一种复合导电簧及具有复合导电簧的电连接器插孔组件的制作方法

1.本实用新型涉及电连接器插孔技术领域，尤其涉及一种复合导电簧及具有复合导电簧的电连接器插孔组件。


背景技术：

2.接插件插孔涉及应用领域广泛，在高端制造业、军工领域存在很多要求严苛的使用场景，其技术要点主要集中在使用寿命和导电可靠性两方面。由电接触理论我们得知，优良的电接触需要导体之间存在稳定的压力和足够的接触面积。在需要反复插拔的电连接器中，接触压力由插孔内部的弹性元件提供。较大的接触压力有利于减小膜层电阻，但是接触压力越大弹性元件的形变与应力就越大，弹性元件越容易形成塑性形变而失效，造成寿命会越短。目前市场上用于插孔内导电的弹性结构形式有：冠簧、片簧、线簧、双曲线扭簧、金笋簧、触指表带簧。各种导电弹性结构的初衷是为了在接触压力和寿命之间有所侧重，或得到两者的平衡。国内相关产品插拔寿命多在万次左右，且电连接负载越高，越难以实现高寿命。
3.公开号为cn112600008a的一种具有长寿命特性的电连接器插孔组件，其结构原理是将接触簧片接触时需要的载流能力与提供正压力的能力分到两个结构上去执行，由接触簧提供载流及部分正压力，由支撑体提供主要正压力。通过将材料特性和结构特性进行优化组合形成支撑体结构，使得其在长时间、高频率拔插状态下不会因为发生塑性形变而导致无法提供足够的正压力，提高电连接器使用寿命的同时保证其连接的可靠性。但该方案中的接触簧采用传统的冠簧设置，对该冠簧及普通的单层弹性结构的连接器插孔来说，均存在为避免弹性件自由端出现过大的变形量造成损坏，插针与弹性体的接触过程被设计成“坡度较缓”的形式，插针需进入较深方才与弹性体接触，使得插针导入结构长而造成电连接器插孔整体长度较大的问题，不能适应尺寸要求严格的设备使用的问题。因此，有必要发明一种寿命长且能满足尺寸要求严格的设备使用的连接器插孔结构。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是，针对上述问题，提供一种复合导电簧及具有复合导电簧的电连接器插孔组件，解决传统的长寿命插孔结构的插针导入结构长而造成电连接器插孔整体长度较大的技术问题。
5.为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种复合导电簧，包括外层簧和内层簧，所述外层簧和内层簧均呈环形结构，所述外层簧套设在所述内层簧外；所述外层簧一端相间设置有若干可沿径向收缩或展开的第一簧片，所述第一簧片的自由端自然状态为倾斜靠向所述外层簧的中心轴，所述外层簧另一端为固定端；所述内层簧一端相间设置有若干拱形簧片，所述拱形簧片上且靠近自由端处设置有向所述外层簧中心轴的第一弓形结构，所述拱形簧片的自由端搭扣在所述第一簧片的自由端上，所述内层簧另一端为导电接触环。
7.进一步的，所述内层簧上设置有若干第二簧片，所述第二簧片与所述第一簧片相间设置，所述第二簧片的自由端倾斜靠向所述外层簧的中心轴，所述拱形簧片的自由端位于相邻的两个所述第二簧片之间，所述第二簧片限制所述内层簧和所述外层簧的相对转动。
8.进一步的，所述拱形簧片的自由端呈回钩形，所述回钩形上设置有与所述内层簧中心轴相背的接触面。
9.进一步的，所述第一簧片的自由端上设置有朝向第一弓形结构的凹面的第二弓形结构。
10.进一步的，所述外层簧和内层簧均为侧部设置有缺口的不闭合环形结构。
11.一种具有复合导电簧的电连接器插孔组件，包括复合导电簧和壳体，所述壳体内设置有端部开口的圆柱形安装腔，所述复合导电簧装设在所述安装腔内。
12.进一步的，所述壳体包括底壳和压帽，所述压帽可拆地装设在所述底壳上，所述底壳和压帽内形成所述安装腔，所述复合导电簧装设在所述安装腔内。
13.进一步的，所述壳体包括底壳、中壳和压帽，所述中壳可拆地装设在所述底壳上，所述底壳和中壳内形成一所述安装腔，所述压帽可拆地装设在所述中壳上，所述中壳和压帽内形成一所述安装腔，两个所述安装腔同轴并连通，每一所述安装腔内均装设有所述复合导电簧。
14.由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
15.1.本实用新型使用时，将复合导电簧装入到壳体内形成电连接器插孔组件，插针插入过程插孔内时，插针与内层簧的接触压力包括第一簧片的形变应力和拱形簧片的形变应力共同作用形成；插针插孔实现良好导电所需的接触压力不降低的前提下，外层簧和内层簧的形变应力小，实现提高使用寿命、增加插拔次数的效果。通过复合导电簧结构，拱形簧片的自由端可以设计得较“陡峭”，插针接触拱形簧片的自由端时，拱形簧片的自由端首先沿径向四周扩张避让，实现插针可以在插入较浅的位置就与内层簧接触，而缩减插针导入结构。同时，由于导入结构的缩减，插针接触面长度与占复合导电簧的总长的比例更大，且由于内层簧的结构特点，使得内外层簧的应力集中点均处于与插针接触点的两个端，因此即使复合导电簧做得较短，也不会造成应力过大的情况。另外，基于插针、插孔的结构长度的减小，插针、插孔的制作材料也可以减少，节约生产资源成本。基于上述，本实用新型解决传统的长寿命插孔结构的插针导入结构长而造成电连接器插孔整体长度较大的技术问题。
16.2.本实用新型通过设置有第二簧片，限制外层簧和内层簧的相对转动，防止外层簧和内层簧错位而造成功能失效。通过在拱形簧片的自由端设置有接触面，可以使拱形簧片的自由端与壳体的接触，也能增加内层簧与壳体的接触面积，使内层簧即便缩减导入结构，也不会弱化导入结构处的结构的稳定及与壳体导性能。通过使第一簧片上设置有第二弓形结构，插针插入后使的第二弓形结构的弓面贴向第一弓形结构的凹面，减少外层簧和内层簧的局部接触应力；通过在外层簧和内层簧均为侧部设置有缺口，插针插入时，外层簧和内层簧均可扩展与壳体接触，提高内层簧外壁、外层簧外壁与安装腔的贴合性从而提高导电性能。
17.3.本实用新型的壳体通过分体结构安装后形成安装腔，便于复合导电簧装入；通
过采用中壳的设置，可以根据需要形成多个安装腔，多组复合导电簧装入，实现多个复合导电簧装并联导电，满足高导电要求的使用。
18.4.本实用新型内层簧和外层簧的结构存在较大弹性形变冗余量，即使在插针与插孔的对接同轴度不良时仍不会因受力不均导致局部磨损过快。插针在内层簧和外层环包裹下，与插孔的刚性壳体无直接接触，因此插针相对于壳体处于类似悬浮状态，即使在使用中插针插孔存在振动或少量相对偏移，内层簧与外层簧也不会因局部应力集中而损坏，对导电接触面积影响小使电阻值波动小。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例1三维结构图；
20.图2为本实用新型实施例1内层簧三维结构图，
21.图3为本实用新型实施例1外层簧三维结构图；
22.图4为本实用新型实施例2部分剖切结构三维图；
23.图5为本实用新型实施例2壳体剖切三维结构图；
24.图6为本实用新型实施例3部分剖切结构三维图；
25.图7为本实用新型实施例3壳体剖切三维结构图；
26.附图中，1-外层簧、2-内层簧、3-壳体、11-第一簧片、12-第二弓形结构、13-第二簧片、14-固定端、21-拱形簧片、22-第一弓形结构、23-接触面、24-导电接触环、31-安装腔、32-底壳、33-压帽、34-中壳、35-安装槽、36-台阶面。
具体实施方式
27.以下结合附图对实用新型的具体实施进一步说明。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.实施例1
32.请参见图1到图3，一种复合导电簧，包括外层簧1和内层簧2，外层簧1和内层簧2均
呈环形结构，外层簧1套设在内层簧2外；外层簧1一端相间设置有若干可沿径向收缩或展开的第一簧片11，第一簧片11的自由端自然状态为倾斜靠向外层簧1的中心轴，外层簧1另一端为固定端14；内层簧2一端相间设置有若干拱形簧片21，拱形簧片21上且靠近自由端处设置有向外层簧1中心轴的第一弓形结构22，拱形簧片21的自由端搭扣在第一簧片11的自由端上，内层簧2另一端为导电接触环24。
33.本实施例中，内层簧2上设置有若干第二簧片13，第二簧片13与第一簧片11相间设置，第二簧片13的自由端倾斜靠向外层簧1的中心轴，第二簧片13的自由端倾斜程度小于第一簧片11的自由端倾斜程度，拱形簧片21的自由端位于相邻的两个第二簧片13之间，第二簧片13限制内层簧2和外层簧1的相对转动。通过设置有第二簧片13，限制外层簧1和内层簧2的相对转动，防止外层簧1和内层簧2错位而造成功能失效。
34.本实施例中，拱形簧片21的自由端呈回钩形，回钩形上设置有与内层簧2中心轴相背的接触面23。通过在拱形簧片21的自由端设置有接触面23，可以使拱形簧片21的自由端与壳体3的接触，也能增加内层簧2与壳体3的接触面23积，使内层簧2即便缩减导入结构，也不会弱化导入结构处的结构的稳定及与壳体3导性能。
35.本实施例中，第一簧片11的自由端上设置有朝向第一弓形结构22的凹面的第二弓形结构12。通过使第一簧片11上设置有第二弓形结构12，插针插入后使的第二弓形结构12的弓面贴向第一弓形结构22的凹面，减少外层簧1和内层簧2的局部接触应力。
36.本实施例中，外层簧1和内层簧2均为侧部设置有缺口的不闭合环形结构。通过在外层簧1和内层簧2均为侧部设置有缺口，插针插入时，外层簧1和内层簧2均可扩展与壳体3接触，提高内层簧2外壁、外层簧1外壁与安装腔31的贴合性从而提高导电性能。
37.实施例2
38.请参见图4和图5，一种具有复合导电簧的电连接器插孔组件，包括实施例1中的复合导电簧和壳体3，壳体3内设置有端部开口的圆柱形安装腔31，复合导电簧装设在安装腔31内。具体的，安装腔31内壁设置有环形安装槽35和环形台阶面36，安装槽35用于装放外层簧1的固定端14，台阶面36用于抵压第二簧片13的自由端，限制外层簧1的轴向运动。内层簧2的导电接触环24与安装腔31的内壁滑动连接。
39.本实施例中，壳体3包括底壳32和压帽33，压帽33可拆地装设在底壳32上，底壳32和压帽33内形成安装腔31，复合导电簧装设在安装腔31内。本实施例中，壳体3通过分体结构安装后形成安装腔31，便于复合导电簧装入。
40.实施例3
41.请参见图6和图7，一种具有复合导电簧的电连接器插孔组件，包括实施例1中的复合导电簧和壳体3，壳体3内设置有端部开口的圆柱形安装腔31，复合导电簧装设在安装腔31内。具体的，安装腔31内壁设置有环形安装槽35和环形台阶面36，安装槽35用于装放外层簧1的固定端14，台阶面36用于抵压第二簧片13的自由端，限制外层簧1的轴向运动。内层簧2的导电接触环24与安装腔31的内壁滑动连接。
42.本实施例中，壳体3包括底壳32、中壳34和压帽33，中壳34可拆地装设在底壳32上，底壳32和中壳34内形成一安装腔31，压帽33可拆地装设在中壳34上，中壳34和压帽33内形成一安装腔31，两个安装腔31同轴并连通，每一安装腔31内均装设有复合导电簧。通过采用中壳34的设置，可以根据需要形成多个安装腔31，多组复合导电簧装入，实现多个复合导电
簧装并联导电，满足高导电要求的使用。
43.上述实施例中，内层簧2采用导电弹性材料制成，外层簧1根据需要使用导电或非导电的弹性材料制成，壳体3采用导电材料制成。
44.实施例2和实施例3使用时，插针的插入过程包括两个，第一阶段：从插针接触内层簧2片开始，插针推挤内层簧2的拱形簧片21的末端，内层簧2末端推挤外层簧1的第一簧片11的末端，拱形簧片21的末端和第一簧片11的末端同时向外扩张产生弹性应力并直到靠在壳体3安装腔31内壁，此时，拱形簧片21的末端和第一簧片11的末端的弹性应力作用下挤压插针，插针上具有第一接触压力；第二阶段：插针继续插入，插针沿径向四周挤压拱形簧片21的第一弓形结构22，第一弓形结构22形变并顺着插入方向延展，直到第一弓形结构22的弓面完全贴合插针。此时，第一弓形结构22受外力作用被挤压展平产生弹性应力，此力向内挤压插针，插针上具有第二接触压力。将复合导电簧装入到壳体3内形成电连接器插孔组件，插针插入插孔内时，插针与内层簧2的接触压力包括第一簧片11的形变应力和拱形簧片21的形变应力共同作用形成；插针插孔实现良好导电所需的接触压力不降低的前提下，外层簧1和内层簧2的形变应力小，实现提高使用寿命、增加插拔次数的效果。通过复合导电簧结构，拱形簧片21的自由端可以设计得较“陡峭”，插针接触拱形簧片21的自由端时，拱形簧片21的自由端首先沿径向四周扩张避让，实现插针可以在插入较浅的位置就与内层簧2接触，而缩减插针导入结构。
45.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

技术特征：
1.一种复合导电簧，其特征在于：包括外层簧和内层簧，所述外层簧和内层簧均呈环形结构，所述外层簧套设在所述内层簧外；所述外层簧一端相间设置有若干可沿径向收缩或展开的第一簧片，所述第一簧片的自由端自然状态为倾斜靠向所述外层簧的中心轴，所述外层簧另一端为固定端；所述内层簧一端相间设置有若干拱形簧片，所述拱形簧片上且靠近自由端处设置有向所述外层簧中心轴的第一弓形结构，所述拱形簧片的自由端搭扣在所述第一簧片的自由端上，所述内层簧另一端为导电接触环。2.根据权利要求1所述的一种复合导电簧，其特征在于：所述内层簧上设置有若干第二簧片，所述第二簧片与所述第一簧片相间设置，所述第二簧片的自由端倾斜靠向所述外层簧的中心轴，所述拱形簧片的自由端位于相邻的两个所述第二簧片之间，所述第二簧片限制所述内层簧和所述外层簧的相对转动。3.根据权利要求1所述的一种复合导电簧，其特征在于：所述拱形簧片的自由端呈回钩形，所述回钩形上设置有与所述内层簧中心轴相背的接触面。4.根据权利要求1所述的一种复合导电簧，其特征在于：所述第一簧片的自由端上设置有朝向第一弓形结构的凹面的第二弓形结构。5.根据权利要求1所述的一种复合导电簧，其特征在于：所述外层簧和内层簧均为侧部设置有缺口的不闭合环形结构。6.一种具有复合导电簧的电连接器插孔组件，其特征在于：包括权利要求1-5任一所述的复合导电簧和壳体，所述壳体内设置有端部开口的圆柱形安装腔，所述复合导电簧装设在所述安装腔内。7.根据权利要求6所述的一种具有复合导电簧的电连接器插孔组件，其特征在于：所述壳体包括底壳和压帽，所述压帽可拆地装设在所述底壳上，所述底壳和压帽内形成所述安装腔，所述复合导电簧装设在所述安装腔内。8.根据权利要求6所述的一种具有复合导电簧的电连接器插孔组件，其特征在于：所述壳体包括底壳、中壳和压帽，所述中壳可拆地装设在所述底壳上，所述底壳和中壳内形成一所述安装腔，所述压帽可拆地装设在所述中壳上，所述中壳和压帽内形成一所述安装腔，两个所述安装腔同轴并连通，每一所述安装腔内均装设有所述复合导电簧。

技术总结
本实用新型公开了一种复合导电簧及具有复合导电簧的电连接器插孔组件，属于电连接器插孔技术领域。包括外层簧和内层簧，外层簧和内层簧均呈环形结构，外层簧套设在内层簧外；外层簧一端相间设置有若干可沿径向收缩或展开的第一簧片，第一簧片的自由端自然状态为倾斜靠向外层簧的中心轴，外层簧另一端为固定端；内层簧一端相间设置有若干拱形簧片，拱形簧片上且靠近自由端处设置有向外层簧中心轴的第一弓形结构，拱形簧片的自由端搭扣在第一簧片的自由端上，内层簧另一端为导电接触环。解决传统的导电簧结构寿命较短、插针导入结构长而造成电连接器插孔整体长度较大及传统导电簧使插针、插孔对接同轴度要求较高的问题。插孔对接同轴度要求较高的问题。插孔对接同轴度要求较高的问题。


技术研发人员：王刘傲
受保护的技术使用者：广西利拓智能科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/8/13