专利名称：电气插接件的锁定和松开机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多终端电气插接件，具体地说，涉及一种简化的但是有效的机械，用于快速地使一对电气插接件连接和脱离连接，可将一对电气插接件牢固地保持在连接状态直到希望使它们脱离连接为止。
背景技术：
电气插接件被广泛地使用，用于进行大量的电气互相联接。插接件通常包括两个元件一个外壳或其它壳体元件和多个安装在壳体上的终端或电接触元件。一电气插接件可以与多个电缆端部相连，第二插接件可以与印刷电路或接线板机械或电相互联结，或两个插接件都可以与电缆相连或两个插接件可以与一对接线板相互联结。无论那种应用类型，当它们安装大量终端时，多个插接件很难配套或相互联结。
随着在多种消费品中越来越多地使用电元件，与这些电元件可靠地联结或这些电元件之间可靠的联结越来越难，不仅由于大量使用元件，而且所使用的元件越来越复杂，要求大量的导线和插接件。随着电器用品的小型化，许多消费品内的可用空间越来越拥挤，所有这些因素结合在一起使电子元件的安装、更换或修理问题越来越突出。通常这些元件通过复杂的线束(wiring harnesses)相互联结，这种复杂的线束可能包括许多导线和电缆。在这些线束的端部通常配备有标准化的插接件，允许它们直接与相应装置上的终端相连，或允许它们与其它导线、电缆或装置相互联结。这种插接件必须允许线束容易的和准确的连接，此外必须可以轻易地拆卸，允许快速地修理和更换电子元件、线束或其它元件。这些插接件必须不仅能够容易地使用，而且必须极其坚固，从而它们能够承担多种连接和脱离连接，同时能够抵御严酷的环境条件。
此外，随着电缆和装置数量的增加，用于安装这些元件的空间变得越来越有限，因此即使插接件所容纳的终端数量增加，也必须减少插接件的尺寸规格。通常一多终端线夹包括具有很多尾销或叶片的第一插接件元件和包含多个插座孔的第二插接件元件。为了装配这两个插接件元件，尾销或叶片必须和相应的插座孔结合并牢固地插在插座孔内，因而实现所需要的线束内不同导线之间的电连接。虽然对于个别尾销或叶片来说，仅需要适当大小的力就能与相应的插座孔结合，随着插接件内的终端数量增多和/或尾销或叶片和插座孔尺寸的减少，由于小型化，尾销或叶片和插座孔的间距越来越小，使插头和插座结合所需要的力被放大了许多倍。因而具有多个终端的插接件的装配或拆卸变成突出的问题。当试图将包含多终端的两个插接件分开时也碰到类似问题，即需要极大的力将它们分开。当插接件元件在恶劣环境下工作很长时间之后，插接件内各种元件都粘接在一起，这种问题更明显。此外，当具有很多彼此间距极小的尾销或叶片和插座孔的插接件尺寸很小时，使插接件结合或分开所需要的力非常大，很难利用人力将插接件结合在一起或使插接件分开，特别当插接件处于难以接近的位置时。
解决这种问题的一种方案是利用螺栓，所述螺栓穿过一个插接件并与嵌入在另一个插接件内相应的带螺纹的铜插入物啮合，通过拧紧螺栓，将两个插接件拉在一起进行组装。然而，虽然经常使用螺栓，这种方式也有很多缺点。例如布置螺栓需要气动扳手，此外需要额外的制造工序和费用以制造所需的上述铜插入物并将它们嵌入在插接件壳体内。在组装插接件期间如果螺栓是十字螺纹(cross-threaded)，插接件和其附属的装置可能变成不可用的，因此增加了组装两个插接件的成本。
一些专利介绍了通用的装置。例如发明人为Kennedy的美国专利US3,568,131介绍了一种电缆电气插接件，该电气插接件使用一对螺旋千斤顶连接扁平插接件电缆。发明人为Komatsu的美国专利US4,952,161介绍了一种包括工件自动拆卸机构的卡插接件，用于可拆卸地将诸如PCMCLA卡的存储卡连接到计算机上。
下述专利介绍了各种机构，用于可拆卸地紧固两部分的多终端电气插接件的配套的壳体。例如发明人为McCardell，Jr等人的专利US5,201,665介绍了一种凸轮锁定机构，该机构和与配套装置上的从动轴端或桩啮合。发明人为Hahn的专利US5,322,448介绍了一种渐开线齿或齿条和小齿轮系统，用于和对应的电气插接件结合或脱离结合。发明人为Colleran等人的美国专利US5,425,654介绍了一种机构，根据这种机构，第一配套插接件上的一种凸轮机构和第二插接件上的从动件啮合。以桩形式被安装在刚性杆上的从动件是第二插接件的一部分。在发明人为Yamamooto等人的美国专利US5,620,328中，铰接板可转动地安置在一对相互配套的壳体之一上，一对板簧被设置在一个壳体和所述铰接板之间，设置一个闩用于将连接在一起的两个插接件锁紧。当连接一对壳体时，当两个壳体到达中间连接状态之后，利用板簧弹力，铰接板转动。发明人为Post等人的美国专利US5,833,484介绍了另一种作为齿条操作的渐开线轴端和小齿轮，用于将第一插接件向下驱动到第二插接件。
发明内容
本发明涉及一种电气插接件装置，该装置包含一壳体，其包含与多个电导线端接的第一插接件，用于和配套的第二插接件机械和电子连接。一细长的闩元件被自由地容纳在一在壳体前、后表面之间延伸的通道内，该通道具有第一和第二横向侧壁，利用外致动器，该闩元件可同时在第一缩回位置和第二前进位置之间纵向和横向运动，在该第一缩回位置，干扰第一和第二配套插接件的连接，在所述前进位置，确保第一和第二配套插接件的连接。当返回到第一位置时，闩元件与第二插接件的外壳锁紧地结合。用此方式，第一和第二插接件被机械和电子连接。在第一位置时，闩元件靠近第二侧壁，当处于第二位置时，它靠近第一侧壁。
本发明的突出特征是提出一种简单但有效机械，能够快速地使一对插接件连接和脱离连接，可将一对插接件牢固地保持在连接状态直到希望使它们脱离连接为止。
本发明的另一个特点是提出这样一种用于电缆壳体的锁定和松开机械，该壳体包含一个要被连接的插接件；在开启位置，闩从电缆壳体表面伸出，随着作用于闩的杠杆向电缆壳体转动，允许闩进入包含配套插接件的部件表面的被挖掉部分中，并使闩横向地与被挖掉部分的侧壁结合，从而使配套的插接件与该插接件完全结合。随后，随着杠杆从锁定位置向开启位置转动并离开电缆壳体，使配套的插接件与该插接件完全分离。
通过下文结合附图所进行的介绍，本发明其它特征和优点将变得更加清楚。应该理解的是，上述一般性介绍和随后的详尽描述仅是示例性的，并不限制本发明。附图构成本发明的一部分，和下文中介绍一起说明本发明一个优选实施例，并用于解释本发明的一般原理。在不同的附图中，相同的标记代表相同的元件。
下文将结合附图介绍本发明上述方面和其它特征。
图1是一个局部剖开的俯视图，显示了本发明的一种电气插接件装置并显示了该装置元件的一种位置；图2是一个类似于图1的俯视图，显示了该装置元件的另一种位置；图3是一个侧视图，显示了图1和图2所示装置的一个元件；图4是一个显示了图3所示元件的端视图；图5是一个详细显示了图3和4所示元件一部分的透视图；图6是一个详细的透视图，用于说明本发明电气插接件装置的操作；图7是一个部分侧视图，放大了图1的一部分，用于说明该装置元件的一种位置；图8是一个类似于图7的详细侧视图，显示了该装置元件的另一种位置；图9是一个沿图7中线9-9所做的横截面视图；图10是一个显示了本发明电气插接件装置的另一个元件的详细侧视图；图11、12和13分别是显示本发明电气插接件装置的另一个元件的侧视图、端视图；图14是一透视图，显示用户使手操纵本发明的电气插接件装置；
图15是一详尽的部分断面的侧视图，显示了本发明另一种元件的一部分；图16A、16B、16C和16D是连续的示意图，说明本发明关键元件的连续的相对位置。
具体实施例方式
参考图1，图1详尽显示了诸如具有本发明特征的电缆组合件20的电气插接件装置的俯视图。虽然将结合图中所示实施例详细介绍本发明，应该理解的是可以用多种形式表示本发明。此外，可以使用任何适合尺寸、形状或类型的元件或材料。
被附着在引入电缆23上的壳体22包括与多个电导线26端接的第一插接件24，用于和配套的第二插接件28机械和电连接。用一种将在下文详细介绍的方式，将一细长闩元件30可拆卸地安装在壳体22上，该闩元件可同时在第一缩回位置和第二前进位置之间纵向和横向运动，在该第一缩回位置，干扰第一和第二配套插接件的连接，在所述前进位置，确保第一和第二配套插接件的连接。从而当从第二位置返回到第一位置时，闩元件30与隔板104或第二插接件28的壳体锁紧地结合，第二插接件28安装在该隔板上，因而第一和第二插接件被机械和电连接。利用壳体22上的外致动器32，有选择地使闩元件30在第一和第二位置之间运动。
壳体22由通常平行的彼此间隔的两个表面、一个后表面34和一个前表面36构成。通道38在前、后表面36和34之间延伸并被第一和第二横向相对的具有特定形状的侧壁40、42确定。图1～6清楚地显示，闩元件30在与外致动器32铰接的基端44和远端所在位置的抓钩形叶片46之间延伸，该叶片46用于与第二插接件28的壳体48锁紧地结合(图6)。闩元件30被自由地容纳在通道38内，并使其长度方向的轮廓与侧壁40、42相互配合地结合，因此，当闩元件处于上述第一位置时(图1)，它通常靠近第二侧壁42，当闩元件处于上述第二位置时(图2)，它通常靠近第一侧壁40。
闩元件30通常具有第一和第二相背的侧面50、52，第一侧面50面对通道38的第一侧壁40，第二侧面52面对通道38的第二侧壁42。侧壁40具有突进通道30的第一突出特征或台阶54，在闩元件30第一侧面50上具有第一凹进部分56，该凹进部分的形状和尺寸都类似于台阶54。用一种类似方式，第二侧壁42具有第二凹进部分58，在闩元件30第二侧面52上具有第二突出特征或凸起60，该凸起可与第二凹进部分滑动地结合。当闩元件30处于图2所示的第二位置时，凹进部分56和台阶54相互结合。当闩元件30处于图1所示的第一位置时，凹进部分58和凸起60相互结合。
参考图7～10，显示了一柄脚元件(tang element)62，考虑强度和耐磨性，该元件由金属制成，该元件与壳体22的后表面34是一体的并从后表面34向外突出。图10中清楚地显示，该元件62上形成一个四分之一圆形状的通孔64。通孔64具有一个顶点66、一个以该顶点为圆心以一半径值所确定的弧边68、第一和第二相对的终止边70、72，这两个终止边的长度等于上述半径。
下文将结合图1、2、7、8、11～13详细介绍外致动器32。外致动器32包括在自由端76和分叉的操作端78之间延伸的凸轮杆74，所述分叉操作端78具有第一和第二间隔开的耳部80、82。将曲拐84设置在耳部80、82之间并位于销86上，可以将曲拐84从耳部80、82之间拆下，销86在所述耳部之间横向延伸并延伸穿透柄脚元件62上的四分之一圆形状通孔64。曲拐84沿曲拐84和每个耳部80、82的界面具有一长度，该长度基本上等于四分之一圆形状通孔64的半径或基本等于终止边70、72的长度，曲拐84在该长度方向延伸，一端接近顶点66，另一端接近弧边68。随着凸轮杆74运动，曲拐84在一个邻近终止边70的位置和另一个邻近终止边72的位置之间移动。
如图7～9、11和12所示，凸轮杆74的操作端78包括安装销86。闩元件30的基端44是C形(图4和9)的，具有中央弯曲部分88、从中央弯曲部分横向延伸的一对间隔分开的通常平行的安装凸缘90、安装凸缘上的轴向对正的安装孔92，用于自由地接收凸轮杆74的安装销的相反端。
如图12和14清楚地所示，在自由端76和分叉的操作端78之间，凸轮杆74具有弧形横截面，便于用户用手操作。
参考图1和2和图15，解锁手柄96与壳体22是一体的并被与通道38平行地间隔地设置。解锁手柄96从邻近壳体22前表面36的区域向远离前表面36的终端98延伸，其具有一个面对凸轮杆74的凹口100。将该解锁手柄96横向地设置，当曲拐84邻近柄脚元件62上的四分之一圆形状通孔64的终止边72时，能够可结合地接收凸轮杆74的自由端76。随着凸轮杆74沿顺时针方向从图2所示位置转动到图1所示位置，凸轮杆74的自由端76与邻近凹口100的斜坡101(图15)结合。该凸轮杆74的自由端76越过斜坡101进入凹口100内。解锁手柄96的弹性使斜坡101返回到凸轮杆74之后的位置。因而阻止凸轮杆进行不希望的运动。为了脱离结合，解锁手柄96向外偏移(沿远离电缆23的方向)，使斜坡101离开凸轮杆74之后的位置。
参考图1、2、8、9和11～13，第一和第二分开的耳部80、82中的每一个延伸到一个凸的凸轮表面102。当曲拐84邻近柄脚元件62上的四分之一圆形状通孔64的终止边72时，壳体22的后表面34与凸的凸轮表面102接触。
参考图3、5和6，电操纵元件的壳体104包括第一隔板106和第二隔板108，两个隔板彼此平行地间隔分布。第一隔板106具有一被挖掉的部分110，以便允许进入第一和第二隔板之间的区域111。配套的第二插接件28(图1显示，但是图6没有显示)被安装在壳体104上，第一插接件24的导线26将如上所述那样与配套的第二插接件28上的导线机械和电连接。
注意图3、5和6，抓钩形叶片46通常位于垂直于闩元件30的平面内，闩元件30具有一末端远承载表面112，其与闩元件30的基端44不在一条直线上。抓钩形叶片46通常由第一和第二竖立的横向分布边114、116组成，第二竖立的横向分布边更靠近凸轮杆74的操作端78。用此方式，当抓钩形叶片46进入被挖掉的部分110时，对于末端承载表面112和邻近该被挖掉的部分的第一隔板106之间任意结合，末端承载表面112和被挖掉的部分110之间的凸轮作用将保证抓钩形叶片连续地前进并进入第一和第二隔板之间的区域。
在操作中，使一种包含具有第一插接件24的壳体22的装置接近一种包含第二插接件28的装置，所以，将插接件排列就绪以便连接。首先，凸轮杆74处于图1所示位置，它的自由端76被保持在解锁手柄96上的凹口100内。同时闩元件30处于第一位置，即邻近通道38的第二侧壁42，凸起60被容纳在凹进部分58内，平台54与闩元件30的侧面50啮合。当用户施加力时，凸轮杆74的自由端76与凹口100脱离结合，凸轮杆沿箭头118方向逆时针转动直到它到达图2所示位置为止。由于安装销86和闩元件30基端44的凸缘90上的相应安装孔92之间的结合，凸轮杆的转动影响闩元件沿箭头120(图2)所示方向的运动，随着这种向前运动，抓钩形叶片46倾斜表面上的末端承载表面112也就是邻近第二横向边116的表面向前运动并与被挖掉部分110滑动结合(图6和16A)，使闩元件30横向向左直到到达极限位置或图2和16B所示的第二位置为止。安装孔92(图7和8)是细长的能够允许这种横向运动。在闩元件30的第二位置，凸起60与第二侧壁42结合，通道38上的平台54牢固地与闩元件上凹进部分56结合。
因此，用户再次操纵凸轮杆74，使凸轮杆74以顺时针方式沿箭头122(图2)所示方向转动。随着闩元件30的运动，抓钩形叶片46上第二边116运动(图16C)并与第一隔板106结合(图16D)，拉第一隔板106和与第一隔板相关的插接件28，使插接件28与插接件26机械和电连接。然后，凸轮杆74的端部76进入凹口100并与解锁手柄96锁紧在一起。
当希望使插接件26和28脱离连接时，按相反次序执行上述步骤。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。
权利要求
1.一种组合一壳体，其包含与多个电导线端接的第一插接件；一电操纵元件的外壳，该外壳包含第一隔板和第二隔板，第二隔板与第一隔板相间隔，并与第一隔板大致平行，第一隔板具有被挖掉部分，以允许进入第一和的第二隔板之间的区域，将一配套的第二插接件安装在该外壳内，第一插接件的导线要与配合的第二插接件的导线机械和电连接；一细长的闩元件，可移动地安装在该壳体上，可同时在第一缩回位置和第二前进位置之间纵向和横向运动，在该第一缩回位置，该闩元件没有对准第一隔板上被挖掉部分，因而阻止第一和第二配套插接件的连接，在所述第二前进位置，该闩元件对准第一隔板上被挖掉部分，因而确保第一和第二插接件的连接，当从第二位置返回到第一位置时，即第一和第二插接件机械和电子连接时，闩元件与第一隔板锁紧地结合；壳体上的外致动器，有选择地使闩元件在第一和第二位置之间运动。
2.一种根据权利要求1所述组合，其特征在于所述壳体具有相间隔的前表面和后表面，一在该前、后表面之间延伸的通道，该通道由第一和第二横向相对的具有特定形状的侧壁所限定；和所述闩元件可自由地容纳在该通道内，沿长度方向，该闩元件的轮廓与所述第一和第二侧壁的轮廓相互配合，从而当闩元件处于第一位置时，它靠近第二侧壁，当闩元件处于第二位置时，它靠近第一侧壁。
3.一种根据权利要求2所述组合，其特征在于闩元件具有第一和第二相背侧面，第一侧面面对通道的第一侧壁，第二侧面面对通道的第二侧壁；第一侧壁具有突进该通道的第一凸起；闩元件第一侧面上具有第一凹进部分，该凹进部分的形状和尺寸类似于该第一凸起，当闩元件处于第二位置时，第一凹进部分和第一凸起相互结合，第二侧壁具有第二凹进部分；在闩元件第二侧面上具有第二凸起，该第二凸起可滑动地与第二凹进部分结合；当闩元件处于第一位置时，第二凹进部分和第二凸起相互结合。
4.一种根据权利要求1所述组合，其特征在于闩元件在与外致动器铰接的基端和具有抓钩形叶片的远端之间延伸，该叶片用于与第二插接件的外壳锁紧地结合。
5.一种根据权利要求2所述组合，其特征在于还包含与所述壳体的后表面是一体的并从后表面向外突出的柄脚元件，该元件上具有一个四分之一圆形状的通孔，该通孔具有一个顶点、一以该顶点为圆心以一半径值所确定的弧边、第一和第二相对的半径长度的终止边，外致动器包括在自由端和分叉的操作端之间延伸的凸轮杆，所述分叉操作端具有第一和第二间隔开的耳部；与两个间隔开耳部为一体的并在间隔开耳部之间横向延伸的曲拐，该曲拐横向延伸穿过柄脚元件上所述的四分之一圆形状的通孔，该曲拐在曲拐与第一和第二间隔开耳部中每一个耳部的交界处的长度类似于所述四分之一圆形状通孔的半径，在长度方向上延伸使曲拐一端邻近所述四分之一圆形状通孔的顶点，另一端邻近所述四分之一圆形状通孔的弧边，随着凸轮杆的运动，曲拐可在邻近第一终止边的一个位置和邻近第二终止边的另一个位置之间转动。
6.一种根据权利要求5所述组合，其特征在于闩元件在铰接地安装在凸轮杆操作端上的基端和具有抓钩形叶片的末端之间延伸，该叶片用于与第二插接件的外壳锁紧地结合。
7.一种根据权利要求6所述组合，其特征在于抓钩形叶片位于横向于闩元件的平面内，具有一末端承载表面，其朝向偏离闩元件的基端，由第一和第二竖立的横向间隔的边限定，第二竖立的边更靠近凸轮杆的操作端，因而当抓钩形叶片进入被挖掉的部分时，由于所述末端承载表面和邻近该被挖掉的部分的第一隔板之间的任何物理接触，所述末端承载表面和被挖掉的部分之间的凸轮作用将保证抓钩形叶片连续地前进并进入第一和第二隔板之间的区域。
8.一种根据权利要求6所述组合，其特征在于凸轮杆的操作端包括一对指向相反的轴向对齐的安装销，所述销与凸轮杆是一体的；闩元件的基端是一沟道形，具有中央弯曲部分、一对间隔分布的大致平行的安装凸缘，所述凸缘从中央弯曲部分横向地延伸，在安装凸缘上具有轴向对齐的安装孔，用于自由容纳凸轮杆的安装销。
9.一种根据权利要求6所述组合，其特征在于在自由端和分叉的操作端之间，凸轮杆具有弧形横截面。
10.一种根据权利要求5所述组合，其特征在于包含与所述壳体是一体的并与通道大致平行的一解锁手柄，两者之间具有一定距离，该解锁手柄延伸到远离前表面的一终端，其具有一个面对凸轮杆的凹口，该解锁手柄横向地设置，当曲拐邻近柄脚元件上的所述四分之一圆形状通孔的第二终止边时，能够可结合地接收凸轮杆的自由端，因而阻止凸轮杆进行不希望的枢转运动。
11.一种根据权利要求5所述组合，其特征在于所述第一和第二耳部中第一个延伸到一个凸的凸轮表面；壳体的后表面形成有当曲拐邻近柄脚元件上所述四分之一圆形状通孔的第二终止边时可与所述第一和第二间隔的耳部凸的凸轮表面结合的掣子，因而阻止凸轮杆进行不希望的枢转运动。
12.一种电气插接件装置，包括一壳体，其包含与多个电导线端接的第一插接件，用于与配套的第二插接件机械和电子连接；一细长的闩元件，可移动地安装在壳体上，可同时在第一缩回位置和第二前进位置之间纵向和横向运动；壳体上的外致动器，可移动地连接于闩元件，有选择地使闩元件在第一和第二位置之间移动。
13.如权利要求12所述的插接件装置，其特征在于所述壳体包括一从其穿过的通道，并且所述细长的闩元件延伸穿过所述通道的整个长度。
14.如权利要求12所述的插接件装置，其特征在于所述闩元件在所述纵向和横向滑动。
15.如权利要求12所述的插接件装置，其特征在于所述闩元件通过一销和孔连接于所述的外致动器。
16.一种电气插接件装置，包括一壳体，其包含与多个电导线端接的第一插接件，用于与配套的第二插接件机械和电子连接；一细长的闩元件，可移动地安装在壳体上，可同时在第一缩回位置和第二前进位置之间非转动地运动；壳体上的外致动器，有选择地使所述闩元件在第一和第二位置之间移动。
全文摘要
一种电气插接件装置包含一壳体，该壳体包含与多个电导线端接的第一插接件，用于和配套的第二插接件机械和电子连接。一细长的闩元件被自由地容纳在通道内，该通道在壳体前、后表面之间延伸并具有第一和第二横向侧壁，利用外致动器，该闩元件可同时在第一缩回位置和第二前进位置之间纵向和横向运动，在该第一缩回位置，干扰第一和第二配套插接件的连接，在所述前进位置，确保第一和第二配套插接件的连接。当返回到第一位置时，闩元件上的抓钩形叶片与第二插接件的外壳锁紧地结合。在此条件下，第一和第二插接件被机械和电子连接。在第一位置，闩元件邻近第二侧壁，在第二位置，闩元件邻近第一侧壁。
文档编号H01R13/629GK1684314SQ200510066878
公开日2005年10月19日 申请日期2002年2月7日 优先权日2001年2月12日
发明者盖伊·L·勒图尔纽 申请人:Fci公司