专利名称:密封式端子组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气端子，且更具体地涉及包括一根或者多根导针的一类端子，其中导针穿过金属本体部伸出并通过密封连接在该金属本体部上，从而使导针的两端设置在本体的相对的两侧。
背景技术：
密封式电气端子提供了与密封型设备一起使用的气密式电气端子，其中通过端子进出这种设备的泄漏得以有效地排除。为了使密封式电气端子按其预定目标安全地且有效地工作，该端子需要将其导针与从中穿过的本体部电绝缘且密封到该本体部上，并且需要在导针的相邻部和本体部的相对的两侧建立并随后保持最佳空气通道。
在常规的密封式端子组件中，如Wyzenbeek的美国专利第3,160,460号所例示的，笔直的、载流导针连接在凸缘中的适当位置，该凸缘通过易熔的玻璃-金属密封而确定端子本体中的孔。弹性绝缘体连接在本体的表面上，并超出玻璃-金属密封的范围之外。绝缘体包括与导针连接的向外突起部，其中该绝缘体确定了导针和本体部的相邻部之间的预定空气通道。这样的密封式端子结构在工业中作为标准已经有四十年了。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种具有导针的密封式端子组件，其中所述导针完全通过弹性塑料刚性且密封地连接在本体部上，该弹性塑料具有密封所需的材料特性，如，介电、防潮性、防化学分裂。除了在导针和本体之间提供密封以外，该弹性塑料连接在导针上，以便在所述导针和本体部的表面之间提供所需的空气通道。
本实用新型的另一个目的是提供一种制造简单并经济的端子，如通过塑料注射成型。
本实用新型提供了一种密封式端子组件，其具有杯状本体部，该杯形本体部具有大体平整的底壁和由环形凸缘形成的在该底壁上的至少一个开口。导电端子针穿过每个开口延伸并超出本体部两端的凸缘，该端子针的内端位于杯状本体部的碟侧，而该端子针的外端穿过并延伸到本体部的外侧。弹性塑料树脂材料浇塑在本体部内的空间中，并且与本体部和端子针互锁，以将端子针相对于本体部牢固地定位。该塑料树脂材料在端子针和本体部之间形成密封。此外，塑料材料延伸出本体部的表面并且覆盖导针，以便在各个导针和/或本体部的表面之间形成所需的空气通道。
在本实用新型的另一个实施例中，端子针包括柄部，其具有各种表面结构，用于加强所述塑料树脂与端子针之间的连接，并且改进所述密封的密封性。端子针还可包括熔丝部，其用于在预定电流载荷施加到端子针上时断开。
在本实用新型的又一实施例中，端子组件包括具有底部的金属本体。该底部包括内表面、外表面和至少一个具有壁的开口。该端子组件还包括纵向延伸穿过所述开口的导电针，和预制介电定位器，其容纳所述导针并且覆盖所述内表面的至少一部分，且围绕所述壁的至少一部分。该端子组件包括介电环氧树脂，其与所述本体、所述定位器和所述导针连接，并且在所述导针和导针延伸穿过的所述底部的开口之间提供密封。
通过以下提供的具体说明，本实用新型的其它应用范围将显而易见。应该理解的是，尽管说明了本实用新型的优选实施例，但是以下详细说明和具体实例仅用于说明的目的而不意于限制本实用新型的范围。
通过下面的详细说明和附图将会更加全面地理解本实用新型，其中图1是密封式端子组件的透视图；图2是本实用新型的密封式端子组件的第一实施例的剖切侧视图；图3是图2的密封式端子组件的剖切透视图；
图4是本实用新型的密封式端子组件的第二实施例的剖切侧视图；图5是图4的密封式端子组件的剖切透视图；图6是本实用新型的密封式端子组件的第三实施例的剖切侧视图；图7是图6的密封式端子组件的剖切透视图；图8是示出本实用新型的密封式端子组件的第四实施例在制造前的分解图；图9是密封式端子组件的第四实施例的剖切侧视图。
具体实施方式
下面的优选实施例的说明性质上仅仅是示例性的，并不意于对本实用新型、其应用或使用进行限制。
现在参考图1、2和3，密封式端子组件10具有大体呈杯状的本体部12，其具有大体平整的底部14和具有向外扩张的边缘18的侧壁16。本体部12的底部14具有碟侧内表面22、外表面24和多个开口26。通过具有内壁表面30、在碟侧的自由边32和在外侧的圆角34的环形凸缘28而确定了每个开口26。
具有外端38和内端40的载流端子针36可与常规的端子接头(tab)(未示出)配合。通过介电塑料树脂材料44将载流针36密封在开口26中，其中所述介电塑料树脂材料44直接注塑在本体部12中，从而与本体部12和端子针36连接。通过注塑，塑料树脂44形成了端子针36和本体部12之间的气密式密封46，从而阻止了通过端子针36而经过组件10的泄漏。
在优选实施例中，将塑料树脂44在本体部12中和在底部14的两侧围绕本体部12而注塑。塑料树脂44从而覆盖了底壁20的碟侧表面22和外侧表面24，并且与本体部12机械地互锁。该塑料树脂提供了覆盖端子10的本体部12的内侧和外侧的介电外表面。此外，该塑料树脂44还可包括套筒部47，其连接于并覆盖端子针36的一部分，该部分突出于本体部12之外到端子针36的外端38，从而在各个端子针36和/或本体部12之间确定所需的空气通道。
在本体部12的碟侧内表面22上，注塑的塑料树脂44形成了多个颈部48，其中每个颈部分别邻接并围绕环形凸缘28，该环形凸缘28确定了在本体部12的底壁20中的开口26。每个颈部48沿着其相应的端子针36向内端40延伸，延伸长度为端子针36从端子10的本体部12的碟侧表面22突出的距离的大约四分之一至三分之一。除了提供介电外表面以外，颈部48还增加了密封46的长度，且将端子针36更好地连接在适当位置。
每根端子针36具有柄部50，其穿过端子10的本体部12。塑料树脂44填满了内壁30和端子针36的柄部50之间的空间，从而形成密封46，并且将端子针36与端子10的本体部12连接。包括在端子针36的柄部50中的是熔丝段52，其由密封46围绕从而位于端子10的本体部12的内部。熔丝段52的直径从端子针36的剩余部分收缩成颈状。当电流超过预定载流能力时，熔丝段52断开。可选地，端子针36可设置有熔丝，其位于端子10的本体部12的外部，例如在Honkomp等的美国专利第5,017,740号中所公开的端子针，在此将该专利结合到本公开中作为参考。
注塑以形成密封46的塑料树脂44，必须具有该应用所需，以及将应用该密封式端子的工作环境所需的适当的电气和机械特性。典型的最低工程材料要求可包括
适用于本实用新型的塑料树脂是可模压的塑料树脂，其可提供如所述的介电外表面和密封46。一种这样的可模压塑料树脂是聚苯硫醚(PPS)，其以商品名Ryton而被公知。此外，也可使用其它具有必需的电气和机械特性的可模压塑料树脂，包括液晶聚合物(LCPs)。这种材料的一个实例可从DuPont以商品名Zenite购得。
此外，可存在具有较低工作或性能要求的本实用新型的端子组件10的应用，其中可不需要全密封，而仅需要不完全气密密封(less-than-airtight)、半密封或者甚至非密封。完全可以预期，本实用新型的端子组件10可适用于这样的应用中。在这样的应用中适用于本实用新型的其它可模压塑料树脂为聚丙烯、热塑性聚烯烃和聚氯乙烯如Bakelite。
端子针36由导电性材料，如固体铜或钢制造。可选地，也可使用具有高导电性和与塑料树脂44具有良好的密封连接特性的双金属的、铜芯线。
现在参考图4和图5，示出了本实用新型的密封式端子组件10’的第二实施例。在图中所示的第一和第二实施例的相同的元件和部件以相似的附图标记示出。
在端子针36’的柄部50’中包括段54，其具有增加表面粗糙度的磨损表面56。这样的表面可通过机械方式，如砂纸打磨或喷沙处理端子针36’或通过其它类似工序，或者通过化学方式而获得。磨损表面56包括在端子针36’中以形成增加的表面积，通过其塑料树脂44’可与端子针36’接触并机械地接合从而提高与塑料树脂44’的连接强度并改善密封46’的密封性。尽管图4和图5中未示出，端子针36’也可包括与上面公开类似的熔丝段。这样的熔丝段也可包括磨损表面56。
此外，如上所述，塑料树脂44’也可覆盖端子针36’的突出外端38’的一部分，以便在各个端子针36’和/或本体部12’之间确定所需的空气通道。
图6和图7中示出了本实用新型的密封式端子组件10”的又一个实施例。在该第三实施例中，端子10”具有大体呈杯状的本体部12”，其具有侧壁16”，该侧壁16”具有向外张开的边缘18”。该本体部不具有总体连续的闭合底部，而仅具有向内延伸的圆周凸缘58，其在边缘18”的相对端从侧壁16”延伸。塑料树脂44”注塑在圆周凸缘58中且围绕圆周凸缘58，从而与本体部12”机械地互锁。如上述的实施例一样，塑料树脂44”也可注塑在端子针36”的突出外端38”的一部分上，以便在各个端子针36”和/或本体部12”之间形成所需的空气通道。
本实用新型的第三实施例的端子针36”还可与上面公开的端子针36和36’不同。如图6中所示，端子针36”的柄部50”是形成螺纹表面56’的段54’。与上文说明的相似，螺纹表面56’包括在端子针36”中以增加端子针36”的表面积，通过其塑料树脂44”可与端子针36”接触并机械地接合。增大的接合面积相应地增加了端子针36”和塑料树脂44”之间的连接强度，并且提高了密封46”的密封性。同样，与上面关于图2和图3所公开的类似，端子针36”也可包括熔丝段。这样的熔丝段也可包括螺纹表面56’。
在图8和图9中示出了端子组件10的第四实施例。在图中所示的第一和第四实施例的相同的元件和部件以相似的附图标记示出，并且将不再重复其详细说明。第四实施例10包括具有底部14的本体部12，由壁30限制的开口26，和导针36。端子组件10包括预制的定位器70。定位器70可由介电塑料树脂预成型，其也可由陶瓷制成。
定位器70包括至少一个导针孔72和围绕导针孔72的埋头孔部74。当端子组件10包括一个以上导针36时，定位器70包括相应数目的导针孔72。定位器70还可包括与导针孔72的埋头孔部74连通的腔76。
参考图8中所示的端子组件10的分解视图，端子组件10还包括容纳在导针孔72的埋头孔部74中、用于对其密封的第一环氧树脂环78。
本体部12放置在定位器70和第一环氧树脂环78之上，使得本体部12的开口26的壁30容纳在相应的导针孔72的埋头孔部74中并由其围绕。埋头孔部74相应地呈套筒状，且适当地设置其尺寸和形状以容纳壁30。第二环氧树脂环80设置在本体部12的底部14的外表面24上的开口26上。第二环氧树脂环80可容纳在本体部12的相应的埋头孔部82中，用于对其进行密封。
环氧树脂环78和80还提供了围绕各导针36的密封46。如图9中所示，密封46完全围绕由本体部12和定位器70所限制的端子针36的部分。在包括腔76的实施例中，腔76也被环氧树脂环78和80所提供的环氧树脂密封，且表面84与定位器70和本体部12的底部14的内表面22相连接。
参考图8，可通过装配板90制造端子组件10，其中装配板90包括多个导针夹具92，用于在装配过程中支撑端子针36。首先，将端子针36插入装配板90的夹具92中。然后，将定位器70放置在端子针36之上。将第一环氧树脂环78放置在定位器70的埋头孔部74中、端子针36之上。然后，将本体部12放置在定位器70上，使得本体部12的开口26的壁30容纳在定位器70的埋头孔部74中。最后，将第二环氧树脂环80放置在本体部12上，并放入本体部12的埋头孔部82中。完成的端子组件10如图9中所示。
再次参考图9，端子组件10的外表面的至少一部分可涂覆有薄层94。此外，可在底部14的内表面22和/或本体部12的外表面上涂抹粘合剂96。还可将粘合剂96涂抹在定位器70和导针36的公共接触面上。还可将粘合剂96用于第一、第二和第三端子组件实施例10、10’、10”的现场注塑的塑料树脂44、44’、44”。
当然，本体部12、12’、12”、12或者端子针36、36’、36”、36的任何部件可以各种方式结合，以形成在本实用新型的意图中的密封式端子组件。
虽然已以其各种实施方式公开并且说明了本实用新型，应该理解的是，可以在不偏离所附权利要求
中所阐明的本实用新型的实质和范围的前提下对本实用新型进行修改。
权利要求
1.一种端子组件，其特征在于包括金属本体，所述本体具有包括内表面、外表面和至少一个开口的底部；导电针，其穿过所述底部的开口纵向地延伸；和介电塑料树脂，其至少部分地覆盖所述本体底部的内表面和每个开口，所述塑料树脂与所述本体和所述导针连接，并且在所述导针和导针延伸穿过的所述底部的开口之间提供至少约1×10-6atm cc/sec的密封。
2.如权利要求
1所述的端子组件，其特征在于所述塑料树脂是现场注塑的。
3.如权利要求
1所述的端子组件，其特征在于在所述塑料树脂和所述本体之间加入粘合剂。
4.如权利要求
3所述的端子组件，其特征在于在所述塑料树脂和所述导针之间加入粘合剂。
5.如权利要求
1所述的端子组件，其特征在于所述塑料树脂是预制的并且通过粘合剂与所述金属本体和所述导针连接。
6.如权利要求
5所述的端子组件，其特征在于所述粘合剂是电绝缘环氧树脂。
7.如权利要求
1所述的端子组件，其特征在于所述塑料树脂是从包括聚苯硫醚、液晶聚合物、聚丙烯、热塑性聚烯烃和聚氯乙烯的组中选取的。
8.如权利要求
1所述的端子组件，其特征在于所述塑料树脂是环氧树脂。
9.一种密封式端子组件，其特征在于包括金属本体，所述本体具有底部，所述底部包括内表面、外表面和至少一个具有壁的开口；导电针，其纵向延伸穿过所述开口；预制介电定位器，其容纳所述导针并且覆盖所述内表面的至少一部分，且围绕所述壁的至少一部分；和介电环氧树脂，其与所述本体、所述定位器和所述导针连接，并且在所述导针和导针延伸穿过的所述底部的开口之间提供密封。
10.如权利要求
9所述的端子组件，其特征在于所述底部的外表面包括通过所述环氧树脂密封的埋头孔部。
11.如权利要求
10所述的端子组件，其特征在于所述定位器包括通过所述环氧树脂密封的环形埋头孔部。
12.如权利要求
11所述的端子组件，其特征在于所述定位器包括与所述埋头孔部连通、并且由通过所述底部的内表面的环氧树脂密封的腔。
13.如权利要求
9所述的端子组件，其特征在于还包括在所述本体内表面上的粘合剂。
14.如权利要求
9所述的端子组件，其特征在于还包括在所述本体外表面上的粘合剂。
15.如权利要求
9所述的端子组件，其特征在于所述定位器由塑料树脂形成。
16.如权利要求
9所述的端子组件，其特征在于所述定位器由陶瓷形成。
17.如权利要求
11所述的端子组件，其特征在于所述埋头孔部容纳所述本体的壁的至少一部分。
18.一种密封式端子组件，其特征在于包括金属本体，所述本体具有底部，所述底部包括内表面、外表面和至少一个具有壁的开口；导电针，其纵向延伸穿过所述开口；和介电环氧树脂，其与所述本体的内表面和外表面以及穿过所述底部的开口的导针相连接，并且在所述导针、所述开口和所述开口的壁之间提供至少约1×10-6atm cc/sec的密封。
19.如权利要求
18所述的端子组件，其特征在于还包括设置在所述导针上且在所述本体的内表面以下的定位器。
20.如权利要求
19所述的端子组件，其特征在于所述定位器包括由所述环氧树脂密封的环形埋头孔部。
21.如权利要求
20所述的端子组件，其特征在于所述定位器包括与所述埋头孔部连通并由所述环氧树脂密封的腔。
22.如权利要求
18所述的端子组件，其特征在于所述本体包括由所述环氧树脂密封的环形埋头孔部。
23.如权利要求
19所述的端子组件，其特征在于还包括在所述本体的外表面的至少一部分上的粘结剂。
24.如权利要求
19所述的端子组件，其特征在于还包括在所述本体的内表面的至少一部分上的粘结剂。
专利摘要
一种密封式或半密封式端子组件，其具有杯状本体部，该杯状本体部具有大体平整的底壁和在该底壁中的至少一个开口，其由延伸进该杯部的环形凸缘所确定。一根导电针延伸穿过每个开口并伸出本体部的两端上的凸缘，导针的内端在杯状本体部的碟侧，而外端在本体部的外侧。弹性塑料材料注塑在本体部内的空间中，以将导针密封连接在凸缘的内表面上。该塑料延伸出本体部的表面并且与导针连接，以便在各个导针和/或本体部的表面之间提供所需的空气通道。
文档编号H01R13/68GKCN2914267SQ200490000020
公开日2007年6月20日 申请日期2004年7月26日
发明者T·卡迪尔, S·舒克曼, C·约翰逊, B·拉朱 申请人:爱默生电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan