具有用于捕获固定螺钉的触头支架的插针和套管装置的制作方法

本公开总体上涉及一种插针和套管装置，并且更特别地，本公开涉及一种具有用于捕获固定螺钉的触头支架的插针和套管装置。

背景技术：

插针和套管装置，例如插头、连接器、插孔、插口等等，是一种用于运载电力的装置并且可以适用于极端或高滥用环境中的牢固电连接。例如，插针和套管装置允许电力输送被保护免受湿气、灰尘等等的影响。在一些示例中，插针和套管装置可以用于为诸如焊接机、压缩机、输送机、便携式工具、便携式照明设备等等的设备供电。插针和套管装置尤其是适合在潮湿或腐蚀性环境中将大电流电源运送到设备。根据应用，插针和套管装置提供例如额定值为60a、100a、125a、200a等等的标准化设计。

用于传输电力的标准插针和套管装置典型由具有“插针”的公插头和可以连接到电源的母连接器或插孔构成。母连接器典型地包括用于接触和接收插针的配套的套管状触头(“触头套管”)。可以提供某种形式的闩锁以防止公装置和母装置的意外分离。此后，通过将插头插针机械插入到插孔触头套管中进行电连接。出于安全原因，除非正确并完全插入配套插头，否则插孔触头套管无法通电或接近。

标准插针和套管装置可以包括接线端子，该接线端子可以包括允许容易地插入和分离电线的通道。可以使用固定螺钉来提供可靠的连接以及简化接线端子的拧紧，以相对于插针或触头套管固定电线。当前的插针和套管装置将固定螺钉附接至触头支架的外表面，使得螺钉头位于触头支架的外部，以使技术人员易于操纵。但是，除非固定螺钉完全旋转到触头支架中，否则固定螺钉可能会松动并因此容易在现场丢失。

因此，期望提供一种在插针和套管装置中使用的触头支架，该触头支架防止固定螺钉与触头支架分离，同时还允许通过工具容易地从外部接近固定螺钉，以根据需要拧紧和松动各个独立固定螺钉。

技术实现要素：

提供该发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下文的具体实施方式中进一步描述。该发明内容既不意图标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图帮助确定所要求保护的主题的范围。

本公开涉及一种具有集成触头支架固定螺钉的插针和套管装置。在一个实施例中，插针和触头套管装置可以包括壳体和位于壳体内的触头支架。触头支架可以包括均接收端子的多个触头开口，触头支架还可以包括在外周边与所述多个触头开口中的第一触头开口之间延伸的工具开口。插针和套管装置还可以包括固定螺钉，该固定螺钉定位在所述多个触头开口中的第一触头开口内。固定螺钉可以定位成与限定所述多个触头开口中的第一触头开口的一部分的保持壁直接相邻(directlyadjacent)，该保持壁可操作以防止固定螺钉穿过工具开口。

在另一个实施例中，本公开涉及一种插针和套管装置的触头支架。触头支架可以包括：触头开口，所述触头开口接收端子；工具槽，所述工具槽从外周边延伸到触头开口；以及螺钉保持器，所述螺钉保持器限定了与工具槽对准的螺钉进入通道，所述螺钉保持器包括成型(contoured)表面和保持壁，所述保持壁限定了触头开口的内部部分，其中固定螺钉被定位在触头开口内并且与保持壁和成型表面直接相邻，并且其中固定螺钉被整个地定位在外周边内。

在另一个实施例中，本公开涉及一种插针和套管装置，所述插针和套管装置包括壳体、位于壳体内的触头支架以及固定螺钉。触头支架可以包括：触头开口，所述触头开口接收触头套管；工具槽，所述工具槽从外周边延伸到触头开口；以及螺钉保持器，所述螺钉保持器限定了与工具槽对准的螺钉进入通道，所述螺钉保持器包括成型表面和限定触头开口的内部部分的保持壁。固定螺钉可以定位在触头开口和螺钉进入通道内，所述固定螺钉定位成与保持壁和成型表面直接相邻，所述保持壁可操作以防止固定螺钉进入工具槽中。

附图说明

作为示例，现在将参照附图描述所公开的装置的特定实施例，其中：

图1是根据本公开的实施例的插针和套管装置的一个示例性实施例的分解透视图；

图2是根据本公开的实施例的与图1的插针和套管装置一起使用的支架组件的一个示例性实施例的侧透视图；

图3是根据本公开的实施例的与图1的插针和套管装置一起使用的触头支架的一个示例性实施例的透视图；

图4是根据本公开的实施例的沿着图2的线3-3’的支架组件的俯视横截面图；

图5是根据本公开的实施例的与图1的插针和套管装置的触头支架一起使用的螺钉保持器的示例性实施例的局部俯视图；

图6a是根据本公开的实施例的与图1的插针和套管装置一起使用的固定螺钉的示例性实施例的仰视透视图；和

图6b是根据本公开的实施例的图6a的固定螺钉的侧透视图。

附图不一定按比例绘制。附图仅仅是代表，并不意图描绘本公开的特定参数。附图意图描绘本公开的示例性实施例，因此不应视为对范围的限制。在附图中，相似的标号代表相似的元件。

此外，为了说明清楚，一些附图中的某些元件可以被省略或不按比例示出。为了说明清楚，这些横截面图可以是“切片”或“近景”横截面图的形式，省略了某些在“真正”横截面图中以其他方式可见的背景线。此外，为了清楚起见，在某些附图中可以省略一些附图标记。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述根据本公开的各种方案，在附图中示出了装置、系统和方法的优选实施例。所公开的方案可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员全面传达装置、系统和方法的范围。在附图中，相似的附图标记始终表示相似的元件。

本公开涉及插针和套管装置，所述插针和套管装置包括用于捕获各个独立固定螺钉以减少或消除固定螺钉掉落并在现场丢失的风险的触头支架。为了解决以上关于标准插针和套管装置所识别的缺陷，本公开的插针和套管装置包括触头支架，其用于将每个独立固定螺钉捕获在与端子连通的工具开口或工具槽内(例如，触头套管、插针等等)。与将螺钉头定位在触头支架外部的标准插针和套管装置的固定螺钉不同，本公开的固定螺钉被防止延伸超出触头支架的外周边。

在一个实施例中，插针和套管装置可以是用于在苛刻环境中使用的60a五线连接器组件。其他插针和套管装置可能包括工业级插头、插口、插孔(也称为插座)和机械互锁件，所有这些都设计成在极端环境下提供安全可靠的性能。尽管在此不作限制，但是在电流额定值为约20-100a的情况下，插针和套管装置可以达到ip67和ip69k封闭等级。此外，插针和套管装置可以提供至少两种不同的异物防护等级，例如，在电流额定值为约16-125a的情况下，可以提供ip44防溅等级或ip67水密防尘等级。应当理解的是，尽管本公开在插针和套管装置的特定类型方面进行了描述并且示出了插针和套管装置的特定类型，但是本公开并不局限于此。本公开的触头支架和其原理可以与当前已知或以后开发的任何插针和套管装置相关地使用，包括插口、插孔、插头、连接器等等。

在一些实施例中，插针和套管装置可以包括壳体和位于壳体内的支架组件。所述支架组件可以包括触头支架，所述触头支架包括多个触头开口，每个触头开口均与电端子连通，所述电端子例如为插针、触头套管等等，这取决于所制造的插针和套管装置的类型。触头支架可以包括从其外侧表面或外周边延伸的工具开口或工具槽(在本文中可不受限制地互换使用)。工具开口与所述多个触头开口中的一个触头开口连通并因此与电端子连通。固定螺钉可以位于每个触头开口内。固定螺钉可以定位成与限定每个触头开口的一部分的保持壁直接相邻。保持壁的方向和尺寸设计成防止固定螺钉从中穿过(例如，离开或甚至进入)工具槽。因此，固定螺钉被保持捕获在触头支架内，从而使其在电线附接和/或分离期间不太可能丢失。

在一些实施例中，本公开的插针和套管装置可以包括螺钉保持器，所述螺钉保持器是触头支架内的结构，该结构构造成将固定螺钉保持捕获在其中。螺钉保持器可以包括与工具槽对准的螺钉进入通道，所述螺钉保持器包括支撑固定螺钉的成型表面。螺钉保持器可以进一步包括从成型表面延伸的一对侧壁，其中该对侧壁在固定螺钉的相对两侧上彼此平行地延伸。由此，固定螺钉被进一步保持在触头支架内的适当位置。为了确保固定螺钉不会滑出触头支架，可以将限定螺钉进入通道的一对进入通道侧壁之间的距离设计成小于固定螺钉的最宽点的直径。因此，固定螺钉将不被容许移动经过保持壁而从工具槽出来。

尽管不局限于任何特定类型的机械紧固装置，但是插针和套管装置可以包括固定螺钉，所述固定螺钉具有在第一端和第二端之间延伸的外螺纹。从固定螺钉的外周边测量，固定螺钉的第一端可以在触头支架中定位得更深，所述第一端与触头套管的内螺纹表面接合。在示例性实施例中，固定螺钉的第二端包括与工具槽对准的起子，例如内套筒起子。可以通过工具经由工具槽接近起子，以容许操作人员在对插针和套管装置进行接线时旋转固定螺钉。

尽管在下文中将关于电连接器组件来描述实施例，但本领域普通技术人员将理解，本公开的触头支架和捕获式固定螺钉也可以适用于但不限于插头、插口、插孔和机械互锁件。

现在参照图1-2，将更详细地描述根据本公开的插针和套管装置100的示例性实施例。图1示出了插针和套管装置(以下称为“装置”)100，图2示出了装置100的支架组件105。在一些实施例中，装置100可以是连接器，例如电连接器，并且可以包括一个或多个壳体部件，例如能够与前壳体104联接的主壳体102。在一些实施例中，主壳体102和前壳体104经由机械附接件固定在一起，所述机械附接件例如但不限于沿着主壳体102的第一端110的外螺纹108和前壳体104上的对应内螺纹(未示出)。在一些实施例中，可以在主壳体102和前壳体104的相交处设置o形环109，以形成隔离湿气和污染物的密封。主壳体102和前壳体104可以提供保护以防止滥用以及免受环境影响，包括在从低到高的环境温度极限(例如，-40℃至60℃)中。在一些实施例中，主壳体102和前壳体104由抗冲击改性尼龙(一种抗冲击、耐热、阻燃和耐化学的绝缘材料)制成，但是可以设想的是，壳体可以由任何其他合适的材料制成，例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)。

如进一步所示，主壳体102的第二端111可以经由机械附接件联接至鞍形夹具112，机械附接件例如但不限于主壳体102上的外螺纹113和鞍形夹具112上的对应内螺纹114。在一些实施例中，鞍形夹具112可以包括：壳体垫圈115，例如水密氯丁二烯洋葱皮式垫圈；以及夹具垫圈116。壳体垫圈115和夹具垫圈116防止湿气、灰尘和污染物进入主壳体106的第二端111。壳体垫圈115的固态氯丁二烯可以提供可靠的密封性和出色的耐化学性/耐腐蚀性。在一些示例中，壳体垫圈115上的洋葱皮式设计提供了精确的水密配合，从而消除了从可能无法精确配合电缆护套的多个垫圈中进行选择的需要。

前壳体104还可以包括通过例如配套铰链部件120a、120b机械地固定到其上的连接器盖118。连接器盖118可以包括垫片122和锁紧环124。锁紧环124可以包括一个或多个内部锁紧特征(例如，凸片)，其可操作以当连接器盖118和前壳体104相对于彼此旋转时接合前壳体104的对应机械锁紧特征(例如，半螺旋形脊)125。在一些实施例中，连接器盖118可以是自动关闭的弹簧加载盖。尽管不局限于任何特定的材料，但是连接器盖118可以由性能等级的不锈钢制成，以便提高耐腐蚀性和耐久性。

参照图1和图2，装置100可以包括支架组件105。如图所示，支架组件105可以设置在主壳体102和前壳体104内。在一些实施例中，支架组件105可以包括连接支架128，该连接支架包括多个连接开口129，用于接收多个电端子132，使得电端子132的第一端131可以接近以便与来自配套装置的对应端子接合。如图所示，电端子可以是用于接收来自配套插头装置的插针的母触头套管132的形式。如图所示，可以有五(5)个触头套管132，包括中性触头套管133、接地触头套管134和相触头套管135。在一些实施例中，中性触头套管133、接地触头套管134和相触头套管135交错设置以确保预期的断开顺序。触头套管132的第二端136可以插入到触头支架140中。触头支架140可以通过任何合适的装置(包括例如通过一个或多个螺纹紧固件)联接到支架组件105。触头支架140可以由增强尼龙制成，不过也可以使用其他合适的材料。尽管为了简洁起见在本文中没有进一步描述，但是在其中装置100是插头或插孔的示例中，电端子132可以是插针的形式。

如图所示，触头支架140可以包括多个触头开口141(图2)。所述多个触头开口141可以形成在触头支架140的第一端面140a中。多个触头开口141可以与多个触头套管132连通。触头支架140还可以包括一个或多个工具开口144。工具开口144可以形成在触头支架140的侧表面或外周边145中。如图所示，工具开口144中的每个均可以是长形槽的形式，但是也可以设想其他形状。在使用中，触头支架140可以包括相等数量的触头开口141、工具开口144和端子/触头套管132。在使用中，一个工具开口144可以与多个触头开口141和/或触头套管132中的每个连通。工具开口144可以垂直于或基本垂直于每个对应的触头开口141和/或触头套管132延伸。如将在下面更详细描述的那样，工具开口144中的每个均可以设置在触头支架140中，以容许通过工具(未显示)(例如螺丝起子、套筒扳手等等)接近固定螺钉148，以便相对于对应触头套管132拧紧或松动固定螺钉148，以固定端子/触头套管132内的电线，同时防止固定螺钉148穿过工具开口144。

现在转到照图3-4，将更详细地描述根据本公开的实施例的插针和套管装置100的触头支架140。如图所示，触头支架140可以包括一个或多个触头开口141，每个触头开口接收多个触头套管132(中性触头套管133、接地触头套管134、相触头套管135)中的一个，使得触头开口141中的每一个均与触头套管132中的一个连通。触头开口141和/或触头套管132也可以与从触头支架140的侧表面145延伸的对应的工具开口144连通。触头开口141中的每个均可以包括限定中心腔149的底壁147和一组侧壁146。每个触头开口141的底壁147和一组侧壁146构造成接收每个对应触头套管132的第二端136，其中底壁147和一组侧壁146可以彼此垂直地布置。在一些实施例中，每个触头套管132的第二端136可以是盒式端子，所述盒式端子可以包括与固定螺钉148的螺纹164啮合的内螺纹表面143。如图所示，底壁147可以构造成防止触头套管132完全穿过触头支架140。在一些实施例中，可以在底壁147中设置开口以接收触头套管132。

触头支架140还可以包括一个或多个螺钉保持器150，该螺钉保持器限定了与每个对应的工具开口144对准的螺钉进入通道151。螺钉进入通道151可以与中心腔149以及与工具开口144连通。在一些实施例中，螺钉保持器150可以包括构造成接合/支撑固定螺钉148的成型表面152以及从成型表面152延伸的保持壁155。如图所示，每个螺钉保持器150还可以包括从成型表面152延伸的一对侧壁153、154。所述一对侧壁153、154可以在固定螺钉148的相对两侧上彼此平行地或基本相互平行地延伸，以帮助保持固定螺钉148在触头开口内141的位置。

在使用期间，当固定螺钉148存在于触头开口141内(例如突出到触头开口141内时)，固定螺钉148可以定位成与保持壁155和成型表面152直接相邻。由于保持壁155和螺钉进入通道151的尺寸不容许相对较大尺寸的固定螺钉从中穿过，因此防止固定螺钉148穿过形成在触头支架140的外周边或侧表面145中的工具开口144。更特别地，限定进入通道151的一对进入通道侧壁156、157可以分开距离“d”，该距离“d”小于固定螺钉148的头部的直径，使得固定螺钉148被保持在保持壁155和对应触头套管132之间的适当位置中。结果，在示例性实施例中，固定螺钉148可以整个地定位在触头支架140的外周边145内，使得固定螺钉148的任何部分都没有突出超过触头支架140的最外表面。

现在转向图4、图5和图6a-6b，将更详细地描述根据本公开的实施例的触头支架140的示例性螺钉保持器150。螺钉保持器150包括与工具开口144对准并从该工具开口延伸的螺钉进入通道151。示例性的固定螺钉148被示出为延伸到触头开口141中。在一些实施例中，固定螺钉148可以包括在第一端165和第二端166之间延伸的螺纹163，其中第一端165构造成接合/进入触头套管132，例如，如图4所示。固定螺钉148的第二端166可以包括与工具开口144对准的套筒起子168，例如六角形内套筒起子。套筒起子168可以由工具(未示出)接合，所述工具通过工具开口144进入触头支架140。应当理解的是，在其他实施例中，固定螺钉148可以包括各种不同的起子构造。

如图所示，固定螺钉148定位成与保持壁155和成型表面152直接相邻，所述保持壁155面朝中心腔149且背对工具开口144。在一些实施例中，成型表面152和保持壁155限定触头开口141的中心腔149的内部部分。固定螺钉148的第二端166可以包括面向保持壁155的端壁表面169。如图所示，保持壁155可以为大体上u形的，其被螺钉进入通道151分开。螺钉进入通道151可以由所述一对进入通道侧壁156、157部分地限定，所述一对进入通道侧壁可以垂直于保持壁155定向。在示例性实施例中，所述一对进入通道侧壁156、157之间的距离“d”小于固定螺钉148的直径“d”。因此，端壁表面169与保持壁155接合以限制固定螺钉148朝向工具开口144运动，而进入通道151的距离“d”容许接近套筒起子168。因此，由于固定螺钉148的位置位于保持壁155和触头套管之间，固定螺钉148不可能从触头支架140掉出。

总之，本文提供了插针和套管装置，其包括有利地被保持捕获在触头支架内的固定螺钉。此外，可以在不完全移除固定螺钉的情况下移除和附接固定至每个触头套管的电线(未示出)，从而有利地缩短组装连线时间。

如本文中所使用的，以单数形式记载并且以单词“一”开头的元件或步骤应被理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地记载这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引述不意图被解释为排除也包含所述特征的其他实施例的存在。另外，为了方便和清楚起见，本文还可能已经使用了诸如“前”、“后”、“外”、“内”、“顶”、“底”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”、“高度”和“宽度”之类的术语来描述装置及其各个部件的相对定位和定向，每个部件都是相对于装置的几何结构和方向，正如图中看上去的那样。

尽管本文已经描述了本公开的某些实施例，但是不意图将本公开局限于此，因为意图是使本公开的范围与本领域所允许的一样宽并且说明书也以同样的方式解读。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而是仅仅为特定实施例的示例。本领域技术人员将设想到在所附权利要求的范围和精神内的其他修改。