CN211428460U - 一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，解决了现有技术中的电连接器不能满足在高温振动的条件下同时具备良好的屏蔽性能的要求的问题。该电连接器包括相互对接的插头和插座，所述插头包括插头壳体、绝缘体组件、连接螺帽、插孔组件、摩擦垫圈、钢珠、锥形弹簧、开瓣压紧垫圈、定位键、固定卡爪、封线体；插座包括圆盘壳体、接触体、密封圈、界面封严体、玻璃绝缘体。本实用新型的电连接器耐高温振动同时具备良好屏蔽性能，满足发动机的恶劣使用环境，实现电信号的传输，而且减小了安装空间。

Description

一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器

技术领域

本实用新型属于电连接器技术领域，特别涉及一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器。

背景技术

常规的电连接器在常温振动条件下可以实现传输信号的功能，现需求一种在有限安装空间内，高温振动条件下性能稳定，同时具备良好的屏蔽性能的电连接器，实现设备特定的功能。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器。该电连接器为耐高温振动同时具备良好屏蔽性能的圆形电连接器，满足发动机的恶劣使用环境，实现电信号的传输。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，该电连接器包括相互对接的插头和插座，所述插头包括插头壳体、绝缘体组件、连接螺帽、插孔组件、摩擦垫圈、钢珠、锥形弹簧、开瓣压紧垫圈、定位键、固定卡爪、封线体，所述插孔组件轴向通过卡爪固定在绝缘体组件内部，绝缘体组件与插头壳体为小间隙配合，绝缘体组件通过定位键与插头壳体的定位键槽配合安装在插头壳体内部，防止绝缘体组件产生径向转动，且绝缘体组件通过固定卡爪轴向固定在插头壳体内，在绝缘体组件的末端通过粘接方式固定安装有封线体，所述连接螺帽通过开瓣压紧垫圈安装在插头壳体的外周，且在插头壳体的外周设有多个用于放置钢珠的容纳槽，在每个容纳槽内安装有锥形弹簧，钢珠置于锥形弹簧上方，连接螺帽的内周面将钢珠压在容纳槽内，在插头壳体与连接螺帽的对接面处设有第一环形凹槽，在第一环形凹槽内安装有摩擦垫圈。

所述插座包括圆盘壳体、接触体、密封圈、界面封严体、玻璃绝缘体，玻璃绝缘体固定在圆盘壳体中，在玻璃绝缘体的前端设有界面封严体，接触体通过玻璃烧结固定在玻璃绝缘体内部的孔腔中，且对接端穿出界面封严体，在圆盘壳体内周设有第二环形凹槽，在第二环形凹槽内安装有密封圈，在插座与插座对接后实现密封；

在所述连接螺帽的内周设有内螺纹，在所述圆盘壳体的对接端外周设有与内螺纹相匹配的外螺纹，插头与插座通过内螺纹和外螺纹连接。

进一步地，所述绝缘体组件包括前绝缘体和后绝缘体，前绝缘体粘接固定在后绝缘体前端，在后绝缘体内部设有卡爪腔，卡爪安装在插孔组件外周，且卡爪安装在卡爪腔中，实现插孔组件的固定。

进一步地，所述前绝缘体和后绝缘体均采用耐高温的硅酮粉4552制成，所述封线体和界面封严体均采用高温硅橡胶制成。

进一步地，在所述插头壳体的对接端外周设有第一锥度面，在所述插座的圆盘壳体对接面内周设有与第一锥度面相匹配的第二锥度面，且所述第一锥度面和第二锥度面之间的锥度配合角度为15°。

进一步地，所述插头壳体采用06Cr19Ni10不锈钢棒制成。

进一步地，所述连接螺帽的内螺纹处涂有石墨润滑脂。

进一步地，在所述插头壳体与封线体之间的灌封处采用灌封胶灌封处理。

进一步地，所述界面封严体的厚度为2mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的插头壳体与插座圆盘壳体的锥度面配合具有较好的轴向限位作用，可以有效控制插头、插座的对接位置，同时锥度面径向配合，可以在高振动条件下，减少窜动量，提高产品的接触可靠性。同时，对接后界面封严体的压缩量也得到控制，避免发生在高温条件下因压缩量过大而产生的橡胶件寿命老化问题。且插头和插座通过螺纹方式固定，插头的插孔组件为压接式，采用后取后送的方式，另外，插头与插座对接时密封圈起到密封作用，插座本体也为密封结构，保证了产品整体的密封效果。

本实用新型的电连接器耐高温振动同时具备良好屏蔽性能，满足发动机的恶劣使用环境，实现电信号的传输，而且减小了安装空间。

附图说明

图1是本实用新型电连接器的插头结构示意图；

图2是本实用新型电连接器的插座结构示意图；

图3是本实用新型的电连接器的整体结构示意图；

图4是绝缘体组件和封线体的连接结构示意图；

图5是插座的外部结构示意图；

图6是插头壳体的结构示意图；

图7是EN2591-403试验方法B的振动图谱示意图；

图中：1-插头壳体；1-1-容纳槽；1-2-第一环形凹槽；1-3-第一锥度面；1-4-键；2-绝缘体组件；2-1-前绝缘体；2-2-后绝缘体；2-2-1-卡爪腔；3-连接螺帽；4-插孔组件；5-摩擦垫圈；6-钢珠；7-锥形弹簧；8-开瓣压紧垫圈；9-定位键；10-固定卡爪；11-封线体；12-卡爪；13-圆盘壳体；13-1-第二锥度面；13-2-键槽；13-3-第二环形凹槽；14-接触体；15- 密封圈；16-界面封严体；17-玻璃绝缘体；18-灌封处；19-石墨润滑脂； 20-基准面；21-网纹滚花。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-图3，一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，该电连接器包括相互对接的插头和插座，所述插头包括插头壳体1、绝缘体组件2、连接螺帽3、插孔组件4、摩擦垫圈5、钢珠6、锥形弹簧7、开瓣压紧垫圈 8、定位键9、固定卡爪10、封线体11，所述插孔组件4轴向通过卡爪固定在绝缘体组件2内部，绝缘体组件2与插头壳体1为小间隙配合，绝缘体组件2通过定位键9与插头壳体1的定位键槽配合安装在插头壳体1内部，防止绝缘体组件2产生径向转动，且绝缘体组件2通过固定卡爪10轴向固定在插头壳体1内，在绝缘体组件2的末端通过粘接方式固定安装有封线体11，所述连接螺帽3通过开瓣压紧垫圈8安装在插头壳体1的外周，且在插头壳体1的外周设有多个用于放置钢珠6的容纳槽1-1，在每个容纳槽 1-1内安装有锥形弹簧7，钢珠6置于锥形弹簧7上方(本实施例共设3个容纳槽)，连接螺帽3的内周面将钢珠6压在容纳槽1-1内，在插头壳体1 与连接螺帽3的对接面处设有第一环形凹槽1-2，在第一环形凹槽1-2内安装有摩擦垫圈5，用于填充插头与插座对接后的轴向间隙。

所述插座包括圆盘壳体13、接触体14、密封圈15、界面封严体16、玻璃绝缘体17组成，玻璃绝缘体17固定在圆盘壳体13中，在玻璃绝缘体 17的前端设有界面封严体16，接触体14通过玻璃烧结固定在玻璃绝缘体 17内部的孔腔中，且对接端穿出界面封严体16，在圆盘壳体13内周设有第二环形凹槽13-3，在第二环形凹槽13-3内安装有密封圈15，在插座与插座对接后实现密封；

在所述连接螺帽3的内周设有内螺纹，在所述圆盘壳体13的对接端外周设有与内螺纹相匹配的外螺纹，插头与插座通过内螺纹和外螺纹连接。

参照图4，所述绝缘体组件2包括前绝缘体2-1和后绝缘体2-2，前绝缘体2-1粘接固定在后绝缘体2-2前端，在后绝缘体2-2内部设有卡爪腔 2-2-1，卡爪12安装在插孔组件4外周，且卡爪12安装在卡爪腔2-2-1中，实现插孔组件4的固定。该种结构保证了在振动情况下绝缘体组件2不会出现明显的轴向与径向的位移。

所述前绝缘体2-1和后绝缘体2-2均采用耐高温的硅酮粉4552制成，所述封线体11和界面封严体16均采用高温硅橡胶制成。

参照图5-图6，在所述插头壳体1的对接端外周设有第一锥度面1-3，在所述插座的圆盘壳体13对接面内周设有与第一锥度面1-3相匹配的第二锥度面13-1，且所述第一锥度面1-3和第二锥度面13-1之间的锥度配合角度为15°(配合角度参照图3所示)。

另外，在第一锥度面1-3前端的插头壳体1外周面上设有向外侧突出的键1-4，在插座的圆盘壳体13的对接端内周面上设有与键1-4相匹配的键槽13-2，插头与插座对接时，起到防转的作用。

所述插头壳体1采用06Cr19Ni10不锈钢棒制成，具有良好的机械强度，耐腐蚀性，增加了产品的可靠性。并且插头壳体1尾部采取加长设计，尺寸设计参照EN2997要求，线束的屏蔽软管可以直接套在产品尾端进行固定，减轻产品整体重量的同时，还可以起到良好的屏蔽效果，且在插头壳体1尾端外周设有网纹滚花21，增加与屏蔽软管接触的摩擦力，外用防松套进行固定，保证连接的可靠性，该种尾部固线的装配方式大大减小安装空间。

尾部处理的具体操作为线束的屏蔽层与壳体进行连接，可将屏蔽层套入插头壳体1尾端的网纹滚花21处的外部后，可采用如下方法进行固定： a)采用适当记忆环以热风枪吹缩至缩紧状态；b)采用适当导线芯(一般为0.5mm²)对屏蔽层进行捆焊，在锡钎焊工艺参数连续监控记录中做好焊接参数记录，焊点需圆滑，无积瘤，无倒刺、尖角，无虚焊假焊，无助焊剂残留，上述工序完成后剪除多余的屏蔽层，最后将模缩套套入处理后的屏蔽层的外部，并按规定要求进行热缩。

所述连接螺帽3的内螺纹处涂有石墨润滑脂19。

在所述插头壳体1与封线体11之间的灌封处18采用灌封胶灌封处理。

所述界面封严体16的厚度为2mm。

本实用新型中锥度面限位设计重点为：连接器在振动环境下，所承受的载荷可分解为轴向、径向两个方向，其中轴向由于采用了螺纹连接结构，基本实现了机构锁紧定位，在振动中形成了一个整体的刚体；而径向上，由于插头壳体1与圆盘壳体13对接需要，一般是间隙配合，当轴向方向的压紧力或摩擦力不能克服其径向振动冲击时，会导致插头端壳体在连接器内部形成“振动效应”，作为内部一个被动式振动源，对产品结构造成损伤。因此本实用新型采取锥度配合的结构，如图3所示，使连接器插头、插座端对接后形成整体的刚体，使产品除外部振动外，尽可能减少内部结构变动因素，减少窜动量，提高产品的接触可靠性。同时，对接后界面封严体 16的压缩量也得到控制，避免发生在高温条件下因压缩量过大而产生的橡胶件寿命老化问题。

界面压缩量的设计重点为：以锥度配合部位进行定位，理论对接定位界面位置如图3所示，假设锥度边沿位置为基准面20。

本实用新型在进行锥度配合时进行了界面压缩尺寸分析，界面合理压缩尺寸应为5％～20％之间，设第一锥度面1-3和第二锥度面13-1之间的锥度配合角度为8°～15°，应按锥度配合部位公差轴向尺寸进行分析，进行锥度配合部位径向尺寸公差对轴向尺寸变动影响分析。

a)插头壳体1外径的第一锥度面1-3、圆盘壳体13内径的第二锥度面 13-1公差均为0.1mm时，锥度配合部分最大径向间隙0.2mm，此时轴向尺寸变动为tan(8°)＝0.2/X(轴向尺寸变动范围)，X＝0.2/tan(8°)＝1.423mm；

b)插头壳体1外径的第一锥度面1-3、圆盘壳体13内径的第二锥度面 13-1公差均为0.05mm时，锥度配合部分最大径向间隙0.1mm，此时轴向尺寸变动为tan(8°)＝0.1/X(轴向尺寸变动范围)，X＝0.1/tan(8°)＝0.71mm；

c)插头壳体1外径的第一锥度面1-3、圆盘壳体13内径的第二锥度面13-1公差均为0.05mm时，锥度配合部分最大径向间隙0.1mm，此时轴向尺寸变动为tan(15°)＝0.1/X(轴向尺寸变动范围)，X＝0.1/tan(15°) ＝0.37mm；

由于本实用新型的结构以锥度配合部分作为定位面(原有连接器定位有所区别的定位面是绝缘体与界面压缩部分)，故公差变动应尽量减小，建议尺寸公差按0.05mm控制，考虑界面压缩尺寸最大为20％，界面厚度为2mm 时，界面压缩应控制在0.4mm以内，所以，本实用新型的最适第一锥度面 1-3和第二锥度面13-1的锥度配合角度应取15度，方能保证连接器结构合理。

由于本实用新型的电连接器的工作温度为-65℃～260℃，依据 EN2997-001中振动试验的要求，按照EN2591-403试验方法B(按照图7 的振动图谱要求)进行试验(该方法以及振动图谱均为现有技术)，图7 中横向X轴f为频率，纵向Y轴为功率谱密度。图谱中三条曲线中间的那条曲线①是驱动谱线，也就是在试验过程中应该按照曲线①设置振动图谱，上下两条虚线的曲线②和曲线③是保护线，在实际振动的过程中的曲线①不能超出那两条线。

3个互相垂直方向各8小时进行振动试验，选择2组电连接器(每组3 个)进行试验。第一组电连接器：试验中50％时间试验温度为(-65±2)℃， 50％的时间在环境温度下；第二组电连接器：试验中50％时间试验温度为 260℃高温。试验过程中，电连接器的输出不应出现1μs或大于1μs的电流间断及插座插头脱离。2组电连接器的输出电流均小于1μs，并且未出现插座插头脱离的现象。耐振动性能良好。

另外，高温寿命用于确定产品在规定时间内暴露在高温环境中引起连接器电特性和机械特性的变化。按GJB 1217A-2009方法1005进行试验， 1h为1个循环，1500个循环，每个循环包括(200±5)℃保持30分钟， (260±5)℃保持30分钟，温度变换时间不超过10s。试验后，绝缘材料、密封材料应无损伤，零件表面处理应无开裂、起层等现象。耐高温性能良好。

该电连接器为耐高温振动同时具备良好屏蔽性能的圆形电连接器，满足发动机的恶劣使用环境，实现电信号的传输。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，该电连接器包括相互对接的插头和插座，所述插头包括插头壳体、绝缘体组件、连接螺帽、插孔组件、摩擦垫圈、钢珠、锥形弹簧、开瓣压紧垫圈、定位键、固定卡爪、封线体，所述插孔组件轴向通过卡爪固定在绝缘体组件内部，绝缘体组件与插头壳体为小间隙配合，绝缘体组件通过定位键与插头壳体的定位键槽配合安装在插头壳体内部，防止绝缘体组件产生径向转动，且绝缘体组件通过固定卡爪轴向固定在插头壳体内，在绝缘体组件的末端通过粘接方式固定安装有封线体，所述连接螺帽通过开瓣压紧垫圈安装在插头壳体的外周，且在插头壳体的外周设有多个用于放置钢珠的容纳槽，在每个容纳槽内安装有锥形弹簧，钢珠置于锥形弹簧上方，连接螺帽的内周面将钢珠压在容纳槽内，在插头壳体与连接螺帽的对接面处设有第一环形凹槽，在第一环形凹槽内安装有摩擦垫圈；

所述插座包括圆盘壳体、接触体、密封圈、界面封严体、玻璃绝缘体，玻璃绝缘体固定在圆盘壳体中，在玻璃绝缘体的前端设有界面封严体，接触体通过玻璃烧结固定在玻璃绝缘体内部的孔腔中，且对接端穿出界面封严体，在圆盘壳体内周设有第二环形凹槽，在第二环形凹槽内安装有密封圈，在插座与插座对接后实现密封；

在所述连接螺帽的内周设有内螺纹，在所述圆盘壳体的对接端外周设有与内螺纹相匹配的外螺纹，插头与插座通过内螺纹和外螺纹连接。

2.如权利要求1所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，所述绝缘体组件包括前绝缘体和后绝缘体，前绝缘体粘接固定在后绝缘体前端，在后绝缘体内部设有卡爪腔，卡爪安装在插孔组件外周，且卡爪安装在卡爪腔中，实现插孔组件的固定。

3.如权利要求2所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，所述前绝缘体和后绝缘体均采用耐高温的硅酮粉4552制成，所述封线体和界面封严体均采用高温硅橡胶制成。

4.如权利要求1所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，在所述插头壳体的对接端外周设有第一锥度面，在所述插座的圆盘壳体对接面内周设有与第一锥度面相匹配的第二锥度面，且所述第一锥度面和第二锥度面之间的锥度配合角度为15°。

5.如权利要求1所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，所述插头壳体采用06Cr19Ni10不锈钢棒制成。

6.如权利要求1所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，所述连接螺帽的内螺纹处涂有石墨润滑脂。

7.如权利要求1所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，在所述插头壳体与封线体之间的灌封处采用灌封胶灌封处理。

8.如权利要求1所述的一种高可靠耐振动环境的屏蔽型电连接器，其特征在于，所述界面封严体的厚度为2mm。

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