專利名稱：電源觸頭及包括電源觸頭的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)計(jì)和構(gòu)造成用于輸送電的電觸頭和連接器。至少一些優(yōu)選的連接器實(shí)施例包括設(shè)置在殼體單元中的電源觸頭(power contact)和信號(hào)觸頭這兩者。
背景技術(shù)：
電器件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在新型電連接器和電源觸頭的開發(fā)中會(huì)面臨挑戰(zhàn)性的因素。例如，增大的電力傳輸經(jīng)常受到尺寸限制和不期望的熱量聚積的挑戰(zhàn)。此外，典型的電源連接器和觸頭梁結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生很大的配合力。當(dāng)很大的配合力傳遞到連接器殼體結(jié)構(gòu)中時(shí)，塑料可能蠕變，導(dǎo)致可能影響連接器機(jī)械和電性能的尺寸變化。本發(fā)明提供的獨(dú)特的連接器和觸頭旨在平衡那些已經(jīng)限制現(xiàn)有技術(shù)性能的結(jié)構(gòu)因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于電連接器中的電源觸頭。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電源觸頭，所述電源觸頭包括第一板形本體構(gòu)件，和層疊在第一板形本體構(gòu)件上的第二板形本體構(gòu)件，從而第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件沿著相對(duì)本體構(gòu)件表面的至少一部分彼此接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電源觸頭，所述電源觸頭包括形成組合板寬度的并置的第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件。第一本體構(gòu)件包括第一端子并且第二本體構(gòu)件包括第二端子。第一端子的與第二端子的對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端之間的距離大于組合板寬度。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電源觸頭，所述電源觸頭包括相對(duì)的第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件。一組夾持梁從相對(duì)的板形本體構(gòu)件延伸用于接合與配合電源觸頭相連的直梁。至少一個(gè)直梁也從相對(duì)的板形本體構(gòu)件延伸用于接合與配合電源觸頭相連的斜角梁。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電源觸頭，所述電源觸頭包括限定第一非偏轉(zhuǎn)梁和第一可偏轉(zhuǎn)梁的第一板，以及限定第二非偏轉(zhuǎn)梁和第二可偏轉(zhuǎn)梁的第二板。第一板和第二板彼此并排設(shè)置以形成電源觸頭。
本發(fā)明還提供配合式電源觸頭。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了配合式電源觸頭，所述電源觸頭包括第一電源觸頭，其包含相對(duì)的第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件；以及第二電源觸頭，其包含相對(duì)的第三板形本體構(gòu)件和第四板形本體構(gòu)件。第一本體構(gòu)件和第二本體構(gòu)件以及第三本體構(gòu)件和第四本體構(gòu)件中的至少一對(duì)彼此相互層疊在一起。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了配合式電源觸頭，所述電源觸頭包括第一電源觸頭，其包含一對(duì)直梁和一對(duì)斜角梁；以及第二電源觸頭，其包含第二對(duì)直梁和第二對(duì)斜角梁。所述一對(duì)直梁對(duì)正所述第二對(duì)斜角梁；并且所述一對(duì)斜角梁對(duì)正所述第二對(duì)直梁。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了配合式電源觸頭，所述電源觸頭包括第一電源觸頭和第二電源觸頭。第一電源觸頭包括本體構(gòu)件、從本體構(gòu)件延伸的偏轉(zhuǎn)梁和從本體構(gòu)件延伸的非偏轉(zhuǎn)梁。第二電源觸頭包括第二本體構(gòu)件、從第二本體構(gòu)件延伸的第二偏轉(zhuǎn)梁和從第二本體構(gòu)件延伸的第二非偏轉(zhuǎn)梁。當(dāng)?shù)谝浑娫从|頭和第二電源觸頭配合時(shí)，所述偏轉(zhuǎn)梁接合第二非偏轉(zhuǎn)梁，并且所述非偏轉(zhuǎn)梁接合第二偏轉(zhuǎn)梁，以至于沿相反的方向施加配合力從而將第一電源觸頭和第二電源觸頭中每者中的應(yīng)力減至最小。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了配合式電源觸頭，所述電源觸頭包括第一電源觸頭和第二電源觸頭。第一電源觸頭和第二電源觸頭分別都包括一對(duì)相對(duì)的非偏轉(zhuǎn)梁和一對(duì)相對(duì)的可偏轉(zhuǎn)梁。
本發(fā)明還提供電連接器。優(yōu)選的電連接器可以包括上述電源觸頭。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電連接器，所述電連接器包括殼體和設(shè)置在殼體中的多個(gè)電源觸頭。每個(gè)電源觸頭包括板形本體構(gòu)件，所述板形本體構(gòu)件包含上側(cè)部分以及分離的下側(cè)部分中的至少一個(gè)部分，在所述上側(cè)部分中形成有切口，所述下側(cè)部分適于裝配在所述切口中。一些電源觸頭設(shè)置在殼體中以至于相鄰電源觸頭只包括上側(cè)部分和下側(cè)部分中的一個(gè)部分。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電連接器，所述電連接器包括插頭電連接器和插座電連接器。插頭連接器包括插頭殼體和設(shè)置在插頭殼體中的插塞觸頭。插塞觸頭包括一對(duì)板形本體構(gòu)件和從它們延伸的多個(gè)梁。插座連接器包括插座殼體和設(shè)置在插座殼體中的插座觸頭。插座觸頭包括第二對(duì)板形本體構(gòu)件和從它們延伸的第二組多個(gè)梁。使插頭電連接器與插座電連接器配合所需的力為每個(gè)觸頭大約10N或更小。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其提供了一種電連接器，所述電連接器包括殼體、第一電源觸頭和第二電源觸頭。第二電源觸頭具有高于第一電源觸頭的額定電流強(qiáng)度。


圖1是本發(fā)明提供的示例性插頭連接器的前側(cè)透視圖。
圖2是可以與圖1所示插頭連接器配合的示例性插座連接器的前側(cè)透視圖。
圖3是包括電源觸頭和信號(hào)觸頭的示例性豎直插座連接器的透視圖。
圖4是與圖2所示插座連接器配合的圖1所示插頭連接器的正視圖。
圖5是與圖3所示插座連接器配合的示例性插頭連接器的正視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性插頭連接器的前側(cè)透視圖。
圖7是可以與圖6所示插頭連接器配合的插座連接器的前側(cè)透視圖。
圖8是插座連接器的正視圖，示出了電源觸頭和信號(hào)觸頭的一個(gè)優(yōu)選的中心線間距。
圖9是本發(fā)明提供的示例性電源觸頭的透視圖。
圖10是可以與圖9所示電源觸頭配合的電源觸頭的透視圖。
圖11是與圖10所示電源觸頭配合的圖9所示電源觸頭的透視圖。
圖12至圖14是三個(gè)接合級(jí)別上的示例性電源觸頭的正視圖。
圖15至圖19是曲線圖，舉例說(shuō)明了本發(fā)明提供的各個(gè)示例性電源觸頭中配合力與插入距離的代表性曲線關(guān)系。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的拼合式觸頭的透視圖。
圖21是可以與圖20所示拼合式觸頭的上部和下部配合的電源觸頭的透視圖。
圖22是包括具有不同額定電流強(qiáng)度的電源觸頭的插頭連接器的透視圖。
圖23是本發(fā)明提供的另一種配合式電源觸頭的透視圖。
圖24至圖26是配合式電源觸頭的透視圖，其中每個(gè)電源觸頭都包括四個(gè)層疊本體構(gòu)件。
圖27是使用四個(gè)層疊本體構(gòu)件的另一種電源觸頭的透視圖。
圖28是具有層疊本體構(gòu)件的電源觸頭實(shí)施例的透視圖，其中本體構(gòu)件具有共同形成觸頭接收空間的張開區(qū)域。
圖29是可以插入圖28所示電源觸頭的觸頭接收空間中的電源觸頭的透視圖。
圖30是用于形成本發(fā)明的電源觸頭的沖壓帶材的透視圖。
圖31是圖30所示沖壓帶材的透視圖，其包括在一部分沖壓帶上包覆模制的材料。
圖32是已經(jīng)與圖31所示帶材分離的電源觸頭副組件的透視圖。
圖33是根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)觸頭副組件的透視圖。
圖34是示例性連接器的透視圖，其包括分別如圖32和圖33所示的電源觸頭副組件和信號(hào)觸頭副組件。
圖35是示例性電源觸頭的透視圖，其具有在第一區(qū)域中層疊在一起并且在第二區(qū)域中隔開的相對(duì)板。
具體實(shí)施例方式
參看圖1，其中顯示了包括連接器殼體12和設(shè)置于其中的多個(gè)電源觸頭14的示例性插頭連接器10。殼體12可選地包括用于改進(jìn)傳熱的開口15和16。開口15和16可以伸入電源觸頭14所在的殼體空腔中，由此形成從連接器內(nèi)部到連接器外部的散熱通道。圖2中示出了示例性的配合插座連接器20。插座連接器20包括連接器殼體22和設(shè)置于其中并且可以通過(guò)開孔24接觸的多個(gè)電源觸頭。例如，殼體22也可以采用諸如開口26的傳熱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，連接器殼體單元由下述絕緣材料模制或者成形，例如玻璃填充的高溫尼龍或電連接器設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的其它材料。在美國(guó)專利No.6319075中公開了一個(gè)實(shí)例，其全部?jī)?nèi)容在此被引作參考。電連接器的殼體單元也可以由非絕緣材料制成。
插頭連接器10和插座連接器20都構(gòu)造為與印刷電路結(jié)構(gòu)直角連接，由此相應(yīng)的印刷電路結(jié)構(gòu)位于同一平面內(nèi)。本發(fā)明還可以通過(guò)將一個(gè)電連接器構(gòu)造為與印刷電路結(jié)構(gòu)豎直連接而提供垂直配合結(jié)構(gòu)。作為示例，圖3中顯示了豎直插座連接器30。插座連接器30包括殼體32，所述殼體32包括設(shè)置于其中并且可以通過(guò)開孔34接觸的多個(gè)電源觸頭。連接器30還包括可選的散熱開口33。在這兩種共面配合結(jié)構(gòu)和垂直配合結(jié)構(gòu)中，有利的是，將連接器所連接的兩個(gè)相應(yīng)印刷電路結(jié)構(gòu)之間的間距減至最小。圖4中顯示了與插座連接器20配合的插頭連接器10。電連接器與共面的印刷電路結(jié)構(gòu)19和29接合。印刷電路結(jié)構(gòu)19和29之間的邊緣至邊緣的間距40優(yōu)選為12.5mm或更小。圖5中顯示了具有插頭連接器10b和插座連接器30的垂直配合結(jié)構(gòu)。印刷電路結(jié)構(gòu)19與豎直插座連接器30所接合的印刷電路結(jié)構(gòu)39之間的邊緣至邊緣的間距42依然優(yōu)選為12.5mm或更小。邊緣至邊緣的間距大約為9至14mm，優(yōu)選的是，為12.5mm。還有可能使用其它間距。
至少一些優(yōu)選的電連接器包括電源觸頭和信號(hào)觸頭這兩者?，F(xiàn)在參看圖6，示出了示例性的插頭連接器44，其包括殼體45、電源觸頭15陣列、信號(hào)觸頭46陣列以及形成于殼體45中的可選的傳熱開口47和48。圖7中顯示了適合于與插頭連接器44配合的插座連接器54。插座連接器54包括殼體55、可以通過(guò)開孔24接觸的電源觸頭陣列、可以通過(guò)開孔56接觸的信號(hào)觸頭陣列以及延伸穿過(guò)殼體55的可選的傳熱開口58。
優(yōu)選的連接器實(shí)施例實(shí)質(zhì)上非常緊湊?，F(xiàn)在參看圖8，相鄰電源觸頭的中心線至中心線的間距60優(yōu)選為6mm或更小，并且相鄰信號(hào)觸頭的中心線至中心線的間距62優(yōu)選為2mm或更小。要注意，本發(fā)明的連接器可以包括不同于該優(yōu)選范圍的觸頭間距。
現(xiàn)在將說(shuō)明適合用于上述連接器中的多個(gè)優(yōu)選電源觸頭實(shí)施例。圖9中顯示了一種優(yōu)選的電源觸頭70。電源觸頭70可以用于各種不同的連接器實(shí)施例中，例如包括圖1中所示的插頭連接器10。電源觸頭70包括層疊在第二板形本體構(gòu)件74上的第一板形本體構(gòu)件72(也可以稱為“板”)。多個(gè)直梁或平坦梁76(也稱為葉片)和多個(gè)彎曲梁或斜角梁78交替地從對(duì)應(yīng)的本體構(gòu)件延伸。直梁和彎曲梁的數(shù)量可以少至一個(gè)，也可以大于圖中所示數(shù)量。采用層疊結(jié)構(gòu)的本體構(gòu)件，梁78收縮以限定“夾持”或“插座”梁。觸頭梁結(jié)構(gòu)通過(guò)使相對(duì)的夾持梁相互交替而將產(chǎn)品整個(gè)壽命中接觸法向力中的潛在變化減至最小。該梁結(jié)構(gòu)用于消除多個(gè)附加的接觸力，否則這些力將傳遞到殼體結(jié)構(gòu)中。相對(duì)的夾持梁還有助于在配合互補(bǔ)的連接器的過(guò)程中保持夾在一起的板形本體構(gòu)件。該觸頭結(jié)構(gòu)提供多個(gè)配合點(diǎn)用于滿足每個(gè)梁上較低的法向力要求，由此將多配合結(jié)構(gòu)的負(fù)面效果減至最小。
當(dāng)電源觸頭70與互補(bǔ)電源觸頭配合時(shí)，梁78必然會(huì)彎曲、偏轉(zhuǎn)或以其它方式偏離它們的非接合位置，同時(shí)梁76基本上保持在它們的非接合位置中。電源觸頭70還包括從每個(gè)本體構(gòu)件72和74的張開部分82延伸的多個(gè)端子80。非張開部分形成組合板寬度CPW。張開部分82提供端子80與印刷電路結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確對(duì)正，因此在優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)端子的遠(yuǎn)端之間的距離大于組合板寬度CPW。端子本身可以向外斜角，從而當(dāng)觸頭本體構(gòu)件層疊或者以其它方式彼此靠近安置時(shí)，不需要張開本體部分以形成適當(dāng)?shù)拈g距(例如，參見圖28中的端子)。張開部分82也可以提供主要通過(guò)對(duì)流方式進(jìn)行散熱的通道。還可以通過(guò)形成于梁78之間的間隙84和形成于自觸頭本體構(gòu)件延伸的相鄰梁之間的間隙86提供附加的散熱通道。
現(xiàn)在參看圖10，其中顯示了適合于與電源觸頭70配合的電源觸頭90。電源觸頭90包括一對(duì)層疊的板形本體構(gòu)件92和94。直梁96和斜角梁98從所述本體構(gòu)件延伸，并且布置成分別與電源觸頭70的梁78和76準(zhǔn)確對(duì)正。也就是說(shuō)，梁78將接合梁96，并且梁76將接合梁98。每個(gè)本體構(gòu)件92和94包括從張開部分93延伸用于將電源觸頭90電連接至印刷電路結(jié)構(gòu)的多個(gè)端子95。圖11中舉例說(shuō)明了配合結(jié)構(gòu)中的電源觸頭70和90。
為了減小互補(bǔ)電源觸頭和容納所述觸頭的電連接器的配合力，觸頭梁可以通過(guò)尺寸差異或偏置技術(shù)而具有交錯(cuò)的延伸位置。作為示例，圖12至圖14顯示了從初始接合到基本上最終接合的過(guò)程中處于不同配合位置(或插入距離)上的示意性電源觸頭100和110。在表示第一級(jí)別的配合的圖12中，觸頭100的最長(zhǎng)直梁或葉片102接合觸頭110的對(duì)應(yīng)夾持梁112。由于通過(guò)插入直梁或葉片而分離或偏轉(zhuǎn)夾持梁所需的力的量，所以第一級(jí)別的配合中的力將最初達(dá)到峰值。之后，第一級(jí)別的配合中的配合力主要是因?yàn)橹绷汉托苯橇罕舜讼嗷セ瑒?dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力。圖13中顯示了第二級(jí)別的配合，其中觸頭110的第二長(zhǎng)的直梁或葉片114接合觸頭100的對(duì)應(yīng)夾持梁104。在第二級(jí)別的配合過(guò)程中的配合力由于附加的夾持梁被偏轉(zhuǎn)分離以及在第一級(jí)別的配合和第二級(jí)別的配合中已接合梁的累積摩擦力而產(chǎn)生。圖14中顯示了第三級(jí)別的配合，其中觸頭110的其余的直梁或葉片116接合觸頭100的其余的對(duì)應(yīng)夾持梁106。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以期望更少或更多的配合級(jí)別，而不是同一連接器內(nèi)的特定電源觸頭中以及電源觸頭陣列中的三個(gè)級(jí)別。如上所述，本發(fā)明的電連接器可以同時(shí)采用電源觸頭和信號(hào)觸頭。信號(hào)觸頭還可以相對(duì)于彼此，并且作為選擇，相對(duì)于電源觸頭的長(zhǎng)度，在長(zhǎng)度上交錯(cuò)。例如，信號(hào)觸頭可以具有至少兩個(gè)不同的信號(hào)觸頭長(zhǎng)度，并且這些長(zhǎng)度可以不同于任一電源觸頭長(zhǎng)度。
圖15至圖19是曲線圖，其顯示了(上面或下面說(shuō)明的)各種不同的示例性電源觸頭的配合力與插入距離之間的代表性關(guān)系。圖15中顯示了使用三個(gè)級(jí)別配合的示例性電源觸頭的配合力，其中峰值代表在每個(gè)配合級(jí)別處與直梁接合的夾持梁的偏轉(zhuǎn)。如果電源觸頭沒(méi)有采用交錯(cuò)配合，那么初始力將基本上為大約8N或14.5N的第一峰值的2.5倍。采用交錯(cuò)的配合點(diǎn)，在整個(gè)插入距離中觀察到的最大力小于10N。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，根據(jù)本發(fā)明的電源連接器的總體尺寸理論上只受到下面因素的限制，即母線或印刷電路結(jié)構(gòu)上的有效表面積和從印刷電路結(jié)構(gòu)測(cè)量的有效的連接器高度。因此，電源連接器系統(tǒng)可包括多個(gè)插頭電源觸頭和插頭信號(hào)觸頭，以及多個(gè)插座電源觸頭和插座信號(hào)觸頭。通過(guò)改變各個(gè)電源觸頭和信號(hào)觸頭的配合順序，在兩個(gè)電源連接器相隔很遠(yuǎn)時(shí)(初始接觸)將插頭與插座配合所需的初始力將降低，并且隨著連接器插頭與連接器插座之間的距離減小以及部分配合的插頭與插座之間的穩(wěn)定性增加而增大。根據(jù)連接器插頭與連接器插座之間減小的距離而施加增大的力的與機(jī)械優(yōu)勢(shì)協(xié)同作用，并且有助于防止連接器插頭和插座在初始配合過(guò)程中屈曲。
圖20中顯示了另一個(gè)示例性的電源觸頭120。電源觸頭120包括第一板形本體構(gòu)件122和第二板形本體構(gòu)件124。電源觸頭120可以稱為拼合式觸頭，該觸頭包括帶有切口128的上側(cè)區(qū)段126，其中所述切口形成在所述上側(cè)區(qū)段中用于接收下側(cè)區(qū)段130。上側(cè)區(qū)段126顯示為具有L形形狀；然而，同樣可以使用其它幾何形狀。下側(cè)區(qū)段130被構(gòu)造為基本上適配在切口128內(nèi)。如圖所示，上側(cè)區(qū)段126和下側(cè)區(qū)段130分別包括從前側(cè)邊緣延伸的一對(duì)斜角梁132和一對(duì)直梁134，以及用于接合印刷電路結(jié)構(gòu)的多個(gè)端子133。梁的數(shù)量和幾何形狀可以不同于圖中所示。圖21顯示了一對(duì)平行的幾乎相同的電源觸頭140、140a，它們適合于與拼合式觸頭120的上側(cè)區(qū)段和下側(cè)區(qū)段配合。每個(gè)電源觸頭140、140a具有可插在觸頭120的收縮斜角梁132之間的一對(duì)直梁142，和用于容納觸頭120的直梁134的一對(duì)收縮斜角梁144。
要注意的是，對(duì)于單個(gè)觸頭位置而言，如圖22中所示，本發(fā)明的電連接器也可以只使用上側(cè)區(qū)段或下側(cè)區(qū)段中的一者。通過(guò)在相鄰觸頭位置中交替使用上側(cè)觸頭和下側(cè)觸頭，可以獲得附加的觸頭至觸頭的間隔距離，從而允許觸頭傳輸大約350V的電壓，基于已發(fā)布安全標(biāo)準(zhǔn)，該電壓與如圖9和圖10以及圖20和圖21所示的上述觸頭相應(yīng)的0至150V額定值相比更高。由相應(yīng)拼合式觸頭中不存在觸頭的部分所形成的空出區(qū)域160可以提供散熱通道。當(dāng)用于總體連接器組件的情況中時(shí)，完整觸頭、拼合式觸頭和拼合式觸頭的上側(cè)區(qū)段或下側(cè)區(qū)段可以布置為使得可以在一個(gè)連接器內(nèi)應(yīng)用多個(gè)電流強(qiáng)度和電壓級(jí)別。例如，圖22中所示的示例性連接器150包括設(shè)置用于如上所述高壓的上側(cè)和下側(cè)觸頭部分152的陣列、能夠傳輸大約0至50A的完整觸頭154的陣列、以縮小間距設(shè)置的能夠傳輸大約0至25A的拼合式觸頭156的陣列以及信號(hào)觸頭158的陣列。不同電流強(qiáng)度的電源觸頭的數(shù)量可以小于或大于三個(gè)。而且，電源觸頭和信號(hào)觸頭的結(jié)構(gòu)可以不同于圖22中所示。最后，不同電源觸頭的額定電流強(qiáng)度可以不同于上面所述。
現(xiàn)在參看圖23，其中顯示了附加的配合式電源觸頭實(shí)施例。插座電源觸頭170包括層疊在第二板形本體構(gòu)件174上的第一板形本體構(gòu)件172。第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件每個(gè)分別包括一組切口173和175。優(yōu)選的是，切口組173與切口組175的相位不同。一個(gè)板形本體構(gòu)件的切口與另一個(gè)板形本體構(gòu)件的實(shí)體部分限定了多個(gè)觸頭接收空間176。觸頭接收空間176被構(gòu)造為容納配合插塞觸頭，例如插塞觸頭180的梁。第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件中至少一者還包括用于與印刷電路結(jié)構(gòu)連接的端子171。在可選的插座觸頭實(shí)施例(未示出)中，使用了在外側(cè)表面上包括一組切口的單個(gè)板形本體構(gòu)件，其中所述切口具有小于單個(gè)板形本體構(gòu)件的寬度。
插塞觸頭180包括層疊在第二板形本體構(gòu)件184上的第一板形本體構(gòu)件182。第一板形本體構(gòu)件和第二板形本體構(gòu)件每個(gè)都包括用于與觸頭接收空間176接合的多個(gè)延伸梁186。如圖所示，一對(duì)梁186專用于配合插座觸頭170的每個(gè)對(duì)應(yīng)單獨(dú)的觸頭接收空間176。同樣可以使用多個(gè)單獨(dú)的梁。每對(duì)梁186包括可以改進(jìn)傳熱的間隙188。梁186是順從的并且在與觸頭接收空間176接合時(shí)將會(huì)彎曲。梁186可選地可包括球狀端部190。觸頭本體構(gòu)件182和184顯示為可選交錯(cuò)結(jié)構(gòu)以提供先配合一后斷開的結(jié)構(gòu)。
盡管上面說(shuō)明的電源觸頭已經(jīng)包括了兩個(gè)板形本體構(gòu)件，但是本發(fā)明提供的一些電源觸頭實(shí)施例(未示出)只包括單個(gè)板形本體構(gòu)件。并且本發(fā)明的其它電源觸頭結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)以上的板形本體構(gòu)件。圖24至圖26中分別顯示了示例性的插座觸頭200和插塞觸頭230。插座觸頭200和插塞觸頭230每個(gè)分別使用四個(gè)板形本體構(gòu)件。
插座電源觸頭200包括一對(duì)外側(cè)板形本體構(gòu)件202和204，以及一對(duì)內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件206和208。圖中以優(yōu)選的層疊結(jié)構(gòu)顯示了外側(cè)板形本體構(gòu)件對(duì)和內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件對(duì)；也就是說(shuō)，沿著相鄰本體構(gòu)件的相對(duì)表面的大部分基本上沒(méi)有間隙形成于相鄰本體構(gòu)件之間。多個(gè)端子201從一個(gè)或多個(gè)板形本體構(gòu)件延伸，并且優(yōu)選的是，從全部四個(gè)本體構(gòu)件延伸。成對(duì)外側(cè)板形本體構(gòu)件202、204中的每個(gè)分別包括張開部分203。張開部分203提供將端子與印刷電路結(jié)構(gòu)連接的適當(dāng)間隙并且可以通過(guò)所限定的間隙205而有助于散熱。第一對(duì)梁210從外側(cè)本體構(gòu)件202、204延伸，并且第二對(duì)梁212從內(nèi)側(cè)本體構(gòu)件206、208延伸。在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖所示，第一對(duì)梁210基本上與第二對(duì)梁212相接。在可選實(shí)施例中，梁210和212延伸至不同位置以提供不同的配合順序。梁210、212設(shè)計(jì)并且構(gòu)造成接合配合插塞觸頭230的結(jié)構(gòu)，并且還可以在相鄰梁210、212之間限定一個(gè)或多個(gè)散熱通道，并且由相對(duì)的梁210和212本身限定散熱通道215和216。梁210和212顯示為“夾持”或收縮結(jié)構(gòu)，但是同樣可以使用其它結(jié)構(gòu)。外側(cè)本體構(gòu)件對(duì)和內(nèi)側(cè)本體構(gòu)件對(duì)可以使用除上面所示之外用于接合插塞電源觸頭的附加的梁。
插塞觸頭230還包括一對(duì)外側(cè)板形本體構(gòu)件232和234，以及一對(duì)內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件236和238。與插座觸頭相似，外側(cè)板形本體構(gòu)件232、234中每個(gè)分別包括張開部分233以提供端子231從本體構(gòu)件延伸的適當(dāng)間隙。優(yōu)選的是，外側(cè)板形本體構(gòu)件232、234包括切除部分240。切除部分240暴露了內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件236、238的一部分以提供通過(guò)配合插座電源觸頭200進(jìn)行接合的可實(shí)現(xiàn)性，并且可以例如通過(guò)對(duì)流方式有助于散熱。作為示例并且如圖26中所示，插座觸頭200的梁210夾持插塞觸頭230的內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件236和238的暴露部分。
圖27中顯示了使用四個(gè)層疊本體構(gòu)件的另一個(gè)示例性電源觸頭241。電源觸頭241包括一對(duì)外側(cè)板形本體構(gòu)件242和244，其中每個(gè)外側(cè)板形本體構(gòu)件包括多個(gè)從前側(cè)邊緣延伸的懸臂直梁246。電源觸頭240還包括位于外側(cè)板形本體構(gòu)件242與244之間的一對(duì)內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件248和250。內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件248和250包括多個(gè)斜角懸臂梁252，它們收縮以限定夾持或插座梁。直梁246隔開以允許斜角梁252安置在它們之間。優(yōu)選的配合式電源觸頭(未示出)將包括相似的結(jié)構(gòu)，其中夾持梁對(duì)正梁246并且直梁對(duì)正梁252。在配合過(guò)程中梁246所受到的力將趨向于將外側(cè)板形本體構(gòu)件242和244保持在一起，而梁252所受到的力將趨向于將內(nèi)側(cè)板形本體構(gòu)件248和250推開。所述力共同作用時(shí)將彼此抵消以提供板形本體構(gòu)件的穩(wěn)定層疊而最少量的力傳遞至承載殼體。外側(cè)板242和244也將趨向于將內(nèi)側(cè)板248和250保持在一起。
至此所顯示和說(shuō)明的每個(gè)電源觸頭實(shí)施例都采用了多個(gè)彼此層疊在一起的板形本體構(gòu)件。在這種層疊結(jié)構(gòu)中，本體構(gòu)件至少沿著相對(duì)本體構(gòu)件表面的一部分彼此相互接觸。附圖顯示了沿它們的相對(duì)表面的大部分彼此相互接觸的板形本體構(gòu)件。然而，本發(fā)明所期望的可選觸頭實(shí)施例可以使它們相對(duì)表面的小部分相互接觸。例如，圖35中所示的示例性觸頭253包括一對(duì)板形本體構(gòu)件254和255。觸頭253包括板形本體構(gòu)件彼此層疊在一起的第一區(qū)域256和本體構(gòu)件隔開的第二區(qū)域257。第一區(qū)域256和第二區(qū)域257由斜角區(qū)域258相互連接。例如，第二區(qū)域257包括可通過(guò)對(duì)流方式有助于散熱的中間間隙259。要注意的是，板形本體構(gòu)件的層疊的和隔開的部分可以不同于圖35中所示。除了一定程度上層疊之外，多個(gè)板形本體構(gòu)件還可以完全隔開從而在相鄰觸頭本體構(gòu)件之間限定中間間隙。中間間隙可有助于傳熱。此外，一個(gè)配合觸頭可包括層疊板形本體構(gòu)件而另一個(gè)則不包括—在圖28和29中分別以配合式觸頭260和290顯示了這樣的一個(gè)實(shí)例，下面將進(jìn)行說(shuō)明。
圖28所示的觸頭260包括第一板形本體構(gòu)件262，其沿著第一板形本體構(gòu)件262和第二板形本體構(gòu)件264的內(nèi)表面的大部分層疊在第二板形本體構(gòu)件264上。每個(gè)所述板形本體構(gòu)件的前側(cè)部份263、265向外張開以限定用于接合配合觸頭290(圖29中所示)的觸頭接收空間266。在張開的前側(cè)部分263、265中顯示了可改進(jìn)散熱的可選開口268。
觸頭290包括并置的本體構(gòu)件292和294，優(yōu)選的是，所述本體構(gòu)件彼此隔開以在它們之間限定中間間隙296。本體構(gòu)件292、294的表面區(qū)域與中間間隙296結(jié)合從而允許主要通過(guò)對(duì)流方式進(jìn)行散熱。多個(gè)順從梁300、302從相應(yīng)的并置本體構(gòu)件292、294延伸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，梁300、302交替地從本體構(gòu)件292和294延伸。每個(gè)梁300、302包括鄰近部分304和遠(yuǎn)離部分306。相對(duì)的側(cè)部308和310通過(guò)連接部分312連接，所有這些部分設(shè)置在鄰近部分304與遠(yuǎn)離部分306之間。優(yōu)選的是，連接部分312限定了遠(yuǎn)離本體構(gòu)件292、294設(shè)置的封閉梁端部。前述梁的各部分共同形成球形(或箭頭形)梁，其為每個(gè)單獨(dú)梁300、302提供至少兩個(gè)接觸點(diǎn)。盡管所有觸頭梁300、302顯示為在尺寸和幾何形狀上相同，但是本發(fā)明還期望彼此不同的多種梁，它們沿著一個(gè)本體構(gòu)件變化，并且在本體構(gòu)件與本體構(gòu)件之間變化。圖29中所示梁的數(shù)量也可以變化為包括更多或更少的梁。
如圖29中所示，每個(gè)梁300、302的遠(yuǎn)離部分306與沒(méi)有從其延伸的本體構(gòu)件隔開，從而限定裂縫316。裂縫316有助于允許梁300、302在插入觸頭接收空間266時(shí)偏轉(zhuǎn)。間隙318還限定在每個(gè)本體構(gòu)件292、294上的相鄰梁300、302之間。間隙318具有高度H1，優(yōu)選的是，該高度等于或大于梁300、302的高度H2，從而一個(gè)本體構(gòu)件292的梁300可以與另一個(gè)本體構(gòu)件294的梁302相互咬合。
裂縫316和間隙296、318和320允許從本體構(gòu)件和順從梁散熱。在圖29中，觸頭290沿著與紙面所在的平面P重合的想象的縱向軸線L延伸。在圖29的結(jié)構(gòu)中，熱量將大體向上并且沿著想象的縱向軸線L通過(guò)對(duì)流方式而消散。梁300、302和本體構(gòu)件292、294限定了類煙囪結(jié)構(gòu)，其有助于流通熱量遠(yuǎn)離觸頭290。如果觸頭290在紙面所在的平面P內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度，則熱量仍然可以通過(guò)間隙316和318并且通過(guò)間隙296和320的開口端部消散。
本發(fā)明的優(yōu)選觸頭可以由適當(dāng)?shù)膸Р臎_壓或以其它方式形成。觸頭可以單獨(dú)形成或者作為選擇以兩個(gè)或多個(gè)為一組形成。優(yōu)選的是，帶材被模具沖壓從而以成品前或成品形式限定多個(gè)觸頭結(jié)構(gòu)。在模具沖壓操作之后可能需要附加的操作，例如將結(jié)構(gòu)連接在一起或者改變結(jié)構(gòu)的初始沖壓方位或構(gòu)造(例如，彎曲懸臂梁或觸頭本體部分)。參看圖30，其中顯示了示例性的帶條330和332，每個(gè)帶條包括多個(gè)板形本體構(gòu)件，所述板形本體構(gòu)件包括直梁和彎曲梁(優(yōu)選的是，在沖壓操作之后形成)以及從所述板形本體構(gòu)件延伸的多個(gè)端子。在電源觸頭包括第一本體構(gòu)件和第二本體構(gòu)件的情況下，左側(cè)和右側(cè)結(jié)構(gòu)這兩者可以沖壓和設(shè)置在單個(gè)帶條中。
各個(gè)觸頭元件可以與帶條330和332的其余結(jié)構(gòu)分離，然后插入連接器殼體中。在一種可選技術(shù)中，帶條可以層疊在一起然后放入用于形成包覆模制的觸頭副組件的模具中。在觸頭只采用單個(gè)本體構(gòu)件的情況下也可以使用單個(gè)帶條。并且兩個(gè)以上的帶條可以層疊并且包覆模制。合適的熱塑性材料在層疊本體構(gòu)件的大部分周圍流動(dòng)并固化以形成塑料殼體334，如圖31中所示。然后將觸頭副組件336與帶條分離，如圖32中所示。梁340從殼體334延伸以接合配合電源觸頭，并且端子342從殼體334延伸用于將包覆模制的觸頭連接在印刷電路結(jié)構(gòu)上。信號(hào)觸頭副組件也可以通過(guò)以帶條形式或者單獨(dú)地包覆模制一組信號(hào)觸頭而制成。例如，圖33中顯示了包覆模制的信號(hào)觸頭副組件350，其包括殼體352和一組信號(hào)觸頭354。圖34顯示了包括殼體362、兩個(gè)電源觸頭副組件336和多個(gè)信號(hào)觸頭副組件350的示例性電連接器360。
本發(fā)明的電源觸頭和信號(hào)觸頭由本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的合適的材料，例如銅合金制成。觸頭可以鍍有各種不同的材料，例如包括金或金和鎳的組合。觸頭的數(shù)量以及它們?cè)谶B接器殼體中的結(jié)構(gòu)不限于附圖中所示。本發(fā)明的一些優(yōu)選的電源觸頭包括彼此層疊在一起的板形本體構(gòu)件。層疊本體構(gòu)件允許連接器因?yàn)樵龃蟮臋M截面積(更小的電阻)而傳輸很大的電流并且具有增大表面積以有助于對(duì)流傳熱的潛力。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將很容易認(rèn)識(shí)到，板形本體構(gòu)件在形狀上可以為平坦的或者非平坦的。本發(fā)明還包括并置板形本體構(gòu)件，以至于本體構(gòu)件隔開以在它們之間限定中間間隙。中間間隙還可以主要通過(guò)對(duì)流方式改進(jìn)傳熱。觸頭板形本體構(gòu)件還可以包括開口或其它傳熱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的電連接器的殼體單元還可以包括用于改進(jìn)散熱的結(jié)構(gòu)，例如從連接器外部延伸至連接器內(nèi)部的通道，和鄰近所保持的電源觸頭的表面部分的殼體空缺或間隙。
從觸頭延伸的懸臂梁的數(shù)量、位置和幾何形狀不限于圖中所示。上述梁結(jié)構(gòu)中一些具有所述益處；然而，本發(fā)明的其它梁結(jié)構(gòu)可能不具有同樣的所述益處。
雖然已經(jīng)結(jié)合各個(gè)附圖的優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是可以理解，在不脫離本發(fā)明的前提下，可以使用其它類似實(shí)施例或者可以對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行改型和增添用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同功能。因此，本發(fā)明不應(yīng)該只限于任何單個(gè)實(shí)施例，而是限定在權(quán)利要求書中所提到的廣度和范圍中。
權(quán)利要求
1.一種配合式電源觸頭，包括a)第一電源觸頭，其包含第一對(duì)相對(duì)的非偏轉(zhuǎn)梁和第一對(duì)相對(duì)的可偏轉(zhuǎn)梁；和b)第二電源觸頭，其包含第二對(duì)相對(duì)的非偏轉(zhuǎn)梁和第二對(duì)相對(duì)的可偏轉(zhuǎn)梁；其中，所述第一對(duì)相對(duì)的非偏轉(zhuǎn)梁對(duì)正所述第二對(duì)相對(duì)的可偏轉(zhuǎn)梁，并且所述第一對(duì)相對(duì)的可偏轉(zhuǎn)梁對(duì)正所述第二對(duì)相對(duì)的非偏轉(zhuǎn)梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合式電源觸頭，其特征在于，所述第一電源觸頭包括至少一對(duì)相對(duì)的板形本體構(gòu)件和位于它們之間的中間間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合式電源觸頭，其特征在于，所述第一電源觸頭包括至少一對(duì)板形本體構(gòu)件，它們彼此層疊在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合式電源觸頭，其特征在于，所述第一電源觸頭包括設(shè)置在第二板形本體構(gòu)件附近的第一板形本體構(gòu)件，從而所述第一板形本體構(gòu)件和所述第二板形本體構(gòu)件沿著相面對(duì)的本體構(gòu)件表面的至少一部分彼此相互接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合式電源觸頭，其特征在于，還包括絕緣殼體，所述第一電源觸頭連接在所述絕緣殼體上。
6.一種電源觸頭，包括第一板，其限定第一非偏轉(zhuǎn)梁和第一可偏轉(zhuǎn)梁；以及第二板，其限定第二非偏轉(zhuǎn)梁和第二可偏轉(zhuǎn)梁，其中，所述第一板和所述第二板彼此并排設(shè)置以形成所述電源觸頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一非偏轉(zhuǎn)梁和所述第二非偏轉(zhuǎn)梁分別平行于彼此延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一非偏轉(zhuǎn)梁和所述第二非偏轉(zhuǎn)梁限定了分叉的單個(gè)非偏轉(zhuǎn)梁，其包括至少兩個(gè)相對(duì)接觸表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一非偏轉(zhuǎn)梁和所述第二非偏轉(zhuǎn)梁彼此相互物理接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一可偏轉(zhuǎn)梁和所述第二可偏轉(zhuǎn)梁平行于彼此延伸并且彼此隔開。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一板層疊在所述第二板上，以至于所述第一板和所述第二板沿著相對(duì)板表面的至少一部分彼此接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一板與所述第二板隔開。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源觸頭，其特征在于，所述電源觸頭包括第一區(qū)域，其中所述第一板層疊在所述第二板上；以及第二區(qū)域，其中所述第一板與所述第二板隔開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電源觸頭，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域通過(guò)斜角區(qū)域連接。
15.一種電連接器，包括絕緣殼體；以及根據(jù)權(quán)利要求6所述并且設(shè)置在所述絕緣殼體中的電源觸頭。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于傳輸電力的電連接器和觸頭。一個(gè)電源觸頭實(shí)施例包括形成第一非偏轉(zhuǎn)梁和第一可偏轉(zhuǎn)梁的第一板以及形成第二非偏轉(zhuǎn)梁和第二可偏轉(zhuǎn)梁的第二板。第一板和第二板彼此并排設(shè)置以形成電源觸頭。
文檔編號(hào)H01R13/02GK1902789SQ200480039373
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者克里斯托弗·G·戴利, 威爾弗雷德·J·斯溫, 斯圖爾特·C·斯托納, 克里斯托弗·J·克利沃斯基, 道格拉斯·M·瓊斯庫(kù) 申請(qǐng)人:Fci公司