带有弹簧的拼合式电接插件的制作方法

专利名称：带有弹簧的拼合式电接插件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电接插件，尤其是涉及一种用于将两个导体拼合在一起的接插件。
现有技术美国专利US 4698031A公开了一种用于将两个导体的端部连接起来的接插件。该接插件具有两组夹爪和弹簧，这两个弹簧沿相反方向对夹爪施加偏压力，以便能够自动地夹紧在插入其中的导体上。在这里，所希望的是提供一种与美国专利US 4698031A中所公开的接插件类似的接插件，但是该接插件还可以具有一些额外的技术特征，比如，用于夹爪的预卡锁部件，用于夹爪的防反转系统，或者能够减少该接插件长度的弹簧系统。
发明概述根据本发明的一个实施例，提供了一种拼合式电接插件，该电接插件包括有一个框架，至少一组相互配合的楔形元件和一个第一弹簧，所述楔形元件可移动地安装在框架上，所述弹簧被连接在所述楔形元件中的第一楔形元件与框架之间。所述楔形元件具有相对的侧面，这些侧面适合于与一电导体的相对侧面相接触。所述弹簧至少沿所述第一楔形元件的部分长度延伸。
根据本发明的另一实施例，提供了一种拼合式电接插件，该电接插件包括有一个框架，该框架具有一敞口侧面，以便通过该敞口侧面来容置两个相对延伸的电导体的端部；一个第一楔形件，该第一楔形件沿所述框架的第一长度可移动地连接在该框架上；以及，一个第二楔形件，该第二楔形件沿所述框架的第二长度可移动地连接在所述框架上，所述第二长度与第一长度间隔开来。一个第一电导体的端部可以通过所述框架的敞口侧面而插入，并且与所述第一楔形件相接触。一个第二电导体的端部可以通过所述框架的同一敞口侧面而插入，并且与所述第二楔形件相接触。
根据本发明的再一实施例，提供了一种拼合式电接插件，该电接插件包括一个框架，该框架具有两个端部，各个端部均带有一个导体穿孔，在这两个端部之间具有一侧面，在该侧面上具有一个与所述穿孔相邻的导体进入孔；以及，第一组相互配合的楔形元件，该组楔形元件可移动地安装在所述框架上。各个楔形元件均被置于并且卡持在框架上的相应卡持沟槽中。所述楔形元件具有相对的表面，这些表面适合于与电导体的相对侧面相接触。导体通过所述进入孔而插入，并且延伸穿出第一端部穿孔。第一组楔形元件中的楔形元件彼此直接接触，来沿着框架一同移动。


下面将结合附图对本发明的前述方面及其他技术特征进行描述。其中图1为一个结合有本发明中技术特征的接插件的分解透视图；图2为图1所示接插件中框架的俯视平面图；图3为图1所示楔形元件之一的底部、前部、内部透视图；图4为图1所示另一楔形元件的底部、前部、外部透视图；图5为图1所示弹簧夹之一的侧面正视图；图6为图1所示接插件中预卡锁(pre-latching)系统的局部横剖视图；图7为图1所示接插件中防反转(anti-reversing)部件的局部横剖视图；图8为一个结合有本发明中技术特征的接插件可选择实施例的分解透视图；图9为另一个结合有本发明中技术特征的接插件可选择实施例的示意性横剖视图；图10为所述接插件沿图9中剖面线10-10的横剖视图；图11A为图9中所示楔形元件之一的底部平面视图；图11B为图11A所示楔形元件的前部侧面正视图；图11C为图9中所示另一楔形元件的底部平面视图；图12A为本发明中另一实施例的顶部平面视图；图12B为图12A中所示实施例的侧面正视图。
优选实施例的详细描述参见图1，示出了一个结合有本发明中技术特征的电接插件10的分解透视图，该电接插件10用于将两个导体A、B的端部相互连接起来。尽管将参照附图对本发明进行描述，但是应当明白的是，本发明可以以许多可选择的实施例形式加以实施。另外，也可以采用任何具有合适大小、形状或类型的元件或材料。
接插件10总体来说包括有一个框架12、一个第一楔形件14、一个第二楔形件16和一个弹簧18。在可选择实施例中，也可以减少或者增加某些技术特征。参见图2，框架12最好是一个整体式金属元件，比如一个铸造金属元件。然而，框架12也可以由不止一个元件组成，可以由任何合适的材料制成，和/或可以由任何合适的加工工艺制造而成。框架12大体来说包括有一个中间部分20和由该中间部分20彼此连接起来的两个部分22、24。这两个部分22、24基本上是相互镜像对称的。然而，在可选择的实施例中，它们也可以不同。各个部分22、24均具有相对的侧壁26、28，它们相互成一角度，以便形成楔形容置区域30、32。框架12上可设有加强筋，用以对楔形部分22、24进行补强。框架12具有一个大体上敞口的顶面，它延伸至所述容置区域30、32中。在本实施例中，所述中间部分20是三面敞口的。侧壁26、28的顶部包括有向内延伸的卡持凸缘38。在本实施例中，框架上的一个侧面40形成了一个用于所有三个部分20、22、24的公共侧面。在中间部分20处，侧面40包括有两个卡锁凸块或者突起42，和两列锯齿部或者沟槽44。侧面40还包括有弹簧沟槽46和导轨或突起48。在可选择实施例中，框架也可以具有或多或少的部件，这些部件均可以以任何合适的方式布设于框架上，和/或这些部件可以具有任何合适的大小或形状。
两个楔形件14、16大致相同，但仅仅是相互相反定向。然而，在可选择实施例中，也可以设置多于或者少于两个的楔形件，并且楔形件也可以具有不同形状。参见图3和图4，在本实施例中，各个楔形件均具有两个楔形元件50和52。然而，在可选择实施例中，各个楔形件均可以具有多于或少于两个的楔形元件。第一楔形元件50最好是一个整体式铸造金属元件。然而，在可选择实施例中，第一楔形元件50也可以由多个元件组成，可以由任何合适的材料制成，和/或可以采用任何合适的加工工艺制造而成。
第一楔形元件50总体来说由四个侧面54、56、58、60组成，它们位于一个前端部62和一个后端部64之间。内侧面54具有弯曲的导体接触面66。该内侧面54在接近底面58处还具有一楔形元件互锁突起70。顶面56具有一手指接触部分68，该区域68适合于由用户的手指来移动所述第一楔形元件。然而，在可选择实施例中，也可以不设置该手指接触区域，或者也可以设置由用户直接操作的任何合适形式的区域。第一楔形元件50在两个侧面54和60之间的厚度从前端部62至后端部64逐步增大，以形成一个大体的楔形形状。底面58通常包括一个卡锁凹槽72，一个弹簧接触部分74和一个沟槽76。
第一楔形元件50的侧面60被定位成压靠在框架12的侧面28的内表面上。底面58被定位成压靠在框架12的底面40上，而弹簧接触部分74则延伸至一个相应的弹簧沟槽46中。导向突起48中的一个延伸至各个沟槽76中。侧面28上的卡持凸缘38延伸越过第一楔形元件的顶面56。
第二楔形元件52最好也是一个整体式铸造金属元件。然而，在可选择实施例中，第二楔形元件52也可以由多个元件组成，可以由任何合适的材料制成，和/或可以采用任何合适的加工工艺制造而成。第二楔形元件52总体来说由四个侧面78、80、82、84组成，它们位于一前端部86和一后端部88之间。内侧面78具有弯曲的导体接触面90。该内侧面78沿着底面82还具有一楔形元件互锁凹槽92。第二楔形元件52在两个侧面78和84之间的厚度从前端部86至后端部88逐步增大，以形成一个大体的楔形形状。底面82通常包括有一个凹槽94，一个弹簧接触部分96和一个沟槽98。
第二楔形元件52的侧面60被定位成压靠于框架12的侧面26的内表面上。底面82被定位成压靠于框架12的底面40上，而弹簧接触区域96则延伸至一个相应的弹簧沟槽46中。相应的导向突起48分别延伸至对应的沟槽98中。侧面26上的卡持凸缘38延伸越过第二楔形元件的顶面80的一部分。在所示出的实施例中，各个第二楔形元件52均还包括有一个夹子100(参见图5)。该夹子100具有一个安装部分102和一个卡锁部分104。夹子100可以由金属薄片或者其它任何合适的材料制成。可以通过任何合适的方式将安装部分102固设于凹槽94中的第二楔形元件52上。卡锁部分104的尖端106从各个第二楔形元件的底面82沿向下方向延伸。然而，在可选择实施例中，也可以不设置夹子100，或者将夹子固设在第一楔形元件上，或者可以具有任何合适的形状，或者可以与第二楔形元件一体成形。
在所示出的实施例中，弹簧18为螺旋弹簧，但也可以是任何合适的弹簧。本实施例中，为各个楔形元件50、52均设置有一个弹簧18。然而，在可选择实施例中，也可以设置更多或更少的弹簧，比如给每一对楔形元件50、52设置一个弹簧。在本实施例中，弹簧18最好为压缩弹簧。弹簧18位于相应的弹簧沟槽46中。各个弹簧18的一端均被定位成抵靠在与其对应的沟槽46的内封闭端部47上。各个弹簧18的另一端均被定位成抵靠于弹簧接触部分74和96中的一个上。在所示出的实施例中，弹簧接触部分74、96仅仅是突伸出来的凸块。然而，在可选择实施例中，也可以采用任何合适类型的弹簧接触部分。压缩弹簧18用于向楔形元件50、52施加压力，以使得楔形件14、16朝向框架12的端部偏斜。楔形弹簧机构是一个在插入导体的过程中导致楔形件向导体施加初始压力的部件。所述压力是为了在楔形件与导体之间保持足够的摩擦力，以便在安装过程中当导体受到拉拔时，能够保证楔形件“稳固”而不会使得导体从楔形件中滑出。在一实施例中，接插件采用了一个压缩弹簧来给各个楔形件施加压力。在另一实施例中，接插件采用一个拉伸弹簧来给各个楔形件施加压力。楔形件具有互锁指，以防止一楔形件与另一楔形件的速率不同而超前。在两个实施例中，用于弹簧的沟槽均位于接插件本体的基座中，并且与接插件本体的侧面相对。这就允许楔形件可以被设计成，能够使得楔形件的最大表面与接插件本体的侧面相接触。这样，在楔形件和接插件本体之间就具有最大的导电接触表面。所述沟槽和弹簧的定向方式也使得无需利用额外的金属薄片构件。
正如前面所指出的那样，楔形元件50、52分别具有一个互锁突起70和一个互锁凹槽92。对于各个楔形件来说，楔形元件50上的突起70延伸至相对楔形元件52上的凹槽92中。这样就能够将这对楔形元件50，52相互锁定，来沿方向C相对于容置区域30、32的纵轴和框架12一同移动。然而，用于各个楔形件14、16的那对楔形元件50、52能够沿垂直于方向C的方向D相对移动或滑动，但仍旧被相互锁定在一起。在可选择实施例中，在成对的楔形元件之间，也可以设置任何合适类型的可移动互锁配合装置，或者根本不用设置互锁配合装置。
在图1所示出的实施例中包括有一卡锁系统，该系统具有一卡锁突块42和一卡锁凹槽72。然而，在可选择实施例中，所述接插件也可以不带有卡锁系统，或者可以设置任何合适类型的系统，来将楔形件卡锁或者保持在后部位置处。参见图6，突块42和凹槽72相互之间具有合适的大小和形状，而突块42也被合适地定向在第一楔形元件50的轨迹后部，从而使得当第一楔形元件50在框架12上处于向后回缩的位置处时，突块42将能够延伸至凹槽72中，也就是说，位于所述中间部分20处。各个突块42均具有一后部卡锁表面108和一斜坡面110。各个第一楔形元件50在凹槽72的后部均具有一卡锁表面112，并且于凹槽72的后面在底面58上具有一斜坡面114。当卡锁表面108和112彼此接触时，第一楔形元件50在其后部位置被卡锁在框架12中，尽管所述弹簧18向第一楔形元件50施加一个偏压力，仍然能够防止第一楔形元件50向前移向框架的一个端部处。因为成对楔形元件50、52之间发生卡锁，尽管由弹簧18向其施加了个偏压力，也能够防止与之相关联的相对第二楔形元件52向前移动。所述斜坡面110和114能够使得第一楔形元件50更容易被移动到突起42上。第一楔形元件50上的手指接触部分68能够允许用户更容易地将楔形件向后部位置移动，比如将两个手指接触部分68抓握在一只手的拇指和食指之间并进行挤压。手指接触部分68还设有一便于用户操作的位置，用于抓握第一楔形元件50，并且如同图6中的箭头E所示那样将其后端提升起来，以使得所述两个卡锁表面108、112彼此分离开来，而且，允许弹簧18将楔形元件50、52在框架12上移向框架12的端部，并且移向用于楔形件14、16的导体夹紧位置。所述预卡锁部件用于保持夹爪处于张开状态，以便于在安装过程中能够很容易地插入导体。在一实施例中，一个楔形件(具有手指触头的那个楔形件)的下侧设置有一个小的凹槽，而在接插件的本体表面上设置有一个小的突块。当楔形件得以回缩以插入导体时，突块与楔形件底部的凹槽相啮合而保持楔形件处于临时张开状态。为了关闭楔形件，提升起楔形件上的所述手指触头，来使得凹槽与凸块分离开来。
在图1所示出的实施例中包括有一个防反转部件，该防反转部件包括有位于框架12上的锯齿部44和位于第二楔形元件52上的夹子100。然而，在可选择实施例中，接插件也可以不设置防反转部件，或者设置任何合适类型的防反转部件，以便一旦被移向它们的导体夹紧位置，可防止楔形件14、16向它们的回缩位置向回移动。参见图7，锯齿部44最好包括一个具有陡峭斜面的后表面116和一个具有比较平缓的斜面的前表面118。夹子100的卡锁部分104的尖端106可以延伸到锯齿部44中。由于所述锯齿部44前表面118上的平缓斜面，随着第二楔形元件52在框架12上沿CF方向向前移动，卡锁部分104可以相对容易地弹性偏离锯齿部44(一次一个)，朝向它们各自的框架端部移动。然而，假如第二楔形元件52试图在相反方向CR上移动时，所述后表面116的陡峭斜面与卡锁部分104的形状两者结合起来，以阻碍这样的后移运动。这将有助于一旦楔形件14、16夹持到导体上，即使遭受震颤或者临时性地将导体A或B后续插入，也能够确保它们组合在一起。一旦楔形件被置于导体上，那么所述防反转部件将能够防止楔形件与导体发生分离。在一个实施例中采用了固附在其中一个楔形件下侧面上的带簧，和位于接插件本体表面上的一系列锯齿部。随着楔形件被紧固到导体上，带簧将逐步“卡搭”入各个连续的锯齿部中。锯齿部被设计成，随着楔形件被紧固到接插件的周围，能够使得带簧向前“卡搭”入下一个锯齿部中。这是通过锯齿部齿缘的几何结构而实现的。随着楔形件向前移动，导入下一个锯齿中的锯齿部齿缘是倾斜的。这就使得弹簧可以自由地分离以及再与下一个锯齿部相啮合。邻近前一锯齿部的锯齿部齿缘与接插件本体相垂直。这就可防止弹簧脱离配合和回缩至前一锯齿部中。这样，弹簧100就可以自由地向前移到下一锯齿部中，但不能回缩到前一锯齿部中。
一旦接插件10被装配好之后，其使用方式相对来说较为简单。利用卡锁系统42、72，可以将楔形件14、16保持在它们的向后预连接位置处。导体A被插入到楔形元件50、52上的相对导体接触面66、90之间的容置区域32中。导体A可以通过框架12上的敞口顶面或者通过端部穿孔36而插入。在任何情况下，导体A均延伸出端部穿孔36。用户随后借助于手指接触部68来提升起第一楔形元件50的后端，以使得卡锁系统42、72分离开来。弹簧18自动地将楔形元件推向框架的端部，推向端部穿孔36。楔形元件50、52的滑动路径彼此成一角度，以便使得当楔形元件50、52接近端部穿孔36时，它们彼此相向移动。表面66、90移动至与导体A的相对侧面相接触并夹紧在导体上。这样，由楔形件16可以将导体A连接到框架12上。然后，用户可以拉动导体，以便在楔形容置区域32中更牢固地将楔形元件50、52与导体相互楔紧。楔形件14可以以类似的方式操作，来将导体B连接在框架12上。这样，接插件10就可以将导体A和B以电子机械式相互连接起来。对于各个楔形件来说，由于成对楔形元件50、52的互锁特性，它们可以一同移到，来夹紧于导体上。图1所示出的实施例提供了一个相对敞开的框架，这就能够使得用户看到导体A、B是否被全部插入，以及楔形元件50、52是否发生了合适移动来将导体夹紧。导体A、B的端部可以沿一根共同的轴线放置。然而，弹簧18的位置偏离楔形元件50、52的路径和导体的轴线，以便使得框架12比传统的结构设计具有更短的轴向长度。然而，在可选择实施例中，导体也可以不具有共同的轴线，而且弹簧也可以不发生偏离。导轨48和导槽76、98有助于确保楔形元件彼此相对地合适伸展和关闭。表面66、90可以带有齿，以便突伸入或咬入导体中。
参见图8，所示出的是本发明的一个可选择实施例的分解透视图。本实施例中的接插件120与所述接插件10非常相似。然而，弹簧122是拉伸弹簧而不是压缩弹簧。框架124具有延展部126，在该延展部126的相对两端分别带有销孔128。销130被置于销孔128中，弹簧122第一端处的第一环扣132被安装在销130上。弹簧122相对第二端处的第二环扣134被安装在楔形元件50、53中的立柱74、96上(参见图3和4)。弹簧122可以向楔形件14、16中的楔形元件上施加一张紧偏压力，以使得楔形件移向夹紧位置，压靠在相应的导体A、B上。
参见图9和10，将对本发明的另一可选择实施例进行描述。接插件150包括有一个框架152、两个楔形件154、156和拉伸弹簧158。框架152具有一敞口的中心部分160和类似于图1中所示部分22、24的两个楔形部分162、164。然而，框架152不具有弹簧沟槽46或导轨48。作为替代，框架152具有导槽166，这些导槽166在中心部分160处彼此交叉。然而，在可选择实施例中，导槽166也可以彼此不交叉或相交。再参见图11A至11C，示出了楔形件154、156中的楔形元件168、170。第一楔形元件168包括有一个具有一导体接触面172的内侧面，一个具有一弹簧沟槽174的外侧面，一个具有一导轨或突起176的底面，以及两个向内的突起178，在所述两个向内的突起178之间具有一导槽180。第二楔形元件170包括有一个具有一导体接触面182的内侧面，一个具有一弹簧沟槽184的外侧面，一个具有一导轨或突起186的底面，一个向内的突起188，以及位于向内突起188上的相对侧面上的凹槽190。导轨176、186位于导槽166内，用以导引楔形元件154、156在框架152上的移动。向内突起178延伸至凹槽190内，而向内的突起188延伸至凹槽180内，从而使得各个楔形件中的楔形元件能够横向地向内和向外彼此相对地滑动，但被互锁在一起来在沿垂直方向相互移动。弹簧158被置于楔形元件上的弹簧沟槽174、184内。弹簧158具有端部194、196，这些端部194、196被卡夹在楔形元件和框架152上，以便由所述弹簧使得楔形件154、156向框架的相对端部偏移。沟槽166的交叉特性使得楔形元件的移动范围增大。楔形件154、156的移动路径在中心部分160重叠，用以在中心部分152交替定位。移动范围的增大可以在导体接触面172、182之间提供较宽的间隙，以用于较大的导体或者使得导体在表面172、182之间更易于定位。因为楔形件的移动范围增大，楔形件154、156的路径相重叠，弹簧是在楔形件上的沟槽内延伸而不是在框架上的弹簧沟槽内延伸，所以，本实施例中框架的尺寸可以更小。
参见图12A和12B，示出了另一个可选择的实施例。在本实施例中，接插件200基本上与图9中所示的接插件150相同，但是，框架152′包括有一预卡锁件(pre-latch)202。该预卡锁件202设有卡锁触头(latch tabs)204。该触头204适合于卡锁到第二楔形元件170上，来使得楔形件154和156(图12A和12B均未示出)保持在回缩的预连接位置上。用户仅需要向外拉动或者偏转端部206，就可以将触头204从第二楔形元件上脱锁出来。
应当明白的是，以上描述仅仅是对本发明的解释说明。本领域中的熟练技术人员可以在不背离本发明的精神的条件下进行多种变化和修改。因而，本发明将包含所有落入所附权利要求书包护范围内的可选择实施例、改进实施例和变型
权利要求
1.一种拼合式电接插件，包括一个框架，该框架具有一敞口的侧面，用于通过该侧面容置两个反向延伸的电导体的端部；一个第一楔形件，该第一楔形件包括一个整体式第一楔形元件和一个整体式第二楔形元件，该第一楔形元件包括一个卡锁突起，该第二楔形元件包括一个卡锁凹槽，其中所述突起和凹槽使第一和第二楔形元件彼此卡锁，该第一楔形件沿着所述框架的第一长度可移动地连接在该框架上；一个第二楔形件，该第二楔形件沿着所述框架的第二长度可移动地连接在该框架上，所述第二长度与第一长度间隔开来；其中一个第一电导体的端部可以通过所述框架的敞口侧面而插入，并且与所述第一楔形件的整体式的第一和第二楔形元件相接触，而一个第二电导体的端部可以通过所述框架的同一敞口侧面而插入，并且与所述第二楔形件相接触。
2.根据权利要求1所述的接插件，其特征在于所述框架包括有穿通该框架两端部的穿孔，这些穿孔邻近于所述敞口侧面。
3.根据权利要求2所述的接插件，其特征在于所述框架包括有两个反向定位的楔形容置区域，它们分别终止于穿通所述框架两端的穿孔，并且所述敞口侧面均延伸至两个容置区域。
4.根据权利要求3所述的接插件，其特征在于所述框架在各个容置区域处均包括有一个“C”形的横截面。
5.根据权利要求1所述的接插件，其特征在于所述框架包括有一个沿所述框架表面延伸的弹簧沟槽，所述表面与第一楔形件相接触，并且该接插件还包括有一个被置于所述弹簧沟槽内的弹簧，该弹簧被连接在所述框架与第一楔形件之间。
6.根据权利要求1所述的接插件，其特征在于所述第一楔形元件和第二楔形元件包括相对的导体接触面。
7.根据权利要求1所述的接插件，其特征在于所述框架包括有一个导槽，并且所述第一楔形件包括有一个被置于所述导槽内的突起，所述突起可以沿着所述导槽进行滑动。
8.一种拼合式电接插件，包括一个整体式框架元件，该框架元件具有两个端部，各个端部均带有一个导体穿孔，在两个端部之间具有一侧面，在该侧面上具有一个与所述穿孔相邻的导体进入孔；和第一组相互配合的整体式楔形元件，所述楔形元件可移动地安装在所述框架元件上，各个楔形元件均被置于和卡持在所述框架元件上的独立卡持沟槽中，其中，所述楔形元件具有相对的侧面，这些侧面适合于与电导体的相对侧面相接触，所述导体通过所述进入孔而插入，并且延伸穿出第一个端部穿孔，另外，所述第一组楔形元件彼此直接接触，来沿着所述框架元件一同移动。
9.根据权利要求1所述的接插件，其特征在于所述接插件还包括有第二组相互配合的楔形元件，所述楔形元件可移动地安装在所述框架元件上，该第二组楔形元件中的各个楔形元件被置于和卡持在所述框架元件上的独立卡持沟槽中，该第二组楔形元件具有相对的表面，这些表面适合于与另一电导体的相对侧面相接触，并且所述导体通过所述进入孔而插入，并且延伸穿出第二个端部穿孔，该第二组楔形元件彼此直接接触，来沿着所述框架元件一同移动。
全文摘要
一种拼合式电接插件，包括有一个框架，至少一组相配合的楔形元件以及一个第一弹簧，所述楔形元件可移动地安装在框架上，所述弹簧被连接在所述楔形元件中的第一楔形元件与所述框架之间。所述楔形元件具有相对的侧面，这些侧面适合于与一电导体的相对侧面相接触。所述弹簧至少沿所述第一楔形元件的部分长度延伸。
文档编号H01R4/52GK1700518SQ20051007802
公开日2005年11月23日 申请日期2002年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者丹尼尔·D·多布林斯基, 罗杰·H·汉克斯, 基思·F·梅洛, 丹尼尔·J·斯坦顿 申请人:Fci公司