CN107959145B

CN107959145B - 一种端子及包括它的电连接装置和组件

Info

Publication number: CN107959145B
Application number: CN201610903777.8A
Authority: CN
Inventors: 魏俭; 李江莉
Original assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2036-10-17
Also published as: CN107959145A; WO2018072674A1

Abstract

本发明提供一种端子(1)，用于将导线电连接至电路板(4)，包括：电力针(11)，其具有针头部(111)和尾部(112)，针头部(111)适于插入电路板(4)以形成电连接，尾部(112)与导线的末端电连接；绝缘壳体(12)，其周向包套电力针(11)，以使电力针(11)的至少一部分被容纳在绝缘壳体(12)内。本发明还提供一种电连接装置(10)和一种电连接组件(100)。

Description

一种端子及包括它的电连接装置和组件

技术领域

本发明涉及电气设备，特别涉及用于形成电连接的端子、装置和组件。

背景技术

在不间断电源(UPS)中，需要将电源线与输入输出电路板(IO板)或电磁干扰电容板(EMI电容板)电连接。本领域已知多种适用于这种电连接的手段。例如，可以将导线直接焊接到电路板上。这种连接不容易拆卸，从而具有不便于维护的缺点。再如，可以将导线连接至含有金属导体的排针，通过排针插接到电路板的排母上而形成电连接。这种连接方式虽然易于维护，但是普通的排针式电连接器具有固定的形状和针脚位置，在电路板的对应连接结构改变时，整个排针需要全部重新设计和制造，无法进行改装。

中国实用新型专利CN201222539Y中公开了一种电气连接结构，其中电源线连接至功率接线端子，功率接线端子通过螺钉与电路板固定连接。虽然这种连接方式比焊接易于拆卸和维护，但是结构的灵活性仍显不足。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种易于拆卸和改装的电连接结构。

为此，本发明在一方面提供一种端子，用于将导线电连接至电路板，包括：电力针，其具有针头部和尾部，针头部适于插入电路板以形成电连接，尾部与导线的末端电连接；绝缘壳体，其周向包套电力针，以使电力针的至少一部分被容纳在绝缘壳体内。根据本发明的端子具有独立的绝缘壳体，其形成独立的支撑构造。这不仅有利于提高端子的绝缘性能，而且能够方便端子的连接和脱接，使得不同数量的多个端子可以灵活组合使用。

根据本发明的一个优选实施例，绝缘壳体包括可拆地连接的两个半部，两个半部各自在接合面上形成用于容纳电力针的凹陷部。通过将绝缘壳体设计成两个半部，且绝缘壳体本身带有定位装置，在保证精度的同时使得绝缘壳体易于制造和组装。

根据本发明的一个优选实施例，电力针在周向上形成有环形的定位凸缘，绝缘壳体包括适于容纳并配合定位凸缘的定位凹槽。通过设置环形的定位凸缘，使得电力针能够稳固安装在绝缘壳体中，同时允许电力针能够在绝缘壳体中有限的空间内自由移动，从而能够便于装卸，消除连接应力和组装误差。

根据本发明的一个优选实施例，电力针具有旋转对称的圆形横截面。圆柱形的电力针易于制造和使用，并且能够以各种角度位置进行插接，同样有利于消除连接应力。

根据本发明的一个优选实施例，绝缘壳体呈大致圆柱形。设计成圆柱形的绝缘壳体能够方便地安装在端子支架中，并能够灵活转动，以便消除导线中存在的旋转应力。

根据本发明的一个优选实施例，电力针具有在定位凸缘和尾部之间形成的轴颈部，两个半部的凹陷部的一部分与轴颈部配合。通过设置轴颈部，电力针能够更加稳固地容纳在绝缘壳体中，并有利于改善电力针的结构强度和导电性。

本发明在另一方面提供一种电连接装置，用于将至少一根导线电连接至电路板，包括：至少一个根据本发明的端子；端子支架，其包括用于分别容纳至少一个端子的至少一个安装孔。根据本发明的电连接装置具有拆装方便，几乎不对电连接部件施加安装应力，可以灵活设计外形和端子布置形式的优点。特别是，每个安装孔容纳每个端子的绝缘壳体，使得每个绝缘壳体能够以不同的角度位置固定在安装孔内，这方便了安装人员的操作，并且有利于消除安装应力。

根据本发明的一个优选实施例，绝缘壳体在外周形成有用于抵接在安装孔的孔缘和/或尺寸大于安装孔的环形凸缘。通过这种设计能够通过无工具的手段很好地定位端子在安装孔内的位置。

根据本发明的一个优选实施例，绝缘壳体在外周设有卡槽，端子还包括构造成卡接在卡槽中且抵接安装孔的孔缘的卡圈。通过这种结构一方面能够通过无工具的手段定位端子，另一方面能够增强绝缘壳体两个半部的连接的牢固性。

根据本发明的一个优选实施例，绝缘壳体在外周设有卡槽，端子还包括构造成卡接在卡槽中且抵接安装孔的孔缘的卡圈，其中端子构造成被安装至安装孔以使安装孔位于环形凸缘和卡圈之间。通过这种结构不仅能够通过无工具的手段定位端子，将安装孔的周边夹持在环形凸缘和卡圈之间，而且能够通过卡圈增强绝缘壳体两个半部的连接的牢固性。

根据本发明的一个优选实施例，端子支架设置有按照图案布置的多个安装孔，图案包括直线形、三角形、矩形、圆形、心形或波浪形。通过灵活选择安装孔的图案，使得根据本发明的电连接装置能够适应于多种应用场合和电路板结构，从而扩大电连接装置的适用范围。

本发明在另一方面提供一种电连接组件，包括：电路板，其具有至少一个接线座，每个接线座均具有插孔；根据本发明的电连接装置；支撑结构，其用于支撑电路板和端子支架。根据本发明的电连接组件能够通过支撑结构的作用而顺畅稳定地实现端子与电路板的插接和脱离，并且具有拆装方便，结构灵活，能够与多种应用场合相配套等优点。

根据本发明的一个优选实施例，支撑结构包括导轨，端子支架固定安装在导轨上，电路板安装在底板上，底板构造成能滑入导轨中以使端子与接线座相接合。具有这种设计的支撑结构一方面能够满足对于端子支架和电路板的支撑强度要求，另一方面能够方便电路板与端子支架之间的连接和脱接。

根据本发明的一个优选实施例，导轨包括具有两个轨道的轨道组和横向于轨道连接的腹板，每个轨道均形成有导槽，轨道组的导槽的开口方向相对，底板安装在轨道组的两个轨道之间。这种结构能够以简单的形式实现电路板的滑动支撑，从而便于制造和维护。

根据本发明的一个优选实施例，电连接组件包括多个安装在底板上的电路板，导轨包括多个轨道组，端子支架布置成横跨多个轨道组。通过设置多个电路板和轨道组，根据本发明的电连接组件能够同时满足设备内的多处电连接需求，从而节省了空间和操作步骤，有利于设备的安装和维护。

根据本发明的一个优选实施例，电路板为不间断电源的输入输出电路板或电磁干扰电容板。实验表明，根据本发明的电连接组件特别适用于不间断电源的IO板和EMI电容板，有利于发挥其最佳性能。

附图说明

以下参照附图对本发明的具体实施例进行详细描述，其中：

图1是根据本发明一实施例的电连接组件的分解状态示意图；

图2是图1实施例的电连接组件的组装状态示意图；

图3是根据本发明一实施例的电连接装置的组装过程示意图；

图4A-4E是图3实施例的端子支架安装孔的可选图案的示意图；

图5根据本发明一实施例的端子的分解图；

图6是图5实施例的电力针的立体图；

图7是图5实施例的绝缘壳体的半部的立体图。

在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。

具体实施方式

现参考以下的说明以及附图，详细说明所公开装置的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方案，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，且某些特征可被放大、移除或部分剖切以更好地示出和解释本发明的公开内容。

在说明书多个地方出现的短语“在附图中”或类似用语不必全都参考同一附图或示例。在本发明中的术语“约”或“大约”将会被本领域普通技术人员理解且将根据用到该术语的上下文在一定范围内变化。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“上”“下”“左”“右”“向上”“向下”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指按正常看附图时的那些方向。

图1和图2是根据本发明的电连接组件100的整体视图，其中图1示出电路板4未与端子1接合的分解状态，图2示出电路板4与端子1接合的组装状态。如图1和2所示，电连接组件100包括与导线(未示出)连接的多个端子1、固定端子1的端子支架3和设有多个接线座41的电路板4。在本实施例中，端子支架3呈细长形，15个端子1沿直线排列在端子支架3中，电路板4上的15个接线座41沿直线布置在电路板4一侧的与端子1对准的位置上。但是本领域技术人员应理解，端子支架3的形状可以根据待连接的电路板4的结构的不同进行相应变化。例如，当设有上下叠置的两块电路板4时，端子支架3可以加宽并在其中设置两排端子1，以便与所述两块电路板4进行电连接。

如图1和2所示，本发明还设置了支撑结构，包括导轨5和底板6，以便于所述电连接组件100的拆装。端子支架3固定在导轨5的一侧。导轨5包括沿端子1的电力针的指向方向布置的轨道组和横向于轨道组布置的腹板52，每个轨道组包括两个轨道51。轨道51的横截面大致呈U形，形成导槽，每个轨道组的两个轨道51在腹板52上布置成开口相对，并通过螺钉固定在腹板52上。如图1所示，底板6大致呈抽屉状，中间设有支柱61。电路板4通过旋入支柱61内的螺钉而固定在底板6上，使得电路板4的安装有接线座41的一侧面对所述端子支架3。底板6的两侧边缘分别插入相对布置的两个轨道51的U形导槽内，以便在导轨5上自由滑动。

在本实施例中，端子支架3用于连接两块电路板4，因此根据本实施例的电连接组件100设置有两个轨道组和两个底板6，其中每个轨道组用于接纳和引导一个底板6。然而，本领域技术人员应理解，可以设置任何合适数量的电路板4，因而可以设置任何合适数量的底板6和轨道组。

图3是根据本发明一实施例的电连接装置10的组装示意图。如图3所示，端子支架3包括位于前侧且竖向延伸的立面、位于底部的底面和位于两侧的侧面。端子支架3在立面上沿纵长方向开设有多个圆形的安装孔31。应理解，安装孔31的形状与端子1的绝缘壳体12的周向形状相配合。因此，安装孔31的形状并不限于圆形，还可以是任何其它形状，如正方形、矩形、椭圆形等。安装时，组装好的端子1的绝缘壳体12(见图5)从端子支架3后方插入安装孔31内，使得绝缘壳体12上的卡槽123(见图5)在端子支架3的前侧露出。然后，在端子支架3前侧将卡圈13卡入绝缘壳体12上的卡槽123中。端子支架3的底面适于与有关的支撑结构相结合，以对端子支架进行支撑。另外，如图3所示，端子支架3在侧面上形成有螺纹孔，用于通过螺钉将端子支架3安装在UPS内部的支架上。

图4A-4E示出端子支架3的安装孔31在立面上的布置图案的可选形式。在本发明中，由于可以灵活选择端子1的数量和组合方式，因此用于安装端子1的安装孔31的布置形式或图案可以具有多种形式，包括三角形、矩形、圆形、心形、波浪形(例如正弦形)等。

图5、图6和图7示出根据本发明一实施例的端子1。如图5所示，根据本发明的端子1包括电力针11、绝缘壳体12和卡圈13，其中电力针11安装在绝缘壳体12内部，卡圈13套接在绝缘壳体12外部。

如图5和图6所示，电力针11包括具有第一直径的针头部111和具有第二直径的尾部112，其中第一直径小于第二直径。针头部111适于与电路板4的接线座41内的插孔配合，以形成电连接。尾部112适于与导线的末端电连接，例如通过压接或焊接实现。电力针11可以根据经过端子1流通的电力的需求而选取不同的直径。在本实施例中，电力针11在针头部111的靠近尾部112的位置上形成有环形的定位凸缘114，用于与绝缘壳体12中的定位凹槽124配合，从而使电力针11固定在绝缘壳体12中。在定位凸缘114和尾部112之间形成具有第三直径的轴颈部113，该第三直径可以大于第一直径并小于第二直径。

如图5和图7所示，绝缘壳体12大体呈圆柱形，包括两个半部121、122。两个半部121、122在安装时相贴合的表面为接合面，接合面中间设有贯通的凹陷部，以便容纳电力针11。凹陷部沿轴向方向依次具有用于容纳针头部111的根部的第一区段128、用于容纳轴颈部113的第二区段129和用于容纳尾部112的第三区段120。第一区段128具有与针头部111的直径相配合的直径，第二区段129具有与轴颈部113(除定位凸缘114以外)的直径相配合的直径，第三区段120具有显著大于尾部112直径的直径。

在凹陷部的两侧，半部121、122在接合面上还各自形成有插接柱125和插接孔126，其中半部121的插接柱125适于与半部122的插接孔126插接，半部121的插接孔126适于与半部122的插接柱125插接。在本实施例中，下方的半部122在一侧形成两个插接柱125和一个布置在两个插接柱125中间的插接孔126，在另一侧形成两个插接孔126和一个布置在两个插接孔126之间的插接柱125。应理解，插接孔126和插接柱125的其它布置形式也是可能的。

另外，绝缘壳体12在外周的前后两个位置上分别设有供卡圈13卡入的卡槽123以及与端子支架3的安装孔31内的环形台肩相配合的环形凸缘127。通过卡接卡圈13，可以对绝缘壳体12在安装孔31内的向后移动形成止挡，并且绝缘壳体12的两个半部121、122可以紧固在一起。通过环形凸缘127与安装孔31内的环形台肩之间的配合，可以对绝缘壳体12在安装孔31内向前移动形成止挡。因此，通过卡圈13与卡槽123的配合以及环形台肩与环形凸缘127的配合，绝缘壳体12可以定位在安装孔31内。

尽管上文通过对实施例的描述阐释了本发明，但应知，这些实施例是示例性而非限制性的。本领域技术人员在阅读了本说明书之后能够对本发明的实施例作出各种变化、改进和替代而不背离本发明的精神，这些变化、改进和替代均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围仅由所附权利要求书及其等同形式确定。

Claims

1.一种电连接组件(100)，包括：

电路板(4)，其具有至少一个接线座(41)，每个所述接线座(41)均具有插孔；

电连接装置(10)，用于将至少一根导线电连接至电路板(4)，包括：

端子(1)，用于将导线电连接至电路板(4)，包括：

电力针(11)，其具有针头部(111)和尾部(112)，所述针头部(111)适于插入所述电路板(4)以形成电连接，所述尾部(112)与所述导线的末端电连接；

绝缘壳体(12)，其周向包套所述电力针(11)，以使所述电力针(11)的至少一部分被容纳在所述绝缘壳体(12)内;

所述电力针(11)在周向上形成有环形的定位凸缘(114)，所述绝缘壳体(12)包括适于容纳并配合所述定位凸缘(114)的定位凹槽(124)，所述定位凸缘(114)允许所述电力针(11)能够在所述绝缘壳体(12)中有限的空间内自由移动，从而能够消除所述电力针(11)和所述绝缘壳体(12)之间的连接应力；

所述电力针(11)具有旋转对称的圆形横截面，从而能够消除所述电力针(11)和所述接线座(41)之间的连接应力；

所述绝缘壳体(12)呈大致圆柱形，从而能够消除该导线中存在的旋转应力；

端子支架(3)，其包括用于分别容纳所述至少一个端子(1)的至少一个安装孔(31)；

支撑结构，其用于支撑所述电路板(4)和所述端子支架(3)。

2.根据权利要求1所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述支撑结构包括导轨(5)，所述端子支架(3)固定安装在所述导轨(5)上，所述电路板(4)安装在底板(6)上，所述底板(6)构造成能滑入所述导轨(5)中以使所述端子(1)与所述接线座(41)相接合。

3.根据权利要求2所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述导轨(5)包括具有两个轨道(51)的轨道组和横向于所述轨道(51)连接的腹板(52)，每个所述轨道(51)均形成有导槽，所述轨道组的导槽的开口方向相对，所述底板(6)安装在所述轨道组的两个轨道(51)之间。

4.根据权利要求3所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述电连接组件(100)包括多个安装在所述底板(6)上的所述电路板(4)，所述导轨(5)包括多个轨道组，所述端子支架(3)布置成横跨所述多个轨道组。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述电路板(4)为不间断电源的输入输出电路板或电磁干扰电容板。

6.根据权利要求1所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述绝缘壳体(12)包括可拆地连接的两个半部(121,122)，所述两个半部(121,122)各自在接合面上形成用于容纳所述电力针(11)的凹陷部。

7.根据权利要求6所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述电力针(11)具有在所述定位凸缘(114)和所述尾部(112)之间形成的轴颈部(113)，所述两个半部(121,122)的凹陷部的一部分与所述轴颈部(113)配合。

8.根据权利要求1所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述绝缘壳体(12)在外周形成有用于抵接在安装孔(31)的孔缘和/或尺寸大于所述安装孔(31)的环形凸缘(127)。

9.根据权利要求1所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述绝缘壳体(12)在外周设有卡槽(123)，所述端子(1)还包括构造成卡接在所述卡槽(123)中且抵接安装孔(31)的孔缘的卡圈(13)。

10.根据权利要求8所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述绝缘壳体(12)在外周设有卡槽(123)，所述端子(1)还包括构造成卡接在所述卡槽(123)中且抵接安装孔(31)的孔缘的卡圈(13)，其中所述端子(1)构造成被安装至所述安装孔(31)以使所述安装孔(31)位于所述环形凸缘(127)和所述卡圈(13)之间。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的电连接组件(100)，其特征在于，所述端子支架(3)设置有按照图案布置的多个所述安装孔(31)，所述图案包括直线形、三角形、矩形、圆形、心形或波浪形。