CN102957001A - 内表面中限定有螺旋形结构的接触元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电接触元件，该导电接触元件包括导电接触元件中限定孔的部段。该部段构造成将线缆接纳在孔内用于附连于该线缆。部段包括内表面，该内表面具有至少一个形成在其上的切口结构。还提出了一种包括导电触件的线组件以及构造此种导电触件的方法。该方法包括如下步骤：提供接触元件，以及在接触元件的内表面上形成至少一个切口结构。该方法中的又一步骤包括：通过成形方法来改变接触元件的内表面上的材料。成形方法可以是铣削、膛线、机加工、切削、压痕或冲压中的一种。还进一步提出了分别包括接触元件的线组件和车辆电线束。

Description

内表面中限定有螺旋形结构的接触元件

技术领域

本申请要求2011年8月17日提交的临时专利申请USSN 61/524,557号的优先权。

本发明涉及导电接触元件和使用该接触元件的配线组件以及电连接系统。

背景技术

电触件或端子通常通过使用压接件来形成压接连接部而附连于线缆。在一个此种电气应用中，使用桶型端子来与铝制线缆附连。桶型端子包括限定用于接纳线缆的孔的一部分。虽然通常在螺丝车床中进行制造，但是桶型端子的内部具有光滑的内表面。当桶型端子的该部分压接于铝制线缆时，桶型端子的内部光滑表面无法以如下方式与铝线线缆配合，即允许破坏沉积在线缆引线上的氧化物，从而获得铝制线缆与桶型端子的稳固且可靠电连接。使用这些光滑表面而产生的不理想高电阻压接连接会对这些压接连接部的电气性能引起不利的效果，同时会不理想地降低线缆从端子的机械拉力。

需要一种电接触元件，该电接触元件克服前述缺点，同时允许铝制线缆稳固地附连于端子。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种导电接触元件包括导电接触元件中限定孔的部段。该部段构造成将线缆接纳在孔内用于附连于该线缆。部段还包括内表面，该内表面限定形成在其上的至少一个切口结构。

还提出了一种构造导电接触元件的方法。该方法中的一个步骤是提供导电接触元件，该导电接触元件具有限定孔的部段。该部段构造成将线缆接纳在孔内用于附连于该线缆。该部段还包括内表面。该方法中的另一步骤是在该部段的内表面上形成至少一个切口结构。

还提出了分别包括导电接触元件的线组件和车辆电线束。

通过阅读本发明各实施例的以下具体说明，本发明的其它特征、使用和优点将变得更加清楚，该说明仅借助于非限制的示例并参见附图来给出。

附图说明

将参考附图来进一步描述本发明，其中：

图1示出根据本发明的多个线束组件的分解视图；

图2示出图1所示其中一个线束组件的未压接接触元件；

图3示出图2所示接触元件通过剖线3-3的剖视图，示出限定在其中的螺旋形切口型式；

图4示出图1所示其中一个经压接线束组件的剖视图；

图5示出如何构造图1-4的实施例中示出的接触元件的方法流程图；

图6示出根据本发明的替代实施例、限定在接触元件中的平直切口型式；以及

图7示出根据本发明的又一替代实施例、限定在接触元件中的交叉切口型式。

具体实施方式

在例如机动化车辆运输业中的电气应用中，电线束可使一个电气部件与另一电气部件连接。在电动或混合电动车辆中一个此种线束可将能源电连接于载荷。线束可包括一个或多个线组件，这些线组件可以是与车辆相关联的电连接系统的一部分，且该电连接系统将电气装置电气地连接在一起。尤其是在使用铝制线缆时，在构造线组件时有利的是将线组件构造成也有助于破坏铝制线缆引线上的氧化物，以确保稳固的电连接。

参见图1，示出根据本发明的一个实施例的线缆束100的分解视图。三根导电线导体或线缆102a-c从线束100的绝缘外套104伸出。线束106b-c分别容纳导电线缆102b-c以及附连于该导电线缆的导电接触元件或端子110b-c。端子110b-c较佳地通过分别形成在线缆102和端子110之间的压接连接部而附连于线缆102b-c。这些压接连接部可借助配线领域已知的压力机而形成。线缆102a-c具有由多根单线股形成的内部金属芯112。或者，内部金属芯可由单根实心金属芯形成。虽然在图1中示出，压接连接部沿其外表面具有突起部分111b、111c，但可形成替代的压接连接部，这些压接连接部在端子的外表面中具有凹陷部。线缆102a定位成沿着纵向轴线A接纳端子110a。端子110由金属材料形成，例如铜和铜合金或黄铜。或者，这些端子还可涂覆有至少一种电气增强电镀材料，例如金、银、锡、镍或其它电镀金属材料，用于改进电接触元件的电气和/或机械性能。例如，镍可接合其它电气增强电镀材料中的一种来使用。镍材料可有助于增多电连接系统中电接触元件与相对应匹配的电接触元件的配合/脱开循环次数，而其它电镀材料中的一种可增强电接触元件的电气性能。线组件106可将线束100电连接于能量存储装置或电源电池或一些其它的电气部件或装置。线缆102a-c的内芯112由绝缘外层或覆层108a-c所围绕。内芯112可由任何导电材料形成，例如铜和铜合金或铝和铝合金。或者，内芯可由单根实心金属材料芯形成。类似于绝缘外套104，绝缘外部覆层108a-c可由介电塑性材料形成。在引线113接纳在端子110a-c中之后，线缆102a-c的相应引线113压接于端子110a-c。线缆102a的引线113还被描述成接纳在端子110a的一部分中。

参见图2，示出将线缆102a接纳在其中之前的未压接端子110a。端子110a具有沿轴线A设置的长度L。端子110a包括桶状或管状部段116，因此端子110a通常称作桶型电触件。管状部段116包括隔开的轴向端部117、119。当线缆102a的引线113通过端部117接纳在管状部段116中时，管状部段116与线缆102a连通。选择具有足够大小的管状部段来与相对应大小的线缆附连，以确保稳固的电连接。管状部段116是无缝管状部段。端部117构造成接纳线缆102a的引线113。或者，如端子及配线领域已知的那样，管状部段可包括钎焊、熔焊或铜焊形成的焊缝。较佳的是，该焊缝是与轴线A平行的轴向焊缝。管状部段116限定通过其中的孔118。又或者，该孔可具有闭合端部，且该闭合端部远离管状部段中接纳线缆的端部。又或者，管状部段和相对应的孔可具有一些其它类型的横截面形状，这些形状仍能有效地接纳线缆的引线并且有效地进行压接以与端子形成可靠的机械和电气连接，而不会偏离本发明的精神和范围。孔118和管状部段116在通过管状部段116的剖视图上分别是圆形的，其中该剖视图沿着横向于轴线A的方向。管状部段116围绕孔118的内部或内表面120限定螺旋围绕轴线A的凹槽、切口型式、变型或结构122。或者，设置在管状部段内表面中的结构可成形为具有任何形状。端子110a包括环形舌部123，该环形舌部包含限定在其中的开口125。舌部123远离管状部段116轴向地延伸。舌部123的开口125可与凸耳接纳地适配，该凸耳设置在使用电触件的电气应用中。或者，端子的舌部可以是U形铲状舌部或使用的电气应用所需的任何其它形状舌部。

现在转向图3，图2所示未压接端子110a的剖视图示出沿着端子110a的长度L的一部分、在端子110a的内表面120中绕轴线A所限定的单个扭曲的螺旋切口型式122。本文所描述的扭曲可限定为具有至少一个弯曲部的至少一个曲部，而并不是完全平直的。或者，螺旋切口型式可在内表面中沿着部段的整个轴向长度形成。在又一替代实施例中，螺旋切口型式可与管状部段的端部中的一个或多个连通。端子110b-c构造成类似于前文所述端子110a的构造并且类似地容纳附加的线缆。

参见图4，线缆102a的引线113示作压接于端子110a以形成线组件106a。压接件的突起部分111a类似于前文所述的其它突起部分111b、111c，这在图1中最佳示出。线组件106a类似于前文在图1中最佳示出的线组件106b-c。

参见图5，示出构造如图1-4中实施例所描述的导电接触元件110a的方法510。方法510中的一个步骤512是提供导电接触元件110a。该导电接触元件110a具有限定孔118的管状部段116。管状部段116构造成将线缆102a接纳在孔118中用以附连于该线缆。管状部段116包括内表面120。方法510中的另一步骤是在内表面120上形成至少一个切口结构122。因此，接触元件110a的内表面120以一定方式改变来形成结构122。结构122是连续的，因为结构122沿着内表面120延伸或者延续而不具有破损部或不规则性。或者，该结构可以是形成在内表面中的若干单独的非连续部段。结构122可经由成形方法从内表面120中移除材料而形成。该成形方法可包括但不局限于通过铣削、膛线、机加工或切削(未示出)来从内表面120移除材料，从而在内表面120中形成凹槽。或者，如果桶通过钎焊或铜焊或熔焊形成，则该结构可通过压痕工艺或冲压工艺而形成在内表面上。压痕工艺或冲压工艺通过使材料移置来形成结构，而不是如作为本文中前文所描述工艺特征那样将材料移除。压痕工艺或冲压工艺可利用电触件领域已知的压力机来执行。

较佳的是，通常在构造线组件106之前，从电触件110的内表面120移除材料。在另一实施例中，可首先构造具有光滑内表面的端子，并且使用简易丝锥而在其中限定螺旋螺纹型结构。在另一实施例中，可在构造端子时制造螺旋形切口结构。由于结构122从管状部段116的内表面120形成或切出，因而沿着结构122在内表面120附近还会形成锐缘。当管状部段116压接于线缆102的引线113时，内芯112与这些锐缘配合，这会有利地有助于将形成在线缆102的引线113上的氧化物刮除并破除。当形成压接连接部时，引线113的材料通过变型并且挤压到螺旋形结构122的凹槽中还会在压接过程中流动。在形成压接连接部的过程中，引线的单线股通过螺旋形结构可互锁地进行充填，而由该螺旋形结构所形成的附加表面积可进一步增强引线/端子交界部处的电气性能。已注意到，螺旋形结构使得线缆和接触元件之间压接连接部的电阻小于不包括螺旋形结构而具有光滑内表面的电触件所产生的电阻。因此，螺旋形结构有利地使线缆和电触件的电气压接连接部具有改进的低电阻。还注意到，可有利地更加一致地制造此种改进的低电阻电气连接部。另外注意到，比起使用背景技术中所描述的具有光滑内表面的电触件，螺旋形结构可在压接连接部处提供更强的机械强度。增强机械强度对于使用较小尺寸线缆的压接连接部尤其有优势。线组件106a-c都具有类似的特征并且以类似的方式构造。

当线缆102并不接纳的端子110中时，并不使用端子110。

当线缆102的引线113接纳在端子110中且线缆102压接于端子110时，使用端子110。一旦压接于端子110，则线缆102上所携带的电信号还会电气地传递到端子110上。

参见图6，根据本发明的替代实施例，端子610a的剖视图示出该端子具有多个平直轴向切口结构640，这些切口结构沿着纵向轴线A′限定在内表面620中。结构640是限定在内表面620中的凹槽结构。或者，端子可具有限定在内表面中的单个平直切口。图5C所示实施例中与图1-4所示实施例中示出并描述的元件类似的元件具有相差500的附图标记。

参见图7，根据本发明的另一实施例，示出端子710a的剖视图，其中该端子具有多个交叉型切口结构742，且端子710a的这些切口结构在端子的桶状部分中沿着纵向轴线A″限定在内表面720中。线缆(未示出)接纳在端子710a的端部717处。更确切地说，端子710a与销和套筒型端子系统相关联。套筒端子接纳销端子，其中这些端子可分别设置在能匹配在一起的非导电连接器外壳中。销端子具有桶状部分，该桶状部分包括接纳线缆的结构(未示出)。套筒端子也具有桶状部分，该桶状部分接纳设置在其中的线缆。在又一替代实施例中，端子可具有限定在内表面中的单个交叉型轴向切口。或者，设置在内表面上的结构可以是取决于使用销和套筒型端子系统的应用的任何类型结构。销和套筒型端子系统可通常用在航空航天和军工业中。

或者，在切口结构构造在端子中之后，端子可镀有电气增强的电镀材料。

在另一替代实施例中，经电镀的端子可使形成在电镀材料中的或通过电镀材料形成的切口结构达到端子的铜制的下层。在又一实施例中，在构造切口结构之后，经电镀的端子可随后进行重新电镀。

又或者，该结构可以是突离管状部段内表面的突起结构。

或者，端子可具有远离轴线进一步延伸的形状。例如，端子可包括直角弯曲部。管状部段可设置在直角弯曲部的一部分上，而环形舌部可设置在直角弯曲部的另一部分上。

在又一替代实施例中，任何切口结构形状可限定在内表面中。在又一替代实施例中，切口结构的形状可采用设置在内表面中的右手侧螺旋形切口结构与的左手侧螺旋形结构相结合的形式。

又或者，在压接桶状部段中可钻出与开口连通的通孔，从而易于对端子进行电镀。

因此，附连于线缆的稳固电触件破除铝制线缆的引线上的氧化物，同时减小线缆和电触件的连接部的电阻并增大该连接部的机械强度。线缆和电触件之间的机械和电气连接部通过线连接器领域中典型的压接而易于彼此附连。铝制或铜制线缆可易于压接于端子。螺旋形结构和螺旋形结构边缘处的毛刺有助于破除线缆上的氧化物、减小线缆/端子连接部的电阻并增大压接连接部的机械强度。除了螺旋形结构以外的各种结构可用在电触件的内表面中，并且仍落在本发明的精神和范围内。通过使用配线或电触件领域已知的工具或机器进行铣削、膛线、机加工以及切削而易于将该结构限定在电触件的部段的内表面中。根据使用的设备，易于对带有螺旋形结构的电触件进行电镀。电触件包括螺旋形结构的部段可形成为带有或不带有接缝。

尽管就本发明的较佳实施例对本发明进行了说明，但其不意在作出限制，而是意在下面权利要求书中阐释的范围。

本领域的技术人员易于理解，本发明可进行宽泛的实用和应用。本发明除了上述之外的多个实施例和适应、以及各种变型、改型和等同设置是显然的或由本发明和前述说明予以合理地暗示，而不偏离本发明的实质或范围。因而，尽管在此参照其较佳实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，该公开仅是对本发明的说明和示例，且目的仅用于提供本发明完全和可能的公开。前述说明并不意指或诠释为限制本发明或以其它方式排出任何这种其它实施例、适应、变型、改型和等同设置，本发明仅由以下权利要求书和其等同物来限制。

Claims (20)

1.一种导电接触元件，包括：

所述接触元件中限定孔的部段，所述部段构造成将线缆接纳在所述孔内用以附连于所述线缆，且所述部段包括内表面，所述内表面具有形成在其上的至少一个结构，从而当所接纳的线缆和所述部段附连在一起时，所述至少一个结构与所述线缆至少电气连通。

2.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述部段包括桶型形状。

3.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述结构是扭曲结构。

4.如权利要求3所述的接触元件，其特征在于，所述扭曲结构是单个扭曲结构，且所述部段的所述内表面限定所述扭曲结构。

5.如权利要求3所述的接触元件，其特征在于，所述扭曲结构具有螺旋形。

6.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述结构具有至少一个平直切口。

7.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述部段包括以下方面中的一个：

(i)接缝形成在所述部段中，以及

(ii)所述部段是无缝部段。

8.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述部段包括接纳所述线缆的端部，且所述结构也包括端部，所述结构的端部中的至少一个与所述部段的所述端部连通。

9.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述孔具有一长度，且所述结构沿着所述长度的至少一部分形成。

10.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述孔具有闭合端部。

11.如权利要求1所述的接触元件，其特征在于，所述部段是圆形的管状部段，且所述管状部段构造成接纳由以下材料中至少一种形成的线缆：

(i)铝或铝合金，以及

(ii)铜或铜合金。

12.一种线组件，包括：

线缆；以及

导电接触元件，所述导电接触元件接纳所述线缆并且通过形成压接连接部而附连于所述线缆，且所述导电接触元件包括：

所述接触元件中限定孔的部段，所述部段构造成将所述线缆接纳在所述孔中用以附连于所述线缆，且所述部段包括内表面，所述内表面具有形成在其上的至少一个结构。

13.一种车辆电线束，包括：

至少一个线组件，所述至少一个线组件包括：

线缆，以及

导电接触元件，所述导电接触元件接纳所述线缆并且通过形成压接连接部而附连于所述线缆，且所述导电接触元件包括：

所述接触元件中限定孔的部段，所述部段构造成将所述线缆接纳在所述孔中用以附连于所述线缆，且所述部段包括内表面，所述内表面具有形成在其上的至少一个切口结构。

14.一种构造导电接触元件的方法，包括：

提供所述接触元件，所述接触元件具有限定孔并且包括内表面的部段，所述部段构造成将线缆接纳在所述孔中用以附连于所述线缆；以及

形成限定在所述内表面中的至少一个结构，从而当所述线缆和所述接触元件的部段附连在一起时，所述至少一个结构与所述接触元件至少电气连通。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，提供所述接触元件的步骤包括：使所述接触元件具有桶型形状的部分。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，提供所述导电接触元件的步骤还包括：使所述部段包括以下方面中的一个：

(i)接缝，以及

(ii)无接缝。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，形成所述结构的步骤包括：使所述结构是扭曲的。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述扭曲结构具有螺旋形。

19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，形成所述结构的步骤还包括：

采用成形方法来改变所述接触元件的内表面的至少一部分，以在所述内表面中形成所述结构。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述成形方法是以下方法中的一种：

(i)铣削，

(ii)膛线，

(iii)机加工，

(iv)切削，

(v)压痕，以及

(vi)冲压。

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