CN1195210A - 用于电气接线端子的罩式接插件 - Google Patents

Abstract

一种特别是用于汽车用途的电气接插件包括一个容座接插件壳体4和一个匹配的插塞接插件壳体6。一个活动的对中板10位于这两个壳体之间,并且锁定板12可插入每个壳体中,以便对由弹性栓锁50保持在接线端子空腔34中的接线端子100还提供附加的固定。接插件2还包括一个可由盖子的模压的悬臂栓锁20连接在壳体4上的盖子8。支承梁28可移动而与盖子栓锁20相啮合用于支承。

Description

用于电气接线端子的罩式接插件

本发明涉及电气接插件，特别是用来连接诸如在汽车电气配线中的导线的多个导线的电气接插件。本发明尤其涉及使用第二或辅助锁定元件来防止接线端子从模压接插件壳体上移开和防止匹配接线端子脱开。

虽然在所有的用途中电气接插件建立可靠的在通常的工作情况下不会脱开的电气端接是非常重要的，但是，汽车应用往往比其它应用有更多的故障端接问题。汽车应用中的电气接插件的故障不仅是由于使用接插件的环境造成的，而且许多问题归因于在组装电气接插件和采用它们的电气配线装置方面的错误。随着在汽车应用中电子设备使用的增加，这些问题可能仅仅由于必须由电气接插件连接起来的附加电路和导线而复杂起来。

为了克服这些问题，用于汽车用途中的电气接插件使用了辅助的或者重复的锁定装置来防止接线端子从其中安装了多个接线端子的模压壳体上脱开。已经采用了接线端子位置的保险装置，这意味着，如果接线端子未予正确定位，电气接插件总成就不能组装，并且在许多现有技术的接插件中，除非接线端子正确地落座于壳体中，否则辅助的或者重复的锁定装置就不能组装。

辅助的或者重复的锁定装置的方法的一个固有的问题在于，它们必然占据空间。随着必须予以连接的导线和电路数量的不断增加，空间常常成为关键问题。许多接插件有大量的紧密地安装在一个很小空间中的接线端子。将不同尺寸的接线端子容纳在同一接插件中也是非常普通的事。例如，用于将电能供给汽车中的部件的接线端子通常与大量的连接信号导线的接线端子容纳在同一接插件中。在这种接插件中的每个接线端子必须由将接线端子啮合在其接线端子腔中的模压弹性栓锁保持在位，并且还采用一个辅助的或者重复的锁定元件，以便确保弹性栓锁不会脱开或者独立地将接线端子保持在接插件中。当诸如匹配接线端子在匹配期间要碰到的趋势，当拉动导线时接线端子和接插件盖子要脱开的趋势，和需要确保接插件必须仅按着一个方位予以安装和匹配等等其它共同的的问题必须由接插件设计来解决时，要在给定空间内满足所有这些要求是非常困难的。

作为本发明的最佳实施例的电气接插件包括许多特征，这些特征特别适用于汽车和类似用途的电气接插件结构。该电气接插件特别适于用作一种罩式接插件用于汽车中。该接插件包括许多接线端子，并且电源和信号的接线端子都组合在插塞和容座接插件的壳体中。每个接线端子由一个包括壳体的一个模压延伸部分的弹性栓锁固持在其接线端子空腔中。重复的或者辅助的栓锁装置由锁定板提供，而锁定板可以在接线端子空腔侧面插入接插件壳体中，并且锁定板凹槽与接线端子空腔相连通。当锁定板处于一个局部插入位置时，接线端子可以安装入适当的接线端子空腔中，因为锁定板包括接线端子得以穿过的对中通道。当锁定板完全插入时，在锁定板上的锁定片啮合每个接线端子。接插件还包括一个对中板，该对中板通常布置在插塞和容座接插件之间，并可引导接线端子接头进入在另一个接插件中的匹配的插座接线端子中，因而当片状接线端子初始进入匹配的插座接线端子中时不会碰到。在容座接插件的外表面上还提供一个盖子，导线通过该盖子从接插件引出来。该整个的接插件总成被固定在一起，而配合力量由一个连接两个接插件壳体的螺栓次总成提供。

除了这些特征的每个特征以外，该接插件还为将接插件盖子连接在容座接插件壳体上的栓锁提供支承，而不增加接插件的横截面或者体积。支承梁设置在处于两个接插件壳体之间的活动对中板上。这些支承梁可穿过壳体并且当接插件组装完成时位于盖子弹性栓锁之后。该支承梁可以确保盖子栓锁与在容座接插件壳体上的台阶相啮合。在本发明的最佳实施例中，这些支承梁是从对中板向着插塞接插件壳体延伸的卡子栓锁梁的延伸部分。这些卡子栓锁梁初始由在容座接插件上的突体或者凸缘保持在位于容座壳体上。在插塞接插件壳体上的菱形突体最终使卡子栓锁与容座接插件脱开。该作用可以确保，在初始配合期间当接线端子片进入匹配的接线端子插座时对中板保持与接线端子片处于啮合之中。它还可以确保，在盖子组装于容座接插件壳体期间或者直至在插塞和容座接插件壳体之间在配合期间的相对运动的较晚阶段为止，支承梁将不会与盖子栓锁相啮合。

除了壳体的模压悬臂栓锁以外，锁定板还与接线端子相啮合以便节省空间。这些模压悬臂栓锁的宽度小于在锁定板上的凹槽的宽度，因此栓锁可配合在锁定板凹槽中。悬臂栓锁从锁定板凹槽的顶部延伸到在其处它们与接线端子相啮合的稍稍低于锁定板凹槽的一个位置处。在锁定板凹槽的对置侧上的锁定片与处于接线端子通道任何一侧的接线端子接头相啮合，模压弹性栓锁配合于该接线端子通道中，以便建立接线端子在壳体中的初始固定。

图1是一个罩式接插件的分解透视图，其示出了接插件壳体的两个主要半部，接线端子的定位和锁定元件和接插件盖子。

图2是接插件容座壳体的外表面视图，同时示出了穿过该壳体元件延伸的接线端子空腔。

图3是取自图2的截面线3-3方向的剖视图，但是也示出了接插件盖子的方向和一个可活动的接线端子对中板。

图4是与图3相同方向的视图，其示出了活动的接线端子对中板局部地穿入容座壳体元件中的方式。

图5是与图3和4相同方向的视图，示出了安装在容座接插件上的接插件盖子，同时示出了接线端子对中板完全插入和将保持栓锁固定在接插件盖子上的情况。

图6是沿着图1的截面线6-6所取的从下面看去的剖视图，示出了从接插件容座壳体的一侧分解的接线端子锁定板。

图7是沿着图6的截面线7-7所取的视图，示出了分解的接线端子锁定板和放置在容座壳体的一个空腔中的接线端子。

图8是图7所示的接线端子的放大视图。

图9是从与图6相同方向所取视图，示出了完全插入容座壳体中的一个接线端子锁定板。

图10是沿着图6所示的截面线10-10所取的视图，示出了接线端子锁定板确保接线端子不能被脱开的方式。

图11是图10所示接线端子，弹性栓锁和接线端子锁定板的放大视图。

图12是示出了弹性栓锁与一个接线端子相啮合的侧向剖视图。

图13和14是取自平行于图12所示截面的平面的剖视图，示出了接线端子锁定板的插入情况和栓锁表面位于图12所示的弹性栓锁的对置侧上的情况。

图15是沿着图7所示的截面线15-15所取的接线端子对中接线柱的剖视图。

罩式接插件2的壳体部件示于图1中。该接插件主要打算用于汽车应用中。罩式接插件2包括两个主要壳体半部，一个容座接插件壳体4和一个插塞接插件壳体6。接插件2还包括一个可以连接在容座接插件壳体4的外表面上的接插件盖子8。一个可活动的接线端子对中板10位于容座接插件壳体4和插塞接插件壳体6之间。可活动板10的通常目的是使在匹配期间在接线端子上的接头(图1中未示出)对中，以便防止碰到。相似的接线端子锁定板12和12’插入在容座接插件壳体4和插塞接插件壳体6两者的对置端上，以便将在每一半接插件中的接线端子锁定在位。一个螺栓次总成14将接插件总成2固定在位并且容许施加足够的力，以便与含在该接插件中的大量的匹配接线端子相配合。在螺栓总成14上的螺纹与安装在在插塞接插件壳体6上的塔柱30上的一个插入螺母的配对螺纹相啮合。在最佳实施例中，容座壳体4和插塞壳体6由诸如PBT的通常的热塑塑料模压出来。接插件盖子也是由诸如聚丙烯的惯用热塑塑料模压出来。活动对中板10和接线端子锁定板12也是由诸如PBT的惯用热塑塑料模压出来，并且最好是具有一种特殊的颜色，以便易于确定它们是否在其正确的位置上。

诸如接线端子100的通常的冲压成形的接线端子一般来说可以用于该接插件2中。这些接线端子连接在绝缘导线上。适于输送传递较大电能的电流的和连接在10-12 AWG导线上的较大的接线端子100插入在在容座接插件壳体4中的接线端子空腔34中和在插塞接插件壳体6中的相似的对应空腔中。这些接线端子空腔34沿着两个接插件壳体的对置侧布置。适于输送信号电流的其它的接线端子可以安装在在较大的接线端子空腔34之间并且沿着接插件壳体的端部布置的接线端子空腔36中。

在将连接在导线上的接线端子插入在两个接插件壳体中之前，锁定板12，和12’首先局部地插入在两个接插件壳体的对置端上的锁定板凹槽38中。如图6所示，每个锁定板包括当锁定板局部插入相应的锁定板凹槽38中时可以与相应的接线端子空腔34和36对中的通道80，82和凹槽70。在锁定板处于该局部插入位置的情况下，接线端子可以插入接线端子空腔34，36中并且通过对中的通道80，82和凹槽70。在锁定板处于局部插入位置的情况下，信号接线端子可以同样地插入接线端子接纳空腔36中。

活动对中板10布置在容座接插件壳体4的内表面上，然后在锁定板12布置在它们的局部插入位置上的情况下接线端子被布置在接插件壳体4，6中。在接线端子100上的接头容纳在在活动的对中板10上的凹槽中。活动对中板10包括位于其四个角落的每个角落处的对中柱22。这些对中柱22容纳在位于容座接插件壳体4的四个角落处的凹槽58中，如图2所示。多个梁24延伸在相反方向的柱子22之间。用于这些梁24的空隙由沿着容座接插件壳体4的侧边布置的通道54来提供。在活动板10的两端上靠近柱子22的梁24包括一个朝外的倾斜表面26和一个从与柱子22的同一侧的活动板10延伸的栓锁支承部分或者支承梁28。栓锁支承部分或者支承梁28与柱子22隔开。包括倾斜表面26的最外侧的梁也具有在它们的下端上的卡子突体60(如图3所示)。卡子突体60还布置在相邻的梁28上，同时相邻的卡子突体相对置。布置在容座壳体护罩44的内部上的凸出保持凸台62与这些卡子突体60的顶部相啮合，以便将活动板10固持在一个延伸的位置上，使用于初始配合的接线端子的端部稳定。在配合的接线端子初始啮合以后，当插塞壳体6移动而靠近容座壳体4时，位于插塞壳体6的侧面上的菱形凸轮表面或者突体63将与对中的卡子突体60相啮合并迫使它们分开。于是卡子突体60离开保持凸台，活动对中板10向上移动直至其与容座壳体4的面朝内的配合表面42相啮合为止。当插塞和容座接插件的两个半部由螺栓总成14配合起来时，活动对中板10移向容座接插件壳体4的内表面42。对中板10可保持平行于容座接插件壳体4的内表面42，因为柱子22可由柱子22在其内移动的凹槽58来稳定。板10的该线性移动可以将在阳接线端子100和其它接线端子上的接头保持在正确定向位置，以便防止在接插件配合期间碰到配合的接线端子。示于图7和15的对中柱子88在容座接插件壳体4的下表面上向下延伸并穿过在活动对中板10中的适合的通道中。如图15所示，这些对中柱子88包括一个从柱子88的否则是I形横截面的下角以一定角度伸出的咬合延伸部分90。该横截面容许柱子安装在在该非常满地填充的接插件中的紧密隔开的接线端子空腔之间。对中板10相对于塔柱咬合，因此它仅可以以一个方位连接在容座接插件壳体4上。插塞接插件壳体6也包括相似形状的接收被咬合柱子88的通道，因此两个接插件壳体4，6和对中板10仅能够组装在一个方位上。

接插件盖子8安装在接插件总成的顶部，或者更加精确地说是覆盖在接插件2的可接近侧上。绝缘导线112从位于容座接插件壳体中的接线端子向上延伸。导线112从接插件壳体4在从接插件盖子的一侧延伸出来的圆筒形延伸部分18之下放线出来。盖子8包括向下延伸到靠近盖子的四个角落处的盖子弹性栓锁20。这些模压的弹性栓锁20从根部向着栓锁端部成锥形，因此，这些悬臂栓锁既是柔性的又具有足够的防止断裂的强度。每个栓锁包括在其端部的一个惯常的卡子锁21。这些卡子锁具有面朝下的倾斜的凸轮表面和面朝上的锁定表面，因此在从图4所示的位置到图5所示的位置的移动期间，栓锁向外滑过一个凸台，而在图5所示位置时栓锁卡扣回其常态的锁定位置上。如图5所示，卡子锁21与沿着容座接插件壳体4的侧面的一个对置的锁定表面即台阶56相啮合。虽然在通常条件下该卡子锁啮合足以将盖子8固定在容座接插件壳体4上，但是足够的力量可以被施加在盖子上来克服该惯常的栓锁啮合。特别是于汽车应用场合，当拉动或者去掉从延伸部分18引出的导线时，该力量可以传递到盖子8上。盖子8以这种方式脱开是不希望的。为了约束或者加强栓锁20并且防止卡子锁21从锁定台阶56上脱开，相邻的侧梁24延伸到活动板10的底部之上，形成一个栓锁20的支承梁28。一个向上延伸梁形式的支承梁28包括一个在其下端的倾斜表面26，并且支承梁28的端部布置和构型得可以啮合栓锁20的在卡子栓锁21后面的后表面。因此卡子栓锁21可以确保其相对于台阶56的位置，并且栓锁不会由于施加到导线112或者盖子8上的力量而脱开。如上所述，由于卡子凸出部60由凸台62啮合着，直至接插件配合作业的最后部分为止活动板10不能向上移动。因此直到配合啮合的较后阶段时，支承梁28才能进入靠近栓锁20的后面的位置。因此盖子8必须在两个接插件半部配合之前连接在容座接插件壳体4上。在容座接插件壳体4与插塞接插件壳体6对中之前，盖子8可以予以连接。或者盖子8在两个接插件半部连接，对中之后和配合之前予以连接。在任何情况下，在盖子上的凸起结块都与壳体相啮合，以便防止盖子相对于接插件壳体旋转或者翘起，因此栓锁不会过载。

接线端子100被固持在容座接插件壳体4上的方式更加详细地示于图6-14中。虽然只是示出和详细地讨论了较大的接线端子100和容座接插件壳体4的情况，但是应当理解，这些接线端子被固持在该壳体中的方式代表了接线端子在插塞接插件壳体6中的固持情况和用于信号接线端子的接线端子在接线端子空腔36中的固持情况。冲压成形的片状接线端子100插入容座壳体4的接线端子空腔50中。匹配的冲压成形的插座接线端子(未示出)，插入在插塞接插件壳体6的配对的接线端子空腔中。片状接线端子100和匹配的插座接线端子两者都具有通常的结构并且可由诸如磷青铜的通常材料冲压而成并且以通常的方式镀层。这些接线端子通常称为卷筒卡子接线端子。

接线端子100具有一个在其一端上的配合片110和在其对置端上的一个卷筒108。卷筒108卷曲在导线112的非绝缘端周围，形成一个永久的电气连接。该端接可以在一些高速机器上进行。每个接线端子100还包括在卷筒108和配合片110之间的栓锁表面。主要栓锁表面是一个构型得可以接纳一个从一端伸入相应的接线端子空腔34中的模压弹性栓锁50的通道104。该模压栓锁在接线端子100插入时向外滑出，而然后当接线端子100的位置使得栓锁50可以进入接线端子通道104时又返回到其常态的位置上。每个接线端子100还包括一个向外伸出到通道104旁边的栓锁片102。该栓锁片102布置得用于与在接线端子100和信号接线端子落座而由相应的弹性栓锁啮合之后插入其最终位置的第二锁定板12上的一个表面相啮合。

辅助锁定板12在图6中可以看见得最为清楚。锁定板12是扁平的模压元件，该元件可以插入在容座接插件壳体4两端46敞开的凹槽38中。相似的锁定板凹槽也敞开在插塞接插件壳体6的两端。锁定板凹槽70贯穿在接插件壳体4中的接线端子空腔34。每个锁定板12具有一个中央部分66和两个位于锁定板12两端的悬臂68。悬臂68由凹槽70与中央部分66分开。凹槽70又有从相应的凹槽70的每一侧延伸的用来提供间隙的嵌入(间隙)通道80，以便当该间隙通道80的位置与相应的接线端子空腔34对中时，接线端子100可以通过该间隙通道80。多个信号接线端子通道82布置在中央部分66上。这些信号接线端子通道又是足够大的，以便当信号接线端子通道82正确地相对于相应的信号接线端子通道36定位时，可以容许信号接线端子插入。

一系列锁定片72，74，76在接线端子100将从中穿过的接线端子通道中沿着悬臂68和在中央部分66的边缘上形成。这些锁定片中的每一个具有小于锁定板12的其余部分厚度的厚度并且具有倾斜的横截面。锁定片72从悬臂68的端部延伸，而锁定片74和76伸入相应的间隙通道80中。信号接线端子间隙通道82中的每一个还包括一个从一个边缘向内延伸的相似的锁定片78。每个锁定片74，76和78从靠近锁定板12的底部的边缘间隙通道向锁定板12和悬臂68的自由端延伸。尽管存在有各种锁定片，但是各自的间隙通道仍然足够大，以便当锁定板12处于局部插入位置时，容许相应的接线端子插入相应的接线端子空腔和穿过间隙通道。锁定板12还具有沿着底部布置的弹性销92。这些弹性销92与在锁定板凹槽38顶部上的对置表面相啮合，以便将锁定板12初始固持在局部插入位置上，在该局部插入位置上间隙通道与相应的接线端子空腔对中，以便容许接线端子插入凹槽和图9所示的最终位置，在该最终位置时，锁定片与接线端子栓锁片102相啮合而提供一个辅助或者重复锁，以便将接线端子固持在它们的相应的壳体中。

通过进一步将锁定板12推入锁定板凹槽38，可以使锁定片72，74，76，和78与在相应的接线端子上的栓锁片，例如在较大的电源接线端子100上的栓锁片102，相啮合。当锁定板12完全插入时，锁定片将伸入接线端子空腔中并位于接线端子的表面上，例如接线端子100的栓锁片102上。因此接线端子不能从它们的相应的接线端子空腔中拉出来，因为那样将不仅要破坏模压的弹性的接线端子栓锁50和52，而且还要破坏锁定片72，74，76和78。

图12，13和14示出了接线端子100，弹性栓锁50，锁定板12和在悬臂68端部的锁定片72的相对位置。图12所示的截面截自弹性栓锁50和其中安装着它的接线端子栓锁通道102。栓锁凹槽38以虚线示出。图13示出了一个平行于图12所示截面的截面。该截面穿过在锁定板12前方的锁定片72。图13所示的截面与图12所示的弹性栓锁50偏置，并且该弹性栓锁将安装在在锁定板12上的悬臂68和中央部分66之间延伸的凹槽中。在锁定板12上的锁定片72和其它锁定片74，76和78的倾斜形状示于图13和14中。锁定板12和在悬臂68前方的锁定片72示于图13的局部插入位置上，并且接线端子空腔不受锁定片72的阻碍。图14示出了与图13一样的截面视图，但是锁定板12已经移动至图9所示的完全插入的位置。在图14中，倾斜的锁定片72位于接线端子片102的上方。在该位置，锁定片72提供了用于接线端子100的辅助或者重复锁。

图7，8和12示出了弹性栓锁50的形状及它们相对于锁定板凹槽38的位置。用来限制诸如接线端子100的较大的接线端子之一的这些弹性栓锁中的每一个至少局部穿过锁定板凹槽38。这些悬臂栓锁50从一个在壳体的凹槽38对置侧的两个部分之间延伸的矩形横截面的柱子上延伸出来。如从图7可见，模压弹性栓锁是柔性的悬臂梁，其根部位于锁定板凹槽38中。每个模压的弹性栓锁50的自由端位于锁定板凹槽38之下。从图7还可以见到，向着接插件中央布置的模压弹性栓锁50的长度小于在最外部的弹性栓锁50的长度。栓锁50延伸至锁定板凹槽38的顶部。每个模压弹性栓锁50的宽度小于将锁定板12上的悬臂68与中央锁定板部分66分开的凹槽70的宽度。因此当锁定板12移入到位时，这些在容座壳体4上的模压弹性栓锁50将安装在凹槽70中。该布置可以通过将图12与图13和14比较看出，这些图示出了除了模压的弹性栓锁50与接线端子通道104相啮合以外，锁定片72还与接线端子片102相啮合。同样的关系适用于锁定片74，76和其它模压弹性栓锁50。该关系还可以在在匹配的插塞接插件壳体6中采用的匹配插座接线端子，锁定板和模压弹性栓锁中找到。

Claims (10)

1.一种电气接插件，包括布置在一个壳体内的接线端子，并且还包括可连接在该壳体的第一和第二对置表面上的一个第一部件和一个第二部件，该第一部件包括至少一个与在壳体上的一个台阶相啮合的弹性栓锁，以便将第一部件固定在壳体的第一表面上，第二部件可相对于壳体活动并位于壳体的第二表面上，该接插件的特征在于，该第二部件包括一个支承梁，该支承梁可穿过壳体中的一个通道进入靠近弹性栓锁的位置，以便防止弹性栓锁与台阶脱开，支承梁只有在弹性栓锁与台阶相啮合之后才移动到靠近弹性栓锁的位置。

2.如权利要求1所述的电气接插件，其特征在于，第一部件包括一个布置在壳体的第一表面上的盖子，以便覆盖从壳体中的接线端子上延伸出来的导线。

3.如权利要求2所述的电气接插件，其特征在于，第二部件与壳体的一个配合表面相啮合。

4.如权利要求3所述的电气接插件，其特征在于，壳体在第二部件布置在壳体与一个第二壳体之间的情况下可以与该第二壳体相配合。

5.如权利要求4所述的电气接插件，其特征在于，第二部件包括一个布置在壳体和第二壳体的配合表面之间的对中板，该对中板包括用于在配合期间将该壳体中的接线端子与第二壳体中的匹配接线端子相对中的装置。

6.如权利要求5所述的电气接插件，其特征在于，对中板包括可被接纳在壳体上的凹槽中的板对中柱子，该对中柱子与该凹槽相啮合，以便防止对中板在相对于壳体移动期间翘起，支承梁平行并靠近于对中柱子，同时每个弹性栓锁与在一个支承梁和一个相邻的对中柱子之间的壳体台阶相啮合。

7.如权利要求1所述的电气接插件，其特征在于，壳体，第一部件和第二部件都是经模制而成，其中的弹性栓锁包括一个在第一部件上的模压悬臂延伸部分而支承梁包括自第二部件延伸的一个模压延伸部分。

8.如权利要求1所述的电气接插件，其特征在于，它包括接线端子，一个锁定板和一个在壳体中的锁定板凹槽，该壳体包括至少一个至少局部穿过锁定板凹槽的接线端子栓锁，锁定板包括一个凹槽，当锁定板插入在锁定板凹槽中时，接线端子栓锁被接纳在锁定板凹槽中。

9.如权利要求8所述的电气接插件，其特征在于，锁定板和每个接线端子栓锁分别地与接线端子相啮合。

10.如权利要求8所述的电气接插件，其特征在于，除了每个栓锁以外，锁定板也啮合每个接线端子。

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