CN102598421B - 单件式导电夹 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单件式导电夹，该单件式导电夹用于推入式线连接器。该单件式导电夹将电导体保持在连接器内并提供在两个或更多导体之间的电连接。该单件式导电夹有端子块，这些端子块包括弹簧和汇流条。弹簧和汇流条布置成使得弹簧夹持***该弹簧和汇流条之间的电线。端子块布置成单独的两排，其中，各排沿平面布置成与另一排大致平行。这能够在电导体之间进行竖直堆叠和水平相邻的电连接。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求美国非临时专利申请No.12/892435的优先权，该美国非临时专利申请No.12/892,435的申请日为2010年9月28日，它要求美国临时专利申请No.61/246,637的优先权，该美国临时专利申请No.61/246,637的申请日为2009年9月29日，这些文献都整个被本文参引。
技术领域
本发明通常涉及用于线连接器中的导电夹、触点或端子，其中，为了在导体之间形成电和机械连接的目的，电导体的端部置于连接器内。更具体地说，本发明涉及用于推入式线连接器中的整体或单件式导电夹，其中，为了在电线之间形成电和机械连接的目的，将电线的剥离端部的导体推入连接器中。
背景技术
推入式线连接器通常包括绝缘塑料壳体以及布置在该壳体内的模块式金属导电夹。通常，模块式导电夹由相互机械连接的至少两个金属件而构成。塑料壳体用于绝缘在导电夹和电导体或电线之间形成的电连接。模块式导电夹提供了电线/导体保持和电连接的功能。具体地说，模块式导电夹的一部分对着导体或电线施加力，以便一旦***壳体中就将它们保持在连接器内，更特别是保持在导电夹内。此外，模块式导电夹的另一部分提供在至少两个导体或电线之间的电连接(当它们***连接器内和更特别是与导电夹接合时)。
如上所述，通常，导电夹是模块式结构。通常，普通夹由相互机械连接的至少两个单独构件来构成。各构件只执行保持功能或连接功能中的一个。例如，普通夹包括弹簧部件和单独的导电板或汇流条。通常，弹簧和导电汇流条是单独的零件，它们进行装配以便提供模块式导电夹，该模块式导电夹执行上述功能。
此外，导电夹的各部分通常由不同材料构成。例如，弹簧部件通常由具有良好机械特性的材料来构成，例如不锈钢，以便允许弹簧部件弯曲。另一方面，汇流条由作为良好电导体的材料来构成，例如铜或镀锡铜，以便用于提供在模块式导电夹内的导电性。当装配时，弹簧部件通过将电线夹靠在汇流条上而对着***壳体内的电线施加力，且导电夹的汇流条部分用于短路，以便在***壳体内的电线之间产生电连接。
模块式或两件式导电夹的一个难题是导电夹通常必须在置于壳体内之前进行预装配。弹簧部件和汇流条通过一些机械方式(例如铆接、夹持或者其它一些互锁结构)而彼此附接。也可选择，也可以使用粘接剂来连接两个零件。不过，不管方法如何，模块式导电夹在置于壳体内之前的预装配使得连接器的制造处理复杂，部分是由于装配模块式导电夹所需的必要机器和人力。这种附加的预装配导致更高的制造成本。
其它现有技术的推入式连接器试图通过设计这样的连接器来消除导电夹的预装配步骤，该连接器不需要使得弹簧和汇流条相互物理连接，而是分别与壳体固定。尽管这消除了导电夹自身的预装配，但是该导电夹仍然需要将两个单独部件布置于壳体中。这又使得制造连接器所需的机器复杂，从而最终导致更高的制造成本。
还有包括整体或单件式导电夹的连接器。这样的导电夹通常执行将电线保持在壳体内和在电线之间产生电连接的两个功能。例如，这样的导电夹在美国专利No.4824395中所述。该导电夹包括：第一扁平基部部分；第二竖直部分，该第二竖直部分有对齐成排的多个开口；以及第三弹簧部分，该第三弹簧部分朝着第一部分往回折叠，以便确定悬臂弹簧。在使用中，当导体置于壳体内时，电线首先穿过竖直部分的开口延伸。一旦电线穿过开口延伸，它们与弹簧部分的端部相互作用，以便保持就位。弹簧部分在电线上提供了向下的夹持力，以便将它们保持在壳体内和使得不容易移出。
这种单件式导电夹的一个难题是它只容纳沿相同平面布置的一排连接端子。尽管这种设计在人们希望连接器能够连接相对较少的电线时(即三个或更少)很有用，但是当人们希望连接器能够连接更多电线时，连接器将变得大和笨重。通常，电连接器将置于紧密空间中，因此空间效率很重要。
一种整体或单件式导电夹提供了汇流条，该汇流条有用于各导体的单独插接或支承区域。例如，这样的导电夹在美国专利No.6893286中介绍。导电夹具有夹持支腿，该夹持支腿穿过窗口延伸，以便将导体夹持在支承部分上。这种导电夹的一个难题是由于支承部分各自相互隔离而引起的电导率问题。另一难题是导体容易从导电夹中意外移出。在使用隔离支承件的导电夹中，通常夹持支腿或弹簧指状件在汇流条的隔离支承件的远边缘附近夹持该导体。这种结构使得用户能够倾斜或者以其它方式定向该导体，以便减小在导体和弹簧指状件之间的角度，从而使得用户更容易地移出导体。
因此，还需要一种具有空间效率的整体或单件式导电夹，它能够很容易地制造和高效装配，并能够制造任意数目的可靠连接。
发明内容
在一个方面，本发明涉及一种单件式导电夹，用于电连接电线的剥离端部的至少两个导体。该单件式导电夹包括汇流条，该汇流条有第一和第二接触表面。第一端壁以一定角度离开第一接触表面延伸，第二端壁以一定角度离开第二接触表面延伸。第一弹簧指状件由第一端壁支承，并有与第一接触表面相对并指向该第一接触表面的活动夹持端部。第二弹簧指状件由第二端壁支承，并有与第二接触表面相对并指向该第二接触表面的活动夹持端部。夹持区域确定于各弹簧指状件夹持端部和相对的相应接触表面之间。当导体***夹内时，该导体与弹簧指状件夹持端部和相对的相应接触表面接合，并使得弹簧指状件朝着端壁偏转。
附图说明
图1是根据本发明的单件式导电夹的一个实施例的正视透视图。
图2是图1的单件式导电夹的侧视图。
图3是图1的单件式导电夹的正视图。
图4是图1的单件式导电夹的后视透视图。
图5是根据本发明的单件式导电夹的另一实施例的透视图。
具体实施方式
根据需要，这里介绍本发明的详细实施例，不过应当知道，所述实施例只是本发明的示例，本发明可以以不同形式来实施。因此，这里所述的特定细节并不是解释为进行限制，而只是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际上任意合适方式来实施本发明的代表基础。
这里详细介绍了具有空间效率的、用于在线连接器中使用的整体或单件式导电夹、触点或端子，其中，电线的剥离端部的导体置于连接器内。这些单件式夹制造简单，且在定位于连接器壳体内之前不需要任何预装配，因为它们为整体式。预装配的消除降低了连接器的成本，并减少了制造连接器所需的步骤。
单件式导电夹提供了电连接和机械保持器的功能。电连接通过连续汇流条而增强，该连续汇流条允许有横过整个汇流条的高电流承载能力。另外，本发明的单件式导电夹提供了沿两个单独和大致平行平面的两排连接端子。换句话说，导电夹设计成有在水平方向和竖直方向都堆叠的相邻连接端子，这形成有更高空间效率的连接器。
参考附图，图1-4表示了根据本发明的单件式导电夹10的第一实施例。导电夹10包括第一和第二端子块12和14，该第一和第二端子块12和14分别通过汇流条16来连接。在所示实施例中，端子块12、14绕与汇流条16的中部相交的水平平面对称。尽管端子块表示为绕中心平面对称，但是应当知道，各端子块的位置和尺寸可以以其它方式设置。例如，可以考虑各端子块可以有不同尺寸或者可以有不同数目的弹簧指状件。
在所示实施例中，汇流条为细长的，并大致U形，且提供了通过弯曲连接部分19而连接的两个大致平行和扁平的接触表面17和18。不过应当知道，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，汇流条和接触表面的形状可以变化。汇流条沿横向于***电线的轴线的方向(即从一个口至下一个口)连续。这与只接合单个电线且大致相互隔离的汇流条相比提供了好得多的电流承载能力。它还提高了汇流条的热导率。
在所示实施例中，各端子块12、14包括端壁22和从该端壁22伸出的一系列弹簧部件26。端壁与各接触表面17、18连接，并以一定角度离开它延伸。更具体地说，它们是与接触表面成大约90度延伸的竖直壁。不过应当知道，也可以使用其它角度或结构。
各弹簧部件26包括支承支腿28和弹簧指状件34，它们通过***的弯曲部32而连接。弯曲部32的曲率为使得弹簧指状件34以一定角度伸向相应接触表面17、18。在优选实施例中，处于静止或未驱动状态的弹簧指状件34以大约40至45度角度伸向接触表面；不过应当知道，也可以使用其它角度。在图3中，可以看见，弯曲部32和弹簧指状件34颈缩，以便提供逐渐变细的结构。
各弹簧指状件34还可以包括夹持端部38，该夹持端部38与汇流条的各接触表面相对。夹持端部设置成一旦导体***夹内就帮助保持该导体。更具体地说，夹持端部设置成咬入***的导体中，并当用户试图抽出电线时防止导体移出。在所示实施例中，夹持端部38有角形咬入边缘，该角形咬入边缘利用普通方法来铸造。铸造工作使得材料硬化，以便增加它的韧度和使得它更坚固，用于咬入导体中。
弹簧指状件的夹持端部38和相对的接触表面一起确定了在它们之间的夹持区域。夹持区域是所述夹的、通过柔性弹簧指状件34来使得导体抵靠汇流条的接触表面保持就位的部分。优选是，汇流条在夹持区域中的接触表面为基本扁平的，以便在导体和汇流条之间建立高品质的电连接。
弹簧部件26对齐成排，并各自由端壁22通过支承支腿28来支承，以使得弹簧指状件34与端壁间隔开。在图1-4所示的实施例中，端壁还确定了开口52，该开口52的尺寸和结构设置成接收电线的剥离端部或导体。开口52与各弹簧部件26对齐，以便使得导体能够很容易地穿过夹持区域并***开口52中。开口52可以为任意合适形状。例如，所示实施例的开口有大致矩形形状，不过本领域技术人员应当知道其它合适形状。
图5表示了根据本发明的整体或单件式弹簧夹的可选实施例。图5的弹簧夹与图1-4的弹簧夹类似。这里，单件式导电夹10a与图1-4的实施例类似，除了汇流条16a和弹簧支承支腿28a被拉长和省略端壁中的开口。
如图5中所示，导电夹还可以包括过大应力防护元件40。过大应力防护元件40可以通过沿三侧切割(而第四侧保持附接在弹簧支承支腿28a上)而成一体或单独地形成于弹簧支承支腿28a中。在所示实施例中，过大应力防护元件40从弹簧支承支腿28a向上(对于端子块14a)或向下(对于端子块12a)压制的。各元件40大致与弹簧部件26a的中心对齐。过大应力元件40用作止动器，并防止弹簧指状件34a过度弯曲和永久性变形，例如当人们试图将过大尺寸的电线***在弹簧指状件和汇流条之间时。通过改变元件40的位置和/或长度，能够改变过大应力防护元件量，尽管它通常需要与它的相关弹簧指状件34a成大约90°角度。
通常，本发明的整体或单件式夹由金属、合金或者多个金属或合金的组合来制造。优选是，使用的金属是良好的电导体，同时有所需的机械强度，以便产生夹持力，用于将电线保持在连接器中。合适的金属包括但不局限于：钢、铜、镍、锡、黄铜、磷青铜等。在一个实施例中，使用的金属或金属组合在美国专利No.4824395中所述，该美国专利No.4824395被本文参引。在另一实施例中，使用的金属为由Olin Brass开发的Alloy7025。合金将良好的电导率和热导率与高强度和良好的防应力松弛性相组合。不过应当知道，整体式弹簧夹可以由其它合适材料构成。
本发明的单件式导电夹可以通过冲压和/或弯曲金属板或金属合金板来制造。在所示实施例中，弹簧部件26和开口52通过冲压和除去材料而形成。不过应当知道，其它制造方法也可以使用。例如，开口52可以通过切开该开口的一部分和使得材料简单地向旁边弯曲(而不是除去该材料)而形成。这可以产生用于***的电线或导体的支承平台。
一旦导电夹弯曲和冲压成合适形状，导电夹将定位在专门设计成容纳该导电夹的合适绝缘壳体(未示出)内。这样的壳体通常由热塑性材料来制造，但是也可以由任意其它合适的电绝缘材料来制造。通常，这样的壳体包括某些类别的开口，用于接收导体或电线。这些开口通常成进口的形式，该进口引导电导体进入壳体内，更具体地说进入导电夹的夹持区域内。
为了方便，根据本发明的夹的操作将通过图1-4中所示的实施例的第一端子块12来介绍。大致表示为42的电线有绝缘体44和导体46。电线通过从导体的端部剥离绝缘体而以普通方式来准备，从而留下暴露或裸露的电线剥离端部，该剥离端部通过壳体(未示出)的进口引入。导体的剥离端部进入夹持区域，并与弹簧指状件34接合，更具体地说与弹簧指状件的夹持端部38接合。在第一端子块12中，导体46使得弹簧指状件34的夹持端部38向上离开接触表面17朝着端壁22偏转。这使得导体能够***在弹簧指状件34的端部38和接触表面17之间。当为第二端子块14时，导体46使得弹簧指状件34的夹持端部38向下离开接触表面18朝着端壁22偏转。这使得导体能够***在弹簧指状件34的端部38和接触表面18之间。在各端子块中，导体使得弹簧指状件偏离它的正常静止位置。这产生夹持力，该夹持力由弹簧指状件34施加在导体上，并将导体保持在指状件34和各接触表面17或18之间。导体退出端子的任何趋势都将由弹簧指状件来阻止，因为端部38将在自锁定作用中咬入导体内，这防止导体移出。需要时，导体能够进一步穿过在端壁22中的开口52(当有时)***连接器中。
由图2可以看见，由弹簧指状件的夹持端部38施加在导体上的竖直压力处于接触表面17或18的前边缘和后边缘的中间。在本例中，前侧和后侧参考电线的轴线，即电线的***方向。因此，接触表面的前边缘和后边缘并不是汇流条的侧边缘，而是与***的电线交叉的边缘。通过这种结构，在由弹簧指状件施加的力的竖直线的各侧由汇流条来支承导体。这样的优点是该支承将抵消电线绕横向、水平轴线翘曲或倾斜的任何趋势。避免这样的翘曲或倾斜将很有利，因为当允许翘曲或倾斜时，可能导致在夹持端部处在导体和弹簧指状件之间形成的角度减小。换句话说，这种翘曲或倾斜可能有这样的效果，使得导体运动成更接近与弹簧指状件平行的状态，其中，弹簧指状件的保持力减小，导体能够更容易地从该夹中拔出。汇流条的平表面也提高了在汇流条和导体之间的电接触。
应当知道，上述实施例示例说明了本发明原理的一些应用。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以进行多种变化，包括在这里单独介绍和要求保护的特征的组合。例如，导电夹还可以包括脱开特征，该脱开特征能够解除弹簧指状件作用在导体上的夹持力，并使得用户能够从该夹和(最终)连接器中移出电线。因此，本发明的范围并不由上述说明书来限定，而是在下面的权利要求中提出，且应当知道，权利要求可以涉及它的特征，包括在这里单独介绍或要求保护的特征的组合。
Claims (6)
1.一种单件式导电夹，用于电连接电线的剥离端部的至少两个导体，该导电夹包括：
汇流条，该汇流条有第一接触表面和第二接触表面；
第一端壁，该第一端壁与第一接触表面连接并从该第一接触表面伸出；第二端壁，该第二端壁与第二接触表面连接并从该第二接触表面伸出；
第一弹簧指状件，该第一弹簧指状件由第一端壁支承，并有与第一接触表面相对并指向该第一接触表面的活动夹持端部；
第二弹簧指状件，该第二弹簧指状件由第二端壁支承，并有与第二接触表面相对并指向该第二接触表面的活动夹持端部；
其中，夹持区域确定于各弹簧指状件夹持端部和相对的相应接触表面之间，当导体***该导电夹内时，该导体与弹簧指状件夹持端部和相对的相应接触表面接合，并使得弹簧指状件朝着端壁偏转，其中：各端壁确定了至少一个开口，该开口与夹持区域对齐，这样，当导体***时，该开口在导体经过夹持区域之后接收该导体，所述单件式导电夹还包括：至少一个附加弹簧指状件，该附加弹簧指状件由各端壁支承。
2.根据权利要求1所述的单件式导电夹，其中：汇流条有细长U形。
3.根据权利要求2所述的单件式导电夹，其中：接触表面大致相互平行。
4.根据权利要求1所述的单件式导电夹，其中：各端壁支承三个弹簧指状件。
5.根据权利要求1所述的单件式导电夹，其中：在夹持区域中的接触表面为大致扁平。
6.根据权利要求1所述的单件式导电夹，其中：各弹簧指状件的夹持端部为铸造。
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