連接器鎖止裝置分類分析

苑 靜，李建鋒，李汶樺，李林峰，于洪湘

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁458030）

伴隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車的功能和舒適性要求不斷提升，對汽車連接器的要求也更加嚴(yán)格。同時(shí)受制于汽車空間的限制以及連接器自身可裝配性的要求，汽車連接器結(jié)構(gòu)也隨之向著多元化的方向發(fā)展。

汽車連接器是連接車身線束的紐帶，連接器間的鎖止，既要滿足配合的可靠性，也要滿足連接器的可裝配性，標(biāo)準(zhǔn)要求連接器的結(jié)合力不得大于75N［1］，由此連接器裝配鎖止結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)多元化的發(fā)展方向。本文將從不同的視角分類介紹幾種常見的連接器鎖止結(jié)構(gòu)，方便人們理解連接器的不同鎖止裝置，同時(shí)也可以作為連接器選型的參考。

目前市場上常見的汽車連接器鎖止結(jié)構(gòu)大致分為5類：掛鼻扣合式、齒輪嚙合式、螺栓助力式、鋼卡鎖止式和螺紋鎖止式。

1 掛鼻扣合式

掛鼻扣合式的鎖止結(jié)構(gòu)是常見的鎖止結(jié)構(gòu)，依靠的是護(hù)套自身掛鼻的彈性變形，最終實(shí)現(xiàn)連接器鎖止和解鎖。目前掛鼻扣合式按照掛鼻的結(jié)構(gòu)形式大致分為兩種：內(nèi)嵌式掛鼻結(jié)構(gòu)（圖1）和外拆式掛鼻結(jié)構(gòu)（圖2）。這兩種結(jié)構(gòu)比較簡單，操作起來也很方便。但同時(shí)也存在以下不足。

1）內(nèi)嵌式掛鼻結(jié)構(gòu)在沒有專用解鎖工具的前提下，往往是操作者通過徒手按壓掛鼻的一端來解鎖。如果連接器掛鼻兩側(cè)的空間過小（參見圖1尺寸L，有時(shí)尺寸L過小，小于拇指的寬度），工人操作起來很不方便。

圖2 外拆式掛鼻結(jié)構(gòu)

2）外拆式掛鼻結(jié)構(gòu)如果解鎖的過程中沒有專用解鎖工具，直接通過徒手解鎖，操作極其困難，且容易造成操作事故。

除此之外，還有一種通過按壓式解鎖鼻的方式進(jìn)行解鎖的鎖止裝置［2］。設(shè)計(jì)方案見圖3。

圖3 按壓式解鎖鼻結(jié)構(gòu)

較之內(nèi)嵌式掛鼻和外拆式掛鼻兩種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)解決了內(nèi)嵌式的解鎖空間限制問題和外拆式需要用專用解鎖工具的問題。但這種結(jié)構(gòu)對于連接器外部防護(hù)有更加嚴(yán)格的要求，務(wù)必確保車身不得有其他部件碰撞、擠壓解鎖掛鼻裝置，造成連接器的松脫。

2 齒輪嚙合式

齒輪嚙合式鎖止裝置是利用齒輪之間的嚙合，配合杠桿的原理，實(shí)現(xiàn)解鎖裝置的助力［3］。該裝置由以下3部分組成：插頭護(hù)套、鎖止裝置主體和插座護(hù)套，如圖4所示。圖5為齒輪嚙合式鎖止裝置的嚙合示意圖。

圖4 齒輪嚙合式鎖止裝置分解示意圖

圖5 嚙合過程示意圖

該鎖止裝置有以下特點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)裝置運(yùn)用了齒輪嚙合的原理，將連接器間的軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為了繞旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動，更加符合操作者的操作習(xí)慣。其次，結(jié)構(gòu)運(yùn)用了杠桿原理，有效降低了操作難度，提高了連接器的可裝配性。但是，該鎖止裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，各部件的配合精度要求較高，對于模具精度要求也更高，開發(fā)費(fèi)用和周期相對較長。另外，因嚙合處要承受較大應(yīng)力，所以對于產(chǎn)品材料強(qiáng)度也就有很高的要求，相應(yīng)增加產(chǎn)品的成本。

3 螺栓助力式

該種嚙合方式主要是通過螺栓與螺母在嚙合過程中將螺栓的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為軸向運(yùn)動的特性，實(shí)現(xiàn)連接器鎖止。參見圖6，螺母固定在護(hù)套2中，螺栓裝配在護(hù)套1之中，通過螺栓的轉(zhuǎn)動，可以實(shí)現(xiàn)護(hù)套1和護(hù)套2間的相向運(yùn)動，最終完成連接器的鎖止［4］。

圖6 螺栓助力鎖止方式示意圖

該鎖止裝置連接器之間的鎖止力來自于螺栓和螺母的配合，由于螺栓可以承受較大的扭矩，也就可以轉(zhuǎn)化為更多的軸向力。所以該鎖止裝置主要應(yīng)用于超多線連接器的裝配過程中。這種結(jié)構(gòu)的不足之處是：結(jié)構(gòu)中需要額外增加螺栓和螺母的裝配，無形中增加了連接器的復(fù)雜性和開發(fā)成本。

4 鋼卡鎖止式

該種鎖止結(jié)構(gòu)區(qū)別于傳統(tǒng)掛鼻扣合式之處為：本鎖止掛臺為單獨(dú)的一個(gè)彈性鋼卡，可以為連接器的配合提供更大的結(jié)合力。

該鎖止結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，首先應(yīng)將鎖止鋼卡率先與插座護(hù)套進(jìn)行裝配，利用鋼卡自身的彈性實(shí)現(xiàn)其與護(hù)套的鎖止（圖7），然后再進(jìn)行插頭護(hù)套和插座護(hù)套的裝配。通過鋼卡上兩處凸起部位與插頭護(hù)套掛點(diǎn)的掛接，實(shí)現(xiàn)連接器的鎖止（圖8）。

圖7 鋼卡安裝示意圖

圖8 鋼卡鎖止方式示意圖

該種結(jié)構(gòu)的解鎖是通過對彈性鋼卡施加正向力來完成，較之傳統(tǒng)掛鼻扣合式結(jié)構(gòu)，鋼卡的抗變形能力更強(qiáng)，可以使用在相對復(fù)雜的環(huán)境中。另外，鋼卡的強(qiáng)度要明顯強(qiáng)于護(hù)套的彈性掛鼻，所以掛接的可靠性也相對更高。但這種結(jié)構(gòu)需要單獨(dú)開發(fā)并裝配一個(gè)鋼卡，增加了裝配復(fù)雜性，同時(shí)開發(fā)成本和周期也相對有所增加。

5 螺紋鎖止式

螺紋鎖止式結(jié)構(gòu)的工作原理是通過在一端護(hù)套上設(shè)計(jì)環(huán)形槽，另一端護(hù)套嵌套一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動的連接環(huán)，并且在連接環(huán)內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)掛接凸起。使用時(shí)只需將插頭護(hù)套和插座護(hù)套裝配至初始安裝位置，然后旋轉(zhuǎn)連接環(huán)，通過連接環(huán)上凸起結(jié)構(gòu)在環(huán)形槽中的移動，即可實(shí)現(xiàn)連接器的鎖止［5］，見圖9。

圖9 螺紋鎖止裝置示意圖

該鎖止結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：通過將連接器裝配時(shí)的軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為側(cè)向轉(zhuǎn)動的形式，實(shí)現(xiàn)了裝配助力的目的。該種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在端面密封形式的連接器中。

6 總結(jié)

綜上所述，掛鼻扣合式結(jié)構(gòu)主要用于連接器線數(shù)較少，線束承載力值較小，周邊環(huán)境比較理想的情況。齒輪嚙合式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于多線連接器的裝配過程，可以在一定程度上減小連接器的結(jié)合力。螺栓助力式主要應(yīng)用于超多線的連接器的鎖止，通過將扭矩轉(zhuǎn)化為軸向力的方式，實(shí)現(xiàn)連接器的鎖止，鋼卡鎖止式可以用于連接器線數(shù)較少，線束承載力值較大，周邊環(huán)境較為復(fù)雜的情況。螺紋鎖止式主要應(yīng)用在端面密封形式的連接器中。

連接器的鎖止裝置是為了實(shí)現(xiàn)連接器間的掛接可靠性，從而滿足電流和信號傳輸。文中介紹的幾種鎖止結(jié)構(gòu)都有自身的特點(diǎn)，建議大家根據(jù)實(shí)際工況需要進(jìn)行選擇。