專利名稱：曲母線線簧插孔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電連接器，特別是涉及多極電連接器的接觸體。
電連接器通常由插孔和插針匹配構(gòu)成，其核心部件是彈性的導(dǎo)電接觸體和它的偶合體。在美國專利3，107，966號以及3，470，527號中，公開了名稱均為“電連接器插孔”的產(chǎn)品和制造方法。這是一種迥旋雙曲面線簧插孔，孔內(nèi)由多根彈性金屬絲(以下稱彈簧絲)按單葉迥旋雙曲面的直母線排列，形成兩端大而中間小的形狀。在插針進入插孔時，各彈簧絲通過變形緊貼在插針上，從而保證插孔和插針之間有良好的電和熱接觸。按照這種線簧插孔的設(shè)計理論，孔內(nèi)各彈簧絲必須在預(yù)應(yīng)力作用下被拉緊，呈嚴(yán)格的直母線狀態(tài)，因而制造工藝復(fù)雜，要求零件精度高，裝配也比較難，成本高。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中不足之處而提供一種制造工藝簡單、要求零件精度較低、裝配容易、適合大批量生產(chǎn)，因而成本比較低的線簧插孔產(chǎn)品，這就是無預(yù)應(yīng)力曲母線線簧插孔。為了簡便，以下把本發(fā)明提出的無預(yù)應(yīng)力曲母線線簧插孔記作QHC，而把現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)應(yīng)力直母線線簧插孔寫為HC。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到，在一個包括內(nèi)套、外套和彈簧絲的線簧插孔內(nèi)，多根彈簧絲按單葉迥旋雙曲面排列，形成兩端大而中間小的形狀，各彈簧絲則在還沒有插針插入的情況下就按照朝著中央軸線拱起的方向彎曲，從而成為無預(yù)應(yīng)力曲母線線簧插孔，當(dāng)然就比較容易制造出來。
本發(fā)明說明書附面說明如下

圖1示QHC的力學(xué)模型，其上1是各彈簧絲按單葉迥旋雙曲面排列形成的線簧插孔，2是與之匹配的插針，K為口圓，H是喉圓，V表示插針運動方向;
圖2是用于電力連接器的QHC，其中4是內(nèi)套，5是外套，9是彈簧絲，Z表示中央軸線;
圖3是彈簧絲的彎曲變形示意圖，其中圖3a用于直母線，圖3b用于曲母線，9′是插針進入插孔后彈簧絲彎曲的形狀;
圖4是用作微電流連接器的QHC，其中圖4a是把外套分成為前套6和后套7兩件，圖4b則把外套分成為前后套6、7和尾柄8;
圖5是裝配線簧插孔時控制彈簧絲均勻分布的芯棒13;
圖6是采用圖2 QHC的雙極電力連接器;
圖7是采用圖4 QHC的、用于印刷電路板的多極微電流連接器;
圖8示圖2 QHC的裝配過程。
以下結(jié)合兩個最佳實施例對本發(fā)明作進一步詳述QHC用于電力連接器的最佳實施例見圖2和圖6，包括內(nèi)套4、外套5和彈簧絲9。插孔內(nèi)多根彈簧絲9按單葉迥旋雙曲面排列，形成兩端大而中間小的形狀，但是允許在裝配過程中，在還沒有插針插入的情況下各彈簧絲就按預(yù)定方向發(fā)生適量彎曲，尤其是讓它們朝中央軸線Z拱起。事實上，見圖1，各彈簧絲9圍繞中央軸線Z，保持定距離r′、定交角α，沿內(nèi)套4的內(nèi)壁均勻排列，構(gòu)成一個口圓K大、喉圓H小的迥旋包絡(luò)面M。由于彈簧絲9在裝配過程中受兩端部彎曲應(yīng)力σW的作用，彈簧絲9的本體必然向中央軸線Z拱起。因此在同樣幾何參數(shù)的條件下，QHC的喉圓半徑r′要小于HC的喉圓半徑r，即r′＜r，這是QHC和HC的重要區(qū)別特征。圖1是QHC的力學(xué)模型，圖上插針2的直徑d略小于口圓K，但大于喉圓H，d＞2r′。工作時，插針2自口圓K導(dǎo)入，越過喉圓H，各彈簧絲9受插針2壓迫，沿插針2的直徑方向外移，發(fā)生彎曲變形。各彈簧絲9緊貼在插針2的柱面上，形成多個并聯(lián)的電接觸通路，因而連接可靠，工作穩(wěn)定。各彈簧絲9受插針2壓迫變形的示意圖見圖3，其上只畫了一根彈簧絲9的彎曲變形情況，其中圖3a是直母線線簧插孔的情況，圖3b是本發(fā)明提供的曲母線線簧插孔的情況。
為方便制造，外套5可以設(shè)計成由兩至三件組成。在圖4a中，把外套5分成前(外)套6和后(外)套7兩件。為防止它們脫落，應(yīng)在前套6和后套7對接處J作滾壓弧槽或壓凹點處理。在圖4b中則把外套5分成前(外)套6、后(外)套7和尾柄8三件。后套7和尾柄8之間，視具體結(jié)構(gòu)不同可采用點焊、膠接、螺紋連接或壓盈配合組合在一起。圖2結(jié)構(gòu)用于電力連接器，其外套5上開有縱向散熱槽m;圖4結(jié)構(gòu)用作微電流連接器，外套6和7光滑、壁薄，不考慮散熱。
QHC的內(nèi)套4和外套5(或6、7)用黃銅制成，彈簧絲9用鈹青銅和磷青銅，尾柄8用錫青銅制成。表面鍍覆層可以選用金、銀、鈀等導(dǎo)電性好，化學(xué)性能穩(wěn)定的金屬。最后還要浸涂防腐潤滑劑。
QHC用于微電流連接器的最佳實施例見圖7，包括插座21和插頭22，這是一種用于印刷電路板的電連接器，體積小，彈簧絲29強度低，所以外套由前套26和后套27兩件組成。
QHC裝配時，須利用一根開斜槽的芯棒13控制彈簧絲9均勻分布，見圖5。芯棒13與內(nèi)套4的內(nèi)徑保持動配合H9/C9;芯棒13上槽與中軸線交角α，與QHC設(shè)計一致;槽直徑是彈簧絲9直徑的1.7～2.2倍，槽數(shù)與彈簧絲9的根數(shù)一致，且均勻分布。對于圖2的最佳實施例，裝配時所用工具除所述芯棒13外，還要利用一個套環(huán)14，該套環(huán)長2毫米，內(nèi)徑同外套5的內(nèi)徑一致，兩端倒圓，壁厚0.5毫米，用H62-y制造。裝配過程參見圖8，說明如下a.將各彈簧絲9從芯棒13表層各孔中穿過，使其一側(cè)伸出2.5毫米，端頭齊平;
b.將內(nèi)套4套于芯棒13上，頂住A面;
c.將彈簧絲9的端頭沿內(nèi)套4端面反折，使端頭貼在內(nèi)套4的外表面上;
d.沿芯棒13軸向用力壓上套環(huán)14，壓入深度1～1.5毫米;
e.把內(nèi)套4和套環(huán)14一齊從芯棒13上退出，在彈簧絲9長出內(nèi)套2.5+0-0.5毫米處予以剪斷;
f.將上款卸下的半成品調(diào)換方向裝在芯棒13上;
g.按C款辦法處置彈簧絲9的尾部;
h.沿芯棒13軸向用力壓上外套5;
i.將外套5往前推移，去掉套環(huán)14，把內(nèi)套4壓至孔底;
j.從芯棒13上卸下裝配好的QHC 1，檢查外觀質(zhì)量，評判技術(shù)指標(biāo)。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的無預(yù)應(yīng)力曲母線線簧插孔(QHC)的優(yōu)點是，用它和圓柱形插針匹配，可以制造高可靠性的電連接器。這種電連接器可以傳輸上千安培的電力電流，也可以傳輸微安級的小信號。它的插入力小，連接柔和，接觸偶在數(shù)千次的連接、分開過程中極少磨損;它的接觸電阻小而且穩(wěn)定，壓降小、熱耗低、產(chǎn)品的溫升低，即使遇到強烈沖擊、振動和急劇的溫度變化，也不會有電阻值的明顯變化和產(chǎn)生1微秒以上的斷電;它長期工作的耐疲勞性能非常優(yōu)異，可以在10年以上的長期連接過程中，保持良好、穩(wěn)定工作。特別是，因為不施加預(yù)應(yīng)力，各彈簧絲都裝配成為曲母線，因而制造工藝簡單，要求零件精度低，裝配容易，適合大批量生產(chǎn)，并且成本很低。
權(quán)利要求
1.一種曲母線線簧插孔，包括內(nèi)套4、外套5和彈簧絲9，孔內(nèi)多根彈簧絲9按單葉迥旋雙曲面排列，形成兩端大而中間小的形狀，其特征在于各彈簧絲9在還沒有插針插入的情況下就按照朝著中央軸線拱起的方向彎曲。
全文摘要
一種用于電連接器的曲母線線簧插孔，是在一個包括內(nèi)套、外套和彈簧絲的線簧插孔內(nèi)，多根彈簧絲按單葉回旋雙曲面排列，形成兩端大而中間小的形狀，各彈簧絲則在還沒有插針插入的情況下，就按照朝著中央軸線拱起的方向彎曲，從而成為無預(yù)應(yīng)力曲母線線簧插孔。
文檔編號H01R13/33GK1055259SQ90108108
公開日1991年10月9日 申請日期1990年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月28日
發(fā)明者本人請求不公布姓名 申請人:李炬