CN103493295A - 铝电线与金属端子的压接连接部的连接结构以及用于制造该连接结构的方法 - Google Patents
铝电线与金属端子的压接连接部的连接结构以及用于制造该连接结构的方法 Download PDFInfo
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Abstract
在铝电线与金属端子的压接连接部的结构中，该铝电线包括芯线和覆盖该芯线的绝缘护套，在所述铝电线的端部处所述芯线从所述绝缘护套露出的露出芯线由所述金属端子的芯线压接部压接以形成所述压接连接部，并且所述压接连接部的所述露出芯线和金属端子由导电粉末构成的气象沉积膜覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电线与金属端子的压接连接部的结构，以及一种用于制造该连接结构的方法，特别地，涉及一种压接连接部的防腐蚀技术。
背景技术
为了实现诸如汽车的车辆的轻量化的目的，对铝或铝合金电线（在下文中，总称为“铝电线”）的使用赋予关注。通过将绝缘护套施加于单线芯线或施加于通过扭绞多根铝电线而获得的芯线来形成铝电线。在诸如汽车的车辆的布线的情况下，使用通过如下方式而制备的线束，该方式为：捆绑通过将金属端子压接连接在铝电线的两端上而形成的多根电线，并且将形状布置成与布线路线一致。
对于金属端子，一般而言，使用铜或铜合金端子（在下文中，总称为“铜端子”），并且铝电线由铜端子压接以获取电连接。在那种情况下，以U形折叠的开敞型线筒（芯线压接部）形成在铜的端子的一部分中，通过剥落铝电线的端部的绝缘护套而形成的芯线位于线筒内，并且对线筒嵌压以实现压接连接。此外，以U形折叠的绝缘部筒（绝缘护套压接部）形成在铜端子的端部上，铝电线的端部的绝缘护套位于绝缘部筒内，并且然后嵌压绝缘部筒，从而将铜端子牢固地压接并保持在铝电线上（参见，例如，PTL（专利文献）1至3）。
当空气中的水分凝结并且渗透，或雨水等渗透到如此压接连接的铝电线与铜端子之间的压接连接部中时，导致电化学腐蚀的问题，其中，对应于作为彼此不同的金属的铝电线与铜端子之间的氧化还原电势（离子化倾向）的差别，更容易氧化的铝的离子洗提，从而导致腐蚀。顺便提及，在镀锡（Sn）被施加在铜端子的表面上的情况下，由于铝与锡之间的氧化还原电势的差别，在铝电线这侧上同样导致腐蚀。当铝电线腐蚀时，导致这样的不便：由于连接部分的接触电阻的增加、因线直径的减小导致的电阻的增加等，该连接部分的电气特性变得不稳定。
于是，PTL1提出，将树脂涂覆在铝电线和铜端子的整个压接连接部上，从而防止发生水渗透到铝电线与铜端子的接触部分中。此外，PTL2提出，铝电线与铜端子的压接连接部由具有较大离子化倾向的，即，与铝和铜相比氧化还原电势更高的金属壳体覆盖，并且使该金属壳体被牺牲地腐蚀，从而抑制铝的腐蚀。此外，PTL3提出，将诸如硅橡胶的树脂涂覆在铝电线的已经从其剥落了绝缘护套的露出芯线部分上以施加防水涂层，然后通过强力压接铜端子以破坏防水涂层，从而使铝电线与铜端子彼此相接触。根据这种情况，水向铝电线与铜端子的接触部分中的渗透受到抑制，因而能够防止铝芯线的腐蚀的发生。
引用列表
专利文献
[PTL1]JP-A-2010-108798
[PTL2]JP-A-2010-238393
[PTL3]JP-A-2010-55901
发明内容
技术问题
现在，在如在PTL1中描述的在铝电线与铜端子的整个压接连接部上涂覆树脂的情况下，在涂覆上可流动树脂之后，照射诸如紫外线的光以固化树脂。但是，鉴于难以控制树脂的涂覆量或厚度的事实，涉及必须执行对所有产品进行检查的问题。为了解决这样的问题，可以考虑使用模具围绕铝电线与铜端子的整个压接连接部的一体化地成型树脂涂层；然而，为每种电线尺寸基础准备模具是不切实际的。
此外，根据如在PTL2中提出的用于在铝电线与铜端子的压接连接部中由牺牲性腐蚀的金属壳体覆盖的方法，由于连接部分的尺寸变得很大，所以当具有该连接部分的金属端子被形成为线束时，相邻的金属端子之间的间距必被加宽。出于那个原因，涉及用于收容并排的多个金属端子的连接器壳体在尺寸上变得很大的问题。
另一方面，在PTL3中，由于诸如硅橡胶的树脂是绝缘材料，存在如下担忧：即使当利用强力由铜端子压接涂有硅橡胶的铝电线时，由硅橡胶制成的涂层未被充分地破坏，并且在铝电线与铜端子之间的电气接触的可靠性上仍然存在问题。此外，根据硅树脂橡胶涂层的厚度，连接部分的尺寸变大。出于这种原因，由于在用于收容并排的多个金属端子的连接器壳体中，相邻的金属端子之间的间距必被加宽，所以涉及尺寸变大这样的问题。
将由本公开解决的问题是建立防腐蚀技术，其中，防腐涂层部分的制造控制是容易的，并且铝电线与金属端子之间的电气接触的可靠性不受到损害，同时并不增大压接连接部的尺寸。
技术方案
为了实现以上目的，根据本公开，提供了一种铝电线与金属端子的压接连接部的结构。该铝电线包括芯线和覆盖该芯线的绝缘护套。在所述铝电线的端部处所述芯线从所述绝缘护套露出的露出芯线由所述金属端子的芯线压接部压接以形成所述压接连接部。所述压接连接部的所述露出芯线和金属端子由导电粉末构成的气象沉积膜覆盖。
例如，用于导电粉末的导电材料是如下材料中的一种：具有与所述金属端子的金属材料的氧化还原电势具有小差别的氧化还原电势的金属材料、碳和金。
例如，金属端子是由铜或铜合金形成的端子，并且端子的表面镀有锡，并且导电粉末的导电材料是如下材料中的一种：具有与锡的氧化还原电势具有小差别的氧化还原电势的金属材料、碳和金。
根据本公开，还提供了一种用于制造以上压接连接部的结构的方法，该方法包括：
将所述压接连接部放置在真空容器内，在所述压接连接部中所述铝电线的露出芯线由所述金属端子压接；
通过加热导电材料在所述真空容器内产生蒸汽；以及
通过使所述导电材料的蒸汽凝结而在所述压接连接部上形成气象沉积膜。
技术效果
根据本公开，能够建立如下防腐蚀技术：其中，防腐涂层部分的制造控制是容易的，并且铝电线与金属端子之间的电气接触的可靠性不受到损害，同时并不增加大压接连接部的尺寸。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例的铝电线与金属端子的压接连接部的结构的横截面图。
图2是示出根据本公开的实施例的铝电线与金属端子的压接连接部的配置的透视外观图。
图3是示出根据本公开方法的实施例的铝电线与金属端子的压接连接部的制造方法的示意图。
附图标记清单
1铜端子
2端子部
3联接部
4线筒
4a、4b筒片
5绝缘部筒
5a、5b筒片
10铝电线
11绝缘护套
12芯线
20压接连接部
21蒸发源
22镍
24气象沉积膜
具体实施方式
下面基于实施例描述本公开的铝电线与金属端子的压接连接部的结构及其制造方法。
图2示出铝电线与金属端子的压接连接部的结构的示例的透视外观图。作为金属端子的铜端子1是通过使由铜或铜金属制成的板材经受压力加工而形成。如图2所示，铜端子1形成为包括阳型或阴型壳体端子部2、通过延伸筒形端子部2的底板与侧板而形成的联接部3、和作为芯线压接部的线筒4以及作为绝缘护套压接部的绝缘部筒5，上述线筒4和绝缘部筒5每一者都形成在联接部3中。端子部2通过将板材弯折成壳体形式而形成为阳型或阴型端子。线筒4形成为使一对筒片4a和4b从联接部3的板材的两个侧边缘伸出，并且在嵌压之前，线筒4形成为具有U形横截面的敞开筒。类似地，绝缘部筒5形成为使一对筒片5a和5b从联接部3的板材的两个侧边缘伸出，并且在嵌压之前，绝缘部筒5形成为具有U形横截面的敞开筒。在位于端子部2与线筒4之间以及线筒4与绝缘部筒5之间的联接部3的部分中，通过弯折板材料的两个侧边缘而形成侧壁。铜端子1是镀有锡（Sn）。
为了将铜端子1压接连接至铝电线10，首先剥落铝电线10的端部的绝缘护套11以使芯线12露出。将芯线12的露出部分定位在线筒4处，并且嵌压露出部分的芯线12与线筒4这两者，并且该芯线12的露出部分被线筒4压接，使得筒片4a与4b的末端彼此面对。此外，使铝电线10的端部的绝缘护套11位于绝缘部筒5处，并且使筒片5a和5b重叠并且缠绕在绝缘护套11的周边表面上，之后嵌压。由此，铝电线10能够由铜端子1压接并且还牢固地固定于该铜端子1。
参考图3描述一种利用真空汽相沉积将由导电粉末制成的气相沉积膜包覆在铜端子1与铝电线10的作为压接连接部的压接连接部20上的制造方法。在图3中，虽然省略了图示，但是铜端子1与铝电线10的压接连接部20被保持在设置于真空容器内的样品台上。随后，将真空容器的内部调节至规定的真空压力（例如，从10-3至10-5Pa），使电流流经例如以盘形状形成的蒸发源21以促使欧姆加热，并且作为被收容在蒸发源21中的导电材料中的一种的镍22被热熔化以产生镍蒸汽。镍蒸汽在真空容器内凝结以形成金属粉末，并且形成了镍蒸汽朝铜端子1与铝电线10的压接连接部20的流动23并且该流动23与该压接连接部20的表面碰撞并且附着到该表面上，从而在压接连接部20上形成气象沉积膜。通过将压接连接部20与蒸发源21分离，将在压接连接部20附近的温度调节至例如约60℃至100℃，使得铝电线10的绝缘护套11不受到损害。
通过调节诸如汽相沉积时间与镍蒸汽的浓度的汽相沉积条件，能够控制气象沉积膜的厚度。此外，通过打开或关闭设置在压接连接部20与蒸发源21之间的分隔部，能够控制镍蒸汽的原子或分子的流动23。此外，通过用屏蔽体或屏蔽膜覆盖不必要的部分，气象沉积膜不形成在压接连接部20的该不必要的部分上。此外，示出的是，蒸发源21布置在真容器的上部中，并且经受气象沉积膜的形成的所述压接连接部布置在真空容器的下部中，如图3所示。然而，蒸发源21与压接连接部20在位置上的上下关系可以是相反的。
图1示出其中如此形成了由镍粉末制成的气象沉积膜的、根据本公开的实施例的铝电线10与铜端子1的压接连接部20的结构。图1是示出由包括铝电线10与铜端子1的主轴的垂直平面切断的压接连接部20的结构的横截面图。在该实施例中，在铝电线10由铜端子压接的状态下，压接连接部20经受真空汽相沉积以在该压接连接部20上形成镍的气象沉积膜。也就是，如图1所示，通过嵌压铜端子1的线筒4的筒片4a和4b，铝电线10的芯线12的露出部分与联接部3压接连接。此外，通过嵌压绝缘部筒2的筒片5a和5b，铝电线10的绝缘护套11的端部被固定到联接部3。顺便提及，在该实施例中，虽然将设置有弯曲的可弹性变形接触部2a的阴型端子用作端子部2，本公开不限制于这种情况，而是它同样适用于阳型端子作为端子部2。
接着，通过参考图1描述本公开的特征配置。作为通过使用如图3中解释的真空汽相沉积使压接连接部20经受镍的汽相沉积的结果，由镍粉末制成的气象沉积膜24形成在构成压接连接部20的铜端子1的外表面和铝电线10的露出芯线11的外表面上。尽管能够使实际形成的镀膜24的厚度极细，但是图1以夸大方式示出气象沉积膜24的厚度。如图1所示，气象沉积膜24覆盖露出芯线11的周边表面与切断面并且还覆盖筒片4a与4b的外表面和端面，并且此外，气象沉积膜24蒸汽沉积在联接部3的外表面上。顺便提及，气象沉积膜可以被形成在绝缘部筒5的外表面和端面上、该绝缘部筒5附近的绝缘涂层11的外表面上、以及端子部2的外表面等上。该实施例涉及其中以上部分由屏蔽体覆盖从而避免在其上形成气象沉积膜的示例。
如上所述，根据该实施例，由于铜端子1与铝电线10的压接连接部20由镍粉末制成的气象沉积膜24覆盖，所以在铝电线10和铜端子1的芯线12的周边表面与切断面之间的、压接连接部20的小间隙能够用由镍粉末制成的气象沉积膜填充。结果，水向压接连接部20中的渗透受到抑制，因而能够防止铝芯线的腐蚀的发生。此外，由于铝电线10的芯线12的露出部分的表面由镍粉末制成的气象沉积膜覆盖，所以铝与铜端子的镀锡之间的接触部分或边界部分不露出。结果，即使当水存在于压接连接部20及其周围中时，也几乎不会导致铝的电腐蚀。
此外，由于通过汽相沉积、通过调节真空汽相沉积条件（例如，蒸汽浓度或导电材料的汽相沉积时间）使气象沉积膜24形成为防腐涂层，所以该气象沉积膜的厚度能够例如以大约μm单位自由地受到控制。结果，防腐涂层的制造控制是容易的，并且能够形成防腐涂层膜而不增大压接连接部20的尺寸。出于这种原因，能够实现铝电线的防腐蚀而并不增大用于收容并排的多个铜端子的连接器壳体的端子壳体室的尺寸。此外，由于气象沉积膜24由镍粉末制成，所以铝电线10与铜端子1之间的电气接触的可靠性不受到损害。
在以上实施例中，气象沉积膜24由镍形成，然而，它不应被解释为本公开受限于此，并且除了诸如锡和金的金属之外，气象沉积膜能够利用碳等形成。此外，不仅能够应用铜端子而且还能够应用其它金属端子。在气象沉积膜由金属粉末制成的情况下，挑选与金属端子的金属具有小的氧化还原电势差的金属材料。由此，即使当水存在于在由金属粉末制成的气象沉积膜与金属端子之间的边界处的露出部分中时，也能够防止电腐蚀的发生。
此外，在前述实施例中，虽然已经描述了由铜或铜合金制成的、表面镀有锡的铜端子的示例，但是本公开还能够被应用于不镀有锡的铜端子。
在此处，对以上实施例的细节的总结如下。
在铝电线与金属端子的压接连接部的结构中，铝电线包括芯线和覆盖该芯线的绝缘护套；其中在铝电线的端部处芯线从绝缘护套露出的露出芯线由金属端子的芯线压接部压接，以形成压接连接部，并且该压接连接部的露出芯线与金属端子由导电粉末构成的气象沉积膜覆盖。
例如，由导电粉末构成的气象沉积膜能够使用诸如镍、锡和金的金属以及此外的碳等形成。这样的气象沉积膜能够借助于熟知的真空汽相沉积并且通过调节真空汽相沉积条件（例如，蒸汽浓度或导电材料的汽相沉积时间）形成，所以气象沉积膜的厚度能够例如以大约μm单位自由地受到控制。此外，由于在铝电线的芯线的周边表面与金属端子之间的、压接连接部中的小间隙能够用导电粉末填充，所以通过抑制水的渗透，能够防止压接连接部的铝芯线的腐蚀。顺便提及，由于铝电线的露出芯线的表面由导电粉末构成的气象沉积膜覆盖，所以彼此不同的金属的接触部分或边界部分并未露出，使得即使当水存在于压接连接部与其周围时，也几乎不会导致电腐蚀。结果，由于防腐涂层的制造控制是容易的，并且另外，能够将防腐涂层膜形成为薄的，所以能够形成防腐涂层膜而并不增大压接连接部的尺寸。此外，由于气象沉积膜具有由导电性，所以铝电线与金属端子之间的电气接触的可靠性不受到损害。
在本公开中，例如，用于形成气象沉积膜的导电粉末是在具有与所述金属端子的金属材料的氧化还原电势具有小差别的氧化还原电势的金属材料、碳和金当中选择的一种导电材料。由此，即使当水存在于在由金属粉末制成的气象沉积膜与金属端子之间的边界处的露出部分中时，也能够防止电腐蚀的发生。
这里，不必说，本公开能够被应用于由铜或铜合金制成的金属端子。此外，在本公开被应用于由铜或铜合金制成的、表面已经镀有锡的金属端子的情况下，构成金属气象沉积膜的导电粉末能够由在具有与锡的氧化还原电势具有小差别的氧化还原电势的金属材料（例如，锡或镍）、碳、和金当中选择的导电材料制造。
由导电粉末制成的气象沉积膜能够通过如下步骤而形成：将其中金属端子被嵌压并且与铝电线的前述露出芯线相连接的所述压接连接部放置在真空容器内；在真空容器内提供用于加热导电材料的蒸汽源以产生蒸汽；以及使产生自蒸汽源的导电材料的蒸汽凝结并且将其汽相沉积在前述压接连接部中。
此外，替代性地，可以在由导电粉末制成的气象沉积膜借助于真空汽相沉积形成在铝电线的芯线露出部分和芯线切断面的情况下，使铜端子被压接连接。然而，在这种情况下，由于存在由导电粉末制成的气象沉积膜被压接压力剥落的担忧，所以优选在压接之后使由导电粉末制成的气象沉积膜经受真空汽相沉积。
本申请是基于2011年5月20日提交的日本专利申请No.2011-113868，该专利申请的内容通过引用并入本文。
工业实用性
通过以上公开，能够实现如下防腐蚀技术：其中，防腐涂层部分的制造控制是容易的，并且能够实现铝电线与金属端子之间的电气接触的可靠性而并不增大压接连接部的尺寸。
Claims (4)
1.一种铝电线与金属端子的压接连接部的结构，
其中，所述铝电线包括芯线和覆盖所述芯线的绝缘护套；
其中，在所述铝电线的端部处所述芯线从所述绝缘护套露出的露出芯线由所述金属端子的芯线压接部压接，以形成所述压接连接部；并且
其中，所述压接连接部的所述露出芯线和所述金属端子由导电粉末构成的气象沉积膜覆盖。
2.根据权利要求1所述的压接连接部的结构，其中，所述导电粉末的导电材料是如下材料中的一种：金属材料，该金属材料具有与所述金属端子的金属材料的氧化还原电势具有小差别的氧化还原电势；碳；以及，金。
3.根据权利要求1或2所述的压接连接部的结构，其中，所述金属端子是由铜或铜合金形成的端子，并且所述端子的表面镀有锡；并且
其中，所述导电粉末的导电材料是如下材料中的一种：金属材料，该金属材料具有与所述锡的氧化还原电势具有小差别的氧化还原电势；碳；以及，金。
4.一种用于制造根据权利要求1至3中的任一项所述的压接连接部的结构的方法，包括：
将所述压接连接部放置在真空容器内，在所述压接连接部中，所述铝电线的露出芯线由所述金属端子压接；
通过加热导电材料在所述真空容器内产生蒸汽；以及
通过使所述导电材料的蒸汽凝结而在所述压接连接部上形成气象沉积膜。
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