专利名称：不焊接式电接线盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一项对有底座和盖子的不焊接式电接线盒的改进，底座和盖子用于封闭住被连接的电线;还涉及盖子的机械锁定特性方面的改进，用于在连接电线接头前，让盖子卡住底座部件以便于输送和装卸。
本发明是对美国3，012，219号专利所描述的不焊接式接线盒的改进，如美国191，399号外观专利所示。该发明也涉及在美国4，891，018号专利中描述的一种新型接线盒，它用一种比过去使用的聚碳酸酯材料硬度小的材料(如聚烯烃)制成。这种较软的材料具有许多优点，包括比聚碳酸酯更好的柔软性和弹性。这些优良的特性对于改进接线盒基本部件的结构并获得同样性能也是很重要的。一种变动是改进盖子和底座的设计把盖子固定在底座上，在把接线盒从箱子或分配器里实际取出进行电线连接之前，限制盖子和底座移位和分开。
美国4，891，018号专利提供了一种新的设计，它可以使在进行了电线绝缘移动连接后组装起来的盖子和底座固定。另一个先有专利是美国5，067，910号发明专利，它涉及一种利用机械锁定装置将盖子固定在位置上的结构，其中有一个楔形构件，可以在把盖子装在底座上盖上之前，阻挡盖子向上移动。
本发明对盖子和底座在使用前把构件卡在一起做了进一步改进，而且使部件易于装配;同时在用接线盒连接多根电线之前在运输和装卸期间，若存在作用力使盖和底座有分离的趋向时，这种接线盒能产生自锁作用，即具有自动保持性能。
下列专利也说明了盖子和底座构件的用途。盖子有一条与锁销相配合的肋条，锁销的延伸方向大体与盖子和底座的相对移动方向垂直，这种移动是在装配盖子和底座连通多条电线时产生的。象这样的美国专利包括3，718，888号专利、3，804，971号专利、4，326，767号专利、4，444，448号专利和4，496，206号专利。这些相互配合的隆起和槽沟不适合圆形套嵌式构件。
美国4，444，449号专利是说明盖子下部的拱条和底座上部的槽沟的用途的相关专利。该专利公开一个在套嵌式盖子和底座间的接合处15具有压配合的电线接线盒。另外，接线盒底座1侧壁上的槽沟17和顶盖11上的附加拱条19使外壳部件能正确定位。顶盖里还支着一个能切透电线绝缘层的金属接触部件。在这个接线盒里，部件-盖子和底座用聚碳酸酯塑成，它们在底座上部的锥形开口13套嵌在一起。对用具有压配合性能的拱条和槽沟将部件保持在预装配位置还没有其他教导。随着较软材料的使用，接线盒需要有足够的支承力避免盖子从底座上移位。
本发明在盖子固位方面提供了改进。它意味着装配前限制盖子从底座上移位。同时在盖子套嵌式嵌入底座后帮助固定已经定位的部件。
本发明提供了一种连接多条电线的改进了的电线接线盒，它包括一个底座构件，底座里有若干通过一个孔颈部分进入底座内腔的长的电线安放导槽。底座构件至少有一条横向延伸穿过内腔里电线安放导槽的槽，它大体与导槽垂直。底座构件还有确定内腔并包围着电线安放导槽的壁件，内腔的壁从进入内壁的开口处朝其底座表面方向分开。
被加工成适合与底座内腔相配合的盖子包括一个顶壁和从顶壁分开的垂悬侧壁。侧壁有两个支腿，它们在周边上相间位置处延伸到侧壁自由(悬空)边缘以外，而电线连接件则被安装在支腿与顶壁内表面之间。支腿从侧壁的悬空边缘分开，当盖子盖在底座上时支腿被装入内腔里。盖子垂悬侧壁的悬空边缘的尺寸要稍大于底座构件开口的内侧尺寸。这样当盖子套嵌到底座构件上时，内腔上部的开口能扩大让盖口进入，同时帮助构件固定在电线连通的装配位置上。
底座或盖子的壁件上加工有大体为径向延伸的键或拱条。拱键延伸到与壁件等高，并有一个截头V形或梯形横截面。盖子或底座其他部分的壁设置有相配合的有截头或平坦底壁的V形键槽或槽沟，它们确定了键槽与其他部分的拱键或拱条产生一个压配合，从而在将与盖子组装起来的部件保持在位置上，同时在装配前限制盖子相对于底座的翻转移动。
拱键或拱条最好设置在底座中，而键槽或槽沟设在盖子的侧壁和支腿中，支腿延伸到侧壁自由边缘以外并向外延伸。
此外，底座和盖子是用有弹性的聚烯烃制成的，底座将能稍微扩大以便在锁定位置上安放盖子。盖子的周边有一条与底座内壁接合的拱条，它可以在由温度变化、雷电和环境原因引起的压力下限制底座的位移。
下面参考附图对本发明做进一步说明，附图中，
图1是本发明的接线盒的透视图，底座和盖子以分解图示出。
图2是底座装上盖子的图1所示接线盒的侧视图。
图3是沿图2中的线3-3的垂直剖视图。
图4是沿图2中的线4-4的纵剖图。
图5是局部示意图，说明在底座构件的键和盖子的键槽之间形成的楔入表面和锁锁表面。
本发明将参照附图进行描述，其中各图上的相同的标号都表示相同的部件。
图1中接线盒10由一个绝缘底座11和一个绝缘盖12组成。盖子口支撑着一个大体呈U形的导电连接件13(见图3)，它与一对电线有良好的电绝缘移动接触。
底座11包括多个纵向並排的管形电线安装孔道20，这些孔道从底座11的孔颈部分21的末端开始。穿过孔颈21延伸到有支撑导槽24的盒体部分22，见图3和图4。盒体22内部是和导槽24相连的内腔25。而内腔25的底部有一些横向通往导槽24的有横向区或横向深槽26，用于安放连接件13上有深槽的平行板片。大体呈截头锥体的内腔25从在上面延伸的盒体22中的一个开口延伸电线支撑导槽24，同时内腔25由内壁表面确定，这些表面与锥体内腔轴线的交角为6°左右。
支撑面27与构成内腔25的壁件一起支撑盖子12，在底座11开口处，盖子12有两条伸入内腔25的并与壁件相啮合的垂悬支腿33，用于在一开口位置处将盖子12定位到底座11上在安装接线盒时，两支腿偏从侧壁的自由边缘分开，彼此相对地压入内腔，然后平行地伸向底座壁件的内表面。当底座11和盖子12组装起来连接插在里面的多条电线时，支撑内表面27和盖子下部的外表面28在内腔的开口处形成了一个张开力，从而扩大开口以便容纳稍大些的盖子。
底座11的壁面上有一对肋条或键30，它们，从内壁表面径向伸长并与沿长度方向的内壁表面等距，如图所示，它们被安装在靠近横向槽26端面的位置。键30延伸到与壁表面等高，并且有具有平坦连接外缘的合聚壁表面，这个表面构成了楔入键槽中具有截头V形或梯形横截面的拱键。底座11最好由有弹性的聚合材料塑成，这种材料应有较好的半透明、防溶解、疏水和有弹性的性能。亦即，它有良好的拉伸强度和足够的伸缩力，能承受至少10%到20%的延伸。具备这些性能的较适合材料是聚烯烃，例如比聚碳酸酯便宜的聚丙烯。
盖子12是连接件13的支托，并且由聚烯烃(如聚丙烯)塑成。盖子12包括一个端壁或顶壁31和大体呈锥形的外围侧壁32。从侧壁32对置的悬空边缘延伸出一对支腿33。它们从侧壁32的悬空边缘分开，被安置在与底座构件11的壁内表面大体平行的位置。如图所示，支腿33安装在靠近U形连接件13有深槽的金属片的末端的位置。盖子在开口处盖在底座构件上时，支腿33就放入了内腔25里面。
如图所示，接线盒的盖子12包括一条形成键槽40的槽沟。这条键槽40与肋条或拱键30相配合，而拱键30沿着确定内腔25的底座构件11的内表面向上并向外延伸。在侧壁32的悬空边缘的楔形表面上，盖子12还有一条外突圆环或拱条41。当盖子移到电线连接的位置而拱条41位于内腔25里时，拱条41将与底座侧壁相嵌。当接合处处在由温度变化、雷电和其他环境原因引起的应力下时，拱条41将限制盖子的移位。
连接件13由可延伸导电金属制成。较合适的材料是合金。最好选择的合金在断裂前能达到10%的延伸率，并有415-550MPa(60000-80000磅/吋2)较好的屈服应力。例如，大约0.4毫米(0.0159英寸)厚的铜合金，其强度就象硬度为3/4或Ho/3的260铜锌合金(黄铜)一样。连接件13支在盖子12里。并被对置末端向外延伸的倒钩固定住，倒钩的末端穿过支腿材料，见图3。连接件13是一个有两个平行薄片大体呈U形的构件，这两个薄片被开了深槽形成U形狭槽39以便安放和移动被连接电线的绝缘体。同时对电线导体形成了一个有弹性和弹簧压缩量的电连接。连接件13的薄片互相平行，相距约1.27毫米(0.050英寸)。每个片上的电线安放狭槽39相距3.2毫米(0.126英寸)。在电线安放狭槽39之间有一个为连接件提供更大灵活性的余隙狭槽。在确定狭槽39的对置表面的平行部分之间，电线安放U形狭槽的原始宽度为0.29毫米(0.0115英寸)。
非常详细的说明如图4和图5所示，在接线盒关闭前和关闭时，拱键30和键槽40沿着它们的长度相互啮合，限制盖子从底座上移位和翻转。此外，连接件13的板片被安装成与横向槽26相平行。如图所示，拱键和相配合的键槽把盖子定位在底座上的适当位置上并固定在这个位置。
每对拱键和键槽的配合是本发明的锁定设计特性关键。盖子的每个支腿33上有一个渐缩的梯形键槽40。键槽的深度从拱条41的底部到支腿的底部是不变的。底座构件11有梯形拱条或拱键30，这些拱键30塑在形成内腔25的壁内表面并与键槽匹配。拱键30径向突出并且沿它们长度方向相对壁面测量的高度相等。键槽从拱条41的底部到支腿的自由端有一个等横截面。拱键30和键槽40被加工成所需尺寸，这样它们的合聚(收敛)边缘能达到着理论上与面的相互接触，见图4和图5。合聚壁和合聚角度在壁件之间产生了一个力，它由支腿33固有的弹力产生，这种从支腿33的偏转产生的力足以将拱键和键槽卡在一起。当施加一个让盖子脱离接线盒的力或翻转盖子产生一个力时，正对着拱键的力会增强，同时拱键和键槽合聚壁之间的力也会增强。这种增强了的力导致阻挡盖子脱离或移动的摩擦力增强。
键30必须不接触键槽40的底部，而且支腿的外表面也必须不接触内腔壁件的内表面。如果这些条件满足，当与没有加拱条和加楔的结构相比时，让盖子与接线盒分开所需的力将增加一个可预计的量。阻力量的大小由楔销的角度确定。这种滑动V形槽为工程学学生所知，而且在第九版的机械工程师符号标准手册中第3至29页有专门说明，这本手册于1986年出版，由R.R.Donnelley&Sons公司为MeGraw-Hill印刷和装订。
在合聚(渐缩)的壁件之间，一个较小的角度会形成一个较大的力。然而，由于制造公差当拱键(或键槽)的宽度变化时，一个较小的角度也会使拱键在键槽内的位置产生一个较大的偏差。因为键槽底部不能接触拱键和支腿外表面不能接触确定内腔的内表面十分重要，所以键槽的深度必须被控制在已知的范围内。一个6°的锥度或角α被认为是对这一应用理想的折衷方案。这增加了一个系数为4.8所要求的拨出力，而且拱键宽度0.025毫米(0.001英寸)的变化导致了键槽内拱键深度0.13毫米(0.005英寸)的变化。这是一个具有可达到制造公差的重要制造改进。
因此，本发明提供了一个改进的能产生良好电连接的接线盒，它有一个底座和一个有电线连接件的盖子，底座和盖子上有相互配合锁定的键和键槽。盖子上有键槽，尽管可以设想将键设置在盖子和支腿上，键槽设置在构成内腔的底座壁件中，但是这样底座部件的壁厚在与键槽处就会很薄，以致在冷天的寒冷气候中使用接线盒时这个部位容易发生破裂。
权利要求
1.一种用于连接多条电线的接线盒，包括一个底座(11)，它有多条长的并排设置的电线安放导槽(24)，这些导槽(24)穿过孔颈部分(21)进入一个截头圆锥内腔(25)，该底座的内腔(25)底部至少有一条横向延伸穿过电线安放导槽(24)的槽(26)；该底座(11)还有确定内腔(25)并包围着电线安放导槽(24)的壁件，这些壁件内外表面，内腔的壁从进入内腔的开口处朝其底部，方向分开一个盖子(12)，它被加工成适合与底座(11)内腔相配合的形状，并包括一个顶壁(31)和从顶壁分开的垂悬侧壁(32)，侧壁(32)有两个在周边上相向位置处延伸到侧壁悬空边缘以外的支腿(33)，和一个安装在盖子(12)的顶壁(31)内表面处的电线连接件(13)，盖子(12)的支腿(33)从侧壁件的自由边分开。当盖子被置于底座上时，支腿则装配到内腔(25)内，其特征在于底座(11)和盖子(12)中有一个其上至少加工有一径向延伸的键(30)，底座(11)和盖子(12)中的另一个上则加工有键槽(40)，键(30)有一个等梯形横截面，键槽(40)则有一个等横截面形成匹配的截头V形槽，因此截头槽的合聚壁与键的合聚壁相接触，同时键槽的底部与拱键的顶部之间存在着一个间隙。
2.按照权利要求1所述的电线接线盒，其中，底座(11)是用半透明、防溶解、疏水、有弹性的聚合材料做成的。
3.按权利要求2的电线接线盒，其中，聚合材料是聚烯烃。
4.按权利要求3的电线接线盒，其中，聚烯烃是聚丙烯。
5.按照权利要求1或4的电线接线盒，其中，两个键(30)大体相对地设置在底座(11)里，而相配合的键槽(40)则开在盖子(12)的外侧壁(32)和外支腿(33)上。按照权利要求1或5电线接线盒，其中，连接件(13)为U形，有一对互相平行的板片，这对板片分别加工有与待连接电线的相接的电线安放槽。
全文摘要
一种电线接线盒有一个底座和一个盖子，底座(11)和盖子(12)具有轴向延伸相互配合的渐缩拱键(30)和键槽(40)通过拱键的壁与键槽的合聚壁之间的相互啮合，使盖子在底座上定位并保持在底座上。
文档编号H01R4/24GK1071281SQ9211098
公开日1993年4月21日 申请日期1992年9月22日 优先权日1991年9月23日
发明者乔治·诺克斯 申请人:明尼苏达州采矿制造公司