CN102324652B - 旋变接插件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋变接插件，要解决的技术问题是提高电动汽车电机用接插件的接触可靠性。本发明的旋变接插件由插头***插座中构成，插头的插孔绝缘体内装有封线体，封线体内设置有线簧插孔，线簧插孔设有筒状的内套，弹簧丝按照与内套孔轴线成8°至15°角度设于内套的内壁上，在内套孔里形成双曲面形孔；插座的插针绝缘体的两端分别开有盲孔，两盲孔之间为隔板，插针穿过隔板并分别伸进盲孔内；插孔绝缘体***插针绝缘体的盲孔，插针***双曲面形孔内，插针与构成双曲面形孔的弹簧丝形成紧密接触。本发明与现有技术相比，旋变插接件采用线簧插孔，提高了电动汽车电机用接插件接触可靠性，降低了接触电阻，操作简便，提高了接插件的使用寿命。

Description

旋变接插件

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的电连接器，特别是一种电动汽车电机用的接插件。

背景技术

随着全球能源危机的加剧和绿色、环保产业的发展，新能源电动汽车的研发和产业化势在必行。现有技术的多种新能源电动汽车电机上所使用的接插件，普遍采用单簧片式的插孔作为接插件连接器，这种结构的接插件连接器通常用在室内固定设备上接触较好，而用在电动汽车的电机上，当汽车行驶过程中路况出现急剧颠簸时，单簧片受到颠簸产生的冲击力，单簧片被挤压和复位，这期间电路可能出现瞬断现象。另外，由于接插件长期浸泡在80°C的高温油中工作，当高温油中混入微小金属屑时，可能导致接触件短路现象。以上两种现象都可能造成行车安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋变接插件，要解决的技术问题是提高电动汽车电机用接插件的接触可靠性，增加其耐高温、防油和防水能力。

本发明采用以下技术方案：一种旋变接插件，由插头***插座中构成，所述插头设有插孔绝缘体，插孔绝缘体内装入有封线体，封线体内设置有线簧插孔，所述线簧插孔设有筒状的内套，五至十根弹簧丝按照与内套孔轴线成8°至15°角度设于内套的内壁上，弹簧丝在内套孔里形成双曲面形孔；所述插座设有插针绝缘体，插针绝缘体的两端分别开有同轴的第一盲孔和第二盲孔，两盲孔之间为隔板，插针穿过隔板并分别伸进第一盲孔和第二盲孔内；所述插孔绝缘体***插针绝缘体的第一盲孔内，插针***双曲面形孔内，插针与构成双曲面形孔的弹簧丝形成紧密接触。

本发明的封线体截面为矩形体，矩形外缘的中部设有两圈向外的圆弧凸起，其内部开有装入线簧插孔的孔，轴线与矩形体的截面垂直，孔的两端开有沉孔，孔的内部沿轴向上分别被两个内径较大的内部圆孔分为三段。

本发明的插孔绝缘体外缘设有密封圈，封线体与插孔绝缘体形成过盈配合，第二盲孔插针的***面注入有密封胶。

本发明的密封圈截面为筒状，筒状外缘的中部为一圈向外的圆弧凸起，圆弧凸起的两侧从密封圈两端部至圆弧的结束处密封圈的厚度逐步增加，筒形内缘凸起对应的内圈处有一圈凹槽。

本发明的插孔绝缘体右端的外缘上开有槽，槽内装入密封圈的一侧，插孔绝缘体的右端面装有绝缘体压板，绝缘体压板的周向侧边压住密封圈凸起另一侧。

本发明的插孔绝缘体的外缘相对两边各设有一个与插孔绝缘体外壁构成U型的弹性翘起的片状的锁紧片，锁紧片与插孔绝缘体外壁连接处的根部开有槽，使根部分开为槽的两侧，两侧延伸至锁紧片中间部位处再连通封闭，再次形成U型，在锁紧片的中间部位两侧各垂直连接有一个向两侧凸出的锁紧块，锁紧片的端部为向外翘起的翘起端；所述第一盲孔内壁，沿轴向开有180°分布的锁紧槽，锁紧槽中部尺寸大于两侧尺寸；所述锁紧片***锁紧槽内与与其相配合，锁紧块***锁紧槽中部较大尺寸处并与其相配合

本发明的弹簧丝为五根，与内套孔轴线成8.5°角度设于内套的内壁上，弹簧丝采用直径为0.12mm的铍青铜镀金丝。

本发明的内套外一端设有套置的外套，内套外另一端设有套置的后套，后套与外套衔接的一端的开孔与其内部和另一端的孔不相通，另一端的端部孔径大于后套内部的孔径。

本发明的插孔绝缘体的外侧设置有一个以上矩形体的导向键，第一盲孔内壁开有一个以上沿轴向的第一导向键槽，导向键，***第一导向键槽内。

本发明的一组插孔绝缘体和插针绝缘体材料的颜色相同。

本发明与现有技术相比，旋变插接件采用线簧插孔，提高了电动汽车电机用接插件接触可靠性，降低了接触电阻，采用双侧双卡的锁紧方式，使连接器的插头与插座的连接可靠，操作简便，不同角度的导向键和导向键槽与多种绝缘体颜色实现防误插，采用O形密封圈与一体化封线体密封结构、耐超高温度180℃、耐油和耐老化的塑胶材料，增加了其耐高温、防油和防水的功能，提高了接插件的使用寿命。

附图说明

图1-1是现有技术接插件插孔结构示意图。

图1-2是图1-1的A-A视图。

图2-1是现有技术接插件密封圈结构示意图。

图2-2是图2-1的左视图。

图3-1是现有技术接插件封线体结构示意图。

图3-2是图3-1的左视图。

图4是本发明旋变接插件的线簧插孔结构示意图。

图5-1是本发明的接插件密封圈结构示意图。

图5-2是图5-1的剖视图。

图5-3是图5-1的俯视图。

图6-1是本发明旋变接插件的封线体结构示意图。

图6-2是图6-1的剖视图。

图6-3是图6-1的俯视图。

图7-1是本发明旋变接插件的插头结构示意图。

图7-2是图7-1的左视图。

图7-3是图7-1的俯视图。

图8-1是本发明旋变接插件的插座结构示意图。

图8-2是图8-1的右视图。

图8-3是图8-1的左视图。

图9-1是本发明旋变接插件的防误插黑色标外部端面图。

图9-2是本发明旋变接插件的防误插黑色标内部端面图。

图9-3是本发明旋变接插件的防误插棕色标外部端面图。

图9-4是本发明旋变接插件的防误插棕色标内部端面图。

图9-5是本发明旋变接插件的防误插灰色标外部端面图。

图9-6是本发明旋变接插件的防误插灰色标内部端面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的旋变接插件，由插头和插座构成，插头***插座中。

如图1-1和图1-2所示，现有技术的接插件，插头的插孔采用单簧片式的插孔结构，簧片材料为黄铜镀锡，弹性性能不好，抗疲劳性差，在强振动冲击时其单向悬臂梁式弹性结构容易出现瞬断现象，表面镀锡导致导电性能差、不耐磨损，在强振动冲击时无法确保受力方向上的可靠接触。

如图4所示，本发明的旋变接插件，插头的插孔采用线簧插孔3结构，线簧插孔3设有筒状的内套31，内套31外一端设有套置的外套32，内套31外另一端设有套置的后套34，后套34与外套32衔接的一端的开孔与其内部和另一端的孔不相通，另一端的端部孔径大于后套34内部的孔径。五至十根，优选为五根具有弹性的弹簧丝33按照与内套31孔轴线成8°至15°，优选为8.5°的角度设于内套31的内壁上，弹簧丝33在内套31孔里形成两头外径大、中间外径小的双曲面形孔331，将***双曲面形孔331内的插座上的插针6紧紧握住。弹簧丝33的两头在内套31的两端从内向外缘折边固定，也可以从里到外、再从外到里缠绕内套31的壁进行固定。

如图2-1和图2-2所示，现有技术用在插头与插座的插合界面处的密封圈为橡塑复合结构。该密封圈由橡胶制成向外凸起的圆弧部分起密封作用，由塑料制成矩形框部分起支撑和定位作用，橡胶部分与塑料部分通过模具成型压制在一起成为一个零件。

如图5-1、图5-2和图5-3所示，本发明用在插头上的密封圈4截面为筒状，筒状外缘的中部为一圈向外的圆弧凸起41，圆弧凸起41的两侧从密封圈4两端部42至圆弧的结束处43密封圈4的厚度逐步增加，筒形内缘凸起对应的内圈处有一圈凹槽44。装配插头时，凸起的一侧镶入插头的插孔绝缘体2外缘的槽22内，插头与插座插合到位时圆弧凸起41的突出部分与插座上的插针绝缘体8的内表面尺寸过盈受压接触形成密封结构。该密封圈4的结构既加强了防水、防油性能，结构简单，降低了插头与插座间的插合力与分离力，又降低了零件加工难度。密封圈4材料选用耐高温、耐油和耐老化综合性能好的氟硅橡胶加工，满足了汽车连接器的高温使用寿命要求。

如图3-1和图3-2所示，现有技术设置在插头后端插孔绝缘体内的封线体为单孔单封线体结构。

如图6-1、图6-2和图6-3所示，本发明的封线体1截面为矩形体，矩形体的倒角处为圆弧状。矩形外缘的中部设有两圈向外的圆弧凸起11。其内部开有6孔，6孔分为两排排列，每排3个，6孔的轴线平行，并与矩形体的截面垂直，每个孔的两端开有沉孔12，以方便对中穿入或拉出接好线的线簧插孔3，每个孔的内部沿轴向上分别被两个内径较大的内部圆孔13分为三段，该结构可以减少穿入或拉出接好线的线簧插孔3的阻力。本发明封线体1的结构既降低了插孔绝缘体2的模具加工难度，又简化了旋变接插件的装配工艺，装配时把封线体1直接压入插头的插孔绝缘体2内，使封线体1与插孔绝缘体2形成过盈配合，到位后直接穿入或拉出接好线的线簧插孔3，操作简单，方便维修。封线体1通过孔内径较小尺寸与电子线外径较大尺寸形成过盈配合的关系，容易保证密封要求，降低了电子线外径与封线体孔内径匹配导致的漏水、漏油发生的概率，进而提高了防水、防油密封性能。封线体1材料选用耐高温、耐油和耐老化综合性能好的氟硅橡胶加工，满足了汽车连接器的高温使用寿命要求。

如图7-1、图7-2和图7-3所示，插头设有插孔绝缘体2，插孔绝缘体2截面为矩形筒状，矩形筒状的倒角处为圆弧状。封线体1装入插孔绝缘体2内，装有电线的线簧插孔3设置在封线体1的孔内，封线体1的后套34至插孔绝缘体2右端的止退台阶21处。插孔绝缘体2右端的外缘上开有槽22，槽22内装入密封圈4的一侧，插孔绝缘体2的右端面装有绝缘体压板5，绝缘体压板5的截面形状为中心开有通孔的凹形盖，绝缘体压板5的周向侧边压住密封圈4凸起另一侧。插孔绝缘体2的外缘相对两宽边各设有一个与插孔绝缘体2外壁构成U型的弹性翘起的片状的锁紧片71，锁紧片71与插孔绝缘体2外壁连接处的根部开有槽，使根部分开为槽的两侧，两侧延伸至锁紧片71中间部位处再连通封闭，再次形成U型。在每个锁紧片71的中间部位两侧各垂直连接有一个向两侧凸出的锁紧块72，每个锁紧片71的端部为向外翘起、沿径向尺寸略大于中间部位的翘起端73。插孔绝缘体2的外侧设置有一个以上矩形体的导向键74。

由设置在插孔绝缘体2外缘的密封圈4和设置在插头内的封线体1共同构成插头的密封结构。

如图8-1、图8-2和图8-3所示，插座设有插针绝缘体8，插针绝缘体8为矩形体，矩形体的倒角处为圆弧状。插针绝缘体8的两端分别开有同轴的第一盲孔84和第二盲孔85，两盲孔之间为封闭形成两盲孔的隔板87。插针绝缘体8的中部隔板87处的外缘一侧连接有安装支板86，在安装支板86的长度方向、离开隔板87的一端面上钻有通孔，通孔内装有导套9，导套9通过注塑封装在插针绝缘体8上，导套9的轴线与第一盲孔84、第二盲孔85的轴线平行。插针绝缘体8外缘、位于安装支板86第一盲孔84的一侧沿周向开有槽，槽内设置有O形密封圈7。六根插针6按两排排列穿过插针绝缘体8的隔板87并分别伸进第一盲孔84和第二盲孔85内，第二盲孔85插针6的***面注入有一层密封胶10。第一盲孔84内壁开有一个以上沿轴向的第一导向键槽831。第二盲孔85的壁上、沿导套9与第一盲孔84中心连线方向并位于远离导套9一端，开有沿轴向的第二导向键槽832。沿导套9与第一盲孔84中心连线方向呈90°，第一盲孔84和第二盲孔85内壁，沿轴向开有180°分布的锁紧槽81，锁紧槽81中部尺寸大于两侧尺寸。与导套9与第二盲孔85中心连线呈90°的第二盲孔85的壁上开有两个观察孔82。

现有技术的连接器插头与插座的连接配合为一侧单向锁紧，当处于对应轴向的强振动冲击时一旦锁紧状态被解除，就会有插头与插座分离的危险。

本发明的插头的线簧插孔3与插座的第一盲孔84内的插针6插合时，插针6、线簧插孔3之间形成全圆周的多线紧密接触，该结构使得插针6、线簧插孔3之间的接触电阻小，接触电阻稳定，插接时需要的插拔力较小，使得接触件的磨损小、寿命长，在强振动、强冲击中能保持电接触可靠。因为当插头的线簧插孔3与插座内的插针6插合时，线簧插孔3中多根弹簧丝33圆周包绕在插针6的外表面上，使插针6在承受各个方向的振动与冲击时都能保证很好的电接触性能。双曲面线簧插孔3中弹簧丝33的材料为铍青铜镀金，具有优良的弹性性能、导电性能及耐磨损性能。

本发明的插头与插座的连接采用双侧双卡的锁紧结构，如图7-1所示，在插头上，在插孔绝缘体2两宽边外表面各设有一个U型弹性翘起的锁紧片71，每个锁紧片71的中间部位两侧各垂直凸出一个锁紧块72。如图8-1所示，在插座上，在插针绝缘体8内表面靠近第一盲孔口的位置且对应插合到位后的插头两宽边外表面锁紧片71上的锁紧块72位置各设置一对锁紧槽81。锁紧片71***锁紧槽81内与与其相配合，锁紧块72***锁紧槽81中部较大尺寸处并与其相配合。

两个U形弹性翘起的锁紧片71上的锁紧块72***插座内侧锁紧槽81较大尺寸处，使得两个锁紧结构分别独立且方向相对，当插头与插座插合到位时插孔绝缘体2上两边锁紧片71的锁紧块72都处于***座上的锁紧槽81锁紧，在最不利的插头与插座沿轴向的强振动冲击时，即振动的方向垂直弹性翘起的锁紧片71的翘起方向上，在冲击力的正反两个方向始终有一个U型弹性翘起的锁紧片71保持锁紧块72处于锁紧槽81内的锁紧状态，只要有一侧处于锁紧状态，就能确保连接器插头与插座可靠连接。当连接插头与插座时，插头直接***插座内，到位时可在锁紧槽81垂直插座外表面处的观察孔内看见U型弹性翘起的锁紧片71上锁紧块72滑入锁紧槽81内，并可听见“啪”的声音。当分离插头与插座时，用两手指一同向内压下U型弹性翘起的锁紧片71的翘起端73，轻拉插头就可实现插头与插座的分离，连接与分离插头与插座方便。

由于电动汽车电机对插座的输入与输出要求防误插，在本发明的旋变接插件中，采用了防误插导向结构，防误插导向结构由导向键74和第一导向键槽831的设置角度与不同颜色绝缘体的标志组合构成。插头上不同位置的导向键74为凸起单键，或插头上的导向键74为凸起双键，对应插座不同位置的单或双导向键槽831，只有对应该导向键槽831相同角度的导向键74的插头才能实现连接，插头与插座间通过导向键74与导向键槽831才能准确的定位连接。为了解决同一辆车上应用多个旋变接插件情况下的防误插，改变导向键74与导向键槽831的角度位置，得到的旋变接插件为导向键74和导向键槽831各不相同的结构，该不同结构的旋变接插件可保证在一种以上旋变接插件中实现互相防误插。通过防误插导向结构，可以快速地进行插头与插座的插合，满足了在同一辆汽车上同时使用多个旋变接插件的安全要求。每组插孔绝缘体2和插针绝缘体8还可以分别采用同种颜色材料的加工而成，相配套的插头插孔绝缘体2与插座插针绝缘体8颜色相同，该颜色组合可快速识别插头和与其相配套的插座。

如图9-1和图9-2所示，插孔绝缘体2和插针绝缘体8为黑色绝缘体，导向键74采用右侧水平设置单宽键，导向键槽831采用水平设置双窄键。

如图9-3和图9-4所示，插孔绝缘体2和插针绝缘体8为棕色绝缘体，导向键74采用右侧水平位置逆时针旋转45°单宽键，导向键槽831采用水平设置左侧窄键，右侧水平位置逆时针旋转45°窄键。

如图9-5和图9-6所示，插孔绝缘体2和插针绝缘体8为灰色绝缘体，导向键74采用右侧水平位置顺时针旋转45°单宽键，导向键槽831采用水平设置右侧窄键，左侧水平位置顺时针旋转45°窄键。

实施例，插孔绝缘体2、插针绝缘体8和绝缘体压板5采用帝斯曼(DSM)集团的高性能塑料STANYL品牌PA4/6料注塑加工。该材料良好的加工性便于模具设计与注塑成型，容易实现零件尺寸的控制要求，使接插件小型化有了保证，该材料优异的耐高温性能提高了接插件的耐高温、耐油和耐老化要求。封线体1采用长欣胶业(上海)有限公司的低硬度氟橡胶材料，密封胶10采用深圳市正基实业有限公司的单组份室温固化硅橡胶材料，插针6的外径为Φ1.02mm，内套31内径为Φ1.3mm，弹簧丝43采用直径为0.12mm的铍青铜镀金丝。具有以下特点：

1、线簧插孔接触可靠，接触电阻小，插拔柔和。

2、双侧双卡的锁紧方式使连接可靠，可以实现快速连接与分离。

3、防误插色标和导向键/槽***可准确导向，具有盲插和防误插功能。

4、耐振动，抗冲击。

5、装配简便，连接可靠，机械寿命可保证1000次。

6、插座可实现2个大气压差的密封，具有IP67的防水等级。

7、耐高温、防水、防油。

8、体积小，重量轻。

9、环保，符合由欧盟立法制定的标准《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances)的要求。

Claims (9)

1.一种旋变接插件，由插头***插座中构成，其特征在于：所述插头设有插孔绝缘体（2），插孔绝缘体（2）内装入有封线体（1），封线体（1）内设置有线簧插孔（3），所述线簧插孔（3）设有筒状的内套（31），五至十根弹簧丝（33）按照与内套（31）孔轴线成8°至15°角度设于内套（31）的内壁上，弹簧丝（33）在内套（31）孔里形成双曲面形孔（331）；所述插座设有插针绝缘体（8），插针绝缘体（8）的两端分别开有同轴的第一盲孔（84）和第二盲孔（85），两盲孔之间为隔板（87），插针（6）穿过隔板（87）并分别伸进第一盲孔（84）和第二盲孔（85）内；所述插孔绝缘体（2）***插针绝缘体（8）的第一盲孔（84）内，插针（6）***双曲面形孔（331）内，插针（6）与构成双曲面形孔（331）的弹簧丝（33）形成紧密接触；所述插孔绝缘体（2）的外缘相对两边各设有一个与插孔绝缘体（2）外壁构成U型的弹性翘起的片状的锁紧片（71），锁紧片（71）与插孔绝缘体（2）外壁连接处的根部开有槽，使根部分开为槽的两侧，两侧延伸至锁紧片（71）中间部位处再连通封闭，再次形成U型，在锁紧片（71）的中间部位两侧各垂直连接有一个向两侧凸出的锁紧块（72），锁紧片（71）的端部为向外翘起的翘起端（73）；所述第一盲孔（84）内壁，沿轴向开有180°分布的锁紧槽（81），锁紧槽（81）中部尺寸大于两侧尺寸；所述锁紧片（71）***锁紧槽（81）内与其相配合，锁紧块（72）***锁紧槽（81）中部较大尺寸处并与其相配合。 

2.根据权利要求1所述的旋变接插件，其特征在于：所述封线体（1）截面为 矩形体，矩形外缘的中部设有两圈向外的圆弧凸起（11），其内部开有装入线簧插孔（3）的孔，轴线与矩形体的截面垂直，孔的两端开有沉孔（12），孔的内部沿轴向上分别被两个内径较大的内部圆孔（13）分为三段。 

3.根据权利要求2所述的旋变接插件，其特征在于：所述插孔绝缘体（2）外缘设有密封圈（4），封线体（1）与插孔绝缘体（2）形成过盈配合，第二盲孔（85）的插针（6）的***面注入有密封胶（10）。 

4.根据权利要求3所述的旋变接插件，其特征在于：所述密封圈（4）截面为筒状，筒状外缘的中部为一圈向外的圆弧凸起（41），圆弧凸起（41）的两侧从密封圈（4）两端部（42）至圆弧的结束处（43）密封圈（4）的厚度逐步增加，筒形内缘凸起对应的内圈处有一圈凹槽（44）。 

5.根据权利要求4所述的旋变接插件，其特征在于：所述插孔绝缘体（2）右端的外缘上开有槽（22），槽（22）内装入密封圈（4）圆弧凸起（41）的一侧，插孔绝缘体（2）的右端面装有绝缘体压板（5），绝缘体压板（5）的周向侧边压住密封圈（4）圆弧凸起（41）的另一侧。 

6.根据权利要求5所述的旋变接插件，其特征在于：所述弹簧丝（33）为五根，与内套（31）孔轴线成8.5°角度设于内套（31）的内壁上，弹簧丝（33）采用直径为0.12mm的铍青铜镀金丝。 

7.根据权利要求6所述的旋变接插件，其特征在于：所述内套（31）外一端设有套置的外套（32），内套（31）外另一端设有套置的后套（34），后套（34）与外套（32）衔接的一端的开孔与其内部和另一端的孔不相通，后套（34）另一端的端部孔径大于后套（34）内部的孔径。 

8.根据权利要求7所述的旋变接插件，其特征在于：所述插孔绝缘体（2）的 外侧设置有一个以上矩形体的导向键（74），第一盲孔（84）内壁开有一个以上沿轴向的第一导向键槽（831），导向键（74）***第一导向键槽（831）内。 

9.根据权利要求8所述的旋变接插件，其特征在于：构成一组的插孔绝缘体（2）和插针绝缘体（8）材料的颜色相同。 

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