专利名称:模块化电连接器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及用于连接电缆导体的电连接器。更具体地，本发明涉及可以与类似结构的模块化电连接器配合以在两个或多个电缆导体之间形成电连接的模块化电连接器，以及使用该模块化电连接器的方法。
背景技术：
电力电缆是普遍存在的，并且被用于大的电网或供电网络间的电力分配，从发电厂到电用户的电力传送。电力电缆的特点是由导体芯(典型的是铜或铝)构成，并且可以由一层或多层绝缘材料包裹。一些电力电缆包括多个导体芯。电力电缆可以构造成承载高压(高于大约50000V)，中压(在大约1000V和大约50000V之间)或低压(低于大约1000V)。
当电力电缆穿过电网布线到电用户时，通常需要或期望在电缆中周期地形成接头或接点，从而电力可以分配到电网的其他支路。该支路还可以分配直到电网到达单个住宅、商户、办公室等。例如，向一组几个建筑供电的单电缆必须分支到每个建筑。如在此使用的，术语“接头”和“接点”被交换使用，并且在每种情况中都涉及配电系统的将引入电缆连接到至少一个引出电缆的部分。
在电缆连接的每个点，需要在电缆上提供一些类型的分支连接器或接头或终端。直到现在，通常利用具有预定类型和固定数量分支的预成形分支连接器来形成电缆中的分支。
用于接合电缆以形成支路的当前产品存在缺陷。例如，必须购买具有预定和固定数量的连接端口的接头产品(在此有时被称为“分支连接器”)。这需要终端用户准确地预期在每个接头位置处未来的连接需求，然后购买分支连接器以符合预期的未来需求。换句话说，如果预期的未来需求是具有四个供电端，则必须初始安装五端口接头以允许该引入的供电电缆和四个引出的供电电缆。此外，为了提供“安全限度”以容纳可能的未来的扩展，终端用户通常将安装具有超过当前预期需求的额外连接端口的接头。因此，当预期的需求是未来仅四个引出供电电缆要安装时，六端口接头被安装在引入电力电缆上。这种过度组装以不使用的端口安装在配电系统中的形式导致基本建设费用浪费。此外，如果配电系统未来的扩展最终超过初始预期的需求和任何已经被初始安装的额外端口，然后必须安装具有额外连接端口的全新接头。新接头的安装需要将从初始接头延伸的所有现有服务电缆的服务断开和中断，然后再连接到新的更大的接头产品。当然，新的接头产品典型地将具有不使用的端口和相关的资本浪费，这正类似于初始接头产品。
当前接头产品结构的另一问题是必须制造和库存大量产品，以根据需求的连接数量提供所有的可能的接头需求。例如，典型的接头产品族可以包含五个不同的结构，每个结构具有不同数量的连接端口(即两个端口、三个端口、四个端口、五个端口、六个端口)。一些产品族需要十个不同数量的端口结构。仅在连接端口数量方面，大量的产品变化给供应商带来相当高的制造成本，以及给终端用户带来更高的库存成本。
因此，由于不同配电应用系统需要许多不同类型的电缆结构、配置和尺寸，所以接头产品结构的数量增加。例如，商户可以需要由1000MCM电力电缆供电，住宅可以需要由4/0AWG电力电缆供电，街灯可以需要由#12AWG电缆供电。这些电缆可能是多股或实芯的铝或铜，且具有不同的绝缘组件类型和厚度。
由于端口结构的数量和类型，接头产品族的复杂性还可以导致终端用户的生产力降低。特别是，接头产品族的复杂性导致安装者确定当前安装(即，检验安装位置需求和为了找到最符合需求的产品而检查产品)的正确接头产品的结构和实际获得正确的产品(即，往返于卡车或者如果正确的产品没有备存在卡车上则往返于仓库，等)而花费额外的时间。
新的邻居和建筑(以及因此导致的新的电缆分支)不断地增加到电网，现有的网络不断地被修改。因此，存在分支连接器的必要，使得配电系统容易扩展，并且容易适用于从引入供电电缆引出不同数量的服务电缆分支。此外，因为许多不同类型和尺寸的电缆被用于电力传输行业，所以为了减少与构建和库存大量不同连接器相关的制造、操作和库存成本，期望具有容易适用于连接到大量不同电缆类型的分支连接器。此外，期望通过简化设计步骤和消除从现场到仓库不需要的往返而具有扩展连接性能以提高安装者的效率。还期望增加扩展端口的能力而不中断现有的服务连接。进一步期望能够尽可能以成本效率的方式互连电缆的这样的连接器。
发明内容在此描述的本发明提供一种用于与电缆导体一起使用的电连接器。在根据本发明的一个实施例中，电连接器包括其中具有腔的导电主体。该腔配置成接收第一电缆的端部，以及提供第一夹紧件，用于与第一电缆的端部形成电连接。第一电母线部在主体的第一侧，第二电母线部在主体的第二侧。
在根据本发明的另一实施例中，电连接器系统包括第一连接器模块，配置用于电连接到第一电缆导体；第二连接器模块，配置用于电连接到第二电缆导体。第一和第二连接器模块均包括在模块第一侧的第一导电接合件和在模块第二侧的第二导电接合件。第一连接器模块的第一导电接合件配置用于与第二连接器模块的第二导电接合件接合。
在根据本发明的另一实施例中，模块电连接器包括具有多个夹紧件的导电主体。多个夹紧件中的每一个配置用于与相应的电缆导体形成电连接。第一电母线部在导电主体的第一侧，第二电母线部在导电主体的第二侧。
在根据本发明的另一实施例中，模块电连接器包括具有至少一个夹紧件的导电主体，配置用于与电缆导体形成电连接。连接器装置设置在主体上，用于将主体电和机械地连接到具有相似连接器装置的另一模块化电连接器。
在根据本发明的另一实施例中，一种用于分支电缆导体的方法，包括将第一电缆导体电连接到第一连接器模块，以及将第二电缆导体电连接到第二连接器模块。第一连接器模块包括在第一模块第一侧上的第一电母线部和在第一模块第二侧上的第二电母线部。第二连接器模块包括在第二模块第一侧上的第一电母线部和在第二模块第二侧上的第二电母线部。第一连接器模块的第一电母线部与第二连接器模块的第二电母线部接合。
图1-4说明了根据本发明的没有绝缘壳体的模块化电连接器的一个实施例，其中图1是模块化电连接器的前方正视图；图2是模块化电连接器的右前侧透视图；图3是模块化电连接器的左前侧透视图；图4是模块化电连接器的顶视平面图。
图5-8说明了具有绝缘壳体的图1-4的模块化电连接器，其中图5是模块化电连接器的前方正视图；图6是模块化电连接器的右前侧透视图；图7是模块化电连接器的左前侧透视 图8是模块化电连接器的顶视平面图。
图9-11说明了根据本发明一实施例的两个连接的没有绝缘壳体的图1-4的模块化电连接器，其中图9是连接的模块化电连接器的前方正视图；图10是连接的模块化电连接器的顶视平面图；图11是连接的模块化电连接器的后侧正视图。
图12-14说明了两个连接的具有绝缘壳体的图9-11的模块化电连接器，其中图12是连接的模块化电连接器的前方正视图；图13是连接的模块化电连接器的顶视平面图；图14是连接的模块化电连接器的后侧正视图。
图15是根据本发明的模块化电连接器的另一实施例的右前侧透视图，示出了没有绝缘壳体的双电缆模块化电连接器。
图16是具有绝缘壳体的图15的双电缆模块化电连接器的右前侧透视图。
图17-19说明了根据本发明的没有绝缘壳体的模块化电连接器的另一实施例，其中图17是模块化电连接器的右前侧透视图；图18是模块化电连接器的左前侧透视图；以及图19是模块化电连接器的右侧正视图，示出了隐藏的元件。
图20-21说明了具有绝缘壳体的图17-19的模块化电连接器，其中图20是模块化电连接器的右前侧透视图；以及图21是模块化电连接器的左前侧透视图。
图22-23说明了根据本发明一实施例的没有绝缘壳体的连接的图17-19的两个模块化电连接器，其中图22是连接的模块化电连接器的右前侧透视图；图23是连接的模块化电连接器的左前侧透视图。
图24-25说明了具有绝缘壳体的连接的图22-23的两个连接的模块化电连接器，其中图24是连接的模块化电连接器的右前侧透视 图25是连接的模块化电连接器的左前侧透视图。
图26-27说明了根据本发明的模块化电连接器的没有绝缘壳体的另一实施例，其中图26是模块化电连接器的前方正视图；图27是根据本发明一实施例的连接的两个图26的模块化电连接器的左前侧透视图。
图28-29说明了根据本发明的模块化电连接器的没有绝缘壳体的另一实施例，其中图28是模块化电连接器的前方正视图；图29是根据本发明一实施例的连接的三个图28的模块化电连接器的左前侧透视图。
图30-31说明了根据本发明的模块化电连接器的没有绝缘壳体的另一实施例，其中图30是根据本发明一实施例的模块化电连接器的前方正视图；图31是根据本发明一实施例的连接的两个图30的模块化电连接器的左前侧透视图。
图32-34说明了根据本发明的模块化电连接器的另一实施例，其中图32是没有绝缘壳体的模块化电连接器的右后侧透视图；图33是具有绝缘壳体的图32的模块化电连接器的右后侧透视图；图34是根据本发明一实施例的连接的两个图33的模块化电连接器的右后侧透视图。
图35-37说明了根据本发明的模块化电连接器的另一实施例，其中图35是根据本发明一实施例当没有绝缘壳体的两个模块化电连接器开始啮合时，模块化电连接器的后侧正视图；图36是图35的模块化电连接器的相连电母线的放大图，其中在一个模块化电连接器上具有绝缘壳体；图37是充分连接结构中的图35-36的模块化电连接器的后侧正视图。
图38是根据本发明的模块化电连接器的另一实施例的前侧正视图，示出了没有绝缘壳体的双电缆模块化电连接器。
图39是根据本发明的没有绝缘壳体的具有电母线的模块化电连接器的另一实施例的局部前方正视图。
具体实施方式在下面优选实施例的详细说明中，将参考构成说明的一部分的附图，其中以发明可以实施的示例性具体实施例的方式示出。应该理解，也可以使用其他的实施例，并且可以进行结构或逻辑的改变而不脱离本发明的范围。因此下面详细的说明不是限制性的，本发明的范围由所附的权利要求
限定。
根据本发明的模块化电连接器的多个示例性实施例在此示出和描述。每个模块化电连接器的示例性实施例通常包括用于接收电缆的导电主体、用于将电缆固定到主体且与电缆建立电连接的夹紧件和用于将两个或更多的模块化连接器连接在一起以形成分支的电母线。导电主体、夹紧件和电母线由任何合适的导电材料形成，例如铝、黄铜、铜或其他的导电材料，并且相互电通讯。在一些实施例中，导电主体、夹紧件和电母线形成为分开的元件，然后它们被组装以形成模块化电连接器。在其他实施例中，导电主体和电母线形成为整体结构。绝缘外壳可选择地密封导电主体、夹紧件和电母线的一部分。可选择地，外壳包括湿气密封以防止水进入任何电连接点。
图1-14说明了根据本发明的模块化电连接器100的第一示例性实施例。最好如图1-4所示，模块化电连接器100包括导电主体102、夹紧件104和电母线106。导电主体102包括纵向延伸入主体102的腔108。该腔108被示为贯穿主体102延伸。然而，在替换实施例中，腔108不必贯穿主体102延伸，只要腔108能够将夹紧件104和电缆导体端(未示出)接收在其中。
夹紧件104安置在腔108内，并且包括固定的钳部110和可移动钳部112。如所示地，钳部110、112与主体102分开制造然后与主体102一起组装。在另一实施中，固定钳部110可以与主体102一体形成。可移动钳部112横向地移动到腔108的纵轴，并且由延伸通过主体102中的螺孔116的螺栓114驱动。螺栓114和可移动钳部112通过可滑动地将螺栓114的增大头118插入可移动钳部112的T形槽120中而可操作地连接。在这种方式中，螺栓114可以相对于可移动钳部112沿其纵轴旋转。当螺栓114转动进入腔时，夹紧件104的可移动钳部112在箭头A的方向移动并且夹紧在可移动钳部112和腔108相对内表面122上的固定钳部110之间的电缆导体(未示出)。类似地，当螺栓114从腔108旋转收回时，可移动钳部112从电缆导体松开。在一实施例中，螺栓114可以具有钮矩限制头124(仅在图1中示出)，其与螺栓114成一体或是固定到螺栓114上独立的部分。然后，当施加过钮矩时钮矩限制头124可以被剪切。在这种方式中，由螺栓114施加以夹紧腔108中的导电电缆的压力被精确地控制和限制。
夹紧件104的固定和可移动钳部110、112可以具有用于与电缆导体建立电和机械连接的任何合适的结构。在优选实施例中，夹紧件104的钳部110、112形成绝缘刺穿连接器(IPC)，其中齿130设置在钳部110、112的一个或两个上从而当夹紧件104紧固在电缆导体上时刺穿电缆导体的绝缘包裹层并且与电缆的导电芯形成电接触。在其他实施例中，当电缆导体剥去绝缘并且裸露的导体被插入腔中时，齿130不是在夹紧件104和电缆导体之间建立充分的机械和电连接所必需的。优选地，腔108和夹紧件104被定制尺寸以在电导体的尺寸范围内接收并形成电和机械连接。这些尺寸可以包括从#14AWG(接近2.5mm2)至1000kcmil(接近500mm2)电力电缆的典型范围。优选地，电缆尺寸范围是从#6AWG(接近16mm2)至500kcmil(接近240mm2)。
钳部110、112的齿130可以以任何合适的方式形成，例如通过模制、机械加工、冲压或这些方法的组合。齿130的形状、尺寸、组合、个数和方向受由钳部110、112夹紧的电缆的结构的影响。在一些实施中，钳部110、112可以设置有脊，而不是单独的齿。
最好如图1-4所示，电母线106安置在主体102的后侧140附近，从主体102的第一侧面142穿过腔的后侧140延伸到主体102的第二侧面146。电母线106也可以用作电缆止停件，防止电缆端部过度插入到腔108中以及辅助电缆端部合适的安置。电母线106示例为管状件，其固定并安装以通过从主体102延伸的夹紧部148与主体102电互连。
电母线106配置成与配合模块化电连接器100(下面参考图9-14更详细地说明)的电母线106形成电连接。在图1-8的实施例中，电母线106的每个端部150具有用于接收导电母线针154的插孔152。如图1-8所示，示出导电母线针154仅插入电母线106的一个插孔152中，而另一插孔152保持空置。母线针154沿着其中线包括增大的环向脊156，用于限制母线针154插入插孔152中。母线针154的端部160沿着母线针154的纵轴设置有一个或多个槽162，从而可弹性偏转的臂件164被设置在母线针154的端部160。在图1-8中，母线针154示出为具有两个正交对齐的槽162以在母线针154的每个端部160形成四个可弹性偏转的臂件164。当母线针154插入电母线插孔152时可弹性偏转的臂件164可以轻轻地压在一起，从而在弹性臂件164和插孔152之间形成压力。在优选的实施例中，母线针154的端部160设置有增大的环向脊166，插孔152具有相应的凹部168，从而当母线针154完全插入插孔152时，增大的环向脊166锁入插孔152的相应凹部168中。母线针154和配合插孔152的形状可以选择，使得母线针154和电母线106在接合后分不开，或者替换地使得母线针154和电母线106后来可以分开而不损坏连接器100。
在母线针154的形状和电母线106的配合插孔152的形状选择中，应该考虑在模块间的连接上获得低电接触电阻的需求。产生所需接触电阻所需的实际连接力取决于许多变量，包括但不限于这样的因素连接的电缆的额定安培数，在该额定安培数上承受故障电流、雷击、和其他过压所需的安全因素，接触金属的电阻率，接触金属的微硬度，基体金属上有无电镀，连接的性能以热传导由接触电阻产生的热量，以及接触表面上杂质的类型和量，包括氧化物、硫酸盐、油脂和其他污染物。
在替换实施例中，电母线106和母线针154的形状可以反过来。即，电母线106可以形成为在其端部具有可弹性偏转臂件的针状件，母线针154可以形成有插孔用于接收电母线106的可偏传臂件。在又一实施例中，电母线106可以形成为母线的一侧形成阳连接器元件，而母线的相对侧形成阴连接器元件。
在图1-4所示的实施例(以及在此描述的其他实施例)中，导电主体102示出为一件式元件。然而，主体102可以地替换地由多个元件(例如侧壁、底壁和顶壁)组装而成。同样地，如图1-4所示，夹紧件104和电母线106被示为分别形成然后组装到主体102的元件。然而，在替换实施例中，所有或部分的夹紧件104和电母线106可以与主体102一体形成。例如，夹紧件104的下(固定)钳部110可以与主体102一体形成。类似地，电母线106可以与主体102一体形成，而不是由夹紧部148连接到主体。模块化电连接器100可以设置有密封连接器的导体元件的绝缘外壳170。
现在参考图5-8，图1-4的导电主体102、夹紧件104和电母线106示出为密封在绝缘外壳170中。绝缘外壳170包括主体部172，其接收导电主体102且围绕导电主体102的外部。绝缘壳体170的后壁部174围绕电母线106，除了母线针接收插孔152，并且覆盖导电主体102的后侧140。前壁部176覆盖导电主体102的前侧178并且在腔108的入口处包括开口180用于允许电缆导体插入腔108中。在优选实施例中，开口180在腔108的入口处设置有密封件182，以提供电缆导体周围的湿气密封。在优选实施例中，密封件182紧密地且有弹性地安装在插入其中的电缆导体周围。密封件182由任何合适的弹性材料形成。合适材料的例子包括化学交联合成橡胶、物理交联合成橡胶及其组合或混合物。材料例子包括但并不限于，硅、氟橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)的三元共聚物、橡胶、聚氨酯及其组合物和混合物。合适的材料还可以利用获得密封件182所需物理密封性能所必需的填充物、增强剂、交联剂、抗氧化剂和其他低分子量成分。在一些实施例中，绝缘胶或油脂还可以设置在腔108内以防止湿气进入。
如图5-8所示，绝缘壳体170的后壁部174和前壁部176通过螺丝连接到绝缘壳体170的主体部172，虽然其他合适的方法，例如粘合也可以用于连接主体部172、绝缘壳体170的后壁部174和前壁部176。在替换实施例中，所有或部分的绝缘壳体170可以整体模制为导电主体102、夹紧件104和电母线106的整体件。
绝缘外壳170可选择地设置有锁定件186，用于将邻近的模块化电连接器100相互固定。在图5-8中，锁定件186示例为从壳体170的一侧延伸的具有带刺的端部190的U形弹性臂188，以及示例为延伸至壳体170的相对侧的槽192。槽192被安置并且构造成接收和接合邻近模块化电连接器100的U形弹性臂的带刺的端部190，从而邻近模块化电连接器100被固定在一起。示例了两组U形弹性臂188和槽192，但是可以设置更多的组。锁定件186可以构造成邻近的模块化连接器100锁定后就分不开，或者替换地构造成模块化连接器100后来可以分开而不损坏连接器。在替换实施例中，锁定件186可以包括其他已知的锁定结构。
现在参考图9-14，示出两个模块化电连接器100a、100b处于接合状态。如上参考图1-8所述地构造每个模块化电连接器100a、100b，除了示出的夹紧件104的可移动和固定钳部110、112没有齿。
最好如图9-11所示，第一和第二模块化电连接器100a、100b的导电主体102a、102b由第一母线针154a机械和电连接。在上述方式中，第一母线针154a分别在第一和第二模块化电连接器100a、100b的电母线106a、106b邻近插孔152a和152b之间延伸并与其啮合。示出第二母线针154b插入第二模块化电连接器100b的第二电母线插孔152c，从而准备连接到第三模块化电连接器(未示出)。如果仅两个模块化连接器将连接在一起，则第二母线针154b不必出现。
参考图12-14，示出接合的第一和第二模块化连接器100a、100b具有它们各自的绝缘外壳170a、170b。绝缘外壳170a、170b共同地覆盖整个第一母线针154a，以致于第一母线针154a的任何部分都不会暴露出来。在一实施例中，如上关于密封件182的描述的弹性密封材料、绝缘凝胶或油脂可以设置在电母线106的接合件周围，以防止湿气进入。除了由第一母线针154a提供的机械连接，第一和第二模块化连接器100a、100b由锁定件186机械地连接。最好如图13和14所示，每个绝缘壳体170a、170b的后壁部174a、174b和前壁部176a、176b设置有开口194以引入锁定件的U形弹性臂188，从而弹性臂188可以通过向相应的开口194中插入工具而从配合槽192中松开。
因为将电缆分支典型地包括至少三个电缆(一个引入以及至少两个引出)，图1-14中示出的实施例的三个或多个模块化连接器100将典型地用于分支电缆。然而，在另一实施例中，导电主体构造成接收两个或多个电缆导体终端。在图15中，具有导电主体202的模块化电连接器200被示出为具有两个相邻的腔208，其中每一腔208被构造为接收各自的导电电缆终端。或者，导电主体202可以具有一个增大腔，其中腔构造成接收多于一个的导体电缆终端。夹紧件204设置用于每个电缆导体，单电母线206设置在导电主体202上。夹紧件204和电母线206的构造类似于参考图1-4的描述。
在图16中，示出图15的导电主体202、夹紧件204和电母线206被密封在绝缘壳体270内。绝缘壳体270的构造类似于参考图5-8的描述，并且优选地在每个腔208的入口处包括密封件282以在每个电缆导体周围提供湿气密封。外壳270类似地设置有锁定件286，用于将邻近的模块化电连接器相互固定。图15和16的双电缆模块连接器200可以以上述参考图9-14的方式连接到其他模块化连接器。在图15和16中示例的双模块化连接器200可以与类似的双模块化连接器连接，或者可以连接到图1-8中所示的单电缆模块化连接器100。
图17-25说明了根据本发明的模块化电连接器300的另一示例性实施例。最好如图17-19所示，模块化电连接器300包括导电主体302、夹紧件304和至少一个电母线306。导电主体302由顶壁340、底壁342和两个侧壁344组装。顶壁340、底壁342和侧壁344限定了纵向延伸通过主体302的腔308。
夹紧件304安置在腔380内，并且包括固定钳部310和可移动钳部312。如所述地，固定钳部310与底壁342一体形成。可移动钳部312是垂直于腔308的纵轴移动的U形件，并且由延伸通过主体302顶壁340中的螺孔316的螺栓314驱动。螺栓314和可移动钳部312在可转动连接点318可操作地连接，从而螺栓314可以沿其相对于可移动钳部312的纵轴旋转。当螺栓314转动进入腔308时，夹紧件304的可移动钳部312在箭头A的方向移动并且夹紧在可移动钳部312和腔308相对内表面322上的固定钳部310之间的电缆导体(未示出)。类似地，当螺栓314从腔308旋转收回时，可移动钳部312从电缆导体松开。如上述参考图1-4的描述，螺栓314可以具有钮矩限制头(未示出)以精确地限制由螺栓施加的力。
夹紧件304的固定和可移动钳部310、312可以具有用于与电缆导体建立电和机械连接的任何合适的结构。在优选实施例中，夹紧件304的钳部310、312形成绝缘刺穿连接器(IPC)。最好如图17-19所示，固定钳部310设置有脊329，可移动钳部312设置有齿330，从而当夹紧件304紧固在电缆导体上时刺穿电缆导体的绝缘包裹物并且与电缆的导电芯形成电接触。脊329和齿330可以以任何合适的方式形成，例如通过模制、机械加工、冲压或这些方法的组合。脊329和齿330的形状、尺寸和方向受夹紧的电缆的结构的影响。在其他实施例中，当电缆导体剥去绝缘并且裸露的导体被插入腔中时，脊329和齿330不是在夹紧件304和电缆导体之间建立充分的机械和电连接所必需的。
最好如图17-19所示，四个单独的电母线306设置在导电主体302上，虽然在替换实施例中可以设置多于或少于四个的电母线。每个电母线306包括在主体302第一侧上的第一电母线部346和在主体302第二侧上的第二电母线部348。每个第一电母线部346被安置并构造成与配合模块化电连接器300(下面将参考图22-25更详细地描述)上相应的第二电母线部348形成机械和电连接。第一和第二电母线部346、348可以与主体306分开形成，并且通过诸如螺丝或焊接等合适的方法连接到主体306上，或者可以与主体306一体形成为整体结构。
在图17-25的实施例中，每个第一电母线部346是阴连接器元件，具体的是插孔352，而每个第二电母线部348是阳连接器元件，具体的是针354。每个插孔352构造用于将相应的配合针354接收于其中。每个针354的端部360沿针354的纵轴设置有一个或多个槽362，从而可弹性偏转臂件364设置在针354的端部360。在图17-25中，针354示例为具有在每个针354的端部360形成两个可弹性偏转臂件364的一个槽362。当母线针354插入第一母线部346的插孔352时可弹性偏转的臂件364可以轻轻地压在一起，从而在弹性臂件364和插孔352之间形成压力。在优选的实施例中，每一针354的端部360设置有增大的环向脊366，并且插孔352具有相应的凹部368，从而当母线针354完全插入插孔352时，增大的环向脊366锁入插孔352的相应凹部368中。针354和配合插孔352的形状可以选择，使得针354和插孔352在接合后分不开，或者替换地使得针354和插孔352后来可以分开而不损坏连接器300。
现在参考图20-21，图17-19的导电主体302、夹紧件304和电母线306示出为密封在绝缘外壳370中。绝缘外壳370以与图5-8和12-14的上述绝缘外壳170一致的方式形成。壳体370在腔308的入口处包括开口380用于允许电缆导体插入腔308中。在优选实施例中，开口380设置有密封件382以提供电缆导体周围的湿气密封。开口380和密封件382以与图5-8和12-14的开口180和密封件182一致的方式形成。
现在参考图22-25，示出两个模块化电连接器300a、300b处于接合状态。如上参考图17-21所述地构造每个模块化电连接器300a、300b。最好如图22-23所示，第一和第二模块化电连接器300a、300b的导电主体302a、302b由多个电母线306机械和电连接。在第一模块化连接器300a上的每个电母线306的针354与配合第二模块化连接器300b的相应插孔352接合。附加的模块化连接器(未示出)可以以类似的方式增加到组件。
在每个模块化连接器300上的多个电母线306提供了几点好处，包括提高了载流能力，提高了机械连接强度，以及阻止模块化连接器300a、300b彼此相对转动。如果多个电母线306以有序的方式设置，则模块化连接器300a、300b可以以增量角相互接合。例如，在壳体302上的电母线306的示例的矩形设置使得模块化连接器300a、300b以180度增量接合。如果电母线306以正方形图案设置在壳体302上，则模块化连接器300a、300b可以90度增量接合。当期望在不同的方向布线分支电缆导体时，这样的增量接合角度是非常有效的，尤其是形成分支的有效空间被限制时。
参考图24-25，示出第一和第二模块化连接器300a、300b具有它们各自的绝缘外壳370a、370b。绝缘外壳370a、370b共同地完全覆盖接合的针354和插孔352。
模块化电连接器300通过在主体302内提供多个腔308或者通过增大腔308以接收多于一个的导电电缆端，并且提供用于每个电缆导体的夹紧件304，可以适于接收多于一个的导电电缆端。
图26-27说明了根据本发明的模块化电连接器400的另一示例性实施例。模块化电连接器400包括导电主体402、夹紧件404和电母线306。腔408纵向延伸通过主体402用于接收电缆导体的端部。夹紧件404安置在腔408内，且与上述夹紧件104或304类似地形成和操作，以及包括固定钳部410，可移动钳部412和驱动螺栓414。
电母线406包括在主体402第一侧上的第一电母线部446和在主体402第二侧上的第二电母线部448。第一电母线部446被安置并构造成与配合模块电连接器400的第二电母线部448形成机械和电连接。第一和第二电母线部446、448可以与主体406分开形成，并且通过诸如螺丝或焊接等合适的方法连接到主体406上，但是优选地与主体406一体形成为整体结构。
在图26-27的实施例中，第一电母线部446包括横向延伸轨452，第二电母线部448包括横向延伸轨对454。轨452、454被安置以致于配合模块化连接器400a、400b的轨452、454彼此交叉。每个轨452、454的配合面设置有用于接收锁定针458的键槽456。在轨452、454交叉后，锁定针458插入键槽456中以将模块化连接器400a、400b保持在接合状态。附加的模块化连接器(未示出)可以以类似的方式增加到组件中。
导电主体402可以类似于上述相关壳体170和370的描述密封在绝缘外壳(未示出)中，该外壳包括具有在电缆导体周围提供湿气密封的密封件的开口。
图28-29说明了根据本发明的模块化电连接器500的另一示例性实施例。模块化电连接器500包括导电主体502、夹紧件504和电母线506。腔508纵向延伸通过主体502用于接收电缆导体的端部。夹紧件504安置在腔508内，且与上述夹紧件104或304类似地形成和操作，以及包括固定钳部510，可移动钳部512和驱动螺栓514。
电母线506包括在主体502第一侧上的第一电母线部546和在主体502第二侧上的第二电母线部548。第一电母线部546被安置并构造成与配合模块电连接器500的第二电母线部548形成机械和电连接。在示例性实施例中，第一电母线部546和第二电母线部548的形状相同(即同性)。第一和第二电母线部546、548与主体506一体形成为整体结构。
在图28-29的实施例中，第一电母线部546包括上横向延伸轨552a和下横向延伸轨552b。第二电母线部548包括上横向延伸轨554a和下横向延伸轨554b。每个轨552a、552b、554a、554b的端部设置有倾斜唇556。第一和第二电母线部546、548被安置以致于当连接器500a、500b被压在一起时第一模块化连接器500a的轨552a、552b接合第二模块化连接器500b的轨554a、554b。配合轨的倾斜唇556相互接合，并且将模块化连接器500a、500b保持在接合状态。优选地，当处于接合位置时配合轨被弹性地偏转，从而在配合轨之间保持接触力。附加的模块化连接器500c以类似的方式增加到组件中。C形端部件560在腔508的开口侧与轨554a、554b接合，以防止当夹紧件504紧固在电缆导体上时主体502变形。
导电主体502可以类似于上述相关壳体170和370的描述密封在绝缘外壳(未示出)中，该外壳包括具有在电缆导体周围提供湿气密封的密封件的开口。
图30-31说明了根据本发明的模块化电连接器600的另一示例性实施例。模块化电连接器600包括导电主体602、夹紧件604和电母线606。导电主体602由顶壁640、底壁642、前壁643和后壁644组成。前壁643和后壁644包括允许电缆导体的端部进入主体602内的腔608的开口645。夹紧件604安置在腔608内，且与上述夹紧件104或304类似地形成和操作，以及包括固定钳部610，可移动钳部612和驱动螺栓614。
电母线606包括在主体602第一侧上的第一电母线部646和在主体602第二侧上的第二电母线部648。第一电母线部646被安置并构造成与配合模块电连接器600的第二电母线部648形成机械和电连接。
在图30-31的实施例中，第一电母线部646和第二电母线部648的形状相同(即同性)。第一电母线部646包括上横向延伸轨652a和下横向延伸轨652b。第二电母线部648包括上横向延伸轨654a和下横向延伸轨654b。每个轨652a、652b、654a、654b的端部设置有倾斜唇656。上横向延伸轨652a和654a与顶壁640一体形成，而下横向延伸轨652b和654b与底壁642一体形成。当连接器600a、600b被压在一起时第一模块化连接器600a的上下轨652a、652b接合第二模块化连接器600b的上下轨654a、654b。配合轨的倾斜唇656相互接合，并且将模块化连接器600a、600b保持在接合状态。优选地，当处于接合位置时配合轨被弹性地偏转，从而在配合轨之间保持接触力。附加的模块化连接器(未示出)以类似的方式增加到组件中。
导电主体602可以类似于上述壳体170和370的描述密封在绝缘外壳(未示出)中，该外壳包括具有在电缆导体周围提供湿气密封的密封件的开口。
图32-34说明了根据本发明的模块化电连接器700的另一示例性实施例。模块化电连接器700包括导电主体702、夹紧件704和电母线706。导电主体702是具有纵向延伸通过主体702的腔708的整体件。
夹紧件704安置在腔708内，并且包括固定钳部710和可移动钳部712。固定钳部710与主体702一体形成。可移动钳部712以与图1-4中的上述可移动钳部112相关的方式类似地形成和操作，并且由延伸通过主体702中的螺孔716的螺栓714驱动。
电母线706包括在主体702第一侧上的第一电母线部746和在主体702第二侧上的第二电母线部748。第一电母线部746被安置并构造成与配合模块电连接器700的第二电母线部748形成机械和电连接。
在图32-34的实施例中，第一电母线部746包括横向延伸轨752，第二电母线部748包括主体702中的槽754用于接收配合轨752。轨752的端部设置有槽756，并且槽754设置有螺旋通过槽754底壁760的安置螺丝758。最好如图34所示，使用中第一模块化连接器700a的轨752进入第二模块化连接器700b的槽754。安置螺丝758进入槽754，以致于安置螺丝758接合轨752的槽756，从而将模块化连接器700a、700b保持在连接结构。附加的模块化连接器(未示出)以类似的方式增加到组件中。
参考图33，导电主体702可以类似于上述壳体170和370密封在绝缘外壳770中，该外壳包括具有在电缆导体周围提供湿气密封的密封件782的开口780。壳体770可以选择性地设置有锁定件786，用于在配合的模块化连接器700a、700b之间提供额外的机械接合。在图33和34中，壳体770的后壁已经被去除以使得可观察模块化连接器700的内部。
图35-37说明了根据本发明的模块化电连接器800的另一示例性实施例。模块化电连接器800包括导电主体802、夹紧件804和电母线806。导电主体802是具有纵向延伸通过主体802的腔808的整体件。
夹紧件804安置在腔808内，并且包括固定钳部810和可移动钳部812。固定钳部810与主体802一体形成。可移动钳部812以与图1-4中的上述可移动钳部112相关的方式类似地形成和操作，并且由延伸通过主体802中的螺孔816的螺栓814驱动。
电母线806包括在主体802第一侧上的第一电母线部846和在主体802第二侧上的第二电母线部848。第一电母线部846被安置并构造成与配合模块电连接器800的第二电母线部848形成机械和电连接。
在图35-37的实施例中，第一电母线部846包括横向延伸轨852，第二电母线部848包括主体802中的槽854用于接收配合轨852。轨852的端部设置有槽856，并且槽854设置有转动地设置在槽854的底壁860中的转锁858。使用中，第一模块化连接器800a的轨852压入第二模块化连接器800b的槽854。当轨852进入槽854时，轨852的槽856卡住转锁858。当轨852继续进入时，转锁关于其固定轴865旋转并且迫使轨852抵靠槽854的上壁862。槽854的上壁862设置有齿864，其接合轨852的上表面868上的相对齿866。接合的齿864、866防止轨852从槽854抽出，从而将模块化连接器800a、800b保持在接合状态。附加的模块化连接器(未示出)可以以类似的方式增加到组件中。
最好如图37所示，导电主体802可以类似于上述壳体170、370和770密封在绝缘外壳870中，该外壳包括具有在电缆导体周围提供湿气密封的密封件882的开口880。壳体870可以选择性地设置有锁定件886，用于在配合的模块化连接器800a、800b之间提供额外的机械接合。在图36和37中，壳体870的后壁已经被去除以使得可观察模块化连接器800的内部。
在此描述的在两个或多个连接器模块之间形成模块间连接的实施例和方法不是用于限制的。用于形成模块间连接的其他实施例和方法也是可以的。例如，在此示例和描述的每个模块化连接器实施例可以适于接收两个或多个电缆导体端部。图15和16描述了一个具体的实施例，其中模块化连接器被构造成接收两个电缆导体端部。在图38中，示例了构造成接收两个电缆导体端部的模块化电连接器的另一实施例。图38的双模块电连接器700’由图32-34的单电缆实施例修改和变化，并且相同的部分采用相同的附图标记。双模块电连接器700’包括具有两个腔708导电主体702’，该腔纵向延伸通过主体702’。每个腔708设置有夹紧件704，其与上述图32-34相关的描述相同地构造。模块700’的电母线706也与上述图32-34相关的描述相同地构造，并且包括横向延伸的轨752和用于接收配合的轨752的主体702’中的槽754。双模块连接器700’可以与其他类似结构的双模块连接器700’连接，或者可以与图32-34中所示的单模块连接器700连接。
在其他实施例中，可以使用其他的同性和阳/阴电母线连接器结构，或者可以使用不同数量的模块间连接点。其他的电母线连接器结构可以替代示出的例子。例如，楔形电母线连接器结构如图39所示，其中在第一连接器模块900a上的楔形突起902被在第二连接器模块900b上的楔形槽904接收。因此，上述说明和描述的实施例的各种组合可以组合和/或互换为功能性模块化连接器单元。
使用中，通过将第一电缆导体电连接到第一连接器模块以及将第二电缆导体电连接到第二连接器模块，在此描述的每个连接器模块实施例可以用于分支电缆。连接器模块可以根据在此说明和描述的任何实施例构造，其中每个连接器模块包括在模块第一侧上的第一电母线部和在模块第二侧上的第二电母线部。然后，如上述说明和描述，第一和第二连接器模块通过将第一连接器模块的第一电母线部与第二连接器模块的第二电母线部接合而电连接。附加的分支例如可以通过将第三电缆导体电连接到第三连接器模块，然后将第二连接器模块的第一电母线部与第三连接器模块的第二电母线部接合而形成。
电连接器模块的导电主体可以由任何合适的材料形成，包括铝、铜、黄铜或其混合、组合或合金。在一些实施例中，导电主体可以由合适的材料电镀，包括镍、锡、锌、锡铅及其合金。
电连接器模块的绝缘壳体可以由任何合适的工程塑料形成，包括聚碳酸酯、聚酯、丙烯酸树脂、尼龙、聚丙烯、烷基苯磺酸酯(ABS)及其混合物。
虽然在此为了描述优选实施例而说明和描述了具体实施例，但是本领域技术人员应该理解作出的替换和/或等效的实施例以获得相同目的的广泛变化可以替代示出和描述的具体实施例而不脱离本发明的范围。机械、机电和电技术的技术人员将容易理解，本发明可以以非常广泛的变化的实施例实现。本申请可以涵盖在此讨论的优选实施例的任何修改和变化。因此，本发明显然仅由权利要求
及其等价物来限定。
权利要求
1.一种与电缆导体一起使用的电连接器，该连接器包括其中具有腔的导电主体，该腔配置成接收第一电缆的端部；第一夹紧件，用于与第一电缆的端部形成电连接；在主体第一侧上的第一电母线部；以及在主体第二侧上的第二电母线部。
2.根据权利要求
1所述的电连接器，其中所述第一电母线部和第二电母线部配置成与具有第一和第二电母线部的另一电连接器的母线部形成电连接。
3.根据权利要求
2所述的电连接器，其中所述第一电母线部配置为用于与所述另一电连接器的第二母线部物理接合。
4.根据权利要求
2所述的电连接器，其中所述第一和第二电母线部在主体的相对侧上。
5.根据权利要求
2所述的电连接器，其中所述第一和第二电母线部包括用于将导电母线针接收入其中的插孔。
6.根据权利要求
3所述的电连接器，其中所述第一电母线部包括阳连接器半部，并且其中所述第二电母线部包括阴连接器半部。
7.根据权利要求
3所述的电连接器，其中所述第一和第二电母线部包括同性接插件半部。
8.根据权利要求
1所述的电连接器，其中所述第一电母线部包括延伸进入主体侧的阴电母线部。
9.根据权利要求
1所述的电连接器，其中所述主体、所述第一电母线部和第二电母线部是整体件结构。
10.根据权利要求
1所述的电连接器，其中所述腔沿第一轴延伸进入主体，所述第一夹紧件沿第二轴在腔中可移动，并且所述第一和第二电母线部沿第三轴对齐。
11.根据权利要求
10所述的电连接器，其中所述第一、第二和第三轴基本上相互垂直。
12.根据权利要求
1所述的电连接器，还包括密封件，其安置在腔的入口处并且配置成形成围绕电缆的湿气密封件。
13.根据权利要求
12所述的电连接器，还包括围绕导电主体的绝缘壳体，该绝缘壳体包括用于接收电缆导体和允许其出入腔的开口，其中所述密封件覆盖绝缘壳体中的所述开口。
14.根据权利要求
1所述的电连接器，还包括在第一夹紧件上的多个突起。
15.根据权利要求
14所述的电连接器，其中在第一夹紧件上的所述突起配置成刺穿电缆上的绝缘，并且当第一夹紧件夹紧第一电缆的端部时与电缆导体形成电连接。
16.根据权利要求
1所述的电连接器，还包括围绕导电主体的绝缘壳体。
17.根据权利要求
1所述的电连接器，其中所述腔配置成接收第二电缆的端部，该连接器还包括第二夹紧件用于与第二电缆的端部形成电连接。
18.一种电连接器系统，包括第一连接器模块，配置用于电连接到第一电缆导体；第二连接器模块，配置用于电连接到第二电缆导体；其中每个第一和第二连接器模块包括在模块第一侧上的第一导电接合件和在模块第二侧上的第二导电接合件，并且其中第一连接器模块的第一导电接合件配置用于与第二连接器模块的第二导电接合件接合。
19.根据权利要求
18所述的电连接器系统，其中所述第一和第二连接器模块的形状是相同的。
20.根据权利要求
18所述的电连接器系统，其中所述第一和第二连接器模块配置成接收不同尺寸的电缆导体。
21.根据权利要求
18所述的电连接器系统，其中每个连接器模块还包括由绝缘壳体围绕的导电主体。
22.根据权利要求
18所述的电连接器系统，其中每个连接器模块包括夹紧机构，用于将相应的电缆导体夹在模块内。
23.根据权利要求
22所述的电连接器系统，其中所述夹紧机构包括绝缘刺穿连接器。
24.根据权利要求
18所述的电连接器系统，其中所述第一接合连接器包括延伸进入各个模块的阴电母线部。
25.一种用于连接电缆导体的方法，包括将第一电缆导体电连接到第一连接器模块，第一连接器模块包括在第一模块第一侧上的第一电母线部和在第一模块第二侧上的第二电母线部；将第二电缆导体电连接到第二连接器模块，第二连接器模块包括在第二模块第一侧上的第一电母线部和在第二模块第二侧上的第二电母线部；将第一连接器模块的第一电母线部与第二连接器模块的第二电母线部接合。
26.根据权利要求
25所述的方法，其中所述接合步骤在连接步骤之前进行。
27.根据权利要求
25所述的方法，其中所述接合步骤在连接步骤之后进行。
28.一种用于与电缆导体一起使用的模块化电连接器，该连接器包括具有至少一个夹紧件的导电主体，配置成与电缆导体形成电连接；在主体上的连接器装置，用于将主体电和机械地连接到具有相似连接器装置的另一模块化电连接器。
专利摘要
一种电连接器，包括其中具有腔的导电主体。该腔配置成接收电缆的端部。第一夹紧件设置用于与电缆的端部形成电连接。第一电母线部在主体的第一侧，第二电母线部在主体的第二侧。
文档编号H01R13/52GK1993864SQ20058002649
公开日2007年7月4日 申请日期2005年7月28日
发明者詹姆士·M·坎贝尔, 马克·A·霍伊辛顿, 布赖恩·C·因贝里, 马克·D·马蒂斯, 查尔斯·米切尔, 沃尔特·R·罗曼科, 理查德·D·特威格 申请人:3M创新有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan