CN101291035B - 改进型径向弹性电连接器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种径向弹性电连接器(10)，包括一圆柱套筒，套筒一端上具有一些的相间隔切口(24)，其与在对置的第二端上的相间隔的切口周向偏移或在轴向上对齐。接触件(28)的接触片(34)上的两端与套筒两端上的切口啮合，接触片两端在轴向上互相偏移，使得每一接触片呈双曲线形。接触片的两端固定装在切口中。

Description

改进型径向弹性电连接器及其制作方法

技术领域

本发明一般涉及电连接器，特别涉及也称为筒形接头的径向弹性电插座，其中，圆柱形电插头沿轴向插入一插座中，该插座的内表面由装在圆柱套筒内部、在两对置端之间倾斜的多个接触片或接触丝界定。

背景技术

径向弹性电插座或筒形接头是公知的电连接器类型，参见转让给本发明受让人的美国专利Nos.4,657,335和4,734,063。

在这类电插座或筒形接头中，大致长方形冲压片或片材上有两个横向伸展、与该冲压片两对置边缘平行、向内间隔的腹板。在这两个横向腹板的内侧边缘之间等距分布有多个平行狭槽，从而界定在两端与两横向腹板的内侧边缘连接的多个等距分布、平行的纵向延伸的接触片。同轴形成在该冲压片上的其他纵向伸展狭槽从该坯料的两端部边缘向内伸展到横向腹板的外侧边从而形成从每一横向腹板向外伸出的等距分布的纵向伸展凸片。

然后使该坯料或冲压片形成圆筒，纵向接触片与圆筒状冲压片的轴线平行。紧配合圆柱套筒同轴地套在该圆筒坯料的外周边上，从而沿轴向伸展在横向腹板的外侧边缘之间。坯料两端的凸片然后在该套筒的端部边缘上向外弯曲成相对套筒的径向伸展的关系。

然后把较紧配合的套圈或外筒沿轴向压靠在套筒一端上的径向伸展凸片上，并且套到套筒的该端上，从而把套筒该端上的凸片下压成与套筒该端的外表面紧贴在一起。该套圈套在套筒上，使得坯料圆筒的该套圈所在端部被牢牢夹紧在套筒上而无法相对套筒作轴向运动和转动。

然后把其上一般有一圈等距分布、轴向伸展的齿的工具与套筒另一端上的径向伸展凸片啮合。工具上的齿设置成沿轴向伸出在紧贴圆筒外表面的径向凸片之间。然后保持套筒不动的同时该工具围绕圆筒的纵向轴线转动，使得啮合的凸片从其相对套筒和在套筒另一端上弯曲的凸片的原始转动方位旋转移动约15°-45°。然后取下工具并把第二套圈或外筒套紧在这些凸片和套筒上，使得圆筒坯料的该另一端固定在由该工具确立的旋转偏移位置上。

完成后，这一电插座中的纵向接触片一般沿一直线伸展在套筒两对置端附近的角度偏移部位之间。由这些纵向接触片共同形成的内部包络面为与套筒轴线同轴的转动表面，该包络面在接触片与相应腹板连接的部位上具有相等的最大半径，在接触片长度中央的半径稍小。接触片两端之间中央的该最小半径设定成稍小于待插入到该筒形插座中的圆柱形插头的半径，从而插头的插入需要单个纵向接触片在纵向上稍稍伸长，从而靠摩擦夹紧位于该筒形插座中的插头。

换句话说，由于各接触片的两端有的角度偏移取向，因此每一接触片在径向上与套筒的内壁相间隔，相对在该套筒两端之间中央处的外套筒逐渐达到最大间隔。

这一径向弹性电筒插座提供一种可牢牢夹持一插头的有效电连接器；同时又便于用手把插头插入插座中或从插座中抽出插头。

也已经设计了简化接触片两端相对套筒锁定在角度偏移位置上的其他各种方法。一种这样的方法是在套筒内部形成轴向伸展凹槽或键槽。这些凹槽在接触件的接触片的一端相对另一端角度偏移后容纳接触片的两端，从而把接触片两端牢牢固定在所需角度偏移位置上而无需使用外部安装套筒。

尽管凹槽或键槽无需使用外部套筒就可把接触片两端互相相对和相对套筒固定在角度偏移位置上，但仍可对径向弹性电筒插座作出改进，以便在保持不使用套圈地把接触片两端牢牢固定在角度偏移位置的特征的同时简化结构和制作步骤。

发明内容

本发明是一种提供径向弹性电连接器的方法和装置。在一个方面中，本发明是一种制作电连接器的方法，包括下列步骤：形成有第一和第二端的套筒；在该套筒的第一和第二端上分别形成交替的切口和突起；形成圆柱形接触件，该接触件在第一和第二端之间伸展有多个相间隔接触片；把该接触件插入该套筒中，使得接触件的第一端与套筒第一端上的切口啮合；使接触件的第二端从接触件的第一端角度偏移；把接触件的轴向偏移的第二端嵌入套筒第二端上的切口中；然后把接触件的第一和第二端固定在套筒上。

该方法还包括下列步骤：向外张开接触片第二端一定角度，使得接触件的第二端在接触件的第二端相对接触片第一端角度旋转过程中嵌入套筒中的切口中。

在另一个方面中，该方法包括下列步骤：在把接触件插入套筒前接触件的第一端相对接触件轴向长度弯曲90°。

该方法的固定步骤是对突起和接触片两端进行机械连接的。在一方面中，用锻接实现该机械连接。在另一方面中，至少一个突起劈成两个部分，每一部分与相邻接触片端部机械连接。

在另一方面中，该方法进一步包括下列步骤：把该接触件做成整体接触坯料，其上有多个带第一和第二端的相间隔接触片；各接触片的第一和第二端分别与横向伸展的第一和第二腹板连成一体；形成分别从第一和第二腹板伸出的多组第一和第二凸片；在轴向上从第二凸片向第一凸片弯曲位于相邻接触片之间的接触臂。

在另一方面，公开了一种电连接器，该连接器包括有第一和第二端的圆柱套筒；该套筒第一和第二端上的交替切口和突起，套筒第一端上的切口和突起与套筒第二端上的对应切口和突起在轴向上偏移；圆柱形接触件，第一与第二端之间伸展有多个相间隔接触片；该接触件插入该套筒中，接触件第一端上的凸片与套筒第一端上的切口啮合，接触件第二端上的凸片相对接触件第一端上的凸片角度偏移，接触件第二端上轴向偏移的凸片与套筒第二端上的切口啮合，接触件第一和第二端上的凸片固定在套筒上。

在另一方面中，该连接器包括沿轴向从该套筒第二端伸出的伸长部，该伸长部构成供容纳导电件的圆柱形拉线器。

在另一方面中，该连接器包括形成在各接触片之间、沿轴向从套筒第二端伸出的伸长部，这些接触臂可装在一导线压接接头中，使得这些接触臂和连成一体的连接器与外部导电件连接在一起。

在一个方面中，套筒第一端上的切口和突起与套筒第二端上的对应切口和突起在轴向上偏移。

在另一方面中，套筒两端上的切口和突起同轴对齐，各接触片的两端固定在非轴向、角度偏移的切口中，以便在各接触片中形成双曲线弯曲。

该电连接器及其制作方法较之公知径向弹性电连接器有若干优点。本连接器和方法简化了该内部格栅与外部套筒的内部连接。由于格栅上的凸片直接连接在套筒两端上的交替切口和突起中，因此无需使用原来用于把格栅上的凸片套紧在套筒外端上的套圈。这样的直接连接也无需形成容纳接触件两端上的凸片的内部凹槽或键槽。

使用起初位于相邻接触片之间的材料形成的接触臂的方面，减小了材料浪费，从而以较低成本提供了一个增强的电导体。这些接触臂还延伸了内部连接销子或导体与套筒中的格栅之间的直流电路。

附图说明

从以下详细说明和附图中可清楚看出本发明的各种特征、优点和其他应用，附图中：

图1为使用在本发明电连接器中的外部套筒的立体图，示出该套筒处于展开、形成套筒前的形状；

图2为示出该套筒与其上有单个接触片和端部凸片的圆柱形坯料的一个方面的装配的局部剖视分解侧视图；

图3为图1和2中套筒和坯料装配在一起的局部剖视侧视图；

图4为图3中的装配在一起的套筒和坯料的局部端视立体图；

图5为图1-4的装配在一起的套筒和坯料在其后装配阶部分中的局部剖视侧视图；

图6为图1-5的套筒和坯料完成装配的局部剖视侧视图；

图7和8为示出图6所示坯料端部上的凸片锻接在套筒端部上的切口中的局部剖视放大侧视图；

图9为按照本发明另一方面的套筒和接头的形成圆柱形前的放大展开图；

图10为图9所示套筒和接头形成圆柱形后的侧视图；

图11为图10套筒和接头的俯视图；

图12为使用在本发明电连接器的另一方面中的坯料的立体图，示出该坯料处于展开、形成圆柱形前的形状；

图13为图12坯料在一套筒中的立体图；

图14为图13所示电连接器中插入插头的放大侧视图；

图15为沿图14中15-15线剖取的剖面图；

图16为图12的坯料形成圆柱形的侧视图，其端部凸片弯曲到与套筒啮合的位置；

图17为图16坯料的立体图；

图18为容纳电接头和导电销子的图14和15的连接器的纵向剖面图；

图19为图18所示连接器、接头和销子的立体图；

图20为示出在本连接器另一方面中初始步骤的纵向剖面图；

图21为图14所示格栅固定件的一个完成端部的局部纵向剖面图；以及

图22为图20和21所示的完成的外部格栅固定件的端视图。

具体实施方式

本发明为具有下文所述的独特套筒的改进型径向弹性电连接器10。图1示出套筒12在形成圆柱形前的平面展开图。冲压片12可比方说冲压成如下构型。冲压片12包括相对的主要侧边缘14和16以及插入的小的侧边缘18和20。尽管所述、所示冲压片12在这里呈长方形，但冲压片12也可呈方形。

分别在侧向边缘14和16上形成多个孔22和24。这些孔22和24最好具有从侧向边缘14和16的开口端延伸到具有一定深度和宽度的内端的方形切口。孔或切口22和24最好如图1所示呈方形。相邻切口22和24之间形成突起23和25。

按照本发明的独特特征，切口22与切口24不在同一直线上。即，冲压片12的侧向边缘14上的每一切口22与相对的侧向边缘16上的两切口24之间的突起25位于同一直线上。同样，侧向边缘16上的每一切口24与侧向边缘14上的突起23位于同一直线上。

在构作本发明连接器10时，冲压片12形成图2所示一套筒。侧向边缘18和20可用任何合适的方法连接在一起，例如互锁的突起和切口、燕尾槽连接、焊接等等。

如图2所示，现在称为圆柱套筒26的冲压片12可滑套或者滑动容纳圆柱形格栅或接触件28。格栅28原先为冲压成长方形的坯料。格栅28包括相间隔、平行、横向伸展的连接腹板30和32。腹板30和32由多个等距分布、平行、纵向伸展的接触片34连接在一起。从腹板30沿轴向伸出凸片36。从相对的腹板32沿轴向伸出凸片38。

格栅28和套筒26最好由合适的导电材料如铜或铜铍合金制成。

在第一装配步骤，从腹板32伸出的凸片38相对接触片34弯成约90°。同时，从相对发腹板30伸出的凸片36以一较小角度如约30°径向向外张开。

然后把格栅28滑动地插入圆柱套筒26中。向外张开的凸片36暂时向内弯曲使得格栅28可滑入套筒26中。如图3和4所示，格栅28插入套筒26中，直到凸片38抵靠套筒26的侧边缘16中的切口24。如图4所示，由于倾斜向外弯曲造成的弹力作用，格栅28另一端上的凸片36沿套筒26的侧向边缘14上抵靠突起23。

然后将具有分布在圆周上、轴向伸展的齿的未示出工具插入套筒26内部，使得各齿插入格栅28上凸片36之间的切口中。然后转动该工具，使得凸片36相对格栅28另一端上的凸片38角度偏移。最好是，该角度偏移约为50°，使得各凸片36与套筒26的第一侧边缘14上的每个切口22对齐。在该转动过程中，凸片36自动卡入切口22中，从而把格栅28如图5所示锁定在套筒26中。凸片36相对对置的端部凸片38的角度偏移造成接触片34在腹板30与32之间处于倾斜位置。用来制成格栅28的铜铍合金的特性使得尽管该合金有一定弹性，但该工具赋予的转动把格栅28永久地固定在转动位置上。

接触片34两端之间的角度偏移造成每个接触片24在腹板30与32之间呈双曲线形。由各接触片24顶点或中心点形成的环的标称直径小于接触片34内部在角度偏移前的直径。该直径小于待插入连接器10中的连接销子的直径。

如图6所示并如图7和8详细示出，然后用合适方法如焊接、弯曲等把凸片36和38牢牢固定在套筒26上。图7和8示出一种使用锻接的优选连接方法。沿第一侧边缘14的相邻切口22之间的突起23以及套筒26的对置侧边缘16上的相邻切口24之间的突起25，在力的作用下分别锻接在位于邻接切口中的凸片36和38上并与凸片36和38牢牢结合在一起。在图7中，在开始锻接时，突起23的端部部分弯曲到在相邻切口22中设置的凸片36上。对置的的突起25和在切口24中的凸片38的情况也是如此。

图8示出锻接操作完成时的情况。起初，突起23和25可在冲压或者成形冲压片12时被切槽，从而将每个突起23，25分成锻接到相邻凸片36或38上的两部分。

此时连接器10可装在用来连接插入销子与使用件的合适支架或使用件中。

下面参见示出本发明连接器另一方面的图20和21。在这一方面中，套筒46′的外端用冲压或其他合适成形方法在至少一端或两端上形成多个轴向伸展指状物或台阶110，这些指状物形成分布在圆周上的有内端112的槽口111。如图20所示槽口111容纳格栅28上的径向向外弯曲的凸片38。然后，如图21和22所示，槽口111之间的每一指状物110的金属和弯曲凸片38的表面被分开，并在凸片38上镦锻或变形，把凸片38与套筒46上槽口111的内壁112牢牢啮合在一起。应该指出，首先在一端上进行这一机械互锁，并且在格栅28的接触片38两对置端发生角度偏移后，在套筒46′的对置端上进行机械互锁。

如格栅28由多个金属丝而不是由腹板连接的接触片34构成，则这些金属丝可在套筒46′中从一端到另一端倾斜放置。可在如上所述锻接两外端过程中，使用弯成双曲线形的长度较长的金属丝实现张紧。

图9和10示出套筒46的另一方面，该套筒包括连成一体的接头，如导线压接接头48。圆柱套筒46中由与冲压片12相同的冲压片制成，只是沿对置的侧边缘16一般在套筒46中央部分的一部分交替的切口24和插入的突起25被去除并且由凸缘50代替，该凸缘50将套筒46与导线压接接头48连成一体。

如图9所示，导线压接接头48在形成图10和11所示的具有通孔49的圆柱形状前，一般呈长方形或其他多边形。与上述格栅28和套筒26一样，格栅28从套筒46的第一侧边缘14插入。接头48的圆筒形适合于容纳电导体或电缆中的裸丝。导体或电缆的裸丝一旦插入接头48的孔中，就可用合适的压接工具把接头48机械变形成与导体或电缆的裸丝机械压接。从而插入套筒46中的销子由该连接器44电连接到与导线压接接头48相连的导体或电缆。

图12-19示出与格栅28类似、可与套筒26或46一起使用的另一种格栅58。应该指出，该格栅也可用如美国专利Nos.4,657,335和4,734,063所述的套圈安装在或固定在外部套筒上，或使用共同待审的美国专利申请No.09/568,910中所述任何凸片与套筒连接方法。

格栅58最好用导电材料如铜铍合金制成。格栅58原先为冲压或以其它方式形成合适尺寸的单个片材或坯料。在坯料中形成与多个接触片64连成一体的相间隔、平行、横向伸展腹板60和62。用冲切或用其它切割或分开方法将接触片64与相邻坯料材料分开。与格栅28一样，分别从腹板60和62沿纵向伸出多个相间隔凸片66和68。凸片66和68和接触片64的作用与图1-8所示上述格栅28的对应凸片36和38和接触片34相同。

但是，当用平板或者坯料形成格栅28时，在形成接触片34的过程中，相间隔、平行接触片之间的材料被切去或者以其它方式与坯料分隔，结果造成材料浪费。按照本发明这一方面的独特特征，如相间隔接触片64之间的材料被保留并仅仅与接触片64分开，格栅28的形成就可减小材料浪费。该材料形成细长形接触臂70。每一接触臂70经与例如一体地连接在腹板62一端上的弧形弯头72从接触片64平面中弯出。每一接触臂70可从每一弯头的该端沿平面或者直线伸展。在图14和15所示优选构型中，当格栅58如下文所述形成圆筒时每一接触臂70由从弯头72该端伸出的第一直线部分74、径向向外斜向伸展的第二部分76和外径与接触片64外径相同的直线端部分78构成。

当用来形成格栅58的坯料弯曲成所需圆筒形时，凸片66和68和接触片64的位置如图1-8所示连接器10中所示、所述。每一接触臂70的弯曲部分72从相邻腹板62的外径向内弯曲，使得所有接触臂70位于接触片64外径内，直到每一接触臂79的端部分78向外弯曲到与接触片64同一外径。在圆周上的弯曲部分72之间的内径80小于接触片64的内径。这使得连接件或者销子82如SURELOK销子，例如由与一端86相间隔的切口或切割部分84形成。当端部86用力插入包括格栅58的连接器90中时，端部86起初接触接触臂70的弹性弯头72、使之变形，直到端部86穿过弯头72。弯头72然后滑入切口84中，从而把销子82牢牢固定在整个连接器90中。

尽管格栅可用于图1-8所示上述套筒26，但与图9-11所示套筒46一样，对套筒92的以下说明只是例示性的。因此，套筒92包括套住接触片64的圆柱部分94，格栅58的凸片66和68固定在套筒92的圆柱部分94地对置端上。整体凸缘96从圆柱部分94的一端伸展到构成导线压接接头的接头部分98上。如图15所示，接触臂70的端部分78位于接头98中以便容纳图18和19详细示出的一导体或电缆102中的裸线100。接头98可如上所述压接在导体102的裸丝上或者周围，从而把导体102机械固定在连接器90上。

图16和17示出形成圆筒形状之后的格栅58。为简明起见未示出套筒92。图16和17示出从图片58和连接成一体的腹板62延伸的接触臂70。

具有创造性的格栅和套筒的本发明所述径向弹性电连接器较之公知径向弹性电连接器具有若干优点。首先，格栅与套筒的互连简化。由于格栅上的凸片直接连接在套筒两端上的交替切口和突起中，因此无需使用原来用来把格栅上的凸片牢牢套在外部套筒外端上的套圈。此外，用起初位于相邻接触片之间的材料形成的接触臂减小了材料浪费，从而以较低成本提供了一个增强的电导体。这些接触臂还延伸了插头或导体与格栅之间的直流电路。

Claims (11)

1.一种生产电连接器的方法，包括下述步骤：

形成具有第一和第二端的圆柱套筒；

在该圆柱套筒的第一和第二端上分别形成交替的切口和突起；

形成圆柱接触件，该接触件具有在第一和第二端之间延伸的多个相间隔的接触片；

在该接触件的两端形成多个凸片；

把该接触件插入该圆柱套筒中，使得接触件的第一端与圆柱套筒第一端上的切口结合；

在将该接触件插入到该圆柱套筒中之前相对该接触件的轴向长度的方向弯曲该接触件的第一端约90度；

相对于接触件的第一端周向偏移接触件的第二端；

把接触件的周向偏移第二端结合到圆柱套筒的第二端上的切口中；以及

把圆柱套筒的第一端上的至少一个突起分成两个部分，每一个部分固定到接触件的第一端的独立相邻的凸片上；把圆柱套筒的第二端上的至少一个突起分成两个部分，每一个部分固定到接触件的第二端的独立相邻的凸片上。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，固定该接触件的第一和第二端的步骤包括：

把接触件的第一和第二端锻接到圆柱套筒上。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，固定该接触件的第一和第二端的步骤进一步包括下列步骤：

把接触件的第一和第二端机械连接到圆柱套筒上。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，形成交替切口和突起的步骤进一步包括下列步骤：

在圆柱套筒的第一端上形成切口和突起，其相对于圆柱套筒的第二端上的对应切口和突起周向偏移。

5.一种生产电连接器的方法，包括下述步骤：

形成具有第一和第二端的圆柱套筒；

在该圆柱套筒的第一和第二端上分别形成交替的切口和突起；

形成圆柱接触件，该接触件具有在第一和第二端之间延伸的多个相间隔的接触片；

在该接触件的两端形成多个凸片；

把该接触件插入该圆柱套筒中，使得接触件的第一端与圆柱套筒的第一端上的切口结合；

相对于接触件的第一端周向偏移接触件的第二端；

把接触件的周向偏移第二端结合到圆柱套筒第二端上的切口中；以及

通过将接触件的第一和第二端与圆柱套筒机械连接，将接触件的第一和第二端固定在圆柱套筒上，其中把圆柱套筒的第一端上的至少一个突起分成两个部分，每一个部分固定到接触件的第一端的独立相邻的凸片上；把圆柱套筒的第二端上的至少一个突起分成两个部分，每一个部分固定到接触件的第二端的独立相邻的凸片上。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，形成交替切口和突起的步骤进一步包括下列步骤：

在圆柱套筒的第一端上形成切口和突起，其相对于圆柱套筒的第二端上的对应切口和突起周向偏移。

7.按权利要求5所述的方法，其特征在于，形成交替切口和突起的步骤进一步包括下列步骤：

在圆柱套筒的第一端上形成与圆柱套筒的第二端上的对应切口和突起轴向对齐的切口和突起。

8.按权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

把该接触件做成一整体接触坯料，其带有多个具有第一和第二端的相间隔接触片；

将接触片的第一和第二端分别整体连接到横向延伸的第一和第二平行腹板上；

形成分别从第一和第二平行腹板突出的多组第一和第二凸片；以及

在轴向上从第二凸片向第一凸片弯曲位于相邻接触片之间的整体接触臂。

9.一种生产电连接器的方法，包括下述步骤：

形成具有第一和第二端的圆柱套筒；

在该圆柱套筒的第一和第二端上分别形成交替的切口和突起；形成圆柱接触件，该接触件具有在第一和第二端之间延伸的多个相间隔的接触片；

将该接触件做成一整体接触坯料，其带有多个具有第一和第二端的相间隔接触片；

将该接触片的第一和第二端分别整体连接到横向延伸的第一和第二平行腹板上；

形成分别从第一和第二平行腹板突出的多组第一和第二凸片；

在轴向上从第二凸片向第一凸片弯曲位于相邻接触片之间的整体接触臂；

把该接触件插入该圆柱套筒中，使得接触件的第一端与圆柱套筒第一端上的切口结合；

相对于接触件的第一端周向偏移接触件的第二端；

把接触件的周向偏移第二端结合到圆柱套筒第二端上的切口中；以及

把接触件的第一和第二端固定在圆柱套筒上。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括下列步骤：

把接触件插入圆柱套筒中；

形成整体接触臂作为容纳外部导电件的连接器。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括下列步骤：

把外部导电件插入整体接触臂中。

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