CN111937250A - 用于高功率应用的弹簧致动式电连接器 - Google Patents

用于高功率应用的弹簧致动式电连接器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹簧致动式电连接器组件，所述弹簧致动式电连接器组件用于在高功率、高电压应用中将设备电气地和机械地连接至电源。所述连接器组件包括第一连接器，所述第一连接器具有内部接纳器、多个侧壁和至少一个接触梁。所述接触梁一体地延伸至所述侧壁的外表面并且包括自由端，所述自由端从所述侧壁的所述外表面向内延伸。内部弹簧构件的尺寸设定成驻留在所述第一连接器的所述接纳器内。这种组件还包括第二导电连接器，所述第二导电连接器具有插孔，所述插孔的尺寸设定成接纳所述第一连接器和所述弹簧构件两者以在所述设备的操作期间限定连接位置。在所述连接位置，所述弹簧构件的至少一个弹簧臂在所述第一连接器的所述接触梁上施加向外指向的力以使所述接触梁向外移位成与所述第二连接器接合。

Description

用于高功率应用的弹簧致动式电连接器
技术领域
本公开涉及电连接器，并且具体地涉及具有弹簧致动式或弹性内部固定部件的高电压和/或高功率电连接器。具体地，本公开涉及在包括乘用车和商用车的机动车辆和/或其他高功率和/或高电压应用中使用的电连接器组件。
背景技术
在过去几十年中，汽车以及其他道路车辆和越野车辆诸如皮卡车、商用卡车、半卡车、摩托车、全地形车和运动型多用途车(统称为“机动车辆”)中的电子器件的数量。电子器件用于改善性能、控制排放并且为机动车辆的乘员和使用者提供物质上的舒适。由于振动、热量和使用寿命，机动车辆面临着电气环境的挑战。热量、振动和老化都可能导致连接器故障。事实上，无论是在装配厂还是在现场，连接器松动都是机动车辆的最大故障模式之一。考虑到全球范围内所有汽车制造商及其直接供应商的累计年度质保费用估计在500亿与1500亿美元之间，因此，汽车的大故障模式与巨额的金钱损失相关。
已经花费了相当多的时间、金钱和精力来寻找满足机动车辆市场所有需求的连接器解决方案。目前的普遍做法是在所有高功率连接上使用眼孔和螺纹紧固件。目前的普遍做法可能是昂贵的、耗时的，并且容易发生故障。
更合适、更稳健的连接器解决方案必须是不受振动和热量影响的。为了形成稳健的解决方案，许多公司设计了弹簧加载式连接器的变型，其具有将连接器保持在适当位置的特征。此类弹簧致动式连接器通常具有一些表明它们已被完全插入的指示。有时，连接器上的弹簧致动式特征是由塑料制成的。在其他时候，连接器上的弹簧致动式特征是由弹簧钢制造的。不幸的是，尽管目前的技术水平改进了使用眼孔和螺纹连接器的连接器，但仍然有太多的故障情况。
在机动车辆应用中，弹簧致动式连接器仍然发生故障的部分原因在于弹簧元件在连接器的外围。通过将弹簧补偿片放在连接器的外表面上，连接器制造商试图使接合处对于组装零件的人来说显而易见。不幸的是，对于塑料和金属两者，汽车环境的升高温度使得外围弹簧容易发生故障。机动车辆的发动机舱通常可达到接近100℃的温度，而机动车辆发动机的各部件将达到或超过180℃。在100℃时，大多数塑料开始塑化，从而减小了外围弹簧致动式特征的保持力。在100℃时，弹簧钢的热膨胀会少量减少外围弹簧致动式连接器的保持力。关于由弹簧钢制造的弹簧致动式特征，更重要的是随着弹簧钢的热循环，弹簧钢中固有的残留材料记忆的效应。经过多次温度循环之后，弹簧钢将开始恢复成其原始形状，从而降低其保持力并使其易受振动的影响，所有这些都会大大降低传统连接器的性能。机动车辆市场需要一种低成本、耐振动、耐温度且稳健的连接器。
很明显，市场上需要一种机械简单、重量轻、价格便宜、耐振动、耐温度且稳健的电连接器。问题是所有这些设计标准在目前的现有技术中可能是相冲突的。一些现有技术已经尝试使用外围弹簧致动式保持特征来解决该问题。例如，由署名的发明人Glick等人所有的标题为“Electrical terminal(电端子)”的美国实用新型专利号8,998,655(“Glick‘655”)教示了其中接触元件是具有接触梁的基本上多面体结构的电端子。接触梁外部的弹簧结构在接触梁上施加力。这种布置被设计成迫使接触梁与基本上圆形或方形的端子销正连接。由署名的发明人Glick等人所有的标题为“Electrical terminal(电端子)”的美国实用新型专利号8,992,270(“Glick‘270”)教示了Glick‘655专利的变型。
由署名的发明人Glick等人所有的标题为“Electrical terminal(电端子)”的美国实用新型专利号8,475,220(“Glick‘220”)教示了一种电连接器，该电连接器形成为具有从主体部分延伸的至少一对相对的接触腿，其中每个腿延伸至接触点，在该接触点处，该腿触碰相对的腿接触件的内表面。可将弹簧夹定位在一个或多个相对的腿上方以增加压缩力。弹簧夹可包括对准特征，以限制夹的旋转和/或俯仰。Glick‘220被设计成保持很大程度上平坦的或平面的端子元件。由署名的发明人Glick等人所有的标题为“Electricalterminal(电端子)”的美国实用新型专利号8,366,497(“Glick‘497”)教示了Glick‘220的变型。所有Glick专利都具有相同的问题：反复的热循环使弹簧钢松弛，降低整体保持力。弹簧致动式保持力的减小使连接器更容易因振动而摆动松动。间歇性连接也是常见的故障模式。能够承受高功率和高电压操作条件的弹簧致动式连接器组件代表了技术上的改进。
在背景技术部分中提供的描述不应仅仅因为在背景技术部分中提及或与背景技术部分相关联而被认为是现有技术。背景技术部分可包括描述本技术的一个或多个方面的信息。
发明内容
根据本公开的一个方面，第二连接器和第一连接器。在进行电气连接时，第一连接器配合在第二连接器的内部。本公开涉及在第一连接器的内部使用弹簧致动器和/或弹簧构件来迫使接触梁向外并与第二连接器电接触。本公开改进了现有技术，因为第二连接器元件为第一连接器插入其中的金属管状构件。第一连接器具有接触元件，该接触元件具有多个接触梁。弹簧构件被嵌套在接触元件的内部。弹簧构件在接触梁上施加向外指向的力，从而产生正连接和保持力。与现有技术不同，材料记忆和热膨胀将使本文所述的电连接器的保持力和电接触增加而不是减少。
第二连接器具有金属管状构件，该金属管状构件具有内表面、外表面和所限定的横截面轮廓。金属管状构件由高导电性铜片制造。高导电性铜可为C151或C110。高导电性铜片的一侧可用银、锡或顶部锡(top tin)预镀，使得金属管状构件的内表面被镀覆。
第一连接器具有接触元件和弹簧构件。接触元件具有多个接触梁。在优选实施例中，需要至少四个接触梁，使得施加在金属管状构件的内表面上的力是对称的。四个梁可以90°的增量放置，这意味着每个梁都具有在金属管状构件内与其直接相对的一个梁；以及在金属管状构件内与每个构件正交的两个梁。每个接触梁具有某一厚度、弯曲终止端部以及具有某一长度和某一宽度的平面表面。接触梁在弯曲终止部的远端处连接至接触基座。在所示的实施例中，接触元件具有偶数个梁，这些梁是对称的并且均匀地间隔开的。接触元件的基座横截面可为圆形、方形、三角形或多边形。所示的实施例示出了具有方形横截面轮廓和六边形横截面轮廓的接触元件。所示的实施例示出了具有四个梁和六个梁的接触元件。
弹簧构件被嵌套在第一连接器的内部。弹簧构件具有弹簧臂和基座。弹簧臂在一个端部处连接至基座。弹簧臂具有弯曲终止端部、某一厚度，以及具有某一长度和某一宽度的平面表面。在所示的实施例中，弹簧构件具有的弹簧臂的数量与接触元件具有的接触梁的数量相同。在所示的实施例中，弹簧臂可与接触梁一对一地映射。弹簧臂的尺寸设定成使得相关联的接触梁的弯曲终止端部接触弹簧臂的平面表面。所示实施例的弹簧臂是偶数个、对称的并且均匀地间隔开的。
第一连接器或接触元件配合在金属管状构件或第二连接器的内部，使得接触梁接触金属管状构件的内表面。弹簧臂迫使接触梁与金属管状构件电气连接。接触臂的弯曲终止端部与弹簧臂的平面表面相交，从而迫使接触梁相对于接触元件基座形成大的钝角。在本公开所示的实施例中，尽管不是必需的，但金属管状构件具有对称的横截面。一个重要的设计标准在于，迫使每个梁与金属管状构件的内表面接触的施加在每个梁上的柔度(刚度的倒数)应通过所有其他接触梁和弹簧臂对的柔度来平衡，使得第一连接器通过梁/弹簧臂对施加的力而在金属管状构件内保持居中。
第二连接器和第一连接器可都被非导电护罩包围。对于第二连接器，仅暴露金属管状构件的内表面。对于第一连接器，可能仅暴露接触梁。第二连接器可连接至母线或其他电路。例如，在交流发电机应用中，金属管状构件可与交流发电机母线成一体。非导电塑料护罩将包裹金属管状构件的外部，使内表面和母线暴露。通常，在这种应用中，交流发电机的母线将位于交流发电机壳体的内部。
根据本公开的一个方面，一种用于在使连接器组件暴露于升高的温度和热循环的高功率、高电压应用中使用的弹簧致动式电连接器组件包括连接器组件，该连接器组件具有第一导电连接器，该第一导电连接器由第一材料形成。此外，第一连接器具有侧壁布置，该侧壁布置限定从敞开的第一端部延伸至第二端部的内部接纳器并且包括多个侧壁，其中侧壁包括孔和跨孔的范围延伸的接触梁。此外，接触梁从侧壁的第一部分以向外角度一体地延伸至侧壁的外表面，并且包括自由端，该自由端从侧壁的外表面向内延伸而不接合侧壁的第二部分。另外根据该方面，内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸设定成驻留在第一连接器的接纳器内，弹簧构件具有基座和从基座延伸出的至少一个弹簧臂，并且其中弹簧臂的外表面和基座的外表面是共面的。该组件还包括第二导电连接器，该第二导电连接器具有插孔，该插孔的尺寸设定成接纳第一连接器和驻留在第一连接器的接纳器内的弹簧构件两者以限定连接位置，该连接位置承受由高功率、高电压应用引起的升高的温度和热循环，并且其中在连接位置，弹簧构件的弹簧臂在第一连接器的接触梁上施加向外指向的力以使接触梁向外移位成与第二连接器的插孔的内表面接合，从而将第一连接器和第二连接器维持在连接位置。
根据本公开的另一方面，一种用于在使连接器组件暴露于升高的温度和热循环的高功率、高电压应用中使用的弹簧致动式电连接器组件包括连接器组件，该连接器组件具有第一导电连接器，该第一导电连接器由第一材料形成，第一连接器具有侧壁布置，该侧壁布置限定从第一连接器的敞开的第一端部延伸至第二端部的内部接纳器，该侧壁布置包括多个侧壁，其中侧壁包括孔和跨孔的范围延伸的接触梁，其中接触梁从侧壁的第一部分以向外角度一体地延伸至侧壁的外表面，并且其中接触梁包括自由端，该自由端从侧壁的外表面向内延伸。此外，根据该方面，内部弹簧构件由第二材料形成，该弹簧构件具有侧壁布置，该侧壁布置由多个侧壁组成，其中侧壁包括从侧壁的端部延伸出的细长弹簧臂，并且其中侧壁的外表面和弹簧臂的外表面驻留在同一平面内。此外，当弹簧构件被插入第一连接器的接纳器中时，弹簧构件的弹簧臂在第一连接器的接触梁上施加向外指向的力，以使接触梁向外移位。
根据本公开的又一方面，一种用于在高功率、高电压应用期间电气地和机械地固定电气部件的弹簧致动式电连接器组件，该弹簧致动式连接器组件包括连接器组件，该连接器组件具有第一连接器，该第一连接器由第一导电材料形成，该第一连接器具有侧壁布置，该侧壁布置限定从敞开的第一端部延伸至第二端部的内部接纳器，并且该侧壁布置包括多个侧壁，其中侧壁包括细长孔和跨孔的范围延伸的接触梁，其中接触梁从侧壁的第一部分以向外角度一体地延伸至侧壁的外表面，并且其中接触梁包括自由端。另外，根据该方面，内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸设定成驻留在第一连接器的接纳器内，弹簧构件具有基座和从基座延伸出的至少一个弹簧臂。另外，该连接器组件包括第二连接器，该第二连接器具有插孔，该插孔的尺寸设定成联接第一连接器和弹簧构件两者同时弹簧构件驻留在第一连接器的接纳器内以限定连接位置，该连接位置用于在高功率、高电压应用期间操作电气部件，并且其中为了在电气部件的长期操作期间将第一连接器和第二连接器维持在连接位置，弹簧构件的弹簧臂在第一连接器的接触梁上施加向外指向的力以使接触梁向外移位成与第二连接器的插孔的内表面接合。
通过考虑以下详细描述和附图，本公开的其他方面和优点将变得显而易见，其中在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的结构。
附图说明
本说明书所包含的用来提供对本说明书的进一步说明并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图，示出了所公开的实施例并与说明书一起用于解释所公开的实施例的原理。在附图中：
图1是第二连接器的等轴视图，示出了非导电塑料护罩和金属管状构件；
图2是第二连接器的顶视图；
图3是第一连接器的等轴视图，示出了定位在其中的弹簧构件；
图4是第一连接器的等轴视图，其相对图3旋转了大约90°，并且示出了定位于第一连接器内的弹簧构件；
图5是第一连接器和弹簧构件的分解等轴视图；
图6是第一连接器和弹簧构件的横向剖视图；
图7是第一连接器和弹簧构件的横向视图；
图8是第一连接器和弹簧构件的端视图；
图9是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的等轴视图；
图10是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的等轴视图，其相对图9旋转了大约90°；
图11是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的分解等轴视图；
图12是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的横向剖视图；
图13是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的横向视图；
图14是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的端视图；
图15是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的等轴视图；
图16是第二连接器和与第一连接器一起使用的绝缘护罩的替代实施例的等轴视图；
图17是图16的第二连接器和绝缘护罩的替代实施例的顶视图；
图18是第一连接器和弹簧构件的替代实施例的等轴视图；
图19是第二连接器的替代实施例的等轴视图；
图20是第二连接器的替代实施例的顶视图；
图21是第一连接器的端视图，其中第二连接器的内部的包层以虚线绘制；
图22是第一连接器的弹簧构件的分离横向视图；
图23是第一连接器的反转端视图；
图24是第一连接器与第二连接器配合的反转端视图；
图25是第一连接器和定位于连接器内的弹簧构件的替代实施例的等轴视图；
图26是第一连接器和定位于连接器内的弹簧构件的替代实施例的等轴视图；
图27是图25的第一连接器和弹簧构件的旋转等轴视图；
图28是图26的第一连接器和弹簧构件的旋转等轴视图；
图29是图25所示的第一连接器和弹簧构件的替代实施例的横向剖视图；
图30是图29所示的第一连接器和弹簧构件的替代实施例的横向剖视图；
图30A是沿着如图28所示的线30A-30A截取的第一连接器和弹簧构件的剖视图；
图30B是沿着类似于线30A-30A的线截取并且包括图16和图17的第二连接器的高功率弹簧致动式电连接器子组件的剖视图；
图31是图25的第一连接器和弹簧构件的分解横向视图；
图32是具有交流发电机连接器和顶盖的第一连接器的分解图；
图33是用于交流发电机的第二连接器的等轴视图；
图34是用于交流发电机的第二连接器的塑料护罩的等轴视图；
图35是第二连接器的等轴视图；
图36是金属管状构件的等轴视图；
图37是第二连接器的侧视图；
图38是第二连接器的端视图；
图39是具有一体式直母线的第二连接器金属管状构件的等轴视图；
图40是具有一体式母线的替代实施例和取向的第二连接器金属管状构件的等轴视图；
图41是在交流发电机连接器上实现的第一连接器的等轴视图；
图42是在交流发电机连接器上实现的第一连接器的替代等轴视图；
图43是在具有交流发电机的交流发电机连接器上实现的本公开的等轴视图；
图44是在交流发电机上的在原位的交流发电机连接器上实现的本公开的等轴视图；
图45是第一连接器和内部弹簧构件的子组件的替代实施例处于中间位置PI时的等轴视图；
图46是图45的第一连接器和弹簧构件的分解图；
图47是沿着图45所示的线47-47截取的第一连接器和弹簧构件的剖视图；
图48是连接器组件的等轴视图，其中在连接位置PC，第一连接器和内部弹簧构件设置在第二连接器内；
图49是沿着图48的线49-49截取的图48的连接器组件的剖视图；
图50是沿着图48的线50-50截取的图48的连接器组件的横向剖视图。
在一个或多个实施方式中，可能不需要每个附图中描绘的所有部件，并且一个或多个实施方式可包括附图中未示出的附加部件。在不脱离本公开的范围的情况下，可对部件的布置和类型进行各种改变。在本公开的范围内可使用附加的部件、不同的部件或更少的部件。
具体实施方式
下文阐述的详细描述旨在作为各种实施方式的描述，而不旨在表示可实践本技术的唯一实施方式。如本领域技术人员将意识到的，可以各种不同的方式修改所描述的实施方式，而所有这些都不脱离本公开的范围。更进一步，在不脱离本公开的范围的情况下，可将所描绘的模块和过程整体或部分地组合和/或划分为一个或多个不同的部分，以适用于特定的实施方式。因此，附图和说明书应被视为说明性而非限制性的。
图1至图8示出了高功率弹簧致动式电连接器组件866的第一实施例(还可参见图48)，该高功率弹簧致动式电连接器组件包括第一连接器20、第二连接器1以及定位于第一连接器20内的弹簧构件30。图3至图4示出了第一连接器20，该第一连接器包括接触元件10，该接触元件具有基座10a，该基座具有六个侧壁18和在相邻侧壁18的相应对之间的六个弯曲段19。接触元件10的横截面是基本上六边形的。接触元件10具有从侧壁18延伸出的六个接触梁11。每个接触梁11具有基本上平面表面12，该基本上平面表面终止于与自由端13相邻的曲线肩部部分14。接触梁11中的每一个的远离曲线肩部部分14的端部连接至侧壁18并且可与侧壁一体地形成。平面表面12的厚度和宽度决定每个接触梁11的载流负载。在使用中，接触梁11与侧壁18形成大的钝角，并且因此相对于侧壁18向外延伸。
接触元件10由一体件制造。接触元件10由诸如铜合金C151或C110的导电金属制成。第一连接器20形成、弯曲和/或折叠成期望的形状。接触元件10具有两个平面连接板16、17。平面连接板16、17具有某一厚度以及平面表面15、105。过渡部分106将接触元件10的六边形基座10a与平面连接板16、17联接。
图5通过示出从接触元件10的内部接纳器中分解出弹簧构件30而进一步示出第一连接器20，其中内部接纳器由接触梁11和侧壁18的布置限定。在图3和图4中，弹簧构件30被设置在接触元件10的内部接纳器内。分解图进一步描绘了接触元件10、接触梁或接触臂11、具有侧壁18、19的六边形基座10a以及平面连接板16、17。平面表面15、105和过渡部分106也是可见的。弹簧构件30具有多个弹簧臂31。弹簧臂31具有基本上平面表面32、厚度34和圆形终止部分33、333。弹簧构件基座10a是基本上六边形的，具有六个平坦侧壁38和六个弯曲部分39。弹簧构件30可由弹簧钢、不锈钢和/或另一种合适材料制造。弹簧构件30优选地由热膨胀系数比制造接触元件10的材料高的材料制造。弹簧构件30的弹簧臂31与弹簧构件基座侧壁38形成大的钝角，并且因此相对于侧壁38向外延伸。
弹簧构件30的尺寸设定成可插入在接触元件10的内部接纳器内，其中弹簧构件30的弹簧臂31接触接触元件10的接触梁11的内侧平面表面122。接触梁11的内侧平面表面122在接触梁11的外侧平面表面12的对面。接触元件10的圆形肩部部分14允许在第一连接器20插入第二连接器1中时对第一连接器进行压缩。弹簧臂31针对接触梁11的内侧表面122提供向外指向的偏置力。在实践中，在示例实施例中，可能期望使用最少四(4)个接触梁11。
图6至图7示出了横向剖视图(图6)和横向视图(图7)。示出了平面连接板16、17与接触梁11和圆形肩部部分14的关系。在剖视图中示出了弹簧构件30、弹簧臂31、平坦平面表面32和平坦侧壁38。示出了六边形基座10a的六个侧壁18与接触梁11的平面表面12的关系。
图8示出了设置在接触元件10的内部接纳器内的弹簧构件30的端视图。弹簧臂31中的每一个的曲线肩部部分333、33相对于接触元件10的内部向外推动接触梁11中的每一个的圆形肩部部分14。
图9至图10示出了高功率弹簧致动式电连接器100的替代实施例。第一连接器70包括具有接触元件基座60a的接触元件60，该接触元件基座具有六个侧壁68，在侧壁之间设置有圆形部分69。接触元件基座60a可以是基本上六边形的。接触元件60具有六个接触梁61。每个接触梁61具有终止于圆形终止部分63中的基本上平面表面62。接触梁61的平面表面62的厚度64和表面积决定每个所述接触梁61的载流负载。接触梁61与侧壁68形成大的钝角。在该实施例中，接触梁61已经相对于连接板66、67反转。此外，侧壁68在其第一端部处连接至接触梁61，并且基座60a的附加平坦部分168设置为靠近接触梁的圆形终止部分63。圆形终止部分63从接触元件侧壁68向外延伸并且超出附加平坦部分168的平面。
接触元件60可由单个一体件形成。接触元件60由诸如铜合金C151或C110的导电金属制成。接触元件60形成、弯曲和折叠成期望的形状。接触元件10具有两个平面连接板66、67。平面连接板66、67具有某一厚度以及第一平面表面65和第二平面表面155。平面连接板66通过具有厚度171的过渡部分156与接触元件60的平坦部分168连接。
图11还通过示出从接触元件60分解出弹簧构件80而进一步示出本公开的第一连接器70。在接触元件60中仍然可见的是接触梁61、附加平坦部分168和平面连接板66、67。在该取向中，由单件铜形成接触元件60所引起的间隙200也是可见的。弹簧构件80具有多个弹簧臂81。弹簧臂81具有基本上平面表面82和圆形终止部分83。弹簧构件基座是基本上六边形的，具有六个平坦侧面88和五个圆形部分89。弹簧构件80由弹簧钢、不锈钢和/或另一种具有高刚度的合适材料制造。弹簧构件80的弹簧臂81与弹簧构件80的弹簧构件侧壁88形成大的钝角。
弹簧构件80的尺寸设定成可插入由接触元件60限定的内部接纳器内。弹簧臂81接触接触梁61的内侧平面表面222。接触梁61中的每一个的圆形终止部分63允许在第一连接器70插入第二连接器1中时对第一连接器进行压缩。弹簧臂81将针对接触梁61的内侧表面222提供一致的保持力，从而使接触梁61与第二连接器1机械地和电气地接合。
图12至图13示出了横向剖视图(图8)和横向视图(图9)。示出了平面连接板66、67与接触梁61的关系。在剖视图中示出弹簧臂81及其圆形终止部分83。示出了六边形基座60a的六个侧面68与相应的接触梁61的平面表面62的关系。第一连接器70一般具有长度76和宽度71。长度76与宽度71的比是第一连接器70的纵横比。图14示出了在接触元件60内部的弹簧构件80的端视图。弹簧构件80的底部圆形终止处242是可见的。
图1至图2示出了本公开的第二连接器1。本公开的第二连接器部分1包括圆柱形塑料护罩5和圆柱形冲压金属端子6、7、8、9、102、103、104。塑料护罩5是具有外表面2、内表面8、上边缘3以及连接内圆柱形表面8和上边缘3的锥形4的圆柱体。塑料护罩5可由诸如高温聚酰胺(例如，尼龙66)和/或另一种合适的绝缘材料的高温聚合物制成。第二连接器1具有外圆柱形表面104、内圆柱形表面9、上边缘6、连接上边缘6和内圆柱形表面9的锥形7以及两个圆角102、103。
第一连接器20、70配合在第二连接器部分1的内部。在升高的温度下，由于金属记忆和热膨胀，接触元件10、60和弹簧构件30、80将趋于向外膨胀。这可使得由弹簧臂31、81施加在接触梁11、61上的向外指向的偏置弹簧力增大。继而，这使得接触梁11、61与第二连接器部分1的内圆柱形表面9之间的接触力增大。因此，存在于机动车辆发动机舱中的增大的温度将使得连接器组件866的接触力增大而不是减小。
图21至图24示出了第一连接器70和第二连接器1的相互作用。第二连接器1的内圆柱形表面9的内径90接触接触元件60。弹簧构件80在接触元件60上施加向外的力，从而将接触元件的接触梁61推入连接器中。接触梁61的圆形终止部分/肩部63接触第二连接器1的内径90。在该实施例中，上边缘6、锥形7和圆角102、103取向为更靠近接触梁61的弯曲终止部分63。
图15示出了高功率弹簧致动式电连接器的第一连接器320的另一替代实施例。第一连接器320包括接触元件310，该接触元件包括四个侧面318和四个圆形部分319。接触元件310的横截面是基本上方形或圆角方形的，具有矩形平面表面：四个侧壁318、四个弯曲部分319和基本上方形基座350。接触元件310具有四个接触梁311。每个接触梁311具有终止于圆形终止部分313中的基本上平面表面312。接触梁311与接触元件310的侧壁318形成大的钝角。
接触元件310可由单个一体件制造。接触元件310由诸如铜合金C151或C110的导电金属制造。接触元件310可形成、弯曲、挤压和/或折叠成期望的形状。接触元件310具有两个平面连接板316、317。平面连接板316、317具有某一厚度和平面表面315。平面连接板316、317从基本上方形基座350延伸出。过渡部分357将基本上方形基座350与平面连接板316、317连接。如图15所示，弹簧构件330被设置在接触元件310的内部在由接触元件310的侧壁318形成并且从第一连接器320的敞开的第一端部延伸至封闭的第二端部的内部接纳器内。仍然参考图15，接触元件310具有四个侧壁318，该四个侧壁具有穿过其设置的相应的孔。接触梁311在侧壁318的中间部分处形成。中间部分布置在接触元件基座310的敞开的第一端部与基座的靠近过渡部分357的第二端部之间。每个接触梁311跨每个侧壁318的对应的细长孔的范围延伸。
图16至图17示出了驻留在图15所示的第一连接器320的内部接纳器内的第二连接器360的替代实施例，该第二连接器具有基本上方形横截面基座。在这些附图中，为清楚起见，省略了第二连接器360的塑料护罩。第二连接器360具有外表面362和361、内表面365、上边缘363以及将上边缘363连接至内表面365的锥形364。第一连接器320配合在第二连接器360的内部。可能具有不同整体尺寸的第二连接器360可与图15、图25至图31和图45至图50所示的第一连接器320、520、620、820的实施例一起使用。
图18是高功率弹簧致动式电连接器的第一连接器420的另一实施例，其与图9至图14所示类似，不同的是具有不同的纵横比。第一连接器420包括接触元件410，该接触元件具有基座、六个侧面418和六个圆形部分419。接触元件410的基座的横截面是基本上六边形的，其具有矩形平面表面418。接触元件410具有六个接触梁411。每个接触梁411具有与圆形终止部分413相邻的基本上平面表面412。接触梁411与接触元件410的侧壁418形成大的钝角。
接触元件410可由单个一体件制造。接触元件410由诸如铜合金C151或C110的导电金属制造。此外，接触元件410可形成、弯曲、挤压和/或折叠成期望的形状。接触元件410具有两个平面连接板416、417。平面连接板416、417具有平面表面455。具有弹簧臂431的弹簧构件430设置在接触元件410的内部接纳空间内。第一连接器420一般具有长度470和宽度471。长度470与宽度471的比是第一连接器420的纵横比。
图19至图20示出了第二连接器460的替代实施例，该第二连接器将与具有六边形横截面基座的第一连接器420配合。在这些附图中，为清楚起见，省略了第二连接器部分460的塑料护罩。第二连接器460具有外表面462、内表面461、上边缘463以及将上边缘463连接至内表面461的锥形464。当第一连接器420和第二连接器460处于连接位置时，第一连接器420配合在第二连接器460内并且机械地和电气地接合该第二连接器。
图25至图28示出了具有带有方形或圆角方形横截面的第一连接器520、620和弹簧构件520的连接器组件的两个附加的替代实施例。这些实施例具有许多共同之处：四个侧壁518、525、618、625，具有穿过其中设置的相应的孔566、666；四个弯曲和/或圆形部分519、619，设置在相应的相邻侧壁518之间；接触梁511、611，具有平面表面512、612；曲线圆形终止部分513、613，与自由端568相邻；底板515、615；以及弹簧构件530、630。接触梁511、611跨相应的孔566、666的范围延伸。接触梁511、611的大部分在侧壁518、525、618、625的外表面的外部，因为接触梁511、611以向外角度延伸至侧壁518、618。这两个实施例还具有平面连接板：560、516、517；以及660、616、617。在一个实施例520中，连接板560、516、517与四个侧面518、525中的两个平行。在另一个实施例620中，连接板660、616、617与所有四个侧面618、625正交。
图29至图30分别是具有方形或基本上方形横截面的第一连接器520的等轴剖视图和横向剖视图。图30A示出了沿着图28的线30A-30A截取的图25至图30和图31所示的第一连接器520的剖视图。图30B示出了电连接器组件的剖视图，即，第一连接器520插入在图16和图17所示的对应成形的第二连接器360的插孔内以限定连接位置PC。在连接位置PC中，弹簧臂531在接触梁511上施加向外指向的力F，以使接触梁511移位成与第二连接器360的插孔的内表面接合，从而将连接器520、360维持在连接位置PC，这确保连接器组件570承受由高功率、高电压应用引起的升高的温度和热循环。图31是第一连接器520(先前在图25至图28中示出)和弹簧构件530的等轴分解图。在中间位置PI中，弹簧构件530驻留在第一连接器520的内部接纳器540内，该内部接纳器从第一连接器520的敞开的第一端部延伸至第二端部。第一连接器520和其中形成的内部接纳器540具有基本上穿过其中心的中心线542(参见图30和图31)。弹簧构件530具有弹簧臂531和基座部分538，弹簧臂和基座部分被构造成使得弹簧臂531与基座538共面。弹簧构件530和弹簧臂531两者都可由弹簧钢和/或不锈钢制造。
弹簧臂531具有平坦平面表面532，该平坦平面表面在接触梁511上施加向外的力。如图29中的箭头所示，由弹簧臂531施加的向外指向的偏置力F背离接纳器540和第一连接器520的中心线542。弹簧臂531中的每一个都具有曲线肩部或弯曲部分521。接触梁511具有平坦平面表面512和与自由端568相邻的曲线肩部或弯曲部分513。在图29至图30、图30A和图30B的PI中，接触梁511的自由端568与对应的弹簧臂531的平坦平面表面532接触。这允许弹簧臂531与弹簧构件530的基座部分538共面，以使得在制造过程期间它们不会变得过应力。再次参考图31，箭头描绘了当弹簧构件530通过远离连接板560的敞开的第一端部朝向靠近连接板560的第二端部插入第一连接器520的内部接纳器540中以到达PI时的运动方向。
图45至图50示出了连接器组件866，该连接器组件包括第一连接器820、可移动地定位在其中的弹簧构件838以及被构造成在连接位置PC中联接的第二连接器860，该连接位置通常在连接器组件866和其联接至的设备处于操作中时形成。在连接位置PC中，连接器组件866将设备(诸如交流发电机、电池和/或其他电流消耗部件)机械地和电气地联接至电源或配电电路。现在参考图45，第一连接器820和弹簧构件838示出为处于中间位置PI，其中弹簧驻留在第一连接器820内。第一连接器820具有第一端部822和第二端部824以及设置在第一端部822和第二端部824之间的多个侧壁826a、826b、826c、826d。一个或多个连接板850延伸远离第一连接器820的第二端部824。孔828设置成穿过侧壁826a至826d中的每一个的中间部分。
多个接触臂830a、830b、830c、830d、830e、830f、830g、830h从第一端部822跨相关联的孔828的范围朝向第二端部824延伸。接触臂830a至830h在靠近第一连接器820的第一端部822处从相应的侧壁826a至826d一体地形成。接触臂830a至830h中的每一个都从相应的侧壁826a至826d向外延伸并且形成终止于自由端834的曲线肩部832。侧壁826a至826d和接触臂830a至830h围绕第一连接器820的内部设置，并且在该第一连接器中形成内部接纳器836。
现在参考图46，连接器组件866被分解，使得弹簧构件838示出为从第一连接器820移除。图46所示的弹簧构件838通过第一连接器820的第一端部822插入内部接纳器836中，如图45所示。第一连接器820被构造成将弹簧构件838接纳至其内部接纳器836中。弹簧构件838具有多个侧壁840a、840b、840c、840d。多个弹簧臂842a、842b、842c、842d、842e、842f、842g、842h从弹簧构件838的相应的侧壁840a至840d延伸。弹簧臂842a至842g中的每一个与相应的侧壁840a至840d成一体，所述弹簧臂842a至842g从该侧壁延伸。此外，弹簧臂842a至842g中的每一个具有与相关联的侧壁840a至840d相对设置的曲线肩部844，特定的弹簧臂842a至842h与该侧壁一体地形成。
在示例实施例中，弹簧臂842a至842h的曲线肩部844增加了将弹簧构件838插入第一连接器820的内部接纳器836中的容易程度。盖构件846可在其第一端部822处与第一连接器820一体地形成，使得在将弹簧构件838插入内部接纳器836之后，盖构件846可在第一端部822上方折叠或重新取向，从而部分地围绕弹簧部件838并将其固定在适当的位置。另外和/或另选地，弹簧构件838和第一连接器820的尺寸使得弹簧构件838紧密地配合在内部接纳器836内。
图47描绘了沿着图45的线47-47截取的第一连接器820和弹簧构件838的横截面，其中连接器组件866处于中间位置PI。弹簧臂842a至842h的一个或多个外表面848与相应的接触臂830a至830h的自由端834接触。弹簧构件838针对接触臂830a至830h并且远离弹簧构件838和第一连接器820的内部产生向外指向的偏置力F(如标记为“F”的箭头描绘)。在示例实施例中，弹簧构件838针对接触臂830a至830h并且远离第一连接器820的中心线852(参见图47和图50)产生向外指向的偏置力F。如图47的实施例所示，弹簧臂842a至842h与接触臂830a至830h相对应。接触臂的数量和弹簧臂的数量可相同或不同。在其中弹簧构件838被构造成使得其具有的弹簧臂比第一连接器820具有的接触臂更少的示例实施例中，每个弹簧臂可在两个接触臂上产生向外指向的偏置力。此外，在具有的接触臂比弹簧臂更少的示例实施例中，每个接触臂可具有由多于一个对应的弹簧臂施加在其上的力。
第一连接器820和接触臂830a至830h可由诸如铜、高导电性铜合金(例如，C151或C110)和/或另一种合适的导电材料的第一材料形成。优选地，第一材料的电导率大于IACS(国际退火铜标准，即由经验得出的可商购获得的铜的电导率的标准值)的90％。例如，C151的电导率通常为符合IACS的标准纯铜的电导率的151％。同样，C110的电导率为IACS的110％。在某些操作环境或技术应用中，可能优选选择C151，因为它具有高应力和/或恶劣天气应用所需的抗腐蚀性质。在所设想的实施例中，弹簧构件838可由第二材料形成，诸如弹簧钢、不锈钢和/或具有比第一连接器820的第一材料更大的刚度(例如，通过杨氏模量测量)和弹性的另一种合适的材料。
将(第一连接器820的)第一材料与(弹簧构件838的)第二材料选择成具有互补的性质。例如，将第二材料的杨氏模量选择成相对大于第一材料的杨氏模量。合适的第一材料(例如，铜合金(C110))的杨氏模量在室温下为约115吉帕斯卡(GPa)，而合适的第二材料(例如，不锈钢)的杨氏模量在室温下为约193GPa。在所设想的高电压应用中，形成第一连接器的铜合金的横截面积与所选择的铜合金的电导率平衡。例如，当选择了具有较低电导率的铜合金时，由其形成的接触臂830a至830h具有较大的横截面积，以便充分地导电。同样，选择具有较高电导率的第一材料可允许具有相对较小横截面积的接触臂830a至830h，同时仍满足电导率规格。
在示例实施例中，第二材料的CTE可大于第一材料的CTE，即，弹簧构件838的CTE大于第一连接器820的CTE。因此，当第一连接器820和弹簧构件838的组件经受典型地用于本公开中描述的电连接器的高电压和高温环境时，弹簧构件838比第一连接器820相对更大地膨胀。因此，由弹簧构件838在第一连接器820的接触臂830a至830h上产生的向外的力F随着温度的增大而增大。
本公开的示例应用(诸如在车辆交流发电机中使用)适合于部署在5类汽车环境中，诸如在乘用车和商用车中存在的环境。在车辆的发动机罩(例如，交流发电机)下方通常存在5类环境，呈现出的环境温度为摄氏150度，并且通常达到摄氏200度。当铜和/或高导电性铜合金经受高于约150摄氏度的温度时，所述合金变得可延展并且失去机械弹性，即，铜材料软化。然而，当经受类似条件时，形成弹簧构件838的钢保持硬度和机械性质。因此，当第一连接器820和弹簧构件838都经受高温时，第一连接器820的第一材料软化并且由第二材料形成的弹簧构件838的结构整体性得以保持，使得在连接位置PC中，由弹簧构件838施加至软化的接触臂830a至830h的力F更有效地使软化的接触臂830a至830h相对于第一连接器820的内部向外移位。
现在参考图48至图50，设置在第一连接器820的内部接纳器836内的第一连接器820和弹簧构件838被示出为插入第二连接器860的内部插孔868中以将连接器组件866放置于连接位置PC中。第二连接器860可由铜、诸如C110或C151的铜合金和/或另一种合适的高导电材料制成。接触臂830a至830h与第二连接器860的内表面862接触。在连接位置PC中，在弹簧构件838的侧壁840a至840d与第二连接器860的内表面862之间设置有间隙G。为了与第二连接器860的内表面862接合，接触臂830a至830h在插孔868中的离散位置处跨越间隙G。图48至图50中示出的第一连接器820、弹簧构件838和第二连接器860被构造成维持导电和机械接合，同时承受由连接器组件受到的高功率、高电压应用引起的升高的温度和热循环。此外，由于高电压和高温应用引起的升高的温度和热循环，第一连接器820和第二连接器860可能会经历热膨胀，使得由第一连接器820施加在第二连接器860的向外指向的力F增大。第一连接器820、弹簧构件838和第二连接器860的构型使得它们之间的向外指向的连接力F增大，同时连接器组件866承受由连接位置PC的热循环引起的热膨胀。
随着热膨胀事件反复，第一连接器820的材料记忆发展为使得弹簧构件838在第一连接器820上的初始向外的偏置力F增大，从而使得接触臂830a至830h与第二连接器860之间的接触压力增大。如上文所指出，在车辆或其中安装有连接器组件866的其他应用的操作期间，第一连接器820和弹簧构件838两者都经受剧烈的热循环。因此，可具体选择弹簧构件838的第二材料，从而即使在热循环之后也能保持弹簧构件838的机械性质。可选择弹簧钢、不锈钢和/或另一种合适的材料作为弹簧构件838的第二材料，并且如先前所讨论的，接触臂830a至830h的铜和/或铜合金在预期的高温下会软化。因此，在反复的剧烈热循环中，接触臂830a至830h由于先前力F的施加而形成材料记忆，该材料记忆影响它们相对于第一连接器820的移位位置，而弹簧构件838是在很大程度上不受相同热循环影响的。
图48和图49中进一步说明，在连接位置PC中，第一连接器820提供与第二连接器860的360°柔度，以确保第一连接器820向第二连接器860施加足够量的向外指向的力F以用于电气和机械连接。如图48所示，第一连接器820的第一端部822被插入第二连接器860中。连接板850被取向为远离第二连接器860，并且第二连接器的连接板864被类似地取向为远离第一连接器820。在图48所示的取向上，第一连接器连接板850和第二连接器连接板864两者都在电连接器组件866的同一上侧对准并取向。然而，由于第一连接器820在其所有四个侧面上都设置有接触臂830a至830h，因此第一连接器820可旋转90°、180°和/或270°，同时仍可插入在由第二连接器860形成的内部插孔868内并且提供期望的机械和电气接合。
仍通过图48和图49进一步说明，第一连接器820的360°柔度属性在第一连接器820的所有四个侧面上都建立了与第二连接器860的电气和机械连接，而无关于其插入取向。该属性允许省略键接特征和/或设计为确保连接期间部件的期望取向的另一个特征。连接器组件866的360°柔度属性还有助于在剧烈的机械条件(例如，振动)下维持机械和电气连接。在具有180°柔度的传统的刀形连接器或叉形连接器中(即，仅在两个相对侧面上进行连接)，振动可能会产生谐波谐振，从而导致180°柔度连接器在特定频率下以更大的幅度振荡。例如，对叉形连接器进行谐波谐振可能会导致叉形连接器打开。不期望在导电期间打开叉形连接器，因为叉形连接器与相关联的端子的瞬时机械分离可能会导致电弧放电。电弧放电会对180°柔度端子以及180°柔度端子组成的整个电气系统产生严重的负面影响。然而，本公开的360°柔度特征可防止由于强烈的振动和电弧放电引起的可能的灾难性故障。
参考图50，接触臂830a至830h中的每一个的曲线部分832被描绘为与接触臂830a至830h中的每一个的自由端834相邻。此外，接触臂830a至830h中的每一个的曲线部分832与第二连接器860的内表面862电气和机械接触。接触臂830a至830h的曲线部分832的曲率半径允许其自由端834接触相应的弹簧臂842a至842h的外表面848。弹簧构件838与接触臂830a至830h之间的这种正接触产生向外指向的偏置力F，该向外指向的偏置力使接触臂830a至830h相对于弹簧构件838向外移位。当第一连接器820与第二连接器860分离时以及当第一连接器820被插入第二连接器860中时，都产生这种向外指向的偏置力F。在没有这种接触的情况下，针对接触臂830a至830h施加的向外指向的偏置力F可能不受控制，这可能会导致接触臂830a至830h和/或第二连接器860内的整个第一连接器820摇动或颤动。然而，当第一连接器820被插入第二连接器860中时，施加在接触臂830a至830h上的挠曲压力被部分或全部传递至弹簧臂842a至842h。优选地，该挠曲压力的100％或几乎100％被传递至刚性钢制弹簧构件838。然而，来自接触臂830a至830h的挠曲压力的传递不会导致弹簧臂842a至842h发生显著的挠曲(即使有的话)。相反，弹簧构件838针对接触臂830a至830h提供楔入或闪晃效果，从而将接触臂830a至830h保持在向外移位的位置并且挤压成与第二连接器860接合。此外，接触臂830a至830h的曲线部分832的曲率半径部分地确定了从弹簧臂842a至842h施加至与其相关联的接触臂830a至830h的向外指向的偏置力F的程度。例如，较大的曲率半径(即，曲线部分更加逐渐地变圆)导致相对减小的向外指向的力F，该相对减小的向外指向的力使曲线部分832偏置成与第二连接器860接触。此外，较小的曲率半径(即，曲线部分更加剧烈地弯曲)产生相对较大的向外指向的力F，该相对较大的向外指向的力使曲线部分832偏置成与第二连接器部分860接触。
交流发电机端子组件700与第二连接器703配合，如图33至图36所示。第二连接器703具有金属方管777和带有凸缘709的高温非导电聚合物护罩711。金属方管777与交流发电机母线708以电气方式成一体。金属方管777通常由铜C110或C151制成。金属方管777具有由平坦段769和弯曲段768组成的外表面、内接触表面710、母线708以及远离母线708的上边缘770。塑料护罩711具有内表面750、外表面711、凸缘709、远离凸缘709的上边缘757和配合突起755。配合突起755可用于确保第一连接器与第二连接器之间的正接合。
图37至图38示出了第二连接器703的两个角度，其中突出了配合突起755。
图32示出了组装至交流发电机端子组件700中的第一连接器520。铲表面515(反转铲表面566在图32中可见)被超声焊接或压接至线材701。由诸如高温聚酰胺的高温聚合物制造的顶盖705覆盖第一连接器520的铲566和焊线。第一连接器520的其余部分配合至交流发电机连接器702中。
图39至图40示出了金属方管778、777的两个不同实施例。在一个实施例中，母线708平行于金属管777。母线708与金属管769的表面成一体。在另一个实施例中，母线779与金属管778的表面789、788正交。
图41至图42示出了交流发电机端子组件700中的在原位的第一连接器520。顶盖705段被接合至交流发电机连接器段702。交流发电机连接器段具有塑料护罩729，以防止过早的电接触。梁511延伸经过塑料护罩729，当与第二连接器703配合时形成电气连接。交流发电机端子组件700具有连接器位置保证指示器720。
图43至图44示出了具有交流发电机704的在原位的交流发电机端子组件700。第二连接器703与交流发电机704成一体。具有第一连接器520的交流发电机端子组件700与第二连接器703配合，如图42所示。连接器位置保证指示器720显示连接器是否被完全接合并且锁定。
工业实用性
上述公开可标识现有技术上的改进，因为它改进了由承受高功率、高电压条件的第一电连接器和第二连接器形成的机械和电气连接。如上面所指出，在汽车工业中存在典型的高功率和/或高电压条件。在诸如军事装备、太空飞行、电动车辆、工业机械等其他应用中，存在另外的高功率和/或高电压条件。
虽然已示出并描述了某些实施方式，但在不明显脱离本公开的精神的情况下想到了许多修改；并且保护范围仅由所附权利要求的范围限制。
标题和副标题(如果有的话)仅为了方便而使用，而非进行限制。字词“示例性”用于表示用作示例或说明。就使用术语“包括(include)”、“具有(have)”等而言，此术语旨在以与术语“包括(comprise)”类似的方式呈包括性的，如在权利要求中使用术语“包括(comprise)”作为过渡词时所解释的那样。诸如第一和第二等的关系术语可用于将一个实体或动作与另一实体或动作区分开，而不必要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。
诸如一方面、该方面、另一方面、一些方面、一个或多个方面、一个实施方式、该实施方式、另一实施方式、某些实施方式、一个或多个实施方式、一个实施例、该实施例、另一实施例、一些实施例、一个或多个实施例、一个构型、该构型、另一构型、一些构型、一个或多个构型、本技术、本公开(the disclosure/the present disclosure)、其他变型等短语均为方便起见，并且不意味着与此类短语有关的公开对于本技术是必不可少的或者此类公开适用于本技术的所有构型。与此类短语有关的公开可适用于所有构型或一个或多个构型。与此类短语有关的公开可提供一个或多个示例。诸如一个方面或某些方面的短语可指一个或多个方面，且反之亦然，并且这类似地适用于其他前述短语。
鉴于前文的描述，对本公开的多种修改对于本领域技术人员将是显而易见的。本文描述了本公开的优选实施例，包括发明人已知的用于执行本公开的最佳模式。应理解，所示出实施例仅是示例性的，并且不应被视为限制本公开的范围。

Claims (37)

1.一种弹簧致动式电连接器组件，所述弹簧致动式电连接器组件用于在使所述连接器组件暴露于升高的温度和热循环的高功率、高电压应用中使用，所述连接器组件包括：
第一导电连接器，所述第一导电连接器由第一材料形成，所述第一连接器具有侧壁布置，所述侧壁布置限定从敞开的第一端部延伸至第二端部的内部接纳器，所述侧壁布置包括多个侧壁，其中侧壁包括孔和跨所述孔的范围延伸的接触梁，其中所述接触梁从所述侧壁的第一部分以向外角度一体地延伸至所述侧壁的外表面，并且其中所述接触梁包括自由端，所述自由端从所述侧壁的所述外表面向内延伸而不接合所述侧壁的第二部分；
内部弹簧构件，所述内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸设定成驻留在所述第一连接器的所述接纳器内，所述弹簧构件具有基座和从所述基座延伸出的至少一个弹簧臂，并且其中所述弹簧臂的外表面和所述基座的外表面是共面的；
第二导电连接器，所述第二导电连接器具有插孔，所述插孔的尺寸设定成接纳所述第一连接器和驻留在所述第一连接器的所述接纳器内的所述弹簧构件两者以限定连接位置，所述连接位置承受由所述高功率、高电压应用引起的所述升高的温度和热循环；
其中在所述连接位置，所述弹簧构件的所述弹簧臂在所述第一连接器的所述接触梁上施加向外指向的力以使所述接触梁向外移位成与所述第二连接器的所述插孔的内表面接合，从而将所述第一连接器和所述第二连接器维持在所述连接位置。
2.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第二连接器被集成到母线中。
3.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器包括多个接触梁并且所述弹簧构件包括多个弹簧臂，并且
其中在所述连接位置，第一弹簧臂在第一接触梁上施加第一向外指向的力以使所述第一接触梁移位成与所述插孔的所述内表面接合，并且第二弹簧臂在第二接触梁上施加第二向外指向的力以使所述第二接触梁移位成与所述内插孔表面接合，所述第一向外指向的力与所述第二向外指向的力以不同的方向取向。
4.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一材料为高导电性铜，所述高导电性铜包括通常以C151或C110命名的至少一种铜合金。
5.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述弹簧构件的所述第二材料为弹簧钢。
6.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一材料为高导电性铜，并且其中所述弹簧构件的所述第二材料为弹簧钢。
7.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述接触梁由已预镀的高导电性铜片形成。
8.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中由所述弹簧臂施加的所述向外指向的力被施加在所述接触梁的所述自由端处。
9.根据权利要求8所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述接触臂具有与所述自由端相邻的弯曲终止部分；并且
其中由所述弹簧臂施加的所述向外指向的力使所述接触梁的所述弯曲终止部分移位超过所述侧壁的所述外表面。
10.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一端部包括可移动铲，所述可移动铲当位于所述接纳器内时包围所述内部接纳器和所述弹簧构件。
11.根据权利要求10所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第二端部包括至少一个平面铲。
12.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器具有细长构型，使得所述第一连接器的长度大于所述第一连接器的横截面的宽度和高度两者。
13.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中由所述弹簧臂在所述连接位置施加在所述接触梁上的所述向外指向的力因残留材料记忆和热膨胀而增大，所述残留材料记忆和热膨胀是由所述高功率、高电压应用引起的所述升高的温度和热循环造成的。
14.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器包括多个接触梁并且所述弹簧构件包括多个弹簧臂，并且
其中在所述连接位置，第一弹簧臂在第一接触梁上施加第一向外指向的力并且第二弹簧臂在第二接触梁上施加第二向外指向的力，所述第一向外指向的力与所述第二向外指向的力以不同的方向取向。
15.根据权利要求1所述的弹簧致动式电连接器组件，其还包括非导电护罩，所述非导电护罩覆盖所述第一连接器的相当大的范围同时暴露出所述接触梁。
16.一种弹簧致动式电连接器组件，所述弹簧致动式电连接器组件用于在使所述连接器组件暴露于升高的温度和热循环的高功率、高电压应用中使用，所述连接器组件包括：
第一导电连接器，所述第一导电连接器由第一材料形成，所述第一连接器具有侧壁布置，所述侧壁布置限定从所述第一连接器的敞开的第一端部延伸至第二端部的内部接纳器，所述侧壁布置包括多个侧壁，其中侧壁包括孔和跨所述孔的范围延伸的接触梁，其中所述接触梁从所述侧壁的第一部分以向外角度一体地延伸至所述侧壁的外表面，并且其中所述接触梁包括自由端，所述自由端从所述侧壁的所述外表面向内延伸；
内部弹簧构件，所述内部弹簧构件由第二材料形成，所述弹簧构件具有侧壁布置，所述侧壁布置由多个侧壁组成，其中侧壁包括从所述侧壁的端部延伸出的细长弹簧臂，并且其中所述侧壁的外表面和所述弹簧臂的外表面驻留在同一平面中；
其中当所述弹簧构件被插入所述第一连接器的所述接纳器中时，所述弹簧构件的所述弹簧臂在所述第一连接器的所述接触梁上施加向外指向的力，以使所述接触梁向外移位。
17.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其还包括第二导电连接器，所述第二导电连接器具有插孔，所述插孔的尺寸设定成接纳所述第一连接器和所述弹簧构件两者以限定连接位置；
其中在所述连接位置，由所述弹簧臂施加至所述接触梁的所述向外指向的力使所述接触梁向外移位成与所述第二连接器的所述插孔的内表面接合以将所述第一连接器和所述第二连接器维持在所述连接位置，同时承受由所述高功率、高电压应用引起的所述升高的温度和热循环。
18.根据权利要求17所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第二连接器被集成到母线中。
19.根据权利要求17所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器包括多个接触梁并且所述弹簧构件包括多个弹簧臂，并且
其中在所述连接位置，第一弹簧臂在第一接触梁上施加第一向外指向的力以使所述第一接触梁移位成与所述插孔的所述内表面接合，并且第二弹簧臂在第二接触梁上施加第二向外指向的力以使所述第二接触梁移位成与所述内插孔表面接合，所述第一向外指向的力与所述第二向外指向的力以不同的方向取向。
20.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一材料为高导电性铜，所述高导电性铜包括通常以C151或C110命名的至少一种铜合金。
21.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述弹簧构件的所述第二材料为弹簧钢。
22.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一材料为高导电性铜，并且其中所述弹簧构件的所述第二材料为弹簧钢。
23.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述接触梁由已用另一材料预镀的高导电性铜片形成。
24.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中由所述弹簧臂施加的所述向外指向的力被施加在所述接触梁的所述自由端处。
25.根据权利要求24所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述接触梁包括与所述自由端相邻的弯曲终止部分；并且
其中由所述弹簧臂施加的所述向外指向的力使所述接触梁的所述弯曲终止部分移位超过所述侧壁的所述外表面。
26.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一端部包括可移动铲，所述可移动铲包围所述内部接纳器和所述弹簧构件。
27.根据权利要求26所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第二端部包括至少一个平面铲。
28.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器具有细长构型，使得所述第一连接器的长度大于所述第一连接器的横截面的宽度和高度两者。
29.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中由所述弹簧臂施加在所述接触梁上的所述向外指向的力因残留材料记忆和热膨胀而增大，所述残留材料记忆和热膨胀是由所述高功率、高电压应用引起的所述升高的温度和热循环造成的。
30.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器包括多个接触梁并且所述弹簧构件包括多个弹簧臂，并且
其中第一弹簧臂在第一接触梁上施加第一向外指向的力并且第二弹簧臂在第二接触梁上施加第二向外指向的力，所述第一向外指向的力与所述第二向外指向的力以不同的方向取向。
31.根据权利要求16所述的弹簧致动式电连接器组件，其还包括非导电护罩，所述非导电护罩覆盖所述第一连接器的相当大的范围同时暴露出所述接触梁。
32.一种弹簧致动式电连接器组件，所述弹簧致动式电连接器组件用于在高功率、高电压应用期间电气地和机械地固定电气部件，所述连接器组件包括：
第一连接器，所述第一连接器由第一导电材料形成，所述第一连接器具有侧壁布置，所述侧壁布置限定从敞开的第一端部延伸至第二端部的内部接纳器，所述侧壁布置包括多个侧壁，其中侧壁包括细长孔和跨所述孔的范围延伸的接触梁，其中所述接触梁从所述侧壁的第一部分以向外角度一体地延伸至所述侧壁的外表面，并且其中所述接触梁包括自由端；
内部弹簧构件，所述内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸设定成驻留在所述第一连接器的所述接纳器内，所述弹簧构件具有基座和从所述基座延伸出的至少一个弹簧臂；
第二连接器，所述第二连接器具有插孔，所述插孔的尺寸设定成与所述第一连接器和所述弹簧构件两者联接，同时所述弹簧构件驻留在所述第一连接器的所述接纳器内以限定连接位置，以用于在所述高功率、高电压应用期间操作所述电气部件；
其中为了在所述电气部件的长期操作期间将所述第一连接器和所述第二连接器维持在所述连接位置，所述弹簧构件的所述弹簧臂在所述第一连接器的所述接触梁上施加向外指向的力以使所述接触梁向外移位成与所述第二连接器的所述插孔的内表面接合。
33.根据权利要求32所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一材料为高导电性铜，所述高导电性铜包括通常以C151或C110命名的至少一种铜合金。
34.根据权利要求32所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述弹簧构件的所述第二材料为弹簧钢。
35.根据权利要求32所述的弹簧致动式电连接器组件，其中所述第一连接器的所述第一材料为高导电性铜，并且其中所述弹簧构件的所述第二材料为弹簧钢。
36.根据权利要求32所述的弹簧致动式电连接器组件，其中由所述弹簧臂施加的所述向外指向的力被施加在所述接触梁的所述自由端处。
37.根据权利要求32所述的弹簧致动式电连接器组件，其中高功率、高电压应用使所述连接器组件经历升高的温度和热循环，并且
其中由所述弹簧臂在所述连接位置施加在所述接触梁上的所述向外指向的力因残留材料记忆和热膨胀而增大，所述残留材料记忆和热膨胀是由所述升高的温度和热循环造成的。
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