CN104124556A - 具有弹性锁闩的电连接器 - Google Patents
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Abstract
一种电连接器(102)，包括具有腔室(110)的外壳(106)，以及接收在腔室中的插入件组件(108)。插入件组件具有穿过其的空腔(114)，该空腔被配置为接收触头(112)。触头被配置为电连接到配合连接器(104)的配合触头(122)。插入件组件具有弹性锁闩(166)，该弹性锁闩从所述插入件组件的外周边(179)延伸并接合外壳以将插入件组件保持在腔室中。
Description
技术领域
本文的主题总体上涉及电连接器。
背景技术
电连接器一般包括接收触头的插入件，而且该插入件被保持在外壳中。电连接器组件通常用于军事和航空航天应用中，尤其是还用于工业、海上和汽车应用。因此，连接器必须设计成能承受恶劣的环境，包括极端温度、压力、如震动和振动的物理力、腐蚀性污染物、辐射和电磁干扰。因此，电连接器必须设计和组装为使得触头和插入件在这些恶劣环境下工作期间不会从外壳移动(dislodge)。
当前，通过增加一种附加装置以将插入件保持在适当位置，使插入件被保持在外壳中。这些附加装置的实例包括复合保持夹和金属卡环。在插入件被装载到外壳内之后，增加这些附加装置。增加分离的卡环或保持装置需要特殊的工具、储备附加的部件数量、附加的时间来增加辅助部件，以及由于不正确的定位或插入过程的变化而导致的保持机构的潜在移动。
仍然需要一种电连接器，其有效地将插入件组件保持在外壳中，同时避免与传统电连接器相关的问题。
发明内容
一种电连接器，包括具有腔室的外壳，以及接收在腔室中的插入件组件。插入件组件具有穿过其的空腔，该空腔被配置为接收触头。触头被配置为电连接到配合连接器的配合触头。插入件组件具有弹性锁闩，该弹性锁闩从插入件组件的外周边延伸并接合外壳以将插入件组件保持在腔室中。
附图说明
图1是根据示例性实施例的电连接器组件的透视图；
图2示出了根据示例性实施例的分解的电连接器；
图3是图2所示的电连接器的插入件组件的组装视图；
图4是图2所示的电连接器的横截面视图；
图5是根据另一实施例的电连接器的透视横截面视图。
具体实施方式
在一个实施例中，电连接器包括具有腔室的外壳，以及接收在腔室中的插入件组件。插入件组件具有穿过其的空腔，其被配置为接收触头。触头被配置为电连接到配合连接器的配合触头。插入件组件具有弹性锁闩，该弹性锁闩从插入件组件的外周边延伸并接合外壳以将插入件组件保持在腔室中。
可选地，外壳可具有沿着外壳的内周边的凹槽。弹性锁闩可以被偏向为接收在凹槽中。凹槽可包括沿着外壳内周边布置的多个凹部。每个凹部可构造成接收至少一个弹性锁闩。可选地，弹性锁闩可被模制，并与插入件组件一体成型。插入件组件还可以包括凸缘。外壳可包括沿着外壳内周边的肩部。插入件组件可沿装载方向装载到外壳中，直到插入件组件的凸缘抵接外壳的肩部，以防止插入件组件在装载方向上相对于外壳的附加移动。可选地，插入件组件还可以包括前插入件、后插入件和孔环(grommet)。后插入件可位于前插入件和孔环之间。弹性锁闩可延伸自后插入件的外周边。
在另一个实施例中，电连接器包括具有腔室的外壳，以及接收在腔室中的插入件组件。插入件组件具有前插入件和后插入件。前插入件和后插入件具有穿过其的空腔，该空腔被配置为接收触头。触头被配置为电连接到配合连接器的配合触头。后插入件具有弹性锁闩，该弹性锁闩从后插入件的外周边延伸并接合外壳以将插入件组件保持在腔室中。
在示例性实施例中，电连接器组件包括第一电连接器和第二电连接器，第二电连接器被配置为与第一电连接器配合。第一电连接器与第二电连接器都包括具有腔室的外壳，以及接收在腔室中的插入件组件。第一电连接器的插入件组件具有结合到后插入件的前插入件。前和后插入件具有穿过其的空腔，该空腔被配置为接收第一触头。第一触头被配置为电连接到由第二电连接器的插入件组件保持的第二触头。第一电连接器的后插入件具有一体模制的弹性锁闩，该弹性锁闩从外壳的后插入件的外周边延伸，并接合第一电连接器以将第一电连接器的插入件组件保持在外壳的腔室中。
图1是根据示例性实施例的电连接器组件100的透视图。连接器组件100包括第一电连接器102和第二电连接器104，第二电连接器104被配置为与第一电连接器102配合。在所示的实施例中，两个连接器102、104均是圆形连接器。例如，第一连接器102是圆形插座连接器(plug connector)，第二连接器104是圆形插头连接器(header connector)。如本文所使用，第一连接器102可以被称为插座连接器102，且第二连接器104可以被称为插头连接器104。插座连接器102可以被限定为与电连接器104配合的配合连接器102。插头连接器104可以被限定为与电连接器102配合的配合连接器104。在所示的实施例中，插头连接器104包括位于其外壳116的远端的安装凸缘105。安装凸缘105被配置为安装到装置(未示出)的面板或底板上。在其它的实施例中，插头连接器104不需要是可安装到装置上的。
插座连接器102包括外壳106，其将插入件组件108容纳在腔室110内。插入件组件108将触头112(如图2所示)保持在空腔114中，触头112在此可以被称为插座触头112，空腔114延伸穿过插入件组件108。插头连接器104包括外壳116，其将插入件组件118容纳在腔室120内。触头122，在此也可称作插头触头122，延伸自插入件组件118。插座连接器102的插座触头112被配置为电连接到相应的插头触头122，插头触头122可被限定为配合触头122。相反地，插头连接器104的插头触头122被配置为电连接到插座触头112，插座触头112可被限定为配合触头112。在所示实施例中，插头触头122是销触头，并且插座触头112是容座型触头，其被配置为在配合期间接收销。在其它实施例中，插头触头122和插座触头112可以是其他类型的触头。
通过在装载方向124上沿着配合轴线126移动插座连接器，将插座连接器102与插头连接器104相配合，使得插座102的外壳106被接收在由插头104的外壳116限定的腔室120内。在装载期间，插头104的每个插头触头122均被接收在插入件组件108的插座102的各个空腔114中，用于与保持在每个空腔114中的插座触头112(图2所示)电气配合。每个外壳106、116可具有键锁部件128，如脊部和/或凹槽，以使插座102的外壳106被键锁为在单个取向上或预定的一组取向上与插头104的外壳116对准，以允许适当的电气传输通过连接器102、104。例如，在示出的实施例中，接收插座触头112的空腔114被布置为圆形阵列，并且插头触头122被布置为圆形阵列，使得当外壳106、116在配合期间对准时，插头触头122与插座102的空腔114对准，并且由其接收。
在示例性实施例中，插座连接器102的外壳106具有保持机构，其被配置为用于在配合时耦连到插头连接器104的外壳116，以防止插座102意外地与插头104分离。在所示的实施例中，插座102的外壳106包括耦连螺母132，其至少部分地围绕外壳106，例如在外壳106的至少一部分轴向长度上周向围绕外壳106的外周边136。耦连螺母132可旋转地安装到外壳106上。耦连螺母132具有大于外壳106的直径，并且限定了外壳106的外周边136或外周边表面和螺母132的内周边138或内表面之间的圆周通道134。耦连螺母132的内周边138包括螺纹。插头外壳116的外周边140或外表面的至少一部分也是螺纹的。耦连螺母132的螺纹被配置为与插头连接器104的外壳116螺纹配合。
在配合期间，插头104的外壳116被接收在圆周通道134中，直到插头表面140上的螺纹与螺母内表面138上的螺纹接触。为了完成和保持插头104和插座102之间的配合连接，耦连螺母132可以被旋转，以便将螺母132螺旋到插头外壳116上，其在装载方向124上沿着配合轴线126进一步将插座102拉到插头104上。可替换地，外壳106的至少一部分，例如外周边136，包括螺纹，而且螺纹被配置为螺旋到插头连接器104的外壳116上，不需要使用耦连螺母。此外，替代插座连接器102，耦连螺母132可旋转地安装到插头连接器104。在其它实施例中，除了螺纹的耦连螺母之外或替代地，本领域中已知的其它保持机构可以被使用，例如可偏斜或锁定的锁闩。
电连接器组件100的连接器102、104可以被设计成承受恶劣工作环境，诸如极端温度、极端压力、震动和振动、腐蚀性污染物、辐射和/或电磁干扰。连接器102、104可以用于军事和航空航天应用中。另外，连接器102、104也用于工业、海上和汽车应用。
图2示出了根据示例性实施例的电连接器102的分解图。尽管插座连接器102被详细示出和描述，但是可以理解的是，插头连接器104(图1中示出)可以包括相似的特征。插座连接器102包括外壳106、插入件组件108和插座触头112。
外壳106由金属或其它导电材料形成。例如，外壳106可以是压铸的铝。在所示的实施例中，外壳106是圆筒形的，其具有配合端142、端接端144、以及在端部142、144之间延伸穿过外壳106的腔室110。插入件组件108接收在腔室110中，并且可以与具有不同类型或排列的触头112的其他插入件组件108互换，从而改变插座连接器102的类型。
插入件组件108包括前插入件146、后插入件148和孔环(grommet)150。在示例性实施例中，前插入件146、后插入件148和孔环150都是圆柱形的，并且首尾相连地组装，以形成圆柱形的插入件组件108(如图3所示)。前插入件146包括前侧152和后侧154。后插入件148具有前侧156以及后侧158。同样地，孔环150具有前侧160和后侧162。空腔114分别在前侧152、156、160和后侧154、158、162之间轴向地延伸穿过前插入件146、后插入件148和孔环150中的每一个。
前插入件146可以是介电材料，如塑料、陶瓷、橡胶等。介电材料可以为保持在空腔114中的触头112提供电绝缘。在示例性实施例中，插入件组件108的前插入件146包括凸缘164，其沿着前插入件的圆周径向地延伸一段短距离。凸缘164可以被集成到前插入件146(即，与前插入件146一起形成，而不是单独增加的部件)。凸缘164位于前插入件146的后侧154的附近。然而，在其它的实施例中，凸缘164可以位于沿着前插入件146的轴向长度上的任何位置。
后插入件148可以是介电材料。在示例性实施例中，后插入件148是模制的塑料。后插入件148包括弹性锁闩166，其延伸自后插入件148的外周边168。弹性锁闩166可以是具有弹簧特性的弹性材料，例如塑料材料，从而锁闩166可以偏斜。在示例性实施例中，弹性锁闩166被模制，并且与插入件组件108的后插入件148一体成型。
在示例性实施例中，每个锁闩166可出现在前侧156处或其附近的外周边168，而锁闩166的自由端169基本朝向后部158延伸。弹性锁闩166位于比外周边168的表面更高的位置，因此径向间隙167(图4所示)形成在锁闩166的自由端169和外周边168的表面之间。当受到应力时，锁闩166的自由端169向外周边168的表面偏斜，其使间隙167最小化，直到应力被除去。每个弹性锁闩166在自由端169的远端具有凸起边缘171或唇状部。凸起边缘171径向向外延伸。在所示的实施例中，弹性锁闩166被均匀地围绕外周边168隔开。
孔环150也可以是介电材料。在示例性实施例中，孔环150是橡胶。橡胶孔环150密封罩在插入件组件108的空腔114中的插座触头112，使其不受到可能从孔环150的后侧162进入的污染物的影响。孔环150可以封靠端接到触头112的电线172。
插座触头112可以由导电金属材料冲压形成。例如，触头112可以是铍铜合金或磷铜合金，并且镀有金或其它无腐蚀性的高导电材料。在所示的实施例中，触头112是具有配合端170的容座型触头，配合端170被配置为接收和电连接到限定插头连接器104的插头触头122的销(均在图1中示出)。触头112通过焊料连接或通过压接端接到电线172。电线172的线束被组合在绝缘电缆174内。电线172承载穿过电缆174到装置(未示出)的电气传输。
图3是电连接器102的插入件组件108的组装视图(如图2所示)。插入件组件108的组装是通过将前插入件146的后侧154连接到后插入件148的前侧156，以及将后插入件148的后侧158连接到孔环150的前侧160。因此，后插入件148位于前插入件146和孔环150之间。每一个连接均是通过将两侧结合在一起而完成。例如，孔环150可结合到后插入件148，而后插入件148可结合到前插入件146。可替换地，或另外地，可以使用机械机构将前插入件146连接到后插入件148和/或将后插入件148连接至孔环150。在组装期间，前插入件146、后插入件148、和孔环150对准，使得每个空腔114不中断地从前插入件146延伸到孔环150。空腔114被对准，以确保配合期间在空腔114中形成插座触头112(图2所示)和触头/插座触头122(图1所示)之间的适当的电接触。
在示例性实施例中，组装的插入件组件108是圆柱形的，并包括前部176和后部178。前部176是前插入件146的前侧152。后部178是孔环150的后侧162。弹性锁闩166延伸自插入件组件108的外周边179或外表面。更具体地，锁闩166延伸自后插入件148的外周边168。弹性锁闩166接合外壳106(图2所示)，以将插入件组件108保持在腔室110中(图2所示)。
图4是电连接器102的横截面视图。在示例性实施例中，插入件组件108沿着装载方向180从外壳106的后部182朝着前部184被装载到插座外壳106的腔室110中。外壳106沿着外壳106的内周边188或内周边表面具有肩部186。肩部186是改变腔室110直径的台阶。如图4所示，从肩部186到外壳106的前部184的腔室直径D1小于外壳106的后部182的腔室直径D2。插入件组件108沿着装载方向180被装载到腔室110中，直到凸缘164抵靠外壳106的肩部186，其防止插入件组件108在装载方向180上相对于外壳106的附加移动。
在示例性实施例中，外壳106的内周边188限定了凹槽190，凹槽190是沿着内周边188周向延伸的凹部。凹槽190位于肩部186的后部。凹槽190沿着内周边188的整个圆周可以是连续的。可替换地，凹槽190可以分成沿着外壳106的内周边188定位的多个凹部(未示出)。
当把插入件组件108装载到外壳106中时，由于凸起的边缘171被限定腔室110的外壳106的内周边188的壁挤压，弹性锁闩166朝着插入件组件108的外周边179径向向内偏斜。一旦凸起的边缘171到达凹槽190时，由内周边188的壁施加的应力被消除，所以偏斜的弹性锁闩166变直。在变直时，凸起的边缘171延伸到凹槽190中。换句话说，弹性锁闩166被偏向为接收在凹槽190中。在替代实施例中，其中凹槽190被分成多个凹部，每一个凹部的尺寸均被配置为接收至少一个弹性锁闩166。将凹槽190分成多个凹部可提供保持力，从而防止一旦装载时插入件组件108相对于外壳106旋转。
弹性锁闩166阻止插入件组件108从外壳106沿着拆卸方向192意外地分离。在所示的实施例中，拆卸方向192上施加在插入件组件108的力使得凸起的边缘171抵靠凹槽190的后壁，其在装载方向180上提供反作用力。因此，在示例性实施例中，通过肩部186和凸缘164(其防止在装载方向180上的附加移动)之间以及凹槽190的后壁和凸起边缘171(其防止在拆卸方向192上的意外移动)之间的机械连接，插入件组件108被保持在外壳106的腔室110中。可选地，拆卸所需要的力大小可通过改变邻接的保持部件(例如肩部186、凸缘164、凹槽190的后壁和凸起的边缘171)的尺寸、角度和材料来调节。锁闩166允许插入件组件108简单地插入外壳106中，并保持在其中，而不需要其他保持部件，例如卡环或夹具。
可选地，在插入件组件108接收在外壳106的腔室110中之后，灌封部件(未示出)可以放置在弹性锁闩166和插入件组件108的外周边179之间的间隙167中。灌封部件填充间隙167，并防止弹性锁闩166发生偏斜以及与外壳106分离。灌封部件有效地将插入件组件108锁定到外壳106中，因为锁闩166必须偏斜以允许凸起边缘171在拆卸方向192上移动穿过凹槽190的后壁，使插入件组件108通过外壳106的后部182被移除。
插座触头112被保持在空腔114中，并且被取向为配合端170面向插入件组件108的前部176以接收插头连接器104(图1所示)的插头触头122(图1所示)。在示例性实施例中，每个插座触头112可以在插入件组件108装载到外壳106之前或之后，从插入件组件的后部178插入到各个空腔114中。在空腔114中，插座触头112由保持指状部194保持在适当的位置。保持指状部194是插入件组件108的空腔114中可偏斜的延伸部，它们被配置为用于将触头112保持在空腔114中。保持指状部194可以通过干涉配合来保持触头112。保持指状部194可以在形状和功能上与弹性锁闩166相似。
触头112可选地形成为具有基座196，该基座具有比配合端170更大的直径，从而在把每个触头112装载到空腔114中时，基座196抵靠保持指状部194(如图4所示)，以防止触头112在装载方向180上进一步移动。此外，触头112可选择地沿着配合端170形成有凹槽(未示出)。凹槽被配置为接收保持指状部194以防止触头112在拆卸方向192上的意外移动(类似于外壳106的凹槽190)。在所示的实施例中，每个空腔114包括至少两个保持指状部194。然而，在另一个实施例中，每个空腔144可以具有一个保持指状部194，其通过干涉配合来保持触头112，干涉配合将触头112挤靠在空腔114的壁上。保持指状部194被配置为保持销式触头以及容座式触头。
在示例性实施例中，保持指状部194位于由插入件组件108的后插入件148的部分限定的空腔114中。保持指状部194可以是塑料的，并且与后插入件148(类似于弹性锁闩166)一体模制成型。由于弹性锁闩166和保持指状部194与后插入件148一体模制，在将插入件组件108装载到外壳106中以及将触头112装载到插入件组件108中期间，不需要增加附加装置。在其它实施例中，代替将保持指状部194接收在后插入件148中或除此之外，前插入件146和/或孔环150可以将触头保持机构罩在空腔114中。
图5是根据另一实施例的电连接器502的透视横截面视图。电连接器502可以类似于电连接器102(图1所示)。连接器502包括其中具有腔室506的外壳504，并且腔室506罩住插入件组件508。插入件组件508可以包括前插入件510、后插入件512以及孔环(未示出)。插入件组件508包括空腔514，其被配置为接收和保持触头(未示出)在其中，用于与配合连接器(未示出)的配合触头电连接。
如图5所示，电连接器502可以具有矩形或方形的轮廓，而不是连接器102的圆形轮廓(图1所示)。通过“矩形或方形的轮廓”，电连接器502可具有矩形棱柱的形状，具有矩形或方形的截面(代替具有圆形截面的大致圆柱形状)。因此，外壳504可以具有多个侧面，例如顶侧、底侧、左侧和右侧，而且由外壳504所限定的腔室506也可以是矩形的或方形的。同样，插入件组件508可以具有多个侧面，例如顶侧、底侧、左侧和右侧。连接外壳504和/或插入件组件508的两个相邻侧面的拐角可以是弯曲的。可替换地，除了矩形或方形，电连接器502可以具有多边形轮廓，例如三角形、梯形、五边形或六边形。
插入件组件508包括多个弹性锁闩516，其可以被配置为类似于弹性锁闩166(图3所示)。弹性锁闩516被偏斜，接收在腔室506内的外壳504中的凹槽518中。凹槽518可至少部分沿着外壳504的至少一个侧面的内壁延伸。在示例性实施例中，凹槽518沿至少两个相反的侧面延伸。在将插入件组件508装载到腔室506中时，弹性锁闩516向内偏斜，直到锁闩516被接收在凹槽518中。凹槽518的后壁与弹性锁闩516干涉配合，以防止不希望的移动，以及插入件组件508与外壳504的分离。因此，弹性锁闩516可以用于矩形电连接器502和具有不同形状的其它连接器，其中传统的保持机构，如卡环和旋入保持装置可能不可用。
再回到图1，在示例性实施例中，插头连接器104的插入件组件118包括与插座连接器102类似的部件，例如前插入件、后插入件、和孔环，它们以该顺序结合在一起，以形成圆柱形的插入件组件118。后插入件包括一体模制的弹性锁闩，其延伸自插入件组件118的外周边。当插入件组件118接收在外壳116中时，弹性锁闩接合外壳116，以便将插入件组件118保持在外壳116的腔室120中。外壳116的内周边可以包括配置为接收弹性锁闩的凹槽。限定凹槽的壁可提供抵靠弹性锁闩的保持力，以防止插入件组件118从外壳116意外地分离。可选地，外壳116的内周边可限定一肩部，其在装载期间抵靠插入件组件118上的凸缘，以防止插入件组件118在装载方向上相对于外壳116的附加移动。插入件组件118包括多个空腔，它们被配置为保持和(至少部分地)罩住插头触头122。插头触头122通过保持指状部被保持在空腔中，保持指状部延伸自限定空腔的壁。保持指状部可与后插入件一体模制。
至少一个实施例提供了这样的技术效果，不需要辅助保持装置以将插入件组件保持在电连接器的外壳中。避免了与辅助保持装置相关联的问题，如附加部件成本、附加劳动成本和安装装置的特殊工具，以及由于不正确的定位或插入过程的变化而导致的插入件组件的潜在移动。
Claims (12)
1.一种电连接器(102)，包括：
具有腔室(110)的外壳(106)，以及接收在所述腔室(110)中的插入件组件(108)；
所述插入件组件具有穿过其的空腔(114)，该空腔被配置为接收触头(112)，该触头被配置为用于电连接到配合连接器(104)的配合触头(122)，所述插入件组件具有弹性锁闩(166)，该弹性锁闩从所述插入件组件的外周边(179)延伸并接合所述外壳以将所述插入件组件保持在所述腔室中。
2.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述外壳(106)具有沿着该外壳的内周边(188)的凹槽(190)，所述弹性锁闩(166)被偏斜朝向为接收在所述凹槽中。
3.如权利要求2所述的电连接器(102)，其中所述凹槽(190)包括沿着所述外壳(106)的内周边(188)定位的多个凹部，每个凹部被构造成接收至少一个弹性锁闩(166)。
4.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述弹性锁闩(166)被模制并且与所述插入件组件(108)形成为一体。
5.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述插入件组件(108)还包括凸缘(164)，所述外壳(106)具有沿着该外壳的内周边(188)的肩部(186)，所述插入件组件在装载方向(124)上装载到所述外壳的腔室(110)中，直到所述插入件组件的凸缘抵接所述外壳的肩部，以防止所述插入件组件在所述装载方向上相对于所述外壳的附加移动。
6.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述插入件组件(108)包括前插入件(146)、后插入件(148)和孔环(150)，其中所述后插入件在所述前插入件和所述孔环之间，所述弹性锁闩(166)从所述后插入件的外周边(168)延伸。
7.如权利要求6所述的电连接器(102)，其中所述孔环(150)被结合到所述后插入件(148)，以及该后插入件被结合到所述前插入件(146)。
8.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述外壳(106)还包括在其远端处的安装凸缘(105)，该安装凸缘(105)被配置为安装到装置的面板上。
9.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述外壳(106)还包括保持机构，该保持机构被配置为用于耦连到配合连接器(104)的外壳(116)。
10.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述外壳(106)的腔室(110)和所述插入件组件(108)具有矩形轮廓。
11.如权利要求1的电连接器(102)，还包括可旋转安装到所述外壳(106)的耦连螺母(132)，该耦连螺母至少部分地围绕所述外壳，所述耦连螺母具有包括螺纹的内周边(138)，所述螺纹被配置为旋拧到配合连接器(104)的外壳(116)。
12.如权利要求1所述的电连接器(102)，其中所述插入件组件(108)的空腔(114)具有在其中的保持指状部(194)，该保持指状部被配置为将所述触头(112)保持在所述空腔中。
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