CN1195909A - 绝缘位移端子 - Google Patents

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Abstract

一条电缆包括由许多线束构成的导体和包住导体外围的绝缘套。绝缘位移端子与导体实现绝缘位移连接,将导体的线束压入夹子电阻处于稳定区域的缝隙宽度中,并且不会切断线束。该端子包括:具有给定宽度的缝隙;彼此相对,并相对于电缆的插入方向设在缝隙上部开口部位的第一对斜面,以及彼此相对并相对电缆插入方向设在缝隙下部开口部位的第二对斜面。缝隙宽度,第一对斜面开口宽度,第二对斜面开口宽度,绝缘套外径,导体外径满足关系:WS1>D>d>WS2>WS;且0.8≥WS2/d≥0.7。

Description

绝缘位移端子
本发明涉及一种绝缘位移端子，它可以和由许多细线束构成的导体形成稳定的绝缘位移连接。
为了便于解释，以下要参照附图说明一种普通的绝缘位移端子。图6A是普通绝缘位移端子的一个透视图。
图7A和7B的曲线分别表示了缝隙宽度和切断的线束数之间的关系以及缝隙宽度与接触电阻之间的关系。
迄今为止，为了按照绝缘位移的连接方式把例如汽车上的线束那样的一条电缆中的连接器连接到一个端子上，使用了如图6A所示的一种绝缘位移端子1，这种端子具有一个缝隙1a，给定的缝隙宽度是WS。绝缘位移端子1中的缝隙1a上设有由一对斜面1b构成的开口部分，在每个斜面上相对于缝隙的纵轴或是电缆的插入方向具有一个电线(电缆)导向角。这种绝缘位移端子在剥离电缆的绝缘外套时需要用很大的力。这种很大的力被称为绝缘外套的剥离力。
在设计绝缘位移端子时，首先要确定电线导向角a和绝缘外套剥离力之间的关系，然后选择一个电线导向角a，以便尽量减小作用在绝缘位移端子或是绝缘位移工具上的力。为了维持连接器的稳定的绝缘位移连接，需要确定缝隙宽度SW，以便在挤压连接器的线束时不至于切断线束，使得线束象单根电线那样形成一个整体，从而在连接器和绝缘位移端子之间形成稳定的接触电阻。也就是说，如图7A所示，缝隙宽度WS是这样设计的，使其在接触电阻稳定性的允许范围内不至于切断线束。
另一方面，在一个装置中的可以滑动，转动，或是弯曲运动的运动部件中使用的电缆需要具备高度的柔韧性。具有许多细线束的导体(以下称为可弯曲导体)可以满足这种要求。这种可弯曲导体具有标称的截面面积和许多线束，例如十五(15)条以上的0.3mm2线束，十九(19)条以上的0.5mm2线束，三十(30)条以上的0.75mm2线束，或是三十七(37)条以上的1.25mm2线束。
然而，如果在这种可弯曲导体上施加一个负载，导体中的线束是不规则地运动的，并且不能形成一个整体，因此，如果把具有相同标称截面面积的可弯曲导体和接触电阻不变的可弯曲导体一起装在宽度为WS的缝隙中，就会出现接触电阻不稳定的问题。
如果为了使可弯曲导体的接触电阻不变而将缝隙宽度WS设计得较窄，当导体被插入缝隙1a时，在各自具有电线导向角a的斜面1b和缝隙的扁平面之间的交叉点上的边沿b处就会有一部分线束被切断，因而不能完全压住这些线束。这样一来，线束之间或是线束与端子之间的接触负载不够大，其结果会造成接触电阻不能保持稳定。
即使是改变上述缝隙宽度WS，从中找到可弯曲导体的稳定区，如图7B所示，如果缝隙宽度WS加宽，线束就会出现不规则的运动并且造成不稳定，如果缝隙宽度变窄，线束就会被切断。因此，无论缝隙宽度WS有多大，都不能同时获得接触电阻的稳定区和绝缘位移连接。
本发明的目的是提供一种可以和导体实现绝缘位移连接的绝缘位移端子，将导体线束压入一定宽度的缝隙，使得接触电阻处于稳定区域，并且不会切断线束。
为了实现上述目的，按照本发明的绝缘位移端子适合以绝缘位移连接的方式连接到一条电缆中的导体上。该电缆包括由许多线束构成的导体和一个包住导体外围的绝缘套。该绝缘位移端子包括：具有给定缝隙宽度WS的一个缝隙；彼此相对并且相对于电缆插入方向设在缝隙上部开口部位的第一对斜面，第一对斜面适合引导电缆进入上述缝隙；以及彼此相对并且相对于电缆插入方向设在缝隙下部开口部位的第二对斜面。第二对斜面适合挤压和调整电缆中的线束。缝隙宽度WS，第一对斜面的开口宽度WS1，第二对斜面的开口宽度WS2，电缆中的绝缘套的外径D，以及电缆中的导体外径d被设计成满足以下关系：WS1＞D＞d＞WS2＞WS；并且0.8≥WS2/d≥0.7。
本发明人已经在可弯曲导体进入缝隙的绝缘位移连接过程中对可弯曲导体的姿态进行了研究，并且制成了一种可以实现稳定的绝缘位移连接的绝缘位移端子结构。以下要参照图6B来说明这一过程。图6B是对具有可弯曲导体的电缆执行挤压试验的一个装置的透视图。
如图6B所示，具有可弯曲导体2a的一条电缆2被插在与绝缘位移端子1类似的两对板10a，10a和10b，10b之间受到挤压。板之间的距离被设定为WS。本发明人从这种试验中发现了一个特定的缝隙宽度WS，在这种宽度下，任何线束都不会被切断，并且可以将接触电阻维持在稳定范围内。
然而，在这种情况下需要首先剥掉绝缘套，否则，即使是导体受到挤压，由于在导体和端子之间无法实现连接，也就无法获得绝缘位移连接。
本发明人已经在实际的绝缘位移连接过程中研究了绝缘套是如何被剥离的。在这一过程中，绝缘套2b会接触到斜面1b之间的交叉点上的边沿b，斜面1b上各自具有电线导向角a和扁平面的缝隙1a，绝缘套2b在接触部位上被施加在接触部位上的很大的局部负载割破。然后，边沿进入割破的部位将其展宽。这样，绝缘套2b就被剥离了。
另外，本发明人已经做了试验，在试验中，线束是在可弯曲导体2a进入具有窄缝隙宽度WS的缝隙1a时被切断的。如果将线束迅速插入窄缝隙1a，就会有很大的力作用在线束和边沿上，使线束迅速变形。这样就会造成线束被切断。
根据上述试验，本发明人得到了以下的结论。仅仅利用成对的边沿b很难在将线束迅速地推入窄缝隙1a的同时剥离绝缘套2b。如果绝缘位移端子具有这样一种能够将绝缘位移连接过程分成两步的结构，第一步剥离绝缘套2b，第二步将线束推进缝隙1a，就可以实现可弯曲导体2a的绝缘位移连接。
本发明的绝缘位移端子采用了上述的结构。在按照本发明的端子的绝缘位移过程中，第一和第二对斜面之间的交叉点上的边沿首先剥离绝缘套，然后由第二对斜面引导导体的线束进入窄缝隙，同时逐渐挤压和整理这些线束。
第二斜面最好被制成平滑的曲线，它的曲率在缝隙中是连续变化的。这样就能将线束平滑地推入端子中的窄缝隙，不会切断任何线束，同时逐渐地挤压和整理线束。同时，线束也不会在边沿上被切断，因为在第二斜面和缝隙的扁平面之间的交叉点上没有边沿。
导体的标称截面面积和线束数量被设定为十五(15)条以上的0.3mm2线束，十九(19)条以上的0.5mm2线束，三十(30)条以上的0.75mm2线束，以及三十七(37)条以上的1.25mm2线束。然而，本发明不仅限于上述的标称截面面积和线束数量。
图1A是按照本发明的绝缘位移端子的正面立视图；
图1B是具有可弯曲导体的电缆的示意性截面图，用来表示电缆和图1A所示的端子之间的尺寸关系；
图2是图1A中所示的绝缘位移端子的另一个正面立视图；
图3A和3B是图1A中所示的绝缘位移端子的其他透视图；
图4是图1A中所示的绝缘位移端子的又一个透视图；
图5与图1B类似，是具有可弯曲导体的电缆的详细截面图；
图6A是一个普通的绝缘位移端子的透视图；
图6B是对具有可弯曲导体的电缆执行挤压试验的一个装置的透视图；以及
图7A和7B的曲线分别表示了缝隙宽度和切断的线束数之间的关系以及缝隙宽度与接触电阻之间的关系。
以下要参照附图来说明按照本发明的绝缘位移端子的实施例。在以下的实施例中，与上述现有技术相同的结构和操作在图1A到5中采用与图6A，6B，7A和7B相同的符号和标记来表示，并且省略了有关的详细说明。
如图1B和5所示，电缆2包括导体2a和一个包住导体2a外围的绝缘套2b。导体2a是由许多可弯曲的细线束21构成的。
目前被实际使用的由可弯曲的细线束21构成的导体2a具有标称的截面面积和十五(15)条以上的0.3mm2线束，十九(19)条以上的0.5mm2线束，三十(30)条以上的0.75mm2线束，以及三十七(37)条以上的1.25mm2线束。
在下文中假设电缆2的绝缘套2b的外径是“D”，而电缆2的导体2a的外径是“d”。导体2a的外径d就是围绕着处在导体2a外圆周上的线束21的最小圆周的直径。
如图1A所示，绝缘位移端子5上设有一个缝隙5a，其给定的缝隙宽度是WS，在缝隙中，导体2a的线束21的接触电阻处在稳定区域内。在缝隙5a的开口部分上，相对于电缆2插入方向A的上侧和下侧分别设有用于引导电缆2的第一对斜面5b和用于挤压和整理电缆2中的线束21的第二对斜面5c。第一和第二对斜面5b和5c在缝隙5a中分别是彼此相对的。以下假设第一对斜面5b的开口宽度是“WS1”，而第二对斜面5c的开口宽度是“WS2”。
在绝缘位移端子5和电缆2中的导体之间进行绝缘位移连接的过程中，首先用第一对斜面5b将电缆2引入缝隙5a，并且用第一对斜面5b和第二对斜面5c之间的交叉点上的一对边沿5d(对应着第二对斜面5c的开口宽度WS2)剥开绝缘套2a。
接着用第二对斜面5c逐渐地挤压和整理导体2的线束21，然后将线束21推入缝隙宽度为WS的窄缝隙5a。
这样就可以将导体2a推入窄缝隙5a，不会切断导体2a的任何线束21。另外，第二对斜面5c和缝隙5a可以将导体2a全部压入宽度为WS的缝隙中，使接触电阻处在稳定区域内。
为了在第一对斜面5b之间引导电缆2，第一对斜面5b的开口宽度WS1应该大于电缆2的绝缘套2b的外径D，也就是WS1＞D。另外，为了用第一对斜面5b和第二对斜面5c之间的交叉点上的一对边沿5d剥开电缆2的绝缘套2b，第二对斜面5c的开口宽度WS2应该小于电缆2的绝缘套2b的外径D，也就是WS2＜D。
进而，由于边沿5d必须达到导体2a的外圆周，以便在绝缘套2b接触到边沿5d之后完全剥离绝缘套2b，导体2a的外径d应该大于第二对斜面5c的开口宽度WS2，也就是d＞WS。因此，为了在剥离绝缘套2b的同时不至于切断导体2a的任何线束21，需要满足以下的关系：WS1＞D＞d＞WS2＞WS。
为了确定缝隙宽度WS，可以制作各种的端子，使端子的WS满足Ws1，Ws2，D和d的上述关系以及端子的连接特点；或是采用图6B中所示的简单方法来观察端子的姿态，当接触电阻处在稳定区域内时使其不至于切断导体2a的任何线束21。
另外，由第一斜面5b在插入方向A上限定的用于电线(电缆)的电线导向角“a”是按照普通的方法来确定的，或是使第一对斜面5b和第二对斜面5c之间的交叉点上的一对边沿5d确实接触到电缆2中的绝缘套2b。
此外，在第一对斜面5b和第二对斜面5c之间限定的角度b最好是设定在小于160°，使这一交叉点构成合适的边沿5d。
另一方面，本发明人通过试验发现了准备连接到绝缘位移端子的缝隙5a中的导体2a的外径d与第二对斜面5c的开口宽度WS2之间的关系。从试验中发现，如果第二对斜面5c的开口宽度WS2和导体2a的外径d之间满足以下关系，当线束被压入接触电阻稳定的区域时，线束不会被切断。
也就是说，导体2a的外径d和开口宽度WS2之间必须满足条件：0.8＞WS2/d＞0.7。如果WS2/d大于0.8(WS2/d＞0.8)，就不能完全分离(切割)电缆2的绝缘套2b，使得导体2a的线束21很难接触到缝隙5。如果WS2/d小于0.7(WS2/d＜0.7)，就会切断线束。
因此，除了上述的关系WS1＞D＞d＞WS2＞WS之外，还需要设定0.8＞WS2/d＞0.7。
由于没有必要在绝缘位移端子5的第二斜面5c和缝隙5a的扁平面之间的交叉点上设置一个边沿5f，从第二对斜面5c到缝隙5a可以采取曲率连续变化的一种平滑的曲面，如图2所示。这种结构可以避免线束在边沿5f上被切断。
绝缘位移端子5可以改变成各种各样的结构，例如图3A所示的结构，在底壁的端部竖立着一对彼此平行的绝缘位移端子5，5；如图3B所示的结构，在侧壁上设有一对绝缘位移端子5，5；或是如图4所示的结构，从一个U形部件的底壁上冲压出一对绝缘位移端子5，5。
从上文中可以看出，在按照本发明的端子的绝缘位移过程中，首先用第一和第二对斜面之间的交叉点上的边沿剥离绝缘套，然后用第二对斜面将导体的线束引入窄缝隙，同时逐渐地挤压和整理线束，这样可以将线束推入端子内的窄缝隙，同时又不会切断任何线束，将线束完全压入接触电阻处于稳定区域的缝隙宽度，并且利用可弯曲导体的绝缘位移连接来实现低成本和紧凑的尺寸。
如果第二对斜面上具有曲率连续变化的平滑曲线，导体就能被迅速地插入窄缝隙，并且不会在边沿上切断线束，因为在第二斜面和缝隙的扁平面之间的交叉点上没有边沿。
在1997年2月13日提交的9-29383号日本专利申请的全文可以作为本申请的参考资料，这其中包括说明书，权利要求书，附图和摘要。

Claims (4)

1.适合以绝缘位移的连接方式连接到一条电缆中的导体上的一种绝缘位移端子，上述电缆包括由许多线束构成的上述导体和一个包住上述导体外围的绝缘套，该绝缘位移端子包括：
具有给定缝隙宽度WS的一个缝隙；
彼此相对并且相对于上述电缆的插入方向设在上述缝隙上部开口部位的第一对斜面，上述第一对斜面适合引导电缆进入上述缝隙；以及
彼此相对并且相对于上述电缆的插入方向设在上述缝隙下部开口部位的第二对斜面，上述第二对斜面适合挤压和调整上述电缆中的上述线束；
其中的上述缝隙宽度WS，上述第一对斜面的开口宽度WS1，上述第二对斜面的开口宽度WS2，上述电缆中的上述绝缘套的外径D，以及上述电缆中的上述导体的外径d被设计成满足以下关系：WS1＞D＞d＞WS2＞WS；并且0.8≥WS2/d≥0.7。
2.按照权利要求1的绝缘位移端子，其特征是上述第二对斜面构成一个平滑的曲线，其曲率在上述缝隙中是连续变化的。
3.按照权利要求1的绝缘位移端子，其特征是上述导体的标称截面面积和上述线束的数量被设定为十五(15)条以上的0.3mm2线束，十九(19)条以上的0.5mm2线束，三十(30)条以上的0.75mm2线束，以及三十七(37)条以上的1.25mm2线束。
4.按照权利要求2的绝缘位移端子，其特征是上述导体的标称截面面积和上述线束的数量被设定为十五(15)条以上的0.3mm2线束，十九(19)条以上的0.5mm2线束，三十(30)条以上的0.75mm2线束，以及三十七(37)条以上的1.25mm2线束。
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