压接端子、压接端子的制造方法及制造装置制造方法
【专利摘要】本发明提供能够使被覆电线的导体部分与压接端子的导通状态处于良好状态的压接端子的制造方法以及制造装置。激光焊接机(3)具有激光加工头(61)，由激光加工头(61)进行焊接前压接端子(Tb)中的对接界面(Td)的焊接。此时，调整从激光加工头(61)照射的激光的输出功率密度以及扫描速度，使从焊接前压接端子(Tb)的对接界面(Td)中的焊接部(W)飞散的飞散物(S)附着于焊接前压接端子(Tb)的内侧面。
【专利说明】压接端子、压接端子的制造方法及制造装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种承担汽车用布线的连接的压接端子、其制造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002]汽车的车内配线多使用布线(wire harness)。布线是对应于车内配线的规格而将多条被覆电线组装化而得到的。在各被覆电线的终端例如压接有压接端子。在将压接端子连接在布线的电线终端的情况下，剥去电线终端的绝缘被覆皮层，使芯线露出，将压接端子的芯线圆筒(barrel)模压压接在芯线露出部，由此将电线终端和压接端子电连接。为了防止水分从与压接端子的连接部渗入电线内导致芯线腐蚀，对压接端子和电线终端的连接部实施树脂密封(专利文献1、专利文献2)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2001 - 167821号公报
[0006]专利文献2:日本特开2012 - 069449号公报
【发明内容】
[0007]但是，对压接端子和电线终端的连接部进行树脂密封成为导致布线的制造单价増加的主要原因。这是因为使用的树脂本身昂贵，而且树脂模具处理或者涂布处理工序中树脂的浇注、固化需要时间。
[0008]因此，尝试将压接端子的电线连接部(压接部)通过加压成型而弯曲加工成筒状，将在该弯曲加工成筒状的部分形成的板材两端的对接界面整体通过激光焊接进行接合，从而将电线连接部制成密闭结构。
[0009]但是，将芯线等导体部分露出的被覆电线压接于压接端子时，必须使导体部分与压接端子导通。此时，导体部分的表面有时被氧化被膜覆盖。存在下述问题:因为氧化被膜是非导电性的，所以若导体部分的表面被氧化被膜覆盖，则难以确保芯线和压接端子的导通状态。
[0010]因此，本发明的课题是提供能够使被覆电线的导体部分与压接端子的导通状态处于良好状态的压接端子的制造方法以及制造装置。
[0011]解决了上述课题的本发明所涉及的压接端子的制造方法是具有压接部的压接端子的制造方法，所述压接部允许对被覆电线的导体部分的压接连接，其特征在于，设置将金属制板材中的侧边彼此并置而形成的圆筒部件，边使由激光照射机构照射的激光的照射位置在圆筒部件的长度方向移动，边由激光照射机构对侧边的并置位置进行激光照射，将侧边彼此焊接，由此形成压接部，根据以下输出功率密度以及扫描速度由激光照射机构照射激光，所述输出功率密度以及扫描速度用于使激光焊接时从焊接部飞散的微小熔融金属附着于圆筒部件的内表面。
[0012]本发明所涉及的压接端子的制造方法中，根据用于使激光焊接时从焊接部飞散的微小熔融金属附着于圆筒部件的内表面的输出功率密度以及扫描速度，由激光照射机构照射激光。因此，激光焊接完成后，微小熔融金属附着在圆筒部件的内表面。附着于圆筒部件的内表面的微小熔融金属之后固化而成为微小的金属粒子，处于附着于圆筒部件的内表面的状态。通过使该微小金属粒子附着于圆筒部件的内表面，使得在将被覆电线的导体部分压接连接在由圆筒部件形成的压接部时，覆盖导体表面的氧化被膜被微小的金属粒子破坏，使导体部分露出。因此，能够使压接连接后的被覆电线的导体部分和压接端子中的压接部的导通状态处于良好的状态。
[0013]此处，用于使激光焊接时从焊接部飞散的微小熔融金属附着于圆筒部件的内表面的输出功率密度以及扫描速度，在激光束光斑直径约为20?100 μ m、激光波长为1.064?1.084 μ m的情况下，可以使输出功率密度为5?400MW/cm2、扫描速度为90?500mm/sec的范围的数值。
[0014]由此，对于激光焊接时的输出功率密度以及扫描速度，在激光束光斑直径约为20?100 μ m、激光波长为1.064?1.084 μ m的情况下，通过使输出功率密度为5?400MW/cm2、扫描速度为90?500mm/sec的范围的数值,能够使附着于圆筒部件的表面的微小熔融金属适量。
[0015]另一方面，解决了上述课题的本发明所涉及的压接端子的制造装置是被用于上述压接端子的制造方法的装置，具有:激光照射机构、使由激光照射机构照射的激光的照射位置在圆筒部件的长度方向移动的激光照射位置移动机构。
[0016]解决了上述课题的本发明所涉及的压接端子是具有压接部的压接端子，所述压接部允许对被覆电线的导体部分的压接连接，其特征在于，压接端子具有将金属制板材中的侧边彼此并置而形成的圆筒部件，如下形成圆筒部件:边使由激光照射机构照射的激光的照射位置在圆筒部件的长度方向移动，边由激光照射机构对侧边的并置位置进行激光照射，将侧边彼此焊接，激光焊接时从焊接部飞散的微小熔融金属固化并附着在圆筒部件的内表面。
[0017]根据本发明所涉及的压接端子的制造方法以及制造装置，能够使被覆电线的导体部分和压接端子的导通状态为良好的状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是表示将被覆电线连接于压接端子的状态的侧视图。
[0019]图2是压接端子的俯视图。
[0020]图3(a)是表示铜条的俯视图，(b)是表示一次加压后的链式端子的俯视图，(C)是表示二次加压后的链式端子的俯视图。
[0021]图4是表示激光焊接机的概况的侧面图。
[0022]图5是焊接对接界面时的圆筒部的截面示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下对本发明的优选实施方式进行说明。图1是表示将被覆电线连接于圧接端子的状态的侧视图，图2是压接端子的俯视图。
[0024]如图1所示，由本实施方式所涉及的制造方法制造的压接端子10是阴型压接端子，具有箱部20以及压接部30。压接端子10的压接部30允许对被覆电线50的导体部分即铝芯线51的压接连接，被覆电线50被压接于压接部30。被覆电线50被连接于压接端子10中的压接部30。被覆电线50具有铝芯线51且铝芯线51被绝缘被覆52被覆。铝芯线51是将铝导线束捆扎而构成的。进而，相比被覆电线50的被覆前端50a为前方处是铝芯线51从绝缘被覆52中露出的电线露出部51a。铝芯线51按截面成为0.75mm2将铝合金线捻合而构成。
[0025]压接端子10中的箱部20可以构成为倒位的中空四棱柱体的箱状。在箱部20的内部设置有弹性接触片21。弹性接触片21向长度方向X的后方折弯，并接触被插入箱部20的没有图示的阳型端子的插入翼片。另外，箱部20被折弯以使在底面部22的与长度方向X垂直的宽度方向Y的两侧部连续设置的侧面部23互相重叠，从长度方向X的前端侧观察，被构成为大致矩形形状。
[0026]应予说明，在本实施方式中，长度方向X如图1所示，是指与将压接部30压接而连接的被覆电线50的长度方向一致的方向，宽度方向Y是在大致水平的平面上与长度方向X交叉的方向。另外，以与压接部30相对的箱部20—侧为前方，相反，以与箱部20相对的压接部30 —侧为后方。并在将箱部20和压接部30连接的连接部40，形成随着向后方前进而上升的倾斜的背面侧倾斜部41。
[0027]另外，压接端子10中的压接前的压接部30如下形成:将压接面31以及在压接面31的宽度方向Y的两侧延伸出来的圆筒构成片32成圆后的端部32a彼此对接，如图2所示，将端部32a彼此焊接而形成为筒体。另外，压接部30从后方观察的形状大致为O型。应予说明，圆筒构成片32的长度方向X的长度被形成为比电线露出部51a的长度方向X的露出长度长，所述电线露出部51a从绝缘被覆50的长度方向X前方侧的前端、即被覆前端50a在长度方向X的前方露出。应予说明，铝芯线51的截面积为2.5sq(2.5mm2)的情况下，只要使用例如内径为2.2?3.0mm的压接部30即可，铝芯线51的截面积为0.75sq(0.75mm2)的情况下，只要使用内径为1.4?2.0mm的压接部30即可。为了使压接部30的内径在电线导体的外径水平、即1.0?2.5mm程度的范围内变化，可以通过弯曲加工将压接部30的形状制成阶梯状管结构。
[0028]压接部30具有将图1所示的绝缘被覆50压接的被覆压接筒状部30a和配置在其前方的将铝芯线51的电线露出部51a压接的电线压接筒状部30b。另外，在电线压接筒状部30b的更前方形成有密封部30c。将密封部30c变形，以使前方端部压溃成大致平板状，如图2所示，在其宽度方向Y焊接而形成。在电线压接筒状部30b和密封部30c之间，形成随着向前方前进而降低的倾斜部30d。压接端子10是具有中空四棱柱体的箱部20和后方观察大致O型的压接部30的封闭圆筒形式的端子。
[0029]在压接部30中的被覆压接筒状部30a的内表面，形成宽度方向Y的槽即被覆用卡槽33a。被覆用卡槽33a在压接面31的全周形成连续的环状槽。被覆用卡槽33a通过以这样的形状形成，由此能够在压接状态下咬住绝缘被覆50。
[0030]另外，在电线压接筒状部30b的内表面，在长度方向X间隔规定间隔形成3条宽度方向Y的槽即电线用卡槽33b。电线用卡槽33b被构成为截面呈矩形凹陷，并且形成连续至压接面31的圆周方向途中位置的环状槽。电线用卡槽33b通过形成为这样的形状，在压接状态下，铝芯线51能够被电线用卡槽33b咬住。由此提高压接部30和铝芯线51的导通性。
[0031]接下来说明本实施方式所涉及的压接端子的制造方法。首先，使图3(a)所示的铜条C经由利用加压机的加压工序以及利用激光焊接机的焊接工序，制造图1以及图2所示的压接端子10。铜条C是由表面镀锡(Sn)的黄铜等铜合金条形成的金属制加工前板材。应予说明，作为金属制加工前板材，也可以代替铜条C，采用钢板、铝板等使用铜以外的金属的板材、板条材。
[0032]在加压工序中，如图3(b)所示，对铜条C实施冲裁加工，形成最终加压加工前链式端子Tl。最终加压加工前链式端子Tl由加工后成为压接端子10的多个弯曲加工前压接端子Ta、以及将多个弯曲加工前压接端子Ta连接并在输送时进行支撑的上托架部Cl及下托架部C2构成。上托架部Cl成为配置在弯曲加工前压接端子Ta的上部的带状保持部件。另外，下托架部C2被配置在成为板材的弯曲加工前焊接前压接端子Ta的下部。
[0033]在加压工序中，对于最终加压加工前链式端子Tl中的弯曲加工前压接端子Ta，实施弯曲加工，如图3 (C)所示，形成具有成为圆筒部件的圆筒部Tv和连接器部Tc的焊接前压接端子Tb。另外，形成多个焊接前压接端子Tb被上托架部连接的链式端子T2。圆筒部Tv成为圆筒部Tv的侧边彼此相互并置而形成的筒体，具体而言是侧边彼此对接的筒体。然后，将圆筒部Tv中的长度方向一端侧、即连接器部Tc侧的端部按压并压溃，将圆筒部Tv中的连接器部Tc侧的开口部封闭而成为封闭部。进而，通过将圆筒部Tv的端部压溃，在连接器部Tc侧形成倾斜部Ts，没有被压溃而保留的筒状部分为筒体部Tp。另外，倾斜部Ts的前端部成为密封部Tf。接下来，在焊接工序中，通过激光焊接机3将筒体部Tp的对接部、密封部Tf焊接。由此制造图1以及图2所示的压接端子10。
[0034]接下来，对激光焊接机的构成进行说明。图4是表示激光焊接机的概况的主视图。如图4所示，激光焊接机3具有照射由激光光源供应的激光的激光加工头61，使激光加工头61移动的激光加工头移动机构62，以及使链式端子Τ2输送移动、并且进行激光焊接时的定位的输送定位机构63。
[0035]激光加工头61照射约1.064?1.084 μ m的波长的光纤激光。此时的激光束光斑直径约为20?100 μ m。另外，激光加工头移动机构62保持激光加工头61，并且使激光加工头61沿着焊接前压接端子Tb的筒体部Tp侧的长度方向X移动。输送定位机构63具有滚筒64、65，其配置在相比从激光加工头61照射的激光的照射位置更靠上游侧，并运送链式端子T2。
[0036]通过激光焊接机对筒体部Tp中的成为焊接部的对接界面Td进行焊接时，从激光加工头61照射激光之际，从焊接部飞散作为微小熔融金属的飞溅物。飞溅物是成为筒体部Tp的材料的金属，此处为铜合金熔融后而得到的物质。如图5所示，通过照射激光LB而从筒体部Tp的对接界面Td中的焊接部W飞散的飞散物S附着于圆筒部Tv中的筒体部Tp的内表面。
[0037]附着于筒体部Tp的内表面的飞散物S在经过压接端子10的后续制造工序的期间被冷却而固化。因此，制造图1所示的压接端子10时，成为以下状态，即，从压接部30的内表面突出的多个微小金属附着于压接端子10中的压接部30的内表面。
[0038]在筒体部Tp中插入铝芯线51时，如果铝芯线51的表面被氧化被膜覆盖，则铝芯线51和压接端子10中的压接部30的导通状态变为不良。为了避免这样的导通状态不良，目前，在筒体部Tp形成电线用卡槽33b，以电线用卡槽33b破坏铝芯线51表面的氧化被膜，使铝芯线51本身露出。
[0039]就此点而言，在本实施方式中，微小金属附着于将被覆电线50压接的压接部30的内表面。因此，如果在压接部30插入被覆电线50，则被覆电线50中的成为导体部分的铝芯线51的表面与附着于压接部30的内表面的微小金属互相摩擦，铝芯线51的表面被轻微损伤。
[0040]若铝芯线51的表面被轻微损伤，则覆盖铝芯线51的表面的氧化被膜被刮掉，铝芯线51本身在表面露出。因此，铝芯线51和压接端子10中的压接部30、被覆电线50中的铝芯线51在维持良好导通的状态下接触。因此，能够使被覆电线的导体部分和压接端子的导通状态为良好的状态。
[0041]此处，调整从激光加工头61照射的激光的输出功率密度以及激光光源的扫描速度的数值，以使激光焊接时从焊接部飞散的飞散物S附着于圆筒部Tv的内表面。作为从激光加工头61照射的激光的照射条件，例如在进行对接界面Td中的熔透深度为板厚以上的穿透焊时，从激光加工头61照射的激光束的光斑直径约为20?100 μ m、激光波长为1.064?1.084 μ m的情况下，输出功率密度为5?400MW/cm2、扫描速度为90?500mm/sec的范围的数值。
[0042]具体而言，激光束的光斑直径约为20 μ m、激光波长为1.064?1.084 μ m的情况下，使输出功率密度为lOOMW/cm2、扫描速度为130mm/sec时，可以在压接部30的内表面每I平方毫米附着60个金属粒子。粘附的金属粒子的面积优选每单位面积为10%以下。这是因为如果金属粒子过多，则焊接部有壁厚变薄之虞。应予说明，此时的金属粒子的面积是对图像进行拍摄而得的二维面的面积。另外，此时的金属粒子的粒径为I?60 μ m的范围内。
[0043]附着于压接端子10的压接部30的内表面的金属粒子每单位面积的粒子数以及粒径取决于从激光加工头61输出的激光的输出功率密度和扫描速度。如果减慢扫描速度或者提高激光的输出功率密度，则能够使每单位面积的粒子数增加。在上述照射条件下进行激光照射的情况下，附着于压接端子10的压接部30的内表面的金属粒子的粒径为I?60 μ m0铝芯线51中的氧化被膜的膜厚约为10埃左右。因此，将被覆电线50压接于压接端子10时，通过附着在压接部30的内表面的金属粒子，能够充分破坏铝芯线51表面的氧化被膜。应予说明，氧化被膜的膜厚不限于上述例子(10埃左右)，也可以为数纳米?数十纳米左右。另外，如果金属粒子的大小变得过大，则有损伤被覆之虞或导致被覆剥落之虞，所以优选小于60 μ m左右。
[0044]由此，在通过激光焊接将圆筒部Tv中的筒体部Tp的对接界面Td焊接时，通过调整激光的输出功率密度以及激光光源的扫描速度，能够调整飞散并附着于筒体部Tp的内表面的飞散物量。因此，能够使用于在压接时将铝芯线51的表面的氧化被膜破坏的金属粒子附着于压接部30的内表面，能够使被覆电线的导体部分和压接端子的导通状态成为良好的状态。
[0045]以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，制成由箱部20和压接部30构成的压接端子10，但只要是具有压接部30的压接端子，也可以是由插入连接在上述压接端子10的箱部20中的插入翼片和压接部30构成的阳型压接端子，另外，也可以是仅由压接部30构成、用于将多根铝芯线51捆扎而连接的压接端子。
[0046]压接端子10由铜合金构成，但也可以由铝或铝合金等其他金属构成。另外，在上述实施方式中，以将侧边彼此相互并置的方式为对接，但不限于对接，例如也可以为叠合等。这种情况下，不实施对接焊，而是实施叠合焊。实施叠合焊的情况下，进行穿透焊以在激光照射侧的相反侧形成焊接焊缝。在上述实施方式中，使微小金属附着于压接部30的内表面，可以省略电线用卡槽的形成，也可以附着微小金属并形成电线用卡槽。
[0047]另一方面，在上述实施方式中，作为激光照射机构，使用照射从激光光源供给的激光的激光加工头，但是也可以为其他激光照射机构。例如，可以利用反射镜的反射等、调节从激光光源供给的激光的照射位置的所谓电流扫描振镜(galvano scanner)等。这种情况下，电流扫描振镜仪还兼作激光照射位置移动机构。
[0048]本发明也可适用需要防水、隔水处理的铜电线等铝之外的金属制电线。另外，电线直径不限定于0.75mm2，还可以使用更高或更低的电线直径。材料的表面镀敷也可以为Sn以外的金属镀敷，另外也可以实施基底镀敷。另外，可以没有卡槽或者为多条卡槽。该卡槽是凹(槽)状，但也可以代替凹状的卡槽形成凸状的突起。这些卡槽、突起的截面形状可以为菱形、平行四边形、三角形、圆形等。
[0049]符号说明
[0050]10…压接端子
[0051]2O…箱部
[0052]21…弹性接触片
[0053]22...底面部
[0054]23…侧面部
[0055]30…压接部
[0056]30a…被覆压接筒状部
[0057]30b…电线压接筒状部
[0058]30c…密封部
[0059]30d…倾斜部
[0060]31…压接面
[0061]32…圆筒构成片
[0062]32a…端部
[0063]33a…被覆用卡槽
[0064]33b…电线用卡槽
[0065]40...连接部
[0066]41…背面侧倾斜部
[0067]50...被覆电线
[0068]50a…被覆前端
[0069]51…铝芯线
[0070]51a…电线露出部
[0071]52…绝缘被覆
[0072]C…铜条
[0073]Cl…上托架部
[0074]C2…下托架部
[0075]Tl…最终加压加工前链式端子
[0076]T2…最终加压加工前链式端子
[0077]Tb…焊接前压接端子
[0078]Tv…圆筒部
[0079]Tc…连接器部
[0080]Ts…倾斜部
[0081]Tp…压接筒体部
[0082]Tf…密封部
[0083]W…焊接部
[0084]S…飞散物
【权利要求】
1.一种压接端子的制造方法，是具有压接部的压接端子的制造方法，所述压接部允许对被覆电线的导体部分的压接连接，其特征在于， 设置将金属制板材中的侧边彼此并置而形成的圆筒部件， 边使从激光照射机构照射的激光的照射位置在所述圆筒部件的长度方向移动，边由所述激光照射机构对所述侧边的并置位置进行激光照射，将所述侧边彼此焊接而形成所述压接部， 根据以下输出功率密度以及扫描速度，从所述激光照射机构照射激光，所述输出功率密度以及扫描速度用于使所述激光焊接时从所述焊接部飞散的微小熔融金属附着于所述圆筒部件的内表面。
2.根据权利要求1所述的压接端子的制造方法，其中，用于使所述激光焊接时从所述焊接部飞散的微小熔融金属附着于所述圆筒部件的内表面的输出功率密度以及扫描速度，在激光束光斑直径约为20?100 μ m、激光波长为1.064?1.084 μ m的情况下，输出功率密度为5?400MW/cm2、扫描速度为90?500mm/sec的范围的数值。
3.一种压接端子的制造装置，是权利要求1或2所述的压接端子的制造方法中使用的压接端子的制造装置，具有: 所述激光照射机构， 使从所述激光照射机构照射的激光的照射位置在所述圆筒部件的长度方向移动的激光照射位置移动机构。
4.一种压接端子，所述压接端子具有压接部，所述压接部允许对被覆电线的导体部分的压接连接，其特征在于， 所述压接端子具有将金属制板材中的侧边彼此并置而形成的圆筒部件， 所述圆筒部件如下形成:边使由激光照射机构照射的激光的照射位置在所述圆筒部件的长度方向移动，边由所述激光照射机构对所述侧边的并置位置进行激光照射，将所述侧边彼此焊接， 所述激光焊接时从所述焊接部飞散的微小熔融金属固化并附着在所述圆筒部件的内表面。
【文档编号】H01R4/18GK104272536SQ201480001148
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】八木三郎, 木原泰, 川村幸大 申请人:古河电气工业株式会社, 古河As株式会社