CN101872926B - 一种电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电连接器，该电连接器包括两个触点、两个绝缘外壳、和碟形弹簧，两个触点的纵截面均呈“T”形，且均由相互连接的触头和固定杆构成。其中，碟形弹簧和一个触点安装在一个绝缘外壳内，且碟形弹簧套装在触点的固定杆上，触点的固定杆的自由端伸出绝缘外壳、自由端上设置有卡环，以使自由端只能向远离绝缘外壳的方向移动；另一个触点固定在另一个绝缘外壳内，该绝缘外壳由外绝缘外壳和内绝缘外壳组成，外绝缘外壳和内绝缘外壳设置有穿孔，触点的固定杆穿过穿孔，且触点的固定杆的自由端伸出内绝缘外壳，自由端上设置有卡固件。本发明的电连接器具有结构简单、对定位精度要求低、占用空间小的优点。

Description

一种电连接器

技术领域

本发明涉及一种电连接器，特别涉及一种高刚度的弹性平面电连接器，属于电气技术领域。

背景技术

电动汽车作为清洁、环保型绿色车辆，受到世界各国政府以及汽车生产商的极大关注，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的电动汽车必将成为21世纪的重要交通工具。其中，以纯电动汽车经历了较长阶段的发展，技术日臻成熟，相关的技术检测标准体系已经完善，并在美、日、欧等国家和地区得到商业化的推广应用，特别是在市政特殊用车、固定线路的公交车、公务车队用车和私人用车领域。

公知的二次电池技术无法提供更高的能量密度，为了保证续驶里程，目前电动汽车采用更换电池箱的方法来提供能量。

在实践过程中，为了解决快速地进行电池箱与电动汽车的电气连接这一问题，采用过多种不同方法，例如线簧结构的电连接器、手动插接的弹性销-孔电连接器、手动插接的舌形电连接器等。上述结构的电连接器具有容易烧蚀损坏、不易实现自动更换、定位精度要求高、不耐震动等缺陷。此外，还有一种弹性平面接触的电连接器，该电连接器对定位精度要求低、可实现自动更换，因此得到广泛地应用。但是，该平面接触的电连接器由于使用螺旋弹簧，因此体积大、刚度小，并且在车辆行驶时，电连接器容易虚接，出现易烧蚀、接触不良等故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高刚度的弹性平面电连接器，所述电连接器包括两个触点、两个绝缘外壳、和碟形弹簧；

所述两个触点的纵截面均呈T形，且每个触点均由触头和固定杆构成，所述触头固定在所述固定杆的端部；

所述碟形弹簧和所述触点安装在一个绝缘外壳内，且所述碟形弹簧套装在所述触点的固定杆上，所述触点的固定杆的自由端伸出所述绝缘外壳，所述自由端上设置有卡固件，以使所述自由端只向远离所述绝缘外壳的方向移动；

所述触点固定在另一个绝缘外壳内，所述绝缘外壳由外绝缘外壳和内绝缘外壳组成，所述外绝缘外壳和内绝缘外壳设置有穿孔，所述触点的固定杆穿过所述穿孔，且所述触点的固定杆的自由端伸出所述内绝缘外壳，所述自由端上设置有卡固件。

优选地，所述两个触点的触头为圆柱体状、长方体状、或圆台体状。

优选地，所述两个触点的触头和固定杆均为圆柱体状，且所述触头和固定杆共轴。

优选地，所述两个触点的触头的接触面均为圆形。

优选地，所述两个触点的触头的接触面上分别设置有一个或多个沟槽。

优选地，所述卡固件是卡环，且所述两个触点的固定杆的自由端上均设置有用于放置所述卡环的凹槽，所述凹槽分别位于所述绝缘外壳和所述内绝缘外壳外。

优选地，所述卡固件是螺母，且所述两个触点的固定杆的自由端上均设置有螺纹，所述螺母通过所述螺纹安装在所述自由端上。

优选地，所述绝缘外壳的内径大于所述绝缘外壳的外径，或者所述绝缘外壳的内径大于所述绝缘外壳的外径。

优选地，所述外绝缘外壳具有一个凸部，所述内绝缘外壳具有一个凹部，所述凸部放置在所述凹部中。

优选地，所述碟形弹簧以对合组合、叠合组合、或者复合组合的形式排列。

本发明所提供的电连接器结构简单，由于该电连接器是平面电连接器，因此对定位精度要求低，该电连接器应用在电动汽车上可以实现动力电池的自动更换。

本发明的电连接器使用碟形弹簧作为弹性元件，由于碟形弹簧具有刚度大的特性，因此只需要较小的轴线位移，便可以产生很大的压力，从而有效地缩短了电连接器的轴向尺寸。也就是说，本发明的电连接器还具有占用空间小的优点。由于碟形弹簧可以产生很大的压力，因此可以使两个触点贴合紧密、接触面结合良好，并且能破坏接触面上的氧化膜，从而增加接触面积，减小接触电阻。此外，碟形弹簧还具有变刚度的性质，因此本发明的电连接器可以承受较大载荷。

附图说明

图1为本发明的电连接器的一个触点和绝缘外壳的结构示意图；

图2为本发明的电连接器的另一个触点和绝缘外壳的结构示意图；

图3为发明的电连接器的组合示意图；

图4为发明的电连接器的设置有沟槽的触点的结构示意图。

附图标记说明如下：

固定壁1、活动壁2、绝缘外壳3、触点4、碟型弹簧5、外绝缘外壳6、内绝缘外壳7、触点8、卡环9、沟槽10。

具体实施方式

为使贵审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

本发明的电连接器包括两个触点4、8、两个绝缘外壳3、3’和碟形弹簧5，这两个触点4、8的纵截面均呈“T”形，且均由相互连接的触头和固定杆构成，该触头固定在该固定杆的端部。其中，该触头可以通过焊接的方式固定在该固定杆的端部，也可以将该触头和该固定杆一体加工而成。如图4所示，图4为发明的电连接器的触点的结构示意图。由图4可以看出，触点4、8由触头和固定杆构成，该触头和该固定杆均可以是圆柱体状(触头还可以是其他形状)，其中该触头的直径大于该固定杆的直径，且该触头和该固定杆共轴。该触头和该固定杆垂直地连接在一起，由于该触头的直径大于该固定杆的直径，因此触点4、8的纵截面均呈“T”形。在本发明的电连接器中，触点4、8的触头可以是圆柱体状、长方体状、立方体状、圆台体状等各种形状，只要使触点4、8的触头为面接触即可。作为本发明的一种优选的实施方式，触点4、8的触头均为圆柱体状，触点4、8的触头的接触面均为圆形。

如图1所示，图1为本发明的电连接器的一个触点和绝缘外壳的结构示意图。由图1可以看出，碟形弹簧5和一个触点4安装在绝缘外壳3内，碟形弹簧5套装在触点4的固定杆上，碟形弹簧5的一端靠近绝缘外壳3的顶部，或者与绝缘外壳3的顶部相接触，碟形弹簧5的另一端靠近触头，或者与触头相接触。触点4的固定杆的自由端伸出绝缘外壳3，并在该自由端上设置卡固件。这样，由于卡固件的限制作用，该自由端不能向靠近绝缘外壳3的方向移动，而只能向远离绝缘外壳3的方向移动。其中，该卡固件可以是卡环或螺母。当卡固件是卡环9时，在触点4的固定杆的自由端的适当位置设置有用于放置卡环9的凹槽，该凹槽应位于绝缘外壳3外；当卡固件是螺母时，在该自由端上设置螺纹，这样螺母可以通过该螺纹安装在该自由端上。

如图2所示，图2为本发明的电连接器的另一个触点和绝缘外壳的结构示意图。由图2可以看出，另一个触点8固定在另一个绝缘外壳3’内，绝缘外壳3’由外绝缘外壳6和内绝缘外壳7组成，外绝缘外壳6和内绝缘外壳7相互接触形成一个整体。例如，外绝缘外壳6具有一个凸部，内绝缘外壳7具有一个凹部，该凹部和凸部相互配合，即该凸部放置在该凹部中。外绝缘外壳6和内绝缘外壳7设置有穿孔，另一个触点8的固定杆穿过该穿孔，且另一个触点8的固定杆的自由端伸出内绝缘外壳7。由于另一个触点8的固定杆穿过外绝缘外壳6和内绝缘外壳7的穿孔，因此另一个触点8的触头与外绝缘外壳6相接触，从而使得另一个触点8的固定杆的自由端不能向远离外绝缘外壳6的方向移动。而另一个触点8的固定杆的自由端上设置有卡固件，由于卡固件的限制作用，该自由端不能向靠近外绝缘外壳6的方向移动。这样就使得另一个触点8不能沿轴向移动。其中，该卡固件可以是卡环或螺母。当卡固件是卡环9时，在另一个触点8的固定杆的自由端的适当位置设置有用于放置卡环9的凹槽，该凹槽应位于内绝缘外壳7外；当卡固件是螺母时，在该自由端上设置螺纹，这样螺母可以通过该螺纹安装在该自由端上。

在实际使用中，这两个绝缘外壳3、3’分别固定在相对固定物体和可移动的物体上。也就是说，安装有碟形弹簧5和触点4的绝缘外壳3可以固定在相对固定物体上，也可以固定在可移动的物体上，另一个绝缘外壳3’也是如此。但是，这两个绝缘外壳3、3’不能同时固定在相对固定物体或可移动的物体上。作为本发明的一种优选的实施方式，安装有碟形弹簧5和触点4的绝缘外壳3固定在相对固定物体(例如电动汽车)上，另一个绝缘外壳3’固定在可移动的物体(例如动力电池箱)上。在本发明中，术语“相对固定物体”是指在进行电连接时，其位置相对于可移动的物体是固定的物体。对于本发明的电连接器主要的应用对象电动汽车来说，在进行电连接时(即更换动力电池时)，电动汽车是固定不动的，因此属于相对固定物体，而动力电池箱则属于可移动的物体。

安装有碟形弹簧5和触点4的绝缘外壳3可以采用任意一种固定方法固定在相对固定物体上，例如可以通过各种焊接方法将绝缘外壳3焊接固定在相对固定物体上；也可以在绝缘外壳3和相对固定物体上设置穿孔，再通过螺栓将绝缘外壳3和相对固定物体固定在一起。为了使绝缘外壳3和相对固定物体固定地更加稳固，可以设置多个穿孔，并用多个螺栓加以固定。例如，如图3所示那样，每个90度设置一个穿孔，一共设置四个穿孔。其中，优选通过螺栓将绝缘外壳3固定在相对固定物体上。这种固定方式的好处是绝缘外壳3和相对固定物体即可以固定在一起，又可以通过拆卸相互分离。当绝缘外壳3损坏时，可以方便地对其进行更换。

对于只安装有另一个触点8的绝缘外壳3’来说，由于另一个触点8不能沿轴向移动，因此外绝缘外壳6和内绝缘外壳7均不能沿轴向移动。从而通过外绝缘外壳6、内绝缘外壳7、另一个触点8和卡固件之间的相互配合，使得外绝缘外壳6和内绝缘外壳7(绝缘外壳3’)固定在可移动的物体上。

如图3所示，图3为发明的电连接器的组合示意图。由图3可以看出，安装有碟形弹簧5和触点4的绝缘外壳3通过螺栓固定在固定壁1(即相对固定物体)上，绝缘外壳3’固定在活动壁2(即可移动的物体)上。在进行电连接时，固定壁1固定不动，活动壁2向着固定壁1移动，以使触点4的触头的接触面与触点8的触头的接触面相接触。由于本发明的电连接器是平面电连接器，其接触面积较大，因此该电连接器对定位精度要求低，将该电连接器应用在电动汽车上可以实现动力电池的自动更换。

随后进一步推动触点8，在触点8的作用力之下，触点4向远离绝缘外壳3的方向移动，在碟形弹簧5的两端分别与绝缘外壳3的顶部和触点4的触头相接触后，碟形弹簧5逐渐被压缩，从而产生反作用于触点4的触头的压力。由于触点8固定在绝缘外壳3’中不能沿轴向移动，因此碟形弹簧5施加的、反作用于触点4的触头的压力使得触点4的触头的接触面与触点8的触头的接触面贴合紧密，从而实现触头4和触头8的良好的结合。同时，由于碟形弹簧具有刚度大的特性，因此只需要使碟形弹簧5具有较小的轴线位移，便可以产生很大的压力，从而有效地缩短了电连接器的轴向尺寸。并且由于碟形弹簧5施加的压力大的缘故，还能破坏接触面上的氧化膜，从而增加接触面积，减小接触电阻。

为了使触点4的触头的接触面与触点8的触头的接触面相接触，一个绝缘外壳应当能容纳另一个绝缘外壳，也就是说，一个绝缘外壳的内径应大于另一个绝缘外壳的外径。在图3中，固定在活动壁2上的绝缘外壳3’的内径大于固定在固定壁1上的绝缘外壳3的外径。当然，也可以使绝缘外壳3的内径大于绝缘外壳3’的外径。或者绝缘外壳3和绝缘外壳3’的大小相同，而触点4和触点8的触头分别突出绝缘外壳3和绝缘外壳3’。

对于本发明的电连接器来说，可以只设置有一个碟形弹簧，但更多情况是设置有多个碟形弹簧。例如，如图1所示，在触点4的固定杆上套装了八个碟形弹簧。当设置有多个碟形弹簧时，这多个碟形弹簧可以以对合组合、叠合组合、或者复合组合的形式排列。其中，对合组合是指所有的碟形弹簧对向排列，叠合组合是指所有的碟形弹簧并向排列，复合组合是指对合组合和叠合组合的组合。最好以对合组合的形式排列。这是因为碟形弹簧的刚度太大，使碟形弹簧形成对合组合更适合于动力电池的电连接这一具体应用情况。

作为本发明的另一种优选的实施方式，触点4、8的触头的接触面上分别设置有一个或多个沟槽(如图3和图4所示)。通过设置沟槽，可以在触点4、8相互接触工作时保持空气流通，并且该沟槽能够容纳烧蚀物、氧化物等杂质，从而保证触点4的触头和触点8的触头始终良好地结合。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种电连接器，其特征在于，所述电连接器包括第一触点(4)和第二触点(8)、第一绝缘外壳(3)和第二绝缘外壳(3’)以及碟形弹簧(5)；

所述第一触点和第二触点(4，8)的纵截面均呈T形，且每个触点均由触头和固定杆构成，所述触头固定在所述固定杆的端部；

所述碟形弹簧(5)和所述第一触点(4)安装在第一绝缘外壳(3)内，且所述碟形弹簧(5)套装在所述第一触点(4)的固定杆上，所述第一触点(4)的固定杆的自由端伸出所述第一绝缘外壳(3)，所述自由端上设置有卡固件，以使所述自由端只向远离所述第一绝缘外壳(3)的方向移动；

所述第二触点(8)固定在第二绝缘外壳(3’)内，所述第二绝缘外壳(3’)由外绝缘外壳(6)和内绝缘外壳(7)组成，所述外绝缘外壳(6)和内绝缘外壳(7)设置有穿孔，所述第二触点(8)的固定杆穿过所述穿孔，且所述第二触点(8)的固定杆的自由端伸出所述内绝缘外壳(7)，所述第二触点(8)的固定杆的自由端上也设置有卡固件；

其中，所述第一和第二触点(4，8)的触头的接触面上分别设置有一个或多个沟槽；所述第一绝缘外壳(3)的内径大于所述第二绝缘外壳(3’)的外径，或者所述第二绝缘外壳(3’)的内径大于所述第一绝缘外壳(3)的外径。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述第一和第二触点(4、8)的触头为圆柱体状、长方体状、或圆台体状。

3.根据权利要求2所述的电连接器，其特征在于，所述第一和第二触点(4、8)的触头和固定杆均为圆柱体状，且所述第一触点的触头和固定杆共轴，所述第二触点的触头和固定杆共轴。

4.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述第一和第二触点(4，8)的触头的接触面均为圆形。

5.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述卡固件是卡环(9)，且所述第一和第二触点(4，8)的固定杆的自由端上均设置有用于放置所述卡环(9)的凹槽，所述凹槽分别位于所述第一绝缘外壳(3)和所述内绝缘外壳(7)外。

6.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述卡固件是螺母，且所述第一和第二触点(4，8)的固定杆的自由端上均设置有螺纹，所述螺母通过所述螺纹安装在所述自由端上。

7.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述外绝缘外壳(6)具有一个凸部，所述内绝缘外壳(7)具有一个凹部，所述凸部放置在所述凹部中。

8.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述碟形弹簧(5)以对合组合、叠合组合、或者复合组合的形式排列。

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