專利名稱：用于在兩個板之間形成電連接的連接器的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于在彼此機械固連的兩個板之間形成電連接的連接器。
背景技術：
對機械連接兩個板的要求通常不同于對電連接它們的要求。機械連接需要是堅固的且抵抗在板之間的相對移動，而電連接需要在板之間提供可靠的低電阻路徑。電連接的長期功能性要求可能不總是與機械連接的、例如歸因于機械接合部接口內的負載所致應カ的老化特性相客。用于航天應用的連接器系統需要是輕質且非常健壯的，以應對存在于飛行器上的嚴酷環境條件。單個飛行器可要求大量的電連接，因此另一重要的考慮因素是安裝的速度和精度。用于航天應用的連接器通常試圖減小在安裝期間引起故障的人為錯誤的可能性。一種這樣的航天應用是將飛行器的各種板接合在一起，其中，連接需要提供低電阻路徑以滿足電接地要求。為了確保電連接，連接板的已知方法包括形成機械連接以將板彼此固連，且然后使用搭接帶(bonding strap)形成單獨的電連接。搭接帶的添加向飛行器增加顯著的額外重量，并且是耗時的。因此，本發明的目標是提供改進的連接器。
發明內容
根據本發明的實施例，提供一種連接器，其用于在彼此機械固連的兩個板之間形成電連接。連接器包括:用于固定至第一板的第一插座(socket)、用于固定至第二板的第ニ插座、以及插銷(connector pin)。第一和第二插座均包括用于接納插銷的孔ロ，其中，連接器還包括用于在插銷和第一插座之間接觸的第一彈簧、以及用于在插銷和第二插座之間接觸的第二彈簧。插銷以及第一和第二彈簧在第一和第二插座之間形成電連接，從而將第一和第二板彼此電接合。由于電連接與機械連接解耦，因而電連接不被機械接合部上的應カ效應顯
著影響。連接器可包括圍繞插銷的軸線延伸的密封件，該密封件軸向位于第一和第二彈簧的軸向位置之間。密封件可幫助防止來自在兩個板或插座之間的接ロ的任何碎屑抵達第一和/或第二彈簧。而且，密封件可接觸兩個板和/或第一及第ニ插座，并且將兩個板/插座的接ロ與插銷的其余部分密封開。有利地，第一彈簧可為第一螺旋彈簧且第二彈簧可為第二螺旋彈簧。插銷可包括:第一凹槽，其圍繞插銷的軸線延伸且用于支承第一螺旋彈簧；以及，第二凹槽，其圍繞插銷的軸線延伸且用于支承第二螺旋彈簧。第一和第二插座可具有孔，其用于使用鉚釘將第一和第二插座固定至第一和第二板。備選地，第一插座可與兩個板中的ー個一體地形成，并且第二插座可與兩個板的另ー個一體地形成。
板的機械固連可包括將第一插座的孔和第二插座的孔配置成接納通過板的孔的鉚釘。備選地，板可由與第一和第二插座分開的其它裝置機械固連，例如通過鉚釘、螺栓、粘
結劑等。板可機械地固連成彼此物理接觸，并且這通常導致導電板之間的電連接，而插銷的添加提供更可靠的電連接，其與在兩個板之間的機械接ロ處的退化效應解耦。板可為機械地固連在一起的兩個平坦板，第一和第二插座容納插銷，其中插銷大致垂直于平坦連接器板的平面。插銷可穿過板的孔ロ。連接器可包括ー個或更多額外凹槽，其圍繞插銷的軸線延伸且用于支承一個或更多0形環。0形環可提供密封以幫助保護彈簧抵御外部環境條件，例如幫助使螺旋彈簧以及插銷和插座的關聯接觸區域免于污染物和污垢或碎屑。特別地，插銷可具有分別用于支承第一和第二 0形環的第一和第二額外凹槽，并且第一和第二彈簧可均軸向處于第一和第二額外凹槽之間，使得第一和第二彈簧在第一和第二 0形環之間密封開。
現在，將參考附圖描述本發明的實施例，在附圖中:
圖1示出在插入插銷之前的根據本發明的第一實施例的連接器的示意透視 圖2示出在插入插銷之后的圖1的連接器的示意截面 圖3示出在插入插銷之后的圖1的連接器的示意透視 圖4示出根據本發明的第二實施例的連接器的示意圖；并且 圖5示出根據本發明的第三實施例的插銷的示意圖。
具體實施例方式圖1的示意圖示出連接器100，其包括第一插座50、第二插座60以及插銷150。連接器100用于將第一板110和第二板120機械及電氣地接合在一起。為了清楚起見，第一和第二板以及第一和第二插座的一半已被切除。通過兩個鉚釘30,第一插座50被不出為固定至第一板110,并且第二插座60被不出為固定至第二板120。鉚釘30穿過第一和第二插座的孔20，并且還穿過第一和第二板兩者的孔25 (參見圖2)，且因此將板接合在一起。第一插座50和第二插座60各自包括相應的孔ロ 55和65,并且第一和第二板包括延伸通過兩個板的孔ロ 70。插銷150示出為處于準備通過孔ロ 55、65和70插入以在插座之間形成電連接的狀態。連接器100包括第一螺旋彈簧161和第二螺旋彈簧162，其支承在插銷150的第一凹槽151和第二凹槽152中。第一和第二凹槽圍繞插銷的軸線200延伸，并且為螺旋彈簧提供電接觸表面。電接觸表面可鍍導電層以減少在插銷和螺旋彈簧之間的電阻。螺旋彈簧可鍍銀以幫助改進彈簧的電性能并預防腐蝕，并且可例如為鍍銀的鈹銅傾斜螺旋彈簧。連接器100還包括第一 0形環153和第二 0形環154，其支承在插銷150的第一和第二額外凹槽163和164中。第一和第二額外凹槽圍繞插銷的軸線200延伸，并且使得一旦插銷插入孔口中，便在插銷150與第一和第二插座的孔ロ 55和56之間形成密封。圖2示出在插銷150已插入孔ロ 55、65、70中之后的連接器100的示意截面圖。第一螺旋彈簧151接觸第一插座50,并且第二螺旋彈簧152接觸第二插座60。0形環將螺旋彈簧與外部環境密封開。在板之間通過鉚釘30形成機械連接，這將板夾在插座50和60之間，并且在板之間通過插座50和60形成電連接，插座50和60通過螺旋彈簧161和162以及插銷而彼此電連接。在該實施例中，孔ロ 55和65均為端部開ロ的，但在備選實施例中，第二插座的孔ロ 65具有閉合端部以幫助環境密封。插銷150在該插銷的一端包括頭部220，頭部比第一插座的孔ロ更寬。頭部可幫助確保插銷在孔ロ 55、65、70內的快速且準確的縱向定位。在備選實施例中，可省略第二額外凹槽163和對應的0形環154，并且頭部220可靠在上面以提供充分的密封。頭部220可配備有密封裝置，以幫助改進由頭部提供的密封水平。各插座包括圍繞插座的孔ロ的軸線200延伸的脊部210，脊部用于插入板的孔ロ70內。因此，插座的孔ロ 55和65的寬度比板的孔ロ 70的寬度更小。脊部可通過使螺旋彈簧能夠更靠近彼此放置而幫助改進機械接合部的穩定性和/或幫助減少插銷的長度。插座和板之間的接觸區域也由脊部増大，從而幫助減小它們之間的電阻。第一插座50和第二插座60還包括相應的垂直部分260和262，其形成孔ロ 55和65的軸向長度的至少一部分的側壁。垂直部分垂直于板110和120延伸，并且容納插銷150。接觸螺旋彈簧的垂直區段的內表面可鍍導電層，以改進螺旋彈簧與插座50和60之間的電連接。而且，第一插座50和第二插座60還包括相應的平坦部分52和62。平坦部分52和62位于板110和120的任ー側，一起將板夾在中間，并且在插座和板之間提供電連接。在圖3中示出插入插銷150之后的連接器100的透視圖，其中，可容易地看到第一插座50的平坦部分52。在該實施例中，插銷150和孔ロ 55、65、70為圓形，但諸如三角形或矩形的其它截面形狀也是可能的。由于圓形使插銷能夠以任何旋轉取向插入，所以其可幫助減少安裝時間。形成機械連接(在該實施例中使用鉚釘30)且隨后使用插銷150形成電連接的能力使得電連接能夠在機械連接之后的制造階段形成，如果期望的話。在該實施例中，各鉚釘30將第一插座固定至第一板，將第二插座固定至第二板，并且將第一和第二板彼此固定，從而節約重量并減少安裝時間。備選地，可使用不同的鉚釘將第一和第二插座的不同個體與第一和第二板固連在一起。例如，可通過不穿過第一和第ニ插座的鉚釘將板固連在一起。而且，在另外的實施例中，板和/或插座可通過諸如粘合或焊接的其它手段來固連。現在，將參考圖4描述本發明的第二實施例。第二實施例類似于第一實施例，并且包括固定至板110和120的第一插座50和第二插座60,且第一插座50和第二插座60通過插銷150電連接。第二實施例的插座50和60通過與板一體地形成插座而固定至板110和120。第一和第二插座(50，60)彼此物理接觸，并且兩個板(110,120)也彼此物理接觸。第二實施例的連接器還包括圍繞插銷的軸線延伸的密封件400，其用于接觸第一和第二插座50、60兩者。密封件用于將彈簧161、162與存在于兩個插座之間的接ロ 450處的任何碎屑密封開，從而幫助維持由彈簧形成的電連接的可靠性。
在該實施例中，密封件400接觸第一和第二插座兩者，但在備選實施例中，第一和第二插座將兩個板夾在中間，且密封件400接觸兩個板。在又一備選實施例中，第一和第二插座將兩個板夾在中間，且密封件400沿軸向足夠長以接觸兩個板以及第一和第二插座兩者。在該實施例中，密封件為活塞密封件400，其位于插銷的又ー凹槽中，但其它類型的密封件和定位密封件的裝置也是可能的，例如關于第三實施例在下文描述的密封件410。圖5示出了根據第三實施例的插銷500的示意圖。插銷500可代替第一和第二實施例的插銷150使用。插銷備有第一彈簧510和第二彈簧520，第一彈簧510用于在插銷和第一插座之間接觸，第二彈簧520用于在插銷和第二插座之間接觸。第一彈簧510與插銷的軸線對準且可朝插銷被向內壓縮，并且第二彈簧520也與插銷的軸線對準且可朝插銷被向內壓縮。第一和第二彈簧的向內壓縮在插銷插入第一和第二插座的孔口中之后發生，并且幫助確保彈簧在插銷和插座之間形成良好的電連接。在該實施例中，存在圍繞插銷的軸線200等距間隔開的多個第一彈簧510、以及圍繞插銷的軸線200等距間隔開的多個第二彈簧520。多個第一(或第二)彈簧的存在幫助平衡由彈簧施加在插銷上的力。在備選實施例中，僅存在一個第一彈簧510和ー個第二彈簧 520。存在沿插銷的軸線200軸向位于第一和第二彈簧的軸向位置之間的密封件410，并且該密封件410意圖接觸第一和第二插座兩者和/或第一和第二板兩者。密封件是具有平坦外部輪廓的環狀環，用于接觸第一和第二插座兩者和/或兩個板。插銷500具有頭部200，該頭部的寬度比插銷的其余部分的寬度更大。插銷還可具有螺紋530，其用于擰入第二插座的對應螺紋中。頭部220包括孔ロ 540，其使得插銷能夠使用諸如改錐的工具擰入第一和第二插座中。備選地，頭部220可搭扣配合到第一插座中，使得不需要螺紋。本發明的范圍由所附(多個)獨立權利要求限定。在從屬權利要求和說明書中出現的更多特征是可選的，并且可或可不在對本領域技術人員而言將顯而易見的本發明的各種實施例中實施。
權利要求
1.一種連接器，用于在彼此機械固連的兩個板之間形成電連接，所述連接器包括用于固定至第一板的第一插座、用于固定至第二板的第二插座、以及插銷，所述第一和第二插座均包括用于接納所述插銷的孔ロ，其中，所述連接器還包括用于在所述插銷和所述第一插座之間接觸的第一彈簧、以及用于在所述插銷和所述第二插座之間接觸的第二彈簧。
2.根據權利要求1或2所述的連接器，其特征在于，所述兩個板機械地固連成彼此物理接觸。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在于，包括圍繞所述插銷的軸線延伸的密封件，所述密封件軸向位于所述第一和第二彈簧的軸向位置之間。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在于，所述第一插座和第二插座包括孔，其用于通過鉚釘將所述第一和第二插座固定至所述第一和第二板。
5.根據權利要求4所述的連接器，其特征在于，所述第一插座的孔和所述第二插座的孔布置成接納通過所述板的孔的鉚釘。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在于，所述第一和第二插座各自包括圍繞所述插座的孔ロ的軸線延伸的脊部，所述脊部用于插入所述板的孔口內。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在于，所述第一和第二插座各自包括平坦部分，所述平坦部分布置成用于將所述板夾在所述平坦部分之間。
8.根據權利要求1至3中的任一項所述的連接器，其特征在于，所述第一插座通過與所述兩個板中的ー個一體地形成所述第一插座而固定至所述兩個板中的ー個。
9.根據權利要求8所述的連接器，其特征在于，所述第二插座通過與所述兩個板中的另ー個一體地形成所述第二插座而固定至所述兩個板中的另ー個。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在干，所述第一和第二插座包括形成所述孔ロ的軸向長 度的至少一部分的側壁的垂直部分，所述垂直部分布置成垂直于所述板延伸且用于容納所述插銷。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在于，所述插銷還在所述插銷的一端包括頭部，所述頭部比所述第一插座的孔ロ更寬。
12.根據權利要求11所述的連接器，其特征在于，所述插銷還在所述插銷的另一端包括螺紋，并且其中，所述第二插座包括用于接納所述插銷的螺紋的對應螺紋。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在干，所述第一彈簧為第一螺旋彈簧且所述第二彈簧為第二螺旋彈簧，并且其中，所述插銷包括: 第一凹槽，其圍繞所述插銷的軸線延伸且用于支承所述第一螺旋彈簧， 第二凹槽，其圍繞所述插銷的軸線延伸且用于支承所述第二螺旋彈簧。
14.根據權利要求1至12中的任一項所述的連接器，其特征在于，所述第一彈簧與所述插銷的軸線對準并且能夠朝所述插銷被向內壓縮，并且其中，所述第二彈簧與所述插銷的軸線對準并且能夠朝所述插銷被向內壓縮。
15.根據權利要求14所述的連接器，其特征在于，所述第一彈簧為多個第一彈簧中的ー個，所述多個第一彈簧圍繞所述插銷的軸線等距間隔開，并且其中，所述第二彈簧為多個第二彈簧中的ー個，所述多個第二彈簧圍繞所述插銷的軸線等距間隔開。
16.根據前述權利要求中的任一項所述的連接器，其特征在干，所述連接器還包括圍繞所述插銷的軸線延伸的第一額外凹槽、以及在所述第一額外凹槽內的第一 O形環。
17.根據權利要求16所述的連接器，其特征在于，所述連接器還包括圍繞所述插銷的軸線延伸的第二額外凹槽、以及在所述第二額外凹槽內的第二 O形環，并且其中，所述第一和第二額外凹槽由所述第一和第二彈簧軸向地間隔開。
18.—種大致如 本文中所述或者如附圖中所示的連接器。
全文摘要
一種連接器(100)，用于在彼此機械固連的兩個板(110,120)之間形成電連接，該連接器包括用于固定至第一板(110)的第一插座(50)、用于固定至第二板(120)的第二插座(60)、以及插銷(150)，第一和第二插座均包括用于接納插銷(150)的孔口(55,65)，其中，該連接器還包括用于在插銷和第一插座之間接觸的第一彈簧(161)、以及用于在插銷和第二插座之間接觸的第二彈簧(162)。
文檔編號H04Q1/14GK103141000SQ201180047329
公開日2013年6月5日 申請日期2011年9月21日 優先權日2010年9月29日
發明者J.M.艾爾斯, P.吉利, D.博迪奧 申請人:泰科電子英國有限公司