一种具有防表面磨损功能接触件的电连接器及其插拔方法与流程

本发明属于电连接器技术领域，特别涉及一种具有防表面磨损功能接触件的电连接器及其插拔方法。

背景技术：

电连接器是传递电能和信号必不可少的接口元件，在航空、航天、兵器、电子等工业部门的装备系统中应用范围大、数量可观、地位重要。电连接器接触失效约占总失效的45.1％，而引起失效的部分原因是接触件表面镀层在插拔过程中的磨损，磨损也会引起接触件表面氧化腐蚀，使接触件的接触性能下降，影响导电性能和信号传输的稳定性。

目前大部分接触件主要依靠开槽收口式的插孔簧片结构发生弹性变形产生接触压力，在插拔过程中，由于存在较大的摩擦力，会使接触件表面的镀层发生磨损，促使接触件表面氧化腐蚀加剧，从而引起接触性能的下降，而磨损在开槽收口式簧片插孔结构中无法避免。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有防表面磨损功能接触件的电连接器及其插拔方法，来减缓电连接器在插拔过程中的磨损，使电连接器的寿命和可靠性得到提高。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的。

本发明一种具有防表面磨损功能接触件的电连接器，包括上壳体、下壳体、壳体锁解件、绝缘体、非等截面开槽簧片、非等截面开槽簧片内镀层、插针、插针外镀层、簧片外接线端子、簧片底部绝缘块、弹簧和弹簧固定针。绝缘体固定套置在下壳体内；所述的绝缘体开设有至少两排簧片安装孔，每排至少三个簧片安装孔；所述的簧片安装孔由顶部的锥形孔和底部的圆柱孔组成；圆柱孔底部开设有针孔和电线过孔；簧片安装孔的锥形孔顶部直径大于底部直径；每个簧片安装孔内设置一片非等截面开槽簧片和一个弹簧；所述的非等截面开槽簧片包括一体成型的弹性片基底和两片弹性片；两片弹性片的内侧面均设有非等截面开槽簧片内镀层；所述弹性片基底的底部固定有簧片底部绝缘块；簧片底部绝缘块内固定有与弹性片基底接触的簧片外接线端子；外接线端子连接的外部电线从圆柱孔底部的电线过孔穿出；两片弹性片内侧的非等截面开槽簧片内镀层合围成一个中空且有两个侧部槽口的圆台形，该圆台形靠近弹性片基底的底面直径小于另一个底面直径；弹性片的外侧面母线与中心轴线的夹角大于非等截面开槽簧片内镀层母线与中心轴线的夹角，且大于簧片安装孔的锥形孔母线与中心轴线的夹角；弹簧自由状态下的长度大于圆柱孔的长度；弹簧底端与弹簧固定针固定，弹簧固定针穿出针孔外，且弹簧固定针设有一体成型的弯折段，弯折段由绝缘体的限位端面限位。上壳体在与每个簧片安装孔对应位置处均开设有一个插针线端子固定孔，每个插针线端子固定孔内固定有一个插针外接线端子；每个插针外接线端子与一根插针固定；插针外接线端子连接有外部电线；所述的插针包括一体成型的圆柱体部分和半球形部分，圆柱体部分直径等于半球形部分直径；圆柱体部分和半球形部分外均设有插针外镀层；插针外镀层的横截面最大尺寸小于或等于两片弹性片内侧非等截面开槽簧片内镀层合围成的中空圆台形的最小内径；非等截面开槽簧片采用耐磨材料。所述的壳体锁解件实现上壳体与下壳体的锁定和解锁。

进一步，所述的壳体锁解件包括壳体弹簧片、螺栓和壳体挡片；壳体弹簧片设置在壳体挡片和下壳体之间的空间内；所述的壳体挡片设有一体成型的壳体卡扣，并开设有两个通孔；壳体弹簧片整体呈弧形，且两端分别设有一体成型的折弯板和抽拉板；所述的壳体弹簧片开设有两个调节槽；折弯板与壳体卡扣位于同一端，抽拉板置于壳体挡片和下壳体之间的空间外；壳体弹簧片的调节槽与壳体挡片对应位置的通孔及下壳体对应位置的螺纹孔通过螺栓连接；下壳体两侧均设有壳体锁解件；上壳体两侧均开设有壳体卡口，每个壳体卡口与一个壳体锁解件的壳体卡扣位置对齐；壳体卡口外沿处设有导向斜面。

进一步，所述的弹簧固定针首先是直的状态与弹簧底端焊接，弹簧放入簧片安装孔且弹簧固定针穿出针孔外后，再将弹簧固定针折弯形成弯折段。

进一步，所述的非等截面开槽簧片采用铍青铜。

进一步，所述非等截面开槽簧片内镀层和插针外镀层的材料均为金。

进一步，所述弹簧的顶端与簧片底部绝缘块固定。

进一步，所有外部电线均由固定在下壳体侧部的束线半圆块压紧固定。

该具有防表面磨损功能接触件的电连接器的插拔方法，具体如下：

插接过程如下：将上壳体置于下壳体上；每根插针插入对应位置的一片非等截面开槽簧片内；由于插针外镀层的横截面最大尺寸小于或等于两片弹性片内侧非等截面开槽簧片内镀层合围成的中空圆台形的最小内径，非等截面开槽簧片内镀层和插针外镀层之间有空隙，所以插针刚开始插入非等截面开槽簧片内到与非等截面开槽簧片的弹性片基底接触过程中，插针外镀层无摩擦地插入非等截面开槽簧片；然后，插针继续向下壳体内插入，带动非等截面开槽簧片同步运动，此时非等截面开槽簧片与插针没有相对运动，所以非等截面开槽簧片内镀层和插针外镀层不会产生磨损，而簧片安装孔的锥形孔形状为上大下小，所以随着插针的插入，非等截面开槽簧片的两片弹性片逐渐向插针方向压缩，使原本插针和非等截面开槽簧片之间的空隙消失，从而使非等截面开槽簧片和插针压紧在一起；上壳体与下壳体的相对面接触后，非等截面开槽簧片运动到位；弹簧处于最大压缩状态；此时，壳体挡片上的壳体卡扣在导向斜面作用下嵌入上壳体的壳体卡口内；最后，将壳体弹簧片向上推，使壳体弹簧片的调节槽的下限位孔和螺栓侧面接触，壳体弹簧片的折弯板限制壳体卡扣从壳体卡口中脱离，从而实现上壳体和下壳体的锁紧。

拔离过程如下：先向下拉壳体弹簧片，使调节槽的上限位处与螺栓侧面接触，再向里按壳体挡片靠近壳体卡扣部位，壳体挡片靠近壳体卡扣部位向里倾斜带动壳体卡扣完全离开壳体卡口；将上壳体拔出，此时非等截面开槽簧片在弹簧回复力作用下上弹，当非等截面开槽簧片和插针仍处于压紧状态时，非等截面开槽簧片和插针同步上弹，非等截面开槽簧片内镀层和插针外镀层不会产生磨损；上壳体继续拔出到簧片安装孔不再压缩非等截面开槽簧片的两片弹性片时，非等截面开槽簧片恢复弹性变形前的状态，非等截面开槽簧片也不再压紧插针，此时由于插针外镀层与非等截面开槽簧片内镀层之间有空隙，插针外镀层无摩擦地从非等截面开槽簧片内拔出，从而实现上壳体和下壳体的解锁。

本发明具有的有益效果：

本发明电连接器的接触件实现电连接的表面在插拔过程中几乎无磨损，转而让采用耐磨材料的非等截面开槽簧片实现摩擦磨损，来减缓电连接器在插拔过程中的磨损，使电连接器连接更加稳定可靠，从而使电连接器的寿命和可靠性得到提高。

附图说明

图1是本发明电连接器的整体结构立体图；

图2是本发明电连接器的整体结构剖视图；

图3是本发明的插针未完全插入非等截面开槽簧片时的立体图；

图4是本发明的簧片安装孔结构剖视图；

图5是本发明的插针完全插入非等截面开槽簧片并与弹性片基底接触时的结构剖视图；

图6是本发明的插针插入到位状态的结构剖视图；

图7是本发明的弹簧固定针未折弯前的示意图；

图8是本发明的弹簧固定针折弯后的示意图；

图9是本发明电连接器的侧视图；

图10是本发明电连接器的底部示意图；

图11是本发明电连接器锁紧状态下的局部示意图；

图12是本发明电连接器解锁状态下的局部示意图；

图13是本发明电连接器锁紧状态下的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1、2和3所示，一种具有防表面磨损功能接触件的电连接器，包括上壳体10、下壳体12、壳体锁解件、绝缘体1、非等截面开槽簧片3、非等截面开槽簧片内镀层4、插针5、插针外镀层6、簧片外接线端子7、簧片底部绝缘块8、弹簧9和弹簧固定针20。绝缘体1固定套置在下壳体12内；绝缘体1开设有至少两排簧片安装孔2，每排至少三个簧片安装孔2；如图2和4所示，簧片安装孔2由顶部的锥形孔和底部的圆柱孔组成；圆柱孔底部开设有针孔和电线过孔；簧片安装孔2的锥形孔顶部直径d1大于底部直径d2，这样可以对插入物体起限位作用；如图2、3和5所示，每个簧片安装孔2内设置一片非等截面开槽簧片3和一个弹簧9；非等截面开槽簧片3包括一体成型的弹性片基底和两片弹性片；两片弹性片的内侧面均设有非等截面开槽簧片内镀层4；弹性片基底底部固定有簧片底部绝缘块8，簧片底部绝缘块使非等截面开槽簧片3和弹簧9绝缘；簧片底部绝缘块8内固定有与弹性片基底接触的簧片外接线端子7；外接线端子7连接的外部电线从圆柱孔底部的电线过孔穿出；两片弹性片内侧的非等截面开槽簧片内镀层4合围成一个中空且有两个侧部槽口的圆台形，该圆台形靠近弹性片基底的底面直径小于另一个底面直径；弹性片的外侧面母线与中心轴线的夹角大于非等截面开槽簧片内镀层4母线与中心轴线的夹角(使得弹性片与非等截面开槽簧片内镀层4构成的组件厚度处处不相等，即形成非等截面)，且大于簧片安装孔2的锥形孔母线与中心轴线的夹角，使得设有插针外镀层6的插针5与非等截面开槽簧片3的弹性片基底接触后，非等截面开槽簧片内镀层4顶部与插针圆柱体部分处插针外镀层6之间的空间大于底部与插针圆柱体部分处插针外镀层6之间的空间，插针5继续插入时，锥形孔对弹性片的压紧先是弹性片顶部收缩快于底部，非等截面开槽簧片内镀层4顶部与插针圆柱体部分处插针外镀层6之间的空间缩小较快，直到非等截面开槽簧片内镀层4顶部与插针圆柱体部分处插针外镀层6之间的空间等于底部与插针圆柱体部分处插针外镀层6之间的空间时，锥形孔对弹性片的顶部与底部的压紧速度一致，如此保证了弹性片最后压紧插针5时各横截面位置处施力的一致性和同时性，从而保证弹性片对插针5的压紧可靠；弹簧9自由状态下的长度大于圆柱孔的长度；弹簧9底端与弹簧固定针20固定，弹簧固定针20穿出针孔外，且弹簧固定针20设有一体成型的弯折段，弯折段由绝缘体的限位端面限位，从而用于对弹簧9底端进行限位。图1和2所示，上壳体10在与每个簧片安装孔2对应位置处均开设有一个插针线端子固定孔，每个插针线端子固定孔内固定有一个插针外接线端子11；每个插针外接线端子11与一根插针5固定；插针外接线端子11连接有外部电线；插针5包括一体成型的圆柱体部分和半球形部分，圆柱体部分直径等于半球形部分直径；圆柱体部分和半球形部分外均设有插针外镀层6；插针外镀层6的横截面最大尺寸小于或等于两片弹性片内侧非等截面开槽簧片内镀层4合围成的中空圆台形的最小内径；非等截面开槽簧片3采用耐磨材料(如铍青铜)，与绝缘体1进行插拔摩擦，非等截面开槽簧片内镀层4和插针外镀层6的材料均为金，非等截面开槽簧片内镀层4和插针外镀层6无相对滑动，不产生摩擦。铍青铜的耐磨程度远远大于金。

其中，弹簧固定针20首先是直的状态(图7)与弹簧9底端焊接，弹簧9放入簧片安装孔2且弹簧固定针20穿出针孔外后，再将弹簧固定针折弯形成弯折段(图8)。

如图2、11、12和13所示，壳体锁解件包括壳体弹簧片15、螺栓18和壳体挡片22；壳体弹簧片15设置在壳体挡片22和下壳体12之间的空间内；壳体挡片22设有一体成型的壳体卡扣13，并开设有两个通孔；壳体弹簧片15整体呈弧形，且两端分别设有一体成型的折弯板21和抽拉板；壳体弹簧片15开设有两个调节槽；折弯板21与壳体卡扣13位于同一端，抽拉板置于壳体挡片22和下壳体12之间的空间外；壳体弹簧片15的调节槽与壳体挡片22对应位置的通孔及下壳体12对应位置的螺纹孔通过螺栓18连接；下壳体12两侧均设有壳体锁解件；上壳体10两侧均开设有壳体卡口14，每个壳体卡口14与一个壳体锁解件的壳体卡扣13位置对齐；壳体卡口14外沿处设有导向斜面。上壳体10和下壳体12的连接采用壳体卡扣13和壳体卡口14进行，将壳体弹簧片15向上推，使壳体弹簧片15的调节槽的下限位孔19(图11)和螺栓18侧面接触时，向里按壳体挡片22，壳体弹簧片15的折弯板21(图13)会限制壳体卡扣13从壳体卡口14中脱离，从而实现上壳体10和下壳体12的锁紧。因此，要拔出时，先向下拉壳体弹簧片15，使调节槽的上限位处17(图12)与螺栓18侧面接触，再向里按壳体挡片22靠近壳体卡扣13部位时，壳体挡片22靠近壳体卡扣13部位可以向里倾斜带动壳体卡扣13完全离开壳体卡口14，从而可以分离上壳体10和下壳体12。

作为优选实施例，如图5所示，弹簧9顶端与簧片底部绝缘块8固定。

作为优选实施例，如图9和10所示，为整理方便，所有外部电线统一由固定在下壳体12侧部的束线半圆块16压紧固定。

该具有防表面磨损功能接触件的电连接器的插拔方法，具体如下：

如图2、5、6、11和13所示，插接过程如下：将上壳体10置于下壳体12上；每根插针5插入对应位置的一片非等截面开槽簧片3内；由于插针外镀层6的横截面最大尺寸小于或等于两片弹性片内侧非等截面开槽簧片内镀层4合围成的中空圆台形的最小内径，非等截面开槽簧片内镀层4和插针外镀层6之间有空隙，所以插针5刚开始插入非等截面开槽簧片3内到与非等截面开槽簧片3的弹性片基底接触过程中(图5)，能保证插针外镀层6无摩擦地插入非等截面开槽簧片3；然后，插针5继续向下壳体12内插入，带动非等截面开槽簧片3同步运动，此时非等截面开槽簧片3与插针5没有相对运动，所以非等截面开槽簧片内镀层4和插针外镀层6不会产生磨损，而簧片安装孔2的锥形孔形状为上大下小，所以随着插针5的插入，非等截面开槽簧片3的两片弹性片逐渐向插针5方向压缩，使原本插针5和非等截面开槽簧片3之间的空隙消失，从而使非等截面开槽簧片3和插针5压紧在一起；上壳体10与下壳体12的相对面接触后，非等截面开槽簧片3运动到位(图6)；弹簧9处于最大压缩状态；此时，壳体挡片22上的壳体卡扣13在导向斜面作用下嵌入上壳体10的壳体卡口14内；最后，将壳体弹簧片15向上推，使壳体弹簧片15的调节槽的下限位孔19(图11)和螺栓18侧面接触，壳体弹簧片15的折弯板21(图13)限制壳体卡扣13从壳体卡口14中脱离，从而实现上壳体10和下壳体12的锁紧。

如图2、5、6、12和13所示，拔离过程如下：先向下拉壳体弹簧片15，使调节槽的上限位处17(图12)与螺栓18侧面接触，再向里按壳体挡片22靠近壳体卡扣13部位，壳体挡片22靠近壳体卡扣13部位向里倾斜带动壳体卡扣13完全离开壳体卡口14；将上壳体10拔出，此时非等截面开槽簧片3在弹簧9回复力作用下上弹，当非等截面开槽簧片3和插针5仍处于压紧状态时，非等截面开槽簧片3和插针5同步上弹，非等截面开槽簧片内镀层4和插针外镀层6不会产生磨损；上壳体10继续拔出到簧片安装孔2不再压缩非等截面开槽簧片3的两片弹性片时，非等截面开槽簧片3恢复弹性变形前的状态，非等截面开槽簧片3也不再压紧插针5，此时由于插针外镀层6与非等截面开槽簧片内镀层4之间有空隙，插针外镀层6无摩擦地从非等截面开槽簧片3内拔出，从而实现上壳体10和下壳体12的解锁。

以上仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。