TW201711286A - 電氣端子 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的為提供一種連接不適合作為電氣端子材料之各金屬材料簡易構造的電氣端子。電氣端子10具有：觸頭20與連結部件30。觸頭20具有前後延伸之形狀。該觸頭20由鎳鋁合金或鎳鉻合金等本身不適合作為電氣端子之金屬材料製成。連結部件30以點焊等固定於觸頭20。該連結部件30由適合作為電氣端子材料之銅合金等金屬製成。該連結部件30具有：插入開口31、彈簧部32、壓接部33。從插入開口31插入對方電氣端子之觸頭。從插入開口31插入之對方觸頭藉由彈簧部32按壓於觸頭20。又，在壓接部33將補償導線50之以同種材料製成的芯線51壓接成與觸頭20接觸的狀態。

Description

電氣端子
本發明係關於一種電氣端子，特別是關於適合用作熱電偶之電氣端子。
熱電偶例如具有連接鎳鋁合金與鎳鉻合金等兩種金屬線的各一端，測定另一端間產生之熱電動勢的構造。在構成該熱電偶之兩種金屬線的各另一端與測定器之間介有不同種類金屬時，會造成測定誤差。因而，例如在鎳鋁合金線上，宜不介有其他金屬，例如銅等而連接鎳鋁合金的補償導線，並引導至測定器。又，與此同樣地，例如鎳鉻合金線上，宜不介有其他金屬而連接鎳鉻合金的補償導線，並引導至測定器。
此處，鎳鋁合金、鎳鉻合金或康銅(Constantan)之使用於熱電偶的金屬缺乏延性、展性及彈性，本身不適合作為電氣端子之材料。
專利文獻1中揭示有將熱電偶螺絲固定於同種材料之觸頭銷的熱電偶電氣端子。但是，螺絲固定而連接時需要的時間比較長，並且可能鬆脫。
又，該專利文獻1中，就熱電偶線的連接手段，亦揭示有採用壓接端子，藉由壓接來連接熱電偶線的構造。但是，鎳鋁合金或鎳鉻合金等用於熱電偶之金屬材料多較脆，壓接時不耐彎曲及變形，專利文獻1之壓接構造不合適。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開平9-96570號公報
有鑑於上述情形，本發明之目的為提供一種可直接連接脆或過於柔軟，缺乏彈性等不適合作為電氣端子材料之各金屬材料的電氣端子。
達成上述目的之本發明電氣端子中的第一電氣端子之特徵為具備：第一觸頭，其係由第一種金屬構成；及連結部件，其係具有將由與第一觸頭同種金屬構成之電線壓接成按壓於第一觸頭狀態的壓接部，由與上述第一種不同之第二種金屬構成，並與壓接部之壓接無關地固定於第一觸頭。
本發明之第一電氣端子，其觸頭(第一觸頭)本身即使是有脆或過於柔軟等問題的第一種金屬亦無妨。本發明之第一電氣端子在其第一種觸頭上，例如藉由錫焊、焊接、斂縫等固定上述連結部件。該連結部件採用具有適度延性及展性、適度硬度等之第二種金屬。藉此，在連結部件具備之壓接部上配置與第一觸頭同種金屬材料構成的電線，並將其導線壓接於第一觸頭，可直接連接其導線與第一觸頭。
此處，本發明之第一電氣端子中，第一觸頭形成延伸成棒狀或板狀形狀，連結部件形成懸臂樑形狀，沿著第一觸頭並且自由端在接近 第一觸頭之方向延伸，在與第一觸頭之間進一步具有彈簧部，其係夾著對方電氣端子之由與第一觸頭同種金屬構成的第二觸頭，而將第二觸頭按壓於第一觸頭。
具備該彈簧部時，可以簡易構造連接由脆或過於柔軟等通常不用作觸頭之金屬材料構成的各觸頭。
又，達成上述目的之本發明電氣端子中的第二電氣端子之特徵為具備：第一觸頭，其係由第一種金屬構成；及連結部件，其係具有在將由與前述第一種金屬同種金屬構成之電線按壓於第一觸頭狀態下，將其電線彈性夾在與第一觸頭之間的彈簧夾具，由與上述第一種金屬不同之第二種金屬構成，並與彈簧夾具之夾住無關地固定於第一觸頭。
本發明之第二電氣端子與本發明第一電氣端子同樣地，其觸頭(第一觸頭)本身即使是有脆或過於柔軟等問題的第一種金屬亦無妨。本發明之第二電氣端子在其第一種觸頭上，例如藉由錫焊、焊接、斂縫等固定上述連結部件。該連結部件採用具有適度延性及展性、適度硬度等之第二種金屬。藉此，藉由連結部件具備之彈簧夾具，將與第一觸頭同種金屬材料構成之電線按壓於第一觸頭狀態下，將其電線彈性夾在與第一觸頭之間，可直接連接其電線與第一觸頭。
此處，本發明之第一電氣端子或第二電氣端子，適合鎳鋁合金或鎳鉻合金等構成熱電偶之金屬線的連接。
又，本發明之第一電氣端子或第二電氣端子亦適合作為連接 過於柔軟不適合電氣端子之金屬，例如用作大電力傳送而使用之純銅等各金屬的電氣端子。
採用以上本發明之電氣端子時，即使是不適合作為電氣端子材料之各金屬材料，仍可直接且確實地連接。
10A、10B、10C、10D‧‧‧電氣端子
20、20'‧‧‧觸頭
21‧‧‧突起
22‧‧‧卡合部
23‧‧‧接點
30‧‧‧連結部件
31‧‧‧插入開口
32‧‧‧彈簧部
33‧‧‧壓接部
34‧‧‧閂鎖
37‧‧‧彈簧夾具
50‧‧‧補償導線
51‧‧‧芯線
52‧‧‧被覆
101、201、301‧‧‧後端部
331‧‧‧芯線壓接部
332‧‧‧被覆壓接部
371‧‧‧後壁部
372‧‧‧孔
372a‧‧‧上端緣
第一圖係作為本發明第一種實施形態之電氣端子的俯視圖。
第二圖係作為本發明第一種實施形態之電氣端子的右側視圖。
第三圖係沿著第一圖所示之箭頭A-A的剖面圖。
第四圖係第一種實施形態之電氣端子的立體圖。
第五圖係顯示補償導線壓接後與第一圖~第四圖所示之觸頭同一觸頭的立體圖。
第六圖係本發明第二種實施形態之電氣端子的立體圖。
第七圖係與第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子組合之對方電氣端子的立體圖。
第八圖係作為本發明第四種實施形態之電氣端子的立體圖。
第九圖係作為本發明第四種實施形態之電氣端子的右側視圖。
第十圖係作為第八圖、第九圖所示之第四種實施形態的電氣端子之後視圖。
以下，說明本發明之實施形態。
第一圖及第二圖分別係作為本發明第一種實施形態之電氣 端子的俯視圖及右側視圖。
又，第三圖係沿著第一圖所示之箭頭A-A的剖面圖。
再者，第四圖係第一種實施形態之電氣端子的立體圖。
此等第一圖~第四圖中顯示電性連接無圖示之熱電偶與測定器的電氣端子10A作為一例。
此等第一圖~第四圖中，除了電氣端子10A之外，亦顯示壓接連接於該電氣端子10A的補償導線50。此處，該補償導線50以壓接於電氣端子10A的姿態設置，不過，第一圖~第四圖中顯示壓接前狀態之電氣端子10。
此處，無圖示之熱電偶係使用由鎳鋁合金與鎳鉻合金構成之兩種金屬線的熱電偶作為一例。構成該熱電偶之鎳鋁合金線與鎳鉻合金線分別經由構造顯示於此之電氣端子10A，而分別連接於鎳鋁合金之補償導線與鎳鉻合金的補償導線，並連繫至測定器(無圖示)。
電氣端子10A具有：觸頭20、及連結部件30。
用於熱電偶之鎳鋁合金線連接的電氣端子10A之觸頭20係由鎳鋁合金金屬構成的觸頭。又，用於鎳鉻合金線連接之電氣端子10A的觸頭20係由鎳鉻合金金屬構成之觸頭。此因在熱電偶與測定器之間介有別種金屬時會在此產生電位差，而導致測定誤差。不過，鎳鋁合金或鎳鉻合金皆脆而缺乏彈性，是不適合直接作為電氣端子的金屬。因此本實施形態之電氣端子採用以下構造。
該電氣端子10A之觸頭20具有前後延伸成板狀之形狀。不過，該觸頭20亦可並非板狀，亦可係延伸成棒狀之形狀者。此處，觸頭20 之材料的鎳鋁合金或鎳鉻合金相當於本發明所稱之第一種金屬的一例。又，觸頭20相當於本發明所稱之第一觸頭的一例。
觸頭20具有僅從一方側面突出的突起21。從正面觀看圖示之電氣端子10A，瞭解突起21位於左側時，該電氣端子10A之觸頭20是鎳鋁合金或鎳鉻合金的一方。又，瞭解突起21位於右側時，該電氣端子10A之觸頭20係鎳鋁合金或鎳鉻合金的另一方。該突起21發揮在機殼(無圖示)中插入電氣端子10A時，防止錯誤插入之鍵功能。
連結部件30以慣用作為電氣端子之適合電氣端子的銅合金作為材料。該連結部件30以點焊固定於觸頭20。該連結部件30之剖面具有概略矩形形狀，其前端具有插入對方電氣端子之觸頭(無圖示)的插入開口31。另外，連結部件30亦可藉由斂縫而固定於觸頭20。
又，如第三圖、第四圖所示，該連結部件30具有彈簧部32。該彈簧部32形成懸臂樑形狀，其後端係固定端，前端係自由端。該彈簧部32沿著觸頭20前後延伸，並且自由端朝接近觸頭20之方向延伸。
此處，與該電氣端子10A組合之對方電氣端子可採用與該電氣端子10A同型(公母同型)之電氣端子。不過，該電氣端子10A之觸頭20係鎳鋁合金製時，與該電氣端子10A組合之對方電氣端子亦係具有鎳鋁合金製之觸頭的電氣端子。與此同樣地，該電氣端子10A之觸頭20為鎳鉻合金製時，對方電氣端子之觸頭亦係鎳鉻合金製。
另外，構成熱電偶之鎳鋁合金線與鎳鉻合金線皆與此處顯示之補償導線50係同一構造、同一尺寸者。因此，以下不區別構成熱電偶之鎳鋁合金線及鎳鉻合金線，以及連繫熱電偶與測定器之補償導線50，而皆 稱為補償導線50。
該電氣端子10A與對方電氣端子嵌合時，對方電氣端子與該電氣端子10A上下顛倒，對方電氣端子之觸頭20從該電氣端子10A之連結部件30前端的插入開口31插入。
因而，對方電氣端子之觸頭被該電氣端子10A之觸頭20與彈簧部32夾著而按壓於觸頭20，該觸頭20與對方電氣端子之觸頭以希望之接觸壓彼此接觸。又，對方電氣端子採用與該電氣端子10A相同形狀之電氣端子時，該電氣端子10A之觸頭20亦藉由對方電氣端子的彈簧部而按壓於對方電氣端子之觸頭。如此，觸頭20材料之各鎳鋁合金或各鎳鉻合金不介有其他金屬材料而彼此連接。包含彈簧部32之連結部件30由適合作為彈簧部之具有彈性的銅合金等金屬材料構成，可使各觸頭以希望之接觸壓接觸。此處，該連結部件30材料之銅合金等係本發明所稱第二種金屬之一例。
又，該電氣端子10A之連結部件30具有壓接固定補償導線50之壓接部33。此處所示之補償導線50由芯線51與覆蓋該芯線51之被覆52構成。芯線51將鎳鋁合金或鎳鉻合金作為材料。具有鎳鋁合金之芯線51的補償導線50壓接固定於具有鎳鋁合金之觸頭20的電氣端子10A。與此同樣地，具有鎳鉻合金之芯線51的補償導線50壓接固定於具有鎳鉻合金之觸頭20的電氣端子10A。
該電氣端子10A之連結部件30的壓接部33具有壓接露出之芯線51的芯線壓接部331。該芯線壓接部331具有剖面概略U字狀而開放於上方的形狀。將該補償導線50壓接於電氣端子10A時，除去該補償導線50前端部之被覆52而露出芯線51。而後，將該露出之芯線51配置於芯線壓接部 331。觸頭20之後端部延伸至該芯線壓接部331。因而，該芯線51配置於芯線壓接部331時，成為搭載於觸頭20上，且直接接觸於該觸頭20之狀態。
又，該電氣端子10A之連結部件30的壓接部33在比芯線壓接部331後方具有被覆壓接部332。該被覆壓接部332負責壓接補償導線50之從芯線51露出之前端部下降至稍微後方的芯線51被被覆52覆蓋之部分。該被覆壓接部332亦與芯線壓接部331同樣具有剖面概略U字狀，且具有開放於上方的形狀。而後，將補償導線50之露出的前端部之芯線51設置於芯線壓接部331時，與此同時，其後方之芯線51被被覆52覆蓋的部分設置於被覆壓接部332。此處，觸頭20之後端部延伸至芯線壓接部331而並未延伸至被覆壓接部332。因而，如第三圖所示，芯線壓接部331係與在被覆壓接部332之被覆52的下面比較，芯線51設置於包含被覆52之觸頭20厚度部分高的位置。該觸頭20之厚度係以即使在壓接後，芯線51仍位於補償導線50之剖面中央的方式作調整。
補償導線50露出前端部之芯線51，以第三圖所示之狀態配置、壓接於觸頭20的壓接部33。
連結部件30具有與觸頭20之卡合部22卡合防止向觸頭20前方鬆脫的閂鎖34。又，觸頭20具有從底面側鍛造而向上方突出的接點23。
第五圖係顯示補償導線壓接後與第一圖~第四圖所示之觸頭同一觸頭的立體圖。
將該第五圖與壓接前之立體圖的第四圖比較，壓接部33之在壓接前形成概略U字狀具有上方開放形狀的芯線壓接部331及被覆壓接部332之上方開放部分分別彎曲。藉此，芯線壓接部331係補償導線50之芯線 51直接按壓於電氣端子10A的觸頭20而電性連接。又，被覆壓接部332係補償導線50強固地固定於電氣端子10A。對該壓接狀態之補償導線50即使無意間施加力，藉由在被覆壓接部332之補償導線50的壓接固定，其力不致傳導至芯線壓接部331之芯線51。因而，芯線壓接部331穩定地維持芯線51與觸頭20的連接。
芯線51之材料係鎳鋁合金或鎳鉻合金等，且脆而並非能耐為了壓接而彎曲等的材料。本實施形態之情況，係在由該鎳鋁合金或鎳鉻合金等構成的觸頭20上固定由銅合金等適合壓接之材料構成的連結部件30，並在該連結部件30中設有壓接部33。因而，採用本實施形態之電氣端子10A時，即使是鎳鋁合金或鎳鉻合金等脆材料的芯線仍可確實壓接固定。
如此，採用該電氣端子10A，且對方電氣端子亦採用與該電氣端子同型的電氣端子時，可使熱電偶之鎳鋁合金線或鎳鉻合金線不介有其他金屬，以相同材料構成之電線狀態下經由電氣端子延長至測定器。
第六圖係本發明第二種實施形態之電氣端子的立體圖。此處，該第六圖中顯示壓接補償導線50後之形狀。
第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10A之情況，觸頭20比連結部件30前端之插入開口31更加突出至前方。而第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子10B之情況，其觸頭20'僅延伸至與連結部件30前端相同位置。該第二種實施形態之電氣端子10B僅該觸頭20'與第一種實施形態的電氣端子10A不同。因此，該第六圖係在與第一種實施形態之電氣端子10A相同的元件上註記與第一圖~第五圖中註記之符號相同的符號，就電氣端子10B之構造省略進一步的說明。
該第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子10B之情況，並未設插入對方電氣端子之形狀的觸頭。該電氣端子10B接受對方電氣端子之公型觸頭(例如第一圖~第五圖所示之電氣端子10A的觸頭20)之插入。而後，將對方電氣端子之觸頭以該電氣端子10B之彈簧部32(一併參照第三圖)按壓於該電氣端子10B的觸頭20'，來將各觸頭彼此連接。
第七圖係本發明第三種實施形態之電氣端子的立體圖。此處，該第七圖所示之第三種實施形態的電氣端子用作與第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子10B組合之對方電氣端子。
該第七圖所示之對方電氣端子10C與第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10A比較時，具有從第一種實施形態之電氣端子10A的連結部件30除去彈簧部32之形狀。該對方電氣端子10C之彈簧部32以外的元件與第一種實施形態之電氣端子10A相同，並在相同元件上註記相同符號，就該對方電氣端子10C之構造省略進一步的說明。
第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子10B中不存在插入對方電氣端子型式的觸頭。因此，對方電氣端子10C中並未設對應於第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10A之彈簧部32(參照第三圖)的構造。不過，如第七圖所示，該對方電氣端子10C亦具備壓接補償導線50之壓接部33。
第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10A之情況，對方電氣端子中亦可採用同型電氣端子。因此，電氣端子之零件管理容易。不過，過去以來用於熱電偶之電氣端子都使用公母不同形狀的電氣端子。因此，若按照此習慣，例如可採用第六圖所示之電氣端子10B與第 七圖所示之對方電氣端子10C的組合。
第八圖及第九圖分別係作為本發明第四種實施形態之電氣端子的立體圖及右側視圖。
又，第十圖係作為第八圖、第九圖所示之第四種實施形態的電氣端子之後視圖。
此等第八圖~第十圖中並未顯示補償導線50(例如參照第一圖)。第一圖~第五圖所示第一種實施形態之電氣端子10A的情況，連結部件30中具備用於連接補償導線50之壓接部33。而第八圖~第十圖所示之第四種實施形態的電氣端子10D中係具備彈簧夾具37來取代壓接部33。該彈簧夾具37之後壁部371中設有第八圖、第十圖所示之縱長的孔372。該孔372中形成插入由觸頭20之後端部201，與連結部件30之成為其觸頭20基座部分的後端部301構成之電氣端子10D的後端部101之狀態。
此處，後端部101在使彈簧夾具37於第九圖、第十圖所示之箭頭x方向彈性撓曲狀態下插入孔372。因此，該彈簧夾具37在插入後端部101之第八圖~第十圖所示的初期狀態下，為了解除其彈性撓曲，而形成孔372之上端緣372a抵接於電氣端子10D之後端部101的狀態。
該電氣端子10D上連接補償導線50(參照第一圖等)時，將彈簧夾具37在箭頭X方向施加力。因而，彈簧夾具37彈性地進一步撓曲，其彈簧夾具37之後壁部371在箭頭x方向升起。因而，在設於其後壁部371之孔372的上端緣372a、與構成該電氣端子10D之後端部101的觸頭20之後端部201之間形成間隙。因此，在其間隙插入補償導線50之露出的芯線51(參照第三圖、第四圖等)。而後，在其間隙插入芯線51狀態下，從箭頭X方向之 力釋放彈簧夾具37。因而，彈簧夾具37之後壁部371在與箭頭x方向的相反方向移動，而在孔372之上端緣372a與觸頭20的後端部201之間夾著芯線51。從箭頭X方向之力釋放彈簧夾具37時，孔372之上端緣372a將芯線51按壓於觸頭20的後端部201之力，依彈簧夾具37之彈簧強度等事先作調整。因此，芯線51藉由孔372之上端緣372a壓住，以希望之接觸壓接觸於觸頭20的後端部201，而確保芯線51與觸頭20間之確實導通。
如前述，芯線51之材料係鎳鋁合金或鎳鉻合金等，係脆而並非可形成具有充分彈性之彈簧夾具的材料。該第四種實施形態之情況，由其鎳鋁合金或鎳鉻合金等構成之觸頭20上固定由銅合金等適合壓接之材料構成的連結部件30，並在其連結部件30中設彈簧夾具37。因而，採用該第四種實施形態之電氣端子10D時，即使是鎳鋁合金或鎳鉻合金等脆材料的芯線51仍可確實電性連接。
另外，該第四種實施形態之電氣端子10D與第七圖所示之第三種實施形態的電氣端子10C同樣地，其連結部件30中未設用於保持對方觸頭之彈簧部32(參照第三圖、第四圖、第六圖)。因而，該第四種實施形態之電氣端子10D與具備彈簧部32之對方電氣端子，例如與第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子10B連結。此種情況下，與該第四種實施形態之電氣端子10D連結的電氣端子，亦可採用取代壓接部33而具備彈簧夾具37的電氣端子。
或是，亦可構成在第八圖~第十圖所示之第四種實施形態的電氣端子10D中進一步形成彈簧部32，並與公母同形之對方電氣端子組合。
另外，此處之觸頭20、20'係使用鎳鋁合金或鎳鉻合金為例 作說明。不過，構成熱電偶之金屬材料並非限於鎳鋁合金與鎳鉻合金者。熱電偶亦有使用其他金屬材料者。亦即，熱電偶之材料除了鎳鋁合金或鎳鉻合金之外，例如亦可使用康銅、鎳鉻矽合金、鎳矽合金、鐵、鉑、鉑銠合金、銥、銥銠合金、鎢錸合金、鎳鉻耐熱合金、金鐵合金、鎳、鎳鉬合金、鈀鉑金合金、金鈀合金、金鈷合金等。因此，本發明之電氣端子的觸頭亦有使用其他金屬材料。
又，此處係舉例說明用於熱電偶之電氣端子，不過本發明之適用範圍並非僅限於熱電偶者。例如為了流入大電流而有採用純銅。該純銅過於柔軟，僅以該純銅構成電氣端子困難。因此，亦可採用以純銅作為材料之觸頭，來製作具有本發明任何一種實施形態之構造的電氣端子。
因而，本發明可廣泛適用於需要使用僅以其金屬材料構成電氣端子困難之金屬材料進行電信號之傳達或電力傳送的情況。
10A‧‧‧電氣端子
20‧‧‧觸頭
23‧‧‧接點
30‧‧‧連結部件
31‧‧‧插入開口
32‧‧‧彈簧部
33‧‧‧壓接部
50‧‧‧補償導線
51‧‧‧芯線
52‧‧‧被覆
331‧‧‧芯線壓接部
332‧‧‧被覆壓接部

Claims (3)

  1. 一種電氣端子，其特徵為具備：第一觸頭，其係由第一種金屬構成；及連結部件，其係具有將由與前述第一觸頭同種金屬構成之電線壓接成按壓於該第一觸頭狀態的壓接部，由與前述第一種不同之第二種金屬構成，並與該壓接部之壓接無關地固定於該第一觸頭。
  2. 如申請專利範圍第1項之電氣端子，其中前述第一觸頭具有延伸成棒狀或板狀之形狀，前述連結部件形成懸臂樑形狀，沿著前述第一觸頭並且自由端在接近該第一觸頭之方向延伸，在與該第一觸頭之間進一步具有彈簧部，其係夾著對方電氣端子之由與該第一觸頭同種金屬構成的第二觸頭，而將該第二觸頭按壓於該第一觸頭。
  3. 一種電氣端子，其特徵為具備：第一觸頭，其係由第一種金屬構成；及連結部件，其係具有在將由與前述第一種金屬同種金屬構成之電線按壓於該第一觸頭狀態下，將該電線彈性夾在與該第一觸頭之間的彈簧夾具，由與前述第一種金屬不同之第二種金屬構成，並與該彈簧夾具之夾住無關地固定於該第一觸頭。
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