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CN105514626A - 一种环形多片接触导电弹片及其制备工艺 - Google Patents

一种环形多片接触导电弹片及其制备工艺 Download PDF

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CN105514626A CN201510799827.8A CN201510799827A CN105514626A CN 105514626 A CN105514626 A CN 105514626A CN 201510799827 A CN201510799827 A CN 201510799827A CN 105514626 A CN105514626 A CN 105514626A
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Abstract

对于一些电流大、电压高、空间窄的电器设备的电池连接，比如新能源汽车的动力电池连接，而圆锥形压缩弹簧往往不能满足其需要。为了解决这些问题，本发明提供一种环形多片接触导电弹片及其制备工艺，其特征在于，包括固定端和可分离端，其中，固定端为环形平面，可分离端为悬臂梁部件。实现了电流大、电压高、空间窄的端面电连接，解决其采用圆锥形压缩弹簧传统方式导致的接触面电阻和体积电阻较大的问题，实现可靠的可分离连接。

Description

一种环形多片接触导电弹片及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种导电弹性装置，尤其是一种环形多片接触导电弹片及其制备工艺。
背景技术
现有技术导电弹性装置通常采用圆锥形压缩弹簧，当电连接为端面接触，一端固定，另一端为可分离连接的圆形电池时，比如手电筒电池的后端连接。弹簧的固定端,采用卡接方式，接触面电阻会比较大；同时螺旋线长度长，导致体积电阻也较大。采用圆锥形压缩弹簧，由于接触面电阻和体积电阻较大，适用于小电流、低电压、空间宽松的场合；而对于一些电流大、电压高、空间窄的电器设备的电池连接，比如新能源汽车的动力电池连接，而圆锥形压缩弹簧往往不能满足其需要。为了解决这些问题，本发明提供一种环形多片接触导电弹片，实现了电流大、电压高、空间窄的端面电连接，解决其采用圆锥形压缩弹簧传统方式导致的接触面电阻和体积电阻较大的问题，实现可靠的可分离连接。
发明内容
为了解决新领域的产品应用，本发明提供了新型的端面电连接方式：一种环形多片接触的导电弹片，其特征在于，包括固定端和可分离端，其中，固定端为环形平面1，可分离端为悬臂梁部件2。
优选地，所述环形平面为圆形环、椭圆形环、菱形环或正六边形，以及其它正多边形等。因为固定端为环形平面，很方便焊接装配，接触电阻极小；可分离端为若干片接触弹片，提升了接触面积，降低了接触电阻。更优选地，所述的环形为圆形环，因为圆形环多片接触导电弹片，可以大大降低了接触面电阻。另外，由于从固定端到可分离端的大部分都是长度较短的悬臂梁部件，可以大幅降低了体积电阻。
优选地，所述悬臂梁部件绕环形轴心均匀阵列分布，悬臂梁部件数量众多可以大幅降低体积电阻和接触面电阻。另外，接触弹片为钣金冲压工艺制作，很方便实现高效率的大批量生产。
优选地，所述悬臂梁部件数量为4～30个。另外，塑性变形与弹片的多少无关，主要是设计的结构尺寸与材料类型、厚度是否匹配有关；悬臂梁部件多，不会增加体积电阻，反而降低体积电阻，产生更多的并联电路效果，并联越多，体积总电阻越低。之所以优选4～30片，是因为此区域的尺寸空间比较合适和弹性效果良好。
所述悬臂梁部件，是产生弹力核心部分，其底部进一步含有与固定端圆环形平面相切过渡连接的R弧面，以及与R弧面的另一端相切的直面。此外，R弧半径尺寸通常是材料厚度尺寸的3倍以上，优选10倍以上，这是悬臂梁部件产生弹力最根本结构。
优选地，R弧面与直面的几何轮廓并不是绕旋转中心旋转而形成圆锥弧面的结构，而是直行平面的结构，主要由钣金平面按R弧面的半径折弯而成。因为R弧面与直面的几何轮廓以绕旋转中心旋转而形成圆锥弧面的结构，其弹性效果较差。而R弧面与直面的几何轮廓为直行平面结构，即由钣金平面按R弧面的半径折弯而成，具有良好的弹性效果。
优选地，所述可分离端悬臂梁部件的顶部进一步含有顶端接触面，包括圆弧面和收尾平面，圆弧面的一端与悬臂梁部件的直面相切，另一端与收尾平面相切，收尾平面的边缘为圆弧边。并且圆弧面与收尾平面的几何轮廓也不是绕旋转中心旋转而形成圆锥弧面结构，而是直行平面的结构，同样由钣金平面按圆弧面的半径折弯而成。
一种环形的接触导电弹片制备工艺，包括以下步骤：
(a)采用钣金裁剪环形的接触导电弹片环形平面1及悬臂梁部件2的平面结构；
(b)折弯形成悬臂梁部件2的立体结构。
优选地，(c)悬臂梁部件2的底部折弯形成R弧面3和直面4。
优选地，(d)悬臂梁部件2的顶部折弯形成圆弧面5和收尾平面6。
优选地，当弹片设计高度较低时，具有以下优点：当弹片受外力压缩到极限位置时，收尾平面的圆弧边会触碰到安装面板，防止弹片因过度压缩而产生塑性变形；同时，所述悬臂梁部比较方便采用长短间隔设计，悬臂梁可以有新的排布方案，即在每两个较长的悬臂梁之间增加1个长度较短的悬臂梁，增加多1倍的悬臂梁数量，整体进一步降低了接触面电阻和体积电阻。
优选地，当弹片设计高度较高时，所述悬臂梁部件下方的中心区域还含有一个盖子，盖子上面支撑可分离接触端，盖子下面装有1根或多根弹簧，优点如下：盖子可防止接触弹片因过度压缩产生塑性形变；另外，弹簧可进一步增加圆形多片接触导电弹片的整体弹力，进一步提高了整体弹片的抗振能力。
本发明一种环形的接触导电弹片，主要用于端面接触的导电部件连接，尤其是电池端面接触导电连接，比如新能源汽车的动力电池。
本发明很好地实现了电流大、电压高、空间窄的端面导电连接，解决其采用圆锥形压缩弹簧传统方式导致的接触面电阻和体积电阻较大的问题，实现可靠的可分离的端面接触导电连接。
相关技术术语的名词解释：
可分离连接：接触后可方便分开的，如插针插孔结构等。与之相对的是硬性连接，如焊接、铆接等。
端面接触：是指面对面连接接触，其他常见的电连接方式是插针插孔连接。
接触面电阻：两物体接触界面之间的电阻。
附图说明
图1本发明电池和接触导电弹片连接示意图；
图2本发明实施例1接触导电弹片结构示意图；
图3本发明实施例2接触导电弹片结构示意图；
图4本发明实施例2接触导电弹片结构剖示图；
图5本发明接触导电弹片长短间隔设计示意图；
图6本发明接触导电弹片压缩前示意图；
图7本发明接触导电弹片压缩后示意图；
图8本发明含有盖子和弹簧的接触导电弹片结构剖示图；
图9本发明含有盖子和弹簧的接触导电弹片结构俯视图；
图10本发明含有盖子和弹簧的接触导电弹片结构立体图；
图11本发明实施例5接触导电弹片结构立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1-2所示，一种环形多片接触的导电弹片，固定端为环形平面1，可分离端为悬臂梁部件2，其中，环形平面1为圆形环，所述悬臂梁部件2绕环形轴心均匀阵列分布，用于电池导电的可分离接触，比如新能源汽车的动力电池。
实施例2
如图3-4所示，一种环形多片接触的导电弹片，固定端为环形平面1，可分离端为悬臂梁部件2，其中，环形平面1为圆形环，所述悬臂梁部件2绕环形轴心均匀阵列分布。其底部进一步含有与固定端圆环形平面2相切过渡连接的R弧面3，以及与R弧面3的另一端相切的直面4。所述可分离端悬臂梁部件2的顶部进一步含有顶端接触面，包括圆弧面5和收尾平面6，圆弧面5的一端与悬臂梁部件的直面4相切，另一端与收尾平面6相切，收尾平面6的边缘为圆弧边。
实施例3
如图5-7所示，一种环形多片接触的导电弹片，固定端为环形平面1，可分离端为悬臂梁部件2，其中，环形平面1为圆形环，所述悬臂梁部件2绕环形轴心均匀阵列分布，并且悬臂梁部件2采用长短间隔设计，即在每两个较长的弹片之间增加1个长度较短的弹片。其底部进一步含有与固定端圆环形平面2相切过渡连接的R弧面3，以及与R弧面3的另一端相切的直面4。所述可分离端悬臂梁部件2的顶部进一步含有顶端接触面，包括圆弧面5和收尾平面6，圆弧面5的一端与悬臂梁部件的直面4相切，另一端与收尾平面6相切，收尾平面6的边缘为圆弧边。
实施例4
如图8-10所示，一种环形多片接触的导电弹片，固定端为环形平面1，可分离端为悬臂梁部件2，其中，环形平面1为圆形环，所述悬臂梁部件2绕环形轴心均匀阵列分布。其底部进一步含有与固定端圆环形平面2相切过渡连接的R弧面3，以及与R弧面3的另一端相切的直面4。所述可分离端悬臂梁部件2的顶部进一步含有顶端接触面，包括圆弧面5和收尾平面6，圆弧面5的一端与悬臂梁部件的直面4相切，另一端与收尾平面6相切，收尾平面6的边缘为圆弧边。所述悬臂梁部件2下方的中心区域还含有一个盖子7，盖子上面支撑可分离接触端，盖子下面装有1根弹簧8。
实施例5
如图11所示，一种环形多片接触的导电弹片，固定端为环形平面1，可分离端为悬臂梁部件2，其中，环形平面1为圆形环，所述悬臂梁部件2数量为12个，并且绕环形轴心均匀阵列分布。其底部进一步含有与固定端圆环形平面2相切过渡连接的R弧面3，以及与R弧面3的另一端相切的直面4。所述可分离端悬臂梁部件2的顶部进一步含有顶端接触面，包括圆弧面5和收尾平面6，圆弧面5的一端与悬臂梁部件的直面4相切，另一端与收尾平面6相切，收尾平面6的边缘为圆弧边。
其中，所述悬臂梁部件2底部的R弧面3和直面4，以及悬臂梁部件2顶端接触面所包括圆弧面5和收尾平面6，悬臂梁由钣金平面按R弧面3的半径折弯而成，顶端接触面由钣金平面按圆弧面5的半径折弯而成
对比例1
参照实施例5的制备工艺以及产品结构参数，制备多种环形多片接触的导电弹片，其主要区别在于所述悬臂梁部件2数量不同，并且如下表1所示：
表1
悬臂梁部件数量(个) 体积电阻(mΩ) 接触面电阻(mΩ)
6 0.15 0.16
12 0.11 0.08
以上两种片数，在弹片相同自由高度3.5mm，铍铜钣金厚度0.12mm的状态下是做的理论计算，其中实施例1的环形外圆直径为实施例5的环形外圆直径为
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环形多片接触导电弹片，其特征在于，包括固定端和可分离端，其中，固定端为环形平面(1)，可分离端为悬臂梁部件(2)。
2.根据权利要求1所述导电弹片，其特征在于，所述环形平面(1)为圆形环、椭圆形环、菱形环或正多边形环。
3.根据权利要求1所述导电弹片，其特征在于，所述悬臂梁部件(2)绕环形轴心均匀阵列分布，并且悬臂梁部件(2)数量优选为4～30个。
4.根据权利要求3所述导电弹片，其特征在于，所述悬臂梁部件(2)的底部进一步含有与环形平面相切过渡连接的R弧面(3)，以及与R弧面另一端相切的直面(4)，并且所述R弧面(3)和直面(4)由钣金平面折弯而成。
5.根据权利要求3所述导电弹片，其特征在于，所述悬臂梁部件的顶部进一步含有顶端接触面，所述的顶端接触面分为圆弧面(5)和收尾平面(6)，其中，圆弧面(5)的一端与悬臂梁部件的直面(4)相切，另一端与收尾平面(6)相切，收尾平面(6)的边缘优选为圆弧边，并且所述圆弧面(5)和收尾平面(6)由钣金平面折弯而成。
6.根据权利要求1-6任一权利要求所述导电弹片，其特征在于，所述悬臂梁部件(2)采用长短间隔设计。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述导电弹片，其特征在于，所述悬臂梁部件(2)下方的中心区域，还含有一个盖子(7)，盖子下面装有至少1根弹簧(8)。
8.一种环形的接触导电弹片制备工艺，包括以下步骤：
(a)采用钣金裁剪环形的接触导电弹片环形平面(1)及悬臂梁部件(2)的平面结构；
(b)折弯形成悬臂梁部件(2)的立体结构。
9.根据权利要求8所述制备工艺，其特征在于，进一步还包括步骤(c)悬臂梁部件(2)的底部折弯形成R弧面(3)和直面(4)。
10.根据权利要求8或9所述制备工艺，其特征在于，进一步还包括步骤(d)悬臂梁部件(2)的顶部折弯形成圆弧面(5)和收尾平面(6)。
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