CN104183941A - 一种微矩形冲击式电连接器 - Google Patents
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Abstract
一种微矩形冲击式电连接器，包括插座和插头。插座包括插座绝缘体和插孔组件，插头包括壳体、插针和插头绝缘体，插针为U型，壳体外表面两侧还设有两个耳，耳的尺寸为厚0.3mm~1mm、宽0.5mm~1.6mm，材料优选为1Gr18Ni9Ti不锈钢，表面钝化处理。插孔组件和插座绝缘体注塑成嵌件，插座绝缘体(12)的剖面为矩形。壳体、插针和插头绝缘体一起注塑成嵌件。壳体表面镀有镍层。插针、插孔组件，表面镀有金层。在1000g小冲击加速下不闭合，在大冲击推动下（8.8级的M16普通螺栓断裂），插头插入插座，达到线路闭合要求。本产品装配方便，易于实施，效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及电连接器技术，尤其与一种微矩形冲击式电连接器的结构有关。
背景技术
电连接器在器件与器件、组件与组件、系统与系统之间进行电气连接和信号传递 ，是构成一个完整系统所必须的基础元件。在各种军机和武器装备中，电连接器的用量较大，特别是飞机上使用电连接器的用量特大。一般来讲一架飞机电连接器的使用量可达数百件至几千件，牵扯到好几万个线路。随着航空、航天、国防等军用系统的不断升级、更新，就对电连接器的外形尺寸、抗冲击和特殊情况下的闭合提出了更高要求。
现有的矩形电连接器，不能同时既满足在小于1000g冲击加速下插头不闭合，又能在特定大冲击推动下插头和插座插合的要求，从而不能满足高速发展的军用系统应用要求。在这一方面，现有的矩形电连接器均无法达到该使用要求。
发明内容
本发明提供一种微矩形冲击式电连接器，以解决上述现有技术的不足，在1000g以下冲击加速下插头双耳不变形、断裂，插头和插座不闭合，在特定大冲击推动下（8.8级的M16普通螺栓断裂），双耳断裂，插头插入插座，达到线路闭合要求。
为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：
一种微矩形冲击式电连接器，包括插座(1)和插头(2)，其特征在于，所述插座(1)包括插座绝缘体(12)和插孔组件(11)，所述插头(2)包括壳体(21)、插针(22)和插头绝缘体(23)，所述插针(22)为U型，所述壳体(21)外表面两侧还设有两个耳(211)，所述耳(211)的尺寸为厚0.3mm~1mm、宽0.5mm~1.6mm，所述壳体(21)和耳(211)为抗拉强度为400~600MPa、屈服强度为185MPa~250MPa的金属材料，并加工为一体。
所述插孔组件(11)和插座绝缘体(12)注塑成嵌件，插座绝缘体(12)的剖面为矩形。
所述壳体(21)设有腔室，所述插针(22)的U型端安装在腔室内，插针(22)针头呈现在壳体(21)外，所述插针(22)与插孔组件(11)匹配，所述腔室的其余部分填充为插头绝缘体(23)，所述壳体(21)、插针(22)和插头绝缘体(23)一起注塑成嵌件，所述壳体(21)剖面为矩形。
进一步，所述壳体(21)和耳(211)为抗拉强度为400~600MPa、屈服强度为185MPa~250MPa的不锈钢材料，优选为1Gr18Ni9Ti。
进一步，所述耳(211)的尺寸为厚0.4mm~0.8mm、宽0.6mm~1.4mm。
进一步，所述壳体(21)表面镀有镍层，耳(211)表面钝化处理。
进一步，所述插座绝缘体(12)和插头绝缘体(23)采用PA-1010尼龙。
进一步，所述插针(22)和插孔组件(11)采用铜合金，铜合金优选为QSn4-3。
进一步，所述插针(22)表面镀有金层；所述插孔组件(11)内部，与插针(22)配合接触的内表面，镀有金层。
本发明的有益效果在于：
1、独特的装配设计及结构设计，保证了矩形电连接器的稳定性，尤其是在工作状态时的配合度大大提高；
2、通过注塑成嵌件的方式，提高插座和插头自身的可靠性，且绝缘体材料的选择，使绝缘电阻≥6000MΩ，有利于提高绝缘性能，进一步提高了插座和插头的可靠性；
3、插针设计为U型，便于插头插入插座后，与插孔组件配合，形成闭合线路；U型插针，使得闭合线路稳定性提高；
4、壳体上设计有耳，双耳的尺寸限定和材料优选，使得小冲击加速下双耳不变形和断裂，从而插头和插座不会闭合，从而使得产品在军用系统使用时不会因为插头受到一定程度的小冲击加速就闭合，避免了小冲击的影响；同时，当遇到大冲击推动时，即出现警示等危险信号时，双耳不能承受大冲击加速，出现断裂，从而插头插入插座，达到线路闭合的要求。进一步，将耳的尺寸为限定为厚0.4mm~0.8mm、宽0.6mm~1.4mm，材料优选为1Gr18Ni9Ti不锈钢，表面钝化处理，只有在受力约为100N的情况下，才会屈服变形，只有在受力约为280N的情况下，才会断裂，在1000g冲击加速下，受力为约10N，远小于100N 和280N，双耳既不会屈服变形，也不会断裂，从而不闭合的使用需求；同时满足在遇到大冲击推动（8.8级的M16普通螺栓断裂），冲击力最小为91000N，远大于280N，双耳易断裂，从而插头插入插座，达到线路闭合的要求；
5、壳体镀有镍层，具有抗腐蚀、耐高温及耐磨特性，提高了产品工作温度范围广（-65℃～+175℃）；
6、插针和插孔组件表面镀金层，具有很高的化学稳定性，同时导电性能良好；
7、本产品装配方便，易于实施，效果明显。
附图说明
图1 本发明的结构示意图。
图2 本发明的工作状态图。
具体实施方式
如图1~图2所示，一种微矩形冲击式电连接器，包括插座(1)和插头(2)，其特征在于，所述插座(1)包括插座绝缘体(12)和插孔组件(11)，所述插头(2)包括壳体(21)、插针(22)和插头绝缘体(23)，所述插针(22)为U型，所述壳体(21)外表面两侧还设有两个耳(211)，所述耳(211)的尺寸为厚0.3mm~1mm、宽0.5mm~1.6mm，所述壳体(21)和耳(211)为抗拉强度为400~600MPa、屈服强度为185MPa~250MPa的金属材料，并加工为一体。
所述插孔组件(11)和插座绝缘体(12)注塑成嵌件，插座绝缘体(12)的剖面为矩形。
所述壳体(21)设有腔室，所述插针(22)的U型端安装在腔室内，插针(22)针头呈现在壳体(21)外，所述插针(22)与插孔组件(11)匹配，所述腔室的其余部分填充为插头绝缘体(23)，所述壳体(21)、插针(22)和插头绝缘体(23)一起注塑成嵌件，所述壳体(21)剖面为矩形。
所述壳体(21)表面镀有镍层，耳(211)表面钝化处理。所述插针(22)和插孔组件(11)采用铜合金。所述插针(22)表面镀有金层；所述插孔组件(11)内部，与插针(22)配合接触的内表面，镀有金层。
作为优选的实施例，所述插座绝缘体(12)和插头绝缘体(23)采用PA-1010尼龙，使得产品整体的绝缘电阻≥6000MΩ，具有良好的绝缘性能。
作为优选的实施例，所述插针(22)和插孔组件(11)采用铜合金QSn4-3，耐磨性和弹性高，抗磁性良好。
作为优选的实施例，所述壳体(21)和耳(211)为抗拉强度为400~600MPa、屈服强度为185MPa~250MPa的不锈钢材料。所述耳(211)的尺寸为厚0.4mm~0.8mm、宽0.6mm~1.4mm。
此时，根据屈服力计算公式，单耳屈服力P屈服力=K×L×t×τ，，其中，K为安全系数，取1.3；L为冲裁周长（mm），与耳的宽度有关，取0.6mm~1.4mm；t为材料厚度（mm），即耳的厚度，取0.4mm~0.8mm；τ为材料抗剪强度（MPa），取0.6δb，δb为屈服强度，取185MPa~250MPa。计算可得，单耳屈服力为34.6N~218.4N，双耳的屈服力为P双耳屈服力=P屈服力×2，为69.3N~436.8N。实际双耳(211)能够承受的屈服力为69.3N~436.8N。插头在1000g冲击加速度下受力F＝ma，插头的实际重量小于1g，安全起见按1 g算，F＝0.001×1000×10＝10（N）。实际双耳能够承受的冲裁力为69.3N~436.8N，大于要求的10N冲击力，故1000g冲击加速度下插头双耳不会屈服变形。
根据冲裁力计算公式，单耳冲裁力P单耳=K×L×t×τ，其中，K为安全系数，取1.3；L为冲裁周长（mm），与耳的宽度有关，取0.6mm~1.4mm；t为材料厚度（mm），即耳的厚度，取0.4mm~0.8mm；τ为材料抗剪强度（MPa），取0.6δb，δb为抗拉强度，取400~600MPa。计算可得，P单耳为74.88N~524.16N，双耳的冲裁力P双耳=P单耳×2，为149.76N~1048.32N。实际双耳(211)能够承受的冲裁力为149.76N~1048.32N。
插头在1000g冲击加速度下受力F＝ma，插头的实际重量小于1g，安全起见按1 g算，F＝0.001×1000×10＝10（N）。实际双耳能够承受的冲裁力为149.76N~1048.32N，远大于要求的10N冲击力，故1000g冲击加速度下插头双耳不会断裂，从而插头不会插入插座内。
而大冲击零件的推动力能够轻松使8.8级的M16普通螺栓断裂，冲击力最小为91000N，远大于实际双耳能够承受的冲裁力为149.76N~1048.32N，故插头双耳在大冲击零件推动下，双耳易断裂。双耳断裂后，插头下移，插针插入插座的插孔内，达到线路闭合的要求。
作为进一步优选的实施例，所述壳体(21)和耳(211)为优选为1Gr18Ni9Ti。1Gr18Ni9Ti的抗拉强度为520MPa，1Gr18Ni9Ti的屈服强度为205MPa。所述耳(211)的尺寸为厚0.5mm、宽0.7mm。根据屈服力计算公式，单耳屈服力P屈服力=K×L×t×τ，，此时L取0.7mm；t取0.5mm；τ为材料抗剪强度（MPa），取0.6δb，δb取屈服强度205MPa。计算可得，单耳屈服力为55.96N，双耳的屈服力为P双耳屈服力=P屈服力×2=111.92N。实际双耳(211)能够承受的屈服力为111.92N。插头在1000g冲击加速度下受力F＝ma，插头的实际重量小于1g，安全起见按1 g算，F＝0.001×1000×10＝10（N）。实际双耳能够承受的冲裁力为111.92N，大于要求的10N冲击力，故1000g冲击加速度下插头双耳不会屈服变形。
根据冲裁力计算公式，单耳冲裁力P单耳=K×L×t×τ，，此时L取0.7mm；t取0.5mm；τ为材料抗剪强度（MPa），取0.6δb，δb取抗拉强度520MPa。计算可得，P单耳为141.96N，双耳的冲裁力P双耳=P单耳×2=283.92N。实际双耳(211)能够承受的冲裁力为283.92N。插头在1000g冲击加速度下受力F＝ma，插头的实际重量小于1g，安全起见按1 g算，F＝0.001×1000×10＝10（N）。实际双耳能够承受的冲裁力为283.92N，远大于要求的10N冲击力，故1000g冲击加速度下插头双耳不会断裂，从而插头不会插入插座内。而大冲击零件的推动力能够轻松使8.8级的M16普通螺栓断裂，冲击力最小为91000N，远大于实际双耳能够承受的冲裁力为283.92N，故插头双耳在大冲击零件推动下，双耳易断裂。双耳断裂后，插头下移，插针插入插座的插孔内，达到线路闭合的要求。
Claims (10)
1. 一种微矩形冲击式电连接器，包括插座(1)和插头(2)，其特征在于，所述插座(1)包括插座绝缘体(12)和插孔组件(11)，所述插头(2)包括壳体(21)、插针(22)和插头绝缘体(23)，所述插针(22)为U型，所述壳体(21)外表面两侧还设有两个耳(211)，所述耳(211)的尺寸为厚0.3mm~1mm、宽0.5mm~1.6mm，所述壳体(21)和耳(211)为抗拉强度为400~600MPa、屈服强度为185MPa~250MPa的金属材料，并加工为一体。
2.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述插孔组件(11)和插座绝缘体(12)注塑成嵌件，插座绝缘体(12)的剖面为矩形。
3.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述壳体(21)设有腔室，所述插针(22)的U型端安装在腔室内，插针(22)针头呈现在壳体(21)外，所述插针(22)与插孔组件(11)匹配，所述腔室的其余部分填充为插头绝缘体(23)，所述壳体(21)、插针(22)和插头绝缘体(23)一起注塑成嵌件，所述壳体(21)剖面为矩形。
4.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述壳体(21)和耳(211)为抗拉强度为400~600MPa、屈服强度为185MPa~250MPa的不锈钢材料。
5.根据权利要求4所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述壳体(21)和耳(211)为1Gr18Ni9Ti。
6.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述耳(211)的尺寸为厚0.4mm~0.8mm、宽0.6mm~1.4mm。
7.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述壳体(21) 表面镀有镍层，耳(211)表面钝化处理。
8.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述插座绝缘体(12)和插头绝缘体(23)采用PA-1010尼龙。
9.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述插针(22)和插孔组件(11)采用铜合金。
10.根据权利要求1所述的微矩形冲击式电连接器，其特征在于，所述插针(22)表面镀有金层；所述插孔组件(11)内部，与插针(22)配合接触的内表面，镀有金层。
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