CN101227053A

CN101227053A - 端子压接设备

Info

Publication number: CN101227053A
Application number: CNA2008100023900A
Authority: CN
Inventors: 八木敏; 铃木茂晴; 角田直树; 井出哲郎; 熊仓秀人; 铃木健司
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: DE102008004679B4; JP4818134B2; US20080172865A1; US7784175B2; CN101227053B; JP2008177032A; DE102008004679A1

Abstract

一种端子压接设备，包括用于支撑金属端子的砧座，该金属端子包括用于将电线放置在其上的基板部分，和从该基板部分的相对的侧边分别向上延伸的一对压接片部分；和压接器，该压接器包括具有大致弧形形状的挤压变形部分，该弧形形状由与该砧座相对的两个弧形形状的表面形成。该砧座和压接器合作以压紧该压接片部分，用于将该压接片部分压接于放置在该金属端子上的电线。该压接器的形状满足公式，指数a＝c·cosθ，其中c表示该压接器的弧形形状表面的长度，而θ表示由在该压接器的中心部分的该弧形形状的表面的切线和竖直线所形成的角度。

Description

端子压接设备

技术领域

本发明涉及用于将金属端子(具有从其基板部分的相对的侧边向上延伸一对压接片(crimping piece)部分(圆桶))压接于电线的芯线的端子压接设备(terminal crimping apparatus)。

背景技术

业已知道用于将端子压接于电线的芯线的常规的端子压接设备，其中端子的压接片部分被砧座(anvil)和压接器(crimper)挤压，并且被压紧固定于该芯线(见，例如，JP-A-2002-373755(图1))。

如图7所示，在JP-A-2002-373755中公开的该设备包括用于保持金属端子6的砧座4，和设置在该砧座4的上方并具有形成在其面向该砧座4的表面上一对挤压变形部分2和2的压接器3。在这种设备中，芯线7放置在支撑于该砧座4上的金属端子6上并接纳在该金属端子6中，并且在该情况下，压接器3向下运动，使得压接片部分6a和6a(共同呈现大致U形形状的截面)被压紧在该压接器3和砧座4之间，并且被压紧固定于该芯线7。

近年来，由于电子设备的紧凑结构，已经提出用于连接其芯线横截面积为0.08至0.13mm²的很细的电线的金属端子。在这种很细的电线的情况下，考虑到电线的强度，比常规使用的退火的铜和黄铜更硬的铜合金用作芯线的材料。但是，常规的压接设备并不构造成用于这种细而硬的电线，因此当用常规的压接设备将金属端子压接于很细的电线时，有一种担心，即该金属端子的压接片部分的咬入量以及金属端子的电线压接部分的高度和宽度可能会发生变化。此外，当发生这种变化时，压接形状变得不稳定，这引起担心，即夹持力和电性能可能被降低。而且，在很细的电线的情况下，连接性能特别受上述变化的负面影响。

因此，已经提出一种设计为用于很细的电线的端子压接方法(见，例如，JP-A-2006-49117(图3和图4))。在JP-A-2006-49117公开的方法中，金属端子的尺寸和压接的金属端子的尺寸(压接部分的高度和宽度)根据电线的减缩尺寸减小，并且生产该压接的端子，并且通过这样做，能够确定最佳的范围。并且，在包括高强度芯线的很细的电线的情况下，金属端子被压紧固定而不与芯线接触，并且通过这样做，即便在端子被压接于芯线时，也能够确保该芯线的足够的拉伸强度。

但是，在用于很细的电线的上述常规的压接技术中，当该金属端子的压接片部分的咬入量以及该压接部分的高度(压接高度)和宽度(压接宽度)发生变化时，该压接形状变得不稳定，这导致这样一种担心，即夹持力和电性能可能降低。

当金属端子压接于很细的电线时，发生由于由该金属端子的一个压接片在另一个压接片上的重叠而引起的压接高度的增加导致发生接触面积减小，由于由一个压接片部分的到达底部(bottoming)而引起的减小的压接高度导致导体的强度减小，等等。因此，已经遇到金属端子对电线的夹持力(强度)降低，使得机械和电性能降低的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种端子压接设备，其中当端子压接于很细的电线时，能够获得形状稳定、并且机械和电性能良好的电线压接部分。

本发明的上述目的通过下面的结构而实现。

(1)一种端子压接设备，包括：

用于支撑金属端子的砧座，该金属端子包括用于将电线放置在其上的基板部分，和分别从该基板部分的相对的侧边向上延伸的一对压接片部分；和

压接器，该压接器包括具有大致弧形形状的挤压变形部分，该弧形形状由与该砧座相对的两个弧形形状的表面形成，

其中，该砧座和压接器合作以压紧该压接片部分，用于将该压接片部分压接于放置在该金属端子上的电线；并且

其中该压接器的形状满足公式，指数a＝c·cosθ，其中c表示该压接器的弧形形状表面的长度，而θ表示由在该压接器的中心部分的该弧形形状的表面的切线和竖直线所形成的角度。

在上面段(1)的端子压接设备中，利用所述公式设计该压接器的形状，指数a＝c·cosθ，其中c表示该压接器的弧形形状表面的长度，而θ表示由在该压接器的中心部分的该弧形形状的表面的切线和竖直线所形成的角度。因此，该金属端子的压接片部分适当地咬入该电线中，使得电线压接部分的形状是稳定的。因此，在该金属端子压接于该电线的导体的情况下，该金属端子和该导体之间的接触面积与该接触载荷一样是稳定的。

在这里，优选，指数a＝c·cosθ在0.7到0.85的范围内(0.7≤a≤0.85)。

如果指数a小于0.7(a＜0.7)，则金属端子的每个压接片部分咬入电线中的咬入量不足，并且该金属端子和该电线的导体之间的接触面积减小，并且接触可靠性降低。

另一方面，如果指数a大于0.85(a＞0.85)，则金属端子的每个压接片部分到电线中的咬入量过大，使得该电线的导体被大大损坏，并且该金属端子对电线的夹持力(强度)降低。此外，难以处理该压接器。

上面段(1)的端子压接设备在金属端子被压接于芯线(导体具有0.08到0.13mm²的横截面积)的情况下是非常有效的，并且在这种情况下，该电线压接部分的形状被构造成稳定的。

上面段(1)的端子压接设备在金属端子倍压接于由铜合金制造的芯线的情况下是非常有效的，该铜合金比常规使用的退火的铜和黄铜更硬，并且在这种情况下，该电线压接部分的形状被构造成稳定的。

本发明在金属端子压接于，例如，由包含锡(Sn)的铜合金等制成的芯线的情况下是有效的。

在本发明中，电线压接部分可以被形成为预定的高度和宽度，并且电线压接部分的形状构成为稳定的，因此，能够获得不降低机械和电特性的电线压接部分，因此这些特性是极好的。

附图说明

通过参考附图详细地描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明的端子压接设备的一个优选实施例的前正视图；

图2是示出用于图1的压接设备中的压接器、砧座和电线的分解透视图；

图3是图1的端子压接设备的重要部分的放大的视图；

图4是图1的端子压接设备的重要部分的放大的视图，示出了压接器；

图5A至5D是示出将金属端子压接于电线的过程的示意性截面图；

图6A至6C是由不同形状的压接器分别形成的电线压接部分的示意性截面图；

图7是JP-A-2002-373755中公开的端子压接模具的示意性截面图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的优选实施例。

图1是本发明的端子压接设备的一个优选实施例的前正视图，图2是示出用于图1的端子压接设备中的压接器和砧座的透视图，而图3是图1的端子压接设备的重要部分的放大的视图。

如图1和图2所示，本发明的压接设备10包括设置在地面等上的基座11、驱动源12、和用于将金属端子40压接地连接于电线50的压接施加器13。

该基座11具有沿着水平方向大致扁平的扁平部分14。该压接施加器13设置并支撑在该基座11上。

该驱动源12包括伺服电机(未示出)、用于传输驱动力的驱动轴15，和与柄部(shank)16的圆盘部分(未示出)相接合的吊钩17。伺服电机的旋转运动经由活塞连杆机构转变成直线运动，以便上下移动的该冲头(ram)18。取代伺服电机，可以使用具有以直接驱动关系连接于该柄部16的活塞杆的液压缸或其他合适的驱动单元。

该压接施加器13包括压接器(端子压接模具)19和砧座20。该压接器19向下移动以挤压变形该金属端子40的压接片部分41，由此将该压接片部分51压接于该电线50。

各种形式的金属端子可以用作由压接施加器13所挤压变形的金属端子40。例如，可以用具有盒状电连接部分的内孔式(female)金属端子、具有接片状的电接触部分的插入式(male)金属端子、用于将两个电线连接在一起的接头式(joint)金属端子等。

通过将从导电片材冲切一片预定形状并且然后将该片弯曲成所需要的形状，而形成该金属端子40。该金属端子40包括适于被挤压夹紧于电线50的铠装(sheath)51的铠装夹紧(压接)片部分42、从其剥去铠装51的电线50的芯线(导体)52的那部分适于放置在其上的弯曲的基板部分43、从该基板部分43的相对的侧边分别向上延伸的该对芯线压接片部分41、以及正方管形形状的电接触部分45。

金属端子40的该对压接片部分41被压接器19的向下运动挤压变形或向内弯曲，因此被压接于电线50的芯线52，以与其电接触。

伺服电机的旋转运动经由曲柄/连杆机构转变成直线运动，以便上下移动该冲头18(保持该压接器19的)，由此上下移动该压接器19。提供用于控制该冲头18的上下运动的控制部分(未示出)，并且这个控制部分实现各种控制，包括该冲头18的加速、减速、压接运动和待机(standing-by)。

该压接施加器13包括框架21、具有砧座20的保持器22、支撑在该框架21上的冲头18、与该冲头18螺纹地接合以便能够上下移动该冲头18的冲头螺栓23、与该冲头螺栓23螺纹地接合的柄部16、以及端子供给单元24。

当从其侧面看时，该框架21具有大致躺倒的U形形状，并且包括保持器22安装在其上的安装部分25、向上延伸的支撑柱(support post)部分26和冲头支撑部分27。

该框架21设置在基座11的扁平部分14上，并且用螺栓和螺母(未示出)与其固定。框架21可以一体地固定于该基座11。

该冲头支撑部分27连接于从该安装部分25向上延伸的支撑柱部分26的上端部分，保持器22安装在该安装部分25上。用于引导该冲头18的空间形成在该冲头支撑部分27中，并且该钟头18可滑动地安装在这个空间内。

用于将金属端子40放置在其上的砧座20嵌入该保持器22内。该保持器22具有与该压接器19和该冲头18的下端表面28两者相对的扁平的表面29。即，该扁平的表面29设置成基本上垂直于该冲头18运动的方向和该压接器19运动的方向两者。

该砧座20被接纳并保持在该保持器22中，并且在这种情况下，该保持器22安装在该框架21的安装部分25上。该砧座20保持在该保持器22中，其底板30设置成与该保持器22的底壁紧密接触，并且因此该砧座20能够将该金属端子40支撑在其上而不摆动。

该砧座20邻靠该金属端子40的基板部分43，并且当从该压接器19施加压力时，该砧座20与该压接器19合作，以将该压接片部分41挤压变形成预定的形状。

该砧座20具有用于与金属端子40的基板部分43相接触的接触表面，并且弯曲表面31形成在这个接触表面上。

该冲头18具有大致长方形的平行六面体的形状。该冲头18被支撑在冲头支撑部分27中，以便沿着竖直方向上下运动。该冲头18的纵轴线沿着其运动方向，即沿着竖直方向延伸。该冲头18的下端表面28是扁平的，并且垂直于该冲头18的运动方向。

该压接器19以与该砧座20相对的关系设置在冲头18的下半部分。该冲头18支撑在冲头支撑部分27中，以便上下运动，并且因此该压接器19能够朝着和离开该砧座20运动。换句话说，该压接器19根据该冲头18的向下和向上运动而朝着和离开该砧座20运动。

该压接器19是大致长方形的平行六面体形状的板的形式，并且大致弧形形状的压紧固定部分32形成在与砧座20相对的该压接器19的内表面上。该压紧固定部分32形成为弯曲的形状或大致弓形的形状，以便将金属端子40的压接片部分41挤压变形成预定的形状。

该冲头螺栓23螺纹连接在形成于该冲头18的上端表面33中的螺纹孔中，并且因此安装在该冲头18上。通过将冲头螺栓23这样安装在冲头18上，该冲头18能够上下运动。

该柄部16具有空心的圆柱形形状。形成在该柄部16一端的圆盘部分连接于该驱动源12的吊钩17，并且形成在该柄部16另一端的螺丝部分(screw portion)被螺纹连接于冲头螺栓23的螺丝孔(screw hole)中。也就是，该柄部16将驱动源12的驱动力经由冲头螺栓23传输给冲头18，以便上下移动该压接器19。

可以调节在该冲头螺栓23的螺丝孔中的该柄部16的螺纹量，并且因此该柄部16以这样的方式安装在该冲头螺栓23上，使得该柄部16相对于该冲头螺栓23的位置能够改变。当通过调节该柄部16在该冲头螺栓23的螺丝孔中的螺纹量而改变该柄部16相对于该冲头螺栓23的位置时，该砧座20和压接器19之间的距离(间隙)也被改变。

该柄部16具有螺纹连接在其外螺纹部分上的螺母34，并且该螺母34被拧紧，其中该柄部16螺纹连接在该冲头螺栓23的螺丝孔中，并且通过这样做，该冲头螺栓23和柄部16能够彼此固定。

该端子供给单元24包括设置在该冲头18侧部的凸轮(未示出)、适于紧靠该凸轮以沿着水平方向运动的连杆(未示出)、将该连杆接纳在其中的杠杆支撑部分35、配合在该杠杆支撑部分35中的曲柄状杠杆36、以允许该杠杆36枢转运动的方式支撑该该杠杆36的枢转轴37、以及设置在该杠杆36的远端部分的端子供给爪38。

在该端子供给单元24中，通过驱动源12的驱动力，该凸轮向下移动，并且在这时，连杆的一端邻靠在该凸轮上，并且被沿着水平方向被推动而运动，使得该连杆的另一端部与杠杆36邻接接合，并且该杠杆36绕该枢转轴37枢转地运动。结果，该端子供给爪38接合在具有一系列金属端子40的链状带上的供给孔中，并且沿着端子供给方向供给该链状带，以一次向压接位置供给一个金属端子。

如图3所示，金属端子40的基板部分43放置在砧座20的弯曲的表面31上，而电线50的芯线52放置在基板部分43上。然后，当冲头18向下运动时，该砧座20和压接器19使得电线50的芯线52被保持在该对压接片部分41之间，并且该压接片部分41被该压接器19的压紧固定部分32挤压变形。

该压接器19包括朝着该砧座20的大致弧形形状的开口的压紧固定部分32，并且是可以上下运动的。该砧座20设置在该压接器19的下面，并且被形成为这样的形状，以便配合在由该压接器19的挤压变形部分32中。该砧座20的上表面用作压接表面，并且用于将金属端子40放置在其上的弯曲表面31形成在这个压接表面上。

该金属端子40放置在该弯曲表面31上，其中芯线52被接纳在该大致U形形状截面(由该压接片部分41和基板部分43形成的)的压接部分中，并且然后该压接器19向下移动以沿着竖直方向压紧该金属端子40。在这时，当该压接片部分41的远(上)端以与挤压变形部分32的内表面滑动接触的方式逐渐向上移动时，该压接片部分41被挤压，以在其上端部分向内弯曲，以环绕该芯线52，并且以咬入其中的关系压紧固定于芯线52。

该压接器19的挤压变形部分32具有一对对称地设置的左右弧形形状的表面，并且该弧形形状的表面之间的边界朝着该砧座伸出。朝着砧座19的下表面开口的该挤压变形部分32的相对侧表面被用作引导表面，每个用于将相应的压接片部分41引导到该弧形形状的表面。

如图4所示，该压接器19的挤压变形部分32这样形成，使得指数(index)a(在下面描述)满足下面的公式：

0.7≤a≤0.85

在这里，指数a由该压接器19的弧形形状的表面的长度c和在该压接器19的中心部分e的该弧(弧形形状的表面)的切线和竖直线所形成的角度θ定义，并且建立公式，指数a＝c·cosθ。

在图4中，关于由压接器19的挤压变形部分32作用在该金属端子40(见图3)的压接片部分41(见图3)的量，参考字符a表示沿着竖直方向作用的向量，参考字符b表示沿着水平方向作用的向量，而参考字符c表示沿着弧形形状的表面的切线方向并穿过该压接器19的挤压变形部分32的弧形形状的表面之间的边界部分(该压接器19的中心部分)的向量(该压接器19的弧长)。参考字符d表示该弧形形状的表面的长度，并且等于向量c。该角度θ表示由该向量a和c的方向所形成的角度(该压接器19的中心部分e的该弧的切线和竖直线所形成的角度)

图5A至5D示出将金属端子40的压接片部分41压接于电线(见图3)的芯线52(见图3)的压接过程的示意性截面图。

也就是，如图5所示，金属端子40的压接片部分41开始被压接器19和砧座20弯曲，然后如图5B所示，该压接片部分41被进一步弯曲，使得其远端向下指向。然后，如图5C所示，该压接片部分41被进一步弯曲，使得其远端部分彼此邻接接合，并且然后，该压接片部分41被进一步弯曲，使得其远端部分咬入芯线52中(见图3)，并且因此，该压接片部分41被压紧固定于该芯线52。

由该压接器19的弧长度c和在该压接器19的中心部分e的该弧的切线和竖直线形成的角度θ所定义的指数a＝c·cosθ被设置在0.7≤a≤0.85的范围内。利用这种结构，在步骤5B所示的处理步骤中，该压紧力沿着使该压接片部分41的远端能够更容易向下指向的方向施加。并且此外，在步骤5D所示的处理步骤中，该右和左压接片部分41均匀地咬入电线50中(见图3)。结果，该电线压接部分被形成为预定高度和宽度，因此具有稳定的形状。

特别是，在利用非常细的电线的情况下，该电线的芯线52具有0.08至0.13mm²的截面面积并且由比常规电线中所用的材料更硬的材料(例如铜合金)制造，能够获得形状稳定、并且还具有稳定性能(即，在机械和电性能方面不降低)的电线压接部分。

图6A至6C是由不同形状的压接器分别形成的电线压接部分的示意性剖面图。也就是，这些图示出当利用逐渐改变指数a＝c·cosθ的相应的压接器(实例1和比较实例1和2)，金属端子40被压接于相应电线50时得到的结果。在这里所用的每个电线的芯线52由包含锡(Sn)(Sn的含量为0.3％)的铜合金制造，并且该芯线的横截面积为0.13mm²。顺便提及，利用每个具有0.08mm²的横截面积的芯线的电线也可以获得同样的结果。

图6A示出由(a＜0.7)的压接器(比较实例1)压接的电线压接部分的剖面图。

如从图6A所看到的，通过利用(a＜0.7)的压接器，右和左压接片部分41没有均匀地咬入芯线52中，并且该压接片部分41以这样的方式挤压变形，使得它们中的一个重叠于另一个上。该压接部分的高度大于预定高度，并且该金属端子40的该压接片部分41与芯线52的接触面积小于预定值。还有，该压接片部分41到芯线52的咬入量不足，因此电线夹持力降低。

图6B示出由(0.7≤a≤0.85)的压接器(实例1)压接的电线压接部分的剖面图。

正如从图6B所看到的，通过利用(0.7≤a≤0.85)的压接器，该电线压接部分被形成为预定的高度和宽度。

图6C示出由(a＞0.85)的压接器(比较实例2)压接的电线压接部分的剖面图。

正如从图6C所看到的，通过利用(a＞0.85)的压接器，该电线压接部分的高度小于预定的高度，并且电线压接部分的机械强度降低。

图6A至6C的结果以及具有0.08mm²的横截面积的非常细的电线的结果示于表1中。

表1

样品	芯线的横截面积	指数A	材料强度	电特性	总的评价
样品	芯线的横截面积	指数A	材料强度	电特性	总的评价	比较实例1	0.13mm²	a＜0.7	O	X	X
实例1	0.7≤a≤0.85	O	O	O		比较实例1		a＜0.7	O	X	X
实例1	0.7≤a≤0.85	O	O	O	比较实例2	a＞0.85		X	O	X
比较实例3	0.08mm²	a＜0.7	O	X	比较实例2	a＞0.85		X	O	X	X
比较实例3		a＜0.7	O	X	实例2	0.7≤a≤0.85	O	O	O		X
比较实例4		a＞0.85	X	O	实例2	0.7≤a≤0.85	O	O	O	X

O：表示在预定范围内

X：表示在预定范围之外并且不合适

从图6A至6C和从表1的结果将会看到，通过使用具有指数a＝c·cosθ的大致弧形形状的挤压变形部分的压接器(实例1)，该指数a＝c·cosθ由该压接器19的弧的长度c和在该压接器19的中心部分e的该弧的切线和竖直线所形成的角度θ定义，且该指数a＝c·cosθ在0.7≤a≤0.85的范围内(0.7≤a≤0.85)，该电线压接部分形成为预定的高度和宽度。因此，能够获得形状稳定、并且机械强度和电性能不降低的电线压接部分。

另一方面，当具有指数a小于0.7(a＜0.7)的大致弧形形状的挤压变形部分的压接器(比较实例1)时，金属端子40的压接片部分41到该芯线52的咬入量不足，并且，该金属端子40的压接片部分41和该芯线52的接触面积减小，使得接触稳定性降低。

当使用具有指数a大于0.85(a＞0.85)的大致弧形形状的挤压变形部分的压接器(比较实例2)时，金属端子40的压接片部分41到该芯线52的咬入量过大，使得芯线52被大大损坏，因此金属端子40对芯线52的夹持力(强度)降低。此外，难以处理该压接器。

如上所述，在上述实施例的端子压接设备10中，电线压接部分的形状可以被构成为稳定的，并且在其中金属端子40的压接片41被压接于芯线52的情况下，接触面积以及接触载荷能够被构成为稳定的。

也就是说，能够防止由于由金属端子40的一个压接片部分41在另一个压接片部分41上的重叠所引起的增加的压接高度而导致的接触面积的减少，和由于由一个压接片部分41的到达底部(bottoming)引起的减小的压接高度而导致的芯线52的强度的减小等。

因此，能够容易地实现金属端子40的压接片部分41的均匀的和适当的咬入芯线52中，并且能够获得每个压接片部分41相对于该芯线52的稳定的压接状态。因此，不需要实际地制备样品压接器，而能够构造期望的压接器，同时精确地预计的压接性能以及增强机械和电性能，并且同时能够减少用于构造和评价所需要的时间、劳动和成本。

本发明不限于上述实施例，并且，能够适当地进行各种修改和改进等。而且，上述实施例的每个组成元件的材料、尺寸、数值、形式、数目、布置等是任意的而不受限制，只要能够实现本发明就行。

本申请基于2007年1月18日提交的日本专利申请No.2007-009135，其内容结合于此供参考。

Claims

1.一种端子压接设备，包括：

用于支撑金属端子的砧座，该金属端子包括用于将电线放置在其上的基板部分，和分别从该基板部分的相对侧边向上延伸的一对压接片部分；和

2.根据权利要求1的端子压接设备，其中该指数a＝c·cosθ在0.7至0.85的范围内(0.7≤a≤0.85)。

3.根据权利要求1的端子压接设备，其中该金属端子被压接于具有0.08mm²至0.13mm²的横截面积的电线。

4.根据权利要求1的端子压接设备，其中该金属端子被压接于由铜合金制造的电线。