CN102842774B - 电缆的连接结构和连接方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种电缆的连接结构。第一电缆包括第一芯线和覆盖第一芯线的第一覆层。第一芯线的一部分从第一覆层的一端露出。第二电缆包括由不同于第一芯线的金属制成的第二芯线和覆盖第二芯线的第二覆层。第二芯线的一部分从第二覆层的一端露出。管子在管子的内部容纳互相连接在一起的第一芯线的一部分和第二芯线的一部分的状态下收缩。除了第一芯线的一部分和第二芯线的一部分管子的内部填充固化热熔物。

Description

电缆的连接结构和连接方法

在此，通过引用并入2011年6月20日提交的第2011-136601号日本专利申请公开的全部内容，包括说明书、附图和权利要求。

技术领域

本发明涉及一种用于电缆的连接结构和连接方法，其中由异种金属制成的两条电缆互相连接，以具有防水功能。

背景技术

由于铜电缆相对于金电缆或者铝电缆铜电缆具有高电导率、高刚度，并且在机械强度和价格方面有优势，所以铜电缆广泛用作用于对房屋供电或者用于电子设备的布线。另一方面，当考虑到需要车辆的重量轻、确保稳定供应的大量资源、便于与钢等分离的循环利用等时，采用铝或者铝合金作为导体材料的铝电缆是理想的。

目前，因为这些要求，这种铝电缆广泛用作用于车辆的电缆。这种铝电缆通过连接到铝电缆的末端的端子电连接到电路装置等。端子由具有弹力的铜或者铜合金制成，利用该弹力，端子与配合端子紧密接触。由于异种金属的接触可能不希望地导致接触腐蚀，所以当使用铝电缆时，对待连接到铝电缆的端子执行各种耐腐蚀措施。

对于用于车辆的电缆，根据包括耐久测试和在实际驱动时累积的数据的性能评估，保证铜电缆与端子之间的连接可靠性。然而，当不是铜电缆，而是铝电缆如上所述连接到端子时，花费大量时间和成本，因为必须执行优化压接条件，检验连接可靠性、优化端子结构等。

因此，存在一种在不进行优化压接条件，检验连接可靠性、优化端子结构等的情况下，将铝电缆连接到铜或者铜合金制成的端子的技术。例如专利文献1描述了防止端子与铝电缆之间的连接部分发生接触腐蚀的电缆的现有技术连接结构。在该现有技术的连接结构中，通过在端子与铝电缆之间连接短铜电缆，可以避免端子上的异种金属之间的连接从而防止接触腐蚀。

如图7所示，在电缆的现有技术连接结构中，通过利用绝缘体35覆盖铜或者铜合金制成的导体34形成的短铜电缆36的导体34的一端连接到通过利用绝缘体32覆盖铝或者铝合金制成的导体31形成的铝电缆33的导体端子，并且利用绝缘体37覆盖连接部分。此外，在电缆的现有技术的连接结构中，通过压接连接，由铜或者铜合金制成的端子38连接到大电流36的导体34的另一端。

根据现有技术的连接结构，由于铜电缆36压接到铜或者铜合金制成的端子38，所以不存在因为电缆压接部分发生异种金属接触导致接触腐蚀的危险。此外，在电缆压接部分中，通过采用迄今研发的端子的性能评估和的实际使用效果，可以保证高连接可靠性。除此之前，在端子压接部分中，可以减少因为优化压接条件，检验连接可靠性、优化端子结构等而消耗的大量时间和成本。此外，由于铝电缆33与铜电缆36之间的连接部分被绝缘体37覆盖，所以可以防止水、蒸汽等从外部进入连接部分，从而抑制了上面发生的异种金属之间的接触腐蚀。

专利文献1：第2009－009736号日本专利申请公开

根据现有技术的电缆的连接结构有如下问题要解决。

由于端子或者连接到端子的短铜电缆不防水，所以例如当在连接部分未被绝缘体有效覆盖的状态下，清洗车辆的发动机室等时，附着在铝电缆上的水滴可能因为毛细现象通过铝电缆与铜电缆之间的连接部分渗入电路一侧的端子或者电路，并且附着在铝电缆与铜电缆之间的连接部分上，从而导致发生上面描述的异种金属之间的接触腐蚀。特别是，当铜电缆或者铝电缆是通过多条芯线扭绞或者编织在一起产生的绞线时，渗入铝电缆和铜电缆的芯线之间的或者芯线与绝缘覆层之间的间隙的水滴加速连接部分的接触腐蚀。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种电缆的连接结构和连接方法，其中利用简单结构以及以简单操作可以使电缆的芯线之间以及芯线与绝缘覆层之间的间隙防水。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种电缆连接结构，包括：第一电缆，包括第一芯线和覆盖所述第一芯线的第一覆层，其中所述第一芯线的一部分从所述第一覆层的一端露出；第二电缆，包括由不同于所述第一芯线的金属制成的第二芯线和覆盖所述第二芯线的第二覆层，其中所述第二芯线的一部分从所述第二覆层的一端露出；以及管子，在管子将互相连接的所述第一芯线的一部分和所述第二芯线的一部分容纳在其内部的状态下，该管子收缩，其中除了所述第一芯线的一部分和所述第二芯线的一部分的所述管子的内部填充有固化热熔物。

在第一方面中，当管子收缩时，涂敷在管子的内表面上的热熔物或者涂敷在第一芯线的一部分和第二芯线的一部分上的热熔物渗入到所述芯线的一部分和该部分之外的区域（接续该部分），并且被固化。各部分上的每个芯线的导线之间的以及导线与第一和第二覆层之间的间隙被封闭，从而产生防水功能。这种防水结构可以防止水滴（湿气）进入与第一芯线和第二芯线之间的连接部分相邻的间隙，从而在异种金属之间的连接部分中防止发生接触腐蚀。此外，即使端子连接到芯线之一的另一个区域，仍可以防止湿气从芯线之另一移动到该端子。因此，可以防止在端子连接部分发生绝缘缺陷。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种电缆连接方法，包括：使从第一覆层的一端露出的第一芯线的一部分与由不同于所述第一芯线的金属制成的并且从第二覆层的一端露出的第二芯线的一部分连接；使所述第一芯线的一部分和第二芯线的一部分与熔融的热熔物一起容纳在管子内；以及使所述管子收缩。

在第二方面中，在连接步骤，可以利用超声焊接、冷焊接、钎焊等将第一芯线和第二芯线互相机械地连接在一起。在容纳步骤，通过移动事先装配在第一或者第二覆层上的管子，可以覆盖第一和第二芯线之间的连接部分，从而包围第一和第二芯线。此外，在容纳步骤，同时进行涂敷在管子的内表面上的或者事先涂敷在与连接部分相邻的芯线的外周面上的热熔物的熔融和管子的热收缩。因此，在第一芯线的一部分上、第二芯线的一部分上、以及接续执行部分的其他区域上，熔融的热熔物渗入芯线的导线之间的和导线与第一覆层和第二覆层之间的接续内。因此，利用之后被固化的热熔物对第一与第二芯线之间的连接部分施加了防水功能。可以实现在该连接部分上防止接触腐蚀的效果。

该容纳可以包括：在管子的内表面上涂敷熔融的热熔物；以及在其内表面涂敷了熔融的热熔物的情况下，使第一芯线的一部分和第二芯线的一部分容纳在管子内。

在第一芯线的一部分和第二芯线的一部分容纳在管子内后，在事先涂敷了热熔物的管子的内表面上，当热熔物被熔融的同时管子收缩时，热熔物承受管子的收缩力，从而平滑、迅速渗入芯线的导线之间的和导线与第一和第二覆层之间的间隙内。因此，第一芯线与第二芯线之间的连接部分具有足够的防水功能，并且可以防止在异种金属之间的连接部分上发生接触腐蚀。

该容纳可以包括：将熔融的热熔物涂敷在第一芯线的一部分和第二芯线的一部分上；以及将其上涂敷了熔融的热熔物的第一芯线的一部分和第二芯线的一部分容纳在管子内。

通过使事先装配在第一覆层或者第二覆层上的管子移动到第一芯线和第二芯线之间的连接部分被覆盖的位置，可以在管子收缩的同时，熔融热熔物，可以使其上涂敷了热熔物的第一芯线的一部分和第二芯线的一部分容纳在管子内，并且使管子过热。管子的收缩力可以热熔物平滑、迅速渗入芯线的导线之间的和导线与第一覆层和第二覆层之间的间隙内。因此，可以处理第一芯线与第二芯线之间的连接部分，从而实现如上所述的防水，而无需将热熔物涂敷在管子的内表面上的处理。

根据本发明的电缆的连接结构和连接方法，利用简单结构和简单操作，可以使电缆的各芯线的导线之间的和导线与每个覆层之间的间隙防水。

附图说明

在附图中：

图1是概念性示出根据本发明的电缆的连接结构的前视图；

图2是示出图1所示电缆的连接结构的前视图，其中该连接结构被部分切除；

图3是示出图1中用于连接电缆的管子的纵向截面图；

图4A至4F是示出组装图1所示电缆的连接结构的顺序的工艺图，其中图4A至图4F示出每个工艺；

图5是沿图4F所示电缆的线V-V取的截面图；

图6A至6F是示出组合图1所示电缆的连接结构的顺序的另一个工艺，其中图6A至6F示出每个工艺；以及

图7是示出根据现有技术的电缆的连接结构的透视图。

具体实施方式

下面，将参考图1至图6F来描述根据本发明实施例的电缆的连接结构。

如图1所示，根据该实施例的电缆的连接结构是连接到例如电子控制电路的电缆W的连接结构。通过将铜电缆插在铜或者铜合金制成的端子与铝电缆之间，该结构将端子直接连接到由与端子相同材料制成的铜电缆。这样可以避免在端子与铜电缆互相连接的区域（连接部分）处发生接触腐蚀。因此，在端子与铝电缆之间的连接部分处，可以避免像现有技术那样由于存在湿气而发生接触腐蚀。此外，还可以避免发生后续的电气问题和机械问题（例如，因为产生铁锈导致电阻增大或者连接强度降低）。

为了获得这些效果，在该实施例中，利用热熔，使与铜电缆与铝电缆之间的连接部分相邻的每个芯线的导线之间的间隙以及导线与绝缘护套（覆层）之间的间隙防水，从而可以避免铜电缆与铝电缆之间的连接部分中的接触腐蚀，并且控制湿气从铝电缆一侧移动到铜电缆一侧并且进而移动到端子。以下，将详细描述根据该实施例的电缆的连接结构。

参考图1和2，电缆的连接结构11是通过组装第一电缆（下面称为铜电缆）12、第二电缆（下面称为铝电缆）13、管子（下面称为热缩管）14以及端子15构成的。它们当中，铜电缆12，即，第一电缆是通过利用绝缘护套（下面称为第一外覆层）17覆盖由被绞合或者编织在一起的多条导线制成的第一芯线16构成的，并且延伸预定长度，以便能够连接在端子15与铝电缆13之间。在铜电缆12中，通过将第一覆层17的两端剥落预定长度，使第一芯线16的两端从第一覆层17露出。在该铜电缆12上，第一芯线16的导线之间的或者导线与第一覆层17之间的间隙是水或者气体可以流过的间隙。

铝电缆13，即，第二电缆是通过利用由氯乙烯等制成的绝缘覆层（下面称为第二覆层）19覆盖通过绞合或者编织多条导线制成的第二芯线18构成的。在铝电缆13中，通过将第二覆层19的一端剥落预定长度，使第二芯线18的一端从第二覆层19露出预定长度。在该铝电缆13中，第二芯线18的导线之间的间隙或者第二覆层19即绝缘覆层之间的间隙是水或者气体可以流过的间隙。

第一芯线16由铜或者铜合金制成，而第二芯线18由铝或者铝合金制成。通过压接使芯线16和18互相连接。这种压接连接是通过例如将焊接角（weldinghorn）对准芯线16和18的相应端一起系在砧座（未示出）上的区域，然后进行高频振荡，从而在芯线16与18之间产生摩擦热，来实现的。此外，在冷焊接连接方法中，通过将芯线16和18的相应端装配到小方块的孔内从而相互对接，而后按压对接部分使小方块滑动来实现互相连接。

此外，通过冲压（压制）铜或者铜合金制成的板，然后，弯曲该板，实现端子15。角盒状或者圆筒状的连接部分20设置在连接于配对端子的前端侧上，而通过压接而连接第一芯线16的压接部分21从连接部分20的基端延伸。压接部分21包括：一对电缆筒22，通过压接而连接第一芯线16的一端；以及一对外覆层筒23，压接第一外覆层17。通过将压夹第一芯线16和第一外覆层17，使压接部分21连接到铜电缆12的端子。端子15的形状未被特殊限定，并且可以是阴端子和阳电子中的任意一个。

端子15与铜电缆12之间的连接是通过通常进行的压夹实现的。除了作为连接于端子15的电缆的铝电缆，因为大量性能评估和使用效果，已经证明了铜电缆12的连接可靠性。因此，根据迄今积累的结果，可以实现高可靠性连接。此外，由于无需额外做大量性能评估、测试等，所以可以减少开发成本，并且具有成本方面的优势。

为了容纳（覆盖）如上所述连接的第一芯线16的一部分（从第一覆层17露出的部分）和第二芯线18的一部分（从第二覆层19露出的部分），围绕铜电缆12的第一覆层17和铝电缆13的第二覆层19布置热缩管14，并且热熔物24插在它们之间。热缩管14是当对其加热时自收缩的管子。如图3所示，事先涂敷预定厚度的热熔物24。因此，通过对从外部围绕铜电缆12和铝电缆13的任意一个而预先装配的热缩管14加热，可以在热熔物24熔融的同时，使热缩管14收缩。

在这种情况下，因为热缩管14的收缩力，可以使熔融的热熔物24渗入第一芯线16的一部分与第二芯线18的一部分之间、这些部分之外的芯线16、18的导线之间，并且进一步渗入导线与第一和第二覆层17和19之间的间隙。当热熔物24固化时，热熔物24具有防水功能。利用例如聚氨酯基的非固化树脂作为主要成分，热熔物24在被加热和熔融后通过与空气中的潮气（湿气）固化。此外，当对其加热时，热缩管14具有通常在直径方向收缩的性能，并且采用聚烯烃、氟基聚合物、热塑弹性体等作为材料。

因此，在电缆11的连接结构中，当水滴附着在由铜或者铜合金制成的端子15与铜电缆的芯线（铜或者铜合金制成）之间的连接部分上时，由于端子15和芯线由同一种金属制成，所以该连接部分不受到接触腐蚀。相反，铜电缆12的第一芯线16与铝电缆13的第二芯线18之间的连接部分是异种金属之间的连接，从而处于可能由于附着在其上的水滴引起的腐蚀电阻的危险中。

然而，根据该实施例，由于热熔物24充分渗入铜电缆12的第一芯线16的一部分与铝电缆13的第二芯线18的一部分之间的连接部分、位于第一覆层17的一端的第一芯线16与第一覆层17之间的间隙、以及位于第二覆层19的一端的第二芯线18与第二覆层19之间的间隙，所以可以实现防水能力。因此，可以防止湿气附着在连接部分上，使得在连接部分上不发生接触腐蚀。在此，以可以被填充的量（厚度）来提供涂敷在热缩管14的内表面上的热熔物24，以便被填充在芯线16、18的导线之间以及导线与覆层17和19之间的间隙中，而不会过多或不足。

这样，与现有技术不同，该实施例不将电缆的防腐蚀结构应用于端子15与铝电缆13之间具有复杂结构的连接部分。相反，该实施例在铜电缆12与铝电缆13之间的连接部分采用防腐蚀结构，这样容易进行连接处理和修理。尽管实现根据该实施例的电缆的连接结构是为了在铜电缆12与铝电缆13之间的连接部分，即，异种金属处获得防腐蚀效果，但是也可以为了在铜电缆之间的或者铝电缆之间的连接部分获得防水效果，而采用它。

下面将对连接电缆的工序进行描述。

（连接工序1）

首先，制备要连接到端子15的铜电缆12。如图2所示，铜电缆12是短的。然而，优选地，铜电缆12被设置为预定长度，以支持装配在其上的热缩管14。铜电缆12连接并且插在端子15与铝电缆13之间。优选地，端子15可以预先或者在安装热缩管14之后连接到铜电缆12的一端。

按照顺序，如图4A所示，设定从铜电缆12，即，第一电缆的第一覆层17露出的第一芯线16的前端，以及从第二覆层19露出的第二芯线18的前端，以便互相同心对置。此外，第一芯线16和第二芯线18的对置前端互相对接，并且如图4B所示，第一芯线16和第二芯线18的对置前端通过如上所述的冷焊接连接在一起。

此后，制备图4C所示的热缩管14。当从外部加热时，热缩管14具有在直径方向缩小和变窄的特性。热缩管14具有包括互相对置的铜电缆12中的第一覆层17的一端的预定长度和铝电缆13中的第二覆层19的一端的预定长度的长度，并且以它能够从外围包围互相相连的第一芯线16的一部分和第二芯线18的一部分的方式形成热缩管14。此外，热缩管14的内径大于第一覆层17和第二覆层19的外径。

在热缩管14的内表面（内周）上，涂敷图4D所示的热熔物24。设定热熔物24的厚度尺寸，使得热熔物24渗入第一芯线16的导线之间的、导线与第一覆层17之间的、导线与第二芯线18之间的、以及导线与第二覆层19之间的间隙，从而填充该间隙而不会过多或不足。将热熔物24所形成的中心孔24a的内周设定成稍许大于铜电缆12和铝电缆13的外部尺寸，使得铜电缆12和铝电缆13可以平滑插入第一覆层17和第二覆层19中。

此外，其上涂敷了热熔物24的热缩管14具有通孔，以便以预定长度而覆盖第一芯线16、第二芯线18、第一覆层17的一端和与第一覆层17的一端对置的第二覆层19的一端。在图4E所示的处理中，热熔物24还未熔融，因此，在从第一覆层17和第二覆层19露出的第一芯线16与第二芯线18之间保持空间25。

此后，当例如通过从热缩管14的外部吹入热风，对热缩管14加热时，热缩管14在直径方向上显著收缩，如图4F所示。与此同时，涂敷在热缩管14的内表面上的热熔物24开始熔融。然后，热熔物24的黏性因为这样熔融而逐步降低，并且热熔物24开始不仅流到被热缩管14包围的第一覆层17和第二覆层19的外周，而且流到从覆层17和19露出的第一芯线16和第二芯线18的外周。

此外，由于熔融的热熔物24承受热缩管14的收缩力，所以熔融的热熔物24开始渗入第一芯线16的多条导线之间、第二芯线18的多条导线之间、并且进一步渗入每条芯线16、18的导线与第一和第二覆层17和19之间的间隙。由于涂敷在热缩管14的内表面上的热熔物24被设定为足够的预定厚度（量），所以它以足够的密度渗入第一芯线16的上述部分之外的区域和第二芯线18的上述部分之外的区域，而不留下间隙。

当热熔物24已充分渗入之后而固化时，间隙被热熔物24封闭，如图5所示，因此，铜电缆12和铝电缆13之间的连接部分处于防水状态。因此，在铜电缆12与铝电缆13之间的连接部分，可以防止发生接触腐蚀，并且控制水滴从铝电缆13流到（移动到）铜电缆12，从而防止在端子15发生接触腐蚀，并且防止因为绝缘的恶化或者产生灰尘而使电阻升高。

（连接工序2）

首先，与连接工序1相同，制备要连接到端子15的铜电缆12。如图2所示，尽管铜电缆12短，但是优选地，将铜电缆12设定为预定长度，以支持装配在其上的热缩管14。铜电缆12连接并且插在端子15与铝电缆13之间。优选地，端子15可以预先或者在安装了热缩管14之后连接到铜电缆12的一端。

按照顺序，如图6A所示，设定从第一覆层17露出的第一芯线16的前端和从第二覆层19露出的第二芯线18的前端，以便互相同心对置。此外，第一芯线16和第二芯线18的对置前端互相对接，并且如图6B所示，通过如上所述的冷焊接连接在一起。

此后，如图6C所示，在与第一芯线16和第二芯线18之间的连接部分相邻的预定长度的区域上、在包括第一覆层17的一部分和第二覆层19的一部分的区域上、以及从第一和第二覆层17和19露出的第一和第二芯线16和18的外周的一部分上涂敷预定厚度（量）的热熔物24。设定热熔物24的厚度尺寸，使得热熔物24被加热熔融并且渗入第一芯线16的导线之间的、导线与第一覆层17之间的、导线与第二芯线18之间的、以及导线与第二覆层19之间的间隙，从而填充该间隙而不会过多或不足

此后，制备图6D所示的热缩管14。当从外部加热时，热缩管14有在直径方向缩小和变窄的特性。热缩管14具有包括互相对置的铜电缆12中的第一覆层17的一端的预定长度和铝电缆13中的第二覆层19的一端的预定长度的长度，并且以它能够从外围包围互相相连的第一芯线16的一部分和第二芯线18的一部分的方式形成热缩管14。设定热缩管14的内径，使得热缩管14可以围绕热熔物24装配，并且其间具有间隙。在此，在第一芯线16和第二芯线18互相连接在一起之前，事先围绕第一覆层17或者第二覆层19装配热缩管14。

此后，热缩管14沿第一覆层17或者第二覆层19移动，以如图6E所示装配，从而包围热熔物24的整个长度。

之后，当通过从热缩管14的外部吹入热风，对热缩管14加热时，热缩管14在直径方向上显著收缩，如图6F所示。与此同时，涂敷在热缩管14的内表面上的热熔物24熔融。然后，热熔物24的黏性因为这样熔融而逐步降低，并且热熔物24开始不仅流到被热缩管14包围的第一覆层17和第二覆层19的外周，而且流到从覆层17和19露出的第一芯线16和第二芯线18的外周。

此外，由于熔融的热熔物24承受热缩管14的收缩力，所以熔融的热熔物24渗入第一芯线16的多条导线之间、第二芯线18的多条导线之间、并且进一步渗入每条芯线16、18的导线与第一和第二覆层17和19之间的间隙。由于热熔物24的厚度被设置为预定尺寸，所以它充分渗入第一芯线16的上述部分之外的区域和第二芯线18的上述部分之外的区域，而不留下间隙。

当热熔物24被渗入之后，热熔物24固化。如图5所示，间隙被热熔物24封闭，因此，铜电缆12和铝电缆13之间的连接部分处于防水状态。因此，可以防止在铜电缆12与铝电缆13之间的连接部分处发生接触腐蚀，并且限制水滴从铝电缆13流到（移动到）铜电缆12，从而防止在端子15中发生接触腐蚀，并且防止因为绝缘的恶化或者产生灰尘而使电阻升高。

如上所述，根据该实施例的用于连接电缆的连接结构和连接方法，通过使热熔物24渗入热缩管14内部除了第一和第二芯线16和18的一部分的区域，然后固化热熔物，可以对芯线16、18的导线之间的以及导线与第一和第二覆层17和19之间的间隙施加防水结构，热缩管14利用容纳在其内的连接第一和第二芯线16和18的部分收缩。由于水滴（湿气）不进入第一芯线16与第二芯线18之间的连接部分的周围，所以这种防水结构可以防止在连接部分中发生接触腐蚀。仅利用热熔物24的熔融和热缩管14的收缩力，就可以简单地获得该效果。

Claims (1)

1.一种电缆的连接方法，包括：

使从第一覆层的一端露出的由多条导线制成的第一芯线的一部分的前端、与由不同于所述第一芯线的金属制成并由多条导线制成的并且从第二覆层的一端露出的第二芯线的一部分的前端互相对接而连接的连接步骤；

在与所述第一芯线和所述第二芯线之间的连接部分相邻的预定长度的区域上、在包括第一覆层的一部分和第二覆层的一部分的区域上、以及从第一覆层和第二覆层露出的第一芯线和第二芯线的外周的一部分上涂敷热熔物的涂敷步骤；

使涂敷有热熔物的所述第一芯线的一部分和第二芯线的一部分容纳在管子内的容纳步骤；

加热所述管子使得热熔物熔融，使所述管子收缩的收缩步骤；以及

将在收缩步骤中位于所述第一芯线的多条导线与所述第二芯线的多条导线之间、以及所述第一覆层和所述第二覆层与所述第一芯线和所述第二芯线之间的所述热熔物固化的固化步骤，

其中，热熔物在被加热前具有预定的量，以便熔融的热熔物渗入第一芯线的导线之间的、导线与第一覆层之间的、第二芯线的导线之间的、以及导线与第二覆层之间的间隙，所述热熔物不会过多或不足。