受約束的大撓曲絕緣位移端子和連接器的制造方法
【專利摘要】一種改進的絕緣位移端子（IDT）包括相對的間隔的指桿，所述指桿具有外邊緣，所述外邊緣具有與所述外邊緣的端部相鄰的第一和第二抵接部分。指桿中位于抵接部分之間的回彈性的彈簧式中間部分給捕獲在IDT的相對的指桿的內邊緣之間的導線施加基本正交的力。可以諸如通過從抵接部分的外邊緣開始使外邊緣凹陷或者通過在指桿的中間部分中提供槽或開口使每個指桿的位于抵接部分之間的寬度變窄來提供每個指桿的回彈性的彈簧式中間部分。指桿的內邊緣的角部是平滑的，并且內邊緣基本是平的，以在指桿與布置在其間的導線之間提供大的接觸區(qū)域。IDT被安裝在外殼內，以提供絕緣位移連接器（IDC）。
【專利說明】受約束的大撓曲絕緣位移端子和連接器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請涉及和要求2011年9月14日提交的標題為“Large Deflection HighNormal Force Constrained Insulation Displacement Terminal，，的美國臨時專利申請N0.61/534，448 的優(yōu)先權。
[0003]關于聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)的聲明
[0004]一不適用一
【技術領域】
[0005]本發(fā)明涉及絕緣位移連接器(IDC)和用在其中的端子。
【背景技術】
[0006]絕緣位移連接器(IDC)和用在其中的絕緣位移端子(IDT)是公知的。IDC用在希望與絕緣導線快速形成連接的情況下。在將IDT連接到導線的過程中，IDT的相對的指桿可滑動地布置在導線上并且移除或去除導線上的絕緣涂層或覆蓋層，以允許導電的IDT和導線之間直接電接觸。用在典型IDC中的IDT具有包括倒鉤的外邊緣，該倒鉤與端子接納槽的端壁接合以將端子固定在連接器外殼內。IDT的相對的指桿通常是剛性的。因此，指桿的與導線接合的內邊緣之間的距離僅僅可以適用于非常窄范圍的導線尺寸。
[0007]由于制造典型IDT時采用沖壓操作的緣故，指桿的內邊緣的角部是鋒利的，并且相對內邊緣不均勻。內邊緣的鋒利角部在導線安裝到IDC中的過程中切破導線，并且不均勻的內邊緣導致變化的力被該邊緣施加到沿著內邊緣的導線上。傳統(tǒng)IDT中這種內邊緣的結構可以導致經(jīng)過一段時間后IDT和導線之間間斷的或不可靠的連接。
[0008]此外，伴隨典型IDC的溫度循環(huán)或變化可以導致當由內部端子邊緣施加到導線上的壓力變化時IDT和布置在IDT內的導線之間的電阻變化。因此，在承載大電流的IDC中，熱量的顯著增加可以導致端子和導線之間的電阻增大的情況。
[0009]因此，期望具有比傳統(tǒng)IDT適用于更大范圍的導線尺寸的IDT和IDC，并且與利用傳統(tǒng)IDT和IDC觀察到的數(shù)據(jù)相比，這種IDT和IDC不易受與溫度和尺寸有關的問題的影響。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明公開了一種改進的絕緣位移端子(IDT)和采用這種端子的絕緣位移連接器(IDC)。該IDT包括:基部；接觸部件，其在第一方向上從基部延伸；以及一對間隔的指桿，其在與第一方向相反的第二方向上從基部延伸。該對指桿之間的間距略小于與IDT—起使用的導線的直徑。相對指桿的內邊緣的角部諸如通過提供圓角或倒角和大致平的內邊緣的去毛刺和金屬成形處理而變得平滑?？梢栽谛纬啥俗用咧蟮亩渭庸ぶ袌?zhí)行內邊緣的角部的平滑處理。與利用被簡單沖壓和沒有經(jīng)過去毛刺來去除內邊緣上的鋒利角部并提供大致平的內邊緣的端子實現(xiàn)的接觸區(qū)域相比，大致平的內邊緣與被捕獲在IDT的內邊緣之間的導線在較大的區(qū)域上形成接觸。
[0011]連接器外殼包括端子接納槽，該端子接納槽具有開口端和大致U形的導線接納槽。絕緣導線布置在導線接納槽中，并且IDT插入外殼中的端子接納槽內。當IDT被插入外殼時，沿著IDT的每個指桿的內邊緣形成的刮板移除導線的每側上的絕緣材料，以在IDT完全插入端子接納槽中之后露出導線的形成導電接觸的部分。
[0012]指桿的外邊緣具有上、下抵接部分，當IDT布置在端子接納槽中時，該上、下抵接部分抵接端子接納槽的端壁并且由端壁在外側進行約束。在上、下抵接部分之間，指桿具有凹陷的外邊緣。因此，每個指桿的寬度在第一和第二抵接部分之間的中間部分較薄。因而，所獲得的指桿結構包括在第一和第二抵接部分之間延伸的回彈性的彈簧式梁。在將IDT安裝在外殼中之后，彈簧式中間部分給導線施加基本正交的力。
[0013]結合附圖和下文的詳細描述，這里公開的IDT和IDC的其它特征、優(yōu)點和方面對本領域的技術人員是容易理解的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]結合附圖參考本發(fā)明的下列詳細描述將更充分地理解本發(fā)明，其中:
[0015]圖1a是用在絕緣位移連接器(IDC)中的傳統(tǒng)絕緣位移端子(IDT)；
[0016]圖1b是采用圖1a中描述的IDT的傳統(tǒng)IDC的側視圖；
[0017]圖1c是沿著采用圖1a的IDT的傳統(tǒng)IDC的剖面線aa (圖1b)的剖視圖；
[0018]圖1d是采用圖1a的IDT的圖1b和Ic的傳統(tǒng)IDC的剖面透視圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明的IDT的側視圖；
[0020]圖3a是包括圖2的IDT的根據(jù)本發(fā)明的IDC的側視圖；
[0021]圖3b是包括圖2的IDT圖3a的IDC的端部視圖；
[0022]圖4a是包括圖2的IDT的圖3a和圖3b的IDC的俯視圖；
[0023]圖4b是包括圖2的端子的圖3a和3b的IDC通過圖4a的截面AA的剖視圖；
[0024]圖4c是包括圖2的端子的圖3b的IDC通過圖4b的截面BB的剖視圖；
[0025]圖5a是包括圖2的IDT的圖3a和3b的IDC的透視圖；以及
[0026]圖5b是包括圖2的端子的圖3a和3b的IDC的剖面透視圖。
【具體實施方式】
[0027]2011 年 9 月 14 日提交的標題為 “Large Deflection High Normal ForceConstrained Insulation Displacement Terminal” 的美國臨時專利申請 N0.61/534，448的全部內容通過引用包含在本文中。
[0028]圖1a-1d示出了采用絕緣位移端子(IDT)的現(xiàn)有技術的絕緣位移連接器(IDC)。IDT100包括指桿102，指桿102沿其長度具有大致恒定的寬度。該指桿相對堅硬，并且由于指桿102的橫向于指桿長度方向上的硬度導致只允許較小的向外撓曲。因此，在指桿102與布置在其間的導線104接合的位置處，傳統(tǒng)IDT只能適用于非常小范圍的導線尺寸。
[0029]如圖1d所示，傳統(tǒng)IDT具有基部、從基部的一側延伸的接觸部以及從基部的相對偵誕伸的一對間隔的指桿。
[0030]該指桿具有相對的內邊緣和外邊緣。每個指桿的外邊緣包括靠近基部的固定部。固定部包括與相鄰端壁接合并將IDT固定在外殼內的倒鉤。每個指桿的外邊緣在固定部和指桿的端部之間不受約束。因此，導線插入傳統(tǒng)IDT內能夠使指桿略微向外張開，從而在捕獲在IDT中的導線上產(chǎn)生非法向力。當指桿102略微向外張開時，施加在插入低撓曲IDT中的導線上的非法向力可以導致導線背離基部移動。這樣的運動會最終導致不可靠的連接，這可能體現(xiàn)在更高的電阻或間斷的電導率上。
[0031]最后，傳統(tǒng)IDT具有從制造中使用的金屬沖壓工藝產(chǎn)生的位于內邊緣上的鋒利的角和不均勻的相對內邊緣。這些鋒利的角破壞導線104的絕緣并且在導線中形成小的V型槽。傳統(tǒng)IDT的鋒利的角的接合不利地導致與導線的小區(qū)域接觸，并且不均勻的內邊緣導致IDT的內邊緣在導線上施加不同的力。這些因素可以產(chǎn)生由于溫度循環(huán)和/或變化引起的間斷的和不可靠的連接。
[0032]參考圖2_5b，示出了根據(jù)本發(fā)明的改進的IDT200和IDC202。IDT200包括:基部210 ;至少一個接觸部212，其在第一方向上從基部210延伸；以及一對相對的導線接合指桿214，其在與第一方向相反的第二方向上從基部210延伸。接觸部是用于與絕緣位移端子形成電接觸的終端。接觸部212可以是如圖所示的壓配合端子或者用于與IDT200形成電連接的任何其它合適的終端。
[0033]IDT200形成為彈簧類金屬合金的單一整體件，例如通過沖壓。作為實例而非限制性地，可以采用CuNiSi合金。指桿214具有間隔開距離“d”的內邊緣216，距離“d”略小于要布置在IDT200的指桿214之間的導線218的直徑。在形成端子之后，在另一操作中，諸如通過將內邊緣216的角部倒角或倒圓來去除內邊緣216的角部的毛刺。另外，內邊緣形成為大體平的表面。
[0034]每個指桿214的外邊緣230具有靠近基部210的第一抵接部分232和遠離基部210并靠近相應指桿214的端部236的第二抵接部分234。第一和第二抵接部分232、234抵接相鄰的端壁并由端壁約束不向外移動。指桿214的外邊緣230從第一和第二抵接部分232、234的外邊緣凹陷，從而指桿214具有位于第一和第二抵接部分232、234之間的薄的回彈性的彈簧式中間部分238。
[0035]IDT200布置在連接器外殼240內，更具體地說，布置在形成于外殼240內的端子接納槽242中。當IDT200布置在端子接納槽242中時，第一和第二抵接部分232、234的邊緣抵接限定端子接納槽242的相對端的端壁244。
[0036]基部210包括延伸到指桿214外部的凸緣250。凸緣250具有下邊緣252，下邊緣252抵接外殼240內的凸臺254，以限制IDT200在外殼240內的插入深度。第一抵接部分232包括倒鉤260，在IDT200插入端子接納槽242之后，倒鉤260變形并與端子接納槽242的端壁244接合以將IDT200固定在外殼240內。
[0037]外殼240包括U形導線接納槽270，導線接納槽270基本延伸通過外殼240并且其尺寸被設定為接納導線218。導線可以是涂漆的或漆包的磁導線218，清漆或瓷漆為導線218提供絕緣涂層。為了將導線218固定在IDC200內，導線218布置在U形導線接納槽270的底部，使得導線218由限定U形導線接納槽270的端部的肩部272支撐。然后，IDT200被插入端子接納槽242，指桿最先被插入。IDT200的指桿214的每一個均包括遠離基部210的位于指桿214的內邊緣216上的刮板276。如圖所示，刮板276具有足夠鋒利或有磨蝕作用的大致直角的角部，以便當在IDT200插入端子接納槽242中期間該刮板被推動經(jīng)過導線218時該刮板從導線218的相對側刮去絕緣涂層或絕緣覆蓋層。相對指桿214上的刮板276具有內邊緣，該內邊緣以略小于與IDT200 —起使用的導線的直徑的距離彼此間隔開。因此，當在IDT200插入端子接納槽242期間刮板276的內邊緣經(jīng)過導線218時，刮板276去除導線218的外表面上的絕緣涂層。刮板276可形成為如圖所示的大致直角的邊緣，或者形成為當刮板276被推動經(jīng)過導線218時用來從導線218去除絕緣材料的任何其它適當?shù)男螤罨虮砻鏄嬙臁?br> [0038]一旦導線218被捕獲在相對的指桿214的內邊緣216之間，由于布置在指桿214中的回彈性的彈簧式中間部分238，導致指桿214的中間部分238給導線218施加基本正交的力。由于互連法向力基本上由指桿214的中間部分238的回彈性作用維持，所以彈簧式中間部分238施加的基本正交的力用來保持在外殼或端子的機械尺寸因溫度變化而變化的情況下的可靠的電連接。基本上，中間部分238是彈簧式梁，當IDT200布置在端子接納槽242中時，該彈簧式梁的每一端由第一和第二抵接部分支撐。
[0039]所公開的IDC202適用于電力或信號的應用。還要注意的是，由于指桿的中間部分238的回彈性的緣故，這里公開的IDT允許在不影響IDT和被捕獲在其中的導線218之間的電互連的完整性的情況下受約束材料具有較大的松弛。此外，由于這里公開的IDT200中回彈性的彈簧式中間部分238的緣故，與傳統(tǒng)的低撓曲IDC可適用的導線尺寸相比，IDT200可以適用于更大范圍的導線尺寸。
[0040]當在基部210的凸緣250的下邊緣抵接形成在外殼240內的凸臺254的情況下IDT200完全插入外殼240的端子接納槽242內時，導線218捕獲在指桿214的內邊緣216之間。指桿214的內邊緣216沿著該指桿的內邊緣的在IDT200布置在端子接納槽242中時至少與導線218相接觸的部分大致是平的。結果，與傳統(tǒng)IDT實現(xiàn)的接觸區(qū)域相比，指桿214與導線218在較大的區(qū)域相接觸，從而允許更高的電流承載能力。因此，在指桿214的內邊緣216與被捕獲在其間的導線218之間提供可靠的導電性連接。
[0041]外殼240的一側設置有蓋280，以防止導線218的導電端露出。蓋280可以如圖所示附著到外殼240的所述側，或者作為選擇形成為外殼240的一體部分。
[0042]上述說明性實施例包括從第一和第二抵接部分之間的端壁凹陷而提供上述彈簧式中間部分238的外邊緣。應該意識到，作為選擇，可以通過在每個指桿的中間部分內提供一個或多個槽或開口以減少指桿中的材料而在第一和第二抵接部分之間具有大致平的外邊緣來提供彈簧式中間部分。在該作為選擇的實施例中，提供本文描述的優(yōu)點的回彈性的彈簧式中間部分也可以被實現(xiàn)。
[0043]所示IDC包括具有接納單一 IDT200的單一端子接納槽242的外殼240。應該意識至IJ，外殼可以具有能夠容納對應的多個IDT200的多個端子接納槽242。此外，雖然示出了單一接觸部212，但是可以采用與單一基部210 —體形成為單件整體結構的多個接觸部。
[0044]另外，盡管本文討論了具有包括涂漆的或漆包的絕緣涂層的磁導線的大撓曲IDC的應用，但是這里公開的IDC也可以具有如下導線，即，該導線利用可以經(jīng)由本文描述的刮板去除的諸如塑料、天然或合成橡膠、尼龍或任何其它合適的絕緣覆蓋層等擠壓的絕緣覆蓋層進行絕緣。
[0045]將意識到，可以在不偏離本文公開的發(fā)明概念的情況下對上述IDT和IDC進行修改和改變。因此，本發(fā)明除了受所附權利要求的范圍和精髓限制之外不被看作受別的方面的限制。
【權利要求】
1.一種絕緣位移端子，用于安裝在絕緣位移互連系統(tǒng)的外殼中的端子接納槽內，所述外殼具有相對的間隔的端壁，所述絕緣位移端子包括: 基部，其具有相對的第一和第二側； 終端，其從所述基部的第一側延伸，以與所述絕緣位移端子形成電接觸；以及 相對的指桿，其分別從所述基部的第二側延伸到遠端，所述相對的指桿具有長度且具有外邊緣和相互間隔的相對的內邊緣，以便與布置在所述相對的內邊緣之間的導線形成電接觸，每個指桿的外邊緣分別包括靠近所述基部的第一抵接部分和與所述指桿的遠端相鄰第二抵接部分，所述第一抵接部分和所述第二抵接部分構造成當絕緣位移端子布置在所述外殼內時抵接所述端子接納槽的相鄰端壁，以約束各指桿的外邊緣在相應抵接部分處不向外移動，每個指桿沿著所述指桿的長度的位于所述第一抵接部分和所述第二抵接部分之間的至少一部分具有回彈性的彈簧式中間部分，所述彈簧式中間部分允許所述指桿的內邊緣在導線鄰近于指桿的中間部分布置在相對的間隔的指桿之間之后向外變形。
2.根據(jù)權利要求1所述的絕緣位移端子，其中，所述外邊緣的位于所述第一抵接部分和所述第二抵接部分之間的部分朝所述內邊緣向內凹陷，使得每個指桿具有在所述中間部分較窄的寬度，以提供薄的回彈性的彈簧式中間部分。
3.根據(jù)權利要求1所述的絕緣位移端子，其中，每個指桿在所述中間部分中包括至少一個開口，以提供回彈性的彈簧式中間部分。
4.根據(jù)權利要求1所述的絕緣位移端子，其中，所述指桿沿著所述內邊緣的至少導線接觸區(qū)域具有平滑的角部。
5.根據(jù)權利要求1所述的絕緣位移端子，其中，所述相對的指桿的內邊緣沿著所述指桿的長度的至少一部分大致是平的。
6.根據(jù)權利要求1所述的絕 緣位移端子，其中，所述相對的指桿中的每一個的內邊緣包括與相應指桿的遠離所述基部的端部相鄰的刮板部件，所述刮板部件具有內邊緣，所述內邊緣以比要與所述絕緣位移端子一起使用的導線的直徑略小的距離間隔開。
7.根據(jù)權利要求1所述的絕緣位移端子，其中，所述第一抵接部分包括向外延伸的倒鉤，所述倒鉤構造成當所述絕緣位移端子布置在所述槽中時與所述槽的端壁接合，以將所述端子保持在所述外殼內。
8.根據(jù)權利要求1所述的絕緣位移端子，其中，所述基部包括從所述指桿向外延伸的凸緣，所述凸緣具有下邊緣，所述下邊緣構造成抵接所述外殼內的凸臺，以便限定當所述端子插入所述外殼內時所述端子的插入深度。
9.一種絕緣位移連接器，包括: 外殼，其具有從所述外殼的開口端延伸到所述外殼中的端子接納槽，所述端子接納槽具有間隔開第一距離的第一相對的端壁；以及 絕緣位移端子，其布置在所述外殼的端子接納槽中，所述絕緣位移端子包括: 基部，其具有相對的第一和第二側； 終端，其從所述基部第一側延伸；以及 一對相對的間隔的指桿，其分別從所述基部的第二側延伸到遠端，所述相對的指桿具有長度且具有外邊緣和相互間隔的相對的內邊緣，以便與布置所述相對的內邊緣之間的導線形成電接觸，每個指桿的外邊緣分別包括靠近所述基部的第一抵接部分和與所述指桿的遠端相鄰第二抵接部分，所述第一抵接部分和所述第二抵接部分構造成當所述絕緣位移端子布置在所述端子接納槽內時抵接所述第一相對的端壁中的相鄰一個，以約束各指桿的外邊緣在相應抵接部分處不向外移動，每個指桿沿著所述指桿的長度的位于所述第一抵接部分和所述第二抵接部分之間的至少一部分具有回彈性的彈簧式中間部分，所述彈簧式中間部分允許所述指桿的內邊緣在導線鄰近于指桿的中間部分布置在相對的間隔的指桿之間之后向外變形。
10.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，所述外邊緣的位于所述第一抵接部分和所述第二抵接部分之間的部分朝所述內邊緣向內凹陷，使得每個指桿具有在所述中間部分較窄的寬度，以提供薄的回彈性的彈簧式中間部分。
11.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，每個指桿在所述中間部分中包括至少一個開口，以提供回彈性的彈簧式中間部分。
12.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，所述指桿沿著所述內邊緣具有平滑的角部。
13.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，所述相對的指桿的內邊緣沿著導線接觸區(qū)域大致是平的。
14.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，所述相對的指桿的內邊緣均包括與相應指桿的遠離所述基部的端部相鄰的刮板部件，所述刮板部件具有內邊緣，所述內邊緣以比要布置在所述指桿之間的導線的直徑略小的距離相互間隔開。
15.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，所述第一抵接部分包括向外延伸的倒鉤，所述倒鉤與所述 槽的端壁接合，以將所述絕緣位移端子保持在所述外殼內。
16.根據(jù)權利要求9所述的絕緣位移連接器，其中，所述端子接納槽包括與所述開口端相鄰的相對的第二端壁，所述第二端壁以比所述第一距離大的第二距離間隔開并且位于所述第一端壁的外側，所述外殼包括在所述第一端壁和相鄰的第二端壁之間延伸的凸臺；所述基部包括從所述指桿向外延伸的凸緣，所述凸緣均包括抵接所述外殼內的其中一個凸臺的表面，以限制所述絕緣位移端子在所述外殼內的插入深度。
【文檔編號】H01R4/24GK103814479SQ201280044826
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年8月22日 優(yōu)先權日:2011年9月14日
【發(fā)明者】J·D·帕里什 申請人:怡得樂工業(yè)有限公司