

图2是示出了连接到馈电电缆上的连接器的视图，在分解图中，示出了图1中的连接器单元的本体和盖的沿其对角线的轴向剖视图，并且示出了独立接触件的轴向剖视图(具有分开剖视的弹簧)；

图3是图2中的连接器单元装配起来的轴向剖视图；

图4是连接器单元的第二实施例的分解图，具有四个凹形电极接触件和一个接地接触件；

图5与图1相似，是具有三个凹形电极接触件和一个接地接触件的连接器单元的分解图；以及

图6与图4相似，是具有四个凹形电极接触件和一个接地接触件的连接器单元的分解图。

具体实施方式

参照图1，其中示出，根据本发明所述的连接器单元整体表示为标号1。连接器单元包括本体2，具有标准的大致平行六面体形状，其横截面大致呈21×21mm的方形。

本体2具有顶部20，以及尺寸比顶部小的底部21。底部21表示出连接部，该连接部与相应的互补连接器单元200(图5)的连接部相连接。

在本体2中，形成有三个座部22，用于分别容纳电极的接触件4，以及座部23，用于接收接地接触件6。接触件的四个座部22、23成对地沿本体2的两个对角线设置。

如图2中更好地示出的，电极接触件的每个座部22都限定了贯穿槽，并且包括：第一孔24，具有延伸至本体2的顶部20的矩形截面；以及第二孔，具有延伸至本体2的底部21的圆形截面。第二孔25比第一孔24小，从而限定径向接靠面26。阶梯面27设置在第一孔中，与径向接靠面26位于同一区域(相合，coincide)。

回到图1，接地接触件的座部23与电极接触件的座部大致相似。其唯一的区别在于，接地接触件的座部具有槽28，可以与在本体2的顶部20的侧壁外表面上形成的凹陷座部29相配合。

每个凹陷座部30(其中相应的楔形突块31终止于相应的接靠面32)形成于本体2的顶部20的另外两个相对侧壁上。凹陷座部30具有大致呈矩形的轮廓，并且在其底部通过槽33形成开口。

在本体2的顶部边缘形成有分别与凹陷座部30的凸起31对准的孔34。

本体2的座部22设计为用于容纳凹形电极接触件4。同样如图2中所示，接触件4由大致呈圆柱形的本体组成，其具有顶部40和较小直径的底部41，以形成径向接靠面42。

向上和横向敞开的座部43用于接收馈电电缆的导体50，形成于接触件的顶部40上。例如，导体50压接(crimp)到馈电电缆5的金属线上，并且具有绝缘材料制成的锥形颈圈51。

在接触件4的顶端，设置有具倾斜端的齿44，从而在接触件的顶部40中形成第二座部45，其外形大致限定呈C形，用于容纳弹簧7。第二座部45位于与第一座部43相反的侧面。

弹簧7是大致弯成直角三角形的金属板。在弹簧的直角边70处设有孔71，另一条直角边的端部72′可以接合到该孔中。为此目的，直角边72的端部72′的宽度较小，以能够进入孔71。

弹簧7容纳在接触件4的第二座部45内，从而接触件顶齿44接合在弹簧的孔71中，弹簧的直角边72接靠接触件座部45的壁，而且弹簧的直角边的顶端72′位于齿44倾斜部分的下面。在这种情况下，弹簧第一直角边的端部70′部分地伸入到接触件第一座部43的上部。

如上所述，接触件4是凹形接触件，所以其底部41的内部是中空的，而且具有向下开放的座部46，以接收凸形(male)接触件。如图1中所示，在接触件的底部41形成有纵向槽口47，当凸形接触件插入其中时，可以弹性地扩张凹形电极接触件的底部41。

接地接触件6具有与电极接触件4相似的底部41，以及平坦顶部60，从该顶部向上伸出齿(该齿与电极接触件4中的相似)44，以容纳弹簧(该弹簧与电极接触件4中的相似)7。

矩形板61设有螺纹孔62，适于接收带垫圈64的夹紧螺钉63，以将连接器夹紧到连接器单元外壳上，并且从接地接触件6的平坦顶部60横向突伸。

连接器单元1具有盖8，其与本体2连接，以将接触件4和6封闭在本体2之内。盖8具有大致呈方形的板80，在四个拐角附近的外围，设有三个外围方孔81和一个外围圆孔82。在每个外围方孔81附近具有相应的圆孔83；在外围圆孔82附近具有相应的方孔84。

圆孔83、82设计为允许与馈电电缆5和接地电缆连接的导体50通过其中，从而导体50的绝缘颈圈51分别接合到相应的圆孔中。方孔81、84设计用以允许例如螺丝刀这样的工具的顶端通过其中，能够作用于相应的弹簧7，以使其准备用于电缆5的导体50的插入和松开。

圆孔83、82形成于适于容纳在本体2的座部22、23中的相应平行六面体座部85、86中。在盖8的一侧设置有矩形部分87，用于滑入本体2的座部29之内，以与接地接触件的板61接靠。

在盖8相对的两侧设置有形成底部接靠面89的两个U形舌部88。U形舌部88滑入本体2的相应凹陷座部30，从而楔形突块31接合在其中，并且楔形突块30的底部接靠面32接靠将盖8保持在本体2上的舌部88的底部突块89。

另外，如图2所示，在每个U形舌部88后面，都设置有定心销钉90，用于分别摩擦接合本体2顶部边缘上的孔34。

下面再参照图3，对连接器单元1的组装和接线进行描述。

起初，装配有相应弹簧7的三个电极接触件4和接地接触件6由顶部插入到本体2的相应座部22和23中，从而每个接触件的接靠面42与相应座部的接靠面26相接靠。在这种情况下，每个接触件的底部41被容纳在圆孔25内，而具有相应弹簧7的顶部40、60被容纳于相应座部的矩形孔24中。

当所有的接触件4、6都插入到本体2的相应座部中后，将盖8安装到本体2上，使定心销钉90接合到本体2顶部边缘上的相应孔34中，并且使本体2的壁上的楔形突块部分31与盖8的U形舌部88接合。

孔34中，并且使本体2的壁上的楔形突块部分31与盖8的U形舌部88接合。

当盖8被组装到本体2上之后，盖8的圆孔83与接触件4的座部43相对准，盖的圆孔82位于接地接触件6的平坦顶部60的后面，而盖8的所有方孔81、84都与相应弹簧7的顶部直角边对准。这时，可以进行接线。然后，将螺丝刀的刀头插入到孔81中，通过插入到弹簧斜边与孔的相邻部分之间，用作楔子。通过这种方式，将弹簧7压缩，从而弹簧顶部直角边70的窗口位于孔83下面。

这时，可以将导体50插入穿过孔83和弹簧的开口71。最终，移去螺丝刀的刀头，可以使得弹簧的窗口71的壁将导体50向接触件50的座部43挤压，从而使其保持夹紧。

当要给连接器单元1重新接线时，将螺丝刀的刀头插入到盖的方孔81中，从而再次将弹簧7的顶部直角边70挤压到其圆角附近。通过这种方式，引起弹簧7的压缩，从而松动其加载到本体2的导体上的压力，结果是导体可以自由地从其座部中被移出。

下文中，对与已经描述过的元件类似或者相对应的元件，将用同样的编号表示，并且从而也省去详细的描述。

图4示出根据第二实施例的连接器单元100，其具有与第一实施例相似的四个凹形电极接触件4和与第一实施例的接地接触件6稍有不同的阴极接地接触件106。事实上，接地接触件106具有长形的连接板165，其通过螺纹孔62将板61连接到弹簧7的支撑部的板60上。

在这种情况下，对本体102作了稍许的改动，使其具有位于本体四个角附近的、为电极接触件设置的4个座部22，以及用于接地接触件的长形的中心座部23。因此，盖108也作了改动，具有四对方孔和圆孔81、83，用以与电极接触件的四个座部相对准，以及一对方孔和圆孔82、84，用以设置为对准接地接触件的中心长形座部23。

图5示出连接器单元200，其具有三个凸形接触件204和一个凸形接地接触件206。凸形接触件204和206类似于第一实施例的凹形连接器单元1的接触件4和6，只是接触件底部246具有完整的圆柱形状，适用于接合到凹形电极接触件4和6的中空底部46中。

在这种情况下，对本体202的底部221作了稍许的改动。实际上，本体202的底部221的内部是中空的，并且向下敞开，以配合关系接收凹形连接器单元1的本体2的底部21。在两个本体2、202的两个底部21和221之间设置方形衬垫9，以在它们之间提供密封。

连接器单元200的盖8与连接器单元1的盖相同。

图6示出连接器单元300，其除具有凸形底部246外，具有四个与连接器单元200的相似的凸形接触件204，以及一个与第二实施例的连接器单元100的接地接触件106相似的凸形接地接触件306。

在这种情况下，本体302具有与连接器单元100的本体102的顶部类似的顶部，包括用于电极接触件的位于本体302的四个角附近的四个座部22、用于接地接触件的中心长形座部23、和与连接器单元200的类似的底部221。连接器单元300的盖108与第二实施例的连接器单元100相类似。

在所有示出的连接器单元中，弹簧7是由导电金属材料制成，位于本体2、102、202和302的相应座部22和23中，完全与外部绝缘。实际上，本体2、102、202和302是由绝缘塑料材料制成，其壁厚可以为弹簧7以及接触件4、6、204和206提供足够的绝缘效果。通过这种方式，连接器单元1、100、200和300可以用于制作工作在高于250V，直到400V的额定电压下的电连接器。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (13)

1.一种电连接器单元(1；100；200；300)，具有方形截面，用于与互补的电连接器单元相配合，所述电连接器单元包括：

绝缘材料的本体(2；102；202；302)，其内部形成有：

电极座部(22)，用于容纳用来接收相应的馈电电缆的导体(50)的相应的电极接触件(4；204)；以及

接地座部(23)，容纳用来与电接地电缆的导体相连接的接地接触件(6；106；206；306)；

盖(8；108)，其连接到所述本体，并且设有与所述电极接触件(4；204)和所述接地接触件(6；106；206；306)相对准以允许馈电和接地电缆的导体插入的孔(83、82)；

其特征在于，其还包括：

金属材料的弹簧夹紧装置(7)，设置于容纳有所述接触件的所述本体的座部(22，23)中，以夹紧与相应的接触件连接的所述电缆导体，从而所述连接器单元的所有金属部分都保持在所述绝缘的本体的保护中，允许所述连接器单元在绝缘外壳或金属外壳中用于高达400V的额定电压。

2.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于所述接触件(4；204)包括用于容纳所述电缆(5)的所述导体(50)的第一座部，以及用于容纳所述弹簧装置(7)的第二座部(43)。

3.根据权利要求1或2所述的电连接器单元，其特征在于所述弹簧装置(7)由弯曲成三角形的金属板构成。

4.根据权利要求3所述的电连接器单元，其特征在于所述弹簧装置(7)的板呈直角三角形，其中一条直角边(70)具有用于接收另一条直角边(72)的端部(72′)的孔(71)。

5.根据权利要求4所述的电连接器单元，其特征在于所述接触件包括用于接合到所述弹簧装置(7)的所述孔(71)中的齿(44)。

6.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于所述盖(8、108)包括设置为与所述弹簧装置(7)对准的孔(81、84)，以允许插入工具的顶端，以作用于所述弹簧装置(7)上，使之为接合和脱开所述电缆的导体(50)做好准备。

7.根据权利要求6所述的电连接器单元，其特征在于所述盖(8；108)包括：圆孔(83、82)，用以允许插入所述电缆的导体(50)，以及方孔(81、84)，用以允许插入工具的顶端，使所述顶端作用于所述弹簧装置上。

8.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于所述接地接触件(6；106；206；306)包括板(61)，所述板上设有螺纹孔(62)，用于容纳螺钉(63)，以固定到所述外壳上。

9.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于所述本体的所述座部(22，23)包括矩形孔，用于接收分别带有所述弹簧装置(7)的所述接触件的顶部，以及圆孔(25)，用于接收所述接触件的底部(46；246)，用于与互补电连接器单元的接触件的底部连接。

10.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于其包括三个电极接触件(4；204)和一个接地接触件，并且在于容纳所述接触件的所述座部(22、23)沿所述本体的与所述盖面对的侧面的对角线设置。

11.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于包括四个电极接触件(4；204)和一个接地接触件(106；306)，并且在于容纳所述电极接触件的电极座部(22)设置在所述本体的与所述盖面对的侧面的对角线的角部，并且容纳接地接触件的所述接地座部(23)设置在所述本体的与所述盖面对的侧面的中心位置。

12.一种电连接器，包括根据上述权利要求中所述的电连接器单元和互补的电连接器单元。

13.根据权利要求1所述的电连接器单元，其特征在于其为标准型，所述方形截面的尺寸约为21×21mm。

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