CN102074838B

CN102074838B - 具有锁圈的电连接器

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Publication number: CN102074838B
Application number: CN201010529519.0A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·S·赫茨勒; 奥斯纳加·奥萨吉; 凯尔·汤普森
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: Tailian Solutions Co ltd
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-08-20
Also published as: EP2287973B1; EP2287973A1; JP2011049165A; JP5649866B2; CN102074838A; US7950944B1

Abstract

一种电连接器(12)包括壳体(50)和由该壳体(50)保持的电接触件(66)。壳体(50)具有在电连接器(12)与配合连接器配合时朝向配合连接器的配合端(56)。壳体(50)包括具有保持凸缘(84)的主体(52)。锁圈(16)可动地安装在壳体(50)的主体(52)上。锁圈(16)包括锁定元件(30)和向内的肩部，该肩部具有穿过其延伸的开口。锁定元件(30)被配置为接合于配合连接器以将电连接器(12)锁定到配合连接器。当锁圈(16)完全与配合连接器接合时，肩部接合于主体(52)的保持凸缘(84)。主体(52)的保持凸缘(84)配置为接合于锁圈(16)的锁定元件(30)以将锁圈(16)保持在壳体(50)的主体(52)上。

Description

具有锁圈的电连接器

技术领域

在此描述和/或阐明的主题大体涉及电连接器，更特别地，涉及用于机械地将电连接器连接到配合连接器的具有锁圈的电连接器。

背景技术

许多电连接器由于相对较低的阻力而从配合连接器脱开。例如，使通用串行总线(USB)连接器从另一个互补USB连接器脱开所必须的轴向拔出力可能相对比较小。具有相对比较小的轴向拔出力的电连接器可能无意地从配合连接器脱开，例如当电缆被不注意地拉动或绊住和/或当电连接器被碰撞时。端接闪存驱动器、无线天线、和/或其他独立的部件的USB连接器可能因为独立部件经常从与USB连接器配合的装置向外延伸因此容易受到无意的脱开的影响。例如，当该装置是可移动的，比如膝上型电脑，或装置周围通信业务繁忙，比如和一些比较大的机器相比，独立部件可能很容易被人或物碰撞。

为确保电连接器连接到配合连接器上，一些电连接器包括锁圈，该锁圈围绕电连接器的壳体延伸，并且机械连接到配合连接器的壳体上。然而公知的锁圈都是利用独立于壳体的单独部件比如弹簧夹、止动环、绑带、或类似的部件而保持在电连接器的壳体上。采用这种独立于电连接器壳体的单独部件可能增加成本、复杂性、和/或组装电连接器的时间。

发明内容

在一个实施例中，电连接器设置成用于与配合连接器配合。电连接器包括壳体和由该壳体保持的电接触件。壳体具有配合端，当电连接器与配合连接器配合时，该配合端朝向配合连接器。壳体包括具有保持凸缘的主体。锁圈可动地安装在壳体的主体上。锁圈包括锁定元件和向内的肩部，该肩部具有延伸穿过它的开口。锁定元件被配置为接合配合连接器以将电连接器锁定到配合连接器。当锁圈完全与配合连接器接合时，肩部接合于主体的保持凸缘。主体的保持凸缘被配置为接合于锁圈的锁定元件以保持锁圈在壳体的主体上。

在另一个实施例中，电连接器设置成用于与配合连接器配合。电连接器包括壳体和由该壳体保持的电接触件，壳体具有配合端，当电连接器与配合连接器配合时，配合端朝向配合连接器。壳体包括具有装载元件的保持凸缘。锁圈可动地安装在壳体上。锁圈包括锁定元件，该锁定元件被配置为与配合连接器接合以将电连接器锁定到配合连接器。锁圈的锁定元件和保持凸缘的装载元件以压配关系相互接合，用于将锁圈装载和保持在壳体上。

附图说明

图1是示例性实施例的电连接器和示例性的配合连接器的组件的透视图；

图2是示例性的配合连接器的透视图；

图3是图1中所示的电连接器的分解透视图，其示出了示例性实施例的电连接器的锁圈从示例性实施例的电连接器壳体卸载；

图4是图1和3中所示的电连接器的截面图，其示出了装载在示例性实施例的电连接器壳体上的锁圈；

图5是图1、3和4中所示的电连接器壳体的正视图；

图6是图1、3-5中所示的电连接器的一部分的放大透视图，其示出了示例性实施例的凸起容纳在示例性实施例的凹槽内。

具体实施方式

图1是示例性实施例的电连接器12和示例性的配合连接器14的组件10的透视图。连接器12和14配合在一起以在它们之间建立电气连接。电连接器12的锁圈16机械连接于配合连接器14的壳体20以将电连接器12和配合连接器14锁在一起。

在示例性的实施例中，电连接器12是插头式通用串行总线(USB)连接器(比如，但不限于，USB2.0连接器，USB3.0连接器等)，配合连接器14是插座式USB连接器(比如，但不限于，USB2.0连接器，USB3.0的连接器等等)。而且，在示例性的实施例中，电连接器12是无线通讯适配器，比如，但不限于，蓝牙适配器(当这种适配器包括USB时，适配器有时被称为“蓝牙USB保护锁”)等。但是，连接器12和14中的每个都可以是其他类型的连接器，比如，但不限于，其他串行连接器、模块化插头和模块化插座、同轴电缆连接器、音频连接器、视频连接器等。在一些替代的实施例中，电连接器12是插座式连接器，配合连接器14是插头式连接器。

在示例性的实施例中，配合连接器14的壳体20安装在结构上。特别地，壳体20安装在配合连接器14为其中元件的较大系统比如，但不限于，电脑、机器、服务器等的示例性面板18中。面板18可以构成较大系统的任一部分，比如，但不限于，较大系统中的壳体、机架、支撑结构、壁等。替代地，面板18可以为独立的面板，不构成较大系统的一部分。而且，在一些替代的实施例中，配合连接器14的壳体20不装在另一个结构上。尽管在本文中被表示为单独的、机械连接于面板18的结构，在一些替代的实施例中，配合连接器14的壳体20是安装壳体20的面板、壳体、机架、支撑结构、壁、等的不可缺少的部分。例如，配合连接器14的壳体20可选择的是面板18的不可缺少的部分。

图2是配合连接器14的透视图。在示例性的实施例中，配合连接器14包括壳体20、外电接触件22、和内电接触组件24。内部电接触组件24包括多个内电接触件26(图2中只有一个内电接触件26可见)，配合连接器14可包括全部任意数量的电接触件，包括任意数量的内电接触件26和任意数量的外电接触件22。例如，在一些实施例中，配合连接器14不包括任何外电接触件或不包括任何内电接触件。

配合连接器14的壳体20包括配合面27和一个或多个机械连接件28。该机械连接件28与电连接器12(图1、3、4和6)的锁圈16(图1、3、4和6)的一个或多个锁定元件30(图3)相配合，以将壳体20机械地连接到锁圈16，并由此将电连接器12锁定到配合连接器14上。在示例性的实施例中，锁圈16和壳体20采用卡合方式机械连接。特别地，配合连接器壳体20的连接件28包括沿螺旋路径至少部分地绕壳体20的外表面44延伸的螺线42。每条螺线42围绕壳体20的外表面44延伸到包括凹槽48的末端46。

图3是电连接器12的分解透视图。锁圈16包括具有内腔32的主体34。锁圈16的主体34沿着中心纵轴36延伸一长度。主体34的内表面38限定出锁圈16的内腔32。在示例性的实施例中，锁圈16的锁定元件30包括从内表面38相对于中心纵轴36径向向内延伸的凸起40。

现在参照图2和3，为了将锁圈16机械连接到配合连接器14的壳体20，壳体20容纳于锁圈16的内腔32内，并且凸起40容纳于螺线42内。锁圈16围绕中心纵轴36和配合连接器壳体20旋转，使得凸起40沿螺线42的路径旋到末端46，而且还拖着壳体20进一步进入锁圈16的内腔32。在末端46处，凸起40滑入螺线42的凹槽48中以使锁圈与配合连接器壳体20完全接合以将锁圈16保持在壳体20上。

除了螺线42和/或凸起40之外，配合连接器壳体20可包括一个或多个凸起(未示出)，该一个或多个凸起容纳于沿锁圈16的内表面38延伸的一个或多个螺线(未示出)中。尽管示出了三个凸起40，但是锁圈16可包括任意数量的锁定元件30，并且配合连接器壳体20可包括任意数量的连接件28。可以采用除了卡合方式连接外的其他机械连接方式，只要机械连接方式包括容纳于某种形式的开口内的某种形式的凸起。在一些实施例中，锁圈16和配合连接器壳体20之间的卡合类型的连接由国际电工委员会(IEC)61076-3-106版本1限定。

图4是电连接器12的剖视图，其示出了装载在示例性实施例的电连接器12的壳体50上的锁圈16。现在参照图3和4，电连接器12包括壳体50，该壳体50包括沿中心纵轴54从配合端56到封闭端58延伸一定长度的主体52。内腔60延伸过配合端56并进入壳体50到封闭端58。内腔60被配置为保持一个或多个电元件62。在示例性的实施例中，电元件62为无线通讯适配器元件，比如，但不限于，蓝牙适配器元件等。此外或替代的，内腔60可保持任意其它类型的电元件。当电连接器12与配合连接器14(图1和2)配合时，壳体50的配合端56朝向配合连接器壳体20(图1和2)的配合面27。可选地，壳体50保持垫圈64用于将壳体50的配合端56与配合连接器壳体20的配合面27密封。

电连接器12包括外电接触件66和内电接触组件68(在图3中不可见)，该内电接触组件68包括多个内电接触件70(在图3中不可见)。电连接器12总体上可包括任意数量的电接触件，包括任意数量的内电接触件70和任意数量的外电接触件66。例如，在一些实施例中，电连接器12不包括任何外电接触件或不包括任何内电接触件。外电接触件66由盖72保持，该盖72在其中的配合端56处被保持在壳体50的内腔60中。外电接触件66从配合端74到后端76延伸一定长度。外电接触件66由盖72保持，使得后端76在内腔60内延伸，且配合端74从壳体50的配合端56向外延伸。当连接器12和14配合在一起以在外电接触件66和22之间建立电连接时，外电接触件66接合配合连接器14的外电接触件22(图2)。

外电接触件66包括内腔78。内电接触组件68包括保持在外电接触件66的内腔78中的电绝缘支架80(在图3中不可见)。支架80将内电接触件70保持在外电接触件66的内腔78中。支架80使外电接触件66与内电接触件70电隔离。每个内电接触件70包括配合接口82(在图3中不可见)，当连接器12和14接合在一起时，配合接口82接合相应的配合连接器14的内电接触件26(图2)。通过彼此接合在内电接触件70和26之间建立电连接。

电连接器12的壳体50的主体52包括相对于中心纵轴54径向向外延伸的保持凸缘84。如下所述，保持凸缘84便于将锁圈16保持在电连接器12的壳体50上。保持凸缘84从配合面86到相对的背面88延伸一定长度。在示例性的实施例中，保持凸缘84在壳体50的配合端56径向向外延伸。然而，保持凸缘84可另外或替代地沿着壳体50的长度的任何其他部分，例如在封闭端58和/或在配合端56和封闭端58之间沿着壳体50的长度的任何地方，径向向外延伸。

壳体50的保持凸缘84包括一个或多个装载元件90，该装载元件90能使锁圈16装载在壳体50上。如下所述，装载元件90也帮助将锁圈16保持在壳体50上。在示例性的实施例中，装载元件90包括相对于中心纵轴54径向向内延伸的凹槽92。凹槽92被配置为将锁圈16的凸起40容纳在其中。凹槽92通过在将锁圈16装载在壳体50上时允许锁圈16的凸起40穿过凹槽92，从而能使锁圈16装载在壳体50上。除了凸起40和凹槽92之外，保持凸缘84可包括穿过一个或多个锁圈16的凹槽(未示出)的一个或多个凸起(未示出)。保持凸缘84可包括任意数量的装载元件90。

图5是示出凹槽92的壳体50的示例性实施例的正视图。每个凹槽92从开口端94到底部96径向向内延伸一定深度。每个凹槽92还沿着中心纵轴98延伸一定长度完全穿过保持凸缘84。在示例性的实施例中，每个凹槽92的侧壁100的一部分的宽度W大于凹槽92在开口端94的宽度W₁。换句话说，当凹槽92延伸一定深度进入保持凸缘84时，在向内弯曲相交底部96之前，凹槽92的侧壁100相对于中心纵轴98向外突出。一个或多个凹槽92的一个或多个侧壁100可在指定边缘(未示出)相交底部96，而不是在与底部96的相交点向内弯曲。而且，当凹槽92延伸一定深度进入保持凸缘84时，一个或多个凹槽92的一个或多个侧壁100可以可替代地相对于中心纵轴98向外突出，不论侧壁100在弯曲边缘或指定边缘相交于底部96与否。进一步地，当凹槽92延伸一定深度进入保持凸缘84时，一个或多个凹槽92的一个或多个侧壁100可替代地从中心纵轴98延伸大约固定的距离，不论侧壁100在弯曲边缘或指定边缘相交于底部96与否。

凹槽92包括相对于锁圈16(图1、3、4和6)的凸起40(图3、4和6)至少部分互补的形状，以使凹槽92将凸起容纳在其中。在一些实施例中，一个或多个凹槽92可具有不同于一个或多个其他凹槽92的形状，使得凹槽92相对于每个凸起40不是互补的形状。在该实施例中，锁圈16的凸起40需要与相应的凹槽92对齐以将锁圈16装置在壳体50上。换句话说，除非锁圈16是在相对于壳体50预定的旋转位置，否则凹槽92和凸起40可以提供键固定功能，防止锁圈16装载在壳体50上。除了在本文中示出的凹槽92的示例形状之外，每个凹槽92可包括任何其他形状，只要凹槽92成形为相对于至少一个凸起40至少部分互补。

再次参照图4，锁圈16可动地安装在壳体50上。特别地，当装载在壳体50上时，锁圈16的主体34相对于壳体50围绕壳体50的中心纵轴54和锁圈16的中心纵轴36可以旋转。这可从图4中看到，当锁圈16装载在壳体50上时，轴36和54是对齐的。锁圈16的主体34沿着轴36和54相对于壳体50也是线性可动的。换句话说，壳体50的主体52沿着锁圈16的主体34的内腔32是线性可动的。锁圈16的主体34包括与内表面38径向相对的外表面102。外表面102包括多个可选的夹持部104(图3)，其利用人的手指和/或手便于使锁圈16旋转。当如图4所示完全装载在壳体50上时，锁圈16的凸起40沿着保持凸缘84的配合面86延伸。

锁圈16的主体34沿中心纵轴36从面对端106到后端108延伸一定长度。锁圈16的主体34包括向内的肩部110，当锁圈16装载在壳体50上并机械连接到配合连接器壳体20(图1和2)上时，该肩部110接合于壳体50的保持凸缘84。特别地，肩部110相对于中心纵轴36径向向内延伸，并且包括定位成接合保持凸缘84的背面88的面112。开口114延伸过肩部110。开口114与锁圈16的主体34的内腔32流体地相通。在示例性的实施例中，肩部110在锁圈16的主体34的后端108处径向向内延伸。然而，肩部110可另外地或替代地沿着锁圈16的主体34的长度的任何其他部分，例如在沿着面对端106和后端108之间的主体34的长度的位置，径向向内外延伸。

锁圈16的凸起40包括相对于凹槽92至少部分互补的形状。每个凸起40从与主体34的内表面38相交的基体116到末端118径向向内延伸一段高度。在示例性的实施例中，每个凸起40的末端118具有与基体116大约相同的宽度，并且每个凸起40的侧壁120在指定的边缘与基体116和末端118相交。替代地，一个或多个凸起40的基体116具有比凸起40的末端118更大的宽度，不论侧壁120在指定或弯曲的边缘与基体116和/或末端118相交与否。一个或多个凸起40的末端118还可以具有比凸起40的基体116更大的宽度，不论侧壁120在指定或弯曲的边缘相交基体116和/或末端118与否。尽管显示为具有圆形形状，但是每个凸起40可另外地或替代地包括任何其他形状，只要凸起40形成为相对于至少凹槽92至少部分互补的形状。凸起40可包括其他形状的例子包括，但不限于，矩形、三角形等。

每个凹槽92的至少一部分具有比至少一个凸起40小的尺寸，使得凸起40以压配关系容纳于凹槽92中。换句话说，当凸起40穿过凹槽92时，凸起40的侧壁120与凹槽92的侧壁100相干涉。该干涉提供阻止凸起40穿过凹槽92的力。凸起40由此以压配关系接合凹槽92。而且，当锁圈16安装在壳体50上时，可以考虑凸起40以压配关系接合壳体50的保持凸缘84。在示例性的实施例中，每个凸起40的宽度W₂大于凹槽92的侧壁100在开口端94的宽度W₁(图5)。然而，凸起40的任意部分可具有比凹槽92的任意部分更大的尺寸，只要每个凸起40以压配关系接合至少一个凹槽92。

图6是电连接器12的部分放大正视图，其示出了凸起40容纳于凹槽92。凸起40的侧壁120与凹槽92的侧壁100相干涉。凸起40与凹槽92间的尺寸差异可以选择成以给凸起40穿过凹槽92提供预定的阻力。换句话说，可以选择凸起40和凹槽92的相对大小以使得预定的推/拉力必须相对于壳体50施加在锁圈16上，去推/拉凸起40穿过凹槽92。当凸起40穿过了凹槽92时，阻力和/或推/拉力可以选择为使凸起40和/或凹槽92不损坏和/或塑性变形的力。替代地，阻力和/或推/拉力可以选择为使凸起40和/或凹槽92损坏和/或塑性变形的力，例如有助于防止锁圈16从壳体50上卸下。凸起40与凹槽92间的尺寸差异可以是任何能提供需要的阻力和/或推/拉力的差异。在一些实施例中，凸起40与凹槽92间的尺寸差异在大约0.01毫米至大约1毫米之间。而且，在一些实施例中，凸起40与凹槽92间的尺寸差异在大约0.01毫米至大约0.1毫米之间。进一步的，在一些实施例中，凸起40与凹槽92间的尺寸差异在大约0.01毫米至大约0.5毫米之间。此段中列举的特殊的尺寸差异只是作为举例。凸起40的任意部分可具有相对于凹槽92的任意部分的任意值尺寸差异，以提供任何需要的阻力和/或推/拉力。

再次参照图3，其示出了其中锁圈16从壳体50卸下的卸载阶段。为将锁圈16装载在壳体50上，锁圈16在箭头A的方向装载在壳体50的封闭端58之上。特别地，壳体50的封闭端58插入锁圈16的内腔32，并且锁圈16在箭头A的方向沿着壳体50的中心纵轴54移动。锁圈16相对于壳体50围绕中心纵轴36和54旋转地定位，使得凸起40与凹槽92能够对齐。在箭头A的方向的推/拉力相对于壳体50施加到锁圈16上，以克服由于凸起40与凹槽92间的相干涉而产生的阻力，从而使凸起40穿过凹槽92。

一旦凸起40穿过了凹槽92，锁圈16就完全装载在壳体50上，如图1和4所示。参照图4，当锁圈16完全装载在壳体50上时，锁圈16绕壳体50的主体52延伸，且凸起40沿着保持凸缘84的配合面86延伸。而且，包括封闭端58的壳体50的远端段122从肩部110内的开口114突出出来，并超过锁圈16的后端108。

当凸起40不与凹槽92对齐时，凸起40和保持凸缘84间的接合有助于将锁圈16保持在壳体50上。当凸起40与凹槽92对齐时，由凸起40和凹槽92间的干涉所产生的阻力有助于将锁圈16保持在壳体50上。换句话说，为了从壳体50上移开锁圈16，必须相对于壳体50将充分的对齐和推/拉力施加到锁圈16上，以克服阻力并使凸起40穿过凹槽92。

再次参照图1，一旦锁圈16完全装载在壳体50上，连接器12和14可以配合在一起，且锁圈16可以机械地连接到配合连接器壳体20上。当连接器12和14配合在一起且锁圈16完全接合于配合连接器壳体20上时，壳体50的保持凸缘84(图3-5)被接合于并保持在锁圈16的肩部110(图4)和配合连接器壳体20的配合面27(图2)之间。当锁圈16完全接合于配合连接器壳体20上时，连接器12和14被锁定在一起。

在此描述和/或示出的实施例，提供了比至少一些公知的电连接器组件成本低、不复杂和/或花费更少时间组装的电连接器组件。

Claims

1.一种用于与配合连接器(14)配合的电连接器(12)，所述电连接器(12)包括：

壳体(50)和由壳体(50)保持的电接触件(66)，壳体(50)具有配合端(56)，当电连接器(12)与配合连接器(14)配合时，配合端(56)朝向配合连接器(14)，壳体(50)包括具有保持凸缘(84)的主体(52)；以及可动地安装在壳体(50)的主体(52)上的锁圈(16)，锁圈(16)包括锁定元件(30)和向内的肩部(110)，该肩部(110)具有延伸穿过它的开口(114)，锁圈(16)的锁定元件(30)包括凸起(40)，其特征在于，

锁定元件(30)配置为接合于配合连接器(14)以将电连接器(12)锁定到配合连接器(14)，当锁圈(16)完全接合于配合连接器(14)时，肩部(110)接合于主体(52)的保持凸缘(84)，主体(52)的保持凸缘(84)配置为接合于锁圈(16)的锁定元件(30)以将锁圈(16)保持在壳体(50)的主体(52)上，其中主体(52)的保持凸缘(84)包括凹槽(92)，锁定元件(30)的凸起(40)配置成以压配关系被容纳在凹槽(92)中。

2.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中凹槽(92)包括比凸起(40)的至少一部分尺寸小的尺寸，使得当凸起(40)容纳于凹槽(92)时凹槽(92)与凸起(40)彼此干涉。

3.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中主体(52)的保持凸缘(84)包括配合面(86)和相对的背面(88)，当锁圈(16)完全装在壳体(50)的主体(52)上时，锁圈(16)的锁定元件(30)沿保持凸缘(84)的配合面(86)延伸。

4.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中锁圈(16)包括内腔(32)，壳体(50)的主体(52)至少部分延伸过内腔(32)，并可沿着内腔(32)线性移动。

5.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中所述锁圈(16)从面对端(106)到后端(108)延伸一定长度，肩部(110)在锁圈(16)的后端(108)向内延伸。

6.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中壳体(50)的主体(52)包括远端段(122)，当锁圈(16)完全接合于配合连接器(14)时，远端段(122)穿过锁圈(16)的肩部(110)内的开口(114)突出，并且超过锁圈(16)的后端(108)。

7.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中壳体(50)的主体(52)包括远离配合端(56)的封闭端(58)，主体(52)具有内腔(60)，内腔(60)配置为保持电元件(62)。

8.根据权利要求1所述的电连接器(12)，其中锁圈(16)的锁定元件(30)配置为以卡合连接方式接合于配合连接器(14)。