CN104241910B - 一种碳纤维电缆用接线端子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纤维电缆用接线端子(100)，其特征在于，其包括：接头(101)，插头(102)和呈空心圆柱状的金属插件(103)，其中，所述插头(102)套接在所述接头(101)的一侧，并且所述插头(102)以卡扣连接或形状配合方式与所述接头(101)连接固定，所述插头(102)设有与所述金属插件(103)对应匹配的插孔(201)，并且所述插孔(201)内设有与电源电线(104)导电连接的金属弹片(202)，在安装状态下，包裹在碳纤维电缆(105)表面的金属插件(103)以贯穿所述接头(101)的方式与所述金属弹片(202)紧密接触。本发明安装十分方便，并且可靠性高，安全性好。

Description

一种碳纤维电缆用接线端子

技术领域

本发明涉及碳纤维发热领域，尤其涉及一种碳纤维电缆用接线端子。

背景技术

碳纤维因其具有优良的热辐射性能成为新一代节能环保的电热材料，主要应用于家用取暖、工业烘烤设备及医用理疗设备等各种远红外辐射加热场合。

由于碳纤维电缆或碳纤维热轨能够获得大的发热面积并且受热均匀，因此受到广泛关注。如碳纤维地暖或碳纤维壁式取暖器或碳纤维立式取暖器等较为大型的取暖装置一般采用碳纤维电缆或由碳纤维制成的热轨作为发热源。众所周知，碳纤维作为发热体使用，需要与金属导线连接来接通电路。一般碳纤维与金属导线连接时，是在原金属接头处完成连接，但因碳纤维质地柔软纤细，采用缠绕连接，不能与金属导线融合的特点，碳纤维与金属导线很难全部对接，连接可靠性差，节点发热，温度过高，易发生烧蚀熔断，欠耐用，故障率高，存在一定隐患。还有一种常见的方式是碳纤维与金属导线通过焊接方式连接。焊接点与碳纤维接触部位容易产生应力集中，由于碳纤维速的抗剪断能力很差，使得碳纤维束在焊接部位容易断裂，导致电路故障，不能工作。

面对以上问题，中国专利CN 202496086U公开了一种碳纤维电缆用接头装置，包括碳纤维电缆，其特征在于：所述碳纤维电缆的断头处连接有紧压卡扣；所述紧压卡扣为对折的片状金属，加紧与碳纤维电缆的断头处；所述紧压卡扣外套装有锁紧扣，锁紧扣的一端为方形，一端为圆形，锁紧扣的方形端设置有一个方形开口，紧压卡扣穿过方形开口；所述锁紧扣的圆形端连接有连接卡套；所述连接卡套的一端连接锁紧扣，另一端连接金属电缆，连接卡套通过外力紧压与锁紧扣与金属电缆连接。该实用新型是通过中间过渡件(紧压卡扣、锁紧扣、连接卡套)来实现碳纤维与金属导线之间的连接，有效避免了因焊接而在碳纤维与金属导线的接触部位产生应力集中，在一定程度上提高了碳纤维束与金属导线之间的连接稳固性。但是，该实用新型的连接接口较多，接口数 量越多，并且每个构件都是首位相连的线性连接，随着时间的延长，构件之间容易产生脱节，容易形成断路。并且，该实用新型结构较为复杂，连接元件较多，不利于生产和快速安装。

发明内容

针对以上现有技术之不足，本发明要解决的问题是提供一种结构简单、安全性好、可靠性高并且能够快速安装的碳纤维电缆用接线端子。具体方案如下：

本发明的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述接线端子包括接头，插头和呈空心圆柱状的金属插件，在安装状态下，与碳纤维电缆导电连接的所述金属插件和与所述插头连接的电源电线在所述接头和所述插头形成的密闭绝缘腔内导电连接，进而所述碳纤维电缆与所述电源电线导电连接。

根据一个优选实施方式，所述插头套接在所述接头的一侧，并且所述插头以卡扣连接或形状配合方式与所述接头连接固定，所述插头设有与所述金属插件对应匹配的插孔，并且所述插孔内设有与电源电线导电连接的金属弹片，在安装状态下，包裹在碳纤维电缆表面的金属插件以贯穿所述接头的方式与所述金属弹片紧密接触。

根据一个优选实施方式，所述金属插件包括带U型缺口的碳纤维引入端和逐渐过渡成圆滑自由曲面的闭合插入端，其中，所述U型缺口的大小足以容纳碳纤维丝束，使得所述碳纤维丝束通过所述U型缺口保持在所述金属插件内，并且在所述U型缺口的边缘形成有可塑性变形的固定片，并且所述固定片以包裹方式将所述碳纤维丝束固定在所述金属插件内。

根据一个优选实施方式，所述固定片的厚度与所述金属插件的壁厚保持一致，所述固定片的长度足以将所述碳纤维丝束包裹固定，并且沿所述金属插件的轴线方向，所述固定片的尺寸小于所述U缺口的尺寸。

根据一个优选实施方式，所述闭合插入端的尺寸小于所述碳纤维引入端的尺寸，并且所述金属插件的最大外径与所述插孔的内径保持匹配。

根据一个优选实施方式，所述接头包括与所述金属插件相匹配的通孔和足以容纳所述插头的空腔，所述通孔和所述空腔彼此相互连通，从而在安装状态下，所述金属插件的闭合插入端能够保持在所述空腔内，使得所述闭合插入端与所述插头内的金属弹片导电接触。

根据一个优选实施方式，所述插头包括插入部和止挡部，并且在安装状态下，所述插入部保持在所述空腔内，所述插入部的外部轮廓曲线与所述空腔内壁的轮廓曲线相互匹配，所述止挡部以形状配合方式紧密贴合在所述接头的外侧。

根据一个优选实施方式，所述插入部内部形成有所述插孔，所述金属弹片沿所述插孔内壁设置，所述止档部设有用于所述电源电线穿过的过孔，并且所述过孔与所述插孔对应设置。

根据一个优选实施方式，所述接头呈矩形、圆形或椭圆形结构。

根据一个优选实施方式，所述插头的外侧分布有凸缘，所述接头内设有与所述凸缘相匹配的凹槽，从而所述插头与所述接头卡扣连接。

根据一个优选实施方式，所述金属弹片与所述插孔保护相互匹配的形状。

本发明通过金属插件和金属弹片实现碳纤维电缆与电源电线之间的导电连接，再通过接头和插头以卡扣连接或形状配合方式实现接线端子的快速安装。碳纤维电缆去掉绝缘外皮以后，其暴露出来的碳纤维丝束随金属插件穿过接头插入到插头的插孔内，并与插孔内连接有电源电线的金属弹片导电连接。本发明结构简单，构件之间配合紧密，结构小巧，安装十分方便，并且可靠性高，安全性好。本发明的接线端子属于可插拔式连接，便于器件的维修和更换，并且本发明在插拔过程中不会产生电火花，可以在防爆环境下使用。

附图说明

图1是本发明的碳纤维电缆用接线端子的剖视图；

图2是本发明的碳纤维电缆用接线端子的金属插件的结构示意图；

图3是本发明的碳纤维电缆用接线端子的接头的结构示意图；

图4是本发明的碳纤维电缆用接线端子的插头的结构示意图；和

图5是本发明的碳纤维电缆用接线端子的安装示意图。

附图标记列表

100：碳纤维电缆用接线端子 101：接头 102：插头

103：金属插件 104：电源电线 105：碳纤维电缆

106：碳纤维引入端 107：闭合插入端 201：插孔

202：金属弹片 203：U型缺口 204：固定片

205：通孔 206：空腔 207：插入部

208：止挡部 209：过孔 210：碳纤维丝束

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明。

图1示出了本发明的碳纤维电缆用接线端子100。接线端子100包括接头101，插头102和呈空心圆柱状的金属插件103。在安装状态下，与碳纤维电缆105导电连接的金属插件103和与插头102连接的电源电线104在接头101和插头102形成的密闭绝缘腔内导电连接，进而碳纤维电缆105与电源电线104导电连接。

继续参见图1，插头102插接在接头101的一侧。插头102以卡扣连接或形状配合方式与接头101连接固定。插头102设有与金属插件103对应匹配的插孔201。插孔201内设有与电源电线104导电连接的金属弹片202。在安装状态下，包裹在碳纤维电缆105表面的金属插件103以贯穿接头101的方式与金属弹片202紧密接触。

参见图2，金属插件103包括碳纤维引入端106和闭合插入端107。碳纤维引入端106开设有U型缺口203，用以将碳纤维丝束210插入到金属插件103内部。闭合插入端107是从碳纤维引入端106开始逐渐过渡形成的圆滑自由曲面。并且，闭合插入端107的尺寸小于碳纤维引入端106的尺寸，这有利于金属插件103顺利插入到插孔201内。为了使金属插针103与金属弹片202能够紧密接触，金属插件103的最大外径与插孔201的内径保持匹配。金属插件103的最大外径不宜过大也不易过小。过大，导致连接不牢固；过小，导致无法将金属插件103插入到插孔内部。金属插件103的最大外径应当略微大于插孔的内径。换言之，金属插件103是通过挤压金属弹片202，以过盈配合的方式保持在插孔201内。金属弹片202与插孔201保护相互匹配的形状。并且，金属弹片202的一端和电源电线104的金属导线通过螺丝一并固定在插孔201的底部，使得金属弹片202和电源电线104导电连接。

U型缺口203的大小足以容纳碳纤维丝束210，使得碳纤维丝束210通过U型缺口203保持在金属插件103内。在U型缺口203的边缘形成有可塑性 变形的固定片204。固定片204能够在外力作用下发生塑性变形。固定片204以包裹方式将碳纤维丝束210固定在金属插件103内，从而防止碳纤维丝束脱落。固定片204的厚度与金属插件103的壁厚保持一致，既保证固定片204具有一定的柔韧性，不会因为太薄而易折断，同时又为碳纤维丝束提供充裕的空间。固定片204的长度足以将碳纤维丝束210包裹固定。并且，沿金属插件103的轴线方向，固定片204的尺寸小于U缺口203的尺寸，为了碳纤维丝束提供更大的安装空间。固定片204可以是如图2中所示沿金属插件管壁一边延伸的片状结构，也可以是对称分布在缺口两侧、沿管壁延伸的片状结构。对称分布的固定片在安装时需将其向内对折，从而包裹碳纤维丝束并将其固定。

在安装状态下，闭合插入端107内可以填充导电硅胶，从而将碳纤维丝束与闭合插入端107内壁紧密连接，进而增大碳纤维丝束与金属插件103的连接稳固性。

参见纯粹示意性图3，接头101包括与金属插件103相匹配的通孔205和足以容纳插头102的空腔206。通孔205和空腔206彼此相互连通，从而在安装状态下，金属插件103的闭合插入端107能够保持在空腔206内，使得闭合插入端107与插头102内的金属弹片202导电接触。接头101呈矩形、圆形或椭圆形结构。

参见纯粹示意性图4，插头102包括插入部207和止挡部208。在安装状态下，插入部207保持在空腔206内。插入部207的外部轮廓曲线与空腔206内壁的轮廓曲线相互匹配。止挡部208以形状配合方式紧密贴合在接头101的外侧。插入部207内部形成有插孔201。金属弹片202沿插孔201内壁设置。止档部208设有用于电源电线104穿过的过孔209，并且过孔209与插孔201对应设置。

根据一个图中未出示的优选实施方案，插头102的外侧分布有凸缘。接头101内设有与凸缘相匹配的凹槽，从而插头102与接头101卡扣连接。

根据另一个图中未出示的优选实施方案，插头102的插入部207在侧视图中呈矩形状、方形状、圆形状或8字形状。

为了便于本领域技术人员能够更充分地了解本发明，现将本发明的安装步骤进行如下说明：

步骤1：将去掉绝缘外皮的碳纤维电缆的碳纤维丝束210沿U型缺口203 插入到金属插件103内，并且将碳纤维丝束210沿金属插件103的轴向推移，使其尽可能多的保持在金属插件103内；

步骤2：将固定片204沿周向弯曲，紧紧地包裹在碳纤维丝束210表面并将其固定；

步骤3：将电源电线104剥皮抽芯，露出导电金属丝，将导电金属丝和金属弹片202用螺丝固定在插孔201的底部，实现金属弹片202与电源电线之间的导电连接；

步骤4：将连接有电源电线104的插头102插入到接头101中；

步骤5：将连接有碳纤维电缆105的金属插件103沿接头101的通孔205插入，直至金属插件103与插孔201内的金属弹片完全接触。

经过以上步骤便完成了碳纤维电缆与电源电线之间的导电连接。

需要说明的是，本发明的接头101和插头102是通过注塑成型的，其材料采用的是具有高导热效率的绝缘材料，既利于散热，避免接口温度过高，又避免接口导电，存在安全隐患。碳纤维丝束210的裸露长度与金属插件103的长度保持一致。

为了进一步保证产品的密封绝缘性，可以在本发明接线端子与碳纤维电缆和电源电线的接口处设置密封圈，该密封圈是由绝缘的高分子材料制成的，既不会影响接线端子100的拆卸和安装同时又起到绝缘密封的作用，能够防止外界环境中的水分和灰尘进入到接线端子100内部，而且该能够避免碳纤维电缆在插拔的过程中产生电火花。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述接线端子(100)包括接头(101)，插头(102)和呈空心圆柱状的金属插件(103)，

在安装状态下，与碳纤维电缆(105)导电连接的所述金属插件(103)和与所述插头(102)连接的电源电线(104)在所述接头(101)和所述插头(102)形成的密闭绝缘腔内导电连接，进而所述碳纤维电缆(105)与所述电源电线(104)导电连接；

其中，所述插头(102)插接在所述接头(101)的一侧，并且所述插头(102)以卡扣连接或形状配合方式与所述接头(101)连接固定，所述插头(102)设有与所述金属插件(103)对应匹配的插孔(201)，并且所述插孔(201)内设有与电源电线(104)导电连接的金属弹片(202)，在安装状态下，包裹在碳纤维电缆(105)表面的金属插件(103)以贯穿所述接头(101)的方式与所述金属弹片(202)紧密接触；

其中，所述金属插件(103)包括带U型缺口(203)的碳纤维引入端(106)和逐渐过渡成圆滑自由曲面的闭合插入端(107)，所述U型缺口(203)的大小足以容纳碳纤维丝束(210)，使得所述碳纤维丝束(210)通过所述U型缺口(203)保持在所述金属插件(103)内，并且在所述U型缺口(203)的边缘形成有可塑性变形的固定片(204)，并且所述固定片(204)以包裹方式将所述碳纤维丝束(301)固定在所述金属插件(103)内。

2.如权利要求1所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述固定片(204)的厚度与所述金属插件(103)的壁厚保持一致，

所述固定片(204)的长度足以将所述碳纤维丝束(210)包裹固定，并且沿所述金属插件(103)的轴线方向，所述固定片(204)的尺寸小于所述U型缺口(203)的尺寸。

3.如权利要求2所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述闭合插入端(107)的尺寸小于所述碳纤维引入端(106)的尺寸，并且所述金属插件(103)的最大外径与所述插孔(201)的内径保持匹配。

4.如权利要求1所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述接头(101)包括与所述金属插件(103)相匹配的通孔(205)和足以容纳所述插头(102)的空腔(206)，所述通孔(205)和所述空腔(206)彼此相互连通，从而在安装状态下，所述金属插件(103)的闭合插入端(107)能够保持在所述空腔(206)内，使得所述闭合插入端(107)与所述插头(102)内的金属弹片(202)导电接触。

5.如权利要求4所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述插头(102)包括插入部(207)和止挡部(208)，并且在安装状态下，

所述插入部(207)保持在所述空腔(206)内，所述插入部(207)的外部轮廓曲线与所述空腔(206)内壁的轮廓曲线相互匹配，

所述止挡部(208)以形状配合方式紧密贴合在所述接头(101)的外侧。

6.如权利要求5所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述插入部(207)内部形成有所述插孔(201)，所述金属弹片(202)沿所述插孔(201)内壁设置，

所述止挡部(208)设有用于所述电源电线(104)穿过的过孔(209)，并且所述过孔(209)与所述插孔(201)对应设置。

7.如权利要求1至6之一所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述接头(101)呈矩形、圆形或椭圆形结构。

8.如权利要求1至6之一所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述插头(102)的外侧分布有凸缘，所述接头(101)内设有与所述凸缘相匹配的凹槽，从而所述插头(102)与所述接头(101)卡扣连接。

9.如权利要求1至6之一所述的碳纤维电缆用接线端子，其特征在于，所述金属弹片(202)与所述插孔(201)具有相互匹配的形状。