专利名称：可调电缆连接器导线器及包含该导线器的连接器组件的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及可调电缆连接器导线器及包含该导线器的连接器组件。
背景技术：
诸如动力电缆、接地电源引入线或加热电缆的延长电缆通常必须电连接至另一延长电缆或连接至诸如壁装插座的电源。电插头常常用于与动力源连接。电缆至连接器或插头的连接需要繁琐的技术性组装，并需要使用专用工具以确保实现良好的电连接。
延长加热电缆是通常需要连接至连接器或插头的一种电缆类型。已知这类加热电缆可用于管道的冻结保护及温度维护。特别有用的延长加热电缆包括第一及第二延长电极；在电极之间并连的多个电阻加热器件(例如，导电聚合物连续条带，其中埋入电极或将其裹绕在电极上)；以及例如由绝缘聚合物形成的绝缘套，其围绕电极及加热器件。此外，加热电缆通常也包括围绕绝缘套的交织状或带状的金属接地层，其起将加热电缆电接地的作用并提供抗磨损性。加热电缆可为各种应用切割为合适的长度，然后必须连接至连接器或插头。
用于诸如加热电缆的电缆的连接器及电插头通常在安装电缆至插头中之前，需要将导电聚合物从电极剥离。剥离聚合物会很麻烦，需要专用工具，还可能不能获得完全“干净”的电极，由此难以与插头建立良好的电连接。此外，需要较多的时间来剥离聚合物并组装插头。
为了解决这些低效率，已经开发了绝缘置换连接器用于与电缆的电极建立电接触。绝缘置换连接器(IDC)可以采用任何结构，但通常为叉状，其中两个分叉由槽分离并连接至基部。通常分叉在其尖端具有锋利的边缘以穿透围绕电极的聚合物。美国专利号6,206,720(其内容在此引入作为参考)揭示了包括位于分叉之间的槽的底部处的凹槽的IDC。锥形凹槽在包裹电极的聚合物中形成了切口，其分离聚合物并形成可良好电连接的干净表面。
通常将IDC安装在固定装置上以使得电连接较容易是有利的。用于IDC的固定装置可以包括用于接收电缆的、具有固定通道尺寸的导线器模组。当电缆插入通道中且IDC模组及导线器模组配合时，迫使电缆抵靠IDC上的分叉使得分叉刺穿电缆以与电缆电极电接触。但是，这种导线器的固定通道尺寸限制了导线器只能用于具有相应于该固定通道尺寸的电缆。当使用不同尺寸的电缆时，就必须在连接器组件中设置不同的导线器。由此不能有效地在连接器组件中存储并装配不同尺寸的导线器以容纳不同尺寸的电缆。
因此，需要一种用于IDC连接器组件的导线器，其被构造为可兼容多种电缆尺寸。
通过其示例性实施例的以下详细描述，本发明的优点将变的清楚，其描述应结合附图来理解，其中图1是用于根据本发明的组件或电插头的电缆的立体图；图2A及图2B是具有不同宽度的第一及第二电缆的示意性截面图示；图3是根据本发明的示例性导线器组件的示意性图示；图4是根据本发明的示例性导线器组件的立体图；图5是图4中示出的组件的正视图；图6是根据本发明的包括图4中示出的组件的连接器组件的立体图；图7A及图7B分别是根据本发明的示例性导线器部分的端面图及侧视图；图8是根据本发明的包括图7中示出的第一及第二导线器部分的导线器组件的部分剖视的俯视图；图9A-9D是用于形成根据本发明的连接器组件的第一壳体部分的俯视图、侧视图、端面图及截面图；图10A-10C是用于形成根据本发明的连接器组件的第二壳体部分的俯视图、侧视图及端面图；及图11是用于在根据本发明的连接器组件中建立电连接的示例性母线结构的俯视图。
具体实施例方式
为便于说明，可以结合其具体示例性实施例来描述根据本发明的导线器。例如，在这里可以将导线器描述为用于与加热电缆建立连接。但是，根据本发明的导线器可以是用于与广泛的各种电缆类型及结构建立电连接。例如，电缆可以包括加热电缆、动力电缆或动力线、接地电源引入线、或包括至少一根延长电极的其他类型电缆。而且导线器可单独使用或在连接器组件中使用，例如，作为用于与诸如壁装插座的电能源建立连接的电插头的一部分。因此，应当理解，这里所描述的示例性实施例仅用作示例，而不应作为限制。
这里所用的用语“电连接”和“电耦合”是指任何连接、耦合、结合等，通过它，将由一个系统元件所承载的电流传至“连通”或“耦合”元件。该类“电连接”或“电耦合”装置未必直接相互连接且可由媒介部件或装置分离。类似地，这里所用的关于物理连接或耦合的用语“连接”和“耦合”也是相对用语且未必直接物理连接。
图1是诸如加热电缆的示例性电缆的立体图，其中第一延长电极3及第二延长电极5嵌入在提供电阻加热器件的导电聚合物基体7中。可以具有多于一层的绝缘层9围绕导电聚合物基体，而金属接地层11围绕绝缘层。绝缘层9可以是聚合体，例如连续聚合物层形式、聚合物交织物或聚合物带。金属接地层11可以是金属交织物形式，其起电接地加热电缆并提供机械强度及抗磨损性的作用。在一些应用中，接地层11可由绝缘套包裹以形成与加热电缆的环境隔离及电隔离。此外，尽管示例性实施例具有椭圆形截面，但电缆也可以具有其他几何结构，例如圆形、卵形或矩形。
图2A及2B是具有不同整体宽度的两根单独电缆的1a，1b的端部的示意性示图。如图所示，电缆1a具有宽度W1，而电缆1b具有大于W1的宽度W2。如图2A所示，在电缆1a中，从电极3a的中心至电缆1a的外缘的直线距离是D1。从电极5a的中心至电缆的相对外缘的直线距离是D2。在制造公差范围内，D1可以等于D2。此外，如图2B所示，在制造公差范围内，从电极3b的中心至电缆1b的外缘的直线距离可以等于D1，而从电极5b的中心至电缆的相对外缘的直线距离可以等于D2。在具有例如W1及W2的不同宽度的电缆中，统一的距离D1，D2允许根据本发明的导线器结构(其中导线器可扩展/收缩)来接收具有特定宽度的电缆，同时允许利用IDC连接器与电缆电极电连接。
图3是根据本发明的示例性导线器组件300的示意性图示。如图所示，该组件包括第一导线部分302及第二导线部分304。第一导线部分302可直接或间接地耦合至具有第一分叉314及第二分叉316的第一IDC叉306，而第二导线部分304可直接或间接地耦合至具有第一分叉318及第二分叉320的第二IDC叉308。IDC叉306，308例如可以如美国专利号6,206,720描述的构造。
第一及第二导线部分可以彼此邻近布置以界定通过其的导线开口314。第一导线部分的表面322可界定导线开口的第一部分，而第二导线部分的表面324可界定该开口的第二部分。导线器IDC叉306，308可分别相对于第一及第二表面布置，以使得当电缆抵靠第一及第二表面布置时，电极布置在叉的分叉之间。
第一及第二导线部分可由弹簧310，312压靠在固定结构326上以允许导线部分302，304的独立运动，其中与它们关联的叉处于箭头A，B的方向。在具有例如W1的第一宽度的电缆插入导线开口314中时，弹簧310，312可独立地压缩第一程度，而开口314可通过导线部分与叉的相对运动而定形以容纳电缆宽度。当具有例如W2的较大宽度的电缆插入导线开口314时，弹簧可被压缩更大的程度，以允许导线部分及其关联叉的更大分离以使开口314定形为容纳较大电缆宽度。因为叉与其关联的导线部分一同移动，故叉保持定位以当电缆被迫抵靠分叉时在其分叉之间接收电极。
由此构成根据本发明的导线器组件以接收具有例如不同宽度的不同尺寸的电缆。导线器模组的扩展/收缩也便于连接至相对于电缆开口未置中的电缆。尽管未示出，但注意该导线器例如也可进一步分割为多个象限以允许导线部分的扩展/收缩以容纳具有不同宽度及/或不同高度的电缆。在这种实施例中，叉可以与一个部分具有固定关系，使得当电缆被迫抵靠分叉时电极接收在其分叉之间。
图4及图5说明了根据本发明的导线器的示例性实施例400。在该示例性实施例中，导线部分302a，304a被构造成具有诸如402，404的互锁槽及突起，且叉306a，308a布置在各个导线部分的关联槽中以与其一同运动。当导线部分相对于叉被向下压迫时，导线开口314a内的电缆被迫抵靠叉，而叉306a，308a的部分会延伸通过槽，同时电缆电极逐渐与叉电接触。叉可与关联电极500，502电连接以提供将被接收在叉的分叉之间的电缆电极与电端子之间的电连接。
图6是处于以截面示出的连接器组件600的一部分中的根据本发明的导线组件400的立体图。连接器组件可以包括壳体部分602。诸如弹簧310，312的导线推压弹簧可以布置在壳体部分602与导线部分302a，304a之间。壳体部分还可以包括用于接收电缆并导引电缆进入导线开口的开口604。壳体中的开口604可以单独或与夹子或扣锁(未示出)结合而为电缆提供应变消除。
该组件还可包括一个或更多布置在导线部分之上的板606。诸如螺旋件608的一个或多个紧固件可以延伸通过板及导线部分中的关联开口610，并收容在壳体的诸如螺纹开口的关联部分中。导线部分可通过经由紧固件在板606上施加力而相对于叉306a，308a被向下压迫。例如，螺旋件可被旋入壳体中的螺纹开口以迫使板606向下抵靠导线部分302a，304a，由此迫使导线开口中的电缆抵靠叉306a，308a。导线器及壳体可由诸如聚合物的透明材料制成，由此在装配期间能够观察电缆的位置。
图7A及图7B分别是根据本发明的导线器的另一示例性实施例700的侧视图和端面图。例如如图8所示，示例性导线器可包括用于延伸进入相对导线器中关联开口内的第一突起702及第二突起704，以及用于接收相对配合导线器800的第一及第二突起的第一开口706及第二开口708。导线器700可包括孔710，用于接收将导线器推压抵靠在壳体上的压缩弹簧310。如图8所示，当第一导线器700及第二导线器800配合时，导线器的诸如表面712的表面界定了电缆开口。导线器中的槽802，804接收IDC叉。电缆开口可对抗弹簧310，312的推力扩展并收缩以容纳不同尺寸的电缆。
尽管可单独使用根据本发明的导线器组件，但其也可用作电插头的一部分。插头壳体可包括设置为不配合或配合结构的第一壳元件及第二壳元件。在不配合结构中，壳元件可以是分离件或可例如通过铰链连接。当配合时，壳元件可彼此直接接触或通过诸如密封圈的密封元件彼此间接接触。壳元件可通过诸如带、锁、弹簧夹、支架、一个或更多螺旋件、一体按扣等固定装置的手段来保持其配合结构。固定装置可移除以允许壳元件彼此分开并允许插头可再次进入。在一个实施例中，固定装置可包括螺旋件，当在插入电缆后紧固时，该螺旋件确保实现并维持良好的电接触。
图9A-9D及图10A-10C说明了用于形成根据本发明的插头组件的第一示例性壳元件900及第二示例性壳元件1000。壳元件可以是如美国专利号6,206,720中的示例所描述的可通过肋或凸台被分隔的分离件，或名义上用于以下的各种功能，即包括接收并保持根据本发明的导线器组件以及关联电部件及连接件。图11示出由根据本发明的壳体建立的示例性电连接母线结构1100，用于提供通过IDC叉至电缆电极的电连接。
当形成特定器件并通过诸如UL746C的测试检测时，该组件及插头的壳元件、导线器组件部分、以及其他结构元件可由绝缘金属或陶瓷制成，或由具有至少5英尺-磅的抗冲击强度的聚合物制成。优选的聚合物可以重量较轻，可通过注入成型或转移造型(transfer-molding)或类似的加工工艺来成形，并承受所需间断使用及连续使用温度。合适的聚合物包括聚碳酸酯、尼龙、聚酯、聚苯硫化物、聚苯氧化物、以及其他工程塑料。可以加入合适的填充剂或稳定剂。为了改进组件或插头的抗冲击强度，诸如肋及凸台等内部元件及诸如槽等外部元件可以包含在对各种元件的设计中。
尽管已通过具体实施例描述了本发明，但应当理解的是，这仅为了澄清及方便的目的，而这里所揭示的内容包括所有在本说明书中可发现的信息的合适的结合。需要理解的是，虽然在图或特定实施例的描述中揭示出具体特征，但这些特征也可合适地与其他图中或描述中或大体上本发明中的特征结合使用。
权利要求
1.一种导线器组件，包括第一导线部分，其具有被构造用于界定电缆开口的第一部分的第一表面；以及邻近所述第一导线部分布置的第二导线部分，所述第二导线部分具有被构造用于界定所述电缆开口的第二部分的第二表面；至少所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者可相对于所述部分的另一者移动以允许所述电缆开口扩展来允许所述电缆开口接收不同宽度的电缆。
2.如权利要求1所述的导线器组件，其中所述组件包括至少一个弹簧，用于朝向所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者来推动所述第一导线部分及所述第二导线部分其中另一者。
3.如权利要求1所述的导线器组件，其中所述组件包括第一弹簧以及第二弹簧，所述第一弹簧用于朝向所述第二导线部分推动所述第一导线部分，所述第二弹簧用于朝向所述第一导线部分推动所述第二导线部分。
4.如权利要求1所述的导线器组件，其中所述组件还包括至少一个绝缘置换连接器叉，该绝缘置换连接器叉耦合至所述第一导线部分及所述第二导线部分其中所述至少一者，用于电连接至所述不同宽度的电缆。
5.如权利要求4所述的导线器组件，其中所述组件包括至少一个弹簧，用于朝向所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者推动所述第一导线部分及所述第二导线部分其中另一者。
6.如权利要求1所述的导线器组件，其中所述组件还包括第一绝缘置换连接器叉，该第一绝缘置换连接器叉耦合至所述第一导线部分，用于电连接至所述不同宽度的电缆的第一电极；以及第二绝缘置换连接器叉，该第二绝缘置换连接器叉耦合至所述第二导线部分，用于电连接至所述不同宽度的电缆的第二电极。
7.如权利要求6所述的导线器组件，其中所述组件包括第一弹簧以及第二弹簧，所述第一弹簧用于朝向所述第二导线部分推动所述第一导线部分，所述第二弹簧用于朝向所述第一导线部分推动所述第二导线部分。
8.如权利要求1所述的导线器组件，其中所述第一导线部分及所述第二导线部分中的每一个都包括至少一个从其表面延伸的突起，该突起被构造以与所述第一导线部分及所述第二导线部分中的另一个中相应的特征滑动配合。
9.如权利要求1所述的导线器组件，其中所述第一导线部分及所述第二导线部分中的每一个都包括透明材料，以允许对布置在所述电缆开口中的电缆进行目视检查。
10.一种连接器组件，包括壳体；第一导线部分，其布置在所述壳体中并具有被构造用于界定电缆开口的第一部分的第一表面；以及邻近所述第一导线部分布置在所述壳体中的第二导线部分，所述第二导线部分具有被构造用于界定所述电缆开口的第二部分的第二表面；至少所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者可相对于所述部分的另一者移动以允许所述电缆开口扩展来允许所述电缆开口接收不同宽度的电缆。
11.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述组件包括至少一个弹簧，用于朝向所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者推动所述第一导线部分及所述第二导线部分其中另一者。
12.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述组件包括第一弹簧以及第二弹簧，所述第一弹簧用于朝向所述第二导线部分推动所述第一导线部分，所述第二弹簧用于朝向所述第一导线部分推动所述第二导线部分。
13.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述组件还包括至少一个绝缘置换连接器叉，该绝缘置换连接器叉耦合至所述第一导线部分及所述第二导线部分其中所述至少一者，用于电连接至所述不同宽度的电缆。
14.如权利要求13所述的连接器组件，其中所述组件包括至少一个弹簧，用于朝向所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者推动所述第一导线部分及所述第二导线部分其中另一者。
15.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述组件还包括第一绝缘置换连接器叉，该第一绝缘置换连接器叉耦合至所述第一导线部分，用于电连接至所述不同宽度的电缆的第一电极；以及第二绝缘置换连接器叉，该第二绝缘置换连接器叉耦合至所述第二导线部分，用于电连接至所述不同宽度的电缆的第二电极。
16.如权利要求15所述的连接器组件，其中所述组件包括第一弹簧以及第二弹簧，所述第一弹簧用于朝向所述第二导线部分推动所述第一导线部分，所述第二弹簧用于朝向所述第一导线部分推动所述第二导线部分。
17.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述第一导线部分及所述第二导线部分中的每一个都包括至少一个从其表面延伸的突起，该突起被构造以与所述第一导线部分及所述第二导线部分中的另一个中相应的特征滑动配合。
18.如权利要求10所述的连接器组件，其中所述第一导线部分及所述第二导线部分中的每一个都包括透明材料，以允许对布置在所述电缆开口中的电缆进行目视检查。
19.一种与电缆进行电连接的方法，所述方法包括提供一种导线器组件，该导线器组件包括第一导线部分，其具有被构造用于界定电缆开口的第一部分的第一表面，邻近所述第一导线部分布置的第二导线部分，所述第二导线部分具有被构造用于界定所述电缆开口的第二部分的第二表面，至少所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者可相对于所述部分的另一者移动以允许所述电缆开口扩展；将所述电缆插入所述电缆开口；以及将所述电缆的导体电连接至绝缘置换连接器叉。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述组件包括至少一个弹簧，用于朝向所述第一导线部分及所述第二导线部分其中一者推动所述第一导线部分及所述第二导线部分其中另一者。
全文摘要
本发明提供一种电缆连接器导线器及包括该电缆连接器导线器的连接器组件。该导线器包括界定电缆开口的第一部分及第二部分。该第一部分及第二部分被构造为允许电缆开口扩展以允许不同尺寸的电缆可在电缆开口内被接收。
文档编号H01R13/631GK1950975SQ200580014556
公开日2007年4月18日 申请日期2005年5月5日 优先权日2004年5月7日
发明者B·S·拉金 申请人:泰科热控制有限公司