CN106532311B - 圆柱形插脚及其插头 - Google Patents
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Abstract
本发明所公开的圆柱形插脚及其插头，其中，圆柱形插脚包括设于插脚本体一端的导电段，所述的插脚本体上设有分隔界限以便于插脚本体的中段及尾段之间的区隔，插脚本体的中段构成绝缘包胶部，尾段构成接线部；且插脚本体的中段的硬度大于插脚本体的尾段的硬度。本发明便于后续对绝缘包胶部的注塑包胶；且该圆柱形插脚的绝缘包胶部的硬度高，相应的抗弯折度好，可满足相应的抗压测试以及滚筒跌落试验的要求。
Description
技术领域
本发明属于插头用插脚技术领域，具体涉及一种圆柱形插脚及其插头。
背景技术
当前世界各国正普遍采用一类局部绝缘体的圆柱形插脚，该类插头插脚上包裹的绝缘体在很大程度上降低了触电风险，因此被广泛推广应用。该类插头插脚通常采用实芯圆棒车制而成的加工方式，其材料浪费率高，生产效率低，成本高，同时铅含量超标，达不到欧盟环保要求；另外也有中国大陆的专利申请所公开的用于电连接的圆柱形插针的制作方法，其中申请号为2008100628509，具体地，其是采用连续冲压拉伸技术制成空芯无缝圆柱管(这一步就是先把铜片做成一个铜管)，再经过高速旋转摩擦挤压缩径退火工序，制成瓶颈部位(这一步就是把尾段通过旋转缩颈，形成颈部)，瓶颈部位因经过上述退火过程(因为颈部是通过退火获得，所以硬度较低)，造成金属硬度降低，致使机械强度达不到安规测试要求。
可以理解，根据圆柱形插脚各个部位的作用，可以将圆柱形插脚具体划分为导电段、绝缘包胶部和接线部，其中导电段是用于插孔进行导电接触的，绝缘包胶部是用作该圆柱形插脚的绝缘体包覆的，而接线部是用于与外部的电线进行电性连接的。目前，现有的圆柱形插脚，其绝缘包胶部与接线部之间硬度是一致的，没有分隔区分，部分测试性能不能满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于解决上述技术问题而提出的区隔、硬度差都更为合理，测试性能更佳的圆柱形插脚。
本发明的另一个目的在于提出一种具有该圆柱形插脚的插头。
本发明所提供的一种圆柱形插脚，它包括设于插脚本体一端的导电段，所述的插脚本体上设有分隔界限以便于插脚本体的中段及尾段之间的区隔，所述的插脚本体的中段构成绝缘包胶部，所述的尾段构成接线部；且所述的插脚本体的中段的硬度大于所述的插脚本体的尾段的硬度。
由于上述技术方案的应用，本发明具有以下有益效果：
本发明的圆柱形插脚，通过将该圆柱形插脚的插脚本体上设有分隔界限以便于插脚本体的中段及尾段之间的区隔，且插脚本体的中段构成的绝缘包胶部的硬度大于尾段构成的接线部的硬度。便于了该圆柱形插脚后续对绝缘包胶部的注塑包胶及电源连接线是插设在接线部中的。该圆柱形插脚的绝缘包胶部的硬度较高，相应的抗弯折度好，可满足相应的抗压测试以及滚筒跌落试验的要求，进而满足了世界各国对电源插头支架的标准要求。且接线部的硬度较低，电源连接线的插设效果更好。
另外，根据本发明上述实施例的圆柱形插脚还可以具有如下附加的技术特征：
所述的插脚本体呈中空管状结构。
所述的插脚本体的中段及尾段之间通过台阶式变化形成明显的分隔界限以进行区隔。
所述的插脚本体的中段的大于尾段的外径。
所述的导电段、插脚本体的中段及尾段的外径依次减小。
所述插脚本体的中段通过挤压缩径方式形成，所述尾段通过变径退火处理方式形成。
所述插脚本体的中段与尾段之间的台阶外侧面呈圆弧状。
所述的尾段的开口处设置有向外的翻边。
所述的插脚本体的中段的小于尾段的外径。
根据本发明另一方面实施例的插头，包含上述任一项实施例所述的圆柱形插脚。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明所提供的圆柱形插脚的结构示意图，其中该圆柱形插脚的接线部的外径小于绝缘包胶部外径。
图2是本发明中圆柱形插脚的结构示意图，其中该圆柱形插脚的接线部的外径大于绝缘包胶部外径。
图3是本发明中变径退火处理所对应的机械结构示意图。
图4是用于制备本发明所提供的圆柱形插脚的工艺流程图。
图5是用于制备2.5A欧洲二圆插头标准的圆柱形插脚的工艺流程图。
图6是数显压力计采用R1压头的压力测试对样品插脚的测试数据。
图7是数显压力计采用R2压头的压力测试对样品插脚的测试数据。
图8是数显压力计采用R3压头的压力测试对样品插脚的测试数据。
图9是数显压力计采用R4压头的压力测试对样品插脚的测试数据。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1、图2提供的圆柱形插脚，可用于制备电源插头支架，属于电源插头中的基础元器件。通常，圆柱形插脚是由导电优异的铜制成。
在一实施例中，请参阅图1所提供的一种圆柱形插脚，它包设于插脚本体10一端的导电段11，插脚本体10上设有分隔界限以便于插脚本体的中段12及尾段13之间的区隔，插脚本体10的中段12构成绝缘包胶部，尾段13构成接线部；且插脚本体10的中段12的硬度大于插脚本体10的尾段13的硬度。插脚本体10的另一端设有外径与插脚本体10的中段12的外径之间能形成台阶式变化的尾段13；插脚本体10的中段12构成的绝缘包胶部用于与电源插头支架连接固定，尾段13构成的接线部与和电源插头支架连接的电线连接。圆柱形插脚的插脚本体10为中空管状结构，此时，其导电段11的前端为球面体，即为中空管状结构的封闭端，电源插头支架连接的电线是插设在尾段13构成的接线部中。
在本具体实施例中，为便于加工及从力学性能考虑，插脚本体10的中段12的外径要大于尾段13的外径，从整体上来说优选地，导电段11、插脚本体的中段12及尾段13的外径依次减小。优选地，插脚本体10的中段12通过挤压缩径方式形成，尾段13通过变径退火处理方式形成。且插脚本体的中段及尾段两者之间的外径差要大于等于0.05毫米。
在另一实施例中，请参阅图2所提供的一种圆柱形插脚，它包设于插脚本体10一端的导电段11，插脚本体10上设有分隔界限以便于插脚本体的中段12及尾段13之间的区隔，插脚本体10的中段12构成绝缘包胶部，尾段13构成接线部；且插脚本体10的中段12的硬度大于插脚本体10的尾段13的硬度。插脚本体10的中段12构成的绝缘包胶部用于与电源插头支架连接固定，尾段13构成的接线部与和电源插头支架连接的电线连接。圆柱形插脚的插脚本体10为中空管状结构，其导电段11的前端为球面体，即为中空管状结构的封闭端，电源插头支架连接的电线是插设在尾段13构成的接线部中。
在本具体实施例中，尾段13的外径要大于插脚本体10的中段12的外径，优选地，两者之间的外径差要大于等于0.05毫米。从整体上来说优选地，导电段11外径、及尾段13的外径均大于插脚本体10的中段12的外径。
且上述实施例或一些其他实施例中，为便于电线插设，参见图1和图2，本实施例所公开的圆柱形插脚中的尾段13的开口处设置有向外的翻边14。且翻边14具体设置为喇叭状结构，亦即本实施例通过翻边14的结构设置，扩大了尾段13的开口，这样将外部电线***至尾段13并实现与该圆柱形插脚之间的导电连接，亦即，这样便于了电源插头支架的制备。
且上述实施例或一些其他实施例中，插脚本体10的另一端通过局部颈缩形成外径小于插脚本体10中段12外径的尾段13。在本实施例中，所述插脚本体10的中段12与尾段13之间的台阶外侧面呈圆弧状，使得该插脚本体10的中段12与尾段13之间的连接强度高，不易折断。
根据本发明另一方面实施例的插头，包含上述任一项实施例的圆柱形插脚。
从上述实施例中可以看出本发明所要保护的圆柱形插脚，通过将插脚本体10的中段12与尾段13之间形成的台阶，形成明显的分隔界限以进行区隔绝缘包胶部及接线部，且绝缘包胶部的硬度大于接线部的硬度，便于了该圆柱形插脚在制备插头电源支架时对插脚本体10的中段12的注塑包胶；且制备得到的电源插头支架时，当导电段11受到外力撞击时，其插脚本体10的中段12与尾段13之间的台阶可起到定位缓冲的作用，进而提高注塑包胶与圆柱形插脚之间的拉脱力，防止了注塑包胶在插脚本体10的中段12上的绝缘塑胶破裂。该圆柱形插脚的绝缘包胶部的硬度较高，相应的抗弯折度好，可满足相应的抗压测试以及滚筒跌落试验的要求，进而满足了世界各国对电源插头支架的标准要求。且接线部的硬度较低，电源连接线的插设效果更好。
请参阅图3、图4，一些实施例的圆柱形插脚的制备工艺，具体地，其包括如下步骤：
a、制备插脚预制体：提供一种圆柱形插脚预制体，插脚预制体为一中空圆柱形，且一端封闭，定义靠近封闭的一段为导电段11，剩余部分为第一待加工部；
b、挤压缩径：将第一待加工部连续多次挤压缩径，形成插脚本体10的中段12及第二待加工部，插脚本体10的中段12在导电段11与第二待加工部之间；
c、变径退火处理：将第二待加工部进行变径退火处理，得到尾段13。
由上可知，本实施例请求保护的圆柱形插脚中的插脚本体10的中段12具体是以挤压缩径的方式制成的，具体可以采用冲压机、冷打机，注塑机、油压机或者测试机对第一待加工部连续多次挤压缩径，这相比原由的采用变径退火处理方式制备而成的，其最大的区别是在保持第一待加工部温度不足以形成变径退火处理的基础上，进行挤压缩径形成的。这样可得到该圆柱形插脚中的插脚本体10的中段12的硬度较高，且插脚本体10的中段12表面及边缘更光滑；而该圆柱形插脚中的尾段13具体是以变径退火处理的方式进行制备而成的，其硬度较小，具体地，插脚本体10的中段12的硬度大于导电段11以及尾段13的硬度。这样在用本发明的圆柱形插脚制备得到的电源插头支架，其插脚本体10的中段12的硬度高，具有良好的抗弯折度，这样可满足相应的抗压测试以及滚筒跌落试验的要求，具体可承受60KG压力机的施压，且该绝缘包胶部的表面及边缘更光滑，使得后续注塑包胶得到的产品其注塑包胶饱和度打满，进而满足了世界各国对电源插头支架的标准要求。
可以理解，根据其所需要制备的圆柱形插脚的结构特点，该插脚预制体为空心铜管，亦即通过以上的步骤可以相应制备得到中空的圆柱形插脚。
其中，本实施例的插脚预制体具体可用铜带制备得到。具体地，第一步、选料：选取铜带并置于送料器上；第二步、冲压拉伸：由送料器将所选取的铜带送至模具并进行连续多次冲压拉伸，并得到圆柱形的插脚预制体；第三步，尾段切平：将得到的圆柱形插脚预制体的尾段进行切平，并最终得到符合长度要求的插脚预制体。可以理解，在对铜带进行连续的冲压拉伸的过程中，其每一道的冲压拉伸均有一定的尺寸要求，以最后制备得到符合尺寸要求的插脚预制体。
在本实施例中，变径退火处理具体是采用摩擦挤压的方式进行实现的，具体地，将导电段11横向置于自动车床夹头21，并由自动车床夹头21进行驱动以使其高速旋转，然后通过与第二待加工部同心轴设置的且可横向滑动的缩管套头22来对第二待加工部的开口部进行摩擦挤压。可以理解，缩管套头22横向缩进至第二待加工部并与高速旋转的第二待加工部相接触，两者的接触面因发生相对运动而摩擦发热，而第二待加工部在缩管套头22进一步的缩进，以对第二待加工部进行挤压，并最终得到外径小于插脚本体10的中段12外径的尾段13。需要说明的是，当需要制备的圆柱形插脚要求其尾段13的外径大于插脚本体10的中段12的外径时，可以用插针替换缩管套头22，并采用相同的方式，将插针横向伸入至第二待加工部的开口部并与高速旋转的第二待加工部相接触来实现。可以理解，在具体进行变径退火处理的过程中，其缩管套头22相对于高速旋转的第二待加工部的横向移动并进行摩擦挤压可以来回好几次，并最终得到符合尺寸要求的尾段13。
进一步地，为了得到本实施例中圆柱形插脚的翻边14结构，本发明在制备的过程中，还包含有扩孔翻边的这一步骤，具体是用顶针***尾段13的开口内孔。具体地，与上述变径退火处理的方式类似，将导电段11横向置于自动车床夹头21，并由自动车床夹头21进行驱动以使其高速旋转，然后采用圆锥形的顶针***由自动车床夹头21夹持并高速旋转驱动的尾段13的开口内孔。可以理解，上述的顶针对高速旋转的尾段13的开口进行连续的扩孔翻边作用，也可以来回几次作业，以达到最后符合尺寸要求的翻边14。
本发明的圆柱形插脚的制备方法，通过挤压缩径的方式来制备该圆柱形插脚中的绝缘包胶部，这相比现有技术中变径退火处理的方式，其绝缘包胶部的硬度更高，在实验的过程中，具体可承受60KG压力机的施压，且该绝缘包胶部的表面及边缘更光滑，使得后续注塑得到的产品其塑料饱和度打满，进而满足了世界各国对电源插头支架的标准要求。
请参阅图5，下面就制备符合2.5A欧洲二圆插头标准的圆柱形插脚，做具体的描述介绍：
步骤A的选料，具体选取宽度在40～46mm，厚度在0.4～0.6mm的铜带，并将其置于送料器上。
步骤B的冲压拉伸，是用于对经由步骤A选取的铜带进行连续的六道冲压拉伸，并形成插脚半成品A，可以理解，经由步骤B冲压拉伸形成的插脚半成品A其外径为插脚本体10中导电段11的外径。具体地：第一道是用于将铜带先冲成一个直径为16～24mm圆形坯料，然后冲压拉伸成直径为11～13mm、高度为6～8mm的圆筒形工件，第二道是用于冲压拉伸成直径为8～11mm、高度为10～12.5mm的圆筒形工件；第三道是冲压拉伸成直径为6～8.5mm、高度为14.5～16.0mm的圆筒形工件；第四道是冲压拉伸成直径为5～7mm、高度为18～21mm的圆筒形工件；第五道是冲压拉伸成直径为4～6mm、高度为23～26mm的圆筒形工件；第六道是冲压拉伸成直径为3.94～4.06mm、高度为35.0～36.0mm的圆筒形工件，这样途经步骤B的六道冲压拉伸就得到了最终的插脚半成品A，其直径为3.94～4.06mm、高度为35.0～36.0mm。其中，每道冲压拉伸之间是用机械手进行传递的。
步骤C的尾段切平，具体是用于将插脚半成品A的尾段进行切平,并得到插脚半成品B，具体地，最终得到的插脚半成品B其直径为3.94～4.06mm、高度为28.0～30.0mm的圆筒形铜管。
步骤D的挤压缩径，是对插脚半成品B邻近开口的一段进行缩径，具体是通过连续的三道冲压缩径的方式来实现并形成插脚半成品C。具体地，第一道是用于将插脚半成品B的开口上部进行缩径，以将上部200mm长度的部位直径缩小到3.5mm,与此同时，插脚半成品B的总长变为30.8mm；第二道是用于将插脚半成品B的开口上部进行再缩径，将上部21.5mm长度的部位直径缩小到3.1mm,与此同时，插脚半成品B的总长变为32.0mm；第三道是用于将插脚半成品B的开口上部进行再缩径，将上部22.5mm长度的部位直径缩小到2.73mm,与此同时，插脚半成品B的总长变为33.0mm，并最后得到插脚半成品C。
步骤E的变径退火处理：是对插脚半成品C邻近开口的一段进行变径退火处理，并得到插脚半成品D。具体地，先将插脚半成品C横向夹置于自动车床夹头，并由自动车床夹头进行驱动以使其高速旋转，然后通过与插脚半成品C同心轴设置的且可横向滑动的缩管套头来对插脚半成品C的开口部进行摩擦挤压，具体用连续的三次摩擦挤压，来实现对插脚半成品C开口部的挤压缩形，其中挤压深度为6mm，而挤压部位的直径是从2.73mm缩小到2.6mm，并形成插脚半成品D；可以理解,高速旋转的插脚半成C与缩管套头进行接触后，其接触部会因摩擦生热，使其***，然后在缩管套头横向移动的硬性挤压下即可达到缩形的最终目的，并得到插脚半成品D。
步骤F的扩孔翻边：是用顶针***插脚半成品D的开口内孔，以对顶插脚半成品D的开口端部进行扩孔翻边，并得到最终的插脚本体10。具体是采用圆锥形的顶针***由自动车床夹头夹持并高速旋转驱动的插脚半成品D的开口内孔，具体进行连续三次相互作用，具体可以当其翻边达到规定的尺寸后再退出顶针，使插脚半成品D的开口端部达到扩孔翻边的作用，最后得到了我们所需要的插脚本体10，亦即得到圆柱形插脚。
可以理解，采用以上的制备方法来制备圆柱形插脚，其只需要调节每个步骤中所对应的作用部位，以及所需要调节的尺寸量，即可制备得到不同规格的圆柱形插脚，以满足不同的使用需求，在此就不一一举例说明了。
由于空芯铜棒的硬度测试难度较大，很难验证。所以推荐本领域技术人员改用“压力测试的方法”对比验证插脚的中段(绝缘包胶部)与尾段(接线部)的硬度。测试时，采用：数显压力计(测试下压的压力)，位移计(记录下压的位移数值)及不同半径的压头(如R1＝1mm,R2＝2mm,R3＝3mm,R4＝4mm)来进行测试。测试时不同规格的插脚，通过不同下压深度以及不同压头，测试对比压力数值。
如图6、7、8、9分别为采用R1、R2、R3、R4压头对Φ4.0(插针大小)*10.7(头部长度)*2.7(中段直径)插脚的测试数据。从以上附图可以看出，在相同下压深度下，施加样品中部的压力始终大于样品尾部的压力，即样品的中部的硬度大于样品尾部的硬度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种圆柱形插脚，它包括设于插脚本体一端的导电段，其特征在于：所述的插脚本体上设有分隔界限以便于插脚本体的中段及尾段之间的区隔，所述的插脚本体的中段构成绝缘包胶部，所述的尾段构成接线部；且所述的插脚本体的中段的硬度大于所述的插脚本体的尾段的硬度。
2.根据权利要求1所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述的插脚本体呈中空管状结构。
3.根据权利要求1或2所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述的插脚本体的中段及尾段之间通过台阶式变化形成明显的分隔界限以进行区隔。
4.根据权利要求3所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述的插脚本体的中段外径大于尾段的外径。
5.根据权利要求4所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述的导电段、插脚本体的中段及尾段的外径依次减小。
6.根据权利要求5所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述插脚本体的中段通过挤压缩径方式形成，所述尾段通过变径退火处理方式形成。
7.根据权利要求6所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述插脚本体的中段与尾段之间的台阶外侧面呈圆弧状。
8.根据权利要求2所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述的尾段的开口处设置有向外的翻边。
9.根据权利要求1所述的圆柱形插脚，其特征在于：所述的插脚本体的中段外径的小于尾段的外径。
10.一种插头，其特征在于：包含根据权利要求1-9中任一所述的圆柱形插脚。
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