CN105958258B - 密封式插头组件 - Google Patents

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Abstract

一种密封式插头组件(100)包括壳体(110)，所述壳体具有盖罩部分、安装部分、和电线保持部分。所述密封式插头组件包括可移除地安装到壳体的电线盖子(114)。密封件(116)由密封盖(118)保持在壳体内。壳体和电线盖子包括电线引导特征部，所述电线引导特征部用于提供电线离开壳体的路径。

Description

密封式插头组件
技术领域
本文主题总体涉及一种密封式插头组件，并且更具体地涉及一种密封式直通插头组件。
背景技术
插头组件用以提供穿过结构的导电路径。例如，结构可以是用于电气装置的面板或者盖子，并且直通(pass-through)插头组件可以贯穿结构中限定的开口，以提供用于装置内部电器部件电连接到装置外部电器部件的路径。一些已知的插头组件被配置为安装到外壳或者壳体，诸如电气和/或机械装置的壳体。一些已知的直通插头安装到电气装置的壳体，且还至少部分地延伸通过设置在装置上的面板。在汽车工业的示例应用中，直通插头可安装为贯穿变速器盖子，以提供电功率、控制和/或数据信号至变速器和/或从变速器接收电功率、控制和/或数据信号。
已知的直通插头组件穿过面板中的开口，以便插头组件的第一部分在面板第一侧上，而插头组件的面板的相反的第二侧上。插头组件的第一部分可以被配置为与配套连接器接口。插头在面板另一侧上的第二部分可以电连接到电气装置的电器部件。插头组件包括带有触头的匹配接口，其构造为与外部配套连接器匹配(也包括触头)。直通插头组件的问题在于，从面板中的开口及通过插头组件会形成允许压力、气体、液体和污染物进入及离开装置的不慎传送的渗漏通道，这会危害装置性能。
已知的直通插头组件使用位于面板和插头组件之间的分界面处的周边密封件，用以使插头组件在开口处、对于面板密封。已知的直通插头组件也是灌封的(potted)或者使用包覆模制的垫圈，以允许电线从变速器内部传送到插头组件中，同时防止污染物从变速器传送到电气装置中。插头组件和配套连接器也可在两个连接器之间的接口处提供密封，并且可以为每个单个触头提供密封。灌封部、垫圈和密封件可防止空气、液体和/或碎屑通过面板开口绕插头组件或者通过插头组件泄漏。但是，使用这些密封材料会使得设计和制造复杂，从而增大了***成本。另外，提供多个连接器也增大整个***的成本。
仍需要一种密封式插头组件，其允许电信号路径穿过装置、而不使用灌封的或者包覆模制的垫圈。
发明内容
上述问题的解决方案通过如本文公开的密封式(sealed)插头组件提供，所述密封式插头组件包括壳体，所述壳体具有盖罩部分、安装部分、和电线保持(wire holder)部分。安装部分被配置为将壳体安装到电气装置的外壳。电线保持部分被配置为通过电气装置中的开口延伸到电气装置的内部。电线保持部分被配置为接收穿过壳体、在电气装置的内部和外部之间的电线。电线保持部分包括由腔室壁界定的腔室。电线保持部分一个或多个电线通道，所述电线通道穿过腔室壁中的一个敞开到所述腔室、并且敞开至腔室壁的相对侧上的盖罩部分。电线保持部分的外部具有被配置为对于电气装置的外壳密封的密封件。密封式插头组件包括在盖罩部分处可移除地安装到壳体的电线盖子，以限定用于电线的电线通路。密封式插头组件包括被接收在腔室中、且对于所述腔室壁中的至少一个密封的密封件。所述密封件具有多个电线通道、并且被配置为抵靠被接收在对应的电线通道中的电线密封。密封式插头组件包括被接收在腔室中的密封盖，从而将密封件保持在腔室中。所述密封盖包括接收对应的电线的多个电线通道。
附图说明
现在将参考附图举例说明本发明，其中：
图1是安装到装置的根据示例性实施例形成的密封式插头组件的透视顶视图。
图2是图1所示的密封式插头组件的透视顶视图。
图3是图1所示的密封式插头组件的分解图。
图4是图1的插头组件的壳体的透视顶视图。
图5是图1的插头组件的壳体的透视底视图。
图6是图1的插头组件的一部分的横截面。
图7是图1的插头组件的一部分的横截面。
图8是图1的插头组件的透视顶视图。
图9是图1的插头组件的横截面图。
图10是插头组件的透视图，示出正安装到图腾的插头组件的壳体上的盖子。
图11是图1的插头组件的透视底视图。
具体实施方式
图1和2是根据示例性实施例形成的密封式插头组件100的透视顶视图。插头组件100显示为安装到电气装置102。在一个或多个实施例中，插头组件100可以安装到装置102的外壳104。例如，外壳104可以是装置102的面板、结构部件、盖子等等。外壳104可以包括开口106(见图6)以接收密封式插头组件100的一部分，诸如允许电线108在外壳104或装置102的内部和外部之间穿过。装置102可以是具有从中穿过的导电的任何类型电气装置，诸如马达、发动机、变速器、计算机、传感器等等。在实施例中，装置102可以是机动装置。例如，装置102可以是变速器，并且外壳104可以是变速箱。但是，本文所述实施例不意在局限于变速器和变速箱。
插头组件100具有壳体110，壳体110被配置为安装到电气装置102，诸如用于紧固件112。紧固件112可以被接收在外壳104或装置102的螺丝孔中。虽然所示的实施例示出了插头组件100经由紧固件112和螺丝孔安装到装置102，但在其它实施例中可采用许多其它安装装置。例如，插头组件100可以经由弹簧夹或者其它紧固装置安装到装置102。
壳体110的一部分可进入或通过外壳104，诸如进入开口106中以允许电线从装置102的内部传送到外部(或从外部传送到内部)。壳体110可以对于外壳104密封，诸如密封在开口106中。电线108可以对于壳体110密封。
插头组件100包括覆盖电线直通部的电线梳理(dress)盖子114。电线梳理盖子114可以将电线108引到相对于外壳104的特定区域。电线梳理盖子114可具有控制电线108的布线的低型面。可选地，电线梳理盖子114可以迫使电线108向下，诸如朝向外壳的电线入口/出口。电线梳理盖子114可以覆盖入口/出口，以减少流体、碎屑或者污染物进入插头组件100。
图3是根据示例性实施例的密封式插头组件100的分解图。插头组件100包括壳体110和电线盖子114，电线盖子114被配置为联接到壳体110以梳理和覆盖电线108(见图1)。插头组件100包括密封件116和密封盖118，密封盖118用以将密封件116保持在壳体110中。例如，密封件116***壳体110中，然后密封盖118***壳体110中以将密封件116在壳体110中保持到位。插头组件100包括外部密封件120，诸如O形环，用于相对壳体110外部并且相对外壳104(见图1)密封。插头组件100的密封或者O形环120围绕插头组件100密封开口106，以避免污染物绕插头组件100进入或离开装置102。可选地，插头组件100包括被配置为被接收在壳体110中的孔124中的压缩限幅器，用以接收紧固件112(见图1)。
在示例性实施例中，插头组件100的各种部件(例如，壳体110、电线盖子114、密封件116和密封盖118)可以被对准且沿着可为竖轴的轴线126组装在一起)。插头组件100可以安装到装置102，以便壳体110大体沿着轴线126部分地通过装置102中的开口106。
在密封装置102上接受插头组件100的开口106之外，插头组件100中的电线开口或者通道由密封件116密封，以避免在电线108通过插头组件100输送时，污染物进入或离开装置102。插头组件100容纳在装置102内侧和外侧之间通过的各种电线108。插头组件100允许电线从装置102内侧通过插头组件100传送至外侧，但不允许污染物从装置102外侧进入到装置102内侧，或反之。
密封件116被接收在壳体110中，密封盖118布置为低于密封件116以将密封件116保持在壳体110中。电线108可以被输送通过壳体110、密封件116和密封盖118中的一个或多个电线通道(例如，总体竖向地平行于轴线126)。电线108被布线在限定于壳体110和电线梳理盖子114之间的电线通路中。电线梳理盖子114将电线通道和电线端口之间的电线108引向壳体入口/出口。可选地，电线108可以总体上垂直于(例如，总体水平地)轴线126通过电线通路导引。电线108可以由电线梳理盖子114总体竖向地引向壳体入口/出口。这些设备允许插头组件100占用较少空间，且提供关于污染物的附加防护。
图4是密封式插头组件100的壳体110的透视顶视图。图5是密封式插头组件100的壳体110的透视底视图。如图4和5所示，壳体110包括盖罩部分130、安装部分132和电线保持部分134。
安装部分132定尺寸且成形为允许安装到装置102的具体外壳104(均在图腾中示出)。在示例性实施例中，安装部分132包括具有顶侧141和下侧142的凸缘140。凸缘140的下侧142可以直接支承在外壳104上。凸缘140包括臂部分143。臂部分143包括接收压缩限幅器122和/或紧固件112的孔124(见图1)。臂部分143和通孔124被定尺寸和布置为与外壳104中的螺丝孔对准。
盖罩部分130包括底部表面150和从底部表面150延伸的外壳152。底部表面150可以大致垂直于竖轴126延伸，且限定壳体110的面向上的表面。底部表面150的第一端154可以包括被配置为保持电线108的拱形电线保持部段156。电线保持部段156可具有与竖轴126对准的中心。壳体110包括接收电线108的一个或多个电线通道158。
底部表面150包括从电线保持部段156延伸的大体矩形的电线引导部段160。电线引导部段160包括在与电线保持部段156相反的盖罩部分130的远端168处延伸到远端侧166的第一长边162和第二长边164。可选地，底部表面150可以以竖直方向上从第一端154的顶点向在竖直方向上在远端168处或附近的低点倾斜。底部表面150的倾斜或者角度防止流体在电线108的壳体入口/出口处的聚集。
盖罩部分130的外壳152竖向地背离底部表面围绕电线保持部段156和电线引导部段160的周边延伸。在所示的实施例中，护罩152从底部表面150的周边以大体U形形状延伸；但是在替代实施例中，护罩152可具有其它形状。护罩152的护罩壁包括沿着电线保持部段156的弯曲端壁170、沿着第一长边162和第一侧壁172和沿着第二长边164的第二侧壁174。侧壁172、174具有闩锁特征部175以用于将电线盖子114固定到壳体110。护罩壁170、172、174从邻近底部表面150的下缘176延伸到顶部边缘178。
在示例性实施例中，一个或多个电线引导特征部180从第一侧壁172处或附近隔着电线引导部段160延伸到第二侧壁174处或附近。电线引导特征部180可以是肋、舌片、突起部、杯状窝、鞍形部等等。如稍后将进一步描述的，电线引导特征部180与电线盖子114上的电线引导特征部协作，为电线通路中的电线108提供引导和稳定性。
电线保持部分134包括具有外表面192的大体柱形本体190。本体190包括电线通道158以用于将电线108引导通过电线保持部分134。电线保持部分134包括腔室194以保持密封件116(见图形)和密封盖118。腔室194可以在底部处开口，以接收密封件116和密封盖118。例如，腔室194可以将密封件116接收在腔室194的密封隔室中，且可以将密封盖118接收在腔室194的密封盖隔室中。在示例性实施例中，密封盖包括对准特征部195以接合壳体110的电线保持部分134中的对准特征部196，以使密封盖118与壳体110对准。例如，对准特征部196可以是舌片，且对准特征部196可以是接收舌片的狭槽，或反之。在替代实施例中，可使用其它类型的对准特征部195、196。本体190包括在外表面192上的一个或多个凹槽197。凹槽197可定尺寸为容纳一个或多个O形环120。可选地，可设置多个凹槽197，以容纳不同尺寸的O形环120，诸如用于密封外壳104中的不同尺寸的开口。
图6和7是插头组件100的壳体110的横截面图，其中安装有密封件116密封盖和O形环120。密封件116安装在腔室194的密封隔室中，而密封盖118安装在腔室194的密封盖隔室中，低于密封件116。当安装在外壳104上时，凸缘140的下侧142支承在外壳104上，且电线保持部分134的本体传送到外壳104的开口106中和/或通过开口106。电线保持部分134延伸通过电气装置102的外壳104中的开口106至电气装置102的内部。电线保持部分134将穿过壳体110的电线108(见图1)接收在电气装置102的内部和外部之间。
在示例性实施例中，电线通路198由底部表面150和护罩152限定。电线108被配置为在电线通路198中在电线通道158之间被引向壳体入口/出口。盖罩部分130的底部表面150在竖直方向上从电线保持部段156的顶点200向在竖直方向上在电线引导部段160的远端168处的低点202倾斜。底部表面150的倾斜或者角度阻止流体聚集在电线108的壳体入口/出口处。间隙204可以提供在电线引导特征部和侧壁172、174之间，诸如以允许聚集的任何水分从电线通路198排出。可选地，电线引导部段160的底部表面150包括在远端168处的弯曲出口表面206，以允许在入口/出口处用于电线108的光滑表面。
腔室194是本体190内的圆筒形空腔，由腔室壁208限定或界定，诸如沿着腔室194的顶部和侧部。密封件116完全地安装在腔室194的密封隔室中。密封件116对腔室壁208中的一个密封。例如，密封件116可以抵靠腔室壁208压缩以提供密封。密封件116可以通过过盈或者压配合机械地固定在腔室194。密封件116可以包括一个或多个密封凸缘210以接合腔室壁208。密封件116可以从能够提供机械密封的材料制造，以防止污染物和/或流体从中通过，诸如橡胶材料。密封件116可以是衬垫。
密封盖118定尺寸且成形为装配在腔室194中低于密封件116。在示例性实施例中，本体190包括对腔室194敞开的狭槽212。狭槽212包括锁定面214，诸如位于狭槽212底部。锁定面214提供支架以将密封盖118的安装支腿216锁定到腔室194的密封盖隔室。各安装支腿216包括从安装支腿216向外延伸的安装突出部218。安装突出部218锁定在锁定面214上，以将密封盖118锁定到壳体110中。在将密封盖118锁定在腔室194中时，密封件116被锁定在腔室194的密封隔室中，以进一步将密封件116锁定在壳体110的电线保持部分134的本体190中。
在示例性实施例中，密封件116包括从中通过的一个或多个电线通道220。可选地，密封件116可以包括不同尺寸的电线通道220，用于接收不同尺寸的电线108，但替代实施例可具有各种许多各种大小的电线通道220。密封件116被配置为抵靠通过电线通道220的电线108密封。例如，密封件116可以包括接合电线108的密封凸缘222，以抵靠电线108密封。密封件116可以由电线108压缩，以提供两者之间的密封。
密封盖118包括从中贯穿的一个或多个电线通道230。电线通道230可具有不同尺寸，以用于不同电线尺寸。电线通道230定尺寸为与相应的电线尺寸紧密配合，以提供电线108的应变消除，这样在电线从插头组件100下方弯曲时可消除密封件116的应力。电线通道230与平行于竖轴126的密封件116的电线通道220对准。电线108的任何弯曲或者移动可在密封盖的下端232处释放，以防止电线108在密封件116的电线通道220中的横向移动。因而，电线108和密封件116之间的密封接合不受影响。
本体190包括与平行于竖轴126的密封件116中的电线通道220对准的电线通道158。电线通道158在腔室194的顶部处穿过腔室壁208。电线通道158对腔室194且对在上部腔室壁208的相对侧上的盖罩部分130敞开。如密封盖118中的电线通道230，本体190中的电线通道被定尺寸为与相关电线108的直径密配合，以提供电线应变消除，从而在电线108在电线通路198中移动或弯曲时密封从116除去应力。电线108的任何弯曲或者移动可以在底部表面150处在电线通道158的入口/出口处释放，以防止电线108在密封件116的电线通道220中的横向移动。因而，电线108和密封件116之间的密封接合不受影响。电线保持部分134、密封件116和密封盖118的电线通道158、220、230对准，以建立用于电线108穿过壳体110的路径。
图8是插头组件100的透视顶视图。图9是插头组件100的横截面图。电线盖子114显示为联接到壳体110。电线盖子114包括顶板240、从顶板240延伸的前端壁42和侧壁244、246。电线盖子114将电线108包含在电线通路198中低于顶板240。电线108可以在电线盖子114的远端离开。当安装在壳体110的盖罩部分130上方时，盖子侧壁244、246与盖罩部分130的侧壁172174(见图案)对准并锁定。盖子侧壁244、246上的闩锁特征部248与侧壁172、174上的相应闩锁特征部175(见图案)锁定。
电线盖子114延伸过壳体110的盖罩部分130，在电线盖子114和壳体110之间形成电线通路198且在入口/出口处形成电线端口250。在所示的实施例中，电线端口250向下面向。以减少污染物或者流体渗入插头组件100中。可选地，电线端口250可设置为低于顶点200。底部表面150可以从电线保持部分134的电线通道158向下向其中电线进入或者离开密封式插头组件100处的电线端口250倾斜。电线端口250可以布置为低于电线保持部分134中的电线通道158。因而，电线108在电线入口/出口处被设置为接近外壳104(见图腾)以保持低型面。
盖子114可以包括从顶板240的顶部内表面延伸的一个或多个电线引导特征部252。在示例性实施例中，电线引导特征部252是位于沿着盖子114长度位置的肋，以便它延伸到电线通路198中在壳体110的电线引导部段160的电线引导特征部180之间。因而，电线引导特征部180、252导致电线108跟随通过电线通路198的弯路。例如，如图9所示，在示例性实施例中，电线108的路径将在电线引导特征部252下方且在远侧的电线引导特征部180上方通过第一电线引导特征部180，从而形成用于电线108离开插头组件100的壳体110的蛇行轨迹。该蛇行轨迹提供了张力，有助于保持电线108以减少电线108上的来回牵拉。
在示例性实施例中，盖子114可以包括终端段260，用以将电线108在向下方向上指向。例如，电线108可以引导为向后90°朝向外壳，通过电线端口250。替代实施例可具有在替代方向上引导电线的终端段260。
盖子114包括邻近盖子114前端壁242的闩锁特征部270。闩锁特征部270与壳体110的安装部分132的相应闩锁特征部272匹配。例如，闩锁特征部270可以是舌片，并且闩锁特征部272可以是接收舌片的狭槽。闩锁特征部272阻止盖子114从壳体110提升。
图10是插头组件100的透视图，示出了盖子114联接到壳体110。可选地，盖子114可以相对于插头组件100的壳体110以某一角度安装。盖子114朝向壳体110旋转，以便盖子114的闩锁特征部270与壳体110的闩锁特征部272互锁。
图11是插头组件100的透视底视图。如图11所示，插头组件100提供了不需要灌封的或密封的插头或者包覆模制的垫圈。插头组件100提供了电线梳理盖子114，用于减小型材尺寸或高度，同时提供对于电线的应变消除和应力降低。密封式插头组件100使用带有一体式电线稳定器、电线密封和壳体密封的刚性直通壳体110，其也允许非常低型面的直角电线出口孔250，而无额外的匹配连接器和关联的匹配接口。将理解，以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此组合使用。另外，可进行许多修改以使具体情形或材料适于本发明的教导，但不偏离本发明的范围。本文所述各种部件的尺寸、材料类型、取向以及各种部件的数目和位置旨在限定一些实施例的参数，决不是限制性的且仅是示例性实施例。在权利要求精神和范围内的许多其它实施例和修改在阅读以上说明的基础上将对本领域技术人员变得明显。因此，本发明范围应参考所附权利要求以及这些权利要求等同物的完整范围来确定。

Claims (10)

1.一种密封式插头组件(100)，包括：
壳体(110)，所述壳体(110)具有盖罩部分(130)、安装部分(132)、和电线保持部分(134)，所述安装部分被配置为将所述壳体安装到电气装置(102)的外壳(104)，所述电线保持部分被配置为通过所述电气装置中的开口(106)延伸到所述电气装置的内部，所述电线保持部分被配置为接收穿过所述壳体、在所述电气装置的内部和外部之间的电线(108)，所述电线保持部分包括由腔室壁(208)界定的腔室(194)，所述电线保持部分具有一个或多个电线通道(158)，所述一个或多个电线通道(158)通过所述腔室壁中的一个敞开到所述腔室、并且在所述腔室壁的相对侧上敞开到所述盖罩部分，所述电线保持部分的外部具有被配置为对于所述电气装置的外壳密封的密封件(120)；
电线盖子(114)，所述电线盖子(114)在所述盖罩部分处可移除地安装到所述壳体，以限定用于所述电线的电线通路(198)；
密封件(116)，所述密封件(116)被接收在所述腔室中、并且对于所述腔室壁中的至少一个密封，所述密封件具有一个或多个电线通道(220)、并且被配置为抵靠被接收在对应的电线通道中的电线密封；和
密封盖(118)，所述密封盖(118)被接收在所述腔室中以将所述密封件保持在所述腔室中，所述密封盖包括接收对应的电线的一个或多个电线通道(230)。
2.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述密封盖(118)中的电线通道(230)阻止所述电线(108)在所述密封件(116)的电线通道(220)中的横向运动，并且其中所述电线保持部分(134)中的电线通道(158)阻止所述电线在所述密封件的电线通道中的横向运动。
3.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述电线保持部分(134)的电线通道(158)、所述密封件(116)的电线通道(220)、以及所述密封盖(118)的电线通道(230)被对准，从而建立用于所述电线(108)穿过所述壳体(110)的路径。
4.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述电线通道(158)大致竖向地取向，并且所述电线通路(198)大致水平地取向。
5.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述盖罩部分(130)包括电线引导特征部(180)，并且所述电线盖子(114)包括电线引导特征部(252)，所述电线引导特征部(252)与所述盖罩部分的电线引导特征部协作，从而引起所述电线(108)跟随通过所述电线通路(198)的弯路。
6.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述电线盖子(114)将所述电线(108)导引通过所述电线通路(198)至电线端口(250)。
7.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述电线端口(250)向下面向。
8.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述电线端口(250)处于所述电线保持部分(134)的腔室壁(208)中的电线通道(158)下方。
9.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述盖罩部分(130)包括底部表面(150)、以及在所述底部表面上方延伸至顶部边缘(178)的侧壁(172、174)，所述电线盖子(114)包括在所述顶部边缘上方的顶板(240)，所述电线盖子在所述顶板下方将所述电线(108)容纳在所述电线通路(198)中。
10.如权利要求1所述的密封式插头组件(100)，其中所述密封盖(118)包括安装支腿(216)，所述安装支腿(216)接合所述壳体(110)以将所述密封件(116)锁定在所述腔室(194)中。
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