TWI404281B - 連接端子之接觸元件，連接端子及接觸元件之插入橋接片 - Google Patents

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Description

連接端子之接觸元件，連接端子及接觸元件之插入橋接片
本發明係一種連接端子之接觸元件，尤其是一種印刷電路板連接端子之接觸元件，以及一種連接端子及接觸元件之插入橋接片。
本說明書所稱之連接端子通常具有多個極，接觸元件，一條連接線可以經由導電連接中的夾緊作用被固定在這些極上，以形成傳導電信號用的接觸元件。電信號通常是從接觸元件被一個或多個固定或可鬆開的導電連接測出。因此一個端子元件就相當於連接端子的一個極，同時整個連接端子是由多個這種端子元件所構成。
在以一般的連接端子連接多條連接線及以印刷電路板連接端子連接印刷電路板上的多條連接線時，一種經常碰到的情況是連接端子的兩個或多個端子元件應彼此形成導電連接。這通常是因為一段U曲的線材或一個U形的沖壓件被推入夾緊位置並被夾緊的關係。這種作業方式的問題是，至少必須在一個連接在一起的夾緊位置另外連接一條連接線，因此必須在這個位置將兩個元件夾緊。這樣做的後果是無法確保兩個元件的觸點接通，例如一個可能的原因是U形線材及/或U形沖壓件的直徑與連接線的直徑不同。經證實最容易出問題的是由於特別粗壯、製造成本低廉、而且操作上又極其方便而被廣泛使用的彈簧夾。
為規避這個問題，德國專利DE 10 2004 013 757提出的方法是為這種需要彼此橋接的端子元件另外安裝獨立的電接點。這種方法的缺點是這個安裝工作必須直先完成，而且連接一旦形成後就無法再鬆開，因此會造成組裝費用升高。
本發明的目的是提出一種連接端子之接觸元件，尤其是一種印刷電路板連接端子之接觸元件，以及一種連接端子及接觸元件之插入橋接片，此種插入橋接片可視需要以彈性化及低成本的方式使連接端子的極連接。
採用具有申請專利範圍第1項之特徵的連接端子之接觸元件、具有申請專利範圍第8項之特徵的連接端子、以及具有申請專利範圍第13項之特徵的接觸元件之插入橋接片即可達到上述目的。附屬項申請專利範圍中的內容均為本發明之有利的實施方式及改良方式。
本發明的核心概念是將連接端子的接觸元件製作成一個沖壓彎件，至少具有一個固定插入橋接片的第一夾件及一個固定連接插銷的第二夾件被整合在此沖壓彎件內。所謂整合是指第一夾件及第二夾件是構成沖壓彎件的成分，同時沖壓彎件的相應部位在這樣的情況下會被施以適當的機械預應力。
這樣就可以形成獨立的插入橋接片的夾緊接觸，不同的接觸元件可以經由插入橋接片彼此短接，同時可以確保所有的夾緊接觸都保持對插銷及電導體的最佳夾緊作用。
只需一個製造步驟(也就是沖壓彎曲步驟)即可以簡單且低成本的方式製造出本發明提出的多功能接觸元件。
根據一種有利的實施方式，沖壓彎件具有一個籠形結構，這樣就可以使經由一個設置在接觸元件上的獨立端子簧導入接觸元件的通量被接通。
根據接觸元件的一種有利的實施方式，至少第一夾件是平的，因為這樣可以構成一個很緊密且節省空間的結構。一種特別有利的情況是第一夾件至少具有一個端子腳，例如這個端子腳可以經由夾緊作用將能夠從一個端子腳及一個隔牆(或一個第二端子腳)之間插入的插入橋接片的一個接觸指，在插入狀態下，固定在接觸指面對端子腳的那一個側面上。
根據一種能夠形成十分穩固的夾緊連接的第一夾件的實施方式，這至少一個端子腳具有一個內凹部分或凸出部分，這個內凹部分或凸出部分能夠容納一個接觸指的與其相應的凸出部分或內凹部分。對鋼板進行沖壓加工很容易就可以製造出這種夾件。
如果將第二夾件設計成可以讓連接插銷從3個不同的空間方向插入，則只需一種款式的接觸元件即可廣泛應用於各種場合。
另外一種改良方式是使接觸元件具有一個檢驗接觸面，其作用是檢驗目前在此構件上的信號。
本發明的連接端子(尤其是一種印刷電路板連接端子)具有至少兩個端子元件，該端子元件具有一個絕緣外殼及一個位於絕緣外殼內的本發明的接觸元件。
根據一種有利的實施方式，至少兩個端子元件(尤其是彼此要形成導電連接的端子元件)的絕緣外殼具有一個接線引入口、一個與接線引入口分開的插入橋接片插入口、以及至少一個與連接插銷或插座形成插入接觸用的開口。這樣就可以確保每一個要形成的插入接觸都可以到達一個專用且能夠符合其特殊需要的夾緊位置。
根據另外一種有利的實施方式，絕緣外殼至少具有一個使絕緣外殼可以被固定在機殼或印刷電路板上的固定裝置。
插入橋接片(尤其是在插入狀態與端子元件之接觸元件的第一夾件形成夾緊連接的插入橋接片)使這種連接端子的至少兩個端子元件能夠形成可變化及可事後形成的電連接。
本發明之接觸元件的插入橋接片最好具有一個前部及至少兩個接觸指。如果前部至少是部分向上彎出的，將會使插入橋接片變得更容易操作。為了在接觸元件有接通電壓的情況下能夠毫無危險的將插入橋接片拔出，前部至少有一部分被絕緣物包覆住。例如可以利用塑膠件或壓力注塑包封形成這個包覆。
如果至少一個接觸指具有一個凸出部分或內凹部分，可以使插入橋接片達到特別良好的固定，如果夾件具有一個相應的內凹部分或凸出部分，則接觸指可以在夾件中形成良好的制動作用。
另外一個可以有助於插入橋接片之固定的作法是至少 一個接觸指具有一個缺口，這樣接觸指的邊緣就可以互相彈回，以形成更好的觸點接通。
插入橋接片最好也是一種沖壓件，而且雙極插入橋接片最好是一個U形沖壓件，多極插入橋接片最好是一個梳子狀的沖壓件。
以下配合圖式對本發明的一個實施例對作詳盡的說明。
第1圖顯示本發明之連接端子(100)及一未插入的插入橋接片(3)的正視圖。第1圖顯示的連接端子(100)是用於4條連接線(未在圖式中繪出)，當然本發明之連接端子亦可用於多於4條或少於4條的連接線的情況。因此一種有利的方式是由可以彼此連的單一端子元件(101)構成模組化結構的連接端子，當然也可以將連接端子製作成不可分拆的構造。
每一個端子元件(101)都具有一個通常是以電絕緣材料製成的絕緣外殼(1)，該絕緣外殼(1)具有一個接線引入口(4)、一個插入橋接片插入口(5)、以及一個通常也是以電絕緣材料製成並嵌入絕緣外殼(1)的按鍵(2)。
此外，絕緣外殼(1)至少具有一個固定裝置(6)，其作用是使絕緣外殼可以被固定在機殼或印刷電路板上。連接端子(100)的側面被一面側壁(102)封住。
第2圖顯示如第1圖之由4個端子元件(101)組成之連接端子100在去除側壁(102)後的正視圖，由於側壁已被去 除，因此可以看到端子元件(101)的內部構造。除了接線引入口(4)、插入橋接片插入口(5)、以及嵌入絕緣外殼(1)的按鍵(2)外，絕緣外殼(1)還具有3個形成插入接觸(未在圖式中繪出)用的開口(10，11，12)。端子元件(101)的內部有一個接觸元件(8)，從外面可以經由一檢驗抽頭9通往接觸元件(8)。
第4圖顯示如第1圖之連接端子(100)的接觸元件(8)。接觸元件(8)是單件式的沖壓件。接觸元件(8)具有一個籠形結構。第一夾件(13)及第二夾件(15)均與接觸元件(8)整合在一起，也就是與接觸元件(8)構成一個共同的單一構件。在第4圖的實施方式中，第一夾件(13)是兩個具有一個內凹部分(14)的端子腳。第二夾件(15)是一個接觸彈簧，該接觸彈簧在3個空間方向都具有插入輔助結構(22)，以協助從這些方向插入的連接插銷與第二夾件形成夾緊接觸。此外，在第4圖的實施方式中，接觸元件(8)還具有一個檢驗接觸面(16)，經由檢驗抽頭(9)可以通往檢驗接觸面(16)。經由檢驗抽頭(9)可以從接觸元件(8)的檢驗接觸面(16)測得接觸元件(8)當時的電流比及電壓比，以及導入測量工作。
根據第4圖，構成接觸元件(8)之籠形結構的沖壓件係建立在一片底板(401)上，其寬度是由X軸(419)所定義，長度是由y軸(420)所定義，厚是由z軸(421)所定義，其中x軸(419)、y軸(420)、以及z軸(421)共同構成一迪卡爾座標系統。在這個座標系統中，“前面”代表的x值大於“後面”，“右邊”代表的y值大於“左邊”，“上面”代表的z值大於“下面”。
底板(401)的左邊有一個沖邊(402)，沖邊(402)形成第一夾件(13)，在本實施例中，第一夾件(13)是一個內側有內凹部分(14)的端子腳。
底板(401)的右前方與y軸平行的邊緣有一片從此邊緣向外伸出的第一材料帶(408)，該第一材料帶(408)環繞一個平行於y軸的軸向上彎曲。第一材料帶(408)與底板(401)相鄰的部分是作為未在第4圖中繪出之向前伸展的夾緊彈簧的側面穩定之用。從第4圖可以看出，沿著第一材料帶(408)往右，第一材料帶(408)會先以傾斜方向向右後方前進，然後轉變成一個平行於Y軸的矩形夾緊面(410)，夾緊面(410)在另外3個方向上被相對於夾緊面(410)向前傾斜的面(411，412，413)圍住。第一材料帶(408)的這個部分構成第二夾件(15)的第一部分，另外一個材料帶(414)則構成第二夾件(15)的第二部分，關於另外一個材料帶(414)的構造將在後面詳細說明。
底板(401)後面平行於y軸的邊緣有一片向上彎曲沿z軸方向伸展的後壁(403)。從後壁(403)向外彎出的第二材料帶(404)位於底板(401)的上方並與底板(401)平行。第二材料帶(404)的作用是防止一個未在第4圖中繪出的夾緊彈簧翻倒。
從後壁(403)平行於y軸的頂邊向外彎出一片沿著x軸伸展且平行於底板(401)的頂板(405)。當一條連接線被引入並被一個僅在第2圖及第3圖中有繪出的夾緊彈簧(7)固定住時，這條未在圖式中繪出的連接線會被定位在頂板(405)面對底板(401)的那一個面上。頂板(405)的前緣有一個矩形沖邊(406)，其任務是容納在第1圖至第3圖中有繪出的按鍵(2)。
後壁(403)左後方有一個向外彎出並平行於x軸伸展的第三材料帶(407)，其中底板(401)的前邊、第三材料帶(407)的前緣、以及頂板(405)的前緣均位於同一個平面上，同時底板(401)的左緣、底板(401)的前邊、第三材料帶(407)的左緣、以及頂板(405)的左緣均位於同一個平面上。第三材料帶(407)的的任務是防止一個未在圖式中繪出的夾緊彈簧(7)因為接觸元件(8)被過度向後壓迫而向右移動。
後壁(403)右上方有一個向外彎出並平行於x軸伸展的第四材料帶(409)，其中第四材料帶(409)的前緣及頂板(405)的前緣位於同一個平面。第四材料帶(409)是作為的檢驗接觸面(16)的支承座，檢驗接觸面(16)的前部是從第四材料帶(409)的頂部邊緣向右彎出，因此檢驗接觸面(16)與頂板(405)平行，並與頂板(405)位於同一個平面，或是位於一個略低於頂板(405)的平面。
從後壁(403)右後方傾斜向右彎出的是前面已提過的第五材料帶(414)。第五材料帶(414)在第一材料帶(408)之第一夾緊面(410)之左邊界線的y座標位置轉變成一個平行於第一夾緊面(410)且面積與第一夾緊面(410)一樣大的第二夾緊面(415)，第二夾緊面(415)在另外3個方向上被相對於第二夾緊面(415)向後傾斜的面(416，417，418)圍住。面(411)及面(416)、面(412)及面(417)、以及面(413)及面(418)共同構成一個插入輔助結構，以利於一個未在圖式中繪出的連接插銷(21)插入由材料帶(408，414)構成的第二夾件(15)，尤其是插入夾緊面(410)及夾緊面(415)之間。
再回到第2圖，夾緊彈簧(7)在接觸元件(8)內係位於接觸元件(8)之底板(401)及頂板(405)之間，或者說是位於接觸元件(8)之底板(401)及按鍵(2)的一個底面之間，因而能夠對一條被引入接線引入口(4)的連接線(未在圖式中繪出)產生夾緊作用。夾緊彈簧(7)構成連接端子(100)的第三夾件。接觸元件(8)的後面部分是與接觸元件(8)整合在一起的第二夾件(15)。
將一片插入橋接片(3)插入兩個相鄰的端子元件(101)的兩個相鄰的插入橋接片插入口(5)，也就是經由插入橋接片(3)使這兩個端子元件(101)形成導電連接。當然也可以將插入橋接片(3)設計成可以使兩個以上的端子元件(101)彼此形成導電連接，或是使兩個不相鄰的端子元件(101)形成導電連接。
從第2圖很容易就可以看出經由連接端子(100)將連接線連接在一起的基本原理。如果將一條終端被去掉緣皮的連接線(未在圖式中繪出)通過接線引入口(4)引入端子元件(101)內部，這條連接線會碰到夾緊元件(7)的向右上方傾斜的葉片狀正面，並沿著這個正面向右上方前進，直到抵達定位面為止，這個定位面通常是由接觸元件(8)的頂板(405)的內面(未在第2圖中繪出)構成。如果連接線具有足夠的剛性，則在定位面上的連接線還會將夾緊彈簧(7)略微向下壓，同時連接線去掉絕緣皮的終端會被夾在定位面及夾緊彈簧(7)之間。如果使用的是比較軟的連接線，則可以經由壓下按鍵(2)將夾緊彈簧(7)向下壓，也就是將位於夾緊彈簧(7)的凸肩或定位面上的按鍵(2)壓下。接著將連接線引入，然後鬆開對按鍵(2)的壓力，使連接線被夾住。如果要解除連接，以上兩種情況都是將按鍵(2)壓下，使夾緊彈簧(7)被向下壓，以克服夾緊彈簧(7)的夾緊作用。當夾緊彈簧(7)處於被壓向下的狀態時，很容易就可以將連接線移出。
接觸元件(8)是由導電材料製成。經由一條引入端子元件(101)的連接線傳入的電信號會在接觸元件(8)內傳送，尤其是被傳送接觸彈簧，以形成插入接觸。經由開口(10，11，及/或12)可以從3個不同的空間方向以接觸彈簧構成的第二夾件(15)形成插入接觸，也就是將一個在第2圖未繪出的導電連接插銷或銷釘插入接觸彈簧即可形成插入接觸。
第3圖顯示如第1圖之連接端子(100)的一個斷面圖。第3圖是細部圖，尤其是對於接觸元件(8)中的夾緊彈簧(7)繪製得比第1圖及第2圖更為詳細。
第5圖顯示插入橋接片(3)的一實施例的細部結構，此種插入橋接片最好是以沖壓製成的沖壓件。插入橋接片(3)最好是具有一個向上彎出的前部(20)，從前部(20)伸出兩個接觸指(17)，原則上接觸指(17)也可以是和前部(20)位於同一個平面上，但是將前部設計成向上彎出可以使插入橋接片(3)的插入及拔出變得更為容易。接觸指的數量也可以是大於兩個，因而形成一個梳子狀的結構。被插入的插入橋接片(3)經由與整合在接觸元件(8)上的第一夾件的夾緊交互作用被固定住(參見第3圖)。凸出部分(18)可以使處於插入狀態的插入橋接片(3)更為穩固，因為在插入時，凸出部分(18)會嵌入接觸元件(8)之第一夾件(13)的內凹部分(14)(參見第4圖)，同以經由缺口(19)可以使接觸指(17)的邊緣彼此彈回，以改善觸點接通。前部(20)及接觸指(17)通常是由一種導電材料製成，但前部(20)最好是至少有一部分被一個未在圖式中繪出的絕緣層包覆住。
第6圖顯示連接端子之如第4圖的兩個相鄰且彼此間隔一段距離之接觸元件(8)的由下往上看的正視圖，其中這兩個接觸元件經由一個插入橋接片(3)彼此連接。從第6圖可以清楚的看到作為第一夾件(13)的端子腳、內凹部分(14)、作為第二夾件(15)以形成插入接觸的接觸彈簧、以及檢驗接觸面(16)。
從第6圖還可以很清楚的看出設置在接觸元件(8)上的端子腳(13)及其內凹部分(14)是如何透過與具有凸出部分(18)及缺口(19)之接觸指(17)之間的相互作用，以經由插入橋接片(3)使接觸元件(8)形成穩固但同時又是可以鬆開的連接。重要的是，第一夾件(13)與第二夾件(15)及由夾緊彈簧(7)構成的第三夾件都是分開的，以便第一夾件(13)能夠獨立將插入橋接片(3)固定住，而與第二夾件(15)對連接插銷(21)的固定及夾緊彈簧(7)對連接線的固定均無關。
1‧‧‧絕緣外殼
2‧‧‧按鍵
3‧‧‧插入橋接片
4‧‧‧接線引入口
5‧‧‧插入橋接片插入口
6‧‧‧固定裝置
7‧‧‧夾緊彈簧
8‧‧‧接觸元件
9‧‧‧檢驗抽頭
10‧‧‧與插銷形成插入接觸的開口
11．．．與插銷形成插入接觸的開口
12．．．與插銷形成插入接觸的開口
13．．．第一夾件
14．．．內凹部分
15．．．第二夾件
16．．．檢驗接觸面
17．．．接觸指
18．．．凸出部分
19．．．缺口
20．．．向上彎出的前部
21．．．連接插銷
22．．．插入輔助結構
100．．．連接端子
101．．．端子元件
102．．．側壁
401．．．底板
402．．．沖邊
403．．．後壁
404．．．材駃帶
405．．．頂板
406．．．沖邊
407．．．材料帶
408．．．材料帶
409．．．材料帶
410．．．夾緊面
411．．．面
412．．．面
413．．．面
414．．．材料帶
415．．．夾緊面
416．．．面
417．．．面
418．．．面
419．．．x軸
420．．．y軸
421．．．z軸
第1圖：本發明之連接端子在插入橋接片未插入時的正視圖。
第2圖：如第1圖之連接端子在去除側壁及插入橋接片已插入時的正視圖。
第3圖：如第1圖之連接端子的斷面圖。
第4圖：如第1圖之連接端子的接觸元件的實施例。
第5圖：如第1圖之連接端子的插入橋接片的實施例的細部圖。
第6圖：如第1圖之連接端子的兩個相鄰且彼此間隔一段距離之接觸元件的由下往上看的正視圖，其中這兩個接觸元件經由一插入橋接片彼此連接。在以上的圖式中，除非另有說明，否則相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示。
1‧‧‧絕緣外殼
2‧‧‧按鍵
3‧‧‧插入橋接片
4‧‧‧接線引入口
6‧‧‧固定裝置
7‧‧‧夾緊彈簧
8‧‧‧接觸元件
9‧‧‧檢驗抽頭
10‧‧‧與插銷形成插入接觸的開口
11‧‧‧與插銷形成插入接觸的開口
12‧‧‧與插銷形成插入接觸的開口
13‧‧‧第一夾件
15‧‧‧第二夾件
16‧‧‧檢驗接觸面
20‧‧‧向上彎出的前部
21‧‧‧連接插銷
22‧‧‧插入輔助結構

Claims (19)

  1. 一種連接端子(100)的接觸元件(8)，其包含一沖壓彎件，其中用於固定橋接片的至少一個第一夾件(13)與用於固定連接插銷(21)的一個第二夾件(15)係整合在一起，其特徵為：該接觸元件(8)具有一底板(401)及一頂板(405)，在其間能夠插入一夾緊彈簧(7)，使得當連接線插入時，能夠完成施加在該連接線的夾緊作用，以及該第一夾件(13)具有至少一個端子腳或兩個端子腳。
  2. 如申請專利範圍第1項的接觸元件(8)，其中該接觸元件具有籠形結構。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項的接觸元件(8)，其中至少該第一夾件(13)是平的。
  4. 如申請專利範圍第1的接觸元件(8)，其中該至少一個端子腳具有一內凹部分(14)或凸出部分。
  5. 如申請專利範圍第1項的接觸元件(8)，其中該第二夾件(15)設計成可從3個不同的空間方向插入該連接插銷(21)。
  6. 如前述申請專利範圍第1項的接觸元件(8)，其中該接觸元件(8)具有一檢驗接觸面(16)。
  7. 一種連接端子(100)，作為印刷電路板的連接端子，其具有至少兩個端子元件(101)，其中該端子元件(101)具有一 絕緣外殼(1)、一位於該絕緣外殼(1)內的接觸元件(8)、以及固定連接線的夾緊彈簧，其特徵在於該接觸元件(8)為如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之接觸元件。
  8. 如申請專利範圍第7項的連接端子(100)，其中至少兩個端子元件(101)的絕緣外殼(1)具有一接線引入口(4)、一與該接線引入口(4)分開的插入橋接片插入口(5)、以及至少一個與連接插銷(21)或插座形成插入接觸用的另一開口(10，11，12)。
  9. 如申請專利範圍第7項的連接端子(100)，其中該絕緣外殼(1)具有至少一個固定裝置(6)。
  10. 如申請專利範圍第8項的連接端子(100)，其中該絕緣外殼(1)具有至少一個固定裝置(6)。
  11. 如申請專利範圍第7至第10項中任一項的連接端子(100)，其中至少兩個端子元件(101)的接觸元件(8)能經由一插入橋接片(3)連接在一起。
  12. 如申請專利範圍第11項的連接端子(100)，其中插入橋接片(3)在插入狀態與接觸元件(8)的第一夾件(13)形成夾緊連接。
  13. 如申請專利範圍第12項的連接端子(100)，其中該橋接片(3)具有一前部(20)及至少兩個接觸指(17)。
  14. 如申請專利範圍第13項的連接端子(100)，其中該前部(20)至少是部分有角度的。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項的連接端子(100)，其中該前部(20)至少部分被絕緣物包覆。
  16. 如申請專利範圍第15項的連接端子(100)，其中絕緣手段藉由應用塑膠材料部件或射出成型將其圍繞而形成。
  17. 如申請專利範圍第13項的連接端子(100)，其中該等接觸指(17)之至少一者具有一凸出部分(18)或一內凹部分。
  18. 如申請專利範圍第13項的連接端子(100)，其中該等接觸指(17)之至少一者具有一凹部(19)。
  19. 如申請專利範圍第7項的連接端子(100)，其中該連接端子(100)具有一按壓部(2)，當其被按壓時，能克服該第三夾件的夾緊作用。
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