CN201877637U - 应用于圆形电连接器的防松装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于圆形电连接器的防松装置，包括插头壳体(1)、连接环(2)、弹簧(3)、钢球(4)、棘轮(5)和外卡圈(6)；弹簧(3)均匀安装在连接环(2)上；在每个弹簧(3)上放置一个钢球(4)；棘轮(5)的棘齿端面与连接环(2)的钢球安装面贴平压紧；棘轮(5)对应于连接环(2)顺时针方向旋转时钢球(4)作用的齿面倾斜角α小于逆时针方向旋转时钢球(4)作用的齿面倾斜角β。本实用新型采用“弹簧+钢球+棘轮”的防松设计，可使插头与插座连接到位后，在外部机械应力的作用下不会发生松动与解锁，具有自锁性；同时还可以使没有完全连接到位的插头与插座在振动、冲击等环境下进一步连接到位。

Description

应用于圆形电连接器的防松装置

技术领域

本实用新型属于电连接器技术领域，特别涉及一种应用于圆形电连接器中的防松装置。

背景技术

圆形电连接器广泛应用于航空、航天、兵器、船舶等领域，起连通电信号的作用，在整机系统中起到类似人体血管的作用，意义重大。圆形电连接器结构单元主要由以下几部分组成：接触件，是电连接器的核心部件，一端用于接插连接，一端用于端接导线的导电零件，又称为插针、插孔；绝缘安装板，是对接触件起支撑和定位作用的绝缘件；壳体，是安装固定绝缘安装板和接触件的零件；尾部附件，用以固定和夹紧导线或电缆的接在插头或插座尾部的附件或零件，如电缆罩、电缆夹等。由于应用环境比较恶劣，在强振动、冲击、碰撞条件下易发生电连接器插合部位的松动、脱落造成功能失效，需设计一种防松装置以避免上述问题。

以前圆形电连接器常用的防松装置主要有两种：穿保险丝固封或采用“卡销+螺旋槽+波形簧片”的防松装置。穿保险丝固封需要总装完成后进行额外操作，且只适应于连接到位后不再分离的产品，当需要快速连接及分离固定端电连接器(插座)及自由端电连接器(插头)时，拆装保险丝时就比较麻烦。这种防松方式一般应用于上世纪七、八十年代，较为落后。“卡销+螺旋槽+波形簧片”防松装置目前广泛应用于圆形电连接器中，可实现圆形电连接器的快速插拔，且能起到较好的防止圆形电连接器松动、脱落造成功能失效。

随着型号对电子元器件的要求越来越高，电连接器力学环境试验中振动、冲击、加速度指标提升到了一个新的高度，如正弦振动指标由之前的196m/s²提高至588m/s²，随机振动指标功率频谱密度由之前的0.4G²/Hz提高至1.0G²/Hz，由于“卡销+螺旋槽+波形簧片”防松装置中卡销卡在螺旋槽后需后退0.5mm左右以防止倒滑，此时波形簧片压缩量相应减小了0.5mm左右，仍有较大的压缩空间，在高强度振动、冲击环境下会做压缩一回弹往复运动，造成插针孔接触件磨损程度增加，产生氧化层或者插针变小造成接触不良、功能失效，因此必须依靠新型的防松装置解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种能在高强度振动、冲击、碰撞等力学环境下，解决圆形电连接器头座松动、脱落问题的防松装置。

本实用新型的技术解决方案是：应用于圆形电连接器的防松装置，包括插头壳体、连接环、弹簧、钢球、棘轮和外卡圈，弹簧均匀安装在连接环上的安装孔内；在每个弹簧上放置一个钢球；所述棘轮为圆环状；棘轮的棘齿端面与连接环的钢球安装面贴平压紧；所述棘轮对应于连接环顺时针方向旋转时钢球作用的齿面倾斜角α小于棘轮相对于连接环逆时针方向旋转时钢球作用的齿面倾斜角β；连接环套在插头壳体上，依靠插头壳体的台阶面与外卡圈限制连接环的轴向移动。

所述弹簧与钢球的数量为4～8个，以保证棘轮转动时的平稳性。

所述棘轮齿数为弹簧与钢球数量的整数倍。

本实用新型的工作过程和原理是：在旋转连接环时，连接环带动弹簧、钢球一起转动，而棘轮与插头壳体通过键槽配合位置相对固定，钢球在棘轮表面形成上坡、下坡往复运动。利用棘轮机构的特性，使圆形电连接器插头连接部位正旋与反旋时连接扭矩产生差异，反向旋出更为费力，防止电连接器的松动、脱落。

本实用新型与现有技术相比的有益效果：

(1)本实用新型采用“弹簧+钢球+棘轮”的防松装置设计，一方面可以使插头与插座连接到位后，在外部机械应力的作用下不会发生松动与解锁，具有自锁性；另一方面还可以使没有完全连接到位的插头与插座在振动、冲击等环境下进一步连接到位。

(2)本实用新型的“弹簧+钢球+棘轮”防松装置避免了使用波形簧片，减小高强度振动、冲击、碰撞等力学环境下防松装置的蹿动量及插针孔接触件的磨损。

(3)本实用新型合理设计棘轮上的表面倾角，使棘轮对应于连接环顺时针方向旋转时钢球作用的齿面倾斜角α小于棘轮相对于连接环逆时针方向旋转时钢球作用的齿面倾斜角β，可以通过调整圆形电连接器分离力矩与连接力矩之间的比值，满足不同的需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型结构旋转90度的局部放大图；

图3为本实用新型结构中钢球4的受力分析图。

具体实施内容

如图1所示，本实施例的防松装置，包括插头壳体1、连接环2、弹簧3、钢球4、棘轮5和外卡圈6。插头壳体1和连接环2位于中轴部位，连接环2套在插头壳体1的外部，弹簧3、钢球4放置于连接环2右端面均匀分布的4～8个安装孔内，弹簧3在钢球4的左端，钢球4的右端放置一片圆环状的棘轮5，棘轮5的棘齿面朝向钢球4，棘轮5与连接环2的钢球4安装面贴平压紧，并依靠外卡圈6将棘轮5、连接环2固定套在插头壳体1上，依靠插头壳体1的台阶面与外卡圈6限制连接环2的轴向移动。

弹簧3提供一定的正压力，确保钢球4与棘轮5有效贴合并使钢球4具有足够的活动空间，钢球4是力的传导体，棘轮5是正向旋转力和反向旋转力产生差异的来源，3个零件通过连接环2和插头壳体1形成一个整体。

由图2、3可以看出，当圆形电连接器进行插合操作时，顺时针旋转连接环2，连接环2带动钢球4、弹簧3向棘轮5的右端方向移动，此时钢球4作用在棘轮5表面上的齿面倾斜角为α(如图3所示)；当圆形电连接器进行分离操作时，逆时针旋转连接环2，连接环2带动钢球4、弹簧3向棘轮5的左端方向移动，此时钢球4作用在棘轮5表面上的齿面倾斜角为β(如图3所示)

在旋转连接环2时，连接环2带动弹簧3、钢球4一起转动，而棘轮5与插头壳体1通过键槽配合位置相对固定，钢球4在棘轮5表面形成上坡、下坡往复运动。利用棘轮机构的特性，使圆形电连接器插头连接部位正旋与反旋时连接扭矩产生差异，反向旋出更为费力，防止电连接器的松动、脱落。

下面对电连接器进行插合时的受力关系进行分析：

首先分析电连接器进行插合操作时情况：这时只有α角度的契形结构与弹簧3相互啮合，其受力分析(忽略了其重力、插入力和摩擦力)见图3。

顺时针连接时，弹簧3相对棘轮5打滑的边界条件是：

FmCosα-TSinα＝0.....................(1)

即Fm＝Ttgα.....................(2)

式中：

Fm——施加给钢球4的外力，即操作人员旋紧连接环2时对钢球4施加的力(N)；

T——大小等于弹簧3变形后对棘轮5产生的弹力(N)。

由(2)式，可以得出在不考虑连接器插入力和摩擦力时拧紧连接机构的条件为：

F_紧＞n·Ttgα.....................(3)

式中：F_紧为连接机构的拧紧力矩，n为钢球个数

同理可以得出在不考虑连接器插入力和摩擦力时，拧松连接机构的条件为：

F_松＞n·Ttgβ..................(4)

其中，F_松为连接机构的松脱力矩。

在本实施例中，钢球4的个数为6个，棘轮5的齿数为36，α为15度，β为50度，β＞α，通过计算，连接机构的松脱力矩F_松＝6·Ttg50°是拧紧力矩F_紧＝n·Ttg15°的4.5倍，这个阻力矩可以起到防止连接机构松脱的作用。

另一方面，当连接器没有完全连接到位时，由于连接力矩大于松脱力矩，因此在机构振动过程中，连接机构会越振越紧，而不会松脱，进一步提高了圆形电连接器连接的可靠性。同时，棘轮5表面与连接环2表面贴平，避免了过大的轴向蹿动量导致插针孔接触件磨损。

当然，对本实用新型的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本实用新型的保护范围。

本实用新型说明书未公开的技术属本领域公知技术。

Claims (3)

1.应用于圆形电连接器的防松装置，其特征在于：包括插头壳体(1)、连接环(2)、弹簧(3)、钢球(4)、棘轮(5)和外卡圈(6)；弹簧(3)均匀安装在连接环(2)上的安装孔内；在每个弹簧(3)上放置一个钢球(4)；所述棘轮(5)为圆环状；棘轮(5)的棘齿端面与连接环(2)的钢球安装面贴平压紧；所述棘轮(5)对应于连接环(2)顺时针方向旋转时钢球(4)作用的齿面倾斜角α小于棘轮(5)相对于连接环(2)逆时针方向旋转时钢球(4)作用的齿面倾斜角β；连接环(2)套在插头壳体(1)上，依靠插头壳体(1)的台阶面与外卡圈(6)限制连接环(2)的轴向移动。

2.根据权利要求1的应用于圆形电连接器的防松装置，其特征在于：所述弹簧(3)与钢球(4)的数量为4～8个。

3.根据权利要求1的应用于圆形电连接器的防松装置，其特征在于：所述棘轮(5)的齿数为弹簧(3)与钢球(4)数量的整数倍。

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