端子连接方法与流程

本发明涉及一种端子连接方法。

背景技术：

在用于将端子连接到电线的传统端子连接结构中，通常，形成在端子的电线压接部分中的一对压填部分压填到暴露于电线的端部部分的导体，其中绝缘涂层从其剥离，由此端子连接到电线。

顺便提及，近来，存在这样的趋势，其中，使用铝电线代替铜电线作为用于汽车线束的电线，因为铝电线的轻便性和良好的可回收性。然而，当铝电线用作汽车线束的电线时，在铝或铝合金制成的导体的表面上存在坚固的且具有大电阻的氧化膜，这降低了将端子连接至铝电线的电接触性能。

因此，在解决上述问题时，例如，专利文献1公开了一种用于制造具有端子配件的电线的方法，其中电线的芯被夹具夹住，并且超声波振动被施加到芯以在多个股线的表面上形成粗糙区域，然后，将端子的压接部分压接到粗糙区域。因此，在股线表面上形成的粗糙区域彼此摩擦，从而剥离诸如在股线表面上形成的氧化膜的薄膜。因此，暴露出其新产生的表面的股线彼此接触，因此它们彼此电连接，从而减小电线和端子之间的电阻。

另外，例如，专利文献2公开了一种端子连接结构，其中电线压接部分包括摩擦搅拌焊接部分，该摩擦搅拌焊接部分通过使导体和端子的压填部分和底部部分塑性整体地流动而形成。根据该端子连接结构，导体和电线压接部分由于摩擦搅拌焊接而通过压接力和连接力固定在一起。也就是说，由于导体被牢固地固定在压填部分和底部部分之间，从而防止导体与它们产生间隙，所以可以降低电接触电阻并且可以增加固定力。

[专利文献1]jp-a-2011-82127

[专利文献2]jp-a-2012-28112

根据相关技术，在用于制造具有端子配件的电线的方法中，用于将超声波振动施加到电线的芯的超声设备通常是昂贵的，从而增加了制造成本。

根据现有技术，在端子连接结构中，旋转连接工具的销部分咬入电线压接部分中，并且使电线压接部分和被咬合部分中的导体塑性地流动。因此，销咬合部分可能在打开方向上向压填部分施加应力，或者可能破坏导体的芯。这可能降低电线压接部分对导体的固定力。

技术实现要素：

一个或多个实施例提供了一种廉价的端子连接方法，其在不降低电线压接部分的固定力的情况下可以降低电接触电阻。

在方面(1)，一种端子连接方法包括：在端子的电线压接部分的底部部分的上表面上设置具有多个股线的导体，通过从底部部分延伸的压填部分以覆盖导体的方式来压填导体，并且从而压接导体，并且在压填和压接之后，通过多个股线与摩擦工具之间的摩擦，在从压填部分的末端边缘露出的导体的股线暴露部分中将多个股线焊接在一起。

根据方面(1)，由于在粘附的股线的表面上形成的诸如氧化物膜的膜被破坏以提供股线彼此结合的粘附部分，所以提高了电连接可靠性。而且，由于仅粘附导体的股线暴露部分而没有粘附压填部分，所以不会降低电线压接部分到导体的固定力。因此，导体通过压填部分机械连接，并且导体通过粘附部分电连接，使得导体可以稳定地连接到端子。也就是说，由于当将股线焊接在一起时可以减小对压填部分的不利影响，所以可以降低电接触电阻而不降低电线压接部分到导体的固定力。

而且，由于导体的股线暴露部分中的多个股线可以使用例如具有能够旋转或往复运动的简单构造的摩擦工具来被摩擦和粘附在一起，所以可以降低制造成本而无需昂贵的超声波设备。

而且，可以在视觉上观察压填部分和粘附部分中的连接部分，从而便于判断端子和导体之间的连接状态的质量。

在方面(2)，股线暴露部分中的多个股线和压填部分的末端边缘通过多个股线和末端边缘与摩擦工具之间的摩擦而粘附在一起。

根据方面(2)，当焊接导体的股线暴露部分时，压填部分的前端边缘也粘附到股线，使得压填部分可以增强与导体的电连接可靠性。

在方面(3)，多个股线从股线暴露部分的末端侧被挤压，并通过多个股线和摩擦工具之间的摩擦而粘附在一起。

根据方面(3)，由于摩擦工具在挤压的同时，轻抚地摩擦多个股线的末端以粘附股线暴露部分，因此摩擦工具可以掘起股线或将股线切割成碎片的可能性较小。

在方面(4)，导体是在多根电线的一个端部部分暴露的多个股线的束，在该端部部分中，绝缘涂层分别被剥离。

根据方面(4)，由于分别暴露于多根电线的端部部分的股线束中的股线粘附在一起，所以多根电线可以稳定且容易地连接到端子。

在方面(5)，多个股线由铝或铝合金制成。

根据方面(5)，当铝电线和端子彼此压接时，该方法特别有效。也就是说，在铝电线的情况下，在由铝或铝合金制成的股线的表面上存在坚固的氧化膜，这是降低电阻的抑制因素。然而，由于在多个粘附的股线的表面上形成的氧化膜被破坏，所以端子和铝电线可以以小的电连接电阻连接在一起。

根据一个或多个实施例，可以提供一种廉价的端子连接方法，其能够在不降低导体压接部分的固定力的情况下降低电接触电阻。

上文已简要描述了本发明。此外，当参考附图阅读下面描述的用于执行本发明的模式(下文中称为“实施例”)时，本发明的细节将被进一步阐明。

附图说明

图1a至c是用于说明根据第一实施例的端子连接方法的步骤的透视图。

图2a至2c是用于说明图1a至c中所示的端子连接方法的剖视图。

图3a和3b是用于说明用于连接图2a至2c中所示的端子的端子连接方法的平面图。

图4a至4c是用于说明根据第二实施例的端子连接方法的步骤的透视图。

图5a至5c是用于说明根据第三实施例的端子连接方法的步骤的透视图。

图6a至6c是用于说明图5a至5c中所示的端子连接方法的剖视图。

具体实施方式

下面参考附图给出根据本发明的实施例的描述。

(第一实施例)

图1a至c是用于说明根据本发明的第一实施例的端子连接方法的步骤的透视图，图2a至2c是用于说明图1a至c中所示的端子连接方法的剖视图，并且图3a和3b是用于说明用于连接图2a至2c中所示的端子10的端子连接方法的平面图。

如图1a至3b所示，根据本发明第一实施例的端子连接方法是用于将端子10连接到电线20的端子连接方法。这里，在本说明书中，假设端子侧被定义为“前”并且电线侧被定义为“后”，描述了端子10和电线20连接方法。

如图1a所示，电线20是铝电线，其导体23由铝或铝合金制成。导体23通过捆扎多个股线21而形成。绝缘涂层24由电绝缘合成树脂制成，并且形成为围绕导体23的外周，从而保护导体23可与外部隔离。在电线20的端部部分中，剥离绝缘涂层24，从而露出导体23的端部部分。端子10的导体压填部分(压填部分)连接到暴露的导体23。这里，在根据本实施例的端子连接方法中，电线不限于铝电线，而是可以使用各种电线，例如由铜或铜合金制成的铜电线。

如图1a所示，端子10是这样的端子，其通过以模压工作等模制由诸如铜或铜合金的金属制成的板状构件而形成。端子10包括配对连接部分11和与配对连接部分11一体形成的电线压接部分12。

电线压接部分12包括底部部分14，从底部部分14的两个侧边缘延伸的导体压填部分16，以及分别连续到相关的导体压填部分16的后部的涂层压填部分18。这里，根据本实施例的端子连接方法还可以用于将端子10(其电气压接部分12排除涂层压填部分18但仅包括导体压填部分16)连接到电线20。

另外，在导体压填部分16的内表面和与导体压填部分16的内表面对应的底部部分14的上表面中，形成有锯齿(凹陷部分)15。在第一实施例中，三个锯齿15在电线20的延伸方向(图2a至2c中的左右方向)上间隔地并排形成。

配对连接部分11形成为具有安装孔13的大致矩形形状，例如，螺栓可以插入安装孔13中，并且配对连接部分11通过螺栓和螺母连接到配对端子(未示出)。这里，配对连接部11的形状不限于本实施例的构造，而是可以是诸如圆形的其他形状。

接下来，给出根据第一实施例的端子连接方法的描述。

根据第一实施例的端子连接方法包括导体压接步骤和焊接步骤。

(导体压接步骤)

首先，在导体压接步骤中，如图1a和b所示，具有多个股线21的导体23设置在端子10的电线压接部分12的底部部分14的上表面上，并且作为从底部部分14延伸的压填部分的导体压填部分16以覆盖导体23的方式压填导体23，从而压接导体23。

在第一实施例中，暴露于电线20的端部部分的导体23放置在具有形成在其中的锯齿15的底部部分14的上表面上，并且绝缘涂层24的前端放置在与涂层压填部分18对应的底部部分14的上表面上。并且，导体压填部分16以覆盖导体23的方式压填，从而压接到导体23；并且，涂层压填部分18以覆盖绝缘涂层24的前端的方式压填，从而压接到绝缘涂层24。

当导体压填部分16压填时，形成在导体压填部分16中的锯齿15咬入导体23中，从而破坏形成在具有相对小直径的电线20的股线21的表面上的氧化膜，使得可以降低电接触电阻。

(焊接步骤)

接下来，在焊接步骤中，如图1c所示，使用摩擦工具51，从导体压填部分16的前端边缘16a露出的导体23的股线暴露部分25中的多个股线21彼此粘附，从而形成粘附部分40。

如图2a和2b所示，根据第一实施例的摩擦工具51形成为圆柱形状，其末端部分是被圆化的，并且其末端面具有小的表面粗糙度，并且当由马达50以摩擦工具51的轴为其旋转中心旋转地驱动时，摩擦工具51摩擦股线暴露部分的末端。摩擦工具51的轴向长度尺寸设定为大于从底部部分14的上表面到股线暴露部分25的上端的高度。而且，摩擦工具51的直径根据要粘附的股线暴露部分25的形状、尺寸等适当地设定。

这里，根据本实施例的摩擦工具的构造不限于被旋转驱动的摩擦工具51的构造，而是可以采用各种构造。例如，可以使用例如板状摩擦工具，该板状摩擦工具构造成使得其能够在端子宽度方向或端子板厚度方向上往复运动以摩擦股线暴露部分25的末端。

另外，参考摩擦工具51，例如，通过将其安装在能够在x，y和z轴方向(在前后、左右和上下方向)上移动的马达50上，或者通过将其与可垂直移动的马达50和可水平移动的工作台一起使用，或者通过将其安装在固定到多轴机器人臂的末端的马达50上，摩擦工具51优选地能够在x，y和z轴方向上相对于压接到端子10的导体23的股线暴露部分25移动。

在特定的焊接过程中，首先，如图2a所示，压接到电线20的端部部分的端子10固定到工作台60上。并且，安装在能够沿x，y和z轴方向上移动的马达50上的摩擦工具51降低到其末端(图2a中的下端)与底部部分14接触之前。在这种情况下，摩擦工具51的末端可以与底部部分14接触到不会发生不利影响的程度。

摩擦工具51可以在其下降之后由马达50旋转地驱动，或者可以在其下降的同时开始旋转。

并且，如图2b所示，旋转摩擦工具51在挤压的同时，从股线暴露部分25的末端侧轻抚地摩擦多个股线21，从而使该多个股线21彼此粘附。在这种情况下，如图3a和3b所示，摩擦工具51在沿着股线暴露部分25的末端在端子宽度方向(图3a和3b中的垂直方向)上移动的同时挤压和摩擦多个股线21。股线暴露部分25中的股线21由于摩擦工具51的摩擦热而软化，从而被允许塑性地流动；并且，由此在摩擦工具51缩回之后，塑性流化的股线21通过热传导迅速冷却和固化，从而形成图2c所示的粘附部分40(图2c中的阴影部分)。因为多个股线21整体地塑性流动并且彼此粘附，形成粘附部分40。

这里，摩擦工具51在端子宽度方向上的移动可以是摩擦工具51沿着股线暴露部分25的末端在端子宽度方向的一个方向上相对移动的向前移动，或者可以是摩擦工具51在端子宽度方向上相对移动的往复移动。

这里，在焊接步骤中形成粘附部分40之后，压接到电线压接部分12的导体23的周边优选地用密封剂密封。用密封剂覆盖导体23的暴露部分可以防止水从压接端子10的外部流入暴露部分中并与暴露部分接触。这可以抑制压接到由铜或铜合金制成的端子10的由铝或铝合金制成的导体23中的电偶腐蚀的发生。

接下来，给出根据第一实施例的端子连接方法的操作的描述。

根据第一实施例的端子连接方法，由于粘附的股线21提供了粘附部分40，该粘附部分40形成为使得在股线21的表面上形成的诸如氧化膜的膜被破坏，从而股线彼此结合，所以电连接可靠性得到增强。而且，由于仅粘附导体23的股线暴露部分25而未粘附导体压填部分16，因此导体压填部分16(电线压接部分12)到导体23的固定力不可能降低。因此，当导体23通过导体压填部分16机械连接并且导体23通过粘附部分40电连接时，导体23可以稳定地连接到端子10。也就是说，由于当股线21彼此粘附时，可以减小对导体压填部分16的不利影响，所以可以降低电接触电阻而不降低导体压填部分16对导体23的固定力。

而且，由于导体23的股线暴露部分25中的多个股线21可以通过具有能够旋转或往复运动的简易构造的摩擦工具51彼此摩擦和粘附，因此可以降低制造成本而不需要如传统的昂贵的超声波设备。

而且，在导体压填部分16和粘附部分40中，如图1c所示，可以在视觉上观察连接部分，这使得易于判断端子10和导体23的连接状态的质量。

此外，根据第一实施例的端子连接方法，由于旋转摩擦工具51挤压并且轻抚地摩擦多个股线21的末端从而粘附股线暴露部分25，因此摩擦工具51可能掘起股线21或将股线21切成碎片的可能性较小。

而且，根据第一实施例的端子连接方法，由于具有铝电线的电线20和端子10彼此压接，因此在由铝或铝合金制成的股线21的表面上存在坚固的氧化膜，这提高了氧化膜的存在可以是降低电阻的抑制因素的可能性。然而，由于在粘附部分40中的多个股线21的表面上形成的氧化膜被破坏，所以端子10和电线20可以以小的电阻连接在一起。

(第二实施例)

图4a至4c是用于说明根据本发明的第二实施例的端子连接方法的步骤的透视图。

如图4a至4c所示，根据本发明第二实施例的端子连接方法是将多个(在本实施例中为四个)电线20a连结到端子10a的端子连接方法。这里，与第一实施例的端子10和电线20类似的配置被赋予相同的标号，并且省略其具体描述。

在电线20a中的每根中，如图4a所示，多个股线21捆扎在一起，使得导体23a的直径小于第一实施例的电线20的导体23的直径。在电线20a的端部部分，剥离绝缘涂层24以暴露导体23a。端子10a的导体压填部分(压填部分)16连接到四个暴露导体23a的股线21的束。

这里，四根电线20a的导体23a可以仅由由铝或铝合金制成的铝电线构成，或者可以具有由铜或铜合金制成的铜电线和铝电线。

类似于第一实施例的端子10，端子10a是通过由模压工作等模制由诸如铜、铜合金等金属制成的板状构件而形成的端子，并且端子10a包括配合连接部分11和与配对连接部分11一体形成的电线压接部分12。

接下来，给出根据第二实施例的端子连接方法的描述。

(导体压接步骤)

首先，在导体压接步骤中，如图4a和4b所示，具有四个导体23a的股线21的束放置在电线压接部分12的底部部分14的上表面上，并且从底部部分14延伸的压填部分16以覆盖束的方式压填具有四个导体23a的股线21的束，从而压接导体23a。

在第二实施例中，暴露于相应的电线20a的端部部分的具有四个导体23a的股线21的束放置在形成有锯齿15的底部部分14的上表面上，并且绝缘涂层24的前端放置在与涂层压填部分18对应的底部部分14的上表面上。此外，导体压填部分16以覆盖具有四个导体23a的股线21的束的方式压填并且被压接到导体23a，并且涂覆压填部分18以覆盖绝缘涂层24的前端的方式压填并且被压接到绝缘涂层24。

当端子10a的导体压填部分16被压填时，形成在导体压填部分16中的锯齿15被使得咬入导体23a中，从而破坏形成在被连结的四根电线20的股线21的表面上的氧化膜，使得可以降低电接触电阻。

(焊接步骤)

接下来，在焊接步骤中，类似于根据第一实施例的端子10，使用摩擦工具51，如图4c所示，从导体压填部分16的前端边缘16a露出的在具有四个导体23a的股线21的束的股线暴露部分25a中的多个股线21彼此粘附以形成粘附部分40a(图4c中的阴影部分)。

接下来，给出根据第二实施例的端子连接方法的操作的描述。

根据第二实施例的端子连接方法，除了与上述第一实施例的端子连接方法类似的操作效果之外，还提供了以下效果。也就是，通过将分别暴露于多根电线20a的端部部分的股线21的束中的股线21焊接在一起，多根电线20a可以稳定且容易地连接到端子10a。

(第三实施例)

图5a至5c是用于说明根据本发明的第三实施例的端子连接方法的步骤的透视图，并且图6a至6c是用于说明图5a至5c中所示的端子连接方法的剖视图。

如图5a至5c，根据本发明第三实施例的端子连接方法是将粗电线20b连接到端子10b的端子连接方法，该粗电线20b各自的直径大于根据第一实施例的电线20的直径。

这里，与根据第一实施例的端子10和电线20类似的配置被赋予相同的标号，并且省略其具体描述。

如图5a所示，电线20b的导体23b由铝或铝合金制成。导体23b通过捆扎多个股线21而形成。在电线20b的端部部分中，从其剥离绝缘涂层24以暴露导体23b。端子10b的导体压填部分(压填部分)16连接到暴露的导体23b。

类似于第一实施例的端子10，端子10b是通过由模压工作等模制由诸如铜、铜合金等金属制成的板状构件而形成的端子，并且端子10b包括配合连接部分11和与配对连接部分11一体形成的电线压接部分12。

这里，在端子10b中，在导体压填部分16的内表面和与导体压填部分16的内表面对应的底部部分14的上表面中，未形成在第一实施例的端子10中形成的锯齿15。其原因在于，导体23b比导体23厚，因此在导体23b的中心部分中的股线21的表面上形成的氧化膜上难以发现锯齿15的破坏效果。当然，锯齿15可以形成在端子10b的底部部分14的上表面上。

接下来，给出根据第三实施例的端子连接方法的描述。

(导体压接步骤)

首先，在导体压接步骤中，如图5a和5b所示，具有多个股线21的导体23b放置在端子10b的电线压接部分12的底部部分14的上表面上，并且从底部部分14延伸的导体压填部分16(其构成压填部分)以覆盖导体23b的方式压填导体23b，从而压接导体23b。

在第三实施例中，暴露于电线20b的端部部分的导体23b放置在与导体压填部分16对应的底部部分14的上表面上，并且绝缘涂层24的前端放置在与涂层压填部分18对应的底部部分14的上表面上。并且，导体压填部分16以覆盖导体23b的方式压填，并且压接到导体23b，并且涂层压填部分18以覆盖绝缘涂层24的前端的方式压填，并且压接到绝缘涂层24。

(焊接步骤)

接下来，在焊接步骤中，如图5c所示，使用摩擦工具51b，从导体压填部分16的前端边缘16a露出的导体23b的股线暴露部分25b中的多个股线21和导体压填部分16的前端边缘16a一起粘附，从而形成粘附部分40b。

根据第三实施例的摩擦工具51b的轴向长度尺寸设定为大于从底部部分14的上表面到导体压接到其的导体压填部分16的上端的高度。

在特定的焊接过程中，首先，如图6a所示，压接到电线20b的端部部分的端子10b固定到工作台60上。并且，摩擦工具51b降低到其末端(图6a中的下端)与底部部分14接触之前。

摩擦工具51b可以在其下降之后由马达50旋转地驱动，或者可以在其正在下降的同时开始旋转。

并且，如图6b所示，旋转摩擦工具51b从股线暴露部分25b的末端侧挤压并轻抚地摩擦多个股线21和导体压填部分16的前端边缘16a，从而将它们粘附在一起。在这种情况下，与第一实施例的摩擦工具51类似，摩擦工具51b在沿着股线暴露部分25b的末端在端子宽度方向上移动的同时，挤压并摩擦多个股线21以及导体压填部分16的前端边缘16a。股线暴露部分25b中的多个股线21和导体压填部分16的前端边缘16a由于摩擦工具51b的摩擦热而软化，因此被允许塑性流动。在摩擦工具51b缩回之后，这样塑性流化的股线21和导体压填部分16的前端边缘16a由于热传导而快速冷却和凝固，从而形成图6c所示的粘附部分40b(图6c中的阴影部分)。形成粘附部分40b是因为股线21和导体压填部分16的前端边缘16a被允许整体地塑性流动并因此股线21和导体压填部分16的一部分(前端边缘16a)粘附到彼此。

接下来，给出根据第三实施例的端子连接方法的操作的描述。

通常，当将具有粗电线的电线20b连接到端子10b时，形成在导体23b的中心部分中的股线21的表面上的氧化膜不能仅通过导体压填部分16的压填力而充分破坏，因此，难以减小端子10b的导体压填部分16与电线20b的股线21之间的电接触电阻。

然而，根据第三实施例的端子连接方法，当焊接导体23b的股线暴露部分25b时，导体压填部分16的前端边缘16a与股线21粘附在一起。并且，由于在股线21的表面上形成的诸如氧化物膜的膜被破坏，所以允许股线21和导体压填部分16的前端边缘16a提供粘附部分40b，在该粘附部分40b中，股线21和导体压填部分16的前端边缘16a结合在一起。因此，允许端子10b的导体压填部分16增强与电线20b的导体23b的电连接可靠性。

这里，由于只有端子10b中的导体压填部分16的前端边缘16a粘附到导体23b的股线21，因此摩擦工具51b对导体压填部分16施加的诸如应力等不利影响可以最小化，从而导致降低导体压填部分16到导体23b的固定力的低的可能性。

如上所述，根据上述实施例的端子连接方法，可以降低端子10、10a、10b与导体23、23a、23b之间的电接触电阻，而不会降低导体压填部分16的固定力。

现在，简要总结和列出本发明的端子连接方法的实施例的特征。

[1]一种端子连接方法，包括：

在端子(10、10a、10b)的电线压接部分(12)的底部部分(14)的上表面上设置具有多个股线(21)的导体(23、23a、23b)；

通过从底部部分(14)延伸的压填部分(导体压填部分16)以覆盖导体(23、23a、23b)的方式来压填导体(23、23a、23b)，并从而压接导体(23、23a、23b)；和

在压填和压接之后，通过在多个股线(21)与摩擦工具(51、51b)之间的摩擦在从压填部分(导体压填部分16)的末端边缘(16a)露出的导体(23、23a、23b)的股线暴露部分(25、25a、25b)中将多个股线(21)焊接在一起。

[2]根据上述配置[1]的端子连接方法，

其中，股线暴露部分(25b)中的多个股线(21)和压填部分(导体压填部分16)的末端边缘(16a)通过多个股线(21)和末端边缘(16a)与摩擦工具(51b)之间的摩擦而粘附在一起。

[3]根据上述配置[1]或[2]的端子连接方法，

其中，多个股线(21)从股线暴露部分(25、25a、25b)的末端侧被挤压，并通过多个股线(21)和摩擦工具(51b)之间的摩擦而粘附在一起。

[4]根据上述配置[1]至[3]中任一项的端子连接方法，

其中，导体(23a)是在多根电线(20a)的一个端部部分暴露的多个股线(21)的束，在该多个端部部分中，绝缘涂层(24)分别被剥离。

[5]根据上述配置[1]至[4]中任一项的端子连接方法，

其中，多个股线(21)由铝或铝合金制成。

附图标记列表

10：端子

11：配对连接部分

12：电线压接部分

14：底部部分

16：导体压填部分(压填部分)

18：涂层压填部分

16a：前端边缘

20：电线

21：股线

23：导体

25：股线暴露部分

51：摩擦工具