專(zhuān)利名稱(chēng)：具有訂針連接的電觸頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電連接器，且更具體地涉及一種適于刺穿柔性扁平導(dǎo) 體電纜的電連接器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中公知的柔性電纜有，諸如柔性扁平導(dǎo)體(FFC)電纜，柔性 印刷電路(FPC)電纜。美國(guó)專(zhuān)利US4， 749， 368中公開(kāi)了一種可連接到 柔性電纜的接觸片端子。
所知的柔性電纜電觸頭或端子產(chǎn)品利用導(dǎo)體刺穿型的連接。這種連接 對(duì)于空間布置以及良好的電接觸及精確定位非常有利且是必要的。然而， 導(dǎo)體剌穿型的柔性電纜連接在面對(duì)(端接至)導(dǎo)體厚度超過(guò)0.006英寸的柔 性電纜時(shí)存在局限性。因此，需要一種柔性電纜觸頭，其可連接到導(dǎo)體厚 度為0.008英寸或更厚的柔性電纜。
目前的解決方案是從柔性電纜去除絕緣層，并將單獨(dú)導(dǎo)體"線型"連 接器屈接至導(dǎo)體。因此，需要一種柔性電纜電觸頭，其可連接到柔性電纜 的導(dǎo)體而無(wú)需從柔性電纜去除絕緣層，但仍使用導(dǎo)線刺穿型的連接而不是 單獨(dú)導(dǎo)體"線型"連接器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種柔性扁平連接器電纜電觸頭，包括: 適于連接至柔性扁平導(dǎo)體(FFC)電纜的電導(dǎo)體的第一連接部分；以及電耦 接至第一連接部分并適于電連接另一部件的第二連接部分。所述第一連接 部分包括至少一個(gè)訂針構(gòu)件，其具有孔和在孔處向外延伸的僅僅兩個(gè)針狀
體。每個(gè)針狀體具有適于刺穿FFC電纜的電導(dǎo)體的突出尖端。針狀體適于
在遠(yuǎn)離彼此的相反方向上產(chǎn)生變形，并返回朝向電導(dǎo)體，以?xún)H使用訂針構(gòu)
件的兩個(gè)針狀體來(lái)形成第一連接部分到FFC電纜的裝訂連接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種柔性扁平連接器電纜電觸頭，包 括適于連接至柔性扁平導(dǎo)體(FFC)電纜的電導(dǎo)體的第一連接部分；以及 電耦接至所述第一連接部分并適于電連接至另一部件的第二連接部分。第 一連接部分包括具有至少一個(gè)訂針構(gòu)件的基本上扁平的主部分，所述訂針 構(gòu)件僅包括兩個(gè)針狀體。每個(gè)針狀體通過(guò)彎曲部連接到所述主部分，并從 所述彎曲部相對(duì)于所述主部分以相同方向向外基本上垂直地延伸，在所述 針狀體之間具有孔。每個(gè)針狀體具有帶刀樣邊緣的尖端。每個(gè)針狀體除了 刀樣邊緣和彎曲部以外，具有橫截面均勻的基本扁平的形狀。針狀體適于
利用刀樣邊緣刺穿所述FFC電纜的所述電導(dǎo)體，并且返回朝向所述電導(dǎo)體
產(chǎn)生變形，從而僅利用所述訂針構(gòu)件的所述兩個(gè)針狀體來(lái)形成所述第一連
接部分到所述FFC電纜的裝訂連接。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法，提供了一種形成柔性扁平連接器電纜電觸頭
的方法，包括形成具有訂針構(gòu)件的所述電觸頭的第一連接部分，其包括
沖壓所述電觸頭的基本上扁平的主部分以形成孔和在所述孔處向外延伸的 僅僅兩個(gè)針狀體，其中每個(gè)針狀體在彎曲部從所述主部分延伸且具有帶刀 樣邊緣的遠(yuǎn)端尖端，并且所述每個(gè)針狀體除了所述邊緣和所述彎曲部以外，
具有橫截面均勻的基本扁平的形狀；以及形成第二連接部分，所述第二連 接部分連接至所述第一連接部分并適于機(jī)械且電氣地連接另一部件。


在以下結(jié)合附圖的描述中解釋了本發(fā)明的前述方面和其他特征，其中 圖1為具有包括本發(fā)明特征的電觸頭的柔性電纜的組件的透視圖； 圖2為圖1中示出的柔性電纜的局部截面圖； 圖3為圖1中示出的一個(gè)觸頭的立面?zhèn)纫晥D； 圖4為圖3中示出的觸頭的俯視平面圖5為圖3-4中示出的一個(gè)觸頭的訂針構(gòu)件的局部透視圖； 圖6為示出觸頭、柔性電纜和用于將觸頭連接到柔性電纜的裝訂模具 的定位的透視圖7為示出裝訂模具如何使接觸件的針狀體變形來(lái)將觸頭裝訂連接至 柔性電纜的截面圖；圖8為示出觸頭的針狀體裝訂連接至柔性電纜的放大的截面圖9為本方面替代實(shí)施例的電觸頭的部分透視圖10為圖9中示出的觸頭的立面端視圖；以及
圖11為圖9-10中示出的觸頭連接到柔性電纜的局部立面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)Dl，示出了具有本發(fā)明特征的電觸頭或端子10的透視圖，并示 出了其連接到柔性電纜12以形成組件14。盡管本發(fā)明通過(guò)附圖中示出的實(shí) 施例進(jìn)行說(shuō)明，但應(yīng)理解本發(fā)明可通過(guò)許多替代方式的實(shí)施例來(lái)實(shí)施。另 外，可使用任何合適尺寸、形狀或類(lèi)型的元件或材料。
觸頭10優(yōu)選插入外套(未示出)中以形成連接到柔性電纜12的電連接 器。參照?qǐng)D2，柔性電纜12通常包括電導(dǎo)體16和電絕緣外殼18。導(dǎo)體16 具有大致扁平的形狀，且間 隔地并排放置以形成大致扁平的電纜12。在過(guò) 去，如上所述，當(dāng)意圖用于刺穿型連接時(shí)，導(dǎo)體的厚度20約為0.006英寸 或更小，如美國(guó)專(zhuān)利US4， 749， 368所公開(kāi)的。然而，本發(fā)明的構(gòu)件適用 于具有0.008英寸或更厚的厚度20的導(dǎo)體，也適用于小于0.008英寸厚度 的導(dǎo)體。
參照?qǐng)D3和4，每個(gè)觸頭10 —般包括第一連接部分22和第二連接部分 24。在優(yōu)選實(shí)施例中，觸頭10由金屬片部件構(gòu)成，該金屬片部件沖壓并成 形為所示的形狀。觸頭10可由承載帶26上的多個(gè)其他相似的觸頭形成。 第一和第二連接部分彼此電耦接。
第一連接部分22適于將觸頭10機(jī)械且電氣地連接到柔性電纜12。第 二連接部分24適于電連接到另一部件，例如配對(duì)電連接器的觸頭。在所示 的實(shí)施例中，第二連接部分24包括適于容納配對(duì)電連接器的公觸頭的母連 接部。然而，在替代實(shí)施例中，可提供任何合適類(lèi)型的第二連接部分，例 如，包括公連接部或類(lèi)似于第一連接部分的連接部。
在所示的實(shí)施例中，第一連接部分22具有主部分30和兩個(gè)訂針構(gòu)件 28。主部分30基本上扁平。前一個(gè)訂針構(gòu)件28相對(duì)于后一個(gè)訂針構(gòu)件旋 轉(zhuǎn)90°，但在替代實(shí)施例中，兩個(gè)訂針構(gòu)件未相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。另外，雖然 將第一連接部分22描述為具有兩個(gè)訂針構(gòu)件28，但在替代實(shí)施例中，第一連接部分22也可具有多于兩個(gè)或少于兩個(gè)的訂針構(gòu)件。在另一替代實(shí)施例 中，第一連接部分可具有一個(gè)或多個(gè)訂針構(gòu)件28和其他連接構(gòu)件，諸如在 美國(guó)專(zhuān)利4， 749， 368中公開(kāi)的齒狀組，該美國(guó)專(zhuān)利合并在此作為參考。
再參照?qǐng)D5，每個(gè)訂針構(gòu)件28—般僅包括兩個(gè)針狀體32。通過(guò)沖壓主 部分30來(lái)形成針狀體32。在該沖壓工藝過(guò)程中形成孔34。因此，針狀體 32與主部分整體形成，且無(wú)需復(fù)雜的工藝即可輕易成形。在該實(shí)施例中， 針狀體形成在孔34的相對(duì)端。每個(gè)針狀體32通過(guò)彎曲部36連接到主部分 30。針狀體32 —般從彎部36相對(duì)于在針狀體之間具有孔34的主部分30 以相同方向基本上垂直地向外延伸。每個(gè)針狀體32具有帶刀樣邊緣的尖端 38。在替代實(shí)施例中，也可提供除刀樣邊緣之外的刺穿尖端或端部形狀。 除彎曲部36和刀樣邊緣38以外，每個(gè)針狀體32具有橫截面均勻的基本扁 平的形狀。如以下進(jìn)一步描述的，針狀體32適于利用刀樣邊緣刺穿柔性電 纜12的一個(gè)電導(dǎo)體16，并且針狀體返回朝向電導(dǎo)體產(chǎn)生變形，以利用每個(gè) 訂針構(gòu)件的僅僅兩個(gè)針狀體來(lái)形成第一連接部分與柔性電纜的裝訂連接。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6至圖8，將描述一個(gè)觸頭10與柔性電纜12的連接。連接 工藝使用了裝訂模具40。柔性電纜12位于模具40與觸頭10之間。模具 40包括兩個(gè)訂針成形凹進(jìn)部44。凹進(jìn)部44一般具有曲面形狀。模具40如 箭頭42的示出方向向觸頭10擠壓。這可使針狀體32刺穿外殼18和導(dǎo)體 26來(lái)接觸凹進(jìn)部44。隨著模具40進(jìn)一步向觸頭10的主部分30擠壓，針 狀體32變形為如圖7和8所示的彎曲形狀。更具體而言，針狀體32變形 為一般的裝訂針形狀，其中針狀體朝彼此的相反方向向外彎曲延伸。針狀 體32變形，使得尖端38返回朝向?qū)w16彎曲并將其包圍。在所示的實(shí)施 例中，尖端38向后彎曲到外殼18中。
如圖8中最佳可見(jiàn)的，隨著針狀體32的變形，它們形成向內(nèi)彎曲面44 和向外彎曲面46。針狀體32不僅僅刺穿導(dǎo)體16，它們還使得導(dǎo)體16變形， 以更好地電接觸針狀體32。更具體而言，導(dǎo)體16的部分48向后彎曲，使 得它們形成接觸針狀體的向內(nèi)彎曲面44的向外彎曲面。這增加了針狀體32 和導(dǎo)體16之間的接觸面積，以及接觸面積50和沿著針狀體側(cè)緣的接觸面 積。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種形成柔性電纜電觸頭的方法，其包括形成具有訂針構(gòu)件的電觸頭的第一連接部分，其包括沖壓所述電觸頭的基本扁 平的主部分以形成孔和在孔處向外延伸的僅僅兩個(gè)針狀體，其中每個(gè)針狀 體在彎曲部處從主部分延伸，且具有帶刀樣邊緣的遠(yuǎn)端尖端；除彎曲部和 刀樣邊緣以外，針狀體具有橫截面均勻的基本扁平的形狀；以及形成第二 連接部分，其連接到第一連接部分，并適于電氣且機(jī)械地連接另一部件。
根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種將電觸頭機(jī)械且電氣地連接到柔性電纜的電 導(dǎo)體的方法，其包括形成如上所述的電觸頭；以及在連接點(diǎn)處，將訂針 構(gòu)件裝訂連接到柔性電纜的電導(dǎo)體，而無(wú)需從連接點(diǎn)處的柔性電纜去除外 部絕緣層；其中，兩個(gè)針狀體以刀樣邊緣剌穿電導(dǎo)體，并返回朝向主部分 彎曲以形成訂針構(gòu)件與柔性電纜的裝訂連接，使用針狀體可通過(guò)電導(dǎo)體的 向外彎曲部分與針狀體的向內(nèi)彎曲部分相接觸來(lái)形成電連接。在返回朝向 主部分彎曲之前，針狀體可朝相反的向外方向彎曲。
不同于傳統(tǒng)的刺穿連接，如US4749368所描述的，通過(guò)形成具有刀樣 邊緣(或至少一個(gè)突出尖端)的針狀體32，并且除彎曲部和刀樣邊緣以外， 針狀體具有橫截面均勻的基本扁平的形狀，以及僅僅兩個(gè)針狀體，訂針構(gòu) 件相比于現(xiàn)有技術(shù)的刺穿體具有足夠的強(qiáng)度來(lái)刺穿更大厚度的導(dǎo)體。因此， 不需要去除絕緣外殼18,也不需要安裝單獨(dú)導(dǎo)體"線型"連接器。這在連 接工藝中節(jié)約可觀的時(shí)間和精力。節(jié)省的時(shí)間和精力導(dǎo)致成本的降低。因 此，可使用具有比現(xiàn)有技術(shù)中允許的更大厚度導(dǎo)體的柔性電纜制成刺穿型 連接。
還參照?qǐng)D8至圖9，示出本發(fā)明的替代實(shí)施例。在該實(shí)施例中，電觸頭 52包括第一連接部分54，該第一連接部分僅包括在該觸頭52的基本扁平 部60中位于孔58的相對(duì)端的兩個(gè)針狀體56。通過(guò)切割并彎曲部分扁平部 60來(lái)形成孔58及針狀體56。針狀體56具有正方形橫截面而不是針狀體32 的長(zhǎng)方形橫截面。每個(gè)針狀體56在彎曲部62從扁平部60外部延伸，形成 懸臂狀，并包括遠(yuǎn)端尖端64。在該實(shí)施例中，遠(yuǎn)端尖端64的頂端具有向內(nèi) 傾斜側(cè)面以及至少一個(gè)向前和后傾斜的面。
還參照?qǐng)D11，基本垂直的針狀體56剌穿電纜12并產(chǎn)生變形以將兩個(gè) 針狀體56返回朝向扁平部60彎曲。針狀體56刺穿導(dǎo)體12的底部并從電 纜12的頂部向外延伸。針狀體56彎曲成裝訂針形狀，針狀體56相對(duì)于彼此向外變形。突出尖端64整個(gè)穿過(guò)電纜12并反向進(jìn)入電纜12的絕緣體。 在該實(shí)施例中，尖端64在導(dǎo)體的頂部側(cè)刺穿返回朝向?qū)w12。然而，在替 代實(shí)施例中，尖端64也可不在導(dǎo)體的頂部側(cè)刺穿返回朝向?qū)w12。
本發(fā)明可應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)領(lǐng)域。然而本發(fā)明也不限于機(jī)動(dòng)車(chē)。本發(fā)明的 機(jī)動(dòng)車(chē)柔性連接器的應(yīng)用可包括
* 5安培觸頭，諸如用于連接到厚度為100微米銅導(dǎo)體的2.54mm間 距的0.64mm針腳；
* 15安培觸頭，諸如用于連接到厚度為200微米銅導(dǎo)體的0.8mmX 1.5mm片；或
* 25安培觸頭，諸如用于連接到厚度為200或300微米的銅導(dǎo)體的 0.8mmX2.8mm片
現(xiàn)有的刺穿柔性電纜觸頭不滿(mǎn)足5安培的需要，更滿(mǎn)足不了 15或25 安培的需要。現(xiàn)有的刺穿柔性電纜觸頭一般使用合金725材料。這種材料 不能提供足夠的縱向強(qiáng)度來(lái)刺穿柔性電纜中100微米的銅導(dǎo)體。刺穿柔性 電纜觸頭中的這種材料的導(dǎo)電率也只有約11%。使用合金18080替代合金 725可具有80%的導(dǎo)電率。在傳統(tǒng)模具中已成功地采樣了合金18080，以形 成傳統(tǒng)類(lèi)型的剌穿柔性電纜觸頭。使用合金18080來(lái)形成傳統(tǒng)類(lèi)型的刺穿 柔性電纜觸頭已經(jīng)成功地測(cè)試出可用于柔性電纜中100微米的銅導(dǎo)體，因 為這種材料具有足夠的縱向強(qiáng)度。然而，它們對(duì)具有超過(guò)100微米厚度的 導(dǎo)體的柔性電纜不能提供足夠的縱向強(qiáng)度。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，針狀體的縱向強(qiáng)度，以及針狀體的尖端和針 狀體的形狀，以及僅有兩個(gè)針狀體，允許本發(fā)明可使用合金725或合金18080 來(lái)連接具有100， 200或300微米厚度的導(dǎo)體的柔性電纜。
應(yīng)該理解，前述描述僅為本發(fā)明的說(shuō)明性描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不 偏離本發(fā)明的情況下可作出各種替代和修改。因此，本發(fā)明意欲包括落入 所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這些替代、修改和變型。
權(quán)利要求
1、一種電觸頭，包括第一連接部分，適于連接至柔性扁平導(dǎo)體(FFC)電纜的電導(dǎo)體；以及第二連接部分，電耦接至所述第一連接部分并適于電連接至另一部件；其中所述第一連接部分包括至少一個(gè)訂針構(gòu)件，所述訂針構(gòu)件包括孔和所述孔處向外延伸的僅僅兩個(gè)針狀體，其中每個(gè)針狀體包括適于刺穿所述FFC電纜的所述電導(dǎo)體的突出尖端，并且其中所述針狀體適于在遠(yuǎn)離彼此的相反方向上產(chǎn)生變形并返回朝向所述電導(dǎo)體，從而僅利用所述訂針構(gòu)件的兩個(gè)針狀體來(lái)形成所述第一連接部分到所述FFC電纜的裝訂連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的電觸頭，其中所述突出尖端包括刀樣邊緣。
3、 如權(quán)利要求l所述的電觸頭，其中每個(gè)針狀體通過(guò)彎曲部連接到主 部分，并從所述彎曲部相對(duì)于所述主部分以相同方向向外基本上垂直地延 伸。
4、 如權(quán)利要求l所述的電觸頭，其中每個(gè)針狀體除了所述針狀體的所 述突出尖端和底部以外，具有橫截面均勻的基本扁平的形狀。
5、 如權(quán)利要求l所述的電觸頭，其中所述至少一個(gè)訂針構(gòu)件包括兩個(gè) 間隔分開(kāi)的訂針構(gòu)件。
6、 如權(quán)利要求l所述的電觸頭，其中所述針狀體適于產(chǎn)生變形，使得 在所述針狀體變形之后，所述針狀體的向內(nèi)彎曲面與所述電導(dǎo)體的向外彎 曲面接觸。
7、 如權(quán)利要求l所述的電觸頭，其中所述電觸頭由成形的扁平金屬片 部件構(gòu)成。
8、 如權(quán)利要求1所述的電觸頭，其中所述電觸頭由合金18080構(gòu)成。
9、 一種電觸頭，包括第一連接部分，適于連接至柔性扁平導(dǎo)體(FFC)電纜的電導(dǎo)體；以及 第二連接部分，電耦接至所述第一連接部分并適于電連接至另一部件; 其中所述第一連接部分包括具有至少一個(gè)訂針構(gòu)件的基本上扁平的主 部分，所述訂針構(gòu)件僅包括兩個(gè)針狀體，其中每個(gè)針狀體通過(guò)彎曲部連接 到所述主部分，并從所述彎曲部相對(duì)于所述主部分以相同方向向外基本上 垂直地延伸，在所述針狀體之間具有孔，其中每個(gè)針狀體具有帶大體上突 出的邊緣的尖端，其中每個(gè)針狀體除了所述大體上突出的邊緣和所述彎曲 部之外，具有橫截面均勻的基本扁平的形狀，并且其中所述針狀體適于利 用所述突出的邊緣刺穿所述FFC電纜的所述電導(dǎo)體，并且在遠(yuǎn)離彼此的相 反方向上產(chǎn)生變形并返回朝向所述電導(dǎo)體，從而僅利用所述訂針構(gòu)件的所 述兩個(gè)針狀體來(lái)形成所述第一連接部分到所述FFC電纜的裝訂連接。
10、 如權(quán)利要求9所述的柔性電纜電觸頭，其中所述針狀體適于產(chǎn)生 變形，使得在所述針狀體變形之后，所述針狀體的向內(nèi)彎曲面與所述電導(dǎo) 體的向外彎曲面接觸。
11、 如權(quán)利要求9所述的柔性電纜電觸頭，其中所述至少一個(gè)訂針構(gòu) 件包括兩個(gè)間隔分開(kāi)的訂針構(gòu)件。
12、 如權(quán)利要求9所述的柔性電纜電觸頭，其中所述電觸頭由成形的 扁平金屬片部件構(gòu)成。
13、 如權(quán)利要求9所述的柔性電纜電觸頭，其中所述大體上突出的邊 緣包括大體上刀樣的邊緣。
14、 如權(quán)利要求9所述的柔性電纜電觸頭，其中所述電觸頭由合金18080 構(gòu)成。
15、 一種形成柔性電纜電觸頭的方法，包括形成具有訂針構(gòu)件的所述電觸頭的第一連接部分，其包括沖壓所述電 觸頭的基本上扁平的主部分以形成孔和在所述孔處向外延伸的僅僅兩個(gè)針 狀體，其中每個(gè)針狀體在彎曲部從所述主部分延伸且具有帶突出邊緣的遠(yuǎn) 端尖端，并且所述每個(gè)針狀體除了所述邊緣和所述彎曲部以外，具有橫截 面均勻的基本扁平的形狀；以及形成第二連接部分，所述第二連接部分連接至所述第一連接部分并適 于機(jī)械且電氣地連接另一部件。
16、 一種將電觸頭機(jī)械且電氣地連接至柔性電纜的電導(dǎo)體的方法，包括如權(quán)利要求15所述的方法形成電觸頭；以及在連接點(diǎn)處，將所述訂針構(gòu)件裝訂連接到所述柔性電纜的所述電導(dǎo)體， 而無(wú)需去除所述連接點(diǎn)處所述柔性電纜的外部絕緣層，其中所述兩個(gè)針狀 體以突出邊緣刺穿所述電導(dǎo)體，并返回朝向所述主部分彎曲以形成所述訂 針構(gòu)件到所述柔性電纜的裝訂連接，其中利用所述針狀體，通過(guò)在所述連 接點(diǎn)處所述電導(dǎo)體的向外彎曲部分與所述針狀體的向內(nèi)彎曲部分的抵觸接 觸來(lái)形成電連接。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述針狀體在返回朝向所述主部 分彎曲之前，朝向相反的向外方向彎曲。
全文摘要
一種柔性扁平連接器電纜電觸頭，包括適于連接至柔性扁平導(dǎo)體(FFC)電纜的電導(dǎo)體的第一連接部分；電耦接至所述第一連接部分并適于電連接另一部件的第二連接部分。所述第一連接部分包括至少一個(gè)訂針構(gòu)件，其具有孔和在孔處向外延伸的僅僅兩個(gè)針狀體。每個(gè)針狀體具有適于刺穿FFC電纜的電導(dǎo)體的突出尖端。針狀體適于返回朝向電導(dǎo)體產(chǎn)生變形，以?xún)H利用訂針構(gòu)件的兩個(gè)針狀體來(lái)形成第一連接部分到FFC電纜的裝訂連接。
文檔編號(hào)H01R4/24GK101443961SQ200780017414
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者J·B·舒埃 申請(qǐng)人:Fci公司