CN104641510A - 端子配件 - Google Patents

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Abstract

一种端子配件(17)，设置有：焊接部(26)，电线的导体部超声波焊接到该焊接部(26)；以及平板状安装部(23)，其形成为在所述焊接部的轴向上延伸，并且具有在厚度方向上穿透的通孔(21)。从穿透方向观看，通孔(21)的轮廓形成有：大半径圆(31)；小半径圆(33)，其具有小于大半径圆的半径；以及两条切线(35，37)，其均与所述两圆接触，小半径圆被定位在比大半径圆更靠近焊接部的位置处。

Description

端子配件
技术领域
本发明涉及一种端子配件，并且更具体地，涉及一种电线的导体部所超声波焊接到的端子配件。
背景技术
在诸如汽车的移动物体中负载了各种电子装置，其中，布置线束以从诸如蓄电池的电源向这些电子装置供应电功率，或者从控制单元传送控制信号。线束包括多条电线和装接到电线的末端的端子配件。
每个这种电线均包括：芯线，其通过绞合多根导体股线形成；以及绝缘被覆，其覆盖芯线。将通过在电线的末端处移除被覆而露出的芯线焊接到端子配件。超声波焊接芯线与端子配件。
如图6所示，端子配件50包括：焊接部55，露出的芯线53焊接到该焊接部55；以及安装部59，其设置有圆形通孔57，电子装置等通过该通孔57而电连接。当进行超声波焊接时，露出的芯线53放置在设置有端子配件50的焊接部55的一对侧壁61之间，并且角部63从露出的芯线53的上方插入在该一对侧壁61之间。通过在抵着芯线53按压角部63的同时向芯线53施加超声波振动，将芯线53超声波焊接到焊接部55(例如，参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-2003-338328
发明内容
技术问题
当角部以这种方式超声波振动时，角部的振动能量从焊接部传播，并且安装部可能共振。然后，由于振动的应力集中在安装部的预定的位置上，并且当压力超过材料的强度极限时，在安装部上可能产生裂缝或断裂。当振动在安装部上传播时，由于共振的应力可能有时集中在与振动传播的方向垂直的方向上的横截面面积的改变显著的位置上，例如，通孔外周靠近焊接部的位置(图6的A部)。
本发明的目的是当电线的导体部超声波焊接到端子配件时，能够防止安装部的裂缝或断裂。
解决问题的方案
为解决上述问题，本发明的端子配件是由绝缘覆盖多条芯线而形成的电线的导体部通过超声波焊接而电连接到的端子配件。端子配件包括：焊接部，电线的导体部超声波焊接到该焊接部；以及板状安装部，其在轴向上与焊接部一体形成，并且通孔在厚度方向上穿透该板状安装部。当从穿透方向观看时，通孔的轮廓形成有：大半径圆；小半径圆，其半径小于大半径圆的半径；以及两条切线，其分别连接所述两圆，并且小半径圆位于比大半径圆更靠近焊接部的位置处。
通过以这种方式在通孔的靠近焊接部的位置处形成曲率半径小于大半径圆的曲率半径的小半径圆的轮廓，能够防止安装部在与轴向垂直的方向上的截面面积突然地沿着振动传播的方向减小。从而，因为能够减轻在通孔的外周靠近焊接部的部分上的由于共振的应力集中，所以能够防止安装部的裂缝或断裂。
而且，为了解决上述问题，本发明的端子配件是由绝缘覆盖多条芯线而形成的电线的导体部通过超声波焊接而电连接到的端子配件。端子配件包括：焊接部，电线的导体部超声波焊接到该焊接部；以及板状安装部，其在轴向上与焊接部一体形成，并且通孔在厚度方向上穿透该板状安装部。安装部具有平直部，其在与轴向垂直的宽度方向上的两侧面互相平行地形成，当从穿透方向观看时，通孔的轮廓形成有：大半径圆；第一小半径圆和第二小半径圆，其半径小于大半径圆的半径；两条切线，其分别连接第一小半径圆与大半径圆；以及两条切线，其分别连接第二小半径圆与大半径圆，第一小半径圆位于比大半径圆更靠近焊接部的位置处，第二小半径圆位于比大半径圆更远离焊接部的位置处，并且大半径圆和第一小半径圆在轴向上形成在平直部的区域内。
通过以这种方式在通孔的远离焊接部的位置形成曲率半径小于大半径圆的曲率半径的第二小半径圆的轮廓，能够防止安装部在与轴向垂直的方向上的截面面积突然地沿着振动传播的方向增加。从而，因为除了通孔的外周靠近焊接部的部分之外，也能够减轻在通孔的外周远离焊接部的部分上的由于共振的应力集中，所以能够在更宽的范围中防止安装部的裂缝或断裂。
如上已简要描述本发明。进一步，本发明的细节将在参考附图阅读下述的发明的实施例(此处参考为多个实施例)之后变得更明显。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的端子配件在将该端子配件超声波焊接之前的外观透视图；
图2是根据本发明的一个实施例在端子配件在将该端子配件超声波焊接之后的外观透视图
图3是示出根据本发明的实施例的端子配件的通孔被放大的顶视图；
图4a至4c是描述根据本发明的实施例的端子配件的安装部的截面面积的变化的示图，其中图4a是实施例的顶视图，图4b是示出实施例的通孔的形状改变的示意图，该形状作为与中心轴X垂直的方向上的安装部的截面面积改变的形状，以及图4c是示出图6所示的传统通孔的形状的示意图，该形状作为与中心轴X垂直的方向上的安装部的截面面积的改变的形状；
图5a至5b是描述根据本发明的另一实施例的端子配件的安装部的截面面积的改变的视图，其中图5a是实施例的顶视图，以及图5b是示出实施例的通孔的形状改变的示意图，该形状作为与中心轴X垂直的方向上的安装部的截面面积的改变的形状；
图6是在将端子配件超声波焊接之前的传统端子配件的外观透视图。
参考标记列表
11 电线
13 芯线
17 端子配件
19 芯线连接部
21，39 通孔
23 安装部
24 平直部
26 焊接部
29 角部
31 大半径圆
33 小半径圆
35，37，45，47，49，51 切线
41 第一小半径圆
43 第二小半径圆
具体实施方式
接下来，参考附图描述根据本发明的一个实施例的端子配件。在本实施例中，通过使用已知的超声波焊接装置，在根据本发明的端子配件上进行超声波焊接。因此，在本实施例中，主要描述端子配件的构成和操作，并且简要描述超声波焊接装置的构成。在本实施例中，描述了使用线束的实例，该线束作为连接到端子配件的电线负载在汽车中，但电线的种类不限于该实例。
如图1所示，电线11包括芯线13(导体部)，其包括多根导电股线以及绝缘被覆15。芯线13由诸如铜或铜合金的导电金属形成。被覆15由绝缘合成树脂等形成，并且覆盖芯线13。
端子配件17通过使冲压成预定形状的金属板弯曲而形成。端子配件17通过在轴向(纵向)上连接芯线连接部19与板状安装部23而形成，其中露出的芯线13焊接到该芯线连接部19，并且安装部23在厚度方向上形成有通孔21，并且电子装置等电连接到该安装部23。安装部23具有：直管部24，其在宽度方向上具有互相平行地形成的两个侧面；以及锥状部25，其在宽度方向上具有两侧面，该两侧面之间的距离朝着末端逐渐变小。芯线连接部19包括：焊接部26，芯线13放在该焊接部26上；以及一对侧壁27，其在宽度方向上从焊接部26的两端升起。
超声波焊接装置包括角部29和夹具(未示出)，该夹具支持端子配件17。在端子配件17设置在夹具上并且电线11的芯线13放在端子配件17的焊接部26上时，超声波焊接装置抵着端子配件17按压芯线13并且向芯线13施加超声波能量。具体地，如图1所示，在芯线13放置在所述一对侧壁27之间时，角部29在箭头方向上(图1中下向)移动，并且芯线13抵着焊接部26按压同时被超声波振动。然后，由于芯线13通过振动产生热能并且熔融，如图2所示，芯线13焊接到芯线连接部19作为一个单元。
当角部29以这种方法超声波振动时，角部29的振动能量从芯线连接部19(焊接部26)传播到安装部23，并且安装部23可能共振。具体地，当振动传播到安装部23时，共振的应力容易集中在与振动传播的方向垂直的方向上的截面面积改变显著的位置(例如，通孔21的外周的靠近芯线连接部19的位置)上，当应力超过材料的强度极限时，可能在安装部23上发生裂缝或断裂。
然后，描述端子配件17的安装部23的特征构成。
端子配件17设置有通孔21，圆形截面的诸如螺栓或螺母的紧固件(未示出)穿过该通孔21。如图3所示，通孔21形成为当从穿透方向观看时具有泪滴状的轮廓。例如，通孔21通过将半径互不相等的大半径圆31与小半径圆33、以及两条分别连接所述两圆的切线35，37相结合而形成。小半径圆33指具有小于大半径圆31的半径R1的半径R2的圆。大半径圆31和小半径圆33的中心都放置在安装部23的纵向中心轴X上。小半径圆33放置成比大半径圆31更靠近芯线连接部19。
在本实施例中，通孔21的小半径圆33将要形成在轴向上的平直部24的区域内。大半径圆31的半径R1设置成，例如，与图6的通孔57的半径尺寸相同，以符合紧固件的尺寸。
参见图4a至4c，相较于图6所示的传统通孔57来描述本实施例的通孔21。图4a是本实施例的顶视图。图4b是示出本实施例的通孔21的形状的示意图，该形状作为与中心轴X垂直的方向上的安装部23的截面面积的改变的形状。图4c是示出图6所示的传统通孔21的形状的示意图，该形状作为与中心轴X垂直的方向上的安装部23的截面面积的改变的形状。在图4b和4c中，竖直宽度代表安装部23的截面面积的尺寸。在图4b和4c中，在轴向上，竖直宽度变小的改变指安装部23的截面面积减小，并且竖直宽度变大的改变指安装部23的截面面积增加。在下面的描述中，截面面积的改变率指沿着轴心振动传播的方向(图4中从右到左的方向)的安装部23的截面面积的改变率。
首先，对于图6所示的圆形通孔57，如图4c的放大图Z所示，存在截面面积的改变率(减小率)变得相对大的区域。相较之下，对于本实施例的通孔21，如图4b的放大图Y所示，小半径圆33的轮廓形成在比大半径圆31更靠近芯线连接部19的位置处，该小半径圆33的曲率半径小于大半径圆31的曲率半径。因此，通孔21的截面面积的减小率能够小于通孔57的截面面积的减小率。因为安装部23的截面面积沿着两条切线35、37减小，该两条切线在轴向上分别连接大半径圆31与小半径圆33，所以通孔21的截面面积的减小率能够保持不变。
根据本实施例，当超声波焊接电线11的芯线13时，能够防止安装部23的在与安装部23中振动传播的方向垂直的方向上的截面面积突然地沿着振动传播的方向减小。因此，因为能够缓解由于共振的应力集中，该应力集中主要在通孔21的外周的靠近芯线连接部19的部分上(即图1的A’区域)，所以能够防止安装部23的裂缝或断裂。
然后，参考图5a和5b描述根据本发明的另一实施例的端子配件。本实施例的端子配件的构成与图1所示的端子配件17的构成大致相同。本实施例的端子配件的构成在以下方面不同于图1的端子配件17的构成：通过包括大半径圆和两个小半径圆而形成通孔的轮廓。
当从穿透方向观看时，如图5a所示，通过结合以下要素而形成本实施例的通孔39：大半径圆31；第一小半径圆41和第二小半径圆43；两条切线45、47，其分别连接第一小半径圆41与大半径圆31；以及两条切线49、51，其分别连接第二小半径圆43与大半径圆31。这里，第一小半径圆41指具有比大半径圆31的半径R1更小的半径R3的圆，并且第二小半径圆43指具有比大半径圆31的半径R1更小的半径R4的圆。半径R3可以不等于半径R4，或可以与半径R4相等。大半径圆31的中心和第一小半径圆41以及第二小半径圆43的中心都放置在安装部23的纵向中心轴X上。第一小半径圆41放置成比大半径圆31更靠近芯线连接部19，并且第二小半径圆43放置成比大半径圆31更远离芯线连接部19。通孔39的大半径圆31和第一小半径圆41的至少一部分形成在安装部23中的平直部24的轴心区域中。
在该实施例中，不仅在比大半径圆31更靠近芯线连接部19的位置处，形成了第一小半径圆41的轮廓，其曲率半径小于大半径圆31的曲率半径，而且在比大半径圆31更远离芯线连接部19的位置处，形成了第二小半径圆43的轮廓，其曲率半径小于大半径圆31的曲率半径。因此，如图5b所示，相较于通孔57(大半径圆31)，能够防止在轴向上的通孔39的安装部23的截面面积突然减小和增大。因此，因为除了通孔39的外周靠近芯线连接部19的部分之外，能够减轻在通孔39的外周靠近安装部23的末端的部分上的由于共振的应力集中，所以能够防止安装部23在更宽的范围中的裂缝或断裂。
本发明不限于上述实施例，并且能够做出适当的修改、提高等。而且，上述实施例的材料、形状、尺寸、数量、安装位置等是任意设定的，只要本发明能够实现，不特别限制。
虽然参考具体实施例详细描述了本发明，显然在不违背本发明的精神和范围的情况下，领域内技术人员可以做出各种修改和修正。
本发明是基于在2012年9月14日提交的日本专利申请(专利申请No.2012-202924)，该专利申请的内容通过引用并入本文。
工业适用性
根据本发明，当将电线的导体部分超声波焊接到端子配件时，能够防止安装部的裂缝或断裂。本发明实现的这种效果在端子配件领域具有实用性。
如上所述根据本发明的实施例的端子配件的特征，简要概括地分别列在下面[1]至[2]中。
[1]一种端子配件(17)，通过绝缘地覆盖多条芯线(13)而形成的电线(11)的导体部通过被超声波焊接而电连接到该端子配件(17)，其中，
所述端子配件(17)包括：焊接部(26)，所述电线(11)的导体部超声波焊接到该焊接部(26)；以及板状安装部(23)，该板状安装部(23)在轴向上与所述焊接部(26)一体形成，并且通孔(21)在其厚度方向上穿透，并且
当从所述穿透方向观看时，所述通孔(21)的轮廓由以下形成：大半径圆(31)；小半径圆(33)，其半径小于所述大半径圆(31)的半径；以及两条切线(35，37)，其分别连接所述两圆(31，33)，并且所述小半径圆(33)位于比所述大半径圆(31)更靠近所述焊接部(26)的位置处。
[2]一种端子配件(17)，通过绝缘地覆盖多条芯线(13)形成的所述电线(11)的导体部通过超声波焊接而电连接到该端子配件(17)，其中，
所述端子配件(17)包括：焊接部(26)，所述电线(11)的导体部超声波焊接到该焊接部(26)；以及板状安装部(23)，该板状安装部(23)在轴向上与所述焊接部(26)一体形成，并且通孔(39)在其厚度方向上穿透；并且
所述安装部(23)具有平直部(24)，其在与所述轴向垂直的宽度方向上的两侧面互相平行地形成，
当从所述穿透方向观看时，所述通孔(39)的轮廓由以下形成：大半径圆(31)；第一小半径圆(41)和第二小半径圆(43)，其半径小于所述大半径圆(31)的半径；两条切线(45，47)，其分别连接所述第一小半径圆(41)与所述大半径圆(31)；以及两条切线(49，51)，其分别连接所述第二小半径圆(43)与所述大半径圆(31)，所述第一小半径圆(41)位于比所述大半径圆(31)更靠近所述焊接部(26)的位置处，所述第二小半径圆(43)位于比所述大半径圆(31)更远离所述焊接部(26)的位置处，并且
所述大半径圆和所述第一小半径圆形成在所述轴向上所述平直部的区域内。

Claims (2)

1.一种端子配件，通过绝缘地覆盖多条芯线形成的电线的导体部通过超声波焊接而电连接到该端子配件，其中，
所述端子配件包括：
焊接部，所述电线的导体部超声波焊接到该焊接部；以及
板状安装部，该板状安装部在轴向上与所述焊接部一体形成，并且通孔在厚度方向上穿透该板状安装部，
当从穿透方向观看时，所述通孔的轮廓由以下形成：大半径圆；小半径圆，该小半径圆的半径小于所述大半径圆的半径；以及两条切线，该两条切线分别连接两个圆，并且所述小半径圆位于比所述大半径圆更靠近所述焊接部的位置处。
2.一种端子配件，通过绝缘地覆盖多条芯线形成的电线的导体部通过超声波焊接而电连接到该端子配件，其中，
所述端子配件包括：
焊接部，所述电线的导体部超声波焊接到该焊接部；以及
板状安装部，该板状安装部在轴向上与所述焊接部一体形成，并且通孔在厚度方向上穿透该板状安装部；
所述安装部具有平直部，该平直部的在与所述轴向垂直的宽度方向上的两侧面互相平行地形成，
当从穿透方向观看时，所述通孔的轮廓由以下形成：大半径圆；半径小于所述大半径圆的半径的第一小半径圆和第二小半径圆；分别连接所述第一小半径圆与所述大半径圆的两条切线；以及分别连接所述第二小半径圆与所述大半径圆的两条切线，所述第一小半径圆位于比所述大半径圆更靠近所述焊接部的位置处，所述第二小半径圆位于比所述大半径圆更远离所述焊接部的位置处，并且
所述大半径圆和所述第一小半径圆形成在所述轴向上所述平直部的区域内。
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