专利名称：电插头和插座组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括电插头和电插座的电连接器组件。
背景技术：
电插头和插座组件广泛用于在设备之间提供电连接。例如，电插头和电插座有时 用于连接至音频设备上，例如天线、扬声器和/或类似物。例如，电插头和电插座还用于 连接计算机设备、网络设备和/或视频显示器。每个电插座包括一个或多个与相应的电 插头触头相匹配的电触头。由于插座的电气特性，每个电插座包括相同类型的触头，这样 每个电插座能够与任意电插头相匹配。电插头和电插座的一个具体示例是德国工业标准 (DIN) 1. 0/2. 3连接器组件。DIN1. 0/2. 3连接器组件的电插头和电插座是同轴连接器，且每 个包括内部电触头以及围绕内部电触头延伸的外部电触头。DIN1. 0/2. 3连接器的电插头的 内部电触头是插销，其接收于电插座的内部电触头的插座内。包括电插座和电插头的系统经常包括大量彼此邻近的电插座，用以连接至各种不 同的电气设备。由于每个电插座能与任意电插头相匹配，有可能将电气设备的电插头匹配 至错误的电插座。因此，电气设备可电连接至系统的错误元件，有时称作交叉连接。例如， DIN1. 0/2. 3插座的内部插座触头使得Dim. 0/2. 3插座能够与任意Dim. 0/2. 3插头的内部 插销相匹配。因此，在两个或多个Dim. 0/2. 3插座彼此邻近定位的系统中，通过电气设备 的DIN1. 0/2. 3插头与错误的DIN1. 0/2. 3插座相匹配，电气设备可能电连接至系统的错误 元件。需要提供一种电插头，防止与错误的电插座交叉连接。
发明内容
根据本发明，提供一种电连接器，其包括壳体以及由壳体支撑的外部电触头。外部 电触头包括内部腔体、由壳体支撑的安装端以及匹配接口。外部电触头构造为在匹配接口 与电插座相匹配。在壳体和外部电触头之间定义了通道。闭锁元件保持在通道内并构造为 与电插座相啮合。内部电触头具有保持在外部电触头的内部腔体内的匹配端。外部电触头 围绕内部电触头的匹配端延伸。内部电触头的匹配端包括构造为接收电插座的内部匹配触 头的插座。
图1是电插头的示例实施方式的分解透视图。图2是图1所示的电插头的横截面图。图3是图1和2所示的电插头的又一横截面图，其基本类似于图2所示的横截面。图4是与图1-3所示的电插头匹配的电插座的示例实施方式的透视图。图5是图4所示的电插座的横截面图。图6是描述与图4和5所示的电插座匹配的图1-3所示的电插头的横截面图。
具体实施例方式图1是电插头10的示例实施方式的分解透视图。图2是电插头10的横截面图。 电插头10包括导电壳体12、外部电插头14和内部电触头16。电插头10构造为在匹配接 口 20处与电插座18 (图4-6)相匹配。更具体地，当电插头10与电插座18相匹配时，电插 头10的外部电触头14在匹配接口 20处与电插座18的外部电触头22 (图4_6)相匹配，并 由此电连接至外部电插头22。类似地，电插头10的内部电触头16在匹配接口 20处与电插 座18的内部电触头24(图4-6)相匹配，并由此电连接至内部电插头24。在一些实施方式 中，电触头10类似于德国工业标准(DIN) 1.0/2. 3连接器。例如，在一些实施方式中，一个 或多个内部电触头16和/或外部电触头14的尺寸分别与DIN1. 0/2. 3连接器的内部电触 头(未示出)和/或外部电触头(未示出)基本相等。电插头10在此可称作“电连接器” 和/或“匹配连接器”。内部电触头16和外部电触头14在此可分别称作“内部匹配触头” 和“外部匹配触头”。在该示例实施方式中，电插头10终止于电缆28的端部26。可选择地，电插头10 安装于印刷电路(未示出)上。在此使用的术语“印刷电路”意于表示导电连接印刷或沉 积在绝缘基底的预定图案上的任意电路。电插头10可选择地安装于面板(未示出)的开 口(未示出)内，或者电插头10终止于电缆28或安装于印刷电路上。除了壳体12、外部电触头14和内部电触头16，电插头10还包括绝缘件30、闭锁元 件32、压缩密封件34和释放套环36。壳体12由端部38延伸至端部40。壳体12包括基座 42、压接管44和接触管46。压接管44包括端部38，并且由壳体基座42沿纵向中心轴线48 向外延伸。接触管46包括端部40，并且由壳体基座42沿纵向中心轴线50向外延伸。在端 部40，接触管46包括凸缘41，用于将释放套环36固定于接触管46上。凸缘41包括一对 相对侧43和35。在该示例实施方式中，通道52完全通过壳体12由端部38延伸至端部40。更具体 地，通道52通过端部38、压接管44、壳体基座42、接触管46以及端部40延伸。开口 54选 择性地通过壳体基座42的后壁56延伸与通道52相连通。可选端盖58用来密封壳体基座 42的后壁56内的开口 54。端盖58由此密封壳体基座42的后壁56的通道52。在该示例 实施方式中，壳体基座42的后壁56包括邻近开口 54的凹槽60。端盖58以卡扣配合的方 式接收于凹槽60内，从而将端盖58固定于壳体基座42上。除了卡扣配合的方式或可选择 地，可采用其他方法、配置、结构、手段和/或类似方式将端盖58固定于壳体基座42上，例 如，但不限于，采用粘结和/或类似方式。参照图2，壳体12的基座42和接触管46包括内壁62，其定义了通道52的一部分。 内壁62包括肩部64。绝缘件30包括绝缘体65，其具有定义肩部68的凸缘66。接触通道 70贯穿绝缘件30绝缘主体65的长度延伸。绝缘件30保持于通道52内。更具体地，在该 示例实施方式中，绝缘件30的凸缘66与壳体12的内壁62以干涉配合的方式相啮合。绝 缘件30的肩部68与壳体12的内壁62的肩部64相啮合，从而将绝缘件30沿纵向轴线50 定位。可以采用除了干涉配合以外的或可替代的任意方法、配置、结构、手段和/或类似方 式将绝缘件30保持于通道52内，例如，但不限于，采用粘结和/或类似方式。外部电触头14由安装端72至匹配端74延伸一定长度。匹配端74包括多个独立指部75，其定义了电插头10的匹配接口 20的一部分。外部电触头14包括贯穿外部电触 头14的长度延伸的内部腔体76。通道77定义于壳体12的外部电触头14和内壁62之间。 外部电触头14的安装端72由壳体12的内壁62支撑，从而匹配端74由壳体12的接触管 46向外延伸。外部电触头14的安装端72与壳体12的内壁62相啮合，由此外部电触头14 电连接至壳体12。更具体地，外部电触头14的安装端72包括安装凸缘79，其具有一对相 对侧面81和83以及由侧面81延伸至侧面83的径向外表面85。安装凸缘79的侧面81和 径向外表面85与壳体12的内壁62相啮合。在该示例实施方式中，外部电触头14的匹配端74定义了插头78，其构造为接收于 电插座18的外部电触头22的插座80 (图4-6)内。可替换地，外部电触头14的匹配端74 定义了插座(未示出)，其构造为接收电插座18的外部电触头22的插头(未示出)。电缆28包括内部电导体82、环绕内部电导体82的绝缘体84、环绕绝缘体84的外 部电导体86以及环绕外部电导体86的电缆插座88。外部电导体86与压接管44相啮合， 从而外部电导体86电连接至压接管44。由此，外部电触头14通过壳体12电连接至电缆 28的外部电导体86。可选电缆套图90环绕压接管44和电缆插座88，从而便于将电缆28 保持在压接管44上。图3是电插头10的又一横截面图，其基本类似于图2所示的横截面。内部电触头 16由终止端92到匹配端94延伸一定长度。内部电触头16由绝缘件30支撑。更具体地， 内部电触头16保持在绝缘件30的接触通道70内，从而匹配端94保持在外部电触头14的 内部腔体76内。外部电触头14由此围绕内部电触头16的匹配端94延伸。绝缘件30将 内部电触头16和外部电触头14电隔离开。内部电触头16的匹配端94包括插座96，其构造为接收电插座18的内部电触头 24的插销98(图5和6)。在该示例实施方式中，插座96由多个独立指部99定义，而指部 99定义了电插头10的匹配接口 20的一部分。但是，可替换地，插座96可由内部电触头16 的匹配端94的任意其他类型的结构来定义。例如，在一些可选实施方式中，由具有环绕开 口的基本完整的外周的匹配端94来代替独立指部99定义插座96。内部电触头16由绝缘件30支撑，由此终止端92由绝缘件30向外延伸进入在壳 体基座42内延伸的通道52。电缆28的内部电导体82通过通道52在压接管44内延伸的 部分延伸，并进入通道在壳体基座42内延伸的部分。内部电触头16的终止端92与电缆28 的内部电导体82的端部100相啮合，由此内部电触头16电连接至内部电导体82。压缩密封件34保持在定义于外部电触头14和壳体12的内壁62之间的通道77 内。压缩密封件34绕外部电触头14的匹配端74的一部分延伸。压缩密封件34包括径向 内表面102、径向外表面104以及由径向内表面102延伸至径向外表面104的一对相对侧面 106和108。压缩密封件34的径向内表面102与外部电触头14的匹配端74的径向外表面 110相啮合，而径向外表面104与壳体12的内壁62相啮合。压缩密封件34的侧面106与 外部电触头14的安装凸缘79的侧面83相啮合。压缩密封件34的侧面108构造为与电插 座18的外部电触头22的前面112 (图5和6)相啮合，从而便于当电插头10与电插座18匹 配在一起时密封匹配接口 20。压缩密封件34可由使得压缩密封件34能够在电插头10和 电插座18相匹配时容易地密封匹配接口 20的任意材料制成，例如，但不限于，橡胶、硅胶、 聚合物和/或类似物。在某些实施方式中，压缩密封件34有助于提供在深于一米的水下连续沉浸中达到国际防护等级68 (IP68)的电插头10。闭锁元件32保持在通道77内，由此闭锁元件32围绕外部电触头14的匹配端74 的一部分延伸。闭锁元件32包括基座114和多个由基座114延伸的弹性指116。弹性指 116定义了闭锁元件32的弹性。基座114保持在形成于接触管46的端部40处的内壁62中 的凹槽118内。在该示例实施方式中，闭锁元件32的基座114卡扣配合地接收于凹槽118 内，由此将基座114固定于接触管46的内壁62上。除卡扣配合外，或可替换地，可采用任 意方法、配置、结构、手段和/或类似方式将基座114固定于内壁62上，例如，但不限于，采 用粘结和/或类似方式。指部116由基座114向内径向延伸，由此指部116朝向外部电触头14的径向外表 面110延伸。每个指部116从基座114延伸到端部120。如图2所示，电插头10与电插座 18脱离时，指部116的端部120与外部电触头14的径向外表面110相啮合。指部116的端 部120构造为当电插头10与电插座18匹配在一起时与插座18的外部电触头22啮合，从 而便于将电插头10和电插座18锁定在一起。释放套环36由端部122向端部124延伸一定长度。通道126贯穿释放套环36的 长度延伸。释放套环36的端部122和124包括各自的凸缘128和130，其相对于接触管46 的纵向中心轴线50向内径向延伸。凸缘128和130在其间定义了凹槽132。驱动臂134由 凸缘130沿纵向中心轴线50延伸进入凹槽132。驱动臂构造为与指部116相啮合，从而指 部116的端部120由纵向中心轴线50径向向外朝向接触管46的内壁62偏转。释放套环36安装于接触管46上，由此接触管46的凸缘41接收于凹槽132内。释 放套环36相对于接触管46沿纵向中心轴线50移动。更具体地，释放套环36可沿纵向中 心轴线50由闭锁位置移动至解锁位置。在图2所示的闭锁位置，闭锁元件32的指部116 并未由驱动臂134偏转。因此，当电插头10与电插座18相匹配且释放套环36位于闭锁位 置时，闭锁元件指部116的端部120保持与电插座18的外部电触头22相啮合，从而将电插 座18与电插头10固定在一起。为了解锁闭锁元件32，释放套环36沿纵向中心轴线50在 方向A上移动，由此驱动臂134使得指部116的端部120由纵向中心轴线50径向向外朝向 接触管46的内壁62偏转。电插头10与电插座18由此能够相脱离。释放套环36的凸缘 128和130分别与接触管指部41的侧面43，45相接触，限定了释放套环36沿纵向中心轴线 50分别在方向B和A上的运动。在该示例实施方式中，压接管44和接触管46由基座42向外延伸，彼此之间保持 大约90度的角度。更具体地，在该实例实施方式中，压接管44的纵向轴线48垂直于接触 管46的纵向轴线50延伸。因此，在该示例实施方式中，电插头10是直角连接器。可替代 地，压接管44和接触管46可由基座42向外延伸，彼此之间保持除90度外的任意角度。例 如，在一些实施方式中，压接管44的纵向轴线48平行于接触管46的纵向轴线50延伸。图4是电插座18的示例实施方式的透视图。电插座18包括导电壳体136和内部 电触头24(图5和6)。壳体136由端部138至端部140延伸一定长度。外部电触头22由壳 体136的一部分定义，并包括壳体136的端部140。壳体136的端部140，也是外部电触头22 的端部，包括匹配接口 142，其沿电插头18延伸并构造为与电插头10 (图1，2和5)相匹配。 在该示例实施方式中，壳体136的端部138包括多个安装柱144，用于将电插座18安装于印 刷电路(未示出)上。在某些实施方式中，电插座18类似于德国工业标准(DIN) 1.0/2. 3
6的连接器。例如，在一些实施方式中，一个或多个内部电触头24和/或外部电触头22的尺 寸分别与Dim. 0/2. 3连接器的内部电触头(未示出)和/或外部电触头(未示出)基本 相等。电插座18在此可称作“电插座”。内部电触头24和外部电触头22在此可分别称作 “内部匹配触头”和“外部匹配触头”。图5是电插座18的横截面图。壳体136包括基座146、沿基座146延伸的外部螺纹 管148以及由螺纹管148延伸的外部电触头22。基座146包括壳体136的端部138。如上 所述，在该示例实施方式中，电插座18包括多个在端部138由基座146延伸的安装柱144。 安装柱144使得壳体136能够安装于印刷电路(未示出)上。可替换地，电插座18终止于 电缆(未示出)的端部(未示出)。在该示例实施方式中，电插座18可选地构造为安装于 面板(未示出)的开口(未示出)内。特别地，壳体136包括螺纹管148。螺母150螺纹安 装于螺纹管148上，以在螺母150和基座146的侧面152之间定义凹槽152。面板定义面 板开口的一部分接收于凹槽152内，且螺母150相对于基座146的侧面152紧固，由此在螺 母150和基座146的侧面152之间固定保持面板。基座146的侧面152可选地包括用于在 其中接收可选压缩密封件156的凹槽154。压缩密封件156有助于将面板密封至壳体136。 在某些实施方式中，压缩密封件156有助于提供在深于一米的水下连续沉浸中达到IP68的 电插座18。在该示例实施方式中，通道158沿纵向中心轴线160在壳体136的整个长度方向 上由端部138延伸至端部140。更具体地，通道158通过端部138、基座146、螺纹管148和 端部140延伸。壳体136包括定义了通道158的内壁162。内壁162包括凹槽164。绝缘件 166接收于通道158内。绝缘件166包括具有凸缘170的绝缘主体168。在该示例实施方 式中，绝缘件166的凸缘170接收于壳体136的内壁162的凹槽164中，从而将绝缘件166 保持和定位于通道158内。除了采用凸缘170和凹槽164相配合，或者可替换地，可采用任 意方法、配置、结构、手段和/或类似方式将绝缘件166保持在通道158内，例如，但不限于， 采用粘结、干涉配合和/或类似方式。接触通道172贯穿绝缘件166的主体168的长度延 伸。外部电触头22由螺纹管148至匹配端174延伸一定长度。匹配端174定义了电插 座18的匹配接口 142且包括壳体136的端部140。匹配端174还包括前面112。壳体136 内的通道158定义了内部腔体178，其贯穿外部电触头22的长度延伸。外部电触头22包括 相对于纵向中心轴线160的径向外表面180。径向外表面180包括凹槽182，其构造为接收 闭锁元件32 (图1-3，6)的指部116 (图1，3和6)的端部120 (图1，3和6)，从而便于将电 插座18和电插头10互锁在一起。当安装至印刷电路上时，壳体136的端部138与一个或 多个电气轨迹(未示出)和/或一个或多个电触头(未示出)相啮合，从而壳体136电连 接至印刷电路。由此，外部电触头22通过壳体136电连接至印刷电路。在该示例实施方式中，外部电触头22的匹配端174定义了插座80，其构造为接收 电插头10的外部电触头14(图1-3，6)的插头78(图2和6)。可替换地，外部电触头22的 匹配端174定义了插头(未示出)，其构造为接收于电触头10的外部电触头14的插座(未 示出)内。内部电触头24由终止端184至匹配端186延伸一定长度。内部电触头24由绝缘 件166支撑。更具体地，内部电触头24保持在绝缘件166的接触通道172内，由此匹配端186保持在外部电触头22的内部腔体178内。外部电触头22由此围绕内部电触头24的匹 配端186延伸。绝缘件166电绝缘内部电触头24和外部电触头22。内部电触头24的匹配 端186包括插销98，其构造为接收于电插头10的内部电触头16的插座96 (图3和6)内。内部电触头24的终止端184电连接至印刷电路的一个或多个电气轨迹(未示出) 和/或一个或多个电触头(未示出)。在该示例实施方式中，通过中间触头188与内部电触 头24及印刷电路的电气轨迹和/或电触头相啮合，内部电触头24电连接至印刷电路的电 气轨迹和/或电触头。可替换地，内部电触头24的终止端184与印刷电路的电气轨迹和/ 或电触头相啮合，从而将内部电触头24电连接至印刷电路。提供可选密封件190以在壳体136的端部138密封通道158。密封件190包括接 触通道192来在其中接收中间触头188。密封件190可由使得压缩密封件190能够在壳体 136的端部138容易地密封通道158的任意材料制成，例如，但不限于，橡胶、硅胶、聚合物、 玻璃和/或类似物。在该示例实施方式中，密封件190由玻璃制成并熔合至壳体136的内 壁162。除了采用熔合方式，或者可替换地，可采用任意方法、配置、结构、手段和/或类似方 式将密封件190在壳体136的端部138固定于通道158内，例如，但不限于，采用粘结、干涉 配合和/或类似方式。在某些实施方式中，密封件190有助于提供在深于一米的水下连续 沉浸中达到IP68的电插座18。图6是描述电插头10与电插座18相匹配的横截面图。当电插头10与电插座18 相匹配时，电插座18的内部电触头24的插销98接收于电插头10的内部电触头16的插座 96内。从而，内部电触头24和16的匹配端186和94分别啮合和电连接。电插头10的外 部电触头14的插头78接收于电插座18的外部电触头22的插座80中。由此，外部电触头 22和14的匹配端174和74分别啮合和电连接。电插座18的外部电触头22的前面112与 电插头10的压缩密封件34的侧面108相啮合，便于密封电插头10和电插座18的的匹配 接口 20(图2所示)和142。在某些实施方式中，压缩密封件34和电插座18的外部电触头 22的前面112之间的啮合有助于提供在深于一米的水下连续沉浸中达到IP68的电插头10 和电插座18的组件。电插头10的闭锁元件32的指部116的端部120接收于电插座18的外部电触头 22的凹槽182中，从而便于将电插头10和电插座18闭锁在一起。为了解锁闭锁元件32， 释放套环36沿纵向中心轴线50在方向A上移动，由此驱动臂134使得指部116的端部120 由纵向中心轴线50径向向外朝向接触管46的内壁62偏转。电插头10与电插座18由此 能够相脱离。电插头10和电插座18能够与另一电插头(未示出)和另一电插座(未示出)相 结合使用，从而便于防止交叉连接。更具体地，其他电插头包括内部电触头(未示出)，其 是插销而不具有插座。其他电插座包括内部电触头(未示出)，其具有插座而非插销。因 此，电插头10不能与其他电插座相匹配，因为电插头10和其他电插座的内部电接触均为插 座接触。类似地，电插座18不能与其他电插头相匹配，因为电插座18和其他电插头的内部 电接触均为插销接触。电插头10和电插座18因此相对于其他电插头和其他电插座具有相 反极性。电插头10和电插座18与其他电插头和其他电插座的结合使用可由此防止交叉连 接。更具体地，电插头10和电插座18与其他电插头和其他电插座的结合使用可防止电插 头10和电插座18与错误的元件相匹配。
在此描述和/或举例说明的实施方式可提供便于防止交叉连接的电插头和/或电 插座。例如，在此描述和/或举例说明的实施方式可提供类似于Dim. 0/2. 3连接器的连接 器并有助于防止交叉连接。在此描述和/或举例说明的实施方式提供一种在深于一米的水 下连续沉浸中达到IP68的电插头和/或电插座。例如，在此描述和/或举例说明的实施方 式提供一种类似于DIN1. 0/2. 3连接器并在深于一米的水下连续沉浸中达到IP68的连接
ο
权利要求
一种电连接器，包括壳体(12)；外部电触头(14)，由该壳体支撑，该外部电触头包括内部腔体(76)、由该壳体支撑的安装端(72)以及匹配接口(20)，该外部电触头构造为在该匹配接口处与电插座(18)相匹配；通道(77)，限定在该壳体和该外部电触头之间；闭锁元件(32)，保持在该壳体和该外部电触头之间的该通道内，该闭锁元件构造为与该电插座相啮合；以及内部电触头(16)，具有保持在该外部电触头的该内部腔体内的匹配端(94)，该外部电触头围绕该内部电触头的该匹配端延伸，该内部电触头的该匹配端包括构造为接收该电插座的内部匹配触头(24)的插座(96)。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其中该闭锁元件包括基座(114)和由该基座延伸 至端部(120)的弹性指(116)，该弹性指的该端部构造为与该电插座的外部匹配触头(22) 相啮合。
3.根据权利要求1所述的电连接器，其中该电连接器是第一电连接器，并且该电插座 是第一电插座，还包括构造为与第二电插座相匹配的第二电连接器，该第二电连接器具有 包括插销(98)的内部电触头，该第一和第二电连接器相结合使用以防止交叉连接。
4.根据权利要求1所述的电连接器，还包括由所述壳体支撑的绝缘件(30)，该绝缘件 支撑该内部电触头，该绝缘件将该内部电触头和该外部电触头电隔离。
5.根据权利要求1所述的电连接器，其中该壳体包括基座(42)和由该基座延伸的压接 管(44)，该压接管构造为与同轴电缆(28)的外部导体(86)相啮合。
6.根据权利要求1所述的电连接器，其中该外部电触头限定了构造为容置在该电插座 的插座(80)内的插头(78)。
全文摘要
一种电连接器，包括壳体(12)和由壳体支撑的外部电触头(14)。该外部电触头包括内部腔体(76)、由壳体支撑的安装端(72)以及匹配接口(20)。该外部电触头构造为在匹配接口与电插座(18)相匹配。在壳体和外部电触头之间定义了通道(77)。闭锁元件(32)保持在通道内并构造为与电插座相啮合。内部电触头(16)具有保持在外部电触头的内部腔体内的匹配端(94)。外部电触头围绕内部电触头的匹配端延伸。内部电触头的匹配端包括构造为接收电插座的内部匹配触头(24)的插座(96)。
文档编号H01R13/642GK101964484SQ20101028919
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者凯文·E·韦德纳, 杰弗里·K·奥纳, 达龙·H·华莱士 申请人:泰科电子公司