黃小莊,任小中
(1.河南科技大學(xué),河南洛陽(yáng) 471003;2.河南天海電器有限公司,河南鶴壁 458030)
一種小插拔力插接件
黃小莊1,2,任小中1
(1.河南科技大學(xué),河南洛陽(yáng)471003;2.河南天海電器有限公司,河南鶴壁458030)
介紹B型結(jié)構(gòu)、彈片式結(jié)構(gòu)、雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的優(yōu)缺點(diǎn),其中雙倒刺結(jié)構(gòu)插座是一種小插拔力結(jié)構(gòu)的插座,結(jié)構(gòu)可靠、性能穩(wěn)定,與其配合的腔體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成型容易。
彈片式;雙倒刺結(jié)構(gòu);插接件;小插拔力
隨著社會(huì)的進(jìn)步,汽車作為日常交通工具越來(lái)越普遍,伴隨著人們生活水平的提高,對(duì)汽車的功能要求越來(lái)越多。線束作為汽車的脈絡(luò)和神經(jīng),遍布汽車各處,連接器是線束和電氣設(shè)備之間的橋梁,通過(guò)各個(gè)連接器的連接使汽車各個(gè)功能(起動(dòng)機(jī)、車輛燈光、喇叭、發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、冷卻風(fēng)扇、刮水器、電動(dòng)車窗等)得以實(shí)現(xiàn)。
伴隨汽車功能的增多,連接器的種類及連接器孔位數(shù)也越來(lái)越多。連接器孔位數(shù)的增多,將造成連接器的插拔力變大,使連接器對(duì)插困難。在直插式汽車電器盒[1-2]中,電器件(如繼電器)通常是多插頭形式的組合件:一般有4、5個(gè)插頭端,多的達(dá)9個(gè)。如果單個(gè)插接件(插頭和插座)間插拔力大,將造成整體的插拔力更大,使電器件插拔更加困難,給生產(chǎn)線裝配和維修帶來(lái)了巨大不便。插接件包括插頭和插座,插頭插入插座可完成電器連接;插座接收插頭形成電氣連接[3]。連接器的插拔力是各個(gè)孔位的插頭和插座插拔力的總和,因而插頭和插座之間的插拔力是連接器插拔力的決定因素。
插頭分為片形結(jié)構(gòu)和圓柱形結(jié)構(gòu)2種。本文針對(duì)常用的片形結(jié)構(gòu)插接件進(jìn)行分析,插頭為一片狀體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。常用的插座結(jié)構(gòu)有B型結(jié)構(gòu)、彈片式結(jié)構(gòu)、雙倒刺結(jié)構(gòu)3種。
B型結(jié)構(gòu)插座如圖1所示。該結(jié)構(gòu)的插座是靠其間隙H1與插頭過(guò)盈配合起導(dǎo)通作用。插座與插頭配合時(shí)初始插拔力比較大,插入比較困難。在使用中因震動(dòng)和材料的應(yīng)力釋放及重復(fù)插拔的因素影響,H1將逐漸變大,插頭和插座間的插拔力會(huì)減小,從而導(dǎo)致插頭和插座的接觸性能逐漸變差、接觸電阻變大、溫度升高,從而影響電性能。同時(shí),該結(jié)構(gòu)的插座對(duì)其適配腔體結(jié)構(gòu)中的彈舌結(jié)構(gòu)要求較高,彈舌斷裂、拉毛等導(dǎo)致插座脫落是常見(jiàn)的失效模式。
圖1 B型插座
圖2 彈片式插座
彈片式結(jié)構(gòu)插座見(jiàn)圖2。該結(jié)構(gòu)的插座是依靠其彈片與插頭配合,使插頭插入插座中起導(dǎo)通作用。由于引進(jìn)了彈性結(jié)構(gòu),使插頭插入插座的力相對(duì)比較小,但該結(jié)構(gòu)的插座因材料的應(yīng)力釋放重復(fù)插拔的影響,彈片的彈性將逐漸減弱,使插頭在插座中沒(méi)有初始時(shí)接觸牢靠,降低了連接導(dǎo)通的電性能。該插座由插座的倒刺與腔體配合,使插座固定到腔體中,對(duì)倒刺的強(qiáng)度要求較高,而插座因?qū)ㄐ枰?,普遍采用?dǎo)電性好的銅材料,材料相對(duì)比較軟,強(qiáng)度不太高,倒刺容易失效。
圖3 雙層插座
雙倒刺結(jié)構(gòu)插座是本文介紹的小插拔力插座,如圖3所示。該結(jié)構(gòu)的插座由2種材料復(fù)合而成:①插座內(nèi)部采用導(dǎo)電性能好的銅材料;②插座外部采用彈性好的鋼材料。
插座與插頭配合部位采用彈性結(jié)構(gòu),使插頭插入時(shí)比較輕松。插座外部采用彈性好的鋼材料結(jié)構(gòu),一方面使插座彈性接觸導(dǎo)通部分不易變形,從而保障與插頭配合的電性能穩(wěn)定,不會(huì)因重復(fù)插拔、震動(dòng)等因素使連接電性能下降。另一方面與腔體配合部分為鋼材料的雙倒刺結(jié)構(gòu),倒刺強(qiáng)度比較大,不會(huì)彎曲失效,可以使插座牢牢固定到腔體中而不易脫落。適配該插座的腔體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成型容易。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)QC/T417—2001的規(guī)定:?jiǎn)尉€片式插接件初始時(shí)的接觸電阻最大值為5mΩ,試驗(yàn)后的接觸電阻最大10mΩ。本文引用上述3種插座結(jié)構(gòu),分別選用一種插座采用同一種插頭做如下試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表1。
根據(jù)表1進(jìn)行分析如下。
1)不同結(jié)構(gòu)的插座,接觸電阻和最大試驗(yàn)電流能力[4]基本相當(dāng)。
2)B型結(jié)構(gòu)和彈片式結(jié)構(gòu)的插座第1次插入力和第1次拔出力,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的第1次插入力和第1次拔出力。
3)第1次拔出力與第10次拔出力相比,雙倒刺結(jié)構(gòu)插座性能穩(wěn)定。
4)雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的插入力和拔出力均小于B型結(jié)構(gòu)和彈片式結(jié)構(gòu)的插座。
綜上可以看出,在不影響電性能的情況下,雙倒刺結(jié)構(gòu)插座插拔力比較小。
表1 插座性能比較
目前,雙倒刺結(jié)構(gòu)插座已逐漸應(yīng)用在多線連接器和直插式汽車電器盒中,如中華M4汽車電器盒中的繼電器和熔斷絲插座的應(yīng)用;長(zhǎng)安悅翔、逸動(dòng)和中通客車等車型多線連接器中的應(yīng)用。
總之,雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的應(yīng)用,使端子與電器盒和護(hù)套的配合更牢固,使用操作更輕松。把該結(jié)構(gòu)的端子應(yīng)用于多孔連接器和直插式熔斷絲盒中優(yōu)勢(shì)更明顯,對(duì)生產(chǎn)線上需要長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)操作的員工而言更容易接受。
[1]黃小莊,周利蘋,等.一種組合式汽車電器盒的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].汽車電器,2013(10):28-30.
[2]谷孝衛(wèi),張震華.車用中央電器盒的裝配與檢測(cè)[J].汽車電器,2013(8):25-29.
[3]QC/T417—2001,車用電線束插接器[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.
[4]SAE/USCAR-2 PERFORMANCE SPECIFICATION FOR AUTOMOTIVE ELECTRICAL CONNECTOR SYSTEMS[S].
(編輯心翔)
Introduction of A Small Plug Connector
HUANG Xiao-zhuang1,2,REN Xiao-zhong1
(1.Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China;2.Henan Tianhai Electric Co.,Ltd.,Hebi 458030,China)
This paper discusses pros and cons of sockets with B-type,spring pin or dual-barb structure,in which the dual-barb socket has small plug force,reliable structure,stable performance,and simple shell structure that is easy to produce.
spring pin;dual-barb structure;connector;small plug force
U463.62
A
1003-8639(2016)07-0060-02
2015-12-02;
2015-12-18
黃小莊,(1980-),男,河南焦作人,工程師,主要從事連接器、電器盒的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工作。