具有分叉切割部段的可压缩电接触件

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求2018年11月30日提交的美国临时申请序列号62/773281和2019年9月20日提交的美国临时申请序列号62/903499的权益和优先权，所述申请的内容是本申请的基础并且以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开总体涉及具有分叉切割部段(divaricated-cut section)的可压缩电接触件或电互连件，以及包括具有分叉切割部段的可压缩电接触件或电互连件的连接器组件。

背景技术

电接触件、互连件和连接器用于附接承载和处理电信号的线缆和其他装置。然而，此行业不断要求和努力构建较小、较密集且较轻的系统。由于设计约束，一些接触件、互连件和连接器无法满足新的行业要求，特别是关于大小限制方面。

例如，由于电连接器的母部分(female portion)，可限制公-母电连接器的大小。在一些连接器类型中，中心导体/接触件传统上具有插座样式，所述插座样式被设计来在安装期间配合在一起时扩展但维持与公插脚中心导体(male pin center conductor)的电连接。此功能要求插座样式中心导体/接触件的直径大于公插脚的直径。该尺寸约束允许在维持接触并提供连续电信号的同时，以最小干扰将公插脚插入插座接触件的内径中。

可代替插座样式导体/接触件的用途的另一种类型的技术是在业界被称为

其他应用可使用“伸缩式”插脚接触件，其利用内部安装的螺旋弹簧来提供柱塞式接触动作。然而，此布置通常太大。此外，所述布置具有若干部件，对于实际使用(特别是对于高密度微波应用)，所述部件可能太多。

因此，明显需要改进现有的电接触件和互连件。

发明内容

本文公开的是具有充当柔性中间导体的分叉切割部段的可压缩电接触件。这些可压缩电接触件有利于沿着电路径传输电流。在本文公开的一个实施方案中，电路径沿着至少两个配合导体(例如中心导体和线缆)延伸。可压缩电接触件被配置为改变其长度、补偿配合中心导体或线缆的公差范围/偏差，并在组装时维持恒定的电气和机械连接。

本文公开的可压缩电接触件的性质部分由于使用精密切割方法制造接触件，这产生多个分叉切割部段。此类方法包括但不限于激光切割、电铸和/或电蚀刻。不管使用的精密切割方法如何，本文公开的接触更好地设计为使用分叉模式，使得每个接触件在其最终形式中具有多个分叉切割部段。如本文所使用，术语“分叉模式”被限定为允许可压缩电接触件具有接触部段，所述接触部段被配置为在基本上松弛状态下时在切割之后具有向外延伸的开放锥形区域；在向可压缩电接触件的端部施加压缩力(导致基本上压缩状态)时向内嵌套或塌陷以形成锥形狭槽，并且尽管存在多个分叉切割部段，但在从基本上松弛状态转变到基本上压缩状态时保持柔性且基本上管状形式。

在一个优选的实施方案中，可压缩电接触件使用基本上刚性管材通过激光切割制造。管材的刚性和可压缩电接触件的分叉模式使得在切割之后，可压缩电接触件维持一致的形状而无需内部支撑结构或外部支撑结构，即使每个接触件具有分叉切割部段。

根据一个方面，本公开涉及一种可压缩电接触件，所述可压缩电接触件包括第一接触端、与所述第一接触端相对的第二接触端以及设置在所述第一接触端与所述第二接触端之间的中间部分。所述中间部分包括基于至少一种分叉模式向所述管切割出的多个分叉切割部段。所述至少一种分叉模式优选地包括上锥形部段和下锥形部段，使得在切割管之后当所述可压缩电接触件基本上压缩时形成多个锥形狭槽。

根据另一方面，本公开涉及一种可压缩电接触件，所述可压缩电接触件包括具有多个分叉切割部段的主体，其中每个分叉切割部段由切割角度限定，使得管的长度是可变的，并且其中在压缩主体时主体形成多个锥形内部开放空间。因此，可形成不具有接触端或替代地具有一个接触端的接触件。

根据另一方面，一种可压缩电接触件包括第一接触端、与所述第一接触端相对的第二接触端以及设置在所述第一接触端与所述第二接触端之间的中间部分。所述中间部分包括基于至少一种分叉模式向所述管切割出的多个分叉切割部段。所述至少一种分叉模式优选地包括上锥形部段、下锥形部段和弧部段，使得在切割管之后当基本上压缩所述可压缩电接触件时形成多个锥形狭槽。

根据又一方面，本公开涉及一种切割管以形成可压缩电接触件的方法。所述方法包括以下步骤：相对于平行于管的第一中心轴线的纬度平面以分叉模式切割管，所述分叉模式在第一接触端与第二接触端之间形成分叉切割部段。替代或另外地，所述方法还可包括以下一个或多个步骤：相对于平行于管的第二中心轴线的第二平面以分叉模式切割管，其中第二中心轴线垂直于第一中心轴线。

附图说明

图1是根据本文公开的实施方案的处于基本上松弛状态的可压缩电接触件的等距视图。

图2是图1所示的可压缩电接触件的等距视图，其中移除接触件的上象限。

图3是图1所示的可压缩电接触件的中间部段的放大剖视部分。

图4A和图4B示出图1所示的可压缩电接触件的两个顶视图，其中可压缩电接触件处于基本上松弛状态。

图5是相对于可压缩电接触件的内径和外径沿着居中定位的纬度平面截取的图1所示的可压缩电接触件的横截面顶视图。

图6是图1所示的可压缩电接触件处于基本上松弛状态的侧视图。

图7是相对于图1所示的可压缩电接触件的内径和外径沿着居中定位的纵向平面截取的图1所示的可压缩电接触件的横截面侧视图。

图8是图1所示的可压缩电接触件处于基本上压缩状态的顶视图。

图9是根据本文公开的实施方案的管的侧视图，其示意性地示出图1至图8所示的可压缩电接触件的分叉模式。

图10A和图10B是根据本文公开的实施方案的另一种可压缩电接触件的顶视图，所述电接触件示出为处于基本上松弛状态。

图11是图10A和图10B所示的可压缩电接触件的侧视图。

图12是图10A和图10B所示的可压缩电接触件处于基本上压缩状态的顶视图。

图13是根据本文公开的实施方案的管的侧视图，其示意性地示出图10A至图12所示的可压缩电接触件的分叉模式。

图14至图17是示例性连接器组件的剖视图，其中每个组件包括图1至图8所示的处于基本上压缩状态的可压缩电接触件(未横截面地示出)。

图18是示出根据本文公开的实施方案的可压缩电接触件的样本的电压驻波比(VSWR)与频率的关系的图。

图19是示出

应当理解，前述一般描述和以下详细描述两者仅仅是示例性的，并且意图提供概述或框架以理解权利要求的本质和特点。包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书且构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方案，并且连同描述解释各种实施方案的原理和操作。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，所述附图形成以下详细描述的一部分。在附图中，除非上下文另有规定，类似符号可用于识别类似部件。

而且，在详细描述、附图和权利要求书中，所描述的说明性实施方案并不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下，可利用其他实施方案并且可做出其他改变。

另外，将容易理解的是，如在本文中大体描述并在各种附图中说明，本公开的方面可以各种各样的不同构型进行布置、取代、组合、分离和设计，所有所述构型都在本文中明确设想。将理解，当一个元件被称为在另一个元件“上”、“附接”到另一个元件、“连接”到另一个元件、与另一个元件“耦接”、“接触”另一个元件等时，它可直接在另一个元件上、附接到另一个元件、连接到另一个元件、与另一个元件耦接或接触另一个元件或者也可存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为(例如)“直接在”另一个元件上、“直接附接”到另一个元件、“直接连接”到另一个元件、与另一个元件“直接耦接”或“直接接触”另一个元件时，不存在介于中间的元件。

将进一步理解，虽然可在本文中使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、部件等，但是这些元件、部件等不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件等与另一个元件、部件等区分开。因此，在不脱离本文公开的教义的情况下，下面论述的“第一”元件或部件也可称为“第二”元件或部件。此外，除非另有特别指示，否则操作(或步骤)的顺序不限于权利要求中提出的次序。

图1至图8示出根据本文公开的实施方案的可压缩电接触件100的各种视图。图1是处于基本上松弛状态的可压缩电接触件100的等距视图。可压缩电接触件100包括第一接触端110、与第一接触端110相对的第二接触端120以及设置在第一接触端110与第二接触端120之间的中间部分130。第一接触端110包括内表面112和外表面114。类似地，第二接触端120包括内表面122(图2)和外表面124。

特别地如图5所示，在基本上松弛状态下，可压缩电接触件100具有从第一外边缘126a到相对的外边缘128a测量的限定为L

特别地参考图1至图5，中间部分130包括多个分叉切割部段132，中间元件134邻近多个分叉切割部段132或位于其间。为进一步说明，图2示出处于基本上松弛状态的可压缩电接触件100的等距视图，其中移除其右上象限，并且图3示出中间部分130的从第一接触端110切开的放大部段。在替代构型中，可压缩电接触件可包括不具有第一接触端和第二接触端的主体。

图1至图7还示出根据分叉模式PA(图9)进行制造的处于基本上松弛状态的可压缩电接触件100的各种视图，所述分叉模式PA(图9)限定如何将管300A切割出多个分叉切割部段132。特别地参考图4，从第一接触端110开始，初始分叉切口132

尽管图1至图8中示出一定数量的部段和中间元件，但是所示的分叉切割部段和中间元件的数量不应诠释为限制性的。较少或附加的分叉切割部段和中间元件可包括在本文公开的可压缩电接触件的总体结构内。而且，分叉切割部段的角度和中间元件的宽度可变化。

图8示出压缩长度L

在图8所示的基本上压缩状态下，可压缩电接触件100还保持基本上管状形状，而无需内径支撑结构和/或外径支撑结构。当可压缩电接触件100在不具有内径支撑结构和/或外径支撑结构的情况下被压缩时，可压缩电接触件100维持相对管状形状的能力与螺旋型弹簧中常见的混乱和蛇形起伏形成鲜明对比。因此，中间元件134(图7)在整个压缩行程中起到相互平衡(counter-balance)的作用，将施加到接触件的力的负载分散到接触件100的基本上所有部分上。

图9示出管300A的示例性分叉模式PA。管300A包括外表面302a和内表面(未示出)、总体管长度T

DA

管中间部分330A的理论分叉切口360A可相对于第二分叉模式PA

在相对于理论端部切口350A和理论中间切口360A的中心线进行限定的测量HAc处，理论分叉切口相对于彼此进一步限定。优选地，分叉模式使得它们允许分叉切割的可压缩电接触件的最终形式表现出类似弹簧的性质。而且，在本文公开的实施方案中，类似锯齿状的锥形模式是优选的，使得接触件的最终性质是类似弹簧的。分叉模式PA还被配置为使得在切割管之后和压缩期间在中间部分中可能发生的翘曲量最小。然而，可使用替代变体和分叉模式。

图10至图12示出根据本文公开的实施方案的可压缩电接触件200的各种视图。图10A和图10B示出电接触件200的顶视图，并且图11示出处于基本上松弛状态的电接触件200的侧视图。可压缩电接触件200包括第一接触端210、与第一接触端210相对的第二接触端220以及设置在第一接触端210与第二接触端220之间的中间部分230。第一接触端210包括内表面(未示出)和外表面214。类似地，第二接触端220包括内表面(未示出)和外表面224。在优选的构型中，每个接触端210、220的至少一部分是圆柱形的。

如图10和图11所示，在基本上松弛状态下，可压缩电接触件200具有从第一外边缘226a到相对的外边缘228a测量的限定为L

中间部分230包括多个分叉切割部段232，中间元件234邻近多个分叉切割部段232或位于其间。与第一实施方案一样，可压缩电接触件200可只包括中间部分而不具有第一接触端和第二接触端。

特别地参考图10A和图10B，从第一接触端210开始，初始分叉切口232

其中每个最内切割距离小于每个最外切割距离。此外，设置在分别相对的内表面241

图12示出压缩长度L

在图12所示的基本上压缩状态下，可压缩电接触件200保持基本上管状，而无需内径支撑结构和/或外径支撑结构。与第一实施方案一样，中间元件234(图11)在整个压缩行程中起到相互平衡的作用，将施加到接触件的力的负载分散到接触件200的所有部分上。

图13示出另一种类型的分叉模式PB，包括可用于将管300B切割出多个分叉切割部段232的多个分叉切割模式。管300B包括外表面302B和内表面(未示出)、总体管长度T

中间部分330B的理论分叉切口350B可相对于第一分叉切割模式PB

管端部分310B的理论分叉切口360B可相对于第二分叉模式PB

分叉模式PB

优选地，分叉模式PA、PB可在管的内部件处进行切割使得它们允许分叉切割接触件的最终形式表现出类似弹簧的性质。而且，在本文公开的实施方案中，类似锯齿状的模式是优选的，使得接触件的最终性质是类似弹簧的。分叉模式PA、PB还被配置为使得在切割管之后和压缩期间在中间部分中可能发生的翘曲量最小。然而，可使用替代变体和分叉模式。

本文公开的可压缩电接触件优选地使用一种或多种精密切割方法(例如激光切割)由管制成。该管还优选地由一种或多种导电材料制成。适合于可压缩电接触件的材料包括但不限于黄铜、铜、铍铜和不锈钢。优选地，这些材料具有类似弹簧的特性质、高强度、高弹性极限和低模量。

本文公开的可压缩电接触件的总体尺寸可从微规模到大规模变动。然而，鉴于当前行业趋势，目标大小在较小的基础上。示例性管大小具有约0.006英寸的内径、约0.010英寸的外径和约0.070英寸的总体长度。当使用具有这些尺寸并结合分叉模式PA的管制造可压缩电接触件时，所得的切割角度可为约5度，最内切割距离可为约0.001英寸，并且最外切割距离可为约0.002英寸。并且，当结合分叉模式PB制造可压缩电接触件时，所得的上切割角度可从约13度到约15度变动，所得的下切割角度可从约1.5度到约3.0度变动，其中最内切割距离为约0.0006英寸并且最外切割距离约为0.002英寸。

然而，本文公开的可压缩电接触件的尺寸取决于各种因素，包括但不限于接触件的弹性比率和在基本上松弛状态与压缩状态之间的行进长度。尽管如此，在压缩之后，本文公开的可压缩电接触件在由具有0.006英寸的内径、约0.010英寸的外径和约0.070英寸的总体长度的管制成时，将具有约0.006英寸的有效内径、约0.010英寸的有效外径和约0.070英寸的总体长度。

图14至图17是示例性连接器组件的剖视图，其中每个组件包括处于基本上压缩状态的可压缩电接触件100。为进一步强调和说明可压缩电接触件100的压缩本质，未在横截面中示出接触件100。

图14示出示例性连接器组件400，包括：两个公插脚402、404；可压缩电接触件100；分别耦接到公插脚402、404的端部电介质410、412；以及设置在可压缩电接触件100周围的中心电介质414。组件400还示出在接触点406、408处接触插脚402、404的接触端110、120。组件600还包括外壳416，其具有中心外壳主体420和外壳端部422a、422b。中心主体420具有向下朝向中心电介质414延伸的中间部段以及邻接端部电介质410、412的中心主体端部424a、424b。每个外壳端部422a、422b包括端部开口426a、426b，所述端部开口426a、426b成型(contour)有被配置来容纳公插脚402、404的端部部分402a、404a的内部开口直径。

图15示出另一个示例性连接器组件500，包括：公插脚502A；耦接到公插脚502A的端部电介质510；可压缩电接触件100；围绕接触件100的中心电介质514；包括第一外壳主体518和第二外壳主体520的外壳516。第二外壳主体520围绕中心电介质514并且包括第二外壳主体端部522，所述第二外壳主体端部522具有耦接到外壳主体520的外表面的端部520a、520b。

仍然参考图15，线缆505包括线缆中心导体503、线缆电介质507和外部线缆护套509。外壳主体端部522具有端部开口526，所述端部开口526成型有内部开口直径，所述内部开口直径被配置为使得公插脚端部502a自由地被引导通过端部开口526。组件500还示出在接触点506、508处接触公插脚502A和中心导体503的接触端110、120。

图16示出又一示例性连接器组件600，包括：可压缩电接触件100；公插脚602；围绕公插脚602的端部电介质610；围绕接触件100的中心电介质614；围绕端部电介质610和中心电介质614的外壳主体620；邻接外壳主体620的第二主体端部620b的印刷电路板700。外壳主体620还包括第一主体端部620a，其具有端部开口626，所述端部开口626成型使得公插脚端部602a自由地被引导通过端部开口626。组件600示出接触件100的在接触点606、608处接触插脚602和印刷电路板700的端部110、120。

图17示出示例性连接器组件800，包括：可压缩电接触件100；邻接接触件100的第一接触件端110的第一印刷电路板900a；邻接接触件100的第二接触件端120的第二印刷电路板900b；围绕接触件100的中心电介质814；以及围绕中心电介质814并具有分别邻接印刷电路板900a、900b的端部820a、820b的外壳主体820。此处，接触端110、120示出为在接触点806、808处接触每个印刷电路板900a、900b。

图18和图19示出根据行业标准(包括但不限于MIL-PRF-39012,Sec.4.6.11.)进行测量的电压驻波比测试的结果。图18示出连接器组件样本的VWSR与频率(GHz)的关系，其中每个组件包括根据本文公开的实施方案的可压缩电接触件。每组结果基于安装在两个公插脚之间的组件中的每个相应可压缩电接触件，其中可压缩电接触件搁置在其最大行进长度的一半处。

出于比较目的，图19示出样本连接器组件的VWSR与频率(GHz)的关系，所述样本连接器组件具有与用于图18所示的测试结果相同的测试配置。然而，在此组件中，可压缩电接触件已经替换为FUZZ

因此，对本领域技术人员将显而易见的是，可在不脱离本公开的范围的情况下对所公开的实施方案和其元件进行各种修改和变更。通过考虑本说明书和实践本公开内容，本公开的其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实例意图视为示例性的，而本公开的真实范围由随附权利要求书和它们的同等物指示。