CN107317167B - 一种汽车用连接器及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种汽车用连接器及其装配方法，要解决的技术问题是传统的连接器插入力大、自锁可靠性低。本发明包括公端连接器和母端连接器，所述的公端连接器包括插头护套和插头端子，母端连接器包括插座护套和插座端子，所述的自锁结构包括设置在插头护套上的自锁凸台I和设置在插座护套上的自锁凸台II，自锁凸台I和自锁凸台II挂接连接，所述的自锁凸台I包括自锁前斜面I、自锁圆弧I、自锁后斜面I，所述的自锁凸台II包括自锁前斜面II、自锁圆弧II、自锁后斜面II。采用上述技术方案后的本发明通过改变传统公端连接器和母端连接器的自锁形式实现自锁的可靠和补偿连接器插入力，插入力可减小1倍。

Description

一种汽车用连接器及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种连接器，具体涉及一种汽车用连接器及其装配方法。

背景技术

汽车用连接器主要是用来实现电气连接或信号传递，按孔位数不同可分为单线连接器和多线连接器。其中多线连接器因其可实现多路信号传输或多路电气连接，因此被普遍采用。汽车用连接器主要由插座护套或插头护套（材料为塑料）、插座或插头（统称端子，材料为金属）组成。连接器的插入力是指连接器的公端（一般由插头护套和插头组成）和母端（一般由插座护套和插座组成）的啮合所需要的力，是影响连接器装配性能的重要指标。连接器插入力大小主要取决于连接器中端子（插头和插座）的插入力，多线连接器的插入力近似等于不同孔位中端子插入力之和。因此，当连接器孔位数较多时，插入力往往难以接受。一般认为，减小连接器插入力的主要途径有两个：一是减小端子的插入力，而端子的插入力减小往往伴随着接触电阻增加，从而影响连接器的电性能，因此，此方法不能从根本上解决问题。二是采用安装助力机构，如杠杆助力机构、螺栓助力机构等，此方法虽然能解决插入力的问题，但往往会造成连接器结构复杂，成本大大增加，因此，目前一般在汽车的关键位置才使用此种结构。

公端连接器和母端连接器的装配完成后需要通过自锁结构来实现导通可靠性。连接器的自锁结构一般通过母端连接器上的弹性结构8实现：插接过程中弹性结构变形，实现顺利插接，插接到位后弹性结构复位，设置在弹性结构上的自锁凸台7与设置在对插端上的自锁孔6挂接实现自锁。传统的自锁结构如图1至图3所示，附图中标号1为导线。此种自锁结构易出现弹性结构复位不良或弹性结构配合间隙大造成的可靠性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是传统的连接器插入力大、自锁可靠性低，提供一种连接器插入力小、自锁可靠性高的汽车用连接器及其装配方法。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种汽车用连接器，包括公端连接器和母端连接器，公端连接器和母端连接器通过自锁结构挂接，所述的公端连接器包括插头护套和插头端子，母端连接器包括插座护套和插座端子，所述的自锁结构包括设置在插头护套上的自锁凸台I和设置在插座护套上的自锁凸台II，自锁凸台I和自锁凸台II挂接连接，所述的自锁凸台I包括自锁前斜面I、自锁圆弧I、自锁后斜面I，所述的自锁凸台II包括自锁前斜面II、自锁圆弧II、自锁后斜面II。

所述的自锁凸台I和自锁凸台II分别有两个，两个自锁凸台I对称设置且两个自锁凸台II对称设置。

所述的自锁凸台I设置在插头护套外框架I的外壁上，自锁凸台II设置在插座护套外框架II的内壁上。

所述自锁结构的轴向位置为：自锁圆弧I的顶点和自锁圆弧II的顶点重合时，插头端子和插座端子未接触。

一种汽车用连接器的装配方法，包括以下步骤：①对插装配公端连接器和母端连接器，首先自锁凸台I的自锁前斜面I与自锁凸台II的自锁前斜面II相接触，此时外框架I和外框架II开始发生弹性形变；②继续装配公端连接器和母端连接器，自锁圆弧I的顶点和自锁圆弧II的顶点对接重合时，外框架I和外框架II的弹性形变达到最大，此时插头端子和插座端子接触开始产生阻力；③继续装配公端连接器和母端连接器，自锁后斜面I和自锁后斜面II接触，此时外框架I和外框架II开始恢复弹性形变，弹性形变恢复完成时，插头端子和插座端子装配到位。

步骤②所述自锁圆弧I的顶点和自锁圆弧II的顶点对接重合前，插头端子和插座端子未接触。

步骤②自锁圆弧I的顶点和自锁圆弧II的顶点对接重合过程中，公端连接器和母端连接器的装配阻力为克服外框架I和外框架II弹性形变的阻力。

克服外框架I和外框架II弹性形变的阻力小于75N。

步骤③所述的外框架I和外框架II开始恢复弹性形变时：外框架I的弹性变形力和自锁后斜面I对自锁后斜面II的支撑力的合力抵消插头端子和插座端子的装配阻力；外框架II的弹性变形力和自锁后斜面II对自锁后斜面I的支撑力的合力抵消插头端子和插座端子的装配阻力。

本发明通过改变传统公端连接器和母端连接器的自锁形式实现自锁的可靠和补偿连接器插入力。由于作用于自锁结构的连接器侧壁的变形力在装配方向的分力可用于补偿装配力不足，因此，连接器整体装配力将大大降低；由于自锁结构设计为圆弧加斜面配合结构直接设计在连接器侧壁上，去掉了传统的弹性结构，使自锁可靠性提高，避免了传统结构的自锁装配不到位，弹性结构复位不好等造成的可靠性降低。

附图说明

图1是现有技术连接器装配前结构示意图；

图2是图1中A-A剖视结构示意图；

图3是现有技术连接器装配完成后结构示意图；

图4是本发明连接器装配前结构示意图；

图5是图4的M处放大结构示意图；

图6是图4的N处放大结构示意图；

图7是图4的B-B剖视结构示意图；

图8是本发明连接器装配开始施力状态结构示意图；

图9是本发明连接器装配施力完成状态结构示意图；

图10是本发明连接器装配完成状态结构示意图；

图11是本发明自锁后斜面II和自锁后斜面I施力过程示意图；

图12是图11 P处放大的插头护套上的自锁凸台I的受力分析图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图4至图12所示，一种汽车用连接器，包括公端连接器和母端连接器，公端连接器和母端连接器通过自锁结构挂接，所述的公端连接器包括插头护套2和插头端子3，母端连接器包括插座护套5和插座端子4，所述的自锁结构包括设置在插头护套2上的自锁凸台I91和设置在插座护套5上的自锁凸台II92，自锁凸台I91和自锁凸台II92挂接连接，所述的自锁凸台I91包括自锁前斜面I95、自锁圆弧I94、自锁后斜面I93，所述的自锁凸台II92包括自锁前斜面II96、自锁圆弧II97、自锁后斜面II98。公端连接器和母端连接器挂接后，自锁凸台I91位于自锁凸台II92下方。

所述的自锁凸台I91和自锁凸台II92分别有两个，两个自锁凸台I91对称设置且两个自锁凸台II92对称设置。

所述的自锁凸台I91设置在插头护套2外框架I21的外壁上，自锁凸台II92设置在插座护套5外框架II52的内壁上。传统连接器的自锁结构设计在弹性结构上，本发明的自锁结构直接设计在公端连接器和母端连接器的主体框架侧壁上，可以保证装配过程中需要的自锁力。

所述自锁结构的轴向位置为：自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点重合时，插头端子3和插座端子4未接触。插座端子3和插座端子4未接触时，插座端子3和插座端子4的装配阻力未开始作用。

一种汽车用连接器的装配方法，包括以下步骤：①对插装配公端连接器和母端连接器，首先自锁凸台I91的自锁前斜面I95与自锁凸台II92的自锁前斜面II96相接触，此时外框架I21和外框架II52开始发生弹性形变；②继续装配公端连接器和母端连接器，自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点对接重合时，外框架I21和外框架II52的弹性形变达到最大，此时插头端子3和插座端子4接触开始产生阻力；③继续装配公端连接器和母端连接器，自锁后斜面I93和自锁后斜面II98接触，此时外框架I21和外框架II52开始恢复弹性形变，弹性形变恢复完成时，插头端子3和插座端子4装配到位。

步骤②所述自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点对接重合前，插头端子3和插座端子4未接触。插座端子3和插座端子4未接触时，插座端子3和插座端子4的装配阻力未开始作用，则装配过程中自锁后斜面I95和自锁前斜面II96接触前至自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点重合，这个阶段的装配力是克服外框架I21和外框架II52的弹性形变，连接器整体装配力可忽略不计。

步骤②自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点对接重合过程中，公端连接器和母端连接器的装配阻力为克服外框架I21和外框架II52弹性形变的阻力。

克服外框架I21和外框架II52弹性形变的阻力小于75N。克服外框架I21和外框架II52弹性形变的阻力小于75N。

步骤③所述的外框架I21和外框架II52开始恢复弹性形变时：外框架I21的弹性变形力和自锁后斜面I93对自锁后斜面II98的支撑力的合力抵消插头端子3和插座端子4的装配阻力；外框架II52的弹性变形力和自锁后斜面II98对自锁后斜面I93的支撑力的合力抵消插头端子3和插座端子4的装配阻力。如图11和图12所示：图11为自锁后斜面II98和自锁后斜面I93施力过程示意图。图12为自锁后斜面II98对自锁后斜面I93施力过程中，插头护套2上的自锁凸台I91的受力分析：图12中，受力点为O点，F1为外框架I21的弹性变形力，F2为自锁后斜面I93对自锁后斜面II98的支撑力，F3为F1和F2的合力。F3的作用方向为插头护套插入插座护套的方向，此力和插入过程中端子的装配阻力方向相反，有助于插头护套插入插座护套；此过程中，插座护套5上的上的自锁凸台II92的受力分析和图12中的受力分析原理相同，方向相反，所起的作用相同。

外框架I21和外框架II52的变形分力不小于端子间装配阻力时，理论上能自动装配到位，则根据牛顿第一定律，连接器将自动装配到位，而最佳状态是此合力小于75牛即可。此合力偏小时，可调整自锁凸台I91和自锁凸台II92的尺寸，以减小自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点重合前的装配力。具体设计需要根据连接器端子的插入阻力和端子数量而定。多个端子的总装配阻力和F₃方向相反。F₃有助于完成装配的力，端子的装配阻力是阻碍完成装配的力。标准规定总阻力小于75牛，因此，合力小于75牛即可。如果此合力偏小，说明F₃偏大，而F₃偏大时会造成前斜面施力过程阻力偏大，即自锁圆弧I94的顶点和自锁圆弧II97的顶点重合前的装配力偏大。

Claims (7)

1.一种汽车用连接器的装配方法，其特征在于，上述汽车用连接器，包括公端连接器和母端连接器，公端连接器和母端连接器通过自锁结构挂接，所述的公端连接器包括插头护套（2）和插头端子（3），母端连接器包括插座护套（5）和插座端子（4），其特征在于：所述的自锁结构包括设置在插头护套（2）上的自锁凸台I（91）和设置在插座护套（5）上的自锁凸台II（92），自锁凸台I（91）和自锁凸台II（92）挂接连接，所述的自锁凸台I（91）包括自锁前斜面I（95）、自锁圆弧I（94）、自锁后斜面I（93），所述的自锁凸台II（92）包括自锁前斜面II（96）、自锁圆弧II（97）、自锁后斜面II（98）；所述的自锁凸台I（91）设置在插头护套（2）外框架I（21）的外壁上，自锁凸台II（92）设置在插座护套（5）外框架II（52）的内壁上；

装配方法包括以下步骤：①对插装配公端连接器和母端连接器，首先自锁凸台I（91）的自锁前斜面I（95）与自锁凸台II（92）的自锁前斜面II（96）相接触，此时外框架I（21）和外框架II（52）开始发生弹性形变；②继续装配公端连接器和母端连接器，自锁圆弧I（94）的顶点和自锁圆弧II（97）的顶点对接重合时，外框架I（21）和外框架II（52）的弹性形变达到最大，此时插头端子（3）和插座端子（4）接触开始产生阻力；③继续装配公端连接器和母端连接器，自锁后斜面I（93）和自锁后斜面II（98）接触，此时外框架I（21）和外框架II（52）开始恢复弹性形变，弹性形变恢复完成时，插头端子（3）和插座端子（4）装配到位。

2.根据权利要求1所述的汽车用连接器的装配方法，其特征在于：步骤②所述自锁圆弧I（94）的顶点和自锁圆弧II（97）的顶点对接重合前，插头端子（3）和插座端子（4）未接触。

3.根据权利要求1所述的汽车用连接器的装配方法，其特征在于：步骤②自锁圆弧I（94）的顶点和自锁圆弧II（97）的顶点对接重合过程中，公端连接器和母端连接器的装配阻力为克服外框架I（21）和外框架II（52）弹性形变的阻力。

4.根据权利要求3所述的汽车用连接器的装配方法，其特征在于：克服外框架I（21）和外框架II（52）弹性形变的阻力小于75N。

5.根据权利要求4所述的汽车用连接器的装配方法，其特征在于：步骤③所述的外框架I（21）和外框架II（52）开始恢复弹性形变时：外框架I（21）的弹性变形力和自锁后斜面I（93）对自锁后斜面II（98）的支撑力的合力抵消插头端子（3）和插座端子（4）的装配阻力；外框架II（52）的弹性变形力和自锁后斜面II（98）对自锁后斜面I（93）的支撑力的合力抵消插头端子（3）和插座端子（4）的装配阻力。

6.根据权利要求1所述的汽车用连接器的装配方法，其特征在于：所述的自锁凸台I（91）和自锁凸台II（92）分别有两个，两个自锁凸台I（91）对称设置且两个自锁凸台II（92）对称设置。

7.根据权利要求1所述的汽车用连接器的装配方法，其特征在于：所述自锁结构的轴向位置为：自锁圆弧I（94）的顶点和自锁圆弧II（97）的顶点重合时，插头端子（3）和插座端子（4）未接触。

Images