电力端子连接器 |
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| 申请号 | CN201480050501.9 | 申请日 | 2014-09-04 | 公开(公告)号 | CN105531882A | 公开(公告)日 | 2016-04-27 |
| 申请人 | 泰科电子公司; | 发明人 | 赵卫平; D.S.辛普森; | ||||
| 摘要 | 电 力 端子 连接器(102)，包括端子(152)，所述端子具有限定插座(202)的端子体(200)。所述端子体具有向所述插座敞开的前端(212)，所述插座接收电力端子。所述端子体具有在所述前端处由柱(218)分隔开的一系列凹口(216)。 接触 弹簧 (204)接收在所述插座中，并具有第一箍(224)和第二箍(226)，以及在所述第一箍和所述第二箍之间延伸的弹簧梁(228)。所述弹簧梁弹性的接合所述电力端子。所述箍接合所述端子体，以形成所述端子体和所述电力端子之间的电力通路。所述第一箍具有从其延伸并由间隙(232)分隔开的一系列凸片(230)。所述凸片接收在相对应的所述凹口中，且所述间隙接收相对应的所述柱，以将所述接触弹簧固定在端子盒中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电力端子连接器(102)，包括： |
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| 说明书全文 | 电力端子连接器技术领域[0001] 本文的主题总体上涉及用于连接器系统的电力端子连接器。 背景技术[0002] 电力端子连接器被用于不同类型的连接器系统中。一个应用是汽车应用，例如用于车辆电池的连接器。一些已知的电力端子连接器具有接收弹簧触头的端子体。弹簧触头形成端子体和连接至端子体的电力端子之间的电力通路。然而，在一些应用中，例如在汽车应用中，系统的振动可能导致弹簧触头和端子体之间的振动。该振动可能导致其之间的接口处的磨损(fretting)和腐蚀。此外，接触弹簧和端子体之间的电连接的表面区域可能被限制，导致跨接口的高电阻。发明内容 [0003] 该问题通过本文所描述的电力端子连接器来解决，所述电力端子连接器可以承受高振动，并具有电力端子连接器和任何电力端子之间的电力通路中的低电阻值。所述电力端子连接器包括端子，所述端子具有限定插座的端子体。所述端子体具有向所述插座敞开的前端，所述插座接收电力端子。所述端子体具有在所述前端处由柱分隔开的一系列凹口。接触弹簧接收在所述插座中，并具有第一箍和第二箍，弹簧梁在所述第一箍和所述第二箍之间延伸。所述弹簧梁弹性地接合所述电力端子。所述箍接合所述端子体，以形成所述端子体和所述电力端子之间的电力通路。所述第一箍具有从其延伸并由间隙分隔开的一系列凸片。所述凸片接收在相对应的凹口中，且所述间隙接收相对应的柱，以将所述接触弹簧固定在端子盒中。 附图说明 [0004] 现在将通过示例的方式参考附图来描述本发明，在附图中： [0005] 图1示出了根据示例性实施例形成的电力端子连接器。 [0006] 图2示出了使用了两个电力端子连接器的连接器系统，其中柔性导体电连接在第一电力端子连接器和第二电力端子连接器之间。 [0007] 图3示出了的电池的一部分，并示出了电力端子。 [0008] 图4是电力端子连接器的分解视图。 [0009] 图5是电力端子连接器的正面透视图。 [0010] 图6是电力端子连接器的一部分的放大视图。 [0011] 图7是电力端子连接器的一部分的横截面视图，并示出了装载至电力端子连接器中的电力端子。 具体实施方式[0012] 图1示出了根据示例性实施例形成的电力端子连接器102。电力端子连接器102配置为电连接至电力端子104。电力端子连接器102可以电连接至另一部件105，例如导体、母线(buss bar)、导线、线缆或另一类型的部件。电力端子连接器102可以向部件提供电力，或从部件接收电力。电力端子连接器102被用于将电力端子104与其它部件电连接。 [0013] 电力端子连接器102可以用于不同的应用中。例如，电力端子连接器102可以用作供电系统的一部分。电力端子连接器102可以用于汽车应用中，例如作为电池系统的一部分。在示例性实施例中，电力端子连接器102可以作为电池-至-电池连接器。然而，电力端子连接器102也可以用于其它应用中。图中示出的电力端子连接器102图示了示例性实施例，但在可替代的实施例中可以具有其它形状、部件或特征。 [0014] 图2示出了使用了两个电力端子连接器102的连接器系统100，其中柔性导体150电连接在第一电力端子连接器102和第二电力端子连接器102之间。第一电力端子连接器102和第二电力端子连接器102中的每一个电连接至部件(例如电池106、108)的相对应的第一电力端子104和第二电力端子105(也在图2中示出)。 [0015] 电力端子连接器102电连接电池106、108。电力端子连接器102和柔性导体150代表互连电池106、108的总线或跳线。电池106、108可以是用于车辆的任何电压的电池。可选的，车辆可以是电动车辆、混合动力电动车辆、或任何能量存储系统，而电池106、108可以作为用于电动车辆或混合动力电动车辆或任何能量存储系统的电力系统的一部分。 [0016] 电力端子连接器102是快速连接/快速断开类型的连接器，其可以容易和快速的端接至电力端子104、105(在图2中示出)。电力端子连接器102具有非常低的外形，从而节省了围绕电池106、108的空间。在可替代的实施例中，电力端子连接器102可以通过除柔性导体150之外的其它类型的部件连接。 [0017] 电池106、108中的每一个包括顶部110、垂直于顶部110的前部112、以及垂直于顶部110和前部112的侧部114。电池106、108的侧部114朝向彼此。顶部110、前部112和侧部114大致在电池106、108的拐角处交汇。在示例性实施例中，电池106、108包括在拐角处的缺口(notched-out)区域116。缺口区域116凹陷在顶部110的下方、前部112的后方、以及在侧部114向内。缺口区域116限定了窗口或包封(envelope)，其由沿顶部110、前部112和侧部114延伸的平面限定。 [0018] 柔性导体150跨越电池106、108的侧部114之间的接口，而电力端子连接器102设置在两个缺口区域116中。电力端子104、105设置在相对应的缺口区域116处。电力端子连接器102接收在缺口区域116中，从而电力端子连接器102不会延伸超过电池106、108的顶部110(例如在电池106、108的顶部110之上)。电力端子连接器102接收在缺口区域116中，从而电力端子连接器102不会延伸超过电池106、108的前部112(例如在电池106、108的前部112之外)。因此，其它的部件(例如另一电池)可以直接设置在电池106、108的前方，而不会与电力端子连接器102干涉。另一部件(例如封盖或盖子)可以沿电池106、108的顶部110延伸，而不会与电力端子连接器102干涉。在可替代的实施例中，电力端子连接器102的凹陷不是必须的，例如当没有空间限制时。 [0019] 在示例性实施例中，柔性导体150是允许电池106、108之间的相对运动的柔性导体。柔性导体150可以被焊接至电力端子连接器102。例如，柔性导体150可以被激光焊接、超声焊接或通过其它工艺焊接。在其它实施例中，柔性导体150可以通过其它方式或工艺而被机械和电气地端接至电力端子连接器102。柔性导体150可以是铜片的堆叠体。柔性导体150可以是形成导体的导线或者具有一个或多个股线的线缆或导线。柔性导体150跨越侧部114之间的接口，并适应电池106、108之间的不同的间隔、电池106、108的运动(例如来自振动)、以及诸如此类。在可替代的实施例中，除了柔性导体之外，其它类型的部件也可以用于连接电力端子连接器102，例如是母线、电力板、或其它类型的部件。 [0020] 图3示出了电池106、108的一部分，并示出了缺口区域116，电力端子104、105在相对应的缺口区域116处从电池106、108延伸。在示例性实施例中，电力端子104、105是电池106、108的固定连接器，为电力端子连接器102(在图1中示出)提供接口。 [0021] 电力端子104、105从电池106、108延伸，并被电耦接至电池106、108。在示例性实施例中，电力端子104、105是刀片式端子，其基本上是平的并沿刀片轴线(例如电力端子104、105的中心、纵向轴线)延伸。在可替代的实施例中，可以使用其它类型的电力端子，例如柱。 在可替代的实施例中，电力端子可以具有其它的形状，例如圆柱形。电力端子104、105中的每一个包括顶部120、底部122和末端124。电力端子104、105被示出为水平的延伸，然而电力端子104、105可以为其它的取向，例如竖直的。 [0022] 再次参考图2，在装配期间，电力端子连接器102通过其敞开的前部被装载至缺口区域116中。当电力端子连接器102被连接至电力端子104、105时，电力端子连接器102通过柔性导体150电连接电力端子104、105。电力端子连接器102是快速连接类型连接器，其可以快速和容易的耦接至电力端子104、105。可以在无需使用任何工具的情况下，将电力端子连接器102耦接至电力端子104、105。可以通过简单的将电力端子连接器102在装载方向上按压到电力端子104、105上来耦接电力端子连接器102，而无需任何其它促动、锁定或闩锁。 [0023] 图4是其中一个电力端子连接器102的分解视图。电力端子连接器102包括端子152、以及配置为接收在端子152中的接触弹簧204。端子152包括配置为电连接至柔性导体 150和电力端子104(在图3中示出)的端子体200。在示例性实施例中，端子体200与柔性导体 150分开设置，并耦接至柔性导体150(在图2中示出)，例如通过焊接。在示例性实施例中，端子体200是限定插座202的盒形。插座202的尺寸和形状设定为接收电力端子104。 [0024] 接触弹簧204被接收在端子体200的插座202中。接触弹簧204被用于将端子体200电连接至电力端子104。接触弹簧204限定端子体200和电力端子104之间的电力通路。接触弹簧204提供与端子体200接触的多个点。接触弹簧204提供与电力端子104接触的多个点。接触弹簧204限定与电力端子104可分离的配合接口，以允许快速连接和快速断开。接触弹簧204包括用于将接触弹簧204固定在端子体200中的特征，例如用以抵抗在接触弹簧204和端子体200的振动期间的磨损。 [0025] 在示出的实施例中，端子体200是具有矩形截面的盒形；然而，在可替代的实施例中，也可能是其它形状。端子体200包括限定插座202的顶壁206、底壁208和相对的侧壁210。可选的，柔性导体150可以被直接焊接至底壁208的外部。端子体200具有向插座202敞开的敞开的前端212。电力端子104配置为通过敞开的前端212被装载至插座202中。可选的，端子体200可以包括与前端212相对的敞开的后端214。敞开的后端214允许电力端子104完全通过端子体200，而不会触底抵靠(bottom out against)端子体200的任何部分。在示例性示例中，端子体200是冲压成形体，具有折叠为盒形的冲压工件，其自由端可选的固定在一起。 在可替代的实施例中，可能是其它的形状。 [0026] 端子体200包括用于将接触弹簧204固定在插座202内的固定特征。在示出的实施例中，固定特征包括由柱218分隔开的一系列凹口216。可选的，凹口216可以沿前端212和后端214两者设置。可替代的，凹口216可以沿前端212或后端214两者之一设置。可选的，凹口216可以沿顶壁206、底壁208和侧壁210设置。可替代的，凹口216可以沿较少的壁设置，例如顶壁206、底壁208或侧壁210。凹口216接收接触弹簧204的一些部分。接触弹簧204可以通过过盈配合固定在凹口216中。可选的，柱218可以围绕接触弹簧204锁定。例如，柱218可以向外展开(flared)至凹口216中，以将接触弹簧204俘获在凹口216中。在其它的实施例中，可以设置闩锁(latch)或其它特征来将接触弹簧204固定在凹口216中。 [0027] 接触弹簧204在前端220和后端222之间延伸。接触弹簧204具有一对周向箍，分别标识为在前端220处的第一箍224和在后端222处的第二箍226。第一箍224和第二箍226配置为：当接触弹簧204被装载至插座202中以将接触弹簧204电连接至端子体200时接合端子体200。可选的，箍224、226可以通过与顶壁206、底壁208和/或侧壁210的过盈配合保持在插座 202中。可选的，接触弹簧204可以是冲压成形件。 [0028] 多个弹簧梁228沿接触弹簧204的顶部和底部在周向箍224、226之间延伸，由此分别限定上弹簧梁228和下弹簧梁228。在示出的实施例中，弹簧梁228大致朝接触弹簧204的中间向内渐缩。上弹簧梁228和下弹簧梁228在插座202的中心处朝彼此延伸。弹簧梁228的形状确保了当电力端子104被装载至其中时，弹簧梁228接合电力端子104。在示例性实施例中，弹簧梁228是可挠曲的，且当电力端子104被装载至接触弹簧204中时，弹簧梁228可以向外挠曲。接触弹簧204限定电力端子104和端子体200之间的电通路。 [0029] 接触弹簧204包括用于将接触弹簧固定在插座202中的固定特征。在示出的实施例中，固定特征包括由间隙232分隔开的一系列凸片230。凸片230可以与接触弹簧204一起冲压并弯曲成形。可选的，凸片230可以从第一箍224和第二箍226两者延伸。可替代的，凸片230可以沿第一箍224或第二箍226两者之一设置。可选的，凸片230可以从箍224、226基本上垂直延伸。例如，凸片230可以以大约90°弯曲。可选的，凸片230可以在至少两个不同的方向上从第一箍224延伸。例如，凸片230可以从相对应的箍224、226的顶部向上延伸、从其底部向下延伸、以及从其两个侧部向外延伸。可替代的，凸片230可以设置在箍224、226的较少的部分上，例如仅在顶部或仅在底部上。 [0030] 凸片230接收在相对应的凹口216中。间隙232接收相对应的柱218。凸片230可以通过与邻近的柱218的过盈配合固定在凹口216中。柱218可以通过与邻近的凸片230的过盈配合固定在间隙232中。可选的，柱218可以围绕凸片230锁定。例如，柱218可以在凸片230的前面向外展开，以将凸片230俘获在凹口216。 [0031] 凸片230具有相对应的凸片宽度234。可选的，不同的凸片230可以具有不同的凸片宽度234。凹口216具有相对应的凹口宽度236。可选的，不同的凹口216可以具有不同的凹口宽度236。凹口216和凸片230可以是键特征，例如通过具有某些宽度，以确保接触弹簧204在端子体200中的单一取向。可选的，凸片230可以通过其他方式固定在凹口216中，例如通过展开柱218以将凸片230锁定在凹口216中。可替代的，凹口宽度236可以比相对应的凸片宽度234稍窄，以使得凸片230必须被强行装配在凹口216中。然后凸片230通过过盈配合保持在凹口216中。 [0032] 图5是电力端子连接器102的正面透视图，示出了装载至端子体200中的接触弹簧204。凸片230被接收在相对应的凹口216中，以将接触弹簧204固定在插座202中。凸片230可以通过过盈配合保持在凹口216中。该过盈配合减少了在电力端子连接器102的振动期间引起的磨损。可选的，电力端子连接器102可以如图所示的使用而无需展开柱218(所示的展开的示例向前参考图1和/或图6)。 [0033] 图6是电力端子连接器102的一部分的放大视图。图6示出了柱218被展开以将凸片230固定在相对应的凹口216中。柱218可以通过工具或模具来展开。 [0034] 柱218可以向外展开至凹口216中以形成展开边缘240。展开边缘240与凸片230重叠以将凸片230锁定在凹口216中。展开边缘240接合凸片230以形成与相对应的凸片230接触的点。在示例性实施例中，在端子体200的前端212处(然而类似的布置可以发生在后端214处)，每个凸片230接合前端212以形成与其接触的一个或多个点，每个凸片230接合相对应的凸片230的每侧上的一个或两个柱218以形成与其接触的一个或多个点，且每个凸片 230接合一个或多个展开边缘240以形成与其接触的一个或多个点。例如，每个凸片230包括第一边缘242和第二边缘244，以及在第一边缘242和第二边缘244之间延伸的第一侧面246和第二侧面248。第一边缘242和第二边缘244以及第一侧面246和第二侧面248中的每个具有与端子体200接触的至少一个点，以形成端子体200和接触弹簧204之间的电力通路。例如，第一边缘242和第二边缘244接合柱218。第一侧面246接合前端212。第二侧面248接合展开边缘240。此外，第一箍224可以接合端子体200以形成与其接触的一个或多个点。每个接触点限定接触弹簧204和端子体200之间的电力通路。在接触弹簧204和端子体200之间具有多个接触点降低了跨该接口的阻值，并且允许更大的电流流经该接口。 [0035] 图7是电力端子连接器102的一部分的横截面视图，示出了电力端子104被装载至端子152中。电力端子104的末端124被装载至插座202中并进入接触弹簧204中。上弹簧梁228和下弹簧梁228接合电力端子104的顶部120和底部122，以将端子152电连接至电力端子 104。 [0036] 接触弹簧204被装载至插座202中，以使得第一箍224和第二箍226分别邻接抵靠和接合靠近前端212和后端214的顶壁206和底壁208(以及图2中所示的侧壁210)的内表面250。箍224、226中的每一个限定与端子体200接触的至少一个点，以形成接触弹簧204和端子体200之间的电力通路。凸片230沿前端212和后端214从第一箍224和第二箍226延伸。每个凸片230的第一侧面246接合前端212，以形成与端子体200接触的一个或多个点。当(一个或多个)展开边缘240被按压抵靠第二侧面248时，每个凸片的第二侧面248接合(一个或多个)展开边缘240，以形成与端子体200接触的一个或多个点。 [0037] 在示例性实施例中，每个弹簧梁228可以限定与端子体200接触的额外的点，以形成接触弹簧和端子体200之间的另一电力通路。例如，在示例性实施例中，每个弹簧梁228包括面朝外朝向端子体200的过应力凸起(overstress bump)300。当电力端子104被装载至端子152中时，弹簧梁228向外挠曲。过应力凸起300被迫向外，直至过应力凸起300接合端子体200。弹簧梁228经由过应力凸起300和端子体200之间的直接接合而被电连接至端子体200，例如沿顶壁206或底壁208。过应力凸起300限制了弹簧梁228的挠曲量，防止弹簧梁228的过应力和/或塑性变形。当过应力凸起300接合端子体200时，弹簧梁228的进一步挠曲增加了传递到电力端子104上的弹簧力，这是由于当过应力凸起300接合端子体200时，弹簧梁228的有效梁长度被减小了。 [0038] 在示例性实施例中，每个弹簧梁228包括至少两个接触凸起302、304。接触凸起302、304限定配置为接合电力端子104的弹簧梁228的接口。由此，每个弹簧梁228包括与电力端子104接触的多个点，形成了其间更好的电连接。接触凸起302、304是弹簧梁228的最内侧部分，距离端子体200的最远内侧。当电力端子104被装载至端子152中时，接触凸起302、 304是弹簧梁228与电力端子104直接接触的部分。可选的，接触凸起302、304可以由过应力凸起300限定。例如，接触凸起302、304可以位于弹簧梁228开始转变或向外形成以限定过应力凸起300的位置。过应力凸起300位于接触凸起302、304之间。 [0039] 可选的，过应力凸起300和相对应的接触凸起302、304可以沿弹簧梁228大约居中在第一箍224和第二箍226之间。可选的，弹簧梁228可以形成具有偏移的过应力凸起300以及偏移的接触凸起302、304。例如，相邻的弹簧梁228可以具有偏移到向前位置或向后位置的凸起300、302、304(例如分别靠近前端220或靠近后端222)。该交错减少了用于将电力端子连接器102配合至电力端子104的总插入力。可选的，除了使每个交替的弹簧梁228交错之外，也可以使用凸起300、302、304的其它形式的偏移，例如使所有的上弹簧梁228向前交错，并使所有的下弹簧梁228向后交错。可选的，凸起300、302、304可以在多于两个不同位置交错。 |
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