電連接器系統及製作該系統的方法
2023-10-24 19:12:32
電連接器系統及製作該系統的方法
【專利摘要】一種用於連接電力導體的相鄰端部的電連接器系統和製作該系統的方法，包括承插式連接器組件和插塞式連接器組件。承插式連接器組件和插塞式連接器組件中的每一個均設有推入型彈簧機構，以有利於為導電體的裸露端的穩固接合而將導電體的裸露端插入相應的承插式或插塞式連接器殼體中，而且裝配者無需與任何導電結構形成物理接觸。
【專利說明】電連接器系統及製作該系統的方法
【背景技術】
[0001]在本領域中，在用於電流的導體(例如，電線或電纜)之間提供連接的裝置是已知的。那些設計用於從光伏電池傳送電流的電能傳輸系統的設施中的電連接器裝置也是已知的。
[0002]公開的美國專利申請US2011/0111612A1披露並說明了一種用於多股絞合導體的電連接器結構，其中柱狀接頭被壓接在一個導體的端部上以形成插塞式連接器，而圓柱狀接頭被壓接在另一個導體的端部上以形成承插式連接器。在插塞式連接器和承插式連接器相互結合時，插塞式連接器的柱狀接頭由被設計成包圍且覆蓋插塞式連接器的圓柱形護罩所環繞。採用密封墊圈以在柱狀和圓柱狀接頭接觸的地方形成防潮密封。
[0003]國際申請公開文本n0.W02010/089023Al披露並說明了電插頭連接器，其採用可鬆開的夾頭和脫開接頭片的結構，以便將插塞式連接器和承插式連接器保持在一起。
[0004]美國外觀專利D626，068顯示出並要求保護一種帶有鎖定和鬆脫裝置的電連接器的外觀。
[0005]國際申請公開文本n0.W02010/066399A1披露並說明了一種電連接器，其中，導體的端部被抓取在形成部分電接頭的夾緊結構內且又被一殼體所包圍，從而形成連接器結構。
[0006]上述這些公開文獻的全文將通過引用全部結合在本文中。儘管在這些文獻中所述的裝置一般可滿足其設計用途，但下述公開內容將披露一種改進的電連接器系統以及用於製作該系統的方法。
【發明內容】
[0007]在下文中描述了一種改進的插塞式電連接器和承插式電連接器的成對相配構件，它們特別適於用在用於動力電流輸送應用的現場設備(諸如用於從光伏板傳輸電力的導體)中。
[0008]更具體地說，並且是以非限定性例子的方式而言，根據本發明的電連接器系統包括插塞式電連接器和承插式電連接器，它們均被設計成在必要時可在現場以如下所述方式接納導電體的一端，即，安裝者無需為了將插塞式電連接器和承插式電連接器永久地固定在其相應的導電體上而處理或形成與任意導電體構件的直接接觸。每個插塞式連接器和承插式連接器都包括:連接器殼體；設置在該殼體內的連接頭構件，該連接頭構件被設計成與用於該系統的另一連接器部件的連接頭構件形成互補的導電接觸；以及被設計成以可插入的方式接收且不可鬆脫地夾緊導體的裸露端的推入式彈簧連接器。
[0009]在插塞式連接器殼體和承插式連接器殼體上分別設有可脫開的帶倒鉤的插腳和互補的與倒鉤接合的狹槽，從而能夠使插塞式連接器和承插式連接器以可脫開的方式彼此連接。在本發明的一個替代實施例中，可以交換相對位置，由此帶倒鉤的插腳從插塞式連接頭構件伸出，而互補的與倒鉤接合的狹槽可設置在承插式連接器殼體上。
[0010]儘管上述內容提供了對本發明裝置和系統的一般性描述，但從以下的詳細說明和附圖中將可以更好地理解本發明裝置和系統的目的、優點、特徵、性能和相互關係，以下的詳細說明和附圖給出了說明性的實施例，並且顯示出可以採用本發明原理的多種方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]為了更好地理解下面所描述的連接器系統，可以參看以下附圖，其中:
[0012]圖1是用於本發明的電連接器系統的插塞式連接器和承插式連接器的透視圖；
[0013]圖2是圖1所示實施例的承插式連接器的分解透視圖；
[0014]圖3是用於圖1和2所示實施例的承插式連接器的電接頭和彈簧組件的透視圖；
[0015]圖4是根據圖1和2所示實施例的完整的承插式連接器的剖開的透視圖；
[0016]圖5是可以用於本發明的優選實施例的圓柱形彈簧的透視圖；
[0017]圖6是圖1所示實施例的插塞式連接器的分解透視圖；
[0018]圖7是用於圖1和6所示實施例的插塞式連接器的電接頭和彈簧組件的透視圖；以及
[0019]圖8是根據圖1和6所示實施例的完整的插塞式連接器的剖開的透視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將參考附圖描述電連接器系統11。如圖1中詳細顯示的那樣，電連接器系統11包括承插式連接器13，其適於與插塞式連接器15可脫開地配合。
[0021]在圖2-4中更加詳細地示出了承插式連接器13。在圖2中，以分解圖的形式示出了承插式連接器13的各個零部件，其中承插式連接器13包括:承插式連接頭和彈簧組件17 ;承插式連接器蓋19 ;連接O形密封圈21，殼體O形密封圈23 ;圓柱彈簧25 (任選);承插式連接器殼體27 ;包括裸露端31和絕緣體33的導體端部29 (其將要被插入承插式連接器13);密封墊片35 ;以及鎖定螺母37 (其具有內螺紋-未示出)。裸露端31可以由一組單獨的導線束構成；或者，假定導體端部29被設計成用於傳輸動力而非數據，裸露端可以是單股導線(以便降低電阻)。
[0022]在圖3中更加詳細地示出了承插式連接頭和彈簧組件17。承插式彈簧構件39包括柄舌41 (其自身在承插式彈簧構件39內限定了一個孔口)，該柄舌41用於以一種將在下文中進一步詳細描述的方式夾緊導體端部29的裸露端31。承插式連接器構件43包括圓柱形部分45和翼片47，翼片47在本發明的實施例中緊扣住承插式彈簧構件39並由彎曲的插腳49固定在承插式彈簧構件39上，插腳49從承插式連接器構件43的翼片47延伸出，並可與在翼片53上形成的凹口 51接合。承插式連接頭和彈簧組件17的零部件可以用任何合適的導電材料製造，該材料也具有必要的強度、韌性和延展特性，從而能夠保持在一起，並且(在彈簧構件39的情況下)，如本文中所述的，牢固且鎖定地接合導體端部29。
[0023]圖4示出了完整的承插式連接器13，其中承插式連接頭和彈簧組件17位於承插式連接器殼體27內。承插式連接器殼體27包括偏心孔55 (導體端部29的裸露端31可通過該孔)，螺紋57，以及帶倒鉤的插腳59。使承插式連接頭和彈簧組件17插入承插式連接器殼體27的近端開口 63，直至承插式彈簧構件39抵靠著壁65。將承插式連接器蓋19(帶有殼體O形密封圈23)壓入承插式連接器殼體27的近端開口 63並使之如此取向，即，使得翼片69 (圖4中示出了其中一個翼片)將延伸到彈簧構件39的兩側。溝槽28設置在承插式連接器蓋19的外表面上，以形成有利於保持連接O形密封圈21穩定的支座。在承插式連接器殼體27的內表面上可以設置溝槽(未示出)，用以接收翼片69，從而使得承插式連接器蓋19能夠相對於承插式連接器殼體27以可轉動的方式得到固定。在這方面，優選地將承插式連接器蓋19和承插式連接器殼體27配置成允許承插式連接器蓋19以卡扣配合的方式與承插式連接器殼體27接合。承插式連接器殼體27和端蓋19可以用任何合適的非導電材料製造。
[0024]為了使承插式連接器13與導體29裝配在一起，參考圖4所示，首先使鎖定螺母37和密封墊片35 (圖2)滑動到導體端部29上。然後，從導體端部29上將絕緣體33剝下一小段距離(從導體端部29的末端開始)，以形成裸露端31 (或者隨後將完成該步驟)。接著，將導體端部29推入完整的承插式連接器殼體27的遠端開口 61，而且裸露端31經過孔55。裸露端31經過承插式彈簧構件39，並且朝向近端開口 63向上地偏轉插腳41。一旦停止作用在導體端部29上的推力，插腳41的末端67 (用合適的剛性材料製造並可以具有在其上形成的微小邊緣)將會「咬」入裸露端31的外表面。這將有助於防止導體端部29與承插式連接器13分離。隨後，密封墊片35可滑上導體端部29並滑入遠端開口 61。然後，將鎖定螺母37向上推並推到承插式連接器殼體27的端部上，並隨後擰緊到螺紋57上。環形的密封墊片35和鎖定螺母37有助於防止水和像灰塵這樣的雜質侵入承插式連接器殼體27。
[0025]承插式連接器13可以包括圓柱彈簧25 (圖5)，該彈簧可以被插入承插式連接器構件43的圓柱形部分45的孔73 (圖6)中。圓柱彈簧25可以設有能與圓柱形部分45的內表面接合的向外伸出的插腳71，從而將圓柱彈簧25保持在圓柱形部分45內。圓柱彈簧25還可以設有向內彎曲的花鍵75，該花鍵75圍繞圓柱彈簧25的圓周分布。花鍵75的作用將在下文中詳細描述。
[0026]圖6-8示出了插塞式連接器15的各個部件和組件。如圖6的分解圖所示，插塞式連接器15包括插塞式連接頭和彈簧組件77 ;帶有殼體O形密封圈81和翼片83的插塞式連接器蓋79 ;具有狹槽87、近端開口 89和螺紋91的插塞式連接器殼體85 ;包括裸露端95和絕緣體97的導體端部93 (其將要被插入插塞式連接器15);密封墊片99 ;以及鎖定螺母101。
[0027]在圖7中更加詳細地示出了插塞式連接器和彈簧組件77。插入式彈簧構件103包括柄舌105 (其自身在插入式彈簧構件103內限定了一個孔口)，該柄舌105用於以一種將在下文中進一步詳細描述的方式夾緊導體端部93的裸露端95。插塞式連接頭構件107包括圓柱形部分109和翼片111，翼片111在本發明的一個實施例中緊扣住插入式彈簧構件103並由從翼片111延伸出的彎曲的插腳113固定在插入式彈簧構件103上，插腳113可與在翼片119上形成的凹口 117接合。插塞式連接頭和彈簧組件77的各個零部件可以用任何合適的導電材料製造，該材料也具有必要的強度、韌性和延展特性，從而能夠保持在一起，並且(在插入式彈簧構件103的情況下)，如本文中所述的，牢固且鎖定地接合導體端部93。
[0028]圖8示出了完整的插塞式連接器15，其中插塞式連接頭和彈簧組件77插入插塞式連接器殼體85的近端開口 89中，直至插入式彈簧構件103抵靠壁124。插塞式連接器蓋79 (支撐殼體O形密封圈81)被壓入近端開口 89並使之如此取向，S卩，使得翼片83 (圖8中示出了其中一個翼片)延伸到插入式彈簧構件103的兩側。在插塞式連接器殼體85的內表面上可以設置溝槽(未示出)，用以接收翼片83，從而使得插塞式連接器蓋79能夠相對於插塞式連接器殼體85以可轉動的方式得到固定。在這方面，優選地將插塞式連接器蓋79和插塞式連接器殼體85配置成允許插塞式連接器蓋79以卡扣配合的方式與插塞式連接器殼體85接合。插塞式連接器殼體85和端蓋79可以用任何合適的非導電材料製造。
[0029]為了使插塞式連接器15與導體93裝配在一起，首先將鎖定螺母101和密封墊片99滑動到導體端部93上。然後,剝掉絕緣體97的一部分(或者已經剝掉了絕緣體97的一部分)，以形成裸露端95。通過插入式彈簧構件103將導體端部93插入遠端開口 115,直至裸露端95通過孔121，在這裡，裸露端95偏轉並由插腳105插入，其方式與導體端部29的裸露端31由承插式連接器13中的承插式彈簧構件39的插腳41接合的方式相同或基本相同。隨後，使密封墊片99滑上導體端部93並被推入遠端開口 115中。一旦導體端部93已經由插塞式連接頭和彈簧組件77接合，鎖定螺母101 (圖6)於是就能擰到螺紋91上，以完成將插塞式連接器15裝配到導體端部93上的操作。環形的密封墊片99和鎖定螺母101有助於防止水和像灰塵這樣的雜質侵入插塞式連接器殼體85。
[0030]為了將承插式連接器13可拆卸地連接到插塞式連接器15上，把這兩個部件放在一起。帶倒刺的插腳59將被插入狹槽87中，而與此同時，將承插式連接器蓋19插入插塞式連接器殼體85的近端開口 89。插塞式連接頭構件107的圓柱形部分109的外徑具有被設計成可使其通過滑動摩擦裝配到承插式連接器構件43的圓柱形部分45中的直徑，其中形成真正的導電接觸。但是，由於良好的電接觸需要有良好的穩固連接，可以將圓柱彈簧25插入圓柱形部分45中。向內彎曲的花鍵75可以具有實際上小於圓柱形部分109的外徑的最小內徑，但是由於花鍵75將具有像彈簧一樣的彈性，所以它們能夠被沿徑向向外推，以容納插塞式連接頭構件107的圓柱形部分109，並且還與圓柱形部分109形成穩固的導電接觸。一旦承插式連接器13和插塞式連接器15完全接合，在帶倒刺插腳59上的倒刺將與設置在狹槽87上的互補的倒刺接合結構123可脫開地接合。
[0031]以上描述和附圖僅僅解釋並說明了本發明，而本發明並不局限於此，本領域的技術人員在閱讀了本公開內容之後將能夠在不背離本發明範圍的前提下對其作出改進或變化。
【權利要求】
1.一種電連接器系統,包括: 承插式連接器，其由不導電的承插式連接器殼體構成，該承插式連接器殼體承載一導電的承插式推入型連接頭和彈簧組件，所述組件被構造成可接收並不會脫開地夾緊第一導電體的裸露端；以及 插塞式連接器，其由不導電的插塞式連接器殼體構成，該插塞式連接器殼體承載一導電的插塞式推入型連接器頭彈簧組件，所述組件被構造成可接收並夾緊第二導電體的裸露端; 其中，所述承插式連接器殼體和所述插塞式連接器殼體被可操作地成形為能夠以可拆卸的方式連接，而且當形成連接時，使導電的所述承插式推入型連接頭和彈簧組件與所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件彼此形成導電的接觸。
2.根據權利要求1所述的電連接器系統，其特徵在於，所述承插式推入型連接頭和彈簧組件包括一孔口和受偏壓的插腳構件，而且所述承插式推入型連接頭和彈簧組件可操作地設置在所述承插式連接器殼體內，從而使得當插入所述第一導電體的所述裸露端時，該裸露端偏轉所述受偏壓的插腳構件，以使所述裸露端能夠以可插入的方式通過所述孔口被接收，並且所述受偏壓的插腳因此而有阻力地接合所述裸露端，從而防止所述第一導電體的所述裸露端從所述承插式連接器殼體中被拔出。
3.根據權利要求1所述的電連接器系統，其特徵在於，所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件包括一孔口和受偏壓的插腳構件，而且所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件可操作地設置在所述插塞式連接器殼體內，從而使得當插入所述第二導電體的所述裸露端時，該裸露端偏轉所述受偏壓的插腳構件，以使所述裸露端能夠以可插入的方式通過所述孔口被接收，並且所述受偏壓的插腳因此而有阻力地接合所述裸露端，從而防止所述第二導電體的所述裸露端從所述插塞式連接器殼體中被拔出。
4.根據權利要求1所述的電連接器系統，其特徵在於，所述承插式推入型連接頭和彈簧組件包括被做成具有第一內徑的中空圓柱形構件的連接頭構件，而所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件包括被做成具有第一外徑的圓柱形構件的連接頭構件，所述第一外徑小於所述承插式連接頭構件的所述第一內徑，由此通過將所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件的所述連接頭定位在所述承插式推入型連接頭和彈簧組件的連接頭中而實現所述承插式推入型連接頭和彈簧組件和所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件之間的電連接。
5.根據權利要求5所述的電連接器系統，還包括: 圓柱彈簧構件，該構件設置在所述承插式連接器殼體內並且被定位成與所述承插式推入型連接頭和彈簧組件形成導電接觸，所述圓柱彈簧構件具有彈性的可變內徑，用於接收其外徑不足以確保與所述承插式推入型連接頭和彈簧組件的連接頭的內表面之間的導電接觸的插塞式連接頭構件。
6.根據權利要求1所述的電連接器系統，所述承插式和插塞式連接器殼體均具有互補的、可脫開的鎖定構件。
7.根據權利要求6所述的電連接器系統，其特徵在於，所述互補的、可脫開的鎖定構件包括具有彈性的、帶倒刺插腳的所述承插式和插塞式連接器殼體中的一個和具有用於可脫開地接合所述帶倒刺插腳的接合狹槽的所述承插式和插塞式連接器殼體中的另一個。
8.根據權利要求1所述的電連接器系統，還包括:從所述承插式連接器殼體伸出的、中空的圓柱形承插式連接器蓋； 從所述插塞式連接器殼體伸出的、中空的圓柱形插塞式連接器蓋，其可以插入方式被接收在所述承插式連接器蓋內； 所述承插式連接器蓋和所述插塞式連接器蓋具有可相互配合的結構，以便有利於所述承插式連接器和所述插塞式連接器在安裝過程中彼此對準，從而在其間建立導電連接。
9.根據權利要求8所述的電連接器系統，還包括: 設置在所述承插式連接器蓋和所述承插式連接器殼體中的枝梢一個與所述插塞式連接器蓋和所述插塞式連接器殼體中的至少一個之間的O形圈。
10.根據權利要求1所述的電連接器系統，還包括: 具有開口的螺母，所述螺母可被安裝到所述承插式連接器殼體上，其中，經由所述開口將所述第一導電體供給所述承插式推入型連接頭和彈簧組件。
11.根據權利要求10所述的電連接器系統，還包括: 設置在所述螺母內的密封墊片。
12.根據權利要求1所述的電連接器系統，還包括: 具有開口的螺母，所述螺母可被安裝到所述插塞式連接器殼體上，其中，經由所述開口將所述第二導電體供給所述插塞式推入型連接頭和彈簧組件。
13.根據權利要求12所述的電連接器系統，還包括: 設置在所述螺母內的密封墊片。
【文檔編號】H01R4/52GK103843200SQ201280049002
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2011年10月4日
【發明者】S·N·凱瑟瓦尼 申請人:理想工業公司