CN104781993A - 电气端子 - Google Patents

Abstract

电气端子组件包括连接器主体和电气端子，该连接器主体具有在其内形成的通道。该电气端子包括具有接触臂的接触部分和具有与接触臂接合的弹簧臂的弹簧装置。该电气端子组件还包括防止电气端子在不正确方向上***到通道中的单向安装特征。

Description

电气端子

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月19日提交的序号为61/716,000的美国临时申请的权益，该申请的公开内容通过引用并入本文。

发明背景

本发明一般涉及用于电连接器的电气端子，如用于电动交通工具和混合动力交通工具的电连接器。电连接器通常具有由塑料或其它非导电材料制成的壳体。一个或多个阳电气端子或阴电气端子设置在壳体中。连接器具有阴电气端子或与具有阳引脚的连接器相连，使得配合的引脚和端子提供其之间的电气连通。引脚可以是滑入端子中与端子接触的条、圆柱体或板。阴电气端子通常由冲压金属坯料形成以包括一个或多个弹性臂，该一个或多个弹性臂与引脚的外边缘结合以提供它们之间的电气连通。往往重要的是，确保电气端子在壳体内被适当地放置，使得端子的平台或线连接器正确地定向。

发明概述

本发明涉及电气端子，并且特别是，涉及包括连接器主体和电气端子的电气端子组件，该连接器主体具有在其中形成的通道。电气端子包括具有接触臂的接触部分和具有与接触臂接合的弹簧臂的弹簧装置。电气端子组件还包括防止电气端子以错误方向***通道中的单向安装特征。

当按照附图阅读时，从以下优选的实施方案的详细描述中，本发明的各个方面对于本领域的技术人员将变得明显。

附图简述

图1是充电组件的示意图。

图2是电气端子的第一实施方案的透视图。

图3是图1的电气端子的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。

图4是电气端子的第二实施方案的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。

图5是电气端子的第三实施方案的透视图。

图6是图5的电气端子的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。

图7是电气端子的第四实施方案的透视图，其中接触部分被部分剖开地示出。

图8是电气端子的第五实施方案的透视图。

图9是在***连接器主体中之前示出的图8的电气端子的透视图。

图10是试图***连接器主体中但不正确地定向之前示出的图8的电气端子的透视图。

图11是说明所尝试的不正确安装的图10的电气端子和连接器主体的放大的透视图。

图12是电气端子的第六实施方案的透视图。

图13是电气端子的第七实施方案的透视图。

图14是电气端子的第八实施方案的透视图。

图15是电气端子的第九实施方案的透视图。

优选实施方案的详细说明

现在参考附图，在图1中示出通常以200表示的充电线组件。如将在下面描述的，关于图2到图12所示出和描述的各种电气端子可以用在该充电线组件的各个部件中。还应该理解的是，组件200仅仅是可使用本文中所描述的电气端子的适合的***的例子，并且该电气端子可以用于任何其他适合的电连接器组件中。

充电线组件200可以用于由远程电源202充电的电动交通工具或混合动力交通工具(例如，插电式混合动力)。例如，电源202可以被安装和安置在住宅的车库内或可以是充电站的一部分以提供用于给电动交通工具或混合动力交通工具的电池组充电的电力。在交通工具内的电池组可以接收和存储来自外部电源202的电能。组件200包括通常以204表示的充电线。充电线204是柔性电缆，其一端上具有交通工具连接器206并且在另一端上具有插头208。交通工具连接器206与交通工具引入部210配合以提供充电线204和交通工具之间的电气连通。交通工具引入部210处于与交通工具的电池组和其它电气部件的电气连通中。插头208与电源202的插座212配合以提供充电线204和电源202之间的电气连通。如本文所描述的单个或多个电气端子可以容纳在交通工具连接器206、插头208、交通工具引入部210和/或插座212中以便于相应的配合部件之间的电连接。电气端子配置为与连接器配合，如电引脚，该电引脚被重复地***和从与电气端子的接合中移除。

充电线204还可以包括在充电线204的端部之间连接的电缆控制盒214。电缆控制盒214可以容纳用于控制和调节经过充电线204的电流或电压的各个方面的各种电气部件。例如，控制盒214可以包括诸如接地故障保护和监视、充电器电路中断装置和指示灯的特征部。

图2示出了通常以10表示的电气端子的透视图。端子10包括具有接触部分基底13的接触部分12，该接触部分基底13具有形成大致矩形结构的侧部14、16、18、20。接触部分12还包括四对接触臂22、24、26、28，每对从侧部14、16、18、20的相应的侧部延伸。如在以下更详细描述的，接触臂对22、24、26、28被布置为接纳相配合的电气部件，如圆形或方形的引脚66，使得每对接触臂22、24、26、28接触相配合的电气部件。

端子10还包括弹簧装置30，该弹簧装置30包括四个弹簧臂32、34、36、38。弹簧臂32、34、36、38中的每个具有相应的弹簧体40、42、44、46，该弹簧体40、42、44、46沿相应的接触臂对22、24、26、28的中心部分设置。弹簧臂32、34、36、38中的每个还包括相应的弹簧头50、52、54、56，该弹簧头50、52、54、56在接触部分12的远端58附近与相应的接触臂对22、24、26、28接触。弹簧头50、52、54、56在朝向相对的接触臂对的方向上对相应的接触臂对22、24、26、28施加力，例如，弹簧头56在朝向相对的接触臂对24的方向上对接触臂28施加力；类似地，接触头34在朝向相对的接触臂对28的方向上对接触臂24施加力。如在下面更详细解释的，弹簧装置的构造，并且特别是弹簧头与相应接触臂对的接触，增加了将要施加到配合的电气部件(例如引脚)的保持力。

虽然在图2中所示的实施方案是四个侧部的大致矩形结构，但是本发明的实施方案可以包括少于或多于四个侧部以创造不同类型的大致多面体结构。例如，三个侧部的结构可以具有大致三角形截面，并且五个侧部结构可以具有大致五边形截面。在这样的情况下，弹簧将不在朝向相对的接触臂对的方向上对一组接触臂施加力，因为上述例子具有奇数个侧部。然而，不管侧部的数目如何，弹簧将在朝向端子的中心轴线(例如，在图2中所示的轴线59)的方向上向相应接触臂施加力。

如端子10的端子可以有效地在高电流应用中使用，在高电流应用中软的铜导体可能在与某些高电流应用相关的潜在高热量存在的情况下失去其保持力。为了帮助避免这个问题，一些现有技术的电气端子使用具有更好的高温特性的铜合金；然而，这常常损害导电性，使用更纯的铜或使用更软的铜合金的导电性可以更好。在图2中所示的电气端子中，接触部分12可以由较软的铜材料制成，如C151，而弹簧装置30可以由较硬且坚固的钢制成，如301不锈钢。

虽然由弹簧头50、52、54、56施加到接触臂22、24、26、28的张力通常将足以将部件保持在其相关的方向上，但是如在图2中所示的实施方案提供了另外的特征以进一步确保相关的方向被保持。如在图2中所示，弹簧体40、42、44、46中的每个具有设置在相应对的接触臂22、24、26、28之间的至少一部分，这有助于确保弹簧头50、52、54、56在适合的位置上并且在接触臂对22、24、26、28中的相应的接触臂中的每个之间施加完全相等的力。

在图2中还示出，接触部分12包括配置为例如通过超声焊接与电线或其它电气部件连接的平台60。平台60从接触部分12的近端61延伸。平台60可具有用于与电线或其它电气部件配合的任何适合的形状并且可从接触部分12的侧部14、16、18、20中的任何一个(或侧部14、16、18、20的组合)延伸。

图3示出了在图1中所示的电气端子10的不完整视图。除弹簧臂和相应的弹簧体和弹簧头之外，弹簧装置30包括弹簧基底62，弹簧臂32、34、36、38中的每一个(还见图1)从该弹簧基底62向外延伸。弹簧基底62和弹簧臂32、34、36、38在此实施方案中由单一件材料制成。弹簧基底62包括穿过其布置的用于接纳相配合的电气部件(诸如，圆引脚66)的孔64。孔64的大小被设定为以期望的摩擦滑动配合接纳引脚66，使得产生充足的电接触然而允许引脚66从弹簧基底62的孔64缩回。该构造有助于支撑引脚66并且允许端子10与比可能以其他方式成为可能的引脚长得多的引脚的配合。即，如果引脚66和电端子10之间的唯一接触是在接触臂对22、24、26、28处(参见图2)，则引脚66和端子10之间的不期望的量的相对运动可能发生。具有配置有孔64的弹簧基底62提供了减少这种相对运动所需要的另外的支撑，并且因此允许端子10与较长的引脚接合，例如，引脚66。

在图4中示出通常以10'表示、具有接触部分12'的电气端子的第二实施方案。角分符号(')用于表示相似于在其它附图中所示出的特征的特征。弹簧装置68包括弹簧基底70，该弹簧基底70具有穿过其的孔72，但在该实施方案中，孔包括颈部73，该颈部73例如可以通过拉延工艺过程形成。该构造为引脚66'提供了另外的支撑，并且还可以加强弹簧装置68。孔72和颈部73的构造提供了适应引脚66和弹簧基底62之间的较长的接合的能力并且允许引脚66经过弹簧基底62的后平面。还在图4中示出，弹簧基底70设置在接触部分基底12内，并且弹簧臂32、34、36、38延伸穿过接触部分基底12并且沿着相应的接触臂对(还见图2)的外侧延伸。端子10'的相似构造在图3中示出。

在图5中示出通常以74表示的电气端子的第三实施方案的透视图。端子74包括具有接触部分基底78和形成大致矩形结构的四个侧部80、82、84、86的接触部分76。接触部分78还包括四个接触臂88、90、92、94。如上面关于图2所示的实施方案所描述的，在图5中所示的端子74也可以具有少于或多于四个的侧部，每个侧部具有从其延伸的其自己的接触臂。端子74还包括具有四个弹簧臂98、100、102、104的弹簧装置96。弹簧臂98、100、102、104中的每个由两个单个的长形构件构成，该构件跨立于接触臂88、90、92、94中的相应的一个，并且以弹簧头106、108、110、112终止。

弹簧头106、108、110、112在端子74的远端114附近各自接触接触臂88、90、92、94中的相应的一个并且在朝向接触臂88、90、92、94中的相对的一个的方向上施加力。更一般地，弹簧头106、108、110、112中的每个在朝向端子74的中心轴线115的方向上向接触臂88、90、92、94中的相应的一个施加力。如同在图1中所示的端子10，端子74包括配置为例如通过超声焊接与电线或其它电气部件连接的平台116。

在图6中示出了在图3中所示的电气端子74的不完整视图。除弹簧臂和相应的弹簧头(未在图6中标记)之外，弹簧装置96包括弹簧基底118，弹簧臂98、100、102、104中的每个(参见图5)从该弹簧基底118向外延伸。在该实施方案中，弹簧基底118和弹簧臂98、100、102、104由单件材料构成。弹簧基底118包括穿过其设置的用于接纳相配合的电气部件(如圆引脚122)的孔120。孔120的大小被设定为以期望的摩擦滑动配合接纳引脚122，使得产生充足的电接触然而允许引脚122从弹簧基底的孔120缩回。该构造有助于支撑引脚122并且允许端子74与比可能以其他方式成为可能的引脚长得多的引脚配合。

在图7中示出通常以74'表示、具有接触部分76'的电气端子的第四实施方案。弹簧装置124包括弹簧基底126，该弹簧基底126具有穿过其的孔128。在该实施方案中，孔128包括颈部130，该颈部130例如可以通过拉延工艺过程形成。该构造为引脚122'提供了另外的支撑，并且还可以加强弹簧装置124。孔128和颈部130的构造提供了适应引脚122'和弹簧基底126之间的较长的接合的能力并且允许引脚122'经过弹簧基底118的后平面。

在图8中示出了通常以310表示的电连接器的第五实施方案。端子310相似于在图2和图3中示出的端子10，但是一个区别是更短的长度以提供低轮廓设计并改进包装选择。端子310包括具有接触基底313的接触部分312，该接触基底313具有形成大致矩形结构的侧部314、316、318、320。接触部分312还包括四对接触臂322、324、326、328，每对接触臂从侧部314、316、318、320中的相应的侧部延伸。接触臂对322、324、326、328布置为接纳相配合的电气部件，如圆引脚或方引脚，使得每对接触臂322、324、326、328接触配合的电气部件。

端子310还包括外部弹簧装置330，该外部弹簧装置330包括四个弹簧臂332、334、336、338。弹簧臂332、334、336、338中的每个具有沿着相应的接触臂对322、324、326、328的中心部分设置的相应的弹簧体340、342、344、346。弹簧臂332、334、336、338中的每个还包括相应的弹簧头350、352、354、356，该弹簧头350、352、354、356在接触部分312的远端358附近与相应的接触臂对322、324、326、328接触。弹簧头350、352、354、356在朝向相对的接触臂对的方向上对相应的接触臂对322、324、326、328施加力，例如，弹簧头356在朝向相对的接触臂对324的方向上对接触臂328施加力；类似地，接触头334在朝向相对的接触臂对328的方向上对接触臂324施加力。弹簧装置的构造，并且特别是弹簧头与相应的接触臂对的接触，增加了将要施加到配合的电气部件(例如，引脚)的保持力。

在图8中还示出，接触部分312包括配置为例如通过超声焊接与电线或其它电气部件连接的平台360。平台360从接触部分312的近端361伸出。平台360可以具有用于与电线或其它电气部件配合的任何适合的形状并且可以从接触部分312的侧部314、316、318、320中的任何一个(或侧部314、316、318、320的组合)延伸。

端子310可以包括极性或单向安装特征，使得端子310在适合的或期望的方向上被安装到连接器主体中。例如，如在图9中所示，当将端子310适当地安装在连接器主体370中时，连接器主体370接纳端子310。应该理解的是，虽然连接器主体370被示出为配置成接纳单个端子310，但是连接器主体370可以配置为接纳任意数目的端子。例如，连接器主体370可以是交通工具连接器206、插头208、交通工具引入部210和/或插座212的一部分。连接器主体370包括第一端部372和第二端部374。连接器主体可以由塑料或其它非导电材料制成。连接器主体370包括穿过其形成的通道376。通道376界定连接器主体370的在第一端部372处的第一开口378和在第二端部处的第二开口380。为了安装端子310，端子310被***第一开口378中，如图9中所示。然而，第一开口378的形状是非对称的，使得端子310以预定的或所期望的方向配合在通道376内。在图9中示出的连接器主体370的实施方案中，通道376包括在其中形成的四个凹槽382、384、386和388。凹槽388具有大于其他三个凹槽382、384和386的宽度W_G'的宽度W_G。弹簧臂338的弹簧体346具有一部分，该部分的宽度Ws大于弹簧臂332、334和336的其他三个弹簧体340、342和344的宽度Ws'。凹槽388的宽度WG优选与弹簧体346的宽度Ws大小相同或略大于弹簧体346的宽度Ws。如在图10和图11所示，试图不正确地安装端子310(例如，弹簧臂388与凹槽386对齐(或凹槽382和凹槽384))产生了干涉，使得端子310不可***连接器主体370的通道378中。更具体的是，弹簧臂338的弹簧体346的宽度Ws大于凹槽386的宽度W_G'。

在图12中示出了通常以400表示的电气端子的第六实施方案。端子400相似于图5到图7中的端子74和74'。一个不同之处是端子400包括通过改变接触部分402的形状使其不对称的极性或单向安装特征。在图12中所示的实施方案中，接触部分402具在两个相邻侧部406和408之间的转角中形成的槽口404。接触部分的其他三个转角410不具有对应的槽口。连接器主体(未示出)可以具有对应的特征，使得端子400仅可在四个方向中的一个方向上***。例如，在连接器主体的通道中形成的单个凹槽可以被成形为仅接受槽口404。因此，应该理解的是，极性或单向特征可以在电气端子和/或连接器主体的任何适合的部分中形成和利用，并且不局限于本文中所示出的特定的例子。

相对于端子74和74'，电气端子400的另一个不同之处是平台420的形状和构造。代替相对平的板，平台420包括转角部分422和从基底部分426延伸的侧部部分424。平台420的构造可以适应电线、连接器或与端子400的接触部分402电连通的其它电气部件(未示出)。

在图13到图15中分别示出电端子500、502和504的第七、第八和第九实施方案。端子500、502和504具有不同地成形的平台，相比较于图2到图12中所示出的向后延伸的平台，这些平台在其它方向上延伸。应该注意的是，端子具有低轮廓构造，使得其相比较于端子10和74在长度上更短。应该理解的是，电气端子可以配置有具有任何适合的形状并且从接触部分的任何期望的侧部或转角延伸的一个或多个平台。

应该理解的是，端子310和连接器主体380可以以提供极性或单向安装特征的任何适合的方式配置。

本发明的原理和操作模式已经在其优选的实施方案中解释和说明。然而，必须理解的是，本发明可以以除具体解释和说明以外的方式来实践而不脱离本发明的精神或范围。

Claims (13)

1.一种电气端子组件，其包括：

连接器主体，其具有在其中形成的通道；以及

电气端子，其包括：

接触部分，其具有接触臂；以及

弹簧装置，其具有与所述接触臂接合的弹簧臂；

以及

单向安装特征，其防止所述电气端子在不正确的方向上***到所述通道中。

2.根据权利要求1所述的组件，其中所述单向安装特征由所述连接器主体的所述通道的不对称开口界定。

3.根据权利要求2所述的组件，其中所述电气端子包括多个侧部，并且其中第一侧部相对于其它侧部在尺寸上不同，使得所述电气端子只能够在一个方向上***所述通道中。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述通道包括多个凹槽，所述多个凹槽对应于所述电气端子的所述多个侧部，并且其中第一凹槽相对于其它凹槽在尺寸上不同，并且其中所述单向安装特征由所述第一侧部***所述第一凹槽内来界定。

5.根据权利要求4所述的组件，其中所述电气端子包括多个弹簧臂，并且其中所述第一侧部由具有与其它弹簧臂不同的宽度的第一弹簧臂的宽度界定。

6.根据权利要求1所述的组件，其中所述单向安装特征由所述接触部分的非对称形状界定。

7.根据权利要求1所述的组件，其中所述接触部分包括在其中形成的槽口。

8.根据权利要求7所述的组件，其中所述接触部分包括多个侧部，并且其中所述槽口只在所述接触部分的所述侧部中的一个中形成。

9.根据权利要求8所述的组件，其中所述接触部分由金属坯料形成。

10.根据权利要求9所述的组件，其中所述接触部分包括从所述接触部分的一个侧部延伸的平台。

11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述平台是平的。

12.根据权利要求10所述的组件，其中，所述平台包括从平的基部部分延伸的侧部部分。

13.根据权利要求10所述的组件，其中，所述平台在正交于所述端子***到所述通道中的轴线的方向上延伸。