插入式電連接器的製作方法

2023-05-27 07:40:06

本文所述的主題總體上涉及一種用於端接電線的插入式（poke-in）電連接器。

端接電線的一些電連接器包括在打開位置和關閉位置之間樞轉的端塊。在打開位置，所述端塊被定向成接收相應電線的端部，該端部可被剝離以暴露其導體。端塊從打開位置樞轉到關閉位置，以將電線的電導體接合為與電連接器的相應電接觸件電連接。

待解決的問題在於樞轉塊式連接器不是沒有其缺點。例如，至少一些已知的樞轉塊式連接器的電接觸件需要使用單獨的順應彈簧來保持電接觸件與線物理接觸。這樣的連接器需要多個部分並且可能具有高彈力。當線被插入到連接器時，這樣的連接器趨於扣住較小的線。

在一個實施例中，提供一種電連接器，其包括殼體，該殼體具有接觸件通道和對相應的接觸件通道開放的線通道。線通道被構造成在插入端接期間接收電線。電接觸件被接收在相應的接觸件通道中並通過殼體來保持。每個電接觸件包括插入式彈性梁，其構造成當插入到相應的線通道時接合電線。該彈性梁具有可分離的線接口，其構造成與電線成物理接觸地接合。所述電接觸件可在線通道中不存在線的靜止位置和所述電接觸件允許將電線從線通道移除的間隙位置之間移動。樞轉杆通過殼體來保持，並且被耦接到相應的電接觸件。樞轉杆與相應的電接觸件一起移動。每個樞轉杆在樞轉端和按鈕端之間延伸。樞轉端被可樞轉地耦接到殼體，並且按鈕端具有按鈕，該按鈕構造成由操作者沿按壓方向按壓，以將相應的電接觸件移動到間隙位置。當所述電線被裝載到所述線通道中時，所述電接觸件位於所述間隙位置和所述靜止位置之間的夾持位置，在所述夾持位置，所述彈性梁與所述電線物理接觸地抵靠所述電線夾緊。

現在將參照附圖藉助於示例來描述本發明，附圖中：

圖1是恆溫器組件的一個實施例的分解透視圖。

圖2是恆溫器組件的電連接器的一個實施例的透視圖。

圖3是根據示例性實施例形成的用於電連接器的電接觸件的透視圖。

圖4是電連接器的一部分的透視圖，其示出了電連接器的電接觸件和樞轉杆。

圖5是電連接器的一部分的剖視圖。

圖6是電連接器的一部分的剖視圖。

圖7是電連接器的一部分的剖視圖。

在一個實施例中，提供一種電連接器，其包括殼體，該殼體具有接觸件通道和對相應的接觸件通道開放的線通道。線通道被構造成在插入端接期間接收電線。電接觸件被接收在相應的接觸件通道中並通過殼體來保持。每個電接觸件包括插入式彈性梁，其構造成當插入到相應的線通道時接合電線。該彈性梁具有可分離的線接口，其構造成與電線成物理接觸地接合。所述電接觸件可在線通道中不存在線的靜止位置和所述電接觸件允許將電線從線通道移除的間隙位置之間移動。樞轉杆通過殼體來保持，並且被耦接到相應的電接觸件。樞轉杆與相應的電接觸件一起移動。每個樞轉杆在樞轉端和按鈕端之間延伸。樞轉端被可樞轉地耦接到殼體，並且按鈕端具有按鈕，該按鈕構造成由操作者沿按壓方向按壓，以將相應的電接觸件移動到間隙位置。當所述電線被裝載到所述線通道中時，所述電接觸件位於所述間隙位置和所述靜止位置之間的夾持位置，在所述夾持位置，所述彈性梁與所述電線物理接觸地抵靠所述電線夾緊。

在另一個實施例中，提供一種恆溫器組件，其包括：具有印刷電路的恆溫器，所述印刷電路具有匹配接觸件；以及構造成與所述恆溫器匹配的電連接器。所述電連接器包括殼體，該殼體具有接觸件通道和對相應的接觸件通道開放的線通道。線通道被構造成在插入端接期間接收電線。電接觸件被接收在相應的接觸件通道中並通過殼體來保持。每個電接觸件包括插入式彈性梁，其構造成當插入到相應的線通道時接合電線。該彈性梁具有可分離的線接口，其構造成與電線成物理接觸地接合。所述電接觸件可在線通道中不存在線的靜止位置和所述電接觸件允許將電線從線通道移除的間隙位置之間移動。電接觸件包括直接電連接到相應的匹配接觸件的銷梁。樞轉杆通過殼體來保持，並且被耦接到相應的電接觸件。樞轉杆與相應的電接觸件一起移動。每個樞轉杆在樞轉端和按鈕端之間延伸。樞轉端被可樞轉地耦接到殼體，並且按鈕端具有按鈕，該按鈕構造成由操作者沿按壓方向按壓，以將相應的電接觸件移動到間隙位置。當所述電線被裝載到所述線通道中時，所述電接觸件位於所述間隙位置和所述靜止位置之間的夾持位置，在所述夾持位置，所述彈性梁與所述電線物理接觸地抵靠所述電線夾緊。

圖1是恆溫器組件10的一個實施例的分解透視圖。恆溫器組件10包括恆溫器12和電連接器14。電連接器14被構造成安裝到壁，並且電線16（圖2中所示）可以從該壁延伸用於端接到電連接器14。恆溫器12被構造成安裝到電連接器14，使得電連接器14與恆溫器12電連接，並且恆溫器12被安裝到壁。但是，電連接器14可以以任何其他構造、布置結構和/或類似物與恆溫器12匹配。例如，在一些實施例中，恆溫器12和/或電連接器14未被安裝到壁，而是安裝到另一表面，例如但不限於地板、天花板、一件家具、固定裝置、另一結構和/或類似物。在替代實施例中，電連接器14可以被電連接到不同於恆溫器12的另一類型的電子部件。例如，電連接器14可以被端接到印刷電路板，並且可以將線電連接到印刷電路板。電連接器14的用途不限於在恆溫器組件10中使用。

恆溫器12包括具有匹配接觸件20的印刷電路18。如下面將描述的，電連接器14的電接觸件22（圖3中所示）被構造成與恆溫器12的匹配接觸件20匹配，以在電連接器14和恆溫器12之間建立電連接。例如，匹配接觸件20可以被插入到電連接器14中，以便與保持在電連接器14中的電接觸件22匹配。電連接器14經由電接觸件22和匹配接觸件20將電線16與恆溫器12的印刷電路18電連接。

儘管電連接器14被示出為限定恆溫器組件10的一部分，但電連接器14不限於用作恆溫器組件的一部分。相反，電連接器14還附加地或替代地可以與除恆溫器之外的任何其他裝置匹配，並且可以被用於端接用於除恆溫器組件之外的任何其他電氣裝置的電線。恆溫器組件10和恆溫器12（圖2中未示出）僅意在作為電連接器14的一個示例性應用。

圖2是電連接器14的一個實施例的透視圖。電連接器14包括可以樞轉打開以暴露電線16的蓋24。電連接器14是插入式連接器，其允許將電線16插入（或戳入，poke-in）到電連接器14以便端接到電接觸件22（圖3中所示）。可選地，電線16在纜線（未示出）中組合在一起。

電連接器14包括：殼體26，其保持電接觸件22；以及樞轉杆28，其可與電接觸件22一起移動，以便釋放電線16，用於將電線16從殼體26移除。電接觸件22和樞轉杆28通過殼體26來保持。在所示實施例中，殼體26包括基板30和蓋板32。在所示實施例中，基板30和蓋板32還限定了壁板組件，其用於將電連接器14安裝到壁。在替代實施例中，殼體26可以沒有基板30，而是可以被安裝到例如印刷電路板之類的另一結構。板30和/或32可以包括開口34和/或有利於將電連接器14安裝在壁和/或其他表面上的其他特徵。板30、32包括用於接收電線16的相應的開口36、38。蓋板32包括構造成接收電線16的多個線通道40。例如，電線16可以被插入到任何線通道40，以便端接到相應的電接觸件22。殼體26可以附加地或替代地具有其他構造、布置、結構、幾何形狀和/或類似物，這可取決於電連接器14的特定應用。

樞轉杆28通過殼體26的蓋板32來保持，使得樞轉杆28可在正常或靜止位置和釋放位置之間樞轉，在該正常或靜止位置，樞轉杆28處於向外位置（與壁或其他安裝結構相比），在該釋放位置，樞轉杆28被向內壓至向內位置（與向外位置相比）。向外位置可以被稱為關閉位置，並且向內位置可以被稱為打開位置。樞轉杆28可沿弧a在向外位置和向內位置之間樞轉。除了樞轉杆28a，樞轉杆28在圖2中被示出為處於正常或靜止位置，該樞轉杆28a被示出為處於向內位置，這可對應於電線16中的一個被接收在殼體26中並與相應的電接觸件22匹配的位置。該向內位置可與樞轉杆28a相對應，該樞轉杆28a正被操作者向內壓，以將線16從殼體26釋放。

在所示實施例中，電線16包括電導體44和圍繞電導體44的絕緣層46。絕緣層46已在電線16的端部48處被剝離，以沿端部48暴露電導體44。電線16被接收在所選的線通道40內，使得電導體44的暴露段被物理地接合成與相應的電接觸件22電連接。

圖3是根據一個示例性實施例的電接觸件22中的一個的透視圖。電接觸件22包括基部50和從該基部50延伸的彈性梁52。彈性梁52被構造成電連接到電線16（圖2中所示）。電接觸件22在線端54和銷端（pinend）56之間延伸。電接觸件22被構造成以插入或夾持類型的連接在線端54處接合電線16。

銷端56包括接觸件接口58，電接觸件22被構造成在該接觸件接口58處與恆溫器12（圖1中所示）的相應匹配接觸件20（圖1中所示）匹配。在所示實施例中，接觸件接口58包括相對的銷梁60，該相對的銷梁60在其間夾持相應的匹配接觸件20，以與匹配接觸件20成物理接觸地接合，並且由此在接觸件20、22之間建立電連接。銷梁60彼此相對，並且被彈性偏壓向彼此。當匹配接觸件20被插入銷梁60之間時，銷梁60分開並壓靠匹配接觸件20，以確保電接觸件22和匹配接觸件20之間的可靠電連接。在所示實施例中，銷梁60從基部50的相對側延伸並且在彈性梁52之後延伸到銷端56。

在替代實施例中，銷梁60可以具有其他構造。例如，在一個替代實施例中，銷端56可以包括可端接到例如印刷電路板之類的另一裝置的一個或多個銷梁，例如順應銷或焊接銷等，而不是接受匹配接觸件20的銷梁。順應銷或焊接銷可以向下延伸穿過殼體26，以與印刷電路板匹配。在這樣的實施例中，電接觸件22可以被端接到任何類型的印刷電路板，而不是端接到恆溫器。

彈性梁52從基部50懸臂式伸出，並且沿循大致弧形的路逕到線端54處的末端62。末端62彎曲以便與電線16匹配並防止短截線（stubbing）。在一個示例性實施例中，彈性梁52從基部50的後部延伸並且彎曲以延伸到基部50之前。因此，彈性梁52具有長的有效長度以提供良好的彈性特性。當彈性梁52向內變形和彎曲時，例如當電線16與電接觸件22匹配時，可以抵靠電線16彈性偏壓彈性梁52。該長的有效長度降低塑性變形的風險，從而確保電接觸件22維持彈性特性。彈性梁52可以在線端54處彎曲或成杯形，以至少部分地環繞樞轉杆28（圖2中所示）。

在一個示例性實施例中，彈性梁52在線端54處包括隆起部（burr）64。隆起部64從彈性梁52向外延伸到邊緣66。隆起部64被構造成與相應的電線16的電導體44成物理接觸地接合。隆起部64可以刺入或不刺入相應電線16的電導體44。隆起部64可以有助於將相應的電線16保持到電接觸件22（即，可以有助於維持相應的電線16的電導體44與電接觸件22之間的機械和電連接），這例如是通過隆起部64和電導體44之間的粘滯（stiction），通過電導體44的壓縮和/或通過刺入電導體44。例如，隆起部64可以增加將相應的電線16拉出電連接器14所需的力。

在一個示例性實施例中，電接觸件22包括從彈性梁52的相對側向外延伸的保持突出部68。保持突出部68被用於保持電接觸件22和樞轉杆28之間的機械連接。

圖4是電連接器14的一部分的透視圖，其中蓋板32（圖2中所示）被移除以圖示電接觸件22和樞轉杆28。在一個示例性實施例中，電連接器14包括布置在基板30中的一個或多個電路70。可選地，當電接觸件22被裝載在基板30中時，電接觸件22的基部50可以被電連接到一個或多個電路70。在其他實施例中，電路70可以被設置在例如印刷電路板之類的其他部件中，並且電接觸件22可以被電連接到印刷電路板的電路。例如，基部50可以被焊接到印刷電路板。替代性地，銷或梁可以從端接到印刷電路板的基部50延伸。基板30可以包括一個或多個引導或保持特徵，其將電接觸件22定位和/或保持在基板30中或基板30上。樞轉杆28被耦接到相應的電接觸件22。

樞轉杆28在樞轉端80和按鈕端82之間延伸。樞轉端80被構造成可樞轉地耦接到殼體26，例如耦接到蓋板32。按鈕端82具有按鈕84，其構造成被操作者沿按壓方向按壓，該按壓方向例如向內或朝向基板30。例如，可以按壓按鈕84以將樞轉杆28移動到釋放位置。隨著樞轉杆28被移動到釋放位置，樞轉杆28使電接觸件22移動到間隙位置（clearanceposition），在該間隙位置，電線16（圖2中所示）可以從殼體26移除。樞轉杆28在樞轉端80處包括梁86，該梁86在一對臂88之間延伸，這一對臂88從樞轉端80向後延伸到按鈕端82處的按鈕84。臂88沿電接觸件22的彈性梁52的外側延伸。樞轉柱90在樞轉端80處或附近從臂88向外延伸。樞轉杆28被構造成繞樞轉柱90樞轉。臂88包括穿過其的開口92。電接觸件22的保持突出部68被接收在相應的開口92中。可選地，開口92可以是細長的並且具有比保持突出部68要寬的寬度，使得當彈性梁52移動和彎曲時，保持突出部68能夠在開口92內向前和向後滑動。這樣，例如當電線16與電接觸件22匹配時和/或當樞轉杆28釋放電接觸件22時，樞轉杆28不會與電接觸件22結合。

圖5是電連接器14的剖視圖，其示出了電線16被插入到蓋板32的一個線通道40中。電接觸件22被定位成接收電線16。樞轉杆28被示出為處於正常或向外位置，並且電接觸件22被示出為處於靜止位置。電接觸件22的線端54與線通道40對準，使得彈性梁52幹擾電線16裝載到線通道40中。因此，當電線16被插入到線通道40中時，電線16接合彈性梁52並迫使彈性梁52向內偏轉。隨著彈性梁52向內偏轉，樞轉杆28類似地向內樞轉。

殼體26的蓋板32包括形成在其中的多個接觸件通道100。電接觸件22和樞轉杆28被接收在相應的接觸件通道100中。接觸件通道100通過相鄰接觸件通道100之間的分隔壁102來限定。接觸件通道100在外端處通過蓋板32的外壁104來限定。外壁104與基板30相對。基板30限定了接觸件通道100的內壁。線通道40延伸穿過限定接觸件通道100的前部的蓋板32的前壁。線通道40對相應的接觸件通道100開放，以允許電線16進入到接觸件通道100中，以便與電接觸件22匹配。樞轉杆28從接觸件通道100中向外延伸到蓋板32的外部。按鈕84是蓋板32的暴露的外部，使得操作者可以向下按壓按鈕84，以將樞轉杆28移動到釋放位置。在一個示例性實施例中，分隔壁102包括凹部108。樞轉柱90（圖4中所示）被接收在凹部108中。樞轉柱90可以在凹部108內樞轉地接合殼體26。

在一個示例性實施例中，殼體26包括對接觸件通道100開放的多個銷通道110。銷通道110被構造成接收匹配接觸件20（圖1中所示）的銷。在所示實施例中，銷通道110延伸穿過外壁104。銷通道110位於蓋板32的後部附近。電接觸件22被定位在接觸件通道100中，使得銷梁60與銷通道110對準。因此，當匹配接觸件20的銷被裝載到銷通道110中時，這些銷可以被插入銷梁60之間，以直接形成到電接觸件22的電連接。

電接觸件22被接收在接觸件通道100中，使得基部50沿基板30延伸。基板30包括用於將電接觸件22定位在接觸件通道100中的定位特徵120。電接觸件22的多個部分接合定位特徵120，以定位電接觸件22。電接觸件22的線端54在樞轉杆28的樞轉端80處圍繞梁86延伸或環繞。保持突出部68延伸到樞轉杆28的相應開口92中，以將電接觸件22機械地耦接到樞轉杆28。因此，例如當彈性梁52在與電線16匹配期間向內彎曲時，電接觸件22的運動引起樞轉杆28的相應運動，例如至向內位置。類似地，樞轉杆28的運動可以被傳遞到電接觸件22，例如當樞轉杆28被推動到釋放位置時，樞轉杆28可以使彈性梁52向內彎曲到間隙位置，以允許將電線16從殼體26移除。

圖6是電連接器14的剖視圖，其示出了端接到電線16的電接觸件22，並且示出了與電接觸件22電連接的匹配接觸件20的銷130。電接觸件22限定了匹配接觸件20和電線16之間的直接電氣路徑。電接觸件22是單件式整體結構，其限定了匹配接觸件20和電線16之間的導電路徑。

在將電線16插入或戳入到殼體26中期間，電線16迫使電接觸件22朝向基板30向內彎曲或移動。彈性梁52向外壓靠電線16，從而將電線16夾在或擠在彈性梁52和外壁104之間。彈性梁52被彈性偏壓抵靠電線16，以確保電接觸件22和電線16之間的可靠電連接。隆起部64可以接合或鑽入到電線16的電導體44中。

當電接觸件22向內彎曲到夾持位置時，樞轉杆28同樣向內移動。例如，按鈕端82可以朝向基板30向內樞轉到偏轉位置。在該偏轉位置，按鈕84相對於處於正常或靜止位置的按鈕84向內定位。因此，樞轉杆28已向內樞轉或移動的視覺指示表示電線16被適當地定位在相應的線通道40中並且與電接觸件22電連接。

圖7是電連接器14的剖視圖，其示出了處於釋放位置的樞轉杆28。操作者可以沿按壓方向按壓按鈕84，以將樞轉杆28移動到釋放位置。隨著樞轉杆28向內移動，耦接到樞轉杆28的電接觸件22類似地向內彎曲或移動。電接觸件22被移動到間隙位置，在該間隙位置，在彈性梁52與外壁104之間設置間隙，以允許將電線16拉出殼體26。一旦電線16從殼體26移除，按鈕84就可以被釋放，並且彈性梁52可以返回到正常或靜止位置，這迫使樞轉杆28樞轉到正常或靜止位置。

彈性梁52和相應的電線16的電導體44之間的夾持連接可選地是可分離連接。「可分離連接」是如下連接，即：其中，相應的電線16可以通過電接觸件22來端接，而不損壞電接觸件22和/或不損壞電線16。例如，「可分離連接」可以是如下連接，即，其中：（1）相應的電線16可以被安裝到電接觸件22（即，利用順應的夾持連接捕獲在彈性梁52之間），並且稍後，從電接觸件22卸載（即，從彈性梁52和外壁104之間移除），而不損壞電接觸件22，使得另一電線16可以被安裝到電接觸件22；和/或（2）相應的電線16可以被安裝在相同位置或另一位置。

可選地，彈性梁52是順應的和柔性的，以使得電接觸件22能夠適應更大範圍的電線尺寸。例如，電接觸件22能夠適應至少四種不同尺寸的電線，例如但不限於18-24awg之間。

與至少一些其他已知的連接類型相比，例如與使用絕緣置換設計（idc）的接觸件來端接電線相比，利用電接觸件22的順應的夾持連接來端接電線可需要較小的力來實現。換言之，與至少一些已知的樞轉塊式連接器的樞轉塊相比，例如與使用idc接觸件的樞轉塊式連接器相比，當電線16被插入到殼體26並由此端接電線16時，可需要較小的力來使彈性梁52和樞轉杆28樞轉打開。

與至少一些已知的樞轉塊式連接器相比，本文所描述和/或圖示的實施例可以提供能夠適應（即，以可靠的電連接來端接）更大範圍的不同尺寸的電線的插入式連接器。與至少一些已知的樞轉式連接器相比，本文所描述和/或圖示的實施例可以提供可需要較小的力來端接電線的插入式連接器。本文所描述和/或圖示的實施例可以提供一種插入式連接器，其包括單件式接觸件，以在電線和例如恆溫器的匹配接觸件之類的匹配接觸件之間形成電連接。