直插式连接器及其插座、连接组件的制作方法

本发明涉及连接器领域，特别涉及直插式连接器及其插座、连接组件。

背景技术：

随着电子设备中电子元件不断向高频、高密度、高集成化方向发展，电子设备的高效散热的问题越来越突出，液冷散热技术目前已经广泛应用到航空航天、舰船、通讯、电动汽车等领域。流体连接器作为液冷系统中重要的组成部分，其主要功能是实现对管路、冷板等流体通路的快速通断，方便电子设备的调试和维护，现有的锁球式流体连接器插拔操作时需要先拉动锁紧套，随着锁紧套的后退，锁球可以沿径向移动，才插头与插座可以插合，如果操作过程中没有将锁紧套拉到位即开始插合连接器，容易使插头壳体插合端与锁紧钢球磕碰，造成插头壳体插合端损伤，影响连接器的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种直插式连接器，以解决目前的直插式连接器的插头与插座插合过程中需要在锁紧套拉到位后才能进行插合造成的操作复杂的问题；另外，本发明的目的还在于提供一种上述直插式连接器所使用的插座及连接组件。

为实现上述目的，本发明的直插式连接器的第一种技术方案为：直插式连接器包括插头、与插头插接配合的插座，插头和插座的前端均为插接端，插座包括插座壳体，插座壳体上设有锁球安装孔，锁球安装孔内浮动装配有锁球，插头包括插头壳体，插头壳体上设有用于与锁球锁紧配合的锁紧槽，插座壳体的外围弹性装配有锁紧套，所述锁紧套具有从前至后布置的初始位、锁止位和解锁位，锁紧套上设有锁紧套顶压面，插头壳体上设有用于与锁紧套顶压面顶压配合推动锁紧套运动至锁止位的插头壳体顶压面；锁紧套包括本体和在初始位时处于锁球前侧且可相对于本体前后运动的挡止件，锁紧套上还设有为挡止件提供作用力的自复位弹性件，插头壳体具有处于锁紧槽前侧用于与锁球配合使锁球凸出锁球安装孔外开口的锁球保持面，挡止件上具有在锁紧套由初始位运动至锁止位之前与锁球上凸出锁球安装孔外开口的部分挡止配合的后挡止面和在锁紧套运动至锁止位后与锁球挡止配合限制锁球离开锁紧槽的内挡止面；锁紧套处于初始位时锁紧套顶压面与锁球安装孔在前后方向上的距离大于锁紧槽与插头壳体顶压面的距离以使自复位弹性件在锁紧套运动至锁止位之前被压缩，锁紧套上还设有在锁紧套处于解锁位时供锁球进入以离开锁紧槽的避让部。

本发明的直插式连接器的第二种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第一种技术方案的基础上，所述挡止件为设置在本体上的挡环，所述内挡止面由挡环的内周面构成，所述避让部为设置在挡环上的凹部。

本发明的直插式连接器的第三种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第二种技术方案的基础上，所述挡环沿前后方向滑动装配在本体上，挡环的前侧和后侧分别设有沿前后方向延伸前侧限位筒、后侧限位筒，后挡止面处于前侧限位筒内，所述凹部由所述挡环的前侧面和设置在挡环上的前侧限位筒的内周面围成，所述前侧限位筒、后侧限位筒的内周面与插座壳体外周面的半径差均小于锁球直径。

本发明的直插式连接器的第四种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第三种技术方案的基础上，所述挡止件通过后侧限位筒的外周面与插座壳体沿前后方向滑动配合。

本发明的直插式连接器的第五种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第三种技术方案的基础上，所述自复位弹性件为顶装在锁紧套与插座壳体之间的自复位弹簧，所述自复位弹簧的后端套设在前侧限位筒的外周面上。

本发明的直插式连接器的第六种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第一种至第五种中任意一种技术方案的基础上，所述后挡止面为从前向后自内向外倾斜设置的斜面。

本发明的插座的第一种技术方案为：插座包括插座壳体，插座壳体上设有锁球安装孔，锁球安装孔内浮动装配有用于与插头壳体上的锁紧槽锁紧配合的锁球，插座壳体的外围弹性装配有锁紧套，所述锁紧套具有从前至后布置的初始位、锁止位和解锁位，锁紧套上设有用于与插头壳体顶压面顶压配合并以使插头壳体顶压面推动锁紧套运动至锁止位的锁紧套顶压面；锁紧套包括本体和在初始位时处于锁球前侧且可相对于本体前后运动的挡止件，锁紧套上还设有为挡止件提供作用力的自复位弹性件，挡止件上具有在锁紧套由初始位运动至锁止位之前与锁球上凸出锁球安装孔外开口的部分挡止配合的后挡止面和在锁紧套运动至锁止位后与锁球挡止配合限制锁球离开锁紧槽的内挡止面；锁紧套处于初始位时锁紧套顶压面与锁球安装孔在前后方向上的距离为设定距离以使自复位弹性件在锁紧套运动至锁止位之前被压缩，锁紧套上还设有在锁紧套处于解锁位时供锁球进入以离开锁紧槽的避让部。

本发明的插座的第二种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第一种技术方案的基础上，所述挡止件为设置在本体上的挡环，所述内挡止面由挡环的内周面构成，所述避让部为设置在挡环上的凹部。

本发明的插座的第三种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第二种技术方案的基础上，所述挡环沿前后方向滑动装配在本体上，挡环的前侧和后侧分别设有沿前后方向延伸前侧限位筒、后侧限位筒，后挡止面处于前侧限位筒内，所述凹部由所述挡环的前侧面和设置在挡环上的前侧限位筒的内周面围成，所述前侧限位筒、后侧限位筒的内周面与插座壳体外周面的半径差均小于锁球直径。

本发明的插座的第四种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第三种技术方案的基础上，所述挡止件通过后侧限位筒的外周面与插座壳体沿前后方向滑动配合。

本发明的插座的第五种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第三种技术方案的基础上，所述自复位弹性件为顶装在锁紧套与插座壳体之间的自复位弹簧，所述自复位弹簧的后端套设在前侧限位筒的外周面上。

本发明的插座的第六种技术方案为：在本发明的直插式连接器的第一种至第五种中任意一种技术方案的基础上，所述后挡止面为从前向后自内向外倾斜设置的斜面。

本发明的连接组件的第一种技术方案为：连接组件包括第一连接件和与第一连接件插接配合的第二连接件，第一连接件具有供第二连接件插入的腔体，第一连接件和第二连接件的前端均为插接端，第一连接件上设有锁球安装孔和浮动装配在锁球安装孔内的锁球，第二连接件上设有用于与锁球锁紧配合的锁紧槽，第一连接件的外围弹性装配有锁紧套，所述锁紧套具有从前至后布置的初始位、锁止位和解锁位，锁紧套上设有朝向前方的锁紧套顶压面，第二连接件上设有用于与锁紧套顶压面顶压配合推动锁紧套运动至锁止位的第二连接件顶压面；锁紧套包括本体和在初始位时处于锁球前侧且可相对于本体前后运动的挡止件，锁紧套上还设有为挡止件提供作用力的自复位弹性件，第二连接件具有处于锁紧槽前侧用于与锁球配合使锁球凸出锁球安装孔外开口的锁球保持面，挡止件上具有在锁紧套由初始位运动至锁止位之前与锁球上凸出锁球安装孔外开口的部分挡止配合的后挡止面和在锁紧套运动至锁止位后与锁球挡止配合限制锁球离开锁紧槽的内挡止面；锁紧套处于初始位时锁紧套顶压面与锁球安装孔在前后方向上的距离大于锁紧槽与第二连接件顶压面的距离以使自复位弹性件在锁紧套运动至锁止位之前被压缩，锁紧套上还设有在锁紧套处于解锁位时供锁球离开锁紧槽进入的避让部。

本发明的连接组件的第二种技术方案为：在本发明的连接组件的第一种技术方案的基础上，所述挡止件为设置在本体上的挡环，所述内挡止面由挡环的内周面构成，所述避让部为设置在挡环上的凹部。

本发明的连接组件的第三种技术方案为：在本发明的连接组件的第二种技术方案的基础上，所述挡环沿前后方向滑动装配在本体上，挡环的前侧和后侧分别设有沿前后方向延伸前侧限位筒、后侧限位筒，后挡止面处于前侧限位筒内，所述凹部由所述挡环的前侧面和设置在挡环上的前侧限位筒的内周面围成，所述前侧限位筒、后侧限位筒的内周面与第一连接件外周面的半径差均小于锁球直径。

本发明的连接组件的第四种技术方案为：在本发明的连接组件的第三种技术方案的基础上，所述挡止件通过后侧限位筒的外周面与第一连接件沿前后方向滑动配合。

本发明的连接组件的第五种技术方案为：在本发明的连接组件的第三种技术方案的基础上，所述自复位弹性件为顶装在锁紧套与第一连接件之间的自复位弹簧，所述自复位弹簧的后端套设在前侧限位筒的外周面上。

本发明的连接组件的第六种技术方案为：在本发明的连接组件的第一种至第五种中任意一种技术方案的基础上，所述后挡止面为从前向后自内向外倾斜设置的斜面。

本发明的有益效果为：插座壳体上设有锁紧套，锁紧套顶压面与插头壳体顶压面顶压配合带动锁紧套从初始位运动至锁止位，锁紧套的挡止件在自复位弹簧的作用下随锁紧套本体移动；随着插头与插座插合的深入，插头壳体上插入插座壳体内，插头壳体的锁球保持面使锁球凸出锁球安装孔的外开口，锁紧套的挡止件继续移动，直至挡止件上朝向后方的后挡止面与锁球上凸出锁球安装孔外开口的部分挡止配合，锁球与挡止件在前后方向上挡止配合，此时插头壳体继续顶压锁紧套，锁紧套继续向后运动，锁紧槽与插头壳体顶压面在前后方向上的距离小于锁紧套顶压面距离锁球安装孔的距离，受限于锁球的挡止作用，自复位弹簧被压缩，挡止件与锁球的相对位置不再变化，直到插头与插座插合到位后，锁紧套处于锁止位，此时锁紧槽与锁球安装孔对准，锁球在挡止件和自复位弹簧的作用下进入锁紧槽，挡止件在自复位弹性件的作用下复位，在挡止件上朝向锁球安装孔的内挡止面的作用下，锁球无法离开锁紧槽，此时插头与插座完成自动锁紧。需要解锁时，向后拉动锁紧套，直到解除挡止件对锁球的挡止作用，锁球可以进入锁紧套上的避让部而离开锁紧槽，完成解锁，完成解锁后松开锁紧套，弹性装配在插座上的锁紧套自动复位至初始位，在锁紧套复位的过程中，锁球可以凸出锁球安装孔的内开口从而使挡止件复位。本发明的直插式连接器在锁紧的过程中不需要操作锁紧套，操作简单，解决了目前的直插式连接器的插头与插座插合过程中需要在锁紧套拉到位后才能进行插合造成的操作复杂的问题。

附图说明

图1是本发明的直插式连接器的具体实施例的插头与插座锁紧后的状态示意图；

图2是本发明的直插式连接器的具体实施例的插座的结构示意图；

图3是本发明的直插式连接器的具体实施例的插头的结构示意图；

图4是本发明的直插式连接器的具体实施例的插头与插座刚开始插合的状态示意图；

图5是本发明的直插式连接器的具体实施例的插头壳体开始顶压锁紧套的状态示意图；

图6是本发明的直插式连接器的具体实施例的插头与插座插合到位并锁紧的状态示意图；

图7是本发明的直插式连接器的具体实施例的向后拉动锁紧套后的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的直插式连接器的具体实施例，如图1至图3所示，直插式连接器包括插头1和与插头1插接配合的插座2，插头1和插座2的前端均为插接端。本实施例中的插头1和插座2均为流体连接器，其他实施例中，插头1和插座2还可以是电连接器、光纤连接器等。

插座2包括插座壳体21，插座壳体21上设有锁球安装孔211和浮动装配在锁球安装孔211内的锁球22，为了避免锁球22进入插座壳体21内部，本实施例中，锁球安装孔内开口2112处设有缩口结构。插座壳体21上套设有锁紧套23，锁紧套23弹性装配在插座壳体21上，插座壳体21与锁紧套23之间顶装有锁紧套自复位弹簧24，锁紧套自复位弹簧24的前端顶装在锁紧套23上，后端顶装在插座壳体21上。插头1包括插头壳体11，插头壳体11上设有用于与锁球22锁紧配合的锁紧槽111，锁球22与锁紧槽111配合实现对插头1与插座2的锁紧。

锁紧套23可相对于插座壳体21前后运动，本实施例中锁紧套23沿前后方向导向滑动装配在插座壳体21上，锁紧套23在由前至后运动的行程上具有初始位、锁止位和解锁位，本实施例中锁紧套23的初始位、锁止位和解锁位自前向后依次布置。

锁紧套23处于初始位时锁紧套23的前端伸出插座壳体21，锁紧套23的前端面为用于在插座2与插头1插合时与插头壳体11顶压配合的锁紧套顶压面231，对应的，插头壳体11上设有与锁紧套顶压面231对应的插头壳体顶压面112，在插头1与插座2插合的过程中，插头壳体顶压面112与锁紧套顶压面231顶压配合推动锁紧套23运动至锁止位。

锁紧套23包括本体232和在初始位置处于锁球22前侧且可相对于本体232前后运动的挡环233，挡环233构成锁紧套在初始位时处于锁球前侧且可相对于本体前后运动的挡止件。

锁紧套23上还设有为挡环233提供作用力的挡环自复位弹簧234，挡环自复位弹簧234的前端顶装在锁紧套23上，后端顶装在挡环233的前侧面上。挡环233通过挡环自复位弹簧234顶装在本体上。本实施例中，挡环233的前、后侧面上对称设有沿前后方向延伸的前侧限位筒235和后侧限位筒236，前、后侧限位筒的内周面与插座壳体21外周面的半径差小于锁球22直径以限制锁球22离开锁球安装孔211。挡环自复位弹簧234构成锁紧套23上还设有为挡止件提供作用力的自复位弹性件。本实施例中，挡环233、前侧限位筒235、后侧限位筒236一体成型。

插头壳体11处于锁紧槽111前侧的外周面构成锁球保持面113，锁球保持面113用于在锁紧套23由初始位运动至锁止位之前与锁球22配合使锁球22凸出锁球安装孔外开口2111。挡环233的后侧面包括处于后侧限位筒236内的后挡止面2331和处于后侧限位筒236外的后定位面2332，后定位面2332与本体232定位配合。后挡止面2331在锁紧套23由初始位运动至锁止位之前与锁球22上凸出锁球安装孔外开口2111的部分挡止配合，本实施例中的后挡止面2331从前向后至内向外倾斜设置以在锁球安装孔211与锁紧槽111对准后引导锁球22进入锁紧槽111。挡环233的内周面在锁紧套23运动至锁止位且锁球22进入锁紧槽111后朝向锁球安装孔外开口2111并与锁球22挡止配合限制锁球22离开锁紧槽111，本实施例中的挡环233的内周面构成设置在挡环233上的内挡止面2333。

插座壳体21的前端面在插头1与插座2插合完成后与插座壳体21定位配合，插座壳体21的前端面构成插座壳体的插座到位面。插头壳体11上设有与插座壳体21前端面定位配合的插头到位面113，插头到位面113与插头壳体顶压面112处于同一个平面上，插座壳体21的前端面与锁球安装孔211在前后方向的距离大致等于插头到位面113与锁紧槽111在前后方向上的距离，保证插头1与插座2插合到位后锁球安装孔211与锁紧槽111对准以使锁球22进入锁紧槽111内。

锁紧套23处于初始位时挡环233与锁紧套顶压面231在前后方向上的距离大致等于锁紧槽111与插头壳体顶压面112在前后方向上的距离，保证在锁球22进入锁紧槽111后挡环233的内挡止面2333处于锁球安装孔211的外开口处限制锁球22脱出锁球安装孔211。

为了保证锁紧套23运动至锁止位后挡环233能够运动至与锁球安装孔211径向对准的位置以限制锁球22离开锁紧槽111，锁紧套23处于初始位时锁紧套顶压面231与锁球安装孔211的在前后方向上的距离大于锁紧槽111与插头壳体顶压面112在前后方向上的距离以使挡环自复位弹簧234在锁紧套23运动至锁止位之前被压缩。在锁球22进入锁紧槽111后，挡环233在挡环自复位弹簧234的作用下向后运动至与锁球安装孔211对准的位置，同时被压缩的挡环自复位弹簧234也能起到通过挡环233推动锁球22进入锁紧槽111的作用。

挡环233的前侧面包括处于前侧限位筒235内的前挡止面2334和处于前侧限位筒235外的环形安装面2335。前挡止面2334在从前向后的方向上自外向内倾斜设置。本实施例中的挡环自复位弹簧234的后段套设在前侧限位筒235的外周面上，挡环自复位弹簧234的后端顶装在环形安装面2335上。

为了保证挡环233在前后方向运动时的稳定性，本实施例中，后侧限位筒236的外周面与插座壳体21滑动配合。挡环233通过后侧限位筒236的后端面和挡环233上的后定位面在挡环自复位弹簧234的作用下顶装在本体上。

锁紧套23上的前挡止面2334与前侧限位筒235围成设置在挡环233上的凹部2336，本实施例中的凹部构成设置锁紧套23上在锁紧套23处于解锁位时供锁球22离开锁紧槽111进入的避让部。锁紧套23从锁止位向后运动至解锁位后，挡环233随本体一起向后移动，挡环233上的内挡止面2333解除对锁球22的挡止限位作用，此时拉动插头1与插座2使之相互分离，锁球22进入锁紧套23上的凹部，锁球22与锁紧槽111分离后解除对插头1插座2的锁紧作用，插头1插座2可以分离。

锁球22浮动装配在锁球安装孔211内，本实施例中前限位筒、后限位筒的内周面距离插座壳体21外周面的距离小于锁球22直径，锁球22的可浮动距离应当不小于前侧限位筒235或者后侧限位筒236的内周面与挡环233的内周面半径差，保证锁球22在处于锁紧槽111内时挡环233能够从锁球22的前侧移动至锁球22的后侧。

本实施例中的本体由两部分组成：锁紧套23的本体232包括处于后侧的连接帽2311和与连接帽固定连接挡环安装座2312，本实施例中挡环安装座2312与连接帽2311螺纹连接。锁紧套自复位弹簧24顶装在连接帽2311的后端，插座壳体21上设有前定位凸台，连接帽通过锁紧套自复位弹簧24顶装在定位凸台上。本实施例中在解锁插头1与插座2时需要向后拉动锁紧套23，插座壳体21上设有解锁定位凸台212，解锁定位凸台起到解锁到位标识的作用。

本实施例中的锁紧槽111为截面呈梯形的环形槽，相比圆形截面的环形槽，梯形截面的环形槽能够降低锁球22与锁紧槽111的配合精度，提高操作的准确性。本实施例中的连接器为流体连接器，插座壳体21内活动装配有活动密封套25和固定阀芯26，插头壳体11内活动装配有活动阀芯12。插座壳体21包括用于与固定阀芯26和活动密封套25围成密封阀腔的阀腔段和处于阀腔段前侧的锁紧段，锁球安装孔211设置在锁紧段。

下面具体介绍直插式连接器的锁紧解锁过程：

如图4所示，在插头1与插座2开始插合时，锁紧套23处于初始位，挡环233通过挡环自复位弹簧234顶装在连接帽上。锁球22在插头1上的锁球保持面113的作用下凸出锁球安装孔211的外开口，随着插头1的继续插入插头壳体11上的锁紧槽111与锁球22在前后方向上的距离越来越小。

如图5所示，插头壳体11插入插座壳体21的深度继续增加，插头壳体11上的插头壳体顶压面112与锁紧套顶压面231接触，随着插头1继续插入，锁紧套顶压面231与插头壳体顶压面112顶压配合，锁紧套23在插头壳体11的顶压作用下开始相对于插座壳体21向后即向锁止位移动，挡环233也随锁紧槽111一起向后移动，插头1继续插入，锁球22与锁紧槽111、挡环233在前后方向的距离越来越小，直到锁球22与挡环233的后挡止面2331接触。

在锁球22与挡环233的后挡止面2331接触后，由于插头壳体11上锁球保持面113的作用，锁球22凸出锁球安装孔外开口2111的部分与挡环233挡止配合，限制挡环233继续随锁紧套23向后移动，此时随着插头1的插入，锁紧套23的本体在插头壳体11的顶压作用下继续向后移动，挡环自复位弹簧234被压缩，直到插头壳体11上的插头到位面113与插座壳体21的前端面接触，插头1插合到位，如图6所示。插头1与插座2插合到位后，锁紧槽111对准锁球22，挡环233此时受到挡环自复位弹簧234向后的作用力，在挡环233的作用下，锁球22进入锁紧槽111，锁球22在进入锁紧槽111后，挡环233在弹性自复位弹簧的作用下自复位，此时挡环233上的内挡止面2333处于锁球安装孔211的外开口处并与锁球22沿挡环233径向挡止配合限制锁球22离开锁紧槽111。此时插头1与插座2完成自锁紧，在锁紧的整个过程中，不需要对锁紧套23进行操作，插头1与插座2插合到位后即可完成锁紧。本发明的直插式连接器在锁紧的过程中不需要操作锁紧套23，操作简单。

解锁时，如图7所示，向后拉动锁紧套23至解锁位，挡环233随锁紧套23一起向后移动，挡环233的内挡止面2333远离锁球安装孔211的外开口处，解除对锁球22的挡止限位作用，此时向外拉动插头1时，锁球22可以沿插座壳体21径向锁球安装孔211外移动进入挡环233上的凹部而离开锁紧槽111解除对插头1插座2的锁定，插头1与插座2可以分离。插头1和插座2分离后，松开锁紧套23，锁紧套23在锁紧套自复位弹簧24的作用下复位至初始位。在插头1和插座2分离的过程中，锁球22在锁球保持面113的作用下凸出锁球安装孔211的外开口，锁球22凸出锁球安装孔211的部分与挡环233的前挡止面2334在前后方向上挡止配合限制挡环233向前移动，挡环233的后定位面阻挡本体向前移动，此时限位套被保持在解锁位，直到插头壳体11上的锁球保持面113与锁球22分离，锁球22在挡环233的作用下向锁球安装孔211内移动，锁球22对挡环233的挡止作用解除，锁紧套23在锁紧套自复位弹簧24的作用下自复位至初始位。

本发明的插座的具体实施例，本实施例中的插座的结构与上述直插式连接器的具体实施例中所述的插座的结构相同，不再赘述。

本发明的连接组件的具体实施例，连接组件包括第一连接件和与第一连接件插接配合的第二连接件，本实施例中的第一连接件与上述直插式连接器的具体实施例中所述的插座壳体的结构相同，第二连接件与上述直插式连接器的具体实施例中所述的插头1的连接器相同，不再赘述。其他实施例中，第一连接件和第二连接件可以是两个相互连接的连接壳或者连接筒等连接件。

本发明的连接器及其插座、连接组件的其他实施例中，上述挡环上用于供锁球进入的避让部还可以设置在挡环安装座上，此时挡环安装座上的避让部设置在挡环的前侧，此时要求解锁时向后拉动的距离较大。

其他实施例中，上述挡环上的前侧限位筒和后侧限位筒可以不设，限制锁球不离开锁球安装孔可以依靠锁紧套的本体内周面，此时挡环的整个后侧面构成后挡止面；上述后挡止面为斜面目的是为了避免锁球表面受到损伤，在锁球的材料强度较高或者对锁球保护要求较低的情况下，后挡止面可以不是斜面，可以是沿插座壳体径向延伸的平面。

其他实施例中，上述挡止件可以不是挡环，挡止件可以上设置在锁紧套上与锁球对应的挡块，每个锁球对应一个挡块或者至少两个锁球对应一个挡块，此时挡块应当沿前后方向导向滑动装配在锁紧套上。

其他实施例中，上述插头壳体上用于与插座壳体的前端面配合的插头到位面与插头顶压面可以不处于同一个平面上，插头到位面与插头顶压面可以前后布置。