具有自检验型安装确认特征部的电端子的制作方法

本文描述主题的各种实施例大体上涉及电连接器和电端子。更具体来说，主题的各种实施例涉及具有集成特征部的电端子，所述集成特征部有助于自动确认所述电端子的正确安装。

背景技术：

现有技术中存在各种电连接器、导电端子、电线设计和电缆设计。孔眼端子或叉形端子可以物理和电性方式联接到导电线或电缆的一端，其中所述端子被设计成与导电安装柱或类似特征部配合。例如，车辆可具有对应于底盘接地(或对应于任何指定的电压电平)的一个或多个螺纹安装柱。螺纹安装柱被设计形状和大小以接纳导电端子和紧固在所述端子上方的螺纹紧固件。当正确安装时，端子保持被夹紧在安装柱的基座/肩部与螺纹紧固件之间。将紧固件拧紧到端子上以实现紧固的物理和电连接。

根据典型的安装过程，在将紧固件拧紧到螺纹安装柱上时测量施加到螺纹紧固件的扭矩的量，且当达到阈值扭矩测量值时停止自动工具。然而，可能存在以下情况：当达到了阈值扭矩测量值时，电端子并未正确安装且紧固到安装柱。例如，如果紧固件或安装柱的螺纹剥落，那么阈值扭矩测量值可能会过早达到。作为另一实例，如果未将端子正确放置到安装柱上或如果未首先安装端子再将紧固件拧紧到安装柱上，那么当紧固件到达安装柱的底部时可达到阈值扭矩测量值。

因此，需要具有处理上述情况的电端子设计和相关安装方法。另外，需要具有有助于自动且自检验安装过程的电端子设计。此外，其他期望特征部和特性将从以下结合附图和前面的技术领域及背景技术进行的详细描述和所附权利要求中显而易见。

技术实现要素：

本文公开一种用于电导体的端子。端子的示例性实施例包括由导电材料形成的主基座结构以及在所述主基座结构上方延伸的可变形特征部。主基座结构包括用以接纳安装柱的联接特征部。可变形特征部响应于紧固件的安装而可压缩，该紧固件将端子夹紧在安装柱的肩部与紧固件之间。可变形特征部具有机械性质和特性，使得压缩可变形特征部所需的力依据可变形特征部的高度函数而变化。

本文还公开了电气组合件。电气组合件的示例性实施例包括具有接触表面的导电螺纹安装柱、与螺纹安装柱配合的螺纹紧固件以及用于电导体的端子。端子具有可变形特征部，所述可变形特征部在安装螺纹紧固件以将端子夹紧在接触表面与螺纹紧固件之间时进行压缩。可变形特征部具有机械性质和特性，使得压缩可变形特征部所需的扭矩在螺纹紧固件的安装期间增加。

本文还公开一种检验用于电导体的端子在导电螺纹安装柱上的安装的方法，所述导电螺纹安装柱具有用于端子的接触表面。所述方法的示例性实施例涉及将端子联接到螺纹安装柱，其中端子具有在安装螺纹紧固件以将端子夹紧在接触表面与螺纹紧固件之间时进行压缩的可变形特征部，且其中可变形特征部具有机械性质和特性而使得拧紧螺纹紧固件所需的扭矩随着可变形特征部压缩而增加。所述方法继续进行：将螺纹紧固件安装在螺纹安装柱上且上覆于端子上，以及使用基于计算机的扭矩测量工具来测量与螺纹紧固件在螺纹安装柱上的安装相关联的扭矩，直到达到最终扭矩值为止。最终扭矩值表示紧固件的拧紧状态。所述方法继续进行：使用基于计算机的扭矩测量工具来分析所测量扭矩，从而确认在螺纹紧固件与接触表面之间的端子的存在。

提供此发明内容来以简化形式引入在以下详细描述中将进一步描述的概念选择。此发明内容的目的不是要识别所要求保护的主题的关键特征部或基本特征部，也不是要用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

本主题的较完整理解可通过参照结合附图考虑的详细描述和权利要求来获得，图中同样的附图标记指的是同样的元件。

图1是用于电端子的安装柱的透视图；

图2是图1中所示的安装柱的侧视图；

图3是具有电端子紧固到其的图1中所示的安装柱的侧视图；

图4是扭矩相对于与将常规电端子安装到安装柱上相关联的时间的曲线图；

图5至8是根据本发明的各种实施例配置的电端子的透视图；

图9是扭矩相对于与将可变形(可压缩)电端子安装到安装柱上相关联的时间的曲线图；以及

图10是示出用于检验可变形(可压缩)电端子的安装的过程的示例性实施例的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅仅是说明性的，并不用来限制主题的实施例或此类实施例的应用和用法。如本文使用，词“示例性”意味着“用作实例、例子或说明”。本文描述为示例性的任何实施方案并不一定要被解释为相比其他实施方案更优选或有利。此外，不存在被前述的技术领域、背景、摘要或者下面的详细描述中提出的任何表述的或暗示的理论约束的意图.

本文可在功能和/或逻辑块组件方面来描述技术和技艺，并参照操作的符号表示、处理任务以及可由各种计算组件或装置来执行的功能。此类操作、任务和功能有时被称为计算机执行的、计算机化、软件实施的或计算机实施的。当用软件或固件实施时，本文描述的系统的各种元件基本上是执行各种任务的代码段或指令。在某些实施例中，将程序或代码段存储在有形处理器可读介质中，所述介质可包括可以存储或传送信息的任何介质。非暂时性和处理器可读介质的实例包括电子电路、半导体存储装置、rom、快闪存储器、可擦除rom(erom)、软磁盘、cd-rom、光盘、硬盘或类似物。

图1是用于电端子的安装柱100的透视图，且图2是安装柱100的侧视图。将安装柱100拧紧以与例如螺母的螺纹紧固件配合。图3是具有电端子102紧固到其的安装柱100的侧视图。图3还示出螺纹紧固件104，所述螺纹紧固件104被拧紧到安装柱100上并被拧紧以将电端子102紧固在适当位置。电端子102以物理和电性方式联接到电导体106，所述电导体106可为实心单线、多股电线、电缆组合件、条带、导电迹线或类似物。

安装柱100在支撑结构110上方延伸，所述支撑结构110可为导电面板、导电杆、导电总线、导电架或类似物。在某些非限制性实施例中，支撑结构110为具有底盘接地电压电位的车辆的导电部位。将安装柱100的主区段拧紧以与紧固件104配合并接纳所述紧固件。安装柱100的下部区段包括被设计形状、大小且被配置以提供接纳电端子102的良好平台的导电肩部112、基座或接触表面。在某些实施例中，安装柱100由例如钢的导电材料形成。

对于图中所示的示例性实施例，电端子102包括具有接纳安装柱100的孔的孔眼结构。在替代实施例中，电端子102可包括叉形结构、插脚结构、u形结构、c形结构或类似者，其中所述结果被设计形状和大小以容纳安装柱100。

图4是扭矩相对于将常规电端子安装到安装柱上相关联的时间的曲线图200，其中常规电端子具有相对平坦的主基座结构，所述主基座结构被设计成夹在安装柱的肩部或接触表面与螺纹紧固件(如图3中描绘)之间。垂直轴表示以牛顿米(n·m)为单位的测量扭矩，且水平轴表示以毫秒为单位的时间。扭矩值可通过联接到螺纹紧固件的扭矩测量工具或系统在所述紧固件被安装到安装柱上时而获得。在某些实施例中，扭矩测量工具包括与螺纹紧固件配合的插座，且所述扭矩测量工具被控制来以期望速度驱动所述插座。扭矩测量工具所获得的扭矩数据可被处理和显示或以任何格式来输出，包括图4中所示的曲线图200。

曲线图200的略微平坦的初始部分202对应于螺纹紧固件经历任何夹紧阻力之前的时段。换句话说，螺纹紧固件在曲线图200的初始部分202期间几乎没有阻力地自由旋转。曲线图200中的突然尖峰204对应于非常短的时段，在所述时段期间螺纹紧固件夹紧电端子抵靠安装柱的肩部或接触表面。明显地，所测量扭矩在此点快速地上升到几乎10n·m。其后，曲线图200在再次上升之前展现下降；此行为由工具的旋转速度的改变而引起。虽然并不总是需要，工具的旋转速度可在所测量扭矩达到阈值之后减小，使得期望的最终扭矩值(对于此实例为约10n·m)可按逐级且准确的方式来实现。

曲线图200演示了为何在某些情况下可能难以检测到未正确安装的电端子。例如，如果安装柱和/或紧固件的螺纹剥落或以其他方式受损，那么在紧固件的旋转由于剥落的螺纹而受到抑制的情况下所测量扭矩可快速地增加或攀升(如图4中所示)。作为另一实例，如果在没有电端子的情况下将紧固件安装到安装柱上，那么当紧固件到达安装柱的底部时所测量扭矩可快速地增加或攀升。这两种情景都可导致快速上升的扭矩测量值，其展现出与正确安装的电端子相同的特性。

下文描述类型的电端子包括一个或多个可变形、可压缩和/或可压扁特征部，从而允许扭矩测量工具自动地且可靠地检测电端子是否正确地安装且夹紧到安装柱上。在某些实施例中，端子的可变形特征部响应于将螺纹紧固件安装到安装柱上而受到破坏性变形。可变形特征部导致：在螺纹紧固件拧紧在端子上时，所测量安装扭矩值按可检测和可预测的方式变化。正确安装端子的扭矩曲线在检测方面不同于未正确安装端子的扭矩曲线。因此，可容易地分析通过工具而获得的扭矩数据以确定并报告端子的安装状态。

图5是电端子300的示例性实施例的透视图。端子300的此特定实施例可以物理和电性方式连接到电导体302。尽管并未要求，端子300可由例如铜、铝或类似物的导电材料制造为单件组件。图5中所示的端子300大体上包括：主基座结构304、从主基座结构304延伸的颈部区域306、被配置成接纳安装柱的联接特征部308、以及在主基座结构304上方延伸的可变形特征部310。颈部区域306容纳电导体302且用作用于导体302的物理和电联接结构。

主基座结构304包括相对平坦且笔直的主接触表面312。就此而言，主基座结构304类似于平坦环形垫圈或孔眼结构。用于此实施例的联接特征部308被实现为形成在主基座结构304中的孔。所述孔根据电端子300联接到的安装柱来设计形状和大小。

可变形特征部310可被实现为一体式形成在主基座结构304中的接片或翼片。如图5中所示，可变形特征部310上升到主要接触表面312上方且以初始角向上延伸。尽管图5中示出的端子300具有仅一个可变形特征部310，但如果需要的话替代实施例可包括多个可变形特征部310。可变形特征部310被设计形状、大小且以其他方式被配置，使得需要特定量的压缩力来在螺纹紧固件的正确安装期间使特征部310转向、压缩和变形。换句话说，可变形特征部310被设计成在螺纹紧固件在螺纹安装柱上拧紧时通过所述紧固件而向下弯曲。

可变形特征部310响应于紧固件的安装而可压缩，将端子300夹紧在安装柱的肩部或接触表面与紧固件之间。更具体来说，可变形特征部310被设计成具有特定的可预测机械性质和特性，使得压缩可变形特征部310所需的力(或扭矩)的量依据可变形特征部310相对于主要接触表面312的高度而变化。在某些实施例中，压缩可变形特征部310所需的力或扭矩的量随着可变形特征部310的高度减小而增加。因此，压缩可变形特征部所需的力或扭矩可通过将紧固件拧紧到安装柱上来施加。此外，通过安装工具施加和测量的力/扭矩的量随着螺纹紧固件挤压可变形特征部而增加，直到最终阈值扭矩值已达到为止。为此原因，扭矩测量工具的输出指示：在紧固件到安装柱上的安装期间，端子是否存在于安装柱的接触表面与紧固件之间。

图6是具有可变形性质的电端子400的另一示例性实施例的透视图。端子400在一些方面类似于上述端子300，且此处将不再赘述共同的特征和特性。端子400的此特定实施例利用主基座结构402的可弯曲、可压缩或以其他方式可变形的元件。如图6中所示，主基座结构402可在一个或多个位置弯曲或轻微折叠，从而导致主接触表面404轮廓被设计成展现出期望的可变形特性。通过螺纹紧固件施加到主接触表面404的向下力导致基座结构402变平，从而产生指示正确安装的端子400的存在的可测量扭矩特性。尽管图6中描绘的端子400包括仅一个“倒v”形弯头406，但应了解，端子400的实施例可包括任何数目的弯头、凸轮廓或“三维”特征部(如果需要的话)。

图7是具有可变形性质的电端子500的另一示例性实施例的透视图。端子500在一些方面类似于上述端子300，且此处将不再赘述共同的特征和特性。端子500的此特定实施例利用一体形成于(或附接于)主基座结构504的可变形纹理502。可变形纹理502可被实现为在端子500的主接触表面506上方延伸的一个或多个突起块或团。通过螺纹紧固件施加到端子500的向下力导致纹理502变平，从而产生指示正确安装的端子500的存在的可测量扭矩特性。

图8是具有可变形性质的电端子600的另一示例性实施例的透视图。端子600在一些方面类似于上述端子300，且此处将不再赘述共同的特征部和特性。端子600的此特定实施例利用一体形成于(或附接于)主基座结构604的可变形纹理602。就此而言，端子600类似于上述端子500。然而，可变形纹理602可被实现为在端子600的主接触表面606上方延伸的一个或多个突起脊、杆或其他元件。通过螺纹紧固件施加到端子600的向下力导致纹理602变平，从而产生指示正确安装的端子600的存在的可测量扭矩特性。

应了解，可将其他可变形或可压缩特征部实施在电端子中，且本文详细描述的变化并非详尽或限制性的。例如，可使用可由紧固件压缩的相对扁平的基座结构来制造电端子。此行为可使用多层不同材料、复合结构或类似物来实现。作为另一实施方式，电端子的基座结构可使用具有带有相邻空腔的支撑部件的“格栅”结构来制造。作为另一实例，电端子的基座结构可使用相对于紧固件所施加的力的方向向上和向下弯曲的波状或弯曲轮廓来制造。

图9是扭矩相对于与安装可变形(可压缩)电端子到安装柱上相关联的时间的曲线图700，其中电端子具有上文描述的可压缩性质和特性。垂直轴表示以牛顿米(n·m)为单位的测量扭矩，且水平轴表示以毫秒为单位的时间。扭矩数据可在端子的安装期间通过扭矩测量工具来获得。

曲线图700的稍微平坦的初始部分702对应于螺纹紧固件与端子的突出可变形特征部接触之前的时段。换句话说，螺纹紧固件在曲线图700的初始部分702期间几乎没有阻力地自由旋转。其后，所测量扭矩在紧固件继续被拧紧到安装柱上时随着时间而增加。曲线图700的倾斜区域704可被辨别为从约300毫秒到约1050毫秒。明显地，所测量扭矩以稍微渐进并连续的方式上升，直到其达到约10n·m的终点706为止。与图4中所示的峰值204相比，曲线图700的增加扭矩曲线可容易从由抑制紧固件的旋转的缺失端子或剥落安装柱所导致的所测量扭矩曲线辨识。因此，可分析扭矩测量工具的输出以基于所测量扭矩曲线来确认可变形紧固件是否已正确安装。更具体来说，如果所测量扭矩曲线并未展现朝向预界定最终扭矩值的增长趋势，那么工具可产生警报、警告消息或类似者。根据一些实施例，工具可显示所测量扭矩的曲线图，使得人类操作者可快速且容易地确认安装程序的完整性。

图10是示出用于检验可变形(可压缩)电端子的安装的过程800的示例性实施例的流程图。过程800还表示将用于电导体的端子机械且电连接到具有用于端子的接触表面的导电螺纹安装柱的方法的示例性实施例。结合过程800执行的各种任务可由软件、硬件、固件或其任何组合来执行。为了说明性目的，过程800的以下描述可指上文结合图1至9所提及的元件。应了解，过程800可包括任何数目的额外或替代任务，图10所示的任务无需以所示顺序执行，且可将过程800并入到具备本文未详细描述的额外功能性的更为全面的程序或过程中。此外，图10中所示任务中的一者或多者可从过程800的实施例省略，只要预期整体功能性保持完整即可。

过程800可通过将可变形电端子联接到螺纹安装柱而开始(任务802)，其中端子具有上述机械性质和特性。图10描绘在虚线中的任务802，因为不管端子是否实际上放置到安装柱上都可执行过程800。实际上，过程800被设计成检测指示缺失端子的条件。在将端子联接到安装柱之后，过程800通过将螺纹紧固件安装到安装柱的螺纹端上而继续，使得紧固件上覆端子(任务804)。任务804可用手来执行，或通过紧固和扭矩测量工具来执行。在最初将紧固件安装到安装柱上之后，旋转紧固件以将其拧紧到端子上，并将端子夹紧在安装柱的端子与紧固件之间。可操作基于计算机的扭矩测量工具以旋转紧固件，并测量与紧固件的安装相关联的扭矩(任务806)。按照正在进行的方式来执行任务806，直到达到最终扭矩值为止。最终扭矩值表示端子在安装柱上的期望的拧紧且充分安装状态。对于图9中所示的实例，将最终扭矩值设置在10n·m，但可选择其他值来适应特定应用的需要。

扭矩测量工具和/或适当配置的基于计算机的系统分析所测量扭矩数据，以确认端子是否正确安装(任务808)。对于本文描述的示例性实施例，任务808确认端子在螺纹紧固件与安装柱的接触表面之间的存在或不存在。如上文参考图4和图9所解释，可比较所测量扭矩数据与至少一个预界定扭矩曲线来确定端子是否已正确安装。例如，过程800可分析所获得扭矩数据以确定其是否展现与可变形特征部的压缩相关联的特性上升(参见图9)。或者或另外，过程800可分析所获得扭矩数据以确定其是否展现特性峰值(参见图4)，所述特性峰值可能由缺失的端子、剥落的安装柱或剥落的紧固件而引起。明显地，可变形特征部的形状、大小和机械性质可被设计成使得：由正确安装的端子产生的扭矩曲线可被容易且可靠地辨识。

如果过程800确定电端子正确安装(查询任务810的“是”分支)，那么所述过程通过产生指示端子的正确安装的输出而继续(任务812)。可按照任何合适的格式来提供输出，例如显示或印刷报告、图表、曲线图、消息、警报或类似者。作为另一实例，输出可与指示器产生光或声的激活相关联。在一些实施方式中，任务812可为任选的，使得响应于正确且成功的安装而不采取动作且不产生输出。

然而，如果过程800确定电端子未正确安装(查询任务810的“否”分支)，那么所述过程通过产生指示端子的可能不正确安装的输出而继续(任务814)。如上文解释，当所测量扭矩数据与对应于正确安装的端子的预期扭矩曲线不一致时，执行任务814。可按照任何合适的格式来提供任务814处产生的输出，例如显示或印刷报告、图表、曲线图、消息、警报或类似者。例如，当所测量扭矩数据与预期扭矩曲线不一致时，过程800可产生告警或警报消息(任务816)。在一些情况下，如果确定电端子未正确安装，那么过程800暂停装配过程(任务818)。在特定情况下，可能希望暂停所述装配过程以允许在检查电端子、安装柱和/或紧固件之后继续特定系统、装置、车辆或产品的装配。就此而言，任务818可通过过程800自动地起始，或其可通过人类操作者来执行。

虽然在以上详细描述中已呈现至少一个示例性实施例，但应了解本发明存在大量的变化。还应了解，本文描述的一个或多个示例性实施例并不预期以任何方式来限制所要求保护的主题的范围、实用性或配置。而是，以上详细描述将为本领域技术人员提供用于实施所描述的一个或多个实施例的方便指导。应当理解，在元件的功能和配置方面可以作出多种改变而不偏离由权利要求所限定的范围，此范围包括在对本专利中请提出申请时已知的等效物和可预见的等效物。