CN107196095A - 一种片簧插孔接触件及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种片簧插孔接触件，包括固合接触部、可分合接触部以及连接该固合接触部和可分合接触部的过渡部，该固合接触部为圆环形，置于接触件的两端并与插孔内壁通过固定安装进行永久接触，可分合接触部置于接触件的中段并可与插针接触和分离，上述可分合接触部在圆周轨迹上分布形成圆笼式栅条状，具有与插针外径相等的内径。本申请还公开了该片簧插孔接触件的加工方法。本申请的可分合接触部的内径与插针外径设置相等，使得插针插入后能与该接触部形成面接触，从而增加了接触面积，减少了接触电阻，可减少热量产生并改善温升；在插拔过程中和插合状态时，分散了接触应力，降低了接触部位的磨损，提高使用的持久性。
Description
技术领域
本申请涉及电连接件，尤其涉及一种片簧插孔接触件及加工方法。
背景技术
在电连接领域中，有一类型为圆形的插针插孔接插件，插针常常不直接与插孔的内孔进行硬接触，而是在插孔的内孔中安装有接触件。接触件是一种弹性结构体，插合时插针压迫接触件，以便在插针与插孔内孔壁之间产生长久的接触力，从而保证插针与插孔之间电连接的持久性和可靠性。
接触件中，有一类型为片簧，因其低电阻、高可靠、低成本的特点，在插孔接触件中大量使用。使用片簧作接触件的插孔称之为片簧插孔。片簧由金属平板一体成型而成，外形呈圆笼式筒状体，包含有两端圆形接触环和连接两端的栅条。安装于圆形插孔内孔中，圆形接触环与插孔的内孔壁进行固定接触，栅条在插合时与插针接触。片簧的制作工艺通常为：(1)金属平板，通过去除材料分割成栅栏状，栅栏两端之间通过若干片栅条连接；(2)如有需要，可对栅栏两端或栅条继续整形；(3)卷圆成圆笼式筒状体；(4)还可依产品要求进一步增强其弹性效果，如在栅条中部弯曲缩腰(例如“冠簧”)或者通过对一端圆环，绕中心轴线相对另一端扭转成曲线状(例如“扭簧”)，使每一片栅条在中部向轴心收缩，形成两头大中间小的结构。
目前使用中的笼式片簧，其栅条的弧面直径比插针直径大，两种不同直径的弧面接触只能在相切点处实现线接触,导致接触面积相对较小。这种接触带来的问题是在相同的插拔力条件下，由于接触应力过于集中，造成接触部位容易磨损；接触电阻大，易产生温升，严重时可导致连接器绝缘体熔化失效，造成安全事故。
有鉴于此，现有技术亟待改进和提高。
发明内容
本申请提供一种能减少接触电阻并减少接触磨损的面接触片簧插孔接触件及该接触件的加工方法。
根据本申请的第一方面，其通过以下技术方案实现：
一种片簧插孔接触件，包括固合接触部、可分合接触部以及连接该固合接触部和可分合接触部的过渡部，该固合接触部为圆环形，置于上述接触件的两端并与插孔内壁通过固定安装进行永久接触，上述可分合接触部置于所述接触件的中段并可与插针接触和分离，上述可分合接触部在圆周轨迹上分布形成圆笼式栅条状，具有与插针外径相等的内径。
优选地，上述过渡部包括在轴向剖面上的斜坡，上述斜坡为直线和/或弧线。
优选地，上述可分合接触部包括在轴向截面上的投影与上述接触件中心轴线平行或倾斜并均匀分布的栅条。
优选地，上述可分合接触部包括初始在轴向截面上的投影与上述接触件中心轴线平行或倾斜并均匀分布、经一端固合接触部绕上述接触件中心轴线相对另一端固合接触部按顺时针或逆时针方向扭转成曲线排列的栅条。
优选地，上述可分合接触部包括初始在轴向截面上与上述接触件中心轴线平行或倾斜并均匀分布、经中段向上述接触件中心轴线方向弯曲收缩成内凹形排列的栅条。
根据本申请的第二方面，其通过以下技术方案实现：
一种片簧插孔接触件的加工方法，包括：
S1：对材料进行分割切除成栅栏平板状，上述栅栏平板为直边栅条平板或斜边栅条平板；
S2：成型与插孔内壁通过固定安装进行永久接触的固合接触部、可与插针接触和分离的可分合接触部以及连接上述固合接触部和可分合接触部的过渡部；
S3：圈圆成圆笼式筒状体，上述可分合接触部具有与插针外径相等的内径。
优选地，上述S2包括：采用冲压工艺，利用上下模的凹凸冲压，形成相互平行错开的上述固合接触部和上述可分合接触部，以及具有坡度的过渡部，上述坡度为直线和/或弧线。
优选地，在上述S3之后还包括：经一端固合接触部绕所述筒状体中心轴线相对另一端固合接触部按顺时针或逆时针方向扭转成曲线状。
优选地，在上述S3之后还包括：在中段将上述栅条向所述筒状体中心轴线方向弯曲收缩成内凹形。
本申请的有益效果：
1、可分合接触部的直径与插针直径设置相等，使得插针插入后能与该接触部形成面接触，从而增加了接触面积，减少了接触电阻，可减少热量产生并改善温升；在插拔过程中和插合状态时，分散了接触应力，降低了接触部位的磨损，提高使用的持久性；过渡部客观上增大了片簧外径尺寸，扩大了栅条在径向方向可形变的空间，使插拔力变得较为顺畅柔和、更小；过渡部有效地分离了固合接触部和可分合接触部，使得固合接触部外径与插孔内孔直径匹配，而可分合接触部与插针直径匹配。
2、过渡部采用斜坡，可对插针插入起导向作用，易于插针插入，并进一步降低了对接触件的磨损。
3、过渡部的斜坡采用直线、弧线或者二者的结合可进一步增强导向作用。
4、对接触件进行两端扭转或中段弯曲“缩腰”，在不改变可分合接触部与插针直径相等的基础上可进一步增加接触件的弹性，使得接触更加稳定、可靠。
附图说明
图1为现有技术片簧结构沿轴线的剖视图；
图2为现有技术片簧结构的径向截面剖视图；
图3为图2在203处的放大图；
图4为根据本申请接触件一个实施例的沿轴线的剖视图；
图5为根据本申请接触件另一个实施例的沿轴线的剖视图；
图6为根据本申请接触件又一个实施例的沿轴线的剖视图；
图7为根据本申请接触件再一个实施例的沿轴线的剖视图；
图8为根据本申请方法一个实施例的流程图；
图9为图8实施例步骤802形成的栅栏平板；
图10为图8实施例步骤804形成的结构示意图；
图11为图8实施例步骤806形成的结构示意图；
图12为根据本申请方法另一个实施例的流程图；
图13为图12实施例步骤1202形成的栅栏平板；
图14为根据本申请方法又一个实施例的流程图；
图15为图14实施例步骤1408形成的结构示意图；
图16为根据本申请方法再一个实施例的流程图；
图17为图16实施例步骤1608形成的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的技术方案进行详细说明，本申请的保护范围不受以下实施例的限制。
图1示出了现有技术片簧沿轴线的剖视图，其为插针插入插孔之前的状态。插针101具有外径ΦA，笼式片簧102具有内径ΦB。插针101要插入插孔，则B必须大于A尺寸。而栅条103弧度直径尺寸与片簧口部直径尺寸一致，也是ΦB。在其他参数不变的情况，B尺寸越接近插针A尺寸,则会导致插拔力越大，插针越容易磨损，插拔寿命严重下降。
所以当插针与栅条进行电接触时，是两个不同直径的弧面接触，如图2所示，在垂直轴线的径向截面上，插针201与笼式片簧202的电接触点是弧线和弧线的相切点，如图中203所示，203的细节如图3所示，图中可以看出插针301径向弧线与笼式片簧302径向弧线是两个不同直径的弧线相切，电接触点为其两者弧线的相切点303；在整个轴向接触弧面上，由众多的相切点组成相切线，形成线接触。
图4示出了根据本申请接触件一个实施例的沿轴线的剖视图，包括固合接触部401、可分合接触部403以及连接该固合接触部和可分合接触部的过渡部402，固合接触部401为圆环形，其内径为ΦB，与插孔内壁固定安装并进行永久接触，置于接触件400的两端。可分合接触部403置于接触件400的中段并可与插针(图中未标示)接触和分离。可分合接触部403在圆周轨迹上分布形成圆笼式栅条状，内径为ΦC，与插针的外径相等。其中，ΦB>ΦC。
一种实施方式，过渡部402在轴向剖面上为斜坡，这样利于插针经固合接触部401顺利插入可分合接触部403。插针插入可分合接触部403后，因为前者的外径与后者的内径相等，因而可实现插针弧面与可分合接触部403弧面的面接触，相比现有技术的线接触增大了接触面积，减小了接触电阻。同时因为接触面积的增加，插拔时不会出现线接触时的局部磨损，从而延长了寿命。
一种实施方式，可分合接触部403包括与轴线405平行并均匀分布的栅条404，栅条404在卷圆后能形成一定的弹性，从而增加与插针接触的稳定性。
图5示出了根据本申请接触件另一个实施例的沿轴线的剖视图，包括固合接触部501、可分合接触部503以及连接该固合接触部和可分合接触部的过渡部502，固合接触部501为环形，其内径为ΦB，与插孔内壁固定安装并进行永久接触，置于接触件500的两端。可分合接触部503置于接触件500的中段并可与插针(图中未标示)接触和分离。可分合接触部503在圆周轨迹上分布形成圆笼式栅条状，内径为ΦC，与插针的外径相等。其中，ΦB>ΦC。
一种实施方式，过渡部502在轴向剖面上为弧线斜坡，这样更加利于插针经固合接触部501顺利插入可分合接触部503。插针插入可分合接触部503后，因为前者的外径与后者的内径相等，因而可实现插针弧面与可分合接触部503弧面的面接触，相比现有技术的线接触增大了接触面积，减小了接触电阻。同时因为接触面积的增加，插拔时不会出现线接触时的局部磨损，从而延长了寿命。过渡部502客观上增大了片簧外径尺寸，扩大了栅条504在径向方向可形变的空间，使插拔力变得较为顺畅柔和、更小。
一种实施方式，可分合接触部503包括在轴向截面上的投影与轴线505朝右倾斜并均匀分布的栅条504，栅条504在轴向截面上的投影与轴线的倾斜能在卷圆后形成一定的弹性，从而进一步增加与插针接触的稳定性。
图6示出了根据本申请接触件又一个实施例的沿轴线的剖视图，其在图4所示实施例基础上，对可分合接触部603进一步做了改进，其栅条604初始与轴线605平行并均匀分布，通过对一端固合接触部601绕轴线605相对另一端固合接触部611按逆时针方向扭转成曲线状，使每一片栅条604在中部向轴线605收缩，形成两头大中间小的弹弓结构，这样可进一步增加可分合接触部603的弹性，且该结构不会影响可分合接触部603的内弧面直径仍然与插针的外径相等。因而插针插入时，仍然和可分合接触部603为面接触。
图7示出了根据本申请接触件再一个实施例的沿轴线的剖视图，其在图4所示实施例基础上，对可分合接触部703进一步做了改进，其栅条704初始与轴线705平行并均匀分布，通过对分合接触部703的中段进行弯曲收缩，使每一片栅条704在中部向轴线705收缩，形成两头大中间小内凹形的弹弓结构，这样可进一步增加可分合接触部703的弹性，且该结构不会影响可分合接触部703的内弧面直径仍然与插针的外径相等。因而插针插入时，仍然和可分合接触部703为面接触。
图8示出根据本申请方法一个实施例的流程图，其包括：
步骤802：对材料进行分割切除成栅栏平板状，该栅栏平板为直边栅条平板，参见图9，其示出该步骤所形成的直边栅条平板，其中包括栅条904。
步骤804：成型与插孔内壁通过固定安装进行永久接触的固合接触部1001、可与插针接触和分离的可分合接触部1003以及连接该固合接触部和可分合接触部的过渡部1002，如图10所示，其中A为主视图，B为右视图。
一种实施方式，可采用冲压工艺，利用上下模的凹凸冲压，形成相互平行错开的固合接触部1001和可分合接触部1003，以及具有坡度的过渡部1002，本实施例中过渡部1002的坡度为弧线。可分合接触部1003还包括栅条1004。
步骤806：圈圆成圆笼式筒状体，可分合接触部具有与插针外径相等的内径。
如图11所示，其示出了圈圆后的接触件1100，固合接触部1101为圆环形，轴线为1105，其内径为ΦB，与插孔内壁固定安装并永久接触，置于接触件1100的两端。可分合接触部1103置于接触件1100的中段并可与插针(图中未标示)接触和分离。可分合接触部1103在圆周轨迹上分布形成圆笼式栅条状，内径为ΦC，与插针的外径相等。其中，ΦB>ΦC。
过渡部1102在轴向剖面上为斜坡，这样利于插针经固合接触部1101顺利插入可分合接触部1103。插针插入可分合接触部1103后，因为前者的外径与后者的内径相等，因而可实现插针弧面与可分合接触部1103弧面的面接触，相比现有技术的线接触增大了接触面积，减小了接触电阻。同时因为接触面积的增加，插拔时不会出现线接触时的局部磨损，从而延长了寿命。
图12示出了根据本申请方法另一个实施例的流程图，其与图11所示实施例的区别在于步骤1202中所形成栅栏平板中的栅条1304为斜边栅条，如图13所示，其他步骤相同。斜边栅条1304在步骤1206卷圆后能形成一定的弹性，从而进一步增加与插针接触的稳定性。
图14示出了根据本申请方法又一个实施例的流程图，其步骤1402、1404和1406分别与图8所示实施例的的步骤802、804、806相同，在步骤1406后还包括：
步骤1408：一端固合接触部绕轴线相对另一端固合接触部按逆时针方向，即图15所示的F或F’方向扭转成曲线状。
图16示出了根据本申请方法再一个实施例的流程图，其步骤1602、1604和1606分别与图8所示实施例的的步骤802、804、806相同，在步骤1606后还包括：
步骤1608：在中段将栅条向轴线方向弯曲收缩成内凹形，如图17所示将栅条1704沿径向F向轴线1705收缩。
上述实施例中，过渡部的斜坡形状为弧线，但本领域技术人员应该理解，该过渡部是为了接连两个不同直径的圆环，其坡面还可以为直线或者直线与弧线的结合。另外，本申请实施例中，实际上只需要在插入插针一侧设置过渡部即可，但为了生产成本的考虑，片簧插孔接触件为上下对称的设计。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种片簧插孔接触件，其特征在于，包括固合接触部、可分合接触部以及连接所述固合接触部和可分合接触部的过渡部，所述固合接触部为圆环形，置于所述接触件的两端并与插孔内壁通过固定安装进行永久接触，所述可分合接触部置于所述接触件的中段并可与插针接触和分离，所述可分合接触部在圆周轨迹上分布形成圆笼式栅条状，具有与插针外径相等的内径。
2.根据权利要求1所述的接触件，其特征在于，其中所述过渡部包括在轴向剖面上的斜坡，所述斜坡为直线和/或弧线。
3.根据权利要求1所述的接触件，其特征在于，其中所述可分合接触部包括在轴向截面上的投影与所述接触件中心轴线平行或倾斜并均匀分布的栅条。
4.根据权利要求1所述的接触件，其特征在于，其中所述可分合接触部包括初始在轴向截面上的投影与所述接触件中心轴线平行或倾斜并均匀分布、经一端固合接触部绕所述接触件中心轴线相对另一端固合接触部按顺时针或逆时针方向扭转成曲线排列的栅条。
5.根据权利要求1所述的接触件，其特征在于，其中所述可分合接触部包括初始在轴向截面上的投影与所述接触件中心轴线平行或倾斜并均匀分布、经中段向所述接触件中心轴线方向弯曲收缩成内凹形排列的栅条。
6.一种片簧插孔接触件的加工方法，其特征在于，包括：
对材料进行分割切除成栅栏平板状，所述栅栏平板为直边栅条平板或斜边栅条平板；
成型与插孔内壁通过固定安装进行永久接触的固合接触部、可与插针接触和分离的可分合接触部以及连接所述固合接触部和可分合接触部的过渡部；
圈圆成圆笼式筒状体，所述可分合接触部具有与插针外径相等的内径。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中所述成型与插孔内壁通过固定安装进行永久接触的固合接触部、可与插针接触和分离的可分合接触部以及连接所述固合接触部和可分合接触部的过渡部包括：
采用冲压工艺，利用上下模的凹凸冲压，形成相互平行错开的所述固合接触部和所述可分合接触部，以及具有坡度的过渡部，所述坡度为直线和/或弧线。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述圈圆成圆笼式筒状体之后还包括：
经一端固合接触部绕所述筒状体中心轴线相对另一端固合接触部按顺时针或逆时针方向扭转成曲线状。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述圈圆成圆笼式筒状体之后还包括：
在中段将所述栅条向所述筒状体中心轴线方向弯曲收缩成内凹形。
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