CN110495054B - 带有带肋接触弹簧的端子 - Google Patents

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Abstract

端子(10)具有带肋接触部分(21)，用于接收配合端子。该端子具有接触部分(12)，该接触部分包括底壁(20)，该底壁具有从底壁的相对侧延伸的接触部分(21)。每个接触部分(21)具有至少两个弹性臂(22)，其从底壁延伸到配合端子接合构件(50)。至少两个弹性臂(22)具有弓形部分(48)，该弓形部分从底壁延伸到配合端子接合构件(50)。至少两个弹性臂(22)中的每一个具有减小的接触弹簧刚度，从而允许以相同的制造公差更精确地控制接触法向力。更可控的法向力允许可靠地保持最小接触法向力，同时减小配合期间所需的插入力。

Description

带有带肋接触弹簧的端子
技术领域
本发明涉及一种具有带肋接触弹簧的端子。特别地，本发明涉及一种插座型端子，其中弯曲的悬臂弹簧梁具有降低的接触弹簧刚度。
背景技术
已知适于与配合端子快速接通和断开连接的插座端子。这种端子通常由薄金属板制成，并用于与插入并摩擦地保持在插座端子中的阳性或空间端子形成电连接。这种类型的插座端子示于美国专利No.3,086,193中。
在最终检查和运输使用这种端子(的产品之前，经常需要多次断开和重新连接这些端子以用于测试目的。还要求与这种端子进行的连接在振动条件下保持并且在随后的维修中可能产生应变。传统地，这些端子具有高插入配合力，这是不希望的，当配合连接器插入插座端子时引起插入时的人体工程学问题。
因此，提供一种具有带肋接触弹簧的插座型端子是有益的，该接触弹簧具有降低的接触弹簧刚度，从而允许以相同的制造公差更精确地控制接触法向力。更可控的法向力允许可靠地保持最小接触法向力，同时减小配合期间所需的插入力。本发明还涉及带肋接触弹簧，其具有较长的纵横比，以在相同的法向力下提供更大的偏转，从而提供稳定的电连接，同时允许配合端子插入插座端子的较低插入力。
发明内容
该解决方案由具有带肋接触部分的端子提供，带肋接触部分用于接收配合端子在其中。插座端子具有接触部分，该接触部分包括底壁，该底壁具有从底壁的相对侧延伸的接触部分。每个接触部分具有至少两个弹性臂，该至少两个弹性臂从底壁延伸到配合端子接合构件。至少两个弹性臂间隔开。所述至少两个弹性臂具有弓形部分，所述弓形部分从底壁延伸到配合端子接合构件。当配合端子插入端子中时，至少两个弹性臂中的每一个产生接触力。
附图说明
结合附图，通过以下对优选实施例的更详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了本发明的原理。
图1是根据本发明的端子的说明性实施例的透视图；
图2是图1的端子的顶视图；
图3是图1的端子的侧视图；
图4是图1的端子的底视图；
图5是图1的端子的前视图；
图6是沿着线6-6截取的图2的端子的截面图。
具体实施方式
结合附图阅读根据本发明原理的说明性实施例的描述，附图被认为是整个书面描述的一部分。在本文公开的本发明实施例的描述中，对方向或取向的任何提及仅仅是为了便于描述，而不是用来以任何方式限制本发明的范围。相对术语，如“下”、“上”、“水平”、“树脂”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”及其衍生物(例如“水平地”，“向下地”，“向上地”等等应当被解释为指代如所描述的或如所讨论的图中所示的取向。这些相对术语仅是为了便于描述，并不要求设备以特定取向构造或操作，除非明确这样指出。诸如“附连”、“附加”、“连接”、“联接”、“互连”等术语是指其中结构通过中间结构直接或间接地相互固定或附连的关系，以及两者除非另有明确说明，否则可移动或刚性附连或关系。
本发明的目的是要提供一种带有带肋接触弹簧的端子。本发明的另一个目的是要提供一种插座型端子，其中弯曲的悬臂弹簧梁具有降低的接触弹簧刚度。本发明的另一个目的是要提供一种插座型端子，其具有带肋的接触弹簧，该接触弹簧具有减小的接触弹簧刚度，从而允许以相同的制造公差更精确地控制接触法向力。更多可控的法向力允许可靠地保持最小接触法向力，同时减小配合期间所需的插入力。本发明的又一个目的是要提供一种带肋的接触弹簧，其具有较长的纵横比，以在相同的法向力下提供更大的偏转，从而提供稳定的电连接，同时允许配合端子插入插座端子的较低插入力。本发明的另一个目的是要提供一种插座型端子，其提供稳定的电连接，同时允许配合端子插入插座端子的较低插入力。
如图1至4最佳所示的，插孔，插座或阴性端子10包括接触部分12、位于接触部分12后面的线筒14和位于线筒14后面的绝缘筒16。线筒14构造成用于与缘电线的导电芯的端部的压接连接。绝缘筒16构造成用于与电线的绝缘涂层或护套的端部压接连接。尽管示出了线筒14和绝缘筒16，但是接触部分12可以与其他类型的端接构件一起使用而不脱离本发明的范围。在所示的说明性实施例中，端子10由具有良好导电性的金属板冲压成型。
参照图1，5和6，接触部分12包括底壁20和弹性臂22，弹性臂22从底壁20的任一侧24，26延伸，以形成带肋的弹簧接触部分21。如图6最佳所示的，底壁20具有凸起部分30，凸起部分30上设置有棘爪、凹坑或横向凸起形状40。凸起部分30为底表面20和接触部分12提供增加的刚度，以实现用于插入配合触头(未示出)的所需法向力。在所示的说明性实施例中，凸起部分30是矩形平台，其为端子10提供足够的刚度，以在配合端子插入其中时适当地控制端子10的几何形状。
棘爪40从底壁20延伸，以形成从底壁20的内表面朝向弹性臂22延伸的凸起部分或臂。当配合端子插入到端子10中时，棘爪40接合配合端子，如将在下面更全面地描述的。
在与本申请同日提交的共同未决的美国专利申请序列号15/479,589中提供了对底壁20的特定构造的进一步描述，该申请通过引用以其整体并入本文。
在所示的说明性实施例中，每个带肋的弹簧接触部分21具有三个弹性臂22，其从底壁20的任一侧24，26延伸。第一弹性臂22a定位在接触部分12的配合端36附近。开口或空间23在弹性臂22之间延伸并分开。在所示的实施例中，开口或空间23通过在形成端子之前从坯料移除材料而形成。去除的材料可以在制造附加端子时重复使用。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用用于形成开口23的其他方法。
弹性臂22a，22b，22c具有弓形或卷曲部分48，其从底壁20延伸到配合端子接合构件50，如图1和6中最佳示出的。在一个说明性实施例中，弹性臂22a，22b，22c中的一个或全部可具有锥形或梯形构造，由此连接到底壁20的在根部或基部60处的相应臂的宽度大于邻近配合端子接合构件50的相应臂的部分62的宽度。在所示的实施例中，弹性臂22a具有锥形或梯形结构。在其他实施例中，基部60和部分62可以具有相似的宽度，如所示实施例的弹性臂22b，22c中所示的。每个相应弹簧臂的构造允许控制每个相应弹性臂22a，22b，22c的刚度和弹簧刚度。更宽的根部或基部60允许更高的弹簧刚度和从相应的弹性臂22a，22b，22c到底壁20的更均匀的力分布。相反，相应的弹性臂22a，22b，22c越窄，弹簧臂的弹簧刚度越低，带肋弹簧接触部分21的有效弹簧刚度越低。因此，各弹性臂22a，22b，22c可各自构造成产生不同的接触力。
在各种说明性实施例中，弹性臂22a可具有锥形引入表面64(图1和图6)，以便于在配合触头处插入接触部分12的槽46中。锥形表面64是被构造为防止配合触头在弹性臂22a的边缘上的短截线(stubbing)。
在各种说明性实施例中，弹性臂22c具有后表面或边缘66，该后表面或边缘66在基本垂直于端子10的纵向轴线的方向上延伸。这提供了可在定位端子10在壳体中时或在将配合端子配合到端子10时使用的参考表面。
配合端子接合构件50从弹性臂22延伸，并且在所示的说明性实施例中是不对称的，具有定位在配合端36附近的引入表面44。提供引入表面44以帮助引导配合端子进入接触部分12的配合槽46中并减小将配合端子插入槽46所需的插入力。配合端子接合表面52设置在每个配合端子接合构件50上。在所示实施例中，配合端子接合构件50从弓形部分48朝向底壁沿基本垂直于底壁20的平面的方向延伸，将配合端子接合表面52定位在配合槽46的顶部处。弓形部分48的构造提供了当配合端子插入槽46中时允许配合端子接合构件50相对于底壁20移动所需的弹性。
棘爪40可以由底壁20或弹簧臂42冲压、铸造或形成。在所示的说明性实施例中，弹簧臂42由凸起部分30冲压成形。弹簧臂42可具有U形构造，如图4所示，或者可以具有许多其他构造，例如但不限于矩形或圆形。弹簧臂42形成为允许其自由端43相对于底壁20移动或弹性变形，从而允许弹簧臂42朝向和远离配合端子接合构件50移动。
在所示的说明性实施例中，弹簧臂42具有设置在其上的棘爪40。棘爪40从弹簧臂42延伸，以形成凸起部分，该凸起部分从弹簧臂42的内表面朝向配合端子接合构件50延伸。棘爪40设置在弹簧臂42的自由端43附近但与之间隔开。
接触部分12的构造允许接触部分12补偿配合端子的任何轻微未对准或与配合端子相关的任何轻微翘曲或不完美性。
根据本发明的教导的端子具有比已知端子更低的弹簧刚度。通过控制接触臂22和开口23的空间和尺寸，可以控制端子的法向力和插入力，同时允许端子10和配合端子之间的适当电连接。例如，与没有由开口23分开的单独的接触臂22的端子相比，根据本发明制造的端子的插入力可以减小一半或更多。
另外，随着弹簧刚度的降低，弹簧接触部分21的弹性臂22在取出永久变形之前允许更大的弹簧偏转。这允许端子与配合端子一起使用，这些配合端子在制造公差方面具有一些变化。换句话说，因为弹性臂22具有在不采用永久变形的情况下偏转更大距离的能力，所以不能精确地控制配合端子的厚度。
在完全插入的位置，弹簧臂42的自由端43、棘爪40和配合端子接合表面52都设置成与配合端子电接触和机械接触。多个接触区域允许插孔触头10用于其中较高电流水平的应用中，例如但不限于15至20或更多安培。弹簧臂42的自由端43、棘爪40和配合端子接合表面52的构造提供更高的赫兹应力，从而消除或最小化配合端子10之间的磨损腐蚀，从而在配合端子和端子10之间提供稳定且可靠的电连接。
弹簧臂42的自由端43、棘爪40和配合端子接合表面52的配合相对于彼此横向间隔开，允许配合端子和插孔端子10之间的连接在所有环境中稳定，从而当发生振动时，确保配合端子将保持适当地定位在插孔端子10中。
弹簧臂42的自由端43、棘爪40和配合端子接合表面52彼此横向偏移，即使配合端子弯曲，插孔端子10也提供多个接触区域。另外，多个接触区域抵抗配合端子的扭曲或未对准。
在一个实施例中，弹性臂22构造成使得配合端子接合表面52的接触区域产生相等且相反的力以抵抗由弹簧臂42的自由端43和棘爪40产生的力。此外，弹性臂22构造成使得弹簧臂42的自由端43和棘爪40的接触区域产生相等且相反的力以抵抗由配合端子接合表面52产生的力。然而，弹性臂22的构造可以改变，以允许接触区域具有与之相关的变化的力。特别地，弹簧臂42的自由端43和棘爪40的定位可以改变由每个接触区域施加的力。
由于棘爪40和弹簧臂42的自由端43相对于配合端子的插入路径横向偏移，因此由于磨损分布在不同区域，因此在任何特定区域处的配合端子上的镀层磨损最小化。
底壁20和弹性臂22的构造以及多个接触区域的使用允许在配合端子与插孔触头10配合和脱离配合期间具有较低的法向力。这允许配合端子和插孔触头10在多次循环中更耐用，因为由于较低的配合力或法向力引起的镀层磨损较少。接触区域的数量还允许插孔触头10以更高的电流水平使用，因为接触区域的数量允许与高电流水平相关的极端热量被分散，从而防止触头凹凸不平的焊接。
本发明的端子具有带肋接触弹簧，其具有降低的接触弹簧刚度，从而允许以相同的制造公差更精确地控制接触法向力。更可控的法向力允许可靠地保持最小接触法向力，同时减小配合期间所需的插入力。带肋的接触弹簧具有较长的纵横比，以在相同的法向力下提供更大的偏转，从而提供稳定的电连接，同时允许配合端子插入插座端子的较低插入力。

Claims (9)

1.一种具有带肋的弹簧接触部分(21)的端子(10)，所述带肋的弹簧接触部分用于接收配合端子在其中，所述端子(10)具有接触部分(12)，该接触部分包括：
底壁(20)，具有从底壁(20)的相对侧(24)延伸的弹簧接触部分(21)，底壁具有凸起的矩形平台，该矩形的平台延伸该接触部分的长度，以在底壁的长度上向底壁和向接触部分提供增加的刚度，弹簧臂形成在凸起的矩形平台中，弹簧臂的自由端配置为相对于底壁的凸起的矩形平台移动；
每个弹簧接触部分(21)具有至少两个弹性臂(22)，该至少两个弹性臂从底壁(20)延伸到配合端子接合构件(50)，所述弹簧接触部分的至少两个弹性臂(22)通过从底壁延伸到配合端子接合构件的开口间隔开；
配合端子接合构件从弹簧接触部分的至少两个弹性臂(22)沿基本垂直于底壁的平面的方向跨过开口朝向底壁延伸，一配合端子接合表面设置在每个配合端子接合构件上，该配合端子接合表面设置在配合槽的顶部处；
所述至少两个弹性臂具有从所述底壁延伸的基部和靠近所述配合端子接合构件的端部，所述至少两个弹性臂的基部通过所述开口间隔开，所述弹簧接触部分的所述至少两个弹性臂之一具有锥形的构造，在平行于端子的接触部分的纵向轴线的方向上的在基部处的宽度大于在平行于端子的接触部分的纵向轴线的方向上的在靠近配合端子接合构件的端部处的宽度，以将与至少两个弹性臂相关的力分配到底壁；
所述弹簧接触部分的至少两个弹性臂具有弓形部分(48)，该弓形部分从基部延伸到靠近配合端子接合构件(50)的端部；
当配合端子插入所述端子(10)中时，至少两个弹性臂(22)中的每一个产生接触力。
2.如权利要求1所述的端子(10)，其中，所述至少两个弹性臂(22)中的至少一个具有梯形构造。
3.如权利要求1所述的端子(10)，其中，弹簧臂(42)从底壁(20)延伸。
4.如权利要求3所述的端子(10)，其中，棘爪(40)由底壁(20)的弹簧臂(42)冲压或铸造形成，棘爪(40)从弹簧臂(42)延伸以在弹簧臂(42)的内表面上形成凸起区域(30)。
5.如权利要求1所述的端子(10)，其中，所述至少两个弹性臂(22)具有不同的尺寸。
6.如权利要求1所述的端子(10)，其中，所述至少两个弹性臂(22)具有相同的基部尺寸。
7.如权利要求1所述的端子(10)，其中，所述至少两个弹性臂(22)是从底壁(20)的任一侧(24)延伸的三个弹性臂(22)。
8.如权利要求7所述的端子(10)，其中，第一弹性臂(22)定位成邻近接触部分(12)的配合端(36)，第一弹性臂(22)具有引入表面(44)，该引入表面被提供用于帮助将配合端子引导到接触部分(12)的配合槽(46)中。
9.如权利要求1所述的端子(10)，其中，弓形部分(48)提供弹性以当配合端子插入配合槽(46)中时允许配合端子接合构件(50)相对于底壁(20)移动。
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