CN113889776A - 用于扁平柔性电缆的电气端子 - Google Patents

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Abstract

一种用于与扁平柔性电缆(10)的暴露导体(12)配合的电气端子(30)包括电触头(32)和压接部分(40，90)，压接部分在端子的纵向方向上从电触头延伸以压接至扁平柔性电缆的导体。压接部分包括：基部(44，94)，其限定穿过其延伸的孔(68，69，96)；以及第一和第二侧壁(46，48，91，93)，其从基部延伸并且限定配置为接收导体的开口(70)。第一第二侧壁中的至少一个具有从其延伸的侧壁凸出部(74，76，92)。第一和第二侧壁可折叠到开口中以将导体压接在开口内。在压接部分的压接状态下，导体通过侧壁凸出部压入孔中。

Description

用于扁平柔性电缆的电气端子
技术领域
本公开涉及电气端子，更特别地涉及适于将导体压接到扁平柔性电缆的电气端子。
背景技术
如本领域技术人员所理解的，扁平柔性电缆(FFC)或扁平柔性电路是由至少一个嵌入在薄的柔性绝缘带中的导体(例如，金属箔)组成的电气部件。由于比传统的“圆线”配对件具有优势，因此扁平柔性电缆在许多行业中越来越受欢迎。具体来说，除了具有更低的轮廓和更轻的重量外，与基于圆形导线的架构相比，FFC还能够更轻松地实现大型电路路径。因此，FFC被考虑用于许多复杂和/或大容量应用，包括线束，例如汽车制造中使用的线束。
在现有布线环境中实施或集成FFC具有重大挑战。在汽车应用中，仅作为示例，基于FFC的布线线束可能需要与数百个现有部件配对，包括子线束和各种电子设备(例如，灯、传感器等)，其每一个都具有建立的(在某些情况下标准化的)连接器或接口类型。因此，阻碍FFC在这些应用中实施的一个关键障碍包括需要开发快速、鲁棒和低电阻的端接技术，使FFC能够连接以与这些现有连接配合。
典型的FFC可以以下方式实现：通过在预图案化的薄箔导体的任一侧施加绝缘材料，并经由粘合剂将侧面粘合在一起以将导体封闭在其中。目前的FFC端子包括刺穿式压接端子，其中利用端子的尖齿刺穿FFC的绝缘和粘合材料，以试图与嵌入导体建立牢固的电气连接。
然而，部分由于薄箔导体材料本身的脆弱性，这些类型的端子有几个缺点，包括与传统圆导线F型压接相比电阻要高得多，导体和端子之间的电气连接不一致，以及在恶劣的环境中随时间推移的机械不可靠性。
因此，需要一种改进的电气端子和伴随的端接技术以使FFC适应这些环境。
发明内容
根据本公开的实施例，提供了一种端子，其用于与扁平柔性电缆的暴露导体配合。端子包括电触头和压接部分，该压接部分在端子的纵向方向上从电触头延伸以压接至扁平柔性电缆的导体。压接部分包括基部，该基部限定穿过其延伸的至少一个孔；以及从基部延伸的第一和第二侧壁。基部和侧壁限定开口，其配置为在其中接收扁平柔性电缆的导体。第一或第二侧壁中的至少一个包括从其延伸的侧壁凸出部，其中侧壁可折叠到开口中以将导体压接在开口内。在压接部分的压接状态下，导体通过侧壁凸出部被压入穿过基部形成的孔中。
根据本公开的实施例的电缆组件包括扁平柔性电缆，其具有嵌入在绝缘材料内的多个导体。每个导体的一部分经由选择性地形成在绝缘材料中的窗口或开口暴露，允许导电端子的压接部分接合开口内的导体。压接部分包括基部，基部限定穿过其延伸的至少一个孔；以及从基部延伸的第一和第二侧壁。基部和侧壁限定配置为在其中接收暴露导体的开口，其中第一或第二侧壁中的至少一个包括从其延伸的侧壁凸出部。侧壁可折叠到开口中以将导体压接到开口内，其中在压接部分的压接状态下，导体通过侧壁凸出部被压入孔中。
附图说明
现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：
图1是配置为与根据本公开的实施例的端子一起使用的示例性FFC的俯视图；
图2是安装在示例性连接器本体中的根据本公开的实施例的多个端子的透视图；
图3是与图2的端子和连接器本体配合的图1的FFC的透视图；
图4A是处于未压接状态的根据本公开的第一实施例的端子的压接部分的透视图；
图4B是图4A和4B的压接部分的正视截面图；
图4C是处于压接状态的图4A和4B的压接部分的透视图；
图4D是图4C的压接部分的正视截面图；
图5A是处于未压接状态的根据本公开的第二实施例的端子的压接部分的俯视透视图；
图5B是图5A的压接部分的侧视图；
图5C是处于未压接状态的图5A和图5B的压接部分的正视截面图；以及
图5D是处于压接状态的图5A和5B的压接部分的正视截面图。
具体实施方式
将端子可靠地压接到FFC的薄导体上，需要有一种方法来解决无法与导体形成合适的(或任何)电接触，或者经由施加过大的压力损坏导体的风险。事实证明，这很难实现，部分原因是与典型压接式端子的公差相比，FFC的导体的薄性质。例如，在厚度小于十分之一毫米(mm)(如0.07mm)的情况下，压接高度公差很容易超过导体的厚度，这可能即使在正确压接操作的情况下，导致端子和导体之间完全缺少电接触，或者压碎或破坏导体。如将在本文中更详细地阐述的，本公开的实施例旨在解决这些困难，提供能够在大量端接或压接操作中实现可靠、低电阻连接的可压接端子。
根据本公开的实施例的端子可以配置为与FFC一起使用，例如图1中所示的FFC 10的示例性部分。如图所示，FFC 10通常包括嵌入绝缘材料14内的多个导体12。
导体12可以包括金属箔，例如厚度为0.07mm数量级的铜箔，这仅作为示例，以任何期望的配置图案化。绝缘材料14，如聚合物绝缘材料，可以经由粘合材料粘施加至导体12的任一侧，形成嵌入导体布置。示例性FFC 10包括多个段20、22、24，每个段包含多个导体12。相应的窗口或开口21、23、25选择性地形成或限定在段20、22、24的相应的端部附近以暴露导体12，从而能够利用根据本公开的实施例的端子来实现其连接器化。窗口或开口可以形成在绝缘材料14中的任何所需位置，以暴露导体12的部分来便于端接。可以提供附加的开口16，且其配置为接受相关联的连接器的互补特征，如将在本文更详细地描述的。
参考图2，提供形成连接器的一部分的示例性内部壳体26以固定至图1的FFC 10，这仅作为示例。如图所示，内部壳体26与根据本公开的实施例的多个导电端子30预配合。每个端子30通常包括电触头或配合端32，在这种情况下是母配合端，其配置为接收对应的公端子，以建立电连接。
配合端32可以包括一个或多个锁定特征33，其配置为与内部壳体26接合以将端子30固定到其上。端子30的与配合端32相对的后端34可以包括刺穿元件35，在本文中体现为一对锋利的尖齿。布置在配合端32和后端34之间的是压接部分36，其配置为弹性地变形以压接在布置在其中的导体上。
图3示出了FFC 10的连接器化过程中的中间步骤。如图所示，FFC 10被放置在多个连接器上方，包括图2的内部壳体26，以及两个第二内部壳体28。每个连接器的端子30在其相应的压接部分36内接收暴露导体12，其延伸穿过形成在FFC 10的绝缘材料14中的窗口21、23、25(见图1)。压接部分36配置为压接在导体12上，例如，在批量端接或压接步骤中，其中每个端子30的压接部分36被同时压接，将端子30且从而将内部壳体26、28固定至FFC 10。
内部壳体26、28还可以限定应变消除部分37、38，其配置为延伸穿过FFC 10中的开口16，其用于将内部壳体26、28进一步固定至FFC 10。同样，如图所示，刺穿元件35穿透FFC10的绝缘材料14，并且之后可以变平或以其他方式变形，以将端子30进一步固定至FFC 10。以此方式，刺穿元件35和变消除部分37、38为所得连接提供应变消除的形式，机械地固定FFC 10相对于端子30的位置。
图4A-4D示出了根据本公开的配置为与FFC一起使用的端子(例如图2和图3的端子30)的压接部分40的实施例，其余端子未示出。参考图4A和4B，在未压接状态下，压接部分40包括大致U形的本体42，其包括基部44和两个大致相对的侧壁或翼46、48，它们从其任一侧在大致垂直于基部44的方向上延伸。触头或导体接收开口或空间70限定在侧壁46、48之间且配置为沿着端子的轴线方向在其中接收FFC的暴露导体(例如，图1和图3所示的导体12)。每个侧壁或翼46、48可以由两个部分限定。具体地，侧壁46包括第一部分56和与第一部分相邻布置的第二部分57。第一部分56和第二部分57可以彼此一致地连续，或者可以完全或部分地彼此分开和分离。
例如，凹部或浮凸72可以穿过侧壁46的中间部分限定，其中部分56、57位于凹部72的相应的侧面上。凹部72部分地配置为在压接过程期间便于第一部分56和第二部分57之间的一定程度的独立运动。第一部分56和第二部分57包括不同的总体高度，第一部分56高于第二部分57。同样，第二侧壁48包括第一部分58和第二部分59，其由至少部分地限定在其之间的凹部73划定。第一部分58和第二部分59也可以包括不同的高度，其中第一部分58的高度短于第二部分59。以此方式，对于每对相对的侧壁部分56、58和57、59，一个侧壁的高度大于另一个相对的侧壁。这种布置有助于以重叠方式压接侧壁，如本文中详细阐述的。
参考图4C和4D，压接部分40被示出为处于压接状态，其中相对的侧壁46、48已经从图4A和4B所示的取向压接或变形为相对于基部44的大致平行或压接位置。
侧壁46、48可以依次折叠或压接，一个完整的侧壁46、48首先变形到压接位置中，然后另一个完整的侧壁46、48折叠在其上方(未示出)。但在图4C的实施例中，在压接操作期间，将侧壁46、48交错重叠，使将导体压接在端子(未示出)内的力分布均匀，并且促进其在接收空间70内的居中位置。更具体地，在一个实施例中，第一位置46的第一部分56折叠到压接位置，并与布置在接收空间70内的导体接触。第二侧壁48的第二部分59也折叠到压接位置，与导体接触。随后，将第二侧壁48的第一部分58和第一侧壁46的第二部分57折叠或压接在相应的第一部分56和第二部分58上方，使它们与布置在端子内的导体保持接触。图4D提供了压接部分40的压接状态的示例性截面图，包括压接在接收空间70内的导体100。
如上文所述，可靠地压接到FFC的薄导体，需要有一种方法来解决无法与导体形成合适的电接触，或者经由施加过大的压力损坏导体的风险。本公开的实施例通过在压接部分40的基部44和/或侧壁46、48的底侧上或中引入若干附加特征以防止上述故障中的任一个来解决该问题。
再次参考图4A，第二侧壁48的第二部分59的下侧包括部分81，该部分81限定形成在其上的锯齿或图案化的凹部或凸出部。提供锯齿是为了进一步改善与导体的接合，通过潜在地增加接触面积，以及通过使得第二部分59能够与导体接合，即使存在任何异物，例如绝缘材料或粘合剂的残余物，其在形成窗口或其周围的开口后可能残留在暴露导体上。另一锯齿部分81可以形成在第一侧壁部分56的底侧上，如图4B所示。应当理解，在不脱离本发明实施例的情况下，这些锯齿可以形成在压接部分40的任何和所有表面上。
压接部分40还包括凸出部，该凸出部形成在面向其至少一个侧壁的至少一个部分的接收开口70的底侧或侧面上。在图4A-4D所示的图示的实施例中，第一侧壁46的第一部分56和第二侧壁48的第二部分59各自包括在其其上形成的相应的凸出部74、76。在特别有利的实施例中，凸出部74、76形成在每个侧壁的锯齿部分81上并从其延伸。凸出部74、76可以包括半球形、圆顶形或其他圆形轮廓，该轮廓可以是长形的且在端子的轴向方向上延伸。
仍然参考图4A-4D，压接部分40包括轴向延伸的凸出部60，其从基部44(具有穿过其形成的孔68、69)升入接收开口70中。更具体地，在所示的实施例中，凸出部60包括多个段，包括一对外部压缩限制器64，其由凸起的凸出部限定，该凸出部在竖直方向上从基部44延伸到接收开口70中。
同样地，中心压缩限制器66由大致在外部压缩限制器64之间延伸的凸出部限定。在所示的实施例中，每个压缩限制器包括外部弯曲或圆形轮廓，其曲率轴线与端子和/或布置在其中的导体的轴向方向大致平行。
外部压缩限制器64还包括在相应的竖直方向上延伸的圆形端部65。如图4A和4C所示，每个外部压缩限制器64的至少一部分在轴向方向上延伸穿过第一和第二侧壁46、48的端部，确保与压接在端子内的导体的最大接触面积。部分地由于它们的弯曲性质，压缩限制器配置为(即，设定尺寸和形状)以防止损坏导体的方式在来自压接的第一和第二侧壁的力的作用下压缩导体。此外，压缩限制器的增加的高度确保了始终与导体实现可靠的电接触，解决了现有技术的压接方案中存在的上述公差相关问题。此外，可以选择压缩限制器的高度以允许针对给定应用(例如，对于不同厚度的导体)进行压接高度和压缩力调整。
仍参考图4A-4D，压接部分40的基部44包括形成在外部压缩限制器64和中心压缩限制器66之间的孔68、69。每个孔68、69可以包括大致方形的或矩形的轮廓，横向边缘延伸跨越基部44到相应的侧壁46、48。每个孔68、69由凸出部60的顶表面上的至少两个凸起的边缘限定，它们在横向于或侧向于端子的轴向方向的方向上延伸。以此方式，在其面向接收空间70的顶侧上限定每个孔68、69的开口包括可变的高度，其纵向边缘布置为低于横向或测量边缘，所述边缘在接近压接部分的轴向中心时升起。
从第一侧壁46和第二侧壁48延伸的凸出部74、76定位成当压接部分40处于压接状态时与孔68、69在位置上对应，如图4D所示。凸出部74、76有助于与压接在端子内的导体实现强电接触。更具体地，随着导体被压接，由凸出部74、76施加在导体的顶侧上的力将作用为将导体(例如，导电箔)推入相应的孔68、69中，接合其周边边缘，以将导体夹在孔的边缘与凸出部的表面和/或侧壁46、48的底侧之间。这种导体对边缘的相互作用破坏了导体上的氧化物和其他污染物，以改善电接触，并且至少部分是由于导体的塑性变形，即使在释放初始压接压力后仍能保持接合。
图5A-5D示出了根据本公开的另一个实施例的端子的压接部分90。在未压接状态下，压接部分90包括大致U形的本体，其包括基部94和两个大致相对的侧壁或翼91、93，它们从其任一侧延伸。触头或导体接收开口或空间限定在侧壁91、93之间且配置为沿着端子的轴线方向在其中接收FFC的暴露导体(例如，图1和图3所示的导体12)。基部94限定大致弯曲的截面，如图5A和5C所示，其曲率轴线大致在端子的轴向方向上延伸。
基部94还限定穿过其形成的多个孔96。孔96可以在端子的轴向方向上对齐并在压接部分90的长度上均匀地间隔开。孔可以限定锥形的开口，其中邻近接收开口的孔的开口小于基部94的外部或凸形侧面上的孔的开口，如图5C所示。
压接部分90的每个侧壁91、93限定从其自由端延伸的凸出部92。在示例性实施例中，每个凸出部92限定四侧元件，其中当侧面从侧壁91、93延伸时，它们中的至少三个渐缩。凸出部92定位成与孔96在端子的轴向方向上对齐，使得在压接部分90的压接状态下，凸出部92配置为穿透到开口96中，因此将压接在端子内的导体100推入这些开口中。更具体地，形成在相应的侧壁91、93上的相对的凸出部92各自设定尺寸、形状(例如，渐缩)和位置，以便可变形到相关联的孔96中。以此方式，每个孔96配置为在压接状态下接收两个相对的凸出部92的至少一部分，如图5D所示。这种凸出部和孔接合提供了与上面关于图4A-4D所说明的那些相似的益处。

Claims (15)

1.一种用于与扁平柔性电缆(10)的暴露导体(12)的配合的电气端子(30)，包括：
电触头(32)；以及
压接部分(40，90)，其在所述端子(30)的纵向方向上从所述电触头(32)延伸，以端接至所述扁平柔性电缆(10)的导体(12)，所述压接部分(80，90)包括：
基部(44，94)，其限定穿过其延伸的孔(68，69，96)；以及
第一和第二侧壁(46，48，91，93)，其从所述基部(44，94)延伸并且限定配置为接收导体(12)的开口(70)，所述第一或第二侧壁(46，48，91，93)中的至少一个具有从其延伸的侧壁凸出部(74，76，92)，所述第一和第二侧壁(46，48，91，93)可折叠到所述开口(70)中以将所述导体(12)压接到所述开口(70)内，其中在所述压接部分(40，90)的压接状态下，所述导体(12)通过所述侧壁凸出部(74，76，92)压入所述孔(68，69，96)中。
2.如权利要求1所述的电气端子(30)，其中所述(44)还包括基部凸出部(60)，其邻近所述孔(68，69)布置且延伸到所述开口(70)中。
3.如权利要求2所述的电气端子(30)，其中所述基部凸出部(60)在所述端子(30)的纵向方向上沿着所述基部(44)延伸，且包括弯曲轮廓，其曲率轴线在所述端子(30)的纵向方向上延伸。
4.如权利要求2所述的电气端子(30)，其中所述基部凸出部(60)包括：
第一和第二端基部凸出部(64)；以及
中心基部凸出部(66)，其布置在所述第一和第二端基部凸出部(64)之间,
其中穿过所述基部(44)形成的孔(68，69，96)包括第一孔(68)和第二孔(69)，其中所述第一孔(68)布置在所述第一端基部凸出部(64)和所述中心基部凸出部(66)之间，且所述第二孔(69)布置在所述第二端基部凸出部(64)和所述中心基部凸出部(66)之间。
5.如权利要求4所述的电气端子(30)，其中所述侧壁凸出部(74，76)包括第一侧壁凸出部(74)，其在所述端子(30)的纵向方向上与所述第一孔(68)对齐，以及第二侧壁凸出部(76)，其在所述端子(30)的纵向方向上与所述第二孔(69)对齐。
6.如权利要求1所述的电气端子(30)，其中所述第一侧壁(46)包括第一部分(56)和第二部分(57)，且所述第二侧壁(48)包括第一部分(58)和第二部分(59)，其与所述第一侧壁(46)的所述第一和第二部分(56，57)相对，其中凹部(72，73)形成为在所述第一部分(56，58)和所述第二部分(57，59)之间穿过所述第一和第二侧壁(46，48)中的每一个。
7.如权利要求6所述的电气端子(30)，其中在所述压接状态下，所述第二侧壁(48)的第一部分(58)折叠在所述第一侧壁(46)的第一部分(56)上方并与其重叠，且所述第一侧壁(46)的第二部分(57)折叠在所述第二侧壁(48)的第二部分(59)上方并与其重叠。
8.如权利要求7所述的电气端子(30)，其中每个侧壁(46，48)的第一和第二部分(56，57，58，59)包括不同的高度。
9.如权利要求8所述的电气端子(30)，其中所述第一和第二侧壁(46，48)的相对的第一部分(56，58)包括不同的高度。
10.如权利要求7所述的电气端子(30)，其中所述第一侧壁(46)的第一部分(56)或所述第二侧壁(48)的第二部分(59)中的至少一个在其面向所述开口(70)的一侧包括锯齿。
11.如权利要求10所述的电气端子(30)，其中所述侧壁凸出部(74，76)在所述锯齿的区域中形成在所述第一侧壁(46)的第一部分(56)或第二侧壁(48)的第二部分(59)中的至少一个上。
12.如权利要求11所述的电气端子(30)，其中，当所述压接部分(40)处于所述压接状态时，所述侧壁凸出部(74，76)配置为与所述孔(68，69)接合。
13.如权利要求1所述的电气端子(30)，其中所述侧壁凸出部(92)包括多个侧壁凸出部(92)，其从所述第一侧壁(91)和所述第二侧壁(93)中的每一个的自由端延伸。
14.如权利要求13所述的电气端子(30)，其中所述孔(96)包括在所述端子(30)的纵向方向上对齐的多个孔(96)，且其中在所述压接部分(90)的压接状态下，所述孔(96)中的每一个配置为接收所述多个凸出部(92)中的至少两个的一部分。
15.一种电缆组件，包括：
扁平柔性电缆(10)，包括嵌入绝缘材料(14)内的多个导体(12)，其中所述导体(12)中的每一个的一部分经由选择性地形成在所述绝缘材料(14)中的开口(21，23，25)暴露；以及
多个导电端子(30)，所述端子(30)中的每一个具有压接部分(40，90)，其至少部分地与所述绝缘材料(14)中的所述开口(21，23，25)接合并接收相应的导体(12)的暴露部分，所述压接部分(40，90)包括：
基部(44，94)，其限定穿过其延伸的至少一个孔(68，69，96)；以及
从所述基部(44，94)延伸的第一和第二侧壁(46，48，91，93)，所述基部(44，94)和所述第一和第二侧壁(46，48，91，93)限定配置为在其中接收导体(12)的导体开口(70)，所述第一或第二侧壁(46，48，91，93)中的至少一个具有从其延伸的侧壁凸出部(74，76，92)，所述第一和第二侧壁(46，48，91，93)可折叠到所述导体开口(70)中以将所述导体(12)压接在所述导体开口(70)内，其中在所述压接部分(40，90)的压接状态下，所述导体(12)通过所述侧壁凸出部(74，76，92)被压入所述孔(68，69，96)中。
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