特許 7593715 電気コンタクト要素を製造するための、レーザ溶接用窓を備えた半製品、電気コンタクト要素を製造するための方法、および電気コンタクト要素

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】電気コンタクト要素を製造するための、レーザ溶接用窓を備えた半製品、電気コンタクト要素を製造するための方法、および電気コンタクト要素

(51)【国際特許分類】

   H01R 43/16 20060101AFI20241126BHJP

   B23K 26/22 20060101ALI20241126BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20241126BHJP

   H01R 43/02 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H01R43/16

B23K26/22

B23K26/21 N

H01R43/02 B

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022137383

(22)【出願日】2022-08-31

(65)【公開番号】P2023037603

(43)【公開日】2023-03-15

【審査請求日】2022-10-05

(31)【優先権主張番号】10 2021 122 892.1

(32)【優先日】2021-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】ヴィリ ディートリヒ

(72)【発明者】

【氏名】ゼンケ ザックス

【審査官】山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４９２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６２２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０２０７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１１５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７３６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１４０７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１６２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１４６１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ １３／００－１３／３５

Ｈ０１Ｒ ４３／００－４３／２８

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気コンタクト要素（１）を製造するための半製品（１５）であって、
前記半製品（１５）は、第１の金属ワークピース（１７）と第２の金属ワークピース（１９）とを備え、
前記第１の金属ワークピース（１７）は、前面（２５）と、前記前面（２５）とは反対側に配置された後面（２７）とを有し、前記後面（２７）は前記前面（２５）よりも前記第２の金属ワークピース（１９）の近くに配置され、
前記半製品（１５）は、少なくとも前記第１の金属ワークピース（１７）を貫通する少なくとも１つの窓（２３）を備え、前記窓（２３）を通して、前記第１の金属ワークピース（１７）から前記第２の金属ワークピース（１９）の表面（２９）にアクセスでき、
前記窓（２３）は、前記第１の金属ワークピース（１７）の前記前面（２５）から始まって、前記第２の金属ワークピース（１９）に向かって大きくなるベース領域（３３）を有しており、
前記第２の金属ワークピース（１９）は、前記表面（２９）に凹部を有し、
前記窓（２３）は、前記第２の金属ワークピース（１９）の前記表面（２９）の前記凹部内に延びており、
前記半製品（１５）は、前記第２の金属ワークピース（１９）の前記表面（２９）の前記凹部と前記第１の金属ワークピース（１７）の前記後面（２７）との間に間隙（４３）を有し、
前記間隙（４３）は、レーザ光（４７）を捕捉するための少なくとも１つのトラップ（４５）である、半製品（１５）。

【請求項2】

前記レーザ光（４７）を捕捉するための前記少なくとも１つの光トラップ（４５）が、前記第１の金属ワークピース（１７）の前記前面（２５）で前記窓（２３）を囲む境界（４１）と、前記窓（２３）を通してアクセスできる前記第２の金属ワークピース（１９）の前記表面（２９）との間に延びている、
請求項１に記載の半製品（１５）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの光トラップ（４５）は、前記第１の金属ワークピース（１７）および前記第２の金属ワークピース（１９）間に形成されている前記間隙（４３）である、
請求項２に記載の半製品（１５）。

【請求項4】

前記金属ワークピース（１７、１９）のうちの一方が１枚のシートメタル（２１）であり、他方の前記金属ワークピース（１７、１９）が前記電気コンタクト要素（１）のコンタクト部（５）である、
請求項１に記載の半製品（１５）。

【請求項5】

少なくとも、前記窓（２３）を通してアクセスできる前記第２の金属ワークピース（１９）の前記表面（２９）に、少なくとも１つの凸状湾曲（５９）が設けられている、
請求項１に記載の半製品（１５）。

【請求項6】

少なくとも、前記窓（２３）を通してアクセスできる前記第２の金属ワークピース（１９）の前記表面（２９）に、前記表面（２９）の粗さを増加させるように構成される微細構造（４９）が設けられている、
請求項１に記載の半製品（１５）。

【請求項7】

少なくとも、前記窓（２３）を通してアクセスできる前記第２の金属ワークピース（１９）の前記表面（２９）に、前記表面（２９）の粗さを増加させるように構成される微細構造（４９）が設けられている、
請求項５に記載の半製品（１５）。

【請求項8】

前記レーザ光（４７）を捕捉するための前記少なくとも１つの光トラップ（４５）を画定する前記第１の金属ワークピース（１７）の前記後面（２７）に、前記後面（２７）の粗さを増加させるように構成される微細構造（４９）が設けられている、
請求項５に記載の半製品（１５）。

【請求項9】

前記レーザ光（４７）を捕捉するための前記少なくとも１つの光トラップ（４５）を画定する前記第１の金属ワークピース（１７）の前記後面（２７）に、前記後面（２７）の粗さを増加させるように構成される微細構造（４９）が設けられている、
請求項６に記載の半製品（１５）。

【請求項10】

前記第１の金属ワークピース（１７）の前記前面（２５）における前記窓（２３）の内寸（３５）は、前記前面（２５）から離間した位置における前記窓（２３）の内寸（３７）よりも小さく、
前記第１の金属ワークピース（１７）は、前記前面（２５）を有する第１の側と、前記後面（２７）を有する第２の側を有し、
前記第２の金属ワークピース（１９）は、前記表面（２９）を有する第３の側を有し、
前記第１の金属ワークピース（１７）の前記第２の側は、前記第２の金属ワークピース（１９）の前記第３の側に当接している、
請求項１に記載の半製品（１５）。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載の半製品（１５）を使用した、
電気コンタクト要素（１）。

【請求項12】

前記窓（２３）の縁部（５７）に配置されており、２つの前記金属ワークピース（１７、１９）の材料からなる材料継手を含む少なくとも１つの溶接スポット（５５）を含み、
２つの前記金属ワークピース（１７、１９）が、前記少なくとも１つの溶接スポット（５５）において互いに接合されている、
請求項１１に記載の電気コンタクト要素（１）。

【請求項13】

１枚のシートメタル（２１）を使用したコンタクト本体（３）と、少なくとも１つのコンタクト部（５）とを備え、
前記コンタクト本体（３）の材料および前記コンタクト部（５）の材料からなる材料継手を含む少なくとも１つの溶接スポット（５５）をさらに含み、
前記コンタクト部（５）は、少なくとも部分的に前記コンタクト本体（３）内に配置され、前記少なくとも１つの溶接スポット（５５）において、前記コンタクト本体（３）に接合されている、
請求項１１に記載の電気コンタクト要素（１）。

【請求項14】

レーザ溶接によって第１の金属ワークピース（１７）を第２の金属ワークピース（１９）に接合するための方法であって、
少なくとも前記第１の金属ワークピース（１７）は、前面（２５）と、前記前面（２５）とは反対側に配置された後面（２７）とを有し、
前記後面（２７）は、前記前面（２５）よりも前記第２の金属ワークピース（１９）の近くに配置され、
少なくとも１つのレーザビーム（４７）が、少なくとも前記第１の金属ワークピース（１７）を貫通する窓（２３）を通して前記第２の金属ワークピース（１９）に向けられ、前記第２の金属ワークピース（１９）から前記第１の金属ワークピース（１７）の前記後面（２７）に反射され、
前記金属ワークピース（１７、１９）のうちの一方が１枚のシートメタル（２１）であり、他方の前記金属ワークピース（１７、１９）が電気コンタクト要素（１）のために予め形成されたコンタクト部（５）であり、
前記予め形成されたコンタクト部（５）は、レーザ溶接によって、少なくとも１つの溶接スポット（５５）で前記１枚のシートメタル（２１）に接合され、前記１枚のシートメタル（２１）は、前記予め形成されたコンタクト部（５）の周りで成形される、
方法。

【請求項15】

前記第１の金属ワークピース（１７）の前記前面（２５）の前記窓（２３）は、ベース領域（３３）と、前記ベース領域（３３）に垂直な面法線（５１）とを有し、前記レーザビーム（４７）と前記面法線（５１）との間に４５°未満の角度（５３）が形成される、
請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気コンタクト要素を製造するための半製品、およびレーザ溶接によって第１の金属ワークピースを第２の金属ワークピースに接合するための方法に関する。本発明はさらに、電気コンタクト要素に関する。

【背景技術】

【0002】

電気コンタクト要素が知られている。電気コンタクト要素を使用して、コネクタに導電接続を確立することができる。電気コンタクト要素は、例えば、コンタクトピンまたはコンタクトピン用レセプタクルを備えることができる。電気コンタクト要素は、いくつかの部品から構成されることが多い。これにより、個々の部品を、求められる特性、例えば、導電性、耐食性、耐摩耗性、または弾性に応じて製造することができる。電気コンタクト要素の製造中、２つの部品はワークピースと呼ばれる。一般に、２つのワークピースは、ある程度まで別々に製造され、製造プロセスのある時点で嵌合または接合される。嵌合もしくは接合された、または接合されるワークピースの構成は、個々のワークピースの完成度に関わらず、半製品と呼ばれる。
その後、電気コンタクト要素が半製品から製造される。電気コンタクト要素の使用分野に応じて、コンタクト要素の２つの部品を互いに導電的および／または機械的に接続する必要があり得る。特に大量生産において、この接続は複雑であるため高価になり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、本発明の目的は、いくつかの部品から組み立てられる電気コンタクト要素の製造を簡略化することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

この目的は、第１の金属ワークピースと第２の金属ワークピースとを備える半製品であって、第１のワークピースは、前面と、前面とは反対側に配置された後面とを有し、後面は第２のワークピースの近くに配置され、半製品は、少なくとも第１のワークピースを貫通する少なくとも１つの窓を有し、この窓を通して、第１のワークピースから、特にレーザビームによって溶接される第２のワークピースの表面にアクセスでき、窓は、第１のワークピースの前面から始まって、第２のワークピースに向かって大きくなるベース領域を有する、半製品によって果たされる。目的は、本発明による電気コンタクト要素について、電気コンタクト要素が本発明による半製品から製造され、かつ／または、本発明による方法を使用して製造されるという点で果たされる。
上記の目的は、本発明による方法について、少なくとも第１のワークピースが、前面と、前面とは反対側に配置された後面とを有し、後面が、前面よりも第２のワークピースの近くに配置され、少なくとも１つのレーザビームが、少なくとも第１のワークピースを貫通する窓を通して第２のワークピースに向けられ、第２のワークピースから第１のワークピースの後面に反射されるという点で果たされる。

【0005】

本発明による解決策により、互いに接合すべき２つの金属ワークピースを、レーザ溶接によって迅速かつ容易に接合することができる。レーザビームを、少なくとも第１のワークピースを貫通する窓を通して第２のワークピースの表面に向けることができる。レーザビームは、この表面で反射され、第１のワークピースの後面に当たる。これは、半製品について、窓のベース領域が、第１のワークピースの前面よりも第２のワークピースに向かって大きくなるという点で実現される。したがって、窓を通してアクセスできる第２のワークピースの表面は、窓のベース領域よりも大きくなり得る。窓内に放射され、第２のワークピースの表面で反射されたレーザビームは、再び窓外に反射されるのではなく、第１のワークピースの後面で反射される。
この領域で、両方のワークピースは、レーザビームによって加熱されるため、窓の一縁部で融合し、溶接スポット（weld spot）を形成することができる。本発明による解決策は、一方または両方のワークピースの幾何形状により、２つのワークピース間に位置する間隙内への側方照射（lateral irradiation）が不可能であるときに、特に有用である。２つのワークピースを互いに溶接接続することにより、一方または両方のワークピースの事前被覆を不要にすることができる。少なくとも２つのワークピースが接触している領域において、普通なら２つのワークピース間の恒久的に良好な電気的接続を保証し、かつ腐食を防ぐために必要になる被覆を、不要にすることができる。その結果、製造を簡略化し、コストを削減することができる。

【0006】

「窓」という用語は、少なくとも第１のワークピースを貫通する通路開口部を指す。通路開口部または窓はそれぞれ、少なくとも部分的に第２のワークピースの材料内にも延びることができる。窓の「ベース領域」という用語は、「窓領域」という用語と同義に使用することができる。窓のベース領域の拡大は、急（sudden）であっても連続的（continuous）であってもよい。第２のワークピースに向かう窓の拡大は、窓の内寸が、第１のワークピースの前面よりも第１のワークピースの前面から離間した位置で大きいという点でも説明することができる。前面から離間した位置は、第１のワークピースの前面よりも第２のワークピースの近くに、または第２のワークピースに配置される。
本発明による方法を実施するときに、互いに接合される２つのワークピースは、本発明による半製品の２つのワークピースであることが好ましい。本発明による半製品の場合、かつ／または、本発明による方法の実施中に、第１のワークピースの後面は、少なくとも窓の近くで第２のワークピースに当接していることが好ましい。以下の記述において、レーザビームという用語とレーザ光という用語とは同義に使用される。窓を通してアクセスできる第２のワークピースの表面を、少なくとも部分的に、レーザビームの反射面とみなすこともできる。

【0007】

本発明による解決策は、それ自体有利であってランダムに組み合わせることができる様々な構成によって、さらに改良することができる。これらの構成およびそれに関連する利点について以下で説明する。

【0008】

半製品の第１の有利な構成によれば、レーザ光を捕捉するための少なくとも１つの光トラップが、第１のワークピースの前面で窓を囲む境界と、窓を通してアクセスできる第２のワークピースの表面との間に延びている。この光トラップまたは光トラッピング容積(light trapping volume)は、対向して配置された２つのワークピースの面の間に配置された容積であり、レーザ溶接中にレーザビームを閉じ込めて吸収することができる。光トラップは、レーザ光を２つのワークピース間の光トラップ内で複数回反射させることができるように構成されることが好ましい。光トラップは、２つのワークピースを加熱することによって生じる溶融物を収容することもできる。光トラップは、窓を形成する通路開口部の一部または窓の一部のいずれかであるキャビティである。言い換えると、窓は、２つのワークピース間に配置された光トラップに開口している。

【0009】

少なくとも１つの光トラップは、２つのワークピース間に隙間を形成することかできる。隙間は、特に間隙または凹部の形状を有することができる。光トラップは、窓から延びる第１のワークピースおよび／または第２のワークピースの材料のアンダカットとして説明することもできる。光トラップの領域における第１のワークピースの後面の表面は、第１のワークピースの前面に平面平行(plane-parallel)であることが好ましいが、これは必須ではない。

【0010】

２つのワークピースのうちの一方が１枚のシートメタルであり、他方のワークピースが、その後のコンタクト要素の予め形成されたコンタクト部であることが好ましい。コンタクト部は、例えば、ピン、フラットコンタクト、またはばねによって形成することができる。１枚のシートメタルは、既に予め打ち抜かれ、場合により、少なくとも部分的に予め形成されていてもよい。本発明により、既に予め形成された部品を、少なくともまだ完全には成形によって所望の形状をとるようにされていない部品に接合することができる。２つのワークピースがレーザ溶接によって互いに接合されると、まだ予め形成されていない部品、またはまだ完全には予め形成されていない部品を、曲げまたは他の金属成形プロセスによって所望の形状をとるようにすることができる。

【0011】

予め形成された部品とまだ予め形成されていない部品との上記の接合の代わりに、両方のワークピースを、まだ完全には予め形成されていないシートメタルまたは他のブランクもしくは半製品から形成してもよい。さらなる代替案は、両方の部品を特に打抜きおよび曲げによって予め形成し、互いに接してかつ／または互いの内部に配置した後に、レーザ溶接によって互いに接合することである。この場合、両方のワークピースは、予め形成された部品、特にコンタクト要素の部品である。

【0012】

レーザ溶接の効率をさらに高めるために、少なくとも、窓を通してアクセスできる第２のワークピースの表面に、表面構造（surface structure）を設けることができる。

【0013】

窓を通してアクセスできる表面に、例えば凸状湾曲（convex curvature）を設けることができる。これにより、レーザビームが反射する向きが、２つのワークピース間の領域、特に光トラップ内になるようにすることができる。湾曲は、その頂点が窓に向かって突出していることが好ましい。

【0014】

凸状湾曲の代わりにまたはこれに加えて、第２のワークピースの表面に微細構造を設けることができる。微細構造は、例えば、エンボス加工、エッチング、電子ビームボンバード（electron beam bombardment：電子ビーム衝撃、電子ビーム照射）、またはエングレービング（engraving：彫り加工）によって得られる。

【0015】

光トラップを画定する第１のワークピースの表面に、同様に微細構造を設けることが特に好ましい。微細構造は、ワークピースの表面における吸収を高めることができる。

【0016】

窓は、窓を通してアクセスできる第２のワークピースの表面に略垂直に延びる、レーザ溶接用のチャネルを形成することができる。レーザ溶接を、２つのワークピースの表面に略垂直に行うことができる。言い換えると、レーザビームを、窓を通してアクセスできる第２のワークピースの表面における面法線に対して略平行に向けることができる。レーザビームは、この面法線と４５°未満の角度を形成することが好ましい。

【0017】

少なくとも１つの窓は、全体として矩形の断面を有することができる。その代わりに、他の断面、例えば、多角形、円形、楕円形、三角形、スリット状、またはここに挙げない他の断面も可能である。

【0018】

窓は、レーザ溶接用のレーザビームの直径よりもわずかにのみ大きい内寸を有することができる。例えば、窓は、レーザ溶接用のレーザビームの直径の１．５倍よりも小さい、好ましくは１．３倍よりも小さい内寸を有することができる。

【0019】

金属ワークピースを、異なる金属材料から、または同じ金属材料から形成することができる。金属材料とは、純金属および様々な金属の合金を意味する。例えば、ワークピースのうちの一方を鋼から形成することができ、他方を銅または銅を含む合金から形成することができる。

【0020】

本発明は、既知のように、単なる機械的接触によって電気的に接合することが難しい金属材料から形成されたワークピースを互いに接合するのにも有利であり得る。この一例はアルミニウムであり、アルミニウムは、酸化物層の形成により表面の導電性を失うことがある。２つの金属ワークピースを互いに溶接することにより、ワークピースのうちの一方または両方がアルミニウムまたはアルミニウムを含む合金から形成されていても、この問題を防ぐことができる。

【0021】

上記の利点に加えて、少なくとも１つの窓を品質保証のために使用してもよい。溶接の前に、窓を使用して、第２のワークピースの露出した表面を検査することができ、および／または、溶接後に形成された溶接継手を検査することができる。

【0022】

電気コンタクト要素は、少なくとも１つの溶接スポットを含むことができ、この溶接スポットにより、コンタクト要素の２つのワークピースが、窓の縁部においてポジティブ材料フィット(positive substance-fit manner)で互いに接合されている。言い換えると、少なくとも１つの溶接スポットは、窓の縁部において、コンタクト要素の２つのワークピース間に材料継手(material joint)を形成することができる。少なくとも１つの溶接スポットは、特に、光トラップが前に位置していた所に位置することができる。両方のワークピースの材料を溶融させることにより光トラップを埋めることができるため、光トラップはキャビティとして存在しなくなる。２つのワークピースのポジティブ材料フィット接続により、２つのワークピース間の良好な導電性および高い機械的安定性をもたらす。

【0023】

電気コンタクト要素は、シートメタルから金属成形によって形成されたコンタクト本体と、少なくとも１つのコンタクト部とを備え、このコンタクト部は、少なくとも部分的にコンタクト本体内に配置され、少なくとも１つの溶接スポットにより、ポジティブ材料フィットでコンタクト本体に接合され、すなわち、少なくとも１つのコンタクト部とコンタクト本体と間に材料継手を形成することが好ましい。

【0024】

コンタクト本体を、特に半製品の第１のワークピースから形成することができる。コンタクト本体は、コンタクト部のケージを形成することができ、例えば、支持機能(support function)を呈することができる。加えて、コンタクト本体に、例えば圧着翼部に電線を接続するための接続オプションを設けることができる。

【0025】

コンタクト部は、半製品の第２のワークピースから形成されることが好ましい。コンタクト部は、例えば、コンタクトピン、フラットコンタクト、ピンもしくはフラットコンタクトを受け入れるためのコンタクトばね、または別の部品であってよい。コンタクト部は、相手側コンタクト要素に間接的に接触して電気的接続を確立する、コンタクト要素の部品であってよい。

【0026】

上記の構成の代わりに、コンタクト本体を第２のワークピースから形成してもよく、これに対応して、コンタクト部を第１のワークピースから形成してもよい。それぞれの関連は、部品の幾何形状に応じて決まる。

【0027】

本発明による方法は、レーザ溶接の前に、窓を第１のワークピースおよび／または第１と第２のワークピースに形成するという点でさらに改良することができる。窓は、例えば、打抜きまたは他の方法によって形成することができる。

【0028】

さらなる方法ステップは、２つのワークピースを、予め形成された部品として、互いに接して配置または互いの内部に配置して半製品を形成し、続いて、レーザ溶接を使用して少なくとも１つの溶接スポットを形成することによって、互いに接合することであってよい。

【0029】

第１のワークピースの前面の窓は、ベース領域と、このベース面に垂直な面法線とを有し、レーザ溶接中のレーザビームと面法線との間に４５°未満の角度が形成されることが好ましい。言い換えると、レーザビームを窓のベース領域に略垂直に向けることができる。その結果、製造するコンタクト要素の複雑な構造がフラットな照射を妨げる場合にも、２つのワークピースを互いに溶接することができる。

【0030】

以下で、図面を参照しながら、有利な実施形態を使用して、本発明を例としてより詳細に説明する。例として実施形態に示す特徴の組合せを、特定の適用に求められる本発明のデバイスの特性に従って、上記の説明によるさらなる特徴によって補足することができる。

【0031】

個々の特徴の効果が特定の適用の場合に無関係であれば、その特徴を、上記の説明に従って説明する実施形態において省略してもよい。図中、同一の参照数字は、常に、同一の機能および／または同一の構造を有する要素に対して使用される。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】例としての電気コンタクト要素の概略図である。

【図2】電気コンタクト要素を製造するための例示的な半製品の詳細図である。

【図3】窓の領域における半製品の詳細図である。

【図4】図３の窓の上面図である。

【図5】溶接点が導入された、図３の窓を示す図である。

【図6】窓の第２の実施形態を示す図である。

【図7】窓の第３の実施形態を示す図である。

【図8】図７の窓の上面図である。

【図9】半製品の第３の実施形態を示す図である。

【図10】半製品の第２の実施形態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１は、電気コンタクト要素１を、単に例として、長手方向断面図に概略的に示す。電気コンタクト要素は、２つの部品、すなわち、コンタクト本体３と、コンタクト本体３内に配置されたコンタクト部５とから構成されている。コンタクト部５は、単に例として、ばね７として示され、このばね７は、相補的に構成されている相手側コンタクト要素１１（図１に破線で示す）のコンタクト部９を受け入れて、コンタクト部９と導電接続を確立するように機能することができる。この代わりに、電気コンタクト要素１は、ばね７に代わって、ピン、フラットコンタクト、または任意の他の適切な構造を備えることができる。

【0034】

コンタクト本体３は、コンタクト要素１を電線に接続するための圧着翼部１３を含む。したがって、コンタクト本体３は、コンタクト部５を受け入れるだけでなく、圧着翼部１３に受け入れられる電線とコンタクト部５との電気的接続を提供するようにも機能する。

【0035】

コンタクト部５とコンタクト本体３との間に、十分に良好で、さらに恒久的かつ腐食のリスクのない電気的接続を生じさせるために、これら２つの部品は少なくとも１つの溶接スポットにより互いに接合される。これについて、以下で詳細に説明する。

【0036】

図２は、半製品１５の詳細を長手方向断面図に示す。図２に示す半製品１５を使用して、図１を参照して説明した電気コンタクト要素１と同様の構造の電気コンタクト要素１を製造することができる。

【0037】

半製品１５は、第１の金属ワークピース１７と第２の金属ワークピース１９とを備える。第１の金属ワークピース１７は、その後のコンタクト要素１のコンタクト本体３を形成することができるように、単に例として示されている。第２のワークピース１９も、ばね７の形のコンタクト部５を形成することができるように、単に例として示されている。

【0038】

半製品１５は、まだ完全にはコンタクト要素１を形成するように製造されていないことを特徴とする。２つのワークピース１７、１９は既に、図２に示す状態で一方が他方の内部に配置されているが、まだ少なくとも１つの溶接スポットにより互いに接合されていない。

【0039】

部品１７、１９の大部分が既に予め形成されている図２に示す半製品１５の形状の代わりに、２つのワークピースのうちの一方、特に第１のワークピース１７が、上記の例の意味で、コンタクト本体３になるようにまだ形成されていない、１枚のシートメタル２１（図２に破線で示す）であることも考えられる。例えば、予め形成された部品、特にコンタクト部５を、第２のワークピース１９として、まだ溶接接続によって接合されていない１枚のシートメタル２１に接合することができる。その後、第１のワークピース１７または１枚のシートメタル２１を、金属成形によって、必要な形状をとるように、例えば、コンタクト本体３となるようにすることができる。

【0040】

２つのワークピース１７、１９を溶接接続によって接合するために、窓２３が設けられ、この窓は、第１のワークピース１７を貫通して第２のワークピース１９の方向に、場合によっては、第２のワークピース１９内に延びている。

【0041】

図２の領域Ａの拡大図が図３に示されている。以下で、図２および図３を参照しながら、窓２３について説明する。

【0042】

第１のワークピース１７は、前面２５と、前面２５とは反対側に配置された後面２７とを有する。半製品１５では、第１のワークピース１７の後面２７は第２のワークピース１９の近くに配置されている。後面２７は、第２のワークピース１９に、少なくとも窓２３を囲む領域で接触していることが特に好ましい。

【0043】

この説明の文脈において、「窓」２３という用語は、第１のワークピース１７の前面２５から始まって半製品１５内に延びるキャビティ全体を指す。

【0044】

窓は、第１のワークピース１７を端から端まで貫通している。図３に示す例では、窓２３は第２のワークピース１９内にも延びている。第２のワークピース１９の表面２９が、窓２３を通して外側に露出している。表面２９には、窓２３を通して外側からアクセスできる。表面２９には、窓２３のみを通して外側からアクセスできることが好ましい。表面２９は、レーザ光の反射面３１となる。

【0045】

窓２３はベース領域３３を有する。ベース領域３３は、第２のワークピース１９に向かって大きくなる。言い換えると、前面２５における窓２３の内寸３５は、前面２５から離間した点における内寸３７よりも小さい。

【0046】

窓２３は、第２のワークピース１９において、より大きい内寸３７を有する。例として示す実施形態において、ベース領域３３は急に大きくなるため、アンダカット３９が第２のワークピース１９に形成されている。

【0047】

言い換えると、前面２５で窓２３を囲む境界４１と、窓２３を通してアクセスできる表面２９との間に、間隙４３が延びている。間隙４３を、隙間または凹部と呼ぶこともできる。

【0048】

間隙４３は、レーザ光を閉じ込めるための光トラップ４５として機能することができる。光トラップ４５は、レーザ光を表面２９から第１のワークピース１７の後面２７に反射させることのできるキャビティを提供する。特に、レーザ光を表面２９と後面２７との間で複数回反射させることができる。レーザ光は吸収され、両方のワークピース１７、１９の材料は溶融して互いに接合される。これにより、溶接スポットを形成することができる。

【0049】

図３に、本発明による方法を示すためにレーザビーム４７が破線で示されている。レーザビーム４７は、反射面３１として機能する表面２９から第１のワークピース１７の後面２７に反射され、再び後面２７から表面２９に反射される。両方の表面間のさらなる反射が続いてもよい。

【0050】

放射されるエネルギーの大部分は、これらの複数回の反射によって吸収される。その結果、両方のワークピース１７、１９の材料は加熱され、溶接接続が生じる。

【0051】

レーザビームを、表面２９の異なる位置に、次々にまたは連続して向けることができる。いくつかのレーザビームを、表面２９の異なる位置に同時に向けることもできる。しかしながら、わかりやすくするために、図３には１つのレーザビーム４７のみが示されている。

【0052】

光トラップ４５を画定する表面におけるレーザ光４７の吸収を高めるために、少なくとも光トラップ４５の領域において、表面２９および／または後面２７に対して加工を施すことができる。

【0053】

図３に微細構造４９が示されている。微細構造４９は、例えば、ワークピース１７、１９のうちの少なくとも一方の表面の粗さを増加させることにより、レーザ光の吸収を高めることができる。微細構造４９は、表面構造５０の一形態を表す。

【0054】

レーザビーム４７は、光トラップ４５が広がる間隙４３に垂直に延びることが好ましい。言い換えると、レーザビーム４７は、ベース領域３３の面法線５１に略平行に延びることが好ましい。この意味で、略平行とは４５°未満の角度５３であることを意味する。

【0055】

図４は、面法線５１に沿って見た窓２３の領域の上面図である。

【0056】

窓２３は、全体として矩形の断面を有することができる。その代わりに、他の断面、例えば、多角形、円形、楕円形、三角形、スリット状、または他の断面も可能である。

【0057】

面法線５１に沿って見ると、光トラップ４５は、第１のワークピース１７の材料の後方に延びている。これは、図４に点線で示されている。

【0058】

図５は、レーザ溶接後の図３および図４の窓を示す。

【0059】

ここでは、光トラップ４５が前に位置していた領域に配置された少なくとも１つの溶接スポット５５がある。図５には２つの溶接スポット５５が示されている。１つまたは複数の点状溶接スポット５５を形成することができる。窓２３の周りの元の光トラップ４５に完全にまたは部分的に沿って延びる、端から端までの溶接スポット５５を形成することもできる。

【0060】

溶接スポット５５は、２つのワークピース１７、１９の材料が溶融した後に冷却することによって生じる。溶接スポット５５は、２つのワークピース１７、１９間に恒久的な導電接続部および機械的接続部を形成する。溶接スポット５５は、窓２３の縁部５７に配置される。

【0061】

図６は、半製品１５の一部における、本発明による窓２３の第２の実施形態を示す。図３～図５を参照して前述した実施形態との違いのみを以下で説明する。

【0062】

面法線５１を横切る方向に見ると、窓２３は、前の実施形態で説明した窓２３と同様の断面を有する。しかしながら、窓２３は、第１のワークピース１７のみに配置され、第２のワークピース１９の表面２９を露出させている。言い換えると、窓２３は、第１のワークピース１７の２段階孔として形成され、内寸３５に対応するより小さい直径を有する第１の段が、前面２５からワークピース１７内に延び、第２の段が、第１の段から始まって後面２７に通じ、そこで内寸３７に対応するより大きい直径を有する。本実施形態においては、第２のワークピース１９における凹部の形成を不要にすることができる。

【0063】

以下で、図７および図８を参照して、半製品１５の窓２３のさらなる有利な実施形態について説明する。ここでも、簡潔にするために、図３～図５を参照して説明した実施形態との違いのみを説明する。

【0064】

窓２３は、第１の実施形態と略同様に、第１のワークピース１７を貫通して第２のワークピース１９内に延びている。第１の実施形態との違いは、第２のワークピース１９に、凸状湾曲５９の形態の加工を施した表面２９が設けられていることである。凸状湾曲５９は、表面構造５０のさらなる形態を表す。凸状湾曲５０を、図３を参照して説明した微細構造４９と組み合わせてもよい。

【0065】

凸状湾曲５９は、第１のワークピース１７の前面２５に向かって突出している。凸状湾曲２９により、レーザビーム４７を光トラップ４５内に向けることを容易にすることができる。図７に、複数の反射を伴うレーザビーム４７が破線で示されている。

【0066】

図９に、半製品１５のさらなる実施形態が示されている。窓２３は、図７を参照して説明した実施形態と同様である。これは、窓２３が、凸状湾曲５９の形態の表面構造５０が設けられた第２のワークピース１９の表面２９を露出させることを意味する。

【0067】

第２のワークピース１９に表面構造５０、光トラップ４５、および大きい内寸３７が設けられる、図７を参照して説明した実施形態とは対照的に、図９の実施形態では、ワークピース１７に大きい内寸３７が設けられている。

【0068】

表面２９の凸状湾曲５９は、少なくとも窓２３の領域において、第２のワークピース１９の材料を第１のワークピース１７に向かって曲げるまたはエンボス加工するという点で実現することができる。言い換えると、第２のワークピース１９はエンボス６０を有し、このエンボス６０によって凸状湾曲５９が形成される。このようなエンボス６０を、例えば、図９に概略的に示すパンチ６２によって形成することができる。エンボス６０は、ワークピース１７、１９が互いに位置決めされる前または後に設けることができる。

【0069】

図１０に、半製品１５のさらなる実施形態が断面で示されている。

【0070】

半製品１５は、コンタクト本体３を形成する第１のワークピース１７と、ばね７の形のコンタクト部５を形成する第２のワークピース１９とを備える。ばね７は、いくつかのスラット６１を有する。

【0071】

コンタクト部５を、フラットコンタクトとの接続のために使用することができ、フラットコンタクトをその後のコンタクト要素１で使用するときに、フラットコンタクトにスラット６１が接触する。窓２３は、第１のワークピース１７を貫通し、ばね７の２つの隣接するスラット６１の表面２９を露出させる。

【0072】

光トラップ４５が、各スラット６１と窓２３の境界４１との間に形成されている。両方のスラット６１を第１のワークピース１７に同時に溶接するために、２つのレーザビーム４７を、窓を通して光トラップ４５内に同時に放射することができる。

【0073】

この代わりに、レーザビーム４７を、窓２３を通して続けて放射してもよい。

【0074】

レーザ溶接用に２つのレーザビーム４７を同時に発生させるために、単一のレーザビームを、二焦点レンズを通して放射することにより、分割してもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ 電気コンタクト要素
３ コンタクト本体
５ コンタクト部
７ ばね
９ コンタクト部
１１ コンタクト要素
１３ 圧着翼部
１５ 半製品
１７ 第１のワークピース
１９ 第２のワークピース
２１ １枚のシートメタル
２３ 窓
２５ 前面
２７ 後面
２９ 表面
３１ 反射面
３３ ベース領域
３５ 内寸
３７ 内寸
３９ アンダカット
４１ 境界
４３ 間隙
４５ 光トラップ
４７ レーザビーム
４９ 微細構造
５０ 表面構造
５１ 面法線
５３ 角度
５５ 溶接スポット
５７ 縁部
５９ 凸状湾曲
６０ エンボス
６１ スラット
６２ パンチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】