本發(fā)明涉及用于傳送電流的電連接器。更具體地，本發(fā)明涉及磁性連接的電連接器。

背景技術(shù)：

大多數(shù)電連接器通過機(jī)械方式通常使用插頭/插孔、摩擦配合連接來接合，以使它們能夠?qū)㈦娏鲝囊粋€(gè)連接器傳送到下一個(gè)連接器。機(jī)械連接器需要手動連接。使用磁性而不用機(jī)械連接的連接器是公知的。可使用磁力連接兩個(gè)連接器，而不用手動操作。美國專利8936472公開了這種連接器，通過引用的方式將其全文并入本文的并且本申請人擁有該專利。在兩個(gè)連接器不能輕易地手動連接的情況下，磁性連接器是有用的。

耦合兩個(gè)連接器的入口受限的的一個(gè)示例情況是在人造假日樹中。電流通過導(dǎo)體經(jīng)由模擬常青樹樹干的管或桿傳送。人造假日樹的現(xiàn)有桿結(jié)構(gòu)使用凹口和突出互鎖系統(tǒng)作為正確定向連接器的鍵和鍵槽布置。這種方法是舊的，因?yàn)檫B接桿在樹被舉起時(shí)往往會解體或纏在一起，從而導(dǎo)致樹組裝、拆卸和安全問題。

一組可靠的、在無需物理定向和物理接合的情況下以適當(dāng)極性很容易地連接的、在大量制造時(shí)廉價(jià)的、耐久、有效且更安全的連接器，將是有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的電連接器使用磁斥力來相對于一個(gè)連接器適當(dāng)定向另一個(gè)連接器，并使用磁吸力將兩個(gè)連接器以正確的極性保持在一起。每個(gè)電連接器都是相同的，因此制造所需的零件較少，并且大大簡化了電連接器的裝配。在由于有限的物理入口或由于低光條件而難以接合電連接器的情況下，可使用本發(fā)明的電連接器來改善電連接。

當(dāng)插入導(dǎo)管的端部時(shí)，一對電導(dǎo)管可用于增加傳送到結(jié)構(gòu)導(dǎo)管上的電能，結(jié)構(gòu)導(dǎo)管可具有很多用途，例如為臨時(shí)照明提供電能的臨時(shí)欄桿。

本公開的一方面是一種電連接器，該電連接器具有帶有頂表面和底表面、第一通道和第二通道的外殼，以及分別在第一和第二通道中的固定端子和可移動端子。第一和第二通道被隔開，向外殼的頂表面和底表面開口并平行布置。固定端子上有第一觸點(diǎn)，而可移動端子上有第二觸點(diǎn)。第二通道中有鄰近第二觸點(diǎn)的磁鐵，并且磁鐵的磁場貫穿第二觸點(diǎn)。

本公開的另一方面在于，可移動端子的移動是受限的，使得第二觸點(diǎn)在外殼的頂表面上方上升預(yù)定距離。

本公開的另一方面在于，電連接器在第一通道中具有鄰近固定端子的第一觸點(diǎn)的鐵磁體。鐵磁體是一種由鐵磁材料制成的裝置，鐵磁材料吸引磁鐵但沒有磁性。

本公開的另一方面在于，第一和第二觸點(diǎn)在它們的擴(kuò)展部分上具有互補(bǔ)表面，當(dāng)將互補(bǔ)表面連在一起時(shí)互補(bǔ)表面交錯(cuò)。

本公開的另一個(gè)方面在于，鐵磁體和磁鐵是圓環(huán)形的，分別圍繞但不接觸第一和第二觸點(diǎn)。

本公開的另一個(gè)方面在于，第一和第二觸點(diǎn)都包括擴(kuò)展部分、連接到擴(kuò)展部分的上端軸、以及下端軸。每個(gè)下端軸都有接收上端軸的孔。

本公開的另一方面在于，電連接器在第二通道中具有連接到第二觸點(diǎn)的壓縮彈簧。壓縮彈簧抵制圍繞觸點(diǎn)的磁鐵向可能靠近外殼的頂表面附近的鐵磁材料移動。

本公開的另一方面在于，固定端子通過彈簧墊圈來固定就位。彈簧墊圈被附接在第一端子的下端軸上。

本公開的一個(gè)方面在于，第一通道和第二通道都在其中具有將這些通道劃分成上腔室和下腔室的壁。每個(gè)壁都具有形成在其中的、尺寸分別適于接收第一和第二觸點(diǎn)的下端軸的孔，下端軸從上腔室進(jìn)入下腔室。第一通道的下腔室中的彈簧墊圈被附接到下端軸，并接合第一通道的壁，以保持固定端子，防止第一觸點(diǎn)相對于所述殼體移動。在第二通道中，下端軸延伸穿過第二通道的壁并穿過壓縮彈簧和彈簧墊圈。當(dāng)圍繞第二觸點(diǎn)的磁鐵被吸引到鐵磁材料時(shí)，壓縮彈簧和彈簧墊圈與壁配合，以限制可移動端子的第二觸點(diǎn)在頂表面上方的移動。

本公開的另一特征在于，兩個(gè)電連接器可以通過一對導(dǎo)線連接，一根導(dǎo)線從兩個(gè)電連接器的第一電連接器的第一觸點(diǎn)行進(jìn)到第二電連接器的第一觸點(diǎn)，并且另一根導(dǎo)線從兩個(gè)電連接器的第一電連接器的第二觸點(diǎn)行進(jìn)到第二電連接器的第二觸點(diǎn)。

本公開的另一方面在于，兩個(gè)電連接器可以承載在導(dǎo)管的端部附近，其中一個(gè)電連接器與導(dǎo)管的第一端部齊平安裝，并且另一個(gè)電連接器凹入導(dǎo)管的第二端部中。

結(jié)合下面的附圖，在仔細(xì)閱讀下文中具體實(shí)施方后，其它特征及其優(yōu)勢對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是明顯的。

附圖說明

在圖中，

圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)方面的連接器的透視俯視圖；

圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)方面的在電連接器中處于正常位置的兩個(gè)端子的頂部、并排、透視圖，電連接器以假想線示出從而能夠看到兩個(gè)端子的細(xì)節(jié)；

圖3a和3b分別以外部視圖和橫截面圖示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的端子的側(cè)視圖；

圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)方面的兩個(gè)觸點(diǎn)的頂部透視圖，其示出了觸點(diǎn)的互補(bǔ)頂表面；

圖5a和5b分別是根據(jù)本公開的一個(gè)方面的圖4的間隔開的觸點(diǎn)的頂部透視圖和側(cè)截面圖；

圖6a-6f以橫截面示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的響應(yīng)于嘗試不正確連接端子的兩個(gè)電連接器的端子和一個(gè)連接器本身的移動，其中圖6a示出了彼此相對但具有錯(cuò)誤極性的極點(diǎn)，圖6b示出了用錯(cuò)誤極性連在一起的連接器，圖6c、6d和6e示出了響應(yīng)于磁場而旋轉(zhuǎn)以自整極性的的連接器，最后圖6f示出了處于正確極性且對準(zhǔn)的連接器；和

圖7示出了根據(jù)本公開一個(gè)方面的在導(dǎo)管中的電連接器。

具體實(shí)施方式

本公開描述了一種通用電連接器。還描述了作為延長電線的相互電連接的一對這樣的連接器。例如，該延長電線可承載在導(dǎo)管中，以能夠在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中傳送電能，從而用在臨時(shí)照明柵欄中。

術(shù)語通用連接器是指既不是“插頭”連接器也不是“插孔”連接器的連接器；本發(fā)明中的電連接器的相同配置既用作“插頭”也用作“插座”，雖然外殼形狀可根據(jù)使用的環(huán)境而有所不同。兩個(gè)這樣的連接器能連接在一起，以將電能從一個(gè)連接器傳遞到另一個(gè)連接器，或者本發(fā)明中的連接器能夠用在延長電線的兩端。因此，例如，在每一端上都具有根據(jù)本公開的電連接器的延長電線中，延長電線的兩端之中的任何一端都能連接到墻上插座上，假設(shè)該墻上插座與本發(fā)明中的連接器相匹配。延長電線的另一端能連接到例如具有相同類型的電連接器的電器上。

本發(fā)明公開的延長電線可以在導(dǎo)管內(nèi)，其中一個(gè)電連接器齊平地安裝在導(dǎo)管的一端，另一個(gè)連接器凹入到導(dǎo)管的相對端中，使得導(dǎo)管的一部分延伸超過連接器。導(dǎo)管的該端部能夠接收具有齊平安裝的電連接器的、第二個(gè)這樣的導(dǎo)管的端部，使得兩個(gè)匹配的連接器位于導(dǎo)管內(nèi)。添加到之前的導(dǎo)管的每一個(gè)這樣的導(dǎo)管，不僅增加了導(dǎo)管的總長度而且還使用該連接器以連續(xù)導(dǎo)電鏈的方式將延長電線連接在一起，使得導(dǎo)管不僅可用于結(jié)構(gòu)目的(柵欄、欄桿或裝飾件)，而且還可通過內(nèi)部一連串的延長電線來傳送電能。

此處使用的術(shù)語導(dǎo)管是指任何結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有形成在其中的、一般遵循導(dǎo)管的主要尺寸的通道。

在本公開中，當(dāng)電連接器處于其觸點(diǎn)接觸的相對位置中時(shí)，電連接器被認(rèn)為是連接的，以便能夠?qū)㈦娔軓囊粋€(gè)電連接器的一個(gè)觸點(diǎn)傳送到另一個(gè)電連接器。

現(xiàn)在參考圖1，其示例了電連接器10的透視圖。電連接器10具有外殼14，該外殼14可以大體上是圓柱形或可具有不同的形狀，并且出于特定應(yīng)用，它可具有軸向槽18，如圖1所示。例如，連接器10中的軸向槽18可使它滑進(jìn)具有內(nèi)部軸向脊的導(dǎo)管(在圖1沒有示出)。軸向槽18對應(yīng)于這種內(nèi)部軸向脊，內(nèi)部軸向脊可用來使導(dǎo)管的相鄰部分彼此對齊。在這個(gè)例子中，電連接器10將需要有符合導(dǎo)管的內(nèi)部形狀的外殼形狀，但不需要軸向槽18來用于其主要目的，即連接到第二個(gè)電連接器10。

外殼14可具有使其適應(yīng)環(huán)境的其它特征，例如使其能齊平插入在導(dǎo)管(沒有示出)的端部并緊密配合的、在其頂表面26上的法蘭22和多個(gè)肋條30。

電連接器10有兩個(gè)端子，固定端子34和可移動端子38。固定端子34包括觸點(diǎn)42；可移動端子38具有觸點(diǎn)46。

圖2示出了具有外殼14的連接器10，外殼14以假想線繪制，從而能更容易地看到固定端子34和可移動端子38。圖3a和3b分別從側(cè)面和以橫截面示出了觸點(diǎn)42、46。外殼14具有形成在其中的兩個(gè)通道，通道50和通道54。通道50和54被分隔開并且可以是平行的。通道50和54分別具有上腔室58、62和下腔室66、70，上腔室和下腔室分別用使它們分開的壁74、78來定義。在壁74、78中形成有孔82、86，以允許上腔室58、62與下腔室66、70連通。固定端子34在第一通道50中；可移動端子38在第二通道54中。每個(gè)端子34與每個(gè)其它端子34都是相同的，并且每個(gè)端子38與每個(gè)其它端子38也是相同的。除了將在隨后描述的一些差異之外，端子34和38彼此是非常相似的。通道50和54也可具有相同的尺寸。

圖3a和3b示出了與端子34、38相同的端子90的外部和橫截面圖。端子90具有觸點(diǎn)94，觸點(diǎn)94具有擴(kuò)展頂部98和上端軸102。上端軸102具有外螺紋，并且在它與擴(kuò)展頂部98接觸的地方，其外徑可輕微向外張開。

端子90具有其中形成有孔110的下端軸106，孔110具有內(nèi)螺紋并且其尺寸適于接收上端軸102。下端軸106具有圓柱形槽114，即，下端軸的長度方向上具有減小直徑的一部分，并且在遠(yuǎn)離槽114的兩個(gè)方向上超出該部分的地方，下端軸106的直徑要大些。端子90還具有頂部法蘭118，其在擴(kuò)展頂部98和頂部法蘭118之間定義了環(huán)形凹陷122。為了方便起見，將應(yīng)用于端子90的附圖標(biāo)記用于端子34、38上的等同結(jié)構(gòu)。

第一彈簧墊圈126被附接到下端軸106或者第一端子34，位于槽114正上方的并緊靠壁74，以使固定端子34的擴(kuò)展頂部98被固定在外殼14的頂表面26的下面。選擇第一彈簧墊圈126并設(shè)計(jì)其尺寸，以在放置它的地方緊緊保持在下端軸106，因?yàn)樵谀莻€(gè)位置，下端軸106的直徑略大于槽114的直徑。由于第一彈簧墊圈126位置(即，位于壁74的一側(cè)上)，將抑制端子34相對于通道50向上移動，頂部法蘭118位于另一側(cè)上，防止固定端子34相對于第一通道50向下移動。

在第二通道54中，由于頂部法蘭118，將抑制端子38的向下移動，但不會抑制端子38向上移動，盡管它是受限的。第二彈簧墊圈130被安裝在下端軸106上，位于溝槽114的下端處，以防止能夠使可移動端子38從第二通道54中移除的端子38的垂直移動。壓縮彈簧134在第二彈簧墊圈130上方圍繞下端軸106，并抵制可移動端子38的垂直移動。隨著可移動端子38向上移動，壓縮彈簧134被加載并且驅(qū)使可移動端子回落到第二通道54。當(dāng)壓縮彈簧134完全壓縮時(shí)，第二彈簧墊圈130和壓縮彈簧134將防止可移動端子進(jìn)一步移動。這時(shí)，可移動端子38的擴(kuò)展頂部98在頂表面26上方延伸，延伸的距離與固定端子凹進(jìn)固定端子34內(nèi)的距離相同。

在圖2中，示出了在各自“靜止”位置的固定端子34和可移動端子38。

圖4示出了并排的第一和第二觸點(diǎn)42和46。每個(gè)觸點(diǎn)42、46都具有擴(kuò)展頂部98和上端軸102。第一和第二觸點(diǎn)42和46的擴(kuò)展頂部98都配置有由同心槽48分離的同心環(huán)44，參見圖1。圖5a和5b分別以透視圖和橫截面圖的方式示出了具有相互面對的擴(kuò)展頂部98的第一和第二觸點(diǎn)42、46。在圖5a和5b中，第一和第二觸點(diǎn)42、46的同心環(huán)138和同心槽142具有斜邊，使得在將第一和第二觸點(diǎn)42、46連接在一起時(shí)，它們比圖1和4的同心環(huán)44和同心槽48更容易交錯(cuò)。同心環(huán)138進(jìn)入第二觸點(diǎn)46的同心槽142，第一觸點(diǎn)42的同心槽142接收第二觸點(diǎn)46的同心環(huán)138。雖然示出了同心環(huán)138和同心槽142，但交錯(cuò)的表面特征的其它的例子也是可能的，諸如間隔的平行脊或鋸齒紋，或第一觸點(diǎn)42上的圓柱銷和第二觸點(diǎn)46中的孔。第一和第二觸點(diǎn)42、46的擴(kuò)展頂部98可以是不同的或者可以是相同的，但是它們彼此交錯(cuò)。當(dāng)?shù)谝缓偷诙|點(diǎn)42、46的擴(kuò)展頂部98交錯(cuò)時(shí)，有更多的接觸表面積以使電流從一個(gè)觸點(diǎn)流到另一個(gè)觸點(diǎn)。此外，如果擴(kuò)展頂部98受到水平力，則它們不易分離。

不管是相同的還是不同的，選擇的具體配置都是互補(bǔ)的。在這種情況下，互補(bǔ)的圖4示出了不相同的同心環(huán)138和同心槽142。第一和第二觸點(diǎn)42、46的其它形狀可以是相同的，但第一和第二觸點(diǎn)42、46交錯(cuò)?；パa(bǔ)是指：第一觸點(diǎn)42的擴(kuò)展頂部98是第二觸點(diǎn)46的擴(kuò)展觸點(diǎn)98的反面。在第一觸點(diǎn)42的擴(kuò)展頂部98有塊的地方，第二觸點(diǎn)的擴(kuò)展頂部98具有容納那個(gè)塊的凹陷；并且在第一觸點(diǎn)42的擴(kuò)展頂部98具有凹陷的地方，第二觸點(diǎn)46的擴(kuò)展頂部98具有填充那個(gè)凹陷的塊形。

固定端子34和可移動端子38在另一方面是不同的，即一個(gè)是固定的，另一個(gè)是可移動的。如圖3b中最佳示出的，可移動端子的環(huán)形凹陷122，包含磁鐵146。磁鐵146具有圓環(huán)形狀并在擴(kuò)展頂部98和頂部法蘭118之間圍繞上端軸102。磁鐵146可以是一種稀土磁鐵。絕緣墊片150可放置在磁鐵146和上端軸102之間。

在可移動端子38中，鐵磁體154位于環(huán)形凹陷122中。鐵磁體154不是一種磁鐵，而是一種本身不產(chǎn)生磁場的物質(zhì)但會響應(yīng)于磁鐵或電磁鐵的磁場，不管極性如何。

圖6a-6f示出了連接在一起的兩個(gè)相對的連接器10、10′。圖6a示出了固定就位的連接器10，而連接器10′正在朝向連接器10下降。在這個(gè)例子中，電連接器10、10′的固定端子34、34′和可移動端子38、38′都彼此相對?？梢苿佣俗?8、38′中的磁鐵146、146′都以相同的方式定向，所以當(dāng)面對面連接在一起時(shí)，兩個(gè)電連接器10、10′的極性互相排斥。磁鐵146、146′的相互排斥力會使端子38、38′分開，從而避免接觸，如圖6b所示。電連接器10、10′中的鐵磁體170、170′既不會相互吸引也不會相互排斥。因?yàn)樗鼈兪遣豢梢苿拥牟⑶宜鼈儼歼M(jìn)通道50、50′的上腔室58、58′中，它們也沒有接觸，所以觸點(diǎn)42、42′或46、46′之間沒有電流通過。

然而，相鄰磁鐵146、146′的磁場影響鐵磁體170、170′并且互相排斥到一定程度，會使連接器10′開始扭曲和重新定位，如圖6c所示。

隨著重新定向的這個(gè)過程繼續(xù)進(jìn)行，如圖6d和6e中最佳示出的，連接器10′旋轉(zhuǎn)，使得固定端子34′移動到與可移動端子38相對，并且可移動端子38′同時(shí)對準(zhǔn)固定端子34。最后，在圖6f中，完成了重新對準(zhǔn)，并使可移動端子38、38′的磁鐵146、146′的磁場部分離開第二通道54、54′，并且它們各自的觸點(diǎn)46、46′與相對端子34、34′的觸點(diǎn)42、42′交錯(cuò)。盡管存在側(cè)向力，但交錯(cuò)以及可移動端子38、38′移動離開其第二通道54，54′一起有助于保持連接。

現(xiàn)在參考圖7，示出了兩個(gè)導(dǎo)管，第一導(dǎo)管158和第二導(dǎo)管162。第一導(dǎo)管158具有減小直徑部分166和擴(kuò)大直徑部分170。同樣，第二導(dǎo)管162具有減小直徑部分174和擴(kuò)大直徑部分178。在第一導(dǎo)管158內(nèi)，在其減小直徑部分166處具有與第二電連接器186電連接的第一電連接器182，該第二電連接器186齊平安裝在第二導(dǎo)管162的減小直徑部分174的端部。將第一電導(dǎo)體182布置在第一導(dǎo)管158內(nèi)的減小直徑部分166的端部，并將第二電導(dǎo)體186設(shè)置成與第二導(dǎo)管162的減小直徑部分174的端部齊平，使得在將導(dǎo)管158和162物理結(jié)合在一起時(shí)，允許第一和第二電連接器182-186電連接。

在第二導(dǎo)管162中，第二電連接器186和第三電連接器190以相同的方式連接，如同它們是延長電線：第二電連接器186在一對導(dǎo)線194、198的一端，第三電連接器190在該對導(dǎo)線194、198的另一端，該對導(dǎo)線194、198可被絕緣平行連接并可被連接到第二和第三電連接器的186、190的端子(圖2中的34、38)的端部。為了保持極性，第二電連接器186的固定端子34將連接到第三電連接器190的固定端子34上，并且第二電連接器186的可移動端子38將連接到第三電連接器190的可移動端子38上。