CN113270757A - 具有新型材料去除特征的3d印刷高分辨率电连接器 - Google Patents

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A.M.马丁
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M.S.奥斯塔西乌克
K.M.撒克斯顿
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Abstract

一种单件式电连接器具有壳体，其具有配合面、电线容纳面和壳体侧壁。端子容纳腔从配合面延伸到电线容纳面。端子容纳腔具有腔侧壁。弹性固定臂设置在端子容纳腔中。弹性固定臂具有固定部，该固定部从基部构件延伸并一体地附接至其，基部构件从端子容纳腔的腔侧壁延伸并一体地附接至其。弹性固定臂由与壳体相同的材料制成并且是在形成壳体的相同制造过程中制成的。固定端与腔侧壁间隔开间隙。弹性固定臂与腔侧壁之间的间隙有助于清理或去除在电连接器的制造过程中形成的多余材料。

Description

具有新型材料去除特征的3D印刷高分辨率电连接器
技术领域
本发明涉及具有固定臂的一件式3D印刷电连接器，其有助于从连接器去除诸如树脂或粉末的材料。特别地，本发明涉及具有通道的一件式印刷电连接器，通道允许树脂从印刷连接器上冲洗掉。
背景技术
电连接器部件通常由传统方法制造，并且设计成适应相应的传统工具方法。由多个部件制造的连接器也需要组装，并且可能具有冗长而复杂的材料清单和部件交货期。考虑到通过3D印刷或增材制造过程而设计的连接器可以使用合并的部件构造和/或省去许多部件和制造步骤，但是所有连接器都需要针对可制造性进行设计。此类3D可印刷连接器必须配置为允许将光固化树脂从所得产品中彻底冲洗掉，以获得最佳性能。然而，已知的连接器具有的产品特征不允许充分地去除和清理残留材料，最终导致产品不能达到预期的性能。
因此，有益的是提供一种电连接器，其配置成防止材料夹带并允许充分地排除和最终冲洗/清理诸如树脂或粉末的材料，从而产生优异的产品性能。特别地，在增材制造过程中定位部件并提供排放孔以促进改善材料去除和清理将是有益的。
发明内容
实施例涉及一种单件式电连接器，其具有壳体，该壳体具有配合面、电线容纳面和壳体侧壁。端子容纳腔从配合面延伸到电线容纳面。端子容纳腔具有腔侧壁。弹性固定臂设置在端子容纳腔中。弹性固定臂具有固定部，该固定部从基部构件或突出构件延伸并一体地附接至其，基部构件或突出构件从端子容纳腔的腔侧壁延伸并一体地附接至其。弹性固定臂由与壳体相同的材料制成并且是在形成壳体的相同制造过程中制成的。固定端与腔侧壁间隔开间隙。弹性固定臂与腔侧壁之间的间隙有助于清理或去除在电连接器的制造过程中形成的多余材料。
通过以下结合附图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，所述附图以示例的方式示出了本发明的原理。
附图说明
图1是本发明的电连接器的说明性实施例的顶部透视图。
图2是图1的电连接器的底部透视图。
图3是沿图1的线3-3截取的图1的电连接器的剖视图。
图4是图3的区域4的放大剖视图，示出了电连接器的一对端子容纳腔。
图5是由图3的虚线圆圈表示的区域5的放大视图。
图6是本发明的电连接器的替代说明性实施例的顶部透视图。
图7是图6的电连接器的底部透视图。
图8是沿图6的线8-8截取的图6的电连接器的剖视图。
图9是图8的区域9的放大剖视图，示出了电连接器的端子容纳腔。
图10是由图8的虚线圆圈表示的区域10的放大视图。
具体实施方式
实施例涉及一种单件式电连接器，其具有壳体，该壳体具有配合面、电线容纳面和壳体侧壁。端子容纳腔从配合面延伸到电线容纳面。端子容纳腔具有腔侧壁。弹性固定臂设置在端子容纳腔中。弹性固定臂具有固定部，该固定部从基部构件或突出构件延伸并一体地附接至其，基部构件或突出构件从端子容纳腔的腔侧壁延伸并一体地附接至其。弹性固定臂由与壳体相同的材料制成并且是在形成壳体的相同制造过程中制成的。固定端与腔侧壁间隔开间隙。弹性固定臂与腔侧壁之间的间隙有助于清理或去除在电连接器的制造过程中形成的多余材料。
实施例涉及一种由增材制造过程制成的电连接器。电连接器包括壳体，该壳体具有配合面、电线容纳面和壳体侧壁。端子容纳腔从配合面延伸到电线容纳面。端子容纳腔具有腔侧壁。弹性固定臂设置在端子容纳腔中。弹性固定臂具有固定部，该固定部从基部构件或突出构件延伸并一体地附接至其，基部构件或突出构件从端子容纳腔的腔侧壁延伸并一体地附接至其。弹性固定臂由与壳体相同的材料制成并且是在形成壳体的相同制造过程中制成的。固定端与腔侧壁间隔开间隙。清理开口设置在连接器壳体的配合面上。清理开口延伸穿过配合面并延伸到端子容纳腔中。配合端子容纳开口延伸穿过连接器壳体的配合面。配合端子容纳开口延伸到端子容纳腔中。清理开口定位成靠近配合端子容纳开口。弹性固定臂与腔侧壁和清理开口之间的间隙有助于去除在电连接器的制造过程中形成的多余材料。
实施例涉及一种制造具有一体的弹性固定臂的电连接器的方法。该方法包括：在增材印刷过程中印刷电连接器的主体，该主体中具有端子容纳腔；在印刷主体的同时印刷弹性固定臂，弹性固定臂定位在端子容纳腔中；将弹性固定臂与端子容纳腔的壁间隔开，以在壁之间形成间隙；以及清理在增材印刷过程中从端子容纳腔产生的多余材料。弹性固定臂与端子容纳腔的壁间隔开允许多余材料从端子容纳腔和电连接器的主体去除。
参照图1至5，示出了在说明性单件电连接器壳体10中的端子容纳腔20的说明性布置。尽管在说明性连接器壳体10中示出了端子容纳腔20，但如本文所述，本发明可以与任何类型的连接器壳体或组件中的端子容纳腔20一起使用。连接器壳体10具有配合面12、电线容纳面14和壳体侧壁16。在所示的实施例中，侧壁16延伸超过配合面12和电线容纳面14，然而，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用侧壁16的其他配置。在所示的说明性实施例中，连接器壳体10具有大致正方形或矩形配置，然而，还可以使用其他类型、尺寸和形状的壳体。使用诸如但不限于3D印刷的增材制造过程来制造电连接器壳体10，以形成一件式连接器壳体。
如图3最佳所示，连接器壳体10具有从配合面12延伸到电线容纳面14的端子容纳腔20。端子容纳腔的尺寸被确定为在其中容纳端子(未示出)。端子的特定配置可能会根据应用和流经端子所需的电流量而有所不同。
如图3和4中最佳示出，每个端子容纳腔20都具有电线容纳部22、固定部24和配合端子容纳部26。电线容纳部22定位成靠近壳体10的电线容纳面14。配合端子容纳部26定位成靠近壳体的配合面12。固定部24在电线容纳部22和配合端子容纳部26之间延伸。
电线容纳部22的直径A足够大以容纳从中穿过的端子。配合端子容纳部26的直径B小于电线容纳部22的直径A。直径B的尺寸确定为足够大以允许配合触头或插脚穿过其插入。然而，直径B足够小，以防止穿过电线容纳部22插入的端子通过配合端子部26被移除。
固定部24具有设置在其中的弹性固定臂30。在图1至5所示的说明性实施例中，三个弹性固定臂30设置在每个端子容纳腔20中。然而，可以提供其他数量的弹性固定。固定臂30具有固定部32，该固定部32从基部构件或突出构件38延伸并一体地附接至其，该基部构件或突出构件38从端子容纳腔20的腔侧壁34延伸并一体地附接至其。由于固定臂30和壳体10被制成单件，固定臂30由与壳体10相同的材料制成并且是在形成壳体的其他部分的相同制造过程中制成的。固定部32定位成靠近或偏离壳体10的电线容纳面14。在图1至5所示的说明性实施例中，固定臂30的长度等于或接近固定部24的长度。
弹性固定臂30从固定端32朝向壳体10的配合面12延伸。弹性固定臂30终止于与端子容纳腔20的侧壁34间隔开的自由端36。弹性固定臂30配置为与插入其中的端子配合以将端子保持在端子容纳腔20中。弹性固定臂30的自由端36比固定端32更加倾斜到端子容纳腔中，使得由固定端32形成的通道的直径D大于由自由端36形成的通道的直径C。
弹性固定臂30的数量、大小、形状和定位可以变化。从固定端32到自由端36测量的弹性固定臂30的长度可以变化，端子容纳腔20的长度也可以变化。弹性固定臂30的厚度可以在各实施例之间变化。另外，弹性固定臂30的厚度可以从固定端32到自由端36变化。自由端36的倾斜量也可以变化。尽管在所示实施例中弹性固定臂30具有相对笔直的纵向轴线，但弹性固定臂30可以具有弯曲或螺旋形配置。根据将端子保持在端子容纳腔20中的适当位置所需的弹性，弹性固定臂30可以向内或向外弯曲。
尽管固定端32固定到从端子容纳腔20的侧壁34延伸的基部构件或突出构件38，但固定端32与侧壁34间隔开间隙40。间隙的尺寸可以变化。由于弹性固定臂30以与壳体10相同的过程形成，并且由于不能将工具插入到端子容纳腔20中以适当地形成弹性固定臂30，因此壳体10和弹性固定臂30必须通过诸如但不限于3D印刷的增材制造过程形成。因此，在完成壳体20和弹性固定臂30的形成时，必须能够将多余的材料或不需要的材料从端子容纳腔20清除或去除。在弹性固定臂30和侧壁34之间提供间隙40便于清理或去除多余材料。
为了在将端子插入端子容纳腔20中之前适当地保持自由端36的位置，保持器或突片42在相邻弹性固定臂30的自由端36之间延伸，如图5最佳所示。保持器或突片42与自由端36一体地形成，以在清理和固化连接器壳体10和弹性固定臂30时将自由端36相对于彼此保持在适当位置。保持器或突片42配置成在将配合端子插入到端子容纳腔20中时破裂，以允许弹性固定臂30独立地起作用以将端子固定在适当位置。
参照图1、3和4，配合端子容纳开口58延伸穿过连接器壳体10的配合面12。清理开口60设置在连接器壳体10的配合面12上。清理开口60定位成靠近配合端子容纳开口58，并且延伸穿过配合面12并延伸到端子容纳腔20的配合端子容纳部26中。在所示的说明性实施例中，清理开口60的尺寸小于配合端子容纳开口58，由此配合端子不能插入到清理开口60中。然而，在其他实施例中，清理开口60可以一体地连接到配合端子容纳开口58。
在该说明性实施例中，三个清理开口60延伸到每个端子容纳腔20中，其中清理开口60定位成与相应端子容纳腔20的固定臂30大致对准。然而，可以使用其他数量和定位的清理开口60。在完成壳体20和弹性固定臂30的形成时，清理开口60有助于从端子容纳腔20去除多余的材料或不需要的材料。
参照图6至10，示出了替代说明性电连接器壳体110。连接器壳体110具有配合面112、电线容纳面114和侧壁116。在所示的实施例中，侧壁116在配合面112和电线容纳面114之间延伸，然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用侧壁116的其他配置。在所示的说明性实施例中，连接器壳体110具有大致正方形或矩形配置，然而，可以使用诸如但不限于圆形的其他配置。
如图8最佳所示，连接器壳体110具有从配合面112延伸到电线容纳面114的端子容纳腔120。端子容纳腔的尺寸被确定为在其中容纳端子(未示出)。端子的特定配置可以根据应用和流经端子所需的电流量而有所不同。
如图8和9最佳所示，每个端子容纳腔120具有电线容纳部122、固定部124和配合端子容纳部126。电线容纳部122定位成靠近壳体110的电线容纳面114。配合端子容纳部126定位成靠近壳体的配合面112。固定部124在电线容纳部122和配合端子容纳部126之间延伸。
电线容纳部122具有的直径F足够大以容纳从中穿过的端子。配合端子容纳部126的直径G小于电线容纳部122的直径F。直径G的尺寸确定为足够大，以允许配合触头或插脚插入其中。然而，直径G足够小，以防止插入穿过配合端子容纳部126的端子通过电线容纳部122被移除。
固定部124具有设置在其中的弹性固定臂130。在图6至10所示的说明性实施例中，三个弹性固定臂130设置在每个端子容纳腔20中。然而，可以提供其他数量的弹性固定。固定臂130具有固定部132，该固定部132从基部构件或突出构件138延伸并一体地附接至其，该基部构件或突出构件138从端子容纳腔120的侧壁134延伸并一体地附接至其。固定臂130由与壳体110相同的材料制成并且是在形成壳体的其他部分的相同制造过程中制成的。固定部132定位成靠近或偏离壳体110的电线容纳面114。在图6至9所示的说明性实施例中，固定部124的长度大于固定臂130的长度。
弹性固定臂130从固定端32朝向壳体10的配合面12延伸。弹性固定臂130终止于与端子容纳腔120的侧壁134间隔开的自由端136。弹性固定臂130配置为与插入其中的端子配合以将端子保持在端子容纳腔120中。弹性固定臂130的自由端136比固定端132更加倾斜到端子容纳腔中，使得由固定端132形成的通道的直径H大于由自由端136形成的通道的直径I。
弹性固定臂130的数量、大小、形状和定位可以变化。从固定端132到自由端136测量的弹性固定臂130的长度可以变化，端子容纳腔120的长度也可以变化。弹性固定臂130的厚度可以在各实施例之间变化。另外，弹性固定臂130的厚度可以从固定端132到自由端136变化。自由端136的倾斜量也可以变化。尽管在所示实施例中弹性固定臂130的自由端136相对笔直地稍微向内弯曲，但弹性固定臂130可以具有螺旋形配置。根据将端子保持在端子容纳腔120中的适当位置所需的弹性，弹性固定臂130可以向外弯曲或者是笔直的。
尽管固定端132固定到从端子容纳腔120的侧壁134延伸的基部构件或突出构件138，但固定端132与侧壁134间隔开间隙140。间隙的尺寸可以变化。由于弹性固定臂130以与壳体110相同的过程形成，并且由于不能将工具插入到端子容纳腔120中以适当地形成弹性固定臂130，因此壳体110和弹性固定臂130必须通过诸如但不限于3D印刷的增材制造过程形成。因此，在完成壳体120和弹性固定臂130的形成时，必须能够将多余的材料或不需要的材料从端子容纳腔120清除或去除。在弹性固定臂130和侧壁134之间提供间隙140便于清理或去除多余材料。
为了在将端子插入端子容纳腔120中之前适当地保持自由端136的位置，保持器或突片142在相邻弹性固定臂130的自由端136之间延伸，如图10最佳所示。保持器或突片142与自由端136一体地形成，以在清理和热固化连接器壳体110和弹性固定臂130时将自由端136相对于彼此保持在适当位置。保持器或突片142配置成在将配合端子插入到端子容纳腔120中时破裂，以允许弹性固定臂130独立地起作用以将端子固定在适当位置。
参照图6、8和9，配合端子容纳开口158延伸穿过连接器壳体110的配合面112。配合端子容纳开口158延伸到端子容纳腔120的配合端子容纳部126中，并且尺寸确定成在其中容纳配合连接器的配合端子。清理开口160设置在连接器壳体110的配合面112上。清理开口160定位成靠近配合端子容纳开口158，并且延伸穿过配合面112并延伸到端子容纳腔120的配合端子容纳部126中。清理开口160的尺寸小于配合端子容纳开口158，由此配合端子不能插入到清理开口160中。在该说明性实施例中，三个清理开口160延伸到每个端子容纳腔120中，其中清理开口160定位成与相应端子容纳腔120的固定臂130大致对准。然而，可以使用其他数量和定位的清理开口160。在完成壳体120和弹性固定臂130的形成时，清理开口160有助于从端子容纳腔120去除多余的材料或不需要的材料。
在各种说明性实施例中，间隙40、140可以是但不限于0.15mm、0.20mm、0.30mm、在0.15mm与0.30mm之间、大于0.30mm。在各种说明性实施例中，固定臂30、130可具有但不限于0.35mm、0.37mm、在0.30mm与0.40mm之间的厚度。在各种说明性实施例中，固定臂30、130可以具有但不限于：4个弹簧臂，其围绕端子容纳腔20、120的圆周的范围为75度，并且弹簧臂之间的间隙为15度；5个弹簧臂，其围绕端子接收腔20、120的圆周的范围为65度，并且弹簧臂之间的间隙为15度；6个弹簧臂，其围绕端子接收腔20、120的圆周的范围为45度，并且弹簧臂之间的间隙为15度。

Claims (15)

1.一种单件式电连接器，包括：
壳体(10)，其具有配合面(12)、电线容纳面(14)和壳体侧壁(16)；
端子容纳腔(20)，其从配合面(12)延伸到电线容纳面(14)，端子容纳腔(20)具有腔侧壁(34)；
弹性固定臂(30)，其设置在端子容纳腔(20)中，弹性固定臂(30)具有固定部(32)，该固定部(32)从基部构件(38)延伸并一体地附接至其，基部构件(38)从端子容纳腔(20)的腔侧壁(34)延伸并一体地附接至其，弹性固定臂(30)由与壳体(10)相同的材料制成并且是在形成壳体(10)的相同制造过程中制成的，固定部(32)与腔侧壁(34)间隔开间隙(40)；
其中，所述弹性固定臂(30)与腔侧壁(34)之间的间隙(40)有助于清理或去除在电连接器的制造过程中形成的多余材料。
2.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述壳体侧壁(16)延伸超出所述配合面(12)和电线容纳面(14)。
3.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述壳体(10)具有大致矩形构造。
4.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述端子容纳腔(20)具有电线容纳部(22)、固定部(24)和配合端子容纳部(26)，电线容纳部(22)定位成靠近所述壳体(10)的电线容纳面(14)，配合端子容纳部(26)定位成靠近所述壳体(10)的配合面(12)，并且固定部(24)在电线容纳部(22)和配合端子容纳部(26)之间延伸。
5.如权利要求4所述的电连接器，其中，所述弹性固定臂(30)位于所述固定部(24)中。
6.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述固定部(32)定位成靠近所述壳体(10)的电线容纳面(14)。
7.如权利要求4所述的电连接器，其中，所述固定臂(30)的长度等于所述固定部(24)的长度。
8.如权利要求1所述的电连接器，其中，所述弹性固定臂(30)从所述固定部(32)朝向所述壳体(10)的配合面(12)延伸，并终止于与所述端子容纳腔(20)的腔侧壁(34)间隔开的自由端(36)。
9.如权利要求8所述的电连接器，其中，所述弹性固定臂(30)的自由端(36)比所述固定部(32)更加倾斜到所述端子容纳腔(20)中，从而由固定部(32)形成的通道的直径(D)大于由自由端(36)形成的通道的直径(c)。
10.如权利要求9所述的电连接器，其中，所述弹性固定臂(30)具有在相邻弹性固定臂(30)的自由端(36)之间延伸的突片(42)，所述突片(42)与自由端(36)一体地形成，以在清理和固化连接器壳体(10)和弹性固定臂(30)时使自由端(36)相对于彼此保持在适当位置。
11.如权利要求1所述的电连接器，其中，清理开口(60)设置在所述连接器壳体(10)的配合面(12)上，所述清理开口(60)延伸穿过配合面(12)并且延伸到所述端子容纳腔(20)的配合端子容纳部(26)中。
12.如权利要求11所述的电连接器，其中，配合端子容纳开口(58)延伸穿过所述连接器壳体(10)的配合面(12)，所述配合端子容纳开口(58)延伸到所述端子容纳腔(20)的配合端子容纳部(26)中，所述清理开口(60)定位成靠近配合端子容纳开口(58)，清理开口(60)的尺寸小于配合端子容纳开口(58)，其中配合端子不能插入到清理开口(60)中。
13.如权利要求11所述的电连接器，其中，三个清理开口(60)延伸到每个端子容纳腔(20)中，其中清理开口(60)定位成与相应端子容纳腔(20)的固定臂(30)大致对准。
14.一种制造具有一体的弹性固定臂(30)的电连接器的方法，该方法包括：
在增材印刷过程中印刷电连接器的主体(10)，该主体(10)中具有端子容纳腔(20)；
在印刷主体(10)的同时印刷弹性固定臂(30)，弹性固定臂(30)定位在端子容纳腔(20)中；
将弹性固定臂(30)与端子容纳腔(20)的壁(34)间隔开，以在壁(34)与弹性固定臂(30)之间形成间隙(40)；
清理在增材印刷过程中从端子容纳腔(20)产生的多余材料；
其中，所述弹性固定臂(30)与端子容纳腔(20)的壁(34)间隔开允许多余材料从端子容纳腔(20)和电连接器的主体(10)去除。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
在电连接器的主体(10)的配合表面(12)中形成清理开口(60)，所述清理开口(60)延伸穿过配合表面(12)至所述端子容纳腔(20)。
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