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螺旋弹簧

阅读：635发布：2020-05-11

IPRDB可以提供螺旋弹簧专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且螺旋弹簧(100)包括顶端部分(110)和底端部分(120)。顶端部分(110)包括三个螺旋，这三个螺旋在彼此顶端上垂直堆叠以在顶端部分(110)的侧视图中具有笔直的圆柱形形状。三个螺旋连接在一起，使得在侧视图中三个螺旋之间不存在间隙。顶端部分(110)包括顶端螺旋(115)，从顶端部分(110)的俯视图看，该顶端螺旋沿平坦平面延伸一匝半。底端部分(120)包括在侧视图中形成截锥形状的多个螺旋，并且从底端部分(120)的仰视图看，在压缩状态中的多个螺旋沿着平坦平面延伸一匝半。，下面是螺旋弹簧专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种螺旋弹簧，包括：

顶端部分，所述顶端部分具有三个螺旋，所述三个螺旋在彼此的顶端上垂直堆叠以在所述顶端部分的侧视图中具有笔直的圆柱形状，所述三个螺旋连接在一起使得所述三个螺旋之间在所述侧视图中不存在间隙，所述顶端部分包括顶端螺旋，从所述顶端部分的俯视图看出，所述顶端螺旋沿平坦平面延伸一匝半；以及底端部分，所述底端部分具有多个螺旋，所述多个螺旋在侧视图中形成截锥形状，并且从所述底端部分的仰视图中看出所述多个螺旋在压缩状态中沿平坦平面延伸一匝半。

2.根据权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，从侧视图看出所述螺旋弹簧在未压缩状态中具有高度为6.0毫米(mm)至7.0mm，并且在压缩状态中高度减少1.8mm到2.2mm。

3.根据权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，从所述侧视图看出所述底端部分的高度从未压缩状态到所述压缩状态减少了2.0毫米。

4.根据权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，从所述侧视图看出所述顶端部分的高度约为

3.0毫米(mm)，并且从所述侧视图看出所述底端部分的高度在未压缩状态中约为3.7mm。

5.根据权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，从螺旋的截面图看出所述顶端部分中的所述三个螺旋的直径为1毫米(mm)，并且从侧视图中看出所述三个螺旋的高度为3.0mm。

6.根据权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，当所述底端部分在压缩状态中时，从所述底端部分的仰视图看出来自所述顶端部分的所述三个螺旋中的一个驻留在所述平坦平面中。

7.根据权利要求1所述的螺旋弹簧，其中，当所述螺旋弹簧从未压缩状态压缩到压缩状态时，所述螺旋弹簧的有效电阻减小。

8.一种通过缠绕导线制成的圆锥形压缩弹簧，包括：

顶端部分，所述顶端部分具有至少两个螺旋，所述至少两个螺旋形成具有相同直径的两个圆，其中，所述两个螺旋垂直地堆叠，使得一个螺旋的底表面的圆周与另一个螺旋的顶表面的圆周接合，从所述顶端部分的侧视图看出所述两个螺旋具有笔直的圆柱体的形状，并且所述顶端部分具有顶端螺旋，所述顶端螺旋以螺旋形状延伸多于一匝，其中，从所述顶端部分的俯视图看出所述多于一匝全部驻留在水平平面内；以及底端部分，从侧视图看出所述底端部分在未压缩状态中具有截锥形状，具有比所述顶端部分大的直径，具有少于两匝，并且当所述底端部分被压缩到塌缩状态时塌缩到水平平面中。

9.根据权利要求8所述的圆锥形压缩弹簧，其中，从所述顶端部分的俯视图看出所述顶端螺旋沿所述水平平面缠绕至少500度。

10.根据权利要求8所述的圆锥形压缩弹簧，其中，所述顶端部分是非弹性的并且包括同心且相互接触的三个堆叠螺旋，使得当所述圆锥形压缩弹簧被完全压缩时，所述顶端部分的高度保持不变。

11.根据权利要求8所述的圆锥形压缩弹簧，其中，从所述侧视图看出所述顶端部分的高度至少为2.0mm。

12.根据权利要求8所述的圆锥形压缩弹簧，其中，所述底端部分是弹性的，所述底端部分的自由高度至少比所述底端部分被压缩到塌缩状态时的高度大两倍。

13.根据权利要求8所述的圆锥形压缩弹簧，其中，从侧视图看出所述圆锥形压缩弹簧在未压缩状态中具有至少5.0毫米(mm)的高度，并且所述高度从所述未压缩状态到所述塌缩状态减少。

14.根据权利要求8所述的圆锥形压缩弹簧，其中，从所述侧视图看出所述底端部分在未压缩状态中高度为至少2.7mm，并且当所述圆锥形压缩弹簧被压缩到所述塌缩状态时，所述底端部分的高度减少。

15.一种螺旋弹簧，包括：

底端部分，所述底端部分具有驻留在平坦表面中的底座螺旋，所述底端部分具有从所述底座螺旋延伸少于一匝的活动部分，从所述底端部分的侧视图看出所述底端部分在未压缩状态中具有截锥形状，并且当所述底端部分被压缩到塌缩状态时所述底端部分塌缩到所述平坦表面中；以及顶端部分，所述顶端部分具有比所述底端部分的直径小的直径，所述顶端部分具有三个螺旋，所述三个螺旋在彼此的顶端上垂直堆叠以在所述顶端部分的侧视图中具有笔直的圆柱形形状并且被连接在一起，使得在侧视图中在所述三个螺旋之间不存在间隙，并且所述顶端部分具有以螺旋形状延伸多于一匝的顶端螺旋，其中，从所述螺旋弹簧的俯视图看出所述多于一匝全部驻留在平坦平面内。

16.根据权利要求15所述的螺旋弹簧，其中，从所述螺旋弹簧的俯视图看出所述顶端螺旋沿所述平坦平面缠绕至少360度。

17.根据权利要求15所述的螺旋弹簧，其中，所述顶端部分包括三个同心螺旋，所述三个同心螺旋彼此垂直接触，使得当所述螺旋弹簧被完全压缩时，所述顶端部分的高度保持在3毫米。

18.根据权利要求15所述的螺旋弹簧，其中，所述活动部分是弹性的并且从所述底座螺旋到所述顶端部分延伸少于一匝，并且所述活动部分的自由高度至少比所述螺旋弹簧被压缩到塌缩状态时所述底端部分的高度大两倍。

19.根据权利要求15所述的螺旋弹簧，其中，当所述螺旋弹簧被压缩到所述塌缩状态时，从所述螺旋弹簧的仰视图看出所述活动部分和所述底座螺旋驻留在所述平坦表面中以在所述平坦平面上形成具有一匝半的螺旋形状。

20.根据权利要求15所述的螺旋弹簧，其中，当所述螺旋弹簧从所述未压缩状态被压缩到所述塌缩状态时，所述螺旋弹簧的有效电阻减小至少8％。

说明书全文

螺旋弹簧

技术领域

[0001] 本发明涉及弹簧，尤其涉及导电螺旋弹簧。

背景技术

[0002] 电子设备通常需要来自电池的便携式电源。电池被并联或串联地安排成组件以获得期望的容量或电压。作为电池接触件的弹簧与电池的终端电连接，使得电池组件中发生故障或损坏的电池单元可以被新的电池单元更换。

[0003] 鉴于对便携式电源的需求，对电池接触件的改进是所期望的。

发明内容

[0004] 一个示例实施例是包括顶端部分和底端部分的螺旋弹簧。顶端部分包括三个螺旋，这三个螺旋在彼此的顶端垂直堆叠以在顶端部分的侧视图中具有笔直的圆柱形形状。这三个螺旋连接在一起，使得在侧视图中三个螺旋之间不存在间隙。顶端部分包括顶端螺旋，从顶端部分的俯视图看出，顶端螺旋沿平坦平面延伸一匝半。底端部分包括在侧视图中形成截锥形状的多个螺旋，并且从底端部分的仰视图看，在压缩状态中的多个螺旋沿着平坦平面延伸一匝半。

[0005] 本申请还包括其他的示例实施例。

附图说明

[0006] 图1A示出了根据示例实施例的从侧视图看的在未压缩状态中的螺旋弹簧。

[0007] 图1B示出了根据示例实施例的从俯视图看的在未压缩状态中的螺旋弹簧。

[0008] 图2A示出了根据示例实施例的从侧视图看的在塌缩状态中的螺旋弹簧。

[0009] 图2B示出了根据示例实施例的从俯视图看的在塌缩状态中的螺旋弹簧。

[0010] 图3A示出了根据示例实施例的在未压缩状态中的螺旋弹簧的底端部分的横截面图。

[0011] 图3B示出了根据示例实施例的在塌缩状态中的螺旋弹簧的底端部分的横截面图。

[0012] 图4示出了根据示例实施例的从俯视图看的螺旋弹簧的顶端螺旋。

[0013] 图5示出了根据示例实施例的与电池相连接的两个螺旋弹簧的侧视图。

具体实施方式

[0014] 电池接触弹簧(诸如螺旋弹簧)提供压力以将电池保持在适当位置，并且将电流从电池传导至期望的电路或电子组件。电池接触弹簧电阻低且寿命长是所期望的。

[0015] 示例实施例涉及作为电池接触件连接到电池的螺旋弹簧或圆锥形压缩弹簧。螺旋弹簧接触电池以将电池保持在适当位置，并且将电流从电池传导至期望的电路、端子或电气组件。螺旋弹簧应与电池具有大的接触面积，以便使接触电阻最小化。

[0016] 示例实施例包括具有顶端部分和底端部分的螺旋弹簧。顶端部分包括至少两个螺旋，这至少两个螺旋在彼此的顶端垂直堆叠以在顶端部分的侧视图中具有笔直的圆柱形形状。从顶端部分的俯视图看出，顶端部分中的顶端螺旋沿平坦平面延伸一匝半。底端部分包括在侧视图中形成截锥形状的多个螺旋。从底端部分的仰视图看出，底端部分在压缩状态中沿平坦平面延伸一匝半。

[0017] 例如，在一个实施例中，顶端部分中的螺旋被垂直堆叠，使得在侧视图中螺旋之间不存在间隙。一个螺旋的底表面的圆周与另一个螺旋的顶表面的圆周接合。这些螺旋彼此接触，使得与当弹簧完全未被压缩时相比，在螺旋弹簧被完全压缩时顶端部分的高度保持不变。

[0018] 例如，在一个实施例中，螺旋弹簧的顶端部分包括三个螺旋和接触电池的顶端螺旋。这三个螺旋的顶端螺旋延伸一匝半以形成螺旋形状，其中，一匝半全部驻留在平坦平面内。

[0019] 在示例实施例中，螺旋弹簧通过缠绕导线制成。导线的直径从导线的横截面图看出为1毫米(mm)。在未压缩状态中的螺旋弹簧的高度至少为5.0mm，其中，顶端部分至少为2.0mm。例如，未压缩状态中的螺旋弹簧的高度在6.5mm-7.0mm之间(例如6.7mm)。顶端部分高度为2.8mm-3.2mm(例如3mm)，底端部分高度为3.5mm-4.0mm(例如3.7mm)。螺旋弹簧的高度可减少约1.8mm-2.2mm。例如，当螺旋弹簧在未压缩状态中具有6.7mm的高度时，当从侧视图测量时，螺旋弹簧在压缩状态中减少到4.7mm，高度总共减少2.0mm。

[0020] 在示例实施例中，螺旋弹簧压缩并推压电池，以将电池与底座载体电连接并将电池保持在适当位置。螺旋弹簧被夹在电池和底座载体之间并被压缩到塌缩状态，其中，螺旋弹簧的顶端部分塌缩在底端部分内并接触底座载体。在这种配置中，通过螺旋弹簧从电池到底座载体的电气路径被缩短。螺旋弹簧的有效电阻——通过螺旋弹簧从电池到底座载体的路径电阻，被减小。

[0021] 图1A示出了根据示例实施例的从侧视图看在未压缩状态中的螺旋弹簧100。

[0022] 图1B示出了根据示例实施例从俯视图看的如图1A中所示的螺旋弹簧100。

[0023] 螺旋弹簧或圆锥形压缩弹簧100包括顶端部分110和底端部分120。顶端部分110包括三个螺旋和顶端螺旋115。三个螺旋在彼此的顶端部分垂直堆叠，并且使得三个螺旋中的每一个具有相同或相似的圆形直径。底端部分120包括在侧视图中形成截锥形状的多个螺旋。底端部分中的底端螺旋或底座螺旋125充当用于螺旋弹簧的底座。

[0024] 举例来说，顶端部分是非弹性的并且在顶端部分的侧视图中具有笔直的圆柱形状。顶端部分有三个同心螺旋，形成三个直径相等的圆。三个螺旋垂直堆叠并连接在一起，使得在侧视图中螺旋之间不存在间隙。一个螺旋的底表面的圆周与另一个螺旋的顶表面的圆周接合。在该配置中，与螺旋弹簧完全未被压缩时相比，当螺旋弹簧被完全压缩时，顶端部分的高度保持不变。堆叠螺旋的这种配置缩短了通过螺旋弹簧从顶端螺旋到底端螺旋的导电和导热路径。例如，当顶端部分中的螺旋彼此不接触时，螺旋弹簧的电阻为8.04毫欧姆。当顶端部分的螺旋彼此接触时，电阻从8.04毫欧减少到7.40毫欧姆。

[0025] 例如，在一个实施例中，螺旋弹簧的顶端部分120包括接触电池的顶端螺旋115。如从图1B中所示的顶端部分的俯视图所见，顶端螺旋以螺旋形状延伸多于一匝，其中，多于一匝全部驻留在水平平面内。该水平平面是与螺旋弹簧的中心轴垂直的平面。作为一个示例，顶端螺旋绕水平平面中的中心点以离该中心点不断减小的距离缠绕，以形成至少360度的弧，例如540度。

[0026] 在示例实施例中，底端部分具有截锥形状并且直径大于顶端部分的直径。底端部分是弹性的并且有助于螺旋弹簧的动力。底端部分具有少于两匝，其中，底端部分中的底端螺旋沿平坦平面延伸少于一匝并充当螺旋弹簧的底座。

[0027] 在示例实施例中，螺旋弹簧通过缠绕导线制成。导线的直径从导线的横截面图看为1毫米(mm)。未压缩状态中的螺旋弹簧的高度为6.0mm到7mm。在示例实施例中，螺旋弹簧的高度为6.7mm，其中，顶端部分高3mm，底端部分高3.7mm。在另一个示例中，顶端部分的高度为2.8mm-3.2mm(下文中约3mm)，并且底端部分的高度为3.5mm-3.9mm(下文中约3.7mm)。

[0028] 在一个示例实施例中，螺旋弹簧的顶端部分被安装到承载帽中，允许通过工业标准SMT组件贴装系统或″拾放机器″来拾取和定位螺旋弹簧，以使螺旋弹簧自动化和机械化地安装到底座载体上。

[0029] 图2A示出了根据示例实施例的从侧视图看的在塌缩状态中的螺旋弹簧200。

[0030] 图2B示出了根据示例实施例的从俯视图看的如图2A中所示的螺旋弹簧200。

[0031] 螺旋弹簧或圆锥形压缩弹簧200包括顶端部分210和底端部分220。顶端部分210包括在彼此顶端上垂直堆叠的三个螺旋和顶端螺旋215。底端部分220包括多个螺旋，这多个螺旋封闭在底端螺旋或底座螺旋225中。

[0032] 举例来说，顶端部分是非弹性的并且在顶端部分的侧视图中具有笔直的圆柱形状。这样，当螺旋弹簧在压缩状态和未压缩状态之间转换时，顶端部分的高度不变或保持恒定。顶端部分具有至少两个形成具有相同直径的两个圆的同心螺旋，其中，两个螺旋垂直堆叠并连接在一起，使得在侧视图中在螺旋之间不存在间隙。一个螺旋的底表面的圆周与另一个螺旋的顶表面的圆周接合。在塌缩状态中，顶端部分塌缩在底端部分内。

[0033] 例如在一个实施例中，螺旋弹簧的顶端部分220包括接触电池的顶端螺旋215。如图2B中所示的顶端部分的俯视图所见，顶端螺旋以螺旋形状延伸多于一匝，其中，多于一匝全部驻留在平坦平面中。该平坦平面垂直于螺旋弹簧的中心轴。作为一个示例，顶端螺旋沿着该平坦平面缠绕至少360度，例如500度。

[0034] 在示例实施例中，底端部分总共少于两匝，并且底端螺旋沿着底座载体上的表面延伸少于一匝。底端螺旋被焊接在底座载体上并且起到螺旋弹簧底座的作用。底端部分具有比顶端部分大的直径，使得当螺旋弹簧被压缩到塌缩状态时，顶端部分塌缩在底端部分内以接触底座载体。在该配置中，在塌缩状态中，螺旋弹簧与底座载体之间的接触面积比未压缩状态中的接触面积更大。

[0035] 考虑这样的示例实施例，其中，多个电池单元以并排关系被放置在底座载体和顶盖之间，使得每个电池经由第一端子端处的螺旋弹簧与底座载体电接触，并且在第二端子端处与顶盖电接触。螺旋弹簧的底端螺旋被焊接在底座载体上以稳定螺旋弹簧。螺旋弹簧的顶端螺旋与其中一个电池单元的第一端子端相接触。从底端螺旋延伸的螺旋弹簧底端部分的上部是弹性半匝螺旋。当螺旋弹簧在非压缩状态中时，弹性半匝螺旋不接触底座载体，而当螺旋弹簧被压缩到塌缩状态时弹性半匝螺旋接触底座载体。具有柔性高度的弹性半匝螺旋确保跨电池单元的均匀连接，因为电池单元可能由于制造公差而各自具有一些的高度差异。

[0036] 在示例实施例中，从侧视角度看，螺旋弹簧在未压缩状态中具有至少5.0mm的高度，而在压缩状态中高度至少减少1.8mm。

[0037] 举例来说，未压缩状态中的螺旋弹簧的高度为6.0mm到7mm。在示例实施例中，螺旋弹簧的高度为6.7mm，其中，顶端部分高3mm，底端部分高3.7mm。当螺旋弹簧被压缩到塌缩状态时，底端部分的高度减少到1.7mm。在另一个示例中，顶端部分的高度为2.8mm-3.2mm(下文中约3mm)。底端部分的高度为3.5mm-3.9mm(下文中约3.7mm)。当螺旋弹簧被压缩到塌缩状态时，底端部分的高度减少到1.5mm-1.9mm(下文中约1.7mm)。作为一个示例，从侧视图看，底端部分的高度从未压缩状态到压缩状态减少了2.0mm。

[0038] 图3A示出了根据示例实施例的在未压缩状态中的螺旋弹簧的底端部分的横截面图320A。

[0039] 图3B示出了根据示例实施例的在塌缩状态中的螺旋弹簧的底端部分的截面图320B。

[0040] 考虑螺旋弹簧被安置在底座载体上的示例实施例。螺旋弹簧的底端部分具有多于一匝且少于两匝。当螺旋弹簧在未压缩状态中时，底端部分的上部不接触底座载体。在图3A中示出了沿底座载体的未压缩螺旋弹簧的底端部分的横截面图320A，低端部分的螺旋少于一匝。少于一匝的螺旋是底端部分的下部，无论螺旋弹簧在未压缩状态中还是塌缩状态，底端部分这少于一匝的螺旋都接触底座载体。

[0041] 当螺旋弹簧被压缩到塌缩状态时，螺旋弹簧的底端部分的高度减少，使得底端部分的上部接触底座载体。例如，底端部分的高度从大约3.7mm减少到大约1.7mm。图3B中示出了沿底座载体的塌缩螺旋弹簧的底端部分的横截面图320B。在塌缩状态中，多于一匝且少于两匝的底端部分塌缩到底座载体上。螺旋弹簧的底端部分具有柔性高度，这样确保每个电池单元都能通过螺旋弹簧与外部电连接。

[0042] 图4示出了根据示例实施例的从俯视图看的螺旋弹簧的顶端螺旋415。从顶端部分的俯视图看出，顶端螺旋415沿平坦平面延伸一匝半。

[0043] 例如在一个实施例中，顶端螺旋接触电池端子。顶端螺旋延伸多于一匝以形成螺旋形状，这多于一匝的顶端螺旋全部驻留在平坦平面中并接触电池端子。作为一个示例，顶端螺旋绕水平平面中的中心点以离中心点不断减少的距离缠绕，以形成至少360度的弧，例如540度。顶端螺旋的这种配置使螺旋弹簧和电池端子之间的接触面积最大化，使得接触电阻得以减少。

[0044] 图5示出了分别与电池510A和510B连接的两个螺旋弹簧530A和530B的侧视图。螺旋弹簧位于电池和底座载体520之间。每个螺旋弹簧包括顶端螺旋(被示为532A和532B)和底端螺旋或底座螺旋(被示为534A和534B)。顶端螺旋接触电池，而底端螺旋接触底座载体。

[0045] 举例来说，螺旋弹簧压缩并推压电池，以将电池与底座载体电连接并将电池保持在适当位置。螺旋弹簧被夹在电池和底座载体之间并被压缩到塌缩状态，其中，螺旋弹簧的顶端部分塌缩在底端部分内并接触底座载体。在这种配置中，通过螺旋弹簧从电池到底座载体的电气路径被缩短。螺旋弹簧的有效电阻——作为通过螺旋弹簧从电池到底座载体的路径电阻，得以减小。例如，当螺旋弹簧从未压缩状态被压缩到塌缩状态时，螺旋弹簧的有效电阻减小至少8％，其中，在未压缩状态中螺旋弹簧没有被压缩并且具有自由高度，其中，在塌缩状态中，螺旋弹簧的顶端部分塌缩到底端部分内并接触底座载体。

[0046] 在一个示例实施例中，与未压缩状态相比，塌缩状态中的螺旋弹簧和底座载体之间的接触面积更大。在塌缩状态中，螺旋弹簧的顶端部分塌缩到底端部分内并接触底座载体。较大的接触面积导致螺旋弹簧和底座载体之间的接触电阻较小。

[0047] 考虑这样的示例实施例，其中，多个电池以并排关系被定位在电池组件中，使得每个电池经由螺旋弹簧在第一端子端处与底座载体电接触，并且与在第二端子端处与顶盖电接触。在这种配置中，螺旋弹簧压缩并辅助支撑电池组件中的电池，并且提供电池与底座载体之间的电接触。

[0048] 本文所使用的″电池组件″是两个或多个电池或电池单元的组件，其被配置成串联、并联或两者的混合以提供期望的电压、容量或功率密度。

[0049] 本文所使用的″路径电阻″是从路径的开始端到路径的结束端的电阻。

[0050] 本文所使用的螺旋弹簧的″有效电阻″是通过螺旋弹簧的电气路径电阻。

[0051] 本文所使用的″自由高度″是当没有外力施加到物体时物体的高度。

标题	发布/更新时间	阅读量
安装弹簧-专利编号CN104132085A	2020-05-12	866
弹簧机-专利编号CN106493267A	2020-05-13	696
弹簧吊钩-专利编号CN102275814A	2020-05-12	681
液力弹簧-专利编号CN1481482A	2020-05-12	610
压缩弹簧-专利编号CN108679139A	2020-05-11	1074
弹簧轴承-专利编号CN104179806A	2020-05-11	722
弹簧元件-专利编号CN104653690B	2020-05-13	128
空气弹簧-专利编号CN106989132A	2020-05-13	683
螺旋弹簧-专利编号CN108370003A	2020-05-11	634
气弹簧-专利编号CN107314074A	2020-05-11	848

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