专利名称：端子接合结构和端子接合方法
技术领域：
本发明涉及一种大电流用的端子接合结构及其端子接合方法，其中，上述大电流 用的端子接合结构具有母线(日文〃7〃一)、电路基板或将基板附设体与电路基板重 合的基板等的导体基板；以及包含与该导体基板接合的衬套或面接合件等的端子。
背景技术：
在现有的大电流用的端子接合结构及其端子接合方法中，在筒状的端子主体的一 端形成凸缘部，在与上述端子主体的凸缘部相反侧的端部外周形成一对突起，另一方面，在 导体基板上形成有供筒状的端子主体插入的孔和在该孔的内表面可供上述突起通过的槽， 在将端子主体插入上述孔之后，通过使端子旋转而使突起与槽的位置错开从而用突起和凸 缘部对导体基板进行夹持，并在这种状态下将端子主体与导体基板锡焊。端子主体通过用 突起和凸缘部的夹持以及锡焊来固定于导体基板(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本专利特开平7-249882号公报发明的公开发明所要解决的技术问题在上述这样的现有的大电流用的端子接合结构及其端子接合方法中，由于具有用 锡焊、钎焊的接合因此增加了制造工序，因此存在与降低制造成本相悖的缺点。此外，在现 有的端子接合结构中，端子与导体基板的接合部的机械强度弱，若负载有大的旋紧扭矩则 可能会使接合部旋转。本发明基于上述问题发明而成，其目的在于得到一种能实现制造工序的简化、此 外能得到大的接合力的端子接合结构和端子接合方法。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述技术问题、实现目的，本发明的端子接合结构的特征在于，包括端子， 该端子具有筒状的胴部和与胴部的轴向端一体成形的凸缘部；导体基板，该导体基板开口 有供胴部插入的贯穿孔；以及环，该环在导体基板的相反侧与胴部嵌合，在胴部形成有在凸 缘部侧为大径的锥面，锥面的大径部的直径制成比贯穿孔的内径大，端子其贯穿环的胴部 的导体基板的相反侧的端部以朝半径方向外侧展开的形态铆接，从而与环一起固定于导体 基板上。此外，本发明的其他端子接合结构的特征在于，包括端子，该端子具有在外周部 螺刻有阳螺纹的胴部和与胴部的轴向端一体成形的凸缘部；导体基板，该导体基板开口有 供胴部插入的贯穿孔；以及环，该环在内周部螺刻有阴螺纹，并在导体基板的相反侧与胴部 旋紧，在胴部形成有在凸缘部侧为大径的锥面，锥面的大径部的直径制成比贯穿孔的内径 大。而且，本发明的端子接合方法的特征在于，在固定有端子的导体基板上开设贯穿 孔，在具有筒状的胴部和与胴部的轴向端一体成形的凸缘部的端子的胴部上将在凸缘部侧 为大径的锥面以该锥面的大径部的直径比贯穿孔的内径大的形态形成，在将胴部插入贯穿孔之后，在导体基板的相反侧使环与胴部嵌合，并以将贯穿环的胴部的导体基板的相反侧 的端部朝半径方向外侧展开的形态铆接，从而将端子与环一起固定于导体基板上。而且此外，本发明的其他的端子接合方法的特征在于，在固定有端子的导体基板 上开设贯穿孔，在具有外周部螺刻有阳螺纹的胴部和与该胴部的轴向端一体成形的凸缘部 的端子的胴部上将在凸缘部侧为大径的锥面以该锥面的大径部的直径比贯穿孔的内径大 的形态形成，在将胴部插入贯穿孔之后，将内周部螺刻有阴螺纹的环在导体基板的相反侧 与胴部旋紧。发明效果根据本发明，实现了对夹住导体基板的端子的端部进行铆接或螺合这样的简单的 制造工序就能得到接合力，并且通过形成于端子的胴部的锥面将导体基板的贯穿孔的周缘 朝外方推开进行塑性变形从而能得到很大的接合力这样的现有技术中所没有的显著的效^ ο
图1是用于说明本发明的端子接合结构和端子接合方法的实施方式1的端子接合 结构的分解剖视图。图2是表示实施方式1的将端子与导体基板接合过程中的形态的端子接合结构的 横剖视图。图3是表示实施方式1的将末端与导体基板接合结束后的形态的端子接合结构的 立体图。图4是表示实施方式1的将末端与导体基板接合结束后的形态的端子接合结构的 横剖视图。图5是将图4的A部分放大表示的横剖视图。图6是表示实施方式1的端子与导体基板的固接力及密接性与锥面倾斜角度的关 系的图。图7是表示用压紧用铆接销将端子与导体基板接合的形态的横剖视图。图8是表示用其他形状的压紧用铆接销将端子与导体基板接合的形态的横剖视 图。图9是表示实施方式1的端子接合结构的其他例子的横剖视图。图10是形成于表示本发明实施方式2的端子接合结构的导体基板上的贯穿孔的 主视图。图11是表示实施方式2的端子与导体基板的耐旋转扭矩和密接性的评价的表的 图。图12是形成于表示本发明实施方式2的端子接合结构的其他例子的导体基板上 的贯穿孔的主视图。图13是表示本发明实施方式3的将末端与导体基板接合结束后的形态的端子接 合结构的立体图。图14是表示本发明实施方式4的将末端与导体基板接合结束后的形态的端子接 合结构的横剖视图。
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(符号说明)10、10BU10 环IOa环的轴向基板侧的端面IOb环的阴螺纹部IlA外侧倒角IlB基板侧倒角20,120,220导体基板(母线)120a、220a贯穿孔周缘的锯齿形状21、121、221 贯通孔30、30B、130 端子31、31B、131 筒状的胴部31a胴部开口端的塑性变形部分31b螺刻于筒状的胴部的阳螺纹32、132 凸缘部32a凸缘部的轴向基板侧的端面32b螺刻于凸缘部内周面的阴螺纹33 锥面32a凸缘部的轴向的导体基板侧的端面40、50压紧用铆接销40a、50a压紧用铆接销的按压面41、51环按压件
具体实施例方式以下，根据附图对本发明的端子接合结构和端子接合方法的实施方式进行详细说 明。另外，本实施方式并不限定本发明。实施方式1.图1是用于说明本发明的端子接合结构和端子接合方法的实施方式1的端子接合 结构的分解剖视图。图2是表示将端子与导体基板接合过程中的形态的端子接合结构的横 剖视图。图3是表示末端与导体基板的接合结束后的形态的端子接合结构的立体图。图4 是表示末端与导体基板的接合结束后的形态的端子接合结构的横剖视图。图5是将图4的 A部分放大表示的横剖视图。本实施方式的端子接合结构是将端子30与导体基板(母线)20接合的结构。在 图1和图3中，导体基板20实际上具有比图示的尺寸大的二维扩展面，省略其图示、只切下 端子30部附近从而图示成矩形。端子接合结构由端子30、导体基板20和环10构成。导体 基板20例如由铜制作以作为可塑性变形的导电性材料，并开设用于对端子30予以固定的 贯穿孔21。端子30具有薄壁筒状的胴部31，该胴部31例如由铜等金属材料制作而成；以及 厚壁筒状的凸缘部32，该凸缘部32与上述胴部31的轴向端一体成形。胴部31的外径制成 在与贯穿孔21嵌合时成为间隙配合的直径。胴部31与凸缘部32之间形成有锥面33。锥面33以在胴部31侧为小径、在凸缘部32侧为大径的形态形成，锥面33的大径部的直径形 成得比导体基板20的贯穿孔21大。环10例如由铜等金属材料制作，并在与导体基板20相反侧与胴部31嵌合。在环 10的中央部形成有供端子30的胴部31插入的贯穿孔，对贯穿孔的导体基板20侧的端部实 施基板侧倒角11B，对与基板20相反侧的端部实施外侧倒角IlA0端子30的胴部31的壁厚也可以成形为导体基板20的厚度的50% 300%左右， 但若胴部31的壁厚过薄，则相对于轴向负载的强度减弱，相反，若胴部31的壁厚过厚，则由 于会使通过铆接(喇叭状加工(日文7 > 7加工))对环10的固定变难，因此较为理想的 是控制成与导体基板20的厚度相同程度的壁厚(90% 110% )。锥面33以在插入导体基板20的贯穿孔21时，对贯穿孔21的周缘进行塑性变形 为目的来形成。图6是表示端子30与导体基板20的固接力和密接性与锥面33的倾斜角 度的关系的图表。关于锥面33的倾斜角度，当相对于中心轴为5°以下时，因对旋转扭矩的 阻力小，因而无法得到规定的固接力。此外，当相对于中心轴为20°以上时，因会在导体基 板20上产生翘曲而使面压分布不稳定，因而会使导体基板的密接性变差。因此，较为理想 的是，锥面33的倾斜角度为5° 20°，尤为理想的是为15° 士5°。此外，关于锥面33的 倾斜高度，较为理想的是，从凸缘部32的端面32a沿轴向为导体基板20的厚度的100% 200%左右，更为理想的是150士 10%。若倾斜高度过高，则在导体基板20上会产生翘曲，若 倾斜的高度过低，则无法得到导体基板20与端子30的充分密接。环10形成有供端子30的筒状胴部31插入的贯穿孔，在该贯穿孔的两端部如上所 述形成有外侧倒角IlA和基板侧倒角11B。当对端子30的胴部31进行铆接时，通过将胴部 31的开口缘部的塑性变形部分按压于环10的倒角11A，从而来产生对旋转扭矩的阻力或对 拉拔的阻力。此外，即使端子30的锥面33以将导体基板20的贯穿孔的周缘向外侧推开的 形态使其塑性变形，也会产生对旋转扭矩的阻力或对拉拔的阻力。由于当外侧倒角IlA的角度相对于中心轴为20°以下时，铆接固接力不易传递， 而当外侧倒角IlA的角度相对于中心轴为40°以上时，会因压紧用铆接销而使成形变差， 因此，较为理想的是为20° 40°的角度，在其中，尤为理想的是为30° 士5°。此外，较 为理想的是，倒角IlA的深度从环20的端面沿轴向为端子30的胴部31的壁厚的100% 200%左右。根据外侧倒角IlA的角度和深度来确定压紧用铆接销所能插入的深度。对本实施方式的端子接合方法进行说明。图7是表示通过用压紧用铆接销40对 胴部31进行铆接从而将端子30与导体基板20接合的形态的横剖视图。当将端子30固定 于导体基板20时，首先将端子30的胴部31插入板状铜板20的贯穿孔21，接着插入环10 的贯穿孔，并用端子30的端面32a和环10的端面IOa将导体基板20夹住。此时，通过利 用环按压件41按压而使端子30的锥面33将导体基板20的贯穿孔21的周缘向径向外侧 推开，进而通过使导体基板20伸入环10的倒角与锥面的间隙从而紧紧地密接。在此状态 下，利用压紧用铆接销40的锥状的按压面40a将端子30的胴部31的开口端部31a朝外方 铆接(喇叭状加工)，从而使胴部31的胴部31a与环10的倒角IlA密接。其结果是，利用 作用于环10的两端面的倒角上的铆接反作用力在各个接触面上产生很大的摩擦力。实现 了对旋紧扭矩和拉拔具有很大阻力的接合。 图8是表示用其他形状的压紧用铆接销50将端子30与导体基板20接合的形态的横剖视图。压紧用铆接销的形状不限于图7所示的锥状，还可以是图8所示的球状。较为 理想的是，铆接销与胴部31的开口端部31a最终接触的按压面50a的角度与环10的倒角 的角度为同等程度。例如，当环的倒角角度为30°时，较为理想的是，铆接销与胴部31的开 口端部31a最终接触的按压面50a的角度为20° 45°的范围，更为理想的是为30士5° 的范围。用铜作材料，例如端子30的胴部31的外径为15mm(最大允许15-0. 15mm、最小允 许15-0. 20mm)、锥面33的倾斜角为10°、环10的内径为15士0.05mm、环10的倒角11A、 IlB的角度为30°来试制，进行了接合部的强度评价的结果，确认当对压紧用铆接销40施 加25KN的铆接力来与1. Omm厚的导体基板20压紧时的强度具有至少3KN的拉拔强度和至 少5. 5Nm的耐旋转扭矩。图9是表示本实施方式的端子接合结构的其他例子的横剖视图。在图9所示的端 子接合结构中，在厚壁筒状的凸缘部32的内周面上螺刻有阴螺纹32b。根据这种结构的端 子接合结构，例如能进一步将其他端子与阴螺纹32b螺合。另外，本实施方式的端子30的 胴部31和凸缘部32均为筒状，但由于只要至少胴部31的一端制成筒状就能将开口端部铆 接，因此能应用本发明。实施方式2.图10是形成于表示本发明实施方式2的端子接合结构的导体基板上的贯穿孔的 主视图。图11是表示本实施方式的端子与导体基板的耐旋转扭矩和密接性的评价的表的 图。在本实施方式的导体基板120中，贯穿孔121的周缘形状成形为锯齿形状120a。其他的 结构与实施方式1相同。通过将导体基板120的贯穿孔121的周缘形状制成锯齿形状120a 来调整导体基板120的翘曲，从而能得到适当的接合力。在本实施方式的情况下，锯齿形状 120a如下形成在与底孔的直径相同的圆周上将小径孔以等间隔冲裁加工之后，冲裁加工 底孔。小径孔径越大，耐旋转扭矩越低，但导体基板120的翘曲越小，面压越稳定从而使密 接性越好。小径孔的数量越多，耐旋转扭矩越低，但导体基板20的翘曲越小，面压越稳定从 而使密接性越好。较为理想的是，小径孔的直径为导体基板20的厚度的150% 250%左 右。较为理想的是，小径孔以相邻的小径孔的中心间距离为其直径的1. 4 1. 6倍的间隔 等间隔地排列在底孔的同心圆上。例如，按上述规格实际试制，在对耐旋转扭矩和密接性评 价后如图11所示。图12是形成于表示本发明实施方式2的端子接合结构的其他例子的导体基板上 的贯穿孔的主视图。形成于图12所示的导体基板220的贯穿孔221的周缘形状制成以三 角形排列而成的锯齿形状220a。贯穿孔的周缘形状不仅可成形为如图10所示的大小圆形 状的组合，还可以是成形为如图12所示的三角形排列而成的锯齿形状220a。但是，根据制 作上的简易性，较为理想的是图10所示的圆形的组合。实施方式3.图13是表示本发明实施方式3的将末端与导体基板接合结束后的形态的端子接 合结构的立体图。基板端子和环其与中心轴垂直的截面也可以是非圆形的截面。本实施方 式的端子接合结构具有端子130，该端子130由截面为六边形的薄壁筒状的胴部131和与 该胴部131的轴向端一体成形的截面为六边形的厚壁筒状的凸缘部132构成；以及截面为 六边形的环110。其他的结构与实施方式1相同。通过将基板端子和环制成截面为非圆形
8的部件，从而能限制端子的旋转。实施方式4.图14是表示本发明实施方式4的将末端与导体基板接合结束后的形态的端子接 合结构的横剖视图。在本实施方式的端子30B中，在筒状的胴部31B的外周面上螺刻有阳 螺纹31b。此外，在环IOB中，在内周面螺刻有阴螺纹10b。环IOB通过将阴螺纹IOb与阳 螺纹31b旋紧从而固定于端子30B。也可以像本实施方式这样，通过在胴部31B的外周面和环IOB的内周面上切出螺 纹，从而将端子30B和环IOBB固定，以此替代实施方式1 3的胴部开口端的铆接结构。在 夹住导体基板20时，通过利用锥面33和倒角IlB将导体基板20的贯穿孔的周缘朝外方推 开使其塑性变形，从而能将导体基板20与端子30B牢固地接合。工业上的可利用性如上所述，本发明的端子接合结构和端子接合方法在将端子与导体基板接合的端 子接合结构中有用，尤其适用于大电流用的端子接合结构。
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权利要求
一种端子接合结构，其特征在于，包括端子，该端子具有筒状的胴部和与所述胴部的轴向端一体成形的凸缘部；导体基板，该导体基板开口有供所述胴部插入的贯穿孔；以及环，该环在所述导体基板的相反侧与所述胴部嵌合，在所述胴部形成有在所述凸缘部侧为大径的锥面，所述锥面的大径部的直径制成比所述贯穿孔的内径大，所述端子其贯穿所述环的所述胴部的所述导体基板相反侧的端部以朝半径方向外侧展开的形态铆接，从而与所述环一起固定于所述导体基板上。
2.一种端子接合结构，其特征在于，包括端子，该端子具有在外周部螺刻有阳螺纹的胴部和与所述胴部的轴向端一体成形的凸 缘部；导体基板，该导体基板开口有供所述胴部插入的贯穿孔；以及 环，该环在内周部螺刻有阴螺纹，并在所述导体基板的相反侧与所述胴部旋紧， 在所述胴部形成有在所述凸缘部侧为大径的锥面，所述锥面的大径部的直径制成比所 述贯穿孔的内径大。
3.如权利要求1所述的端子接合结构，其特征在于，对与所述胴部的铆接位置相对应 的环的内径部实施倒角。
4.如权利要求1至3中任一项所述的端子接合结构，其特征在于，所述贯穿孔的周缘形 状成形为锯齿形状。
5.如权利要求1至4中任一项所述的端子接合结构，其特征在于，所述胴部的壁厚为与 所述导体基板的厚度相同程度的壁厚。
6.如权利要求1至5中任一项所述的端子接合结构，其特征在于，所述锥面的倾斜角相 对于中心轴为15° 士5°，所述锥面的距凸缘部端面的轴向高度为所述导体基板的厚度的 1.4倍 1.6倍。
7.如权利要求3所述的端子接合结构，其特征在于，所述倒角的角度相对于中心轴为 30° 士5°。
8.一种端子接合方法，其特征在于， 在固定有端子的导体基板上开设贯穿孔，在具有筒状的胴部和与所述胴部的轴向端一体成形的凸缘部的端子的所述胴部上将 在所述凸缘部侧为大径的锥面以该锥面的大径部的直径比所述贯穿孔的内径大的形态形 成，在将所述胴部插入所述贯穿孔之后，在所述导体基板的相反侧使环与所述胴部嵌合， 将贯穿所述环的所述胴部的所述导体基板相反侧的端部以朝半径方向外侧展开的形 态铆接，从而将所述端子与所述环一起固定于所述导体基板上。
9.一种端子接合方法，其特征在于， 在固定有端子的导体基板上开设贯穿孔，在具有外周部螺刻有阳螺纹的胴部和与所述胴部的轴向端一体成形的凸缘部的端子 的所述胴部上将在所述凸缘部侧为大径的锥面以该锥面的大径部的直径比所述贯穿孔的 内径大的形态形成，在将所述胴部插入所述贯穿孔之后，将内周部螺刻有阴螺纹的环在所述导体基板的相 反侧与所述胴部旋紧。
10.如权利要求8所述的端子接合方法，其特征在于，在将所述环与所述端部嵌合的工 序之前，预先对与所述胴部的铆接位置相对应的所述环的内径部实施倒角。
11.如权利要求8至10中任一项所述的端子接合方法，其特征在于，在所述导体基板上 开设贯穿孔时，将该贯穿孔的周形状成形为齿状。
全文摘要
一种端子接合结构，包括端子(30)，该端子(30)具有筒状的胴部(31)和与胴部(31)的轴向端一体成形的凸缘部(32)；导体基板(20)，该导体基板(20)开口有供胴部(31)插入的贯穿孔；以及环(10)，该环(10)在导体基板(20)的相反侧与胴部(31)嵌合，在胴部(31)形成有在凸缘部侧为大径的锥面(33)，锥面(33)的大径部的直径制成比贯穿孔的内径大，端子(30)其贯穿环(10)的胴部(31)的导体基板(20)的相反侧的端部(31a)以朝半径方向外侧展开的形态铆接，从而与环(10)一起固定于导体基板(20)上。
文档编号H01R4/16GK101926050SQ20088012608
公开日2010年12月22日 申请日期2008年1月30日 优先权日2008年1月30日
发明者久森洋一, 冈纮平, 北山俊一, 小野力正, 狩田利一, 阪上尚三, 高桥哲也 申请人:三菱电机株式会社;菱电化成株式会社