CN116435848A - 一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其包括以下步骤：一、制作复合材料，其由高导电率金属材料和高弹金属材料复合固定在一起，并呈上下两层结构；二、裁切预定大小的复合材料，并通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，母端子连接器包括呈口字型结构的主体以及多个呈两排对称分布的弹性臂，高导电率金属材料位于主体及弹性臂的内侧，高弹金属材料位于主体及弹性臂的外侧，并完全包围高导电率金属材料。本发明制作方法相对简单，制程更加简易且步骤少，效率高，且制成的母端子连接器结构稳定、强度大，还具有优良导电率和弹性，并能承受高电流，甚至一定高温条件下良好的耐高温应力松弛性能。
Description
技术领域：
本发明涉及连接器技术领域，特指一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法。
背景技术：
随着新能源汽车高速发展，各种域控制器集成化、大电流供电、大电流转换、大电流快充、都对各个模块的供电电流提出更高的要求，12V-48V电压平台下，单PIN载流能力需要达到150A-300A，并且要满足车规级(USCAR、LV214)低压连接器国际标准。
在连接器相同载体截面积的前提下，要提高载流能力，最好的方法是提高导体材料的导电率。众所周知，铜材的导电率越高，弹性越差；而连接器是需要多次插拔的可分离连接，需要连接器母端子能承受高电流、甚至一定高温条件下良好的耐高温应力松弛性能，因此对铜材导体的性能是一个难题。
为解决上述问题，有人提出在铜材端子外表面再包裹一层高弹的外端子，以成一个复合型端子，其中，铜材端子具有高载流能力，且该外端子的第一弹臂对铜材端子的第二弹臂施加弹性正向力，进而具有抗高温应力松弛、抗振能力，可实现高质量的多次插拔装配。
上述的复合型端子在制作时，其先通过模具制作铜材端子，再在模具内于铜材端子外部包裹制作外端子，其制作工艺难度大，且使用的模具结构复杂，成本高，且复合型端子为双层的装配结构，其结构连接不够稳定，铜材端子与外端子存在相互脱离的风险，导致制成的复合型端子品质不佳。
有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该大电流复合材料母端子连接器的制作方法包括以下步骤：第一步：制作复合材料，其由高导电率金属材料和高弹金属材料复合固定在一起，并呈上下两层结构；第二步：裁切预定大小的复合材料，并通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，其中，母端子连接器包括呈口字型结构的主体以及多个一体成型于主体下端并呈两排对称分布的弹性臂，该高导电率金属材料位于主体及弹性臂的内侧，高弹金属材料位于主体及弹性臂的外侧，并完全包围高导电率金属材料。
进一步而言，上述技术方案中，所述高导电率金属材料为铜材料或铜合金材料；所述高弹金属材料为不锈钢材料，该高导电率金属材料与高弹金属材料通过高温铸轧工艺压合成一体，并作为一个整体的复合材料。
进一步而言，上述技术方案中，所述母端子连接器具有由高导电率金属材料围成的内层高导端子以及一体成型于该内层高导端子外围并由高弹金属材料围成的外层高弹端子，其中，内层高导端子包括包围扣合固定成口字型结构的内层主体以及多个一体连接于内层主体下端并呈两排相对分布的内层弹性臂；所述外层高弹端子包括包围扣合固定成口字型结构的外层主体以及多个一体连接于外层主体下端并呈两排相对分布的外层弹性臂，所述外层主体一体包裹于内层主体外围，该外层弹性臂一体覆盖于内层弹性臂的外侧面。
进一步而言，上述技术方案中，所述内层主体侧面冲压成型有向外伸出的卡勾，且该外层主体冲压成型有卡孔，且卡勾嵌入并勾住该卡孔，以构成止退结构。
进一步而言，上述技术方案中，所述卡勾的数量为两个，其分布于内层主体两个对称外侧面；所述卡孔的数量为两个，其分布于外层主体两个对称内侧面。
进一步而言，上述技术方案中，所述内层主体上端设置连接结构，通过该连接结构与线束固定连接，并形成电性导通；其中，该连接结构均凸出于外侧主体上端外。
进一步而言，上述技术方案中，所述连接结构包括一体成型于该内层主体上端并向上凸伸的导接平板，该导接平板与线束接触并通过超声波焊接固定。
进一步而言，上述技术方案中，所述连接结构包括一体成型于该内层主体上端的弯折部以及一体连接于该弯折部末端的包线部，该包线部具有多组用于包夹固定线束的金属芯线和外被的包夹片。
进一步而言，上述技术方案中，所述弯折部呈90度弯折，使该包线部与内层主体相垂直；所述弯折部的截面呈U字形，或者是，所述弯折部的截面呈具有接缝的环形。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明大电流复合材料母端子连接器的制作方法是先制作上下两层结构的复合材料，该复合材料导电率优良，且弹性优良，并能承受高电流，甚至一定高温条件下良好的耐高温应力松弛性能，然后再通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，整个制作方法相对简单，制程更加简易且步骤少，效率高，且制成的母端子连接器结构稳定、强度大，并且对模具要求相对不高，结构相对简单，且成本较低；其中，弹性臂的内侧为高导电率金属材料，并用于对插端子进行导接，其导电效果极佳，并能承受高电流，该弹性臂的外侧为高弹金属材料并完全包围高导电率金属材料，其使弹性臂具有良好的弹性，可实现多次插拔，增强使用寿命。
附图说明：
图1是本发明制成的母端子连接器的立体图；
图2是本发明制成的母端子连接器另一视角的立体图；
图3是本发明制成的母端子连接器的剖视图；
图4是本发明制成的母端子连接器与线束的第一种装配结构图；
图5是本发明制成的母端子连接器与线束的第二种装配结构图；
图6是本发明制成的母端子连接器中内层高导端子第二种结构的立体图；
图7是本发明制成的母端子连接器中内层高导端子第二种结构的剖视图；
图8是本发明制成的母端子连接器中内层高导端子第三种结构的立体图；
图9是本发明制成的母端子连接器中内层高导端子第三种结构的剖视图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
本发明为一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其包括以下步骤：
第一步：制作复合材料，其由高导电率金属材料和高弹金属材料复合固定在一起，并呈上下两层结构；
第二步：裁切预定大小的复合材料，并通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，其中，母端子连接器包括呈口字型结构的主体以及多个一体成型于主体下端并呈两排对称分布的弹性臂，该高导电率金属材料位于主体及弹性臂的内侧，高弹金属材料位于主体及弹性臂的外侧，并完全包围高导电率金属材料。
本发明大电流复合材料母端子连接器的制作方法是先制作上下两层结构的复合材料，该复合材料导电率优良，且弹性优良，并能承受高电流，甚至一定高温条件下良好的耐高温应力松弛性能，然后再通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，整个制作方法相对简单，制程更加简易且步骤少，效率高，且制成的母端子连接器结构稳定、强度大，并且对模具要求相对不高，结构相对简单，且成本较低；其中，弹性臂的内侧为高导电率金属材料，并用于对插端子进行导接，其导电效果极佳，并能承受高电流，该弹性臂的外侧为高弹金属材料并完全包围高导电率金属材料，其使弹性臂具有良好的弹性，可实现多次插拔，增强使用寿命。
具体而言，所述高导电率金属材料为铜材料或铜合金材料；所述高弹金属材料为不锈钢材料，该高导电率金属材料与高弹金属材料通过高温铸轧工艺压合成一体，并作为一个整体的复合材料，更具体而言，高导电率金属材料与高弹金属材料通过高温铸轧工艺压合成一体后成为可以连续级进模生产的卷料。其中，铜材或铜合金材料的导电率高，弹性相对差，而不锈钢材料弹性优良，二者复合固定在一起形成复合材料后，使复合材料具有高导电率和优良的弹性。
以下对本发明大电流复合材料母端子连接器的制作方法制成的母端子连接器做具体阐述。
结合图1-3，为由本发明大电流复合材料母端子连接器的制作方法制成的母端子连接器，所述母端子连接器100从材料层次结构来说，其可以被认为是双层金属结构，其中，母端子连接器100具有由高导电率金属材料围成的内层高导端子1以及一体成型于该内层高导端子1外围并由高弹金属材料围成的外层高弹端子2，也就是说，该内层高导端子1和外层高弹端子2一体固定形成一个整体，并构成母端子连接器100。
其中，内层高导端子1包括包围扣合固定成口字型结构的内层主体11以及多个一体连接于内层主体11下端并呈两排相对分布的内层弹性臂12；所述外层高弹端子2包括包围扣合固定成口字型结构的外层主体21以及多个一体连接于外层主体21下端并呈两排相对分布的外层弹性臂22，所述外层主体21一体包裹于内层主体11外围，该外层弹性臂22一体覆盖于内层弹性臂12的外侧面。
上述内层主体11和外层主体21均为包围扣合固定成的口字型结构，其结构稳定，强度大，可保证这个大电流连接器母端子的使用寿命，且内层主体11和外层主体21的面积大，其能够更好的实现导通大电流。另外，内层弹性臂12和外层弹性臂22的数量均为多个，其均呈两排分布，这样够对内层主体11和外层主体21导通的大电流进行分流，使每个内层弹性臂12和外层弹性臂22通过的电流变小，使母端子连接器100具有极高的载流能力，能够导通更大的电流。
所述内层主体11侧面冲压成型有向外伸出的卡勾111的同时，该外层主体21也会被冲压成型有卡孔211，且卡勾111嵌入并勾住该卡孔211，以构成止退结构，以此保证二者结构的稳定性和强度，并可有有效防止内层高导端子1和外层高弹端子2相对脱离，提高产品使用寿命。
所述卡勾111的数量为两个，其分布于内层主体11两个对称外侧面；所述卡孔211的数量为两个，其分布于外层主体21两个对称内侧面，其通过相对分布的两个卡勾111与两个卡孔211的锁定，能够有效保证内层主体11与外层主体21装配结构的稳定性，还可加强止退作用。
所述内层主体11上端设置连接结构，通过该连接结构与线束固定连接，并形成电性导通。所述连接结构至少包括以下两种结构：
第一种结构为：所述连接结构包括一体成型于该内层主体11上端并向上凸伸的导接平板112，该导接平板112与线束3接触并通过超声波焊接固定。具体而言，该线束3会先连接以金属板31，该金属板31与导接平板112贴合后，再通过超声波焊接固定，实现电性导通。其中，该线束3可以相对内层主体11垂直，也可以与内层主体11在同一直线上，如图4-5所示。
第二种结构为：所述连接结构包括一体成型于该内层主体11上端的弯折部113以及一体连接于该弯折部113末端的包线部114，该包线部114具有多组用于包夹固定线束3的金属芯线和外被的包夹片110。此方式不需要线束3连接上述的金属板31，只需要剥皮后显露金属芯线即可，至少两组包夹片110分别包夹固定线束3的金属芯线和外被，其装配结构稳定，并且实现稳定的电性导通。
所述弯折部113呈90度弯折，使该包线部114与内层主体11相垂直，使线束3与包线部114完成装配后，该线束3内层主体11相垂直，以满足装配要求。其中，所述弯折部113的截面呈U字形，或者是，所述弯折部113的截面呈具有接缝的环形，如图6-9所示。其中，弯折部113的截面呈具有接缝的环形，该弯折部113的强度大，稳定性高，可以使线束3更加稳定地与内层高导端子1连接。
上述的对插端子为与本发明大电流连接器母端子对插的端子，更具体而言，对插端子是插入两排内层弹性臂12之间，并与内层弹性臂12形成电性导通的端子。
综上所述，本发明大电流复合材料母端子连接器的制作方法是先制作上下两层结构的复合材料，该复合材料导电率优良，且弹性优良，并能承受高电流，甚至一定高温条件下良好的耐高温应力松弛性能，然后再通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，整个制作方法相对简单，制程更加简易且步骤少，效率高，且制成的母端子连接器结构稳定、强度大，并且对模具要求相对不高，结构相对简单，且成本较低；其中，弹性臂的内侧为高导电率金属材料，并用于对插端子进行导接，其导电效果极佳，并能承受高电流，该弹性臂的外侧为高弹金属材料并完全包围高导电率金属材料，其使弹性臂具有良好的弹性，可实现多次插拔，增强使用寿命。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (9)
1.一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：其包括以下步骤：
第一步：制作复合材料，其由高导电率金属材料和高弹金属材料复合固定在一起，并呈上下两层结构；
第二步：裁切预定大小的复合材料，并通过冲压扣合的方式固定形成母端子连接器，其中，母端子连接器包括呈口字型结构的主体以及多个一体成型于主体下端并呈两排对称分布的弹性臂，该高导电率金属材料位于主体及弹性臂的内侧，高弹金属材料位于主体及弹性臂的外侧，并完全包围高导电率金属材料。
2.根据权利要求1所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述高导电率金属材料为铜材料或铜合金材料；所述高弹金属材料为不锈钢材料，该高导电率金属材料与高弹金属材料通过高温铸轧工艺压合成一体，并作为一个整体的复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述母端子连接器(100)具有由高导电率金属材料围成的内层高导端子(1)以及一体成型于该内层高导端子(1)外围并由高弹金属材料围成的外层高弹端子(2)，其中，内层高导端子(1)包括包围扣合固定成口字型结构的内层主体(11)以及多个一体连接于内层主体(11)下端并呈两排相对分布的内层弹性臂(12)；所述外层高弹端子(2)包括包围扣合固定成口字型结构的外层主体(21)以及多个一体连接于外层主体(21)下端并呈两排相对分布的外层弹性臂(22)，所述外层主体(21)一体包裹于内层主体(11)外围，该外层弹性臂(22)一体覆盖于内层弹性臂(12)的外侧面。
4.根据权利要求3所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述内层主体(11)侧面冲压成型有向外伸出的卡勾(111)，且该外层主体(21)冲压成型有卡孔(211)，且卡勾(111)嵌入并勾住该卡孔(211)，以构成止退结构。
5.根据权利要求4所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述卡勾(111)的数量为两个，其分布于内层主体(11)两个对称外侧面；所述卡孔(211)的数量为两个，其分布于外层主体(21)两个对称内侧面。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述内层主体(11)上端设置连接结构，通过该连接结构与线束固定连接，并形成电性导通；其中，该连接结构均凸出于外侧主体上端外。
7.根据权利要求6所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述连接结构包括一体成型于该内层主体(11)上端并向上凸伸的导接平板(112)，该导接平板(112)与线束接触并通过超声波焊接固定。
8.根据权利要求6所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述连接结构包括一体成型于该内层主体(11)上端的弯折部(113)以及一体连接于该弯折部(113)末端的包线部(114)，该包线部(114)具有多组用于包夹固定线束的金属芯线和外被的包夹片(110)。
9.根据权利要求8所述的一种大电流复合材料母端子连接器的制作方法，其特征在于：所述弯折部(113)呈90度弯折，使该包线部(114)与内层主体(11)相垂直；所述弯折部(113)的截面呈U字形，或者是，所述弯折部(113)的截面呈具有接缝的环形。
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