專利名稱：具有磁性導電元件的電互連件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及一種用于電連接部件的系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明 涉及一種電互連件，該電互連件設置成將兩個或更多導電元件磁耦合 在一起，以便在這些導電元件之間建立導電通路。
背景技術：
過去，向部件供電或從部件接收電信號的最簡單方式是利用電導 線將電源連接至該部件。 一種最普通的電導線是銅線。在很多情況下， 這些電導線都涂覆有用于保護電線和使電線絕緣的材料。電導線制造 成多種"規(guī)格，，，以便特定用途可以選用合適尺寸的電線。
普通的電導線相對較硬，且設計成當拉力施加在電線上時不能拉 長。當電線與經(jīng)受振動的部件結合使用時通常有拉力。因此，受到拉 力的電線有在拉長時在中間斷裂的趨勢，從而破壞它們作為導電通路 的用途。而且，當電線用于寒冷環(huán)境中時，用于支承電線和使電線絕 緣的材料的硬度和熱收縮特性將成為更大的問題，因為在該寒冷環(huán)境 中，這些材料可能變脆和可能皺縮。經(jīng)常有材料自身剪切電線的情況， 從而破壞導電通路。已經(jīng)開發(fā)了導電元件例如電導線編織物，它能夠 比普通的線束進行更大的拉長。不過，電導線編織物的拉長量仍然很 有限。
因此，需要一種具有更大通用性的電互連件，它能夠在多種工作 條件下提供導電通路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種電互連件，它包括第一磁性導體和第二磁性導體。 第二磁性導體被磁吸引至第 一磁性導體，以便在第 一和第二磁性導體 之間建立導電通路。


圖l是表示本發(fā)明的電互連件的視圖，該電互連件包括第一導電元
4 件和第二導電元件。
圖2A和2B是表示本發(fā)明的電互連件怎樣設置成當力(例如拉力) 施加在第一或第二導電元件上時減小應變。
圖3是表示圖1的電互連件的笫一備選實施例的視圖。 圖4是表示圖1的電互連件的笫二備選實施例的視圖。 圖5是表示圖1的電互連件的笫三備選實施例的視圖。 圖6是表示圖1的電互連件的第四備選實施例的視圖。
具體實施例方式
圖1是表示電互連件10的視圖，該電互連件包括第一導電元件12、 第二導電元件14、第一磁性元件16和第二磁性元件18。如圖1中所示， 第一磁性元件16布置在笫一導電元件12中，而第二磁性元件18布置在 第二導電元件14中，磁性元件的輪廓由虛線表示。
當?shù)谝缓偷诙判栽?2和14的相反磁極相互接近時，在這兩個 磁性元件之間形成磁吸引力F。如后面更詳細所述，當?shù)谝缓偷诙判?元件16和18磁耦合在一起時，在笫一導電元件12和第二導電元件14之 間形成導電通路。這樣，當笫一和第二導電元件12和14磁耦合在一起 時，第一和笫二導電元件12和14形成能夠傳遞電流的單個導電元件。
在一個實施例中，第一和笫二磁性元件16和18可以都是永磁體(即 具有較大剩余磁化強度的鐵磁材料)。永磁體的一個示例是稀土磁體。 在另外的實施例中，其中 一個磁性元件可以是沒有像永磁體一樣具有 剩余磁化強度的順磁或鐵磁類型材料，但是當置于磁場附近時將被磁 化。
電互連件10可用于需要在兩個部件之間進行電連接的任意用途， 并可以代替現(xiàn)有技術中通常用于在部件之間提供導電通路的電線。特 別是，本發(fā)明的電互連件可用于當電線可能受到非常低的溫度、極大 的振動或拉力(這可能使得電線斷裂或受損)時的用途。
在圖l所示的實施例中，笫一和第二導電元件12和14是導電編織 物，且第一和第二磁性元件16和18布置在它們各自的導電編織物中。 不過，在另外的實施例中，第一和第二磁性元件16和18也可選擇與它 們各自導電元件的外表面相聯(lián)接。另外，盡管導電元件12和14表示為 各自有一個連帶的磁性元件，但是在不脫離本發(fā)明的預定范圍的情況
下也可以^使用多個磁性元件。
第一和第二磁性元件16和18之間的磁吸引力F提供了一種"快速斷 開，，特征，它用于快速且容易地中斷從一個導電元件至另一個導電元 件的電流。特別是，該導電通路可以通過將笫一和笫二磁性元件16和 18分開而中斷。這可以簡單地通過沿F軸線沿相反方向拉動磁性元件16 和18直到第一和笫二導電元件12和14不再接觸而實現(xiàn)。因此，當?shù)谝?和第二導電元件12和14不再接觸時，電流不能在它們之間通過。例如， 當電互連件10用于向傳感器供電時，該磁性元件用作將通向傳感器的 電力快速斷開(和重新連接)的裝置。
重要的是，為了使第一和第二磁性元件16和18之間存在磁吸引力 F，第一和第二導電元件12和14的溫度必須保持低于兩個磁性元件16 和18的居里溫度。當導電元件的溫度超過其所連帶的磁性元件的居里 溫度時，磁性元件開始損失任何剩余磁化強度。結果，由于磁性元件 之間沒有磁吸引力，導電通路可能會斷開。
圖2A和2B表示了將力(例如拉力)施加在導電元件12和14中的一 個或兩個上時本發(fā)明的電互連件怎樣減小應變。首先，如圖2A所示， 兩個導電元件上沒有被施加拉力。第一磁性元件16的中心點C1與第二 磁性元件18的中心點C2對齊。如圖2A所示，導電通路20由第一和第二 磁性元件16和18的交疊表面長度來確定。
然后，如圖2B中所示，這時拉力可以沿方向Y1施加在笫一導電元 件12上并沿方向Y2施加在第二導電元件14上。這些拉力使得第一磁性 元件16的中心點C1沿方向Y1滑動，并使得第二磁性元件18的中心點C2 沿方向Y2滑動，從而在中心點C1和C2之間產(chǎn)生間距AC。該間距AC表示 了本發(fā)明的應變減小元件，它的存在是由于第一和第二導電元件12和 14可以在不損失導電通路20的情況下沿軸向方向被彼此相對拉開。特 別是，當將拉力施加在第一和第二導電元件12和14上時，在第一和第 二磁性元件16和18之間形成的磁吸引力允許導電元件彼此相對滑動， 同時保持該導電通路20。應當注意，第一和笫二導電元件12和14可以 彼此相對滑動的量與各導電元件上的磁性元件的長度、位置和數(shù)量相 關。例如，第一和笫二導電元件12和14的磁性區(qū)域越長，它們就可以
大,
圖3是表示電互連件10A的視圖，該電互連件10A是電互連件10的第 一備選實施例。如圖3所示，電互連件10A包括第一導電元件12A、笫二 導電元件14A、笫一磁性元件16A和第二磁性元件18A。電互連件10A與 電互連件10類似。不過，第一和第二磁性元件16和18 (它們自身也是 導電)與它們各自的導電元件的外表面相聯(lián)接，且多個磁性導電長條 22布置在這兩個磁性元件之間。磁性導電長條22設置成在第一和第 二磁性元件16A和18A被分開從而在導電元件之間產(chǎn)生間隙G時，保持第 一和第二導電元件12A和14A之間的導電通路20A。實際上，添加磁性導 電長條形成應變減小元件的另一實施例，因為可以在不使導電通路20A 斷開的情況下拉開第一和第二導電元件12A和14A。
當將第一和第二磁性元件16A和18A拉開時，各磁性導電長條22的 北極"N，，與第一磁性元件16A或另一磁性導電長條22的南極"S"對齊。 類似的，各磁性導電長條22的南極"S"與第二磁性元件18A或另一磁 性導電長條22的北極"N，，對齊。應當注意，由于磁性導電長條22的較 小尺寸，在圖3中并沒有標記長條22的北極和南極。由于在第一和第二 磁性元件16A和18A之間存在的磁吸引(即磁通量)，因此磁性導電長 條22能夠保持第一和第二導電元件12A和14A之間的導電通路20A。重要 的是應當注意，當?shù)?一和笫二磁性元件16A和18A之間的間隙G增加時， 磁性元件之間的磁吸引力的大小減小。因此， 一旦間隙G足夠大時，磁 吸引力明顯削弱，磁性導電長條22不再能夠完成該導電通路，電流將 不再在第一和第二導電元件12A和14A之間流動。
該長條在上文被稱為"磁性導電長條，，，以表明為了使長條能引 導電流，它們必須既是導電的還是磁性或鐵磁性的。因此，長條22可 以由磁性材料形成，并且除了其它材料還涂覆有銅或金，以便獲得這 兩種特性。不過，既具有磁性(或鐵磁性)又能導電的任何類型長條 (不論是否制造有導電涂層)都將在本發(fā)明的預定范圍內(nèi)。
圖4是表示電互連件10B的視圖，該電互連件10B是電互連件10的第 二備選實施例。電互連件10B包括第一導電元件12B、第二導電元件 14B、多個第一磁性元件16B和多個第二磁性元件18B。特別是，如圖4 中所示，第一導電元件12B為具有導電特性的柱形管，而磁性元件16B 為柱形磁體，該柱形磁體的尺寸設置成適合裝配在第一導電元件12B的 內(nèi)部空心部分中。在各對磁性元件16B之間有導電墊片24，該導電墊片
24設置成使磁性元件16B以確定增量間隔開，同時在第一導電元件12B 中提供多個附加導電通路。類似的，第二導電元件14B為具有導電特性 的柱形管，而磁性元件18B為柱形磁體，該柱形磁體的尺寸設置成適合 裝配在笫二導電元件14B的內(nèi)部空心部分中。在各對磁性元件18B之間 有導電墊片26，該導電墊片26設置成使磁性元件18B以確定增量間隔 開，同時在第二導電元件14B中提供多個附加導電通路。如圖4中所示， 第一和第二導電元件12B和14B相互交疊，且在第一和第二導電元件12B 和14B的外表面之間的各接觸點處形成這兩個導電元件之間的導電通 路。
磁性元件16B和18B提供了磁吸引力，以便使第一導電元件12B與笫 二導電元件14B進行磁耦合，這樣，則在兩個導電元件之間存在導電通 路。特別是，如圖4中所示，各磁體16B上的北極"N"與在相應磁體18B 上的南極"S"對齊，以使第一和笫二導電元件12B和14B進行磁耦合， 從而形成該導電通路。
應當知道，才艮據(jù)電互連件10B的特定用途，磁性元件16B和18B以及 導電墊片24和26的長度可以進行變化，以便調(diào)節(jié)導電元件12B和14B內(nèi) 的磁性區(qū)域的位置。例如，導電墊片24和26的長度可以減小，使得磁 性元件16和18B沿導電元件的縱向長度間隔更小。此外，盡管導電元件 12B和14B以及磁性元件16B和18B被描述為是柱形的，但是具有各種其 它形狀、方向和"N" "S，，磁極分布的導電和磁性元件也在本發(fā)明的 預定范圍內(nèi)。
圖5是表示電互連件10C的視圖，該電互連件10C是電互連件10的第 三備選實施例。電互連件10C包括第一導電元件12C和笫二導電元件 14C。導電元件12C和14C各自包括布置在它們內(nèi)部的多個微小磁性顆 粒，從而使得導電元件自身帶有磁性。盡管這些微小磁性顆粒不能被 看見，但是在圖5中，它們在第一和第二導電元件12C和14C上的效果通 過磁極"N"和"S"在笫一和第二導電元件12C和14C的整個內(nèi)部部分 中的布置來表示。
在一個實施例中，笫一和第二導電元件12C和14C這樣形成，即， 使導電材料熔化，混合在微小磁性顆粒中，使得磁性導電材料的混合 物硬化，以及將該材料拉成細線束。然后，將該線束暴露于磁場中， 以便賦予該微小磁性顆粒較大的剩余磁化強度，這樣，它們起到微小
永磁體的作用。因此，該導電元件自身將表現(xiàn)為永磁體。用于賦予剩 余磁化強度的磁場設計能夠控制沿導體長度的磁化強度。例如，導電
元件12C和14C可以被"磁化，，成沿它們長度具有基本均勻的磁化強度。 磁吸引力使得第一和第二導電元件12C和14C緊緊纏繞在一起，以便增 大在導電元件之間的接觸面積并因此增加導電通路。此外，沿第一和 第二導電元件12C和14C的長度的基本均勻磁吸引力使得導電元件能彼 此相對滑動，并同時保持導電元件之間的導電通路。特別是，笫一導 電元件12C與第二導電元件14C的纏繞和交疊越多，電互連件10C能夠越 好地處理那些使得導電元件沿縱向移動的拉伸應變或力。而且，即使 當布置在具有極大振動水平的環(huán)境中，而且該振動水平足以使第一和 第二導電元件12C和14C在一個或多個位置處分開時，該磁吸引力也能 將第一和第二導電元件12C和14C拉回，使得它們再次接觸并形成導電 通路。
圖6是表示電互連件10D的視圖，該電互連件10D是電互連件10的第 四備選實施例。電互連件10D包括笫一導電元件12D、笫二導電元件 14D、第一磁性元件16D和第二磁性元件18D。本發(fā)明上文所述的各實施 例的電互連件各自包括成電導線或?qū)щ娋幙椢镄问降膶щ娫?。?而，如圖6中所示，第一和第二導電元件12D和14D是導電材料條，其具 有矩形截面，寬度分別為W1和W2。寬度W1和W2的大小可以根據(jù)特定用 途的具體要求來設置。這樣，當希望增加在導電元件之間的接觸面積 時，寬度W1和W2可以增加。導電條類型的導電元件的另一優(yōu)點是該導 電條可以以任意所需形狀或設計來形成。
笫一和笫二導電元件12D和14D優(yōu)選是由導電薄箔類型材料來形 成。第一和第二磁性元件16D和18D優(yōu)選是由懸在柔性聚合物板中的微 小磁性顆粒來形成。該磁性元件可以通過粘接裝置例如粘接劑而粘在
它們各自的導電元件上。
如圖6所示，當磁耦合在一起時，第一導電元件12D和第二導電元 件14D直接接觸，并形成這兩個導電元件之間的導電通路。在本實施例 中，笫一和笫二磁性元件16D和18D并不直接相互接觸。實際上，第一 和第二磁性元件16D和18D之間所形成的磁吸引力足夠強，足以在導電 元件的外表面交疊的情況下以夾層狀結構來保持第一和第二導電元件 12D和14D。
應當知道，與上面所述的細節(jié)相容的各種其它實施例也是可行
的，并且在本發(fā)明的預定范圍內(nèi)。因此，圖l-6中所示的實施例只是 示例性的而非限制性的。此外，盡管上述各種實施例表示為包括兩個 導電元件，但是也可以考慮包括任意數(shù)目的獨立導電元件的電互連件 實施例。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例介紹了本發(fā)明，但是本領域技術人員應 當知道，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對形式和細節(jié)進 行變化。
權利要求
1.一種電互連件，包括第一磁性導體；以及第二磁性導體，該第二磁性導體被磁性地吸引至第一磁性導體，以在第一和第二磁性導體之間建立導電通路。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電互連件，其中第一磁性導體有剩余 磁化強度。
3. 根據(jù)權利要求2所述的電互連件，其中第二磁性導體有剩余 磁化強度。
4. 根據(jù)權利要求l所述的電互連件，其中笫一和第二磁性導體 各自包括至少一個永磁體，該永磁體設置成將第一磁性導體磁耦合至 第二磁性導體。
5. 根據(jù)權利要求l所述的電互連件，其中第一磁性導體可與第 二磁性導體分離，以便使該導電通路斷開。
6. 根據(jù)權利要求l所述的電互連件，其中第一磁性導體有磁性 區(qū)域，第二磁性導體有磁性區(qū)域，并且通過使這些磁性區(qū)域進行耦合 而形成該導電通路。
7. 根據(jù)權利要求6所述的電互連件，其中第一和第二磁性導體 的磁性區(qū)域各自包括多個磁性元件。
8. 根據(jù)權利要求l所述的電互連件，其中第一磁性導體可以相 對于第二磁性導體滑動，同時保持笫一和笫二磁性導體之間的導電通 路。
9. 一種用于提供電連接的系統(tǒng)，包括 笫一導電元件；第二導電元件；以及笫一和第二磁性元件，用于產(chǎn)生磁吸引力，以將第一導電元件磁 耦合至第二導電元件，從而形成電連接。
10. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中笫一磁性元件嵌在第一導 電元件中，第二磁性元件嵌在第二導電元件中。
11. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中笫一磁性導體有剩余磁化 強度。
12. 根據(jù)權利要求ll所述的系統(tǒng)，其中第二磁性導體有剩余磁 化強度。
13. 根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中第一和第二磁性元件是 稀土磁體。
14. 根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，還包括多個導電長條，這些導 電長條布置在第一和第二磁性元件之間，并設置成當?shù)谝淮判栽c 第二磁性元件分離時保持第 一和笫二導電元件之間的電連接。
15. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中第一和第二導電元件為電 導線編織物。
16. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中由第一和第二磁性元件產(chǎn) 生的磁吸引力允許第一導電元件沿第二導電元件的外表面滑動，同時保持第一和笫二導電元件之間的電連接。
17. —種電互連件，包括第一導電元件，該第一導電元件具有磁性區(qū)域；以及 第二導電元件，該第二導電元件具有磁性區(qū)域，其中，第一和笫二導電元件的磁性區(qū)域設置成使得第一和第二導電元件磁耦合在一起，以便形成導電通路。
18. 根據(jù)權利要求17所述的電互連件，其中第一和第二導電元 件的磁性區(qū)域包括至少一個磁體。
19. 根據(jù)權利要求18所述的電互連件，其中該磁體是永磁體。
20. 根據(jù)權利要求17所述的電互連件，其中笫一和第二導電元 件的磁性區(qū)域設置成允許笫一導電元件相對于第二導電元件滑動，同 時保持第一和第二導電元件之間的導電通路。
全文摘要
一種電互連件包括第一磁性導體和第二磁性導體。第二磁性導體被磁性吸引至第一磁性導體，以便在第一和第二磁性導體之間建立導電通路。
文檔編號H01R4/00GK101170222SQ20071015275
公開日2008年4月30日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權日2006年9月20日
發(fā)明者A·施瓦茨巴特, D·O·奇普拉 申請人:聯(lián)合工藝公司