专利名称：电连接器密封系统的制作方法
一种类型的连接器包括由刚性模制工程塑料制成的刚性绝缘体，这种塑料是一种具有至少为100000psi的杨氏弹性模量的材料，还包括由弹性材料制成的密封件，这种材料具有不大于50000psi的杨氏弹性模量。此刚性的绝缘体和弹性的密封件对准接收接头的通道，所述接头具有向后延伸的导线。所述导线通过密封件并在密封件后面延伸。刚性绝缘体形成面向前后的台肩，其和接头上的相应的台肩啮合，以便阻止接头的运动，同时密封件对导线进行密封以便防止水或其它流体通过达到接头和导线的暴露的部分。
大部分接头用于传输信号，并具有比在其上延伸的导线的直径大出不多的直径。不过，一些接头具有大的直径，例如用于传输功率的接头和具有中心接触部分和外部接触部分的同轴接头。通常可以把适当小一些的直径的导线连接到这种大直径的接头上。不过，在确保密封通道的壁和用于连接大直径的接头的所述适当小一些直径的导线的外径之间的密封方面存在问题。只有当接头的最大直径和导线直径之间的直径差合适时，才能把接头推入就位和从密封通道中被除去而不会损坏。不过，当大直径的接头被推通过密封通道时，大的直径差将破坏密封通道。对于大直径的接头可以使用较大直径的导线，不过这样的缺点是，较大直径的导线在电缆中占据更多的空间，并且增加成本。这样一种连接器将是有价值的，这种连接器呈一种简单的并且容易安装的组件形式，其能够使大直径的接头被迫使向前或向后通过密封通道而不会对密封通道造成破坏，同时所述密封通道又能提供和从接头延伸的导线的可靠的压配合。
按照本发明的一个实施例，提供一种所述类型的改进的连接器，其具有刚性绝缘体和在所述绝缘体后面的弹性密封件，带有被牢固地保持在所述刚性绝缘体中的接头和从接头延伸的被密封件密封的导线。这种改进的连接器使得接头能够通过所述密封通道而不破坏密封通道，尽管在接头的最大外径和从中延伸的导线的外径之间具有大的直径差。所述连接器包括模块弹性插入物，其具有和所述导线呈压配合从而进行密封的的管状的内表面，并具有和相应的密封通道呈压配合的外表面。所述模块插入物被穿在导线上，以使接头在所述插入物不就位的状态下可以通过绝缘体通道，然后迫使插入物进入绝缘体通道。所述连接器可以包括带有从中延伸的导线的附加接头，此时在接头的最大直径和导线的外径直径间没有大的直径差，以致于可以迫使较小的接头通过密封通道的密封壁而不破坏密封壁，并且带有和密封件的支持部分整体形成的密封壁。
本发明的新的特征特别在所附的权利要求书中提出。通过结合附图阅读下面的说明，可以更好地理解本发明。
图1是按照本发明第一实施例构成的连接器的前等角投影图；图2是图1的连接器的后等角投影图；图3是图1中连接器的部件分解剖视图，表示位于连接器本体外部的一个大接头和一个小接头；图4是图3的连接器的剖视图；图5是本发明另一实施例的连接器的部件分解剖视图，其中大接头是同轴接头。
图1和图2说明具有大接头12和小接头14的连接器10。大接头组件或大接头12是功率接头，其用于传输大电流，因此需要较大的面积和较大的截面，以便减少发热，同时，小接头14是信号接头，其用于传输小电流的信号。通过沿着向前的方向F移动，这些接头可以和另一个连接器的接头相连。导线20具有终止于大接头上的前端，并从该连接器向后方R延伸，同时，较小的导线22和较小的接头相连，并从该连接器向后延伸。
如图3所示，所述连接器包括连接器本体30，其带有用于固定接头12、14的位置的刚性绝缘体32和用于密封导线20、22以避免湿气进入导线终止于接头的位置的弹性密封件34。刚性绝缘体包括前后部分40、42，它们由刚性工程聚合物模制而成，所述聚合物是至少具有100000psi杨氏弹性模量的聚合物。密封件34由弹性材料模制而成，所述材料是至少具有50000psi杨氏弹性模量的材料。密封件的前端借助于粘结剂或热粘结工艺被固定在刚性绝缘体上。
每个大接头组件或接头12包括在实心的机加工件61上的金属片锁紧环60。所述接头包括用于和匹配接头啮合的接头前部50、一个面向后方的台肩52和两个面向前方的台肩54，56。金属片锁紧环60由被卷成圆柱形的金属片制成，其具有间隙58。锁紧环具有一个向内成角度的前端，其形成一个面向前的和接头台肩52邻接的台肩64，并具有和接头台肩56邻接的锁紧环后台肩59。这样，把锁紧环保持在接头的支持部分(部分61)上。当大接头组件被向前推到其位置时，在锁紧环上的台肩59卡在绝缘体部分42上的面向前的台肩65的后方，从而防止接头脱落。与此同时，在接头上的面向前的台肩54基本上和被形成在刚性绝缘体后表面上的面向后的台肩66邻接，借以阻止大接头的任何进一步向前运动。
刚性绝缘体32具有用于接收大接头的接头保持通道70，同时弹性密封件34具有相应的密封通道72，其接收大接头，并且供大的引线20通过其延伸。
小接头14被以类似于大接头的方式保持着，其中利用刚性绝缘体32，所述刚性绝缘体具有叉齿(tine)80，所述叉齿具有形成和在小接头上的面向后的台肩82啮合的面向前的台肩的自由的前端。所述刚性绝缘体还形成面向后的台肩84，其和小接头的面向前的台肩86啮合。因而，和大接头的情况一样，小接头可以通过向前滑动到达其位置，直到弹性的台肩卡在该接头面向后的台肩的后方为止进行安装。
小的导线22中每一个包括一铜芯90和围绕该铜芯的绝缘体92。绝缘体的前端是带状的，铜芯的前端96被插入在小接头后端的套筒100中，导线芯终止在接头上。端接可以通过压接套筒100来实现。另一种类型的套筒能使铜芯前端96焊接在接头套筒上。刚性绝缘体形成接收小接头的小的通道102，而弹性密封件34形成供接头和小的导线22延伸通过的小的密封通道104。
密封件形成内部隆起110，其沿径向向内向着密封通道的轴线112凸出，从而密封导线22的外部。内部隆起的内径用于和导线22形成压配合，以提供防水密封。所述内径小于小接头的最大直径B。结果，接头的插入需要用力向前推动使其通过内部隆起110，当接头的大直径的部分通过时，所述隆起110将变位。小接头的最大直径B和导线的直径D1(其是常数)之间的直径差是不大的。结果，接头可以被柔和地推动通过内部隆起110到达其安装位置，而不会对用于阻止湿气接触小导线22的内部隆起造成永久破坏。应当注意，在弹性密封件中的小通道104的直径最好大约等于接头的最大直径B，并且几乎在所有情况下，通道104的直径至少是接头最大直径B的95％，以便能够使接头插入。
大的导线20包括绝缘体120和铜芯122。铜芯以和小接头相同的方式端接在大接头的套筒124上，通过压接包围铜芯前端126的套筒实现所述端接。
大导线20被和其处于压配合的密封通道中的内部隆起130密封就位。可以和密封件34的支持物整体地形成大隆起130，如同用于密封小的接头和导线的小隆起110那样。不过，把大的内部隆起130和密封件34形成一个整体具有缺点。这是因为大接头的132部分的最大直径D4比大导线的直径D2大得多。结果，如果大接头部分被推动经过一直径的内部隆起130以便和大导线实现压配合，则大接头部分54将会引起隆起的永久性破坏，结果很可能不能在大导线周围实现防水密封。
为避免破坏大内部隆起130，中请人在和密封件34分开模制的弹性模块插入物140的管状的内表面134上形成大的内部隆起130。在把导线芯的前端126端接到接头上之前，模块插入物140在大导线20上被滑动。在把导线端接在接头上之后，把接头向前推动经过密封件和刚性绝缘体中的通道72，70，直到大接头处于或非常接近于其安装位置为止。然后，把模块插入物140向前推入密封通道。应当注意，密封件具有一内部法兰150，其具有面向前的法兰表面152。模块插入物140当被推动经过法兰时稍微被压缩，直到在插入物后方的面向后的插入物表面154和法兰表面152邻接为止。此时，插入物对着接头的后端156被稍微压缩，而且插入物的外表面158和密封本体的内部处于压配合状态。最好不把插入物粘结在其位置上，以便能够更换接头。密封通道72的内径D5最好和接头的最大外径D4基本相同，虽然可以使用象最大接头直径95％那样小的密封通道72。
在申请人设计的一种连接器中，小接头14具有85密耳的最大直径B(1密耳等于10-3英寸)，或2.2mm，而小导线的直径D1是48密耳(1.2mm)，其比为85/48＝1.8。申请人发现，利用这个等于1.8的接头最大直径对导线外径的比，在接头被推动通过隆起之后，可以保持小的内部隆起110对于导线的密封。大接头具有225密耳(5.7mm)的最大直径D4，而导线具有100密耳(2.5mm)的直径D2，其比为225/100或2.25∶1。申请人发现，可以密封大导线的内部隆起会因大接头的通过而被破坏，使得不能确保密封。似乎是，当接头最大直径与导线直径的比大于大约2∶1时，申请人的单独模制的插入物是理想的，而当所述比小于2∶1时，可以使用和密封件的支持物整体形成的内部隆起提供可靠的密封。此外，当直径差0.225－0.100＝0.125英寸(3.2mm)大于大约0.1英寸(2.5mm)时，单独模制的插入物是理想的。对于小的接头组件，所述的差只有0.85－0.048＝0.037英寸(0.9mm)。
在申请人设计的连接器中，每个大密封件通道直径D5是0.227英寸(5.8mm)，其大于每个插入物内部隆起的直径D6的250％。实际上，内径D6是0.07英寸(1.8mm)。
图5表示本发明另一实施例的连接器200，其中大接头202是同轴接头，带有插销状的中心接触部分204和插座形的外同轴接触部分206。该连接器包括一本体210，其带有在其每个部分214、216中的由模制刚性工程聚合物制成的刚性绝缘体212和弹性密封件220。刚性绝缘体212具有通道222，其和密封件中的相应的通道224对准。同轴线或电缆230具有被端接在外接触部分上的外导体232，还具有被端接在内接触部分204上的中心导体234。外接触部分206由金属片制成，其中形成有槽，以形成带有和刚性绝缘体上的台肩244啮合的面向后的台肩242的叉齿240。在接头上的面向前的台肩250和刚性绝缘体上的台肩252啮合。弹性模块插入物252把导线230密封在密封件通道224的内部。应当注意，迫使具有插座部分206的接头通过内部密封隆起是困难的，而且在这种情况下模块插入物252是特别有用的。
因而，本发明提供一种带有刚性绝缘体和弹性密封件的连接器，在弹性密封件中具有对准的通道用于保持具有向后延伸的导线的接头，并用于对导线实现密封，这能够避免破坏密封，尽管在接头的最大直径和导线直径之间具有大的直径差。当这种大的直径差存在时，通过提供一个单独的弹性模块插入物可以避免破坏密封，所述插入物在接头被安装之后被插入密封通道。该密封插入物可以处于连接器密封件的通道中，所述密封件具有一个或几个小的通道，其中接头的最大直径比相应小导线的外径大不多，并且压在导线的外部的密封隆起被和密封件的支持部分整体地形成，而不作为单独的插入物形成。密封件最好在用于保持模块插入物的每个通道的后面具有内部法兰，模块插入物被推动经过法兰，此后由所述法兰固定就位。
虽然上面说明了本发明的特定实施例，但是应当理解，不脱离权利要求限定的本发明的构思，本领域技术人员可以作出多种改变和改型。
权利要求
1.一种连接器(10，200)，所述连接器包括一连接器本体(30，210)，其包括形成多个保持接头的绝缘体通道(70，102，222)的刚性绝缘体(32，212)，所述连接器本体在每个绝缘体通道中形成一面向后的台肩(66，84，252)，以限制接头向前插入绝缘体通道，并沿着每个绝缘体通道形成面向前的台肩(65，80，244)，用于保持向前插入的接头不会向后脱落；多个接头(12，14，202)，其中的每一个处于所述一个绝缘体通道中，并具有面向前的和面向后的台肩部分(56，52，86，82，250，242)，它们基本上和所述连接器本体的面向前的和面向后的台肩接合，其中包括第一和第二接头；多个导线(20，22，230)，其中的每一个具有和所述一个接头相连的前端，并从接头向后延伸，其中包括和所述第一接头相连的第一导线(22)，以及和所述第二接头相连的第二导线(20)；所述连接器本体包括被固定在所述刚性绝缘体上的弹性密封件(34，220)，所述密封件具有多个密封通道(72，102，224)，它们分别和所述绝缘体通道的一个通道对准，且使所述导线通过所述密封通道；所述密封件具有牢固地压在至少所述第一导线(22)上的密封壁；一模块弹性插入物(140)，其具有和所述第二导线呈压配合的管状的内侧表面(134)，并具有和所述密封通道的第二个呈压配合的外表面(158)。
2.如权利要求1所述的连接器，其中所述第一和第二导线(22，20)中的每一个具有一外径(D1，D2)；所述第二接头(12)具有一前部，所述前部位于所述刚性绝缘体中，并且在其后面具有最大第二接头直径(D4)，所述直径大于所述第二导线外径(D2)的两倍，而所述第一接头的最大直径(B)小于小于所述第一导线外径(D1)的两倍。
3.如权利要求1所述的连接器，其中所述第二接头(12)具有一大于所述第二导线外径(D2)的180％的最大直径(D4)，并且所述最大直径至少比所述第二导线的外径大2mm。
4.如权利要求1所述的连接器，其中所述第二密封通道(72，224)沿着其长度除去其后端之外是圆柱形的，并且所述第二密封通道在所述后端具有一径向向内延伸的法兰(150)，其具有小于所述插入物外径的内径。
5.如权利要求4所述的连接器，其中所述插入物具有一带有面向后的插入物表面的后端部分，所述法兰具有一和所述面向后的插入物表面啮合的面向前的法兰表面(152)。
6.一种连接器，包括形成多个绝缘体通道(102，222)的刚性绝缘体(32，212)；多个接头(12，14，202)，每个接头位于一个所述绝缘体通道内；多个导线(20，22，230)，其中每个具有一和所述接头中的一个相连的前端(126，96，234)，并从接头向后延伸，并且具有一导线外径(D2，B)；弹性密封件(34，220)，其被固定到所述刚性绝缘体上，并具有多个密封通道(72，104，224)，所述通道的每一个和所述绝缘体通道的一个对准，所述导线中的每一个通过所述密封通道中的一个；所述导线的第一个(20，230)处于所述密封通道的第一个中，并且和位于所述绝缘体通道的第一个(70)中的所述接头(12，202)的第一个相连；所述第一个接头具有一大于所述第一导线外径的180％的最大直径(D4)；所述第一密封通道沿着其大部分长度具有一直径(D5)，所述直径(D5)至少是所述第一接头最大直径的95％；并且包括模块弹性插入物(140，252)，其具有一和所述第一导线处于压配合状态的管状内表面(134)，和一与所述第一密封通道呈压配合状态的外表面(158)。
7.如权利要求6所述的连接器，其中所述导线中的第二个位于所述密封通道的第二个(104)内，并被固定在所述绝缘体通道(104)的第二个上；所述第二接头具有一大于所述第二导线直径(D1)的最大直径(B)，但是所述第二接头最大直径对所述第二导线直径的比小于所述第一接头最大直径对所述第一导线直径的比；所述第二密封通道具有和第二导线呈压配合状态的密封通道壁(110)，所述密封通道壁和所述弹性密封件整体地被形成。
8.一种连接器，包括一形成多个用于保持被连接到导线前端的接头的绝缘体通道(70，102，222)的刚性绝缘体(32，212)；弹性密封件(34，210)，其被固定到所述刚性绝缘体上，并具有多个密封通道(72，104，224)，所述通道的每一个和所述绝缘体通道的一个对准，用于通过所述接头；所述第一密封通道(72)沿着其大部分长度具有一预定的内径(D5)，用于使接头(12)通过到达所述绝缘体通道的第一个，并且包围第一导线；并且包括一模块弹性插入物(140)，其具有管状内表面(134)，所述内表面带有多个具有最小直径的内部隆起(110)，以提供和所述第一导线的压配合，并具有一和所述第一密封通道呈压配合状态的直径的外表面(158)；所述第一密封通道的所述内径至少是所述插入物内表面最小直径的250％。
9.如权利要求8所述的连接器，其中所述第一密封通道(72，224)的所述内径(D5)至少比所述插入物内表面的直径大2mm。
10.如权利要求8所述的连接器，其中，所述第一密封通道(72，224)除去其后端之外是圆柱形的，所述后端形成一径向向内凸出的法兰(150)。
全文摘要
一种连接器,具有一带绝缘体通道的刚性绝缘体,一带有和绝缘体通道对准的密封通道的弹性密封件,以及接头;所述接头带有位于刚性绝缘体通道内的前端和与导线相连的后端,所述密封件能对导线进行密封同时使大接头能通过大的密封件通道进行安装而不会破坏。模块弹性插入物位于每个大密封通道中,其外部和密封通道压配合内部和导线压配合,使得大直径接头可在模块插入物未到位时通过该密封通道。
文档编号H01R13/52GK1332493SQ0112164
公开日2002年1月23日 申请日期2001年6月20日 优先权日2000年7月6日
发明者索拉伯·萨费 申请人:Itt制造企业公司