電端子的製作方法
2023-10-08 01:03:04 1
電端子的製作方法
【專利摘要】本發明涉及電端子。電端子包括具有帶有形成大體多面體結構的至少三個側部的接觸部分底座的接觸部分。至少一個接觸臂從側部中的至少一些延伸，並且被布置以接收匹配的電組件。彈簧布置包括從彈簧底座延伸的多個彈簧臂。彈簧臂中的每一個包括在接觸部分的遠端附近與至少一個相應的接觸臂接觸以用於在朝向端子的中心軸線的方向上向接觸臂施加力的彈簧頭部。彈簧底座包括配置為支撐匹配的電組件的支撐結構。
【專利說明】電端子
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年9月26日提交的第61/705，830號美國臨時專利申請的權益並要求2013年5月29日提交的第13/904，195號美國專利申請的優先權，其公開內容在此通過引用全部併入。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種電端子。
[0004]背景
[0005]已知電端子具有各種構造。電端子的例子在下面的專利和專利申請中描述:US5334058、US6475040、DE10019241、US5755599、US5664972、US4040713、US5064379、US5147230, US5064379, W08905531和US20090085712。隨著進行電連接的圓形和方形的引腳的使用增加一與平的刀形開關相反一存在可接納這樣的引腳的電端子的需要，並且該電端子可處理在許多現代應用中發現的更高的電流負荷以及維持關於匹配的引腳的許多次插入和移除所需的法向力。
[0006]概述
[0007]本發明的至少一些實施方式包括電端子，電端子包括具有帶有多個側部並形成多面體結構的接觸部分底座的接觸部分。接觸部分還包括多個接觸臂，接觸臂中的至少一個從側部中的至少兩個中的相應一個延伸。接觸臂被布置以接納匹配的電組件以在匹配的電組件的遠端部分處與接觸臂中的每一個接觸。彈簧布置包括彈簧底座和從彈簧底座延伸的多個彈簧臂。彈簧臂的每一個在接觸部分的遠端附近接觸接觸臂中的至少一個以用於在朝向接觸部分的中心軸線的方向上向接觸臂施加力。彈簧底座朝向接觸部分的近端部署並且包括用於接納穿過其的匹配的電組件的孔。孔被確定大小使得匹配的電組件的近端部分被彈簧底座支撐。
[0008]本發明的至少一些實施方式包括電端子，電端子包括具有帶有多個側部並形成具有中心軸線的多面體結構的接觸部分底座的接觸部分。接觸部分還包括多個接觸臂，接觸臂中的至少一個從側部中的至少兩個中的相應一個延伸。接觸臂被布置以接納匹配的電組件以在匹配的電組件的遠端部分處與接觸臂中的每一個接觸。彈簧布置包括部署在接觸部分內並朝向其近端的彈簧底座。彈簧布置還包括從其延伸的多個彈簧臂，彈簧臂中的每一個在接觸部分的遠端附近接觸接觸臂中的至少一個以用於在朝向接觸部分的中心軸線的方向上向接觸臂施加力。彈簧底座包括用於支撐匹配的電組件的近端部分的支撐結構。
[0009]本發明的至少一些實施方式包括電端子，電端子包括具有被布置以接納匹配的電組件並在其遠端部分處支撐匹配的電組件的多個接觸臂的接觸部分。彈簧布置包括部署在接觸部分內並朝向其近端的彈簧底座。彈簧底座包括用於支撐匹配的電組件的近端部分的支撐結構。
[0010]附圖簡述
[0011]圖1示出了依照本發明的實施方式的電端子的透視圖；[0012]圖2示出了來自圖1的帶有圓形引腳形式的匹配的電組件的電端子的片段視圖；
[0013]圖3示出了依照本發明的實施方式的電端子的透視圖；
[0014]圖4示出了來自圖3的帶有圓形引腳形式的匹配的電組件的電端子的片段視圖；
[0015]圖5示出了依照本發明的實施方式的具有帶側壁的近端的電端子的透視圖；
[0016]圖6示出了依照本發明的實施方式的具有帶有多個材料層的近端的電端子的透視圖；以及
[0017]圖7示出了依照本發明的另一種實施方式的具有鎖閉接觸部分的電端子的透視圖。
[0018]發明詳述
[0019]如所需要的，在此公開了本發明的詳細實施方式；然而，應理解公開的實施方式僅僅是可以各種形式和可選擇的形式實施的本發明的典型。附圖不一定按比例；一些特徵可被放大或縮小以示出特定組件的細節。因此，在此公開的具體的結構的和功能的細節不被解釋為限制，而是僅僅作為用於教導本領域的技術人員不同地實施本發明的代表性基礎。
[0020]圖1示出了依照本發明的實施方式的電端子10的透視圖。端子10包括具有接觸部分底座13和形成一般矩形結構的側部14、16、18、20的接觸部分12。接觸部分12還包括四對接觸臂22、24、26、28，每對從側部14、16、18、20中相應一個延伸。如在以下更詳細地描述的，接觸臂22、24、26、28被布置以接納匹配的電組件，如圓形或方形引腳，使得每對接觸臂22、24、26、28接觸匹配的電組件。
[0021]端子10還包括包含四個彈簧臂32、34、36、38的彈簧布置30。彈簧臂32、34、36、38中的每一個具有沿各自的一對接觸臂22、24、26、28的中心部分部署的各自的彈簧體40、42、44、46。彈簧臂32、34、36、38中的每一個也包括在接觸部分12的遠端58附近與各自的一對接觸臂22、24、26、28接觸的各自的彈簧頭部50、52、54、56。彈簧頭部50、52、54、56在朝向相對的一對接觸臂的方向上對各自的一對接觸臂22、24、26、28施加力一例如，彈簧頭部56在朝向相對的一對接觸臂24的方向上對接觸臂28施加力；類似地，接觸頭部34在朝向相對的一對接觸臂28的方向上對接觸臂24施加力。如在下面更詳細地解釋的，彈簧布置的構造，並且尤其彈簧頭部與各自的一對接觸臂的接觸，增加了將被施加到諸如引腳的匹配的電元件的法向力。
[0022]雖然圖1中示出的實施方式是四個側部的一般矩形的結構，但是本發明的實施方式可包括少於或多於四個側部以創建不同類型的一般多面體的結構。例如，三個側部的結構可具有一般三角形的橫截面，並且五個側部的結構可具有一般五邊形的橫截面。在這種情況下，彈簧將不對一組接觸臂在朝向相對的一對接觸臂的方向上施加力，這是因為以上的例子具有奇數數量的側壁。而是，在這些實施方式中的彈簧將在朝向接觸部分12的中心軸線諸如圖1中示出的軸線59的方向上對各自的接觸臂施加力。除了以上描述的實施方式，諸如接觸部分12的接觸部分可具有奇數或偶數數量的側部，但具有僅僅從一些側部延伸出的接觸臂。例如，接觸部分12可被配置為八邊形結構，但具有僅僅從4個側部延伸出的接觸臂。
[0023]諸如端子10的端子可有效地在高電流應用中使用，在這裡當存在與一些高電流應用相關的潛在的高熱量的時候，軟的銅導體可能會失去其施加法向力的能力。為了有助於避免這個問題，一些現有技術的電端子使用可具有較好的高溫性能的銅合金或其它金屬合金；然而，這經常損害用更純的銅或用更軟的銅合金或其它金屬合金可以更好的導電性。在圖1中所示的電端子中，接觸部分12可由相對軟的銅材料構成，如C151，或其它的具有良好的導電性的材料，如鋁合金，而彈簧布置30可由相對堅硬且堅固的材料構成，如301不鏽鋼。
[0024]雖然被彈簧頭部50、52、54、56施加到接觸臂22、24、26、28的張力通常將足夠保持組件處於它們的相對取向，但是圖1中示出的實施方式提供了附加的特徵以進一步確保維持相對取向。如圖1中所示，彈簧體40、42、44、46的每一個具有部署在各自的一對接觸臂22、24、26、28之間的至少一部分，其有助於確保彈簧頭部50、52、54、56處於適當的位置並且在該對接觸臂22、24、26、28中的各自的接觸臂的每一個之間一般平等地施加力。特別地，接觸臂22、24、26、28和相關的彈簧體40、42、44、46的布置有助於確保它們之間的相對橫向運動被禁止，或者至少抑制或另外限制。還如圖1中所示，接觸部分12包括配置為與電線或其它電組件連接的平臺60，例如，通過超聲波焊接連接。平臺60從接觸部分12的近端61延伸。
[0025]圖2示出了圖1中示出的電端子10的片段視圖。除了彈簧臂32、34、36 (圖2中不可見)、38和各自的彈簧體和彈簧頭部(圖2中未標記)外，彈簧布置30還包括彈簧底座62，彈簧臂32、34、36、38的每一個從彈簧底座62向外延伸。彈簧底座62和彈簧臂32、34、36,38在這個實施方式中由單件材料構成。彈簧底座62包括支撐結構，支撐結構在這個實施方式中包括穿過其部署以用於接納諸如圓形引腳66的匹配的電組件的孔64。孔64被確定大小用於以間隙配合或甚至略微過盈配合容納引腳66。這種構造有助於支撐引腳66並允許端子10與比否則可能是可以的引腳長的引腳相匹配。就是說，假如在諸如引腳66的長引腳與電端子10之間的唯一接觸在接觸臂22、24、26、28處(見圖1)，則引腳66和端子10之間的不期望量的相對運動可能發生。具有配置有孔64的彈簧底座62提供了減少這種相對運動並且從而允許端子10與諸如引腳66的較長引腳連接所需的額外的支撐。
[0026]在圖2中所示的實施方式中，支撐結構還包括圍繞孔64部署的頸部68，並且頸部68可以例如通過拉延工藝形成。應理解，不是本發明的所有實施方式可具有這個特徵；然而，這種構造具有為引腳66提供額外支撐的優點，並且還可加強彈簧布置30。雖然孔64 —般是圓形的，但它也可以是其它形狀，例如，方形，其將容納具有方形橫截面的引腳。如圖2中所見，彈簧底座62部署在接觸部分12內，並且特別地，部署在接觸部分底座13內。圖2中也示出彈簧臂32、34、36、38穿過接觸部分12並沿各自的一對接觸臂的外部延伸(也見圖1)。
[0027]雖然只有接觸臂28中的一個在圖2中示出，應理解，引腳66將與所有的接觸臂
22、24、26、28接觸一見圖1。特別地，接觸臂22、24、26、28將與引腳66的遠端部分70接觸並在引腳66的遠端部分70提供支撐。相比之下，包括孔64和頸部68的彈簧底座62在引腳66的近端部分72提供支撐。在一般情況下，接觸臂22、24、26、28和彈簧底座62在引腳66的大體相對的端部70、72提供支撐，即使在從引腳66的最遠端稍微向內定位的點提供了支撐。如上所述，彈簧頭部50、52、54、56對接觸臂22、24、26、28施加力並提供強度，並且以這種方式，也有助於在遠端部分70支撐引腳26。
[0028]圖3示出了依照本發明的另外的實施方式的電端子74的透視圖。端子74包括具有接觸部分底座78和形成一般矩形結構的四個側部80、82、84、86的接觸部分76。接觸部分78還包括四個接觸臂88、90、92、94。如以上關於圖1中示出的實施方式所描述的，圖5中示出的端子74也可具有少於或多於四個側部，至少它們的一些具有從其延伸的至少一個接觸臂。端子74也包括彈簧布置96，彈簧布置96具有四個彈簧臂98、100、102、104。彈簧臂98、100、102、104的每一個包括形成各自的彈簧體99、101、103、105的一對細長元件，該一對細長元件跨越接觸臂88、90、92、94中的相應一個，並且在彈簧頭部106、108、110、112終止。
[0029]彈簧頭部106、108、110、112每個在接觸部分76的遠端114附近接觸接觸臂88、90、92、94中的相應一個並且在朝向接觸臂88、90、92、94的相對的一個的方向上施加力。更一般地，彈簧頭部106、108、110、112每個在朝向接觸部分76的中心軸線115的方向上對接觸臂88、90、92、94中相應的一個施加力。像圖1中示出的端子10 —樣，端子74包括配置為與電線或其它的電組件連接的平臺116，例如，通過超聲波焊接而連接。
[0030]圖4示出了圖3中示出的電端子74的片段視圖。除了彈簧臂98、100、102 (圖4中不可見)、104和各自的彈簧頭部(圖4中未標記)外，彈簧布置96還包括彈簧底座118，彈簧臂98、100、102、104的每一個從彈簧底座96向外延伸。彈簧底座118和彈簧臂98、100、102、104在這個實施方式中由單件材料構成。彈簧底座118包括支撐結構，支撐結構在這個實施方式中包括穿過其部署的用於接納諸如圓形引腳122的匹配的電組件的孔120。孔120被確定大小用於以間隙配合或甚至略微過盈配合容納引腳122。這種構造有助於支撐引腳122並允許端子74與比否則可能是可以的引腳長的引腳相匹配。類似於圖1和圖2中示出的端子10，端子74的彈簧底座118在引腳122的近端部分123支撐引腳122，而接觸臂88、90、92、94一也見圖1一支撐引腳122的遠端部分125。
[0031]如以上所描述的，諸如孔120的孔不必是圓形的，而是可被配置為容納不同橫截面外形的匹配的電組件，如，方形引腳。類似於圖1和圖2中示出的端子10，彈簧底座118中的孔120包括頸部124，其可例如通過拉延工藝形成。如以上所描述的，不是本發明的所有實施方式可具有諸如圍繞孔120的頸部124的頸部；然而，這個構造具有為引腳122提供額外的支撐的優點，並且還可加強彈簧布置96。
[0032]圖5示出了具有類似於圖1中示出的端子10的構造的電端子126。端子126包括接觸部分128和彈簧布置130。然而，可看到端子126的近端132中的不同，在這裡平臺134被一般垂直於平臺134定向的兩個側部136、138限制。如圖5中所示，在近端132的兩個側部136、138是界定接觸部分128的側部中的兩個的延伸部。為端子126的近端132配置有垂直側部136、138 (如圖5中所示)有助於加強平臺134並且可提供額外的彎曲抗力。這在端子126是非常小的尺寸的應用中特別重要。
[0033]如上所述，諸如端子126的端子可尤其適合於彈簧布置130能夠維持其強度的高電流、高溫的應用。在這些類型的應用中，也需要具有配置為更好地處理高電流、高溫環境的端子的其它部分。如圖5中所示，平臺134包括兩個材料層140、142。如以上結合圖1和圖3所描述的，諸如平臺134的平臺可提供用於諸如電線或其它的導體的電組件的連接點。提供諸如層140、142的多個材料層有助於確保有足夠的材料以處理端子126可遇到的高電流、高溫應用。這可以是特別重要，這是由於平臺134可由與接觸部分128的其他部分相同的高導電性材料構成，例如，銅合金或鋁合金，並且因此可以是相對低強度的材料；所以單一層的該材料不可能提供這些應用所期望的強度和耐久性。[0034]圖6示出了包括接觸部分146和彈簧布置148的電端子144。端子144的近端150配置有具有四個材料層154、156、158、160的平臺152，其可提供比圖5中示出的兩層平臺134甚至更多的電流運輸能力。這些材料層可例如由接觸部分146的四個側部162、164、166、168形成。因而，在至少一些實施方式中，接觸部分146可從單一件導電材料衝壓出，並且接著摺疊以界定大體矩形的多面體，並且接著在諸如近端150的近端進一步摺疊以產生材料層154、156、158、160。以這種方式，材料層154、156、158、160構成四個側部162、164、166,168的一部分。可選擇地，諸如平臺152的平臺可用特定應用所需的附加的材料層加強。以這種方式，本發明的至少一些實施方式可被明確地調整用於可具有不同的電流運輸需求和溫度需求的特定應用。
[0035]圖7示出了包括接觸部分172和彈簧布置174的電端子170。端子170的近端176包括具有兩個側壁180、182的平臺178。接觸部分172包括允許接觸部分鎖閉到自身上的鎖閉特徵184。雖然接觸部分172是八邊形的，並且因而具有八個側部186、188、190、192、194、196、198、200，但是僅僅側部中的四個186、188、190、192具有從其延伸的接觸臂202、204、206、208，說明了在至少一些實施方式中，不是接觸部分的每個側部都需要具有接觸臂或從其延伸的臂。
[0036]具有帶有鎖閉特徵的接觸部分，諸如具有鎖閉特徵184的接觸部分172，有助於通過消除沿著當接觸部分被摺疊成矩形或其它的多面體外形諸如圖7中所示的八邊形外形時所形成的側部186、188、190、192、194、196,198,200的全部長度延伸的任何敞開的通道，來增加端子170的強度。其也可通過電學上收集接觸部分172的所有的側部增加端子170的電性能。雖然鎖閉特徵184包括插片和匹配的狹槽，兩者一般配置為梯形，但是依照本發明的實施方式的鎖閉特徵可具有其它的幾何構造。
[0037]可選擇地，依照本發明的實施方式的電端子可具有不包括互相連接的幾何外形的鎖閉特徵。例如，鎖閉特徵可通過材料的增加或通過用於將側部連接在一起的工藝被界定。例如，圖6中示出的接觸部分146的側部162包括敞開的通道210，其可沿它的長度被雷射焊接以產生鎖閉特徵。用於封閉通道210以產生鎖閉特徵的其它的方法和/或材料可包括例如超聲波焊接、釺料或導電黏合劑。這種類型的鎖閉特徵也可增加端子的強度和改善端子的電性能。
[0038]雖然以上描述了典型的實施方式，但是並不意味著這些實施方式描述了本發明的所有可能的形式。更確切的說，在說明書中使用的詞語是描述性的而不是限制性的詞語，並且應理解可不脫離本發明的精神和範圍進行各種改變。此外，各種實施方式的特徵可被結合以形成本發明的另外的實施方式。
【權利要求】
1.一種電端子,包括: 接觸部分，其包括具有多個側部並形成多面體結構的接觸部分底座，所述接觸部分還包括多個接觸臂，所述接觸臂中的至少一個從所述側部中的至少兩個中的相應一個延伸，所述接觸臂被布置以接納匹配的電組件以在所述匹配的電組件的遠端部分處接觸所述接觸臂中的每一個；以及 彈簧布置，其包括彈簧底座和從所述彈簧底座延伸的多個彈簧臂，所述彈簧臂中的每一個在所述接觸部分的遠端附近接觸所述接觸臂中的至少一個以用於在朝向所述接觸部分的中心軸線的方向上向所述接觸臂施加力，所述彈簧底座朝向所述接觸部分的近端部署並包括孔，所述孔用於接納通過其的所述匹配的電組件並且被確定大小使得所述匹配的電組件的近端部分被所述彈簧底座支撐。
2.根據權利要求1所述的電端子，其中所述彈簧底座還包括圍繞所述孔部署的頸部，使得所述頸部為被所述孔接納的所述匹配的電組件提供支撐。
3.根據權利要求1所述的電端子，其中所述接觸部分還包括部署在所述接觸部分的近端並配置為接納電組件的平臺，所述平臺包括多個材料層。
4.根據權利要求3所述的電端子，其中所述平臺包括從其延伸的多個側部。
5.根據權利要求3所述的電端子，其中所述平臺的所述材料層中的至少一些構成所述接觸部分的所述側部中的至少一個的一部分。
6.根據權利要求5所述的電端子，其中所述平臺包括構成所述接觸部分的四個側部的一部分的四個材料層。
7.根據權利要求1所述的電端子，其中所述接觸部分包括將所述接觸部分的所述側部連接在一起並消除沿著所述側部的全部長度延伸的任何敞開的通道的鎖閉特徵。
8.—種電端子,包括: 接觸部分，其包括具有多個側部並形成具有中心軸線的多面體結構的接觸部分底座，所述接觸部分還包括多個接觸臂，所述接觸臂中的至少一個從所述側部中的至少兩個中的相應一個延伸，所述接觸臂被布置以接納匹配的電組件以在所述匹配的電組件的遠端部分處接觸所述接觸臂中的每一個；以及 彈簧布置，其包括部署在所述接觸部分內並朝向其近端的彈簧底座，所述彈簧布置還包括從其延伸的多個彈簧臂，所述彈簧臂中的每一個在所述接觸部分的遠端附近接觸所述接觸臂中的至少一個，以用於在朝向所述接觸部分的所述中心軸線的方向上向所述接觸臂施加力，所述彈簧底座包括用於支撐所述匹配的電組件的近端部分的支撐結構。
9.根據權利要求8所述的電端子，其中所述支撐結構包括穿過所述彈簧底座部署以用於將所述匹配的電組件的所述近端部分接納在其中的孔，所述孔被確定大小使得所述匹配的電組件的所述近端部分被所述彈簧底座支撐。
10.根據權利要求9所述的電端子，其中所述彈簧底座還包括圍繞所述孔部署的頸部，使得所述頸部為被所述孔接納的所述匹配的電組件提供支撐。
11.根據權利要求8所述的電端子，其中所述接觸部分還包括部署在所述接觸部分的近端並配置為接納電組件的平臺，所述平臺包括多個材料層。
12.根據權利要求11所述的電端子，其中所述平臺的所述材料層中的至少一些構成所述接觸部分的所述側部中的至少一個的一部分。
13.根據權利要求12所述的電端子，其中所述平臺包括構成所述接觸部分的四個側部的一部分的四個材料層。
14.根據權利要求11所述的電端子，其中所述平臺包括從其延伸的多個側部。
15.根據權利要求8所述的電端子，其中所述接觸部分包括將所述接觸部分的所述側部連接在一起並消除沿著所述側部的全部長度延伸的任何敞開的通道的鎖閉特徵。
16.—種電端子,包括: 接觸部分，其包括被布置以接納匹配的電組件並在其遠端部分處支撐所述匹配的電組件的多個接觸臂；以及 彈簧布置，其包括部署在所述接觸部分內並朝向其近端的彈簧底座，所述彈簧底座包括用於支撐所述匹配的電組件的近端部分的支撐結構。
17.根據權利要求16所述的電端子，其中所述彈簧布置還包括從其延伸的多個彈簧臂，所述彈簧臂中的每一個在所述接觸部分的遠端附近接觸所述接觸臂中的至少一個，以用於在朝向所述接觸部分的中心軸線的方向上向所述接觸臂施加力。
18.根據權利要求16所述的電端子，其中所述支撐結構包括穿過所述彈簧底座部署以用於將所述匹配的電組件的所述近端部分接納在其中的孔，所述孔被確定大小使得所述匹配的電組件的所述近端部分被所述彈簧底座支撐。
19.根據權利要求18所述的電端子，其中所述彈簧底座還包括圍繞所述孔部署的頸部，使得所述頸部為被所述孔接納的所述匹配的電組件提供支撐。
20.根據權利要求16所述的電端子，其中所述接觸部分包括將所述接觸部分的側部連接在一起並消除沿著所述側部的全部長度延伸的任何敞開的通道的鎖閉特徵。
【文檔編號】H01R13/18GK103682733SQ201310431776
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2012年9月26日
【發明者】麥可·格利克, 斯洛博丹·帕夫諾維奇, 圖拉西·薩德拉斯-拉溫德拉 申請人:李爾公司