JP2001289756A

JP2001289756A - バネ部材における加工部の耐久性評価方法および試料固定用治具

Info

Publication number: JP2001289756A
Application number: JP2000102074A
Authority: JP
Inventors: Kingo Furukawa; 欣吾古川; Atsushi Nakamura; 篤中村
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】加工部を広げる方向に負荷が作用する場合に
おいて、より正確なバネ部材における加工部の耐久性評
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２０は、谷線部２１ａ両
側に、試料片２５の曲げ加工された対応バネ部２５ａ両
側の各延設片部２５ｂが当接される傾斜面２１ｂが備え
られると共に谷線部２１ａに沿って３片以上の試料片２
５が並列配置可能とされる治具ブロック体２１と、各傾
斜面２１ｂに各延設片部２５ｂを挟持状に固定保持すべ
く、各傾斜面２１ｂに着脱自在に取付固定される一対の
固定板２２と、各固定板２２の取付固定される両端部近
傍で傾斜面２１ｂと固定板２２との相互間に介在される
と共に試料片２５と同じ厚みを有するスペーサ体３５と
を備える。両傾斜面２１ｂにより構成される谷線部２１
ａの内角が、試料片２５の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。

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）等のバネ材料によるバネ
部材におけるバネ部分やその他の加工部の耐久性評価方
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】例えば、電線同士の接続においては、図
１９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２０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加工部としてのバ
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１２は、バネ部材としての前記雌
端子４における加工部としてのバネ部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１
１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。

【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１２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加工部とし
ての対応バネ部１５ａを有する試料片で、例えば、図１
５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θ１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１３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１
５を載置し、図１４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
締め付け固定すると共に、試料片１５の他方側の延設片
部１５ｂも同様に、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】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。

【００２０】また、試料片１５の取付位置を正確にする
ため、図１３および図１４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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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１６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）。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】しかしながら、試料固定用治具１０の曲げ
角度θ１よりも治具ブロック体１１の内角θ２の方が大
きい場合、即ち、対応バネ部１５ａを広げる方向（曲げ
戻す方向）の耐久性を評価しようとした場合、図１７に
示される如く、治具ブロック体１１の両稜面１１ｂにま
たがって試料片１５を載置すれば、稜線部１１ａと対応
バネ部１５ａとの相互間に大きな間隙が生じ、試料片１
５の各延設片部１５ｂを各稜面１１ｂに円滑に当接させ
ることが困難であり、試料片１５を稜線部１１ａ方向に
無理に押さえつけた状態で、各延設片部１５ｂを各稜面
１１ｂに固定板１２および六角穴付ボルト１３を介して
取付固定する必要があった。

【００２７】そして、試料片１５を無理に押しつけなが
ら固定するため、図１８に示される如く、対応バネ部１
５ａの形状がいびつに変形し、正確な測定が困難になる
というおそれがあった。

【００２８】そこで、本発明の課題は、加工部を広げる
方向に負荷が作用する場合において、より正確なバネ部
材における加工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。

【００２９】

【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加
工部と同じに中間部で曲げ加工された対応加工部を有す
る細長板状の試料片における前記対応加工部両側の各延
設片部を、治具ブロック体に備えられた谷線部両側の傾
斜面にそれぞれ当接させ、各傾斜面に各延設片部を挟持
状に固定保持すべく、固定板を各傾斜面にその両端部で
取付固定することにより、前記対応加工部の内角を広げ
る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、前記対応加工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加工部の耐
久性を評価するバネ部材における加工部の耐久性評価方
法であって、前記谷線部に沿って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。

【００３０】また、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加工部と同じ
に中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細長板状
の試料片を、その対応加工部の内角を広げる方向に所定
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評価するバ
ネ部材における加工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、谷線部両側に、前記試料片の曲
げ加工された対応加工部両側の各延設片部がそれぞれ当
接される傾斜面がそれぞれ備えられると共に前記谷線部
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、各傾斜面に各延設片部を挟持状に固定保
持すべく、各傾斜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傾斜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、前記両傾斜面により構成される谷線部の内角
が、前記曲げ角度の変位に対応する試料片固定角度に形
成された点にある。

【００３１】さらに、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。

【００３２】また、前記スペーサ体が前記各傾斜面に取
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。

【００３３】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加工部
と同じに中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細
長板状の試料片を、その対応加工部の内角を広げる方向
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評
価するバネ部材における加工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、谷線部両側に、前記試
料片の曲げ加工された対応加工部両側の各延設片部がそ
れぞれ当接される傾斜面がそれぞれ備えられた治具ブロ
ック体と、各傾斜面に各延設片部を挟持状に固定保持す
べく、各傾斜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、前記各傾斜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、前記両傾斜面により構成され
る谷線部の内角が、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た構造としてもよい。

【００３４】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加工部と
同じに中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細長
板状の試料片を、その対応加工部の内角を広げる方向に
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評価す
るバネ部材における加工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、谷線部両側に、前記試料片
の曲げ加工された対応加工部両側の各延設片部がそれぞ
れ当接される傾斜面がそれぞれ備えられた治具ブロック
体と、各傾斜面に各延設片部を挟持状に固定保持すべ
く、各傾斜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、前記両傾斜面により構成される
谷線部の内角が、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た構造としてもよい。

【００３５】さらに、前記各固定板が、それぞれ前記傾
斜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。

【００３６】また、前記各固定板における前記谷線部側
の互いに対向する側面部に、前記治具ブロック体の前記
両傾斜面で構成されるＶ溝形状に対応すべく、それぞれ
くさび形状に延設されると共に、前記各固定板の取付固
定状態で前記試料片の入隅部分を固定保持する入隅押さ
え部を有してなる構造としてもよい。

【００３７】

【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における矩形筒状に屈曲形成された接続筒部４
ａのコーナー部等のように広げる方向（曲げ戻す方向）
の負荷が作用する場合の加工部の耐久性評価方法に使用
される試料固定用治具２０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、金属製の治具ブロック
体２１と、治具ブロック体２１の上面側に構成されたＶ
溝形状の谷線部２１ａ両側に位置する上向き傾斜状の傾
斜面２１ｂ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２２とから主構成されてい
る。

【００３８】そして、各固定板２２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２
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２３をボルト挿通
溝２２ａに挿通させて傾斜面２１ｂに形成された雌ねじ
孔２１ｃ（図５、図８参照）に螺合締結することによ
り、固定板２２が傾斜面２１ｂ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２
３とボルト挿通溝２２ａとの溝長手方向に沿った相対移
動により、固定板２２は傾斜面２１ｂに沿って上下方向
に位置調整自在に構成されている。

【００３９】また、図１ないし図４に示される如く、２
５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の接続筒部４ａにおけるコーナー部
と同じに曲げ加工した対応加工部としての対応バネ部２
５ａを有する試料片で、前述の試料片１５と同様に構成
されており、板厚ｔが０．２５ｍｍ、対応バネ部２５ａ
の曲げ角度θ３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。

【００４０】そして、治具ブロック体２１の両傾斜面２
１ｂにより構成される試料片固定角度としての内角θ４
は、対応バネ部２５ａの内角を広げる方向、即ちバネ機
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２５の曲げ角度θ３より広く構成されてい
る。例えば、曲げ角度θ３が９０度の場合は、内角θ４
は１００度、１１０度、１２０度等の治具ブロック体２
１が用意されている。

【００４１】そして、試料固定用治具２０に試料片２５
を取付固定する場合には、図１および図２に示されるよ
うに、治具ブロック体２１の両傾斜面２１ｂ間に対応バ
ネ部２５ａを下側として試料片２５を載置すると共に、
谷線部２１ａに沿って多数（少なくとも３片以上）の試
料片２５を並列状に配置し、試料片２５の対応バネ部２
５ａの一方側の延設片部２５ｂを傾斜面２１ｂと固定板
２２とで挟持状として六角穴付ボルト２３により締め付
け固定する（図３参照）。

【００４２】次に、試料片２５の他方側の延設片部２５
ｂも前述同様、傾斜面２１ｂと固定板２２とで挟持状と
して六角穴付ボルト２３により締め付け固定する（図４
参照）。

【００４３】なお、谷線部２１ａと対応バネ部２５ａと
の相互間には適宜間隙を有しており、対応バネ部２５ａ
を広げる方向に変形させる際に、対応バネ部２５ａと谷
線部２１ａとが互いに干渉しないように構成されてい
る。本実施形態においては、谷線部２１ａは直線状に構
成されているが、対応バネ部２５ａと谷線部２１ａとが
互いに干渉しなければ、長手方向に直交する方向に適宜
アールの所定幅を有する構成であってもよい。

【００４４】ここに、試料片２５は、対応バネ部２５ａ
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（θ４−θ３）を付与した負荷状態で固定保持さ
れる。

【００４５】そして、上記のように試料片２５が試料固
定用治具２０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。

【００４６】なお、本実施形態にあっては、六角穴付ボ
ルト２３による締め付け部分近傍に位置する両端部の試
料片２５はスペーサ体３５としてのダミー体として取り
付けられている。

【００４７】そして、所定時間経過後、両固定板２２を
取り外して、試料片２５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２５の曲
げ角度θ３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２５ａの耐久性を評価する。

【００４８】この際、両端部に位置する試料片２５は単
に、スペーサ体３５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。

【００４９】そして、スペーサ体３５は試料片２５と同
じ厚みを有しているため、両スペーサ体３５間に配置さ
れた中間部の他の試料片２５に対する固定板２２の締め
付けによる影響が有効に回避され、また、対応バネ部２
５ａに曲げ角度の変位を付与すべく、各延設片部２５ｂ
を各傾斜面２１ｂに固定板２２を介して固定する場合に
も、前述提案例のように何ら無理に押しつける必要がな
く、従って、対応バネ部２５ａにいびつな変形が生じ
ず、円滑に変位を付与でき、各試料片２５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２５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の接続筒部４ａ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
（加工部）の耐久性の評価、即ち寿命予測が可能とな
る。

【００５０】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における接続筒部４ａ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
状の接続筒部４ａを有する雌端子４を製造しなくてもそ
の予測ができ、時間的、経済的負担の軽減も図れるとい
う利点がある。

【００５１】また、スペーサ体３５はダミー体としての
試料片２５を利用することにより、別途、スペーサ体３
５を製作する必要もない。

【００５２】さらに、各固定板２２がそれぞれ傾斜面２
１ｂに沿って上下方向に位置調整自在に取付固定される
構造であり、好適な位置で各延設片部２５ｂを固定でき
る。

【００５３】なお、評価可能な試料片２５の曲げ角度θ
３は０度＜θ３＜１８０度の範囲であるが、実用上は４
５度≦θ３≦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θ３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θ３＝９０度の曲げ加工を採用すれ
ばよい。

【００５４】そして、対応する試料固定用治具２０の内
角θ４は、θ３＜θ４＜１８０度の範囲を選択すればよ
く、θ３＝９０度の場合は、θ４＝１００度、１１０
度、１２０度程度が好適である。さらに、試料固定用治
具２０の内角θ３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。

【００５５】また、試料片２５の板厚ｔ、曲げ半径Ｒ、
曲げ角度θ３や治具ブロック体２１の内角θ４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２５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θ３等が容易に得られる利点がある。

【００５６】さらに、試料固定用治具２０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。

【００５７】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、その他の箱曲げ部の強
度や耐久性、圧接刃の強度や耐久性、曲げ戻し方向のバ
ネを利用した接点部の評価等、曲げ加工による加工部を
有するバネ部材であれば、同様に耐久性を評価できる。

【００５８】なお、スペーサ体３５として試料片２５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２５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２５と同じ材質でスペーサ体３５
を構成することがより好ましい。

【００５９】図５は第２の実施形態における試料固定用
治具２０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。

【００６０】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３５に代えて、各傾斜面２１ｂ
における両雌ねじ孔２１ｃ間両端部に位置して延設片部
２５ｂと同じ厚みを有する細長矩形板状のスペーサ体３
５が、着脱自在に固定ねじ３６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３５も熱膨
張係数が試料片２５と等しいものを採用することが好ま
しい。即ち、試料片２５と同じ材質でスペーサ体３５を
構成することがより好ましい。

【００６１】そして、本実施形態によっても、スペーサ
体３５は試料片２５と同じ厚みを有しているため、両ス
ペーサ体３５間に配置された中間部に配置された他の試
料片２５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２５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２５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
の接続筒部４ａ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。

【００６２】図６および図７は第３の実施形態における
試料固定用治具２０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３５に代えて、各固定板２２に
おけるボルト挿通溝２２ａ間両端部に位置して延設片部
２５ｂと同じ厚みを有する細長矩形板状のスペーサ体３
５が、着脱自在に固定ねじ３７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３５も熱膨
張係数が試料片２５と等しいものを採用することが好ま
しい。即ち、試料片２５と同じ材質でスペーサ体３５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３５は試料片２５と同じ厚みを有しているため、両ス
ペーサ体３５間に配置された中間部に配置された他の試
料片２５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２５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２５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
の接続筒部４ａ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８は第４の実施形態における試料固定用
治具２０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、各傾斜面２
１ｂに、試料片２５の延設片部２５ｂが収容されるべ
く、延設片部２５ｂの厚みと同じ深さを有する収容溝部
２１ｄが谷線部２１ａに沿った方向に多数形成されてい
る。

【００６７】また、収容溝部２１ｄの長さや幅は、試料
片２５よりも長く形成された構造とされている。

【００６８】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２１ｄはその長手方向
長さが傾斜面２１ｂの全長にわたって形成された構造を
示しているが、試料片２５の各延設片部２５ｂが収容で
きる長さを有していればよく、さらには複数の収容溝部
２１ｄ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２５を取り付けない場
合には、傾斜面２１ｂに単一の収容溝部２１ｄを有する
構造であってもよい。

【００６９】従って、本実施形態によっても、試料固定
用治具２０に各試料片２５が取付固定された際、各収容
溝部２１ｄは延設片部２５ｂの厚みと同じ深さを有して
いるため、各試料片２５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２５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２５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の接続筒部４ａ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。

【００７０】図９は第５の実施形態における試料固定用
治具２０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。

【００７１】即ち、本実施形態においては、各固定板２
２の内面側に、試料片２５の延設片部２５ｂが収容され
るべく、延設片部２５ｂの厚みと同じ深さを有する収容
溝部２２ｂが長手方向に適宜間隔を有して多数形成され
ている。

【００７２】また、収容溝部２２ｂの幅は、試料片２５
よりも長く形成された構造とされている。

【００７３】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。

【００７４】従って、本実施形態によっても、試料固定
用治具２０に各試料片２５が取付固定された際、各収容
溝部２２ｂは延設片部２５ｂの厚みと同じ深さを有して
いるため、各試料片２５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２５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２５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の接続筒部４ａ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。

【００７５】なお、本実施形態における各収容溝部２２
ｂも、第４の実施形態と同様、単一の一体化した収容溝
部２２ｂであってもよい。

【００７６】また、上記第１ないし第５の実施形態にお
いて、各固定板２２は矩形平板状に構成されており、固
定時等の変形防止を目的として適宜板厚を有しているた
め、図１０に示される如く、試料片２５における入隅部
分となっている対応バネ部２５ａ近傍を固定する際に、
相互の固定板２２が障害となって対応バネ部２５ａ、即
ち曲げ加工部分のすぐ近くを固定することができず、対
応バネ部２５ａ付近で所定の応力を作用させ難いという
不便がある。

【００７７】そして、固定板２２の板厚を薄くすること
により、固定板２２の相互干渉を防止して対応バネ部２
５ａ付近を固定することも可能であるが、極端に板厚を
薄くすることは固定時の変形や固定状態で所定環境下に
放置する際の変形が生じる可能性がある。

【００７８】そこで、図１１は第６の実施形態における
試料固定用治具２０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。

【００７９】即ち、図１１に示される如く、各固定板２
２における谷線部２１ａ側の互いに対向する側面部にそ
の長手方向に沿って、治具ブロック体２１の両傾斜面２
１ｂで構成されるＶ溝形状に対応すべく、それぞれ谷線
部２１ａ方向にくさび形状に延設される入隅押さえ部２
２ｃが一体に備えられた構造としている。

【００８０】この際、各固定板２２における延設片部２
５ｂの押さえ面である下面側と前記対向する側面部とで
構成される内角θ６は、例えば、治具ブロック体２１の
内角θ４のほぼ１／２の角度に設定すればよい。

【００８１】従って、各固定板２２の傾斜面２１ｂに対
する取付固定状態にあっては、図１１に示される如く、
各固定板２２の各入隅押さえ部２２ｃで、試料片２５の
入隅部分である対応バネ部２５ａ付近を良好に固定保持
することができ、ここに、固定板２２の板厚の影響を受
けずに所定の応力を有効に作用させることができる。

【００８２】また、この各固定板２２の取付固定に際
し、対応バネ部２５ａに干渉しないように、ボルト挿通
溝２２ａを利用して前述同様、傾斜面２１ｂに沿って適
宜上下方向に位置調整すればよい。

【００８３】なお、この入隅押さえ部２２ｃを備えた固
定板２２の構造は、前記第１の実施形態に限らず、その
他の第２ないし第５の実施形態に対しても同様に採用で
き、同様の効果を得ることができる。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、本発明のバネ部材におけ
る加工部の耐久性評価方法によれば、谷線部に沿って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、内角を広げる方向に曲げ角度の変位を付与する
際に無理に押しつける必要がなく、試料片のいびつな変
形も有効に防止でき、また、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、より正確な加工部の耐久性の評価が行
えるという利点がある。

【００８５】また、本発明の試料固定用治具によれば、
内角を広げる方向に曲げ角度の変位を付与する際に無理
に押しつける必要がなく、試料片のいびつな変形も有効
に防止でき、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
加工部の耐久性の評価が行えるという利点がある。

【００８６】さらに、各固定板が、それぞれ傾斜面に沿
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、好適な位置で各延設片部を固定できるという利点
がある。

【００８７】また、各固定板における谷線部側の互いに
対向する側面部に、治具ブロック体の両傾斜面で構成さ
れるＶ溝形状に対応すべく、それぞれくさび形状に延設
されると共に、各固定板の取付固定状態で試料片の入隅
部分を固定保持する入隅押さえ部を有してなる構造とす
れば、試料片の曲げ加工された対応加工部付近を良好に
固定保持することができ、ここに、固定板の板厚の影響
を受けずに所定の応力を有効に作用させることができる
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
の斜視図である。

【図２】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図３】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図４】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図５】第２の実施形態に係る試料固定用治具の斜視図
である。

【図６】第３の実施形態に係る固定板の側面図である。

【図７】第３の実施形態に係る試料固定用治具の斜視図
である。

【図８】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９】第５の実施形態に係る固定板の底面図である。

【図１０】試料片の取付状態を示す比較説明図である。

【図１１】第６の実施形態に係る試料片の取付状態を示
す説明図である。

【図１２】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１３】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図１４】同試料片の取付過程を示す説明図である。

【図１５】同試料片の一部側面図である。

【図１６】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１７】先行技術に係る試料固定用治具による試料片
の取付過程を示す説明図である。

【図１８】先行技術に係る試料固定用治具による試料片
の取付過程を示す説明図である。

【図１９】雄端子と雌端子の接続状態を示す説明図であ
る。

【図２０】雌端子のバネ部の説明図である。

【符号の説明】

２０試料固定用治具２１治具ブロック体２１ａ谷線部２１ｂ傾斜面２１ｃ雌ねじ孔２１ｄ収容溝部２２固定板２２ａボルト挿通溝２２ｂ収容溝部２２ｃ入隅押さえ部２３六角穴付ボルト２５試料片２５ａ対応バネ部２５ｂ延設片部３５スペーサ体

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲げ加工されたバネ部材の加工部と同じ
に中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細長板状
の試料片における前記対応加工部両側の各延設片部を、
治具ブロック体に備えられた谷線部両側の傾斜面にそれ
ぞれ当接させ、各傾斜面に各延設片部を挟持状に固定保
持すべく、固定板を各傾斜面にその両端部で取付固定す
ることにより、前記対応加工部の内角を広げる方向に所
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評
価するバネ部材における加工部の耐久性評価方法であっ
て、前記谷線部に沿って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加
工部の耐久性評価方法。
【請求項２】曲げ加工されたバネ部材の加工部と同じ
に中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細長板状
の試料片を、その対応加工部の内角を広げる方向に所定
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評価するバ
ネ部材における加工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、谷線部両側に、前記試料片の曲げ加工された対応加工部
両側の各延設片部がそれぞれ当接される傾斜面がそれぞ
れ備えられると共に前記谷線部に沿って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、各傾斜面
に各延設片部を挟持状に固定保持すべく、各傾斜面にそ
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傾
斜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、前記両傾斜面
により構成される谷線部の内角が、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たことを特徴とす
る試料固定用治具。
【請求項３】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２記載の試料固定用治具。
【請求項４】前記スペーサ体が前記各傾斜面に取り付
けられてなることを特徴とする請求項２記載の試料固定
用治具。
【請求項５】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２記載の試料固定
用治具。
【請求項６】曲げ加工されたバネ部材の加工部と同じ
に中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細長板状
の試料片を、その対応加工部の内角を広げる方向に所定
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評価するバ
ネ部材における加工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、谷線部両側に、前記試料片の曲げ加工された対応加工部
両側の各延設片部がそれぞれ当接される傾斜面がそれぞ
れ備えられた治具ブロック体と、各傾斜面に各延設片部
を挟持状に固定保持すべく、各傾斜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、前記各傾斜
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
傾斜面により構成される谷線部の内角が、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たことを特
徴とする試料固定用治具。
【請求項７】曲げ加工されたバネ部材の加工部と同じ
に中間部で曲げ加工された対応加工部を有する細長板状
の試料片を、その対応加工部の内角を広げる方向に所定
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、前記対応加工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加工部の耐久性を評価するバ
ネ部材における加工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、谷線部両側に、前記試料片の曲げ加工された対応加工部
両側の各延設片部がそれぞれ当接される傾斜面がそれぞ
れ備えられた治具ブロック体と、各傾斜面に各延設片部
を挟持状に固定保持すべく、各傾斜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
傾斜面により構成される谷線部の内角が、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たことを特
徴とする試料固定用治具。
【請求項８】前記各固定板が、それぞれ前記傾斜面に
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２ないし７のいずれかに記載の試料固
定用治具。
【請求項９】前記各固定板における前記谷線部側の互
いに対向する側面部に、前記治具ブロック体の前記両傾
斜面で構成されるＶ溝形状に対応すべく、それぞれくさ
び形状に延設されると共に、前記各固定板の取付固定状
態で前記試料片の入隅部分を固定保持する入隅押さえ部
を有してなることを特徴とする請求項８記載の試料固定
用治具。