电气端子的制作方法
【专利说明】电气端子
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年10月19日提交的序号为61/716，000的美国临时申请的权益，该申请的公开内容通过引用并入本文。
[0003]发明背景
[0004]本发明一般涉及用于电连接器的电气端子，如用于电动交通工具和混合动力交通工具的电连接器。电连接器通常具有由塑料或其它非导电材料制成的壳体。一个或多个阳电气端子或阴电气端子设置在壳体中。连接器具有阴电气端子或与具有阳引脚的连接器相连，使得配合的引脚和端子提供其之间的电气连通。引脚可以是滑入端子中与端子接触的条、圆柱体或板。阴电气端子通常由冲压金属坯料形成以包括一个或多个弹性臂，该一个或多个弹性臂与引脚的外边缘结合以提供它们之间的电气连通。往往重要的是，确保电气端子在壳体内被适当地放置，使得端子的平台或线连接器正确地定向。
[0005]发明概述
[0006]本发明涉及电气端子，并且特别是，涉及包括连接器主体和电气端子的电气端子组件，该连接器主体具有在其中形成的通道。电气端子包括具有接触臂的接触部分和具有与接触臂接合的弹簧臂的弹簧装置。电气端子组件还包括防止电气端子以错误方向插入通道中的单向安装特征。
[0007]当按照附图阅读时，从以下优选的实施方案的详细描述中，本发明的各个方面对于本领域的技术人员将变得明显。
[0008]附图简述
[0009]图1是充电组件的示意图。
[0010]图2是电气端子的第一实施方案的透视图。
[0011]图3是图1的电气端子的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。
[0012]图4是电气端子的第二实施方案的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。
[0013]图5是电气端子的第三实施方案的透视图。
[0014]图6是图5的电气端子的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。
[0015]图7是电气端子的第四实施方案的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。
[0016]图8是电气端子的第五实施方案的透视图。
[0017]图9是在插入连接器主体中之前示出的图8的电气端子的透视图。
[0018]图10是试图插入连接器主体中但不正确地定向之前示出的图8的电气端子的透视图。
[0019]图11是说明所尝试的不正确安装的图10的电气端子和连接器主体的放大的透视图。
[0020]图12是电气端子的第六实施方案的透视图。
[0021]图13是电气端子的第七实施方案的透视图。
[0022]图14是电气端子的第八实施方案的透视图。
[0023]图15是电气端子的第九实施方案的透视图。
[0024]优选实施方案的详细说明
[0025]现在参考附图，在图1中示出通常以200表示的充电线组件。如将在下面描述的，关于图2到图12所示出和描述的各种电气端子可以用在该充电线组件的各个部件中。还应该理解的是，组件200仅仅是可使用本文中所描述的电气端子的适合的系统的例子，并且该电气端子可以用于任何其他适合的电连接器组件中。
[0026]充电线组件200可以用于由远程电源202充电的电动交通工具或混合动力交通工具(例如，插电式混合动力)。例如，电源202可以被安装和安置在住宅的车库内或可以是充电站的一部分以提供用于给电动交通工具或混合动力交通工具的电池组充电的电力。在交通工具内的电池组可以接收和存储来自外部电源202的电能。组件200包括通常以204表示的充电线。充电线204是柔性电缆，其一端上具有交通工具连接器206并且在另一端上具有插头208。交通工具连接器206与交通工具引入部210配合以提供充电线204和交通工具之间的电气连通。交通工具引入部210处于与交通工具的电池组和其它电气部件的电气连通中。插头208与电源202的插座212配合以提供充电线204和电源202之间的电气连通。如本文所描述的单个或多个电气端子可以容纳在交通工具连接器206、插头208、交通工具引入部210和/或插座212中以便于相应的配合部件之间的电连接。电气端子配置为与连接器配合，如电引脚，该电引脚被重复地插入和从与电气端子的接合中移除。
[0027]充电线204还可以包括在充电线204的端部之间连接的电缆控制盒214。电缆控制盒214可以容纳用于控制和调节经过充电线204的电流或电压的各个方面的各种电气部件。例如，控制盒214可以包括诸如接地故障保护和监视、充电器电路中断装置和指示灯的特征部。
[0028]图2示出了通常以10表示的电气端子的透视图。端子10包括具有接触部分基底13的接触部分12，该接触部分基底13具有形成大致矩形结构的侧部14、16、18、20。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的相应的侧部延伸。如在以下更详细描述的，接触臂对22、24、26、28被布置为接纳相配合的电气部件，如圆形或方形的引脚66，使得每对接触臂22、24、26、28接触相配合的电气部件。
[0029]端子10还包括弹簧装置30，该弹簧装置30包括四个弹簧臂32、34、36、38。弹簧臂32、34、36、38中的每个具有相应的弹簧体40、42、44、46，该弹簧体40、42、44、46沿相应的接触臂对22、24、26、28的中心部分设置。弹簧臂32、34、36、38中的每个还包括相应的弹簧头50、52、54、56，该弹簧头50、52、54、56在接触部分12的远端58附近与相应的接触臂对22、24、26、28接触。弹簧头50、52、54、56在朝向相对的接触臂对的方向上对相应的接触臂对22、24、26、28施加力，例如，弹簧头56在朝向相对的接触臂对24的方向上对接触臂28施加力；类似地，接触头34在朝向相对的接触臂对28的方向上对接触臂24施加力。如在下面更详细解释的，弹簧装置的构造，并且特别是弹簧头与相应接触臂对的接触，增加了将要施加到配合的电气部件(例如引脚)的保持力。
[0030]虽然在图2中所示的实施方案是四个侧部的大致矩形结构，但是本发明的实施方案可以包括少于或多于四个侧部以创造不同类型的大致多面体结构。例如，三个侧部的结构可以具有大致三角形截面，并且五个侧部结构可以具有大致五边形截面。在这样的情况下，弹簧将不在朝向相对的接触臂对的方向上对一组接触臂施加力，因为上述例子具有奇数个侧部。然而，不管侧部的数目如何，弹簧将在朝向端子的中心轴线(例如，在图2中所示的轴线59)的方向上向相应接触臂施加力。
[0031]如端子10的端子可以有效地在高电流应用中使用，在高电流应用中软的铜导体可能在与某些高电流应用相关的潜在高热量存在的情况下失去其保持力。为了帮助避免这个问题，一些现有技术的电气端子使用具有更好的高温特性的铜合金；然而，这常常损害导电性，使用更纯的铜或使用更软的铜合金的导电性可以更好。在图2中所示的电气端子中，接触部分12可以由较软的铜材料制成，如C151，而弹簧装置30可以由较硬且坚固的钢制成，如301不锈钢。
[0032]虽然由弹簧头50、52、54、56施加到接触臂22、24、26、28的张力通常将足以将部件保持在其相关的方向上，但是如在图2中所示的实施方案提供了另外的特征以进一步确保相关的方向被保持。如在图2中所示，弹簧体40、42、44、46中的每个具有设置在相应对的接触臂22、24、26、28之间的至少一部分，这有助于确保弹簧头50、52、54、56在适合的位置上并且在接触臂对22、24、26、28中的相应的接触臂中的每个之间施加完全相等的力。
[0033]在图2中还示出，接触部分12包括配置为例如通过超声焊接与电线或其它电气部件连接的平台60。平台60从接触部分12的近端61延伸。平台60可具有用于与电线或其它电气部件配合的任何适合的形状并且可从接触部分12的侧部14、16、18、20中的任何一个(或侧部14、16、18、20的组合)延伸。
[0034]图3示出了在图1中所示的电气端子10的不完整视图。除弹簧臂和相应的弹簧体和弹簧头之外，弹簧装置30包括弹簧基底62，弹簧臂32、34、36、38中的每一个(还见图1)从该弹簧基底62向外延伸。弹簧基底62和弹簧臂32、34、36、38在此实施方案中由单一件材料制成。弹簧基底62包括穿过其布置的用于接纳相配合的电气部件(诸如，圆引脚66)的孔64。孔64的大小被设定为以期望的摩擦滑动配合接纳引脚66，使得产生充足的电接触然而允许引脚66从弹簧基底62的孔64缩回。该构造有助于支撑引脚66并且允许端子10与比可能以其他方式成为可能的引脚长得多的引脚的配合。S卩，如果引脚66和电端子10之间的唯一接触是在接触臂对22、24、26、28处(参见图2)，则引脚66和端子10之间的不期望的量的相对运动可能发生。具有配置有孔64的弹簧基底62提供了减少这种相对运动所需要的另外的支撑，并且因此允许端子10与较长的引脚接合，例如，引脚66。
[0035]在图4中示出通常以10’表示、具有接触部分12’的电气端子的第二实施方案。角分符号(’)用于表示相似于在其它附图中所示出的特征的特征。弹簧装置68包括弹簧基底70，该弹簧基底70具有穿过其的孔72，但在该实施方案中，孔包括颈部73，该颈部73例如可以通过拉延工艺过程形成。该构造为引脚66’提供了另外的支撑，并且还可以加强弹簧装置68。孔72和颈部73的构造提供了适应引脚66和弹簧基底62之间的较长的接合的能力并且允许引脚66经过弹簧基底62的后平面。还在图4中示出，弹簧基底70设置在接触部分基底12内，并且弹簧臂32、34、36、38延伸穿过接触部分基底12并且沿着相应的接触臂对(还见图2)的外侧延伸。端子10’的相似构造在图3中示出。
[0036]在图5中示出通常以74表示的电气端子的第三实施方案的透视图。端子74包括具有接触部分基底78和形成大致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。如上面关于图2所示的实施方案所描述的，在图5中所示的端子74也可以具有少于或多于四个的侧部，每个侧部具有从其延伸的其自己的接触臂。端子74还包括具有四个弹簧臂98、100、102、104的弹簧装置96。弹簧臂98、100、102、104中的每个由两个单个的长形构件构成，该构件跨立于接触臂88、90、92、94中的相应的一个，