CN1856912A - 具有弹性侧壁和有角度的平坦触头的母端子 - Google Patents

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Abstract

一母端子具有一容纳带有平坦表面的公插脚的匹配端和连接电线的电路匹配端。一在匹配端的容纳端子的通道具有两分离的侧壁，侧壁可由U形导槽构成，沿着通道的纵向延伸，有一条或多条槽分隔U形导槽。面积增大的平坦接触面在相对的侧壁上形成，与侧壁形成一定角度。当公插脚插入通道时，侧壁柔韧地弯曲，彼此分离，与侧壁成一定角度的接触面就与公插脚的平坦表面处于同一平面，形成的接触面积比凹陷更大，达到与公插脚的电接触。在母端子侧壁上的某些地方上有一个或多个凹口或切口，以更好地控制调节互相分离的侧壁的弯曲性能。

Description

具有弹性侧壁和有角度的平坦触头的母端子
相关专利申请的交叉引用
本专利申请与同一天递交的另一专利申请具有共同的主题，该另一专利的名称是“具有补偿电弧放电触头的母端子”，其律师档案号是A3-143。
技术领域
本发明基本上涉及电连接器领域，特别地，涉及电连接器的母端子即插座端子。
背景技术
匹配电连接器通常要用互相连接的成对的插脚和插座端子使多条电路或电线通过已匹配的连接器互相连接。插脚和插座端子常常被称为公端子和母端子。
一种母端子在匹配端具有一大致长方形的插座(socket or receptacle)以容纳一大致长方形的插脚即公端子进入。一个细长的本体形成该匹配端，该本体由顶壁、底壁和相对的悬臂式的侧壁构成。上述端子通常由薄片材料压制而成，其顶壁和底壁可能有敞开的接缝或缝隙，而两相对的壁能绕着大致垂直于端子纵轴的轴弯曲。这种弯曲造成了一些问题。
比如，通常在母端子匹配端相对的侧壁上形成凹陷以更稳固地接触插入的公插脚或公端子。优选地，在每个弹性侧壁上均形成一对纵向间隔的接触凹陷。为了在母端子和公插脚之间获得稳定的电连接，母端子侧壁上的凹陷需在插脚上施加持续的均匀的力。不幸的是由于侧壁围绕垂直于端子纵轴的轴弯曲，以及每对侧壁上的凹陷是沿着端子纵轴间隔的，所以当公端子完全插入时，接触凹陷施于其上的压力通常是不均匀的。当凹陷上镀了一层高导电材料(比如金)时，情况将更加复杂。由于凹陷发生不均匀的磨损，一个凹陷上的镀金会比另一个磨损得快。在有些情况下，每对纵向布置的凹陷中靠外的那个可能完全不接触插脚。
凹陷通常使公插脚和母端子间接触良好，但仅仅在一个非常小的点上发生电接触。由于在母端子侧壁和公插脚表面之间的上述凹陷产生相对较小的接触区域，所以热量积累在这些凹陷形成的微小接触区域内。如此小的接触区域无法有效进行任何散热。
上述端子结构的另一问题是，插入的公插脚容易安装在母端子的底部，而不是处在其中央。由于凹陷提供的接触区域非常小，公端子是否处在中央就变得尤为重要。
彼得逊(Peterson)的美国专利No.5,437,567(该专利的专利权人即使本发明的申请人)使用了一种侧壁装置，其中的公端子向上偏置，这样能够更好地处在母端子的接触凹陷的中央。然而，业界仍需要提供比每个相对侧壁上的一对凹陷所形成的公插脚和母端子之间的电接触区域面积更大效率更高的电接触区域。有了面积更大的接触区域，把公端子置于中间就不那么重要了。
本发明的目的是解决上述问题，满足业界对改良的细长母电端子的需求。
发明内容
本发明目的之一是提供一种具有下述特征的新的改良的母电端子。
本发明的另一目的是在母端子和插脚型公端子之间提供更大面积的电接触，在整个接触区域都保持持续的压力，以优化接触界面的导电性。
本发明的又一目的是在母端子和公插脚之间提供更大面积的电接触以减少接触界面的热量。
本发明还有一个目的是提供更大面积的电接触，其在接触面的镀层发生适当的磨损之前所能承受的公插脚插入母端子的次数显著提高。
本发明的又一目的是在母端子上提供平坦的，面积增大的电接触面，其与母端子的侧壁成一角度以抵消公插脚插入时侧壁产生的角度弯曲，这样母端子的接触面就与公插脚的平坦表面处于同一平面且互相接触。
本发明的又一目的是在母端子和公插脚之间提供更大面积的电接触以减少端子内的压力和应力，提高端子的可靠性。
在本发明的实施例中，一个母端子具有可容纳带有分开的平坦表面的公插脚的匹配端和连接电线或其它类似线路的电路连接端。母端子细长的本体形成容纳端子的通道，其两分离的侧壁沿着通道的纵向延伸。面积增大的端子接触元件从至少一面侧壁上向内突出到容纳端子的通道之内。优选的是这些端子接触元件的形状是形成在相对的侧壁上的平坦的接触面，与侧壁形成一定角度。
根据本发明的一个方面，母端子的侧壁优选的是细长的U形导槽，由一条或数条缝隙隔开，这些缝隙沿着细长端子的纵向延展。当公插脚插入侧壁间的通道时(例如当公插脚接触通道内部设置的平坦接触面时)，具有弹性的侧壁弯曲，彼此分离。当公插脚插入通道时，侧壁绕着一根轴弯曲分离，该轴大致平行于其所属的侧壁并垂直于通道。当侧壁弯曲时，与侧壁成一定角度的平坦的接触面就与公插脚的平坦表面大致处于同一平面，在差不多整个平坦接触面区域形成优化的表面的互相接触。于是弹性侧壁在平坦接触面向公插脚施加正交力，达到更好的电接触。
根据本发明的另一个方面，在侧壁或大致U形的导槽上有一个或多个凹口或切口，这样当公插脚插入通道时，可以控制或优化侧壁的弯曲。上述凹口也可更好地对每面侧壁的弯曲轴进行调控，包括控制每面侧壁的柔韧性、控制母端子的平坦接触面对公插脚的正交力以及控制其它类似变量。这些凹口还能对U形导槽的弹性尺度进行调控。
附图说明
本发明所具有的新颖的特征在权利要求中有特别说明。本发明，连同其进一步的目的和优点可通过以下的描述，结合附图得到更好的领会。在多个附图中相同的附图标号代表相同的元件，其中：
图1是按照本发明的母电端子的透视图，其两侧具有相对的，面积增大的，成一定角度的接触区域；
图2是图1中电端子纵向的剖视图，该端子插入到外壳中，而一公端子即公插脚插入到该母电端子内；
图3是图2放大的端视图，其中图1中的电端子插入连接器外壳内；
图4是图1中的电端子的一部分放大后的侧视图，示出了在成一定角度的接触区域附近设有一凹口，其在公插脚插入的时候向电端子相对的两侧提供更好的柔韧性；
图5是图1中的母端子的匹配端放大的纵向剖视图，进一步显示了电端子通道中处于非偏转状态的成一定角度的接触区域；
图6是类似图5中母端子的匹配端放大的纵向剖视图，但是显示了当公插脚插入端子的通道后，侧壁向外偏转，这样成一定角度的接触区域就与公插脚的两侧处于同一平面，充分地接触该插脚；
图7是图5中处于非偏转状态的母端子匹配端在面积增大的成一定角度的电接触区域的剖视图，进一步显示了端子的匹配端被中间的裂缝分成相对的两半，这样公插脚插入母端子的通道时，母端子的末端能沿着水平方向扩张；
图8是类似图7的剖面图，但母端子的通道中插有一公插脚，进一步显示了匹配端沿着水平方向扩张以容纳在面积增大的成一定角度的接触区域间的公插脚；
图9是本发明另一实施例的透视图，其中母电端子的一侧是弯曲的，其上没有如图1-8所示的电连接器中具有的纵向分裂；
图10是图9所示的电端子的另一个透视图，但是视角取自相对的另一边；
图11是图9中的电端子沿着剖面线11-11的剖面图，进一步显示了面积增大的成一定角度的接触区域和弧形的那一侧；
图12是类似图11的剖面图，显示了当公插脚插入母端子时，母端子在截面上如何弯曲而使平坦的成一定角度的接触面互相平行，互相分开，与公插脚的两侧形成电接触；
图13是类似图11的电端子剖面图，两腿重叠而不是邻接；
图14是类似图13的剖面图，显示了当公插脚插入母端子时，母端子在截面上如何弯曲而使平坦的成一定角度的接触面互相平行，互相分开，与公插脚的两侧形成电接触。
具体实施方式
参照附图具体解释本发明。首先看图1，本发明为一大致细长的母电端子20。该母电端子包括匹配部分即匹配端22，终止部分即终止端24和中间固定部分或称中间固定单元26。
母端子20由薄金属材料压制而成，终止端24箍紧裸露的电线33。具体来讲，母端子的终止端包括一对后部箍臂36，其箍紧电线33的绝缘外皮35，母端子的终止端包括一对前部箍臂38，其箍紧电线33导电芯的裸露(暴露)端37。
母端子20的中间部分26包括一对压制而成的固定臂或称固定片40，其从端子的相对两边分别向外突出。固定臂的后部悬空，与连接器外壳28内的固定肩41(图2)极有弹性地咬合，防止端子插入之后从外壳28的后面滑出。中间部分26也包括一对向上凸起的翼片42，其与连接器外壳28中的止挡台肩(图中未示)接触而确定母端子在外壳中完全插入的位置，同时也使端子在外壳中固定，不绕端子纵轴扭动或转动。
参考图1-3，母端子20的匹配端或称匹配部分22包括端子容置通道44，以容纳公端子即插脚50。公插脚50较佳地是具有至少两个互相分离，大致平行的平坦边51和52，插脚的平坦边的剖面是正方形或长方形。公插脚50也可具有锥形或楔形的末端50a以便公插脚插入通道44。
在本实施例中，母端子的匹配端22具有一对横截面是U形的导槽45和46，两者被敞开的缝隙或裂缝47和48分开，这样U形导槽的腿的末端相邻但相互分离。这样导槽45-46之间就形成了大致呈长方形或正方形的通道44，其间容纳相应形状的公端子50。U形导槽45-46的底部大致平整，形成通道44相对的侧壁53和54(如图3所示)。
按照本发明的一个方面，通道44中具有面积增大的接触区域57和58，使匹配插脚50和母端子20连接并发生电接触。这些面积增大的接触区域57-58可以，比如，通过公知的金属成型压制技术分别在侧壁53-54上形成。如图1和2所示，面积增大的接触区域57-58优选地是在母端子和公插脚50的纵轴方向延伸，以在公插脚和母端子面积增大的接触区域之间提供更大的接触面积，达到优异的电接触性能。
按照本发明的另一个方面，通道44相对的导槽45-46具有弹性，这样当公插脚插入面积增大的接触区域57-58之间并与之接触时，公插脚50的楔形末端50a能使导槽45-46弯曲分开。这时，母端子20的匹配端22上的裂缝47-48加宽，也就是说，当公插脚插入通道44时，导槽45-46分别绕着垂直于公端子插入方向的线转动，在面积增大的接触区域57-58之间扩大通道44以在面积增大的接触区域57-58之间的通道44容纳插入的公插脚50。一旦公插脚完全插入通道，通道45-46所具有的弹性就能用正交力夹持住公插脚50，使面积增大的接触区域偏转，抵住该公插脚，这样就在公插脚和母端子之间保持优化的电接触。但是，面积增大的接触区域比起已有技术中的凹陷，其施加在公插脚上的单位面积的力最好大大降低。那样的话，相较而言，本发明母端子的面积增大的接触区域上的镀层就不太可能因为公插脚50重复插入母端子20而发生磨损。本发明母端子的金属镀层比起已有技术中的带凹陷的端子，就可以耐受更多插入次数而不坏。
按照本发明的又一个方面，至少在导槽45中，最好在两个导槽45-46中都具有凹口或凹陷60(图4)，其由压制而成或机器切削形成，或者用其它可行的办法制成。当公插脚50插入通道44时，该凹口可用来影响和控制导槽45-46的弯曲和转动。该凹口如果设置在面积增大的接触区域的后面，则特别有效。如图4所示，凹口60处于母端子匹配端22和中间部分26的过渡区域。这样，导槽45和46不是沿着纵向弯曲，而是在凹口60附近或周围的金属变薄的区域转动。凹口60就能够更好地调节侧壁在凹口区域的弯曲，进而对导槽45-46的柔韧性提供了更好的控制。同时凹口60也提供了控制调节导槽45-46在面积增大的接触区域57-58施于公插脚50的正交力的方法。
按照本发明的又一个方面如图5所示，形成在导槽45-46侧壁53-54上的面积增大的接触区域57-58与侧壁53-54分别形成角度60。图5表示公插脚50没有插入时母端子的匹配终端22的情况。在这种情况下，裂缝48使导槽45-46之间的分开的距离一致，相关的剖面图可参见图7。在图5显示的匹配端处于非偏转状态的情况下，面积增大的接触区域57-58与侧壁53-54形成的角度60取决于几个因素，包括匹配端22纵向的长度，导槽45-46的柔韧性，面积增大的接触区域在匹配端22的侧壁上分布的位置，所有凹口60的位置以及其它等等。而在图1-8所示的实施例中，角60一般在2-15度之间，较佳地，大约在3-5度之间。
图6和8显示了公插脚50插入时母端子的匹配端22的情况。此时，当导槽45-46弯曲转动，彼此分开以容纳公插脚50时，导槽45-46沿着裂缝47-48偏转。由于面积增大的接触区域57-58靠近通道44的前部即入口处，导槽45-46分开距离最大的地方就是在匹配端22的前部靠近接触区域57-58处，越靠近中间部分26，分开的距离越小。于是，因为公插脚50插入通道44时，导槽45和46转动而彼此分开，原先有形成夹角的面积增大的接触区域57-58现在大致与公插脚50的平坦侧边处于同一个平面，能够在该接触区域57-58完全接触公插脚。
图9-12显示了本发明的另一实施例，其中端子的匹配端的形状类似图1-8中母端子20的中间部分26。在图9-11中，母端子70包括匹配部分即匹配端72，终止部分24和中间部分76。母端子70的匹配端72具有一对大致平行，彼此分开的侧壁83和84，两者在曲线部85处融合到一起。侧壁83-84的另一端大致弯曲成一直角形成腿78-79。腿78-79在快要接触时终止形成裂缝77，该缝沿着端子本体纵向由匹配端72前部延伸到中间部分76的后部。
至少一个面积增大的接触区域87或88，最好是两块面积增大的接触区域87-88都在端子侧壁83-84的侧壁(例如，在匹配端72处)上形成，这些接触区域87-88较佳地，是与侧壁83-84形成角80，如图11所示。在本实施例中，角80取决于不同的因素，一般在大约1-10度之间。
然而，与图5中母端子20的形成夹角的接触区域57-58不同，接触区域57-58在纵向与侧壁成夹角，而图11的母端子70的形成夹角的接触区域87-88在横向与侧壁成夹角。这是因为母端子70在横向扩大以容纳公插脚50插入端子70的通道94。端子70的弯曲大多发生在曲线部85，这样当公插脚插入通道94时，侧壁83-84分别绕着平行于公插脚插入方向的线转动而互相分离。
图12显示了当公插脚插入通道94时，母连接器70的剖面图。此时，侧壁83和84已经弯开，腿78-79之间的距离变大了，腿78-79之间的裂缝77也相应地变宽了。于是，之前具有夹角的接触区域87和88现在大致与公插脚的平坦侧边处于同一个平面，优化了其间的电接触。
图13和14显示了图9-12所示的另一实施例的一种变化。除了腿90-91，图13和14与图11和12一样。在这个变例中的腿90-91形成重叠的部分，而较短的腿78-79之间有裂缝。由于压制和弯曲公差，重叠的部分更容易制造。
母端子70对比现有的端子，有相似的优点，如上文所述，包括施加在公插脚上单位面积的力变小，这样就减少了伴随着重复插入而发生的镀层磨损，接触区域面积增加，这样在接触界面上减少了发热问题，对公插脚在母端子的通道内居中的要求降低，以及诸如此类等等。
要注意的是，本说明书以及权利要求书所用到的词如“顶部”，“底部”及其它类似词语，只是为了清楚明白地解释本发明而使用的相对而言的形容词。如业界公知的是，本发明的端子可在运用时处于不同的方向，所以上述词语不是限制性的。
请注意本发明可以其它形式得以实现，而不脱离其主要特征及构思。本发明的例子和实施例只是说明性的而非限制性的，本发明不限于在此给出的细节。

Claims (9)

1.一种容纳并匹配同型公端子的母端子，该公端子具有至少一个沿着公端子纵向伸展的平坦表面，该母端子包括：
具有匹配端和电路连接端的端子本体；
在匹配端中的端子容置通道，其包括两互相分离的沿着通道的纵向延伸的侧壁；
在一面该侧壁上具有至少一个向内突出的触头，该至少一个向内突出的接触区域具有平坦的接触面，与该至少一面侧壁形成一定角度，当公端子插入端子容置通道时，该向内突出的接触区域接触公端子的至少一个平坦表面；
当公端子插入该通道时，该侧壁柔韧地弯曲，彼此分离；
该至少一个向内突出的接触区域的该平坦的接触面与公端子的至少一个平坦表面大致处于同一平面，且互相接触。
2.按照权利要求1所述的母端子，其中，具有平坦的接触面的向内突出的接触区域分别位于两个互相分离的侧壁上，每个向内突出的触片分别与其对应侧壁形成夹角以在公端子插入该通道时，接触其所对的公端子的平坦表面，同时公端子插入通道时，向内突出的触片的平坦的接触面与其所对的公端子的平坦表面处于同一平面，且互相接触。
3.按照权利要求1所述的母端子，其中，每个侧壁的横截面都呈U形，U形横截面的脚互相分开。
4.按照权利要求3所述的母端子，其中，侧壁的U形横截面是由沿着端子容置通道纵向在母端子相对的侧壁上割开一道裂缝所产生。
5.按照权利要求4所述的母端子，其中，该母端子侧壁的U形横截面在公端子插入通道、公端子和向内突出的触片的平坦的接触面接触时弯曲，该侧壁在平坦的接触面上向公端子的平坦表面施加正交力，使公端子和母端子发生电接触。
6.按照权利要求1所述的母端子，其中，当该公端子插入该通道时，该侧壁分别绕着平行于侧壁的轴，同时沿着垂直于端子容置通道的方向弯曲。
7.按照权利要求1所述的母端子，其中，该侧壁绕着平行于公端子插入通道方向的轴转动。
8.按照权利要求1所述的母端子，其中，该向内突出的触片的平坦的接触面沿着公端子插入通道方向延伸。
9.按照权利要求1所述的母端子，其中，在母端子的至少一面侧壁上有一局部的切口，用以在公端子插入通道时控制侧壁弯曲。
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