專(zhuān)利名稱(chēng)：電力接觸件和包括電力接觸件的連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)計(jì)和構(gòu)造為用于傳輸電力的電接觸件(觸頭)和連接器。至少一些優(yōu)選連接器實(shí)施例包括設(shè)置在外殼單元內(nèi)的電力接觸件和信號(hào)接觸件。
背景技術(shù)：
電硬件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)師面臨在新型電連接器和電力接觸件開(kāi)發(fā)中的制約因素。例如，增加的電力傳輸通常與尺寸限制和不期望的熱量積累相制約。
此外，典型的電力連接器和接觸梁/接觸柱(contactbeam)的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生高的配合力。當(dāng)高的配合力傳入連接器外殼結(jié)構(gòu)中時(shí)，塑料會(huì)蠕變，引起會(huì)影響連接器的機(jī)械和電子性能的尺寸變化。本發(fā)明提供的獨(dú)特連接器和接觸件致力于平衡限制現(xiàn)有技術(shù)性能的設(shè)計(jì)因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于電連接器中的電力接觸件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電力接觸件，其包括第一板狀本體構(gòu)件以及第二板狀本體構(gòu)件，所述第二板狀本體構(gòu)件和所述第一板狀本體構(gòu)件貼靠疊置，以使得所述第一和第二板狀本體構(gòu)件沿相互面對(duì)的本體構(gòu)件表面的至少一部分彼此接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電力接觸件，其包括并排設(shè)置的第一和第二板狀本體構(gòu)件，它們限定了組合板寬度。第一本體構(gòu)件包括第一端子，第二本體構(gòu)件包括第二端子。第一端子和第二端子的各自遠(yuǎn)端之間的距離大于組合板寬度。
根據(jù)又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電力接觸件，其包括相互面對(duì)的第一和第二板狀本體構(gòu)件。 一組夾緊梁從相互面對(duì)的板狀本體構(gòu)件延伸，用于接合與相配合的電力接觸件相關(guān)的直梁。至少一個(gè)直梁也從相互面對(duì)
5的板狀本體構(gòu)件延伸，用于接合與相配合的電力接觸件相關(guān)的彎折梁。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電力接觸件，其包括限定出第一非偏轉(zhuǎn)梁和第一可偏轉(zhuǎn)梁的第一板，以及限定出第二非偏轉(zhuǎn)梁和第二可偏轉(zhuǎn)梁的第二板。第一和第二板定位為彼此鄰近，以形成所述電力接觸件。本發(fā)明還提供了可配合電力接觸件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種可配合電力接觸件，其包括具有相互面對(duì)的第一和第二板狀本體構(gòu)件的第一電力接觸件，以及具有相互面對(duì)的第三和第四板狀本體構(gòu)件的第二電力接觸件。第一和第二本體構(gòu)件中的至少一個(gè)與第三和第四本體構(gòu)件彼此貼靠疊置。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種可配合電力接觸件，其包括具有一對(duì)直梁和一對(duì)彎折梁的第一電力接觸件，以及具有第二對(duì)直梁和第二對(duì)彎折梁的第二電力接觸件。所述一對(duì)直梁配套于第二對(duì)彎折梁；所述一對(duì)
彎折梁配套于所述第二對(duì)直梁。
根據(jù)又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種可配合電力接觸件，其包括第一和第二電力接觸件。所述第一電力接觸件包括本體構(gòu)件、從所述本體構(gòu)件延伸的偏轉(zhuǎn)梁以及從所述本體構(gòu)件延伸的非偏轉(zhuǎn)梁。所述第二電力接觸件包括第二本體構(gòu)件、從所述第二本體構(gòu)件延伸的第二偏轉(zhuǎn)梁以及從所述第二本體構(gòu)件延伸的第二非偏轉(zhuǎn)梁。當(dāng)所述第一和第二電力接觸件配合時(shí)，
所述偏轉(zhuǎn)梁接合所述第二非偏轉(zhuǎn)梁，所述非偏轉(zhuǎn)梁接合所述第二偏轉(zhuǎn)梁，以使得在相反方向施加配合力，從而使得第一和第二電力接觸件中的每一個(gè)的應(yīng)力最小。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種可配合電力接觸件，其包括第一電力接觸件和第二電力接觸件。第一電力接觸件和第二電力接觸件中的每一個(gè)包括一對(duì)相互面對(duì)的非偏轉(zhuǎn)梁和一對(duì)相互面對(duì)的可偏轉(zhuǎn)梁。
本發(fā)明還提供了電連接器。優(yōu)選的電連接器可以包括上述電力接觸件。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電連接器，其包括外殼和設(shè)置在所述外殼內(nèi)的多個(gè)電力接觸件。每個(gè)電力接觸件具有板狀本體構(gòu)件，其包括至少一個(gè)具有形成于其中的槽口的上部區(qū)段，以及適于裝配于所述槽口中的分離的下部區(qū)段。 一些電力接觸件設(shè)置在所述外殼內(nèi)，以使得相鄰的電力接觸件僅包括上部區(qū)段和下部區(qū)段中的一個(gè)。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電連接器，其包括插頭電連接器和插座電連接器。插頭連接器包括插頭外殼和設(shè)置在插頭外殼中的插頭接觸件。插頭接觸件具有一對(duì)板狀本體構(gòu)件和從所述一對(duì)板狀本體構(gòu)件延伸的多個(gè)梁。插座連接器包括插座外殼和設(shè)置在插座外殼中的多個(gè)插座接觸件。插座接觸件具有第二對(duì)板狀本體構(gòu)件和從所述第二對(duì)板狀本體構(gòu)件延伸的多個(gè)第二梁。插頭電連接器和插座電連接器相配合所需的力對(duì)于每個(gè)接觸件而言約為ION或更小。
根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種電連接器，其包括外殼、第一電力接觸件和第二電力接觸件。第二電力接觸件具有比第一電力接觸件高的電流額定值。
電力接觸件的其它優(yōu)選實(shí)施例包括兩個(gè)或更多個(gè)相互面對(duì)的第一類(lèi)型接觸梁，所述第一類(lèi)型接觸梁在電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)沿其長(zhǎng)度的
至少一部分隔開(kāi)；以及兩個(gè)或更多個(gè)相互面對(duì)的第二類(lèi)型接觸梁。第二類(lèi)型接觸梁隔開(kāi)，以使得當(dāng)電力接觸件與相配合的接觸件配合時(shí)，第二類(lèi)型接觸梁夾緊第一類(lèi)型接觸梁，從而使得第一類(lèi)型接觸梁彼此相向地向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。
電力接觸件的優(yōu)選實(shí)施例包括第一半體，其包括第一板狀本體構(gòu)件、
與所述第一本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接的第一類(lèi)型接觸梁、以及與所述第一本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接的第二類(lèi)型接觸梁。
所述電力接觸件還包括第二半體，其包括第二板狀本體構(gòu)件、另一個(gè)第一類(lèi)型接觸梁以及另一個(gè)第二類(lèi)型接觸梁，其中，所述另一個(gè)第一類(lèi)型接觸梁與所述第二本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接，并且在所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)通過(guò)第一間隙與所述第一半體的第一類(lèi)型接觸梁至少部分地隔開(kāi)；所述另一個(gè)第二類(lèi)型接觸梁與所述第二本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接，并且在所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)通過(guò)第二間隙與所述第一半體的第二類(lèi)型接觸梁至少部分地隔開(kāi)。
電力接觸件的其它優(yōu)選實(shí)施例包括第一接觸梁，其具有配合表面以及位于所述第一接觸梁的與所述配合表面相反的一側(cè)的主表面。所述電力接觸件還包括第二接觸梁，其具有配合表面以及位于所述第二接觸梁的與所述第二接觸梁的配合表面相反的一側(cè)的主表面。在所述電力接觸件處于未
7配合狀態(tài)時(shí)，所述第二接觸梁的主表面和所述第一接觸梁的主表面至少部分地隔開(kāi)，而在所述電力接觸件被配合時(shí)，所述第一和第二接觸梁可以彼此相向地偏轉(zhuǎn)。
所述電力接觸件還包括具有配合表面的第三接觸梁以及第四接觸梁，所述第四接觸梁具有面向所述第三接觸梁的配合表面的配合表面。
連接器系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例包括第一電力接觸件，其包括兩個(gè)金屬板，所述兩個(gè)金屬板中的每一個(gè)包括以第一交替模式布置的一對(duì)第一可壓縮接觸梁和一對(duì)第一夾緊接觸梁。第二電力接觸件可以與所述第一電力接觸件配合，所述第二電力接觸件包括兩個(gè)金屬板，所述兩個(gè)金屬板中的每一個(gè)包括以不同于第一交替模式的第二交替模式布置的一對(duì)第二可壓縮接觸梁和一對(duì)第二夾緊接觸梁。所述第一電力接觸件的所述一對(duì)第一可壓縮接觸梁與所述第二電力接觸件的所述一對(duì)第二夾緊接觸梁相配合，所述第二電力接觸件的所述一對(duì)第二可壓縮接觸梁與所述第一電力接觸件的所述一對(duì)第一夾緊接觸梁相配合，并且在所述第一電力接觸件與所述第二電力接觸件配合期間所述一對(duì)第一可壓縮梁的前邊緣彼此相向的偏轉(zhuǎn)以及在所述第一電力接觸件與所述第二電力接觸件配合期間所述一對(duì)第二可壓縮梁的前邊緣彼此相向的偏轉(zhuǎn)減小了插入力。在所述第一 電力接觸件和所述第二電力接觸件完全配合之后，所述一對(duì)第一可壓縮接觸梁和所述一對(duì)第二可壓縮接觸梁返回到預(yù)配合位置。


圖1是本發(fā)明提供的示例插頭連接器的正面透視圖。
圖2是可以與圖1所示插頭連接器配合的示例插座連接器的正面透視圖。
圖3是包括電力和信號(hào)接觸件的示例垂直插座連接器的透視圖。
圖4是圖1所示的插頭連接器與圖2所示的插座連接器配合的正視圖。
圖5是示例插頭連接器與圖3所示的插座連接器相配合的正視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例插頭連接器的正面透視圖。
圖7是可與圖6所示插頭連接器相配合的插座連接器的正面透視圖。
圖8是示出了電力和信號(hào)接觸件的優(yōu)選中心線到中心線間隔的插座連接器的正視圖。
圖9是本發(fā)明提供的示例電力接觸件的透視圖。
圖10是可以與圖9所示電力接觸件相配合的電力接觸件的透視圖。圖11是圖9所示電力接觸件與圖IO所示電力接觸件相配合的透視圖。
圖12_14是處于三種接合水平的示例電力接觸件的正視圖。圖15-19為示出了本發(fā)明提供的各種示例電力接觸件的代表性配合力與插入距離之間關(guān)系的曲線圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的拼合接觸件的透視圖。
圖21是可與圖20所示的拼合接觸件的上部和下部區(qū)段相配合的電力
接觸件的透視圖。
圖22是包括改變電流額定值的電力接觸件的插頭連接器的透視圖。
圖23是本發(fā)明提供的其他可配合電力接觸件的透視圖。
圖24-26是可配合電力接觸件的透視圖，每個(gè)電力接觸件包括四個(gè)疊
置本體構(gòu)件。
圖27是采用四個(gè)疊置本體構(gòu)件的另一電力接觸件的透視圖。
圖28是具有疊置本體構(gòu)件的電力接觸件實(shí)施例的透視圖，所述疊置本
體構(gòu)件具有共同限定出接觸件容納空間的張開(kāi)區(qū)域。
圖29是可插入至圖28所示電力接觸件的接觸件容納空間中的電力接
觸件的透視圖。
圖30是用于形成本發(fā)明的電力接觸件的沖壓材料條板的透視圖。
圖31是圖30所示的沖壓材料條板的透視圖，在所述沖壓材料條板的一部分上包括二次成型(overmolded)材料。
圖32是與圖31所示的材料條板分離的電力接觸件組件的透視圖。
圖33是根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)接觸件組件的透視圖。
圖34是包括圖32和33分別示出的電力和信號(hào)接觸件組件的示例連接器的透視圖。
圖35是具有相對(duì)板的示例電力接觸件的透視圖，所述相對(duì)板在第一區(qū)域內(nèi)疊置在一起，而在第二區(qū)域內(nèi)隔開(kāi)。
圖36是具有可偏轉(zhuǎn)夾緊接觸梁的示例電力接觸件的透視圖。
圖37是可以與圖36所示的電力接觸件相配合的電力接觸件的透視圖。圖38是圖36和37所示的電力接觸件在配合順序開(kāi)始時(shí)的俯視圖。圖39A-39G是圖36-38所示的電力接觸件在整個(gè)配合順序中的頂視圖。圖40是整個(gè)配合順序中與圖36-39G所示的電力接觸件相關(guān)的配合力；以及與具有不可偏轉(zhuǎn)夾緊梁的一對(duì)基本類(lèi)似電力接觸件相關(guān)的配合力的圖
圖41A是圖36-39G所示的電力接觸件的備選實(shí)施例的兩個(gè)可偏轉(zhuǎn)接觸梁的正面透視圖。
圖41B是圖36-39G所示的電力接觸件的另一個(gè)備選實(shí)施例的兩個(gè)可偏轉(zhuǎn)接觸梁的正面透視圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖l，示例插頭連接器IO示出為具有連接器外殼12和設(shè)置在外殼12中的多個(gè)電力接觸件(觸頭)14。外殼12可選擇地包括用于增強(qiáng)熱傳遞的孔口 15和16?？卓?15和16可以延伸到電力接觸件14所處的外殼腔內(nèi)，從而限定從連接器內(nèi)部到連接器外部的耗散通道。圖2示出示例的配合插座連接器20。插座連接器20具有連接器外殼22和設(shè)置在外殼22中的多個(gè)電力接觸件，可以通過(guò)開(kāi)口 24到達(dá)這些接觸件。外殼22也可以使用熱傳遞特征，例如孔口26。優(yōu)選地，連接器外殼單元由例如像玻璃填充高溫尼龍這樣的絕緣材料、或者為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電連接器的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的其它材料模制而成或形成。美國(guó)專(zhuān)利No. 6,319，075公開(kāi)了一個(gè)例子，在此通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文。電連接器的外殼單元還可以由非絕緣材料制成。
插頭連接器10和插座連接器20都設(shè)計(jì)為成直角地聯(lián)接到印刷電路結(jié)構(gòu)上，因而相應(yīng)的多個(gè)印刷電路結(jié)構(gòu)是共面的。通過(guò)將其中一個(gè)電連接器設(shè)計(jì)為垂直聯(lián)接到印刷電路結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了垂直配合結(jié)構(gòu)。例如，圖3示出了垂直插座連接器30。插座連接器30包括外殼32，在其中設(shè)置有可以通過(guò)開(kāi)口 34到達(dá)的多個(gè)電力接觸件。連接器30還包括可選的散熱孔口33。在共面且垂直配合的結(jié)構(gòu)中，使連接器所聯(lián)接的兩個(gè)相關(guān)印刷電路結(jié)構(gòu)之間的間隔最小化是有益的。圖4示出了與插座20相配合的插頭10。電連接器與共面的印刷電路結(jié)構(gòu)19和29相接合。印刷電路結(jié)構(gòu)19和29
10之間的邊緣到邊緣間隔40優(yōu)選地為12.5mm或者更小。圖5示出了插頭連 接器10b與插座連接器30的垂直配合結(jié)構(gòu)。同樣，印刷電路結(jié)構(gòu)19與垂 直插座連接器30接合到其上的印刷電路結(jié)構(gòu)39之間的邊緣到邊緣間隔42 也優(yōu)選地為12.5mm或更小。邊緣到邊緣間隔為約9-14mm，優(yōu)選地為 12.5mm。也可以使用其它間隔。
至少一些優(yōu)選電連接器既包括電力接觸件又包括信號(hào)接觸件。參考圖 6，示出了示例插頭連接器44，其具有外殼45、電力接觸件15的陣列、信 號(hào)接觸件46的陣列、以及形成于外殼45中的可選的熱傳遞孔口 47和48。 圖7示出了用于與插頭44配合的插座連接器54。插座連接器54包括外殼 55、可以通過(guò)開(kāi)口 24到達(dá)的電力接觸件陣列、可以通過(guò)開(kāi)口56到達(dá)的信 號(hào)接觸件陣列、延伸穿過(guò)外殼55的可選的熱傳遞開(kāi)口 58。
優(yōu)選的連接器實(shí)施例本質(zhì)上極為緊湊。參看圖8，相鄰電力接觸件的中 心線到中心線間隔60優(yōu)選地為6mm或更小，相鄰信號(hào)接觸件的中心線到 中心線間隔62優(yōu)選地為2mm或更小。應(yīng)注意到，本發(fā)明的連接器可以具 有不同于該優(yōu)選范圍的接觸件間隔。
現(xiàn)在將討論適用于上述連接器的若干優(yōu)選電力接觸件實(shí)施例。圖9示 出了一個(gè)優(yōu)選電力接觸件70。電力接觸件70可用于多種不同連接器實(shí)施 例，包括例如圖1所示的插頭連接器10。電力接觸件70包括與第二板狀本 體構(gòu)件74貼靠疊置的第一板狀本體構(gòu)件72 (也可被稱(chēng)為"板")。多個(gè)筆直 或者扁平的梁76 (也稱(chēng)為翼片)和多個(gè)彎曲或彎折的梁78從每個(gè)所述本體 構(gòu)件交替延伸。直梁和彎梁的數(shù)量可以為少至一個(gè)，或者也可多于圖中示 出的數(shù)量。對(duì)于疊置結(jié)構(gòu)的本體構(gòu)件，梁78會(huì)聚，以限定出"夾緊"或者 "容納"梁。該接觸梁設(shè)計(jì)通過(guò)交替的相對(duì)夾緊梁使得整個(gè)產(chǎn)品壽命中接 觸法向力可能發(fā)生的變化最小化。該梁設(shè)計(jì)用于抵消可能以其他方式傳遞 到外殼結(jié)構(gòu)中的許多額外接觸力。相互面對(duì)的夾緊梁也有助于在與互補(bǔ)連 接器相配合期間使板狀本體構(gòu)件保持夾合在一起。該接觸件設(shè)計(jì)提供了每 個(gè)梁都只有較低法向力需求的多個(gè)配合點(diǎn)，因而使得多重配合的破壞影響 最小。
當(dāng)電力接觸件70與互補(bǔ)電力接觸件相配合時(shí)，梁78必然會(huì)彎曲、偏 轉(zhuǎn)或者以其他方式偏離它們未接合的位置，而梁76基本保持在它們未接合的位置。電力接觸件70還包括多個(gè)端子80，所述端子80從每個(gè)本體構(gòu)件 72和74的張開(kāi)部分82延伸。未張開(kāi)的部分限定了組合板寬度CPW。張開(kāi) 部分82提供了端子80與印刷電路結(jié)構(gòu)的聯(lián)接特征的適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)，因而在 優(yōu)選實(shí)施例中，相互面對(duì)端子之間的距離大于組合板寬度CPW。端子自身 可以朝外彎折，以使得在接觸本體構(gòu)件被疊置或者被以其他方式彼此靠近 地定位時(shí)(例如，參看圖28的端子)，張開(kāi)的本體部分并不必需確定適當(dāng) 的間隔。張開(kāi)部分82還可以提供用于散熱的通道，所述散熱主要通過(guò)對(duì)流 實(shí)現(xiàn)。輔助的散熱通道可以通過(guò)梁78之間限定的空隙84和從接觸本體構(gòu) 件延伸的相鄰梁之間的空隙86提供。
現(xiàn)在參看圖10，示出了適用于與電力接觸件70配合的電力接觸件90。 電力接觸件90包括一對(duì)疊置的板狀本體構(gòu)件92和94。直梁96和彎折梁 98從本體構(gòu)件延伸，并且布置為分別與電力接觸件70的梁78和76適當(dāng)?shù)?對(duì)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，梁78將與梁96相接合，而梁76將與梁98相接合。每 個(gè)本體構(gòu)件92和94包括從張開(kāi)部分93延伸以用于將電力接觸件卯電連 接到印刷電路結(jié)構(gòu)上的多個(gè)端子95。圖11示出了處于配合狀態(tài)的電力接觸 件70和90。
為了減小互補(bǔ)的電力接觸件和容納電力接觸件的電連接器的配合力， 可以通過(guò)尺寸差異或者偏移技術(shù)使接觸梁具有交錯(cuò)的延伸位置。例如，圖 12-14示出了處于從最初接合到大致最終接合的不同配合位置(或插入距 離)的例舉性電力接觸件100和110。圖12中示出了第一配合水平(階段)， 接觸件100的最長(zhǎng)直梁或翼片102接合接觸件110的對(duì)應(yīng)夾緊梁112。由于 利用直梁或翼片的插入來(lái)分開(kāi)或者偏轉(zhuǎn)夾緊梁所需力的量，使得處于第一 配合水平的配合力會(huì)最初地出現(xiàn)峰值。之后，第一配合水平的配合力主要 由直梁和彎折梁在彼此抵靠滑動(dòng)時(shí)的摩擦阻力而產(chǎn)生。圖13示出了第二配 合水平，其中，接觸件110的次長(zhǎng)直梁或翼片114接合接觸件100的對(duì)應(yīng) 夾緊梁104。在第二配合水平期間的配合力由于另外的夾緊梁被偏轉(zhuǎn)分開(kāi)以 及相配合的接合梁處于第一和第二配合水平的累積摩擦力而產(chǎn)生。圖14示 出了第三配合水平，接觸件110的其余直梁或翼片116接合接觸件100的 其余相應(yīng)夾緊梁106。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可容易地理解，在同一連接器內(nèi) 的給定電力接觸件和電力接觸件陣列中具有三個(gè)以外的更多或者更少的配合水平也可以通過(guò)本發(fā)明得到。如上所述，本發(fā)明的電連接器可以采用電 力接觸件和信號(hào)接觸件。信號(hào)接觸件也可以彼此相對(duì)地在長(zhǎng)度上交錯(cuò)布置， 并且可選地，相對(duì)于電力接觸件的長(zhǎng)度交錯(cuò)布置。例如，信號(hào)接觸件可以 具有至少兩個(gè)不同的信號(hào)接觸件長(zhǎng)度，并且這些長(zhǎng)度可以與電力接觸件長(zhǎng) 度的任一個(gè)不同。
圖15-19為示出了各種示例電力接觸件(以上或以下討論)的配合力
與插入距離之間的代表性關(guān)系的曲線圖。圖15示出了采用三種配合水平的
示例電力接觸件的配合力，峰值代表每個(gè)配合水平中與直梁相接合的夾緊
梁的偏轉(zhuǎn)。如果電力接觸件沒(méi)有采用交錯(cuò)配合，則初始力基本上為8N或 14.5N的第一峰值的2.5倍。利用交錯(cuò)配合點(diǎn)，所觀察到的貫穿整個(gè)插入距 離的最大力小于ION。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，明顯地，根據(jù)本發(fā)明的電力連接器的整體 尺寸理論上僅受母線或印刷電路結(jié)構(gòu)上的可用表面面積以及從印刷電路結(jié) 構(gòu)測(cè)量的可用連接器高度的限制。因而，電力連接器系統(tǒng)可以包括許多插 頭電力接觸件和信號(hào)接觸件以及許多插座電力接觸件和信號(hào)接觸件。通過(guò) 改變不同的電力接觸件和信號(hào)接觸件的配合順序，使得插頭和插座配合所 需的初始力在兩個(gè)電力連接器間隔得越遠(yuǎn)(初始接觸)時(shí)越小，并且所述 初始力隨著連接器插頭和連接器插座之間距離的減小而增加，還使得部分 配合的插頭和插座之間的穩(wěn)定性增加。應(yīng)用隨著連接器插頭和連接器插座 之間距離的減小而增大的作用力，帶來(lái)機(jī)械上的益處，并且有助于防止最 初配合期間連接器插頭和插座扣住。
圖20示出了另一個(gè)示例電力接觸件120。電力接觸件120包括第一和 第二板狀本體構(gòu)件122和124。電力接觸件120可以被稱(chēng)為拼合接觸件，其 具有在其中形成有槽口 128的上部區(qū)段126，所述槽口用于容納下部區(qū)段 130。上部區(qū)段126被示出為L(zhǎng)形；然而，也可以采用其他幾何形狀。下部 區(qū)段130設(shè)計(jì)為基本上裝配于槽口 128內(nèi)。如所示的那樣，上部區(qū)段126 和下部區(qū)段130各自具有從前邊緣延伸的一對(duì)彎折梁132和一對(duì)直梁134， 以及用于接合印刷電路結(jié)構(gòu)的多個(gè)端子133。梁的數(shù)量和形狀可以與圖中所 示的不同。圖21示出了一對(duì)基本相同的平行電力接觸件140、 140a，其適 于與拼合接觸件120的上部和下部區(qū)段相配合。每個(gè)電力接觸件140、 140a具有可插入在接觸件120的會(huì)聚彎折梁132之間的一對(duì)直梁142以及用于 容納接觸件120的直梁134的一對(duì)會(huì)聚彎折梁144。
注意到對(duì)于單個(gè)接觸位置來(lái)說(shuō)，如圖22所示，本發(fā)明的電連接器也可 以?xún)H采用上部或下部區(qū)段中的一個(gè)。通過(guò)在相鄰的接觸位置交替布置上部 和下部接觸件，可以獲得額外的接觸件到接觸件間隙距離，基于已出版的 安全標(biāo)準(zhǔn)，和與圖9和10及圖20和21所示的前述接觸件相關(guān)的0-150V 額定電壓相比，這使得所述接觸件可以傳輸約350V的更高電壓。相關(guān)拼合 接觸件的不存在接觸件區(qū)段而留下的空隙區(qū)域160可以提供用于散熱的通 道。當(dāng)用于整個(gè)連接器組件中時(shí)，完整接觸件、拼合接觸件和拼合接觸件 的上下部區(qū)段可以布置為使得不同的電流和電壓水平可以應(yīng)用于一個(gè)連接 器內(nèi)。例如，圖22所示的示例連接器150具有用于高壓的上部和下部接觸 件區(qū)段152的陣列、支持約0-50A的完整接觸件154的陣列、在減小空間 中支持約0-25A的拼合接觸件156的陣列、以及信號(hào)接觸件158的陣列。 不同電流強(qiáng)度的電力接觸件的數(shù)量可以少于或多于三個(gè)。而且，電力和信 號(hào)接觸件的布置可以與圖22所示的不同。最后，不同電力接觸件的電流強(qiáng) 度額定值可以與上述不同。
現(xiàn)在參看圖23，示出了另外的可配合的電力接觸件實(shí)施例。插座電力 接觸件170包括與第二板狀本體構(gòu)件174貼靠疊置的第一板狀本體構(gòu)件 172。第一和第二板狀本體構(gòu)件的每一個(gè)分別包括一系列槽口 173和175。 優(yōu)選地，槽口列173與槽口列175異相地設(shè)置。 一個(gè)板狀本體構(gòu)件的槽口 和另一個(gè)板狀本體構(gòu)件的實(shí)體部分限定出多個(gè)接觸件容納空間176。接觸件 容納空間176設(shè)計(jì)為容納來(lái)自于例如為插頭接觸件180這樣的配合插頭接 觸件的梁。第一和第二板狀本體構(gòu)件中的至少一個(gè)還包括用于聯(lián)接到印刷 電路結(jié)構(gòu)的端子171。在備選的插座接觸件實(shí)施例(未示出)中，采用單個(gè) 板狀本體構(gòu)件，在其外表面上具有一系列槽口，其中，所述槽口的寬度小 于所述單一板狀本體構(gòu)件的寬度。
插頭接觸件180包括與第二板狀本體構(gòu)件184貼靠疊置的第一板狀本 體構(gòu)件182。第一板狀本體構(gòu)件和第二板狀本體構(gòu)件中的每一個(gè)具有用于與 接觸件容納空間176相接合的多個(gè)延伸梁186。如所示的那樣， 一對(duì)梁186 專(zhuān)用于配合插座接觸件170的每個(gè)單獨(dú)接觸件容納空間176。也可同樣地采用多個(gè)單獨(dú)梁。每一對(duì)梁186包括可以增強(qiáng)熱傳遞的空間188。梁186是柔 韌的，并且在與接觸件容納空間176接合時(shí)會(huì)彎曲?？蛇x地，梁186可以 包括球莖狀端部190。接觸件本體構(gòu)件182和184被示出為可選的交錯(cuò)布置， 以提供先接-后斷(first mate-last break)的特性。
雖然上面討論的電力接觸件包括兩個(gè)板狀本體構(gòu)件，但是本發(fā)明提供 的一些電力接觸件實(shí)施例(未示出)僅包括單一板狀本體構(gòu)件。而且，本 發(fā)明的其他電力接觸件設(shè)計(jì)包括多于兩個(gè)的板狀本體構(gòu)件。圖24-26分別 示出了示例插座和插頭接觸件200和230。插座接觸件200和插頭接觸件 230中的每一個(gè)采用四個(gè)板狀本體構(gòu)件。
插座電力接觸件200包括一對(duì)外側(cè)板狀本體構(gòu)件202和204以及一對(duì) 內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)件206和208。外側(cè)和內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)件對(duì)示出為優(yōu)選的疊 置結(jié)構(gòu)；即，沿相鄰本體構(gòu)件的大部分相互面對(duì)表面之間基本沒(méi)有空間。 多個(gè)端子201從一個(gè)或多個(gè)板狀本體構(gòu)件延伸，優(yōu)選地從全部四個(gè)本體構(gòu) 件延伸。外側(cè)板狀本體構(gòu)件對(duì)202、 204中的每一個(gè)包括張開(kāi)部分203。張 開(kāi)部分203提供端子聯(lián)接到印刷電路結(jié)構(gòu)的適當(dāng)間隔，并且有助于通過(guò)限 定的空間205散熱。第一對(duì)梁210從外側(cè)本體構(gòu)件202、 204延伸，而第二 對(duì)梁212從內(nèi)側(cè)本體構(gòu)件206、 208延伸。在優(yōu)選實(shí)施例中，如所示的那樣， 第一對(duì)梁210基本與第二對(duì)梁212相鄰接。在備選實(shí)施例中，梁210和212 延伸到不同位置，以提供不同的配合順序。梁210、 212設(shè)計(jì)和構(gòu)造為與配 合的插頭接觸件230的部分相接合，并且還可以限定出相鄰梁210和212 之間的一個(gè)或多個(gè)散熱通道，以及由使梁210和212自身相面對(duì)而限定的 散熱通道215和216。梁210和212示出為"夾緊"或者會(huì)聚結(jié)構(gòu)，但是同 樣可以采用其他結(jié)構(gòu)。外側(cè)和內(nèi)側(cè)本體構(gòu)件對(duì)可以采用所示之外的用于接 合插頭電力接觸件的其他梁。
插頭接觸件230還具有一對(duì)外側(cè)板狀本體構(gòu)件232和234以及一對(duì)內(nèi) 側(cè)板狀本體構(gòu)件236和238。與插座接觸件類(lèi)似，外側(cè)板狀本體構(gòu)件232、 234和234中的每一個(gè)包括張開(kāi)部分233，從而為從所述本體構(gòu)件延伸出來(lái) 的端子231提供適當(dāng)間隔。外側(cè)板狀本體構(gòu)件232、 234優(yōu)選地包括切除區(qū) 域240。切除區(qū)域240暴露出內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)件236、 238的一部分，從而 為相配合的插座電力接觸件200的接合提供可達(dá)性，并可有助于散熱，例如通過(guò)對(duì)流。例如如圖26所示，插座接觸件200的梁210夾緊插頭接觸件 230的內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)件236和238的暴露部分。
圖27示出了采用四個(gè)疊置本體構(gòu)件的另一個(gè)示例電力接觸件241。電 力接觸件241具有一對(duì)外側(cè)板狀本體構(gòu)件242和244，其每一個(gè)具有從前邊 緣延伸的多個(gè)直懸臂梁246。電力接觸件240還具有位于外側(cè)板狀本體構(gòu)件 242和244之間的一對(duì)內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)4牛248和250。內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)件248 和250具有會(huì)聚以限定出夾緊或插座梁的多個(gè)彎折懸臂梁252。直梁246 被隔開(kāi)，以使彎折梁252可以放置于其間。優(yōu)選的可配合電力接觸件(未 示出)可具有與配套于梁246的夾緊梁以及配套于梁252的直梁類(lèi)似的結(jié) 構(gòu)。在進(jìn)行配合期間，梁246所受的力趨向于將外側(cè)板狀本體構(gòu)件242和 244保持在一起，而梁252所受的力趨向于將內(nèi)側(cè)板狀本體構(gòu)件248和250 分開(kāi)?？傮w上，力會(huì)相互抵消，以提供板狀本體構(gòu)件的穩(wěn)定疊層，而且傳 遞給支承外殼最小的力。外側(cè)板242和244也趨向于將內(nèi)側(cè)板248和250 保持在一起。
至此示出并描述的每個(gè)電力接觸件實(shí)施例都采用了彼此貼靠疊置的多 個(gè)板狀本體構(gòu)件。在該疊置結(jié)構(gòu)中，本體構(gòu)件沿相互面對(duì)的本體構(gòu)件表面 的至少一部分彼此接觸。附圖示出了板狀本體構(gòu)件沿它們的大部分相對(duì)表 面彼此接觸。然而，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的備選接觸件實(shí)施例僅使相互面對(duì)表面 的一小部分接觸。例如，圖35所示的示例接觸件253具有一對(duì)板狀本體構(gòu) 件254和255。接觸件253包括板狀本體構(gòu)件在其中彼此貼靠疊置的第一區(qū) 域256，以及本體構(gòu)件在此隔開(kāi)的第二區(qū)域257。第一和第二區(qū)域256、 257 通過(guò)彎折區(qū)域258連接。第二區(qū)域257包括中間空隙259，其有助于通過(guò)例 如對(duì)流進(jìn)行的散熱。注意到板狀本體構(gòu)件相疊置和隔開(kāi)的部分可以與圖35 所示不同。不同于被進(jìn)行任何程度的疊置，多個(gè)板狀本體構(gòu)件也可以被完 全隔開(kāi)，以限定出相鄰接觸件本體構(gòu)件之間的中間空隙。所述中間空隙可 有助于熱傳遞。此外，相配合的接觸件之一可以具有疊置的板狀本體構(gòu)件， 而另一個(gè)不具有該結(jié)構(gòu)，這樣的示例通過(guò)圖28和29分別所示的可配合接 觸件260和2卯示出，并在下文中進(jìn)行描述。
圖28所示的接觸件260包括沿它們的大部分內(nèi)表面抵靠第二板狀本體 構(gòu)件264疊置的第一板狀本體構(gòu)件262。每個(gè)板狀本體構(gòu)件的前部區(qū)段263、265向外張開(kāi)，以限定出用于接合相配合的接觸件290 (如圖29所示)的 接觸件容納空間266。示出了張開(kāi)的前部區(qū)段263、 265中的可選孔口 268， 其可以改善散熱。
接觸件290包括并排的本體構(gòu)件292和294，其優(yōu)選地彼此隔開(kāi)，以在 其間限定出中間間隙296。本體構(gòu)件292、 294的表面區(qū)域結(jié)合中間空隙296 可以實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)對(duì)流進(jìn)行的散熱。多個(gè)柔韌梁300、 302從各個(gè)并排的本 體構(gòu)件292、 294延伸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，梁300、 302從本體構(gòu)件292 和294交替延伸。每個(gè)梁300、 302包括近端部分304和遠(yuǎn)端部分306。相 互面對(duì)的旁側(cè)部分308和310通過(guò)連接部分312相連接，所有這些部分設(shè) 置在近端和遠(yuǎn)端部分304和306之間。連接部分312優(yōu)選地限定出定位為 遠(yuǎn)離本體構(gòu)件292、 294的封閉的梁端?？傮w上，前述梁部分在每個(gè)單獨(dú)的 梁300、 302上至少兩個(gè)接觸點(diǎn)處限定出球莖形(或箭頭形)梁。雖然所有 接觸梁300、 302示出為大小和形狀都相同，但是本發(fā)明也可設(shè)計(jì)為彼此不 同、在一個(gè)本體構(gòu)件上不同且在本體構(gòu)件與本體構(gòu)件之間也不同的多個(gè)梁。 還可以改變圖29中所示的梁的數(shù)量，以包括更多或更少的梁。
如圖29所示，每個(gè)梁300、 302的遠(yuǎn)端部分306與其自身并不從其上 延伸的本體構(gòu)件隔開(kāi)，從而限定出狹縫316。狹縫316有助于實(shí)現(xiàn)在插入接 觸件容納空間266中時(shí)梁300、 302的偏轉(zhuǎn)。在各本體構(gòu)件292、 294上相 鄰梁300、 302之間還限定出間隙318。間隙318具有高度Hl，所述高度 Hl優(yōu)選地等于或大于梁300、 302的高度H2，以使得一個(gè)本體構(gòu)件292的 梁300可以與另一個(gè)本體構(gòu)件294的梁302互相交錯(cuò)。
狹縫316以及間隙296、 318和320可以使熱量從本體構(gòu)件和柔韌梁散 發(fā)。圖29中，接觸件290沿著處于頁(yè)面平面P中的假想縱軸L延伸。在圖 29的結(jié)構(gòu)中，熱量通過(guò)基本向上且沿著假想縱軸L的對(duì)流而散發(fā)。梁300、 302和本體構(gòu)件292、 294限定出有助于使通道熱量離開(kāi)接觸件2卯的一個(gè) 虛擬煙囪。如果接觸件290在頁(yè)面平面P內(nèi)旋轉(zhuǎn)卯度，熱量仍然能夠通過(guò) 間隙316和318以及間隙296和320的開(kāi)口端散發(fā)。
本發(fā)明的優(yōu)選接觸件可以由適當(dāng)?shù)牟牧蠗l板沖壓而成或以其他方式形 成。接觸件可以單獨(dú)形成，或者備選地以一組兩個(gè)或更多的方式形成接觸 件。優(yōu)選地，材料條板被模壓，從而以預(yù)處理過(guò)或處理過(guò)的形式限定出多個(gè)接觸件特征。模壓操作后可能需要進(jìn)一步操作，例如，將特征連接在一 起或者改變特征的原始模壓方向或結(jié)構(gòu)(例如，使懸臂梁或者接觸件體部
分彎曲)。參看圖30，示出了示例的條板330和332，其中每個(gè)條板具有包 括直梁和彎曲梁(優(yōu)選地在沖壓操作后形成)的多個(gè)板狀本體構(gòu)件以及從 其上延伸的多個(gè)端子。在電力接觸件具有第一和第二本體構(gòu)件的情況下， 左側(cè)和右側(cè)結(jié)構(gòu)可以沖壓形成并設(shè)置在一個(gè)條板上。
各接觸元件可以與條板330和332的其余結(jié)構(gòu)分離，然后被插入連接 器外殼。在備選技術(shù)方案中，可以將條板疊置在一起然后放入模具中，以 產(chǎn)生二次成型的接觸件組件。當(dāng)接觸件僅采用一個(gè)單獨(dú)的本體構(gòu)件時(shí)，也 可以使用單獨(dú)的條板?？梢辕B置多于兩個(gè)的條板并二次成型。如圖31所示，
適當(dāng)?shù)臒崴苄圆牧蠂@大部分疊置本體構(gòu)件流動(dòng)并固化，以形成塑料殼體 334。從圖32可見(jiàn)，接觸件組件336然后從條板上分離下來(lái)。梁340從殼 體334延伸，以接合相配合的電力接觸件，端子342從殼體334延伸，以 將二次成型的接觸件聯(lián)接到印刷電路結(jié)構(gòu)上。信號(hào)接觸件組件也可以通過(guò) 將一系列信號(hào)接觸件以條板形式或單獨(dú)地進(jìn)行二次成型而形成。例如，圖 33示出了二次成型的信號(hào)接觸件組件350，其包括殼體353和一系列信號(hào) 接觸件354。圖34示出了具有外殼362、兩個(gè)電力接觸件組件336和多個(gè) 信號(hào)接觸件組件350的示例電連接器360。
本發(fā)明的電力和信號(hào)接觸件由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的適宜材料、例如 銅合金制成。接觸件可以鍍以各種材料，包括例如金、或者金和鎳的組合。 接觸件的數(shù)量及它們?cè)谶B接器外殼中的布置不限于圖中所示。本發(fā)明的一 些優(yōu)選的電力接觸件包括彼此貼靠疊置的板狀本體構(gòu)件。通過(guò)將本體構(gòu)件 疊置，由于更多的截面面積(更低的電阻)使得連接器可以傳輸額外的電 流，并且更多的表面面積可以有助于對(duì)流熱傳遞。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng) 該容易地理解，板狀本體構(gòu)件可以為平面或非平面的形式。本發(fā)明還包括 并排的板狀本體構(gòu)件，以使得本體構(gòu)件被間隔開(kāi)，從而在它們之間限定出 中間空隙。中間空隙也可以主要通過(guò)對(duì)流增強(qiáng)熱傳遞。接觸件板狀本體構(gòu) 件還可以包括孔口或者其他熱傳遞特征。本發(fā)明提^^的電連接器外殼單元 也可以包含用于增強(qiáng)散熱的特征，例如從連接器外部延伸到連接器內(nèi)部的 通道，以及與保持的電力接觸件的表面部分相鄰的外殼空隙或間隙。從接觸件延伸的懸臂梁的數(shù)量、位置和幾何形狀不限于圖中所示。以 上所討論的一些梁結(jié)構(gòu)具有所稱(chēng)的益處；然而，通過(guò)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的其他 梁結(jié)構(gòu)可能不具有所稱(chēng)的同樣益處。
圖36和38-39G示出了呈電力接觸件500的形式的備選實(shí)施例。電力 接觸件500可以與圖37-39G所示的另一電力接觸件550相配合。
電力接觸件500包括第一半體502和第二半體504。第一半體502包括 板狀本體構(gòu)件506a。第二半體504包括板狀本體構(gòu)件506b。本體構(gòu)件506a、 506b相互面對(duì)，或者面向彼此，并且如圖4和5所示彼此貼靠疊置。在電 力接觸件500的備選實(shí)施例中，本體構(gòu)件506a、 560b可以沿它們的一部分 或者全部間隔開(kāi)。
第一部分502包括三個(gè)第一類(lèi)型接觸梁。如圖36所示，第一類(lèi)型接觸 梁可以為基本筆直的接觸梁508a。從圖36的透視圖可見(jiàn)，每個(gè)筆直接觸梁 508a鄰接本體構(gòu)件506a的前端。如圖38所示，每個(gè)筆直接觸梁508a的前 邊緣優(yōu)選被倒圓或彎曲。
第一部分502還包括兩個(gè)第二類(lèi)型接觸梁。如圖36所示，第二類(lèi)型接 觸梁可以為彎折的接觸梁510a。每個(gè)彎折的接觸梁510a鄰接本體構(gòu)件506a 的前端。
如圖38所示，每個(gè)彎折的接觸梁510a可以包括鄰接本體構(gòu)件506a的 前端的基本上為S形的部分512。每個(gè)彎折的接觸梁510a還可以包括鄰接 相關(guān)的彎折部分112的筆直部分513和鄰接筆直部分513的彎曲部分514。 該結(jié)構(gòu)使得每個(gè)彎折的接觸梁510a向外延伸，然后沿其長(zhǎng)度方向向內(nèi)延伸。
第二部分504包括基本筆直的呈接觸梁508b形式的三個(gè)第一類(lèi)型接觸 梁。每個(gè)筆直接觸梁508b鄰接本體構(gòu)件506b的前端。
當(dāng)接觸梁508a、508b處于未配合、未偏轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，每個(gè)筆直接觸梁508a 與相關(guān)的筆直接觸梁508b面對(duì)并且隔開(kāi)，以使得每一對(duì)相關(guān)的接觸梁 508a、 508b被間隙分開(kāi)。所述間隙由圖36和38中的參考標(biāo)號(hào)"D1"表示。
第二部分504還包括兩個(gè)呈彎折接觸梁510b形式的第二類(lèi)型接觸梁。 每個(gè)彎折接觸梁510b鄰接本體構(gòu)件506b的前端。
當(dāng)彎折的接觸梁510a、 510b處于未配合、未偏轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，每個(gè)彎折的 接觸梁510a與相關(guān)的筆直接觸梁510b面對(duì)并且隔開(kāi)，以使得每一對(duì)相關(guān)接觸梁510a、 510b的彎曲部分514被間隙分開(kāi)。所述間隙由圖36和38中 的參考標(biāo)號(hào)"D2"表示。間隙D2小于電力接觸件508a、 508b加上間隙 Dl的組合寬度，即，間隙D2小于筆直接觸梁508a、 508b朝外(面向外側(cè)) 的主表面之間的距離。電力接觸件508a、 508b加上間隙Dl的所述組合寬 度由圖37和38中的參考標(biāo)號(hào)"D3"表示。
間隙Dl和D2的最佳值取決于應(yīng)用，并且可以隨著如配合電力接觸件 500、 500a所需的插入或配合力、電力接觸件500、 550的所需占用空間等 而改變。因而，在此不給出間隙D1和D2的特定值。
每一對(duì)相關(guān)筆直接觸梁508a、 508b可以具有與另一對(duì)相關(guān)筆直接觸梁 508a、 508b的長(zhǎng)度所不同的長(zhǎng)度。例如，最上部的一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b可以具有第一長(zhǎng)度。最下部的一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b可以具有比 第一長(zhǎng)度短的第二長(zhǎng)度。中間的一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b，即最上部的 一對(duì)和最下部的一對(duì)之間的一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b可以具有小于第一 長(zhǎng)度而大于第二長(zhǎng)度的第三長(zhǎng)度。這些特征有助于降低和電力接觸件500、 550相關(guān)的插入力。為清楚起見(jiàn)，圖36中的筆直接觸梁508a、 508b示出為 具有相等的長(zhǎng)度。
僅為了示例，電力接觸件500的第一和第二半體502、 504中的每一個(gè) 都表示為帶有三個(gè)筆直接觸梁508a或508b，以及兩個(gè)彎折接觸梁510a或 510b。電力接觸件500的備選實(shí)施例可以包括具有任何數(shù)量的筆直接觸梁 508a、 508b和彎折接觸梁510a、 510b的第一和第二半體502、 504，其中 包括單個(gè)筆直接觸梁508a、 508b和/或單個(gè)彎折接觸梁510a、 510b。
第一半體502的筆直接觸梁508a和彎折接觸梁510a優(yōu)選地以交替方 式布置在本體構(gòu)件506a上，即，如圖36所示，每一個(gè)彎折接觸梁510a都 定位為與兩個(gè)筆直接觸梁508a相鄰并位于其間。優(yōu)選地，第二半體504的 筆直接觸梁508b和彎折接觸梁510b優(yōu)選地以交替方式布置在本體構(gòu)件 506b上。
如圖36所示，第一和第二半體502、 504優(yōu)選地包括與本體構(gòu)件506a、 506b的底邊緣鄰接的基本上為S形的部分515。
第一和第二半體502和504中的每一個(gè)還包括多個(gè)端子引腳516，它們 鄰接基本上為S形的部分515的相關(guān)一個(gè)。端子引腳516可以容納在鍍覆過(guò)的通孔中或者電力接觸件500安裝于其上的基板的其他特征中，以建立 電力接觸件500與基板之間的電連接和機(jī)械連接。基本上為S形的部分515 相對(duì)于它們的相關(guān)本體構(gòu)件506a、 506b分別向外彎曲或張開(kāi)，以提供第一 半體502的端子引腳516和第二半體504的端子引腳516之間的偏置間距。
僅為了示例，電力接觸件500示出為直角接觸件。電力接觸件500的 備選實(shí)施例可以帶有從相關(guān)本體構(gòu)件506a、 506b的后邊緣直接或者間接延 伸的端子部分515。
本體構(gòu)件506a、 506b中的每一個(gè)都可以包括導(dǎo)流特征，例如如圖36 所示的槽517，以在操作時(shí)促進(jìn)流經(jīng)電力接觸件500的電流的均勻分布。電 力接觸件500的備選實(shí)施例可以形成為不具有導(dǎo)流特征。
本體構(gòu)件506a、 506b中的一個(gè)或兩個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)凸起518。 所述凸起518可以容納在形成于其他本體構(gòu)件506a、 506b上的通孔中，以 有助于在電力接觸件500插入其外殼中時(shí)將第一和第二半體502、 504保持 在對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)。電力接觸件500的備選實(shí)施例可以形成為不具有這種對(duì)準(zhǔn)特 征。
本體構(gòu)件506a、 506b中的每一個(gè)可以包括位于其上部向后角部處的突 片520。如圖36所示，突片520向外彎折。在電力接觸件500被從外殼后 側(cè)插入外殼中時(shí)，每個(gè)突片520可以接觸電力接觸件500的外殼上的相關(guān) 唇緣(未示出)。突片520與唇緣之間的接觸使得突片520向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電 力接觸件500接近外殼內(nèi)其完全插入位置時(shí)，突片520離開(kāi)唇緣。突片520 一旦離開(kāi)唇緣，突片520的彈性便立即使得突片520向外彈到其原始位置。 突片520和唇緣之間的抵觸防止電力接觸件500從外殼中退出。
除了筆直接觸梁508a、 508b和彎折接觸梁510a、 510b的數(shù)目和相對(duì) 位置以外，電力接觸件550基本上與電力接觸件500相同。電力接觸件500、 500a的基本相同部件在圖中由相同的參考標(biāo)號(hào)表示。
如圖37所示，電力接觸件550的第一部分502包括兩個(gè)基本筆直的接 觸梁508a，每一個(gè)接觸梁508a鄰接本體構(gòu)件506a的前端。第二部分504 包括兩個(gè)基本筆直的接觸梁508b，每一個(gè)接觸梁508b鄰接本體構(gòu)件506a 的前端。每個(gè)筆直接觸梁508a面向相關(guān)的筆直接觸梁508b，并且通過(guò)大約 等于間隙Dl的間隙與相關(guān)的筆直接觸梁508b間隔開(kāi)。電力接觸件550的每一對(duì)相關(guān)筆直接觸梁508a、 508b都可以具有與另 一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b的長(zhǎng)度不同的長(zhǎng)度。例如，最上部的一對(duì)筆直 接觸梁508a、 508b可以具有大約等于與電力接觸件500的中間一對(duì)筆直接 觸梁508a、 508b相關(guān)的第三長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。最下部的一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b可以具有大約等于與電力接觸件500的最下部的一對(duì)筆直接觸梁 508a、 508b相關(guān)的第二長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。
電力接觸件550的第一部分502還包括三個(gè)彎折接觸梁510a，每一個(gè) 彎折接觸梁510a鄰接本體構(gòu)件506a的前端。電力接觸件550的第二部分 504還包括兩個(gè)彎折接觸梁510b，每一個(gè)彎折接觸梁510b鄰接本體構(gòu)件 506b的前端。每個(gè)彎折接觸梁510a面向相關(guān)的接觸梁510b，并且通過(guò)大 約等于間隙D2的間隙與相關(guān)的彎折接觸梁510b間隔開(kāi)。
電力接觸件550的第一半體502的筆直接觸梁508a和彎折接觸梁510a 以交替方式布置在本體構(gòu)件506a上，以使得如圖37所示，每一個(gè)筆直接 觸梁508a都定位為與兩個(gè)彎折接觸梁510a相鄰并位于其間。電力接觸件 550的第二半體504的筆直接觸梁508b和彎折接觸梁510b以交替方式類(lèi)似 地布置在本體構(gòu)件506b上。
當(dāng)電力接觸件500、 550被配合時(shí)，電力接觸件550的上述結(jié)構(gòu)使得電 力接觸件550的每一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b都可以與電力接觸件500的 一對(duì)相關(guān)彎折接觸梁510a、 510b相接合。此外，當(dāng)電力接觸件500、 550 被配合時(shí)，電力接觸件550的每一對(duì)彎折接觸梁510a、 510b與電力接觸件 500的一對(duì)相關(guān)筆直接觸梁508a、 508b相接合。
圖39A-39G示出了用于電力接觸件500、 550的配合順序。電力接觸 件500、550最初定位為使得電力接觸件500的每一對(duì)筆直接觸梁508a、508b 基本與電力接觸件550的相關(guān)一對(duì)彎折接觸梁510a、 510b對(duì)準(zhǔn)。此外，電 力接觸件500的每一對(duì)彎折接觸梁510a、 510b基本與電力接觸件550的相 關(guān)一對(duì)筆直接觸梁508a、 508b對(duì)準(zhǔn)。
對(duì)準(zhǔn)的電力接觸件500、 550彼此相向的運(yùn)動(dòng)使得電力接觸件500的最 上部、或最長(zhǎng)的接觸梁508a、 508b的前邊緣接觸電力接觸件550的相關(guān)彎 折接觸梁510a、 510b，并進(jìn)入彎折接觸梁510a、 510b之間的間隙D2中。 圖38和39A示出了配合順序中的這一時(shí)刻。間隙D2小于電力接觸件508a、 508b加上間隙Dl的組合寬度，即間 隙D2小于距離D3。因而，電力接觸件500、 550朝向彼此的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)使得 彎折接觸梁510a、 510b的彎曲部分514在筆直接觸梁508a、 508b上施加 向內(nèi)作用的法向力或接觸力。為清楚起見(jiàn)，法向力由參考標(biāo)號(hào)"N"表示， 并且僅在圖39D中示出。如圖39C所示，法向力N使筆直接觸梁508a、 508b向內(nèi)、即朝向彼此地偏轉(zhuǎn)。
向內(nèi)偏轉(zhuǎn)或夾緊筆直接觸梁508a、 508b所需的法向力N使得插入力在 該時(shí)刻處增加。 一旦筆直接觸梁508a、 508b到達(dá)它們向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的極限，插 入力就減小，因?yàn)樵谠摃r(shí)刻之后的插入力主要由筆直接觸梁508a、 508b和 相接觸的彎折或夾緊接觸梁510a、 510b之間的摩擦力引起。
隨著電力接觸件500、 550的具有中間或第三長(zhǎng)度的筆直接觸梁508a、 508b接觸相關(guān)的彎折接觸梁510a、 510b，插入力再次增加。該接觸加上電 力接觸件500、 550朝向彼此的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)使得中間長(zhǎng)度的筆直接觸梁508a、 508b向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。如上面關(guān)于最上部的筆直接觸梁508a、508b所描述的內(nèi)容， 在筆直接觸梁508a、 508b達(dá)到它們向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的極限后，插入力減小。
隨著電力接觸件500、 550的具有最短或第二長(zhǎng)度的筆直接觸梁508a、 508b接觸相關(guān)的彎折接觸梁510a、 510b,插入力再次增加，而在筆直接觸 梁508a、 508b達(dá)到它們向內(nèi)彎折的極限后，插入力減小。
相對(duì)于其中被夾緊梁不彎曲的一組可比電力接觸件，筆直接觸梁508a、 508b在被相關(guān)的彎折接觸梁510a、510b夾緊時(shí)向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的能力被認(rèn)為可以 減小配合電力接觸件500、 550所需的插入力。更具體地說(shuō)，筆直接觸梁 508a、 508b在它們最初配合水平期間的向內(nèi)偏轉(zhuǎn)避免了彎折接觸梁510a、 510b向外偏轉(zhuǎn)以滑過(guò)相關(guān)的筆直接觸梁508a、 508b的需要。
最初需要相對(duì)較小的插入力使得筆直接觸梁508a、 508b向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。特 別地，彎折接觸梁510a、 510b在配合順序開(kāi)始時(shí)即接觸各個(gè)筆直接觸梁 508a、 508b的前邊緣。筆直接觸梁508a、 508b通過(guò)它們各自的后端被阻止。 在施加法向力的點(diǎn)和被阻止的點(diǎn)之間的相對(duì)較大的距離或力矩臂使得法向 力N在配合順序開(kāi)始時(shí)在筆直接觸梁508a、 508b上產(chǎn)生相對(duì)較大的力矩。 當(dāng)法向力N和引起法向力的插入力相對(duì)較小時(shí)，所述力矩使得筆直接觸梁 508a、 508b的前邊緣向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。為清楚起見(jiàn)，作用于筆直接觸梁508a、 508b上的力矩由參考符號(hào)"M"表示，并且僅在圖39D中示出。
因而，不需要施加初始插入力來(lái)張開(kāi)彎折接觸梁510a、 510b以使彎折 接觸梁510a、 510b可以滑過(guò)筆直接觸梁508a、 508b。與其中夾緊梁不彎曲 的一組電力接觸件相比，向內(nèi)夾緊筆直接觸梁508a、 508b而不是向外張開(kāi) 彎折接觸梁510a、 510b被認(rèn)為可以在配合順序開(kāi)始時(shí)降低插入力。在將所 需法向力仍然保持于懸臂筆直接觸梁508a、 508b上的同時(shí)，在彎折接觸梁 510a、 510b與板狀電力接觸件本體的連接點(diǎn)上也具有更小的應(yīng)力。
當(dāng)電力接觸件500、550接近它們的完全配合狀態(tài)時(shí)，筆直接觸梁508a、 508b可以回到它們近似未偏轉(zhuǎn)的位置，即原始位置。更特別地，如圖 39A-39G所示，隨著電力接觸件500、 550被配合，彎折接觸梁510a、 510b 和相關(guān)的筆直接觸梁508a、 508b之間的接觸點(diǎn)朝向筆直接觸梁508a、 508b 的后部移動(dòng)。因而，隨著配合順序進(jìn)行，在接觸力N施加到筆直接觸梁508a、 508b上的點(diǎn)，與筆直接觸梁508a、 508b受阻止的點(diǎn)之間的距離減小，艮卩， 隨著配合順序進(jìn)行，與每個(gè)法向力N相關(guān)的力矩臂的長(zhǎng)度減小。施加在筆 直接觸梁508a、 508b上的所產(chǎn)生的力矩M相應(yīng)地減小。
由筆直接觸梁508a、 508b的彈性所產(chǎn)生的回復(fù)力和力矩最終克服了最 初使得筆直接觸梁508a、 508b向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的法向力及相關(guān)力矩。這一時(shí)刻隨 著電力接觸件500、 550接近它們的完全配合狀態(tài)而出現(xiàn)。如圖39G所示， 在這一時(shí)刻，筆直接觸梁508a、 508b回復(fù)到它們的接近未偏轉(zhuǎn)位置。
筆直接觸梁508a、 508b到它們的接近未偏轉(zhuǎn)位置的所述回復(fù)使得彎折 接觸梁510a、 510b向外偏轉(zhuǎn)，從而增大筆直接觸梁508a、 508b和彎折接 觸梁510a、 510b之間的法向力N。更特別地，如圖39G所示，在這一時(shí)刻 基本未彎曲的筆直接觸梁508a、 508b使彎折接觸梁510a、 510b張開(kāi)到它 們的最大分離距離，該距離約等于距離D3。從而，所產(chǎn)生的法向力N在這 一時(shí)刻為其各自的最大值。增大法向力N可以在電力接觸件500、 550被完 全配合時(shí)增強(qiáng)電力接觸件500、 550之間的電接觸和機(jī)械接觸。
此外，筆直接觸梁508a、 508b的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為使得法向力N和所產(chǎn)生的 插入力隨著配合順序進(jìn)行而平穩(wěn)地且逐步地增加。更特別地，每個(gè)筆直接 觸梁508a、 508b的向內(nèi)偏轉(zhuǎn)使得筆直接觸梁508a、 508b相對(duì)于配合方向 處于一定的傾斜定向。從而，每個(gè)彎折接觸梁510a、 510b的彎曲部分514以平穩(wěn)地且逐步地向外張開(kāi)彎折接觸梁510a、 510b的方式騎跨到相關(guān)筆直 接觸梁508a、 508b的配合表面上。相比之下，在與不向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的被夾緊接 觸梁進(jìn)行配合時(shí)，彎折接觸梁510a、 510b需要在配合順序開(kāi)始時(shí)突然偏轉(zhuǎn) 并達(dá)到其最大極限。
筆直接觸梁508a、 508b在被彎折接觸梁510a、 510b夾緊時(shí)向內(nèi)偏轉(zhuǎn) 的能力被認(rèn)為可以極大地減小配合電力接觸件500、 550所需的插入力。例 如，圖40示出了在配合電力接觸件500、 550時(shí)與最上部筆直接觸梁508a、 508b和彎折接觸梁510a、 510b相關(guān)的插入力的理論預(yù)測(cè)。圖40所示的加 載步驟對(duì)應(yīng)于圖39A-39G所示的步驟。
圖40還示出了與第二對(duì)電力接觸件的最上部接觸梁相關(guān)的插入力，除 了在配合期間不偏轉(zhuǎn)的第二對(duì)接觸件的被夾緊或筆直接觸梁以外，所述第 二對(duì)電力接觸件與電力接觸件500、 550基本相同。如圖40所示，配合電 力接觸件500、 550所需的力大約比配合第二對(duì)接觸件所需的力小40%。
僅為了示例，將電力接觸件500的第一類(lèi)型接觸梁示出為筆直接觸梁 508a、 508b。在備選實(shí)施例中，第一類(lèi)型接觸梁可具有非筆直的結(jié)構(gòu)。例 如，第一類(lèi)型接觸梁可以在其長(zhǎng)度方向上具有弓形(拱形)形狀，或者使 第一類(lèi)型接觸梁在配合期間可向內(nèi)偏轉(zhuǎn)的其他形狀。
此外，僅為了示例，筆直接觸梁508a、 508b被示出為具有長(zhǎng)方形橫截 面。備選實(shí)施例的第一類(lèi)型接觸梁508a、 508b可以具有不是長(zhǎng)方形的橫截 面。例如，圖41A示出了具有弓形橫截面的接觸梁508c。圖41B示出了具 有沿接觸梁508e的高度變化的厚度的接觸梁508e。具有其他橫截面的接觸 梁可以用于其他備選實(shí)施例中。此外，在備選實(shí)施例中，彎折接觸梁510a、 510b也可以形成為具有非長(zhǎng)方形的截面。
盡管已經(jīng)結(jié)合各個(gè)圖示的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是，應(yīng)該理解， 在不背離本發(fā)明的情況下，可以采用其他類(lèi)似的實(shí)施例，或者可以對(duì)所述 的實(shí)施例進(jìn)行修改或添加，以執(zhí)行本發(fā)明的相同功能。因而，本發(fā)明不應(yīng) 局限于任何一個(gè)實(shí)施例，而應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求確定其廣度和范圍。
權(quán)利要求
1、一種電力接觸件，包括第一半體，其包括第一板狀本體構(gòu)件、與所述第一本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接的第一類(lèi)型接觸梁、以及與所述第一本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接的第二類(lèi)型接觸梁；以及第二半體，其包括第二板狀本體構(gòu)件；與所述第二本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接并在所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)通過(guò)第一間隙與所述第一半體的第一類(lèi)型接觸梁至少部分地隔開(kāi)的另一個(gè)第一類(lèi)型接觸梁；以及與所述第二本體構(gòu)件電連接且機(jī)械連接并在所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)通過(guò)第二間隙與所述第一半體的第二類(lèi)型接觸梁至少部分地隔開(kāi)的另一個(gè)第二類(lèi)型接觸梁。
2、 如權(quán)利要求l所述的電力接觸件，其特征在于，所述第一類(lèi)型接觸梁為基本上筆直的接觸梁，所述第二類(lèi)型接觸梁為彎折的接觸梁。
3、 如權(quán)利要求l所述的電力接觸件，其特征在于，當(dāng)所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)，所述第二半體的第一類(lèi)型接觸梁與所述第一半體的第一類(lèi)型接觸梁完全隔開(kāi)。
4、 如權(quán)利要求l所述的電力接觸件，其特征在于，所述第二間隙小于所述第一半體的第一類(lèi)型接觸梁和所述第二半體的第一類(lèi)型接觸梁加上所述第一間隙的組合寬度。
5、 如權(quán)利要求l所述的電力接觸件，其特征在于，當(dāng)所述電力接觸件與配合接觸件相配合時(shí)，所述第一半體的第一類(lèi)型接觸梁和所述第二半體的第一類(lèi)型接觸梁可以被夾緊在一起。
6、 如權(quán)利要求2所述的電力接觸件，其特征在于，每個(gè)所述彎折的接觸梁包括與所述第一或第二本體構(gòu)件鄰接的S形部分、與所述S形部分鄰接的筆直部分、以及與所述筆直部分鄰接的彎曲部分。
7、 如權(quán)利要求l所述的電力接觸件，其特征在于，每個(gè)所述第一類(lèi)型接觸梁包括朝外的配合表面，每個(gè)所述第二類(lèi)型接觸梁包括朝內(nèi)的配合表面。
8、 如權(quán)利要求l所述的電力接觸件，其特征在于，在所述電力接觸件與配合接觸件相配合時(shí)，所述第一類(lèi)型接觸梁彼此相向地偏轉(zhuǎn)，并且在所述電力接觸件與所述配合接觸件相配合時(shí)，所述第二類(lèi)型接觸梁彼此背離地偏轉(zhuǎn)。
9、 一種電力接觸件，包括第一接觸梁，其具有配合表面以及主表面，所述主表面位于所述第一接觸梁的與所述配合表面相反的一側(cè)；第二接觸梁，其具有配合表面以及主表面，所述主表面位于所述第二接觸梁的與所述第二接觸梁的配合表面相反的一側(cè)，當(dāng)所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)，所述第二接觸梁的主表面與所述第一接觸梁的主表面至少部分地隔開(kāi)，從而在所述電力接觸件被配合時(shí)，所述第一和第二接觸梁可以彼此相向地偏轉(zhuǎn)；第三接觸梁，其具有配合表面；以及第四接觸梁，其具有面向所述第三接觸梁的配合表面的配合表面。
10、 如權(quán)利要求9所述的電力接觸件，其特征在于，所述第一和第二接觸梁為基本上筆直的接觸梁，所述第三和第四接觸梁為彎折的接觸梁。
11、 如權(quán)利要求9所述的電力接觸件，其特征在于，還包括第一半體，其包括與所述第一和第三接觸梁機(jī)械連接且電連接的板狀本體構(gòu)件；以及第二半體，其包括與所述第二和第四接觸梁機(jī)械連接且電連接的板狀本體構(gòu)件。
12、 如權(quán)利要求9所述的電力接觸件，其特征在于當(dāng)所述電力接觸件處于配合狀態(tài)時(shí)所述第一和第二接觸梁之間的間隔小于當(dāng)所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)所述第一和第二接觸梁之間的間隔；并且當(dāng)所述電力接觸件處于配合狀態(tài)時(shí)所述第三和第四接觸梁之間的間隔大于當(dāng)所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)所述第三和第四接觸梁之間的間隔。
13、 如權(quán)利要求9所述的電力接觸件，其特征在于，當(dāng)所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)，所述第三接觸梁的配合表面與所述第四接觸梁的配合表面通過(guò)第一距離隔開(kāi)，并且當(dāng)所述電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)，所述第一接觸梁的配合表面與所述第二接觸梁的配合表面通過(guò)第二距離隔開(kāi)，所述第二距離大于所述第一距離。
14、 一種連接器系統(tǒng)，包括第一電力接觸件，其包括兩個(gè)金屬板，所述兩個(gè)金屬板中的每一個(gè)包括以第一交替模式布置的一對(duì)第一可壓縮接觸梁和一對(duì)第一夾緊接觸梁；以及第二電力接觸件，其可以與所述第一電力接觸件相配合，所述第二電力接觸件包括兩個(gè)金屬板，所述兩個(gè)金屬板中的每一個(gè)包括以不同于所述第一交替模式的第二交替模式布置的一對(duì)第二可壓縮接觸梁和一對(duì)第二夾緊接觸梁，其中，所述第一電力接觸件的所述一對(duì)第一可壓縮接觸梁與所述第二電力接觸件的所述一對(duì)第二夾緊接觸梁相配合，所述第二電力接觸件的所述一對(duì)第二可壓縮接觸梁與所述第一電力接觸件的所述一對(duì)第一夾緊接觸梁相配合，并且在所述第一電力接觸件與所述第二電力接觸件進(jìn)行配合期間所述一對(duì)第一可壓縮梁的前邊緣彼此相向的偏轉(zhuǎn)以及在所述第一電力接觸件與所述第二電力接觸件進(jìn)行配合期間所述一對(duì)第二可壓縮梁的前邊緣彼此相向的偏轉(zhuǎn)減小了插入力。
15、 如權(quán)利要求14所述的連接器系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一電力接觸件與所述第二電力接觸件完全配合之后，所述一對(duì)第一可壓縮接觸梁和所述一對(duì)第二可壓縮接觸梁返回到預(yù)配合位置。
全文摘要
電力接觸件的優(yōu)選實(shí)施例包括兩個(gè)或更多個(gè)相互面對(duì)的第一類(lèi)型接觸梁，其中當(dāng)電力接觸件處于未配合狀態(tài)時(shí)，所述第一類(lèi)型接觸梁沿它們長(zhǎng)度的至少一部分隔開(kāi)；以及兩個(gè)或更多個(gè)相互面對(duì)的第二類(lèi)型接觸梁。所述第二類(lèi)型接觸梁隔開(kāi)，以使得當(dāng)電力接觸件與配合接觸件相配合時(shí)，第二類(lèi)型接觸梁夾緊第一類(lèi)型接觸梁，從而使得第一類(lèi)型接觸梁彼此相向地向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。插入力被降低。
文檔編號(hào)H01R13/04GK101496233SQ200780021452
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者C·G·戴利, C·J·科利沃斯基, D·M·約內(nèi)司庫(kù), H·V·吳, S·C·斯托納, W·J·斯溫 申請(qǐng)人:Fci公司