JP2011154801A - メッキ線材および金属端子 - Google Patents

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【課題】金属端子の材料として用いられるメッキ線材において、金属端子の製造効率の向上と、更なるコスト低減を図ることの出来る、新規な構造のメッキ線材を提供すること。
【解決手段】導電性金属材料からなり、メッキ層14が形成される金属線材12の断面形状を、互いに等しい長さ寸法をもって平行に延びる一対の対向辺16a,16eの組と、対向辺16c,16gの組の2組を有し、前記対向辺16a,16eの対向方向と、前記対向辺16c,16gの対向方向とが相互に直交された八角形状とした。
【選択図】図1

Description

本発明は、電気部品間相互の接続に用いられる金属端子と、該金属端子の材料として用いられるメッキ線材に関するものである。
従来から、電気部品を相互に接続するために、金属端子が用いられている。例えば、金属端子を樹脂台座に固定して電気部品としてのプリント基板に半田付けすることで基板用コネクタを構成し、外部電線の末端に設けられた他方の電気部品としてのコネクタとプリント基板を相互に接続したり、基板間接続端子として、電気部品としての一対のプリント基板を相互に接続するため等に用いられている。
ところで、このような金属端子は、従来、導電性金属板をプレス打ち抜き加工することにより形成されていた。しかし、プレス打ち抜き加工では、歩留りが悪いという問題や、近年の挟ピッチ化に対応し得る小断面の金属端子の成形が困難であるという問題があった。
そこで、例えば特開2004−303680号公報(特許文献1)には、金属線材にメッキが施されたメッキ線材を所定の長さで切り出して成形された金属端子が開示されている。
ところが、特許文献1にも記載の通り、メッキ線材から切り出される金属端子は、切り出されたメッキ線材のそれぞれに対して各別に鍛圧等の成形加工が施されて、所望の端子形状に成形されていた。金属端子は大量に生産されるものであることから、切り出された各メッキ線材の成形箇所が増加すると、寸法精度を確保するための加工の難易度の向上を招いたり、メッキ屑の処理の手間等を招き、全体として工数の大幅な増加を招くおそれがあった。
また、メッキ線材から切り出される金属端子は、例えば電気部品との接続部が所望の形状に成形される一方、接続部以外の部位はメッキ線材の断面形状がそのまま残されるものが多かった。それ故、接続部以外の部位において、要求される以上の通電断面積を有して材料の無駄を生じていることがあり、コスト高の原因となっていた。
特開2004−303680号公報
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、金属端子の材料として用いられるメッキ線材において、金属端子の製造効率の向上と、更なるコスト低減を図ることの出来る、新規な構造のメッキ線材、およびこれによって形成された新規な構造の金属端子を提供することにある。
メッキ線材に関する本発明の第一の態様は、導電性金属材料からなる金属線材にメッキが施されて、所定の長さ寸法で切り出されることにより金属端子の材料として用いられるメッキ線材であって、前記金属線材が一定の断面形状をもって延びると共に、該金属線材の断面が、互いに等しい長さ寸法をもって平行に延びる一対の対向辺の2組を有し、両組の前記対向辺の対向方向が相互に直交された八角形状とされていることを、特徴とする。
このような構造とされたメッキ線材を用いれば、金属線材の段階で矩形断面の角が落とされていることから、メッキ線材を切断して金属端子を形成するに際して、角落としのための鍛圧等の後加工を不要とすることが出来る。これにより、各金属端子について必要とされる後加工の工数が削減されることから、大量に生産される金属端子の全体的な製造効率を大幅に向上することが出来る。
さらに、金属線材の角が落とされることにより、金属線材における平坦面の表面積が小さくされている。これにより、金属線材の表面に形成された錫メッキ等のリフロー処理において、表面張力に起因すると考えられるメッキの偏肉を抑えることが出来る。その結果、メッキ層の表面を平坦にすることが出来て、線材送りに際する擦れ等に起因するメッキ屑の発生を抑えることが出来ると共に、相手方の接続端子やスルーホールとの接触面積を安定的に確保して、電気的接続の安定性を確保することが出来る。
また、金属線材の角が落とされて断面積が小さくされていることから、金属線材の形成材料を削減することが出来る。これにより、メッキ線材が切断されて得られる金属端子の製造コストの低減を図ることが出来る。しかも、金属線材の断面における計4つの対向辺により、メッキ線材から得られた金属端子は、角部を落としつつ、4つの平坦面が確保される。これにより、相手方の接続端子やスルーホール等との電気的接続性を安定的に確保しつつ、コスト低減を図ることが出来る。
メッキ線材に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記金属線材の断面が正八角形状であるものである。
本態様に従う構造とされたメッキ線材によれば、金属線材の断面形状を、正方形の角を落とした正八角形状としたことによって、金属線材の形成材料の削減を図ることが出来る。そして、円に内接する正八角形状とされることによって、相手方の接続端子として、正方形断面の端子用と、円形断面の端子用の何れの接続端子にも対応することが出来る。また、正八角形の各辺にあたる平面の幅が何れも略等しくされることから、何れの平面でも容易に屈曲させることが可能となり、屈曲方向の自由度をより向上することが出来る。
メッキ線材に関する本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、互いに等しい長さ寸法をもって平行に延びる一対の対向辺の2組を有し、両組の前記対向辺の対向方向が相互に直交された八角断面形状の整形孔を有するダイスに通されることによって、前記金属線材が成形されているものである。
本態様に従うメッキ線材によれば、特定形状の断面を有する金属線材が、特定形状の整形孔を有するダイスに通されることによって形成されている。これにより、従来から用いられているダイス引きの加工装置のダイスを変更するのみで、本発明に従う構造とされたメッキ線材を得ることが出来る。
金属端子に関する本発明は、電気部品間相互の接続に用いられる金属端子であって、所定の長さ寸法で切り出された前記第一〜第三の何れか一つの態様に記載の前記メッキ線材から形成されていることを特徴とする。
本発明に従う金属端子によれば、本発明に従うメッキ線材から切り出されて形成されていることによって、メッキ線材を切り出した後に角落としのための後加工を行なうことが不要とされる。これにより、優れた製造効率を得ることが出来る。更に、金属線材の断面積が小さくされていることから、金属端子の形成材料を削減することが出来て、金属端子の原価低減を図ることが出来る。
また、メッキ線材の断面形状をそのまま用いて、相手方コネクタやスルーホール等への接続部を形成することが出来る。これにより、接続部の断面形状を、後加工を要すること無しに角を落とした断面形状とすることが出来る。その結果、相手方コネクタやスルーホールとの接続をより円滑に行なうことが出来る。それと共に、接続部において4つの平坦面が残されることから、それら4つの平坦面で相手方コネクタ等と接触することによって、相手方との接続安定性を確保することが出来る。
本発明に従う構造とされたメッキ線材によれば、金属線材の断面形状を、互いに等しい長さで平行に延びる一対の対向辺の2組を有した八角形状とした。これにより、本発明のメッキ線材を切り出すことによって、後加工を要することなく、角が落とされた断面形状の金属端子を得ることが出来る。その結果、金属端子の製造効率の大幅な向上を図ることが出来る。また、金属端子の平坦面の幅が小さくされることにより、メッキの偏肉を抑えることが可能となる。これにより、メッキ表面を平坦にして、線材送りに際するメッキ屑の発生を抑えることが出来る。
そして、本発明に従う構造とされた金属端子によれば、予め八角形状断面とされた本発明のメッキ線材を切り出して形成したことから、後加工を要すること無しに角を落とした断面形状とすることが出来る。これにより、優れた製造効率を得ることが出来る。それと共に、略全長に亘って断面積が小さくされることから、原価低減を図ることが出来る。更に、相手方の接続端子等との接続部を、4つの平坦面を残しつつ角を落とした形状とすることが出来る。これにより、相手方との接続を容易にしつつ、接続安定性を確保することが出来る。
メッキ線材に関する本発明の第一の実施形態としてのメッキ線材の断面図。 図1に示したメッキ線材を構成する金属線材の整形方法を説明するための説明図。 金属線材に関する本発明の第一の実施形態としての金属線材の斜視図。 メッキ線材に関する本発明の第二の実施形態としてのメッキ線材の断面図。 金属線材に関する本発明の第二の実施形態としての金属線材の斜視図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1に、メッキ線材に関する本発明の第一の実施形態としてのメッキ線材10の、長さ方向に直交する断面形状を示す。メッキ線材10は、金属線材12の周上の全表面に亘って、メッキ層14が被着された構造とされている。なお、図1および後述する図4においては、メッキ層14の厚さを誇張して示している。
金属線材12は、例えば銅やタフピッチ銅、黄銅、鉄などの導電性金属材料から形成された、略一定の断面形状をもって延びる線材とされている。本実施形態における金属線材12の断面形状は八角形状とされており、直線状に延びる8つの辺16a〜16hを有している。そして、辺16aと辺16eが、互いに等しい長さ寸法をもって平行に延び出されることにより、1組の対向辺を構成すると共に、辺16cと辺16gが、互いに等しい長さ寸法をもって平行に延び出されることにより、もう1組の対向辺を構成している。これら辺16a,16eの対向方向(図1中、上下方向)と、辺16c,16gの対向方向(図1中、左右方向)は、互いに直交されている。そして、対向辺を構成する辺16a,16c,16e,16gが、それぞれ、辺16b,16d,16f,16hを介して相互に接続されている。特に本実施形態における金属線材12の断面形状は正八角形状とされており、辺16a〜16hの長さ寸法が何れも等しくされている。これにより、金属線材12の断面形状は、正方形の4隅の角が落とされた形状とされている。
これら辺16a〜16hはそれぞれ、金属線材12の表面18a〜18hを形成する。そして、辺16a〜16hが何れも直線形状とされていることから、金属線材12の表面18a〜18hは、何れも平坦面とされている。更に、金属線材12の断面形状が正八角形状とされていることから、表面18a〜18hの幅寸法は、何れも等しくされている。また、表面18a,18eと、表面18c,18gがそれぞれ対向面を構成することとなり、これら表面18a,18c,18e,18gが、それぞれ、表面18b,18d,18f,18hを介して相互に接続されている。
金属線材12の表面18a〜18hには、全周に亘って、メッキ層14が被着されている。メッキ層14は、例えば、銅やニッケル等の下地メッキに、錫等が積層メッキされて形成されている。メッキ層14は、金属線材12の全周に亘って略一定の厚さ寸法で被着されている。これにより、メッキ層14を含むメッキ線材10の断面形状は正八角形とされており、金属線材12の表面18a〜18hに被着されたメッキ層14の表面によって形成された、メッキ線材10の外表面20a〜20hは、それぞれ、金属線材12の表面18a〜18hの平坦形状に対応した平坦面とされている。
なお、本実施形態におけるメッキ線材10の断面は、0.64mm×0.64mmの正方形の角が落とされた正八角形状とされている。従って、外表面20aと外表面20eの対向距離、および外表面20cと外表面20gの対向距離が、何れも略0.64mmとされている。
このような構造とされたメッキ線材10は、所定の長さで切り出すことによって、金属端子の形成材料として用いることが出来る。そして、金属線材12が、矩形断面の角が落とされた八角形状とされていることから、金属線材12の形成材料を削減することが出来、延いては金属端子の原価低減を図ることが出来る。特に、矩形断面の角が直線的に落とされていることから、矩形断面の角が丸められる場合に比して、断面積がより小さくされており、より効果的な原価低減を図ることが出来る。本実施形態においては、0.64mm×0.64mmの正方形断面に比して、約17%の材料を削減することが出来る。また、メッキ線材10の断面形状が正八角形とされていることから、何れの外表面20a〜20hの方向にも容易に屈曲させることが可能となり、屈曲方向の自由度を向上することが出来る。
なお、メッキ線材10は、例えば、図2に示すダイス22を用いたダイス引き加工で金属線材12を成形することによって、好適に形成される。ダイス22は、従来公知のダイス引き加工に用いられるダイスと略同様であり、図2(a)に示すように、線材を案内する導入部24、線材を縮径する絞り部26、一定の断面形状をもって線材の送り方向に延び出されて、線材を整形する整形部28、および整形部28から拡開する逃げ部30が、線材の送り方向で順に設けられた整形孔31を有している。
図2(b)に示すように、ダイス22の整形部28の断面形状は正八角形とされており、直線状に延びる8つの辺32a〜32hを有している。そして、辺32aと辺32eが互いに対向して平行に延びる一対の対向辺の1組とされている一方、辺32cと辺32gが互いに対向して平行に延びる一対の対向辺のもう1組とされている。それと共に、辺32aと辺32eの対向方向(図2(b)中、上下方向)と、辺32cと辺32gの対向方向(図2(b)中、左右方向)が相互に直交されている。更に、各辺32a〜32hは、互いに等しい長さ寸法とされている。これら辺32a〜32hによって整形部28の内面を構成する8つの平坦な整形面34a〜34hが構成されている。
そして、図2(a)に併せ示すように、素線材36がダイス22を通じて引き抜かれることにより、金属線材12が形成される。素線材36は、目的とする金属線材12の断面よりも大きな丸断面や矩形断面を有している。なお、素線材36は、必要に応じて、ダイス22を通過させる前に、図示しない1つ以上の中間ダイスを通過させることによって、縮径および整形される。このような素線材36をダイス22の導入部24から整形部28を通過させて引き抜くことにより、素線材36が伸ばされつつ、断面形状が整形部28の断面形状に対応する正八角形状に整形される。これにより、整形部28の各整形面34a〜34hによって金属線材12の表面18a〜18hが整形されて、目的とする金属線材12を得ることが出来る。
このようにして得られた金属線材12は、従来公知のように、真空軟化された後に、銅やニッケル等の下地メッキが施され、下地メッキに積層して錫等のメッキが施される。その後、リフロー処理された後に水中に浸漬されて冷却されることによって、金属線材12の表面上にメッキ層14が形成されて、目的とするメッキ線材10が得られる。なお、メッキ線材10は、図示しないリールに巻き取られる等して保管される。
このような製造方法によれば、従来から用いられているダイス引きの加工装置のダイスをダイス22に交換するだけで、目的とするメッキ線材10を得ることが出来る。そして、金属線材12が正八角形断面とされることにより、正方形断面に比して、各表面18a〜18hの幅寸法が小さくされている。これにより、リフロー処理に際して、表面張力に起因すると考えられる錫メッキの偏肉を抑えることが可能となり、メッキ層14を金属線材12の各表面18a〜18h上に略一定の厚さ寸法で形成することが出来る。その結果、メッキ線材10の外表面20a〜20hを略平坦面にすることが出来て、加工装置内での送りに際して、擦れに起因するメッキ屑の発生を抑えることが出来る。特に、金属線材12において、角部にあたる表面18b,18d,18f,18hが何れも平坦面とされていることから、角部においてもメッキ層14を安定して被着形成することが可能であり、メッキ線材10の全周に亘って均一なメッキ層14を形成することが出来、半田濡れ性をより向上することが出来る。
次に、図3に、金属端子に関する本発明の第一の実施形態としての金属端子40を示す。金属端子40は、前記メッキ線材10が所定の長さ寸法で切り出された後に、長さ方向で部分的に鍛圧加工等が施されて所定形状に成形されたものである。本実施形態における金属端子40の長さ方向両端部分には、接続部42a,42bが設けられている。これら接続部42a,42bは、先細形状とされた端縁部44a,44bを除いて、メッキ線材10の断面形状(図1参照)がそのまま残された正八角形断面形状とされている。
また、接続部42a,42bの間に位置する中間部46には、一対の係止突部48,48が一体形成されている。これら係止突部48,48は互いに同形状とされており、金属端子40の長さ方向(図3中、上下方向)に直交して互いに反対方向に突出する略矩形板形状とされている。このような係止突部48,48は、例えば、図示しないプリント基板やコネクタ台座に係止されることによって、金属端子40の挿通量を規定するために用いられる。
これにより、本実施形態における金属端子40は、端縁部44a,44bおよび係止突部48,48の形成部分を除く略全長に亘って、一定の正八角形断面形状を有している。
なお、金属端子40は、前記メッキ線材10が切り出されて形成される。図示は省略するが、例えば、リールから巻き出されたメッキ線材10に対して、所定間隔毎に、端縁部44bと端縁部44aが互いの先端縁部で突き合わされた形状の切断予定部が鍛圧加工等により形成されて、切断予定部における端縁部44bと端縁部44aとの突き合わせ部分でメッキ線材10が切断されることにより、金属端子40の材料となるメッキ線材10が切り出される。そして、切り出されたメッキ線材10の長さ方向中間部分が鍛圧加工等されて係止突部48,48が形成されることにより、金属端子40が形成される。これにより、金属端子40において、鍛圧加工等で形成された端縁部44a,44bおよび係止突部48,48以外の部位はメッキ線材10の断面形状がそのまま残された正八角断面形状とされる。
このような金属端子40は、例えば、非導電性の合成樹脂からなるコネクタ台座に貫通状態で固定されて、一方の接続部42aが電気部品としてのプリント基板のスルーホールに挿通されて半田付けされることによって、基板用コネクタの接続端子として用いられる。そして、他方の接続部42bがコネクタ台座から突出されて、電気部品としての相手方コネクタの雌端子等と接続されることにより、プリント基板と相手方コネクタを相互に接続するようになっている。
本実施形態における金属端子40によれば、接続部42a,42bが何れも角を落とした断面形状とされる。これにより、スルーホールや相手方コネクタの雌端子への挿入を円滑に行なうことが出来る。そして、予め角が落とされた前記メッキ線材10を切り出して形成されていることから、後加工を要すること無しに接続部42a,42bの角が落とされた断面形状を形成することが出来て、優れた製造効率を得ることが出来る。それと共に、線材を切り出した後に各別に鍛圧加工して角を落とす場合に比して、寸法のバラツキを抑えることも出来る。また、接続部42a,42bのみならず、中間部46を含む略全長に亘って角を落とした断面形状とされることから、形成材料の更なる削減を図ることが出来る。
さらに、対向方向が互いに直交された外表面20a,20eと外表面20c,20gが何れも平坦面とされることから、これら平坦面とされた4つの外表面20a,20e,20c,20gで相手方の端子等と接触されることによって、相手方との電気的接続の安定性を確保することが出来る。そして、メッキ線材10において、メッキ層14の偏肉が抑えられていることから、外表面20a,20e,20c,20gのそれぞれをより平坦にすることが出来て、より安定的な物理的および電気的接続を行なうことが可能とされている。また、本実施形態においては、接続部42a,42bの断面が正八角形とされていることから、相手方の接続端子として、正方形断面用の端子および丸断面用の端子の何れにも接続することも可能となし得る。
次に、図4に、メッキ線材に関する本発明の第二の実施形態としてのメッキ線材50を示す。なお、以下の説明において、前記実施形態と同様の構造とされた部材および部位には、図中に前記実施形態と同一の符号を付すことにより、その説明を適宜に省略する。
図4に示すように、メッキ線材50の金属線材52は、長手矩形の4隅の角部が落とされた、扁平な八角形状断面とされている。これにより、1組の対向辺を構成する一対の辺16a,16eの長さ寸法は、もう1組の対向辺を構成する一対の辺16c,16gの長さ寸法よりも大きくされている。このような金属線材52の表面の全周に亘ってメッキ層14が略一定の厚さで被着されることによって、メッキ線材50の断面形状は、扁平な八角断面形状とされている。なお、本実施形態におけるメッキ線材50の断面形状は、0.64mm×1.5mmの長方形に内接する扁平な八角断面形状とされている。また、図示は省略するが、本実施形態におけるメッキ線材50も、前記第一の実施形態におけるメッキ線材10と同様に、扁平な八角形状断面の整形部を有するダイスを用いて金属線材52の断面形状を成形した後に、該金属線材52にメッキ層14を被着形成することによって得ることが出来る。
このようなメッキ線材50によっても、金属線材52が、角が落とされた断面形状とされていることから、金属線材52の形成材料を削減することが出来る。特に、金属線材52において、辺16b,16d,16f,16hが直線とされた八角形状とされていることから、角部が丸められた長手矩形断面よりも優れた材料削減効果を得ることが出来る。例えば、辺16a,16eの長さを1.125mm、辺16c,16gの長さを0.265mmに設定した場合には、0.64mm×1.5mmの長方形断面に比して、約7.3%の材料削減を図ることが出来る。それと共に、メッキ層14の偏肉が抑えられることにより、外表面20a〜20hをより平坦形状とすることが出来て、擦れに起因するメッキ屑の発生を抑えることが出来る。
そして、メッキ線材50を所定長さで切り出して成形することによって、例えば図5に示す、金属端子に関する本発明の第二の実施形態としての金属端子60を得ることが出来る。金属端子60は、例えば前記第一の実施形態と同様に、基板用コネクタの接続端子として用いられるものであり、中間部46には、一対の係止突部48,48が一体形成されている。これにより、金属端子60は、両端縁部44a,44bおよび係止突部48,48の形成部分を除く長さ方向の略全長に亘って、一定の扁平な八角形状断面(図4参照)を有している。
このような金属端子60によれば、前記第一の実施形態としての金属端子40と同様に、両接続部42a,42bにおいて、角が落とされた断面形状とされることから、相手方の端子等との接続を円滑に行なうことが出来る。また、4つの外表面20a,20e,20c,20gのそれぞれをより平坦に形成出来ることから、相手方との物理的および電気的接続の安定性を確保することが出来る。そして、略全長に亘って角が落とされた断面形状とされることにより、形成材料を削減することが出来て、原価低減を図ることが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、金属線材の断面形状の成形方法としては、ダイスに限定されず、カセットローラやタークスローラ等を用いたり、これらをダイスと組み合わせて用いる等しても良い。
また、本発明における金属端子は、本発明のメッキ線材を切り出して必要箇所を適宜に成形することによって得られるものであり、その具体的形状は、前記実施形態のものに限定されない。例えば、前記第一の実施形態としての金属端子40における係止突部48,48は必ずしも必要では無いが、例えば一対の係止突部48,48を両接続部42a,42bのそれぞれに設けることによって基板間端子を構成し、これら係止突部48によって、両接続部42a,42bのプリント基板への挿通量をそれぞれ規定するようにしても良い。更にまた、金属端子を長さ方向の適当な位置で屈曲させて、表面実装型コネクタの接続端子として用いる等することも可能である。
10,50:メッキ線材、12,52:金属線材、14:メッキ層、16a〜h
:辺(金属線材)、18a〜h:表面(金属線材)、20a〜h:外表面(メッキ線材)、22:ダイス、28:整形部、31:整形孔、32a〜h:辺(ダイス)、34a〜h:整形面、36:素線材、40,60:金属端子、42a,b:接続部、44a,b:端縁部、46:中間部、48:係止突部

Claims (4)

  1. 導電性金属材料からなる金属線材にメッキが施されて、所定の長さ寸法で切り出されることにより金属端子の材料として用いられるメッキ線材であって、
    前記金属線材が一定の断面形状をもって延びると共に、該金属線材の断面が、互いに等しい長さ寸法をもって平行に延びる一対の対向辺の2組を有し、両組の前記対向辺の対向方向が相互に直交された八角形状とされていることを特徴とするメッキ線材。
  2. 前記金属線材の断面が正八角形状である請求項1に記載のメッキ線材。
  3. 互いに等しい長さ寸法をもって平行に延びる一対の対向辺の2組を有し、両組の前記対向辺の対向方向が相互に直交された八角断面形状の整形孔を有するダイスに通されることによって、前記金属線材が成形されている請求項1又は2に記載のメッキ線材。
  4. 電気部品間相互の接続に用いられる金属端子であって、
    所定の長さ寸法で切り出された請求項1〜3の何れか一項に記載の前記メッキ線材から形成されていることを特徴とする金属端子。
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