TWI680612B - 電氣端子 - Google Patents

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TWI680612B
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寺島桂太
Keita Terajima
原澤正明
Masaaki Harasawa
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日商太谷電子日本合同公司
Tyco Electronics Japan G. K.
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Abstract

本發明之目的為提供一種簡易構造的電氣端子，其連接不適合作為電氣端子材料之各金屬材料，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及壓接部33。從插入開口31插入對方電氣端子之以同種材料製成的觸頭。從插入開口31插入之對方觸頭被彈簧部32按壓於觸頭20。又，補償導線50之芯線51以芯線51與觸頭20接觸的狀態壓接於壓接部33。

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夾雜不同種類金屬時，會造成測定誤差。因而，例如在鎳鋁合金線上宜連接鎳鋁合金的補償導線，並引導至測定器，當中不夾雜例如銅等其他金屬。又，與此同樣地，例如鎳鉻合金線上宜連接鎳鉻合金的補償導線，並引導至測定器，當中不夾雜其他金屬。
鎳鋁合金、鎳鉻合金或康銅(Constantan)等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。
在以下之專利文獻1、2中揭示有一種連接器，其在構成熱電偶之金屬線上連接同種金屬的補償導線。
其中，專利文獻1中揭示有由接腳側連接器及端面側連接器所構成的熱電偶連接器，該接腳側連接器具有接受線圈彈簧施加彈力之電極接腳，該端面側連接器具有電極端面。但是，採用該專利文獻1之連接器時，為了維持接腳側連接器與端面側連接器的連接，另外還需要鎖定機構，其構造複雜。
又，專利文獻2中揭示有由插塞端子；及具有雙金屬構造之板簧部件的插座端子構成之熱電偶用連接器。但是，採用該專利文獻2之連接器時，插塞端子與插座端子間之接觸壓可能隨溫度而變動。因而，該接觸壓之變動可能造成測定誤差。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-26399號公報
[專利文獻2]日本實開平5-6720號公報
有鑑於上述情形，本發明之目的為提供一種簡易構造之電氣端子，其直接連接不適合作為電氣端子材料之各金屬材料。
達成上述目的之本發明電氣端子，係將熱電偶，與測定在該熱電偶產生之熱電動勢的測定器之間連繫的電氣端子，其特徵為具備：第一觸頭，其係由金屬構成，該金屬係與使用於熱電偶之第一種金屬同種的金屬，並直線延伸成棒狀或板狀；及固定於第一觸頭之連結部件，其係具有彈簧部，該彈簧部形成懸臂樑形狀，該懸臂樑形狀在該第一觸頭延伸的前後方向上，自由端位於離固定端最遠的一側，該彈簧部沿著第一觸頭形成，並且自由端朝接近第一觸頭之方向延伸，該彈簧部在該彈簧部與第一觸頭之間夾著對方電氣端子之第二觸頭，而且將第二觸頭按壓於第一觸頭，該第二觸頭由與該第一觸頭同 種金屬構成，該連結部件由第二種金屬構成，該第二種金屬與上述第一種金屬不同。
本發明之電氣端子，其觸頭(第一觸頭)本身即使是延性及展性、或彈性等有問題之第一種金屬亦無妨。本發明之電氣端子在其由第一種金屬構成之觸頭上，例如藉由錫焊、焊接、鉚接等手段固定上述連結部件。該連結部件採用具有適度彈性等性質之第二種金屬。藉此，可在觸頭(第一觸頭)與連結部件具備的彈簧部之間夾著對方電氣端子的觸頭(第二觸頭)。亦即可以簡易構造直接連接不適合作為電氣端子材料之第一觸頭與第二觸頭。
此處，本發明之電氣端子中，上述連結部件進一步具有搭載面及壓接部，該搭載面搭載前述第一觸頭，該壓接部係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的狀態，上述連結部件宜係不論在該壓接部是否有壓接都固定於第一觸頭者，該第一觸頭是在搭載於該搭載面的狀態下。
具備該壓接部時，即使是由缺乏延性及展性之材料構成的電線，仍可藉由壓接而確實連接。
本發明之電氣端子適合鎳鋁合金或鎳鉻合金等構成熱電偶之各金屬線的連接。
又，本發明之電氣端子亦可適合作為連接過於柔軟不適合電氣端子之金屬，例如用作傳送大電力之純銅等各金屬的電氣端子。
採用以上本發明時，可以簡易構造直接連接不適合作為電氣 端子材料之各金屬材料。
10、10'‧‧‧電氣端子
10"‧‧‧對方電氣端子
20、20'‧‧‧觸頭
21‧‧‧突起
22‧‧‧卡止部
23‧‧‧接點
30‧‧‧連結部件
31‧‧‧插入開口
32‧‧‧彈簧部
33‧‧‧壓接部
331‧‧‧芯線壓接部
332‧‧‧被覆壓接部
34‧‧‧閂鎖
50‧‧‧補償導線
51‧‧‧芯線
52‧‧‧被覆
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。
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10作為一例。
此等第一圖~第四圖中，除了電氣端子10之外，亦顯示壓接連接於該電氣端子10的補償導線50。此處，該補償導線50以壓接於電氣端子10的姿態設置，而且，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顯示於此的構造之電氣端子10，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10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10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10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夾雜別種金屬時會產生電位差，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10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10，得知突起21位於左側時，該電氣端子10之觸頭20是鎳鋁合金或鎳鉻合金的一方。又，得知突起21位於右側時，該電氣端子10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10時，防止錯誤插入之鍵功能。
連結部件30以經證實可作為電氣端子且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具有插 入開口31，該插入開口31，其剖面具有概略矩形形狀，其前端供對方電氣端子之觸頭(無圖示)插入。另外，連結部件30亦可藉由鉚接而固定於觸頭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10組合之對方電氣端子可採用與該電氣端子10同型(公母同形)之電氣端子。不過，該電氣端子10之觸頭20係鎳鋁合金製時，與該電氣端子10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10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10與對方電氣端子嵌合時，對方電氣端子與該電氣端子10上下顛倒，對方電氣端子之觸頭20從該電氣端子10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10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10相同形狀之電氣端子時，該電氣端子10之觸頭20亦被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夾雜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，作為該連結部件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10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10。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10。
該電氣端子10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具有以剖面概略U字狀開放於上方的形狀。將該補償導線50壓接於電氣端子10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10之連結部件30的壓接部33在比芯線壓接部331更後方之處具有被覆壓接部332。該被覆壓接部332負責壓接補償導線50之從芯線51露出之前端部起稍微往後方退的芯線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同樣具有以剖面概略U字狀開放於上方的形狀。而後，補償導線50之露出的前端部之芯線51放置於芯線壓接部331時，與此同時，其後方之芯線51被被覆52覆蓋的部分放置於被覆壓接部 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放置於觸頭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，芯線51以第三圖所示之狀態配置於觸頭20，且壓接於壓接部33。
連結部件30具有與觸頭20之卡止部22卡止防止向觸頭20前方鬆脫的閂鎖34。又，觸頭20具有從底面側捶打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。
將該第五圖與作為壓接前之立體圖的第四圖比較得知，該第五圖中，壓接部33在壓接前原本具有形成概略U字狀且上方開放的形狀的芯線壓接部331及被覆壓接部332之上方開放部分分別已彎曲。藉此，在芯線壓接部331，補償導線50之芯線51直接按壓於電氣端子10的觸頭20而電性連接。又，在被覆壓接部332，補償導線50強固地固定於電氣端子10。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，該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，且脆而並非能承受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設有壓接部33。因而，採用本實施形態之電氣端子 10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10，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夾雜其他金屬，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。
在第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10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10'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10'僅該觸頭20'與第一種實施形態的電氣端子10不同。因此，該第六圖係在與第一種實施形態之電氣端子10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10'之構造省略進一步的說明。
在該第六圖所示之第二種實施形態的電氣端子10'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10'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10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10'之彈簧部32(一併參照第三圖)按壓於該電氣端子10'的觸頭20'，來將各觸頭彼此連接。
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。
該第七圖所示之對方電氣端子10"與第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10比較時，具有從第一種實施形態之電氣端子 10的連結部件30除去彈簧部32後之形狀。該對方電氣端子10"之彈簧部32以外的元件與第一種實施形態之電氣端子10相同，並在相同元件上註記相同符號，就該對方電氣端子10"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10'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10"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10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10"亦需要壓接補償導線50之構造。
在第一圖~第五圖所示之第一種實施形態的電氣端子10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10'與第七圖所示之對方電氣端子10"的組合。
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依此而使用其他金屬材料。
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，來製作第一圖~第五圖或第六圖所示構造之電氣端子。
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。

Claims (2)

  1. 一種電氣端子，係將熱電偶，與測定在該熱電偶產生之熱電動勢的測定器之間連繫的電氣端子，其特徵為具備：第一觸頭，其係由金屬構成，該金屬係與使用於熱電偶之第一種金屬同種的金屬，並直線延伸成棒狀或板狀；及固定於該第一觸頭之連結部件，其係具有彈簧部，該彈簧部形成懸臂樑形狀，該懸臂樑形狀在該第一觸頭延伸的前後方向上，自由端位於離固定端最遠的一側，該彈簧部沿著前述第一觸頭形成，並且自由端朝接近該第一觸頭之方向延伸，該彈簧部在該彈簧部與該第一觸頭之間夾著對方電氣端子之第二觸頭，而且將該第二觸頭按壓於該第一觸頭，該第二觸頭由與該第一觸頭同種金屬構成，該連結部件由第二種金屬構成，該第二種金屬與前述第一種金屬不同。
  2. 如申請專利範圍第1項之電氣端子，其中前述連結部件進一步具有搭載面及壓接部，該搭載面搭載前述第一觸頭，該壓接部係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的狀態，該連結部件係不論在該壓接部是否有壓接都固定於該第一觸頭者，該第一觸頭是在搭載於該搭載面的狀態下。
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