CN1420587A - 阴电气端子以及包含其的电气接插件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阴电气端子，其包括一个用于连接导线的连接部分和一个相对的用于啮合互补阳端子的接触部分。一个弹性接触元件设置在该接触部分的至少一部分内、以用于迫使互补阳端子和一个接触部分内壁啮合。通过阻止进入它的引入缘防止该弹性接触元件受到损害。本发明还涉及包含阴电气端子的电气接插件。
Description
技术领域
本发明涉及阴电气端子以及由阴电气端子构成的接插件。这些阴电气端子包括用来啮合互补阳端子的受保护触点元件。
背景技术
典型的电气接插件组合包括一个插塞接插件和一个接受接插件，二者都装配或安装着互相啮合的电气端子。插塞接插件插入接受接插件或者和后者配合以使端子相互啮合。端子可以采用各种各样的配置，包括阴阳端子或者插销接孔端子。
已知的阴端子包括一个大致管状的用于啮合互补阳端子的接触部分以及一个位于另一端的用于连接导线的连接部分。该接触部分典型地采用弹性元件以便向啮合的互补阳端子施加法向保持力。例如美国专利6,095,874公开一种电气接受端子，其包括一个具有一对相对的悬杆触臂的接触部分。各触臂的自由端彼此弹性地偏置从而它们的原始位置限定一个直径小于互补阳端子的空间。一旦插入阳端子，二个自由端向外弯曲，从而对阳端子施加足以保持互相啮合以及电气连接的法向力。
许多已知的阴端子只采用单个安装在接触部分内的拱形弹簧形式的弹性元件。该弹簧促使互补阳端子和形成该接触部分的多个侧壁中的一个侧壁啮合。Ooga等在美国6,139,376号专利中公开一种这样的阴端子，现参照图1和图2对其作出说明。阴端子9包括一个接触部分12和一个连接部分14。接触部分12的剖面通常为盒形或矩形，并且该接触部分12安装一个用于弹性地卡紧阳端子的弹簧式接触元件13。如可从这二个图中看出那样，弹簧式接触元件13具有一个明引入缘15。但是，进入该弹簧式接触元件的引入缘是有问题的，因为这可能导致产生损伤和/或故障。例如，如果与阴端子啮合时互补阳端子未对准，则该阳端子会碰撞该接触元件引入缘并且损伤它。这种损伤最少造成相互啮合的端子之间的不可靠的电气连接，在更坏情况下，该弹簧式接触元件被损伤并且变形到和阴端子的其余部分脱离的程度。没有了该弹簧式接触元件，该阴端子会失效。
和制造阴阳电气端子有关的质量控制以及和阴阳端子相互啮合的方法有关的质量控制可以降低未对准啮合的可能性。但是，尽管使用小的或尖的装置，当弹簧式接触元件的引入缘是暴露的时候仍存在损伤该接触元件的可能。已经尝试通过阻止进入引入缘减少损害弹簧式接触元件的可能，例如图3的从美国5,271,741号专利中得到的现有技术。但是，对于由故障引起的可能损害，接触元件引入缘18仍是暴露的。
总之，现有技术尚不能取得实用的并且耐用的端子设计。从而，仍旧存在着对能保护其含有的接触元件不受到损害的阴电气端子的需求。
发明内容
本发明提供改进的阴电气端子。依据本发明的一优选实施例，提供一种阴电气端子，其包括一个用于和导线连接的连接部分和一个用于和互补阳端子啮合的反接触部分。该接触部分包括一个底壁，二个从该底壁的相对二侧向上延伸的侧壁，以及一个前端。一个入口部分定位在靠近该前端并且包括一个引导互补端子进入该接触部分的入口段。单个弹性接触元件至少部分地设置在该接触部分内，用于迫使互补阳端子和该底壁啮合。该弹性接触元件包括一个位于该入口段的周边外面的引入缘，从而防止进入该引入缘。
依据另一实施例，提供一种和上面的阴电气端子相类似的阴电子端子，其中一部分接触部分前端超过该入口部分的周边延伸，从而在该入口部分和该前端之间的交界处形成一个外部开口，并且该弹性接触元件的引入缘延伸到该外部开口内。
依据再一实施例，提供一种阴电气端子，其包括一个用于和导线连接的连接部分和一个接触部分，该接触部分包括用于为互补阳端子构成插入通道的第一管状部分以及位于该第一管状部分和该连接部分之间的第二管状部分。第一和第二管状部分的心轴是不对齐的，从而在该插入通道的外面形成一个空间。单个弹性接触元件至少部分地设置在该接触部分内，用来迫使插入的互补阳端子和该接触部分的内壁啮合。该接触元件包括一个位于在插入通道的外面形成的空间内的引入缘。
依据又一实施例，提供一种阴电气端子，其包括一个连接部分和一个接触部分，该连接部分用于和导线连接，该接触部分包括具有用于引导互补阳端子进入该接触部分的入口段的第一管状部分和位于该第一管状部分与该连接部分之间的第二管状部分。在该接触部分中形成一个和第一管状部分入口段相隔开的外开口。单个弹性接触元件至少部分地设置在该接触部分内，用来迫使插入的互补阳端子和该接触部分的内壁啮合。该接触元件包括一个穿过该外开口的引入缘。
本发明还提供由改进的阴电气端子构成的电气接插件。依据一实施例，提供一种电气接插件，其包括一个含有穿过它的一个通道的外壳，并在该外壳的一个面上形成一个开口以便进入该通道。一个阴电气端子至少部分地设置在该通道内。该阴电气端子包括一个连接部分和一个接触部分，连接部分用于和导线连接，而接触部分包括具有用于引导插入到该外壳开口内的互补阳端子进入该接触部分的入口段的第一管状部分以及位于该第一管状部分和该连接部分之间的第二管状部分。在该接触部分中形成一个和该入口段相隔开的外开口。单个弹性接触元件至少部分地设置在该接触部分内，用来迫使插入的互补阳端子和该接触部分的内壁啮合。该接触元件包括一个穿过该外开口的引入缘。
在附属于本文并且构成本文的一部分的权利要求书中特别地指出这些和各种其它新颖特征以及它们各自的优点。
附图说明
确信通过下述各优选实施例的详细说明以及各附图可最佳地理解本发明，其中各附图中相同的参考数字表示相同的特征，附图是：
图1是现有技术的阴电气端子的透视图；
图2是图1中的端子的部分剖面图；
图3是另一种现有技术的阴电气端子的剖视图；
图4是本发明提供的一种阴电气端子实施例的透视图；
图5是图4中的阴电气端子的侧视图；
图6是沿图4中的VI-VI线取的该阴电气端子的剖面图；
图7是沿图5中的VII-VII线取的该阴电气端子的剖面图；
图8是沿图5中VIII-VIII线取的该阴电气端子的剖面图；
图9是本发明提供的一种电气接插件实施例的透视图；以及
图10是沿图9中的X-X线取的该电气接插件的剖面图。
具体实施方式
参照各附图以及更详细描述的实施例(尤其参照图4至图8)，阴电气端子10包括一个用于和导线(图9和10中示出其的一个例子)连接的连接部分20和一个用于啮合互补阳端子(未示出)的接触部分30。请注意尽管该优选实施例描绘导线和接触部分30成一字型，其它布局也是可能的。例如，其中导线垂直于接触部分30的直角接插件也是可能的。接触部分30最好包括二个管状部分，即第一管状部分90和第二管状部分96，它们最好首尾相连地排列。本领域技术人员容易理解，接触部分30的管状特征可以采取多种几何形式，并且由不同数量的壁或类似结构构成。从而，所示出和所说明的各实施例不是限制性的。
第一管状部分90由第一侧壁91a和91b以及入口部分11构成，第一侧壁91a和91b相会聚以形成管状外壳，而入口部分具有一个用于把互补阳端子引导到接触部分30中的入口段70。第一管状部分90具有有效内直径ID1和有效外直径OD1。有效直径指的是一个或者外切该参照元件(有效外直径)或者内切该参照元件(有效内直径)的圆的直径。第二管状部分96包括第二侧壁97a和97b，在一优选实施例中侧壁97a和97b比侧壁91a和91b长。第二管状部分96具有有效内直径ID2和有效外直径OD2。
一个弹性接触元件40至少部分地设置在接触部分30内，以用于迫使互补阳端子和一个接触部分内壁，例如底壁31啮合。在一优选实施例中，接触元件40为拱形并且其顶点41朝着底壁31。顶点41和底壁31之间的距离D设计成小于互补阳端子的直径。一旦插入阳端子，弹性接触元件40会相应地向上移，从而产生指向阳端子各部分足以保持阳阴端子之间的相互啮合以及电气连接的法向反作用力。所施加力的大小是可变的，并且可以通过改变下述变量中任一个或其组合予以调整：直径D；互补阳端子的材料性质，例如表面粗糙度；以及弹性接触元件40的材料性质，例如厚度、表面特征、热处理、材料成分等等。
本发明的一个重要方面是保护弹性接触元件40不受到损伤。接触元件40的损伤至少造成相互啮合的端子之间的电气连接不可靠。在更坏情况下，接触元件40可损坏到和变形到与接触部分30相脱离的程度。没有了接触元件40，阴端子10会失效。本发明所提供的阴端子以及包含该阴端子的接插件用于各种重要的电子部件中，这些部件中信号通路的破坏可能是非常不利的。本发明提供一种耐用的和实用的端子设计，从而至少降低接触元件40的损伤以及相关的信号丢失的可能性。
损伤可以有各种各样的原因，其中包括啮合未对齐的端子组和贯穿损害。通常，引起损伤是因为向接触元件的引入缘42施加力。因而，本发明防止进入引入缘42。如可从图6中看出那样，第一管状部分90形成一个用于互补阳端子的插入通道P，该阳端子从入口段70延伸到接触部分30的第二管状部分96中。在插入通道P的周边外面并且相应地在入口段70的外面存在一个空间S。形成空间S的一种方法是不对齐第一和第二管状部分90和96的心轴。即，第一管状部分90的心轴90A偏离第二管状部分96的心轴96A。通过把接触元件的引入缘42置于空间S内，即插入通道P的外面，防止了进入引入缘42。这样，最初不对齐的阳端子会对着通道P并且离开引入缘42。
为了进一步保护接触元件40，引入缘42最好穿过空间S并且定位在接触部分30的外面。这可以通过使用一个接触部分30之内的，包含在第一管状部分90或第二管状部分96内的外开口80实现。替代地，在一优选实施例中，开口80形成在二个管状部分90、96的交界处。如在这些图中看出那样，第二管状部分96的前端34延伸超过第一管状部分90的周边(入口部分11)。该延伸形成能容纳接触元件40和它的引入缘42的开口80。
这种在第一和第二管状部分90、96接口处形成开口80的空间的不同(non-coextiveness)最好通过若干技术实现，其中包括偏移尺寸相似和形状相似的部分。第一和第二管状部分最好尺寸不同，如这些图中示出那样。作为例子，第一管状部分90的有效内、外直径ID1、OD2小于第二管状部分96的有效内直径ID2。
现说明阴端子10的其它特征。可以使用从某接触部分内表面延伸的凸块以改进电气接触以及对所啮合的互补阳端子的保持。作为例子，在底壁31的内表面上设置隆起元件60。
所描述的一字型连接部分20包括一个用于支撑插入的导线(例如图10中示出的导线)的线筒23。线筒23具有能压接在该导线上的导线压接臂24和25，从而可使阴端子10和该导线之间形成电气连接。连接部分20还可包括一个绝缘筒26，用于支撑可围绕该导线的绝缘材料或其它覆盖材料。所示绝缘筒26具有能形成围绕导线的覆盖的绝缘压接臂27和28。在一优选实施例中，绝缘压接臂27和28具有锥形端50和51并且其长度大于连接部分20的宽度W的一半。另外，锥形端50和51最好沿纵轴L偏移。这种优选的臂长度以及偏移结构造成围绕被覆盖导线的明显交叠，从而确保足够夹紧导线以消除任何脱离该阴端子的可能。
再一次提到，尽管该优选实施例中把连接部分20描绘成对于接触部分30是一字型的，但对于其中连接部分20垂直于接触部分30的整个为直角接插件的接插件，同样可能实现上面所述结构。
本发明的端子最好由包含黄铜并且镀敷以诸如金等材料的基材料构成。弹性接触元件最好由包括铍、铜和它们的合金的基材料构成。类似于端子本体元件，弹性接触元件可镀敷以适当材料，例如金。
本发明的材料以及端子构件可随意地予以处理以产生改进的功能性。例如，预先形成的各部分可经热处理以提高它们的延展性，这使得能容易的多地把这些部分形成为最终形状。另一个例子是各组合元件的表面压花，从而可在插入的端子以及导线上保持更好的夹紧。
可以用本领域技术人员已知的任何方法制造本发明的端子构件和弹性接触元件。一种已知方法包括对板材冲压成形，其中通过一系列模具完成多个部分以及多个元件的成形，从而产生最终的端子以及接触元件形状。
本发明还提供电气接插件，尤其是插座，它们包含类似于图4-8中示出的并在上面说明的阴端子。现参照图9和10，插座100包括一个具有多个通道111以及多个和各通道111互通的开口112的外壳110。在每个通道111内设置单个阴端子10。通过经开口112把互补阳端子(未示出)插入到阴端子接触部分30，阳端子(未示出)可以和插座100连接。
最好采用注模技术利用热塑性材料形成插座100。适用的材料包括聚苯硫醚、聚对苯二甲酸亚甲基环己酯、液晶聚合物、聚邻苯二甲酰胺、尼龙4、尼龙6、聚酯和聚烯烃。在模制出外壳110后，插入端子10并且固定在各通道111中。替代地，可以在单工序中于各端子的周围模制出外壳110从而形成该电气接插件。但是，本发明不受这些材料以及这些制造方法的限制，而是包含产生它们的任何材料和任何相关方法，例如金属铸造、加工以及它们的组合。
应理解，尽管在上面的说明中和本发明的结构及功能细节一起描述了本发明的各种特征和优点，但本公开只是说明性的。从而，在本发明的原理范围内可在细节上，尤其在各特征的形状、尺寸以及布局上作出各种改变，其中本发明原理的完整范围是通过附属权利要求书所表达的术语的宽广的上位含义指示的。
Claims (23)
1.一种阴电气端子(10)包括：
一个用于啮合互补阳端子的接触部分(30)，该接触部分包括一个底壁(31)，二个从该底壁(31)的相对二侧向上延伸的侧壁(97a、97b)以及一个前端(34)；
一个靠近该前端(34)并包括一个用于引导互补端子进入该接触部分(30)的入口段(70)的入口部分(11)；以及
至少部分地设置在该接触部分(30)内用来迫使互补阳端子和底壁(31)啮合的单个弹性接触元件(40)，该弹性接触元件(40)包括一个位于该入口段(70)的周边外面的引入缘(42)，从而防止了进入该引入缘(42)。
2.如权利要求1所述的电气端子(10)，还包括一个用于连接导线的连接部分(20)。
3.如权利要求1所述的电气端子(10)，其中接触部分(30)和入口部分(11)之一包括一个外开口(80)，并且其中该接触元件引入缘(42)延伸到该外开口(80)内。
4.如权利要求1所述的电气端子(10)，其中该前端(34)的一部分超过该入口部分(11)的周边延伸，从而在该入口部分(11)和该前端(34)的交界处形成一个外开口(80)，并且其中该接触元件引入缘(42)延伸到该外开口(80)内。
5.如权利要求4所述的电气端子(10)，其中该外开口(80)在该入口部分(11)的上面，并且该接触元件引入缘(42)通过该外开口(80)延伸。
6.如权利要求4所述的电气端子(10)，其中该入口部分(11)的有效外直径(OD1)小于该前端的有效内直径(ID2)。
7.如权利要求1所述的电气端子(10)，其中该接触元件引入缘(42)位于该前端(34)和该入口段(70)之间。
8.如权利要求1所述的电气端子(10)，其中所述连接部分和所述接触部分呈一字型。
9.一种阴电气端子(10)，包括：
一个用于啮合互补阳端子的接触部分(30)，该接触部分包括一个底壁(31)，二个从该底壁(31)的相对二侧向上延伸的侧壁(97a、97b)以及一个前端(34)；
一个靠近该前端(34)的入口部分(11)，其中该前端(34)的一部分超过该入口部分(11)的周边延伸，从而在该入口部分(11)和该前端(34)之间的交界处形成一个外开口(80)；以及
至少部分地设置在该接触部分(30)内用来迫使互补阳端子和底壁(31)啮合的单个弹性接触元件(40)，该弹性接触元件(40)包括一个延伸进入该外开口(80)内的引入缘(42)。
10.如权利要求9所述的电气端子(10)，其中该入口部分(11)的有效外直径(OD1)小于该前端的有效内直径(ID2)。
11.如权利要求9所述的电气端子(10)，其中由单片板材制成该接触部分(30)和入口部分(11)，通过弯曲并且会聚第一侧壁组(91a，91b)形成该入口部分(11)，并且通过弯曲并且会聚比第一侧壁组(91a，91b)长的第二侧壁组(97a，97b)形成该接触部分。
12.一种阴电气端子(10)，包括：
一个接触部分(30)，其包括一个形成用于互补阳端子的插入通道(P)的第一管状部分(90)，以及一个位于第一管状部分(90)和连接部分(20)之间的第二管状部分(96)，其中第一和第二管状部分(90、96)的心轴(90A，96A)不对齐，从而在该插入通道(P)的外面形成一个空间(S)；
至少部分地设置在该接触部分(30)内用来迫使插入的互补阳端子和该接触部分(30)的一个内壁(31)相啮合的单个弹性接触元件(40)，该接触元件(40)包括一个位于该空间(S)内的引入缘(42)。
13.如权利要求12所述的电气端子(10)，还包括接触部分(30)内的与至第一管状部分(90)的入口段(70)相分离的一个外开口(80)，并且其中该接触元件引入缘(42)穿过该外开口(80)延伸。
14.如权利要求13所述的电气端子(10)，其中该接触元件引入缘(42)位于该第一管状部分(90)的外面和上面。
15.如权利要求12所述的电气端子(10)，其中第一管状部分(90)的有效内直径(ID1)小于第二管状部分(96)的有效内直径。
16.如权利要求12所述的电气端子(10)，其中由单片板材制成该接触部分(30)，第一管状部分(90)是通过弯曲并且会聚第一侧壁组(91a，91b)形成的，而第二管状部分是通过弯曲并且会聚比该第一侧壁组(91a，91b)长的第二侧壁组(97a，97b)形成的。
17.如权利要求12所述的电气端子(10)，其中互补阳端子和该接触元件(40)的啮合被限制在第二管状部分(96)内的区域。
18.一种阴电气端子(10)，包括：
一个接触部分(30)，其包括一个具有用来把互补阳端子引导到该接触部分(30)中的入口段(70)的第一管状部分(90)，以及该第一管状部分(90)和连接部分(20)之间的一个第二管状部分(96)；
一个在该接触部分(30)中形成的并且和该入口段(70)分开的外开口(80)；以及
至少部分地设置在该接触部分(30)内用来迫使插入的互补阳端子和该接触部分(30)的一个内壁(31)相啮合的单个弹性接触元件(40)，该接触元件(40)包括一个穿过该外开口(80)延伸的引入缘(42)。
19.如权利要求18所述的电气端子(10)，其中该接触元件引入缘(42)位于第一管状部分(90)的上面。
20.如权利要求18所述的电气端子(10)，其中互补阳端子和该接触元件(40)的啮合限制在第二管状部分(96)内的区域。
21.如权利要求18所述的电气端子(10)，还包括一个用于连接导线的连接部分(20)。
22.一种电气接插件(100)，包括：
一个外壳(110)，其包括一个穿过其中的通道(111)和一个在该外壳(110)的一个表面上形成的以便进入该通道(111)的开口(112)；以及
一个至少部分地设置在该通道(111)内的阴电气端子(10)，该阴电气端子(10)包括：
一个接触部分(30)，其包括一个具有用来把互补阳端子引导到已插入到外壳开口(112)中的该接触部分(30)中的入口段(70)的第一管状部分(90)，以及该第一管状部分(90)和连接部分(20)之间的一个第二管状部分(96)；
一个在该接触部分(30)中形成的并且和该入口段(70)分开的外开口(80)；以及
至少部分地设置在该接触部分(30)内用来迫使插入的互补阳端子和该接触部分(30)的一个内壁(31)相啮合的单个弹性接触元件(40)，该接触元件(40)包括一个穿过该外开口(80)延伸的引入缘(42)。
23.如权利要求22所述的接插件(100)，其中该第二管状部分(96)的一部分超过该第一管状部分(90)的周边延伸以便形成该外开口(80)。
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