电端子的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电端子。电端子包括具有带有形成大体多面体结构的至少三个侧部的接触部分底座的接触部分。至少一个接触臂从侧部中的至少一些延伸，并且被布置以接收匹配的电组件。弹簧布置包括从弹簧底座延伸的多个弹簧臂。弹簧臂中的每一个包括在接触部分的远端附近与至少一个相应的接触臂接触以用于在朝向端子的中心轴线的方向上向接触臂施加力的弹簧头部。弹簧底座包括配置为支撑匹配的电组件的支撑结构。
【专利说明】电端子
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年9月26日提交的第61/705，830号美国临时专利申请的权益并要求2013年5月29日提交的第13/904，195号美国专利申请的优先权，其公开内容在此通过引用全部并入。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种电端子。
[0004]背景
[0005]已知电端子具有各种构造。电端子的例子在下面的专利和专利申请中描述:US5334058、US6475040、DE10019241、US5755599、US5664972、US4040713、US5064379、US5147230, US5064379, W08905531和US20090085712。随着进行电连接的圆形和方形的引脚的使用增加一与平的刀形开关相反一存在可接纳这样的引脚的电端子的需要，并且该电端子可处理在许多现代应用中发现的更高的电流负荷以及维持关于匹配的引脚的许多次插入和移除所需的法向力。
[0006]概述
[0007]本发明的至少一些实施方式包括电端子，电端子包括具有带有多个侧部并形成多面体结构的接触部分底座的接触部分。接触部分还包括多个接触臂，接触臂中的至少一个从侧部中的至少两个中的相应一个延伸。接触臂被布置以接纳匹配的电组件以在匹配的电组件的远端部分处与接触臂中的每一个接触。弹簧布置包括弹簧底座和从弹簧底座延伸的多个弹簧臂。弹簧臂的每一个在接触部分的远端附近接触接触臂中的至少一个以用于在朝向接触部分的中心轴线的方向上向接触臂施加力。弹簧底座朝向接触部分的近端部署并且包括用于接纳穿过其的匹配的电组件的孔。孔被确定大小使得匹配的电组件的近端部分被弹簧底座支撑。
[0008]本发明的至少一些实施方式包括电端子，电端子包括具有带有多个侧部并形成具有中心轴线的多面体结构的接触部分底座的接触部分。接触部分还包括多个接触臂，接触臂中的至少一个从侧部中的至少两个中的相应一个延伸。接触臂被布置以接纳匹配的电组件以在匹配的电组件的远端部分处与接触臂中的每一个接触。弹簧布置包括部署在接触部分内并朝向其近端的弹簧底座。弹簧布置还包括从其延伸的多个弹簧臂，弹簧臂中的每一个在接触部分的远端附近接触接触臂中的至少一个以用于在朝向接触部分的中心轴线的方向上向接触臂施加力。弹簧底座包括用于支撑匹配的电组件的近端部分的支撑结构。
[0009]本发明的至少一些实施方式包括电端子，电端子包括具有被布置以接纳匹配的电组件并在其远端部分处支撑匹配的电组件的多个接触臂的接触部分。弹簧布置包括部署在接触部分内并朝向其近端的弹簧底座。弹簧底座包括用于支撑匹配的电组件的近端部分的支撑结构。
[0010]附图简述
[0011]图1示出了依照本发明的实施方式的电端子的透视图；[0012]图2示出了来自图1的带有圆形引脚形式的匹配的电组件的电端子的片段视图；
[0013]图3示出了依照本发明的实施方式的电端子的透视图；
[0014]图4示出了来自图3的带有圆形引脚形式的匹配的电组件的电端子的片段视图；
[0015]图5示出了依照本发明的实施方式的具有带侧壁的近端的电端子的透视图；
[0016]图6示出了依照本发明的实施方式的具有带有多个材料层的近端的电端子的透视图；以及
[0017]图7示出了依照本发明的另一种实施方式的具有锁闭接触部分的电端子的透视图。
[0018]发明详述
[0019]如所需要的，在此公开了本发明的详细实施方式；然而，应理解公开的实施方式仅仅是可以各种形式和可选择的形式实施的本发明的典型。附图不一定按比例；一些特征可被放大或缩小以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体的结构的和功能的细节不被解释为限制，而是仅仅作为用于教导本领域的技术人员不同地实施本发明的代表性基础。
[0020]图1示出了依照本发明的实施方式的电端子10的透视图。端子10包括具有接触部分底座13和形成一般矩形结构的侧部14、16、18、20的接触部分12。接触部分12还包括四对接触臂22、24、26、28，每对从侧部14、16、18、20中相应一个延伸。如在以下更详细地描述的，接触臂22、24、26、28被布置以接纳匹配的电组件，如圆形或方形引脚，使得每对接触臂22、24、26、28接触匹配的电组件。
[0021]端子10还包括包含四个弹簧臂32、34、36、38的弹簧布置30。弹簧臂32、34、36、38中的每一个具有沿各自的一对接触臂22、24、26、28的中心部分部署的各自的弹簧体40、42、44、46。弹簧臂32、34、36、38中的每一个也包括在接触部分12的远端58附近与各自的一对接触臂22、24、26、28接触的各自的弹簧头部50、52、54、56。弹簧头部50、52、54、56在朝向相对的一对接触臂的方向上对各自的一对接触臂22、24、26、28施加力一例如，弹簧头部56在朝向相对的一对接触臂24的方向上对接触臂28施加力；类似地，接触头部34在朝向相对的一对接触臂28的方向上对接触臂24施加力。如在下面更详细地解释的，弹簧布置的构造，并且尤其弹簧头部与各自的一对接触臂的接触，增加了将被施加到诸如引脚的匹配的电元件的法向力。
[0022]虽然图1中示出的实施方式是四个侧部的一般矩形的结构，但是本发明的实施方式可包括少于或多于四个侧部以创建不同类型的一般多面体的结构。例如，三个侧部的结构可具有一般三角形的横截面，并且五个侧部的结构可具有一般五边形的横截面。在这种情况下，弹簧将不对一组接触臂在朝向相对的一对接触臂的方向上施加力，这是因为以上的例子具有奇数数量的侧壁。而是，在这些实施方式中的弹簧将在朝向接触部分12的中心轴线诸如图1中示出的轴线59的方向上对各自的接触臂施加力。除了以上描述的实施方式，诸如接触部分12的接触部分可具有奇数或偶数数量的侧部，但具有仅仅从一些侧部延伸出的接触臂。例如，接触部分12可被配置为八边形结构，但具有仅仅从4个侧部延伸出的接触臂。
[0023]诸如端子10的端子可有效地在高电流应用中使用，在这里当存在与一些高电流应用相关的潜在的高热量的时候，软的铜导体可能会失去其施加法向力的能力。为了有助于避免这个问题，一些现有技术的电端子使用可具有较好的高温性能的铜合金或其它金属合金；然而，这经常损害用更纯的铜或用更软的铜合金或其它金属合金可以更好的导电性。在图1中所示的电端子中，接触部分12可由相对软的铜材料构成，如C151，或其它的具有良好的导电性的材料，如铝合金，而弹簧布置30可由相对坚硬且坚固的材料构成，如301不锈钢。
[0024]虽然被弹簧头部50、52、54、56施加到接触臂22、24、26、28的张力通常将足够保持组件处于它们的相对取向，但是图1中示出的实施方式提供了附加的特征以进一步确保维持相对取向。如图1中所示，弹簧体40、42、44、46的每一个具有部署在各自的一对接触臂22、24、26、28之间的至少一部分，其有助于确保弹簧头部50、52、54、56处于适当的位置并且在该对接触臂22、24、26、28中的各自的接触臂的每一个之间一般平等地施加力。特别地，接触臂22、24、26、28和相关的弹簧体40、42、44、46的布置有助于确保它们之间的相对横向运动被禁止，或者至少抑制或另外限制。还如图1中所示，接触部分12包括配置为与电线或其它电组件连接的平台60，例如，通过超声波焊接连接。平台60从接触部分12的近端61延伸。
[0025]图2示出了图1中示出的电端子10的片段视图。除了弹簧臂32、34、36 (图2中不可见)、38和各自的弹簧体和弹簧头部(图2中未标记)外，弹簧布置30还包括弹簧底座62，弹簧臂32、34、36、38的每一个从弹簧底座62向外延伸。弹簧底座62和弹簧臂32、34、36,38在这个实施方式中由单件材料构成。弹簧底座62包括支撑结构，支撑结构在这个实施方式中包括穿过其部署以用于接纳诸如圆形引脚66的匹配的电组件的孔64。孔64被确定大小用于以间隙配合或甚至略微过盈配合容纳引脚66。这种构造有助于支撑引脚66并允许端子10与比否则可能是可以的引脚长的引脚相匹配。就是说，假如在诸如引脚66的长引脚与电端子10之间的唯一接触在接触臂22、24、26、28处(见图1)，则引脚66和端子10之间的不期望量的相对运动可能发生。具有配置有孔64的弹簧底座62提供了减少这种相对运动并且从而允许端子10与诸如引脚66的较长引脚连接所需的额外的支撑。
[0026]在图2中所示的实施方式中，支撑结构还包括围绕孔64部署的颈部68，并且颈部68可以例如通过拉延工艺形成。应理解，不是本发明的所有实施方式可具有这个特征；然而，这种构造具有为引脚66提供额外支撑的优点，并且还可加强弹簧布置30。虽然孔64 —般是圆形的，但它也可以是其它形状，例如，方形，其将容纳具有方形横截面的引脚。如图2中所见，弹簧底座62部署在接触部分12内，并且特别地，部署在接触部分底座13内。图2中也示出弹簧臂32、34、36、38穿过接触部分12并沿各自的一对接触臂的外部延伸(也见图1)。
[0027]虽然只有接触臂28中的一个在图2中示出，应理解，引脚66将与所有的接触臂
22、24、26、28接触一见图1。特别地，接触臂22、24、26、28将与引脚66的远端部分70接触并在引脚66的远端部分70提供支撑。相比之下，包括孔64和颈部68的弹簧底座62在引脚66的近端部分72提供支撑。在一般情况下，接触臂22、24、26、28和弹簧底座62在引脚66的大体相对的端部70、72提供支撑，即使在从引脚66的最远端稍微向内定位的点提供了支撑。如上所述，弹簧头部50、52、54、56对接触臂22、24、26、28施加力并提供强度，并且以这种方式，也有助于在远端部分70支撑引脚26。
[0028]图3示出了依照本发明的另外的实施方式的电端子74的透视图。端子74包括具有接触部分底座78和形成一般矩形结构的四个侧部80、82、84、86的接触部分76。接触部分78还包括四个接触臂88、90、92、94。如以上关于图1中示出的实施方式所描述的，图5中示出的端子74也可具有少于或多于四个侧部，至少它们的一些具有从其延伸的至少一个接触臂。端子74也包括弹簧布置96，弹簧布置96具有四个弹簧臂98、100、102、104。弹簧臂98、100、102、104的每一个包括形成各自的弹簧体99、101、103、105的一对细长元件，该一对细长元件跨越接触臂88、90、92、94中的相应一个，并且在弹簧头部106、108、110、112终止。
[0029]弹簧头部106、108、110、112每个在接触部分76的远端114附近接触接触臂88、90、92、94中的相应一个并且在朝向接触臂88、90、92、94的相对的一个的方向上施加力。更一般地，弹簧头部106、108、110、112每个在朝向接触部分76的中心轴线115的方向上对接触臂88、90、92、94中相应的一个施加力。像图1中示出的端子10 —样，端子74包括配置为与电线或其它的电组件连接的平台116，例如，通过超声波焊接而连接。
[0030]图4示出了图3中示出的电端子74的片段视图。除了弹簧臂98、100、102 (图4中不可见)、104和各自的弹簧头部(图4中未标记)外，弹簧布置96还包括弹簧底座118，弹簧臂98、100、102、104的每一个从弹簧底座96向外延伸。弹簧底座118和弹簧臂98、100、102、104在这个实施方式中由单件材料构成。弹簧底座118包括支撑结构，支撑结构在这个实施方式中包括穿过其部署的用于接纳诸如圆形引脚122的匹配的电组件的孔120。孔120被确定大小用于以间隙配合或甚至略微过盈配合容纳引脚122。这种构造有助于支撑引脚122并允许端子74与比否则可能是可以的引脚长的引脚相匹配。类似于图1和图2中示出的端子10，端子74的弹簧底座118在引脚122的近端部分123支撑引脚122，而接触臂88、90、92、94一也见图1一支撑引脚122的远端部分125。
[0031]如以上所描述的，诸如孔120的孔不必是圆形的，而是可被配置为容纳不同横截面外形的匹配的电组件，如，方形引脚。类似于图1和图2中示出的端子10，弹簧底座118中的孔120包括颈部124，其可例如通过拉延工艺形成。如以上所描述的，不是本发明的所有实施方式可具有诸如围绕孔120的颈部124的颈部；然而，这个构造具有为引脚122提供额外的支撑的优点，并且还可加强弹簧布置96。
[0032]图5示出了具有类似于图1中示出的端子10的构造的电端子126。端子126包括接触部分128和弹簧布置130。然而，可看到端子126的近端132中的不同，在这里平台134被一般垂直于平台134定向的两个侧部136、138限制。如图5中所示，在近端132的两个侧部136、138是界定接触部分128的侧部中的两个的延伸部。为端子126的近端132配置有垂直侧部136、138 (如图5中所示)有助于加强平台134并且可提供额外的弯曲抗力。这在端子126是非常小的尺寸的应用中特别重要。
[0033]如上所述，诸如端子126的端子可尤其适合于弹簧布置130能够维持其强度的高电流、高温的应用。在这些类型的应用中，也需要具有配置为更好地处理高电流、高温环境的端子的其它部分。如图5中所示，平台134包括两个材料层140、142。如以上结合图1和图3所描述的，诸如平台134的平台可提供用于诸如电线或其它的导体的电组件的连接点。提供诸如层140、142的多个材料层有助于确保有足够的材料以处理端子126可遇到的高电流、高温应用。这可以是特别重要，这是由于平台134可由与接触部分128的其他部分相同的高导电性材料构成，例如，铜合金或铝合金，并且因此可以是相对低强度的材料；所以单一层的该材料不可能提供这些应用所期望的强度和耐久性。[0034]图6示出了包括接触部分146和弹簧布置148的电端子144。端子144的近端150配置有具有四个材料层154、156、158、160的平台152，其可提供比图5中示出的两层平台134甚至更多的电流运输能力。这些材料层可例如由接触部分146的四个侧部162、164、166、168形成。因而，在至少一些实施方式中，接触部分146可从单一件导电材料冲压出，并且接着折叠以界定大体矩形的多面体，并且接着在诸如近端150的近端进一步折叠以产生材料层154、156、158、160。以这种方式，材料层154、156、158、160构成四个侧部162、164、166,168的一部分。可选择地，诸如平台152的平台可用特定应用所需的附加的材料层加强。以这种方式，本发明的至少一些实施方式可被明确地调整用于可具有不同的电流运输需求和温度需求的特定应用。
[0035]图7示出了包括接触部分172和弹簧布置174的电端子170。端子170的近端176包括具有两个侧壁180、182的平台178。接触部分172包括允许接触部分锁闭到自身上的锁闭特征184。虽然接触部分172是八边形的，并且因而具有八个侧部186、188、190、192、194、196、198、200，但是仅仅侧部中的四个186、188、190、192具有从其延伸的接触臂202、204、206、208，说明了在至少一些实施方式中，不是接触部分的每个侧部都需要具有接触臂或从其延伸的臂。
[0036]具有带有锁闭特征的接触部分，诸如具有锁闭特征184的接触部分172，有助于通过消除沿着当接触部分被折叠成矩形或其它的多面体外形诸如图7中所示的八边形外形时所形成的侧部186、188、190、192、194、196,198,200的全部长度延伸的任何敞开的通道，来增加端子170的强度。其也可通过电学上收集接触部分172的所有的侧部增加端子170的电性能。虽然锁闭特征184包括插片和匹配的狭槽，两者一般配置为梯形，但是依照本发明的实施方式的锁闭特征可具有其它的几何构造。
[0037]可选择地，依照本发明的实施方式的电端子可具有不包括互相连接的几何外形的锁闭特征。例如，锁闭特征可通过材料的增加或通过用于将侧部连接在一起的工艺被界定。例如，图6中示出的接触部分146的侧部162包括敞开的通道210，其可沿它的长度被激光焊接以产生锁闭特征。用于封闭通道210以产生锁闭特征的其它的方法和/或材料可包括例如超声波焊接、钎料或导电黏合剂。这种类型的锁闭特征也可增加端子的强度和改善端子的电性能。
[0038]虽然以上描述了典型的实施方式，但是并不意味着这些实施方式描述了本发明的所有可能的形式。更确切的说，在说明书中使用的词语是描述性的而不是限制性的词语，并且应理解可不脱离本发明的精神和范围进行各种改变。此外，各种实施方式的特征可被结合以形成本发明的另外的实施方式。
【权利要求】
1.一种电端子,包括: 接触部分，其包括具有多个侧部并形成多面体结构的接触部分底座，所述接触部分还包括多个接触臂，所述接触臂中的至少一个从所述侧部中的至少两个中的相应一个延伸，所述接触臂被布置以接纳匹配的电组件以在所述匹配的电组件的远端部分处接触所述接触臂中的每一个；以及 弹簧布置，其包括弹簧底座和从所述弹簧底座延伸的多个弹簧臂，所述弹簧臂中的每一个在所述接触部分的远端附近接触所述接触臂中的至少一个以用于在朝向所述接触部分的中心轴线的方向上向所述接触臂施加力，所述弹簧底座朝向所述接触部分的近端部署并包括孔，所述孔用于接纳通过其的所述匹配的电组件并且被确定大小使得所述匹配的电组件的近端部分被所述弹簧底座支撑。
2.根据权利要求1所述的电端子，其中所述弹簧底座还包括围绕所述孔部署的颈部，使得所述颈部为被所述孔接纳的所述匹配的电组件提供支撑。
3.根据权利要求1所述的电端子，其中所述接触部分还包括部署在所述接触部分的近端并配置为接纳电组件的平台，所述平台包括多个材料层。
4.根据权利要求3所述的电端子，其中所述平台包括从其延伸的多个侧部。
5.根据权利要求3所述的电端子，其中所述平台的所述材料层中的至少一些构成所述接触部分的所述侧部中的至少一个的一部分。
6.根据权利要求5所述的电端子，其中所述平台包括构成所述接触部分的四个侧部的一部分的四个材料层。
7.根据权利要求1所述的电端子，其中所述接触部分包括将所述接触部分的所述侧部连接在一起并消除沿着所述侧部的全部长度延伸的任何敞开的通道的锁闭特征。
8.—种电端子,包括: 接触部分，其包括具有多个侧部并形成具有中心轴线的多面体结构的接触部分底座，所述接触部分还包括多个接触臂，所述接触臂中的至少一个从所述侧部中的至少两个中的相应一个延伸，所述接触臂被布置以接纳匹配的电组件以在所述匹配的电组件的远端部分处接触所述接触臂中的每一个；以及 弹簧布置，其包括部署在所述接触部分内并朝向其近端的弹簧底座，所述弹簧布置还包括从其延伸的多个弹簧臂，所述弹簧臂中的每一个在所述接触部分的远端附近接触所述接触臂中的至少一个，以用于在朝向所述接触部分的所述中心轴线的方向上向所述接触臂施加力，所述弹簧底座包括用于支撑所述匹配的电组件的近端部分的支撑结构。
9.根据权利要求8所述的电端子，其中所述支撑结构包括穿过所述弹簧底座部署以用于将所述匹配的电组件的所述近端部分接纳在其中的孔，所述孔被确定大小使得所述匹配的电组件的所述近端部分被所述弹簧底座支撑。
10.根据权利要求9所述的电端子，其中所述弹簧底座还包括围绕所述孔部署的颈部，使得所述颈部为被所述孔接纳的所述匹配的电组件提供支撑。
11.根据权利要求8所述的电端子，其中所述接触部分还包括部署在所述接触部分的近端并配置为接纳电组件的平台，所述平台包括多个材料层。
12.根据权利要求11所述的电端子，其中所述平台的所述材料层中的至少一些构成所述接触部分的所述侧部中的至少一个的一部分。
13.根据权利要求12所述的电端子，其中所述平台包括构成所述接触部分的四个侧部的一部分的四个材料层。
14.根据权利要求11所述的电端子，其中所述平台包括从其延伸的多个侧部。
15.根据权利要求8所述的电端子，其中所述接触部分包括将所述接触部分的所述侧部连接在一起并消除沿着所述侧部的全部长度延伸的任何敞开的通道的锁闭特征。
16.—种电端子,包括: 接触部分，其包括被布置以接纳匹配的电组件并在其远端部分处支撑所述匹配的电组件的多个接触臂；以及 弹簧布置，其包括部署在所述接触部分内并朝向其近端的弹簧底座，所述弹簧底座包括用于支撑所述匹配的电组件的近端部分的支撑结构。
17.根据权利要求16所述的电端子，其中所述弹簧布置还包括从其延伸的多个弹簧臂，所述弹簧臂中的每一个在所述接触部分的远端附近接触所述接触臂中的至少一个，以用于在朝向所述接触部分的中心轴线的方向上向所述接触臂施加力。
18.根据权利要求16所述的电端子，其中所述支撑结构包括穿过所述弹簧底座部署以用于将所述匹配的电组件的所述近端部分接纳在其中的孔，所述孔被确定大小使得所述匹配的电组件的所述近端部分被所述弹簧底座支撑。
19.根据权利要求18所述的电端子，其中所述弹簧底座还包括围绕所述孔部署的颈部，使得所述颈部为被所述孔接纳的所述匹配的电组件提供支撑。
20.根据权利要求16所述的电端子，其中所述接触部分包括将所述接触部分的侧部连接在一起并消除沿着所述侧部的全部长度延伸的任何敞开的通道的锁闭特征。
【文档编号】H01R13/18GK103682733SQ201310431776
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2012年9月26日
【发明者】迈克尔·格利克, 斯洛博丹·帕夫诺维奇, 图拉西·萨德拉斯-拉温德拉 申请人:李尔公司