具有低輪廓帽的圓形端子的製作方法

2023-10-11 14:02:49

發明背景

本發明總體上涉及電端子，並且更具體地，涉及桶型圓柱電端子(barrel-typecylindricalelectricterminal)。

電連接器可在汽車中使用，例如，將電動交通工具連接到外部電源，以便為交通工具上的電池充電。一種類型的圓形電連接器包括圓柱形陰型連接器和插入到陰型連接器中的陽型插頭連接器。陰型連接器包括偏置成與陽型插頭接觸的電接觸部。電接觸部通常是金屬片彈簧，其包括多個柔性的、朝內彎曲的臂。陽型插頭接合這些臂並朝外推動這些臂，從而建立陰型連接器和陽型連接器之間的電接觸。在圓形端子的一個設計中，陰型連接器包括在連接器的組裝期間允許電接觸部插入的開口端。端帽附接至陰型連接器以閉合該開口端並將電接觸部捕獲在內部。端帽包括開口，該開口足夠小以將被捕獲的電接觸部保持在內部，但是該開口足夠大以允許插入陽型插頭。通常期望減小電連接器的總的尺寸以及端帽的尺寸。還期望具有以改進的方式接合陰型連接器的端帽。

發明概述

本發明涉及電連接器。電連接器包括界定沿軸線延伸的內部空間的端子主體。電接觸部位於該內部空間內且包括接觸基部和從接觸基部朝向端子主體的外端延伸的多個接觸臂。端帽位於端子主體的外端上。端帽包括界定與內部空間同軸的帽開口的帽基部。端帽還包括在向內方向上從帽基部延伸至端子主體的內部空間中的凸緣。凸緣包括接合耳片，接合耳片在大致垂直於內部空間的軸線的徑向方向上從凸緣延伸並接合位於內部空間的壁中的端子槽。

在另一個實施方案中，電連接器包括界定沿軸線延伸的內部空間的端子主體。電接觸部位於該內部空間中且包括接觸基部和從接觸基部朝向端子主體的外端延伸的多個接觸臂。端帽位於端子主體的外端上。端帽包括帽基部和第一凸緣，該第一凸緣在平行於軸線的向內方向上從帽基部延伸並延伸至端子主體的內部空間中。第一凸緣界定與內部空間同軸的帽開口。端帽還包括在向內方向上從帽基部延伸的第二凸緣。第二凸緣呈現完全圍繞帽開口延伸的完整的o形。第二凸緣包括在遠離軸線的徑向方向上從第二凸緣延伸的接合耳片。接合耳片位於端子槽中，該端子槽位於端子主體的內部空間的壁中，使得該接合耳片接合端子主體以防止端帽相對於端子主體在平行於軸線的方向上移動。

在另一個實施方案中，電連接器包括界定沿軸線延伸的內部空間的端子主體。電接觸部位於該內部空間中且包括接觸基部和多個接觸臂，該多個接觸臂從接觸基部朝向端子主體的外端延伸至相應的臂端部。端帽位於端子主體的外端上。端帽包括帽基部和第一凸緣，該第一凸緣在平行於軸線的向內方向上從帽基部延伸並延伸至端子主體的內部空間中。第一凸緣界定與內部空間同軸的帽開口。端帽還包括在向內方向上從帽基部延伸的第二凸緣。第二凸緣呈現完全圍繞帽開口延伸的完整的o形。第二凸緣包括在遠離軸線的徑向方向上從第二凸緣延伸的接合耳片。接合耳片位於端子槽中，該端子槽位於端子主體的內部空間的壁中，使得該接合耳片接合端子主體以防止端帽相對於端子主體在平行於軸線的方向上移動。電接觸部的接觸臂接合第一凸緣並通過第一凸緣遠離該軸線被偏置。

當根據附圖閱讀時，依據以下的優選實施方案的詳細描述，本發明的各方面對本領域技術人員將變得明顯。

附圖簡述

圖1是交通工具充電系統的透視圖。

圖2是圖1中示出的交通工具充電系統的連接器組件的放大透視圖。

圖3是圖2中示出的連接器組件的連接器端子的另外的放大透視圖。

圖4是圖3中示出的連接器端子的端帽的另外的放大透視圖。

圖5是沿著圖3的線5-5截取的連接器端子的橫截面視圖。

圖6是圖5的一部分的放大細節圖，示出了端帽的接合。

圖7是與圖6類似的橫截面圖，示出了插入至連接器端子中的對應的插頭端子。

圖8是與圖6類似的橫截面圖，示出了可選的連接器端子實施方案的細節。

優選實施方案的詳細描述

現參照附圖，圖1示出了充電系統，總體上以10表示。充電系統10可操作以使用外部電源對交通工具14中的電池12充電。充電系統10包括線16和附接的連接器組件18。連接器組件18配置成與交通工具上的充電埠20配合，以允許充電系統10將外部電源連接到電池12。

現在參照圖2，示出了連接器組件18的透視圖。連接器組件18包括總體上以22表示的多個陰型連接器端子。連接器端子22被定位和布置成接合充電埠20中包括的多個對應的陽型插頭端子(未示出)。示出的連接器端子22的數量僅僅是為了說明的目的並且如果需要的話可以不同於所示出的。當連接器組件18與充電埠20配合時，陰型連接器端子22與對應的陽型插頭端子配合以提供用於電流、數據傳輸或任何其它期望的目的的迴路。

現在參考圖3，示出了一個連接器端子22的透視圖。連接器端子22包括端子主體24，端子主體24包括連接部分26和端子部分28。連接部分26配置成連接到連接器組件18，而端子部分28配置成沿軸線29與充電埠20上的陽型插頭端子中的一個配合。示出的端子主體24由單件式導電材料製成，且連接部分26與端子部分28是一體的。然而，端子主體24可以由任何期望的材料製成，且可以具有任何期望的形狀或構造，且連接部分26和端子部分28可以是分離的部件。連接器端子22還包括附接到端子部分28的外端32的端帽30。圖示的端帽30由電絕緣材料製成。然而，端帽30可以由任何期望的材料製成。端帽30界定帽開口34，其目的將在下面描述。

參考圖4，示出了端帽30的透視圖。示出的端帽30包括帽基部36和第一凸緣38，第一凸緣38在向內方向40上從帽基部36的內表面延伸。如在圖3中最佳地示出的，當端帽30安裝在連接器端子22上時，向內方向40延伸至平行於軸線29的連接器端子22中。返回參考圖4，第一凸緣38呈現完整的o形，該完整的o形完全地圍繞帽開口34延伸並界定帽開口34。然而，第一凸緣38可以具有不同的形狀，可以不完全地圍繞帽開口34延伸，且如果需要的話在第一凸緣38中可以存在中斷。端帽30還包括在向內方向40上從帽基部36的內表面39延伸的第二凸緣42。示出的第二凸緣42描繪了完全地圍繞第一凸緣38延伸的完整的o形。然而，第二凸緣42可以具有不同的形狀，不完全地圍繞第一凸緣38延伸，且如果需要的話在第二凸緣42中可以存在中斷。第二凸緣42包括兩個接合耳片46，該兩個接合耳片46在大致垂直於軸線29的徑向方向上並遠離帽開口34從第二凸緣42延伸。第二凸緣42可以包括不同數量的接合耳片46。每一個示出的接合耳片46具有大約為第二凸緣42的圓周的大約25％的弧長47。然而，接合耳片46可以具有任何其它所需的尺寸。儘管所圖示的接合耳片46被示出在軸線29的相對側上，但是應理解，接合耳片46可以以任何所需的分布圍繞第二凸緣42布置。第二凸緣4通過帽槽44與第一凸緣38分離。示出的帽槽44描繪了在第一凸緣38和第二凸緣42之間完全地延伸的完整o形。在示出的實施方案中，第一凸緣38從帽基部36延伸，第二凸緣42從帽基部36延伸，且帽槽44將第一凸緣38從第二凸緣42完全隔開。

參考圖5，示出了沿圖3的線5-5截取的連接器端子22的橫截面圖。如示出的，連接器端子22包括位於端子內部空間50中的電接觸部48。示出的接觸部48由一件衝壓鋼板製成，但是可以由任何所需要的材料和製造方法製成。示出的接觸部48包括成形為圍繞軸線29定位的環的接觸基部52。當其插入至端子內部空間50中時，示出的接觸部48被預壓，使得接觸基部52偏置成與端子主體24接合。示出的接觸部48還包括多個接觸臂54，該多個接觸臂54在與向內方向40相對的朝外方向55上從接觸基部52延伸至相應的臂端部56。接觸臂54圍繞軸線29定位，且每個接觸臂54從接觸基部52直到相應的臂接觸區域58朝向軸線29朝內傾斜。每個接觸臂54從相應的臂接觸區域58到相應的臂端部56遠離軸線29進一步朝外傾斜。在示出的實施方案中，接觸臂54中的每一個的接觸區域58在朝外方向55上距接觸基部52大約相同的距離定位。

參考圖6，示出了端子28的外端32和附接的端帽30的細節圖。連接器端子22包括位於界定內部空間50的端子主體24的該部分的內壁中的端子槽60。如示出的，端帽30的第二凸緣42上的接合耳片46包括相應的帽傾斜接合表面62。另外，端子部分28的外端32包括端子傾斜接合表面64。帽傾斜接合表面62和端子傾斜接合表面64是當端帽30附接至端子部分28的開口外端32時彼此接合的互補表面。當端帽30在向內方向40上沿軸線29相對於端子部分28移動時，端帽30的接合耳片46接合端子部分28的外端32。由於端帽30由彈性材料製成，接合耳片46和端帽30的第二凸緣42的部分因此朝向軸線29彎曲。第二凸緣42在其彈性變形範圍移動，並且當端帽30在向內方向40上移動足夠遠時，接合耳片46和端帽30的第二凸緣42的部分遠離軸線29彈回。然後接合耳片46卡扣到端子槽60中。這是在圖5和圖6中示出的端帽30的位置。在該位置中，端帽30的接合耳片46接合端子部分28的端子槽60以防止端帽30在朝外方向55上的相對移動。應理解，提供具有不同弧長47的接合耳片46將改變與端子槽60接合的接合耳片46的量。例如，如果弧長47比示出的大，則將有更多的接合耳片46位於端子槽60中。另外，如果弧長47比示出的大，則存在更少量的能夠在端帽30安裝到端子主體24上的期間彎曲的第二凸緣42。因此，該較小量的第二凸緣42將承受較大的力。這可以增加將端帽30附接至端子主體24所必需的力的量，以及從端子主體移除端帽30所必需的力的量。弧長47的尺寸可以不同於示出的，以便在端帽30和端子主體24之間獲得期望的接合力或釋放力。應理解，當端帽30附接至端子部分28時第二凸緣42彎曲，由於帽槽44位於第二凸緣42和第一凸緣38之間，因此第一凸緣38不彎曲。當接合耳片46接合端子部分28時，第二凸緣42彎曲，且第一凸緣38由於帽槽位於接合耳片46和第一凸緣38之間而不彎曲。另外，應理解，由於當端帽30附接至端子部分28時第一凸緣38不彎曲，因此當端帽30附接至端子部分28時帽開口34的形狀不改變。

如參考圖6進一步可見的，端子內部空間50具有端子內部寬度50w，且端子傾斜接合表面64具有比端子內部寬度50w大的接合內部寬度64w。在示出的實施方案中，這些寬度50w和64w中的每一個是界定圍繞軸線29的圓形開口的直徑。然而，如果開口具有非圓形形狀，則寬度50w和64w可以不是直徑。由端子傾斜接合表面64界定的端子部分28中的開口比端子內部空間50大。然而，如果需要，端子內部空間50和端子傾斜接合表面64可以具有不同於示出的尺寸的相對尺寸。

在示出在圖6中的實施方案中，每一個接觸臂54的接觸區域58在向內方向40上距端帽30大約相同的距離定位。示出的接觸部48由彈性材料製成，且當沒有外部載荷施加到接觸臂54時，每一個接觸臂54被示出處於其相應的靜止位置中。當接觸臂54處於它們相應的靜止位置中時，每一個接觸臂54的相應的接觸區域58距軸線29大約相同的距離定位。然而，這不是必要的，且接觸區域58可以處於不同的相對位置中。另外，在示出的實施方案中，每一個接觸臂54的相應的臂端部56在向內方向40上距端帽30大約相同的距離定位，且每一個接觸臂54的相應的臂端部56距軸線29大約相同的距離定位。然而，這不是必要的，且臂端部56可以處於不同的相對位置中。如示出的，每一個臂端部56和軸線29之間的距離比第一凸緣38和軸線29之間的距離大。因此，相應的臂端部56之間的間距比帽開口34的尺寸大。

參考圖7，示出了類似於圖6中所示的橫截面圖。

其中相應的陽型插頭端子68插入至連接器端子22中。相應的插頭端子68包括在充電埠20中，如上面參考圖2所描述的。相應的插頭端子68通過在向內方向40上沿軸線29相對於連接器端子22使相應的陽型插頭端子68移動而穿過帽開口34插入至連接器端子22中。另外參考圖6，相應的陽型插頭端子68具有外部寬度，該外部寬度與帽開口34的內部寬度的尺寸大約相同。這允許帽開口34幫助導引相應的插頭端子68與連接器端子22適當地對準。當相應的陽型插頭端子68插入到連接器端子22中時，該相應的陽型插頭端子68接合每一個接觸臂54的接觸區域58並在遠離軸線29的徑向方向上推動接觸臂54。應理解，相應的陽型插頭端子68將在大約相同的時間接合每一個接觸臂54的接觸區域58。然而，如果不同的接觸臂54的接觸區域58位於距端帽30不同的距離，或位於距軸線29不同的距離，則當相應的陽型插頭端子68插入至連接器端子22中時，相應的陽型插頭端子68可以在不同的時間接合一個或多個接觸臂54。

現在參考圖8，示出了可選的連接器端子122的一部分的橫截面細節，類似於圖6中示出的視圖。可選的連接器端子122大體上與先前描述的連接器端子22相同，並且相同的部件用相同的數字加上100標註。可選的連接器端子122在接觸部148和端帽130之間的相互作用方面不同於連接器端子22。因此，將不詳細描述可選的連接器端子122的其它部分。

圖8是端子部分128的外端132和附接的端帽130的細節圖。如示出的，可選的連接器端子122包括多個接觸臂，該多個接觸臂在朝外方向155上延伸，使得接觸臂154接合端帽130的第一凸緣138。如對比圖8和圖6可以看出的，可選的連接器端子122包括接觸臂154，接觸臂154相對於端帽130比先前描述的連接器端子22的接觸臂54相對於端帽30延伸在朝外方向155上延伸得更遠。應理解，這可以通過可選的接觸部148在沿軸線129測量的方向上較長，或通過可選的端子部分128在沿軸線129測量的方向上較短來實現。可選地，端帽130的第一凸緣138可以在向內方向40上延伸得更遠，使得接觸臂154接合端帽130的第一凸緣138。如在圖8中示出的，第一凸緣138包括定位成距軸線129比帽開口134更遠的臂接合表面170。當端帽130附接至端子部分128(類似於上面參考圖6描述的過程)時，臂接合表面170與接觸臂154協作，並推動接觸臂154遠離軸線129。應理解，在示出在圖8中的實施方案中，每一個接觸臂154被示出在相應的預加載位置中，該預加載位置不同於相應的靜止位置。當接觸臂154處於其預加載位置中時，相應的接觸區域158距軸線129比當接觸臂154處於其靜止位置中時更遠。另外，當接觸臂154處於其預加載位置中時，相應的臂端部156距軸線129比當接觸臂154處於其靜止位置中時更遠。應理解，當接觸臂154處於其預加載位置中時，軸線129和接觸部分158之間的最小距離通過接觸臂154和第一凸緣138的接合被限制。另外，示出的接合部分158大致布置在與軸線129同軸的接合圓172(由於其被側向地示出，在圖8中可以看到一條線)的圓周上。由於相應的陽型插頭端子更可能在大約相同的時間接合接觸臂158中的每一個，因此當相應的陽型插頭端子(在圖8中未示出)插入時這是有利的。

儘管上文描述了示例性實施方案，但是並不意味著這描述了本發明的所有可能的形式。而是，在說明書中使用的詞句是描述而不是限制的詞句，並且應理解，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下可做出各種變化。此外，可以結合實現的實施方式的特徵以形成本發明的另外的實施方案。

此外，示出的充電系統10是連接器組件18適合於使用的環境的一個說明性的、非限制性的示例。連接器組件18與連接器端子22可以用於需要電連接的其它環境中以及其它目的。

本發明的操作原理和模式已在其優選實施方案中被解釋和闡釋。然而，必須理解，本發明可以以與具體地解釋和闡釋的方式不同的方式被實踐而不背離本發明的精神或範圍。