JP2001165835A - バネ部材におけるバネ部の耐久性評価方法および試料固定用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料片に対する締め付けによる影響を有効に
回避して、より正確なバネ部材におけるバネ部の耐久性
評価方法に使用される試料固定用治具を提供する。 【解決手段】 試料固定用治具１０は、稜線部１１ａ両
側に、試料片１５の曲げ加工された対応バネ部１５ａ両
側の各延設片部１５ｂが当接される稜面１１ｂが備えら
れると共に稜線部１１ａに沿って３片以上の試料片１５
が並列配置可能とされる治具ブロック体１１と、各稜面
１１ｂに各延設片部１５ｂを挟持状に固定保持すべく、
各稜面１１ｂに着脱自在に取付固定される一対の固定板
１２と、各固定板１２の取付固定される両端部近傍で稜
面１１ｂと固定板１２との相互間に介在されると共に試
料片１５と同じ厚みを有するスペーサ体２５とを備え
る。両稜面１１ｂにより構成される稜線部１１ａの内角
θ２が、試料片１５の曲げ角度θ１の変位に対応する試
料片固定角度に形成されると共に、稜線部１１ａに対応
バネ部１５ａとの干渉を回避する逃し部１１ｃが形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や産業機器
およびそれらに装着される電気・電子機器の電気信号や
電源からの電力を供給する電線を接続するための金属製
接続部品（いわゆる接続端子）等において、弾接により
電気的接続状態を確保するバネ部材におけるバネ部の耐
久性評価方法およびそれに使用される試料固定用治具に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電線同士の接続においては、図
１６に示される如く、一方の電線１端部に接続端子とし
ての雄端子２が圧着されると共に、対応する他方の電線
３端部にも接続端子としての雌端子４が圧着されてお
り、雄端子２の先端部に備えられた細長板状のタブ部２
ａを、対向する雌端子４の先端部に備えられた矩形筒状
の接続筒部４ａ内に挿入することによって、接続筒部４
ａ内に弾性変形自在に備えられた弾性片部４ｂが弾性変
形され、この弾性変形された弾性片部４ｂの弾性復帰力
により接続筒部４ａ内面側と弾性片部４ｂとで前記タブ
部２ａが挟持されて、両端子２、４間が互いに導通状態
となり、ここに両電線１、３相互間で電気的な接続状態
が確保されるように構成されている。

【０００３】そして、通常のコネクタを用いた接続にお
いては、例えば、一方のコネクタハウジングの各所定位
置に、各電線端部にそれぞれ圧着された上記のような構
造の雄端子をそれぞれ収容保持させ、対応する他方のコ
ネクタハウジングの各所定位置に、各電線端部にそれぞ
れ圧着された上記のような構造の雌端子をそれぞれ収容
保持させ、両コネクタハウジングを互いに嵌合させて連
結することにより、各雄端子と各雌端子とがそれぞれ一
括して上記のような接続状態が得られるように構成され
ている。

【０００４】また、電線と機器との接続においても、上
記のようなコネクタによる接続構造と同様に構成されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、上記のような接
続端子相互間の接続において、電気的な接続状態を確保
・維持する際に、図１７に示される如く、曲げ加工され
た弾性片部４ｂの弾性変形に寄与するバネ部４ｃの耐久
性が特に重要な要因となっている。

【０００６】即ち、雄端子２のタブ部２ａを雌端子４の
接続筒部４ａ内に挿入することによって弾性片部４ｂは
バネ部４ｃで弾性変形され、この弾性片部４ｂのバネ部
４ｃでの弾性復帰力によりタブ部２ａが接続筒部４ａ内
面側と弾性片部４ｂとで挟持されて接点部で所望の接触
圧力が確保される。この際、バネ部４ｃの応力緩和が大
きいとその変形状態になじみ、経年劣化により弾性復帰
力が低下して、接点部での接触圧力が低下すると、電気
抵抗が増大もしくは増大し易くなり、接触信頼性の点で
問題となるため、バネ部４ｃの応力緩和が耐久性評価の
上で特に重要な要因の一つと認識されている。

【０００７】また、通常、金属板に曲げ加工を施すと、
加工硬化により曲げ加工部分の機械的特性が変化するた
め、応力緩和特性も変化する。そして、一般に、加工の
程度が大きい程、即ち、板厚に対する曲げ半径が小さい
程、また初期状態からの曲げ角度が大きい程、応力緩和
がより大きくなる傾向にある。

【０００８】しかしながら、曲げ加工部分の機械的特性
を直接評価しようとしても、上記のような構造の雌端子
４の場合、単一材料を適宜、曲げ加工して接続筒部４ａ
や弾性片部４ｂを構成しており、その弾性片部４ｂは矩
形筒状の接続筒部４ａ内部に位置している場合が多く、
バネ部４ｃに直接変位を付与してその応力緩和を測定す
ることが困難であった。特に、近年の接続端子の小型化
によってそのような測定はより困難なものとなってい
る。

【０００９】また、各端子２、４を製造してタブ部２ａ
を接続筒部４ａ内に挿入した接続状態とし、この状態で
一定環境下に所定時間放置した後のバネ部４ｃのヘタリ
を測定することにより耐久性評価に必要なデータを十分
得ることもできるが、そのためには各種形状のバネ部４
ｃを有する雌端子４を予め製造する必要があり、各種形
状の接続端子を成形するための加工金型も多くの種類、
必要とされ、時間的にも経済的にも負担が大きいものに
なってしまうという欠点があった。

【００１０】このため接続端子の材料の選択に当たって
は、曲げ加工を行わない板状の条材に所定荷重を付与し
て変形させ、その状態で一定環境下に放置した後、荷重
を除去し、元の形状への戻りの変化の程度を測定したデ
ータを参考資料として用いることにより、バネ部４ｃの
耐久性を推定し、雌端子４を設計していた。

【００１１】しかしながら、上記参考資料としてのデー
タには、実際の曲げ加工による加工硬化等の物性変化が
盛り込まれていないため、実際とはかなり相違してお
り、不十分で不正確なものとなるという問題があった。

【００１２】そこで、本願出願人は、先に、より正確な
バネ部材におけるバネ部の耐久性評価方法およびそれに
使用される試料固定用治具を提案した。

【００１３】即ち、図７は、バネ部材としての前記雌端
子４におけるバネ部４ｃの耐久性評価方法に使用される
提案例としての試料固定用治具１０を示しており、側面
視五角形の金属製の治具ブロック体１１と、治具ブロッ
ク体１１の上部に構成された山形状の稜線部１１ａ両側
に位置する下降傾斜状の稜面１１ｂにそれぞれ着脱自在
に取付固定される一対の矩形平板状の金属製の固定板１
２とから主構成されている。

【００１４】そして、各固定板１２の長手方向両端部に
は、長手方向と直交する方向の細長状のボルト挿通溝１
２ａがそれぞれ形成されており、固定ボルト（もしくは
固定ねじ）、例えば、六角穴付ボルト１３をボルト挿通
溝１２ａに挿通させて稜面１１ｂに形成された雌ねじ孔
に螺合締結することにより、固定板１２が稜面１１ｂに
着脱自在に取付固定されるように構成されている。この
際、六角穴付ボルト１３とボルト挿通溝１２ａとの溝長
手方向に沿った相対移動により、固定板１２は稜面１１
ｂに沿って上下方向に位置調整自在に構成されている。

【００１５】また、図７において、１５は細長板状の金
属バネ材（例えば端子用銅合金）をその中間部で雌端子
４のバネ部４ｃと同じに曲げ加工した対応バネ部１５ａ
を有する試料片で、例えば、図１１にも示される如く、
板厚ｔが０．２５ｍｍ、対応バネ部１５ａの曲げ角度θ
１が９０度に構成され、曲げ半径Ｒは０．３ｍｍ、０．
５ｍｍ、１．０ｍｍ等、各種用意されている。

【００１６】そして、治具ブロック体１１の両稜面１１
ｂにより構成される試料片固定角度としての内角θ２
は、対応バネ部１５ａのバネ機能を発揮させる弾性変形
方向に曲げ角度の変位を付与すべく、試料片１５の曲げ
角度θ１より狭く構成されている。例えば、曲げ角度θ
１が９０度の場合は、内角θ２は６０度、７０度、８０
度等の治具ブロック体１１が用意されている。

【００１７】また、稜線部１１ａには、適宜、面取りに
よる逃し部１１ｃが形成されており、この面取り幅は試
料片１５の対応バネ部１５ａと各稜面１１ｂ上端縁とが
互いに干渉しないように、内角θ２の大小に応じて適宜
幅に構成されている。

【００１８】そして、試料固定用治具１０に試料片１５
を取付固定する場合には、図８に示されるように、治具
ブロック体１１の両稜面１１ｂにまたがって試料片１５
を載置し、図９に示される如く、試料片１５の対応バネ
部１５ａの一方側の延設片部１５ｂを稜面１１ｂと固定
板１２とで挟持状として六角穴付ボルト１３により締め
付け固定する。

【００１９】次に、試料片１５の他方側の延設片部１５
ｂも同様に、図１０に示される如く、稜面１１ｂと固定
板１２とで挟持状として六角穴付ボルト１３により締め
付け固定する。

【００２０】ここに、試料片１５は、対応バネ部１５ａ
がバネ機能を発揮させる弾性変形方向に所定の曲げ角度
の変位（θ１−θ２）を付与した負荷状態で固定保持さ
れる。

【００２１】また、試料片１５の取付位置を正確にする
ため、図８ないし図１０に示される如く、試料片１５の
対応バネ部１５ａにおける曲げ半径Ｒよりも僅かに小径
のガイド線材１７を、稜線部１１ａの面取りされた面取
り面１１ｄと対応バネ部１５ａ内面側との間に介在させ
ることが好ましい。この場合、ガイド線材１７の外径は
試料片１５が試料固定用治具１０の取付固定された状態
の対応バネ部１５ａの曲げ半径に対応する外径が好まし
い。

【００２２】そして、上記のように試料片１５が試料固
定用治具１０に固定保持された状態で、所定環境下、例
えば、高温環境下や腐食環境化等の特定環境化に所定時
間放置する。

【００２３】そして、所定時間経過後、両固定板１２を
取り外して、試料片１５に対する負荷を解放し、曲げ角
度の変位の戻り方向の角度の変化、即ち試料片１５の曲
げ角度θ１の変化を測定し、そのデータに基づき曲げ加
工部分の応力緩和を定量的に把握し、応力緩和が大きけ
れば耐久性が短く、応力緩和が小さければ耐久性が長い
というように、応力緩和の大小の程度に応じて対応バネ
部１５ａの耐久性を評価する。

【００２４】即ち、負荷を解放して角度の変化を測定す
ることにより、図１２に示されるような応力残留率と時
間との関係を示す図が得られる。この場合、実線ａは曲
げ加工を行っていない未加工の板材におけるデータで、
点線ｂおよび一点鎖線ｃは曲げ加工を行った試料片１５
におけるデータであり、点線ｂの試料片１５よりも一点
鎖線ｃの試料片１５の方が曲げ加工の度合いが大とされ
ている（なお、曲げ半径Ｒが小さい程、そして曲げ角度
θ１が小さい程、曲げ加工の加工度が大きいまたは厳し
い加工という）。

【００２５】従って、曲げ加工を行わない未加工の板材
における応力残留率に対し、曲げ加工後の試料片１５に
おける応力残留率の差異を明確に把握することができ、
ここに、応力緩和率も定量的に把握でき、これを雌端子
４のバネ部４ｃの設計にフィードバックすることによ
り、曲げ加工に伴う加工硬化等の物性変化が盛り込まれ
たより正確な初期バネ反力の設計、バネ部の耐久性の評
価、即ち寿命予測が可能となる。

【００２６】ここに、応力緩和特性は、曲げ加工の度合
いの大小による異なる応力緩和率も予め予測することが
可能となり、雌端子４におけるバネ部４ｃの応力緩和に
よる接点トラブルを未然に防止でき、また各種曲げ形状
のバネ部４ｃを有する雌端子４を製造しなくてもその予
測ができるという利点がある。

【００２７】しかしながら、上記の試料固定用治具１０
を利用して、図１３に示される如く、稜線部１１ａに沿
って多数の試料片１５を並列配置し、各固定板１２を六
角穴付ボルト１３の雌ねじ孔１１ｅに螺合締結すること
により各試料片１５を固定保持して所定環境下に所定時
間放置した後、各試料片１５を取り外して時間と角度の
変化を測定して耐久性評価用のデータを得た場合、図１
４に示される如く、両端部に配置されたそれぞれの試料
片１５の測定データが、他の中間部に配置された各試料
片１５の測定データと比較して大きく異なる傾向にある
ことがわかった。

【００２８】これは、稜線部１１ａに沿って多数の試料
片１５を並列配置し、各固定板１２を六角穴付ボルト１
３で締め付け固定するに際して、各固定板１２の両端部
で締め付け固定されており、その締め付け固定部に最も
近い両端部に配置された各試料片１５の各延設片部１５
ｂが六角穴付ボルト１３の螺合締結によって直接的に締
め付けられる形となり、高温環境下にさらされた際に、
図１５に示される如く、中間部に配置された各試料片１
５における延設片部１５ｂの熱膨張による伸びは規制さ
れずに矢印方向に逃がすことができるが、両端部に配置
された各試料片１５における延設片部１５ｂの熱膨張に
よる伸びは前記締め付けによって規制され、熱膨張によ
る影響を回避できずに、余分な力が作用していることが
わかった。

【００２９】そこで、本発明の課題は、試料片に対する
締め付けによる影響を有効に回避して、より正確なバネ
部材におけるバネ部の耐久性評価方法およびそれに使用
される試料固定用治具を提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの方法の技術的手段は、曲げ加工されたバネ部材のバ
ネ部と同じに中間部で曲げ加工された対応バネ部を有す
る細長板状の試料片における前記対応バネ部両側の各延
設片部を、治具ブロック体に備えられた稜線部両側の稜
面にそれぞれ当接させ、各稜面に各延設片部を挟持状に
固定保持すべく、固定板を各稜面にその両端部で取付固
定することにより、前記対応バネ部のバネ機能を発揮さ
せる弾性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与し、そ
の負荷状態で、所定環境下に所定時間放置した後、前記
負荷状態を解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角
度の変化を測定することにより、前記対応バネ部の応力
緩和を定量的に把握し、その応力緩和の大小により前記
バネ部の耐久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐
久性評価方法であって、前記稜線部に沿って３片以上の
試料片を並列配置し、両端部の試料片を除いた中間部の
試料片により耐久性評価用のデータを得る点にある。

【００３１】また、前記バネ部材のバネ部は、電気的接
続状態を確保するためにバネ機能を発揮する接続端子の
バネ部であってもよい。

【００３２】さらに、上記の課題を解決するための治具
の技術的手段は、曲げ加工されたバネ部材のバネ部と同
じに中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細長板
状の試料片を、その対応バネ部のバネ機能を発揮させる
弾性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与した負荷状
態で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷状態
を解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の変化
を測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和を定
量的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ部の
耐久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性評価
方法に使用される試料固定用治具であって、稜線部両側
に、前記試料片の曲げ加工された対応バネ部両側の各延
設片部がそれぞれ当接される稜面がそれぞれ備えられる
と共に前記稜線部に沿って３片以上の試料片が並列配置
可能とされる治具ブロック体と、各稜面に各延設片部を
挟持状に固定保持すべく、各稜面にそれぞれその両端部
で着脱自在に取付固定される一対の固定板と、各固定板
の取付固定される前記両端部近傍で稜面と固定板との相
互間に介在されると共に前記試料片と同じ厚みを有する
スペーサ体とを備え、前記両稜面により構成される稜線
部の内角が、前記曲げ角度の変位に対応する試料片固定
角度に形成されると共に、稜線部に前記対応バネ部との
干渉を回避する逃し部が形成された点にある。

【００３３】また、前記スペーサ体が試料片と同じ形
状、厚みに形成されたダミー体より構成されてなる構造
としてもよい。

【００３４】さらに、前記スペーサ体が前記各稜面に取
り付けられてなる構造や、前記スペーサ体が前記各固定
板に取り付けられてなる構造としてもよい。

【００３５】また、上記の課題を解決するための治具の
技術的手段として、曲げ加工されたバネ部材のバネ部と
同じに中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細長
板状の試料片を、その対応バネ部のバネ機能を発揮させ
る弾性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与した負荷
状態で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷状
態を解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の変
化を測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和を
定量的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ部
の耐久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性評
価方法に使用される試料固定用治具であって、稜線部両
側に、前記試料片の曲げ加工された対応バネ部両側の各
延設片部がそれぞれ当接される稜面がそれぞれ備えられ
た治具ブロック体と、各稜面に各延設片部を挟持状に固
定保持すべく、各稜面にそれぞれ着脱自在に取付固定さ
れる一対の固定板とを備え、前記各稜面に前記試料片の
延設片部が収容される試料片の厚みと同じ深さを有する
収容溝部がそれぞれ備えられ、前記両稜面により構成さ
れる稜線部の内角が、前記曲げ角度の変位に対応する試
料片固定角度に形成されると共に、稜線部に前記対応バ
ネ部との干渉を回避する逃し部が形成された構造として
もよい。

【００３６】さらに、上記の課題を解決するための治具
の技術的手段として、曲げ加工されたバネ部材のバネ部
と同じに中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細
長板状の試料片を、その対応バネ部のバネ機能を発揮さ
せる弾性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与した負
荷状態で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷
状態を解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の
変化を測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和
を定量的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ
部の耐久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性
評価方法に使用される試料固定用治具であって、稜線部
両側に、前記試料片の曲げ加工された対応バネ部両側の
各延設片部がそれぞれ当接される稜面がそれぞれ備えら
れた治具ブロック体と、各稜面に各延設片部を挟持状に
固定保持すべく、各稜面にそれぞれ着脱自在に取付固定
される一対の固定板とを備え、前記各固定板に前記試料
片の延設片部が収容される試料片の厚みと同じ深さを有
する収容溝部がそれぞれ備えられ、前記両稜面により構
成される稜線部の内角が、前記曲げ角度の変位に対応す
る試料片固定角度に形成されると共に、稜線部に前記対
応バネ部との干渉を回避する逃し部が形成された構造と
してもよい。

【００３７】また、前記各固定板が、それぞれ前記稜面
に沿って上下方向に位置調整自在に取付固定される構造
としてもよい。

【００３８】さらに、前記逃し部が面取りにより形成さ
れ、前記試料片の曲げ加工部分の曲げ半径よりも僅かに
小径で、かつ前記面取りされた面取り面と前記取付固定
される前記試料片の対応バネ部内面側との間に介在され
るガイド線材を備えてなる構造としてもよい。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図面に基づいて説明すると、図１は、バネ部材としての
雌端子４におけるバネ部４ｃの耐久性評価方法に使用さ
れる試料固定用治具１０を示しており、前記先行する本
願出願人による提案例と同様、側面視五角形の金属製の
治具ブロック体１１と、治具ブロック体１１の上部に構
成された山形状の稜線部１１ａ両側に位置する下降傾斜
状の稜面１１ｂにそれぞれ着脱自在に取付固定される一
対の矩形平板状の金属製の固定板１２とから主構成され
ている。なお、前記提案例と同様構成部分は同一符号を
付している。

【００４０】そして、各固定板１２の長手方向両端部に
は、長手方向と直交する方向の細長状のボルト挿通溝１
２ａがそれぞれ形成されており、固定ボルト（もしくは
固定ねじ）、例えば、六角穴付ボルト１３をボルト挿通
溝１２ａに挿通させて稜面１１ｂに形成された雌ねじ孔
１１ｅに螺合締結することにより、固定板１２が稜面１
１ｂに着脱自在に取付固定されるように構成されてい
る。この際、六角穴付ボルト１３とボルト挿通溝１２ａ
との溝長手方向に沿った相対移動により、固定板１２は
稜面１１ｂに沿って上下方向に位置調整自在に構成され
ている。

【００４１】また、図１において、１５は細長板状の金
属バネ材（例えば端子用銅合金）をその中間部で雌端子
４のバネ部４ｃと同じに曲げ加工した対応バネ部１５ａ
を有する試料片で、例えば、図１１にも示される如く、
板厚ｔが０．２５ｍｍ、対応バネ部１５ａの曲げ角度θ
１が９０度に構成され、曲げ半径Ｒは０．３ｍｍ、０．
５ｍｍ、１．０ｍｍ等、各種用意されている。

【００４２】そして、治具ブロック体１１の両稜面１１
ｂにより構成される試料片固定角度としての内角θ２
は、対応バネ部１５ａのバネ機能を発揮させる弾性変形
方向に曲げ角度の変位を付与すべく、試料片１５の曲げ
角度θ１より狭く構成されている。例えば、曲げ角度θ
１が９０度の場合は、内角θ２は６０度、７０度、８０
度等の治具ブロック体１１が用意されている。

【００４３】また、稜線部１１ａには、適宜、面取りに
よる逃し部１１ｃが形成されており、この面取り幅は試
料片１５の対応バネ部１５ａと各稜面１１ｂ上端縁とが
互いに干渉しないように、内角θ２の大小に応じて適宜
幅に構成されている。

【００４４】そして、試料固定用治具１０に試料片１５
を取付固定する場合には、図１に示されるように、治具
ブロック体１１の両稜面１１ｂにまたがって試料片１５
を載置すると共に、稜線部１１ａに沿って多数（少なく
とも３片以上）の試料片１５を並列状に配置し、試料片
１５の対応バネ部１５ａの一方側の延設片部１５ｂを稜
面１１ｂと固定板１２とで挟持状として六角穴付ボルト
１３により締め付け固定する。

【００４５】次に、試料片１５の他方側の延設片部１５
ｂも前述同様、稜面１１ｂと固定板１２とで挟持状とし
て六角穴付ボルト１３により締め付け固定する。

【００４６】ここに、試料片１５は、対応バネ部１５ａ
がバネ機能を発揮させる弾性変形方向に所定の曲げ角度
の変位（θ１−θ２）を付与した負荷状態で固定保持さ
れる。

【００４７】この際、各固定板１２の上端縁部を、各稜
面１１ｂの上端縁部にできるだけ近い位置で試料片１５
を固定し、対応バネ部１５ａに対して、前述同様、図１
０仮想線で示されるように、対応バネ部１５ａを中心と
する回転方向の荷重以外の負荷や変形が作用しないよう
にすることが好ましい。

【００４８】また、試料片１５の取付位置を正確にする
ため、前述同様、試料片１５の対応バネ部１５ａにおけ
る曲げ半径Ｒよりも僅かに小径のガイド線材１７を、稜
線部１１ａの面取りされた面取り面１１ｄと対応バネ部
１５ａ内面側との間に介在させることが好ましい。この
場合、ガイド線材１７の外径は試料片１５が試料固定用
治具１０の取付固定された状態の対応バネ部１５ａの曲
げ半径に対応する外径が好ましい。

【００４９】そして、上記のように試料片１５が試料固
定用治具１０に固定保持された状態で、所定環境下、例
えば、高温環境下や腐食環境化等の特定環境化に所定時
間放置する。

【００５０】なお、本実施形態にあっては、六角穴付ボ
ルト１３による締め付け部分近傍に位置する両端部の試
料片１５はスペーサ体２５としてのダミー体として取り
付けられている。

【００５１】そして、所定時間経過後、両固定板１２を
取り外して、試料片１５に対する負荷を解放し、曲げ角
度の変位の戻り方向の角度の変化、即ち試料片１５の曲
げ角度θ１の変化を測定し、そのデータに基づき曲げ加
工部分の応力緩和を定量的に把握し、応力緩和が大きけ
れば耐久性が短く、応力緩和が小さければ耐久性が長い
というように、応力緩和の大小の程度に応じて対応バネ
部１５ａの耐久性を評価する。

【００５２】この際、両端部に位置する試料片１５は単
に、スペーサ体２５として介在されており、耐久性評価
用のデータからは除外される。

【００５３】そして、スペーサ体２５は試料片１５と同
じ厚みを有しているため、両スペーサ体２５間に配置さ
れた中間部の他の試料片１５に対する固定板１２の締め
付けによる影響が有効に回避され、各試料片１５から安
定した耐久性評価用のデータが得られ、曲げ加工を行わ
ない未加工の板材における応力残留率に対し、曲げ加工
後の試料片１５における応力残留率の差異を明確に把握
することができ、ここに、応力緩和率も定量的に把握で
き、これを雌端子４のバネ部４ｃの設計にフィードバッ
クすることにより、曲げ加工に伴う加工硬化等の物性変
化が盛り込まれたより正確な初期バネ反力の設計、バネ
部の耐久性の評価、即ち寿命予測が可能となる。

【００５４】ここに、応力緩和特性は、曲げ加工の度合
いの大小による異なる応力緩和率も予め予測することが
可能となり、雌端子４におけるバネ部４ｃの応力緩和に
よる接点トラブルを未然に防止でき、また各種曲げ形状
のバネ部４ｃを有する雌端子４を製造しなくてもその予
測ができるという利点がある。

【００５５】また、スペーサ体２５はダミー体としての
試料片１５を利用することにより、別途、スペーサ体２
５を製作する必要もない。

【００５６】なお、評価可能な試料片１５の曲げ角度θ
１は０度＜θ１＜１８０度の範囲であるが、実用上は４
５度≦θ１≦１３５度の程度の範囲が好ましい。またバ
ネ部材の材料の横並び評価であれば、特定の一種類の曲
げ角度θ１でよく、接続端子材料にあっては、最も標準
的な曲げ加工であるθ１＝９０度の曲げ加工を採用すれ
ばよい。

【００５７】そして、対応する試料固定用治具１０の内
角θ２は、０度＜θ２＜θ１の範囲を選択すればよく、
θ１＝９０度の場合は、θ２＝６０度、７０度、８０度
程度が好適である。さらに、試料固定用治具１０の内角
θ２として、実際の使用状況に対応するバネ部の曲げ角
度の変位に対応した角度を採用すれば、より実際に近い
耐久性の評価を得ることができる。

【００５８】また、試料片１５の板厚ｔ、曲げ半径Ｒ、
曲げ角度θ１や治具ブロック体１１の内角θ２等は上記
実施形態に限られず、必要に応じて適宜設定すればよ
く、試料片１５の材料においてもバネ部材として使用さ
れる材料につき、前記データを種々測定しておけば、目
的とするバネ部材のバネ部に適する材料、板厚ｔ、曲げ
半径Ｒ、曲げ角度θ１等が容易に得られる利点がある。

【００５９】さらに、試料固定用治具１０の材料として
は、高温環境や腐食環境等にさらされるため、環境に応
じて耐食性のよい材料を適宜選択すればよく、高温環境
用としてはステンレス（例えばＳＵＳ３０４）、アンモ
ニア雰囲気用としてはアルミ等で製作することが好まし
い。

【００６０】また、バネ部材として雌端子４を例示して
いるが、接続端子に限定されず、曲げ加工によるバネ部
を有するバネ部材であれば、同様に耐久性を評価でき、
さらにガイド線材１７にあっても常に使用する必要はな
く、必要に応じて用いればよい。

【００６１】なお、スペーサ体２５として試料片１５を
用いた構造を示しているが、別部材により形成した構造
であってもよい。この場合、試験時の雰囲気温度（例え
ば、１５０℃程度）に耐えうるもので、試料片１５と同
じ形状、厚みに形成され、熱膨張係数も等しいものが好
ましい。即ち、試料片１５と同じ材質でスペーサ体２５
を構成することがより好ましい。

【００６２】図２は第２の実施形態における試料固定用
治具１０を示しており、前述と同様構成部分は同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００６３】即ち、本実施形態においては、第１の実施
形態におけるスペーサ体２５に代えて、各稜面１１ｂに
おける両雌ねじ孔１１ｅ間両端部に位置して延設片部１
５ｂと同じ厚みを有する細長矩形板状のスペーサ体２５
が、着脱自在に固定ねじ２６によりねじ止め固定された
構造とされている。この場合のスペーサ体２５も熱膨張
係数が試料片１５と等しいものを採用することが好まし
い。即ち、試料片１５と同じ材質でスペーサ体２５を構
成することがより好ましい。

【００６４】そして、本実施形態によっても、スペーサ
体２５は試料片１５と同じ厚みを有しているため、両ス
ペーサ体２５間に配置された中間部に配置された他の試
料片１５に対する締め付けによる影響が有効に回避さ
れ、前述同様、各試料片１５から安定した耐久性評価用
のデータが得られ、曲げ加工を行わない未加工の板材に
おける応力残留率に対し、曲げ加工後の試料片１５にお
ける応力残留率の差異を明確に把握することができ、こ
こに、応力緩和率も定量的に把握でき、これを雌端子４
のバネ部４ｃの設計にフィードバックすることにより、
曲げ加工に伴う加工硬化等の物性変化が盛り込まれたよ
り正確な初期バネ反力の設計、バネ部の耐久性の評価、
即ち寿命予測が可能となる。

【００６５】図３および図４は第３の実施形態における
試料固定用治具１０を示しており、前述と同様構成部分
は同一符号を付し、その説明を省略する。

【００６６】即ち、本実施形態においては、第１の実施
形態におけるスペーサ体２５に代えて、各固定板１２に
おけるボルト挿通溝１２ａ間両端部に位置して延設片部
１５ｂと同じ厚みを有する細長矩形板状のスペーサ体２
５が、着脱自在に固定ねじ２７によりねじ止め固定され
た構造とされている。この場合のスペーサ体２５も熱膨
張係数が試料片１５と等しいものを採用することが好ま
しい。即ち、試料片１５と同じ材質でスペーサ体２５を
構成することがより好ましい。

【００６７】そして、本実施形態によっても、スペーサ
体２５は試料片１５と同じ厚みを有しているため、両ス
ペーサ体２５間に配置された中間部に配置された他の試
料片１５に対する締め付けによる影響が有効に回避さ
れ、前述同様、各試料片１５から安定した耐久性評価用
のデータが得られ、曲げ加工を行わない未加工の板材に
おける応力残留率に対し、曲げ加工後の試料片１５にお
ける応力残留率の差異を明確に把握することができ、こ
こに、応力緩和率も定量的に把握でき、これを雌端子４
のバネ部４ｃの設計にフィードバックすることにより、
曲げ加工に伴う加工硬化等の物性変化が盛り込まれたよ
り正確な初期バネ反力の設計、バネ部の耐久性の評価、
即ち寿命予測が可能となる。

【００６８】図５は第４の実施形態における試料固定用
治具１０を示しており、前述と同様構成部分は同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００６９】即ち、本実施形態においては、各稜面１１
ｂに、試料片１５の延設片部１５ｂが収容されるべく、
延設片部１５ｂの厚みと同じ深さを有する収容溝部１１
ｆが稜線部１１ａに沿った方向に多数形成されている。

【００７０】また、収容溝部１１ｆの長さや幅は、試料
片１５よりも長く形成された構造とされている。

【００７１】なお、他の部分は第１の実施形態と同様に
構成されている。また、収容溝部１１ｆはその長手方向
長さが稜面１１ｂの全長にわたって形成されて構造であ
ってもよく、さらには複数の収容溝部１１ｆが単一の一
体化した収容溝部とされた構造であってもよい。さら
に、多数の試料片１５を取り付けない場合には、稜面１
１ｂに単一の収容溝部１１ｆを有する構造であってもよ
い。

【００７２】従って、本実施形態によっても、試料固定
用治具１０に各試料片１５が取付固定された際、各収容
溝部１１ｆは延設片部１５ｂの厚みと同じ深さを有して
いるため、各試料片１５に対する締め付けによる影響が
有効に回避され、前述同様、各試料片１５から安定した
耐久性評価用のデータが得られ、曲げ加工を行わない未
加工の板材における応力残留率に対し、曲げ加工後の試
料片１５における応力残留率の差異を明確に把握するこ
とができ、ここに、応力緩和率も定量的に把握でき、こ
れを雌端子４のバネ部４ｃの設計にフィードバックする
ことにより、曲げ加工に伴う加工硬化等の物性変化が盛
り込まれたより正確な初期バネ反力の設計、バネ部の耐
久性の評価、即ち寿命予測が可能となる。

【００７３】図６は第５の実施形態における試料固定用
治具１０を示しており、前述と同様構成部分は同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００７４】即ち、本実施形態においては、各固定板１
２の内面側に、試料片１５の延設片部１５ｂが収容され
るべく、延設片部１５ｂの厚みと同じ深さを有する収容
溝部１２ｂが長手方向に適宜間隔を有して多数形成され
ている。

【００７５】また、収容溝部１２ｂの幅は、試料片１５
よりも長く形成された構造とされている。

【００７６】なお、他の部分は第１の実施形態と同様に
構成されている。

【００７７】従って、本実施形態によっても、試料固定
用治具１０に各試料片１５が取付固定された際、各収容
溝部１２ｂは延設片部１５ｂの厚みと同じ深さを有して
いるため、各試料片１５に対する締め付けによる影響が
有効に回避され、前述同様、各試料片１５から安定した
耐久性評価用のデータが得られ、曲げ加工を行わない未
加工の板材における応力残留率に対し、曲げ加工後の試
料片１５における応力残留率の差異を明確に把握するこ
とができ、ここに、応力緩和率も定量的に把握でき、こ
れを雌端子４のバネ部４ｃの設計にフィードバックする
ことにより、曲げ加工に伴う加工硬化等の物性変化が盛
り込まれたより正確な初期バネ反力の設計、バネ部の耐
久性の評価、即ち寿命予測が可能となる。

【００７８】なお、本実施形態における各収容溝部１２
ｂも、第４の実施形態と同様、単一の一体化した収容溝
部とされた構造としてもよく、単一の収容溝部１２ｂで
あってもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、本発明のバネ部材におけ
るバネ部の耐久性評価方法によれば、稜線部に沿って３
片以上の試料片を並列配置し、両端部の試料片を除いた
中間部の試料片により耐久性評価用のデータを得る方法
であり、締め付けによる影響が有効に回避された試料片
から得られたデータをもとに耐久性を評価するため、よ
り正確なバネ部の耐久性の評価が行えるという利点があ
る。

【００８０】そして、前記バネ部材のバネ部が、電気的
接続状態を確保するためにバネ機能を発揮する接続端子
のバネ部であれば、各種の試料片から最適な接続端子の
材料、バネ部の形状が得られ、ここに、各種曲げ形状の
バネ部を有する接続端子を予め製造しなくてもよく、時
間的、経済的負担の軽減が図れるという利点がある。

【００８１】また、本発明の試料固定用治具によれば、
スペーサ体や収容溝部によって試料片に対する締め付け
による影響が有効に回避でき、より正確なバネ部の耐久
性の評価が行えるという利点がある。

【００８２】さらに、各固定板が、それぞれ稜面に沿っ
て上下方向に位置調整自在に取付固定される構造とすれ
ば、対応バネ部を中心とする回転方向の荷重以外の負荷
や変形が作用しないように取付固定できる。

【００８３】また、逃し部が面取りにより形成され、試
料片の曲げ加工部分の曲げ半径よりも僅かに小径で、か
つ面取りされた面取り面と取付固定される試料片の対応
バネ部内面側との間に介在されるガイド線材を備えてな
る構造とすれば、試料片の取付位置をより正確にガイド
できると共に、対応バネ部を中心とする曲げ角度の変位
も安定して付与できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る試料固定用治具
の分解斜視図である。

【図２】第２の実施形態に係る試料固定用治具の分解斜
視図である。

【図３】第３の実施形態に係る固定板の側面図である。

【図４】第３の実施形態に係る試料固定用治具の一部側
面図である。

【図５】第４の実施形態に係る治具ブロック体の斜視図
である。

【図６】第５の実施形態に係る固定板の底面図である。

【図７】先行技術に係る試料固定用治具および試料片の
斜視図である。

【図８】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図９】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図１０】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図１１】同試料片の一部側面図である。

【図１２】曲げ加工による応力緩和率の変化を示す応力
残留率と時間との関係説明図である。

【図１３】先行技術に係る試料固定用治具による試料片
の取付例を示す斜視図である。

【図１４】その際における各試料片の角度と時間との関
係説明図である。

【図１５】その際における各試料片の伸び方向説明図で
ある。

【図１６】雄端子と雌端子の接続状態を示す説明図であ
る。

【図１７】雌端子のバネ部の説明図である。

【符号の説明】

１０ 試料固定用治具 １１ 治具ブロック体 １１ａ 稜線部 １１ｂ 稜面 １１ｃ 逃し部 １１ｄ 面取り面 １１ｅ 雌ねじ孔 １１ｆ 収容溝部 １２ 固定板 １２ａ ボルト挿通溝 １２ｂ 収容溝部 １３ 六角穴付ボルト １５ 試料片 １５ａ 対応バネ部 １５ｂ 延設片部 １７ ガイド線材 ２５ スペーサ体

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ加工されたバネ部材のバネ部と同じ
   に中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細長板状
   の試料片における前記対応バネ部両側の各延設片部を、
   治具ブロック体に備えられた稜線部両側の稜面にそれぞ
   れ当接させ、各稜面に各延設片部を挟持状に固定保持す
   べく、固定板を各稜面にその両端部で取付固定すること
   により、前記対応バネ部のバネ機能を発揮させる弾性変
   形方向に所定の曲げ角度の変位を付与し、その負荷状態
   で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷状態を
   解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の変化を
   測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和を定量
   的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ部の耐
   久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性評価方
   法であって、 前記稜線部に沿って３片以上の試料片を並列配置し、両
   端部の試料片を除いた中間部の試料片により耐久性評価
   用のデータを得ることを特徴とするバネ部材におけるバ
   ネ部の耐久性評価方法。
2. 【請求項２】 前記バネ部材のバネ部が、電気的接続状
   態を確保するためにバネ機能を発揮する接続端子のバネ
   部であることを特徴とする請求項１記載のバネ部材にお
   けるバネ部の耐久性評価方法。
3. 【請求項３】 曲げ加工されたバネ部材のバネ部と同じ
   に中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細長板状
   の試料片を、その対応バネ部のバネ機能を発揮させる弾
   性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与した負荷状態
   で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷状態を
   解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の変化を
   測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和を定量
   的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ部の耐
   久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性評価方
   法に使用される試料固定用治具であって、 稜線部両側に、前記試料片の曲げ加工された対応バネ部
   両側の各延設片部がそれぞれ当接される稜面がそれぞれ
   備えられると共に前記稜線部に沿って３片以上の試料片
   が並列配置可能とされる治具ブロック体と、各稜面に各
   延設片部を挟持状に固定保持すべく、各稜面にそれぞれ
   その両端部で着脱自在に取付固定される一対の固定板
   と、各固定板の取付固定される前記両端部近傍で稜面と
   固定板との相互間に介在されると共に前記試料片と同じ
   厚みを有するスペーサ体とを備え、 前記両稜面により構成される稜線部の内角が、前記曲げ
   角度の変位に対応する試料片固定角度に形成されると共
   に、稜線部に前記対応バネ部との干渉を回避する逃し部
   が形成されたことを特徴とする試料固定用治具。
4. 【請求項４】 前記スペーサ体が試料片と同じ形状、厚
   みに形成されたダミー体より構成されてなることを特徴
   とする請求項３記載の試料固定用治具。
5. 【請求項５】 前記スペーサ体が前記各稜面に取り付け
   られてなることを特徴とする請求項３記載の試料固定用
   治具。
6. 【請求項６】 前記スペーサ体が前記各固定板に取り付
   けられてなることを特徴とする請求項３記載の試料固定
   用治具。
7. 【請求項７】 曲げ加工されたバネ部材のバネ部と同じ
   に中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細長板状
   の試料片を、その対応バネ部のバネ機能を発揮させる弾
   性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与した負荷状態
   で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷状態を
   解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の変化を
   測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和を定量
   的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ部の耐
   久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性評価方
   法に使用される試料固定用治具であって、 稜線部両側に、前記試料片の曲げ加工された対応バネ部
   両側の各延設片部がそれぞれ当接される稜面がそれぞれ
   備えられた治具ブロック体と、各稜面に各延設片部を挟
   持状に固定保持すべく、各稜面にそれぞれ着脱自在に取
   付固定される一対の固定板とを備え、 前記各稜面に前記試料片の延設片部が収容される試料片
   の厚みと同じ深さを有する収容溝部がそれぞれ備えら
   れ、 前記両稜面により構成される稜線部の内角が、前記曲げ
   角度の変位に対応する試料片固定角度に形成されると共
   に、稜線部に前記対応バネ部との干渉を回避する逃し部
   が形成されたことを特徴とする試料固定用治具。
8. 【請求項８】 曲げ加工されたバネ部材のバネ部と同じ
   に中間部で曲げ加工された対応バネ部を有する細長板状
   の試料片を、その対応バネ部のバネ機能を発揮させる弾
   性変形方向に所定の曲げ角度の変位を付与した負荷状態
   で、所定環境下に所定時間放置した後、前記負荷状態を
   解放し、前記曲げ角度の変位の戻り方向の角度の変化を
   測定することにより、前記対応バネ部の応力緩和を定量
   的に把握し、その応力緩和の大小により前記バネ部の耐
   久性を評価するバネ部材におけるバネ部の耐久性評価方
   法に使用される試料固定用治具であって、 稜線部両側に、前記試料片の曲げ加工された対応バネ部
   両側の各延設片部がそれぞれ当接される稜面がそれぞれ
   備えられた治具ブロック体と、各稜面に各延設片部を挟
   持状に固定保持すべく、各稜面にそれぞれ着脱自在に取
   付固定される一対の固定板とを備え、 前記各固定板に前記試料片の延設片部が収容される試料
   片の厚みと同じ深さを有する収容溝部がそれぞれ備えら
   れ、 前記両稜面により構成される稜線部の内角が、前記曲げ
   角度の変位に対応する試料片固定角度に形成されると共
   に、稜線部に前記対応バネ部との干渉を回避する逃し部
   が形成されたことを特徴とする試料固定用治具。
9. 【請求項９】 前記各固定板が、それぞれ前記稜面に沿
   って上下方向に位置調整自在に取付固定されることを特
   徴とする請求項３ないし８のいずれかに記載の試料固定
   用治具。
10. 【請求項１０】 前記逃し部が面取りにより形成され、
    前記試料片の曲げ加工部分の曲げ半径よりも僅かに小径
    で、かつ前記面取りされた面取り面と前記取付固定され
    る前記試料片の対応バネ部内面側との間に介在されるガ
    イド線材を備えてなることを特徴とする請求項３ないし
    ９のいずれかに記載の試料固定用治具。