專利名稱：自鎖式配合接頭結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電器連接件技術(shù)，尤其涉及一種電器連接件組件，其中一對連接件通過連接件的配合接頭的相互嚙合鎖定在一起。
一般來說，電器連接件組件通常包括一對電器連接件，如插頭和插座或其他以特殊構(gòu)形配合在一起的凸連接件和凹連接件。每個連接件通常包括一個絕緣的或不導(dǎo)電的外殼，在該外殼內(nèi)安裝有一個或一個以上的電器接頭。這些接頭可牢固地接上電線或電纜，或連接件中的一個或兩個可以安裝到一塊帶有連接到其線跡上的接線端的印刷電路板上。在任何情況下，兩個配合連接件的接頭還以特殊的構(gòu)形配合或相互連接。例如，凹接頭或插座可以接納凸接頭或插頭。
在上述特征的連接件組件中，配合連接件之間的可靠連接一般是由下述措施中的一個或多個來保證的(a)連接件外殼之間的可靠鎖定；(b)接頭之間的可靠鎖定；或(c)外殼和/或接頭之間的摩擦固持。迄今，這些措施中的每一個都帶來了許多問題。
具體地說，當(dāng)鎖定功能是由連接件外殼之間的可靠鎖定，例如整體地模造或分開的金屬插銷，來實現(xiàn)時，外殼經(jīng)常導(dǎo)致復(fù)雜的模具或昂貴的輔助元件和組件，因此，為了裝納這些鎖定機構(gòu)，就要將整個連接件組件的外罩尺寸制得較大。特別是在當(dāng)代要使電氣連接件組件超小型化的計劃中這是很不希望有的。在輔助金屬插銷的情況下，分開的沖模和輔助組件的生產(chǎn)過程的成本會大大地增加與連接件有關(guān)的成本。此外，插銷可能會無意地從外殼上解鎖、斷裂或掉下，從而使連接件無意地松脫。
當(dāng)接頭自身之間有可靠的鎖定時，如果不是不可能脫開的話，便是過大的配合力常會使連接件的脫離配合變得困難。當(dāng)為了使鎖定機構(gòu)松釋而必須“致動”相互鎖接的接頭中的一個或兩個時，這種情況尤其如此。換句話說，如可壓低的凸輪或楔形件之類的鎖定機構(gòu)必須手動松釋開以脫開接頭。此外，當(dāng)連接件經(jīng)歷反復(fù)的配接過程時，接頭之間的銷接經(jīng)常會導(dǎo)致接頭中的一個或兩個受到破壞?？伤舍尩牟邃N的鎖接能力最終會隨次數(shù)的增加而降低。
在連接件會受到可導(dǎo)致其不受控的和不希望有的脫離配合的振動或熱膨脹的環(huán)境中，接頭和/或連接件外殼的摩擦固持會受到不好的影響。此外，太緊的摩擦連接在完成連接件的配合時不會給使用者提供靈敏的反饋信息，從而增加了在這種應(yīng)用中斷開電路和不完整或局部配合的危險。
本發(fā)明是要通過采用一種可拆卸地插接的配合接頭結(jié)構(gòu)來提供配合接頭之間的可靠連接的方式解決許多上述問題，該配合接頭結(jié)構(gòu)不僅兼顧了結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷許多次配合過程后的鎖固能力，而且還在完成了凸、凹接頭的配合后提供靈敏的或觸感的反饋信息。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于可拆卸地將一對電氣連接裝置或連接件插接在一起的新的和改進的配合接頭結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個示范實施例中，接頭結(jié)構(gòu)一般包括一個平的凸片接頭。大致盒形的凹接頭接納該凸片接頭。凹接頭具有一個帶有一圓弧觸部的可撓曲的懸臂觸梁，該觸部在片接頭在給定的插入方向插入凹接頭后會由凸片接頭嚙合和偏轉(zhuǎn)。
本發(fā)明設(shè)想凸片接頭包括一個整體的觸接凸輪，用于在片接頭完全插入凹接頭內(nèi)后嚙合凹接頭的圓弧觸部。觸接凸輪具有一個以相對于插入方向較小的銳角延伸的引導(dǎo)斜面，用于偏轉(zhuǎn)懸臂觸接梁和嚙合其觸部。觸接凸輪還具有以相對于插入方向較大的銳角延伸的后緣鎖定面，用于在懸臂梁的觸部和凸接頭的觸接凸輪之間提供鎖定結(jié)合抵觸，從而將凸接頭可拆卸地鎖定到凹接頭上。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，凸片接頭包括一個帶有觸接凸輪的沖壓成形的薄片金屬件，觸接凸輪在接頭的平面部分上整體地形成。
凹接頭的懸臂觸接梁是互補地成形，用于接納凸接頭并與其面接合。具體地說，懸臂觸接梁以相對于凸接頭的插入方向較小的銳角從凹接頭的底壁向上和向后朝凹接頭的觸部延伸，用于通過觸接凸輪的引導(dǎo)斜面逐漸地嚙合。在觸部的另一側(cè)，梁以相對于插入方向的較大銳角延伸，以便與觸接凸輪的后緣鎖定面鎖定嚙合。
最后，本發(fā)明還包括一個連接件組件，其中，第一和第二絕緣連接件外殼分別安裝所公開的鎖定凸和凹接頭結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明中可以明了。
本發(fā)明被認(rèn)為具有新穎性的特征在所附的權(quán)利要求書中具體地提出了。通過下面結(jié)合附圖所作的說明就能很好地理解本發(fā)明，連同其目的和優(yōu)點，其中，附圖中同樣的標(biāo)號表示同樣的元件，其中
圖1是本發(fā)明的帶有脫開的凸接頭和凹接頭的配合接頭結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是凹接頭的截斷豎向剖視圖，凸接頭與其嚙合著；圖3是凹接頭的配合端的截斷豎向剖視圖，凸接頭正要被插入其內(nèi)；圖4是類似于圖3的視圖，但凸接頭部分地插入凹接頭內(nèi)并使凹接頭的可撓曲的懸臂觸接梁偏轉(zhuǎn)；圖5是類似于圖4的視圖，但凸接頭完全進入了凹接頭內(nèi)；圖6是現(xiàn)有技術(shù)的連接件組件的豎向剖視圖，該組件包括在連接件外殼之間的一個插銷結(jié)構(gòu)；圖7是結(jié)合有本發(fā)明的配合接頭結(jié)構(gòu)的連接件組件的豎向剖視圖。
請詳細(xì)參見附圖，首先參見圖1，本發(fā)明結(jié)合在總的以標(biāo)號10表示的配合接頭結(jié)構(gòu)中，其包括總的以標(biāo)號12標(biāo)示的大致平的凸片接頭，和總的以標(biāo)號14標(biāo)示的大致盒形的凹接頭。凸接頭12包括一個用于聯(lián)接到一塊印刷電路板的線跡上的尾部16，如后面所明了的那樣。凹接頭14包括一對用于壓接住電纜22的導(dǎo)體20或否則終接于其上的壓接臂18。
更具體地說，凸片接頭12是由導(dǎo)電的薄板金屬材料沖壓成形的，帶有一個形成接頭的接線端的尾部16和一個形成接頭的配合端或片端的大致平的部分24。凸片接頭12的平的部分包括一個縱向延伸的加強肋26和用于刮入連接件外殼的塑料以將接頭固定在其內(nèi)的突舌28。葉片部分24的末端制倒角或制成錐形，如標(biāo)號38所示處，以便于凸接頭沿箭頭“A”所示插入方向插入凹接頭14內(nèi)。最后，凸片接頭包括一個總的以標(biāo)號32標(biāo)示的觸接凸輪，其是在接頭的配合端處由平的部分24形成的，這將在后面詳細(xì)討論。應(yīng)該理解的是，凹接頭14的壓接臂18和凸接頭的接線端只是示范性的，凹、凸接頭可以包括現(xiàn)有技術(shù)已知的任何這種接線端。
凸接頭14是由導(dǎo)電的薄板金屬材料制成的并包括一個由一頂壁34，一底壁36和一對側(cè)壁38形成的盒形配合端，其功能是在插入凹接頭時使凸片接頭12對中并對其導(dǎo)引?？偟囊詷?biāo)號42標(biāo)示的可撓曲的懸臂觸接梁是從接頭的盒形配合端的范圍內(nèi)的底壁36的向前邊緣上向上和向后形成的并朝著壓接臂13用于嚙合凸接頭12的觸接凸輪32，如后面所描述的那樣。第二對壓接臂44設(shè)于導(dǎo)體壓接臂18的后側(cè)的凸接頭14的接線端處用于壓在電纜22的外側(cè)絕緣層或包覆層46上，以便為其提供應(yīng)變消除裝置。
結(jié)合圖1參見圖2，凹接頭14的可撓曲懸臂觸接梁42是大致U形的并包括一個底腿48，底腿48具有一個用于在標(biāo)號52處嚙合底壁32的內(nèi)側(cè)的自由端50。頂腿54是從底壁36的前緣在盒形凹接頭的范圍內(nèi)向上向后懸臂地伸出。觸接梁的底腿48和頂腿54是由一個彎曲的或圓角的觸接部分56連接起來的。從圖2可以清楚地看出，觸接梁42的這種特殊形狀包括一個在頂腿54上的斜面54a，其從觸接部分56的一側(cè)以相對于箭頭“A”的插入方向較小的銳角延伸。在觸接部分56的另一側(cè)上，該梁的形狀包括鎖定面56a，其以相對于插入方向“A”的較大的銳角延伸。
還參見圖2，如上所述，凸片接頭12具有一個總的以標(biāo)號32標(biāo)示并從平的部分24伸出的整體圓角觸接凸輪。此觸接凸輪與可撓曲懸臂觸接梁42操作地關(guān)聯(lián)。更具體地說，觸接凸輪3 2具有一個引導(dǎo)斜面60，其以相對于插入方向“A”的較小銳角延伸以便在凸片接頭插入凹接頭時逐漸地偏轉(zhuǎn)觸接梁42并壓制在斜面54a和觸接部分56上。由于引導(dǎo)斜面60的較小的銳角以及觸接梁的表面54a的相應(yīng)的小的銳角，因此將凸接頭插入凹接頭只需較小的插入力。觸接梁的觸接部分56a可包括一個具有較高正交力作用的區(qū)域61，用于在兩個接頭的配合狀態(tài)下改善它們之間的接觸。
觸接凸輪32還包括一個后緣鎖定面62，其以相對于插入方向“A”較大的銳角延伸。斜的鎖定面62用于在懸臂觸接梁42的觸接部分56和觸接凸輪32之間提供鎖定接合以便借此將凸接頭12可拆卸地鎖定到凹接頭14上。
注意到圖2中的點劃線66代表切于觸接凸輪32的后緣鎖定面62和懸臂觸接梁42的觸接部分56的鎖定面56a之間的配合接觸面的平面，就能理解觸接凸輪32的功能作用和懸臂觸接梁42的構(gòu)形。箭頭68代表切平面66的法向軸線，即兩個配合接頭之間隨與插入方向“A”相反的作用于凸接頭上的拉力而變的法向力的軸線。箭頭70代表法向力68平行于插入方向“A”的分量，其代表接頭之間的鎖定力。此種構(gòu)形提供了可靠的高接觸力連接并允許以較高的臨界力使接頭結(jié)構(gòu)脫離配合而沒有使接頭損壞的危險，因為接頭的相互嚙合是在兩個圓角部分上(即以相對于軸線66不是零度的角度)。此圓角構(gòu)形實際上便于連接件的配合。換句話說，因懸臂觸接梁42的反彈力，圓角構(gòu)形會產(chǎn)生“拉進效應(yīng)”。此外，因觸接凸輪32的后緣鎖定面62的和觸接梁42的鎖定面56a的突變角度，在凸接頭的插入過程中，插入力會突然減小，而且還因觸接梁的反彈，給使用者提供了插頭已完全配合的靈敏的反饋信息。
從上述可以理解到，配合接頭結(jié)構(gòu)的可靠性是由上述配合輪廓來保證的，而連接則可抵抗如振動和其他無意的脫開連接之類的情況。接頭結(jié)構(gòu)的低配合力連同其較大的脫離配合力就避免了在使用時發(fā)生不希望有的脫開，而且還可在沒有采用如可壓下凸輪、楔形件或其他的釋開機構(gòu)等的致動裝置的情況下使接頭脫開。
圖3-5示出了接頭結(jié)構(gòu)10的凸接頭12插入凹接頭14內(nèi)的順序狀態(tài)。詳細(xì)地說，圖3示出了凸接頭12在插入凹接頭14的盒形配合端內(nèi)之前的狀態(tài)?？梢钥闯霭冀宇^的可撓曲懸臂觸接梁42處于未受壓未偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
圖4示出了凸接頭12部分地插入凹接頭14內(nèi)的狀態(tài)，凸接頭的觸接凸輪32使懸臂觸接梁42發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在這個動作過程中，觸接凸輪壓制在觸接梁上，即觸接凸輪的引導(dǎo)斜面60以最小的插入力使觸接梁的觸接面54a逐漸發(fā)生偏轉(zhuǎn)并壓制在其上。片接頭就由凹接頭的頂壁上的掣子40定心并導(dǎo)入凹接頭內(nèi)。
圖5示出了凸接頭12完全插入凹接頭14內(nèi)的狀態(tài)。此完全插入位置相當(dāng)于圖2所示并在上面詳細(xì)描述的兩個接頭的相對位置。盡管因凸接頭的引導(dǎo)斜面60和凹接頭的觸接面54a的角度較小而可用最小的力將凸接頭在箭頭“A”的方向上插入凹接頭內(nèi)，但為了在箭頭“B”方向上拉出凸接頭，必須施加相當(dāng)大的力才能克服由凸接頭上的面62的和凹接頭上的鎖定面56a的較大的角度產(chǎn)生的鎖定力，如上面相對于圖2所述的那樣。
圖6示出了總的以標(biāo)號70標(biāo)示的電氣連接件，其是現(xiàn)有技術(shù)中見到的連接件的典型元件。一般地說，連接件組件包括一個裝有多個凸接頭74的第一連接件72，凸接頭74在其配合端具有凸接頭銷或插片76及在其終接端具有尾部78。尾部用于插入印刷電路板82上的孔眼80內(nèi)以便聯(lián)接到電路板上的線跡上和/或孔眼內(nèi)。接頭銷76用于插入互補配合的第二連接件88的凹接頭86的配合端84內(nèi)。凹接頭連接到獨立的電纜90上，類似于上述的凹接頭14。連接件組件70的第一和第二連接件72和88通過連接件外殼并借助連接件72上的閂接臂92牢固地鎖定在一起，該閂接臂具有一個用于與連接件88的閂接臂98上的鎖定凸起部96卡扣鎖接嚙合的鉤部94。
圖7示出了總的以標(biāo)號100標(biāo)示的連接件組件，其中插座連接件102包括一個絕緣外殼103，其內(nèi)裝有多個上面參照圖1-4描述的凸片接頭12。插頭連接件104包括一個絕緣外殼105，其用于插入插座連接件102的空穴106內(nèi)。插頭連接件裝有多個上面參照圖1-4描述的凹接頭14。根據(jù)本發(fā)明，連接件組件100的連接件102和104通過凸接頭12和凹接頭14之間的相互嚙合牢固地鎖定起來，如圖1-5所示和上面所描述的那樣。
現(xiàn)在，通過將圖7的連接件組件與圖6的現(xiàn)有技術(shù)的連接件組件70作比較，可以看出，連接件組件100的整個外罩尺寸或輪廓與連接件組件70相比是如何減小的，連接件組件70采用了一個在連接件外殼之間而不是如本發(fā)明所設(shè)想的直接在接頭之間的鎖定裝置。
應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神或其實質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以體現(xiàn)在其他具體的形式中。因此，本發(fā)明的實例和實施例在各個方面都應(yīng)視為是說明性的而不是限制性的，并且本發(fā)明并不局限于在此給出的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.在一種配合接頭結(jié)構(gòu)(10)中，該配合接頭結(jié)構(gòu)包括一個大致平的凸片接頭(12)；一個大致盒形的凹接頭(14)，用于接納該凸片接頭并具有一個帶有一圓弧觸部(56)的可撓曲的懸臂觸梁(42)，該觸部在片接頭在給定的插入方向(A)插入凹接頭(14)后會由凸片接頭(12)嚙合和偏轉(zhuǎn)；其特征在于凸片接頭(12)具有一個整體的觸接凸輪(32)，用于在片接頭插入凹接頭(14)內(nèi)時嚙合凹接頭(14)的圓弧觸部(56)，觸接凸輪具有一個以相對于插入方向(A)較小的銳角延伸的引導(dǎo)斜面(60)，用于在將凸片接頭(12)插入凹接頭(14)內(nèi)的過程中以最小的插入力逐漸地偏轉(zhuǎn)懸臂觸接梁(42)和嚙合懸臂觸接梁(42)的觸部(56)；一個以相對于插入方向(A)較大的銳角延伸的后緣鎖定面(62)，用于在觸部(56)和觸接凸輪(32)之間提供牢固的結(jié)合抵觸，從而將凸接頭(12)可拆卸地鎖定到凹接頭(14)上。
2.在如權(quán)利要求1所述的配合接頭結(jié)構(gòu)中，其特征在于所述凸片接頭(12)包括一個帶有觸接凸輪(32)的沖壓成形的薄片金屬件，觸接凸輪由在該接頭的平面部分(24)上整體地形成的圓角突出部形成。
3.在如權(quán)利要求1所述的配合接頭結(jié)構(gòu)中，其特征在于懸臂觸接梁(42)包括一個具有一斜面(54a)的腿(54)，該斜面以相對于插入方向“A”較小的銳角從所述觸部(56)的一側(cè)向后延伸，用于與觸接凸輪(32)的引導(dǎo)斜面(60)嚙合；一個鎖定面(56a)，其以相對于插入方向“A”較大的銳角從所述觸部(56)的另一側(cè)延伸，用于與觸接凸輪(32)的后緣鎖定面(62)鎖定嚙合。
4.一種配合接頭結(jié)構(gòu)(10)，其包括一個其內(nèi)帶有一個可撓曲懸臂觸接梁(42)并形成插座的凹接頭(14)，該梁包括一個圓角的觸部(56)；一個在給定的插入方向(A)上插入凹接頭(14)的插座內(nèi)的凸接頭(12)，其包括一個圓角的觸接凸輪(32)，該觸接凸輪用于逐漸地偏轉(zhuǎn)懸臂觸接梁(42)并與其觸部(56)嚙合，該觸接凸輪具有一個以相對于所述插入方向(A)較小的銳角延伸的引導(dǎo)斜面(60)，用于以最小的插入力逐漸地偏轉(zhuǎn)懸臂觸接梁；一個以相對于所述插入方向較大的銳角延伸的后緣鎖定面(62)，用于在觸部(56)和觸接凸輪(32)之間提供牢固的結(jié)合抵觸，從而將凸接頭(12)可拆卸地鎖定到凹接頭(14)上。
5.如權(quán)利要求4所述的配合接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸片接頭(12)包括一個帶有觸接凸輪(32)的沖壓成形的薄片金屬件，觸接凸輪在該接頭的平面部分(24)上整體地形成。
6.在如權(quán)利要求4所述的配合接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于接頭的插座是盒形的并包括一個頂壁(34)，一個底壁(36)和一對側(cè)壁(38)；懸臂觸接梁(42)從所述底壁(36)向上和向后突出并包括一個具有一斜面(54a)的腿(54)，該斜面以相對于插入方向“A”較小的銳角延伸，用于與觸接凸輪(32)的引導(dǎo)斜面(60)嚙合；一個鎖定面(56a)，其以相對于插入方向“A”較大的銳角從所述觸部(56)的另一側(cè)延伸，用于與觸接凸輪(32)的后緣鎖定面(62)鎖定嚙合。
7.一種連接件組件(100)，其包括一個第一電氣連接件(104)，其包括一個裝有多個凹接頭(14)的絕緣外殼(105)，每個凹接頭形成一個帶有一可撓曲懸臂觸接梁(42)的插座，該觸接梁是從凹接頭的一底壁(36)上形成的并包括一個圓角的觸部(56)；一個用于配合第一電氣連接件的第二電氣連接件(102)，其包括一個裝有多個凸接頭(12)的絕緣外殼(103)，每個凸接頭可在給定的插入方向(A)上插入凹接頭(14)的插座內(nèi)并包括一個用于使凹接頭的懸臂觸接梁(42)偏轉(zhuǎn)并與其觸部(56)嚙合的圓角的觸接凸輪(32)，該觸接凸輪具有一個以相對于所述插入方向(A)較小的銳角延伸的引導(dǎo)斜面(60)，用于在將凸接頭插入插座內(nèi)的過程中以最小的插入力偏轉(zhuǎn)懸臂觸接梁；一個以相對于所述插入方向(A)較大的銳角延伸的后緣鎖定面(62)，用于在觸部(56)和觸接凸輪(32)之間提供牢固的結(jié)合抵觸；借此，在將第一連接件(104)完全插入第二連接件(102)內(nèi)時，凸接頭(12)就可拆卸地鎖定到凹接頭(14)上。
8.如權(quán)利要求7所述的電氣連接件組件，其特征在于所述凸接頭(12)的每一個都包括一個帶有觸接凸輪(32)的沖壓成形的薄片金屬件，觸接凸輪由在該接頭的平面部分(24)上整體地形成的圓角突出部構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的電氣連接件組件，其特征在于每一個凹接頭(14)的插座是盒形的并包括一個頂壁(34)，一個底壁(36)和一對側(cè)壁(38)；和懸臂觸接梁(42)包括一個具有一斜面(54a)的腿(54)，該斜面以相對于插入方向“A”較小的銳角從所述底壁(36)向上向后延伸，用于與觸接凸輪(32)的引導(dǎo)斜面(60)嚙合；一個鎖定面(56a)，其以相對于插入方向“A”較大的銳角從所述觸部(56)的另一側(cè)延伸，用于與觸接凸輪(32)的后緣鎖定面(62)鎖定嚙合。
全文摘要
一種配合接頭結(jié)構(gòu)包括一大致盒形的凹接頭，構(gòu)成一個帶有從其底壁上形成的可撓曲懸臂觸接梁的插座。該梁包括一圓角觸部。凸接頭可在給定的插入方向A插入插座內(nèi)并包括用于使懸臂觸接梁偏轉(zhuǎn)并嚙合其觸部的觸接凸輪。觸接凸輪包括一個以相對于所述插入方向較小的銳角延伸的引導(dǎo)斜面，用于嚙合觸部并偏轉(zhuǎn)懸臂觸接梁和一個以相對于所述插入方向較大的銳角延伸的后緣鎖定面，用于在懸臂觸接梁的觸部和凸接頭的觸接凸輪之間提供鎖定抵觸借此將凸接頭可拆卸地鎖定到凹接頭上。
文檔編號H01R13/02GK1134050SQ9511893
公開日1996年10月23日 申請日期1995年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月17日
發(fā)明者S·巴比爾里, R·馬圖西 申請人:莫列斯公司