受约束的大挠曲绝缘位移端子和连接器

摘要

一种改进的绝缘位移端子（IDT）包括相对的间隔的指杆，所述指杆具有外边缘，所述外边缘具有与所述外边缘的端部相邻的第一和第二抵接部分。指杆中位于抵接部分之间的回弹性的弹簧式中间部分给捕获在IDT的相对的指杆的内边缘之间的导线施加基本正交的力。可以诸如通过从抵接部分的外边缘开始使外边缘凹陷或者通过在指杆的中间部分中提供槽或开口使每个指杆的位于抵接部分之间的宽度变窄来提供每个指杆的回弹性的弹簧式中间部分。指杆的内边缘的角部是平滑的，并且内边缘基本是平的，以在指杆与布置在其间的导线之间提供大的接触区域。IDT被安装在外壳内，以提供绝缘位移连接器（IDC）。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及和要求2011年9月14日提交的标题为“Large Deflection  High Normal Force Constrained Insulation Displacement Terminal”的美国临时 专利申请No.61/534,448的优先权。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

—不适用—

技术领域

本发明涉及绝缘位移连接器（IDC）和用在其中的端子。

背景技术

绝缘位移连接器（IDC）和用在其中的绝缘位移端子（IDT）是公知的。 IDC用在希望与绝缘导线快速形成连接的情况下。在将IDT连接到导线的 过程中，IDT的相对的指杆可滑动地布置在导线上并且移除或去除导线上 的绝缘涂层或覆盖层，以允许导电的IDT和导线之间直接电接触。用在典 型IDC中的IDT具有包括倒钩的外边缘，该倒钩与端子接纳槽的端壁接合 以将端子固定在连接器外壳内。IDT的相对的指杆通常是刚性的。因此， 指杆的与导线接合的内边缘之间的距离仅仅可以适用于非常窄范围的导线 尺寸。

由于制造典型IDT时采用冲压操作的缘故，指杆的内边缘的角部是锋 利的，并且相对内边缘不均匀。内边缘的锋利角部在导线安装到IDC中的 过程中切破导线，并且不均匀的内边缘导致变化的力被该边缘施加到沿着 内边缘的导线上。传统IDT中这种内边缘的结构可以导致经过一段时间后 IDT和导线之间间断的或不可靠的连接。

此外，伴随典型IDC的温度循环或变化可以导致当由内部端子边缘施 加到导线上的压力变化时IDT和布置在IDT内的导线之间的电阻变化。因 此，在承载大电流的IDC中，热量的显著增加可以导致端子和导线之间的 电阻增大的情况。

因此，期望具有比传统IDT适用于更大范围的导线尺寸的IDT和IDC， 并且与利用传统IDT和IDC观察到的数据相比，这种IDT和IDC不易受与 温度和尺寸有关的问题的影响。

发明内容

本发明公开了一种改进的绝缘位移端子（IDT）和采用这种端子的绝缘 位移连接器（IDC）。该IDT包括：基部；接触部件，其在第一方向上从基 部延伸；以及一对间隔的指杆，其在与第一方向相反的第二方向上从基部 延伸。该对指杆之间的间距略小于与IDT一起使用的导线的直径。相对指 杆的内边缘的角部诸如通过提供圆角或倒角和大致平的内边缘的去毛刺和 金属成形处理而变得平滑。可以在形成端子毛胚之后的二次加工中执行内 边缘的角部的平滑处理。与利用被简单冲压和没有经过去毛刺来去除内边 缘上的锋利角部并提供大致平的内边缘的端子实现的接触区域相比，大致 平的内边缘与被捕获在IDT的内边缘之间的导线在较大的区域上形成接 触。

连接器外壳包括端子接纳槽，该端子接纳槽具有开口端和大致U形的 导线接纳槽。绝缘导线布置在导线接纳槽中，并且IDT插入外壳中的端子 接纳槽内。当IDT被插入外壳时，沿着IDT的每个指杆的内边缘形成的刮 板移除导线的每侧上的绝缘材料，以在IDT完全插入端子接纳槽中之后露 出导线的形成导电接触的部分。

指杆的外边缘具有上、下抵接部分，当IDT布置在端子接纳槽中时， 该上、下抵接部分抵接端子接纳槽的端壁并且由端壁在外侧进行约束。在 上、下抵接部分之间，指杆具有凹陷的外边缘。因此，每个指杆的宽度在 第一和第二抵接部分之间的中间部分较薄。因而，所获得的指杆结构包括 在第一和第二抵接部分之间延伸的回弹性的弹簧式梁。在将IDT安装在外 壳中之后，弹簧式中间部分给导线施加基本正交的力。

结合附图和下文的详细描述，这里公开的IDT和IDC的其它特征、优 点和方面对本领域的技术人员是容易理解的。

附图说明

结合附图参考本发明的下列详细描述将更充分地理解本发明，其中：

图1a是用在绝缘位移连接器（IDC）中的传统绝缘位移端子（IDT）；

图1b是采用图1a中描述的IDT的传统IDC的侧视图；

图1c是沿着采用图1a的IDT的传统IDC的剖面线aa（图1b）的剖视 图；

图1d是采用图1a的IDT的图1b和1c的传统IDC的剖面透视图；

图2是根据本发明的IDT的侧视图；

图3a是包括图2的IDT的根据本发明的IDC的侧视图；

图3b是包括图2的IDT图3a的IDC的端部视图；

图4a是包括图2的IDT的图3a和图3b的IDC的俯视图；

图4b是包括图2的端子的图3a和3b的IDC通过图4a的截面AA的 剖视图；

图4c是包括图2的端子的图3b的IDC通过图4b的截面BB的剖视图；

图5a是包括图2的IDT的图3a和3b的IDC的透视图；以及

图5b是包括图2的端子的图3a和3b的IDC的剖面透视图。

具体实施方式

2011年9月14日提交的标题为“Large Deflection High Normal Force  Constrained Insulation Displacement Terminal”的美国临时专利申请No. 61/534,448的全部内容通过引用包含在本文中。

图1a-1d示出了采用绝缘位移端子（IDT）的现有技术的绝缘位移连接 器（IDC）。IDT100包括指杆102，指杆102沿其长度具有大致恒定的宽度。 该指杆相对坚硬，并且由于指杆102的横向于指杆长度方向上的硬度导致 只允许较小的向外挠曲。因此，在指杆102与布置在其间的导线104接合 的位置处，传统IDT只能适用于非常小范围的导线尺寸。

如图1d所示，传统IDT具有基部、从基部的一侧延伸的接触部以及从 基部的相对侧延伸的一对间隔的指杆。

该指杆具有相对的内边缘和外边缘。每个指杆的外边缘包括靠近基部 的固定部。固定部包括与相邻端壁接合并将IDT固定在外壳内的倒钩。每 个指杆的外边缘在固定部和指杆的端部之间不受约束。因此，导线插入传 统IDT内能够使指杆略微向外张开，从而在捕获在IDT中的导线上产生非 法向力。当指杆102略微向外张开时，施加在插入低挠曲IDT中的导线上 的非法向力可以导致导线背离基部移动。这样的运动会最终导致不可靠的 连接，这可能体现在更高的电阻或间断的电导率上。

最后，传统IDT具有从制造中使用的金属冲压工艺产生的位于内边缘 上的锋利的角和不均匀的相对内边缘。这些锋利的角破坏导线104的绝缘 并且在导线中形成小的V型槽。传统IDT的锋利的角的接合不利地导致与 导线的小区域接触，并且不均匀的内边缘导致IDT的内边缘在导线上施加 不同的力。这些因素可以产生由于温度循环和/或变化引起的间断的和不可 靠的连接。

参考图2-5b，示出了根据本发明的改进的IDT200和IDC202。IDT200 包括：基部210；至少一个接触部212，其在第一方向上从基部210延伸； 以及一对相对的导线接合指杆214，其在与第一方向相反的第二方向上从基 部210延伸。接触部是用于与绝缘位移端子形成电接触的终端。接触部212 可以是如图所示的压配合端子或者用于与IDT200形成电连接的任何其它 合适的终端。

IDT200形成为弹簧类金属合金的单一整体件，例如通过冲压。作为实 例而非限制性地，可以采用CuNiSi合金。指杆214具有间隔开距离“d” 的内边缘216，距离“d”略小于要布置在IDT200的指杆214之间的导线 218的直径。在形成端子之后，在另一操作中，诸如通过将内边缘216的角 部倒角或倒圆来去除内边缘216的角部的毛刺。另外，内边缘形成为大体 平的表面。

每个指杆214的外边缘230具有靠近基部210的第一抵接部分232和 远离基部210并靠近相应指杆214的端部236的第二抵接部分234。第一和 第二抵接部分232、234抵接相邻的端壁并由端壁约束不向外移动。指杆214 的外边缘230从第一和第二抵接部分232、234的外边缘凹陷，从而指杆214 具有位于第一和第二抵接部分232、234之间的薄的回弹性的弹簧式中间部 分238。

IDT200布置在连接器外壳240内，更具体地说，布置在形成于外壳 240内的端子接纳槽242中。当IDT200布置在端子接纳槽242中时，第一 和第二抵接部分232、234的边缘抵接限定端子接纳槽242的相对端的端壁 244。

基部210包括延伸到指杆214外部的凸缘250。凸缘250具有下边缘 252，下边缘252抵接外壳240内的凸台254，以限制IDT200在外壳240 内的插入深度。第一抵接部分232包括倒钩260，在IDT200插入端子接纳 槽242之后，倒钩260变形并与端子接纳槽242的端壁244接合以将IDT200 固定在外壳240内。

外壳240包括U形导线接纳槽270，导线接纳槽270基本延伸通过外 壳240并且其尺寸被设定为接纳导线218。导线可以是涂漆的或漆包的磁导 线218，清漆或瓷漆为导线218提供绝缘涂层。为了将导线218固定在IDC 200内，导线218布置在U形导线接纳槽270的底部，使得导线218由限 定U形导线接纳槽270的端部的肩部272支撑。然后，IDT200被插入端子 接纳槽242，指杆最先被插入。IDT200的指杆214的每一个均包括远离基 部210的位于指杆214的内边缘216上的刮板276。如图所示，刮板276具 有足够锋利或有磨蚀作用的大致直角的角部，以便当在IDT200插入端子 接纳槽242中期间该刮板被推动经过导线218时该刮板从导线218的相对 侧刮去绝缘涂层或绝缘覆盖层。相对指杆214上的刮板276具有内边缘， 该内边缘以略小于与IDT200一起使用的导线的直径的距离彼此间隔开。 因此，当在IDT200插入端子接纳槽242期间刮板276的内边缘经过导线 218时，刮板276去除导线218的外表面上的绝缘涂层。刮板276可形成为 如图所示的大致直角的边缘，或者形成为当刮板276被推动经过导线218 时用来从导线218去除绝缘材料的任何其它适当的形状或表面构造。

一旦导线218被捕获在相对的指杆214的内边缘216之间，由于布置 在指杆214中的回弹性的弹簧式中间部分238，导致指杆214的中间部分 238给导线218施加基本正交的力。由于互连法向力基本上由指杆214的中 间部分238的回弹性作用维持，所以弹簧式中间部分238施加的基本正交 的力用来保持在外壳或端子的机械尺寸因温度变化而变化的情况下的可靠 的电连接。基本上，中间部分238是弹簧式梁，当IDT200布置在端子接 纳槽242中时，该弹簧式梁的每一端由第一和第二抵接部分支撑。

所公开的IDC202适用于电力或信号的应用。还要注意的是，由于指 杆的中间部分238的回弹性的缘故，这里公开的IDT允许在不影响IDT和 被捕获在其中的导线218之间的电互连的完整性的情况下受约束材料具有 较大的松弛。此外，由于这里公开的IDT200中回弹性的弹簧式中间部分 238的缘故，与传统的低挠曲IDC可适用的导线尺寸相比，IDT200可以适 用于更大范围的导线尺寸。

当在基部210的凸缘250的下边缘抵接形成在外壳240内的凸台254 的情况下IDT200完全插入外壳240的端子接纳槽242内时，导线218捕 获在指杆214的内边缘216之间。指杆214的内边缘216沿着该指杆的内 边缘的在IDT200布置在端子接纳槽242中时至少与导线218相接触的部 分大致是平的。结果，与传统IDT实现的接触区域相比，指杆214与导线 218在较大的区域相接触，从而允许更高的电流承载能力。因此，在指杆 214的内边缘216与被捕获在其间的导线218之间提供可靠的导电性连接。

外壳240的一侧设置有盖280，以防止导线218的导电端露出。盖280 可以如图所示附着到外壳240的所述侧，或者作为选择形成为外壳240的 一体部分。

上述说明性实施例包括从第一和第二抵接部分之间的端壁凹陷而提供 上述弹簧式中间部分238的外边缘。应该意识到，作为选择，可以通过在 每个指杆的中间部分内提供一个或多个槽或开口以减少指杆中的材料而在 第一和第二抵接部分之间具有大致平的外边缘来提供弹簧式中间部分。在 该作为选择的实施例中，提供本文描述的优点的回弹性的弹簧式中间部分 也可以被实现。

所示IDC包括具有接纳单一IDT200的单一端子接纳槽242的外壳 240。应该意识到，外壳可以具有能够容纳对应的多个IDT200的多个端子 接纳槽242。此外，虽然示出了单一接触部212，但是可以采用与单一基部 210一体形成为单件整体结构的多个接触部。

另外，尽管本文讨论了具有包括涂漆的或漆包的绝缘涂层的磁导线的 大挠曲IDC的应用，但是这里公开的IDC也可以具有如下导线，即，该导 线利用可以经由本文描述的刮板去除的诸如塑料、天然或合成橡胶、尼龙 或任何其它合适的绝缘覆盖层等挤压的绝缘覆盖层进行绝缘。

将意识到，可以在不偏离本文公开的发明概念的情况下对上述IDT和 IDC进行修改和改变。因此，本发明除了受所附权利要求的范围和精髓限 制之外不被看作受别的方面的限制。