专利名称：：电气接线器件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及电气接线器件，特别涉及形成诸如汽车电气配线之类的器件中的各导线钎焊点的接线器件。电气配线器件，例如汽车工业中制造的那种电气配线器件，往往相当复杂。在某些情况下，这类配线器件制造时要先配备两个或以上导线、端子、接线器和任何其它元件的组件，然后将各组件在电气上连接起来。在这种情况下，配线器件的装配过程可由计算机控制，这样，装配操作人员就可以借助于监视器从画面上看到接线情况，并检查配线器件制造过程各阶段中各装配单元的装配是否正确。为了能够进行这种控制，可以借助于例如簧片接点将各组件的导线端连接起来，并往装配单元中通电流或信号，以便核实配线是否正确。只有经如此核实之后才能将各接线夹除去，形成永久电气接线。我们同时待审的专利申请PCJ/GB91/01016中介绍了在这种配线中进行电气接线用的器件(图1至6)，这里也将该申请的公开内容包括进去，以供参考。该器件有一个金属接线元件和一定量的钎料，金属接线元件呈金属线绕成的锥形螺旋线圈，安置在受热后可恢复原尺寸的套管中。这种器件可以将其拧到各导线上，形成临时电气接线，在电气配线经过测试之后，再将器件加热，形成永久性的电气接线。按照本发明的一个方面，本发明提供一种将多根导电线在电气上连接起来的器件，该器件包括一个电气绝缘套管、一个位于套管中的金属接线元件和一定量的将各导线连接成永久接线的钎料，接线元件的外表面粗糙得足以使其将径向向内辐射到其上的大部分任何辐射线起码反射两次。本发明的器件有这样的优点能使接线元件，因而各钎焊点，如果它们是热接触的话，比上述国际专利申请中所述的器件对加热器件用的红外辐射更敏感;这是因为接线元件因反射次数增加而吸收了大部分辐射线的缘故。上述器件最好有一个这样的接线元件，元件带丝扣的内表面呈锥形，因而将接线元件拧套到导线上就可形成临时电气接线。因此，按照本发明的另一个方面，本发明提供一种电连接多根导电线的方法，该方法包括下列步骤(ⅰ)绕诸导线设置这样一个器件，该器件包括一个电气绝缘套管、一个位于套管中的金属接线元件和一定量的钎料，接线元件带螺丝扣的内表面呈锥形，外表面粗糙;(ⅱ)将器件拧套到诸导线上，使诸导线固定到接线元件上，然后(ⅲ)径向向内照射红外辐射线，将器件加热，从而使钎料熔化，使各导线之间形成永久连接;其中接线元件的外表面将大部分辐射线起码反射两次。接线元件通常可取任何形式，但最好这样制造将一根金属线卷成锥形线圈，使得线圈形成螺丝扣。接线元件的内表面最好起码一部分呈锥形，例如可以是锥形或截头锥形。接线元件由金属线制成时，由于金属线具弹性，且接线元件在导线束引入其中时在某种程度上会径向扩展，因而接线元件会夹紧引入其中的导线束。但本器件有一种极其有利的形式，这种形式的器件在其制造过程中是使其从其松弛状态径向扩展，从而使其可以在形成永久接线时径向收缩或具有径向收缩的倾向。因此，举例说，套管或钎料可以对抗弹簧的回弹力使弹簧保持紧拉状态，这样，当套管软化或钎料熔化时弹簧就可以复原。举例说，可以在套管的内表面或钎料的外表面上形成一个将器件加热时就消失的凸起部(boss)。扩展的程度不必太大，例如不大于5%，或甚至不大于2%，因为线圈在器件加热时最好与钎焊元件(solderelement)保持接触。金属线的横截面最好取多角形，特别是方形，这样做有好处。金属线可以由任何适当的金属或金属合金制成，但最好是由铜制成，特别是纯度基本上与普通用作导电线一样的铜。但接线元件也可以采用其它结构。例如，可以将接线元件制成内表面攻有螺丝扣、外表面攻有另一螺丝扣或切割有槽的实心金属块。外表面最好能达到这样的粗糙程度，使外表面能将任何径向向内照射到其上的主要部分(至少50%)辐射线起码反射两次，更理想的情况下，能使至少70%特别是至少90%的任何辐射线由外表面起码反射两次。经我们查明，在金属线是硬回火铜的情况下，用以加热器件的红外辐射线在照射到表面上时，其大约60%的能量被吸收，大约40%的能量被反射回去。在本发明的器件其接线元件由方形横截面的金属线制成的情况下，则取决于接线元件在几何方面的设计(例如金属线的取向和接线元件的锥度)，径向向内照射到接线元件外表面的大部分辐射线在从接线元件散射开之前为金属线的外表面反射两次，一部分辐射线则在散射开之前只反射一次。但若改变金属线的横截面，使毗邻各圈上的邻接面之间的夹角减小到90度以下，则辐射线只反射一次的部分减少(通常减少到零)，而辐射线随夹角的减小而增加的部分则反射三次或甚至三次以上，从而进一步减少了接线元件所散射的辐射能。各槽的邻接面之间的夹角(无论这些槽是通过攻丝、铣削而形成的或是在金属线各毗邻圈之间形成的)最好不大于90度。在某些情况下，最好使要在各毗邻绕组之间形成的角小于80度，例如小于70度，特别是在40度至65度的范围内。举例说，在接线元件的各表面夹角为60的情况下，入射辐射线大约有80%反射三次，20%反射两次，从而使被吸收的入射线达大约92%。通常，金属线的横截面取方形或菱形，而且设计得使金属线形成接线元件内表面的各部分形成螺丝扣。接着就可以将接线元件拧到要连接起来的诸导线上，使其例如在形成永久接线之前，形成供测试之用的临时电气接线。从本发明最广义的方面讲，本发明的器件有这样的一个接线元件，该接线元件的单个内表面呈锥形，从而举例说可以在插入套管一端的一束导线之间形成短截的绞接头，套管的另一端则例如被封闭。但也可以使本发明的器件有这样的一些接线元件，该接线有两个端部，其中一个或两个端部制成金属线的锥形螺旋线圈，从而，例如可以在一对导线束之间形成一列绞接头。可以采用一端没有螺丝扣的接线元件，这时只要将导线束推入接线元件中即可。接线元件两端都带螺丝扣时，两端的丝扣可以取同一旋转方向，或者一端取右旋丝扣，另一端取左旋丝扣。鉴于通常要形成临时接线时不需要将套管拧得超过1/4至1/2圈以便将其套到诸导线上，因而丝扣转向的选择并不会产生任何特殊问题。但是接线元件的各端部可以彼此相对转动。举例说，可以通过将部分金属线卷绕入接线元件中的环形槽中而将金属线形成的端部支撑在圆柱形的小接线元件上。接线元件的各端部可彼此相对转动时，往往总希望将套管制成两部分，每一部分安置在接线元件的其中一个端部上。这样，通过拧动套管安置在其中的部分就可以使接线元件的各端部转动。通常，套管在尺寸上是可恢复原状的，特别是受热后可恢复到原来的尺寸，就是说，套管受热时基本上可以使其改变尺寸上的形状。通常，这些套管加热时恢复到先前由此变形的原来形状，但这里使用的“受热可恢复原尺寸”一词也包括那些即使原先没有变形但受热时取新的外形的套管。最通用形式的这一类套管是一种具有例如美国专利2，027，962;3，086，242和3，597，372中所述的弹性或塑性记忆性能的聚合物材料制成的热缩性套管。例如，美国专利2，027，962中就清楚地说明了这样一点原先尺寸上热稳定的那种形式可以是例如挤压管在热状态下膨胀成尺寸上热不稳定形式的连续过程的一种过渡形式，但在另一些用途中，尺寸上热稳定的套管预制件是在个别状态下畸变成受热时尺寸不稳定的形式。在制造受热可复原的套管时，可以在制造提高所需要的尺寸复原能力的套管过程中的任何阶段将聚合物材料进行交联处理。一种制造受热可复原的套管的方法是先将聚合物材料加工成所要求的热稳定形式，然后对聚合物材料进行交联处理，再将套管加热到高于聚合物的结晶熔点的温度，或若聚合物是非晶质材料时高于聚合物的软化点的温度(视具体情况而定)，使套管变形，然后将套管在其处于变形状态下进行冷却，使套管保持其变形状态。使用时，由于套管的变形状态对热是不稳定的，因而一加热就使套管恢复其原来的热稳定形状。凡可以使其具有尺寸复原性能的任何材料都可用以制造套管。较理想的材料有低密度、中密度或高密度聚乙烯，乙烯与例如下列物质组成的乙烯共聚物;例如，1-丁烯或1-己烯之类的α烯烃，或醋酸乙烯酯、聚酰胺或含氟聚合物，例如聚四氟乙烯、偏二氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物。各导线的端部封装在接线元件中，还可以减低导线的任何芯线在套管恢复原状的过程中刺穿套管的风险。此外，导电元件还可以起散热体的作用，从而防止器件在套管复原的过程中过热。如上所述，器件包括一定量的钎料，即为与铜焊料区别起见，一定数量的软钎料，供形成永久钎焊接头之用。该钎料可以是例如仅仅呈Sn63Pb37的易熔成分的形式，这种成分在器件加热及套管复原时会熔化，或者也可以采用一种以上熔点不同的钎料成分，如国际专利申请WO88/09068中所述的那样。在这种形式的器件中，熔点较高的成分(例如Sn96.5Ag3.5低温共熔体)熔化时，从外观就可以知道器件已加热得足以熔化熔点较低的成分，且形成令人满意的钎焊接头。必要时，熔点较低的钎料可以是非低温共熔体的成分，且例如如国际专利申请WO90/09255中所述的那样，可由熔点较高和熔点较低的钎焊料成分一起形成低温共熔体混合物。举例说，可以将熔点较低的非低温共熔体Sn60Pb40成分与相对量的由纯锡组成的熔点较高组分一起使用，制成Sn63Pb37低温共熔料。这里也将上述两个专利申请的公开内容包括进来，以供参考。采用两种组分的钎料，特别是锡与Sn60Pb40的混合物，有这样的好处，即可以减少“钎料渗漏”的可能性，即钎料因多股导线的毛细管作用而沿导线流动，且偏离焊接区;把器件的加热时间处长，就会发生这种现象。钎料可安置在能流入接线元件中形成钎焊点的任何位置。钎料可以取环状的形式或任何其它形式，例如，球形，且可以对称于套管轴线或偏离套管轴线地配置。钎料元件可以，例如，安置在接线元件直径较小的一端，在这种情况下，钎料元件可取球形或楔形块的形式，或者例如以环形的形式安置在接线元件直径较大的端部区。钎料轴向毗邻接线元件有这样的好处红外辐射线的吸收过程会沿接线元件的整个长度进行;但它有这样的缺点钎料与接线元件之间的热接触减少了。有鉴于此，钎料最好以环形的形式安置在接线元件外表面周围。这样做的好处是，改善了钎料与接线元件之间的热接触情况(钎料一旦熔化就能流经接线元件的各圈)。但钎料朝外取向的扁平表面会使红外辐射线在钎料环掩盖接线元件的部位只反射一次。因此，为限制钎料掩盖接线元件的程度，同时保持两者之间高度热接触，最好采用(在径向上)较厚且轴向尺寸较小的钎料环。举例说，钎料环的轴向长度最好不大于径向厚度的3倍，特别是在径向厚度的1至2倍的范围内。可以采用一个以上量的钎料，例如，在接线元件形成绞接头的一个以上锥形内表面的场合就可以这样做。现在参看附图举例说明本发明器件的一种形式以及装设该器件的方法。附图中图1是器件的剖视图;图2和3是该器件安置在红外加热器中时的侧视图和端视图;图4示出了照射到器件由方形截面金属线制成的接线元件上的辐射线的几何路径;图5示出了照射到器件菱形截面接线元件上的辐射线的几何路径。参看附图。用以将一系列电气绝缘导线在电气上连接起来的器件，包括一个套管3和一个接线元件4，套管3受热时可恢复原尺寸，由经交联和膨胀过的聚偏氟乙烯制成，接线元件由硬回火金属线制成截头锥形的弹簧或线圈。铜线的横截面可取图4所示的方形的形式，也可取图5所示的菱形的形式，其中在金属线上形成各面的边与一条毗邻边成大约60度角，与另一条毗邻边成大约120度角。如图5中所示，金属线系卷绕得使彼此成60度的各面所形成的各边缘位于接线元件的内部和外部，内边缘形成螺丝扣，供固定待连接的导线之用。金属线安置在接线元件4直径较小的一端的那一端系弯曲得使其横越线圈的轴线延伸，因而避免待连接的导线插入得过了头。在某些情况下，可以展开铜线5的各端，且使它们保持在新位置上，以此来扩大线圈4的直径，这样做有好处。Sn63Pb37易熔钎料环8是绕接线元件4在其与热收缩性套管3之间的外表面设置的。钎料环较厚且短，其轴向长度仅为其径向厚度的2倍左右，因而接线元件尽可能大部分处于敞露状态。套管在接线元件直径较小的端部部位的一端预先使其复原到由易熔聚合物材料(例如聚乙烯)制成的球形密封元件10上，另一个呈环形的密封元件则安置在毗邻接线元件4另一端的套管内。要将成束导线电连接起来时，将它们的端部剥开，然后插入器件1的敞开端，直到它们紧靠金属线5已横跨线圈轴线弯曲而起挡块作用的端部为止。然后将各导线和器件轴向安置在红外加热器中，如图2和3的示意图所示。红外加热器主要由一个石英管20组成，石英管20上卷绕有耐热元件21和陶瓷垫片22。加热元件21引到端子部分23，加热元件21周围装有绝缘板。将器件1插入管20中并接通加热器时，加热元件来的红外辐射线径向向内照射到器件上，使钎料8熔化并通过线圈流入接线元件中，从而使可复原的套管3围绕诸导线收缩。图4和5是接线元件一些线圈的剖面图。图4示出了本发明的器件由方形横截面的导线制成的制圈，图5示出了器件菱形横截面导线制成的线圈。制造接线元件的铜线系压扁成四个面31、32、33和34，且配置得使毗邻面31和32之间构成的边缘形成接线元件的内螺丝扣。由于接线元件呈锥形(锥度约为10度)且略为扭曲，因而金属线圈在垂直方向上略为偏移。从图4中可以看出，入射到接线元件外表面上的大部分红外辐射线从一个外表面(例如表面34)反射到毗邻线圈的邻接面33之后，径向向外反射回去。“2类区”示出了接线元件发生上述现象的部位。此外，还有一个叫做“1类区”的小部位，接线元件在这个部位中只使辐射线反射一次。在这种布局下，有93.7%的表面属于2类区，6.3%表面属于1类区。若入射辐射线的功率有60%被吸收。有40%被反射，则被吸收的入射辐射功率总百分比不难计算出来，其值为82.5%。在图5所示器件中，金属线5的各表面之间的夹角已由90度减小到60度，在这种情况下，所有的入射辐射线反射两次，有80%则反射三次(如“3类区”中所示)。这种布局可以通过同样的计算证实，被吸收的入射功率总百分率为91.7%。实例用机械加工的方法将接线元件制成外表面不同但质量相同的截头锥体，以此来测定试验元件的加热速度。其中一个元件的外表面呈扁平锥形，第二个元件的外表面加工成一系列V形槽，槽中的各表面彼此成90度，第三个元件的加工方式与第二个元件的一样，只是各槽面之间的夹角为50度。各元件内装硬质的热电偶之后放入烘箱中。记录各元件加热一分钟之后所达到的温度。结果如下表所示。从表中可以看出，各边缘表面之间的夹角小(50度)的元件，其加热速度比其它元件快得多。表</tables>权利要求1.一种用以将多根导电线在电气上连接起来的器件，其特征在于，包括一个电绝缘套管、一个安置在套管内的金属接线元件和一定量的用以将各导线在电气上接成永久连接的钎料，所述接线元件的外表面粗糙得足以使大部分径和向内照射到其上的任何辐射线起码反射两次。2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述接线元件的外表面粗糙得使其将任何向内照射的辐射线的主要部分起码反射两次。3.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述外表面有一个或一个以上的槽，槽中相邻表面之间的夹角不大于90度。4.如权利要求3所述的器件，其特征在于，所述夹角小于70度。5.如权利要求4所述的器件，其特征在于，所述夹角在40度至65度的范围内。6.如权利要求1至5任一项所述的器件，其特征在于，所述接线元件由金属线的锥形螺旋线圈制成。7.如权利要求6所述的器件，其特征在于，所述金属线的横截面为方形或菱形，且设计得使形成所述接线元件内表面的的所述金属线各部分限定螺丝扣。8.如权利要求1至7任一项所述的器件，其特征在于，所述套管受热时可恢复原尺寸。9.如权利要求1至8任一项所述的器件，其特征在于，所述接线元件有两个端部，其中一个或两个端部制成金属线的锥形螺旋线圈。10.一种电连接多根导电线的方法，其特征在于，它包括下列步骤(ⅰ)在绕诸导线设置这样一个器件，该器件包括一个电气绝缘套管、一个位于所述套管中的金属接线元件和一定量的钎料，所述接线元件带螺丝扣的内表面呈锥形，外表面粗糙;(ⅱ)将所述器件拧套到所述诸导线上，使所述诸导线固定到所述接线元件内;然后(ⅲ)径向向内照射红外辐射线，将所述器件加热，从而使钎料熔化，使所述各导线之间形成永久连接;其中所述接线元件的外表面将大部分辐射线起码反射两次。全文摘要一种用以电连接多根导电线的器件，包括一个电绝缘套管(3)、一个安置在套管内的金属接线元件(4)和一定量的用以将诸导线形成永久电连接的钎料(8)。接线元件(4)的外表面粗糙得足以将径向向内照射到其上的任何辐射线起码反射两次。由于接线元件(4)的外表面粗糙，因而提高了器件对红外辐射加热的反应能力。接线元件可以由例如方形等多角形横截面的金属线卷绕成截头锥形螺旋而组成。文档编号H01R43/02GK1063969SQ9210080公开日1992年8月26日申请日期1992年2月7日优先权日1991年2月7日发明者J·迪拉莱申请人:雷伊化学(法国)有限公司