CN100541925C - 电接触件 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了基本管状插座接触件。在一方面,所述电接触件含有一条纵轴,并包括基本管状的中空主体,所述中空主体第一末端和第二末端。所述第一末端含有一个边界小孔。所述中空主体含有至少两条细长狭槽和至少两个接触元件,沿所述纵轴放置。至少一个所述接触元件具有一条复合曲线。所述电连接件也含有一个焊料杯,放置在毗邻于所述中空主体的所述第二末端的位置。所述焊料杯含有至少一段向外展开部分,远离所述中空主体的所述第二末端。电连接件是用冲压和成型处理制造的。在本发明另一方面,提供一种端接电连接件。
Description
技术领域
本发明有涉及一种改进的电接触件。特别地,本发明涉及阴接触件,也称作为插座或插座接触件,具有下列特点:当用作为电连接件时,能使电气的不连续性减少到最小,从而改善带宽。
背景技术
电接触件给两个电导体提供一个连接点,电流流过该连接点。当使用电导体时,例如同轴电缆,电接触件和电缆连同其他元件的组合可称作为电连接件。较佳地,电连接件能在电子系统的两个元件之间提供机械和电接触件,而不会产生无法接受的信号失真或功率损耗。可以利用几种电接触件和它们各自的电连接件系统。
美国专利5190472(Voltz等人)披露了小型化高密度互连系统,用于将同轴信号电缆端接到电信号传输系统。在某些实施例中,使用含有三桁条(three-beam)圆柱体的信号接触件。如同本专利的图3和7所示,信号接触件的桁条具有长方形的横截面。
美国专利号4359258(Palecek等人)披露了一种安装电连接件的电路板,该电连接件包含一个插座和整体焊接尾部(an integral solder tail)。该插座含有一对整体桁条部分,是从圆柱形底座部分延伸出来。因为阳接触件插在这一对整体桁条部分之间,它们向外偏斜并且弹性地偏加到该接触件,以保持该接触件并在该接触件和桁条部分之间建立电接触连接。同样,美国专利5199910(Kahle等人)在图4,5,和6及其他地方披露了一种阴接触件,包括用于与阳接触件电连接的三桁条端。及,美国专利6045402(Embo等人)在图2,4和5,及其他地方中披露了含有双桁条的插座接触件。这些参考文献示出含有第一端和第二端的桁条,第一端是可动的(is free),是接触件首选插入的一端;第二端通常是由轴或圆柱形部分支撑的。
另一参考文献是美国专利3404367(Henschen)披露了一种接触插座,含有两个定距间隔的基本方形末端部分(section),这两部分由半椭圆弹簧互相连接。图2示出:每个弹簧是末端部分的整体部分并构成未端部分的侧面(P)2-5~6)。一旦插入接触插针,实际上能使该弹簧偏斜,以使某一给定插座尺寸能容纳较宽范围的插针尺寸。本专利示出:每个接插座具有4根弹簧。
虽然,前述技术是有用的,对于其他电接触件和电连接件有一种需要:便于使用,能使不连续性减少到最小,并能按简便有效,经济加工处理进行制造。
发明内容
本发明提供一种新型电接触件,设计成:能使连接两种电导体时产生电不连续性减少到最小。结果,能够实现较佳的电连接,导致能改善电气装置的带宽性能。
简而言之,在一方面,本发明涉及含有一条纵轴的一种电接触件并包括基本上管状的,中空主体,该中空主体包括第一末端和第二末端。第一末端含有一个边界小孔(bounded aperture)。该中空主体含有至少两条细长狭槽和至少两个接触元件,沿纵轴放置。术语“沿纵轴放置”意指细长狭槽或接触元件一般平行于纵轴。技术熟练人员半认识到细长狭槽或接触元件能按某个角度放置,即,不与纵轴平行。每个接触元件具有一条复合曲线。焊料杯放置在相邻于中空主体第二末端的位置。焊料杯含有向外展开部分,远离(distal to)中空主体第二末端。在本发明另一方面,电接触件是由金属衬底经冲压和成型制造的,并且接触元件中的至少一个具有一条复合曲线。
在又另一方面,本发明涉及端接电连接件,包含电接触件,安装在同轴电缆上;两者中的至少一部分居留在导电外壳内。电接触件含有一条纵轴,并包括基本上管状的,中空主体,该中空主体含有第一末端和第二末端。第一末端含有一个边界小孔。该中空主体含有至少两条细长狭槽,平行于纵轴放置,由此构成接触元件。每个接触元件具有一条复合曲线。焊料杯放置在毗邻于中空主体第二末端的位置。焊料杯具有向外展开部分,远离中空主体第二末端。同轴电缆包括中间信号导体;金属编织物,随意地缠绕在中间信号导体周围;线芯管,围绕在中间信号导体和金属纺织物(如果使用)周围,至少一层金属屏蔽层,对线芯管进行屏蔽。及外套,包围着金属导线。当安装时,电连接件上的向外展开部分毗连同轴电缆的线芯管。并且,同轴电缆的中间信号导体放置在电连接件的至少一部分焊料杯内。
本发明的一个优点是接触元件的设计。因为每个接触元件具有一条复合曲线,如同这儿进一步描述的,能够与信号插针具有良好的机械和电气接触。这样,该发明的电接触件使电不连续性减少到最小,这种不连续性在两根电导体连接的系统中是固有的。
本发明的另一个优点是:电接触件含有起弹簧作用的接触元件,这儿该弹簧显示出可变曲率。这种接触元件的可变弹簧曲率能使连接件容纳宽范围的信号插针直径。
附图说明
参考依据本发明的附图进一步描述本发明。
图1是一张阴电接触件的示范性实施例的等距视图(isometric view);
图2是一张示范性端接电连接件的横截面图;
图3是一张制造电接触件中冲压步骤的原理性示意图;
图4是一张阴电接触件的另一个示范性实施例的等距视图;
图5是一张阴电接触件的另一个示范性实施例的等距视图;
图6是一张含有插入信号插针的图1实施例的等距视图;
图7是一张沿图6的7-7线截取的横截面图;及
图8是一张示范性微波电缆的横截面图。
这些图是相同的,未按比例尺画,并且仅倾向于描述性的和非限制性的。在附图中,相同的参考数字表示相似部件。
具体实施方式
图1描述依据本发明的阴电接触件10的一个实施例。电接触件具有一个基本管状的,中空主体12,该中空主体12含有第一末端14和第二末端30。作为参考目的,该接触件具有一条纵轴,如图1中的“z”所示。如同这儿所用的,术语“基本管状”意指中空主体本身的结构一般为圆柱形,但当不与信号插针配合时,圆柱形直径沿导体的纵轴而变化。在较佳实施例中,当不配合电接触件时,中空主体的直径从第一末端14逐渐地减少到该中空主体中间部分的最小直径,并然后,当它接近第二末端30时,中空主体的直径又增大。第一末端含有一个边界小孔16,用以插入信号插针(未示出)。较佳地,对第一末端进行处理,以提供一个引导倒角18(lead-in chamfer),有助于信号插针的配合。这儿所用的术语“边界”意指:圆圈(ring)(一般示作为18)构成该小孔的边界。边界的不是暗示该小孔必须是由一个连续开口确定,实际上,图1显示:存在一条细缝(seam)15。中空主体至少含有两个接触元件22,位于两条细长狭槽20之间。接触元件和细长狭槽一般与纵轴平行放置。
图1显示两个接触元件22都具有复合曲线,而图4显示两个接触元件中的至少一个具有复合曲线。如同这儿所用的,术语“复合曲线”意指接触元件具有双向弯曲。当电接触件不含有配合的信号插针时,存在复合曲线。在较佳实施例中,接触元件22沿中空主体的长度向内成圆形的,即,朝z轴凹入的。并且,接触元件的外表面是凸起的,即,弯曲成类似于球体的外表面。如图7所示,这复合曲线特性允许信号插针(横截面一般为圆形)和接触元件之间的紧密接触,由此改善它们之间的电连接。本发明与美国专利5190472的不同之处在于:它的接触件3的横截面为长方形,并这样与它的信号插针55只能局部接触,如图7所示。
本发明的一个优点是:由于它的细长管状设计,该接触件与信号插针发生接触的面积区较大(一般由围绕接触元件的表面确定)。将该信号插针重复地与接触件的配合,插针上和接触件上的配合表面很可能磨损,由此可能会降低它们之间的电连接。通过增大接触的表面区,可增强使插针和接触元件之间在整个持续时间具有良好接触的可能性。相反,美国专利4359258示出插针和它插座16配合时产生的相当局部区域,是通过设计接触区35(在它的图2中)确定的。
在一个实施例中,在中空主体的第二末端30,有一个导线阻止器(wire stop)32。该导线中止器主要起着阻止传输线电缆的中间导体的作用,如图2中进一步解释的。同样,当同轴电缆的中间导体安装到电接触件时,导线阻止器使焊料浸锡减少到最小。毗邻于中空主体第二末端的是焊料杯(solder cup)34。焊料杯含有用于承受传输电缆线绝缘体的装置,以在安装期间或在与信号插针配合期间阻止电接触件穿进电缆线。一种有用的装置是一段向外展开部分,位于远离电接触件第二末端的位置。在一个实施例中,该向外展开部分是定位臂,图2中示作为36。在较佳实施例中,焊料杯三条定位臂。
图2描述端止电连接件1的一个实施例。微波同轴电缆40与电接触件10紧密配合。导电外壳60覆盖整个电连接件及微波同轴电缆的一部分。微波电缆一般含有:中间信号导体42;绝缘细丝;随意地缠绕在中间导体周围(未示出);线芯管44,围绕着中间信号导体和绝缘细丝(如果使用),至少一层编织层46,通常为金属,对线芯管进行屏蔽;及护套48,围绕着金属导线层。电连接件的定位臂36毗邻于微波同轴电缆上的线芯管44。并且,中间信号导体42驻留在焊料杯内,一直到达导线阻止器32,图8示出含有细丝43和两层编织层46的微波同轴电缆的横截面图。定位臂36使中间导体42和线芯管44之间的间隔为距离“d”。
通过使用焊接介质50,中间导体能固定到焊料杯。通过较佳地在编织物46上使用焊接介质54将导体外壳固定到电缆40。导体外壳60含有一个开口64和绝缘体66。开口64,含有引导环52,对准于电接触件第一末端内的小孔16,这样允许信号插针(未示出)的插入。导电外壳60一般由金属或金属合金制成,例如,黄铜,并较佳地含有引导曲面51,便于与其他部件配合,例如耦合器。因为图2示出没有配合信号插针的一个端接电连接件,接触元件处于释放状态,如由空气隙56所示。
图5描述含有闭合焊料杯部分71的阴电接触件10的另一个实施例。较佳地,提供出口(vent)70,当将中间导体焊接到焊料杯时,以允许焊接熔线蒸发到出口。因为闭合焊料杯部分具有恒定直径,与图1的电接触件相比时,这个实施例对不连续性的阻止较少。
图6显示使用中的电接触件10,即,当信号插针72插入时,并且至少一部分插针接触电接触元件并使它们向外偏斜。信号插针的直径确定电接触元件经受的偏斜量。因为电接触元件的偏斜,管状中空主体12的直径改变了,以容纳该信号插针,并达到电接触件的一般直径。这种直径的改变有效地提供给具有恒定直径的插座,由此在接触件外直径和导体外壳内直径之间产生几何变化的接触时,使内在引起的电不连续性减少到最小。这种接触件直径特点提供本发明的一个关键优点。
图7是一张沿图6的线7-7截取的横截面图,并示出:接触元件22与信号插针72紧密接触,这样接触元件密封(cup)信号插针。这种类型的紧密接触与美国专利5190472中披露的接触件类型形成对比。
本发明的电连接件用于配合或连接电导体。虽然图2和8示出使用微波轴向电缆的本发明电连接件,能够使用任何类型电缆的连接件,无论是同轴的或非同轴的。对电连接件技术熟练的人员将认识到用于本发明的各种变化。例如,端接电连接件可以装载进夹持器(carrier)内或紧密配合于阳同轴连接件,例如,耦合器。
电接触件由金属衬底制成。如这儿使用的,术语金属包括纯金属和它们的合金。合适的金属衬底包括铜和铍-铜合金。在较佳实施例中,金属衬底通常经电镀处理,覆盖有其他金属层,该金属层例如为镍,铬,或金。在更佳实施例中,焊料杯进一步含有锡和铅涂层。
电接触件可以制成任何合适的尺寸,以配合几种电导体。在较佳实施例中,电接触件用于与微滤同轴电缆的连接中。在这种情况,电接触件的长度典型地为约为0.1到0.5英寸(2.5到12.7毫米)。中空主体第一末端的开口的外部直径约为0.1到0.4英寸(2.5到10.2毫米)。金属衬底的厚度约为0.001到0.010英寸(0.025到0.25毫米)。
发明者已经发现:接触元件的复合曲线特性使插座兼容于宽范围的信号插针直径。这结果对用户是一个优点,因为它放宽了信号插针所需的容许偏差。一般,部件的容许偏差越小,制造部件的成本就越贵,特别是当制造部件的方法包括几种类型的制造过程时。认为插针直径的更宽工作范围是由接触元件朝两个非偏斜的稳定位置之间的零作用点偏斜的能力引起的。仅为了类推目的,接触元件起着非常象美国专利4703301(Hollweck等人)中描述的双稳态弹簧的作用。
本发明的一个优点是:电接触件可以用冲压和成型处理进行制造,这种处理方法比加工处理的效能成本更合算。这儿将描述一种示范性冲压和成型处理。
为半连续处理提供例如铜的原料金属条(a strip of stock metal),通常为卷形式(in roll form),其厚度约为0.005英寸(0.13毫米)。原料金属经过几个处理站的冲压和模制,变为坯料(blanked)。在坯料处理过程中,通常沿原料金属的顶部和底部形成夹持器。夹持器含有导向孔,以帮助将原料金属引导通过各种处理站。同样在坯料处理过程中,从原料金属中冲压成电连接件形状。在这点,电接触件基本上是扁平的。通常经过几根棒条,使电接触件沿夹持器传输。在冲压成电接触件后,使用各种成型模,以将它形成为基本管状形,并也形成向外展开部分。
图3原理性地示出在一种示范性电接触件制造过程中的示范性步骤。在这种情况中为冲压处理。处理过程中的连接件100含有原始的原材料金属102(hasas a...P)8-17~19),已经进行部分毛坯加工,形成夹持器104和导向孔106。电接触件经连接杆108连接到夹持器,在这处理阶段基本呈现为扁平的和图案化的金属板。电接触件包括:主体部分112,第一翼部分114,中间部分122,细长槽120,第二翼部分130和延长部分134,该延长部分134将变成焊料杯。在成型步骤中,将第一和第二翼部分及中间部分合拢,以形成中空主体,含有第一末端,第二末端,一般如图1所示。成型步骤的结果,形成两条狭槽;一条相应于狭槽120,而其他的形成为中间部分两侧上的凹槽220。一旦合拢,边缘224相碰时形成接缝。在其他成型步骤中,进一步对主体部分进行处理,以在接触元件上形成复合曲线。虽然冲压和成型方法的前面一般描述对制造本发明的电接触件是有用的,技术熟练人员认识到:对这描述的改变能用于制造电接触件。
这里引用的所有参考文献,包括在背景章节中的那些,都并入每个参考文献的整体中,作为参考。
Claims (10)
1、一种具有纵轴的电接触件,其特征在于,所述接触件(10)包括:
a.基本管状的中空主体(12),含有第一末端(14)和第二末端(30),所述第一末端(14)含有一个边界小孔(16),其中,所述中空主体(12)含有至少两条细长狭槽(20)及至少两个接触元件(22),所述细长狭槽(20)和接触元件(22)沿所述纵轴(z)放置,每个接触元件(22)的所述外表面具有复合曲线,朝向沿所述中空主体(12)的所述长度的所述纵轴(z)凹入;及
b.焊料杯(34),放置在毗邻于所述中空主体(12)的所述第二末端(30)的位置,所述焊料杯(34)含有向外展开部分(36),远离于所述中空主体(12)的所述第二末端(30)。
2、按照权利要求1所述电接触件,其特征在于,所述中空主体(12)的所述第二末端(30)进一步包括导线阻止器(32)。
3、按照权利要求1或2所述电接触件,其特征在于,沿所述中空主体(12)的所述长度,所述接触元件(22)是凹入的,并且所述接触元件(22)具有凸起的外表面。
4、按照权利要求1或2的所述电接触件,其特征在于,所述中空主体(12)含有至少一条沿所述纵轴(z)放置的接缝,所述接缝是从所述细长狭槽(20)延伸的。
5、按照权利要求1或2的所述电接触件,其特征在于,所述向外展开部分(36)是定位臂。
6、一种具有纵轴的电接触件,其特征在于,所述电接触件包括:
a.基本管状的,中空主体(12),含有第一末端(14)和第二末端(30),所述第一末端(14)含有边界小孔(16),其中,所述中空主体(12)含有至少两条细长狭槽(20)及至少两个接触元件(22),所述细长狭槽(20)和接触元件(22)沿所述纵轴(z)放置,及其中,至少一个所述接触元件(22)的所述表面含有一条复合曲线,朝向沿所述中空主体(12)的所述长度的所述纵轴(z)凹入;及
b.焊料杯(34),放置在毗邻于所述中空主体(12)的所述第二末端(30)的位置;及
c.所述电接触件是由金属衬底经冲压和成型后制成的。
7、按照权利要求6所述电接触件,其特征在于,沿所述中空主体(12)的所述长度,所述接触元件是凹入的,且所述接触元件具有凸起的外表面。
8、一种端接电连接件,其特征在于,包括安装在同轴电缆(40)上并放置在导电外壳(60)内的电接触件,其中:
所述电接触件(10)具有一条纵轴(z)并包括i基本上管状中空主体(12),含有第一末端(14)和第二末端(30),所述第一末端(14)含有边界小孔(16),所述中空主体(12)含有至少两条细长狭槽(20)及至少两个接触元件(22),沿所述纵轴(z)放置,其中,至少一个所述接触元件(22)含有一条复合曲线,朝沿所述中空主体(12)的所述长度的所述纵轴(z)凹入;及ii一个焊料杯,放置在毗邻于所述中空主体(12)的所述第二末端(30)的位置,所述焊料杯(34)含有至少一段向外展开部分(36),远离所述中空主体(12)的所述第二末端(30);
所述同轴电缆(40)包括:中间信号导体(42);细丝(43),包围所述中间信号导体(42);线芯管(44),围绕所述中间信号导体(42)和所述细丝(43);至少一层金属导线(46),屏蔽所述线芯管(44);及护套(48),围绕所述金属导线(46),
这样所述电接触件(10)上的所述向外展开部分(36)毗邻于所述同轴电缆的所述线芯管(44),且所述同轴电缆内的所述中间信号导体(42)放置在所述电接触件的所述焊料杯(34)的至少一部分中。
9、按照权利要求8所述端接电连接件,其特征在于,所述导电外壳(60)含有:一条纵轴(z);一个开口(64),放置在所述外壳(60)的一部分中;及一层绝缘体(66),所述电接触件(10)放置在所述导电外壳(60)内,这样所述电接触件(10)的所述纵轴(z)平行于所述导电外壳(60)的所述纵轴,这样所述导电外壳(60)内的所述开口(64)对准所述电接触件(10)的所述边界小孔(16)。
10、按照权利要求9所述端接电连接件,其特征在于,进一步包括信号插针,滑行咬合进所述导电外壳(60)的所述开口(64),所述信号插针接触所述电接触件(10)的所述接触元件(22),并使所述接触元件(22)偏斜,这样所述接触元件(22)基本上是直的。
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