CN112600008A - 一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，包括插孔基体，所述插孔基体上沿着轴线设置有插孔腔，所述插孔腔内设置有弹性件，所述弹性件包括与插孔同轴设置的具有弹性形变能力的支撑体及同时具备弹性形变、载流能力的接触簧，所述接触簧同轴设置在支撑体内，所述插孔腔内包括有用于置放支撑体的第一腔体和用于放置接触簧的第二腔体。本发明的结构原理是将接触簧片接触时需要的载流能力与提供正压力的能力分到两个结构上去执行，通过将材料特性和结构特性进行优化组合形成支撑体结构，使得插孔组件在长时间、高频率拔插状态下不会因为发生塑性形变而无法提供足够的正压力，提高电连接器使用寿命的同时保证其连接的可靠性。

Description

一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件

技术领域

本发明涉及电连接器领域，具体涉及到一种用于提高电连接器使用的电连接器长寿命插孔组件。

背景技术

在提高电连接器使用寿命的同时，还要保持电连接器的载流能力是目前电连接器的发展趋势，而传统常用的电连接接触方式一般都是由接触簧即提供载流能力又提供正压力，接触簧常常采用铍铜材料，受到材料本身的性能限制，使得接触簧在一定的拔插数量后，会因应力松弛及塑性形变失效，无法进行复位，使得弹性件与接触件之间无法进行可靠的接触，导致在使用过程中可能出现信号瞬断，从而无法保证其可靠的正常使用。

已公开的申请专利（2019103923139），和公开专利（CN210224392U）都能很好的解决目前接触簧的载流能力的问题，但是对于接触簧的使用寿命并现有的结构不能提供良好的帮助。目前接触簧结构形式的电连接器基本上都存在在一定寿命之后插拔力衰减非常快的情况，无法保证寿命后的接触可靠性。

发明内容

本发明的目的是设计一种新的弹性件组合结构，使得整个组件既能满足载流能力，又能满足使用长寿命的要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，包括各自设置有插孔的第一插孔体和第二插孔体，所述第一插孔体沿着轴向的插孔内依次设置有内沉的第一台阶和第二台阶，所述第二插孔体沿着轴向的插孔内依次设置有内沉的第三台阶和第四台阶，所述第一插孔体同轴连接到第二插孔体的插孔内，

第一插孔体与第二插孔体相互固定连接后，所述第一台阶与第三台阶之间构成第一腔体，第二台阶与第四台阶之间构成第二腔体，

在第一腔体内和第二腔体内同轴设置有具有弹性形变能力的支撑体、同时具备弹性形变和载流能力的接触簧，所述接触簧同轴设置在支撑体内，所述支撑体设置在第一腔体内，接触簧设置在第二腔体内。

在上述技术方案中，所述接触簧与支撑体均为冠簧结构，接触簧的两端分别连接到第二腔体的内壁面上，接触簧上的端带与簧片之间的具有第一夹角；支撑体的两端分别连接到第一腔体的内壁面上，支撑体上的端带与簧片之间具有第二夹角，所述第一夹角与第二夹角不相等。

在上述技术方案中，所述支撑体为弹簧钢材质，所述支撑体上的簧片沿着轴向具有朝向接触簧凸起的弧形面，支撑体上簧片的内壁面用于支撑接触簧上的簧片。

在上述技术方案中，所述第一腔体的长度大于自然状态下支撑体两端之间的长度，受到挤压后支撑体的端带沿着第一腔体的壁面向两端伸展。

在上述技术方案中，所述接触簧为冠簧结构，接触簧的两端分别连接到第二腔体的内壁面上，接触簧上的端带与簧片之间的具有第一夹角；支撑体为两端开口的筒形结构，支撑体的一端与第一腔体内壁面连接，支撑体的另一端悬空，支撑体的筒形壁面与轴线之间具有第二夹角，所述第一夹角与第二夹角不相等。

在上述技术方案中，所述支撑体的筒形结构两端的直径不相等，所述筒形结构上直径大的一端的周向沿着径向向外伸出一圈外沿，所述外沿用于支撑体与第一腔体之间的定位连接。

在上述技术方案中，所述第二插孔体中第三台阶端面上设置有内沉的缺口，所述缺口与第一插孔体端面之间构成闭环的凹槽，所述筒形结构上的外沿嵌入在凹槽内。

在上述技术方案中，所述筒形结构上直径小的一端，其端面为球形弧面结构，且悬空设置在第一腔体内。

在上述技术方案中，从筒形结构直径小的一端开始沿着筒形壁面方向设置有若干个劈口，劈口将筒形壁面分成若干个独立的瓣状结构，所述每一个劈口的宽度小于接触簧簧片的宽度。

在上述技术方案中，支撑体或为橡塑材质、或为金属材质制成，

当支撑体为橡塑材质时，支撑体悬空的一端利用自身的弹性给接触簧施加作用力，

当支撑体为金属材质时，支撑体悬空的一端利用金属自身的刚性限制接触簧的形变量。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的结构原理是将接触簧片接触时需要的载流能力与提供正压力的能力分到两个结构上去执行，由接触簧提供载流及部分正压力，由支撑体提供主要正压力。通过将材料特性和结构特性进行优化组合形成支撑体结构，使得其在长时间、高频率拔插状态下不会因为发生塑性形变而导致无法提供足够的正压力，提高电连接器使用寿命的同时保证其连接的可靠性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的一种实施例结构示意图；

图2是本发明的第二种实施例结构示意图；

图3是第二实施例支撑体的结构示意图；

图4是图3的剖视示意图；

其中：1是第一插孔体，2是第二插孔体，1-1是第一台阶，1-2是第二台阶，2-1是第三台阶，2-2是第四台阶，3是第二腔体，4是接触簧，5是第一腔体，6是支撑体，7是凹槽，6-1是外沿，6-2是球形弧面结构，6-3是劈口。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

如图1所示，插孔体包括第一插孔体1和第二插孔体2，其中第一插孔体1同轴设置有插孔，内沉的插孔从外至内依次包括第一台阶1-1和第二台阶1-2；第二插孔体同轴设置有插孔，内沉的插孔从外至内依次包括第三台阶2-1和第四台阶2-2；第一插孔体1和第二插孔体2相互对插进行连接，第一插孔体1同轴插入到第二插孔体2内并固定连接。

当第一插孔体1和第二插孔体2进行连接后，第一台阶1-1与第三台阶2-1的端面之间构成了第一腔体5，该腔体用于置放支撑体6，第二台阶1-2与第四台阶2-2之间构成了第二腔体3，该腔体用于置放接触簧4。

在本实施例中，第一腔体5和第二腔体3是同轴并且重叠的，第一腔体5是设置在第二腔体3之内的。

在本实施例中，弹性件包括接触簧和支撑体两种独立的结构，接触簧采用传统已有的冠簧结构，而支撑体的结构与接触簧的结构相似，也采用冠簧结构，将支撑体套在接触簧外部周向上。支撑体上的两个端部贴合在第一腔体的内壁面上，且支撑体在自然状态下的轴向长度小于第一腔体的轴向长度；而接触簧的两个端部贴合在第二腔体两端相对于第一腔体凸出的台阶上，使得接触簧的腰部完全由支撑体的腰部进行支撑。当接触件进行插入时，挤压力将接触簧的簧片挤压后完全作用到支撑体的簧片上，使接触簧片及支撑体簧片同时发生弹性形变，从而提供正压力，支撑体两端在挤压力的作用下沿着第一腔体的内壁面向两端伸展；当接触件分离后，支撑体在弹性作用下自动复位，同时将接触簧的簧片利用其自身弹性及支撑体的复位作用力进行复位。

为了确保支撑体的每一个簧片都能对接触簧的簧片进行支撑和托起：在接触簧上，每一个簧片与端带之间构成第一夹角，该夹角可以为任意角度。而在支撑体上，每一个簧片与端带之间构成第二夹角，第二夹角也可以为任意角度，但是第一夹角不能等于第二夹角。只有在两个夹角不相等的情况下，才能实现支撑体的簧片完全对接触簧的簧片进行支撑。

在本实施例中，支撑体为了具有良好的支撑弹性，因此其材料选用弹簧钢，弹簧钢具有高疲劳寿命，能够保证支撑体多次插拔后依然不发生塑胶变形及应力松弛，从而保证了长寿命后的接触可靠性。

实施例二

如图2所示，在实施例一的基础上对支撑体的结构进行替换，利用一种与接触簧完全不相同的结构来实现支撑作用。

如图3和图4所示，是本实施例支撑体6的结构，支撑体6的整体结构为筒形结构，一端的直径大于另一端的直径。在直径大的一端，其周向沿着径向向外延展伸出一圈外沿6-1，在直径小的一端，从端部开始沿着其筒形壁面设置有若干个劈口6-3，直径小的一端其端面为球形弧面结构6-2。

在本实施例中，筒形结构的支撑体其材质可以是塑料也可以是橡胶制成，利用材料本身弹性性能，使得其在受到挤压变形后可以自动复位。为了实现球形弧面的圆周向外扩张功能，筒形结构上的劈口将筒形壁面分成若干份，其劈槽口的宽度要小于接触簧簧片的宽度，以保证其能为每个簧片都提供支撑力。

在本实施例中，为了固定支撑体6，在第二插孔体2的第三台阶上，设置一个内沉的缺口，当第一插孔体1和第二插孔体2进行连接时，第一插孔体1的端面与内沉缺口之间就形成一圈凹槽，而支撑体6上的外沿6-1就设置在凹槽内，被第一插孔体1和第二插孔体2固定住。而支撑体6的球形弧面结构6-2悬空设置处于自由形变状态，而接触簧设置在支撑体内部，支撑体上直径小的一端的球面结构完全与接触簧的簧片的腰部进行接触，起到托起腰部的作用，通过支撑体材料本身的物理特性，实现对接触簧簧片受到挤压变形后的复位作用。

因为支撑体是采用塑料/橡胶材料，支撑体上的球面弧形结构利用材料自身回弹性给接触簧以反作用力，使接触簧与插针之间保持稳定的正压力，由于球体是采用塑料/橡胶材料，其依靠的是自身的回弹性以给正压力，不易发生塑性变形，同时球体限制了接触簧的变形量，因此可以有效减少接触簧的多次插拔后以及在偏插情况下塑性变形的可能性，能够保证长寿命、偏插情况下的接触可靠性。

实施例三

在实施例二的结构基础上，将支撑体采用金属材料制成，支撑体的金属材质与接触簧的金属材质及受力结构不一样。支撑体相比于接触簧其材质本身具有明显的抗疲劳寿命，同时支撑体采用悬臂梁结构且变形量小，其结构上疲劳寿命也明显优于接触簧。当接触簧套设在支撑体内时，接触簧与支撑体内壁之间的间距小于接触簧的塑性变形量，利用支撑体的刚性阻挡接触簧的塑性形变。

在插针对插时，即使出现偏插现象，支撑体的刚性属性可以阻挡插针的偏差导致接触塑性变形。可以有效减少接触簧的多次插拔后以及在偏插情况下塑性变形的可能性，能够保证长寿命、偏插情况下的接触可靠性。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于包括各自设置有插孔的第一插孔体和第二插孔体，所述第一插孔体沿着轴向的插孔内依次设置有内沉的第一台阶和第二台阶，所述第二插孔体沿着轴向的插孔内依次设置有内沉的第三台阶和第四台阶，所述第一插孔体同轴连接到第二插孔体的插孔内，

第一插孔体与第二插孔体相互固定连接后，所述第一台阶与第三台阶之间构成第一腔体，第二台阶与第四台阶之间构成第二腔体，

在第一腔体内和第二腔体内同轴设置有具有弹性形变能力的支撑体、同时具备弹性形变和载流能力的接触簧，所述接触簧同轴设置在支撑体内，所述支撑体设置在第一腔体内，接触簧设置在第二腔体内。

2.根据权利要求1所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：所述接触簧与支撑体均为冠簧结构，接触簧的两端分别连接到第二腔体的内壁面上，接触簧上的端带与簧片之间的具有第一夹角；支撑体的两端分别连接到第一腔体的内壁面上，支撑体上的端带与簧片之间具有第二夹角，所述第一夹角与第二夹角不相等。

3.根据权利要求2所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于所述支撑体为弹簧钢材质，所述支撑体上的簧片沿着轴向具有朝向接触簧凸起的弧形面，支撑体上簧片的内壁面用于支撑接触簧上的簧片。

4.根据权利要求3所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：所述第一腔体的长度大于自然状态下支撑体两端之间的长度，受到挤压后支撑体的端带沿着第一腔体的壁面向两端伸展。

5.根据权利要求1所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：

所述接触簧为冠簧结构，接触簧的两端分别连接到第二腔体的内壁面上，接触簧上的端带与簧片之间的具有第一夹角；支撑体为两端开口的筒形结构，支撑体的一端与第一腔体内壁面连接，支撑体的另一端悬空，支撑体的筒形壁面与轴线之间具有第二夹角，所述第一夹角与第二夹角不相等。

6.根据权利要求5所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：所述支撑体的筒形结构两端的直径不相等，所述筒形结构上直径大的一端的周向沿着径向向外伸出一圈外沿，所述外沿用于支撑体与第一腔体之间的定位连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：所述第二插孔体中第三台阶端面上设置有内沉的缺口，所述缺口与第一插孔体端面之间构成闭环的凹槽，所述筒形结构上的外沿嵌入在凹槽内。

8.根据权利要求5所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：所述筒形结构上直径小的一端，其端面为球形弧面结构，且悬空设置在第一腔体内。

9.根据权利要求8所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：从筒形结构直径小的一端开始沿着筒形壁面方向设置有若干个劈口，劈口将筒形壁面分成若干个独立的瓣状结构，所述每一个劈口的宽度小于接触簧簧片的宽度。

10.根据权利要求5-9任一所述的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其特征在于：支撑体或为橡塑材质、或为金属材质制成，

当支撑体为橡塑材质时，支撑体悬空的一端利用自身的弹性给接触簧施加作用力，

当支撑体为金属材质时，支撑体悬空的一端利用金属自身的刚性限制接触簧的形变量。

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