相關(guān)專利申請(qǐng)

本專利申請(qǐng)是基于2014年10月1日提交的臨時(shí)申請(qǐng)(序列號(hào)62/058,307)，該臨時(shí)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式全文并入本文。

本文所討論的各種示例性實(shí)施例涉及具有一個(gè)或多個(gè)分離特征的可剪切緊固件。

背景技術(shù)：

電連接器在各種環(huán)境中用于將電力連接并傳送到一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體或從一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體連接并傳送電力。主導(dǎo)體和一個(gè)或多個(gè)分接導(dǎo)體物理連接和電連接到諸如接線板、接線片、接頭或其它連接器的結(jié)構(gòu)上。在主導(dǎo)體與分接導(dǎo)體之間傳送電力。某些連接器利用緊固件來(lái)提供附接和保持導(dǎo)體的壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，緊固件包括頭部、軸和壓力墊。頭部具有接合驅(qū)動(dòng)工具的外表面。軸具有包括螺紋部分的外表面。壓力墊具有將壓力墊連接到軸的分離部分，其具有扭矩極限。

根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，緊固件包括第一頭部和第二頭部?？杉羟胁糠直欢ㄎ辉诘谝活^部與第二頭部之間。軸具有包括螺紋部分的外表面，螺紋部分連接到第二頭部。壓力墊具有將壓力墊連接到軸的分離部分，其具有扭矩極限。

根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，電連接器包括具有第一孔口和第二孔口的主體，第一孔口用于接納導(dǎo)體，第二孔口具有用于接納緊固件的螺紋。緊固件被定位在第二孔口中。緊固件具有頭部、軸和被定位在頭部與軸之間的可剪切部分，頭部具有用于接合驅(qū)動(dòng)工具的表面，軸具有包括螺紋部分的外表面?？杉羟胁糠志哂械谝慌ぞ貥O限。壓力墊通過(guò)具有第二扭矩極限的分離部分連接到軸上。

另外的示例性實(shí)施例包括將導(dǎo)體固定到電連接器的方法。將導(dǎo)體放置在電連接器的第一孔口中，電連接器具有定位在第二孔口中的緊固件。緊固件包括頭部、軸、可剪切部分和壓力墊，頭部具有用于接合驅(qū)動(dòng)工具的表面，軸具有螺紋部分，可剪切部分定位在頭部與軸之間并具有第一扭矩極限，壓力墊具有將壓力墊連接到軸的分離部分，其具有第二扭矩極限。旋轉(zhuǎn)緊固件，直到達(dá)到第二扭矩極限，壓裂分離部分并允許壓力墊相對(duì)于軸旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)緊固件，直到達(dá)到第一扭矩極限，從而使頭部與軸分離。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)各種示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述將更加清楚地展示這些示例性實(shí)施例的各個(gè)方面和特征，在這些附圖中：

圖1為示例性分離螺釘?shù)耐敢晥D；

圖2為圖1剖視圖，其沿著沿螺釘?shù)目v向軸線延伸的平面截取；

圖3為圖1所示螺釘?shù)捻斠晥D；

圖4為圖1所示螺釘?shù)牡滓晥D；

圖5為圖1所示螺釘?shù)木植科室晥D，其中壓力墊從軸上剪切下來(lái)；

圖6為具有第一可剪切頭部和第二可剪切頭部的分離螺釘?shù)牧硪粋€(gè)示例性實(shí)施例的透視圖；

圖7為具有第一可剪切頭部和第二可剪切頭部的分離螺釘?shù)牧硪粋€(gè)示例性實(shí)施例的透視圖；

圖8為具有第一可剪切頭部和第二可剪切頭部以及第三頭部的分離螺釘?shù)牧硪粋€(gè)示例性實(shí)施例的透視圖；

圖9為具有第一可剪切頭部、第二可剪切頭部和第三可剪切頭部的分離螺釘?shù)牧硪粋€(gè)示例性實(shí)施例的透視圖；

圖10為圖9所示螺釘?shù)牧硪粋€(gè)透視圖；以及

圖11為具有壓力墊螺釘和導(dǎo)體的示例性導(dǎo)體塊的側(cè)面剖視圖。

具體實(shí)施方式

電連接器可以利用緊固件來(lái)附接和保持導(dǎo)體。此類連接器的例子可包括但不限于接納一個(gè)或多個(gè)主導(dǎo)體和一個(gè)或多個(gè)分接導(dǎo)體的接線板，以及具有用于接納導(dǎo)體的開(kāi)口和用于將連接器附接到結(jié)構(gòu)的墊的凸耳連接器。這些連接器具有接納導(dǎo)體的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口并利用延伸到開(kāi)口中的緊固件來(lái)連接和保持導(dǎo)體。導(dǎo)體的正確附接提供穩(wěn)固連接和有效的電力傳輸。

如圖1-圖4最佳所示，并根據(jù)各種示例性實(shí)施例，緊固件10包括頭部12、軸14和壓力墊16。緊固件10被示為一體的結(jié)構(gòu)，但頭部12、軸14和壓力墊16可由彼此連接或附接的不同部件制成?？梢杂萌魏魏线m的工藝或加工方法來(lái)形成緊固件10，例如通過(guò)模制或鑄造，并且可以使用任何合適的材料，例如金屬。緊固件10可標(biāo)稱為結(jié)合各種導(dǎo)體一起使用，例如鋁和銅導(dǎo)體。

頭部12具有頭部外表面18和頭部?jī)?nèi)表面20。頭部外表面18和頭部?jī)?nèi)表面20兩者或其中的一者被設(shè)計(jì)為與工具(例如螺絲刀或扳手)嚙合。在圖2所示的示例性實(shí)施例中，頭部?jī)?nèi)表面20為設(shè)計(jì)成接納六角扳手或內(nèi)六角扳手或螺絲刀的承接口，但緊固件10可被構(gòu)造為與任何類型的承接口和工具組合一起工作。

頭部12通過(guò)可剪切部分22一體地或以其他方式連接到軸14。與頭部12和軸14相比，可剪切部分22為被弱化的區(qū)域，并被設(shè)計(jì)成在基本上相對(duì)于螺釘?shù)目v向軸線達(dá)到一定的旋轉(zhuǎn)扭矩極限時(shí)破裂，從而允許頭部12與軸14分離。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，由于壁厚度減小，可剪切部分22被弱化?？赏ㄟ^(guò)機(jī)械加工形成減小的壁厚度，諸如但不限于銑削、車削、激光蝕刻等。也可以通過(guò)模制或鑄造工藝形成減小的壁厚度。可剪切部分22的直徑和壁厚可以根據(jù)緊固件10的材料和所需的扭矩極限而改變?？杉羟胁糠?2的尺寸或強(qiáng)度取決于螺釘?shù)膽?yīng)用和所需的扭矩極限，并且在施加超過(guò)扭矩極限的扭矩時(shí)開(kāi)始剪切。可剪切部分22的內(nèi)表面可以與頭部?jī)?nèi)表面20是連續(xù)的，具有相同的尺寸和形狀，或者其可以具有不同的構(gòu)造，例如光滑的圓柱形表面。

在各種替代實(shí)施例中，可剪切部分22包括由開(kāi)口、穿孔或變形部形成的易碎連接件。還可以提供一個(gè)以上的可剪切部分22，以允許在不同長(zhǎng)度處剪切緊固件。多個(gè)可剪切部分22還可以具有不同的扭矩極限。

軸14包括軸外表面24、軸內(nèi)表面26、軸底表面28和突出部30。軸外表面24包括螺紋部分。在各種示例性實(shí)施例中，軸內(nèi)表面26可包括設(shè)計(jì)成與工具嚙合的表面，例如設(shè)計(jì)成與六角扳手嚙合的承接口。在示例性實(shí)施例中，軸內(nèi)表面26的尺寸或構(gòu)造與頭部?jī)?nèi)表面20不同。軸內(nèi)表面26還可被構(gòu)造為與不同的工具嚙合。

在示例性實(shí)施例中，壓力墊16具有基本上圓形的橫截面，并且可旋轉(zhuǎn)地連接到軸14的突出部30。壓力墊16具有用于在緊固件10被緊固時(shí)與導(dǎo)體接觸的底表面。當(dāng)壓力墊16與導(dǎo)體之間的摩擦克服了壓力墊16與突出部30之間的可旋轉(zhuǎn)連接件中的摩擦力時(shí)，軸14使壓力墊16獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，其不是相對(duì)于導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)。可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的壓力墊16有助于防止緊固件10碾壓到導(dǎo)體中并損壞單獨(dú)的導(dǎo)體股線，特別是與柔性導(dǎo)體一起使用時(shí)。

在示例性實(shí)施例中，壓力墊16最初通過(guò)分離部分34旋轉(zhuǎn)地固定到軸上。與壓力墊16和突出部30相比，分離部分34為被弱化的區(qū)域，并被設(shè)計(jì)成在達(dá)到一定扭矩極限時(shí)破裂，從而允許壓力墊16相對(duì)于軸自由旋轉(zhuǎn)。在各種示例性實(shí)施例中，使用被弱化的區(qū)域、可剪切部分或其他易碎連接件來(lái)形成分離部分34。如圖2最佳所示，示例性分離部分34為厚度減小的區(qū)域，形成將壓力墊16連接到突出部30的幅材。可通過(guò)機(jī)械加工形成減小的厚度，諸如但不限于銑削、車削、激光蝕刻等。也可以通過(guò)模制或鑄造工藝形成減小的厚度。分離部分34的直徑和壁厚度可以根據(jù)緊固件10的材料和所需的扭矩極限而改變。在各種替代實(shí)施例中，分離部分34包括由開(kāi)口、穿孔或變形部形成的易碎連接件。

在利用分離部分34的示例性實(shí)施例中，壓力墊16與頭部12和軸14一起旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到預(yù)定的扭矩極限。超過(guò)扭矩極限之后，分離部分34破裂并且壓力墊16與軸突出部30分離。如圖5最佳所示，在突出部30上形成毛刺36，防止壓力墊16完全脫離緊固件10，但允許其自由旋轉(zhuǎn)。然后，在壓力墊16相對(duì)于導(dǎo)體最小程度旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)的情況下將頭部12和軸14進(jìn)一步擰緊，以增大導(dǎo)體上的向下壓力。壓力墊16相對(duì)于軸14的自由旋轉(zhuǎn)有助于防止對(duì)導(dǎo)體的損壞，例如可能導(dǎo)致較差連接的導(dǎo)體破碎、張開(kāi)和斷裂。

使用可剪切部分22和分離部分34允許使用者形成穩(wěn)固連接，同時(shí)有助于防止過(guò)度擰緊。緊固件10也不需要使用特殊的扭矩扳手來(lái)防止特定應(yīng)用中的過(guò)度擰緊?？梢詫?duì)不同尺寸和類型的導(dǎo)體設(shè)定可剪切部分22和分離部分34的扭矩極限。

圖6-圖10示出了緊固件具有一個(gè)以上可剪切頭部的示例性實(shí)施例。多個(gè)頭部允許在單個(gè)緊固件中設(shè)置多個(gè)扭矩。例如，#12awg柔性導(dǎo)體需要30ft/lb的安裝扭矩，而#4awg柔性導(dǎo)體需要40ft/lb的安裝扭矩。為了適應(yīng)#12和#4導(dǎo)體，緊固件可包括可以30ft/lb剪切的第一頭部和可以40ft/lb剪切的第二頭部。這些值是非限制性實(shí)例，因?yàn)楦鶕?jù)相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)體可以使用扭矩極限值的任何組合。

圖6示出了具有雙分離特征的緊固件100的示例性實(shí)施例，其具有第一頭部112a、第一可剪切部分122a、第二頭部112b和第二可剪切部分122b。第一頭部112a小于第二頭部112b，并因此被設(shè)計(jì)成與不同尺寸的工具嚙合。第一頭部112a和第二頭部112b分別具有被設(shè)計(jì)成與工具(例如扳手)嚙合的外表面118a、118b。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一可剪切部分122a和第二可剪切部分122b被構(gòu)造為具有不同的扭矩極限，例如第一可剪切部分122a具有小于第二可剪切部分122b的扭矩極限。第一可剪切部分122a和第二可剪切部分122b的扭矩極限也可以基本上相同。在各種示例性實(shí)施例中，第一頭部112a和第二頭部112b可以是實(shí)心的或具有內(nèi)表面(未示出)。內(nèi)表面可被設(shè)計(jì)成與工具(例如六角扳手)嚙合。外表面和內(nèi)表面可具有平坦表面或工具接合構(gòu)造的任何組合。

圖7示出了具有雙分離特征的緊固件200的示例性實(shí)施例，其具有第一頭部212a、第一可剪切部分222a、第二頭部212b和第二可剪切部分222b。第一頭部212a和第二頭部212b具有大致相同的尺寸并分別具有被設(shè)計(jì)成與工具(例如扳手)嚙合的外表面218a、218b。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一可剪切部分222a和第二可剪切部分222b被構(gòu)造為具有不同的扭矩極限，例如第一可剪切部分222a的扭矩極限小于第二可剪切部分222b的扭矩極限。第一可剪切部分222a和第二可剪切部分222b的扭矩極限也可以基本上相同。在各種示例性實(shí)施例中，第一頭部212a和第二頭部212b可以是實(shí)心的或具有內(nèi)表面(未示出)。內(nèi)表面可被設(shè)計(jì)成與工具(例如六角扳手)嚙合。外表面和內(nèi)表面可具有平坦表面或工具接合構(gòu)造的任何組合。

圖8示出了具有雙分離和可移除特征的緊固件300的示例性實(shí)施例，其具有第一頭部312a、第一可剪切部分322a、第二頭部312b、第二可剪切部分322b和第三頭部312c。第一、第二和第三頭部312a-312c尺寸大致相同。第一、第二和第三頭部312a-312c分別具有被設(shè)計(jì)成與工具(例如扳手)嚙合的外表面318a-318c。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一可剪切部分322a和第二可剪切部分322b被構(gòu)造為具有不同的扭矩極限，例如第一可剪切部分322a的扭矩極限小于第二可剪切部分322b的扭矩極限。第一可剪切部分322a和第二可剪切部分322b的扭矩極限也可以基本上相同。在各種示例性實(shí)施例中，第一、第二和第三頭部312a-312c可以是實(shí)心的或具有被設(shè)計(jì)成與工具(例如六角扳手)嚙合的內(nèi)表面。外表面和內(nèi)表面可具有平坦表面或工具接合構(gòu)造的任何組合。

圖9和圖10示出了具有三個(gè)分離特征的緊固件400的示例性實(shí)施例，其具有第一頭部412a、第一可剪切部分422a、第二頭部412b、第二可剪切部分422b、第三頭部412c和第三可剪切部分422c。第一、第二和第三頭部412a-412c具有大致相同的尺寸并分別具有被設(shè)計(jì)成與工具(例如扳手)嚙合的外表面418a-418c。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，內(nèi)表面420延伸穿過(guò)第一、第二和第三頭部412a-412c，穿過(guò)第一、第二和第三可剪切部分422a-422c，并進(jìn)入軸414。內(nèi)表面420可被設(shè)計(jì)成與工具(例如六角扳手)嚙合。第一、第二和第三可剪切部分422a-422c被構(gòu)造為具有不同的扭矩極限。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一可剪切部分422a具有小于第二可剪切部分422b的扭矩極限，并且第二可剪切部分422b具有小于第三可剪切部分422c的扭矩極限。即使在第一，第二和第三頭部412a-412b已與軸414分離之后，六角形內(nèi)表面420也允許將緊固件400移除。

圖11示出了利用一個(gè)或多個(gè)壓力墊螺釘510的連接器塊500的示例性實(shí)施例。壓力墊螺釘510可具有可剪切部分、分離部分和本文所述的一個(gè)或多個(gè)附加特征的任何組合。連接器塊500包括用于接納導(dǎo)體530的第一孔口520。將壓力墊螺釘510螺紋連接到第二孔口540并擰緊，以將導(dǎo)體530保持在第一孔口520中。

出于解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用的目的提供了某些示例性實(shí)施例的上述具體描述，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例以及適用于所構(gòu)想的特定用途的各種修改。此描述并非旨在為詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。本文所公開(kāi)的任何實(shí)施例和/或元件可彼此結(jié)合，形成未具體公開(kāi)的各種另外的實(shí)施例。因此，另外的實(shí)施例是可能的并且旨在涵蓋于本說(shuō)明書和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本說(shuō)明書描述了具體實(shí)例，以便達(dá)成也可能以另一種方式來(lái)完成的更普遍的目標(biāo)。

如在本申請(qǐng)中所用，術(shù)語(yǔ)“前”、“后”、“上”、“下”、“向上”、“向下”和其他取向描述詞旨在方便本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，并且不旨在將本發(fā)明的示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)限制于任何特定的位置或取向。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解，諸如“基本上”或“大約”的程度術(shù)語(yǔ)是指在給定值之外的適當(dāng)范圍，例如與所描述的實(shí)施例的制造、裝配和使用相關(guān)的通用公差。