CN102683942A - 用于交通工具充电插孔的接触件和插座组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于交通工具充电插孔的接触件和插座组件。提供一种具有管状主体的接触件，管状主体限定内腔。主体配置成弹性变形以将端子接收在腔内。长形构件从主体延伸。保持片从长形构件延伸且包括形成在其中的用于接收电气部件的导线的槽。还提供一种电路，其包括与电气部件连接的一对接触件。提供用于支撑电路的插座组件。还提供用于形成接触件且将电路装配到插座组件的方法。

Description

用于交通工具充电插孔的接触件和插座组件

技术领域

一个或多个实施方式涉及用于接收用于交通工具充电插孔(vehiclecharging inlet)的端子的接触件，及用于支撑用于交通工具充电插孔的接触件和端子的插座组件(receptacle assembly)。

背景

接触件的一个实例被公开在Hanson的美国专利申请公布第2003/0045139号中。

附图简述

图1是根据实施方式的插座组件的示意图，显示了其安装到交通工具且与充电电缆连接；

图2是图1的插座组件的后透视图；

图3是图1的插座组件的端子的剖视图；

图4是图1的插座组件的分解侧透视图；

图5是图1的插座组件的部分断开的视图；

图6是图1的插座组件的接触件的侧透视图；

图7是根据另一个实施方式的接触件的侧透视图；

图8是根据又一实施方式的接触件的侧透视图；及

图9是根据又一实施方式的电路的侧透视图。

详述

根据需要，本文公开了本发明的详细的实施方式；然而，将理解所公开的实施方式仅仅是可以各种形式和选择性的形式实施的本发明的示例。附图不一定是成比例的；一些特征可能被放大或被缩小以显示具体构件的细节。因此，不应将本文所公开的特定的结构和功能的细节理解为限制性的，而仅仅作为教导本领域的技术人员多方面地采用本发明的示范性基础。

关于图1，显示了根据实施方式的插座组件且通常以数字10标记。插座组件10安装到交通工具12且为接收电能的交通工具提供充电插孔。插座组件10使充电电缆连接器14连接到交通工具线束16。充电电缆连接器14从用于提供电能的外部电源18延伸。交通工具线束16连接到电池20，用于通过给电池20充电来存储电能。

参见图1和图2，插座组件10包括用于安装到交通工具12的凸缘25和基座24。图2显示了插座组件10的后视图。基座24被布置在形成于交通工具12的外部面板中的孔(未显示)上。如图所示，凸缘25自基座24向外延伸。凸缘25被制定轮廓，用于安装到交通工具12。插座组件10还包括用于接收充电电缆连接器14的外部插座26。外部插座26在远离交通工具12的第一方向上自基座24延伸。在一个实施方式中，插座组件10包括罩(未显示)，该罩枢轴地连接到插座组件10的外表面且被布置在外部插座26的远端上，用于密封插座26。

插座组件10与交通工具线束16连接。交通工具线束16包括多根单独的线30，如图2所示。端子32与每根线30的端部连接。形成了穿过基座24的用于接收端子32的多个孔34。每一个端子32包括近端36和远端38(如图3所示)。每一个端子32的近端36与线30连接且被形成在基座24中的孔34中的一个接收。每一个端子32的远端38自基座24向外延伸，用于与充电电缆连接器14的匹配端子(未显示)连接。

可试图规定插座组件10和充电电缆连接器14之间的接口以使该连接遍及电动交通工具产业标准化。例如，美国汽车工程师协会(Society ofAutomotive Engineers)(“SAE”)已在SAE J1772中规定了这样的接口，其通过引用的方式并入本文。根据至少一个实施方式，插座组件10和充电电缆连接器14之间的接口包括5个公端子30(“销”)。在SAE J1772中规定的接口包括5个电路，其相应于以下的功能：AC电源线1(L1)、AC电源线2(L2，N)、底板接地、控制先导及接近检测。然而，插座组件10未被这个SAE规范限制且可用于指定其它接口要求的应用中。

根据一个实施方式，插座组件10包括用于电连接端子32中的两个的电路40。电路40包括相互连接的电阻器42、第一接触件44和第二接触件46。电阻器42包括主体47，主体47具有自主体47延伸的一对传导性导线48。电气部件(electrical component)42可以是用于特定应用的任意分立的电气设备。根据另一个实施方式，电路40具有电容器42。根据又一个实施方式，电路40具有二极管42。每一个接触件44、46将端子32中的一个的近端36连接到电阻器42的导线48中的一个。

例如，在一个实施方式中，电路40用于接近检测。交通工具线束16包括底板接地电路50，底板接地电路50具有与交通工具12的底板(未显示)的接地部分连接的线30。交通工具线束16还包括接近检测电路52，接近检测电路52具有与电源比如交通工具12内的电池20(图1)连接的线30。第一接触件44将底板接地电路50的端子32连接到电阻器42的导线48。第二接触件46将接近检测电路52的端子32连接到电阻器42的另一个导线48。电阻器42具有约2.7千欧姆的电阻值。充电电缆连接器14包括约480欧姆的电阻负载(未显示)，其与电阻器42并联地电连接。控制器(未显示)监控接近检测电路52以确定何时与充电电缆连接器14相连接。然而，电路40不限于这个实施方式且可用于电连接插座组件10内的端子32的其它组合。

参见图3，端子32包括用于连接到插座组件10的部件。根据一个实施方式，周围的毛刺54自端子32的中间部分在近端36和远端38之间沿周围延伸。毛刺54延伸超过基座24中的孔34的内径(如图4所示)，用于提供端子32和基座24之间的干涉配合。该干涉配合有助于将端子32保持在插座组件10中。还在端子32的中间部分、在毛刺54和远端38之间形成了端部挡件56。端部挡件56径向延伸超过毛刺54，用于接触基座24且限制端子32的插入深度。

参见图3至图5，第一接触件44和第二接触件46每一个与端子32中的一个连接。每一个接触件44、46包括管状主体58。主体58限定具有基本上圆柱形状的内腔60。根据一个实施方式，主体58将端子32的近端36接收在腔60内。主体58关于圆形外周是不连续的(裂开)，这允许主体58作为螺旋弹簧起作用且在径向方向上弹性形变以接收端子32的近端36。主体58为线30提供间隙；且为近端36的外径提供干涉配合。

例如，在插座组件10的一个实施方式中，第一接触件44包括具有约4.9毫米的内径的主体58。主体58接收线规为10的线(ten gage wire)和具有约5.0毫米的外径的近端36的端子32。主体58的内径小于近端36的外径，且因此主体58弹性形变以接收近端36。主体58维持作用在端子32的近端36上的径向弹性力。这种弹性力有助于维持端子32和接触件44之间的电连接。

每一个接触件44、46包括从主体58向外发散的第一端62。第一端62被布置成邻近基座24的孔34中的一个，用于接收端子32的远端38且在装配的过程中提供校准帮助。每一个插座还包括与第一端62相对地形成的第二端64。

接触件44、46每一个包括用于连接到电阻器42的保持片68。保持片68与裂开的管状主体58通过长形构件70连接。保持片68自长形构件70的端部向着基座24垂直地延伸。槽72形成在保持片68的远端中，用于接收电阻器42的导线48中的一个。根据一个实施方式，长形构件70自接触件56的第二端64切线地延伸。

根据一个实施方式，接触件44、46包括用于连接到插座组件10的部件，比如自长形构件70延伸的锁定片74。锁定片74可自长形构件70的中间部分在保持片68和接触件56之间垂直地延伸。锁定片74和保持片68包括向外延伸以用于使接触件44、46附接到插座组件10的边刺75。

插座组件10包括用于支撑端子32的多个端子插座76。端子插座76自基座24且向着交通工具12延伸。每一个端子插座76关于孔34中的一个形成且通常与该孔34中的一个同轴。每一个端子插座76限定用于接收端子32中的一个的近端36的端子腔78。

插座组件10包括：用于接收第一接触件44的主体58的第一端子插座80；及用于接收第二接触件46的主体58的第二端子插座82。在第一端子插座80和第二端子插座82中的每一个中形成的端子腔78为相应的接触件44、46的第一端62提供间隙以允许弹性变形。

插座组件10还包括用于支撑电路40的电路插座83。电路插座83自基座24延伸。电路插座包括用于接收电阻器42的主体47的安装部84。安装部84定向成紧邻第一端子插座80和第二端子插座82。电路插座83还包括在安装部84的相对端处从基座24延伸的一对端部支撑件86。每一个端部支撑件86具有形成到内表面中的凹槽88。每一个凹槽88接收电阻器42的导线48且在安装部84处会聚，以在装配过程中定位电阻器42。电路插座83还包括在端部支撑件86和第一端子插座80及第二端子插座82之间延伸的壁90。在每一个壁90中形成通道92，且通道92突出到端部支撑件86及相应的第一端子插座80和第二端子插座82中，用于接收长形构件70。

图4和图5显示了用于装配插座组件10的方法，用于至少一个实施方式。首先，将电路40连接到基座24。使电阻器42的导线48对准凹槽88；并且电阻器42的主体58被布置在安装部84上。将裂开的管状主体58插入到相应的端子插座80、82的端子腔78中。将长形构件70插入到相应的通道92中；且使保持片68接合电阻器42的相应导线48。保持片68将导线48捕获在接触件44、46和基座24之间，用于固定电阻器42。

接着，使交通工具线束16与插座组件10连接。将每根线30的与具有端子32的端部相对的端部插入穿过基座24的孔34。使线30平移穿过基座24直到每一个端子32的近端36穿过孔34且进入端子腔78。插入第一端子插座80的端子32接合第一接触件44的主体58；且插入第二端子插座82的端子32接合第二接触件46的主体58。

图4的分段部分显示了在接合第一接触件44的主体58之前，将端子32插入插座组件10。图3显示了端子32的安装位置，在那里端子32的近端36被接收到主体58的腔60中。

此外，根据一个实施方式，通过模塑的热塑性材料(未显示)将电路40封装在电路插座83之内。模塑材料有助于使接触件44、46和电阻器42隔离并密封。插座组件10的可选择的实施方式包括具有延伸远离基座24的片(未显示)的接触件44、46。对于这样的实施方式，电阻器42可在接触件44、46后安装且通过模塑材料保持在插座组件10之内。

关于图3和图6，根据一个实施方式，通过冲压具有伸长长度的单条传导性材料来形成第一接触件44和第二接触件46。在冲压的过程中，可形成保持片68和锁定片74。使用二次加工以纵向地缠绕该条的近端(以虚线显示)，以形成裂开的管状主体58。这个过程导致间隙96在主体58的外周部分中形成，间隙96在第一端62和第二端64之间延伸。选择性地，主体58可作为单独的构件形成且焊接(例如，超声焊接)到长形构件70。

端子32和接触件44、46的主体58之间的接口或接触面积影响电路40的电阻。随着接触面积的减少，电阻增加。接触面积的几何构型可受设计和生产过程的影响。例如，端子32的近端36可通过机械方法比如压接而与线30连接。压接端子32可使近端36的外径变形，这可减少接口的接触面积。此外，由于沿着在主体58中所形成的间隙96没有接触，因此间隙96的尺寸还影响接触面积。

电路40的电阻影响沿接近电路52所测得的测量值。电路的一个现有技术的实例教导了绕着每一个端子缠绕电气部件的导线，然后将导线焊接到端子。这种现有技术的缠绕且焊接的接头并未提供强固的电气连接，因为导线和焊接接头很容易被破坏且提供可变的电阻值。示范的实施方式包括通过接触与端子32的近端36连接的接触件44、46，这可导致较低的且更一致的电阻值。例如，在一个实施方式中，每一个接触件44、46的电阻约为1.5毫欧姆。

参见图6至图7，显示了根据实施方式的第二接触件且该第二接触件通常以数字146标记。第二接触件146可用于图1-4的插座组件10。第二接触件146包括限定内腔160的裂开的管状主体158。主体158包括第一端162和与第一端162相对的第二端164。第二接触件146包括通过长形构件170与主体158连接的保持片168。通过冲压传导性材料的长形条来形成第二接触件146。该条包括形成到条的远端中的横向缺口194(以虚线显示)。当条的远端被纵向地缠绕以形成主体158时，缺口194为长形构件170提供间隙。

与图6所显示的实施方式的第二接触件46相比，图7的第二接触件146在主体158和端子32之间具有更大的接触面积。裂开的管状主体158形成最小的间隙196，且具有围绕主体158的内表面跨过约360°的接触面积。通过增加接触面积(减少间隙196)，使第二接触件146的电阻减少。此外，通过为端子32在插入过程中的接合提供更为光滑的接口，第二接触件146的增加的接触面积改善了可制造性。

图8显示了根据又一实施方式的第二接触件246。第二接触件246包括通过长形构件270彼此连接的裂开的管状主体258和保持片268。主体258包括远离主体258发散的第一端262。在第一端262中形成一系列沿圆周方向间隔开的突出部分263。通过冲压长形条的传导性材料来形成第二接触件246。该条包括形成到条的远端中的间隔开的突出部分263。

第二接触件246配置用于手动插入应用。与图7所示的第二接触件146的通常连续的第一端162相比，在主体258的第一端262中形成的突出部分263在更低的轴向负荷下弹性变形。第二接触件246适合于手动插入端子32的应用；或当端子32多次插入和取出时(多个配合周期)。

图9显示了根据又一实施方式的电路340。电路340包括与至少3个端子32电连接的第一接触件344。第一接触件344包括通过长形构件370彼此连接的裂开的管状主体358和保持片368。保持片368包括在远端中形成的槽372，用于接收第一电气部件342的导线348。第一电气部件342互连到第一接触件344和第一次级接触件346之间。第一接触件344包括在保持片368和主体358之间从长形构件370延伸的第二片369。第二片369包括在远端中形成的用于接收第二电气部件343的导线349的槽373。第二电气部件343互连在第一接触件344和第二次级接触件347之间。

虽然在上文中描述了本发明的实施方式，其并非意在使这些实施方式描述了本发明的所有的可能形式。相反，在说明书中所用的词汇是描述性的词汇而不是限制性的词汇，且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可作出许多改变。此外，各种可实施的实施方式的特征可组合以形成本发明的更多的实施方式。

Claims (20)

1.一种接触件，包括：

管状主体，其在内部限定腔，所述主体配置成弹性变形以将端子接收在所述腔内；

长形构件，其从所述主体延伸；以及

保持片，其从所述长形构件延伸，所述保持片具有形成在其中的用于接收电气部件的导线的槽。

2.如权利要求1所述的接触件，其中所述管状主体包括裂开的管状主体，所述裂开的管状主体具有穿过所述主体的外表面形成的轴向延伸的间隙以便于弹性变形。

3.一种电路，包括：

根据权利要求1所述的一对接触件；以及

接收在所述接触件的所述槽内的电气部件。

4.如权利要求3所述的电路，其中所述电气部件包括电阻器。

5.如权利要求1所述的接触件，还包括从所述管状主体向外发散的第一端，用于接收所述端子的近端。

6.如权利要求5所述的接触件，其中所述第一端包括一系列在圆周方向相互间隔开的突出部分。

7.如权利要求1所述的接触件，还包括在所述保持片和所述主体之间从所述长形构件延伸的第二保持片，所述第二保持片具有形成在其中的用于接收第二电气部件的导线的槽。

8.一种插座组件，包括：

基座，其用于安装到交通工具面板，所述基座具有穿过而形成的用于接收端子的孔；

外部插座，其在第一方向从所述基座延伸，用于接收充电电缆连接器；以及

至少一个端子插座，其在与所述第一方向相反的第二方向从所述基座延伸，所述端子插座关于所述孔中的一个而形成，且限定用于接收根据权利要求1所述的接触件的管状主体的端子腔。

9.如权利要求8所述的插座组件，还包括在所述第二方向上从所述基座延伸的电路插座，用于接收所述电气部件和所述接触件。

10.如权利要求9所述的插座组件，其中所述保持片从长形构件垂直地延伸以将所述电气部件捕获在所述接触件和所述基座之间。

11.一种插座组件，包括：

基座，其用于安装到交通工具面板，所述基座具有穿过而形成的用于接收端子的孔；

电气部件，其被布置在所述基座上；以及

一对接触件，其与所述基座连接，每一个接触件包括：

管状主体，其在内部限定腔，所述主体对准所述基座的所述孔中的一个且配置成弹性形变以接收所述端子，

长形构件，其从所述主体延伸，以及

保持片，其从所述长形构件延伸，所述保持片具有形成在其中的用于接收所述电气部件的槽。

12.如权利要求11所述的插座组件，还包括：

外部插座，其在第一方向从所述基座延伸，用于接收充电电缆连接器；以及

至少两个端子插座，其在与所述第一方向相反的第二方向从所述基座延伸，每一个端子插座关于所述孔中的一个而形成，且限定用于接收所述管状主体的端子腔。

13.一种用于将电路装配到插座组件的方法，所述方法包括：

提供具有基座的插座组件，所述基座具有穿过而形成的多个孔；

提供包括通过电气部件相互连接的接触件和第二接触件的电路，其中每一个接触件包括管状主体；

使所述接触件连接到所述基座，使得每一个管状主体与所述孔中的一个轴向对准；

提供包括多根线的线束，每根线具有与所述线的第一端连接的端子；

将每根线的第二端插入通过所述孔中的一个；以及

使所述线中的至少两根平移穿过所述插座组件，直到所述端子的近端接合所述接触件的所述主体。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

在所述电路上沉积模塑材料，用于使所述接触件和所述电气部件密封到所述基座。

15.如权利要求13所述的方法，还包括：

冲压传导性材料的条，所述条具有伸长长度且带有近端和远端；以及

朝着所述远端纵向缠绕所述条的所述近端以形成所述管状主体。

16.如权利要求15所述的方法，还包括在所述条的所述远端形成保持片，所述保持片具有形成在其中的用于接收所述电气部件的槽。

17.如权利要求16所述的方法，还包括在所述保持片和所述主体之间将第二保持片形成到所述条中，所述第二保持片具有形成在其中的用于接收第二电气部件的导线的槽。

18.如权利要求13所述的方法，还包括将扩口形成到所述管状主体的第一端中。

19.如权利要求15所述的方法，还包括将一系列间隔开的突出部分形成到所述条的所述近端中。

20.如权利要求15所述的方法，还包括将横向缺口形成到所述条的所述近端中，用于接收长形构件。

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