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板簧夹紧式端接盒的专利技术研究探讨

2021-07-07陈波

电子乐园·下旬刊 2021年7期
关键词:专利分析

陈波

摘要:端接盒,又称端子台,严格来说至指由绝缘底座或绝缘壳体和一个以上的导电件所组合而成的装置,主要用于工业电机及电子方面的接线作业。按照接线方式,其中利用板簧的弹性力夹紧导体或导线的端接盒,由于免去了螺丝锁线[1]的动作,装拆方便,得到了相关领域发明人大量的研究和应用。

关键词:端接盒;板簧;拆卸工具;专利分析;技术综述

1.板簧夹紧式端接盒的一般结构

板簧夹紧连接导体的端接盒由壳体、绝缘体和板簧式接触件三大基本单元组成,壳体是指端接盒的外壳、连接螺帽、尾部附件,作用是保护绝缘体和接触体等端接盒内部零件不被损伤。壳体一般采用还具有一定电磁屏蔽作用。绝缘体用以保持接触件在设定位置上,并使各个接触件之间及各接触体与壳体之间相互电气绝缘。板簧式接触件大多采用导电性能良好的弹性金属材料机加而成。此外,还会设有工具以便于导线插入或取出端接盒。

板簧夹紧式端接盒的一般结构包括,端接盒插入在触针上,该触针焊接在印刷电路板上。触针具有拱起,并借助于絕缘材料的搭接部分定位精确地保持在绝缘材料外壳的连接腔内。导线从上侧插入到端接盒内。触针和导线并排地布置在连接器的连接腔内,并重叠在其轴向长度上。触针借助于拱起直接接触导线,于是,在触针和导线之间形成一直接的电流通过。导线借助于板弹簧的弹簧力(夹紧力)可以朝向左侧推移抵靠在触针上。该位移在结构允许的位移范围内实现。这确保导线始终接触可靠地紧贴在各个使用的触针上。装入在连接器内的板弹簧呈U形,由一块弹簧钢板制成,并具有一板弹簧夹紧腿和一板弹簧固定腿。该板弹簧用其拱形头部和固定腿位置固定地保持在绝缘材料外壳内。  在连接器的绝缘材料外壳内,以通常的方式设置一测试开口。该绝缘材料外壳也可装备有一由绝缘材料制成的推杆,其可手工地操作,可释放对导线的夹紧, 使导线从连接器中抽出。

2.板簧夹紧式端接盒的简单技术分解

采用板簧夹紧导线的端接盒,导线仅由板簧的弹性力抵接连接于端接盒,保证板簧夹紧腿的弹性夹持力才能够保证导线电连接的可靠性,并且随着电力电子技术的发展,端接盒逐渐也向小型化密集化发展,因此,如何在有限的空间内保证板簧的弹性力和夹持力成为相关专利主要解决的技术问题;可以通过板簧的合适的结构构造获得期望的弹性夹持力,抑或借助于其他部件增加板簧的夹持力。端接盒的弹簧接线端子可适用于单股、多股等电线或线缆,由于弹簧具有弹性夹持力,因此导线(尤其是多股导线)的插入和脱线都不方便,因此需要在端接盒的外壳上设置拆卸工具或者便于拆卸工具插入的开口,从而操作并打开板簧的夹紧腿,以便能够实现端接盒的快速接线以及快速脱线。由于绝缘外壳的空间有限,因此设置合适结构或者拆卸原理的拆卸工具也尤为重要。

3.板簧夹紧式端接盒专利申请情况分析

3.1国外专利申请趋势

缓慢发展期(1927-1990):从1927年到1990年之间,申请量相对较少,每年的申请量基本维持在10件左右。这个期间由于端接盒技术也处于探索阶段,端接盒方面的专利申请主要关注于基本结构的改进,板簧结构的改进,施压结构的改进,拆卸工具的改进。

快速发展期(1990-2009):1990-2009年,国外专利申请量平均每年20件左右, 2005年达到了37件。从整体上看,这一期间的申请量相对较多。这是由于板簧夹紧式端接盒的不断发展,人们对板簧夹紧式端接盒的性能要求显著提高,不断地去发现问题、解决问题,例如,如何在较小空间内保证板簧的弹性夹紧力,插入和取出导线方便,如何采用外部工具增加板簧的弹性夹紧力等等。随着各方面问题的不断被解决,板簧夹紧式端接盒的技术研究也基本成熟。

衰退期(2010-2014):2010-2014年,国外专利申请量明显减少,每年的申请量都在10件以下。而这个时期正好是全球发生了金融危机,这也严重影响了板簧夹紧式端接盒的技术领域的专利申请量。

回潮期(2015-至今):2015年至今,国外专利申请量又开始不断增加,2019年的申请量达到了36件,与快速发展期的某年最高申请量持平,技术上也发生了重大的突破,在板簧结构上、拆卸工具上,板簧的夹紧力上进行了不断的改进。

3.2中国专利申请趋势

2008年之前是技术发展的萌芽期,这个期间内,板簧夹紧式端接盒的专利申请数量很少,甚至出现了个别年份的专利申请量为1的情况。2008-2014年是技术成长期,在此期间,国家对专利申请及保护越来越重视,鼓励技术创新,更多的企业和个人开始对板簧夹紧式端接盒进行初步研究,专利申请数量相对增长,但是每年的申请量基本保持在7个左右,申请量还不是很多。2015-2020年是高速发展期,2015年申请量达到了30件,在2017年申请量虽然有了略微的减少,但是到2019年申请量达到了77件。可见,越来越多的企业和个人关注板簧夹紧式端接盒的技术研究和专利保护,外国来华申请对专利申请量作出了重要的贡献,国内企业的申请量迅速上升。至于2020年专利申请数量的下降,主要原因可能在于近两年专利申请还有大量未公开,因此上述2020年的专利申请数据不能代表实际申请数量。

4.总结

从该领域整体的发展趋势不难看出,由于电子技术及电子产品在国外发展的比较早,尤其是德国在这一领域研究一直处于领先地位,引领着用于板簧夹紧式端接盒的研究及发展方向,同时注重对结构细节的改进,且具有延续性,很多技术已经趋于成熟,这一点值得国内申请人学习。而国内在这一领域的发展起步较晚,国内现阶段的零件加工以及各种制造业都是与国外大公司的合作,但近年来我国推行自主创新政策,重视电子产业发展,国内企业的创新意识不断增强,对于这一领域的专利申请呈快速上升的趋势,相信在不久的将来,我国在这一领域的专利质量能够做到与国外公司相抗衡。

参考文献

[1]电工接线方法和标准[J].中国电业(技术版),2016.

[2]解志军. 信号产品接线端子选型[J]. 铁路通信信号工程技术,2006.

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