专利名称：低扭矩旋接接线器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接线器，尤其涉及一种旋接接线器，该接线器上有润滑剂，以降低将电线固定在所述接线器内所需的扭矩，同时确保电线牢固地啮合，从而使正常的热膨胀和收缩或冲击和振动将不会导致导线在连接器内松动。
本申请要求2000年12月5日提交的、序号为US60/251,111、名称为低扭矩旋接接线器的临时申请的优选权。
背景技术：
用于将两根或多根导线通过扭绞导线上的帽而连接在一起的接线器概念在本领域是已知的。接线器在本领域是众所周知的，且通常包括具有锥形的带螺纹的内部的外壳，以使使用者可以将导线插入锥形开口内。为使用接线器，使用者将电线的扭绞端插入接线器内部的凹腔中。然后，使用者一手握住导线，另一手扭绞该接线器。这种扭转作用拉动导线的连接端而形成低电阻接触。
如果该接线器位于潮湿的场所，那么需要在接线器周围加放防水密封剂。为了防止水或湿气进入接线器并在导线端部上形成氧化层，使用者将该接线器和导线插入某种类型的防水封装化合物中。该化合物可以是非硬化或硬化化合物。在两种情况下，该化合物都在接线器和电线的连接端形成防水包膜。
现有技术的处理过程是费时的，因为它包括两个单独的步骤，且具有单独的封装化合物和容纳封装化合物的容器是很麻烦的。第二代改进的旋接接线器在美国专利US，5,113,037、US，5,023,402和US，5,151,239中示出，其中电线可以包裹并密封在旋接接线器内，以防止水分和湿气进入接线器。第二代旋接接线器使使用者在一次连续的操作中同时使引线连接端形成低电阻连接，且所述连接端由防水密封剂包围而在引线连接端周围形成防水覆层。
在特定的动态条件下，比如振动和冲击、或较大的温度变化，旋接接线器中的导线可能变松，从而由于增加电阻或减小接触面积或兼而有之而降低了旋接接线器中导线之间的连接完整性。本人称本发明为第三代扭绞电接线器，其中通过在旋接接线器中放少量的自粘润滑剂，实际上增强了旋接接线器的低电阻连接的完整性。通常，为增强接线器和导线之间的导电性，仅需要少量的自粘润滑剂来形成增强的低电阻连接。在本发明中，已经发现，当在接线器中包括少量的自粘润滑剂时，形成了一种增强的低电阻连接。
为了在承受冲击和振动的环境条件下确保旋接接线器保持低电阻连接，一种现有技术的方法是将旋接接线器封装在固体树脂中。在其他方法中，可以使用工具来给导线施加额外的扭矩，以使接线器的螺纹与电线进一步啮合。在本发明方法中，不必借助于固化树脂的包封，且不必借助于使用工具来增加扭矩，因为已经发现即使使用润滑剂，在导线和接线器之间使用润滑剂薄膜的可疑有害作用也被使用润滑剂而获得的导线之间更好物理啮合而克服。也就是，润滑剂减小了在旋接接线器中形成牢固连接所需的扭矩。结果，人们可以用手紧固包括少量自粘润滑剂的旋接接线器，而在导线之间形成更好的电接触，这种接触即使在存在比如振动和冲击力的情况下，也产生保持低电阻连接的保持力。
发明内容
简言之，本发明是一种改进的旋接接线器，该接线器使使用者能将引线连接端形成低电阻连接，其中该旋接接线器包括沿旋接接线器内部的一部分布置的自粘润滑剂。通过导线相对于壳体的扭转作用，导线被螺旋丝(spiral thread)拉入壳体内。随着导线被拉入螺旋丝内，导线转动的摩擦阻力增加，直到导线不再能被用手扭绞进入接线器。一旦导线被拉入而接触润滑剂，那么由导线和螺旋丝之间的摩擦阻力产生的扭转阻力降低，而导线和螺旋丝之间的径向压力基本上不受影响。因此，扭转阻力比率的降低使得仅用手紧固就可以使导线沿更长的长度形成进一步的电接触，同时导线上径向压力更大，从而确保在相对延长的时间内保持稳定的低电阻接触。因为在接线器内仅需要少量的自粘润滑剂来形成低电阻的电连接，所以即使在旋接接线器上不使用帽，自粘润滑剂偶尔接触其他旋接接线器外壳的问题也减小到最低限度。
图1是示出了一种没有任何润滑剂的旋接接线器的剖视图；图2是示出了一种具有位于螺旋丝末端的润滑剂的旋接接线器的剖视图；图3是示出了一种具有沿螺旋丝轴向延伸的润滑剂的旋接接线器的剖视图；
图4是示出了一种具有环绕旋接接线器的螺旋丝延伸的润滑剂薄膜的旋接接线器的剖视图；图5是示出了一种具有位于螺旋丝末端的润滑剂和一对啮合没有润滑剂的螺旋丝的导线的旋接接线器的剖视图；图6是示出了导线啮合螺旋丝上润滑剂的图5的旋接接线器的剖视图；图7是示出了使用润滑剂和不使用润滑剂时随着导线穿入的扭转阻力的示意图；图8是示出了在接线器端部设有盖子的图5的旋接接线器的剖视图。
具体实施例方式
参照图1，参考标记10表示一种现有的旋接接线器。接线器10包括具有开口端12和封闭端13的电绝缘壳体11，其中开口端12的直径大于封闭端13的直径。螺旋丝16在壳体11内向内轴向延伸。接近壳体11的开口端12的螺旋丝16的直径大于接近壳体11的封闭端13的螺旋丝16的直径，从而在将导线旋入螺旋丝内时使导线挤压成相互紧密接触。虽然该实施例示出了螺旋丝是一种金属弹簧，但可以想象该螺旋丝可以整体地形成在该旋接接线器的壳体内。
图2示出了本发明的一种具有位于接线器10的封闭端13处的自粘润滑剂15的实施例。自粘润滑剂15沿螺旋丝延伸一轴向距离X1。相反，由X2表示的螺旋丝是没有自粘润滑剂的。
图3示出了本发明的具有沿螺旋丝16轴向布置的自粘润滑剂条18的另一实施例。自粘润滑剂的量足以在导线和螺旋丝的接触面之间形成润滑，但不足以填满螺旋丝并包围导线。
图4示出了本发明的具有沿螺旋丝16轴向延伸的自粘润滑剂薄膜的另一实施例。自粘润滑剂的量足以在导线和螺旋丝的接触面之间形成薄的润滑剂薄膜，但不足以填满螺旋丝并包围导线。即，将润滑剂放入接线器内的优选方法是在接线器的一部分螺旋丝上涂敷润滑剂薄膜。
图5示出了旋接接线器10，其中自粘润滑剂15位于接线器封闭端，一对电线20、21啮合螺旋丝16的外部，所述的螺旋丝外部没有自粘润滑剂。这示出了导线与旋接接线器啮合的第一步。也就是，旋接接线器10相对于导线20和21转动产生两者之间的接触啮合，致使导线被深深地拉入旋接接线器内的凹腔中。在所示实施例中，导线20、21和螺旋丝16之间的啮合是直接啮合，没有任何润滑剂。当导线被拉入螺旋丝内时，扭绞导线的扭转阻力增加。
图6示出了一旦导线20和21啮合自粘润滑剂15时图5的旋接接线器。一旦导线接触自粘润滑剂15，进一步的扭绞作用导致润滑剂15在螺旋丝16和导线20、21之间形成薄膜，从而降低扭绞导线时的扭转摩擦阻力，同时保持导线上的径向压力。图6示出了具有开口端的旋接接线器10，然而，如果需要，可以在所述端部设置一个帽，比如在美国专利US，5,113,037中所示。
多种润滑剂可以用于本发明，合适的润滑剂是在正常操作过程中将在接线器内保持在原位的那种类型。因为不需要润滑剂形成填充物或包围导线的外壳，所以可以使用从液体到固体多种类的润滑剂。例如，可以粘附于表面并形成薄膜的液体润滑剂是适用于本发明的，因为该润滑剂仅需要降低导线和螺旋丝之间的扭转摩擦阻力。在特定的应用中，该润滑剂可以是导电的，然而，也可以使用不导电的润滑剂。可以想象，也可以使用热固性树脂，只要该热固性树脂在液态时具有润滑能力，且可以粘附到螺旋丝上。从附图中可以看出，仅需要少量的润滑剂就能实现本发明的优点。也就是，仅需要足够的润滑剂就能形成导线和螺旋丝之间减小的摩擦阻力。
参照图7，提供了在旋接接线器与一组导线啮合时扭转力的定量指示。扭转力位于垂直轴上，而穿入距离位于水平轴上。由参考标记25表示的实线示出了没有润滑剂时随导线穿入接线器而变化的扭转力的增加。虚线27示出了当在一部分螺旋丝上存在润滑剂时随着旋接接线器扭绞到导线上时的扭转力。当润滑剂仅在一部分螺旋丝上存在时，扭转力增加，直到指示导线啮合自粘润滑剂的点的距离X1。一旦导线啮合自粘润滑剂，那么扭转阻力的增加率如虚线27所示以较低的比率增加，使使用者使用较小的力就可以将导线送入接线器深处。因为导线在该旋接接线器中越深，螺旋丝和导线之间的径向压力就越大，所以导线和螺旋丝之间的电接触就越好。
因此，本发明还包括一种形成两级旋接接线器的方法，该方法包括形成具有使用者手持的外部表面11a的壳体11的步骤。将螺旋丝16放入所述壳体11内侧上，其中该螺旋丝具有开口端和封闭端，该螺旋丝开口端的直径大于封闭端的直径，该螺旋丝沿轴向方向朝封闭端直径减小。接着是将一种自粘润滑剂插入所述螺旋丝的封闭端，使该润滑剂部分覆盖接近封闭端的螺旋丝，从而使接近开口端的另一部分螺旋丝没有润滑剂。通常，一组导线需要旋接接线器转N圈使该组导线完全啮合没有润滑剂的螺旋丝，且需要旋接接线器另外转M圈使该组导线完全啮合带有润滑剂的螺旋丝。带有润滑剂的螺旋丝降低了对旋接接线器上扭矩增加的需要，这种扭矩增加通常需要使用单独的工具来转动旋接接线器从而到达与该组导线完全啮合的位置。为完成连接，将一组接合的导线端插入该螺旋丝的开口端，并相对于该组导线20、21扭转所述的螺旋丝，从而将该组导线端拉至螺旋丝的封闭端附近，形成更大的径向压缩，从而提高所述电连接的连续性和长期稳定性。
采用本发明，应当理解的是在接线器中仅一条或少量的润滑剂就足以提供减小的扭转摩擦力，因为在导线相对于接线器的螺旋丝转动时，导线相对于螺旋丝的扭绞作用通过拖、拉润滑剂而将润滑剂涂敷到表面上。因此，在螺旋丝中仅需要使用的少量润滑剂，在接触转动导线的一部分螺旋丝表面上放置的润滑剂将由于接线器与导线的啮合作用而自动润滑。在本发明中使用的润滑剂可以是电介质的或非电介质的润滑剂、以及电绝缘或非电绝缘的密封剂。
虽然在本发明中使用的少量润滑剂使其没有帽也理想地适于应用，但图8中所示的实施例包括一具有一组径向伸出的柔性部件的帽30，该柔性部件能使导线插入所述扭绞电接线器的凹腔内。一种帽的示例在申请人的专利5,113,037中示出，在此作为参照引入。
作为一种选择的方法，所述螺旋丝可以预涂或镀上用作润滑剂的金属。这种预镀不限于金属，例如类似聚四氟乙烯(特氟隆)的材料可以布于螺旋丝上，以降低摩擦需求。本发明的低电阻连接的结果是导线之间的接头保持冷却，从而更加有效。
虽然优选的方法是给接线器涂敷一层润滑剂薄膜，但可以想象本发明的一种方法可以涉及将润滑剂薄膜涂敷在将由接线器的螺旋丝形成电接触的导线上。
因此，本发明是一种用于保持其中电连接完整性的旋接接线器，它包括用于握在使用者手中的壳体，所述壳体具有开口端和封闭端；位于壳体内的螺旋丝，该螺旋丝在壳体内向内延伸，其中该螺旋丝在壳体开口端附近具有较大直径，而在壳体的封闭端附近具有较小直径部分，所述螺旋丝具有不带润滑剂的部分和带有润滑剂薄膜的另一部分，所述螺旋丝带有的所述润滑剂薄膜不足以对位于其中的一组电线包封和防水。虽然示出了两根电线，但本发明适用于或多或少的电线。此外，本发明和方法不仅适用于普通的电压，它还适于比如扬声器电线等应用中的低压应用。
在另一实施例中，用于保持电连接完整性的旋接接线器包括用于握在使用者手中的壳体；位于壳体内的螺旋丝，该螺旋丝在壳体内向内延伸，其中螺旋丝在壳体开口端附近具有较大直径，而在壳体的封闭端附近具有较小直径部分。所述螺旋丝带有润滑剂薄膜或少量润滑剂，所述润滑剂薄膜不足以对位于其中的一组电线包封和防水，但足以减小该组导线和螺旋丝之间的接触区域之间的摩擦阻力，从而形成增加的接触面积，而不需增加给该组导线施加的扭矩量。
本发明的一种方法包括通过使具有外部表面的电线接近具有电线啮合表面的旋接接线器形成低电阻连接，以经受由于温度变化而造成的不利环境条件；将润滑剂放在所述外部表面上或所述电线啮合表面上；转动所述电线而在所述电线啮合表面和外部表面之间形成接触面，并继续转动电线而形成具有低电阻的增大接触区域。
权利要求
1.一种形成两级旋接接线器的方法，包括步骤a.形成具有供使用者手持的外部表面的壳体；b.将螺旋丝放入所述壳体内侧上，该螺旋丝具有开口端和封闭端，该螺旋丝开口端的直径大于封闭端的直径，该螺旋丝沿轴向方向朝封闭端直径减小；c.将润滑剂插入所述螺旋丝的封闭端，该润滑剂部分覆盖接近封闭端的螺旋丝，从而使接近开口端的螺旋丝另一部分没有润滑剂，当一组导线需要旋接接线器转N圈使该组导线完全啮合没有润滑剂的螺旋丝，且需要旋接接线器另外转M圈使该组导线完全啮合带有润滑剂的螺旋丝时，带有润滑剂的螺旋丝降低了对旋接接线器上扭矩增加的需要，这种扭矩增加通常需要使用单独的工具来转动旋接接线器而与该组导线完全啮合，从而能够不借助于单独工具将该组导线拉入与导线连接器的螺旋丝完全啮合；d.将一组将要接合的导线端部插入螺旋丝的开口端；以及e.扭转所述的一组导线和所述的接线器，从而将该组导线端部拉至螺旋丝的封闭端附近，提高所述接合的连续性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤将一可取下的帽安装在所述开口端的端部，以在壳体内形成内部区域。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，一活动铰链将所述帽安装到所述壳体上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所施加的润滑剂是硅酮基润滑剂。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润滑剂通过导线相对于螺旋丝的扭转啮合而施加到螺旋丝上。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括将润滑剂施加到沿接线器螺旋丝的轴向条上。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括沿一部分螺旋丝施加自粘润滑剂薄膜。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括施加足以减小摩擦阻力、但当导线与旋接接线器完全啮合时不足以使润滑剂包封电线和螺旋丝的润滑剂的步骤。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，施加自粘润滑剂的步骤包括给所涉及的螺旋丝施加润滑剂。
10.一种两级旋接接线器，包括a.用于握在使用者手中的外部壳体，所述壳体具有开口端和封闭端；b.位于外部壳体内的螺旋丝，该螺旋丝在壳体内向内延伸，其中螺旋丝具有在壳体开口端附近的大直径部分和在壳体的封闭端附近的小直径部分；以及c.润滑剂，所述润滑剂由接近封闭端的一部分螺旋丝带有并保持，而接近开口端的另一部分螺旋丝没有润滑剂，从而使一部分螺旋丝带有润滑剂，而接近开口端的另一部分没有润滑剂，当一组导线需要旋接接线器转N圈使该组导线与没有润滑剂的螺旋丝完全啮合，且需要旋接接线器另外转M圈使该组导线与带有润滑剂的螺旋丝完全啮合时，带有润滑剂的那部分螺旋丝使在所述另外M圈上的扭矩充分减小，从而使用者可以在螺旋丝和该组导线之间形成无工具的啮合。
11.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，润滑剂在直径方向上延伸而横过所述螺旋丝。
12.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，带有润滑剂的所述螺旋丝至少伸展螺旋丝长度的20％。
13.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，润滑剂是固体或液体。
14.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，在接线器内的润滑剂量小于螺旋丝内的容积的5％。
15.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，润滑剂在室温下是固体。
16.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，润滑剂在沿螺旋丝的轴向条上延伸。
17.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，该旋接接线器的外部壳体具有较小端部，该较小端部足够大，以便在该外部壳体的较小端部偶尔落入另一旋接接线器的螺旋丝开口端内时，该外部壳体的较小端部也不能与另一旋接接线器内的润滑剂接触。
18.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，包括一可取下的帽，所述可取下的帽安装到所述壳体的开口端，以在所述壳体内形成内部区域，该可取下的帽具有一使导线进入所述壳体内部区域的开口。
19.如权利要求18所述的两级旋接接线器，其特征在于，包括一活动铰链，所述活动铰链将可取下的帽连接到所述壳体。
20.如权利要求10所述的两级旋接接线器，其特征在于，所述壳体的封闭端具有足够小的直径，以产生所述导线接合的连续性。
21.一种用于保持其中电连接完整性的旋接接线器，包括用于握在使用者手中的壳体，所述壳体具有开口端和封闭端；位于壳体内的螺旋丝，该螺旋丝在壳体内向内延伸，其中螺旋丝具有在壳体开口端附近的较大直径部分和在壳体封闭端附近的较小直径部分，所述螺旋丝具有不带有润滑剂的部分和带有润滑剂薄膜的另一部分，由所述螺旋丝带有的所述润滑剂薄膜不足以对位于其中的一组电线包封和防水。
22.一种用于保持其中电连接完整性的旋接接线器，包括用于握在使用者手中的壳体；位于壳体内的螺旋丝，该螺旋丝在壳体内向内延伸，其中螺旋丝具有在壳体开口端附近的较大直径部分和在壳体的封闭端附近的较小直径部分，所述螺旋丝具有不带有润滑剂的部分和带有润滑剂薄膜的另一部分，其改进在于包括由所述螺旋丝带有的所述润滑剂薄膜，所述润滑剂薄膜不足以对位于其中的一组电线包封和防水，但足以减小该组导线和螺旋丝之间的接触区域之间的摩擦阻力，从而形成增大的接触区域，而不需增加给该组导线施加的扭矩量。
23.一种形成经受由于温度变化而造成的不利环境条件的低电阻连接的方法，包括将具有外部表面的电线接近具有电线啮合表面的旋接接线器；将润滑剂放在所述外部表面上或所述电线啮合表面上；以及转动所述电线以在所述电线啮合表面和外部表面之间形成一接触区域，并继续转动电线以形成具有低电阻的增大接触区域。
全文摘要
一种旋接接线器能将引线连接端形成低电阻连接,它包括沿旋接接线器内部一部分布置的自粘润滑剂。通过导线相对壳体的扭转作用,导线被螺旋丝拉入壳体内。随着导线被拉入螺旋丝内,导线转动摩擦阻力增加,直到导线不再被手扭绞进入接线器。一旦导线被拉入接触润滑剂,导线和螺旋丝之间摩擦阻力产生的扭矩阻力降低,导线和螺旋丝之间径向压力基本不受影响。因此,扭转阻力比率的降低使得仅用手紧固就可使导线沿更长长度形成电接触,同时导线上径向压力更大,确保在相对延长的时间内保持稳定低电阻接触。在接线器内仅需少量自粘润滑剂来形成低电阻电连接,所以即使在旋接接线器上不使用帽,自粘润滑剂偶尔接触其他旋接接线器外壳的问题也减小到最低程度。
文档编号C10M107/50GK1357942SQ0113459
公开日2002年7月10日 申请日期2001年11月30日 优先权日2000年12月5日
发明者劳埃德·H·小金 申请人:劳埃德·H·小金