相關專利申請

本專利申請是基于2014年10月1日提交的臨時申請(序列號62/058,307)，該臨時申請的公開內容以引用方式全文并入本文。

本文所討論的各種示例性實施例涉及具有一個或多個分離特征的可剪切緊固件。

背景技術：

電連接器在各種環(huán)境中用于將電力連接并傳送到一個或多個導體或從一個或多個導體連接并傳送電力。主導體和一個或多個分接導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構上。在主導體與分接導體之間傳送電力。某些連接器利用緊固件來提供附接和保持導體的壓力。

技術實現(xiàn)要素：

根據一個示例性實施例，緊固件包括頭部、軸和壓力墊。頭部具有接合驅動工具的外表面。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。

根據另一個示例性實施例，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。

根據另一個示例性實施例，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動工具的表面，軸具有包括螺紋部分的外表面。可剪切部分具有第一扭矩極限。壓力墊通過具有第二扭矩極限的分離部分連接到軸上。

另外的示例性實施例包括將導體固定到電連接器的方法。將導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動工具的表面，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。旋轉緊固件，直到達到第二扭矩極限，壓裂分離部分并允許壓力墊相對于軸旋轉。進一步旋轉緊固件，直到達到第一扭矩極限，從而使頭部與軸分離。

附圖說明

通過結合附圖對各種示例性實施例進行的描述將更加清楚地展示這些示例性實施例的各個方面和特征，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；

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€示例性實施例的透視圖；

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€示例性實施例的透視圖；

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€示例性實施例的透視圖；

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€示例性實施例的透視圖；

圖10為圖9所示螺釘?shù)牧硪粋€透視圖；以及

圖11為具有壓力墊螺釘和導體的示例性導體塊的側面剖視圖。

具體實施方式

電連接器可以利用緊固件來附接和保持導體。此類連接器的例子可包括但不限于接納一個或多個主導體和一個或多個分接導體的接線板，以及具有用于接納導體的開口和用于將連接器附接到結構的墊的凸耳連接器。這些連接器具有接納導體的一個或多個開口并利用延伸到開口中的緊固件來連接和保持導體。導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，并根據各種示例性實施例，緊固件10包括頭部12、軸14和壓力墊16。緊固件10被示為一體的結構，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形成緊固件10，例如通過模制或鑄造，并且可以使用任何合適的材料，例如金屬。緊固件10可標稱為結合各種導體一起使用，例如鋁和銅導體。

頭部12具有頭部外表面18和頭部內表面20。頭部外表面18和頭部內表面20兩者或其中的一者被設計為與工具(例如螺絲刀或扳手)嚙合。在圖2所示的示例性實施例中，頭部內表面20為設計成接納六角扳手或內六角扳手或螺絲刀的承接口，但緊固件10可被構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，并被設計成在基本上相對于螺釘?shù)目v向軸線達到一定的旋轉扭矩極限時破裂，從而允許頭部12與軸14分離。在一個示例性實施例中，由于壁厚度減小，可剪切部分22被弱化?？赏ㄟ^機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的尺寸或強度取決于螺釘?shù)膽煤退璧呐ぞ貥O限，并且在施加超過扭矩極限的扭矩時開始剪切?？杉羟胁糠?2的內表面可以與頭部內表面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造，例如光滑的圓柱形表面。

在各種替代實施例中，可剪切部分22包括由開口、穿孔或變形部形成的易碎連接件。還可以提供一個以上的可剪切部分22，以允許在不同長度處剪切緊固件。多個可剪切部分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。在各種示例性實施例中，軸內表面26可包括設計成與工具嚙合的表面，例如設計成與六角扳手嚙合的承接口。在示例性實施例中，軸內表面26的尺寸或構造與頭部內表面20不同。軸內表面26還可被構造為與不同的工具嚙合。

在示例性實施例中，壓力墊16具有基本上圓形的橫截面，并且可旋轉地連接到軸14的突出部30。壓力墊16具有用于在緊固件10被緊固時與導體接觸的底表面。當壓力墊16與導體之間的摩擦克服了壓力墊16與突出部30之間的可旋轉連接件中的摩擦力時，軸14使壓力墊16獨立地旋轉，其不是相對于導體旋轉?？瑟毩⑿D的壓力墊16有助于防止緊固件10碾壓到導體中并損壞單獨的導體股線，特別是與柔性導體一起使用時。

在示例性實施例中，壓力墊16最初通過分離部分34旋轉地固定到軸上。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，并被設計成在達到一定扭矩極限時破裂，從而允許壓力墊16相對于軸自由旋轉。在各種示例性實施例中，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?？赏ㄟ^機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緊固件10的材料和所需的扭矩極限而改變。在各種替代實施例中，分離部分34包括由開口、穿孔或變形部形成的易碎連接件。

在利用分離部分34的示例性實施例中，壓力墊16與頭部12和軸14一起旋轉，直到達到預定的扭矩極限。超過扭矩極限之后，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。然后，在壓力墊16相對于導體最小程度旋轉或不旋轉的情況下將頭部12和軸14進一步擰緊，以增大導體上的向下壓力。壓力墊16相對于軸14的自由旋轉有助于防止對導體的損壞，例如可能導致較差連接的導體破碎、張開和斷裂。

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，同時有助于防止過度擰緊。緊固件10也不需要使用特殊的扭矩扳手來防止特定應用中的過度擰緊?？梢詫Σ煌叽绾皖愋偷膶w設定可剪切部分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以上可剪切頭部的示例性實施例。多個頭部允許在單個緊固件中設置多個扭矩。例如，#12awg柔性導體需要30ft/lb的安裝扭矩，而#4awg柔性導體需要40ft/lb的安裝扭矩。為了適應#12和#4導體，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例，因為根據相關聯(lián)的導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，并因此被設計成與不同尺寸的工具嚙合。第一頭部112a和第二頭部112b分別具有被設計成與工具(例如扳手)嚙合的外表面118a、118b。在一個示例性實施例中，第一可剪切部分122a和第二可剪切部分122b被構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。在各種示例性實施例中，第一頭部112a和第二頭部112b可以是實心的或具有內表面(未示出)。內表面可被設計成與工具(例如六角扳手)嚙合。外表面和內表面可具有平坦表面或工具接合構造的任何組合。

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計成與工具(例如扳手)嚙合的外表面218a、218b。在一個示例性實施例中，第一可剪切部分222a和第二可剪切部分222b被構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。在各種示例性實施例中，第一頭部212a和第二頭部212b可以是實心的或具有內表面(未示出)。內表面可被設計成與工具(例如六角扳手)嚙合。外表面和內表面可具有平坦表面或工具接合構造的任何組合。

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分別具有被設計成與工具(例如扳手)嚙合的外表面318a-318c。在一個示例性實施例中，第一可剪切部分322a和第二可剪切部分322b被構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。在各種示例性實施例中，第一、第二和第三頭部312a-312c可以是實心的或具有被設計成與工具(例如六角扳手)嚙合的內表面。外表面和內表面可具有平坦表面或工具接合構造的任何組合。

圖9和圖10示出了具有三個分離特征的緊固件400的示例性實施例，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計成與工具(例如扳手)嚙合的外表面418a-418c。在一個示例性實施例中，內表面420延伸穿過第一、第二和第三頭部412a-412c，穿過第一、第二和第三可剪切部分422a-422c，并進入軸414。內表面420可被設計成與工具(例如六角扳手)嚙合。第一、第二和第三可剪切部分422a-422c被構造為具有不同的扭矩極限。在一個示例性實施例中，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，六角形內表面420也允許將緊固件400移除。

圖11示出了利用一個或多個壓力墊螺釘510的連接器塊500的示例性實施例。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或多個附加特征的任何組合。連接器塊500包括用于接納導體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)明的原理及其實際應用的目的提供了某些示例性實施例的上述具體描述，從而使得本領域的技術人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例以及適用于所構想的特定用途的各種修改。此描述并非旨在為詳盡的或將本發(fā)明限制于所公開的示例性實施例。本文所公開的任何實施例和/或元件可彼此結合，形成未具體公開的各種另外的實施例。因此，另外的實施例是可能的并且旨在涵蓋于本說明書和所附權利要求的范圍內。本說明書描述了具體實例，以便達成也可能以另一種方式來完成的更普遍的目標。

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