专利名称：铝导体和导电端子的连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种端子结构，能有效地连接铝导体和导电端子。这种设计既考虑了可靠性又考虑了成本。这种三维端子结构的形成可以经济有效地用级进模把板金冲压成各种结构形状。该端子的过渡开口提供了一个允许熔化的金属合金流入并到达铝导体的窗口。这种特殊结构使利用现有的工艺，如浸焊，波峰焊，和熔焊(但不限于这些工艺)成为可能。多种特殊结构为使用热缩粘管提供了可密封的表面。
背景技术：
铝导体要比铜导体拥有成本和重量上的优势。在以前，在铝导体和铜的连接上进行过无数的努力。如果有任何液体存在，铝和铜的接触将产生腐蚀。铝导体的表面非常容易氧化。长时间后，铝导体会蠕变，铝导体和铜导体之间的电阻在铝导体被腐蚀、 氧化和蠕变后会增加，这会导致不良的导电功能。美国专利2006/0^^922A披露了铝和导电端子的一种连接法。这种连接法用高温等离子体工艺在铝导体的前端进行锌焊接。这种工艺需要采用特殊的设备和程序来焊接锌。在锌焊接处附近的镀镍或任何镀层会被烧掉。因此，金属铜就会暴露。锌铜之间具有较高的电位差，比铜铝之间的电位差要高很多。因此，当有任何液体存在时锌就有可能被腐蚀。另一种铝和端子的连接法披露在美国专利2006/0208838A1上。该方法使用多个步骤和专用设备连接铝导体和导电单元，而且导电单元为管状，这限制了它的应用范围。以上这些特殊要求，降低了使用铝导体去替换铜导体从而节约成本的效益。因此，最好的期望是提供一种可靠的、多形状并且经济实惠的连接法。发明内容本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种
铝导体和导电端子的连接结构。本发明连接结构的导电金属端子有一个端子舌头、一个空心管，以及一个连接端子舌头和空心管的过渡段。该端子的材料可以是铜、黄铜、青铜， 或任何其它导电金属板材，其形状可以用级进模来完成。因此，端子舌头可制成各种形状和三维结构。典型的形状有I、L、J或角的形状。这种典型结构像接在蓄电池极柱上的任何复杂的电池端子。过渡段包含两条折叠的臂(截面像一个V形或长方形)。每条臂至少有所用材料的厚度。两条臂在端子舌头的中间线形成一条缝，以及两臂对端子舌头形成的一条接缝。过渡段则有一个特定形状的过渡开口。过渡开口的另一端连接空心管，该空心管可以是一个有顶缝的圆柱形或椭圆柱形。板金有一个舌头、两条臂和两个特定的凹形，及一个长方形部分。在成形过程中， 舌头部分保持形状不变，两条臂和与两个特定凹形区形成三维过渡段，而矩形部分则形成相应的空心管。金属填料是任何像焊料合金的可熔金属合金，但并不限于这些焊料合金。根据某些应用，在压缩端子与铝导体前，先把熔化的金属填料填进两臂的至少一面和空心管顶缝。 冷却的金属填料沿接缝和两璧缝的至少一面形成金属密封。同时，沿空心管顶缝形成金属密封。为进一步加工，过渡开口可以让熔化的金属填料流入使在铝导体和端子之间形成金属结。过渡开口为使用现有的焊接工艺，如浸焊、波峰焊和熔焊，但并不仅限于这些工艺，提供了一个可行的方法。它不需使用特殊的工艺和设备，因此减少了成本。两条臂、两个金属密封，以及过渡开口周边为热缩粘管提供了一个独特的密封结构。铝导体套有一个绝缘层，一定长度的绝缘层被剥离。空心管的内径比铝导体外径大，在铝导体插入端子空心管后形成一个特定的间隙。从空心管外面一定的压缩长度上施加冲压力，以致于使空心管和铝导体变形，这样形成了连接组件。因此，在铝导体和空心管的压缩长度之间因变形而形成了很高的正压力。并在铝导体和空心管形变的压缩长度之间形成了某种程度的电力完整性和机械连接性。在空心管的一特定间隙段内，它里面的铝导体未被压缩形变。未变形的空心管和铝导体之间的间隙仍然保持不变。在这个连接组件上，熔化的金属填料填到间隙长度中。在有间隙的区域内形成金属结。与此同时，在铝导体端面形成金属镀层。金属结的长度和铝导体的周长是预先设定的，这样金属结在铝导体和导电空心管之间提供了一定的通电和机械的完整性。金属镀层将铝导体端面与空气隔离。对于某些应用来说，在压缩铝导体和空心管之前，金属密封还未形成。对于这些情况，可将熔化的金属填料施加在两臂的至少一面上和空心管的顶缝上。这样，沿接缝和双臂缝就形成了一个金属密封，并沿金属空心管顶缝形成了一个金属密封。再次说明，过渡开口、两条臂，及金属密封提供了前面提到的许多优点。此外，也可只用一个操作就能产生金属密封、金属结，和金属镀层。在一个热缩粘管内涂上粘合材料。涂有粘合材料的管子套在连接组件上。从一定长度的铝导体绝缘层一直到两臂都被热缩粘管覆盖了。在加热情况下，热缩粘管收缩以致于紧紧地贴在连接组件的外部轮廓上。两臂和其金属密封嵌入(或说粘结入)热缩粘管的粘合材料里。因此，被覆盖的长度在两臂处被密封，进而防止外面液体和湿气从两臂侵入。过渡开口周边嵌入热缩粘管的粘合材料里，进而过渡开口周边被密封。未变形的空心管及其金属密封的外表面被粘合和密封在热缩粘管的粘合材料里。该热缩粘管收缩，使得绝缘长度被紧紧粘合从而与外部环境隔离。同现有技术相比较，本发明铝导体和导电端子的连接结构和方法的有益效果在于，成本较低，多形状端子舌头，连接可靠，具有很好的导电可靠性和很好的机械可靠性，可密封并防外来液体和湿气侵入的连接。令使用成熟而简单的工艺成为可能。
图1是本发明铝导体和导电端子的连接结构之导电金属端子轴测投
影
示意图2是图1从侧面剖切掉一部分后，从另一角度看的轴测投影示意图； 图3是所述导电金属端子板金的展开图4是所述导电金属端子显示了各缝隙金属密封的轴测投影示意图； 图5是所述导电金属端子插入铝导体后做纵向剖切的轴测投影示意图； 图6是在压缩端子和铝导体后做纵向剖切的轴测投影示意图； 图7是图6纵向剖面的正投影示意图，同时展示有金属结、金属镀层和金属密封部位； 图8是图7 A-A剖面的横截面正投影示意图9是有金属结、金属镀层，以及在两臂缝、顶缝和接缝内含有金属填料的轴测投影示意图10是端子和铝的组装件被热缩粘管密封后的轴测投影示意图； 图11是图10组件的纵剖面正投影示意图； 图12是图11上沿B-B线剖切的轴测投影示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明导电端子1包括一个端子舌头2、一个空心管3， 以及一个连接端子舌头2和空心管3的过渡段4。该端子的材料可以是铜、黄铜和青铜，或任何其它导电金属。由于这个端子是在级进模上完成，端子舌头2可以制成各种形状和三维结构。典型的形状是I型端子舌头2，L、J，或角形状端子舌头(未显示)。端子舌头2具有一个特殊的孔5’，通过这个孔可以用螺栓和螺帽与其他电器设备连接。典型的三维结构像任何传统和非传统电池端子(未显示)可以直接安装到一个蓄电池极柱上。过渡段4从两条折叠的臂6开始，其中臂的一个截面7像一个V形，如图1和图2 (图1的截面图)示，或长方形(未显示)。每条臂有至少是所用材料的厚度。两条臂6在端子舌头中间5形成一条缝以及在端子舌头2和两条臂6之间形成一条接缝。过渡段则有一个特定形状的过渡开口 9。它的另一端连接空心管3。空心管3可以是一个有顶缝10的圆柱形或椭圆柱形。参照图3，端子是由金属板金11形成。板金有一个舌头2、两条臂12和两个特定的凹形13，以及一个长方形部分14。在成形过程中，舌部分2保持形状不变，两条臂12和与两个特定凹形区13形成图1中的三维过渡段4，而矩形部分14则形成了图1中相应的空心管3。参照图4，金属填料是任何像焊料合金的可熔金属合金，但并不限于这些焊料合金。再次说明，取决于应用，在压缩空心管和铝导体之前，可将熔化的金属填料施加在两臂6 的至少一面上和空心管的顶缝10上。冷却的金属填料在接缝8的至少一边和双臂6的缝 5内形成了一个金属密封25，并沿空心管3的顶缝10形成了一个金属密封26。过渡开口 9 可以让熔化的金属填料流入使在铝导体和端子之间形成金属结。过渡开口为使用现有的焊接工艺，如浸焊、波峰焊和回流焊，但并不仅限于这些工艺，提供了一个可行的方法。它不需使用特殊的工艺和设备，因此减少了成本。两条臂6、两个金属密封25和沈，过渡开口周边 32，以及空心管3为热缩粘管提供了一个独特的密封结构。现在参考图5，铝电缆15由铝导体16和绝缘体17组成，一定长度的绝缘层被剥离。空心管的内径ID18比铝导体16的外径0D19大。在铝导体插入端子空心管3后形成一个特定的间隙20。参照图6，从空心管3外面一定的压缩长度A21上施加冲压力。空心管3和铝导体16变形，这样形成了连接组件22。因此，在铝导体16和空心管3’的压缩长度21之间因变形而形成了很高的正压力。在铝导体16和空心管3’形变压缩长度21之间形成了某种程度的导电的完整性和机械连接性。一特定间隙段B23含有空心管3和它里边的铝导体 16未被压缩形变。没有变形的空心管3”和铝导体16之间的间隙20仍然保持不变。参照图7，在铝导体16被压缩在变形空心管3”内后，将熔化的金属填料施加进间隙长度23中。在铝导体16和空心管3”之间形成金属结。与此同时，熔化的金属填料镀在铝导体16的端面34 (如图6所示)，称为金属镀层27。图8是图7在A-A位置的横截面正投影图，其显示了金属结33的细节。该金属结33的长度和铝导体16的周长是预先设定的，因此金属结33可以从没有变形的空心管3”到铝导体16传导一定的电流。金属结还在铝导体和导电空心管之间提供了一定机械的完整性。在铝导体16端面34的金属镀层27 将铝导体与空气隔离。参照图9，再次说明，对于某些应用来说，在压缩铝导体和空心管之前，金属密封还未形成。对于这些情况，可将熔化的金属填料附着在两臂6的至少一面上和空心管的顶缝 10上。这样，在双臂6的缝5和接缝8内就形成了一个金属密封25，并沿金属空心管3’和 3”的顶缝10形成了一个金属密封26。也可只用一个操作来产生金属密封25、26、金属结 33，和金属镀层27。同样，优点是过渡开口 9可以让熔化的金属填料流入在铝导体和端子之间形成金属结。除此之外，过渡开口、两个臂，和金属密封提供了许多优点。并且，它可能只用一个操作来产生金属密封、金属结，和金属镀层。同样，两条臂6，两个金属密封25和沈，以及过渡开口周边32为热缩粘管提供了一个独特的密封结构。参照图10和图11，热缩粘管观是由热缩材料在加热条件下完成。如图11所示的热缩粘管内涂敷有粘合材料四。热缩粘管观套在连接组件22上。热缩粘管复盖了一定的长度C30，即从铝导体绝缘层17 —直到两臂6。在加热情况下，热缩粘管观收缩以致于紧紧地贴在被覆盖的长度30的外部轮廓上。图11是图10组件的纵剖面正投影示意图。 两臂6和其金属密封25嵌入(或说粘结入)热缩粘管观的粘合材料四里。因此，被覆盖的长度30在两臂6处被密封，进而防止外面液体和湿气从两臂侵入。图12是图11上沿B-B 线剖切的轴测投影示意图。其中过渡开口 9周边32嵌入粘合材料四里，进而沿过渡开口 9周边32被进一步密封。回到图11，未变形的空心管3”及其金属密封沈的外表面被粘合和密封在热缩粘管的粘合材料四里。这样使未变形的空心管3”的外表面被进一步密封。 该热缩粘管观覆盖铝导体绝缘17 —定的绝缘长度D31，使铝导体绝缘长度17被紧紧粘合。 被覆盖的长度30被密封，进而防止外面液体和湿气从绝缘长度17处侵入。因此，铝导体和端子的连接被完全与外部环境隔离。本发明铝导体和导电端子的连接是一种有成本效益的解决方案，并从机械，电气和环境方面看，它是一种可靠的结合体。基于该端子1可以通过级进模生产的事实，端子舌头2在形状和结构上可变。如果使用热缩粘管观，厚度至少是所用金属板材厚度的折叠双臂6和金属密封(或多个》5，两者为粘合材料四提供了密封结构。过渡开口 9允许采用任何现有的焊接工艺但不局限于这些工艺。如果热缩粘管观放在过渡开口上面可以沿着它的周边32密封。如果采用热缩粘管观，非变形空心管3”和其金属密封沈为粘合材料提
供了密封面。大口径的导电空心管3和小直径的铝导体16之间产生一个间隙用于填充金属填料和产生金属结26。在间隙长度23内的金属结沈保持了未变形空心管3”(导电金属)和铝导体16之间通电和机械的完整性。此外，压缩长度21在变形空心管3’(一个典型的导电金属)和铝导体16之间保持了一定程度上的通电和机械的完整性。被覆盖的长度30在铝绝缘17处被密封并延续到另一端的两臂处，此两臂处被热缩粘管观多重密封。这多重密封包括了热缩粘管观对含有金属密封(或多个)25的双臂 6的密封，沿着过渡开口的周边32的密封，以及未变形空心管含有金属密封的外表面的密封，铝导体16被金属结沈和金属镀层27与空气隔离。
权利要求
1.一种导电金属端子，包括端子舌头、空心管，以及连接端子舌头和空心管的过渡段； 所述端子由板金形成，端子舌头可以是各种形状和三维结构；过渡段从折叠的两臂开始，两臂至少有所用材料的厚度，并有一个V形或长方形截面，而且，过渡段包含一个特定形状的过渡开口，它的那一端连接空心管，该空心管可以是一个在顶部有缝的圆柱形或椭圆柱形。
2.按照权利要求1所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括由板金形成，包括一个舌头，两个臂，两个特定的凹形，和一个长方形部分。
3.按照权利要求2所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括由板金成形的一个三维端子结构，它由两臂、两臂之间的一个缝、端子舌头和两臂之间的一个接缝，以及一个过渡开口组成。
4.按照权利要求1所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括过渡开口可以让熔化的金属填料流入，使在铝导体和端子之间形成金属结。
5.按照权利要求4所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括金属填料可以是任何可熔金属合金，但不仅限于这些焊料合金。
6.按照权利要求4所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括过渡开口为使用现有的焊接工艺，如浸焊，波峰焊和熔焊，但并不限于这些工艺，提供了一个可行的方法。
7.按照权利要求3所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括对于某些应用来说，在填入金属填料后在接缝的至少一面上，两臂缝上， 和空心管的顶缝上形成金属密封。
8.按照权利要求7所述的导电金属端子，其特征在于它进一步包括两臂，两个金属密封，过渡开口的周边，以及空心管的外面都为热缩粘管提供了一个独特的密封结构。
9.一种导电金属端子连接铝导体的方法，所述导电金属端子包括端子舌头、空心管，以及连接端子舌头和空心管的过渡段；所述端子由板金形成，端子舌头可以是各种形状和三维结构；过渡段从折叠的两臂开始，两臂至少有所用材料的厚度，并有一个V形或长方形截面，而且，过渡段包含一个特定形状的过渡开口，它的那一端连接空心管，该空心管可以是一个在顶部有缝的圆柱形或椭圆柱形；将小口经的铝导体插入大口经的导电空心管，使在两个导体之间留有间隙，从空心管外面一定的长度施加冲压力，以致于空心管变形，随后一定长度的铝导体被压缩；一定长度的空心管和它里边的铝导体未被压缩形变，空心管和铝导体之间的间隙仍然保持一定的间隙长度；在间隙长度上填充一种金属填料并在铝导体和导电空心管之间形成金属结，与此同时，金属填料镀在铝导体的端面；热缩粘管密封了一定长度的铝绝缘层并延续到两臂，此两臂处有多重密封。
10.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述端子进一步包括板金是由一个舌头，两臂，两个特定的凹形，及一个长方形部分组成。
11.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述端子还进一步包括由板金成形一个三维端子结构，它由两臂，两臂之间的一条缝， 端子舌头和两臂之间的一条接缝，以及一个过渡开口组成。
12.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括过渡开口可以让熔化的金属填料流入，使在铝导体和端子之间形成金属结。
13.按照权利要求12所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于 所述方法进一步包括金属填料可以是任何可熔金属合金，但不仅限于这些焊料合
14.按照权利要求12所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于 所述方法还进一步包括所述过渡开口为使用现有的焊接工艺，如浸焊，波峰焊和熔焊，但并不限于这些工艺，提供了一个可行的方法。
15.按照权利要求11所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于它所述方法进一步包括对于某些应用来说，在填入金属填料后在接缝的至少一面上， 两臂缝上，和空心管的顶缝上形成金属密封。
16.按照权利要求15所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括两个臂，两个金属密封，过渡开口的周边，以及空心管的外面都为热缩粘管提供了一个独特的密封结构。
17.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括在铝导体和在压缩长度内变形的空心管之间达到高压力。
18.按照权利要求17所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于 它所述方法进一步包括高压力维持了在形变的空心管和铝导体之间一定的机械和通电的完整性。
19.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括预先设定的金属结长度和铝导体周长，以便金属结从未变形的空心管到铝导体传导一定的电流。
20.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于它所述方法进一步包括金属结在铝导体和导电空心管之间提供了一定的机械性能的连接性。
21.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于 所述方法进一步包括在金属结及铝导体端面上的金属镀层将铝导体与空气隔离。
22.按照权利要求15所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括对于某些应用来说，在铝导体被压进变形的空心管之前，如果金属密封还未形成的话，在接缝的至少一面，双臂缝，及空心管顶缝形成金属密封。
23.按照权利要求22所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于 所述方法进一步包括金属结和金属镀层组合成的金属密封，可一次性操作完成。
24.按照权利要求22所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括两个金属密封和过渡开口组合成的两臂为热缩粘筒提供了一个独特的密封结构。
25.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括两个臂和沿两臂缝和接缝形成的金属密封被嵌入和密封在热缩粘管的粘合材料里。
26.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于 所述方法进一步包括一个过渡开口被嵌入和密封在热缩粘管的粘合材料里。
27.按照权利要求9所述的导电金属端子连接铝导体的方法，其特征在于所述方法进一步包括未变形空心管的外表面及其充有金属密封的缝被嵌入和密封在热缩粘管的粘合材料里。
全文摘要
一种铝导体和导电端子的连接结构和方法，所述端子包括端子舌头、空心管，以及连接端子舌头和空心管的过渡段。端子由板金形成，端子舌头有各种形状和三维结构。过渡段从折叠的两臂开始，两臂至少有所用材料的厚度，并有一个V形或长方形截面。而且，过渡段包含一个特定形状的过渡开口，可以让熔化的金属流入，使在端子与铝导体之间形成金属结。其另一端连接空心管，该空心管是一个在顶部有缝的圆柱形或椭圆柱形。含有金属密封且折叠而成的两臂为热缩粘管提供了密封表面。热缩粘管密封了铝导体和导电端子的连接。所述连接结构和方法的有益效果在于，成本较低，连接具有很好的机电可靠性，可密封并防外来液气的侵入。令使用成熟而简单的工艺成为可能。
文档编号H01R4/62GK102185185SQ201110008028
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月14日 优先权日2010年1月18日
发明者赵卫平 申请人:赵卫平