一種新型連接器卡扣

王 奇，王彥波，苑 靜

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁458030）

汽車連接器作為汽車信號和電流傳輸的樞紐，在車身系統中起著不可或缺的作用。隨著汽車功能的增加，車身線束也變得更加復雜，用于傳輸信號和電源的線束也越來越多。同時隨著汽車線束多樣化和集成化的趨勢，用于固定連接器卡扣的各項性能要求也隨之提升。經過跟蹤調查市場用戶反饋信息，目前連接器卡扣在使用過程中主要存在以下不足：①連接器卡扣與護套掛接強度不滿足標準110N［1］，卡扣容易從護套中脫出；②卡扣適配的鈑金厚度范圍較小，適配性不強；③卡扣與鈑金的配合存在異響問題；④卡扣防轉性差等。圖1為目前卡扣示意圖。

針對以上現狀，本文介紹一種新型卡扣結構，可以解決目前存在的問題。

該新型卡扣包含臺階狀扣體、封閉式卡盤、護板和分級式嚙合結構，如圖2所示。下文對新型連接器卡扣的結構功能進行分類介紹。

圖1 目前卡扣示意圖

圖2 新型卡扣結構示意圖

1 臺階狀扣體設計

扣體部位的主要作用是實現卡扣與車間鈑金的掛接，同時還要滿足卡扣與鈑金的裝配舒適性要求。這就要求扣體結構與鈑金孔尺寸要滿足很高的契合度，這就限制了卡扣的適配鈑金厚度的范圍。而本方案中，將扣體結構設計為臺階狀［2］，這種結構最明顯的優勢是可以適配多種厚度的鈑金，可以大大提升連接器卡扣的適配范圍，滿足了車身鈑金多元化的需求。

臺階狀扣體的具體形式見圖3，尺寸L1，L2，L3可以分別適配不同厚度的鈑金孔。

圖3 臺階狀扣體示意圖

2 與護套掛接部位設計

鑒于目前卡扣類產品常見的一類缺陷，卡扣與護套保持力不滿足標準110N［1］。普遍的解決方案是增加卡扣與護套掛臺的掛接量，減小配合間隙，但過度的增加掛接量勢必增加卡扣與護套裝配時的插入力（標準要求卡扣的插入力不得大于30N［1］），導致產品的可裝配性下降。如圖4所示。

圖4 目前卡扣與護套掛接示意圖

基于此類現狀，結合目前產品的失效形式，產品在完成卡扣與護套的保持力實驗時，出現的失效形式為：卡扣在受到拉力脫開過程中，最先失效的部位是掛接處的掛點滑脫，而掛點自身并未損壞。基于此，可以確定發生問題的關鍵點，所以新方案中針對以上問題點將卡扣與護套掛接部位由目前平面式掛接方式設計成分級式嚙合結構［3］，增 加 掛接面的嚙合強度，從而提高卡扣在護套中的保持力。如圖5所示。

注：護套與卡扣掛接部位設計成與之嚙合的分級結構，掛接效果更佳。

圖5 新型卡扣與護套掛接示意圖

3 新型卡扣護板的設計

在使用過程中，鑒于目前卡扣防轉效果不佳的情況，同時為了進一步提升卡扣的扣體部位自身的強度，新方案在卡扣的扣體兩側部位設計了護板結構，使卡扣的防轉效果和強度均有了顯著的改善。如圖6所示。

圖6 護板結構示意圖

4 卡盤的設計

考慮到目前人們對車輛舒適性的要求增加，車輛的異響問題也更加引起人們的聚焦和關注。基于此，較之目前半封閉式的卡盤結構提供的裝配預緊力偏小的問題，該新型卡扣設計一種全封閉式卡盤結構，卡扣與鈑金孔安裝完成后，可以通過封閉式卡盤的自身變形提供更大的預緊力，從而使卡扣在安裝進護套后的配合更穩定，解決了卡扣與車身鈑金掛接的異響問題。如圖7所示。

圖7 卡盤結構對比示意圖

5 效果分析

為了驗證新型方案的效果，對新方案進行了更改前后的插拔力實驗驗證，如圖8所示。實驗結論如下：卡扣與護套間的插入力基本與之前一致，而保持力由之前的不足80N提升至130N左右，滿足產品的性能要求，實驗數據見表1。

表1 新老狀態卡扣插拔力實驗對比

圖8 卡扣插拔力實驗圖

6 結束語

連接器卡扣是連接車身線束與車身鈑金的關鍵部件和常用部件。卡扣不僅要實現與護套的可靠連接，也要滿足與車身鈑金的可靠性裝配。新方案較之目前卡扣產品，增加了護板結構，可使卡扣的強度和穩定性大幅度提升。封閉式卡盤較目前的半封閉式卡盤提供了更大的預緊力，進一步消除了裝配間隙導致的車身異響問題。另外，臺階狀的扣體設計大幅度提升了卡扣的使用范圍。新型卡扣結構簡單，無需更復雜的生產工藝，模具易于成型。鑒于新結構的以上優勢特性，預測該產品有廣闊的推廣應用空間。