CN105556752A - 电连接器 - Google Patents
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Abstract
公开了被用来进行到窗上的加热系统或天线系统的电连接的电连接器以及制造窗的方法。电连接器(30)包括适于焊接的、基本上平面的脚部(31),永久连接到脚部(31)并且基本上与脚部(31)的平面成直角的成角度部分(32),以及连接到成角度部分(32)并且适于把持电缆的把持部分(33),其中脚部(31)具有基本上圆形椭圆形状。包括这种电连接器(30)的窗(10)还包括窗材料板材(11),在该窗材料板材(11)的表面上的电导体(21),以及在电导体(21)与脚部(31)之间的焊料层(41),其中焊料层(41)包括无铅焊料。成角度部分可以是按钮连接器,也称为卡扣连接器,的公部分。把持部分可以是焊接或焊合到成角度部分的垫片。
Description
背景技术
本发明涉及被用来例如形成到窗上的加热系统或天线系统的电连接的电连接器,以及制造窗的方法。
在车窗上的导电元件与电缆之间进行电连接的电连接器是已知的。例如,T-型连接器被用来将车窗上的加热电路或天线连接到车辆的线束(wiringharness)。T-型连接器包括至少两个被焊接到车窗上的导电元件,诸如母线,的脚部。脚部利用含铅的常规焊料被连接到母线。
关于这种常规焊料的已知问题是废旧电器设备回收中不可接受的铅浓度,尤其是关系到报废的车辆。供水系统中的高铅浓度会引起人和环境的铅中毒。因此,期望结合常规的T-型连接器使用无铅焊料,但这种组合具有不太有利的机械属性,这会导致玻璃在焊料区域的破裂。车辆中的热循环会引起这种电连接的过早失效。这种组合的焊接点是不可靠的,因此期望找到T-型连接器的替代设计。
US7909665(Pilkington/Lyon)解决了T-型连接器与母线之间焊接点的可靠性问题,其中T-型连接器在脚部的上方具有高度为“h”的连接器桥,并且脚部在玻璃的方向具有高度为“d”的突起。更可靠的焊接点是通过结合无铅焊料优化“d”和“h”而获得的。
本发明的一个目的是提供替代的电连接器,其具有无铅焊接点的改进的可靠性并且在热循环之后在焊料区中具有更少的玻璃破裂。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了包括在所附权利要求1中阐述的特征的电连接器。
根据本发明的第二方面,提供了包括在所附权利要求17中阐述的步骤的制造窗的方法。
本发明提供了替代的电连接器,当其通过无铅焊料附连到窗材料板材上的电导体时,提供能够经受车窗所需的热循环测试的耐用产品。
好处是通过提供永久连接到成角度部分的基本圆形的脚部并且通过一层无铅焊料将脚部连接到窗材料板材上的电导体来实现的,其中成角度部分与脚部基本上成直角。特别地,玻璃在该无铅焊料附近的破裂通过本发明显著降低了。
令人惊讶地是,发明人已经发现,基本圆形的脚部和成角度部分的提供降低了在运行中连接器有可能遇到的、由于热应力造成的破裂的数量。来自热循环测试的数据是这个好处的证据。当在热循环测试中使用无铅焊料时,根据本发明、包括一个圆形脚部的电连接器比包括两个矩形脚部的标准T-型连接器造成更少的玻璃破裂。
本发明的优点是,由永久连接到成角度部分的基本圆形的脚部造成的、利用无铅焊料的改进粘合的好处与由把持部分造成的连接性的好处相结合。有利的实施例包括形状为适于可释放连接的铲形连接器的把持部分。作为替代,形状为凸缘或垫片的把持部分允许电缆在适当的位置被永久焊接。
附图说明
现在将参照附图通过非限制示例来描述本发明:
图1以俯视图示出了根据本发明的电连接器;
图2以侧视图示出了根据本发明的电连接器;
图3以俯视图示出了根据本发明的窗;
图4以侧视图示出了根据本发明的窗;
图5示出了窗,其中把持部分位于成角度部分的基部;
图6示出了窗,其中把持部分位于成角度部分的顶部;
图7示出了窗的俯视图,其中垫片作为把持部分;
图8示出了图7的窗的侧截面图;
图9示出了根据本发明的卡口式连接器;
图10示出了根据本发明、具有钩子的按钮连接器;
图11示出了具有外部环的连接器;
图12示出了具有螺纹的连接器;
图13示出了具有弹簧夹的连接器;
图14示出了具有椭圆形状的连接器;
图15示出了具有凸缘的连接器;
图16示出了具有凸缘和垫片的连接器;
图17示出了具有由两个半圆形构成的脚部的折叠式连接器;
图18示出了具有夹子的折叠式连接器;
图19示出了具有由折叠部形成的铲形连接器的折叠式连接器;及
图20示出了具有第一成角度部分和第二成角度部分的折叠式连接器。
具体实施方式
根据本发明的第一方面,提供了电连接器。图1示出了根据本发明、包括永久连接到成角度部分32的脚部31的电连接器30。图2示出脚部31基本上是平面的并且成角度部分基本上与脚部31的平面成直角。
脚部31的形状基本上是圆形或椭圆形。基本上圆形包括圆形,但是具有为直边缘的、定义圆形周边的一部分的弦。例如,如果脚部和成角度部分利用具有折叠部的一片金属板制成,则情况会是这样。
脚部31的形状也可以是椭圆形。脚部31的形状可能不是月牙形,其中月牙形被定义为具有其曲率半径是其它外周部分的曲率半径的五倍多的外周部分。
图1和图2示出了连接到成角度部分32的把持部分33。把持部分33适于把持电缆。电缆把持可以是永久的,例如通过直接焊接,或者可以是可释放的,例如公部分铲形连接器并且电缆在铲形连接器的母部分中终止。
成角度部分32和把持部分33的形状可以是平面的。在有利的实施例中,脚部31、成角度部分32和把持部分33是从单个金属板材冲压制成的。成角度部分32是比脚部31的直径更窄的条。把持部分33是铲形连接器的宽度并且与成角度部分32以直角形成。然后,成角度部分32被折叠成与脚部31的平面成直角。
在有利的实施例中,成角度部分32具有基本圆柱形状。把持部分33可以在成角度部分32的基部,如图5中所示。作为替代,把持部分33可以在成角度部分32的顶部,如图6中所示。由于顶端和底端具有不同直径,因此“基本圆柱形”包括具有圆柱圆锥形的成角度部分32,如图5和图6中所示。
在图7的俯视图和图8的侧截面视图中所示的另一实施例中,把持部分33是焊接到成角度部分32的垫片。垫片的内直径可以比圆柱形的成角度部分32的外直径大,使得垫片可以在成角度部分32的基部和顶部之间自由地定位。包括垫片的把持部分33可以被焊合到成角度部分32。焊合(weld)是焊接(solder)的有利替代方案,因为把持部分33在用于附连电缆的焊接工艺期间保持焊合到成角度部分32,使得在把持部分上定位电缆更加容易。
成角度部分32与把持部分33可以是已知连接器类型的公部分和母部分。选择如图9中的卡口连接器类型,成角度部分32是卡口连接器的公部分,该成角度部分32包括布置在成角度部分32的外表面上的多个立柱134,并且把持部分33是卡口连接器类型的母部分,该把持部分33包括用于保持立柱134的多个槽135。
如图10中那样修改已知的按钮连接器类型,成角度部分32可以被配置为公部分,还包括在成角度部分32的外表面中的多个孔234,并且把持部分33可以被配置为母部分,还包括多个钩子235。当被推到把持部分33上时,钩子235弹性变形,并且钩子235弹入孔234中,以在适当的位置锁定公部分和母部分。
在如图11中对已知按钮连接器类型的替代修改中,成角度部分32是公部分并且还包括包含多个钩子334的外部环336,并且把持部分33是母部分并且还包括用于在钩子334下面定位的唇部335。当把持部分33被推到钩子334上时,钩子334弹性变形,并且钩子弹过唇部335,以在适当的位置锁定公部分和母部分。
选择如图12中的螺旋连接器类型,成角度部分32是螺旋连接器的公部分并且还包括螺纹434,并且把持部分33是螺旋连接的母部分并且还包括螺纹435。成角度部分32的直径可以小于把持部分33的直径,使得螺纹434、435布置在成角度部分32的外表面和把持部分33的内表面上。反过来,成角度部分32的直径可以大于把持部分33的直径,使得螺纹434、435布置在成角度部分32的内表面和把持部分33的外表面上。
在如图13中的有利的实施例中,成角度部分32包括槽534,并且把持部分33包括用于在槽534中定位的弹簧夹535。当把持部分33被推到成角度部分32的槽534中时,弹簧夹535弹性变形。当把持部分33已通过槽534时,弹簧夹535弹到槽534后面并且将把持部分33锁定到成角度部分32。
在如图14中的另一实施例中,成角度部分32具有基本椭圆形状并且把持部分33具有对应于该椭圆形的窄端的凹部。这种实施例提供单向连接,所以更容易将把持部分33与成角度部分32对准。在由椭圆形的长轴定义的方向上的滑动动作同时定位把持部分33并在把持部分33和成角度部分32之间夹住电缆。把持部分33上的钩子在滑动动作期间弹性变形并且弹入成角度部分32中的孔中,以将把持部分33锁定到成角度部分32并由此牢牢地夹住电缆。
在如图15中的另一实施例中,成角度部分32还包括凸缘634,以定义把持部分33的位置。焊接到刚好在凸缘634上方的把持部分33的电缆在离脚部31预定的距离处经由把持部分33施力,使得预定的杠杆效应不被超过。在图16中,其内直径比把持部分33大的垫片635套在把持部分33上并靠在凸缘634上,由此水平和垂直准确地定位垫片635。准确定位改善了垫片635到把持部分33的焊接或焊合。
在有利的实施例中,图5和图6的特例,成角度部分32是按钮连接器的公部分,具有圆柱圆锥形,其中成角度部分32的靠近脚部31的部分不像成角度部分32的远离脚部31的部分那么宽并且把持部分33永久连接到成角度部分32。这种实施例使用已知的按钮连接器的公部分,但令人惊讶的是,公部分的一部分被用作把持部分33。这种实施例优于按钮连接器的已知使用(诸如US8496503)的优点是,母部分是不必要的,因此节省了成本。根据本发明,电缆经由把持部分33被永久连接,因此避免了,例如,由于车辆中的振动造成的断电的风险。本发明优于已知按钮连接器的母部分的使用的另一优点是,轴向旋转被完全消除,因此消除了摩擦腐蚀源。摩擦腐蚀是射频干扰源,其不利地影响其它的电气设备,例如车辆中的无线电。
在本发明的另一实施例中,把持部分33是铲形或叶片。永久连接是通过将电缆焊接到被用作焊片(solderinglug)的铲来进行的。作为替代,为在铲形连接器的母部分中终止的电缆提供可释放的连接。
在如图17中的有利的实施例中,把持部分33、成角度部分32和脚部31由一片金属板形成,其中在脚部31与成角度部分32之间具有至少一个折叠部734。脚部31包括两个半圆形半部。在把持部分33的中心线上的附加折叠部735具有使所得到的铲形连接器具有双倍厚度、因此更健壮的优点。金属板厚度优选地是0.4mm,使得当折叠部具有0.8mm厚度时,把持部分33与已知的铲形连接器的母部分兼容。至少一个孔736在把持部分33中提供,以在已知铲形连接器的母部分上保持弹簧夹。在图19和图20中,第一成角度部分和第二成角度部分32、732被永久连接到第一脚部和第二脚部31、731并且基本上与脚部的平面成直角,使得第一成角度部分和第二成角度部分32、732提供对抗把持部分33的运动的弹簧力。令人惊讶的是,本发明人已经发现,图20的实施例对于提供弹簧力来对抗相对于由折叠部735定义的平面733的把持部分33的对角运动特别有效。这种弹簧力足以减轻无铅焊接点上的应力,该无铅焊接点将第一脚部和第二脚部31、731附连到窗材料板材11的表面上的电导体21。其结果是,在焊接点区域中发生玻璃的更少破裂。
在如在图18中的另一种有利的实施例中,成角度部分32包括两部分,每个部分连接到脚部31。成角度部分32的每一部分具有直角折叠部834和180度折叠部835,使得成角度部分32的直立部分基本上与脚部31的平面成直角。把持部分33包括两部分,每个部分连接到成角度部分32的一部分。至少一个孔836在把持部分33中提供,以在已知铲形连接器的母部分上保持弹簧夹。把持部分33的每个部分还包括通过将把持部分33的一部分上的夹子837折叠在把持部分33的另一部分之上从而适于将把持部分33的两部分夹到一起的夹子837。
在图3和图4所示的优选实施例中,提供了包括根据本发明的电连接器30的窗10,该窗还包括窗材料板材11、在该窗材料板材11的表面上的电导体21、在电导体21与电连接器30的脚部31之间的焊接层41,其中焊料连接器包括无铅焊料。
电导体21是,例如,在车窗中的加热电路的母线。
无铅焊料是避免使用铅的焊料合成物,例如本领域中已知的锡-银焊料、锡-铋焊料和锡-铟焊料。
在有利的实施例中,窗10还包括电缆,其中把持部分靠近脚部31被连接到成角度部分32并且电缆被焊合到把持部分33。作为替代,电缆可以被焊接到把持部分33。把持部分33可以是被焊合到成角度部分32的垫片。
根据本发明的第二方面,公开了制造窗的方法,包括步骤:
-提供窗材料板材11
-在该窗材料板材11的表面上提供电导体21
-通过在根据本发明的电连接器30和电导体21之间应用焊料层41,将根据本发明的电连接器30固定到电导体21,其中焊料层41是无铅焊料。
在根据本发明的优选方法中,把持部分33是垫片,并且在垫片被焊接到成角度部分32的同时,电缆被焊接到垫片。垫片是薄平板,通常是钢盘,优选地具有小于或等于内直径两倍的外直径。示例垫片具有内直径6.4mm、外直径12mm和厚度1.6mm。在本发明的优选实施例中,垫片的内直径被选择为适合基本圆柱形的成角度部分32的外直径,其中成角度部分32是按钮连接器的公部分。优选地,按钮连接器的公部分是PP3卡扣连接器的公部分,如EverReady在9伏电池的PowerPack系列中所使用的。
Claims (18)
1.一种电连接器(30),包括:
-脚部(31),基本上是平面的并且具有适于焊接的材料;
-成角度部分(32),永久连接到脚部(31)并且基本上与脚部(31)的平面成直角;
-把持部分(33),连接到成角度部分(32)并且适于把持电缆,
特征在于
-脚部(31)具有基本上圆形或椭圆形状。
2.如权利要求1所述的电连接器,其中成角度部分(32)具有基本上圆柱形状。
3.如权利要求2所述的电连接器,其中把持部分(33)是焊接或焊合到成角度部分(32)的垫片。
4.如权利要求2所述的电连接器,其中成角度部分(32)是卡口连接器的公部分并且进一步包括多个立柱(134),并且把持部分(33)是卡口连接器的母部分并且进一步包括用于保持立柱的多个槽(135)。
5.如权利要求2所述的电连接器,其中成角度部分(32)是包括多个孔(234)的公部分并且把持部分(33)是包括用于钩到孔中的多个钩子(235)的母部分。
6.如权利要求2所述的电连接器,其中成角度部分(32)是公部分并且还包括包含多个钩子(334)的外部环(336),并且把持部分(33)是母部分并且还包括用于在钩子下方定位的唇部(335)。
7.如权利要求2所述的电连接器,其中成角度部分(32)是螺旋连接器的公部分并且还包括第一螺纹(434),并且把持部分(33)是螺旋连接器的母部分并且还包括第二螺纹(435)。
8.如权利要求2所述的电连接器,其中成角度部分(32)包括槽(534)并且把持部分(33)包括用于在槽中定位的弹簧夹(535)。
9.如权利要求2所述的电连接器,其中成角度部分(32)具有基本上椭圆形状并且把持部分(33)具有对应于椭圆形状的窄端的凹部。
10.如权利要求2或权利要求3所述的电连接器,其中成角度部分(32)还包括凸缘(634),以限定把持部分(33)的位置。
11.如前面任何一项权利要求所述的电连接器,其中成角度部分(32)是按钮连接器的公部分,具有圆柱圆锥形状,其中成角度部分(32)的靠近脚部(31)的部分不像成角度部分(32)的远离脚部(31)的部分那么宽,并且把持部分(33)永久连接到成角度部分(32)。
12.如权利要求1所述的电连接器(30),其中把持部分(33)是铲形连接器的公部分并且其中把持部分(33)、成角度部分(32)和基部(31)由一片金属板制成,其中基部(31)与成角度部分(32)之间有至少一个折叠部(734)。
13.如权利要求12所述的电连接器(30),其中第一成角度部分和第二成角度部分(32,732)永久连接到第一脚部和第二脚部(31,731)并且基本上与脚部的平面成直角,使得第一成角度部分和第二成角度部分(32,732)提供对抗把持部分(33)的运动的弹簧力。
14.如权利要求12或权利要求13所述的电连接器(30),其中把持部分(33)包括两部分并且还包括适于将把持部分33的两部分夹到一起的至少一个夹子(837)。
15.一种窗(10),包括如权利要求1所述的电连接器(30),所述窗(10)还包括:
-窗材料板材(11);
-在所述窗材料板材(11)的表面上的电导体(21);
-在电导体(21)与电连接器(30)的脚部(31)之间的焊料层(41),其中焊料层(41)包括无铅焊料。
16.如权利要求15所述的窗(10),还包括电缆,其中把持部分(33)是焊合到成角度部分32的垫片并且电缆焊接到把持部分(33)。
17.一种制造窗(10)的方法,包括步骤:
-提供窗材料板材(11)
-在所述窗材料板材(11)的表面上提供电导体(21)
特征在于步骤
-通过在如权利要求1所述的电连接器(30)和电导体(21)之间应用焊料层(41),将如权利要求1所述的电连接器(30)固定到电导体(21),其中焊料层(41)是无铅焊料。
18.如权利要求17所述的制造窗(10)的方法,其中把持部分(33)是垫片,并且在垫片被焊接到成角度部分(32)的同时,电缆被焊接到垫片。
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