要提升连接器的插拔次数,同时保证连接器的低发热量,需要触指提供足够多的接触点。以保证电缆、插针、触指和插孔的电流密度接近。
JP ≈ JF ≈ JR ≈ JC
双向螺旋弹簧触指是指高电率弹性铜丝沿斜形椭圆轨迹螺旋环绕为单位环;所述单位环沿轴线双向螺旋绕制为双向螺旋弹簧触指。簧触指可提供多个列式形变接触点结合单位环斜形椭圆上的接触点,而大大增加了插头和所述弹簧触指的接触点数量,极为有效地降低接触温升,提高整个连接器系统的使用寿命,低温升降地能量的损耗(图4)。
双向螺旋弹簧触指装置于插孔内,每一环触指接受插针径向压力而产生应力发生弹性形变,从而每一环触指获得正压力f,双向螺旋弹簧触指有n环触指,则插拔力为F
F = n ? f
设定连接器额定电流为为 I, 双向螺旋触指有 n 环,每一环相当于2根铜线,铜线1和铜线2,都能传递电流 I2n,整个弹簧触指相当于2n根电缆铜芯,每根弹簧丝通过的电流为 (图5):
I n = I / 2n
以Φ6.00mm的插针,25mm2的电缆传递120A的电流为例,弹簧丝为Φ0.28mm, 共计220环;插孔外径Φ10.8mm。
插针电流密度:JP = 120 /(3.14*32)= 4.25 A / mm2
触指电流密度:
JF = 120/(3.14*0.142*220*2)= 4.43 A / mm2
插孔电流密度:
JR = 120/(3.14*5.42-3.14*4.52)= 4.28 A / mm2
电缆电流密度:JC = 120/25= 4.80 A / mm2
从上计算可以看出,双向螺旋弹簧能有效的提升触指的横切面积,从而保证电缆、插针、触指和插孔的电流密度基本相等。
双向螺旋弹簧和插针需经常插拔,表面镀有耐耐磨的银,同时调整触指和插针的配合尺寸,以保证每一环弹簧在插针插入后有合适的正压力,以获得较少的接触面阻抗RC和良好的插拔力。
综上所计算,双向螺旋弹簧触指能够提供极大的多触点接触(可达240个)及良好的插拔力,能够实现大电流连接器的低温升,数万次的插拔次数。


