技术领域
[0001] 本
发明涉及一种具有一对接触弹簧的功率连接器，接触弹簧相互相反且其间具有接收空间。
背景技术
[0002] 在一些电气系统中，功率经由总线和功率连接器传送给
电路板或者其他电气部件。总线一般包括具有相反侧面的由导体材料(例如，
铜)制成的平面体，其具有构造为被功率连接器接合的相反侧面。为此，现有的功率连接器包括一对相互相反的接触弹簧且其间具有接收空间。总线构造为插入接收空间。当总线插入时，接触弹簧接合总线并且被总线使得而背离于彼此偏转。当功率连接器和总线可操作地耦合联接时，每个接触弹簧偏置抵靠总线的一侧。
[0003] 传统的功率连接器的接触弹簧一般由一件常用片状的导电片材料(例如，铜)形成，下文中称为“接触坯”。接触坯可由较大件的片状材料
冲压而成。接触坯包括接触弹簧和连结触弹簧的连结部分。沿着连接部分折叠接触坯从而两个接触弹簧通过其间具有的接收空间而正确
定位。
[0004] 然而，由同一接触坯成形的接触弹簧可能具有某些局限性。在一些情况下，通过常用的接触坯制造接触弹簧的方法比较昂贵。例如，由于接触坯的尺寸，用带
镀工艺选择性地
电镀接触弹簧是困难的。因此，所用的电镀接触弹簧的工艺可应用过量的电镀材料(例如，
银)。此外，接触坯的尺寸对于卷机到卷机处理的制造工艺是不适合的。在卷机到卷机处理中，包括冲压的接触坯的片从开卷机卷至收卷机。在卷机之间移动时，冲压的坯可经历若干变化以成形和电镀接触弹簧。采用卷绕的工艺比不采用卷绕的制造工艺成本少、耗时少。然而，常用的接触坯形成的接触弹簧对于卷机到卷机处理可是不适合的。
[0005] 因而，需要能够以较低的成本容易地制造的功率连接器。
发明内容
[0006] 根据本发明，功率连接器包括一对分立的接触弹簧。每个接触弹簧包括具有相反的内侧和外侧表面的接触体，以及在内侧和外侧表面之间延伸的接触边缘。接触体包括弹簧
基座和从弹簧基座延伸的配合部分。弹簧基座由
锁定特征连结。锁定特征结构包括与其他弹簧基座摩擦接合以使弹簧基座互锁的一个弹簧基座的局部部分，其中配合部分被接收空间隔开，并构造成当导电部件插入接收空间时与导电部件接合。
附图说明
[0007] 图1是包括根据本发明一个
实施例形成的功率连接器的电气系统的透视图。
[0008] 图2示出了生产可用于图1的功率连接器的分立的接触弹簧的不同阶段。
[0009] 图3示出了包括连结操作之前的接触弹簧的部分的截面。
[0010] 图4示出了包括连结操作中的接触弹簧的部分的截面。
[0011] 图5示出了包括连结操作完成时的接触弹簧的部分的截面。
[0012] 图6是根据本发明一个实施例的功率连接器的分解图。
[0013] 图7是根据本发明一个实施例的功率连接器的透视图。
[0014] 图8示出了包括连结操作之前的接触弹簧的部分的截面。
[0015] 图9示出了包括连结操作后的图8的接触弹簧的部分的截面。
[0016] 图10是据本发明一个实施例的接触组件的透视图，该接触组件包括图8的接触弹簧。
具体实施方式
[0017] 本文所述的实施例包括功率连接器和具有接触弹簧的电气系统，该接触弹簧构造成与常用的导电部件(例如，总线、电触头，或电共用触头)接合以用于电功率的传输。接触弹簧是分立的元件，它们固定至彼此使得接触弹簧互锁。在特定的实施例中，接触弹簧包括一个或多个锁定特征，其中第一接触弹簧的局部部分直接联接至第二接触弹簧，使得第一和第二接触弹簧互锁。局部部分表示第一接触弹簧的发生形变(例如，弯曲、冲孔等)以接合第二接触弹簧的部分。在特定的实施例中，局部部分不包括限定对应的接触弹簧的轮廓的外边缘。换言之，接触弹簧的外边缘在形成锁定特征时不发生形变或者移动。
[0018] 发生形变之后，局部部分可以是与另一个接触弹簧摩擦接合的本体突出部(例如，突起部、突片等)。例如，第一接触弹簧的突起部可插入第二接触弹簧的凹进部，与限定凹进部的表面形成
过盈配合。在弯曲(例如，翻折)第一接触弹簧的突片以夹住第二接触弹簧的部分时，也可发生摩擦接合。在导电部件与接触弹簧接合的配合操作期间，摩擦接合可构造成维持接触弹簧的互锁关系。
[0019] 图1是根据一个实施例形成的电气系统100的透视图。在图1中，电气系统100及其各种部件相对于互相垂直的轴线191-193取向，该互相垂直的轴线包括配合轴线191、
俯仰(竖直)轴线192和横向(
水平)轴线193。尽管在一些实施例中，俯仰轴线192可沿着重
力方向延伸，但是本文所述的实施例无需具有相对于重力取向的任何特定取向。在示出的实施例中，电气系统100包括功率连接器102和导电部件104，导电部件104构造成给功率连接器102传送电功率或者从功率连接器102接收电功率。
[0020] 在示出的实施例中，导电部件104具有大致平面的本体，该本体包括相反的侧面106、108以及前边缘110。导电部件104的均匀厚度T1可以在侧面106、108之间延伸。举例来说，导电部件104可以是总线。如图1所示，导电部件104被取向以沿平行于配合轴线和俯仰轴线191、192延伸的平面延伸。在其他实施例中，导电部件104可以是能够传输电功率的另一个元件。例如，导电部件104可以是一个或多个电触头。例如，导电部件104可构造成传输至少200A的
电流。
[0021] 功率连接器102包括具有配合端114和接触腔116的电绝缘连接器壳体或者护罩112。连接器壳体112在允许导电部件104插入接触腔116的配合端114具有开口或槽118。功率连接器102还具有位于接触腔116内的接触组件119。接触组件119包括构造成与导电部件
104电接合的接触弹簧120、122。接触弹簧120、122设置在接触腔116内。更具体地，接触弹簧
120、122彼此隔开并且其间具有接收空间124。接触弹簧120构造成与侧面106接合，接触弹簧122构造成与侧面108接合。
[0022] 在示例性实施方式中，接触弹簧120、122是分立元件，它们机械地连结在一起以与导电部件104接合。接触弹簧120、122是电共用的。如本文所使用的，术语“分立”的是指对应的元件是完全分开和隔开的元件。例如，接触弹簧120、122不是由一件常用的片状材料成形的。反而，每个接触弹簧120、122可以是由片状材料独立冲压成形并随后被连结的。例如，连结操作可包括形成摩擦接合(例如，过盈配合、卡扣配合等)以使接触弹簧120、122彼此固定。在一些实施例中，连结操作可是不可逆的，使得为将其隔开而损坏接触弹簧120、122是没必要的。在某些实施例中，接触弹簧120、122既不通过紧固
硬件(例如，螺钉、
螺栓、插塞等)连结也不通过接触弹簧120、122的熔接/
焊接而连结在一起。
[0023] 在配合操作期间，导电部件104的前边缘110沿配合轴线191在插入方向I1上移动，穿过开口118进入接触弹簧120、122之间的接收空间124。接触弹簧120、122可与导电部件104接合并背离于彼此偏转。更具体地，接触弹簧120、122可以沿着横向轴线193在相反的方向上偏转。接触弹簧120、122沿相应的侧面106、108滑动并
挤压侧面106、108。在配合操作期间，导电部件104可与连接器壳体112接合。开口118可成形为使得连接器壳体112引导导电部件104到适合的取向上以与接触弹簧120、122接合。
[0024] 接触组件119构造成与诸如功率
电缆130、132的电源电联接。例如，如图1所示，功率连接器102具有与配合端114相反的加载端126。接触弹簧120、122分别具有位于接近加载端126的安装部分140、142。接触弹簧120、122在对应的
端子134、136处分别与功率电缆130、132联接。端子134、136示为环形端子，但是可使用其他类型的端子或端接方法。更具体地，端子134、136可分别与安装部分140、142直接联接。如图所示，端子134、136可夹在各自的安装部分和头部144或
紧固件146的其他特征之间。在其他实施例中，电源可以是可直接安装安装部件140、142的
电路板、总线或其他部件(未示出)。
[0025] 图1中，功率连接器102具有偏移直
角构造，其中安装部分140、142安装到面向垂直于插入方向I1的方向的表面(未示出)。更具体地，安装部分140、142平行于由配合轴线和横向轴线191、193限定的平面延伸。然而，替代的安装构造可用于其他实施例中。例如，安装部分可具有同轴构造，其中安装部分沿着或平行于由配合轴线和俯仰轴线191、192限定的平面延伸。作为另一示例，安装部分可取向为平行于由俯仰轴线和横向轴线192、193限定的平面延伸。
[0026] 图2示出制造接触弹簧120、122的不同阶段291-293。在阶段291，将导电片材料(未示出)，例如片状金属，冲压成接触坯200以提供接触坯200。接触坯200具有第一侧表面202、第二侧表面204和在第一和第二侧表面202、204之间延伸的外冲压边缘206。冲压边缘206可包括或限定接触坯200的厚度T2。冲压边缘206的路径形成接触坯200的接触轮廓。
[0027] 接触坯200包括接触弹簧120、122的未形成的(例如，未成形的)部分。例如，接触坯200包括多个坯梁210、基座特征212、安装特征214和载体
支架216、218。尽管未示出，在制造接触弹簧期间，部分冲压边缘206可保持联接或附接至其他接触坯。更具体地，多个接触坯
200可由单卷片状金属冲压而成。在至少一个或多个制造阶段期间，接触坯200可保持附接至彼此。
[0028] 如图2所示，每个接触弹簧120、122可由接触坯200形成。更具体地，接触弹簧120、122可由两个具有相同轮廓的接触坯形成。然而，在替代实施例中，接触坯可构造成形成接触弹簧中的仅一个，另一个接触弹簧可由具有不同轮廓的接触坯(未示出)形成。
[0029] 在阶段292，接触坯200可成形为部分成形的接触坯200A或者部分成形的接触坯200B。在阶段293，接触坯200A进一步成形和冲压成接触弹簧120，接触坯200B进一步成形和冲压成接触弹簧122。相对于接触坯200A，第一和第二侧表面202、204成为接触弹簧120的外和内侧表面242、244。相对于接触坯200B，第一和第二侧表面202、204成为内和外侧表面
222、224。
[0030] 如相对于部分成形的接触坯200A、200B所示的，载体支架216、218可包括参考突出部217、219。在卷绕工艺期间，参考突出部217、219可用于帮助维持接触梁的形状。然而，参考突出部217、219可用于其他目的，例如帮助连接器壳体112(图1)与接触弹簧120、122(图1)的附接。
[0031] 关于阶段293，接触弹簧120包括具有相反的内和外侧表面244、242的接触体260，和在内和外侧表面244、242之间延伸的接触边缘262。接触体260成形为包括配合部分264、安装部分266和连结配合和安装部分264、266的弹簧基座268。同样地，接触弹簧122包括具有相反的内和外侧表面222、224的接触体270，和在内和外侧表面222、224之间延伸的接触边缘272。接触体270成形为包括配合部分274、安装部分276和连结配合和安装部分274、276的弹簧基座278。如本文所述，弹簧基座268和278构造成相互机械地连结以将接触弹簧120、122互锁。
[0032] 配合部分264、274包括接触指230。接触指230由坯梁210成形，并构造成与导电部件104的对应的侧面弹性地接合(图1)。在制造接触弹簧120、122期间的某个时候，例如阶段292和293之前、期间或之后，电镀材料可被施加至坯梁210(或者接触指230)。在特定的实施例中，电镀材料通过使用选择性带镀工艺施加。例如，可沿着接触指230将银或其他电镀材料施加至内侧表面222、224，或者，更具体地，施加至接触指230的远端231。
[0033] 图3-5分别示出连结操作之前、期间或之后弹簧基座278、268的截面视图。连结操作产生共同冲孔而成的锁定特征308(图5所示)，该锁定特征将弹簧基座278、268固定在一起。为了形成锁定特征308，弹簧基座278、268可沿着图3所示的界面305并排堆叠。为了说明，间隙示出在沿着界面305的弹簧基座278、268之间。然而，能理解的是，在连结操作之前弹簧基座278、268可沿界面305直接抵靠彼此(例如，图4和5所示)。更具体地，内侧表面222、244可直接抵靠彼此。外侧表面224、242背向界面305。
[0034] 如图3所示，界面平面P1在弹簧基座278、268之间沿界面305延伸。冲孔元件310可定位在接近弹簧基座278的外侧表面224。在示例性实施例中，冲孔元件310具有圆形截面，但是可以使用其他截面。冲孔元件310具有外部尺寸D1，在一些实施例中，外部尺寸D1可以是圆的直径。在图3中，冲孔元件310构造成使弹簧基座278的局部部分312发生形变。在示出的实施例中，在冲孔元件310使局部部分312发生形变时，局部部分312构造成与弹簧基座268的相似大小的局部部分315相接合。
[0035] 如图4所示，在连结操作期间，在冲孔方向Y1上驱动(例如，冲孔)冲孔元件310进入弹簧基座278的外侧表面224，并朝着弹簧基座268。弹簧基座278的局部部分312(图3)发生形变以产生主体突出部314，主体突出部314从弹簧基座278的其余部分(例如，弹簧基座278的没有因冲孔元件310发生形变的部分)突起。主体突出部314通过界面平面P1。经冲孔元件310驱动，主体突出部314还使弹簧基座268的局部部分315(图3)发生形变，以产生具有主体凹进部317的主体突出部316。主体凹进部317由内侧表面244的形变部分限定。
[0036] 除了冲孔元件310，用于形成锁定特征308的冲孔机(未示出)可包括砧座322和限定腔室320的可移动的臂324、326。尽管未示出，在冲孔工艺期间，也可沿着侧表面242设置模具以
支撑弹簧基座268、278。模具中的孔(未示出)可允许锁定特征308从其冲孔通过。驱动弹簧基座268的局部部分315在冲孔元件310使其发生形变时被驱动进入腔室320。定位砧座322以使得外侧表面242与砧座322接合。当外侧表面242与砧座322接合使得局部部分315(或者主体突出部316)可不再在冲孔方向Y1上移动时，局部部分315(或者主体突出部316)沿横向于冲孔方向Y1的方向上向外发生径向形变。可移动的臂324、326构造成允许侧向形变。更具体地，臂324、326构造成远离冲孔元件310移动或旋转，如图4所示。
[0037] 关于图5，由弹簧基座268的内侧表面244限定的主体凹进部317具有沿内侧表面244的凹进开口328。主体突出部314具有沿内侧表面222的远端冲孔轮廓330。由于上文所述的侧向形变，冲孔轮廓330的尺寸大于凹进开口328。如此以来，内侧表面222、244相互摩擦接合以防止主体突出部314从主体凹进部371移除。
[0038] 尽管图5只示出一个锁定特征308，其他实施例可包括多个共同冲孔而成的锁定特征。多个锁定特征的尺寸和形状可以是彼此一样的。在其他实施例中，锁定特征可以不一样。例如，锁定特征308通过局部部分312、315沿冲孔方向Y1发生形变而形成。然而，在一些实施例中，一个或多个锁定特征可通过使弹簧基座278、268的其他局部沿与冲孔方向Y1相反的方向发生形变而形成。还有在其他实施例中，多个共同冲孔而成的锁定特征可具有相互不同的尺寸。
[0039] 图6是功率连接器102的分解图。在示出的实施例中，连结的接触弹簧120、122组成接触组件119。接触组件119包括多个共同冲孔而成的锁定特征308A-308C。如图所示，在连结弹簧基座268、278时，弹簧基座268、278限定了其间的基座接缝280。配合部分264、274从基座接缝280延伸至接触指230的远端231。至少两个锁定特征308A、308B位于接近基座接缝280。锁定特征308A、308B构造成防止接触弹簧120、122分离。更具体地，当导电部件104(图
1)插入接收空间124时，配合部分264、274的接触指230因导电部件104而背离于彼此偏转。
锁定特征308A、308B构造成防止弹簧基座268、278沿基座接缝280分离。
[0040] 连接器壳体112的接触腔116的尺寸设计为接收接触组件119。在示出的实施例中，接触腔116构造成接收配合部分264、274和弹簧基座268、278。连接器壳体112包括相反的
侧壁282、284和在侧壁282、284之间延伸并连结侧壁282、284的顶壁286。侧壁282、284分别包括限定腔开口288的边缘283、285。在连接器壳体112安装到接触组件119上时，腔开口288的尺寸设计为接收接触组件119。
[0041] 图7是功率连接器102的透视图。如图所示，当功率连接器102被组装时，连接器壳体112定位在安装部分266、276上。在示出的实施例中，安装部分266、276通常在背离于连接器壳体112的相反方向上突起。然而，如本文所讨论的，在替代实施例中安装部分266、276可被不同地构造。
[0042] 在一些实施例中，连接器壳体112相对于接触组件119成形，以防止连接器壳体112在配合操作期间的移动。例如，侧壁282、284可限定通道296、298(图7中的虚线示出)。在连接器壳体112安装到接触组件119上时，通道296的大小和形状设计为接收锁定特征308A、308B，通道298的大小和形状设计为接收锁定特征308C。连接器壳体112的内表面限定通道
296、298。在一些实施例中，内表面可起到前挡
块的作用，防止连接器壳体112在插入方向I1上移动。具体地，如果导电部件104(图1)在配合操作期间与连接器壳体接合，连接器壳体
112和锁定特征308A-308C的相对尺寸可防止连接器壳体112相对于接触组件119移动。在一些实施例中，参考突出部219还可构造成与连接器壳体112的边缘(未示出)接合，并防止在插入方向I1上的移动。
[0043] 图8和9分别示出接触弹簧402、404在连结操作之前和之后的截面。接触弹簧402、404可具有与接触弹簧120、122(图1)的类似特征和元件。例如，接触弹簧402、404分别包括弹簧基座406、408，其沿界面410并排地定位。界面410可沿界面平面P2延伸。
[0044] 连结操作构造成产生锁定特征412(图9)。为此，弹簧基座406包括局部部分414，弹簧基座408包括由边缘418(图8)限定的窗口或开孔416(图8)(虚线示出)。局部部分414可以是从弹簧基座406冲压而成的突片。在连结操作期间，局部部分414弯折进入并穿过窗口416，使得局部部分414通过界面平面P2。突起穿通过窗口416时，局部部分414可称为主体突出部。在边缘418上可翻折局部部分414，以与(例如，夹紧)弹簧基座408的外侧表面420接合。
[0045] 图10是包括接触弹簧402、404的接触组件422的透视图。尽管未示出，接触组件422构造成被连接器壳体接收，从而形成功率连接器。在图10中，连接器组件422包括锁定特征412和以与锁定特征412相似的方式形成的锁定特征424。如图所示，局部部分414延伸穿过窗口416，并且被翻折以与弹簧基座408接合。类似地，弹簧基座406的局部部分426可发生形变，以延伸穿过弹簧基座408的窗口428，并翻折以与弹簧基座408接合。如图所示，局部部分
414、426在反方向上被翻折。
