專利名稱：將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)上的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電氣連接器，更具體說涉及將電子設(shè)備連接在車輛電力系統(tǒng)上的連接器。各種電子設(shè)備，包括可再充電的電池、通訊設(shè)備、音響設(shè)備、視頻設(shè)備、雷達探測器和車輛清潔設(shè)備等均可連接到車輛的電力系統(tǒng)上。
車輛電力系統(tǒng)包括電源輸入端子，端子的形式通常為打火機式的插座。為將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)上，通過電線連接到電子設(shè)備上的連接器被插入到打火機式插座上。不同國家生產(chǎn)的車輛具有直徑不同的打火機式插座?，F(xiàn)有連接器的缺點是這些連接器不能適應(yīng)直徑不同的打火機式插座。盡管現(xiàn)有的連接器可以牢固地裝入到一種直徑的打火機式插座中，但連接器不能牢固地裝入直徑相當(dāng)大的打火機式插座中。結(jié)果，當(dāng)與連接器連接的電子設(shè)備移動時便可能拖動連接器，將其從相當(dāng)大的插座中拽出，因而使電子設(shè)備與其電源斷開。
本發(fā)明的主要目的是提供這樣一種連接器，這種連接器能夠牢固地裝入具有一定直徑范圍的打火機式插座。
從下面的詳細說明和附圖可以知道本發(fā)明其它的目的和優(yōu)點。
在一個特別實施例中，上述目的是通過提供一種將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)的連接器而實現(xiàn)的。這種連接器包括一個空心內(nèi)套管、一個空心外套管和第一與第二導(dǎo)電觸頭。該內(nèi)套管形成一個空心管口，該管口位于內(nèi)套管的遠端并通向內(nèi)套管的內(nèi)部。第一導(dǎo)電觸頭可滑動地裝在管口內(nèi)并可在伸出位置和壓入位置之間滑動。在伸出位置時，第一觸頭凸出于管口，而在壓入位置時，第一觸頭基本上位于管口內(nèi)。第一觸頭受到朝向伸出位置的彈簧的偏壓。第二觸頭裝在內(nèi)套管的側(cè)壁上。外套管可滑動地套在內(nèi)套管上，并可以在前方位置和縮回位置之間移動。外套管在其遠端部至少形成一個鎖定指狀物，該指狀物沿圓周方向離開第二觸頭安置。內(nèi)套管形成一個斜坡，用于在外套管從縮回位置向前方位置移動時使鎖定指狀物沿橫向向外移動。


圖1a是實施本發(fā)明的連接器的透視圖；圖1b是圖1a所示連接器的另一透視圖，示出連接器插入打火機式插座；圖2是圖1a所示連接器的分解透視圖；圖3是圖1a所示連接器的縱向截面圖，示出連接器已部分地插入打火機式插座，連接器的正極觸頭處于伸出的位置，連接器的外套管處于縮回的位置；圖4是圖1a所示連接器的縱向截面圖，示出連接器已完全插入打火機式插座，連接器的正極觸頭處于壓入的位置，連接器的外套管處于縮回的位置；圖5是圖1a所示連接器的縱向截面圖，示出連接器已完全插入打火機式插座，連接器的正極觸頭處于壓入的位置，連接器的外套管處于前方的位置。
現(xiàn)在來參考附圖，圖1a、1b和2示出用于將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)上的連接器10。該連接器10包括空心內(nèi)套管12、空心外套管14、正電極觸頭16和外部的負電極觸頭18。內(nèi)套管12包括大體為圓筒形的遠側(cè)部分20和大體為橢圓形的近側(cè)部分22(圖2)。圓筒形部分20形成空心管口24，該管口位于其遠側(cè)端部上并通向內(nèi)套管12的內(nèi)部。
正電極觸頭16被設(shè)計成圓筒形，它可滑動地裝在內(nèi)套管12的管口24內(nèi)。正極觸頭16可在伸出位置(圖3)和壓入位置(圖4和5)之間移動。在伸出位置時(圖3)，正極觸頭16向外凸出于管口24，而在壓入位置(圖4和5)時，正極觸頭16隱藏在管口24內(nèi)。壓縮彈簧26把正極觸頭16推向伸出位置。壓縮彈簧26的一端裝在空心正極觸頭16上的圓筒形空腔中，壓縮彈簧26的這一端壓在正極觸頭16的遠側(cè)橫壁的內(nèi)表面上。壓縮彈簧26的另一端固定在印刷電路板28上，該印刷電路板牢固地裝在內(nèi)套管12(圖2～5)中。正極觸頭16通過壓縮彈簧26可導(dǎo)電地連接在印刷電路板28上的電路上。在一個優(yōu)選實施例中，印刷電路板28上已經(jīng)形成充電電路，此電路使輕便的可再充電電池利用車輛的電力系統(tǒng)進行充電(圖2)。但是應(yīng)當(dāng)清楚，連接器10除了供再充電電池用以外，還可以做成供其它電子設(shè)備使用。
外部的負極觸頭18牢固地裝在內(nèi)套管12的圓筒形部分20上。具體是，內(nèi)套管12形成許多與負極觸頭18的相應(yīng)部分38、40、42和44嚙合的固定槽口30、32、34和36(圖2)。遠側(cè)接觸部分38包括向下穿過內(nèi)套管12上的槽口30的第一橫向部分、緊靠內(nèi)套管12內(nèi)表面的縱向部分和向上穿過另一個固定槽口37的第二橫向部分。部分42、44錨接在相應(yīng)的縱向槽口34、36中，而近側(cè)接觸部分40則錨接在槽口32中。為使外部負觸頭可導(dǎo)電地連接在印刷電路板28上，遠側(cè)接觸部分38的縱向部分緊壓在裝在印刷電路板28上的U形負極觸頭46上(圖2～5)。
外套管14可滑動地套在共軸的內(nèi)套管12上。和內(nèi)套管12一樣，外套管14包括大體為圓筒形的遠側(cè)部分48和大體為橢圓形的近側(cè)部分50。外側(cè)管14可在縮回位置(圖3和4)和前方位置(圖5)之間移動。外套管14的圓筒形部分48在其遠側(cè)端部上形成一對沿縱向延伸的可活動的鎖定指狀物52、54。鎖定指狀物52、54具有各自的粗大端部53、55，并沿圓周方向與外部負極觸頭18分開。在優(yōu)選實施例中，鎖定指狀物52、54沿圓周方向彼此間隔約90°，每一鎖定指狀物沿圓周方向與負極觸頭18間隔約135°。
內(nèi)套管12的圓筒部分20上形成一對導(dǎo)向槽口56、58，用于容納相應(yīng)鎖定指狀物52、54的粗大端部53、55(圖2～5)。槽口56、58的近側(cè)部分通向內(nèi)套管12的內(nèi)部，因而在內(nèi)套管12上形成孔。當(dāng)外套筒14處于縮回位置時(圖3和4)，相應(yīng)鎖定指狀物52、54的粗大端部53、55便通過槽口56、58的近側(cè)部分伸入到內(nèi)套管12的內(nèi)部。槽口56、58的遠側(cè)部分與內(nèi)套管12的內(nèi)部不相通，但是具有在內(nèi)套管12外表面上形成的相應(yīng)底表面。在這些底表面上形成相應(yīng)的斜坡60、62，以便在外套管14從縮回位置(圖3和4)向前方位置(圖5)進行縱向移動時，使相應(yīng)的鎖定指狀物52、54響應(yīng)這種運動、沿橫向向外移動。
特別是，當(dāng)外套管14從縮回位置縱向移動到前方位置時，鎖定指狀物端部53、55接觸到斜坡60、62，該斜坡本身再使端部53、55(和可活動的鎖定指狀物52、54的其余部分)沿徑向向外的方向產(chǎn)生橫向位移(圖5)。外套管14沿向前的方向繼續(xù)進行縱向移動將使鎖定指狀物52、54進一步沿徑向向外方向產(chǎn)生橫向位移。當(dāng)鎖定指狀物52、54與斜坡60、62嚙合時，內(nèi)外套管12、14之間的摩擦配合足以防止外套管14向后(向近側(cè)方向)“滑動”。
為使使用者容易握住連接器10以將其插入打火機式插座中和從插座上拔下來，外套管14的橢圓形部分50包括一對相對的手指握持區(qū)域70、72。使用者通?？捎闷淠粗笁涸谖粘謪^(qū)域70、72中的一個握持區(qū)域上，而用其食指或中指壓在握持區(qū)域70、72中的另一個握持區(qū)域上。為了在外套管14向前方位置移動時容納裝在內(nèi)套管12上的外部負極觸頭18，外套管14的圓筒形部分48加工有從外套管14的遠側(cè)端部向近側(cè)延伸的細長開口64。該開口64稍寬于負極觸頭18(圖1a和1b)。
外套管14相對于內(nèi)套管12向前移動的縱向距離受到外部負極觸頭18的限制。在外套管14處于極端前方位置時，止動部66碰到負極觸頭18。為了限制外套管14向后方(向近側(cè)方向)的縱向運動，連接器10上裝有一個橢圓形的端蓋68，該端蓋卡在內(nèi)套管12的近側(cè)端部上。當(dāng)外套管14處于極端的縮回位置時(圖3和4)，外套管14的近側(cè)端部便碰上端蓋64。
連接器10具有若干機構(gòu)，這些機構(gòu)對防止外套管相對于內(nèi)套管轉(zhuǎn)動綽綽有余。例如，鎖定指狀物端部53、55被卡在相應(yīng)的槽口56、58中。另外，負極觸頭18穿過外套管14上形成的細長開口64。此外，外套管14的橢圓形部分50是套在內(nèi)套管12的橢圓形部分22上的。每個上述機構(gòu)足以單獨地固定外套管14相對內(nèi)套管12的轉(zhuǎn)動位置。
如上所述，印刷電路板28被牢固地安裝在內(nèi)套管12內(nèi)。具體地講，內(nèi)套管12的內(nèi)表面上形成固定印刷電路板28的相對的兩縱向側(cè)邊的導(dǎo)向槽(未示出)。這些槽固定了印刷電路板28的轉(zhuǎn)動位置。印刷電路板28基本上穿過內(nèi)套管12，印刷電路板28的寬度與內(nèi)套管12的內(nèi)表面一致。例如，在內(nèi)套管12的圓柱部分20和橢圓形部分22之間的結(jié)合處，內(nèi)套管12的內(nèi)部尺寸突然改變。如圖2清楚示出的那樣，印刷電路板28在寬度上也發(fā)生相應(yīng)的改變。如果印刷電路板28上具有電池充電電路，則連接器10上可以裝上用來接通電池充電電路的開關(guān)74(圖2～5)。開關(guān)74固定在印刷電路板28上，該開關(guān)74包括操縱開關(guān)74的操作桿76，使電池充電電路接通或斷開。
為了將連接器10連接在電子設(shè)備上，電線81中的導(dǎo)線79(圖2)的一端可通電地連接在印刷電路板28上，而其另一端則可通電地連接在電子設(shè)備上。電線81通過端蓋68上形成的小孔進入連接器10。為保護導(dǎo)線79和印刷電路板28之間的電聯(lián)結(jié)，用常規(guī)的應(yīng)變緩減裝置78夾住電線81，將電線81固定在進入連接器10的位置。該形變緩減裝置78將由于連接器10相對于電子設(shè)備的移動所引起的并施加在電線的導(dǎo)線上的應(yīng)力和應(yīng)變減到最小。
圖2是連接器10的分解透視圖。為組裝連接器10，首先將正極觸頭16套在壓縮彈簧26上，該彈簧被焊接在印刷電路板28上。隨后，通過內(nèi)套管12的近側(cè)端部將印刷電路板28嵌入內(nèi)套管12，使正極觸頭16凸出于內(nèi)套管12的管口24。將印刷電路板28相對內(nèi)套管12轉(zhuǎn)動定位，使印刷電路板28的相對縱向兩邊緣位于在內(nèi)套管12的內(nèi)表面上形成的導(dǎo)向槽中。在印刷電路板28被裝入內(nèi)套管12之后，將端蓋68(其上裝有應(yīng)變緩解裝置78)套在和卡在內(nèi)套管12的近側(cè)端部上。然后，通過外套管14的近側(cè)端部將內(nèi)套管12插入到外套管14中。內(nèi)套管12轉(zhuǎn)動地相對于外套管14取向，使得(1)鎖定指狀物52、54定位在相應(yīng)的槽口56、58中；(2)使細長的開口64露出固定槽口30、32、34、36和37。最后，將外部的負電極觸頭18裝在內(nèi)套管12上，方法是將負極觸頭18的部分38、40、42和44插入到其對應(yīng)的固定槽口中。
連接器10的主要部件按下述方法制造。內(nèi)套管12、外套管14和端蓋68分別用絕緣塑料例如聚碳酸酯(ABS配料)組成，最好采用常規(guī)的高壓注塑成型法制造。正負觸頭16、18由導(dǎo)電材料例如鋼、黃銅、青銅或其它合適的材料組成。正極觸頭16最好用常規(guī)的沖擊擠壓法制造，而負極觸頭18最好采用常規(guī)的連續(xù)模/四滑道法制造。
圖3～5示出連接器10插入車輛的打火機式插座80中，使電子設(shè)備連接在車輛電力系統(tǒng)上。為將連接器10插入打火機式插座80，使用者握住在外套管14的橢圓部分50上形成的握持區(qū)域70、72，并將連接器10引入插座80，如圖3所示。當(dāng)連接器10僅部分插入打火機式插座80時(圖3)，正極觸頭16被壓縮彈簧推移到伸出位置，而外套管14處于縮回位置。當(dāng)使用者將連接器10推進到插座80中時，正極觸頭16碰到裝在插座80后壁上的相關(guān)的正極輸入端子82。再繼續(xù)將連接器10推入插座80時，正極觸頭16便被壓進去，如圖4所示。一當(dāng)正極觸頭16被完全壓進去(圖4)繼續(xù)施加在連接器10上的插入力便使外套管14沿插座80的方向在內(nèi)套管12上縱向滑動。當(dāng)外套管14在內(nèi)套管12上縱向滑動時，鎖定指狀物52、54便通過在內(nèi)套管12上形成的相應(yīng)槽口56、58滑動。當(dāng)相應(yīng)的鎖定指狀物52、54的粗大端部53、55接觸到相應(yīng)的斜坡56、58時，由于外套管14受力而在內(nèi)套管12上向前滑動，因而該斜坡56、58便使相應(yīng)的鎖定指狀物52、54沿徑向向外的方向移動。外套管14將繼續(xù)在內(nèi)套管12上滑動，因而鎖定指狀物52、54將繼續(xù)在徑向向外的方向擴大，此過程一直繼續(xù)到鎖定指狀物的端部53、55碰到插座80的圓筒形壁和外部負極觸頭18碰到插座80的圓筒形側(cè)壁(圖5)。該圓筒形側(cè)壁起車輛電力系統(tǒng)的負極輸入端子的作用，它由于非導(dǎo)電部件84的作用而與正極端子82絕緣。此時，擴張的鎖定指狀物52、54將連接器10牢固地固定在插座80中。
因為鎖定指狀物52、54可以擴張到將連接器10牢固固定在插座中的必需的徑向位置，所以連接器10可以適應(yīng)具有不同直徑的打火機或插座。當(dāng)外套管14相對于內(nèi)套管12處于極端向前的位置時(即止動部66碰到負極觸頭18時)，鎖定指狀物發(fā)生最大的擴張。在優(yōu)選實施例中，當(dāng)外套管14從其縮回位置(圖3和4)移動到其極端的向前位置時，對應(yīng)于這種運動，每個鎖定指狀物移動徑向距離約0.20英寸。因為有這種擴張能力，所以連接器10能夠適應(yīng)具有內(nèi)徑范圍約從0.80到0.92英寸的打火機式插座。
盡管已參照一個或多個實施例說明了本發(fā)明，但技術(shù)人員將會認識到，本發(fā)明可以進行許多改變而不違背本發(fā)明的精神和范圍。例如，由相應(yīng)槽口56、58的底表面形成的斜坡60、62可以換成銳角棱角，只要粗大的鎖定指狀物端部53、55在其遠端部充分彎曲能防止端部53、55在外套管14向其前方位置移動時不卡在銳角轉(zhuǎn)角上。另外，將連接器10緊固在打火機式插座80上的的鎖定指狀物的數(shù)目可以減少到一個或增加到2個以上。每個實施例和其顯著的變化因此可認為是屬于本發(fā)明在以下權(quán)利要求書中所提出的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)上的連接器，該連接器包括空心內(nèi)套管，該套管形成一個管口，該管口位于上述套筒的遠側(cè)端部，通向上述內(nèi)套管的內(nèi)部；第一導(dǎo)電觸頭，它裝在上述管口內(nèi)；第二導(dǎo)電觸頭，它裝在上述內(nèi)套管的側(cè)壁上；空心外套管，該套管可滑動地套在上述內(nèi)套管上并可以在前方位置和縮回位置之間進行縱向運動，上述外套和的遠側(cè)端部上至少形成一個可擴張的第一鎖定指狀物，該指狀物與上述第二觸頭分開，上述內(nèi)套管上形成一種裝置，該裝置在上述外套管從上述縮回位置縱向運動到上述前方位置時，使上述第一鎖定指狀物響應(yīng)這種運動沿側(cè)向向外位移。
2.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于上述第一觸頭可滑動地裝在上述管口中并可以在伸出位置和壓入位置之間移動，上述第一觸頭在位于上述伸出位置時凸出于上述管口，而在處于上述壓入位置時，上述第一觸頭基本上配置在上述管口內(nèi)，上述第一觸頭受到向著上述伸出位置的推移作用。
3.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于在上述外套管的外側(cè)端部形成可擴大的第二鎖定指狀物，該指狀物與上述第二觸頭分隔開，上述內(nèi)套管上形成第二斜坡，該斜坡在上述外套管從上述縮回位置運動到上述前方位置時，使上述第二鎖定指狀物響應(yīng)這種運動、沿橫向向外位移。
4.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于上述內(nèi)套管包括大體為圓筒形的遠側(cè)部分和大體為橢圓形的近側(cè)部分，上述圓筒形部分的遠側(cè)端部上形成上述管口。
5.如權(quán)利要求4所述的連接器，其特征在于上述外套管包括大體為圓筒形的遠側(cè)部分和大體為橢圓的近側(cè)部分，上述外套管的上述圓筒形部分基本上套在上述內(nèi)套管的上述圓筒形部分上，上述外套管的上述橢圓形部分基本上套在上述內(nèi)套管的上述橢圓形部分上。
6.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于上述第一鎖定指狀物包括粗大的端部，上述內(nèi)套管上形成容放上述粗大端部的導(dǎo)向槽口。
7.如權(quán)利要求6所述的連接器，其特征在于上述槽口的近側(cè)部分通向上述內(nèi)套管的內(nèi)部，當(dāng)上述外套管處于上述縮回位置時，上述粗大端部通過上述近側(cè)部分伸入到上述內(nèi)套管的內(nèi)部。
8.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于用于使上述第一鎖定指狀物產(chǎn)生位移的裝置包括在上述槽口遠側(cè)部分上形成的斜坡，上述粗大端部接觸上述斜坡，并響應(yīng)上述外套筒從上述縮回位置到上述前方位置的縱向運動而進行沿橫向的向外位移。
9.如權(quán)利要求1所述的連接器，其特征在于用于使上述第一鎖定指狀物產(chǎn)生位移的裝置包括在上述內(nèi)套管上形成的斜坡。
10.一種制造用于將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)的連接器的方法，該方法包括以下步驟形成具有位移表面和管口的空心內(nèi)套管，該管口位于上述內(nèi)套管的遠側(cè)端部并通向上述內(nèi)套管的內(nèi)部；將上述第一導(dǎo)電觸頭裝在上述管口中；形成空心外套管，該外套管在其遠側(cè)端部至少具有一個可擴張的鎖定指狀物；將上述外套管可滑動地套在上述內(nèi)套管上，使得上述外套管可在前方位置和縮回位置之間進行縱向運動，上述內(nèi)套管的上述位移表面使上述第一鎖定指狀物響應(yīng)上述外套管從上述縮回位置到上述前方位置的縱向運動而使上述第一鎖定指狀物沿橫向向外位移；將第二導(dǎo)電觸頭安裝在上述內(nèi)套管的側(cè)壁上，上述第二觸頭與上述鎖定指狀物分隔開。
全文摘要
用于將電子設(shè)備連接到車輛電力系統(tǒng)的連接器包括空心內(nèi)套管、空心外套管和第一與第二導(dǎo)電觸頭。該內(nèi)套管上形成空心管口，該管口位于該內(nèi)套管的遠側(cè)端部上并通向該內(nèi)套管的內(nèi)部。第一導(dǎo)電觸頭可滑動地裝在管口內(nèi)并可在伸出位置和壓入位置之間移動。在伸出位置，第一觸頭凸出于管口，而在壓入位置第一觸頭基本上位于管口內(nèi)。第一觸頭受到指向伸出位置的彈簧推移作用。第二觸頭裝在內(nèi)套管的側(cè)壁上。外套管可滑動地套在內(nèi)套管上并可在前方位置和縮回位置之間運動。
文檔編號H01R24/58GK1129366SQ9511627
公開日1996年8月21日 申請日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月8日
發(fā)明者R·N·納爾遜, C·N·納爾遜 申請人:安德魯公司