專利名稱：指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種電連接器的插孔，屬于電器連接插件這一技術領域，它涉及對現有產品結構上的改進與性能上的提高。
背景技術：
插孔組件是一種電連接器的基礎件，國內、外電連接器行業現在大量使用的是“線簧插孔”、“冠簧插孔”和“開口插孔”。其中“線簧插孔”不僅徑向尺寸較大，制造工藝相對復雜，而且，因為插孔形成的喉圓在“線簧插孔”內孔彈簧絲的中部，這就需要將插針軸向長度制造的也相對較長，才能使插孔與插針能有效接觸；所以該種接觸偶合件體積較大，不利于電連接器的小型化；同時，現在“線簧插孔”外觀上大部分采用的是“兩體式”結構，結構可靠性比較差。“冠簧插孔”生產效率較高，但因為也是“兩體式”結構，結構可靠性也相對差一些。并且，電連接器插合后，電流由“冠簧插孔”的外套經彈性接觸件“冠簧”再傳遞至插針外表面，在三者間形成兩層接觸電阻，這兩層的接觸電阻在電流的作用下做功發熱，容易造成電連接器封閉環境下的散熱條件不好，從而形成較高的不利因素“溫升”，易于使電連接器的絕緣體部件“老化”，影響使用壽命。雖然該種插孔體積較“線簧插孔”在結構尺寸方面有了一定的的縮小，但畢竟是兩層結構，小型化仍然受結構因素的限制。“開口插孔”雖然加工工藝及裝配工藝均相對簡單一些，且結構尺寸較前兩者有了進一步的縮小，但使用壽命短，抗震動性能、抗沖擊性能和接觸可靠性都比較低，惡劣環境下使用，插針與插孔接觸時電流有瞬斷現象，失效率高較；小型化時，該種插孔口部收縮變小，不利于插合動作的完成，受這些條件的限制，僅能作為一種簡單的、較短壽命插孔，用于對電連接器使用要求不太高的環境條件下。
發明內容
本實用新型的目的正是針對上述產品所存在的不足而設計提供了一種新型結構的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，即接觸偶合件，與現在電連接器的接觸偶合件相比，有著多點可靠并聯和使接觸部位向插孔孔口部位靠近的優點，由此可適當縮短與之匹配的電連接器插針的針頭長度尺寸，提高插針針頭接觸部位的抗彎曲強度、剛度和穩定性，為實現電連接器防勺挖功能帶來便利條件，達到提高電連接器高可靠性能和縮小電連接器體積尺寸的目的。在插針插入該種插孔之前，插孔已經收腰變形的部位緊緊地貼在插針上，從而在結構上保證插孔和插針之間有良好的機械力學接觸和電器接觸性能。另外，本技術方案所述的產品也避免了“線簧插孔”加工及裝配的繁雜、“冠簧插孔”結構的不利于小型化和“開口插孔”結構簡單、使用時可靠性較低的缺點，從而在結構設計方面就克服了現有技術中的不足之處，并提供一種制造簡單、要求零件精度低、裝配容易、適合于大批量生產、制造成本較低的產品，它在設計可靠性、工藝可靠性和使用可靠性方面均優于現有產品。
本發明的目的是通過以下措施來實現的
該種指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其插孔是由一個內空的圓柱體形成，其結構設計特征在于，在該插孔的圓柱體上，加工有均勻、排列的與插孔軸線呈一角度的且洞穿至圓柱體內孔的長條形斜槽側孔，將插孔帶長條形斜槽側孔的圓柱體部分通過向插孔軸心方向的收腰加工，使最終形成插孔接觸偶合部位的該部分圓柱體成形為按指數及其反函數對稱回轉的曲線形狀，該曲面曲線繞插孔軸向回轉后形成，其內徑最小處的喉孔位置相近于插孔的前端孔，且從喉圓孔處，其內徑逐漸向前、后兩端孔過渡變大，長條形斜槽側孔與插孔軸線的夾角為10～45°。
該種結構可以直接縮短與之配套的插針長度尺寸，提高插針的力學強度，從而提高插針抗彎曲強度、剛度和穩定性，有利于電連接器小型化和微型化，并且能提高電連接器的防勺挖功能。由于結構設計為一體式較為簡單，因此該種指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔具有非常高的高可靠性能。
附圖的圖面說明如下
圖1為本實用新型指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的數學模型；圖示中1為指數函數曲線(圖示以函數y＝2x圖像為例)，2為指數的反函數曲線，(指數函數的反函數，即對數函數y＝log2x的曲線圖像)，3為指數函數曲線及其反函數曲線的對稱軸；即y＝x，4為指數函數曲線與其反函數曲線相對于y＝x軸的拐點的切線，5為兩拐點的距離；
圖2為本實用新型指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的力學模型，5為指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，9、10為前、后兩端孔，8為喉圓孔，
圖3為與圖2匹配的插針6，V表示插針運動方向；
圖4為本實用新型指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的接觸偶合部分示意圖，
圖5是圖4中的A向的剖視圖6是圖4中的B向的剖視圖7是圖4中的C向的剖視圖8為本實用新型指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的彎曲變形示意圖，顯示的是插針插入前的狀態；
圖9顯示的是圖8中插針插入后的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的彎曲變形形狀；
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本使用新型做進一步地詳述
參見附圖1-9所示，該種指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其插孔5是由一個內空的圓柱體形成，在該插孔5的圓柱體上，加工有均勻、排列的與插孔5軸線呈一角度的且洞穿至圓柱體內孔的長條形斜槽側孔7，將插孔5帶長條形斜槽側孔7的圓柱體部分通過向心的收腰加工，使最終形成插孔接觸偶合部位的該部分圓柱體成形為按指數及其反函數對稱的曲線形狀，上述指數是指有理數的指數函數。在此處以函數y＝2x圖像為例。它是利用指數曲線與其反函數曲線關于直線y＝x對稱的數學特性，將兩條曲線圍繞直線軸y＝x旋轉，并保持兩條曲線相對于直線軸y＝x的拐點距離不變，形成插孔的彈性接觸偶合部分。而此偶合部分的最小孔徑是兩條曲線相對于直線軸y＝x的拐點距離。其內徑最小處的喉孔8相近于插孔5的前端孔9，且從喉圓孔8處，其內徑逐漸向前、后兩端孔9、10變大，長條形斜槽側孔7與插孔5軸線的夾角為15°。長條形斜槽側孔7的頂端距插孔5的前端孔9的距離a為2mm。長條形斜槽側孔7的長度b不小于成型前插孔5的內孔孔徑，在此取值為其孔徑的1.8倍。長條形斜槽側孔7的喉圓孔8到前端孔9的距離為小于上述b取值的二分之一，在此取值為b值的0.8倍。長條形斜槽側孔7的寬度c為成型前插孔的內孔孔徑的0.05～0.5倍，在此取值為0.1倍。另外，長條形斜槽側孔7的槽底11為圓弧形狀或直線兩端為圓弧形狀。
該種指數曲線與其反函數曲線形成的插孔5，其內孔變形后，利用其直徑小于與之匹配的插針6的直徑這個特點，在二者相互過盈配合時，其彈性接觸偶合部分必定產生彈性變形，而插針6針頭直徑尺寸小于圓柱體內孔變形前的內孔尺寸，保證插針與插孔能順利地實現插合動作。并且，在實現插合動作過程中，插合力是從零開始逐漸過渡增加的，因此，插合的軸向受力過程是均勻和柔和的。由于插針直徑小于插孔未變形的孔口直徑尺寸，所以，在插合時插孔未變形的孔口部位可作為引導，使插針順著這部分內孔孔壁運動，逐漸引導插針運動至插孔偶合部位。另外因為插孔偶合部位圍繞圓柱體的軸線圓周分布，所以，插合后，插孔偶合部位可使插針在其中自動浮動至中心軸線位置且圓周方向均勻受力。
由于孔口部是一個較插針直徑大一點的完整圓形，這就避免了異常情況下，插針直徑過大時，會產生插孔彈性部位過量變形所造成的永久變形，即彈性失效。使直徑過大的插針插入插孔變成不可能，而且，此結構允許插合時，插針與插孔軸線的不對準偏差范圍放寬，因此，更容易實現插針與插孔的插合過程。
由于該指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔在形成偶合部位時，已經是預先變形，故此在插合動作發生前，指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的偶合部分就儲存了一定的變形能量，在插合動作發生后，插孔內孔孔壁在變形能量的作用下，始終存在有與插針針頭的外表面相接觸的均勻彈性力，從而實現了所需電路的可靠連接。
由于形成插孔接觸偶合部位的喉圓孔8相近于插孔5的前端孔9，利于與之匹配的插針接觸；同時，可適當縮短插針針頭的長度，提高插針針頭在小型化時的強度、剛度和穩定性，并且，插針針頭的縮短，有利于電連接器防勺挖功能的提高。在指數及其反函數對稱曲線插孔的偶合部分，由于加工有均勻、排列的與插孔5軸線呈一角度的且洞穿至圓柱體內孔的長條形斜槽側孔7，所以，其偶合部分與插針形成了并聯電路的連接，在增加插孔偶合部分彈性的同時，這一部分將緊緊包絡在插針6圓周表面并形成并聯結構，根據并聯電路的特性公式，
其接觸電阻值R＝1/(R1+R2…….+Rn)
式中R1、R2….…Rn分別為各接觸部位的接觸電阻值。
從而使這一部位的接觸電阻減小；因此，這種結構適用于毫伏和微電流電路的互連中。接觸電阻小，在電流作用下的溫升就低；溫升低，電連接器內絕緣體零件受溫度影響就小，絕緣體零件老化壽命長，直接決定電連接器的使用壽命和在使用壽命中的使用可靠性。同時，應用這種具有接觸電阻小的插孔的電連接器，在各種工作條件下的噪聲比就好。
因為插孔接觸部位是利用加工側孔的方法獲得，這些側孔在插孔電鍍時，易于使電鍍槽液流入插孔的內孔，所以，這些側孔將極大的改善電鍍的盲區效應和沉淀物效應，降低電鍍時的梯度效應和被阻擋效應，由此將提高插孔偶合部位內孔接觸部位的鍍層質量，保證接觸表面電鍍質量的一致性，這對提高插針與插孔的接觸可靠性和降低機械磨損均十分有利。
同現在技術比較本實用新型所述的插孔結構具有結構簡單、制造成本低、利于小型化、加工容易、插拔柔和、抗沖擊、耐震動、耐濫插、接觸電阻小、抗疲勞、使用壽命長、瞬斷時間短且可靠性能高的諸多優點。該種插孔可實現電連接器接點的高度密集，最小接點間距可達到1.27mm以下，體積超小，重量極輕。
在同樣幾何參數條件下，該指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔的加工工藝比“線簧插孔”簡單得多，因為是一體式結構，可靠性也有所提高；與“冠簧插孔”比較，不僅因為是一體式結構，可靠性有所提高，同時，將節省下來的空間用于包容更大直徑的插針，可提高與之相匹配的插針規格；與“開口插孔”相比較，因為本插孔形成的接觸偶合部位是簡支梁結構，所以，結構上的可靠性比“開口插孔”的懸臂梁結構要高，而這些簡支梁形成的并聯電路又決定了本插孔的電連續性能要比“開口插孔”可靠性高。同時，已經彎曲的簡支梁結構使插針與插孔在插合時受力均勻柔和，其力學變形連續性好，機械耐久性就會提高，磨損也會降低；因為不受突變應力的影響，所以其插拔變形力保持的一致性也就會好，由此構成的電連接器就容易操作。
本實用新型插孔一般選用鈹青銅、磷青銅、錫青銅、不銹鋼、康鎳合金或可伐合金材料制成，表面鍍層選用金、銀、鈀等導電性好、化學性能穩定的金屬。最后還要浸涂防腐潤滑劑。
權利要求1.一種指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，該插孔(5)是由一個內空的圓柱體形成，其特征在于在該插孔(5)的圓柱體上，加工有均勻、排列的與插孔(5)軸線呈一角度的且洞穿至圓柱體內孔的長條形斜槽側孔(7)，將插孔(5)帶長條形斜槽側孔(7)的圓柱體部分通過向心的收腰加工，使最終形成插孔接觸偶合部位的該部分圓柱體成形為按指數及其反函數對稱的曲線形狀，其內徑最小處的喉孔(8)相近于插孔(5)的前端孔(9)，且從喉圓孔(8)處，其內徑逐漸向前、后兩端孔(9)、(10)變大，長條形斜槽側孔(7)與插孔(5)軸線的夾角為10°～45°。
2.根據權利要求1所述的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其特征在于上述指數是指有理數的指數函數。
3.根據權利要求1所述的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其特征在于長條形斜槽側孔(7)的頂端距插孔(5)的前端孔(9)的距離a為0.3～5mm。
4.根據權利要求1所述的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其特征在于長條形斜槽側孔(7)的長度b不小于成型前插孔(5)的內孔孔徑。
5.根據權利要求4所述的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其特征在于長條形斜槽側孔(7)的喉圓孔(8)的位置處到前端孔(9)的距離為小于b/2。
6.根據權利要求1所述的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其特征在于長條形斜槽側孔(7)的寬度c為成型前插孔的內孔孔徑的0.05～0.5倍。
7.根據權利要求1所述的指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔，其特征在于長條形斜槽側孔(7)的槽底(11)為圓弧形狀或直線兩端為圓弧形狀。
專利摘要本實用新型指數及其反函數對稱回轉曲母線插孔是一種電連接器的插孔，其插孔是由一個內空的圓柱體形成，其結構設計特征在于，在該插孔的圓柱體上，加工有均勻、排列的與插孔軸線呈一角度的且洞穿至圓柱體內孔的長條形斜槽側孔，將插孔帶長條形斜槽側孔的圓柱體部分通過向心的收腰加工，使最終形成插孔接觸偶合部位的該部分圓柱體成形為按指數及其反函數對稱的曲線形狀，其內徑最小處的喉孔相近于插孔的前端孔，且從喉圓孔處，其內徑逐漸向前、后兩端孔變大，長條形斜槽側孔與插孔軸線的夾角為10°～45°。本實用新型所述的插孔結構具有結構簡單、制造成本低、利于小型化、加工容易、插拔柔和、抗沖擊、耐震動、耐濫插、接觸電阻小、抗疲勞、使用壽命長、瞬斷時間短且可靠性能高的諸多優點。
文檔編號H01R13/46GK2711928SQ20042000093
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月8日 優先權日2004年1月8日
發明者楊予民, 陳學永, 馮海云, 田隨亮, 唐鐵鎖, 郝海清, 王旭東, 楊立新, 席明強, 高澤雄, 張向朋 申請人:中航光電科技股份有限公司