CN103608974B - 插座触头 - Google Patents

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Abstract

一种用于接收配合触头（32）的插座触头（10）和用于其的方法。该插座触头具有侧壁（38，40），每个侧壁具有设置在其中的开口（50）。弹性触头臂（54）在侧壁之间延伸。凸出部从弹性触头臂延伸并且延伸穿过侧壁的开口。薄弱区域（76）设置在弹性触头臂上，薄弱区域被定位在固定端（59）与凸出部（72）之间。当配合触头插入插座触头时，凸出部与开口（50）的壁（36）接合，导致至少一个接触区域变为固定的并且使得薄弱区域移动到与配合触头接合，由此在弹性触头臂与配合触头之间提供多个接触区域。

Description

插座触头
技术领域
本发明涉及插座触头，更具体地涉及带有多个接触区域的插座触头。
背景技术
当前的电触头或电线触头被用以端接电线。电线触头需要附接到电线的牢固的机械装置以产生永久性端接并且需要装置以配合配合触头以形成电连接。例如，电线触头可具有用于端接电线的压接端和用于配合触头的插入和接收配合端。已从金属条或预镀覆的金属条开发出一些触头，其被冲压然后被折叠或成型为合适的形状。这些触头具有大体上盒子形状的配合端，其用于配合具有插针或刀片类型配合端的触头。带有盒子形状配合端的触头具有外部尺寸和形状的要求以匹配到连接器的容腔内并且具有用于提供用于接收和保持配合触头的插针或刀片触头的机械和电性连接装置的内部设计。在当前具有大体上盒子形状配合端的触头中，触头或顺应梁可为接收和保持配合插针触头的装置。
当前的连接器中可存在几个问题。已知的连接器典型地在最多两个区域与插针或配合触头接触和配合。这能够导致不充分的物理接触，其降低了电连接的可靠性并且使得连接器容易遭受连接的减少或丢失。此外，振动或其他运动或移动可导致连接的丢失。
发明内容
通过这里描述的插座触头提供了解决方案。插座触头具有接触部分，接触部分带有侧壁，每个侧壁具有设置在其中的开口。弹性触头臂在侧壁之间延伸。弹性触头臂具有固定端和远端并且至少一个第一接触区域被定位为邻近该远端。凸出部从弹性触头臂延伸并且延伸穿过侧壁的开口。薄弱区域设置在弹性触头臂上，薄弱区域被定位在固定端与凸出部之间。薄弱区域具有定位为与其邻近的第二接触区域。当配合触头插入插座触头时，凸出部与侧壁的开口的顶壁接合，导致邻近薄弱区域的第二接触区域移动到与配合触头接合，由此在弹性触头臂与配合触头之间提供有多个接触区域以提供其间的稳定可靠的电连接。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，其中：
图1为本发明的插座触头的示例性实施例的透视侧视图。
图2为图1的插座触头的示例性实施例的替代透视侧视图。
图3为沿着图2的插座触头的接触部分的中心轴线截取的部分纵向截面侧视图。
图4为沿着插座触头的接触部分的中心轴线截取的部分纵向截面侧视图，与图3相似，其中示出的配合插针处于中间配合位置。
图5为沿着插座触头的接触部分的中心轴线截取的部分纵向截面侧视图，与图3相似，其中配合插针完全地插入接触部分。
图6为接触部分的部分剖切视图，示出了相应的弹簧臂的分叉梁。
图7为图1的插座触头的正视图。
贯穿本申请，在任何有可能的地方，相似参考标号用于指代相似的元件。
具体实施方式
在以下的详细描述中陈述了许多具体细节以提供对各种实施例的全面理解。然而，本领域技术人员将理解的是可在没有具体细节的情况下实施这些实施例，理解这些实施例并不局限于所描绘的实施例并且理解这些实施例可用多种替代实施例实施。在其他情况下，没有具体描述众所周知的方法、步骤和部件。
此外，各种操作可被描述为以对实施例的理解有帮助的方式实现的多个分开的步骤。然而，描述的顺序不应该被认为暗示需要以它们出现的顺序实现这些操作，或者甚至认为在暗示它们是基于顺序的。此外，短语“在实施例中”的重复使用虽然可以指相同的实施例，但是并不一定指相同的实施例，虽然可以。最后，在本申请中所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”以及类似的，除非另有指示，否则将它们视为同义词。
本公开涉及插座触头以及将配合插针触头机械地且电性地与插座触头接合的方法。
图1和2的示例性实施例示出了插座触头10的透视图，插座触头10包括配合部分20、压接部分22以及过渡部分或区域24。整个插座触头10由冲压的金属片形成，金属片被冲压并且成型或弯曲成图1和2中所示的构造。
在示出的示例性实施例中，压接部分22具有后绝缘构件26和导体构件28。绝缘构件26与导体构件28以已知的方式与电线的绝缘材料和导体分别接合。虽然示出了压接的连接，但是部分22可使用其他的已知技术连接到相应的电线，例如但不限于绝缘移位技术。过渡部分24在配合部分20与压接部分22之间延伸。
配合部分20包括用于接收相应的配合触头或配合插针触头32（图4和5）的盒形接触部分30。盒形接触部分30具有底壁34、顶壁36和侧壁38、40。如图1和2中最佳示出的，顶壁36具有从顶壁向外凸出的锁定凸出部42或定向件和/或锁定特征。锁定凸出部42的尺寸被设计为与壳体（未示出）的容腔合作以将插座触头10保持在壳体中的位置中。锁定凸出部42与壳体合作以提供插座触头10在壳体中的主要固持。锁定凸出部42还用作极化装置。如果插座触头10所将插入的壳体具有对应容腔，凸出部将定位在该容腔中，那么可确保插座触头10不能被不正确地插入壳体。
侧壁38在底壁34与顶壁36之间延伸并一体地附接至底壁34和顶壁36。如在图1中最佳示出的，侧壁40从底壁34延伸并且被定位邻近顶壁36。侧壁40的一部分44被构造为当接触部分30的侧壁40被折叠在位置中时接近锁定凸出部42的形状，由此提供用于锁定凸出部42的侧表面。如图5中最佳示出的，翻折盖46从侧壁40的部分44延伸以向锁定凸出部42提供额外的强度并且防止不想要的材料穿过锁定凸出部42中的开口进入接触部分30。如在图中示出的，侧壁40的自由端和顶壁36的自由端被定位为彼此邻近，形成接缝48。
每个侧壁38、40具有贯穿其延伸的开口50。在示出的示例性实施例中，开口50近似与锁定凸出部42对齐；然而，在不脱离本发明的范围的情况下可使用其他构造。
参考图3到5，单件的插座触头10具有第一弹性触头臂或弹簧臂52以及第二弹性触头臂或弹簧臂54，它们分别由底壁34和顶壁36一体地形成。弹性触头臂或弹簧臂52、54在侧壁38、40之间延伸。弹性触头臂52、54各自从固定端59向后弯折大约180度进入接触部分30。两个弹性触头臂52、54的部分向着彼此延伸。弹性触头臂52、54的自由端或远端56、58各自具有设置为邻近自由端或远端的自由移动接触区域60、62。在示出的实施例中，接触区域为弧形的并且侧向偏移，但是相对地靠近在一起，所以即使当很小的触头插针插入时，也能确保安全可靠的机械和电性连接。在图3中示出的示例性实施例中，当偏移时，远端56、58向后延伸大约从接触部分30的固定端59到接触部分30的内部的一半。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可包括弹性触头臂52、54的其他长度，由此允许接触区域被定位成以容纳不同长度的配合触头插针32。至少在接触区域60、62的区域中，弹性触头臂52、54优选地设置有镀覆或金属化层，比如金或锡覆盖层，由此提供与插入的触头插针提高的电连接。
参见图3，弹簧臂52具有定位为邻近弹簧臂的支撑臂或支持弹簧64。支撑臂64由底壁34形成。如图4所示，支撑臂64弯折到接触部分30的内部并在当配合触头插针52插入时弹簧臂52向下移动的时候支撑弹簧臂52邻近弹簧臂的远端56。然而，取决于想要的支撑，支撑臂64可在其他位置接触或接合弹簧臂52。为了确保弹簧臂52正确地停靠在支撑臂64上，支撑臂64可在其前向端上被斜切。当配合触头32插入时，支撑臂64与弹簧臂52合作以提供额外的接触力。由支撑臂64供给的额外的接触力使得弹簧臂52对相同的弹簧行程能够施加显著地更高的接触力。
如在图3到5中很好地示出的，支撑装置或支撑装置66可设置在底壁34上。支撑装置66被设置为邻近180度的弯折部，但与之隔开。弹簧臂52与支撑装置66合作以允许在配合插针插入期间施加在弹簧臂52上的力通过支撑装置66传递到底壁34。可以根据接触部分30和弹簧臂52的结构改变支撑装置66的形状和间隔。
还可在底壁34上设置过载凸出部67。过载凸出部67设置在支撑装置66与弹簧臂52的远端56之间。过载凸出部67设置为当配合插针触头32插入到插座触头10时与弹簧臂52合作。当弹簧臂52向底壁34偏转时，过载凸出部67可接合弹簧臂52以防止弹簧臂52向着底壁34的进一步移动，由此防止弹簧臂52产生永久变形。过载凸出部67的位置和尺寸可与弹簧臂52产生永久变形所需要的偏转的程度直接相关。
在一个实施例中，底壁34具有支撑臂64并且没有过载凸出部67。在另一个实施例中，底壁34具有过载凸出部67但没有支撑臂64。在另一个实施例中，底壁34具有过载凸出部67和支撑臂64两者。
支撑装置或掣子68可设置在顶壁36上。支撑装置68被设置为邻近弹簧臂54的180度弯折部，但与之隔开。弹簧臂54与支撑装置68合作以允许在配合插针插入期间将施加在弹簧臂54上的力通过支撑装置68传递到顶壁36上。180度弯折没有或大体上没有产生力，由此没有在180度弯折部中产生应力。可以根据接触部分30和弹簧臂54的结构改变支撑装置68的形状和间隔。
如之前所描述的，弹簧臂54具有设置为邻近其远端58的接触区域62。在示出的实施例中，如图6和7最佳示出的，弹簧臂54具有两个分叉梁70，其邻近远端58。每个分叉梁从薄弱区域76延伸到远端58并且接触区域62位于其上。每条梁70具有凸出部72，其从梁70延伸到侧壁38、40的开口中，如将被更完整地描述的。无分叉悬臂梁74一端被一体地附接到分叉梁70并且另一端被附接到弹簧臂54的180度弯折部。无分叉悬臂梁74与分叉梁70之间的互连被构造为相对于无分叉悬臂梁74的薄弱区域76，从而允许设置在弹性触头臂54上的薄弱区域76用作枢轴区域，允许分叉悬臂梁70围绕薄弱区域76旋转并且相对于无分叉悬臂梁74移动，如将被更完整地描述的。薄弱区域76被设置在弹性触头臂54上并且定位在固定端59与凸出部72之间。分叉梁70比相对坚硬的无分叉悬臂梁74更容易被移位。第二接触区域77设置在薄弱区域76或与之邻近。如图5中所示，接触区域77相对于接触区域62沿着配合触头插针32的插入路径横向偏移。
图3示出了将配合插针触头插入插座触头之前的插座触头10。在这个位置中，弹性触头臂52、54处于无压力的位置。图4示出了配合插针触头32处于中间配合位置并且图5示出了配合插针触头32完全地插入到插座触头10的接触部分30中。弹性触头臂52的接触区域60被侧向地定位在弹性触头臂54的接触区域62与弹性触头臂54的接触区域77之间。
如图4所示，当配合插针触头32被插入接触部分30时，配合插针触头32与弹簧臂52的接触区域60接合。当插针触头32继续插入时，弹簧臂52产生的弹簧力和支撑臂64迫使配合插针触头32与弹簧臂54的接触区域62接合，由此将插针触头32定位成同时与弹簧臂52上的接触区域60以及弹簧臂54的接触区域62电性地和机械地接合。替代地，如果配合插针触头32以偏移的方式插入或如果配合插针触头32被弯折，则配合插针触头32可首先与弹簧臂54的接触区域62接合。在本示例中，当插针触头32继续插入时，弹簧臂54产生的弹簧力迫使配合插针触头32与弹簧臂52的接触区域60接合，由此将插针触头32定位成与接触区域60、62电性地和机械地接合。
当插针触头32继续插入到图5所示的位置时，使得弹簧臂54向着顶壁36移动。当这发生时，弹簧臂54的分叉梁70的凸出部72被移动以与开口50的顶壁接合。这防止了凸出部72和接触区域77向顶壁36进一步移动，导致接触区域77变为或作为固定接触区域。当插针触头32继续插入时，弹簧臂52的弹簧力和支撑臂64向插针触头继续施加向上的力。当接触区域77不能进一步移动时，这个力的施加导致接触区域77和无分叉悬臂梁74与分叉梁70之间的薄弱区域76作为枢转区域。因而，当触头插针32继续插入时，接触区域62能够相对于被凸出部72保持在位置中的薄弱区域76和接触区域77移动。这将继续直到邻近接触区域77和接触区域62的区域所有都与触头插针32的表面电性地并机械地接合。接触区域77和接触区域62在弹簧臂54与配合插针32之间至少设置有3个接触区域。在示出的实施例中，薄弱区域76和接触区域77稍微地偏移，但是在其他实施例中，不牢固的区域76和接触区域77可重叠。
由于插针触头32与接触区域62和接触区域77两者接合，弹簧臂54的进一步移动被限制。因此，当配合插针触头32插入时需要的弹性触头臂52、54的任何进一步偏转由弹簧臂52和支撑臂64帮助实现。
在配合插针触头32插入期间，配合插针触头32接触弹簧臂54的接触区域77和薄弱区域76，它们提供了“提升”或移动力。因为接触区域77与弹簧臂54的固定端间隔开并且接触区域62被定位邻近弹簧臂54的远端58，所以移动弹簧臂54所需的法向力被减小。配合力或偏转弹簧臂54所需的力是从弯折部到相应的接触区域的距离或长度的三次函数。当继续插入并且弹簧臂54的提升大致完成时，接触区域62接触配合插针触头32。当弹簧臂54被薄弱区域76和接触区域77几乎完全偏转或“提升”时，接触区域62以小的配合力和小的配合角度与配合插针触头32接合，由此使得接触区域62被设置成以接触区域62和其上的镀覆层的磨损最小的方式与配合插针触头32电性接触。
在完全插入的位置，接触区域60、62和接触区域77都设置成与配合插针触头32电性和机械接触。触头的多个区域使得插座触头10能够在需要比如为但不限于15到20或更高安培的更高的电流水平的应用中被使用。
如在图5中最佳示出的，接触区域60、接触区域77和接触区域62相对于彼此侧向地间隔开，使得在可能产生高振动的环境中，插针触头32与插座触头10之间的连接能够稳定。在插入的位置中，接触区域77和接触区域62形成平垫，配合触头32能够停靠在平垫上，由此确保当振动产生时，配合触头32将保持正确地定位。
此外，当接触区域77、接触区域60和接触区域62相对于彼此侧向偏移时，即使配合插针触头32弯折，插座触头10也提供多个接触区域，导致插针触头32不只与特定的区域接合。此外，多个接触区域抵抗配合插针触头32的扭转和错位。
在一个实施例中，弹性触头臂52、54被构造为使得弹簧臂54的所有的接触区域产生大小相等方向相反的力以抵抗弹簧臂52产生的力。然而，弹性触头臂52、54和支撑臂64的构造可变化以使得接触区域能够具有与其相关的不同的力。特别地，接触区域60、62和接触区域77的定位能够改变由每个接触区域施加的力。
当接触区域77和接触区域62相对于配合插针触头32的插入路径横向偏移时，配合插针触头32上任何特定区域的镀覆层磨损都被减小，因为磨损被分布在不同的区域。
如图1到7所示，形成单件的插座触头10以提供接触部分30。在许多现有技术的触头中，盒子触头需要具有额外的翻折出盒子的材料，以当与配合插针触头的插入相关的力作用以导致盒子变形解散时保持盒子的整体性。替代地，现有技术盒子具有焊接在一起的接缝以保持盒子触头的整体性。每个这些方案都很昂贵，因为需要额外的材料和/或另外的步骤进行制造。对比起来，弹簧臂54的凸出部72与侧壁38、40的开口50的合作实现了相同的功能而不需要额外的材料和额外的制造步骤。当弹簧臂54移动时，如之前所描述的，凸出部72与开口50的壁接合。当这发生时，力从开口通过侧壁38、40被传递。没有力被传递到顶壁36。侧壁中的力沿着侧壁的横向轴作用。因而，没有力被传递到接缝以分开或拆散接缝。因此，接缝不需要任何类型的强化，比如额外的材料或焊接。
弹性触头臂52、54的构造以及多个接触区域的使用考虑了在配合触头插针32与插座触头10的配合和脱离配合期间的更小的法向力。这使得触头插针32和插座触头10在很多的使用次数期间更耐用，因为由于更低的配合或法向力产生更少的镀覆层磨损。接触区域的数量也使得插座触头10能够用于更高的电流水平，因为接触区域的数量使得与高电流水平相关的极度的热量被驱散，由此防止触头粗糙部的粘结。
虽然上述关于配合插针触头已经示出和描述，本发明并不局限于此，并且可包括能够插入到插座触头10中的配合电触头的任何构造，比如接片、电线、插头或其他电触头装置。
虽然参照优选实施例进行了描述，但是本领域技术人员应理解的是，在不脱离权利要求所限定的能够获得专利的范围的情况下，可产生各种改变或改型并且可用等同物替代优选实施例的元件。因此，能够获得专利的范围意图不限于作为设想的最佳模式而公开的具体的实施例，而是如果其它实施例具有并不不同于权利要求的文字语言的结构元件，或者如果它们包括带有从权利要求的文字语言看来没有实质区别的相等的结构元件，则这些实施例认为是落入权利要求的范围内的。

Claims (10)

1.一种插座触头(10)，其用于将配合触头(32)接收于其中，所述插座触头(10)具有接触部分(30)，该接触部分包括：
侧壁(38、40)，每个侧壁(38、40)具有设置在其中的开口(50)；
弹性触头臂(54)，其在所述侧壁(38、40)之间延伸，所述弹性触头臂(54)具有固定端(59)和远端(58)，用于接触所述配合触头(32)的至少一个第一接触区域(62)被定位邻近该远端；
凸出部(72)，其从所述弹性触头臂(54)延伸，所述凸出部(72)延伸穿过所述侧壁(38、40)的开口(50)；
薄弱区域(76)，其被设置在所述弹性触头臂(54)上，所述薄弱区域(76)被定位在所述固定端(59)与凸出部(72)之间，所述薄弱区域(76)具有被定位邻近所述凸出部(72)的、用于接触所述配合触头(32)的第二接触区域(77)；
因此当所述配合触头(32)插入所述插座触头(10)时，所述凸出部(72)与所述侧壁(38、40)的开口(50)的顶壁(36)接合，导致邻近薄弱区域(76)的所述第二接触区域(77)移动到与配合触头(32)接合，其中所述至少一个第一接触区域(62)和所述第二接触区域(77)接合所述配合触头(32)以提供其间稳定可靠的电连接。
2.根据权利要求1的插座触头(10)，其中所述弹性触头臂(54)具有两个分叉梁(70)，所述分叉梁从薄弱区域(76)延伸到弹性触头臂(54)的远端(58)。
3.根据权利要求2的插座触头(10)，其中每个所述分叉梁(70)上设置有所述至少一个第一接触区域(62)。
4.根据权利要求3的插座触头(10)，其中所述插座触头(10)具有第二触头臂(52)，所述第二触头臂具有第三接触区域(60)，所述第三接触区域(60)被侧向地定位在弹性触头臂(54)的所述至少一个第一接触区域(62)与弹性触头臂(54)的薄弱区域(76)之间。
5.根据权利要求4的插座触头(10)，其中支撑臂(64)被设置为邻近所述第二触头臂(52)的远端支撑第二触头臂(52)。
6.根据权利要求4的插座触头(10)，其中所述插座触头(10)具有底壁(34)，所述底壁在所述侧壁(38、40)之间延伸，支撑装置(66)被设置在邻近所述插座触头(10)的前面的底壁(34)上，所述支撑装置(66)与所述第二触头臂(52)合作以使得施加在第二触头臂(52)上的力能够通过支撑装置(66)传递到底壁(34)。
7.根据权利要求4的插座触头(10)，其中所述插座触头(10)具有底壁(34)，所述底壁在侧壁(38、40)之间延伸，过载凸出部(67)设置在所述底壁(34)上并邻近第二触头臂(52)的远端(56)，所述过载凸出部(67)与第二触头臂(52)合作以防止第二触头臂(52)产生永久变形。
8.根据权利要求1的插座触头(10)，其中所述插座触头(10)具有顶壁(36)，所述顶壁在所述侧壁(38、40)之间延伸，支撑装置(68)设置在所述顶壁(36)上并邻近插座触头(10)的前面，所述支撑装置(68)与弹性触头臂(54)合作以使得施加在弹性触头臂(54)上的力能够通过支撑装置(68)传递到顶壁(36)。
9.根据权利要求1的插座触头(10)，其中第二弹性触头臂(52)在所述侧壁(38、40)之间延伸，所述第二弹性触头臂(52)具有固定端和自由端(56)并且第三接触区域(60)被定位邻近所述第二弹性触头臂(52)的自由端(56)，所述第三接触区域(60)被侧向地定位在所述弹性触头臂(54)的至少一个第一接触区域(62)与弹性触头臂(54)的薄弱区域(76)之间，由此所述凸出部(72)在配合触头(32)插入所述插座触头(10)时与所述开口(50)的顶壁接合，导致邻近所述薄弱区域(76)的第二接触区域(77)移动到与配合触头(32)接合，从而在所述弹性触头臂(54)与第二弹性触头臂(52)和配合触头(32)之间提供多个接触区域，以提供其间的稳定可靠的电连接。
10.将配合触头(32)插入根据权利要求1的插座触头(10)的方法，该方法包括：
将所述弹性触头臂(52)与配合触头(32)接合；
从无应力位置移动所述弹性触头臂(54)；
将所述开口(50)的顶壁与所述弹性触头臂(54)的凸出部(72)接合以防止弹性触头臂(54)的薄弱区域(76)的进一步移动；
在所述凸出部(72)与所述开口(50)的壁接合后围绕所述弹性触头臂(54)的薄弱区域(76)移动弹性触头臂(54)的部分。
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