到利兹线的电连接

技术领域

本文中的主题大体上涉及用于利兹(Litz)线的端接方法。

背景技术

利兹线是在电子器件中用于承载交变电流的独特的多股线或线缆。例如，一些已知的烹饪器具使用感应加热来通过由利兹线形成的工作线圈所生成的热而烹饪食物。利兹线使用交变磁场来生成热。利兹线设计成降低在至多大约1MHz的频率下使用的导体中的趋肤效应和邻近效应损耗，由此产生更高效的磁场。利兹线由单独地绝缘的许多细线股组成。端子连接于利兹线的端部处，以用于连接到器具的功率源。

连接端子以将功率递送到利兹线的所有股的现有方法要求在端接之前将利兹线浸渍到焊料槽中以使来自每根股的绝缘物熔化或机械地剥离每根股，以便确保到每根股的连接。该过程耗费时间，由于绝缘材料的除气而可能有危险，并且昂贵。另外，现有的机械压接连接件无法与利兹线中的每根股进行接触，并且由于其固有地侵略性设计，还倾向于使股断裂。

因此，需要一种电接触件和方法，其有效地端接到利兹线的每根股，而不需要在端接之前处理或剥离单独的线。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种电连接器组件，并且，该电连接器组件包括具有多根线股的利兹线。每根线股具有导体和绝缘体。电连接器组件包括电接触件，该电接触件具有配合端处的接触部分和端接端处的利兹线端接部分。接触部分构造成与配合接触件进行电连接。利兹线端接部分压接到利兹线的端部。利兹线端接部分在压接到利兹线的端部之后由感应加热装置加热，以对线股进行加热并且使线股的绝缘体熔融掉，以在利兹线的端部处电连接导体，以与利兹线的单独的线股进行电连接。

在另一实施例中，提供了一种用于使电接触件连接到利兹线的施用器装置。施用器装置包括端接器，该端接器具有压接区处的成型模具和砧座。成型模具可操作地联接到压机。压机在压接操作期间使成型模具沿着压接行程移动。利兹线装载到电接触件的利兹线端接部分中并且定位于压接区中的砧座上。成型模具在压接操作期间朝向砧座被按压，以将利兹线端接部分压接到利兹线，以形成电接触组件。施用器装置包括接近端接器的感应加热装置。感应加热装置具有包括感应加热区的感应加热线圈。电接触组件定位于感应加热区中。电接触组件对利兹线端接部分和利兹线进行加热，以对利兹线的线股进行加热并且使线股的绝缘体熔融掉，以电连接线股的导体，以在利兹线端接部分与利兹线的单独的线股之间进行电连接。

在另外的实施例中，提供了一种使电接触件连接到利兹线的方法。该方法将利兹线的端部装载到电接触件的利兹线端接部分中。该方法将利兹线端接部分压接到利兹线的端部，以在利兹线端接部分中压缩利兹线的线股的绝缘体和导体，以形成电接触组件。该方法利用感应加热线圈来对利兹线端接部分进行加热，以对利兹线的线股进行加热并且使线股的绝缘体熔融掉，以电连接线股的导体，以在利兹线端接部分与利兹线的单独的线股之间进行电连接。

附图说明

图1是根据示例性实施例的电接触组件的部分的透视图，其示出端接到利兹线的端部的电接触件。

图2是根据示例性实施例的电接触组件的部分的透视图，其示出利兹线的线股。

图3图示根据示例性实施例的用于组装电接触组件的施用器装置。

图4是根据示例性实施例的在压接区中的电接触组件的横截面视图。

图5是根据示例性实施例的在感应加热线圈的线圈孔中的电接触组件的横截面视图。

图6图示根据示例性实施例的器具，该器具在器具的烹饪表面处的一个或多个加热元件中利用电接触组件。

图7图示根据示例性实施例的用于在利用电接触组件的器具中使用的加热元件。

具体实施方式

图1是根据示例性实施例的电接触组件10的部分的透视图，其示出端接到利兹线14的端部的电接触件12。图2是根据示例性实施例的电接触组件10的部分的透视图，其示出利兹线14的线股30。利兹线14是具有用于承载交变电流的多根线股30的多股线或线缆。

利兹线14降低在至多大约1MHz的频率下使用的导体中的趋肤效应和邻近效应损耗，由此产生更高效的磁场。利兹线14由单独地绝缘的细线股30中的许多组成。线股30可布置成编织图案以均衡每根股在其上在利兹线14的外部的总体长度的比例。这具有如下的效果：在线股之间均等地分配电流，从而减小电阻。在示例性实施例中，利兹线14包括环绕线股30的外护套40。任选地，外护套40的部分从利兹线14的端部移除以使线股30暴露，以便将线股30装载到电接触件12中。

参考图2，每根线股30是磁体线。线股30包括导体32和环绕导体32的绝缘体34。照此，每根线股30通过对应的绝缘体34来单独地绝缘。磁体线可为漆包线。例如，导体32是涂覆有非常薄的瓷漆层或其它绝缘层的铜线或铝线。绝缘体34可为聚合物膜。在示例性实施例中，绝缘体34的部分在线股的端部处被移除以使导体32暴露。照此，线股30的端部可电连接到彼此并且电连接到电接触件12。在示例性实施例中，绝缘体34的端部通过针对线股30的端部的感应加热过程来移除。例如，如将在下文中更详细地描述的，电接触件12通过感应加热来加热以移除绝缘体34的端部部分。

电接触件12具有用于与配合连接器(未示出)配合的配合端处的接触部分16和用于端接到利兹线14的端接端处的利兹线端接部分18。在示例性实施例中，利兹线端接部分18是构造成用于与利兹线14的端部压接连接的压接筒。在示例性实施例中，接触部分16包括构造成接纳紧固件或柱的环形端子17。在其它实施例中，接触部分16可包括凸出部(诸如，焊接凸出部)或其它类型的接触部分。

在示例性实施例中，电接触件12由金属坯料或板冲压并形成。接触部分16与利兹线端接部分18成一体。在示例性实施例中，电接触件12由含铁金属制造。例如，电接触件12可由钢材料、铁合金材料或其它含铁金属材料制造。电接触件12由构造成在由感应加热装置(诸如，感应加热线圈)加热时通过感应加热来快速地加热的材料制造。

利兹线端接部分18包括在底部处的端壁20、从端壁20的一侧延伸的第一侧壁22以及从端壁20的相反侧延伸的第二侧壁24。第一侧壁22和第二侧壁24限定构造成围绕利兹线14压接的压接臂。端壁20、第一侧壁22以及第二侧壁24与利兹线14协作，以在利兹线14与利兹线端接部分18之间提供电连接并且将利兹线14在接触件12上维持就位。

图3图示根据示例性实施例的用于组装电接触组件10的施用器装置100。施用器装置100用于使电接触件12连接到利兹线14。施用器装置100包括端接器102、感应加热装置104、端子供给器106、线供给器108以及传递装置110。端接器102和/或感应加热装置104和/或端子供给器106和/或线供给器108和/或传递装置110可安装到框架112，以便将构件相对于彼此定位。施用器装置100可包括用于组装电接触组件10的附加构件。

在示例性实施例中，端接器102是压接压机。端接器102用于使电接触件12端接到利兹线14。例如，端接器102用于将电接触件12压接到利兹线14。端接器102可为自动化机器，诸如通过马达来操作。在其它实施例中，端接器102是手动操作的。端接器102包括压接区124处的砧座120和成型模具122。成型模具122连接到压机126。压机126在压接操作期间使成型模具122沿着压接行程移动。压机126在压接操作期间将成型模具122向下按压，以将电接触件12压接到利兹线14。砧座120形成在压接过程期间支承电接触件12的座。成型模具122具有在压接过程期间形成电接触件12的成形表面。例如，成型模具122可通过将压接臂向内按压到线股30中以形成F形压接件来在第一侧壁22和第二侧壁24处形成压接臂。线股30在利兹线端接部分18中被紧密地压缩。绝缘体34和导体32在利兹线端接部分18中被压缩。

在示例性实施例中，感应加热装置104定位成接近端接器102。感应加热装置104包括感应加热线圈140和使高频交变电流(AC)穿过感应加热线圈140的电子振荡器142。感应加热线圈140可为电磁体。快速交变磁场构造成穿透电接触组件10并且在电接触组件10内部生成电流以对电接触件12和导体32进行加热以使绝缘体34熔融。在示例性实施例中，感应加热线圈140缠绕成限定线圈孔144的圆柱形结构。线圈孔144限定感应加热区146。感应加热线圈140在线圈孔144中产生磁场。在操作期间，电接触件12和利兹线14接纳在线圈孔144中。电接触件12和利兹线14由感应加热线圈140加热，以使来自线股30的端部的绝缘体34熔融，以使线股30的导体32暴露并且电连接到彼此和电接触件12。

端子供给器106定位成邻近端接器102。端子供给器106将电接触件12供给到压接区124(诸如在载体带上)。端子供给器106可与压机126的压接行程相关联。在备选实施例中，电接触件12可人工地供给到压接区124，诸如手动供给到压接区124。

线供给器108定位成邻近端接器102。线供给器108将利兹线14供给到压接区124，诸如供给到利兹线端接部分18中。在备选实施例中，利兹线14可人工地供给到压接区124，诸如手动供给到压接区124。在多种实施例中，在将电接触件12和利兹线14定位于压接区124中之前，利兹线14可装载到利兹线端接部分18中。

传递装置110定位成邻近端接器102和感应加热装置104。传递装置110用于将电接触组件10从端接器102传递到感应加热装置104。在利兹线端接部分18压接到利兹线14之后，传递装置110将电接触组件10从端接器102传递。传递装置110将电接触组件10传递到感应加热线圈140。例如，利兹线14的端部中的电接触件12装载到感应加热线圈140的线圈孔144中。在示例性实施例中，传递装置110包括构造成夹持利兹线14和/或电接触件12的夹持器150和可从端接器102移动到感应加热装置104的臂152。臂152可在第一位置与第二位置之间旋转，以使夹持器150在端接器102与感应加热装置104之间移动。在多种实施例中，臂152可为可在三维空间中移动的机器人臂。备选地，臂152可为可移动到维度空间中的旋转平台。传递装置110可用于在感应加热过程之后使电接触组件10移动到另一位置，诸如移动到组装站或包装站。在备选实施例中，可使用其它类型的传递装置。在其它多种实施例中，电接触组件10可在端接器102与感应加热装置104之间人工地(诸如，通过手)移动。

图4是压接区124中的电接触组件10的横截面视图。电接触组件10在砧座120与成型模具122之间示出。砧座120支承利兹线端接部分18的底部。线股30在侧壁22、24之间定位于利兹线端接部分18内。成型模具122围绕线股30形成侧壁22、24，并且在压接过程期间压缩线股30。在利兹线端接部分18被压接之后，绝缘体34和导体32一起被压缩。在示例性实施例中，绝缘体34稍后通过由感应加热装置104执行的加热过程来移除。

图5是感应加热线圈140的线圈孔144中的电接触组件10的横截面视图。感应加热线圈140示出为环绕电接触组件10。然而，在备选实施例中，感应加热线圈140可为平面的，而不是形成孔，其中，平面感应加热线圈140构造成定位成邻近电接触件12以对电接触件12进行加热。

感应加热线圈140在感应加热区146中产生磁场148。电子振荡器142使高频交变电流(AC)穿过感应加热线圈140。快速交变磁场穿透电接触件12，从而在电接触件12内部生成被称为涡电流的电流。涡电流流过电接触件12的材料的电阻，并且通过焦耳加热来对电接触件12进行加热。在示例性实施例中，电接触件12由具有高电阻以迅速地对电接触件12进行加热的含铁金属材料(诸如，钢)制造。钢是用于生产电接触件12的低成本材料。还可通过磁滞损耗来在电接触件12中生成热。感应加热穿透通过利兹线14的线股的整个线束。感应加热可另外在导体32中感应以更高效地使绝缘体34熔融掉。

用于感应加热的电流的频率取决于尺寸、材料类型、耦合间距(在感应加热线圈140与电接触件12之间)、股数、绝缘体34的厚度等。电接触件12的感应加热过程足以使线股30的端部处的绝缘体34熔融。例如，温度可超过绝缘体34的热分解温度(其可在近似120-220℃之间)。在多种实施例中，感应加热过程可将电接触件12的温度升高到超过850℃的温度。感应加热过程可在近似1秒与2秒之间，以在电接触件12中实现充分加热，以使线股30的端部处的绝缘体34熔融掉，以在利兹线端接部分18与导体32之间产生电连接。任选地，电接触组件10可在感应加热之前预热(诸如使用红外加热器)。感应加热过程移除绝缘体34，而不需要用以使绝缘体34熔融的焊料锅或用以移除绝缘体34的其它有害过程。感应加热过程安全且快速。感应加热过程可紧接在压接站处进行的压接过程之后在在线制造过程期间执行(诸如在制造站处)。当绝缘体34被移除(例如，熔融掉)时，电接触件12通过无焊料连接来电连接到利兹线14的导体32。侧壁22、24的压接压力在利兹线端接部分18与线股30的导体32之间产生机械连接和电连接。

图6图示器具200，器具200在器具200的烹饪表面204处的一个或多个加热元件202中利用电接触组件10。图7图示用于在利用电接触组件10的器具200中使用的加热元件202。利兹线14布置成螺旋形或线圈形状以形成加热元件202。在备选实施例中，利兹线14可布置成其它布置以形成具有其它形状的加热元件。在备选实施例中，利兹线14可在除了器具200之外的其它应用(诸如，电气继电器或其它高电流电气装置)中使用。在示例性实施例中，磁体50放置在电接触件12附近。在操作期间，磁体50使磁场效应和相关联的加热集中到电接触件12的利兹线端接部分18上。磁体50抑制或转移磁场效应和相关联的加热远离电接触件12的接触部分16，以保护接触部分16免受极热的不利影响。磁体50可具有形成于其中的狭槽或开口，以将磁体50相对于电接触件12定位。

将理解的是，上文的描述旨在为说明性的而不是限制性的。例如，上文描述的实施例(和/或其方面)可彼此组合使用。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可作出许多修改以使特定情况或材料适于本发明的教导。本文中所描述的尺寸、材料类型、多种构件的取向以及多种构件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，并且绝不是限制性的，而仅仅是示例性实施例。在审阅上文的描述时，在权利要求书的精神和范围内的许多其它实施例和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求书连同这样的权利要求书所赋予的等同体的完整范围来确定。在所附权利要求书中，用语“包括(including)”和“在其中(in which)”用作相应用语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英语等同体。此外，在以下权利要求书中，用语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标记，并且不旨在对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求书的限制不是以手段加功能的格式书写的，并且不旨在基于美国法典第35编第112条(f)款来解释，除非并且直到这样的权利要求限制明确使用短语“用于...的手段”，其后接没有另外的结构的对功能的陈述。