專利名稱：電觸頭及陰端子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配置在可插入陽接點的陰接點內(nèi)部的電觸頭及陰端子。
背景技術(shù)：
作為超過100A的大電流用連接器，通過配置在陰接點內(nèi)部的具有圓筒形的彈簧形狀的多點接觸式電觸頭，從而取得與陽接點電連接。
例如，如圖5(a)和圖5(b)所示，現(xiàn)有的連接器51具備陰接點52；做成大致圓筒狀的、配置在陰接點52內(nèi)部并在其內(nèi)圓周可插入陽接點53的電觸頭54；以及可自如拔出插入地設(shè)置在陰接點52中的陽接點53。電觸頭54是以將它夾在陽接點53和陰接點52之間的形式而使用的。現(xiàn)有的電觸頭54用一個材質(zhì)制成，其材質(zhì)根據(jù)彈性及導(dǎo)電率兩者的性能選定。
此外，作為與本申請的發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息有專利文獻(xiàn)1日本特開平7-192794號公報和專利文獻(xiàn)2日本特開平8-31488號公報。
然而，為了用這種多點接觸式的電觸頭54進(jìn)行大電流通電，需要降低通電時的發(fā)熱和防止電弧的發(fā)生等，在這些現(xiàn)象已發(fā)生的情況下，可以認(rèn)為連接器51的殼體材料將熔化，或者將對周圍設(shè)備產(chǎn)生熱影響等不良影響。
現(xiàn)有技術(shù)為滿足大電流的要求，需要利用電觸頭54的彈力在陽接點53和陰接點52之間施加較大的力以減小接觸電阻并確保穩(wěn)定的電接觸，另外，為了能抑制電觸頭54自身的發(fā)熱，需要使用高導(dǎo)電率的材料。
在現(xiàn)有的觸頭材料中，使用了可得到彈性及導(dǎo)電性這兩方面特性的材料，使用磷青銅及鈹青銅。但是，無論什么樣的材料其導(dǎo)電率都低到約50％IACS以下，為了滿足大電流的要求，現(xiàn)實狀況是除了增大電觸頭54的容積外，沒有更好的辦法，因而很難在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上更小型化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種滿足了大電流通電要求的、具有彈性和高導(dǎo)電率的電觸頭及陰端子。
本發(fā)明是為了實現(xiàn)上述目的而創(chuàng)作的，方案1的發(fā)明是一種電觸頭，其配置于陰接點的內(nèi)部，其特征是，觸頭主體由導(dǎo)電構(gòu)件和彈簧構(gòu)件的復(fù)合材料制成。
方案2的電觸頭是在方案1的基礎(chǔ)上，其特征是，將板狀的導(dǎo)電構(gòu)件和板狀的彈簧構(gòu)件重疊在一起做成上述復(fù)合材料后，再將其做成大致圓筒形而作為上述觸頭主體。
方案3的電觸頭是在方案1的基礎(chǔ)上，其特征是，用板狀的導(dǎo)電構(gòu)件夾住板狀的彈簧構(gòu)件的兩面做成上述復(fù)合材料后，再將其做成大致圓筒形而作為上述觸頭主體。
方案4的電觸頭是在方案1～方案3中任一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，上述導(dǎo)電構(gòu)件由銅或銅合金構(gòu)成，上述彈簧構(gòu)件由SUS、磷青銅、鈹青銅及科森銅鎳硅合金中任何一種構(gòu)成。
方案5的電觸頭是在方案1～方案4中任一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，以上述導(dǎo)電構(gòu)件作為內(nèi)壁，以上述彈簧構(gòu)件作為外壁，并形成有與上述內(nèi)壁連接并位于上述外壁外側(cè)的由上述導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)成的外側(cè)接觸部。
方案6的電觸頭是在方案5的基礎(chǔ)上，其特征是，上述外側(cè)接觸部形成于上述外壁端部的徑向外側(cè)。
方案7的電觸頭是在方案5或方案6的基礎(chǔ)上，其特征是，上述外側(cè)接觸部是將上述內(nèi)壁的端部翻折到上述外壁端部的外側(cè)而形成的。
方案8的電觸頭是在方案5～方案7中任一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，上述外側(cè)接觸部是將上述內(nèi)壁的兩端部翻折到上述外壁的各自端部的外側(cè)而形成的。
方案9的電觸頭是在方案5～方案8中任一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，上述外側(cè)接觸部是將上述內(nèi)壁的端部與上述外壁的端部一起翻折到外側(cè)而形成的。
方案10的發(fā)明是一種陰端子，其特征是，形成具有用于插入陽接點的開口部；和與該開口部連通的觸頭容納室的陰接點，在該陰接點的上述觸頭容納室中容納了根據(jù)方案1～方案9中任一方案所述的電觸頭。
方案11的發(fā)明是一種陰端子，其特征是，形成具有用于插入陽接點的開口部；和與該開口部連通的電觸頭容納室的陰接點，在該陰接點的上述電觸頭容納室中容納了方案5～方案9中任一方案所述的電觸頭，使上述外側(cè)接觸部與該觸頭容納室的內(nèi)圓周接觸。
根據(jù)本發(fā)明，可以分別設(shè)定用單一材料無法得到的電觸頭的彈性和通電性能，其結(jié)果，可以確保陽接點和陰接點之間的更為穩(wěn)定的電接觸，可以滿足大電流化(大電流通電)的要求。


圖1(a)是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的連接器的縱剖視圖，圖1(b)是其橫剖視圖。
圖2是圖1所示的電觸頭的展開立體圖。
圖3是表示圖1所示的電觸頭的安裝狀態(tài)的圖。
圖4是圖1所示的連接器的立體圖。
圖5(a)是現(xiàn)有的連接器的縱剖視圖，圖5(b)是其橫剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的其它實施例的電觸頭的立體圖。
圖7是圖6的電觸頭的側(cè)剖視圖。
圖8是圖6的電觸頭的使用狀態(tài)的側(cè)剖視圖。
圖中1電觸頭，2觸頭主體，3導(dǎo)電構(gòu)件，4彈簧構(gòu)件，10連接器，11陰接點，12陽接點，61電觸頭，62導(dǎo)電構(gòu)件，63內(nèi)壁，64彈簧構(gòu)件，65外壁，66外側(cè)接觸部，67直管部，68中央部具體實施方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1(a)是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的連接器的縱剖視圖，圖1(b)是其橫剖視圖；圖2是圖1所示的電觸頭的展開立體圖；圖3是表示其展開狀體的圖；圖4是圖1所示的連接器的立體圖。
如圖1、圖3和圖4所示，本實施例的連接器用電觸頭1為了連接電線相互之間而做成大致圓筒形，并配置在圓筒形的陰接點11的內(nèi)部的同時，將棒狀的陽接點12插入到其內(nèi)圓周中，大致圓筒形的觸頭主體2以導(dǎo)電構(gòu)件3和彈簧構(gòu)件4的復(fù)合材料制成。
電觸頭1是以將它夾在陰接點11和陽接點12之間的形式而使用的。由于陰接點11和陽接點12的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的相同，因而省略其說明。
電觸頭1如圖2所示，在將板狀的導(dǎo)電構(gòu)件3和板狀的彈簧構(gòu)件4重疊做成復(fù)合材料(包層鋼材)5之后，沿該復(fù)合材料5的長度方向以一定間隔形成多個長軸垂直于長度方向的長孔(切口)6，以使彈簧構(gòu)件4作為內(nèi)側(cè)的方式將該復(fù)合材料5沿長度方向卷成圓形，做成如圖3所示的大致圓筒形的觸頭主體2。更具體的說，將大致圓筒形的觸頭主體2做成其中央部的直徑縮小而在徑向外側(cè)具有彈性。
在圖2的例子中，作為復(fù)合材料5使用的是導(dǎo)電構(gòu)件3比彈簧構(gòu)件4更厚的材料。這種情況，電觸頭1與圖5的現(xiàn)有的電觸頭54相比，既能確保彈性，又能大幅度地提高導(dǎo)電性。
作為電觸頭1的制造方法，首先，通過軋制接合等將作為導(dǎo)電構(gòu)件3的金屬板和作為彈簧構(gòu)件4的金屬板粘貼在一起而制成包層鋼材板。對這種包層鋼材板進(jìn)行沖孔加工并以一定間隔形成長孔6。并且，通過將形成了長孔6的包層鋼材板彎曲成大致圓筒形而得到電觸頭1。
導(dǎo)電構(gòu)件3例如由導(dǎo)電率高的材質(zhì)的銅或銅合金構(gòu)成。作為導(dǎo)電構(gòu)件3可以使用導(dǎo)電率為60％IACS以上的材料。本實施例中，作為導(dǎo)電構(gòu)件3使用的是銅(例如，C1020、C1100等)，其厚度為0.3mm。
彈簧構(gòu)件4由具有彈性(彈簧特性)的材質(zhì)，即SUS、磷青銅、鈹青銅、科森銅鎳硅合金中的任一種構(gòu)成。作為彈簧構(gòu)件4可以使用0.2％屈服強(qiáng)度為600MPa以上的材料。在本實施例中，作為彈簧構(gòu)件4使用SUS(SUS304、SUS301等)，其厚度為0.1mm。此外，作為陰接點11和陽接點12使用了由銅、黃銅或?qū)щ娐蕿?0％IACS以上的銅合金構(gòu)成的材料。
在形成略呈圓筒形的觸頭主體2時，可以將導(dǎo)電構(gòu)件3或彈簧構(gòu)件4的任何一方彎曲到內(nèi)側(cè)或外側(cè)。在觸頭主體2的表里兩面，為了保持其與陰接點11或陽接點12穩(wěn)定的接觸電阻，而實施鍍Sn、Ag、Au等。
另外，如圖1和圖4所示，本實施例的陰端子具有陰觸點11和電觸頭1。
下面，說明本實施例的作用。
當(dāng)將電觸頭1配置在陰接點11的內(nèi)部，而將陽接點12插入到電觸頭1的內(nèi)圓周時，通過陰接點11和導(dǎo)電構(gòu)件3接觸，陽接點12和彈簧構(gòu)件4接觸，陰接點11和陽接點12便實現(xiàn)電接觸。
電觸頭1通過采用使用了彈簧特性優(yōu)異的SUS或磷青銅、鈹青銅、科森銅鎳硅合金和通電性能優(yōu)異的銅或銅合金的復(fù)合材料來作為電觸頭1的材料，便可以分別設(shè)定用單一材料無法得到的電觸頭1的彈簧特性和通電性能。其結(jié)果，即使在陽接點12和陰接點11之間施加較大的力，也能降低接觸電阻，并確保更為穩(wěn)定的電接觸。
而且，如果采用與現(xiàn)有技術(shù)相同的厚度，由于能夠減小電觸頭1的電阻，因而可以通過抑制電觸頭自身的發(fā)熱以滿足大電流化(大電流通電)的要求。
另外，在電觸頭1中流過與現(xiàn)有技術(shù)相同的電流的情況下，便可實現(xiàn)電觸頭1和陰端子的小型化。
再有，在不變更導(dǎo)電構(gòu)件3厚度而通過增減彈簧構(gòu)件4的厚度，便可以適當(dāng)?shù)刈兏娪|頭1的彈簧特性。
通過變更彈簧特性，則可以變更陽接點12和陰接點11在嵌合時的拔出或插入力。另外，通過變更彈簧特性，就可以變更陰接點11和陽接點12的接觸電阻，可以設(shè)定能穩(wěn)定地保持電接觸的彈簧力。
在不變更彈簧構(gòu)件4厚度的情況下，通過增加導(dǎo)電構(gòu)件的厚度便可以提高能進(jìn)行通電的電流值，并提高電觸頭1自身的容許電流。
在上述實施例中，雖然是以將板狀的導(dǎo)電構(gòu)件3和板狀的彈簧構(gòu)件4重疊做成復(fù)合材料的例子進(jìn)行說明，但也可以用板狀的導(dǎo)電構(gòu)件3夾住板狀的彈簧構(gòu)件4的兩面而制成復(fù)合材料后，再將其彎曲成大致圓筒形而作為電觸頭主體。這種情況也能得到與上述相同的作用效果。
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的其它實施例。
如圖6及圖7所示，本發(fā)明的電觸頭61以導(dǎo)電構(gòu)件62為內(nèi)壁63，以彈簧構(gòu)件64為外壁65，形成與上述內(nèi)壁63連接并位于上述外壁65的外側(cè)的由上述導(dǎo)電構(gòu)件62構(gòu)成的外側(cè)接觸部66。
電觸頭61略呈圓筒形，其從長度方向的兩端部到既定的長度由外徑一定的直管部67構(gòu)成，其直管部67的外徑比長度方向的中央部68的外徑大。中央部68呈逐漸變細(xì)的形狀。在中央部上68形成有長圓形或橢圓形的切口69。
外側(cè)接觸部66如后面所述，由于是用于與陰接點直接接觸的部分，因而成為電觸頭61的直徑最大的部分。外側(cè)接觸部66雖然可以形成在電觸頭61長度方向上的任何地方，但在本實施例中，外側(cè)接觸部66形成在外壁65端部的徑向外側(cè)。
外側(cè)接觸部66是將內(nèi)壁63的端部翻折到外壁65端部的外側(cè)而形成的，由此，外側(cè)接觸部66與內(nèi)壁63便由一體連續(xù)的通電構(gòu)件62形成。當(dāng)然，即使外側(cè)接觸部66和內(nèi)壁63由分開的通電構(gòu)件形成，但只要外側(cè)接觸部66與內(nèi)壁63連接在一起即可。
再有，在本實施例中，外側(cè)接觸部66是將內(nèi)壁63的兩端翻折到外壁65的各自端部的外側(cè)而形成的。
在本實施例中，外側(cè)接觸部66是將內(nèi)壁63的端部與外壁65的端部對齊，內(nèi)壁63的端部與外壁65的端部一起翻折到外側(cè)而形成的。由此，作為外壁65的彈簧構(gòu)件64便翻折成與彈簧構(gòu)件64自身重疊，而內(nèi)壁63的通電構(gòu)件62以包覆該彈簧構(gòu)件64的方式形成端面610，并與外側(cè)接觸部66連接。此外，也可以將內(nèi)壁63的端部做得更長以便使其突出于外壁65的端部，然后將該突出部分翻折到外壁65端部的外側(cè)。
通電構(gòu)件62是例如銅或銅合金。彈簧構(gòu)件64是例如SUS、磷青銅、鈹青銅。即，電觸頭61使用的是將彈性優(yōu)異的導(dǎo)電率為50％IACS以下的銅合金或SUS制的彈簧構(gòu)件64，和導(dǎo)電率為80％IACS以上的通電性優(yōu)異的銅或銅合金制的通電構(gòu)件62結(jié)合而成的復(fù)合材料5(包層鋼材，參照圖2)。
為了將包層鋼材5加工成電觸頭61，將作為電觸頭61端部的包層鋼材5的寬度方向的兩端以彈簧構(gòu)件64向內(nèi)折疊的方式翻折而形成外側(cè)接觸部66，然后，以使外側(cè)接觸部66露出在外的方式將包層鋼材5卷成圓筒形，形成中央部68變細(xì)的形狀。
為了保持穩(wěn)定的接觸電阻，對電觸頭61的表面實施鍍Sn、Ag、Au等。
圖8表示電觸頭61的使用狀態(tài)。陽接點81是長度方向直徑均勻的圓棒。陽接點81的直徑做得比電觸頭61的長度方向的中央部68的變細(xì)部分的內(nèi)徑稍大。如圖所示，在將陽接點81插入到電觸頭61中的狀態(tài)下，電觸頭61的內(nèi)壁63的內(nèi)周面在其長度方向的中央部68與陽接點81的外周面接觸。
陰接點82是外徑比陽接點81大得多的圓筒，電觸頭61容納在其內(nèi)部。即，陰接點82具有圓筒狀的觸頭容納室83，該容納室83的內(nèi)徑基本上與電觸頭61的大外徑，即外側(cè)接觸部66的外徑相等。在陰接點82的一端形成被前端壁84包圍的、并具有比陽接點81的直徑稍大的孔徑的開口部85，該開口部85與觸頭容納室83連通。
觸頭容納室83的進(jìn)深基本上與電觸頭61的長度相同。容納在圓筒狀的觸頭容納室83中的電觸頭61，其外側(cè)接觸部66的外圓周在徑向與陰接點82的內(nèi)周面接觸，其一個端面610在長度方向與前端壁84的內(nèi)表面接觸的同時，其相反的端面610與觸頭容納室83的里側(cè)壁接觸。
陰端子是將電觸頭61容納在陰接點82的觸頭容納室83中而構(gòu)成的。
下面，根據(jù)圖8說明圖6、圖7的電觸頭61的作用效果。
電觸頭61與陰接點82接觸的部分是由通電構(gòu)件62構(gòu)成的部分(外側(cè)接觸部66和端面610)。另外，電觸頭61與陽接點81接觸的部分也是由通電構(gòu)件62構(gòu)成的部分(內(nèi)壁63的中央部68的變細(xì)部分)。并且，從內(nèi)壁63到外側(cè)接觸部66由一體的通電構(gòu)件62連續(xù)地形成。
因此，從陰接點82直至陽接點81的電流路徑通過外側(cè)接觸部66、端面610和內(nèi)壁63。由于電流路徑只由導(dǎo)電率高的通電構(gòu)件62形成，而不含導(dǎo)電率低的彈簧構(gòu)件64，因此，電觸頭61的導(dǎo)電率高。
另外，由于從內(nèi)壁63到外側(cè)接觸部66由一體的通電構(gòu)件62連續(xù)地形成，因而，沒有結(jié)合部，不存在接觸電阻。因此，電觸頭61的導(dǎo)電率高。
這樣，本發(fā)明的電觸頭61，由于與內(nèi)壁63連續(xù)形成的通電構(gòu)件62具有露出到外壁65外側(cè)的外側(cè)接觸部66，因而，盡管在結(jié)構(gòu)上含有彈簧構(gòu)件64，但由于電流路徑是只通過通電構(gòu)件62，因而導(dǎo)電率高。
電觸頭61由于導(dǎo)電率高而能抑制電觸頭61的發(fā)熱。因此，與現(xiàn)有的電觸頭相比，可以增大通電容量、流過大電流的同時，可實現(xiàn)小型化。
再有，本發(fā)明的電觸頭61即使為增強(qiáng)擠壓力而加厚彈簧構(gòu)件64，由于電流路徑是只通過由通電構(gòu)件62構(gòu)成的部分，而在厚度方向通過由彈簧構(gòu)件64構(gòu)成的外壁65的成分很少，因而，對電觸頭61整體的導(dǎo)電率沒有影響。也就是說，電觸頭61整體的導(dǎo)電率的決定與彈簧構(gòu)件64的厚度無關(guān)。
另外，本發(fā)明的電觸頭61若為了增大通電容量而加厚通電構(gòu)件62，則作為電觸頭61整體的通電容量增大。即，作為電觸頭61整體的通電容量的決定與彈簧構(gòu)件64的厚度無關(guān)。
另外，本發(fā)明的電觸頭61也可以通過將通電構(gòu)件62變更為導(dǎo)電率不同的其它通電材料來變更通電容量，這種情況也與彈簧構(gòu)件64的導(dǎo)電率或厚度無關(guān)。
在上述實施例中，由于外側(cè)接觸部66是將內(nèi)壁63的端部翻折到外壁65端部的外側(cè)而形成的，因而，可以在不增加構(gòu)件的情況下設(shè)置外側(cè)接觸部66，同時，如果在包層鋼材5是板材時預(yù)先將其翻折，則由于將該包層鋼材5卷成圓筒狀并露出在外部，所以很容易制造外側(cè)接觸部66。
權(quán)利要求
1.一種電觸頭，其配置于陰接點的內(nèi)部，其特征在于觸頭主體由導(dǎo)電構(gòu)件和彈簧構(gòu)件的復(fù)合材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電觸頭，其特征在于將板狀的導(dǎo)電構(gòu)件和板狀的彈簧構(gòu)件重疊在一起做成上述復(fù)合材料后，再將其做成大致圓筒形而作為上述觸頭主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電觸頭，其特征在于用板狀的導(dǎo)電構(gòu)件夾住板狀的彈簧構(gòu)件的兩面做成上述復(fù)合材料后，再將其做成大致圓筒形而作為上述觸頭主體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項所述的電觸頭，其特征在于上述導(dǎo)電構(gòu)件由銅或銅合金構(gòu)成，上述彈簧構(gòu)件由SUS、磷青銅、鈹青銅及科森銅鎳硅合金中的任何一種構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的電觸頭，其特征在于以上述導(dǎo)電構(gòu)件作為內(nèi)壁，以上述彈簧構(gòu)件作為外壁，并形成有與上述內(nèi)壁連接的位于上述外壁的外側(cè)的由上述導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)成的外側(cè)接觸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電觸頭，其特征在于上述外側(cè)接觸部形成于上述外壁端部的徑向外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電觸頭，其特征在于上述外側(cè)接觸部是將上述內(nèi)壁的端部翻折到上述外壁端部的外側(cè)而形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5～7中任何一項所述的電觸頭，其特征在于上述外側(cè)接觸部是將上述內(nèi)壁的兩端部翻折到上述外壁的各自端部的外側(cè)而形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5～8中任何一項所述的電觸頭，其特征在于上述外側(cè)接觸部是將上述內(nèi)壁的端部與上述外壁的端部一起翻折到外側(cè)而形成的。
10.一種陰端子，其特征在于形成具有用于插入陽接點的開口部；和與開口部連通的觸頭容納室的陰接點，在該陰接點的上述觸頭容納室中容納了上述權(quán)利要求1～9中任何一項所述的電觸頭。
11.一種陰端子，其特征在于形成具有用于插入陽接點的開口部；和與開口部連通的觸頭容納室的陰接點，在該陰接點的上述電觸頭容納室中容納上述權(quán)利要求5～9中任何一項所述的電觸頭，使上述外側(cè)接觸部與該觸頭容納室的內(nèi)周面接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滿足了大電流通電要求的、具有彈性和高導(dǎo)電率的電觸頭及陰端子。本發(fā)明的電觸頭(1)配置于陰接點(11)的內(nèi)部，其特征是，略呈圓筒形的觸頭主體(2)由導(dǎo)電構(gòu)件(3)和彈簧構(gòu)件(4)的復(fù)合材料制成。
文檔編號H01R13/187GK1979960SQ200610146788
公開日2007年6月13日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者竹原秀明, 千綿直文 申請人:日立電線株式會社