用於密閉端子的導電銷的製作方法
2023-06-09 12:12:51
用於密閉端子的導電銷的製作方法
【專利摘要】公開了一種用於密閉端子的導電銷。雙金屬銷包括由第一金屬材料製成的外部護套和由第二材料製成的內部芯。在銷的相反的端部中的至少一個中形成有凹部，密封材料設置在該凹部中並且對銷的外部護套與內部芯之間的環形界面進行密閉的密封。
【專利說明】用於密閉端子的導電銷
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及密閉的電源端子饋通件，並且更具體地涉及用於密閉的電源端子饋通件的導電銷。
【背景技術】
[0002]本節內容提供與本公開相關的背景信息，但不一定構成現有技術。
[0003]常規的密閉密封的電源端子饋通件(也稱為「密閉端子」)用來提供與諸如空調(Α/C)壓縮機之類的密閉密封的設備結合使用的氣密電端子。在這種應用中，維持密閉的密封是關鍵的要求，並且通過密閉端子的洩漏必須被有效地排除。
[0004]圖1中示出了在現有技術中已知的一種示例性常規密閉端子100。在這種常規的密閉端子100中，導電銷102由可熔密封玻璃108在穿過金屬體106的孔104內固定在位，其中，可熔密封玻璃108形成銷102與端子體106之間的密閉的玻璃-金屬密封件。可選地，陶瓷絕緣套筒110在端子體106的內部側圍繞每個銷102並且通過密封玻璃108被固定在位。此外，彈性電絕緣體112能夠被可選地結合至端子體106的外側表面，並且結合在導電銷102的一些部分和玻璃-金屬密封件108之外。
[0005]圖2中示出了常規密閉端子的一種已知的導電銷120。銷120包括雙金屬構型，該雙金屬構型包括圍繞內部實心銅芯124的外部鋼封套或護套122。這種銷120被稱為銅芯鋼銷。銅芯鋼銷120結合了銅的優良的導電性，同時通過可熔密封玻璃108提供了鋼的良好的密封特性。
[0006]然而，由於銅芯鋼銷的構型和製造的屬性以及採用了這種銷的密閉端子通常使用時的高壓環境，存在由於通過銷自身洩漏而導致端子的密閉性減弱或損失的潛在可能性。如圖3所示，已經發現，由於鋼與銅這兩種金屬之間的較差結合，可能在銅芯鋼銷120的鋼護套122與銅芯124之間的周向界面128處存在或產生空隙126。因此，存在有在銷120內或通過銷120形成洩漏路徑的潛在可能性。
[0007]因此，存在這樣的需要:以成本有效並且高效的方式減小密閉端子中經由銅芯鋼銷發生的洩漏的潛在可能性。
【發明內容】
[0008]本節提供了本公開內容的總體概要而並不是其全部範圍或其所有特徵的全面公開。
[0009]本公開提供了適用於在密閉的電源端子饋通件中使用的密閉密封的雙金屬導電銷。
[0010]在本公開的一個方面中，用於密閉端子的導電銷被公開為包括雙金屬銷，該雙金屬銷具有由第一金屬材料製成的外部護套和由第二材料製成的內部芯。該銷具有第一端部和第二端部。端部中的至少一個具有凹部。在凹部中設置有密封材料，並且該密封材料對銷的外部護套與內部芯之間的環形界面進行密閉的密封。[0011]在本公開的另一方面中，導電銷包括大致圓柱形的本體，該圓柱形本體具有總直徑D並且沿著縱向軸線X延伸總長度L。該本體包括第一端部、中部和第二端部。該本體具有雙金屬構型，該雙金屬構型具有包括鋼的外部護套，該外部護套圍繞由第二材料製成的內部芯。第二材料可以具有優於鋼的導電特性。在銷的第一端部和第二端部中的任一個或兩個處包括凹部，並且凹部從銷的相應的端部朝向銷的中部沿著縱向軸線X向內延伸。凹部沿著橫向於縱向軸線X的方向Y延伸，從而其延伸越過外部護套與內部芯之間的周向界面。密封材料被設置在凹部內。密封材料至少在銷的相應的端部處對外部護套與內部芯之間的周向界面進行密閉的密封。
[0012]本公開的另一方面提供了用於製造雙金屬導電銷的方法。雙金屬導電銷具有外部金屬護套和內部芯，並且可以包括銅芯鋼銷。該方法包括:首先在銷的一個或兩個端部處在銷中產生凹部，然後用密封材料對該凹部進行密閉的密封。對凹部的密封能夠通過採用已知的錫焊或釺焊材料的熟知的錫焊或釺焊技術來完成。可替代地，可以採用可熔密封玻璃或環氧樹脂來用作密封材料。此外，作為產生密封的凹部的替代或補充，製造銅芯鋼銷的過程能夠包括:對銷進行機加工以使外部護套產生塑性變形，使得外部護套側向向內地壓在內部芯上。可以在沿著銷的長度的一個或多個特定位置處執行機加工。因此，機加工能夠引起外部護套僅僅在沿著銷的長度的一個或多個特定位置處的局部塑性變形。
[0013]其他的適用領域將從本文提供的說明而變得明顯。本節的說明和具體示例僅意在進行說明的目的而並非意在限制本公開的範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]本文中描繪的附圖僅僅用於對所選的實施方式而並非所有可能的實施方式進行說明的目的，並非意在限制本公開的範圍。
[0015]圖1是常規的密閉端子的正視截面圖；
[0016]圖2是在圖1的密閉端子中使用的常規銅芯鋼銷的正視截面圖；
[0017]圖3A是圖2的銅芯鋼銷的端部的放大的詳細視圖；
[0018]圖3B是圖3A的銅芯鋼銷的局部端視圖；
[0019]圖4是以局部截面圖示出根據本公開的教示的示例性導電銷的正視圖；
[0020]圖5A是圖4的導電銷的端部的放大的詳細視圖；
[0021]圖5B是圖4的導電銷的替代構型的端部的放大的詳細視圖；
[0022]圖6示出了包括以局部截面圖示出的根據本公開的教示的導電銷的密閉端子的正視截面圖；以及
[0023]圖7示出了包括以局部截面圖示出的根據本公開的教示的導電銷的密閉端子的替代構型的正視截面圖。
【具體實施方式】
[0024]現在將參照附圖對示例性實施方式進行更充分的描述。
[0025]適用於在密閉電源端子饋通件中使用的密閉密封的雙金屬導電銷被公開為包括位於銷的一個或兩個端部處的密封件。用於密閉端子的導電銷包括雙金屬銷，該雙金屬銷具有由第一金屬材料製成的外部護套和由第二材料製成的內部芯。該銷具有第一端部和第二端部。該銷的端部中的至少一個包括密閉的密封件，該密閉的密封件包括位於銷中的凹部和設置在凹部中的密封材料。位於銷的端部處的密封件對雙金屬銷的外部護套與內部芯之間的環形界面進行密閉的密封。
[0026]參照圖4，示出了根據本公開的教示的用於密閉端子的示例性導電銷12。銷12基本為圓柱形，具有總直徑D並且沿著縱向軸線X延伸總長度L。直徑D通常能夠在從大約
0.10英寸到大約0.500英寸或更多的範圍內。該銷具有第一端部14、中部或中央部分16、以及第二端部18。該銷能夠可選地在第一端部和第二端部中的一個或兩個處設有螺紋。
[0027]導電銷12通常包括雙金屬構型，該雙金屬構型包括由第一金屬材料製成的外部封套或護套22，封套或護套22圍繞由第二金屬材料製成的內部芯24。外部護套22優選地包括鋼，例如冷軋鋼或不鏽鋼。外部護套基本為圓柱形並且具有與銷的總直徑D和總長度L相同的直徑和長度。
[0028]內部芯24也基本為圓柱形，通常具有小於銷的直徑D的直徑d並且延伸小於銷的總長度L的長度I。內部芯24優選地包括導電性優於鋼的金屬。作為非限制性示例，內部芯24能夠包括銅、銅合金、金、銀、鉬或鋁。此外，可以想到的是，能夠使用諸如石墨或導電聚合物之類的非金屬材料。在優選的實施方式中，內部芯24能夠為純銅或銅合金。銷的直徑D與內部芯24的直徑d的比率D/d可以在從大約1.5: I到大約3: I或更大的範圍內。
[0029]參照圖4、圖5A和圖5B，銷12還包括凹部20、21，凹部20、21能夠包括在銷12的第一端部14和第二端部18中的任一個或兩個處。凹部20、21能夠從相應的端部14、18朝銷12的中部16沿著縱向軸線X向內延伸。凹部20、21具有大於內部芯24的直徑d且小於銷的總直徑D的直徑d』。這樣，凹部20、21在橫向於縱向軸線X的方向Y上延伸越過了銷12的外部護套22與內部芯24之間的周向界面28的距離。
[0030]凹部能夠用密封材料36填充以對銷12的端部14、18進行封閉和/或密閉地密封。此外，密封材料36還能夠朝銷12的中部16進一步向內延伸，以對外部護套22與內部芯24之間可能存在於銷12中的任何空隙進行填充。因此，通過密封材料36，可能潛在地存在的通過銷12的任何洩漏路徑都能夠被中斷或關閉。
[0031]在圖5A和圖5B中示出了兩個示例性銷密封件。如在圖5A的第一示例性構型中所示出的，凹部20能夠為具有大致平行於縱向軸線X的內部側壁30的大致圓柱形。在圖5B中所示出的第二示例性構型中，凹部21能夠為大致圓錐形，具有相對於縱向軸線X以銳角向內漸縮的側壁32。密封材料36基本填充了凹部20、21並且還能夠延伸以填充銷12的外部護套22與內部芯24之間的任何空隙26。這樣，銷12的一個或兩個端部14、18能夠被密閉地密封以基本降低或排除通過銷12自身洩漏的潛在可能性。適當的密封材料36可以包括錫焊材料、釺焊材料、密封玻璃或環氧樹脂。
[0032]作為對銷12中的一個或多個凹部20、21的補充，或者可選地作為對凹部20、21的替代，雙金屬銷12能夠被機加工以提高銷12的外部護套22與內部芯24之間的結合和/或封閉外部護套22與內部芯24之間的任何間隙和/或消除外部護套22與內部芯24之間的任何空隙。機加工可使外部護套22塑性變形，使得外部護套22側向向內地受壓並且緊緊擠靠內部芯24，從而封閉了通過銷12的任何潛在洩漏路徑。可以在沿著銷12的長度L的一個或多個特定位置處執行機加工，從而引起外部護套22的僅僅局部塑性變形，例如僅僅引起中部16的塑性變形，如在圖4中的位置34處所示出的，或者僅僅引起端部14、18中的一個或兩個的塑性變形。該變形不會影響所期望的銷12的載流容量。機加工的一種形式可以包括模鍛。可替代地，可以基本在銷12的整個長度範圍內執行機加工。
[0033]本公開的密封導電銷12減小了通過銷自身的洩漏的潛在可能性，並且適合於在具有在氦氣中達到lxl0_8atm cc/sec的氣密性並且在高壓環境如空調壓縮機中使用的密閉端子中使用。
[0034]根據本公開的導電銷12能夠使用在密閉端子中。在圖6和圖7中示出了兩個示例性的密閉端子。
[0035]參照圖6，密閉端子200包括多個根據本公開的教示的導電銷202。密閉端子200包括具有基本平坦的底壁206並具有外圍側壁208的杯狀金屬體204。底壁206具有多個開口 210並且至少一個導電銷202延伸穿過每個開口 210。包括可熔密封玻璃212的介電密封材料在導電銷202與開口 210之間延伸並且將導電銷202密封在開口 210中。密封玻璃212形成銷202與端子體204之間的密閉的玻璃-金屬密封件。陶瓷絕緣套筒214能夠在端子體204的內部側圍繞每個銷202，並且陶瓷絕緣套筒214能夠通過密封玻璃212被固定在位。此外，彈性電絕緣體216能夠結合至端子體204的外側表面，並且結合在導電銷202的一些部分和玻璃-金屬密封件212之外。
[0036]銷202具有圍繞內部芯224的外部護套222。兩個凹部221示出為各被包括在銷202的相反的端部226、228處，例如，諸如圖5B中所示出的凹部。密封材料236填充凹部221並且對銷202進行密封以防止通過銷202自身的潛在洩漏。雖然示出了在銷202的相反的端部處的兩個凹部221，但應當理解的是，銷202可以僅在銷202的一個端部處具有單個凹部。附加地，或者在替代方案中，銷可以被機加工以使外部護套222局部地塑性變形，使得外部護套222側向向內地受壓並且緊緊擠靠內部芯224，從而封閉通過銷202的潛在的洩漏路徑。
[0037]參照圖7，公開了另一個密閉端子300，該密閉端子300為穿過帶壁的殼體304的螺紋孔302安裝的類型。密閉端子300包括根據本公開的教示的導電銷306，該導電銷306通過可熔密封玻璃310被結合且被密封至環形套筒308。密封玻璃310使導電銷306與環形套筒308電隔離。位於密封玻璃310的相反側上的一對環形陶瓷絕緣套筒312進一步使銷306與環形套筒308和帶壁的殼體304電絕緣。環形套筒308包括螺紋314，螺紋314用於將端子組件300附接至安裝端子組件300的帶壁的殼體304的螺紋孔302。導電銷306在第一端部318與第二端部320處包括螺紋316，螺紋316可用於將密閉端子300連接至設置在帶壁的殼體304的相反側上的外部電源或設備。
[0038]銷306具有圍繞內部芯324的外部護套322。兩個凹部320被示出為各包括在銷306的相反的端部318、320處，例如如圖5A中所示出的凹部。密封材料336填充凹部320並且對銷306進行密封以防止通過銷306自身的潛在洩漏。雖然示出了位於銷306的相反端部處的兩個凹部320，但是應當理解的是，銷306可以僅在銷306的一個端部處具有單個凹部。附加地，或者在替代方案中，銷可以被機加工以使外部護套322局部地塑性變形，使得外部護套322側向地向內受壓並且緊緊地擠靠內部芯324，從而封閉通過銷306的任何潛在的洩漏路徑。
[0039]本公開還提供了用於製造雙金屬導電銷及使用該銷的密閉端子的方法。雙金屬銷具有外部金屬護套和內部芯並且可以包括銅芯鋼銷。該方法包括:首先在銷的一個或兩個端部處在銷中產生凹部；然後用密封材料對凹部進行密閉的密封。
[0040]圖5A和圖5B中示出了示例性的凹部，然而應當理解的是，與凹部的尺寸被設定為在橫向於銷的縱向軸線X的方向Y上延伸越過銷的外部護套與內部芯之間的環形界面的距離相比，凹部的形狀不是那麼關鍵。凹部的密封可以通過採用已知的錫焊或釺焊材料的熟知的錫焊或釺焊技術來完成。可替代地，可熔的密封玻璃或環氧樹脂可以被用作密封材料。在這一點上，已知的密封玻璃或環氧樹脂可以被應用以填充凹部並且隨後被熔合或被固化以產生密閉的密封。
[0041]此外，儘管附圖公開了位於銷的兩個端部處的密封件，但應當理解的是，根據需要，密封件可替代地可以包括在銷的僅僅一個端部處或者包括在銷的兩個端部處。
[0042]在其他實施方式中，作為對密封的凹部的替代或補充，用於製造銅芯鋼銷的方法還包括如下步驟:對銷進行機加工以使外部護套發生塑性變形，使得外部護套側向向內地受壓並且緊緊地擠靠內部芯，從而封閉通過銷的任何潛在的洩漏路徑。機加工可以通過用滾軋模具對銷進行模鍛來完成。
[0043]已經出於說明和說明的目的提供了本實施方式的上述說明。其並非意在對本公開進行窮舉或限制。特定實施方式的各個元件或特徵通常不限於該特定實施方式，而是在適用的情況下能夠互換並且能夠在選定的實施方式中使用，即使沒有具體地示出或說明也是如此。這些元件和特徵也能夠以許多方式進行變化。這種變型不被認作是偏離了本公開，並且所有的這種修改都意在包括在本公開的範圍內。
【權利要求】
1.一種用於密閉端子的導電銷，包括: 基本圓柱形的本體，所述本體具有總直徑D並且沿著縱向軸線X延伸總長度L ； 所述本體包括第一端部、中部和第二端部； 所述本體包括雙金屬構型，所述雙金屬構型具有包括鋼的外部護套，所述外部護套圍繞由第二材料製成的內部芯，所述第二材料的導電性優於鋼； 凹部，所述凹部包括在所述第一端部和所述第二端部中的任一個或兩個處，所述凹部沿著所述縱向軸線X從所述本體的相應的所述端部朝向所述中部向內延伸； 所述凹部進一步沿著橫向於所述縱向軸線X的方向Y延伸越過所述外部護套與所述內部芯之間的周向界面；以及 密封材料，所述密封材料布置在所述凹部內，所述密封材料至少在所述銷的相應的所述端部處對所述外部護套與所述內部芯之間的周向界面進行密閉的密封。
2.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述密封材料對通過所述銷的洩漏路徑進行密閉的密封。
3.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述密封材料從所述凹部朝向所述銷的所述中部進一步向內延伸並且至少部分地填充所述銷的所述外部護套與所述內部芯之間的空隙。
4.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述密封材料基本填充所述凹部。
5.根據權利要求1 所述的導電銷，其中，所述密封材料至少部分地填充所述銷的所述外部護套與所述內部芯之間的空隙。
6.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述凹部包括大致圓柱形的形狀。
7.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述凹部包括大致圓錐形的形狀。
8.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述銷在所述銷的所述第一端部和所述第二端部處都包括凹部。
9.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述密封材料包括錫焊材料、釺焊材料、密封玻璃和環氧樹脂中的一種。
10.根據權利要求1所述的導電銷，其中，所述外部護套通過機加工而發生塑性變形，使得所述外部護套被側向向內地壓靠在所述內部芯上。
11.根據權利要求10所述的導電銷，其中，在沿著所述銷的長度L的一個或多個特定位置處執行所述機加工，並且僅在所述機加工的位置處引起所述外部護套的局部塑性變形。
12.根據權利要求11所述的導電銷，其中，所述機加工的位置在所述銷的所述中部處。
13.根據權利要求11所述的導電銷，其中，所述機加工的位置在所述銷的所述第一端部和所述第二端部中的一個處。
14.一種密閉端子，包括根據權利要求1所述的導電銷。
15.根據權利要求14所述的密閉端子，還包括: 杯狀的金屬體構件，所述金屬體構件包括基本平坦的底壁並且包括外圍側壁，所述底壁中具有多個第一開口； 多個根據權利要求1所述的導電銷，所述導電銷中的至少一個延伸穿過每個第一開口 ；以及 介電密封材料，所述介電密封材料在所述導電銷與所述第一開口之間延伸並且將所述導電銷密閉地密封在所述第一開口內。
16.根據權利要求14所述的密閉端子，還包括: 環形套筒； 延伸穿過所述環形套筒的所述導電銷； 介電密封材料，所述介電密封材料包括可熔密封玻璃，所述可熔密封玻璃將所述導電銷密閉地密封至所述環形套筒並且使所述導電銷與所述環形套筒電隔離。
17.根據權利要求16所述的密閉端子，還包括一對環形陶瓷絕緣套筒，所述一對環形陶瓷絕緣套筒位於所述密封玻璃的相反側上並且進一步使所述銷與所述環形套筒電隔離。
18.一種用於密閉端子的導電銷，包括: 雙金屬銷，所述雙金屬銷包括由第一金屬材料製成的外部護套和由第二材料製成的內部芯，所述銷具有第一端部和第二端部； 其中，所述第一端部和所述第二端部中的至少一個包括凹部；並且 其中，在所述凹部中設置有密封材料，並且所述密封材料對所述銷的所述外部護套與所述內部芯之間的環形界面進行密閉的密封。
19.根據權利要求18所述的導電銷，其中，所述銷包括沿著縱向軸線的長度，並且所述凹部沿著橫向於所述縱向軸線的方向延伸越過所述銷的所述外部護套與所述內部芯之間的環形界面。
20.根據權利要 求19所述的導電銷，其中，所述凹部包括大致圓柱形的側壁。
21.根據權利要求19所述的導電銷，其中，所述凹部包括漸縮的側壁。
22.根據權利要求21所述的導電銷，其中，所述漸縮的側壁從所述外部護套的端部向所述內部芯的端部漸縮。
23.根據權利要求18所述的導電銷，其中，所述外部護套通過機加工而塑性變形，使得所述外部護套被側向向內地壓靠在所述內部芯上。
24.一種密閉端子，包括根據權利要求18所述的導電銷。
25.根據權利要求24所述的密閉端子，還包括: 杯狀的金屬體構件，所述金屬體構件包括基本平坦的底壁並且包括外圍側壁，所述底壁中具有多個第一開口； 多個根據權利要求18所述的導電銷，所述導電銷中的至少一個延伸穿過每個第一開口 ；以及 介電密封材料，所述介電密封材料在所述導電銷與所述第一開口之間延伸並且將所述導電銷密閉地密封在所述第一開口內。
26.根據權利要求24所述的密閉端子，還包括: 環形套筒； 延伸穿過所述環形套筒的所述導電銷； 介電密封材料，所述介電密封材料包括可熔密封玻璃，所述可熔密封玻璃將所述導電銷密閉地密封至所述環形套筒並且使所述導電銷與所述環形套筒電隔離。
【文檔編號】H01R13/02GK103887627SQ201210556817
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2012年12月19日
【發明者】加藤克彥, 谷上廣, 吳偉雄, 普拉薩德·S·卡德基卡裡, 張正奇 申請人:艾默生電氣公司