杠杆型电连接器的制作方法

专利名称：杠杆型电连接器的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种电连接器组件，更具体地，涉及一种包括电连接器的电连 接器组件，其电连接器通过操作一个连接器的杠杆致动器而对接连接或分离。
背景技术：
典型的杠杆型电连接器包括第一连接器或壳体和第二连接器或头部的组件。为了 将连接器对接在一起，该组件具有致动或辅助杆，其被安装用于在第一连接器上枢转，借助 杠杆的枢转，引起第一连接器和第二连接器在未对接和完全对接配置之间转换。为此，致动 杆和第二连接器通常具有凸轮槽和凸轮槽从动装置，用于将第二连接器牵拉到与第一连接 器对接的状态，以响应于杠杆的枢转。这种连接器通常用于汽车工业中；然而，其它用途也 是可能的。这种杠杆型电连接器的典型配置提供大致U形的杠杆结构，其包括布置在壳体连 接器的相对两侧上的具有相对薄壁的一对杠杆臂。所述杠杆臂可具有用于接合头部组件的 相对两侧上的凸轮从动突出部或突柱的凸轮槽。这些类型的杠杆连接器通常用于需要较大 的力来对接和分离一对连接器的情形下。例如，在连接和分开连接器的过程中遇到的摩擦 力可导致该过程难以手动进行。在一些情形下，具有大插针数的较大连接器，例如具有90 个或更多插针触头的连接器，需要至少大约300N的力来对接或分离连接器。另一方面，汽 车工业标准指定需要使用者最大75N的输入力来对接和分离连接器。已经发现目前的杠杆致动器配置不能在保持使用者输入力处于或低于工业标准 所指定的等级的同时有效地对接或分离如上所述的大连接器。使用目前的杠杆连接器配 置，当连接器对接和分离时，杠杆致动器所提供的机械效益(mechanical advantage)不足 以克服较大电连接器装置对接和分离时在插针和插座之间的高摩擦力。在凸轮突出部和凹 槽之间的接触面，施加到杠杆上的输入力和由杠杆施加到其它连接器的输出力之间的力传 递中形成无效益，这需要使用者提供相比于对接和分离连接器所需的力而言更大的力。Gundermann等的美国专利No. 6，099, 330公开了一种具有用于对接和分离电连 接器的杠杆的电连接器组件。但是，专利No. 6，099，330的连接器被公开为用于具有仅38 个触头的连接器组件，这少于上述较大电连接器组件中使用的插针触头的一半数目。专利 No. 6，099，330的电连接器组件的杠杆的凸轮和头部电连接器的凸轮表面之间的接触面的 配置不适用于较大连接器，这是因为使用只有75N或更小的输入力来将连接器移动到相互 对接的位置，杠杆不能产生足够的机械效益。专利No. 6，099，330的连接器组件使用具有曲 形凸轮接合表面的辅助杠杆。当杠杆枢转时，这种曲形表面不能在杠杆的曲形凸轮表面和 头部连接器的凸轮表面区域之间提供固定的接触位置，反而在凸轮表面区域上产生滚动运 动，从而通过枢转杠杆产生的用于将连接器对接在一起的杠杆作用和输出力是变化的。这使得对该杠杆的精确设计来提供对接大连接器组件所需的机械效益非常困难。此外，曲形 凸轮力传递表面的变化接合产生了在其间力传递的无效益。杠杆和凸轮表面区域之间的变 化的滚动接合通常不会通过对杠杆施加较低的致动力(例如75N或更小)来产生集中的高 等级的输出力(例如大于300N)。在许多情形下，需要将致动杠杆锁定在最初或预对接位置上，使得致动杠杆适 当地对准，以便于装配电连接器。通过将杠杆锁定在该位置上，连接器能够对接，而不 需要将致动杠杆再布置到该对准位置上来对接连接器。现有的连接器配置，例如专利 No. 6，099，330中的杠杆设计，使用杠杆上在其较薄的臂部的末端上的柔性或弹性部来将杠 杆锁定在预对接位置上。为了松开杠杆，杠杆臂的弹性端部折曲或弯曲离开其锁定位置，从 而杠杆可自由枢转。由于薄的杠杆臂用来产生对接和分离连接器的输出力，通常不需要这 些杠杆臂在杠杆致动器的枢转过程中折曲或变形。因此，对于用于电连接器组件的杠杆致动器存在一种需求，其能产生更有效的机 械效益，特别是用于大的电连接器，这种大的电连接器需要杠杆致动器能够产生大的输出 力，而在杠杆上不需要大的输入致动力。此外，有利地，杠杆致动器在其枢转中不变形。更 有利地，其还提供头部上的更坚固耐用的枢转轨道。此外，有利地，当连接器半部被牵拉到 一起时，对接表面保持相互平行。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种包括第一连接器的连接器组件，所述第一连接 器具有用于支撑第一电触头的大致矩形壳体。所述壳体具有用于容纳杠杆组件的入口通 道；所述杠杆组件为大致U形，具有相对的延伸端部。驱动齿轮支撑在每个端部的内部上。 所述驱动齿轮具有从一侧延伸的杠杆突出部(lobe)和从另一侧延伸的多个驱动齿。一对 配对齿轮由所述第一连接器可旋转地支撑。每个配对齿轮具有从一侧延伸的杠杆突出部和 从另一侧延伸的多个配对齿。所述配对齿轮使其配对齿分别与所述驱动齿轮的所述驱动齿 相啮合。第二连接器限定了大致矩形的头部用于支撑第二电触头，响应于与所述第一连接 器完全接合的所述第二连接器，所述第二电触头分别连接到所述第一电触头。所述头部包 括在所述头部的各纵向侧上的一对凸轮轨，用于分别容纳所述驱动齿轮和所述配对齿轮的 杠杆突出部。所述杠杆组件具有第一位置，在所述第一位置上，所述头部相对于所述第一连 接器位于未接合位置上，并且所述杠杆组件可旋转到第二位置，在所述第二位置上，所述驱 动齿轮和相关的配对齿轮被移动，以使所述凸轮轨内的所述杠杆突出部将所述头部移动到 完全接合位置上。根据本发明的另一个方面，提供一种包括第一连接器的连接器组件，所述第一连 接器包括用于安装第一端子的壳体。所述第一连接器的壳体具有第一侧和与所述第一侧相 对的第二侧。所述第一连接器的壳体的所述第一侧和第二侧中的每一侧都包括枢轴安装到 其上的从动齿轮，并在一端具有齿轮齿而在另一端具有凸轮突出部。第二连接器包括用于 安装第二电端子的壳体，所述第二电端子借助第一连接器和第二连接器的对接分别连接到 所述第一端子。所述第二连接器的壳体包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，以及位 于所述第二连接器的壳体的所述第一侧和第二侧中的每一侧上的一对分隔开的凸轮槽。杠 杆能够从第一位置移动到第二位置，并包括两个臂部。每个臂部被安装到所述第一连接器的壳体的相对两侧上并包括端部。每个端部包括在一端具有齿轮齿并在另一端具有凸轮突 出部的驱动齿轮。每一个所述驱动齿轮的所述齿轮齿被布置成与相应的从动齿轮的所述齿 轮齿啮合对接，使得所述驱动齿轮和所述从动齿轮能够通过所述杠杆的运动来枢转，其中 当所述杠杆位于所述第一位置上时，每个凸轮突出部位于被容纳在各自的凸轮槽内的位置 上，所述杠杆从所述第一位置到所述第二位置的运动使得容纳在所述凸轮槽内的凸轮突出 部将所述第一连接器和第二连接器一起带到完全接合位置。根据本发明的又一个方面，提供一种包括第一连接器的连接器组件，所述第一连 接器具有用于支撑第一电触头的大致矩形壳体，所述壳体具有闭锁部件。U形杠杆组件具有 通过桥接部件连接的相对的第一臂部和第二臂部。所述第一臂部和第二臂部可枢转地安装 到所述第一连接器的壳体。每个臂部具有端部。所述杠杆组件具有用于接合所述闭锁部件 以阻止所述杠杆组件移动的锁定部件。驱动齿轮支撑在每个端部的内部上。所述驱动齿轮 具有从一侧延伸的凸轮突出部和从另一侧延伸的多个驱动齿。第一配对齿轮可枢转地安装 到所述第一连接器的壳体的第一纵向侧上并邻近其角部，第二配对齿轮可枢转地安装到所 述第一连接器的壳体的相对的第二纵向侧上并邻近其角部。每个配对齿轮具有从一侧延伸 的凸轮突出部和从另一侧延伸的多个配对齿。所述配对齿轮使其配对齿分别与所述驱动齿 轮的所述驱动齿相啮合。第二连接器限定了大致矩形的头部用于支撑第二电触头，响应于 与所述第一连接器完全接合的所述第二连接器，所述第二电触头分别连接到所述第一电触 头。所述头部包括在所述头部的各纵向侧上的一对凸轮轨，用于分别容纳所述驱动齿轮和 所述配对齿轮的凸轮突出部。所述凸轮轨邻近所述壳体的角部布置。所述杠杆组件能够从 第一位置移动到第二位置，在所述第一位置上，所述凸轮突出部被布置成接合所述凸轮轨， 在所述第二位置上，所述驱动齿轮及其相关的配对齿轮被移动，以使所述凸轮突出部接合 所述齿轮轨，从而将所述第一连接器和第二连接器移动到完全接合位置。


在下面的详细描述中经常参考附图，其中相似的附图标记表示相似的部件，其 中图1是根据本发明包括有第一连接器和第二连接器的杠杆连接器组件的一个实 施方式的前透视图，其处于未组装关系下，具有位于预对接或第一位置上的致动杠杆；图2是图1中所示的第一连接器的后透视图；图2A是图1中所示的第二连接器的另一透视图；图3是致动杠杆的一个实施方式的透视图，其示出了力输入端和具有齿轮齿和凸 轮突出部的杠杆臂驱动齿轮，所述凸轮突出部包括至少一个预定力传递接合部；图4是第一或壳体连接器的侧视图，其示出了用于阻止致动杠杆沿与对接方向相 反的方向从预对接或第一位置移动的止动突出部；图5是第一或壳体连接器的平面图，其示出了致动杠杆位于第一或预对接位置 上；图6是第一或壳体连接器的侧视图，其示出了杠杆位于第二、对接或锁定位置上；图7是第一或壳体连接器的平面图，其示出了杠杆位于第二、对接或锁定位置上；图8是沿图7中线8-8的横截面剖视图9是杠杆臂末端的正视图，其示出了杠杆组件的杠杆臂驱动齿轮；图10是杠杆组件的一个杠杆臂的正视图；图11是相对于凸轮槽位于预对接位置上的杠杆凸轮突出部的局部正视图，其示 出了第二连接器的凸轮槽或凹口的邻接表面和驱动表面；图12是杠杆凸轮突出部的局部正视图，所示凸轮突出部以大约15°示出，在对接 顺序上为将凸轮突出部上的突起接合凸轮槽的驱动表面，以将第二连接器线性推进到与第 一连接器对接；图13是杠杆凸轮突出部的局部正视图，所示凸轮突出部以大约30°示出，在对接 顺序上为将凸轮突出部的突起继续接合凸轮槽的驱动表面；图14是杠杆凸轮突出部的局部正视图，所示凸轮突出部位于对接位置上，凸轮突 出部的相对两平坦部接合凸轮槽的邻接表面和驱动表面的相应部分；图15是杠杆臂驱动齿轮的局部透视图，所述杠杆臂驱动齿轮与壳体驱动齿轮啮 合，凸轮突出部处于预对接或第一位置上；图16是杠杆臂驱动齿轮的局部正视图，所述杠杆臂驱动齿轮与壳体驱动齿轮啮 合，凸轮突出部处于对接或锁定位置上；图17是第一或壳体连接器的横截面剖视图，其示出了杠杆臂驱动齿轮与壳体驱 动齿轮在预对接或第一位置上相啮合；图18是第一或壳体连接器的横截面剖视图，其示出了杠杆臂驱动齿轮与壳体驱 动齿轮在对接或锁定位置上相啮合；图19是杠杆的旋转位置与力(N)的曲线图，其示出了在杠杆从未对接位置移动到 对接位置中所需的使用者输入力；图20是第一或壳体连接器的另一实施方式的透视图，其杠杆臂处于第一或未对 接位置上；以及图21是图20中所示的第一或壳体连接器的透视图，其杠杆臂处于对接或锁定位置上。
具体实施例方式本发明涉及美国专利No. 7，396，242中所示类型的连接器，通过引用将其全部内 容结合于此。该专利公开了例如关于对接连接器壳体、致动杠杆、预对接和对接或锁定的条 件和特征、止动元件、用于对接和分离的凸轮和凸轮作用、以及用于移动止动组件和便于对 接和分离操作的装置和机构等的详细资料。根据需要，这里公开了具体实施方式
；但是，应该理解为公开的实施方式仅仅是本 发明的示例，其可以表现为不同形式。因此，这里公开的具体细节不应被解释为是限制性 的，而仅仅是作为权利要求的基础以及用于教导本领域的技术人员以实际上任何适当的方 式不同地实施本发明的代表性基础。具体参见附图，首先参见图1、2和2A，示出了杠杆型电连接器组件10，其包括第一 连接器或壳体12和第二连接器或头部14。每个连接器12和14包括容纳在其内的多个电 触头(未示出)。通常，组件10包括超过90个电触头，当组装时，组件10至少大约70mm 宽，大约60mm长，大约60mm高。在一优选实施例中，连接器10可包括98个电触头，并被配置成用于柴油机的线束连接器；然而，连接器10的其它用途、尺寸和配置也是可能的。为了对接和分离头部14和壳体12，这种尺寸和配置的连接器通常需要大于大约 300N的力来克服摩擦接合力。为此，连接器10还包括杠杆致动器16，该杠杆致动器16具 有至少在图4(侧视图)和图5(顶视图)中所示的第一位置、预对接位置或松开位置和至 少在图6(侧视图)和图7(顶视图)中所示的第二位置、对接位置或锁定位置。杠杆致动 器16被设置和配置成通过将杠杆致动器16从图4的预对接位置移动或枢转到图6中的对 接位置来将第二连接器14线性地推进或前移到与第一连接器12相对接。如下进一步所 述，连接器12和14以及杠杆16被配置用于有效地对接如上所述的大尺寸的连接器。杠杆 16—般比现有的杠杆更坚固耐用，从而利用很少或没有浪费的输入力以使其机械效益最大 化，来克服杠杆枢转中的游隙(Play)。更具体地，为了实现这种对接，杠杆致动器16包括在其致动端20上的凸轮突出部 18，而另一凸轮突出部19可旋转地安装在壳体12上。每个凸轮突出部18、19被配置成接 合布置在头部14的各个纵向侧壁35上的一对相对的凸轮槽22中的各自一个，从而杠杆致 动器16从第一位置到第二位置的移动使得连接器12和14线性前移以相互完全对接。当 完全对接时，杠杆16包括其上的闭锁部件M，该闭锁部件M与壳体12上布置的锁定部件 26相协作来将杠杆16锁定在对接位置上。锁定部件沈阻止杠杆16的反向运动。为了将 杠杆16从对接位置松开，锁定部件沈上的弹性释放突片观被压下并朝着壳体12向内偏 斜，以允许杠杆16的自由运动。连接器组件10 —般包括公连接器部分、母连接器部分。例如，第一连接器12由壁 30形成，壁30限定了用于母连接器的电触头(未示出)的大致矩形壳体。第二连接器14 由相应的壁32形成，壁32也限定了用于相应的电触头(未示出)的大致矩形的头部来形 成可容纳在母连接器内的公连接器。显然地，第一连接器12可以是公连接器，第二连接器 14可以是母连接器。如所示，杠杆16被安装到第一连接器12，并被设置成沿箭头“A”的方 向从预对接位置移动或枢转到对接位置。参见图1-3，杠杆致动器16为大致U形结构，具有一对端部20和连接两端部的中 间连接部34。中间连接部34还包括之前描述的闭锁部件M。每个端部20包括枢转部件 36。连接到枢转部件36的是杠杆臂驱动齿轮21，其包括在一端的凸轮突出部18和一组齿 轮齿23。凸轮突出部18与齿轮齿23隔开大约135°。枢轴安装到每一个相对的纵向侧壁 33的内表面31上的是布置成接合杠杆臂驱动齿轮21的互补从动齿轮/配对齿轮或壳体驱 动齿轮25。杠杆臂16的运动引起杠杆臂驱动齿轮21枢转。驱动齿轮21的枢转运动通过 齿轮齿23传递到齿轮齿27，使得壳体驱动齿轮25随着驱动齿轮21依次枢转。由于驱动齿 轮21、25相继枢转，凸轮突出部18、19也是如此。凸轮突出部18、19接合它们各自的凸轮 槽22，以将壳体12和头部14牵拉在一起。图15和16中也示出了该枢转运动。杠杆16通过容纳在锁孔槽38内的枢转部件36可枢转地安装到第一连接器12，并 且特别地，纵向侧壁33的局部上形成有枢转孔(未示出)。枢转部件36和枢转孔允许杠杆 16的枢转运动。如下面将要描述的，凸轮突出部18、19包括一个或多个不连续的预定力传 递接合部42，其被配置成通过杠杆16的枢转传递杠杆作用力来对接或分离第一连接器12 和第二连接器14。连接器组件10包括接合系统，用于将致动杠杆16保持在预对接位置上，以尽可能减少在连接器对接之前的任何重新对准。为此，接合系统通过第一连接器壳体的壁30特别 是纵向侧壁33的止动部50来阻止杠杆16沿对接方向“A”移动。优选地，止动部50是弹 性的杠杆止动突起或突片的形式，其向内延伸到由纵向侧壁33形成的腔室，如图17和18 中最佳所示。在一形式中，止动部50包括薄壁延伸部或弹性突片52，该薄壁延伸部或弹性 突片52向内延伸到由连接器的壁30形成的腔室。止动部50被配置成阻止杠杆16在预对 接位置上沿方向“A”(图1、2和17)移动。如图17和18中可能最佳所示，止动是在止动部 50处于其第一位置、未偏斜位置上完成的，这是因为凸轮突出部18、19邻接突片52的侧表 面53。这种设置阻止或干涉凸轮突出部18、19的运动，并基本上阻止了致动杠杆16沿对接 方向“A”的任何枢转。如图1、2和4中所示，当杠杆16位于第一位置或预对接位置上时，还通过杠杆末 端20的表面55与每个纵向侧壁33的外表面上的突片57相接合来阻止杠杆16反向移动。 因此，在预对接位置上，由于杠杆被夹在止动部50和突片57之间，杠杆被限制了向前和反 向运动。再参见图1和2A，第二连接器14的壳体壁32优选包括释放部M，该释放部M从 第二连接器的壁32的各个纵向侧壁部56向外延伸。释放部M被布置成使得第二连接器 14被插入第一连接器12内时，该释放部M将止动部50从其止动位置或第一位置移动到间 隙位置或第二位置，以允许杠杆16运动。为此，释放部M包括位于释放部M前端的引入 凸轮表面58，该引入凸轮表面58被配置成在最初将第二连接器14插入第一连接器12内时 凸轮接合止动部50并将其移动到间隙位置上。更具体地，为了松开致动杠杆16并允许其沿方向“A”枢转运动来完全对接连接器 12和14，第二连接器14开始与第一连接器12最初接合，以松开止动部50。通过连接器12 和14的最初插入，第二连接器14上的释放部M进入第一连接器12，释放部M的引入凸轮 表面58将弹性的杠杆止动部50移动或偏转脱离与凸轮突出部18的平坦部42的接合，并 因此允许杠杆16沿对接方向“A”枢转。为此，引入凸轮表面58被倾斜，使其与止动部50 上的相应的凸轮表面60凸轮接合，以向外弹性地移动止动部。一旦止动部50被移动到间 隙位置或第二位置，杠杆16沿对接方向“A”自由移动或枢转，以将第二连接器14线性前移 到与第一连接器12相对接。一旦完全对接，释放部M还包括第二凸轮表面61，该第二凸轮表面61的大小允 许止动部50向后移动到其原始位置。容纳第二凸轮表面61允许止动部50在连接器12和 14完全连接时通常不受力或未偏斜。为了将连接器12和14 一起线性地前移或推进到对接关系，使用者枢转杠杆致动 器16，使杠杆臂驱动齿轮21旋转或枢转，并因而驱使凸轮突出部18枢转。由于每个杠杆 臂驱动齿轮21的齿轮齿23被布置成与壳体驱动齿轮25的相关齿27成接合关系，杠杆臂 驱动齿轮21的旋转或枢转引起壳体驱动齿轮25及其相应的凸轮突出部19的旋转或枢转。 通过使用杠杆16提供的预定杠杆作用机械效益，凸轮突出部18、19接合第二连接器12上 的各自的凸轮槽22，以将第二连接器14线性前移或推进到第一连接器12。特别地，这种线 性前移借助从各个凸轮突出部18、19上设置的一个或多个预定力传递接合部42获得的机 械效益来实现。如所示，凸轮槽22为笔直的槽或凹口，但是根据接合和分离连接器所需的 力的要求，凸轮槽22也可以是曲形的，成角度的或阶梯形的以及其它形式。
参见图9和图10，更详细地示出了凸轮突出部18的一个优选实施方式。在所示的 实施方式中，凸轮突出部18、19具有相同的力传递部42并镜像相对地布置来对接纵向侧壁 35的每一侧上的一对相对的凸轮槽22 (同样镜像相对)。因此，下面对凸轮突出部18的描 述同样适用于所有的凸轮突出部18、19。另外，凸轮突出部18与凸轮槽22的相互作用的任 何描述也适用于凸轮突出部19与其各自的凸轮槽22的相互作用。如上所述，凸轮突出部 18、19包括一个或多个预定力传递接合部42。更具体地，凸轮突出部18优选包括在凸轮突 出部18的一侧上的至少一个对接预定力传递接合部62和在凸轮突出部18的另一侧上的 至少两个分离预定力传递接合部68、70。然而，根据力的需要，还可以设有更多或更少的接 合部。每个预定力传递接合部被配置成在杠杆致动器16的枢转中通过接合凸轮槽22的表 面来提供不连续的杠杆作用对接力或分离力。通过一个方法，每个接合部62、68和/或70 是突起、角部、关节部或凸轮突出部18的其它延伸部，其被布置成大致接合凸轮槽22的壁， 而没有凸轮突出部18的其它表面接触凸轮槽22。转到对接顺序，凸轮突出部18包括对接预定力传递部62，该对接预定力传递部62 被布置在凸轮突出部18的外表面上离枢转部件36预定距离“C”，从而形成与从枢转部件 36到使用者或杠杆16的力输入端64的预定距离“D”有关的预定杠杆作用比率“LR1”。通 过这种方式，杠杆作用比率“LR1”(即D C)允许杠杆致动器16提供由小于大约75N的使 用者输入力导致的至少大约300N的对接力。在一个实施例中，优选杠杆作用比率“LR1”至 少是大约7 1，其中距离“D”大约是距离“C”的7X倍。在一个优选实施方式中，距离“C” 是大约6. 6mm，距离“D”大约是48. 2mm，从而提供大约7. 3 1的杠杆作用比率“LR1 ”。至于分离顺序，凸轮突出部18包括至少一个分离预定力传递接合部42，优选地， 凸轮突出部18包括一对分离预定力传递接合部42 (即突起68和70)。因此，杠杆16被配 置成在分离连接器10( S卩，沿图18中的箭头“H”方向)的过程中通过对杠杆16的力输入端 64施加基本上相同的使用者输入力来提供连续的双级杠杆作用输出力。转到图13和14， 凸轮突出部18包括第一分离力传递接合部68，该第一分离力传递接合部68的尺寸设计成 与力输入端64和枢转部件36相关，来提供形成高等级的输出力的最初分离阶段。凸轮突 出部18也包括第二分离力传递接合部70，该第二分离力传递接合部70的尺寸设计成相对 于力输入端64和枢转部件36不同距离，来提供形成较低等级的输出力的后续阶段或第二 分离阶段。在分离的两个阶段，输出力的高等级和低等级是通过使用者施加基本上相同大 小的输入力到杠杆致动器16的力输入端64来实现的。更具体地，第一分离预定力传递接合部68被布置成离枢转部件36预定距离“E”， 从而形成与从枢转部件36到使用者或杠杆16的力输入端64的预定距离“F”有关的预定 杠杆作用比率“LR2”。为了形成允许杠杆致动器16提供由小于大约75N的使用者输入力 导致的第一阶段或高等级的分离力(即，一般大于大约300N的分离力)的杠杆作用比率 “LR2”(即F E)，优选杠杆作用比率“LR2”至少是大约8 1，其中距离“F”是距离“E” 的大约《(倍。在一个优选实施方式中，距离“E”是大约5. 7mm，距离“F”是大约50. 5mm，从 而提供大约8. 8 1的杠杆作用比率“LR2”。为了克服将连接器壳体保持在一起的高摩擦 力和将90个或更多电触头保持在一起的组合摩擦力，该最初的高等级的分离力是有利的。在连续的分离顺序中，一旦在分离中克服了最初的摩擦力，一般不需要继续提供 这种高等级的分离力。为此，杠杆凸轮突出部18提供了相比于第一接合部68离枢转部件36不同距离布置的第二分离预定力传递接合部70。因此，一旦已经克服了最初高等级的摩 擦力，凸轮突出部18从分离的第一阶段(高等级)转变到第二阶段(低等级)，其中相同或 更小的输入力通过更低等级的分离力继续分离连接器。更具体地，第二分离预定力传递接合部70被布置成离枢转部件36更长的预定距 离“G”，从而形成与预定杠杆分离臂距离“F”相关的第二预定杠杆作用比率或分离预定杠 杆作用比率“LR3”，来提供较低等级的输出力。为了形成允许杠杆致动器16提供由相同的 小于大约75N的使用者力所导致的用于分离的第二阶段或后续阶段的后续的、较低等级的 分离力(S卩，小于大约300N的分离力)的杠杆作用比率“LR3”，优选第二阶段的分离杠杆作 用比率“LR3”为至少大约5 1，其中距离“F”至少是距离“G”的大约5X倍。在一个优选 实施方式中，距离“G”是大约8. 9mm，距离“F”是大约50. 5mm，从而提供大约5. 6 1的杠 杆作用比率“LR3”。因此，通过相对于距离“F”而言较大的距离“G”，在分离的第二阶段获 得较小的机械效益，从而相同的输入力产生较小的输出力来分离连接器。如上所述，这种双重阶段分离是有利的，这是因为其使得最初高等级的分离力能 够克服将第一连接器12和第二连接器14保持在一起的较大摩擦接合力(包括将90个或 更多的插针触头保持在一起的力)，但是，当由于摩擦和接合力变小而一般不需要这种较高 等级的力时，通过连接器12和14的进一步分离，其允许施加后续的较低等级的分离力。在 连接器具有90个或更多插针触头的情形下，保持该大数目的连接器的最初摩擦力要比具 有小于一半该数目的触头的现有连接器大很多。因此，现有连接器的杠杆设计通常不能使 用汽车工业标准一般所需的小于75N的输入力来有效地对接和分离大连接器。转向图11到14，示出了凸轮突出部18和凸轮槽22的示例性对接顺序。图11示 出了预对接位置上的凸轮突出部18和凸轮槽22，其中凸轮突出部18的末端72接合凸轮 槽22的邻接边缘或表面74。凸轮槽22的邻接边缘74是形成凸轮槽或凹口 22的边界的表 面，凸轮槽22大致垂直于连接器12和14的线性插入方向“I”延伸(图11)。邻接边缘74 一般包括止挡部76，该止挡部76被布置来为凸轮突出部18的插入提供硬停(hard stop)， 如图11中通过凸轮突出部末端72与邻接边缘74的接合最佳所示。在对接周期这点上，使 用者收到信号预对接位置已经到达，并且由于凸轮突出部18被布置用于接合凸轮槽22， 进一步的对接可通过移动或枢转杠杆致动器16来完成。接下来，图12示出了移动或枢转大约15°到对接顺序的杠杆致动器16，其中对接 预定力传递接合部62接合凸轮槽22的驱动边缘78。凸轮槽22的驱动边缘78位于槽22 上与邻接边缘74相对的一侧上，并为对接预定力传递接合部62提供驱动表面来施加杠杆 作用力到其上，以将第二连接器14前移与第一连接器12对接接合。通过杠杆的进一步移 动，图13示出了移动或枢转大约30°到对接顺序的杠杆驱动器16，其中相同的对接预定力 传递接合部62仍与驱动边缘78接合，以将连接器12和14继续推进到一起。通过致动杠 杆16的继续移动或枢转，凸轮槽22和凸轮突出部18的相互作用将第二连接器14牵拉到 与第一连接器12完全接合，其中杠杆致动器16处于第二位置或对接位置。图14示出了凸 轮突出部18和凸轮槽22处于完全对接位置上，其中第二连接器14完全容纳在第一连接器 12内。在该位置上，凸轮突出部18的相对两侧上的相对的平坦部80、82帮助将凸轮突出 部18固定在该对接位置上。即，例如，平坦部80邻靠驱动表面78，平坦部82邻靠邻接表面 74。如上所述，当杠杆致动器16处于第二位置或对接位置上时，杠杆致动器16的中间连接部34上的闭锁部件M接合第一壳体12上的相协作的锁定部件沈，来将杠杆致动器16固
定在第二位置上。在对接顺序中，凸轮突出部18优选被配置成具有单个的或不连续的接合部，该接 合部接触凸轮槽的驱动表面78。优选地，单个接合部在整个对接顺序中接触该驱动表面 来提供不连续的和恒定水平的杠杆作用对接力。相对于现有连接器，该单个接合部包括接 合表面或曲形凸轮部，该接合表面或曲形凸轮部在对接顺序中在凸轮和槽之间提供起伏的 (rolling)或变化的接合，还根据不同凸轮表面的位置提供可变数量的对接力。在这种情形 下，单个接合部在对接中提供了持续的和增强等级的对接力以适于对接上述较大连接器。在图15和16所示的实施方式中，每个杠杆臂驱动齿轮21可具有3个齿轮齿23a、 23b、23c。每个壳体驱动齿轮25可具有4个齿轮齿27a、27b、27c、27d，在其间限定用于容纳 齿轮齿23a、2!3b和23c的3个沟槽。驱动齿轮21、25从图15中所示的分离位置枢转到图 16中所示的对接位置致使杠杆臂16枢转大约45°，并致使凸轮突出部18、19以近似线性 的排列相互背离地布置。图19示出了随着杠杆沿着图1中所示的箭头“A”的方向从分离位置旋转或枢转大 约45°的度数到图6和18中所示的对接位置时的力N(牛顿)。从图1中所示的最初45° 的开始点到30°位置需要相对小的力。从30°位置到15°位置，由于容纳在连接器12和 头部14中的一个或两个内的触头或插针与连接器12和头部14中的另一个内的互补孔相 对接，所需力在这15°位置显著增加。随着插针或触头的最终就位，最后15°旋转需要较 小的力。如图14所示，由于凸轮突出部18具有邻近接合部62的平坦区域84，单个预定接 合部62在对接顺序中接触驱动表面78。选取平坦区域84邻近关节部62的预定定位，从而 在对接顺序中通常只有接合部62接触驱动表面78来提供所需的对接力，而不是凸轮突出 部18的其它部分。为了便于凸轮突出部18穿过释放突出部M插入，凸轮突出部18优选包括截顶的 角部或平坦边缘86 (图11中所示)，所述角部或平坦边缘86邻近末端72并大致在末端72 和接合部62之间延伸。该平坦表面86被布置成在第二连接器14最初插入到第一连接器 12内时，借助较小的摩擦接合或没有摩擦接合，来使得凸轮突出部18能够更容易滑动穿过 并越过释放突出部M的上边缘88。通过这种方式，凸轮突出部18被配置成通过小干涉或 没有干涉而沿着释放突出部M的上表面线性地前进，以到达凸轮槽22。分离顺序从图14返回图11反向进行。杠杆致动器16必须首先通过压下弹性突 片观而从锁定部件沈拔出，以为反向移动或枢转杠杆致动器16提供间隙。其后，通过沿分 离方向移动或枢转杠杆致动器16，杠杆致动器16可沿分离方向“H” (图18)自由地移动。 通过杠杆致动器16的这种反向运动，凸轮槽22和凸轮突出部18之间的相互作用推进或线 性地分离第一连接器12和第二连接器14，从而允许连接器相分离。如下进一步所述，优选 使用具有最初高等级的分离力和其后较低等级的分离力的双重阶段分离顺序来完成连接 器12和14的分离。结合图14更详细地描述双重阶段分离顺序。首先，由于杠杆致动器16沿分离方 向“H”移动大约15°，凸轮突出部18移动一定量，使得第一分离力传递接合部68接触邻接 表面74来提供第一阶段分离力。如上所述，该第一分离力传递接合部68被布置成提供高等级的分离力来克服连接器12和14之间的最初摩擦接合力。在分离顺序的这种配置中， 第二分离力传递接合部70与第一接合部相隔开，并不接触图14中所示的凹槽的壁。借助致动杠杆16的进一步枢转，凸轮突出部18到达图12中所示的大概位置，按 分离顺序大约30°。在该位置上，第二分离力传递接合部70现在接触邻接表面74。如上 所述，第二分离力接合部68被布置来提供较低等级的分离力。在该位置上，第一接合部68 与第二接合部70相隔开，并不接触图12中最佳所示的凹槽壁。借助致动杠杆16沿分离方 向的进一步枢转，杠杆到达图11的预对接位置，在那里第一连接器和第二连接器然后能够 相互分开。现在连接器10已经做好准备依照先前所述的对接顺序重新安装。与对接顺序相似，分离顺序被配置来提供不连续的杠杆作用力。然而，在分离中， 优选使用通过双重阶段分离顺序施加的至少两个不连续并恒定的分离力。该双重阶段杠杆 作用力也与现有技术中使用曲形表面的凸轮表面获得的可变分离力形成对比。图20和21中示出了杠杆连接器的另一个实施方式。除了杠杆116的位置以外， 连接器112具有上述连接器12的所有相同特征。如在图20中的分离位置上，相对于连接 器12的杠杆16的大约45°最初分离位置，杠杆116从相对于壳体130大约90°位置开 始。杠杆116还可沿箭头“B”的方向旋转或枢转大约45°来终止在图21中所示的对接位 置(相对于壳体130大约45°角)。应该理解的是，本实施方式提供了通过四个杠杆突出部或凸轮突出部特征来将连 接器牵拉到一起的对接辅助。通过该方法，连接器半部被牵拉到一起，其对接表面平行保 持，而减少了对连接器护罩的依靠来保持对接表面平行。该杠杆设计在连接器的所有四个 角部具有对接辅助特征，这获得了锁定和改进的性能。本方法比标准突柱设计更坚固耐 用。突出部驱动特征或齿轮齿特征有助于补偿施加到连接器上的力，从而避免连接器想要 移动并收缩密封，这增加了摩擦。突出部驱动特征传递力就如同设有两个对接辅助杠杆一 样-连接器的每一端上一个。驱动框架臂齿轮传递到配对齿轮来提供对接力和分离力，如 同一个对接辅助杠杆直接连接到配对齿轮一样。因此，连接器组件10和致动杠杆16被配置来提供更坚固耐用的组件，该组件适于 对接和分离包括90或更多插针触头的大连接器。然而，可以意识到的是，尽管组件10对于 这种大连接器是特别优选的，连接器组件10和杠杆16也适用于具有更多或更少插针触头 的连接器配置。还可以理解的是，在不偏离本发明的精神和中心特征的情况下，该电连接器 可以表现为其它具体形式。因此，本发明的示例和实施方式在各个方面都被理解为是示例 性的，而不是限制性的，并且电连接器也不限于这里给出的示例。实际上，本发明的真实范 围由所附权利要求来限定，包括每项权利要求的每个元素的等价物的全部范围。
权利要求
1.一种连接器组件，其包括第一连接器，其包括用于支撑第一电触头的大致矩形壳体，所述壳体具有用于容纳杠 杆组件的入口通道；所述杠杆组件具有大致U形，带有相对延伸的端部；驱动齿轮，其支撑在每个所述端部的内部上，所述驱动齿轮具有从一侧延伸的杠杆突 出部和从另一侧延伸的多个驱动齿；一对配对齿轮，其由所述第一连接器可旋转地支撑，每个所述配对齿轮具有从一侧延 伸的杠杆突出部和从另一侧延伸的多个配对齿，所述配对齿轮使其配对齿分别与所述驱动 齿轮的所述驱动齿相啮合；第二连接器，其形成用于支撑第二电触头的大致矩形头部，响应于与所述第一连接器 完全接合的所述第二连接器，所述第二电触头分别连接到所述第一电触头；所述头部包括在所述头部的各纵向侧上的一对凸轮轨，用于分别容纳所述驱动齿轮和 所述配对齿轮的所述杠杆突出部；所述杠杆组件具有第一位置，在所述第一位置上，所述头部位于相对于所述第一连接 器的分离位置上；以及所述杠杆组件可旋转到第二位置，在所述第二位置上，所述驱动齿轮和相关联的所述 配对齿轮被移动，以使所述凸轮轨内的所述杠杆突出部将所述头部移动到完全接合的位置 上。
2.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述第一连接器包括第一止动部 件和第二止动部件，所述第一止动部件用于阻止所述杠杆组件在所述第一连接器和第二连 接器接合之前从所述第一位置移动到所述第二位置，所述第二止动部件用于阻止所述杠杆 组件沿与从所述第一位置到所述第二位置的方向相反的方向移动。
3.根据权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，所述第一止动部件邻近所述杠杆 突出部中的一个布置在内表面上，所述第二连接器包括邻近所述凸轮轨布置的释放部件， 所述释放部件与一个所述杠杆突出部相关联，用于释放所述止动部件，以允许所述杠杆组 件移动到所述第二位置。
4.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述杠杆突出部中的每一个邻近 所述第一连接器的壳体的角部布置，所述凸轮轨中的每一个邻近所述头部的角部布置。
5.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述杠杆突出部中的每一个包括 第一力传递部，用于接触其各自的凸轮轨并用于将所述头部移动到所述完全接合位置。
6.根据权利要求5所述的连接器组件，其特征在于，所述杠杆突出部中的每一个包括 用于接触其各自的凸轮轨的第二力传递部和第三力传递部，其中所述第二力传递部施加第 一力，用于将所述头部从所述完全接合位置向所述第一位置移动，以及所述第三力传递部 施加第二力，用于将所述头部移动到所述第一分离位置。
7.根据权利要求6所述的连接器组件，其特征在于，所述第一力大于所述第二力。
8 根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述杠杆包括闭锁部件，所述第一 连接器的壳体包括锁定部件，当所述杠杆移动到所述第二位置时，所述闭锁部件接合所述 锁定部件以将所述杠杆锁定在所述第二位置。
9.一种连接器组件，其包括第一连接器，其包括用于安装第一端子的壳体；所述第一连接器的壳体具有第一侧和 与所述第一侧相对的第二侧，所述第一连接器的壳体的所述第一侧和第二侧中的每一侧都 包括枢轴安装到其上的从动齿轮，所述从动齿轮在一端具有齿轮齿并在另一端具有凸轮突 出部；第二连接器，其包括用于安装第二电端子的壳体，所述第二电端子借助第一连接器和 第二连接器的对接而分别连接到所述第一端子；所述第二连接器的壳体包括第一侧和与所 述第一侧相对的第二侧以及位于所述第二连接器的壳体的所述第一侧和第二侧中的每一 侧上的一对分隔开的凸轮槽；以及杠杆，其能够从第一位置移动到第二位置，并包括两个臂，每个所述臂被安装到所述第 一连接器的壳体的相对两侧上并包括端部，每个所述端部包括在一端具有齿轮齿并在另一 端具有凸轮突出部的驱动齿轮；所述驱动齿轮的每一个的所述齿轮齿被布置为与相应的所 述从动齿轮的所述齿轮齿相接合，使得所述驱动齿轮和所述从动齿轮能够通过所述杠杆的 运动来枢转；其特征在于，当所述杠杆位于所述第一位置上时，每个所述凸轮突出部位于被容纳在各自的所述凸 轮槽内的位置上，所述杠杆从所述第一位置到所述第二位置的运动使得容纳在所述凸轮槽 内的所述凸轮突出部带动所述第一连接器和第二连接器一起到完全接合位置。
10.根据权利要求9所述的连接器组件，其特征在于，所述第一连接器包括可松开的第 一止动部件和第二止动部件，所述第一止动部件用于阻止所述杠杆在所述第一连接器接触 所述第二连接器之前从所述第一位置移动到所述第二位置，所述第二止动部件用于阻止所 述杠杆在所述第一位置上沿与从所述第一位置到所述第二位置的方向相反的方向移动。
11.根据权利要求10所述的连接器组件，其特征在于，所述第一止动部件邻近所述凸 轮突出部中的一个并与所述凸轮突出部中的一个接触而布置在内表面上，所述第二连接器 包括邻近所述凸轮槽布置的释放部件，所述释放部件与所述凸轮突出部中的一个相关联， 用于释放所述止动部件，以允许所述杠杆移动到所述第二位置。
12.根据权利要求9所述的连接器组件，其特征在于，所述凸轮突出部中的每一个邻近 所述第一连接器的壳体的角部布置，所述凸轮槽中的每一个邻近所述第二连接器的壳体的 角部布置。
13.根据权利要求9所述的连接器组件，其特征在于，所述凸轮突出部中的每一个包括 第一力传递部，用于接触其各自的所述凸轮槽并用于将所述第一连接器和第二连接器移动 到所述完全接合位置。
14.根据权利要求13所述的连接器组件，其特征在于，所述凸轮突出部中的每一个包 括用于接触其各自的所述凸轮槽的第二力传递部和第三力传递部，其中所述第二力传递部 施加第一力，用于将所述头部从所述完全接合位置向部分分离位置移动，以及所述第三力 传递部施加第二力，用于将所述头部移动到完全分离位置，其中所述杠杆位于所述第一位 置上。
15.根据权利要求14所述的连接器组件，其特征在于，所述第一力大于所述第二力。
16.根据权利要求9所述的连接器组件，其特征在于，所述杠杆包括闭锁部件，所述第 一连接器的壳体包括锁定部件，当所述杠杆移动到所述第二位置时，所述闭锁部件接合所述锁定部件以将所述杠杆锁定在所述第二位置。
17.一种连接器组件，其包括第一连接器，其具有用于支撑第一电触头的大致矩形壳体，所述壳体具有闭锁部件；U形杠杆组件，其具有通过桥接部件连接的相对的第一臂部和第二臂部，所述第一臂部 和第二臂部可枢转地安装到所述第一连接器的壳体，每个所述臂部具有端部，所述杠杆组 件具有用于接合所述闭锁部件以阻止所述杠杆组件移动的锁定部件；驱动齿轮，其支撑在每个所述端部的内部上，所述驱动齿轮具有从一侧延伸的凸轮突 出部和从另一侧延伸的多个驱动齿；第一配对齿轮，其可枢转地安装到所述第一连接器的壳体的第一纵向侧上并邻近其 角部，第二配对齿轮，其可枢转地安装到所述第一连接器的壳体的相对的第二纵向侧上并 邻近其角部，每个所述配对齿轮具有从一侧延伸的凸轮突出部和从另一侧延伸的多个配对 齿，所述配对齿轮使其配对齿分别与所述驱动齿轮的所述驱动齿相啮合；第二连接器，其形成用于支撑第二电触头的大致矩形头部，响应于与所述第一连接器 完全接合的所述第二连接器，所述第二电触头分别连接到所述第一电触头；所述头部包括在所述头部的各纵向侧上的一对凸轮轨，用于分别容纳所述驱动齿轮和 所述配对齿轮的所述凸轮突出部；所述凸轮轨邻近所述壳体的角部布置，所述杠杆组件能够从第一位置移动到第二位 置，在所述第一位置上，所述凸轮突出部被布置成接合所述凸轮轨，在所述第二位置上，所 述驱动齿轮及其相关联的所述配对齿轮被移动，以使所述凸轮突出部接合所述凸轮轨，从 而将所述第一连接器和第二连接器移动到完全对接位置。
18.根据权利要求17所述的连接器组件，其特征在于，所述第一连接器包括第一止动 部件和第二止动部件，所述第一止动部件用于阻止所述杠杆组件在所述第一连接器和第二 连接器之间接触之前从所述第一位置移动到所述第二位置，所述第二止动部件用于阻止所 述杠杆组件在所述第一位置上沿与从所述第一位置到所述第二位置的方向相反的方向移 动。
19.根据权利要求18所述的连接器组件，其特征在于，所述第一止动部件邻近所述凸 轮突出部中的一个布置在内表面上，所述第二连接器包括邻近所述凸轮槽布置的释放部 件，所述释放部件与所述凸轮突出部中的一个相关联，用于释放所述止动部件，以允许所述 杠杆组件移动到所述第二位置。
20.根据权利要求17所述的连接器组件，其特征在于，所述凸轮突出部中的每一个包 括第一力传递部，用于接触其各自的所述凸轮轨并用于将所述第一连接器和第二连接器移 动到所述完全对接位置。
21.根据权利要求20所述的连接器组件，其特征在于，所述凸轮突出部中的每一个包 括用于接触其各自的所述凸轮轨的第二力传递部和第三力传递部，其中所述第二力传递部 施加第一力，用于将所述头部从所述完全对接位置向部分分离位置移动，以及所述第三力 传递部施加第二力，用于将所述头部移动到完全分离位置，其中所述杠杆组件位于所述第 一位置上。
22.根据权利要求21所述的连接器组件，其特征在于，所述第一力大于所述第二力。
全文摘要
本发明提供一种电连接器组件，其具有通过操作一个连接器的杠杆致动器来对接连接或分离的电连接器。该杠杆可枢转地连接到所述连接器之一上，并在其一端上包括驱动齿轮。每个驱动齿轮具有齿轮齿和凸轮突出部。所述驱动齿轮的齿轮齿与在支撑杠杆的连接器的壳体上枢转安装的从动齿轮或配对齿轮的齿轮齿相啮合。所述配对齿轮还包括凸轮突出部。另一连接器具有凸轮槽，所述凸轮槽被布置成接合各个凸轮突出部，使得所述杠杆的运动引起驱动齿轮枢转所有的凸轮突出部来接合凸轮槽，并将所述连接器移动到完全对接位置。
文档编号H01R13/629GK102084555SQ200980126780
公开日2011年6月1日 申请日期2009年5月6日 优先权日2008年5月6日
发明者库尔特·P·德科斯基 申请人:莫列斯公司