一種小插拔力插接件

黃小莊，任小中

（1.河南科技大學，河南洛陽　471003；2.河南天海電器有限公司，河南鶴壁　458030）

一種小插拔力插接件

黃小莊1，2，任小中1

（1.河南科技大學，河南洛陽471003；2.河南天海電器有限公司，河南鶴壁458030）

介紹B型結(jié)構(gòu)、彈片式結(jié)構(gòu)、雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的優(yōu)缺點，其中雙倒刺結(jié)構(gòu)插座是一種小插拔力結(jié)構(gòu)的插座，結(jié)構(gòu)可靠、性能穩(wěn)定，與其配合的腔體結(jié)構(gòu)簡單，成型容易。

彈片式；雙倒刺結(jié)構(gòu)；插接件；小插拔力

隨著社會的進步，汽車作為日常交通工具越來越普遍，伴隨著人們生活水平的提高，對汽車的功能要求越來越多。線束作為汽車的脈絡和神經(jīng)，遍布汽車各處，連接器是線束和電氣設備之間的橋梁，通過各個連接器的連接使汽車各個功能（起動機、車輛燈光、喇叭、發(fā)電機、空調(diào)壓縮機、冷卻風扇、刮水器、電動車窗等）得以實現(xiàn)。

伴隨汽車功能的增多，連接器的種類及連接器孔位數(shù)也越來越多。連接器孔位數(shù)的增多，將造成連接器的插拔力變大，使連接器對插困難。在直插式汽車電器盒［1-2］中，電器件（如繼電器）通常是多插頭形式的組合件：一般有4、5個插頭端，多的達9個。如果單個插接件（插頭和插座）間插拔力大，將造成整體的插拔力更大，使電器件插拔更加困難，給生產(chǎn)線裝配和維修帶來了巨大不便。插接件包括插頭和插座，插頭插入插座可完成電器連接；插座接收插頭形成電氣連接［3］。連接器的插拔力是各個孔位的插頭和插座插拔力的總和，因而插頭和插座之間的插拔力是連接器插拔力的決定因素。

插頭分為片形結(jié)構(gòu)和圓柱形結(jié)構(gòu)2種。本文針對常用的片形結(jié)構(gòu)插接件進行分析，插頭為一片狀體，結(jié)構(gòu)簡單。常用的插座結(jié)構(gòu)有B型結(jié)構(gòu)、彈片式結(jié)構(gòu)、雙倒刺結(jié)構(gòu)3種。

1　B型結(jié)構(gòu)插座

B型結(jié)構(gòu)插座如圖1所示。該結(jié)構(gòu)的插座是靠其間隙H1與插頭過盈配合起導通作用。插座與插頭配合時初始插拔力比較大，插入比較困難。在使用中因震動和材料的應力釋放及重復插拔的因素影響，H1將逐漸變大，插頭和插座間的插拔力會減小，從而導致插頭和插座的接觸性能逐漸變差、接觸電阻變大、溫度升高，從而影響電性能。同時，該結(jié)構(gòu)的插座對其適配腔體結(jié)構(gòu)中的彈舌結(jié)構(gòu)要求較高，彈舌斷裂、拉毛等導致插座脫落是常見的失效模式。

圖1　B型插座

圖2　彈片式插座

2　彈片式結(jié)構(gòu)插座

彈片式結(jié)構(gòu)插座見圖2。該結(jié)構(gòu)的插座是依靠其彈片與插頭配合，使插頭插入插座中起導通作用。由于引進了彈性結(jié)構(gòu)，使插頭插入插座的力相對比較小，但該結(jié)構(gòu)的插座因材料的應力釋放重復插拔的影響，彈片的彈性將逐漸減弱，使插頭在插座中沒有初始時接觸牢靠，降低了連接導通的電性能。該插座由插座的倒刺與腔體配合，使插座固定到腔體中，對倒刺的強度要求較高，而插座因?qū)ㄐ枰?，普遍采用導電性好的銅材料，材料相對比較軟，強度不太高，倒刺容易失效。

圖3　雙層插座

3　雙倒刺結(jié)構(gòu)插座

雙倒刺結(jié)構(gòu)插座是本文介紹的小插拔力插座，如圖3所示。該結(jié)構(gòu)的插座由2種材料復合而成：①插座內(nèi)部采用導電性能好的銅材料；②插座外部采用彈性好的鋼材料。

插座與插頭配合部位采用彈性結(jié)構(gòu)，使插頭插入時比較輕松。插座外部采用彈性好的鋼材料結(jié)構(gòu)，一方面使插座彈性接觸導通部分不易變形，從而保障與插頭配合的電性能穩(wěn)定，不會因重復插拔、震動等因素使連接電性能下降。另一方面與腔體配合部分為鋼材料的雙倒刺結(jié)構(gòu)，倒刺強度比較大，不會彎曲失效，可以使插座牢牢固定到腔體中而不易脫落。適配該插座的腔體結(jié)構(gòu)簡單，成型容易。

4　性能對比試驗

根據(jù)國家標準QC／T417—2001的規(guī)定：單線片式插接件初始時的接觸電阻最大值為5mΩ，試驗后的接觸電阻最大10mΩ。本文引用上述3種插座結(jié)構(gòu)，分別選用一種插座采用同一種插頭做如下試驗，結(jié)果見表1。

根據(jù)表1進行分析如下。

1）不同結(jié)構(gòu)的插座，接觸電阻和最大試驗電流能力［4］基本相當。

2）B型結(jié)構(gòu)和彈片式結(jié)構(gòu)的插座第1次插入力和第1次拔出力，遠遠大于雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的第1次插入力和第1次拔出力。

3）第1次拔出力與第10次拔出力相比，雙倒刺結(jié)構(gòu)插座性能穩(wěn)定。

4）雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的插入力和拔出力均小于B型結(jié)構(gòu)和彈片式結(jié)構(gòu)的插座。

綜上可以看出，在不影響電性能的情況下，雙倒刺結(jié)構(gòu)插座插拔力比較小。

表1　插座性能比較

5　應用與總結(jié)

目前，雙倒刺結(jié)構(gòu)插座已逐漸應用在多線連接器和直插式汽車電器盒中，如中華M4汽車電器盒中的繼電器和熔斷絲插座的應用；長安悅翔、逸動和中通客車等車型多線連接器中的應用。

總之，雙倒刺結(jié)構(gòu)插座的應用，使端子與電器盒和護套的配合更牢固，使用操作更輕松。把該結(jié)構(gòu)的端子應用于多孔連接器和直插式熔斷絲盒中優(yōu)勢更明顯，對生產(chǎn)線上需要長時間重復操作的員工而言更容易接受。

［1］黃小莊，周利蘋，等.一種組合式汽車電器盒的設計與應用［J］.汽車電器，2013（10）：28-30.

［2］谷孝衛(wèi)，張震華.車用中央電器盒的裝配與檢測［J］.汽車電器，2013（8）：25-29.

［3］QC／T417—2001，車用電線束插接器［S］.北京：中國標準出版社，2001.

［4］SAE／USCAR-2 PERFORMANCE SPECIFICATION FOR AUTOMOTIVE ELECTRICAL CONNECTOR SYSTEMS［S］.

（編輯心翔）

Introduction of A Small Plug Connector

HUANG Xiao-zhuang1，2，REN Xiao-zhong1
（1.Henan University of Science and Technology，Luoyang 471003，China；2.Henan Tianhai Electric Co.，Ltd.，Hebi 458030，China）

This paper discusses pros and cons of sockets with B-type，spring pin or dual-barb structure，in which the dual-barb socket has small plug force，reliable structure，stable performance，and simple shell structure that is easy to produce.

spring pin；dual-barb structure；connector；small plug force

U463.62

A

1003-8639（2016）07-0060-02

2015-12-02；

2015-12-18

黃小莊，（1980-），男，河南焦作人，工程師，主要從事連接器、電器盒的設計開發(fā)與應用工作。