端子、端子的制造方法及电线的终端连接结构体的制作方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种端子，该端子减少压接时的加工裂缝及压接后的回弹，并降低金属的氧化和异种金属间的腐蚀。其目的还在于，提供该端子的制造方法。其目的还在于，提供通过链接该端子和电线而得到的电线的终端连接结构体。所述端子是具有与电线压接连接的筒状压接部的压接端子，所述筒状压接部由金属构件构成，并具有非焊接部和通过焊接而形成的焊接部，构成所述非焊接部的所述金属构件的金属基材由正常部和退火部构成。另外，提供该端子的制造方法。还提供通过连接该端子和电线而得到的电线的终端连接结构体。
【专利说明】端子、端子的制造方法及电线的终端连接结构体
【技术领域】
[0001]本发明涉及不易发生压接时的加工裂缝及压接后的回弹(spring back)且缓蚀性优良的端子、其制造方法及电线的终端连接结构体。
【背景技术】
[0002]以往，在汽车用线束(Wire Harness)等中，电线和端子的连接通常为压接连接，即，利用被称为开放桶(open barrel)型的端子铆接电线进行压接。但是，在开放桶型端子中，如果电线与端子的连接部分(接点)附着有水分等，则导致用于电线和端子的金属表面的氧化加快，从而连接部分的电阻提高。另外，用于电线和端子的金属不同时，异种金属间的腐蚀加快。在该连接部分所进行的金属的氧化和腐蚀导致连接部分的裂缝、接触不良，不可避免会影响产品寿命。特别是在近些年，电线为铝合金、端子基材为铜合金的线束正得以应用，连接部分的氧化和腐蚀的问题逐渐变得显著。
[0003]为了防止连接部分的铝电线腐蚀，在专利文献I中，端子使用与电线导体相同材料的铝合金来抑制以往的铜端子所发生的异种金属腐蚀。但是，端子使用铝合金时，端子本身的强度和弹簧特性不充分。另外，为了弥补该不足，采用在端子中组装有铁类原料的弹簧的结构，所以，仍然存在不仅不能避免弹簧材料和端子基材(铝)之间的异种金属腐蚀的问题，而且还产生用于组装的劳动和时间，导致制造成本变高的问题。
[0004]另一方面，在专利文献2中，为了保护电线和端子的连接部，采用在铝电线的导体露出部安装铜盖的结构。但是，存在以下问题:该盖的存在使得压接部的体积增加；部件数的增加导致压接不良和制造成本高。
[0005]另外，在专利文献3中，采用了利用树脂成型压接部整体的方式，但是存在以下问题:成型部的增大化导致连接器外壳的尺寸增大，不仅难以实现线束整体的高密小型化，而且制造线束的工序及其操作变得复杂化。在专利文献4中，为了从外部阻断铝导体，采用在电线导体上覆盖金属罐，然后再压接端子零件的铆接片的方法。但是存在以下问题:在压接该端子零件的铆接片前对各导体安装上述金属罐，使工序繁杂化；以及压接时线桶(WireBarrel)破坏金属罐,引起浸水。
[0006]现有技术文献
[0007]现有技术
[0008]专利文献1:日本特开2004-199934号公报
[0009]专利文献2:日本专利第4598039号公报
[0010]专利文献3:日本特开2011-222243号公报
[0011]专利文献4:日本特开2004-207172号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]鉴于上述情况，本发明的课题是避免电线和端子基材的连接部分的氧化和腐蚀，以及防止压接时的加工裂缝及压接后的回弹。另外，本发明的课题是防止连接部分的尺寸增大、连接工序的复杂化和高成本化，并且保持电线和端子的连接部分的强度，提高耐久性和可靠性。此处，回弹是指变形的部分欲恢复至原来形状的现象。即，端子中与电线压接连接的筒状压接部的变形部分利用弹力等欲恢复至原来形状的现象。当端子的压接部发生回弹时，筒状压接部的内表面和电线之间产生间隙。这不仅有可能导致电线和端子的接触不良，而且有可能使水分侵入间隙，导致腐蚀。
[0014]本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的是提供一种电线和端子在压接连接时不发生加工裂缝及在压接连接后不发生回弹的、缓蚀性优良的端子及其制造方法和电线的终端连接结构体。另外，本发明的目的是提供能够降低连接部的尺寸、连接工序的工时及成本的端子及其制造方法。
[0015]解决问题的手段
[0016]为了解决上述课题，本发明中端子的基本结构采用焊接端子的压接部形成筒状压接部，并向该筒状压接部中插入电线并进行压接的结构，在不增大压接部的情况下从外界阻断电线导体。另外，为了形成端子的筒状压接部，从处理速度和成本的观点考虑，优选使用激光焊接。另外，作为构成端子的金属构件的金属基材，通常使用铜或铜合金，但也可以使用铝或铝合金。
[0017]本发明的端子具有与电线压接连接的筒状压接部，该筒状压接部由金属构件构成，该筒状压接部由非焊接部和通过焊接而形成的焊接部构成，构成所述非焊接部的所述金属构件的金属基材由正常部和退火部构成。另外，该退火部具有正常部的硬度的70?90%的硬度时为良好。并且，优选构成为，在该筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，退火部的面积占焊接部及非焊接部的面积的5?60%。
[0018]本发明的端子如下构成时为良好，S卩，当在垂直于筒状压接部的长度方向的截面中观察筒状压接部时，其焊接部的面积是非焊接部的面积的2?5%。
[0019]本发明的端子如下构成时为良好，S卩，该正常部的硬度相对于该焊接部的硬度的比为2.1?2.7。
[0020]本发明的端子的制造方法的特征在于，通过金属构件的弯曲加工，形成该筒状压接部的垂直于长度方向的截面为C字形状的压接部，并焊接该压接部的两端，形成该筒状压接部，通过该焊接，在该筒状压接部形成焊接部，在构成非焊接部的该金属构件的金属基材，形成正常部和退火部。另外，在该退火部形成具有所述正常部的硬度的70?90%的硬度的退火部时是良好的。并且，更优选通过以在所述筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，该退火部的面积占该焊接部及非焊接部的面积的5?60%的方式进行焊接，形成筒状压接部。需要说明的是，构成该金属构件的金属基材可以由多种金属基材构成，此种情况下，利用适当的焊接方法焊接多种金属基材。
[0021]本发明的端子的制造方法如下进行时为良好，S卩，以在垂直于筒状压接部的长度方向的截面观察筒状压接部时，其焊接部的面积是非焊接部的面积的2?5%的方式进行焊接，形成端子的筒状压接部。
[0022]本发明的端子的制造方法如下进行时为良好，S卩，以该正常部的硬度相对于该焊接部的硬度的比为2.1?2.7的方式进行焊接，形成端子的筒状压接部。
[0023]本发明的端子的制造方法中，为了形成端子的筒状压接部，从处理速度和成本的观点考虑，优选使用激光焊接。另外，作为构成端子的金属构件的金属基材，通常可以使用铜或铜合金，但也可以使用铝或铝合金。
[0024]本发明的电线的终端连接结构体的特征在于，在该端子的所述筒状压接部压接连接本发明的端子和电线。另外，该电线可以由铜或铜合金形成，也可以由铝或铝合金、其他金属形成。
[0025]发明效果
[0026]利用本发明的端子的基本结构，能够防止水分从外部附着于电线和端子基材的接点，能够降低构成电线、端子的金属的氧化和腐蚀。由于本发明的端子具有退火部，能够降低筒状压接部在压接时的加工裂缝及压接后的回弹，能够提高具有筒状压接部的端子的耐久性和可靠性。另外，本发明的端子的退火部具有正常部的硬度的70?90%的硬度时，具有更优选的效果。另外，通过在筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，使退火部的面积占焊接部及非焊接部的面积的5?60%，而具有优选的效果。
[0027]另外，本发明的端子的压接部通过以焊接部和非焊接部在规定的面积比范围的方式进行焊接，能够在压接时防止筒状压接部的加工裂缝，并且提高具有筒状压接部的端子的耐久性和可靠性。并且，本发明的端子的压接部通过以正常部的硬度相对于焊接部的硬度的比在规定范围的方式进行焊接，能够防止筒状压接部在压接时的加工裂缝，并能够提高具有筒状压接部的端子的耐久性和可靠性。另外，通过采用本发明的端子，能够降低连接部的尺寸和成本。需要说明的是，如后所述，硬度单位可以采用维氏硬度(Vickershardness)及其他适当的硬度单位。
[0028]根据本发明的端子的制造方法，通过使端子形成退火部，能够防止筒状压接部在压接时的加工裂缝及压接后的回弹，能够提高具有筒状压接部的端子的耐久性和可靠性。另外，如果退火部具有正常部的硬度的70?90%的硬度，则能够得到更优选的效果，通过以在筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，金属基材的退火部的面积占焊接部及非焊接部的面积的5?60%的方式进行焊接，能够得到进一步优选的效果。并且，利用本发明的端子的制造方法，能够在利用激光焊接形成筒状压接部的同时进行退火处理，并能利用一个工序实施筒状压接部的退火部的形成，实现制造成本的降低。
[0029]另外，根据本发明的端子的制造方法，通过在利用焊接形成筒状压接部时，以焊接部和非焊接部在规定的面积比范围的方式进行焊接，能够防止压接时端子的加工裂缝，并能够制造具有高耐久性和可靠性的端子。并且，根据本发明的端子的制造方法，在利用焊接形成筒状压接部时，以正常部的硬度相对于焊接部的硬度的比在规定范围的方式进行焊接，由此能够在压接时防止端子的加工裂缝，并能够制造具有高耐久性和可靠性的端子。另夕卜，根据本发明的端子的制造方法，能够避免连接工序的复杂化和高成本化。
[0030]另外，本发明的电线的终端连接结构体在通过压接使电线和端子接触的状态下，筒状压接部能够防止水分从外部附着于电线和端子的金属基材的接点，并能够防止构成电线和端子的金属的氧化和异种金属间的腐蚀。本发明的端子能够防止筒状压接部在压接时的加工裂缝及压接后的回弹，所以，通过使用本发明的电线的终端连接结构体，形成装配电线，能够提供缓蚀性和可靠性提高的线束。
【专利附图】
【附图说明】[0031]图1是表示本发明的端子的一个实施方式的立体图。
[0032]图2是表示本发明的电线的终端连接结构体的立体图。
[0033]图3是示意性地表示本发明的端子在制造过程中的一个状态的立体图。
[0034]图4是表示本发明的端子的筒状压接部的垂直于长度方向的截面的截面图。
[0035]图5是表示本发明的端子的筒状压接部的平行于长度方向截面的截面图。
[0036]图6是本发明的端子的筒状压接部的垂直于长度方向的截面的图像。
[0037]图7是表示本发明的端子的筒状压接部的垂直于长度方向的截面的截面图。
[0038]图8是表示本发明的端子的其他实施方式的立体图。
【具体实施方式】
[0039]基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下所示的实施方式是一个例子，本发明的范围并不限定于该实施方式，还可以包括其他实施方式。
[0040]图1表示本发明的端子I的基本结构之一例。该端子I具有连接器部20和筒状压接部30，并具有过渡部40作为它们的连接部件。并且，端子I通过焊接形成筒状压接部30，由此在该筒状压接部形成焊接部70(图中由斜线表示的部分)。为了确保导电性和强度，端子I由金属构件制造。所谓金属构件，由金属材料(铜、铝、铁或以它们为主要成分的合金等)的基材和任意设置在其表面的镀层部构成。镀层部可以设置于金属基材的局部或全部，优选锡镀层、银镀层等贵金属镀层。可以在镀层部进一步设置铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)或以它们为主要成分的合金等的衬底镀层。考虑到金属基材的保护及成本等，镀层部的镀层厚度通常具有0.3微米(μ m)?1.2微米(μ m)。电线60由绝缘被覆61和金属芯线(未图示)构成。电线60可以是裸线，但是，作为线束，通常使用被绝缘覆盖的电线。在制造电线的终端连接结构体10时，利用专用的夹具或冲压加工机等铆接端子I的筒状压接部30和电线60，从而进行压接。此时，可以使筒状压接部30整体缩径，但也可以如凹模那样局部强加工筒状压接部，从而进行压接。
[0041]连接器部20是允许插入例如阳模端子等的插入薄片(tab)的箱体(box)部。在本发明中，该箱体部的细部的形状没有特别限定。例如，如图8所示，作为本发明的端子的其他实施方式，可以是阳模端子的具有插入薄片11的结构。在该实施方式中，为了便于说明本发明的端子，给出阴模端子的例子。
[0042]筒状压接部30是压接连接端子I和电线的部位。其一端具有能够插入电线的插入口 31，另一端与过渡部40连接。为了防止水分等的浸入，筒状压接部30的过渡部40侧优选封闭。封闭方法可以是通过例如激光进行焊接，或者是冲压成型。但是，在封闭过渡部侧时，会导致筒状压接部30和过渡部40的分界线特别不清楚。因此，在本申请中，将从压接连接电线的芯线和端子基材的部分至插入口的部分作为筒状压接部。本发明的端子的筒状压接部只要是筒状即可对腐蚀具有一定的效果，所以，在长度方向上其形状和大小可以发生变化。
[0043]作为电线的芯线，可以实际应用铜合金线、铝合金线等。作为铝合金芯线的例子，可以使用铝芯线，该铝芯线由约0.2质量％的铁(Fe)、约0.2质量％的铜(Cu)、约0.1质量％的镁(Mg)、约0.04质量％的硅(Si)、余量为铝(Al)及不可避免的杂质构成。作为其他合金组成，可以使用Fe为约1.05质量％、Mg为约0.15质量％、Si为约0.04质量％、余量为Al及不可避免的杂质的合金组成；或者Fe为约1.0质量％、Si为约0.04质量％、余量为Al及不可避免的杂质的合金组成；Fe为约0.2质量％、Mg为约0.7质量％、Si为约0.7质量％、余量为Al及不可避免的杂质的合金组成等。上述合金还可以含有T1、Zr、Sn、Mn等合金元素。可以使用上述组成的金属芯线，形成总截面积为0.5?2.5sq (mm2)、7?19根抢线的芯线，加以使用。作为芯线的包覆材料，可以使用以PE、PP等聚烯烃为主要成分的材料或以PVC为主要成分的材料等。
[0044]在筒状压接部30，通过压接连接构成筒状压接部的金属构件和电线，进行机械连接和电连接。筒状压接部30需要被设计成能够进行铆接连接的某一程度的壁厚。图2表示本发明的电线的终端连接结构体10。终端连接结构体10具有连接本发明的端子1、电线60的结构。终端连接结构体10通过筒状压接部30压接连接端子I和电线60。需要说明的是，通过将多个上述连接结构体捆在一起，例如能够形成汽车用线束。
[0045]图3是示意性地表示本发明的端子I在制造过程中的一个状态的图。图中的FL表示光纤激光焊接装置。照射由焊接装置FL发出的光纤激光L，以焊接构成筒状压接部30的金属构件的未焊接部37。另外，如后所述，通过该焊接，在构成筒状压接部30的金属构件形成焊接部70，并且，在该焊接时其两侧的金属基材受到热影响，从而形成退火部80。退火部80是指具有比端子基材软的组织的部分。需要说明的是，退火部还包括所谓的HAZ (热影响区域，Heat Affected Zone)。在筒状压接部30的金属基材中，将焊接部70和退火部80以外的部分称为正常部90。相对于金属构件的焊接部70，将由该正常部90和退火部80构成的部分及在其表面任意设置的镀层部称为金属构件的非焊接部100。上述图1表示利用该光纤激光焊接装置完成焊接而得到的本发明的端子I。图1所示的焊接部70在激光焊接时，从过渡部40至电线的插入口 31，例如形成大致直线状区域。焊接部70是因激光的热暂时熔解的金属构件(基材及镀层部)随后凝固而形成的。通常，其晶粒比非焊接部100中的晶粒粗大。另外，在焊接部70，构成镀层部的镀层金属还有时焊透。需要说明的是，利用上述光纤激光焊接装置进行的焊接是作为焊接方法之一例而列举的，只要不脱离本发明，可以使用其他焊接方法。
[0046]如图7所示，在该非焊接部100的金属基材的退火部80，形成具有正常部90的硬度的70?90%的部分，将该部分称为金属基材的退火部50(以下，将退火部80的上述部分作为退火部50)。金属基材的退火部80在压接连接电线60和筒状压接部30时，发挥对抗端子I变形的缓冲作用。通常构成端子I的基材具有制造原料本身时的特性，通过端子整形等的进一步加工进行加工硬化。金属基材的退火部80由于具有相对上述加工组织使内部变形降低并软化的组织，所以，能够以低于正常部的应力变形。另外，相对于正常部可塑性变形的量较大。即，使电线压接连接时，该退火部80具有缓冲施加在端子基材上的应力的作用，所以，更容易变形至所希望的形状，其加工性良好。
[0047]另外，退火部80 (退火部50)不必在筒状压接部30的整体进行设置。因退火部的存在，能够得到使加工性变得良好，回弹降低的效果。因此，退火部可以仅设置于筒状压接部30的一部分。优选设置在加工量最大的部分、即连接电线的芯线和筒状压接部的部分的附近。另外，优选在垂直于长度方向的截面中，以夹持焊接部大致对称的方式设置退火部。
[0048]根据构成端子I的金属构件的金属基材的种类而不同，但如果是铜类合金、铝类合金的基材，则可以通过升温至500°C以上来设置退火部80。具体而言，只要能够进行使筒状压接部30的规定区域升温至500°C以上，并根据需要保持规定时间的热处理，即可形成退火部80。设定该温度和保持时间，从而得到上述规定的退火部50的硬度。但是，需要以在筒状压接部30的垂直于长度方向的截面中，使退火部80具有筒状压接部的规定面积率的条件进行热处理。用于设置退火部的温度域只要是从500°C至不损坏端子的形状和功能的温度即可。
[0049]图7表示筒状压接部30的垂直于长度方向的截面图。在本发明的端子I的筒状压接部30的垂直于长度方向的截面中，形成相对于构成金属构件32的金属基材的正常部90的硬度具有70?90%的硬度的退火部50 (斜线部分)。这样的退火部50形成于非焊接部100的退火部80。该退火部的形成除了用于形成筒状压接部的激光焊接以外，还可以另外进行退火处理。而且，对于本发明的端子I的筒状压接部30，如图7所示，在垂直于长度方向的截面中该退火部50的区域的面积具有焊接部70及非焊接部100的5?60%的面积。通过使退火部50取上述面积率的值，如后所述可知，筒状压接部30在压接时的加工裂缝及压接后的回弹量减少。需要说明的是，截面观察时退火部的面积率是指，用筒状压接部30的整个截面积除金属基材的退火部50的区域的截面积所得的值。例如，筒状压接部30为圆筒的情况下，面积率=IOOX ((退火部的长度)X板厚)/ (管的圆周X板厚)。这里，所谓管的圆周，是(管的外周+管的内周)/2。图中的C表示在垂直于长度方法的截面中观察筒状压接部30时管的中心。
[0050]但是，在由筒状压接部的截面计算面积率时，需要确定退火部区域，然而难以一眼区别加工组织和退火部。在能够区別的情况下，可以使用上述方法计算面积率，但在不能区别的情况下，可以通过对筒状压接部的截面的金属基材部分以规定间隔测定一周的硬度，来计算面积率。此种情况下，至少测定10个点以上的硬度，数出以金属基材的硬度为100%时硬度为70?90%的点数。即，此种情况下，退火部的面积率可以通过(硬度为金属基材的硬度的70?90%的点数)/ (测定的点数)求出。需要说明的是，可以使用洛氏硬度(HR)、维氏硬度(Hv)、努氏硬度(HN)、布氏硬度(HB)等的硬度试验测定硬度。在本说明书中，作为一例，采用维氏硬度试验的硬度测定方法。可以通过基于通常的工业标准(维氏硬度试验的情况下为JIS Z2244)等的方法进行硬度测定。
[0051]图4表示筒状压接部30的垂直于长度方向的截面图。本发明的端子I的筒状压接部30的截面由具有规定壁厚的金属构件32构成，但如前所述，该截面可以分成非焊接部100即金属基材的正常部90和金属基材的退火部80、以及焊接部70、及在基材表面任意设置的镀层部(未图示)。优选以如下方式进行焊接(例如激光焊接)，即，在图2所示的筒状压接部30的垂直于长度方向的截面中进行观察时，该焊接部70的区域具有非焊接部100(正常部90及退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部)的区域的2?5%的面积率。这是因为通过使焊接部70的区域相对于非焊接部100的区域取上述面积率值，得到了能够防止在压接时筒状压接部30发生加工裂缝的试验结果(参见后述的试验结果及评价结果)。更优选焊接所形成的焊接部70的区域具有非焊接部100 (正常部90及退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部)的区域的2.5?3.5%的面积率。进一步优选焊接所形成的焊接部70的区域具有非焊接部100 (正常部90及退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部)的区域的大致3%的面积率。需要说明的是，无论是否形成具有上述规定面积率的退火部，都可以进行上述焊接部70的面积率的设定。[0052]另外，从截面进行观察时的筒状压接部30的焊接部70的面积率，可以通过用非焊接部100的区域的截面积除焊接部70的区域的截面积而得到。例如，筒状压接部30为圆筒时，面积率=100 X ((焊接部70的长度X板厚)/ ((筒状压接部30的管的圆周X板厚)_ (焊接部70的长度X板厚)))。此处，筒状压接部30的管的圆周是指(管的外周+管的内周)/2。需要说明的是，图4中的C表示在垂直于长度方向的截面观察筒状压接部30时的中心。
[0053]但是，在由筒状压接部30的截面计算面积率时，需要判断焊接部70的区域和非焊接部100的区域。可以通过观察例如筒状压接部30的截面的SEM (扫描电子显微镜，Scanning Electron Microscope)图像,确定焊接部70、非焊接部100,来进行该判断。此种情况下，可以通过蚀刻筒状压接部30的截面进行判断。图6示出其一例。图6是以截面照片的形式表示在焊接后的筒状压接部30分别形成焊接部70、退火部80的状态。通过使用这样的图像，能够确定各部位。作为其他判断方法，还可以考虑通过以一定间隔测定筒状压接部30的截面的金属基材部分一周的硬度，来判断焊接部、非焊接部，并计算面积率的方法。此种情况下，例如可以采用至少测定10个点以上，并通过该硬度值判断焊接部70和非焊接部100的方法。如上所述，可以使用洛氏硬度(HR)、维氏硬度(Hv)、努氏硬度(HN)、布氏硬度(HB)等的硬度试验测定硬度。
[0054]优选进行激光焊接，使得在图2所示的筒状压接部30的规定的垂直于长度方向的截面中，正常部90的区域的硬度相对于焊接部70的区域的硬度的比为2.1?2.7。这是因为通过使正常部的区域的硬度相对于焊接部70的区域的硬度的比取上述范围值，得到了能够防止在压接时筒状压接部30发生加工裂缝的试验结果(参见后述的试验结果及评价结果)。更优选正常部90的区域的硬度相对于激光焊接所形成的焊接部70的区域的硬度的比为2.2?2.5的情形。进一步优选非焊接部100的正常部90的区域的硬度相对于激光焊接所形成的焊接部70的区域的硬度的比为2.3?2.4的情形。无论是否形成具有上述规定面积率的退火部，都可以进行上述硬度比的设定。
[0055]如图4所示，方便起见，将焊接部70的硬度设为在筒状压接部30的垂直于长度方向的截面进行观察时该焊接部70的中心位置(通过图中的焊接部70的虚线上的、焊接部70的中心点)的硬度，正常部90的硬度设为该正常部90的、由该焊接部70的中心位置沿圆周方向约180°的位置(例如，图中的通过正常部的虚线上的、正常部的中央点)的硬度。但是，硬度的测定位置也可以是焊接部70及正常部90的其他位置。图4中的C表示在垂直于长度方向的截面观察筒状压接部30时的中心。
[0056]如上所述，例如可以通过观察筒状压接部30的截面的SEM (扫描电子显微镜)图像，确定焊接部70、非焊接部100，来判断筒状压接部30的焊接部70的区域和非焊接部100的区域。此种情况下，可以通过蚀刻筒状压接部30的截面，来进行判断。图6示出其一例。图6表示在焊接后的筒状压接部30分别形成焊接部70、退火部80的状态。利用这样的图像能够确定各部位。作为其他判断方法，还可以考虑针对筒状压接部30的截面的金属基材部分，以一定间隔测定一周的硬度，从而判断焊接部、非焊接部，并计算面积率的方法。此种情况下，例如还可以考虑至少测定10个点以上的硬度，根据该硬度值来判断焊接部70和非焊接部100的方法。
[0057]接下来，对本发明的端子I的制造方法进行说明。本发明的端子I具有筒状压接部30，并在该筒状压接部30具有退火部，所以，只要能得到该结构，并不限定制造方法。
[0058]在本发明的端子I的制造过程中，使用在金属基材(铜合金、铝合金、铁合金等)的表面任意设置有镀层部的金属构件。将上述金属构件的条(板)冲裁成呈平面展开的端子的形状，并通过弯曲加工设置压接部。此时，压接部经弯曲加工从平面形成大致C字形截面，通过焊接连接该开放部分，从而形成筒状压接部。本发明的端子I的优选制造方法是利用光纤激光对该筒状压接部30进行激光焊接而制造。
[0059]由于铜及铜合金经激光照射，吸热效率差，所以，以铜及铜合金作为金属基材时，有可能不能适当设置焊接部和退火部。该问题可以通过利用如光纤激光这样的能量密度高的激光而克服。通过利用能量密度高的光纤激光进行焊接，能够一边形成筒状压接部30，一边在金属基材设置退火部80。由此，能够通过一个步骤设置筒状压接部30和退火部80，所以，能够效率良好地制造本发明的端子I。这对于退火部50也相同。
[0060]另外，本发明的端子I可以通过不同的焊接方法形成筒状压接部30。此种情况下，有时不能适当形成退火部80、50，所以，这种情况下需要对筒状压接部30局部施加热处理和冷却。
[0061]图3是示意性地表示本发明的端子I在制造过程中的一个状态的图。图中的FL表示光纤激光焊接装置。照射由焊接装置FL发射的光纤激光L，以焊接筒状压接部30的未焊接部37。另外，通过该焊接的热，能够在筒状压接部30的金属基材设置退火部80。退火部80可以通过500°C以上的热处理来设置。但是，当使用能量密度过高的光纤激光L时，导致在所需以上的宽范围形成退火部，使筒状压接部30整体软化。因此，优选光纤激光L以150?500W的输出功率进行焊接。通过调整激光输出功率和扫描速度，可以将退火部80设置在适当范围。
[0062]本发明的端子I的制造方法是进一步或取代上述内容，在通过焊接(例如激光焊接)形成筒状压接部30时，以在该筒状压接部30形成规定大小的焊接部70 (参见所述图O的方式进行焊接，制造端子的方法。另外，本发明的端子I的制造方法是进一步或取代上述内容，在通过焊接形成筒状压接部30时，以在该筒状压接部30形成具有规定硬度的焊接部70 (参见所述图1)的方式进行焊接，制造端子的方法。作为形成筒状压接部30的方法，可以考虑激光焊接或其他焊接方法。
[0063]本发明的端子I的制造方法是如下方法:通过上述金属构件的弯曲加工，形成截面为C字形状的压接部，并在该压接部的相向的两端对其进行焊接，形成该金属构件的筒状压接部，此时，以如下方式进行焊接，形成筒状压接部30，S卩，在筒状压接部30的垂直于长度方向的截面中进行观察时，该焊接部70的区域具有非焊接部100(正常部90及退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部)的区域的2?5%的面积率。如前所述，这是因为通过使焊接部70的区域相对于非焊接部100的区域具有这样的面积率的值，能够得到可防止筒状压接部30在压接时的加工裂缝的试验结果。
[0064]本发明的端子I的制造方法更优选是以焊接部70的区域具有非焊接部100(正常部90及退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部)的区域的2.5?3.5%的面积率的方式进行焊接，形成筒状压接部30的方法。进一步优选是以焊接部70的区域具有非焊接部100 (正常部90及退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部)的区域的大致3%的面积率的方式进行焊接，形成筒状压接部30的方法。[0065]另外，本发明的端子I的制造方法的特征在于，在形成端子的筒状压接部时，通过金属构件的弯曲加工形成截面为C字形状的压接部，并且在该压接部的相向的两端进行焊接，在形成该金属构件的筒状压接部30时，在该筒状压接部30形成利用焊接而形成的焊接部70和由金属基材的正常部90和金属基材的退火部80、及在它们的金属基材表面任意设置的镀层部构成的非焊接部100，并以金属基材的正常部90的硬度相对于该焊接部70的硬度的比为2.1?2.7的方式进行焊接，形成端子I的筒状压接部30。
[0066]另外，本发明的端子I的制造方法更优选以该正常部90的硬度相对于该焊接部70的硬度的比为2.2?2.5的方式进行焊接，形成端子I的筒状压接部30。进一步优选以该正常部90的硬度相对于该焊接部70的硬度的比为2.3?2.4的方式进行焊接，形成筒状压接部30的端子的制造方法。如前所述，方便起见，该焊接部70的硬度是该焊接部70的中心位置的硬度，该正常部90的硬度是在垂直于长度方向的截面中观察该筒状压接部30时，该正常部90的、自该焊接部70的中心位置沿圆周方向约180°的位置的任一位置的硬度。但是，硬度的测定位置可以是焊接部70及正常部90中的其他位置。
[0067]作为本发明的端子I的制造方法，优选利用光纤激光对该筒状压接部30进行激光焊接并制造的方法。通过使用如光纤激光的能量密度高的激光，即使是因激光照射而导致吸热效率差的铜及铜合金，也能够很小地形成焊接宽度和热影响部的宽度。需要说明的是，在筒状压接部30设置电线卡止槽时，可以通过预先利用光纤激光使激光焊接前的压接部的内部局部熔融，来设置槽。
[0068]图5表示筒状压接部30的平行于长度方向的截面图的一部分。图5表示在筒状压接部30的内壁面33设置有电线卡止槽34a、34b的结构。在电线的芯线和金属构件接触的部分，通常施加锡、银等的镀层。特别是在使用由铝或铝合金的芯线构成的电线时，铝或铝合金与铜或铜合金比较，对锡的接触电阻大，所以，在筒状压接部30设置电线卡止槽34a、34b，由此能够良好地维持接触压力，并提高电性能。在图5中，电线卡止槽34a形成为具有矩形截面的槽，电线卡止槽34b形成为具有半圆形截面的槽。这些电线卡止槽可以在形成筒状压接部30前通过对金属构件进行加工而形成。另外，这些电线卡止槽可以通过利用光纤激光或机械的切削加工等进行设置。这样的槽也被称为锯齿(serration)，可以根据需要形成于筒状压接部30的金属构件的内壁面33。
[0069]接下来，图2表示本发明的电线的终端连接结构体10。终端连接结构体10具有连接本发明的端子I和电线(电线60)的结构。终端连接结构体10通过筒状压接部30压接连接端子I和电线60。对压接方式没有特别限定，在图2中，由第一压接变形部35及第二压接变形部36构成。通常，当为了压接连接电线和端子基材而进行加工时，筒状压接部30引起塑性变形，由此完成与电线60的压接连接。在图2所示的例子中，第一压接变形部35是变形量最大的部分。由此可以通过二阶段变形来进行压接连接。不仅可以进行使其缩径的变形加工，还可以进行使筒状压接部变形为凹凸形状的加工。
[0070]在制造电线的终端连接结构体10时，优选积极地使筒状压接部30的金属基材的退火部80、50发生塑性变形的压接连接。在压接连接端子I的筒状压接部30和电线60时，通过专用的夹具或冲压加工机等进行。此时，可以使筒状压接部30整体缩径，但也有时如凹模那样局部强加工筒状压接部，进行压接。此时，只要以使退火部80、50的塑性变形量变大的方式调整位置即可。即，当以冲压加工时的凸部前端与退火部80、50的正上方(外侧)接触的方式调整时，退火部80、50的变形量变大。由此，较软的金属基材的退火部80、50能够承担大部分塑性变形，所以能够有助于回弹的降低。
[0071]实施例
[0072]以下表示对本发明所进行的试验结果及评价结果。本发明并不限于以下试验中的实施方式。
[0073]对第一实施方式进行说明。在第一实施方式中，作为端子的金属基材，使用古河电气工业制造的铜合金板材FAS-680(厚度0.25mm，H材)。FAS-680的合金组成中含有镍(Ni )2.0 ~2.8 质量 ％、硅(Si) 0.45 ~0.6 质量 ％、锌(Zn) 0.4 ~0.55 质量 ％、锡(Sn) 0.1 ~0.25质量％、及镁(Mg) 0.05~0.2质量％，余量为铜(Cu)及不可避免的杂质。FAS-680的维氏硬度约为200Hv。另外，使用至少在形成有焊接部的金属基材的部分施加锡镀层作为镀层部的金属构件。
[0074]铝电线的芯线使用古河电气工业制造的铝合金MSAl (线，线径为0.43mm)。MSAl的合金组成为:铁(Fe)约0.2%、铜(Cu)约0.2%、镁(Mg)约0.1%、硅(Si)约0.04%，余量为铝(Al)及不可避免的杂质。使用MSAl制成2.5sq、19根捻线的电线。
[0075]通过利用激光焊接来焊接形成为C字形状的压接部的未焊接部，从而成型筒状压接部。另外，通过该焊接，在筒状压接部的金属基材中还得到退火部。另外，通过改变各种条件，能够使电线卡止部的个数或退火部的硬度发生变化。另外，对于设置电线卡止槽(锯齿)，通过利用光纤激光预先使激光焊接前的筒状压接部的内部局部熔解来设置槽。此种情况下，在筒状压接部的长度方向的截面中观察时，容易形成半圆形的槽(图5、34b的形状)。
[0076]另外，使金属构件的未焊接部的端部彼此对接，并焊接该对接的部分的技术称为“对焊”。使金属构件的未焊接部的端部彼此重合，并焊接该重合的部分的技术称为“搭焊”。另外，相对于端子长度方向倾斜设置金属构件的未焊接部，并沿该部分进行焊接的技术称为“倾斜焊”。筒状压接部的焊接可以是上述任一种方法，也可以是上述方法以外的适当的方法。
[0077]实验条件如下。
[0078]?工作激光光源:古河电气工业制造500W Cff光纤激光ASFl J233 (波长1084nm单模振荡激光)
[0079]?使用电扫描仪(galvanoscaner)(非远心)的扫描照射
[0080].激光输出功率:300、400、500W
[0081]?扫描速度:90、135、180mm/sec.[0082].扫描距离:9_
[0083]?以全条件正焦点(just focus)进行激光照射(光斑大小:0.02mm)
[0084]针对利用上述条件制造的端子的筒状压接部，确认硬度是铜合金板材FAS-680的维氏硬度的70~90%的退火部在筒状压接部的垂直于长度方向的截面中占有多少程度的面积率。为了计算出面积率，垂直于长度方向切断筒状压接部，对其O字形截面以一定间隔测定I周维氏硬度。需要说明的是，最低测定10点以上。在本实施例，在可能的情况下取20点以上。另外，利用基材的厚度的大致中心位置进行测定。维氏硬度的测定基于JISZ2244。而且，用“测定 的点数”除“维氏硬度达到金属基材的硬度的70~90%的点数”，即求得面积率。[0085]针对所得到的样品进行环境试验，然后制作如图2所示的电线的终端连接结构体，利用光学显微镜等在截面中观察压接部的铝线的腐蚀量，从而评价腐蚀性。如下表示该评价结果:将铝线未腐蚀并保留下来表示为◎;将在铝线外周到处可见斑痕(斑点状腐蚀或点腐蚀)表示为〇；将铝线以面积比计残留50%以上表示为Λ ;将铝以面积比计消失50%以上表示为X。
[0086]利用压接后的切割外观评价加工性。如下进行评价:利用SEM (扫描电子显微镜)等电子显微镜确认筒状压接部的表面和截面，并将完全未观察到皱褶等的外观表示为◎;将观察到皱褶但未产生裂缝的外观表示为〇；将产生裂缝但在表层停止的外观表示为Λ ；将产生贯通基材的裂缝的外观表示为X。
[0087]通过比较距离刚压接后的端子的筒状压接部的电线插入口 IOcm的电线的芯线的电阻值和在室内环境中放置一周后同一位置的电阻值，来评价回弹。可知当发生回弹时，由于电线和金属构件的连接部的接触压下降，所以电线的电阻值升高。因此，作为回弹的评价，是评价电线的电阻值的增量。使用Hioki3560AC Milliohm HiTester测定电阻值。
[0088]环境试验按照以下顺序实施。将样品的端子插入空腔(cavity)，使电线侧朝向顶部，端子侧朝向地面，在各试验装置以空腔漂在中空的方式进行设置。需要说明的是，从(I)到(2)不清洗且无间隔地实施。
[0089](I)盐水喷雾试验:5质量％的盐水，350C，放置96小时
[0090](2)湿热放置试验:在温度为80°C、湿度(RH)为95%的环境下放置96小时
[0091](3)水洗(离子交换水)
[0092](4)干燥
[0093]上述各种试验结果及评价结果示于表1。
[0094][表 1]
[0095]
【权利要求】
1.一种端子，具有与电线压接连接的筒状压接部，其特征在于， 所述筒状压接部由金属构件构成， 所述筒状压接部由非焊接部和通过焊接而形成的焊接部组成， 构成所述非焊接部的所述金属构件的金属基材由正常部和退火部构成。
2.根据权利要求1所述的端子，其特征在于，所述退火部具有所述正常部的硬度的70~90%的硬度。
3.根据权利要求1或2所述的端子，其特征在于，在所述筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，所述退火部的面积占所述焊接部及非焊接部的面积的5~60%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的端子，其特征在于，在所述筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，所述焊接部的面积是所述非焊接部的面积的2~5%。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的端子，其特征在于，所述正常部的硬度相对于所述焊接部的硬度的比是2.1~2.7。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的端子，其特征在于，所述金属基材由铜或铜合金组成。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的端子，其特征在于，所述金属基材由铝或铝合金组成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的端子，其特征在于，所述焊接是激光焊接。
9.一种端子的制造方法，该制造`方法是具有与电线压接连接的筒状压接部的端子的制造方法，其特征在于， 通过金属构件的弯曲加工，形成所述筒状压接部的垂直于长度方向的截面为C字形状的压接部， 焊接所述压接部的两端形成所述筒状压接部，通过所述焊接，在所述筒状压接部形成焊接部，在非焊接部形成正常部和退火部。
10.根据权利要求9所述的端子的制造方法，其特征在于，所述退火部具有所述正常部的硬度的70~90%的硬度。
11.根据权利要求9或10所述的端子的制造方法，其特征在于，通过以如下方式进行焊接来形成筒状压接部，即在所述筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，所述退火部的面积占所述焊接部及非焊接部的面积的5~60%。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的端子的制造方法，其特征在于，通过以如下方式进行焊接来形成筒状压接部，即在所述筒状压接部的垂直于长度方向的截面中，所述焊接部的面积为所述非焊接部的面积的2~5%。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的端子的制造方法，其特征在于，通过以如下方式进行焊接来形成筒状压接部，即所述正常部的硬度相对于所述焊接部的硬度的比为2.1 ~2.7。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的端子的制造方法，其特征在于，构成所述金属构件的金属基材由铜或铜合金组成。
15.根据权利要求9至13中任一项所述的端子的制造方法，其特征在于，构成所述金属构件的金属基材由铝或铝合金组成。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的端子的制造方法，其特征在于，所述焊接是激光焊接。
17.—种电线的终端连接结构体，该结构体是将权利要求1至8中任一项所述的端子和电线压接连接于所述端子的所述筒状压接部。
18.根据权利要求17所述的电线的终端连接结构体，其特征在于，所述电线由铝或铝合金组成 。
【文档编号】H01R4/02GK103765680SQ201380002923
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】橘昭赖, 水户濑贤悟, 八木三郎 申请人:古河电气工业株式会社, 古河As株式会社