CN110718772B - 具有双向锯齿部的电端子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种电端子(10)以及用于电地和机械地端接到电导体(18)的方法。多个第一凹部(20)位于端接部分(12)中，多个第一脊部(22)靠近第一凹部(20)设置。多个第二凹部(30)位于端接部分(12)中。多个第二脊部(32)靠近第二凹部(30)设置，第二脊部(32)在与多个第二凹部(30)平行的方向上延伸。多个锯齿部(40)形成在多个第一凹部(20)和多个第二凹部(30)之间。多个锯齿部(40)具有尖锐毛刺(42)，所述毛刺(42)与电导体(18)相互作用以去除电导体(18)上的氧化物，以在毛刺(42)和电导体(18)之间建立机械和电接触区域。

Description

具有双向锯齿部的电端子及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有用于改善压接性能的双向锯齿部的电端子。此外，本发明涉及一种制造双向锯齿部的方法。

背景技术

电导体通常在其自由端处端接于连接件，该连接件允许导体与相应的接触配件接触。为此，尤其使用连接端子，其允许与导体结构的无焊接连接。这些端子(也称为压接连接端子)通常通过冲压过程由金属板制成。在这种情况下，连接端子的导体侧部分具有至少一个突片，该突片围绕导体弯曲，然后与其一起压接以用于机械和/或电连接。在涂有绝缘层(比如薄瓷漆层或寄生氧化物层)的电导体结构的情况下，必须去除或穿透干扰的绝缘层以在连接端子和导体结构之间产生足够的电接触。为此，使用其中与导体接触的表面具有特殊的尖锐边缘锯齿部结构的连接端子。在压接连接端子时，寄生绝缘层被切入金属导体的锯齿部结构穿透。通过适当的压接，允许所涉及材料的良好延伸和相关磨损，这又实现了良好的电接触。过渡电阻证明在整个寿命期间长期稳定，特别是对于铝导体和具有小横截面的硬铜导体。

然而，使用尖锐边缘的锯齿部也导致相关导体的不期望的机械弱化，因为通过切入的锯齿部结构在相关点处减小了导体横截面。这种效果证明在由脆性材料(比如铝)制成的导体的情况下是特别有害的。此外，在由多根细股线构成的导体的情况下，使用这种连接端子也是不利的。在这种情况下，尖锐边缘的锯齿部会导致切断各个导体股线。

要解决的问题是提供一种电端子，其允许连接端子和导体之间的充分电连接和足够的机械连接，此外，制造成本低廉。

发明内容

通过提供一种用于电地和机械地端接到电导体的电端子来解决该问题。电端子包括电导体端接部分。多个第一凹部位于端接部分中，多个第一脊部靠近第一凹部设置。第一脊部在与多个第一凹部平行的方向上延伸。多个第二凹部位于端接部分中。多个第二凹部在不与多个第一凹部平行的方向上延伸。多个第二脊部靠近第二凹部设置，第二脊部在与多个第二凹部平行的方向上延伸。多个锯齿形成在多个第一凹部和多个第二凹部之间。多个锯齿部具有尖锐毛刺，所述毛刺与电导体相互作用以去除电导体上的氧化物，以在毛刺和电导体之间建立机械和电接触区域。

附图说明

图1是根据本发明的冲压电端子在形成之前的顶视图，具有用于改善压接性能的双向锯齿部；

图2是根据本发明的具有用于改善压接性能的双向锯齿部的成形电端子的透视图；

图3是具有鲨鱼鳍形锯齿部结构的第一压花模具的侧视图；

图4是在第一压花操作期间第一压花模具接合端子的金属以形成第一锯齿部的侧视图；

图5是在第一压花操作之后的端子的侧视图，具有设置在端子上的第一锯齿部；

图6是在不同区域中具有不同形状锯齿部结构的第二压花模具的侧视图；

图7是在第二压花操作期间第二压花模具接合端子的金属以形成第二锯齿部的侧视图；

图8是在第二压花操作之后的端子的透视图，具有设置在端子上的第一和第二锯齿部。

具体实施方式

图1和2示出了电端子10的说明性实施例，该电端子10具有电导体端接部分12，用于电地和机械地端接到电导体18，比如但不限于绞合线。在所示的实施例中，端子10包括导体端接部分12和配合部分14，在说明性实施例中，配合部分14是极靴。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用电端子10、导体端接部分12和配合部分14的其他实施例。两个部分12、14通过共同的桥接部分16连接在一起。

如图1、2和5最佳示出，电导体端接部分12具有多个第一凹部或凹槽20和靠近第一凹部20设置的多个第一脊部22。在一示例性实施例中，多个第一凹部20沿横向于电端子10的纵向轴线26的方向延伸。第一脊部22在与多个第一凹部20平行的方向上延伸，例如在横向于电端子10的纵向轴线26的方向上延伸。在一说明性实施例中，第一凹部20和第一脊部22横向于电导体18的插入方向延伸。

如图1、2和8最佳示出，电导体端接部分12具有多个第二凹部或凹槽30和靠近第二凹部30设置的多个第二脊部32。多个第二凹部30在不平行于多个第一凹部20的方向上延伸，例如在与电端子10的纵向轴线26平行的方向上。第二脊部32在与多个第二凹部平行的方向上延伸，例如在与电端子10的纵向轴线26平行的方向上。在一说明性实施例中，第二凹部30和第二脊部32与电导体18的插入方向一致地延伸。

如图8所示，在多个第一凹部20和多个第二凹部30之间形成多个锯齿部40。多个锯齿部40具有尖锐毛刺42，其与电导体18相互作用以在锯齿部40的毛刺42和电导体18之间建立机械和电接触区域44。在各种说明性实施例中，锯齿部40的毛刺42接合电导体18并且有助于去除电导体18上的氧化物，以在锯齿部40的毛刺42和电导体18之间建立正电接合。

尽管在说明性实施例中示出的锯齿部40仅部分地在端子10的电导体端接部分12的整个宽度上延伸，但是在电导体端接部分12的整个宽度上延伸的锯齿部40也是可能的，这取决于应用。另外，虽然在说明性实施例中仅在电导体端接部分12上示出了锯齿部40，但是锯齿部40可以设置在端子10的其他部分上。

如上所述，制造端子10的方法在图3至7中示出。随着端子10从金属坯料切割，端子10移动到第一压花模具冲头110。如图3所示，第一压花模具110具有多个压花结构或齿114，其呈布置在凹槽形状中的锯齿部的形式。在所示的实施例中，压花结构或齿114是鲨鱼鳍形的并且沿相同方向延伸。然而，还可以使用其他形状和配置。例如，压花结构或齿114可以具有沿不同方向延伸以提供彼此镜像对称的两个部分。在其他示例中，第一压花模具110可以具有带有不同构造的压花结构或齿114的两个或更多个部分。

参照图3至图5，示出了第一压花模具110的操作。第一压花模具110从图3所示的位置下降到图4所示的位置。当这发生时，第一压花模具110的压花结构114被压入穿孔端子10的电导体端接部分12的接触表面28中。

由于锯齿形压花结构114的不对称结构，压花结构114的两个侧面具有不同的倾斜角度，接触表面28的材料通过两个侧面移位到不同程度。鲨鱼鳍形压花结构114具有基本垂直的左侧面。相反，压花结构114的右侧面形成有S形轮廓。由于材料在插入方向(箭头116)上的流动，材料被有效地压在压花结构114的陡峭左侧面上并在该侧面上升起。由此产生的材料的运动形成第一凹部20和第一脊部22。第一脊部22形成为具有尖锐边缘，其高度或锐度由于材料的流动(通过箭头116表示)而从左向右增加。

如图4所示，在将压花结构114压入端子10中时引起朝向右侧的材料流动。这使得材料在间隙空间中在齿的陡峭侧面上升起。由于材料流动(通过箭头116表示)，在端子10中，一旦压花过程结束，在端子10的右侧比在左侧有更多的材料。因此，通过右侧面形成的材料高于通过左侧面形成的材料，导致第一脊部22由右侧面形成。

如图5所示，右侧的较高第一脊部22也使相关的锯齿部结构具有更尖或更尖锐的轮廓，因为材料在这里上升得更高。因此，由第一压花模具形成的锯齿部的锐度以渐变形状从左向右增加。

在替代实施例中，可以使用具有较平坦的右侧面和垂直的左侧面的楔形压花结构。在这样的实施例中，压花结构的较平坦的右侧面有效地将材料推向左侧，而压花结构的优选垂直的左侧面不会引起端子中材料的任何实质位移。由于其较大的位移体积，使用鲨鱼鳍形压花结构114意味着与借助于楔形压花结构的情况相比，可以在工件中引起更大的材料流动。因此，通过改变侧面轮廓，材料流动可以适应或调整相应的应用。

一旦第一压花发生，第一压花模具110再次升高，以释放端子10。如图5所示，端子10现在具有第一凹部20和第一脊部22，其中更尖锐边缘从左到右呈梯度形状增加。

参照图6至图8，示出了第二压花模具210的操作。第二压花模具210从图6所示的位置下降到图7所示的位置。当这发生时，第二压花模具210的压花结构214被压入穿孔端子10的电导体端接部分12的接触表面28中，该穿孔端子10已被冲压有第一凹部20和第一脊部22。

第二压花模具210的压花结构214具有三个部分220a、220b、220c。第一部分220a具有鲨鱼鳍形压花结构214a，其具有基本垂直的左侧面和形成有S形轮廓的右侧面。第三部分220c具有鲨鱼鳍形压花结构214c，其具有基本垂直的右侧面和形成有S形轮廓的左侧面。第二部分220b设置在第一部分220a和第三部分220c之间。第二部分220b具有梯形压花结构214b。

由于压花结构214的构造，接触表面28的材料通过不同的压花结构214a、214b、214c移位到不同程度，以保持端子10的端子部分12更加对称。如图1和8最佳所示，具有梯形压花结构214b的第二部分220b用于压印当适当地形成端子10时位于线筒或端子部分12的底部的第二凹部30b和第二脊部32b的中心组或第二部分31b。具有鲨鱼鳍形压花结构214a的第一部分220a用于压印当适当地形成端子10时位于线筒或端子部分12的左竖直腿上的第二凹槽部30a和第二脊部32a的左组或第一部分31a。具有鲨鱼鳍形压花结构214c的第三部分220c用于压印当适当地形成端子10时的位于线筒或端子部分12的右竖直腿上的第二凹部30c和第二脊部32c的右组或第三部分31c。具有三个单独的压花结构214a、214b、214c的三个单独的部分220a、220b、220c确保在端子10的线筒或端接部分12的底角处的弯曲半径处的轴向第二击打脊部32b的高度将被控制或最小化，使得当端子10的端接部分12被压接时材料不会破裂，这产生了紧密的角部半径。

当第二压花模具210移动到图7所示的位置时，压花结构214移动接触表面28的材料。第一部分220a使材料朝向第二部分220b移动，以产生具有第二凹部30a和第二脊部32a的第一部分31a。第二脊部32a形成为具有尖锐边缘，其高度或锐度由于材料的流动(通过箭头216a表示)而朝向第二部分220b增加。第三部分220c使材料朝向第二部分220b移动，以产生具有第二凹部30c和第二脊部32c的第三部分31c。第二脊部32c形成为具有尖锐边缘，其高度或锐度由于材料的流动(通过箭头216c表示)而朝向第二部分220b增加。由于压花结构214b的形状，第二部分220b形成具有均匀的第二凹部30b和第二脊部32b的第二部分31b。

如图7所示，较高的第二脊部22a、22c使相关的锯齿部结构具有更尖或更尖锐的轮廓，因为材料在这里上升得更高。

在替代实施例中，还可以使用压花结构214的其他配置。例如，可以使用具有较平坦的右/左侧面和垂直左/右侧面的楔形压花结构。在其他示例中，第一压花结构214a、第二压花结构214b和第三压花结构214c可以全部具有相同的构造。因此，通过改变侧面轮廓，材料流动可以适应或调整相应的应用。

一旦第二压花发生，第二压花模具210再次升高以释放端子10。如图8所示，端子10现在具有第一凹部20、第一脊部22、第二凹部30和第二脊部32。由于第一脊部22具有从左到右以梯度形状增加的更尖锐边缘，并且由于第二脊部具有变化的边缘锐度，改变和控制在端子10的线筒或端接部分12的接触表面28上形成的锯齿部。

在以这种方式配置有导体结构的连接端子10的压接之后，由右竖直腿和基部上的第一脊部22和第二脊部32a、32b构成的锯齿部结构仅相对轻微地穿入导体芯，使得此时的导体结构不会过度机械地削弱。由右竖直腿和基部上的第一脊部22和第二脊部32a、32b构成的锯齿部结构因此主要有助于导体结构在端子10内的机械紧固，并且更少地产生在端子10和导体之间的充分电接触。

另一方面，由于相对较高的材料堆积和相关的尖锐边缘脊部，由左竖直腿上的第一脊部22和第二脊部32c构成的锯齿部结构进一步穿入导体，在连接端子10和导体之间产生特别好的电连接。

本发明的目的是提供一种方法，通过第一次击打线筒以产生一系列平行脊部，然后用第二锯齿部冲头第二次击打，从而在线压接筒内部产生多个尖锐边缘，第二锯齿部冲头具有的锯齿部以相对于由第一锯齿部冲头形成的锯齿部一定的角度(例如在垂直于其的方向上)延伸。当第二冲头击打由第一锯齿部冲头形成的一系列平行脊部时，材料被推开，在平行脊部的前缘和后缘处形成在线筒上延伸的一系列尖锐毛刺。由于第二冲头的成角度形状，材料也在垂直于第一击打的方向上在每个脊部内以相对于脊部一定角度(例如在垂直于其的方向上)流动，使得现在在锯齿部上沿双向产生鲨鱼鳍形状。请注意，第二击打通常不会像第一击打那样深，因此在原始脊部的前缘和后缘处产生的尖锐毛刺处于最佳深度以与线股相互作用并刮掉氧化物以在压接筒内建立清洁的金属与金属接触区域。例如，在说明性实施例中，用第一压花模具进行的第一击打提供约0.24mm深的凹部，而用第二压花模具进行的第二击打提供约0.18mm深的凹部。还要注意，第二冲头上的垂直锯齿部可以分成三个或更多个单独的交叉锯齿部区域。例如，如图8所示，垂直锯齿部可能不能放置在压接筒的底角处，以避免在压接过程中由于在与压接的底角中的弯曲相同的方向上沿着线的轴线延伸的锯齿部凹槽而产生裂缝倾斜。

第一锯齿部冲头是产生在线筒的宽度上延伸的一系列自由站立的平行脊部的必要条件。因为这些平行的脊部现在是自由形成的并且不受金属冲头限制，所以可以用第二垂直冲头第二次击打它们，第二垂直冲头具有的锯齿部沿垂直方向延伸以沿着原始的平行脊部的前缘和后缘产生一系列毛刺。如果在单个击打期间通过冲头包含脊部，则这些毛刺不可能用一个冲头的一次击打形成，因为沿着用于形成毛刺的脊部的前缘和后缘没有清除区域。而且，第二冲头的成角度形状可以通过将原始脊部平分并沿着每个脊部流动材料以形成鲨鱼鳍的形状而产生额外的一系列尖锐边缘。

Claims (13)

1.一种用于电地和机械地端接到电导体(18)的电端子(10)，所述电端子(10)包括：

电导体端接部分(12)；

位于所述端接部分(12)中的多个第一凹部(20)，靠近所述第一凹部(20)设置的多个第一脊部(22)，所述第一脊部(22)在与所述多个第一凹部(20)平行的方向上延伸；

位于所述端接部分(12)中的多个第二凹部(30)，所述多个第二凹部(30)在不与所述多个第一凹部(20)平行的方向上延伸，靠近所述第二凹部(30)设置的多个第二脊部(32)，所述第二脊部(32)在与所述多个第二凹部(30)平行的方向上延伸；

多个锯齿部(40)，该多个锯齿部形成在所述多个第一凹部(20)和多个第二凹部(30)之间，所述多个锯齿部(40)具有尖锐毛刺(42)，所述毛刺(42)与电导体(18)相互作用以去除电导体(18)上的氧化物，以在所述毛刺(42)和电导体(18)之间建立机械和电接触区域，

其中，所述多个第二凹部(30)和多个第二脊部(32)具有第一部分(31a)、第二部分(31b)和第三部分(31c)，所述第一部分(31a)、第二部分(31b)和第三部分(31c)具有不同的轮廓。

2.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，所述多个第一凹部(20)在垂直于所述电端子(10)的纵向轴线的方向上延伸。

3.如权利要求2所述的电端子(10)，其中，所述多个第二凹部(30)在平行于所述电端子(10)的纵向轴线的方向上延伸。

4.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，所述多个锯齿部(40)在所述电导体(18)端接部分(12)的整个宽度上延伸。

5.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，所述多个锯齿部(40)在所述电导体(18)端接部分(12)的宽度的一部分之上延伸。

6.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，所述多个第一脊部(22)具有尖锐边缘，其高度或锐度从所述电导体端接部分(12)的一侧到所述电导体端接部分(12)的另一侧以梯度形状增加。

7.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，当适当地形成所述端子(10)时，所述第二部分(31b)的第二凹部(30)和第二脊部(32)位于所述电导体(18)端接部分(12)的底部处。

8.如权利要求7所述的电端子(10)，其中，当适当地形成所述端子(10)时，所述第一部分(31a)的第二凹部(30)和第二脊部(32)位于所述电导体(18)端接部分(12)的第一竖直腿上。

9.如权利要求8所述的电端子(10)，其中，当适当地形成所述端子(10)时，所述第三部分(31c)的第二凹部(30)和第二脊部(32)位于所述电导体(18)端接部分(12)的第二竖直腿上。

10.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，所述第一部分(31a)的第二脊部(32)形成为具有尖锐边缘，其高度或锐度朝向所述第二部分(31b)增加。

11.如权利要求10所述的电端子(10)，其中，所述第三部分(31c)的第二脊部(32)形成为具有尖锐边缘，其高度或锐度朝向所述第二部分(31b)增加。

12.如权利要求11所述的电端子(10)，其中，所述第二部分(31b)的第二脊部(32)形成为具有边缘，其高度或锐度在所述第一部分(31a)和第三部分(31c)之间是均匀的。

13.如权利要求1所述的电端子(10)，其中，所述多个第一凹部(20)的深度在0.20mm和0.30mm之间，所述多个第二凹部(30)的深度在0.15mm和0.20mm之间。

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