CN114465032A - 电连接器组件 - Google Patents

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CN114465032A CN202111303831.2A CN202111303831A CN114465032A CN 114465032 A CN114465032 A CN 114465032A CN 202111303831 A CN202111303831 A CN 202111303831A CN 114465032 A CN114465032 A CN 114465032A
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N·A·杜斯
M·L·梅洛特
P·J·里迪
G·E·罗宾森
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Abstract

电连接器组件(100)包括沿第一纵向轴线(X)延伸的长扁平端子(104)，该长扁平端子具有连接端(110)，构造为将该端子(104)与沿第二轴线延伸的对应长扁平配合端子(204)互连，以及包括附接端(112)，构造为将该端子(104)附接到电导体。该电连接组件还包括接触弹簧(116)，当匹配端子(204)布置在接触弹簧(116)和连接端(110)之间，使得第二轴线与第一轴线(X)平行时，或者当匹配端子(204)布置在接触弹簧(116)和连接端(110)之间，使得第二轴线垂直于第一轴线(X)时，该接触弹簧(116)构造成在端子(104)和匹配端子(204)之间施加法向力。

Description

电连接器组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年11月9日提交的美国专利申请第17/092,810号的优先权，该申请要求获得2020年10月14日提交的美国临时专利申请第63/091,373号的优先权，其中每个申请的全部公开内容通过引用纳入本文。
技术领域
本申请涉及一种电连接器组件。
背景技术
直角电连接器组件，如美国专利第10,389,055号中所示的，通过引用而纳入本文，已用于在两个平面端子之间进行高功率电连接。这种连接器组件通常有具有阴性电连接器，其具有沿纵向轴线延伸的平面端子，以及通过保附接到端子的弹性弹簧。平面阳性匹配端子置于端子和弹簧之间，与阴性端子成直角定向。弹簧和保持件的布置导致阳性端子沿着与阴性端子的纵向轴线正交的匹配轴线附接到阴性端子。如果阳性端子与阴性端子以直线定向连接，弹簧和保持件的布置仍然需要与阴性端子的纵向轴线正交的匹配轴线。
发明内容
根据本分明的一个或多个方面，电连接件组件包括：沿第一纵向轴线延伸的长扁平端子，长扁平端子具有连接端和附接端，该连接端构造为将该端子与沿第二纵向轴线延伸的对应长扁平配合端子互连，该附接端构造为将该端子与电导体附接；以及接触弹簧，该接触弹簧构造为当匹配端子布置在接触弹簧和连接端之间，使第二轴线平行于第一轴线时，或当匹配端子布置在接触弹簧和连接端之间，使第二轴线垂直于第一轴线时，在端子和匹配端子之间施加法力。
在根据前段的电连接器组件的一个或多个实施例中，接触弹簧两侧对称。
在根据之前任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，电连接器组件进一步包括保持件，该保持件具有附接到连接端的第一侧壁以及与第一侧壁分离且基本平行的第二侧壁。接触弹簧配置在第二侧壁和连接端之间。接触弹簧和保持件的尺寸、形状和布置设置成沿平行于第一轴线的插入方向在连接弹簧和连接端之间接收配合的端子。
在根据之前任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，接触弹簧限定了悬臂板，该悬臂板具有固定端和自由端，延伸进入接触弹簧和连接端之间的间隙。悬臂板的尺寸、形状和布置设置成当第二轴线平行于第一轴线时或当第二轴线垂直于第一轴线时在端子和匹配端子之间施加法向力。
在根据之前任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，接触弹簧利用围绕第二壁的边缘延伸的J形突片固定到保持件。悬臂板在J形突片中的两个之间延伸。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，悬臂板具有弧形的形状。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，第二壁限定了延伸穿过其的孔，并且接触弹簧限定了弧形固定梁。接触弹簧通过接纳在孔内的弧形固定梁而固定到保持件。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，当弧形固定梁从第二壁的边缘跨过第二壁向孔移动时，弧形固定梁构造为偏转和扭转。弧形固定梁构造为当弧形固定梁接纳在孔内时恢复到其原始形状。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，连接端限定了沿连接端纵向延伸的多个长圆形凸起。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，多个长圆形凸起与第一轴线不平行。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，多个长圆形凸起中的一个长圆形凸起相对多个长圆形凸起中的另一长圆形凸起偏斜布置。
根据本公开内容的一个或多个方面，电连接器组件包括沿第一纵向轴线延伸的长扁平端子，其具有连接端，该连接端构造为将端子与沿第二纵向轴线延伸的对应长扁平匹配端子互连，以及附接端构造为将端子附接到电导体。该电连接器组件进一步包括保持件，该保持件具有与连接端附接的第一侧壁和与第一侧壁分离并基本平行的第二侧壁。第二壁限定了延伸穿过第二壁的孔。电连接器组件附加地包括接触弹簧，该接触弹簧配置在第二侧壁和连接端之间，并构造为在端子和匹配端子之间施加法向力。接触弹簧限定了弧形固定梁，弧形固定梁通过在孔内接纳弧形固定梁将接触弹簧固定到保持件。
在根据前述段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，当弧形固定梁从第二壁的边缘跨过第二壁向孔移动时，弧形固定梁构造为偏转和扭转。弧形固定梁构造为当弧形固定梁接纳在孔内时恢复到其原始形状。
在根据之前任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，接触弹簧限定了悬臂板，该悬臂板具有固定端和自由端，延伸进入接触弹簧和连接端之间的间隙。
在根据之前任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，接触弹簧利用围绕第二壁的边缘延伸的J形突片进一步固定到保持件。悬臂板在J形突片中的两个之间延伸。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，悬臂板具有弧形的形状。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，接触弹簧两侧对称。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，连接端限定了沿连接端纵向延伸的多个长圆形凸起。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，多个长圆形凸起与第一轴线不平行。
在根据前述任一段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，多个长圆形凸起中的一个长圆形凸起与多个长圆形凸起中的另一长圆形凸起呈偏斜布置。
根据本公开的一个或多个方面，电连接器组件包括沿纵向轴线延伸的长扁平端子，其具有构造为将端子与长扁平第一电导体互连的第一端和构造为将端子与对应的长形平面匹配电导体互连的第二端。电连接器组件还包括第一保持件和第二保持件，每个保持件具有第一侧壁和第二侧壁，第二侧壁与第一侧壁分离并基本平行。第一保持件附接到第一端，第二保持件附接到第二端。电连接器组件附加地包括：第一接触弹簧，配置在第一保持件的第二侧壁和第一端之间，被配置为在端子和第一导体之间施加法向力；以及第二接触弹簧，与第一接触弹簧相同，配置在第二保持件的第二侧壁和第二端之间，构造为在端子和第二导体之间施加法向力。
在根据前述段落的电连接器组件的一个或多个实施例中，第一保持件是第二保持件的镜像。
附图说明
图1是根据一些实施例的电连接器组件的分解图；
图2是根据一些实施例的图1的用于电连接器组件的匹配连接器组件的分解图；
图3是根据一些实施例的图1的用于电连接器组件的端子组件的分解图；
图4是根据一些实施例的图2的端子组件和图3的匹配连接器组件的匹配端子呈直角构造的预连接视图；
图5是根据一些实施例的图2的端子组件和图3的匹配连接器组件的匹配端子呈直角构造的后连接视图；
图6是根据一些实施例的图2的端子组件和匹配端子呈笔直构造的预连接视图；
图7是根据一些实施例的图5的连接的端子组件和匹配端子的横截面视图；
图8是根据一些实施例的镜像端子组件的立体图；
图9是根据一些实施例的图8的镜像端子组件的替代立体图；
图10是根据一些实施例的图2的端子组件的接触弹簧的立体图；
图11是根据一些实施例的图2的端子组件的横截面立体图；
图12是根据一些实施例的另外的电连接器组件的立体图；以及
图13是根据一些实施例的图12的用于电连接器组件的端子组件的立体图。
具体实施方式
本申请涉及一种电连接器组件。该电连接器组件设计成使平面的阳性叶片端子能够与平面的阴性端子相互连接，其匹配轴线与阴性端子的纵向轴线平行。
图1示出了电连接器组件的非限制性示例，以下称为组件100。该组件100包括绝缘插座102，其可以形成在介电聚合物材料上，该材料设计用于保持成对的导电长扁平端子104，该端子可以由铜基材料形成，诸如C11000。图示的插座102设计用于安装到面板(未示出)，诸如电动汽车电池箱。插座102具有成对的端子塔106，该端子塔限定了端子腔(未示出)，该成对的端子104配置其中。每个端子塔106在塔的顶部具有开口108，该开口在每个端子塔106的一侧向下延伸，并延伸进入端子腔中。组件100还包括成对长扁平端子104，其各自沿纵向第一轴线X延伸。每个端子104具有连接端110，该连接端110构造为将端子104与匹配电连接器组件200的对应长扁平匹配端子204互连，见图2。图2中匹配组件200的匹配端子204与图1的组件100的端子104呈直角定向布置，并沿平行于纵向轴线X的匹配轴线接纳在端子塔106的开口108中。当匹配端子204与图1的组件100的端子104呈笔直方向排列时，端子塔106顶部的开口108也可以容纳匹配端子204。
回到图1，每个端子104还具有附接端112，该附接端构造为将端子104附接到电导体，诸如线缆或母线(现示出)。附接端112包括每个端子104上的螺纹螺母114，可用于将端子104附接到电导体，例如用螺纹螺栓附接到线缆的环形端子或直接附接到母线。在替代实施例中，电导体使用焊接工艺直接附接到附接部分，该焊接工艺诸如声波焊接。该组件还包括接触弹簧116，当匹配端子204布置在接触弹簧116和连接端110之间时，该接触弹簧构造为在端子104和匹配端子204之间施加法向力。接触弹簧116构造为在匹配端子204布置成使匹配端子204的纵向轴线平行于纵向轴线X时或匹配端子204布置成使匹配端子204的纵向轴线垂直于纵向轴线X时对端子104和匹配端子204施加法向力。接触弹簧可以由不锈钢材料形成，诸如SAE 301。
如图2所示，组件100进一步包括U形保持件118，该保持件具有附接到连接端110的第一侧壁120和通过间隙124与第一侧壁120分离的第二侧壁122。第二侧壁122基本上与第一侧壁120平行。如本文所用的，“基本平行”是指绝对平行±15°。保持件118还具有使第一和第二侧壁120、122互连的端壁126。保持件118也可以由不锈钢材料形成，诸如SAE 301。
连接端110位于保持件118的第一侧壁120和第二侧壁122的中间。保持件118通过从第一侧壁120的远边缘延伸的侧突片128附接到端子104，该侧突片128接纳在限定在附接端112的远端边缘的侧槽130内，并压接在附接端112上。保持件118进一步通过端突片132附接到端子104，该端突片从第一侧壁120的端部延伸，并被接纳在限定在连接端110中的端槽134内，并被压接在连接端110上。该端片具有燕尾榫形，该燕尾榫形接纳在端槽内。在其他替代实施例中，保持件部分可以焊接到端子部分，例如使用激光或电阻焊接工艺。
如图3所示，接触弹簧116通过围绕第二壁122的相对自由边缘而延伸的J形突片136固定到保持件118。如图7所示，接触弹簧116配置在第二侧壁122和连接端110的中间。接触弹簧116和保持件118的尺寸、形状和布置设定成在接触弹簧116和连接端110之间沿平行于纵向轴线X的插入方向接收匹配端子204。
如图3所示，第二侧壁122限定了延伸至其上的矩形孔138，并且如图10中最佳所示，接触弹簧116限定了在两端处固定的弧形梁140。接触弹簧116通过弧形固定梁140被接纳在孔138内而进一步固定到保持件118。弧形固定梁140构造成在弧形固定梁140从第二壁122的边缘跨过第二壁122移动到孔138时发生偏转和扭转。弧形固定梁140构造为当弧形固定梁140接纳在孔138内时恢复到其原始形状。弧形固定梁140构造成在弧形固定梁140从第二壁122的边缘跨过第二壁122移动到孔138时发生偏转和扭转。弧形固定梁140构造为当弧形固定梁140接纳在孔138内时恢复到其原始形状。弧形固定梁140的自由边缘142是倒角的。
如图10和11所示，接触弹簧116限定了具有固定端146和自由端148的悬臂板144，该悬臂板延伸进入接触弹簧116和连接端110之间的间隙124中。该悬臂板144具有弧形形状。悬臂板144的尺寸、形状和布置设置成在匹配端子204的纵向轴线与纵向轴线X平行时，或匹配端子204的纵向轴线与纵向轴线X垂直时，在端子104和匹配端子204之间施加法向力。悬臂板144在J形突片136中的两个之间延伸。保持件118和接触弹簧116布置成使接合该端子104和接合端子204的轴线与端子104的纵向轴线X平行或重合。
悬臂板144和保持件118的端壁126布置成使得端子104与匹配端子204的匹配轴线与纵向轴线X平行或重合。因此，与端子塔106中的开口108配合，组件100可以与具有匹配端子204的匹配连接器组件200以如图4和5中所示的直角构造或如图6中所示的笔直构造匹配。
回到图3，端子104的连接端110限定了多个脊或凸起150，该脊或凸起具有沿连接端110基本纵向延伸的长圆形或操场形状。凸起150构造为改善端子104和匹配端子204之间的电接触。凸起150布置成与纵向轴线X不平行。如本文所使用的“不平行”是指长圆形凸起的长轴线和短轴线离纵向轴线X的平行线有至少10度。多个长圆形凸起150中的一个凸起150相对多个凸出物150中的另外的长圆形凸起倾斜或偏斜布置。人们发现，虽然经过多次匹配/解配循环，但偏斜或倾斜的凸起150减少了端子的磨损。这些凸起150可以通过压花工艺形成。虽然在图示的示例中，端子104的连接端110限定了突起，但可以设想该组件的替代实施例，其中匹配端子限定多个突起。
接触弹簧116和端子104围绕端子的纵向轴线X两侧对称。这允许相同的端子104和弹簧116构造用于组件100的插座102中的右侧端子腔或左侧端子腔中，并且进一步允许与匹配端子204的匹配轴线与端子的纵向轴线X平行。如图8和9所示，用于右端子腔的第一保持件118A是用于左端子腔的第二保持件118B的镜像。这允许保持件118和接触弹簧116同时安装在端子104的内部，从而允许将组件100的包装尺寸减少5至10毫米。
在图12和13所示的具有壳体302的组件300的另外的实施例中，端子304的附接端312构造为直接连接到平面母线352。如图13所示，连接端310与上述端子104的连接端110相同。附接端312包括与上述端子304的连接端310的相同的接触弹簧316和保持件318A，该保持件是用于将接触弹簧316固定到连接端310的保持件318B的镜像。附接端312也构造为以直角定向将母线接收到端子，或类似连接端以笔直构造将母线接纳到端子。连接端310和附接端312也类似上面描述的连接端110，限定了偏斜的突起(未示出)。
在不支持任何特定的操作理论的情况下，由于端子104和匹配端子204处于直接的物理和电接触中，流经组件100的大部分电流将流经这两个部件，因此保持件118和接触弹簧116的导电性对于组件100的电流承载能力不是关键。因此，用于保持件118和弹簧116的材料可以根据它们的机械性能而不是电性能来选择，允许使用类似SAE301的高温不锈钢材料，甚至是可以在端子104和匹配端子204之间提供足够法向接触力的高温聚合物材料。这些材料可以以比铜基材料更低的成本提供保持件118和弹簧116所需的功能，诸如用于形成端子204和匹配端子的材料。
虽然已经参照一个或多个示例性实施例描述了本发明，本领域的技术人员应理解的是，可进行各种变化且其元件可由等同物替代而不脱离本发明的范围。此外，可以作各种修改以使得具体的情形或材料适应本发明的教导，而不偏离其主要范围。因此，本发明并不旨在限制于所公开的一个或多个实施例，而是会包括落在所附权利要求书内的所有实施例。

Claims (22)

1.一种电连接器组件(100)，包括：
沿第一纵向轴线(X)延伸的长扁平端子(104)，所述端子(104)具有连接端(110)和附接端(112)，所述连接端(110)构造为将所述端子(104)与沿第二轴线延伸的对应长扁平匹配端子(204)互连，所述附接端(112)构造为将所述端子(104)与电导体附接；以及
接触弹簧(116)，当所述匹配端子(204)布置在所述接触弹簧(116)和所述连接端(110)之间，使得所述第二轴线与所述第一轴线(X)平行时，或者当所述匹配端子(204)布置在接触弹簧(116)和连接端(110)之间，使得所述第二轴线垂直于所述第一轴线(X)时，所述接触弹簧(116)构造成在所述端子(104)和所述匹配端子(204)之间施加法向力。
2.根据权利要求1所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述接触弹簧(116)两侧对称。
3.根据权利要求1所述的电连接器组件(100)，其特征在于，进一步包括保持件(118)，所述保持件具有附接到所述连接端(110)的第一侧壁(120)和与所述第一侧壁(120)分离并基本平行的第二侧壁(122)，其中所述接触弹簧(116)置于所述第二侧壁(122)和所述连接端(110)之间，并且其中所述接触弹簧(116)和所述保持件(118)的尺寸、形状和布置设置成在所述连接弹簧(116)和所述连接端(110)之间沿平行于所述第一轴线(X)的插入方向接收所述匹配端子(204)。
4.根据权利要求3所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述接触弹簧(116)限定悬臂板(144)，所述悬臂板(144)具有固定端(146)和自由端(148)，所述自由端(148)延伸进入所述接触弹簧(116)和所述连接端(110)之间的间隙(124)，并且其中所述悬臂板(144)的尺寸、形状和布置设置成当所述第二轴线与所述第一轴线(X)平行时或所述第二轴线与所述第一轴线(X)垂直时，在所述端子(104)和所述匹配端子(204)之间施加所述法向力。
5.根据权利要求4所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述接触弹簧(116)通过围绕所述第二壁(122)的边缘延伸的J形突片(136)固定到所述保持件(118)，并且其中所述悬臂板(144)在所述J形突片(136)中的两个之间延伸。
6.根据权利要求4所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述悬臂板(144)具有弧形的形状。
7.根据权利要求3所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述第二壁(122)限定了延伸穿过所述第二壁(122)的孔(138)，所述接触弹簧(116)限定了弧形固定梁(140)，并且其中通过接纳在所述孔(138)内的所述弧形固定梁(140)，所述接触弹簧(116)固定到所述保持件(118)。
8.根据权利要求7所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述弧形固定梁(140)构造为在所述弧形固定梁(140)从所述第二壁(122)的边缘跨过所述第二壁(122)移动到所述孔(138)时偏转和扭转，并且其中所述弧形固定梁(140)构造为在所述弧形固定梁(140)接纳到所述孔(138)内时恢复到其原始形状。
9.根据权利要求1所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述连接端(110)限定了沿所述连接端(110)纵向延伸的多个长圆形凸起(150)。
10.根据权利要求9所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述多个长圆形凸起(150)与所述第一轴线(X)不平行。
11.根据权利要求9所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述多个长圆形凸起(150)中的一个长圆形凸起相对所述多个长圆形凸起(150)中的另一长圆形凸起偏斜布置。
12.一种电连接器组件(100)，包括：
沿第一纵向轴线(X)延伸的长扁平端子(104)，所述端子(104)具有连接端(110)和附接端(112)，所述连接端(110)构造为将所述端子(104)与沿第二轴线延伸的对应长扁平匹配端子(204)互连，所述附接端(112)构造为将所述端子(304)与电导体附接；
保持件(118)，所述保持件(118)具有附接到所述连接端(110)的第一侧壁(120)和与所述第一侧壁(120)分离并基本平行的第二侧壁(122)，其中所述第二侧壁(122)限定了延伸穿过所述第二侧壁(122)的孔(138)；以及
配置在所述第二侧壁(122)和所述连接端(110)之间的接触弹簧(116)，所述接触弹簧(116)构造为在所述端子(104)和所述匹配端子(204)之间施加法向力，其中所述接触弹簧(116)限定了弧形固定梁(140)，通过在所述孔(138)内接纳所述弧形固定梁(140)所述弧形固定梁将所述接触弹簧(116)固定到所述保持件(118)。
13.根据权利要求12所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述弧形固定梁(138)构造为在所述弧形固定梁(140)从所述第二壁(122)的边缘跨过所述第二壁(122)移动到所述孔(138)时偏转和扭转，并且其中所述弧形固定梁(140)构造为在所述弧形固定梁(140)接纳到所述孔(138)内时恢复到其原始形状。
14.根据权利要求12所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述接触弹簧(316)限定了具有固定端(146)和自由端(148)的悬臂板(144)，所述悬臂板(144)延伸进入所述接触弹簧(116)和所述连接端(110)之间的间隙(124)中。
15.根据权利要求14所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述接触弹簧(116)通过围绕所述第二壁(122)的边缘延伸的J形突片(136)进一步固定到所述保持件(118)，并且其中所述悬臂板(140)在所述J形突片(136)中的两个之间延伸。
16.根据权利要求14所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述悬臂板(140)具有弧形形状。
17.根据权利要求12所述的电连接器组件(140)，其特征在于，所述接触弹簧(116)两侧对称。
18.根据权利要求12所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述连接端(110)限定了沿所述连接端(110)纵向延伸的多个长圆形凸起(150)。
19.根据权利要求18所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述多个长圆形凸起(150)与所述第一轴线(X)不平行。
20.根据权利要求19所述的电连接器组件(100)，其特征在于，所述多个长圆形凸起(150)中的一个长圆形凸起对于所述多个长圆形凸起(150)中的另一长圆形凸起偏斜布置。
21.一种电连接器组件(300)，包括：
沿纵向轴线延伸的长扁平端子(304)，具有第一端和第二端，所述第一端构造为将所述端子(304)与长扁平第一电导体(352)互连，所述第二端构造为所述端子(304)与对应长扁平匹配电导体(352)互连；
第一保持件(318A)和第二保持件(318B)，其各具有第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁与所述第一侧壁分离并基本平行，其中所述第一保持件(318A)附接到所述第一端，所述第二保持件(318B)附接到所述第二端；
第一接触弹簧(316)，其置于所述第一保持件(318A)的所述第二侧壁和所述第一端之间，并构造为在所述端子(304)和所述第一导体(352)之间施加法向力，以及
第二接触弹簧(316)，其与所述第一接触弹簧(316)相同，置于所述第二保持件(318B)的所述第二侧壁和所述第二端中间，并构造为在所述端子(304)和所述第二导体(352)之间施加法向力。
22.根据权利要求21所述的电连接器组件，其特征在于，所述第一保持件(318A)是所述第二保持件(318B)的镜像。
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