专利名称:热响应电连接器的制作方法
人们常常需要把沿一个电部件配置的导体(或触点)与沿另一个电部件配置的相应导体(或触点)连接起来或者断开。
此外，人们还常常希望这种连接(或断开)能是方便的、有效的并且在不能使用工具的地方实现。
人们通常也希望这种连接(或断开)以几乎不费力气的插入(或移开)方式完成。所以提出这个要求是为了防止被连接部件损坏。
此外，人们的典型希望是，在使用许多电连接器时能在间隙很小的多个平行导体间提供连接;能提供高强度的闭合和很强的抗冲击和抗震动能力。把在一个部件上的每个导体的各个连接单元与第二个部件上的相应导体进行连接的常规方法是难以获得上述特点的。
本发明提供的一种电连接器，是以实现前述特点为目的的。
本发明涉及到一种比较可取的多插座电连接器，它包括(a)插入式构件，该构件上有一批导体以平行的方式沿纵向展开，以及(b)一个内插式构件，它包括一个开缝管，该管用以接收插入式构件。在内插式构件上的一批平行导体沿着接收插入式构件的开缝管的内部展开。内插式构件上沿开缝管内部展开的一批平行导体的配置与沿插入式构件配置的导体相对应。插入式构件有一个扩大的边缘。它能插入开缝管中，从而使沿开缝管内部配置的每个导体面对着沿插入式构件扩大了的边缘配置的相应导体。开缝管由镍钛合金或某些形状记忆材料组成，这种管子可被加偏压打开(或关闭)，而且它在被加热到一个变换温度时可改变尺寸来啮合(或脱开)被插入的插入式构件。
这样的连接器的特点是插入力为零;高强度;导体配置密集;以及有较高的抗冲击能力。在闭合时，沿插入式构件配置的导体与沿开缝管配置的相应导体接触上。
较好的是，本发明是一种适用于把两个窄条连在一起的电连接器。第一个窄条的一端由一个开缝管组成，该管的开缝被选择性的打开和关闭。第二个窄条在开缝管打开时插进开缝中去，此后开缝管可以被关闭以实现两个窄条的连接。
根据本发明，第二个窄条上至少可以包含一个导体，它被连接到沿第一窄条配置的相应导体上去。一种典型情况是位于第二窄条的上表面和下表面上的平行导体通过开缝管的关闭可以与第一窄条的相应导体连接上。
在第一种具体装置中，沿第二窄条上表面配置的导体是与沿该窄条下表面配置的导体互相分离且互相独立的。同样，沿第一窄条配置的导体也可以同样地组成(a)上面的一批导体与沿第二窄条上表面配置的导体闭合，和(b)具有独立于上面一批导体的下面一批导体，这些导体可以与沿第二窄条下表面配置的导体闭合。因此，它能提供一个双重连接器，在这种连接器中，一批连接可以在一个上表面中单独地完成并与在下表面中完成的连接不同。即在这里沿第二窄条上表面提供X个导体，沿其下表面提供X个导体，能完成2X个连接。
在第二种具体装置中，沿第二窄条上表面配置的导体伸展到沿下表面配置的导体中去。同样，第一窄条的上面一批导体可以伸展到下面一批导体中去。这是一种单连接器装置。这种装置为每个导体提供了进行电连接的上区域和下区域。
一种混合具体装置是上述两种具体装置-单连接器和双重连接器-的变种，这种混合装置可以保持第二窄条上表面的某些导体独立于下表面窄条上的导体，而上窄条上的其它导体则伸展到下窄条上的导体中去。
还可作如下想象在第二窄条的上窄条上的所有导体伸展到下窄条的导体中去，而在第一窄条中的上面一批导体并不伸展到下面那些导体中去。因此，分别与第一窄条的上面一批导体和下面一批导体连接的两组导体可以根据对第二窄条的闭合而进行内部互连，并使第一窄条与第二窄条导体相连。
在各种具体装置中人们期望开缝管至少包括一个采用诸如镍钛合金这样的形状记忆金属组成的形状记忆层。更具体地说，最好的选择是开缝管用若干共轴层组成，这些共轴层包括一个形状记忆层，一个沿形状记忆层四周配置的不锈钢层和一个柔软的塑料层，塑料层把开缝管封闭起来，而导体就嵌入这个塑料层中。根据施加在形状记忆层上的热量要求，沿着柔软的塑料层与形状记层邻接的部分放置一个加热器单元，塑料层与开缝管内接。
为了提供一个锁定的连接，插入开缝管内部的第二个窄条的边缘被放大了。
根据本发明，该连接器的闭合是通过把一个形状记忆层加热到一个特征变换温度来完成的。然而人们还期望，导体的打开也可以通过把一个形状记忆层加热到某一特征变换温度来完成。众所周知，处于记忆形状下的形状记忆金属会产生很高的强度;因此，记忆形状的闭合或打开导致一种高强度的结构。
图1是上后方左视图，表示出按照本发明构成的连接器;
图2到5是侧视图，表示图1所示连接器的操作情况;
图6表示出组成图1中第一窄条的一种元件的具体结构;
图7表示组成图1中第二窄条的一种元件的具体结构;
图8表示一种双重连接器的上前方视图，这种连接器是由图6所示的第一窄条和图7所示的第二窄条构成的;
图9是用来组成图1中第二窄条的元件的另一种具体结构;
图10和11表示装外罩时本发明的透视和侧视图。
在图1中示出了按本发明制作的电连接器100的一个具体结构。
加图所示，连接器100包括第一窄条102，102在开缝管104处终止。开缝管104如图所示是由多个共轴层组成的。在开缝管104的周围展开的是一个柔软塑料层106，106用来内接和外接开缝管104。即柔软塑料层106沿着一块第一窄条102的双层平板部分107展开，并沿着圆周通到凸缘108上，然后柔软塑料层106沿着开缝管104的内表面伸展到下凸缘110上去。从下凸缘110出发，塑料层106沿着开缝管104的下部外圆周回到第一窄条102的平板部分107上去。平板部分107由两块塑料层构成，它们互相紧靠在一起构成一个重迭层。
开缝管104还包括一个形状记忆层112，在它四周配置了另一个层114，114层最好是用不銹钢制作。形状记忆层112和层114被柔软塑料层106封闭起来。
假设沿着柔软塑料层106的内接部分放的是一种技术成熟的柔软加热器120。加热器120与形状记忆层112相接从而对后者直接加热。
此外还假设，沿着柔软塑料层装有互相平行的导体130，132和134(导体数目是可变的)，这些导体沿着第一窄条102的上面一层126配置。沿第一窄条102的下边一层128配置有互相平行的导体136，138和140。130-134中每个导体都沿平面部分107展开、循着一个外接路径向前展开并绕过上凸缘108。136-140中的每个导体沿第一窄条102的下边一层128走过相似似的路径。正如下面讨论的那样，根据不同的具体装置沿着上面一层126配置的导体130-134可以伸展进也可以不伸展进沿下面一层128配置的相应导体136-140中去。
最好，导体130-140以及加热器120都嵌进柔软塑料层106中去，以增强耐久性、抗冲击和抗碰撞能力、结构的完整性以及强度，并维持各导体和加热器窄条的相对位置。也就是说，用塑料层106将导体130-140和加热器120包覆起来。为了把这些导体暴露出来以便使它们进行电接触-例如把另一个导体在它上面压紧，在塑料层106中开了一些窗口，在这些窗口处实现了接触。正如下面所述，这些窗口至少把沿上凸缘108和下凸缘110配置的导体130-140暴露了出来。要注意，上下凸缘之间的间隔确定了开缝管104的开缝大小，保证第二个窄条150能被插进去。
第二个窄条150包括两个柔软塑料层152和154，这两个层彼此相对应地展开。上边一层152配置有导体160-164。下边一层154上也配置有导体166-170(图上看不见)。为了露出导体160-164，在上边层152上开了一个窗口174。在下层154上最好也开一个类似的窗口。
第二个窄条150还包括了一个放大的边缘176，176可插到开缝管104的内部。(边缘176是通过在150和152这两层之间插入一个棒状物放大的)。借助放大边缘176，在边缘176被插入而且开缝管104闭合以后两个窄条102和150不会被拉开。具体地说最好让边缘176紧靠在上凸缘108和下凸缘110上构成闭合以完成所希望的锁定作用。
图1所示的连接器100的开缝管104是闭合的。为了使第二个窄条150能插进去，可使开缝管104变形以便开一个缝。在这种考虑下应注意，形状记忆层112既可以用来把管子104从闭合位置打开，也可以用来把管子104从打开位置闭合。形状记忆层112是打开还是闭合管子104，取决于给予记忆层112的记忆形状。形状记忆层112由可以形成一个预先确定的记忆形状或结构的材料构成。在记忆形状确定之后，便可对材料进行变换，通过使材料达到特征变换温度可使材料回到(或恢复)记忆形状。虽然各种塑料都具有加热可恢复记忆的特性，但人们倾向于把形状记忆层112用某种金属制作，这种金属具有象镍钛合金一样的变换性能。
镍钛合金和具有这种记忆或从加热不稳定状态复原特性的其它合金的操作在各种文献中都有所讨论，这里不再详述。然而参考了马杜尔斯基(Madurski)等人的美国专利3，606，592号和罗金(ROgen)的美国专利4，018，547号，这两篇专利叙述了形状记忆现象并列出了参考文献。简言之，镍钛合金有一个特征温度，在这个温度之上记忆组态就形成。通过让镍钛合金在这个温度上(对55-镍钛合金来说接近900°F)保持一个给定的形状，该记忆组态就成为固定的。镍钛合金还有一个变换温度范围(TTR)，在这个范围以下，合金成为可延展的和可塑改形的，而在这个温度范围之上则发生复原。把该合金的温度提高到变换温度范围之上，就可使在变形期间发生位移的合金原子再回到它们变形前的位置。因此，以记忆形状为特征的镍钛合金和类似的合金可以被反复交替地变形和恢复原形，办法是在变换温度范围以下时向该合金施加压力，然后把该合金加热到复原温度。正如人们在技术上已知的那样，通过适当地选择合金可确定变换温度范围或复原温度处在-60°F-+300°F之间。
在可取的方式中，形状记忆层112的动作可以打开开缝管104。管104由层114提供的弹簧力闭合。当形状记忆层112是可延展的和软的(例如低于镍钛合金的变换温度)时，该弹簧力足以闭合104，但是要使开缝管再打开，需由形状记忆层112克服弹簧的闭合力。另外，如果不想要或没有提供114层时，可以用一个工具使管子104变形闭合，当然这样做不是较好的办法。
根据不同的用途，连接器100的尺寸可以有很大的变化，但其一般尺寸为当管子闭合时其外径为0.120时，层112的厚度为0.020时，层114的厚度为0.015时，管子104的内“径”(打开时)为0.022时，而塑料层具有普通柔软窄条的尺寸。
图2到图5为连接器100的工作图。在图2中，连接器100是闭合的(通过层114)，这时管子104的上凸缘108紧靠在下凸缘110上。图3中通过对形状记忆层112加热，使得管子104打开，使具有放大边缘176的第二窄条150象图4所示那样足以插进去。加热是用加热器120进行的。也可用其它的加热源。切断加热源，上凸缘108和下凸缘110便闭合，把第二窄条150夹在中间。第二窄条150的窗口174(见图1)与上凸缘102(应为108-译注)对准，而下层154(见图1)上的相应窗口在插入和关闭以后也与下凸缘110对准。通过在上凸缘108上开窗口，使导体130-134分别被压紧在导体160-164上，实现互相间的电接触。同样，通过在下凸缘110上开窗口，使导体136-140分别压紧在导体166-170上，实现它们之间的电接触。
图6表示组成图1所示的第一窄条200的具体结构。图6示出了两个窗口201和202，它们在构成图1的结构时分别放在上凸缘108和下凸缘110上。连接器204-216嵌在柔软塑料218中。这些导体204-216可以被认为象图1所示那样沿着第一窄条的“上”层配置。导体204-216刚好在越过窗口201处结束。导体224-236同样刚好在越过窗口202后结束。嵌在塑料218中的还有加热器单元240，它的引线可以接出来以产生加热作用。
图7表示了第二窄条300的一个具体结构，这个窄条可沿线K折迭而形成图1所示的一个结构。窗口301把嵌在塑料322上边一层320中的导体304-318暴露出来。导体324-338嵌在“下边”一层340中并通过窗口302暴露出来。
图8是一个连接器的透视图，该连接器由图6所示的第一窄条200及图7所示的第二窄条300组成的。图8表示了一个双重连接器，在这个连接器中，导体206′-210′是与沿下平面配置的导体(即图6中的导体224-226)分离开的(即不伸展进去)，而导体308′-312′并不伸展到诸如图7中324-338这样一些沿着下平面配置的导体中去。因此，第一窄条200′的六个导体(如图所示)可以分别地和清楚地与第二窄条300′的六个导体连接上。就是说，有一个连接的上平面，该平面可由配对的导体206′-326′，208′-328′，210′-330′组成，还有一个类似构成的连接下表面。
图9表示了用在单个连接器中的第二窄条400。具体地说，当第二窄条400沿L-L线向下折迭时，在上面一层422中的406-420中的每个导体向后折迭沿着下面一层424展开。在该单连接器中，第一窄条(未示出)的每个导体也延展成塑料的长度-406-420中的每个导体通过430和432这两个窗口露出来以形成与第一窄条的对应导体的电接触。
上述两种具体装置即单连接器和双重连接器的变种-混合具体装置的构成可能是这样的保留第二窄条上表面上的一些导体，而上窄条上的其它导体则伸到下面窄条的导体中去。
还有，人们也可以想象沿第二窄条上面窄条配置的所有导体都伸展到沿第二窄条下面窄条配置的导体中去，而位于第一窄条上面窄条的所有导体并不伸展到位于下面窄条的导体中去。因此，分别连到第一窄条上面窄条和第一窄条下面窄条的两批配对的导体可以靠第二窄条达到闭合状态而实现内部连接，以及提供第一窄条和第二窄条导体之间的连接。
在图10和11中示出了一个罩盖500，这个罩盖把带有形状记忆层504，不銹钢层506，加热器508及塑料层510的管子502罩了起来。罩盖500有一个槽512用来接受带有锁定边缘516的第二窄条514。
根据本发明，沿第一窄条配置的导体与沿第二窄条配置的相应导体相啮合，从而在两者之间形成电接触。当这些导体被嵌进塑料中或用塑料盖住时，就需要开有窗口以保证接触成为可能。如果这些导体是放在塑料上或从塑料上凸出来而不是完全嵌进塑料中去，就不需要开窗口。
权利要求
1.一种电连接器，它由以下几部分组成第一个窄条，它有一个开缝管形成其一端，上述第一窄条包括一个变形装置，它用来选择性地打开和关闭上述开缝管的缝；而沿着上述开缝管内圆周表面至少放置了一个导体；上述变形装置包括一个加热复原构件，为使加热复原构件完成此功能，应有一个规定的变换温度。这个构件的动作可使上述开缝管形成预定的打开位置或预定的关闭位置。
2.根据权利要求
1、这种电连接器还包含有第二个窄条，它上面至少具有一个导体，上述第二窄条在前述开缝管打开时可以插进开缝中去;通过上述变形装置的作用上述开缝管被关闭，这时被插进去的第二个窄条相应地与第一窄条耦合起来，即第一窄条的每个导体都准确地与第二窄条的相应导体接触上;
3.根据权利要求
2，在这种电连接器中，上述的开缝管含有多个共轴层，而上述加热复原构件包含一个形状记忆金属，它组成了上述共轴层的一层。而上述共轴层的第二层是一个金属层，该层至少部分地把上述加热复原构件包围了起来;当上述加热复原构件达到其变换温度时，它就能把上述的开缝管打开;
4.根据权利要求
3，该电接触器还包含有在贴近上述加热复原构件处有一个加热器;上述加热器把足够的能量转移到上述加热复原构件上使后者的温度升高达到变换温度;
5.根据权利要求
4，在这种电连接器中，上述第一窄条和第二窄条均包含有一个柔软窄条，第一窄条上配有平行排列并在其上展开的若干导体，而第二窄条上同样也有平行配置并在其上展开的若干导体。
6.根据权利要求
5，在这种电连接器中上述第一窄条有一个上表面，沿着这个上表面伸展有上述平行导体中的第一批导体，这第一批中的导体终止于相应的第一批触点上，这些触点伸展到上述开缝管里面去。其中第一窄条还有一个下表面，沿着这个表面展开有上述平行导体的第二批，这第二批中的导体终止于伸展到上述开缝管内部的第二批相应触点上;第二窄条也有一个下表面，沿该表面伸展着第四批上述平行配置的导体，这第四批中的导体终止于第四批相应触点，而第四批触点中的每一个在第二窄条插入开缝管而开缝管又关闭时都压在相应的上述第二批触点上。
7.根据权利要求
6，这种电接触器内的第二窄条有一个被放大了的边缘，当第二窄条插入开缝管时，这个放大了的边缘就置于开缝管里面。当开缝管关闭时，这个放大的边缘把第二窄条锁在开缝管中;
8.根据权利要求
7，这种电连接器的每个窄条都有一个包覆层，而上述各个导体都嵌在这些包覆层里，上述包覆层里有触点暴露窗口，这些窗口能使第一窄条上的触点压紧在第二窄条的触点上;
9.根据权利要求
1，这种电连接器里的第一和第二窄条各有一个柔软窄条，上述第一窄条包含有在它上面伸展的平行配置的导体，而第二窄条也有在其上伸展的类似的平行配置导体;
10.根据权利要求
9，这种电连接器里的第一窄条有一个上表面，沿这个表面展开有上述平行导体的第一批，上述第一批导体终止于对上述开缝管内部露出的第一批相应触点;其中上述第一窄条有一个下表面，沿该表面展开着上述平行导体的第二批，这第二批中的导体在对上述开缝管的内部暴露的第二批相应触点上终止;其中第二窄条上有一个上表面，沿该表面展开有第三批上述的平行导体，这第三批中的导体在第三批相应触点上终止，当上述第二窄条插进上述开缝管而开缝管又闭合时，第三批中的每个触点都压紧在上述第一批相应触点上;其中第二窄条有一个下表面，沿这个表面有第四批上述平行配置的导体展开，这第四批中的导体终止于第四批相应的触点上，而当插入上述第二窄条的上述开缝管闭合时，第四批相应触点的第一个都压紧在上述第二批相应触点上。
11.根据权利要求
10，这种电连接器中的第二窄条有一个放大了的边缘，而这个放大了的边缘当上述第二窄条被插入开缝管时就置于上述开缝管之内;当开缝管闭合时，上述放大的边缘把上述第二窄条锁在开缝管里;
12.根据权利要求
11，这种电连接器里的每个窄条均有一个包覆层，导体就嵌在这个包覆层里;这种包覆层内有触点暴露窗口，这些窗口使上述第一窄条上的触点被压紧在上述第二窄条上;
13.根据权利要求
2，这种电连接器里前述的形状记忆金属由镍钛合金构成，
14.根据权利要求
5，这种电连接器里上述第一窄条有一个上表面和一个下表面，上述第一窄条的每个导体(a)沿着它的上表面展开，(b)在上述开缝管内部沿圆周配置并至少每个导体有一部分暴露在上述开缝管的内部，而且(c)沿着其下表面配置。
15.根据权利要求
14，这种电连接器中的第二窄条有一个上表面，沿这个上表面展开有上述第一批平行配置的导体;上述第一批中的每个导体随着上述开缝管的闭合被压紧在位于上述开缝管内的上述第一窄条的相应导体上。
16.根据权利要求
15，这种电连接器中上述第二窄条有一个下表面，沿着这个表面展开有上述平行配置导体的第二批，随着上述开缝管的闭合，第二批导体中的每一个导体都被压紧在位于上述开缝管里边的上述第一窄条的相应导体上。
17.根据权利要求
16，这种电连接器中的第一批的每个导体都伸展到上述第二批导体的相应导体中。
18.根据权利要求
5，这种电连接器中还包括有一个管状的罩用来容纳与第二窄条耦合的上述第一窄条;上述管状罩能被调节成不同的直径。
19.这种电连接器包括一个开缝管;用来把上述开缝管的缝选择性地打开和关闭的装置;至少一个啮合导体，它的展开至少与上述开缝管有一部分外接和一部分内接;一个窄条，它上面至少有一个可啮合的导体，该窄条可以插进上述开缝管的开缝中，当上述开缝管关闭时，每个啮合导体都压紧在相应的可啮合的导体上;上述的打开和闭合装置包括一个位于上述开缝管内的形状记忆金属层。
20.根据权利要求
19，这种电连接器中的上述打开和闭合装置包括上述的开缝管，开缝管包括一种能变型的材料，这种材料通过变形能闭合开缝管的开缝使窄条啮合起来;当上述形状记忆金属层被升高到预定变换温度时开始启动从而打开上述开缝管。
21.根据权利要求
21，上述窄条插进开缝管中而开缝管闭合压紧这个窄条时，这种电连接器中的每一批啮合导体都与相应的可啮合导体实现电接触。
22.根据权利要求
22，这种电连接器中的上述开缝管有一个上凸缘和一个下凸缘，这两个凸缘确定了位于它们之间的开缝管的缝隙，而上述的窄条有一个上表面，沿着这个表面展开有啮合的导体;此外，当开缝管闭合时沿上述上凸缘走过的每个啮合导体有一部分与沿该窄条上表面展开的相应可啮合导体的一部分构成电接触。
23.根据权利要求
23，这种电连接器里的上述窄条有一个下表面，沿着该表面展开有可啮合的导体，沿着上述下凸缘通过的每个啮合导体的一部分与沿着该窄条下表面展开的相应可啮合导体的一部分构成电接触。
24.根据权利要求
24，这种电连接器里每个沿上述凸缘通过的啮合导体展开到沿上述下凸缘通过的相应的啮合导体中，因此形成一个单一的连续导体。
25.根据权利要求
25，这种电连接器中沿着上述窄条上表面通过的每个可啮合导体伸展到沿上述窄条下表面通过的相应可啮合导体中，从而形成一个单一的连续导体。
26.根据权利要求
26，这种电连接器里上述的窄条有一个放大的边缘，它可插进上述开缝管里边去;当开缝管闭合时，上述放大边缘把上述的窄条和上述的开缝管锁在一起。
27.根据权利要求
27，这种电连接器还包括加热上述形状记忆金属层的装置。
28.构成一个电连接器的方法包括以下步骤组成一个由形状记忆金属和可变形材料组成的开缝管，这个缝隙是在该开缝管的上凸缘和下凸缘之间形成的;设置开缝管的记忆形状使开缝管形成一个打开的形状;把平行啮合导体加到这个开缝管上去，它包括的步骤是把一批导体的每个导体绕过并沿着这个开缝管的上凸缘做圆周式展开;组成一个带有若干可啮合导体的一个窄条;把第一批啮合导体及窄条上的可啮合导体互相对准的放置好，以便在闭合时使第一批的每个啮合导体至少是沿上凸缘分布的每个导体与窄条上的相应对准的可啮合导体实现电接触。
29.根据权利要求
29，在构成一个电连接器的方法中放置啮合导体的步骤还包括以下步骤把第二批导体绕过并沿着开缝管的下凸缘做圆周性的展开，该方法还包括以下步骤把第二批啮合导体和窄条上的可啮合导体调准定位，以便在开缝管闭合时使第二批导体至少是沿下凸缘分布的第二批导体中的每个啮合导体与相应被调准的可啮合导体构成电接触。
30.根据权利要求
29，这种电连接器还包括下面的步骤把一个选择性启动的加热器放在形状记忆金属的附近，以便为后者加热。
专利摘要
在连接两个电部件的技术中一共同问题是怎样提供一种方便而又有效的零插入力的耦合方法，特别是在沿一个部件配置的一批平行导体与沿另一个部件配置的相应一批导体之间进行连接时。本发明是靠沿着两个电部件中的一个提供一个开缝管来解决的。开缝管里包括一个记忆形状的材料。当开缝管打开时，第二个电部件被插进去，以后开缝管可以闭合。开缝管闭合时，沿开缝管配置的导体与沿第二个电部件配置的相应导体接触上。开缝管里的记忆形状材料在达到其特征变换温度时，可以启动打开开缝管或关闭开缝管。
文档编号H01H37/00GK85104840SQ85104840
公开日1987年1月7日 申请日期1985年6月24日
发明者支鲁姆 申请人:支鲁姆导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan