挠曲式插入归位触头的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月1日提交的美国临时申请no.62/513,655的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于本文中。

本申请总体上涉及电气连接器领域，并且更具体地涉及一种用于将电线连接到电气部件的连接器。

背景技术：

提供以下描述以帮助读者理解。所提供的信息或引用的参考文献均不承认为现有技术。

各种类型的连接器用于在绝缘电线与任何形式的电子部件或电气部件之间形成连接。这些连接器通常作为具有各种尺寸、间距和电镀选项的插座、插头和笼罩头以供使用。通常，连接器与设计为容纳该连接器的电气部件电联接。例如，通常必须将电气部件设计为具有母插座，以容纳公接触尖头。然而，当期望在电气部件(例如，印刷电路板)的平坦导电焊盘与电气连接器之间进行电气连接时，缺少用于机械固定所述部件的机构提出了新的挑战。换句话说，其中平坦的导电焊盘与电气连接器仅进行接触的传统连接缺乏对振动、冲击和其他可能导致连接分离的力具有抗性的足够牢固的机械连接。此外，当平坦的导电焊盘在有限的空间中时，难以将电线机械地固定到平坦的导电焊盘。

技术实现要素：

本公开的系统、方法和设备各自都具有多个创造性方面，其中单独一个不对本文公开的期望属性单独负责。

电触头包括笼状结构、电线连接部和挠曲接触部。笼状结构包括多个侧壁，所述多个侧壁在电触头的近端处限定电线入口。电线连接部包括从笼状结构的第一侧壁延伸的第一接触尖头和从笼状结构的第二侧壁延伸的第二接触尖头。第一接触尖头和第二接触尖头产生可压紧相应电线的导电芯的夹点。

挠曲接触部包括端壁、从端壁朝向近端延伸的弹性部以及从弹性部延伸的延伸部。端壁位于电触头的远端。即，该壁在与电线入口相对的一端处连接至基部。挠曲接触部还可以包括从延伸部的远端延伸的鼻部。在一个实施方式中，鼻部被镀金以增加其导电性。鼻部从延伸部沿与延伸部从弹性部延伸的方向不同的方向延伸。换句话说，鼻部是倒圆化的(例如，朝向笼状结构向下弯曲)。在一个实施方式中，延伸部包括在弹性部和鼻部之间延伸的直线段。换句话说，延伸部当其从弹性部延伸到鼻部时，它不弯曲或弯折。

弹性部包括在端壁和延伸部之间的弯曲部。另外，弹性部和延伸部从端壁悬臂式设置(例如，它们在一侧连接到端壁)。此外，延伸部的至少一部分悬臂式设置在电线连接部上方。在一个实施方式中，端壁的宽度大于弹性部和延伸部的宽度。这有助于在使用电触头时最小化来自其他对象的干扰。笼状结构、电线连接部和接触部可以整体是单个导电元件。可替选地，笼状结构、电线连接部和接触部可以是机械地且电气地联接在一起的独立的元件。多个侧壁之一包括基部，该基部沿着电线连接部延伸并连接至端壁。换句话说，基部从近端的电线入口延伸到远端的挠曲接触部。端壁在远端垂直于基部延伸。

电触头可以在包括印刷电路板、具有接触焊盘的电气部件、和电线的系统中使用。例如，电触头的基部的一部分可以被安装到印刷电路板或其他刚性结构。在该系统中，接触焊盘可以导电地联接到挠曲接触部，并且电线可以导电地联接到电线连接部，从而在电线和电气部件之间形成导电连接。

在一个实施方式中，为了形成这种连接，将电线插入在电触头的近端处的电线入口中。电线的导电芯延伸到电触头的电线连接部中，使得电线的导电芯在电触头的第一接触尖头和第二接触尖头之间被压紧。电触头还被定位成与电气部件的接触焊盘相邻，以使得挠曲接触部与接触焊盘接触。因此，接触焊盘导电地联接电触头和电线。挠曲接触部在被定位时由于挠曲接触部的变形而储存弹性能量。储存的弹性能量将力反向施加在接触焊盘上。这种配置至少部分是有益的，因为它有助于确保电触头和电气部件在任一部件的移动或移位期间保持导电联接。在一个实施方式中，电触头和电气部件之间的接触在电触头的鼻部和电气部件的接触焊盘之间。

附图说明

图1示出了根据说明性实施方式的电触头的等距视图。

图2示出了根据说明性实施方式的电触头的端视图。

图3a-图3c示出了根据说明性实施方式的在组装的各个阶段期间的电触头、印刷电路板、电线和电气部件的等距视图。

图4a和图4b示出了根据说明性实施方式的电触头的侧视图。

图5示出了根据说明性实施方式的使用电触头的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考各种实施方式，在附图中示出了各种实施方式的一个或多个示例。实施方式是以解释本发明的方式提供的，并不意味着对本发明的限制。例如，作为一个实施方式的一部分说明或描述的特征可以与另一实施方式一起使用以产生又一实施方式。本申请旨在涵盖落入本发明的范围和精神内的这些和其他修改和变型。

本文公开了具有挠曲接触部的电触头。这种电触头用于将一根或多根电线有效且可靠地机械和电联接到电气部件(例如，印刷电路板)。具体地，电触头允许电线的导电元件、电触头和电气部件之间的快速组装式连接。此外，挠曲接触部确保电触头与电气部件之间的电气连接牢固且可靠。具体地，挠曲接触部被设计成允许电触头相对于电气部件稍微移位或移动而不会破坏电气连接。更具体地说，挠曲接触部可以在电触头与电气部件的连接期间移动(例如，向下弯曲)，这在制造和组装电触头和电气部件时允许更大的设计和间距公差。而且，挠曲接触部产生与电气部件的更可靠的电气连接，因为当电触头正确地连接到电气部件时，挠曲接触部将由于挠曲接触部的压缩而将力施加到电气部件上。另外，在挠曲接触部上的鼻部的独特设计确保了，即使当被迫使从其连接位置移开时，电触头也不会损坏电气部件。最后，具有挠曲接触部的电触头允许使用者将电线导电地联接到位于有限空间中的平坦导电焊盘。即，使用者可以将电线简单地附接到电触头(在有限空间的外部)，并将电触头插入到有限空间中，使得挠曲接触部与平坦的导电焊盘导电地联接。

贯穿图1至图5示出了电触头的各种实施方式，并且在下面对其进一步详细描述。电触头被配置为用于将电线的导电芯与电气部件(例如印刷电路板(pcb))连接。在一实施方式中，电触头可各自连接到一根、两根、三根或更多根电线。此外，绝缘壳体可以容纳一个、两个或更多个电触头。应当理解，电触头不受电线位置数量或电触头可以连接的类型的限制。

图1示出了根据说明性实施方式的电触头100的等距视图。电触头100包括笼状结构130、电线连接部140和挠曲接触部150。笼状结构130具有多个侧壁。多个侧壁在电触头的近端198处限定电线入口。

为了易于解释，笼状结构130的多个侧壁被示出为包括基部131、第一侧壁120、第二侧壁122和上表面121。基部131从笼状结构130延伸，并连接笼状结构130、电线连接部140和挠曲接触部150。图1将笼状结构130示出为具有正方形的周边。在其他实施方式中，笼状结构130可以具有多种周边形状中的任何一种，并且可以包括更多或更少的表面。例如，笼状结构130可以包括三个、四个、五个或更多个表面，并且可以具有矩形、三角形或特定应用所需的其他周边形状。在图1的实施方式中，笼状结构130由单个导电元件组成。在可替选的实施方式中，笼状结构130可以由机械和/或电联接在一起的多个元件制成。

电线连接部140包括基部131、第一接触尖头101、第二接触尖头102、上部电线引导部135和下部电线引导部(图1中未示出)。电线连接部140和笼状结构130共用基部131，使得电线连接部140通过基部131与笼状结构130机械地且电气地联接。第一接触尖头101从第一侧壁120的远端(即，朝向电触头100的远端199)延伸并且还从第一侧壁120朝向中心线轴线190向内延伸。第二接触尖头102从第二侧壁122的远端(即，朝向电触头100的远端199)延伸并且还从第二侧壁122朝向中心线轴线190向内延伸。第一接触尖头101和第二接触尖头102在第一接触尖头101和第二接触尖头102可以压紧相应插入的电线的导电芯以将电触头100与相应的电线机械地且电气地联接之处形成夹点107。此外，第一接触尖头101和第二接触尖头102分别包括释放突片103和104。释放突片103和104从它们各自的接触尖头101和102沿平行于中心线轴线190的方向延伸。释放突片103和104提供了用于在第一接触尖头101和第二接触尖头102之间插入工具以用于移除电线的位置。

上部电线引导部135从笼状结构130的上表面121沿与基部131和接触尖头101和102延伸的方向(即，从笼状结构130的侧壁朝向电触头100的远端)相同的方向延伸。另外，当上部电线引导部135从上表面121延伸时，其也朝向中心线轴线190延伸。上部电线引导部135确保将相应的电线的导电芯朝向第一接触尖头101和第二接触尖头102的夹点107引导。此外上部电线引导部135也可以是电触头100和相应电线之间的另一个机械和电气接触点。如图2所示，下部电线引导部(未示出)也可以从笼状结构的下部(即，基部131)延伸。

挠曲接触部150连接到基部131，并且包括端壁113、弹性部114、延伸部115和鼻部116。端壁113在电触头100的远端199处连接到基部131。端壁113被示出为基部131的向上弯曲部分。在可替选的实施方式中，端壁113可以是与基部131不同的元件。在图1中，端壁113沿与基部131延伸的主方向垂直的方向从基部131延伸。端壁113可以90度角(如所示)从基部延伸，或者它可以大于或小于90度的角度延伸。

弹性部114从端壁113延伸并连接到延伸部115。在一个实施方式中，弹性部114的宽度小于基部131和端壁113的宽度，以允许弹性部114相对于基部131和端壁113具有更大的相对挠性。弹性部114允许延伸部115和鼻部116在它们相对于端壁113和基部131延伸的角度方面是灵活的。即，当力被施加到延伸部115或鼻部116上时，弹性部114允许延伸部115沿着平行于基部131的平面(即，相对于端壁113成90度)延伸。或者，当没有力施加到延伸部115或鼻部116上时，弹性部114松弛，并且使延伸部115沿与基部不平行的方向延伸(即，相对于端壁131具有小于90度弯曲的中立位置)。图1示出了处于其中立位置的挠曲接触部150。

弹性部114储存弹性能量，当弹性部114从其中立位置变形时，该弹性能量允许延伸部115和鼻部116强制性地与相应的装置接触。例如，当电触头100被插入相应的插座中时，弹性部114确保延伸部115和鼻部116形成与电气部件的相应导电焊盘或其他导电区域的机械和电气连接。当相邻部件将挠曲接触部150从其中立位置推压时，弹性部114储存弹性能量并且朝向该相邻部件(并朝向其中立位置)反向地施加力。弹性部114施加的力确保电触头100有效地产生摩擦力以将电触头100机械地固定在其期望位置。在没有挠曲接触部114的情况下，与电触头100所需的公差相比，电触头100将需要具有小得多的公差而形成与相应装置的更加紧密配合和连接。因此，与传统的触头相比，挠曲接触部114增加了电触头100的多功能性和可靠性。

如上所述，延伸部115从其在弹性部114处的近端延伸到其最远离弹性部的远端。延伸部115的远端还连接到鼻部116。鼻部116可以在一侧或多侧上被镀金。镀金有助于确保在鼻部116和相应的电气装置的导电元件之间建立电气连接。延伸部115从弹性部114延伸的长度将取决于电触头100和/或电触头100将要连接到的相应电气装置的应用和设计。

另外，鼻部116从延伸部115以非平行的角度(例如，向下)延伸，以确保电触头100在其被从相应的装置移除时不会损坏相应的装置。也就是说，将鼻部116向下弯曲(即，朝向基部131弯曲)确保了鼻部116或延伸部115的边缘不会意外地抓住相应的装置(例如，pcb板的一部分)并损坏相应的装置。

如图1所示，电触头100由单个导电元件形成。在可替选的实施方式中，每个部分或元件可以包括分立的部件，该分立的部件被焊接、锡焊或以其他方式机械地且电气地联接到其他分立的部件以形成电触头100。

图2示出了根据说明性实施方式的电触头200的端视图。更具体地，图2示出了对应于图1的电触头100的近端198的电触头200的端部。电触头200包括由笼状结构限定的电线入口250。即，电线入口250由第一侧壁220、第二侧壁222、基部231和上表面221限定。第一接触尖头201从第一侧壁220并朝向从电触头200的近端延伸到其远端的中心线轴线延伸。第二接触尖头202从第二侧壁并且朝向中心线轴线延伸。上部电线引导部235从上表面朝向中心线轴线延伸。此外，下部电线引导部236从基部231朝向中心线轴线延伸。下部电线引导部236被示出为基部231的朝向上表面221弯曲的部分。在一个实施方式中，下部电线引导部236在与第一接触尖头201开始从第一侧壁220延伸所处的与近端的距离相同的距离处开始朝着中心线轴线延伸。第一接触尖头201、第二接触尖头202、上部电线引导部235和下部电线引导部236帮助确保相应的电线可以轻松插入电触头200中并与电触头200机械和电气联接。例如，第一接触尖头201和第二接触尖头202被定位成使得电线的导电芯可以被插入并压靠在接触尖头之间以形成电气连接。此外，上部电线引导部235和下部电线引导部236在第一接触尖头201和第二接触尖头202之间引导电线。

图3a-图3c示出了根据说明性实施方式的，在组装的各个阶段期间的电触头350、印刷电路板380、电线393和电气部件390的各个等距视图。在图3a-图3c中的每一者中，电触头350被安装到印刷电路板380。在一个实施方式中，电触头350可以被安装到印刷电路板380的绝缘部分。例如，电触头350可以被固定到印刷电路板380的绝缘部分，使得在印刷电路板380的导电部分和电触头350之间没有导电联接。在另一个实施方式中，电触头350可被安装到印刷电路板380的导电接触焊盘。例如，可通过将电触头350锡焊或焊接到印刷电路板380的导电部分而将电触头350导电地联接到印刷电路板380。

电触头350包括端壁313、弹性部314、延伸部315、鼻部316、第一接触尖头301、第二接触尖头(未示出)以及笼状结构330。电气部件390包括可连接到附加电子电路的接触焊盘391。

图3a示出了根据说明性实施方式，在将电触头350、电线393和电气部件390连接之前，安装到印刷电路板380的电触头350、电线393和电气部件390的等距视图。如图3a所示，电线393、电触头350或电气部件390均未电气或机械联接。电触头350的挠曲接触部(包括弹性部314、延伸部315和鼻部316)处于中立、非偏置位置。

图3b示出了根据说明性实施方式的，安装到印刷电路板380上的电触头350和经由电触头导电地联接到电气部件390的电线393的等距视图。图3b示出了，电线393被插入电触头350的笼状结构330中。第一接触尖头301和第二接触尖头(未示出)压紧电线393的导电芯392并将电线393机械地且电气地联接到电触头350。电触头350的端壁313也可以与电线393的导电芯392机械和电气接触。此外，鼻部316已经与电气部件390的接触焊盘391物理接触。当电触头350与接触焊盘391物理接触时，电触头350仍处于其中立位置(即，弹性部314没有被压紧或变形)。

图3c示出了根据说明性实施方式的，安装到印刷电路板380上的电触头350以及经由电触头350导电地联接到电气部件390的电线393的第三等距视图。印刷电路板380与电气部件390之间的距离已经减小(相对于图3b中所示的两者之间的距离)，从而压紧电触头350的挠曲接触部并导致电触头350的弹性部314变形。这样，电触头350的挠曲接触部被迫使从其中立位置移出至活动位置。即，鼻部316和延伸部315由于与电气部件390的物理接触而被推向印刷电路板380。在挠曲部314中储存的弹性能量引起鼻部316和/或延伸部315将力施加在电气部件390的接触焊盘391上，从而在接触焊盘391和电触头350之间形成机械和电气连接。由于电触头350的挠曲接触部的挠曲特性，所以即使在电气部件390、印刷电路板380或电触头350承受冲击或振动的情况下，或者如果在印刷电路板380和电气部件390之间施加变化的力，则也可以维持接触焊盘391和电触头350之间的机械和电气连接。因此，在电触头350和电气部件390之间建立了更坚固和可靠的电气连接。此外，由于鼻部316被向下倒圆化(即，朝着笼状结构向下弯曲)，因此电触头350可以被拉开(即，沿电线的方向拉动)而不损坏接触焊盘391或电气部件390。

图4a和图4b示出了根据说明性实施方式的电触头400的侧视图。电触头400包括笼状结构430、电线连接部440和挠曲接触部450。挠曲接触部450包括端壁413、弹性部414、延伸部415和鼻部416。图4a示出了处于中立位置的挠曲接触部450，图4b示出了处于活动(或压紧)位置的挠曲接触部450。也就是说，在图4a中，没有力施加到挠曲接触部450，并且它处于中立(即，松弛)位置(即，没有储存的能量或施加的力)。在图4b中，外部对象的外力使延伸部415、鼻部416、和弹性部414的一部分朝向电线连接部440被压紧。压紧由于使弹性部414从其中立位置变形而使弹性能量储存在弹性部414中。弹性能量储存在弹性部414中使得挠曲接触部450向外部对象施加反向力，这是因为挠曲接触部450正试图返回其中立位置。

图5示出了根据说明性实施方式的使用电触头的方法500的流程图。在操作501中，将电线插入电触头的笼状结构中。将电线插入笼状结构的电线入口中。在将电线插入笼状结构中之前，可以剥去电线的端部。在一个实施方式中，笼状结构足够大以容纳电线的绝缘部分。在可替选的实施方式中，笼状结构的尺寸被设置成仅容纳电线的导电芯。

在操作502中，将电线的导电芯延伸到电触头的连接部中，使得导电芯在电触头的两个接触尖头之间被压紧，且在两者之间建立电气和机械连接。电触头可包括上部电线引导部和下部电线引导部，它们在将电线插入电触头中期间帮助将电线的导电芯定位在两个接触尖头之间。例如，上部电线引导部可以帮助确保电线的导电芯不会在夹点上方行进，下部电线引导部可以帮助确保电线的导电芯不会在夹点下方行进。

在操作503中，将电触头定位成与电气部件的接触焊盘相邻，从而在接触焊盘和电触头的挠曲接触部之间施加力。因此，电触头的挠曲接触部储存弹性能量，并且经由电触头的挠曲接触部与电气部件的接触焊盘之间的接触点向接触焊盘施加反作用力。接触焊盘和电触头之间的接触点可以通过电触头的挠曲接触部的延伸部和/或鼻部来形成。在被定位成与接触焊盘相邻之前或之后，电触头可以被进一步安装在印刷电路板、布线板、电气装置或其他结构上。在一个实施方式中，电触头可以被锡焊、焊接或以其他方式导电地联接至其所安装的装置的接触焊盘上。在可替选的实施方式中，电触头可以被简单地固定到装置(例如，板或壳体)的绝缘部分。可以通过将电触头压入到插座中来完成电触头和相应的电气部件的定位，其中电气部件的接触焊盘位于插座内。

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用将复数转换为单数和/或将单数转换为复数。为了清楚起见，本文可以明确地阐述各种单数/复数置换。

本领域技术人员应理解，一般而言，本文中，尤其是在所附权利要求中使用的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在用作“开放性”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，等)。本领域技术人员应进一步理解，如果意图进行特定数量的引入的权利要求记载物，则将在权利要求中明确地记载这种意图，而在没有这种记载的情况下，不存在这种意图。例如，为了帮助理解，下面的所附权利要求可以包含介绍性措辞“至少一个”和“一个或多个”的使用，以引入权利要求记载物。但是，此类措辞的使用不应解释为暗示由不定冠词(不带有数量指示的指称物)引入的权利要求记载物将任何包含该引入的权利要求记载物的特定权利要求限制为仅包含一个此类记载物的发明，即使在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词(例如，不带有数量指示的指称物通常应被解释为“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求记载物的定冠词也是如此。另外，即使明确陈述了具体数量的引入的权利要求记载物，本领域技术人员也应认识到，这种陈述通常应解释为至少是指所陈述的数量(例如，在没有其他修饰语的情况下，仅仅陈述“两个记载物”则通常表示至少两个记载物，或两个或更多个记载物)。此外，在使用那些类似于“a、b和c等中的至少一个”的习惯用法的情况下，通常，这样的构建意图是在本领域技术人员可以理解该习惯用法的意义上(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”将包括但不限于单独具有a、单独具有b、具有单独c、同时具有a和b、同时具有a和c、同时具有b和c和/或同时具有a、b和c等的系统)。在使用那些类似于“a、b或c等中的至少一个”的习惯用法的情况下，通常，这样的构建意图是在本领域技术人员可以理解该习惯用法的意义上(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”将包括但不限于单独具有a、单独具有b、具有单独c、同时具有a和b、同时具有a和c、同时具有b和c和/或同时具有a、b和c等的系统)。本领域技术人员应进一步理解，实际上，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个可替选术语的任何反意连接词和/或措辞都应被理解为考虑了包括这些术语之一、这些术语中任一者或这些术语中的两者的可能性。例如，措辞“a或b”将被理解为包括“a”或“b”或“a和b”的可能性。

为了说明和描述的目的，已经呈现了说明性实施方式的前述描述。相对于所公开的精确形式，其不意图是穷举的或限制性的，并且根据以上教导，修改和变型是可能的，或者修改和变型可以从所公开的实施方式的实践中获得。本发明的范围旨在由所附的权利要求及其等同方案来限定。