JP2015026444A - 自動車用コネクタ端子 - Google Patents

Abstract

【課題】材料コストを低減することが可能なＣｕ−Ｆｅ合金を用い、且つ折曲げ加工性が良好である自動車用コネクタ端子を提供する。
【解決手段】端子部４と電線接続部２を有し、Ｃｕ−Ｆｅ合金板が打抜き加工されて端子展開体の形状に板取りされた端子中間体１Ａが折曲げ加工された折曲げ部として嵌合部５とばね部６を有し、前記折曲げ部は、折曲げ線の線方向が前記合金板の圧延方向と交差する方向であり、前記線方向と前記圧延方向の交差角が３０〜６０°の範囲内となるようにして自動車用コネクタ端子１を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に搭載されるコネクタに用いられる端子に関し、特に自動車に搭載されるワイヤーハーネスのコネクタ等に好適に用いられるコネクタ端子に関するものである。

従来、コネクタ端子には、Ｃｕに少量（数％程度）の金属を添加した銅合金が使用されている。銅合金は、高Ｃｕ濃度を有する材料が用いられているため、高価である。そこで、銅よりも地金代の安価な金属元素としてＦｅを添加すれば、材料のコストを低減することができると考えた。

端子材料として、Ｃｕに他の金属元素を添加した材料が公知である（特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献１、２に記載の合金は、Ｃｕ母相中にＣｒ晶第二相を抄出させた複相合金であり、第二相がファイバ状に分散されているものである。

また特許文献３に記載の複相合金は、第二相となる添加元素としてＦｅが記載されている。第二相の添加元素は、７％以上２０％以下含有するものである。

従来、Ｃｕ含有量の多いＣｕ合金のコネクタ端子は、例えば、図７（ａ）に示すように、Ｃｕ合金を圧延して形成された板材からなる合金板１１０を用い、端子展開形状に打抜きプレス加工した端子中間体１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）を形成し、この端子中間体１２０の所定の箇所を折曲げプレス加工することで、図７（ｂ）に示すコネクタ端子１００の端子形状に形成することが公知である（例えば、特許文献４参照）。

上記端子の板取り方法によれば、合金板の圧延方向（ＬＤ）のばね特性と、圧延方向と直交するトラバース方向（ＴＤ）のばね特性が異なるから、必要とする端子のばね特性に応じて、板取り方向を選択するというものである。

特開平１０−８１６６号公報 特開平１０−１４０２６７号公報 特許第４４４６４７９号公報 特開２０００−６８０２７号公報

箱型端子合金板から端子中間体を端子展開形状に板取りする場合、一般的には、図７（ａ）の端子中間体１２０Ｂに示すように、合金板１１０の圧延方向（ＬＤ）が主となる折曲げ線Ｔになるように板取りする。また、端子中間体１２０Ａのように、圧延方向と直交するトラバース方向（ＴＤ）が主となる折曲げ線Ｌになるように板取りすることもある。

端子中間体１２０Ａ、１２０Ｂの折曲げ線を折曲げることで、図７（ｂ）に示すように、周囲が箱型に形成され内部に舌片状の端子ばね部を有する雌端子１００が得られる。ばね部１０２は合金板を９０°を超えて折り返すように折曲げ、箱型の部分１０３は合金板を略９０°に折曲げる。

ところで、上記のＣｕ−Ｆｅ合金を端子材料として用いた場合、材料の異方性が問題となる。材料コストを低減するためにＣｕにＦｅを添加したＣｕ−Ｆｅ合金が圧延された合金板は、Ｆｅ粒子が圧延方向（ＬＤ）に繊維状に伸びている。その結果、上記合金板は従来の端子材料と比較して、ＴＤ方向への伸びが小さくなっている。

上記端子中間体１２０Ｂのばね部１０２を折曲げ線ＬでＴＤ方向へ９０°以上折曲げてばね部１０２を形成するのは極めて困難であるということが判った。また、上記端子中間体１２０Ａの場合は、ばね部１０２を折曲げ線Ｔで折り曲げることが可能となるかもしれないが、箱型の部分１０３をＴＤ方向に略９０°ずつ折曲げて形成することは困難である。Ｃｕ−Ｆｅ合金を用いたコネクタ端子は、折曲げ加工の加工性が悪いという問題があった。

本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解決しようとするものであり、材料コストを低減することが可能なＣｕ−Ｆｅ合金を用い、且つ折曲げ加工性が良好である自動車用コネクタ端子を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の自動車用コネクタ端子は、
端子部と電線接続部を有し、Ｃｕ−Ｆｅ合金板が打抜き加工されて端子展開体の形状に板取りされた端子中間体が折曲げ加工された折曲げ部を有するコネクタ端子であって、
前記折曲げ部は、折曲げ線の線方向が、前記合金板の圧延方向と交差する方向であり、前記線方向と前記圧延方向の交差角が３０〜６０°の範囲内であることを要旨とする。

上記自動車用コネクタ端子において、前記交差角が略４５°であることが好ましい。

上記自動車用コネクタ端子において、前記Ｃｕ−Ｆｅ合金が、Ｆｅを２０〜５０質量％の範囲内で含有し、残部がＣｕからなる合金であることが好ましい。

上記自動車用コネクタ端子において、前記折曲げ部の折曲げ角度が略９０〜１８０°の範囲内である折曲げ部を含むことが好ましい。

上記自動車用コネクタ端子において、前記端子中間体が、複数個の前記端子展開体がキャリア部の長手方向に所定間隔で接続された形状に前記合金板から板取りされたものであり、前記合金板の圧延方向と、前記キャリア部の長手方向が交差する形状に板取りされ、前記合金板の圧延方向と前記キャリア部の長手方向の交差角が、３０〜６０°の範囲内であることが好ましい。

本発明の自動車用コネクタ端子は、圧延工程を経て製造されたＣｕ−Ｆｅ合金板が打抜き加工されて端子展開形状に板取りされた端子中間体が、折曲げ加工されて折曲げ部を有することにより、Ｃｕ−Ｆｅ合金はＣｕよりコストの安価なＦｅが添加されているので、材料コストを低減することが可能である。

更に本発明の自動車用コネクタ端子は、前記折曲げ部の折曲げ線の線方向が、前記合金板の圧延方向と交差するように折曲げられており、前記折曲げ線の線方向と前記合金板の圧延方向の交差角が、３０〜６０°の範囲内であることにより、Ｃｕ−Ｆｅ合金の伸びの小さい方向に折曲げる事を避けて、伸びの大きな方向に折曲げることが可能であり、折曲げ加工性が良好な自動車用コネクタ端子が得られる。すなわち、折曲げ部の折曲げ線の線方向が圧延方向と平行（交差角が０°）又はトラバース方向（交差角が９０°）とした場合、その方向ではＣｕ−Ｆｅ合金は、伸びが特に小さくなるため、折曲げ加工が困難であったのに対し、本願発明ではそのような問題を解決することができた。

図１は本発明のコネクタ端子の一例として雌端子の例を示す外観斜視図である。 図２は図１のＡ−Ａ線縦断面図である。 図３はＣｕ−Ｆｅ合金板の斜視図である。 図４はＣｕ−Ｆｅ合金板から端子展開体の形状に板取りした例を示す平面図である。 図５は複数個のコネクタ端子をキャリア部に接続された状態で形成する場合のコネクタ端子を示す斜視図である。 図６は図５のコネクタ端子の板取り方法を説明するための平面図である。 図７（ａ)は従来のコネクタ端子の板取り方法を説明するための平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の展開体を用いて形成されるコネクタ端子の外観斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明する。本発明の自動車用コネクタ端子（以下、コネクタ端子ということもある）は、雄コネクタと雌コネクタからなる雄雌嵌合型のコネクタに用いられる端子である。雄コネクタに雄端子が用いられ、雌コネクタに雌端子が用いられる。本発明コネクタ端子は、雄端子、雌端子のいずれの形状に形成してもよい。

図１は本発明のコネクタ端子の一例として雌端子の例を示す外観斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線縦断面図である。図１及び図２に示すように、雌端子１は、端子部２と電線接続部３を有する。端子部２は四角筒状の嵌合部５として形成されている。嵌合部５は、周囲が底面板５１、左右の側面板５２、５３、天井板５４により囲まれて、前方が開口している。嵌合部５の内部には、嵌合部の前端から後方へＵ字状に折返されて、嵌合部５に雄端子を挿通して接触するばね部６が形成されている。尚、本発明では便宜上、図１中左側のコネクタ端子の端子部２側を前方、図中右側の電線接続部３側を後方、図中下側を下方、図中上側を上方という。

電線接続部３は、図１に示すように両側部から立ち上がるバレル部３１、３２から構成されている。バレル部３１は電線の導体に加締められるようになっている。バレル部３２は電線の被覆材に加締められるようになっている。

図３はＣｕ−Ｆｅ合金板の斜視図であり、図４はＣｕ−Ｆｅ合金板から端子展開体の形状に板取りした例を示す平面図である。図３及び図４に示すように、図１に示す雌端子１は、圧延工程を経て製造されたＣｕ−Ｆｅ合金板（以下、合金板と略記することもある）１０を用いて、打抜き加工することで、端子展開体の形状に板取りされた端子中間体１Ａを得て、この端子中間体１Ａを折曲げ加工することで、所定の端子形状に組み立てられる。図３に示すように合金板１０は、矢印ＬＤで示す方向（圧延方向）に圧延されている。図３において矢印ＴＤで示す方向が圧延方向と直交する方向である。

Ｃｕ−Ｆｅ合金板は、Ｆｅが２０〜５０質量％含有し、残部がＣｕからなることが好ましい。合金板のＦｅ含有量が、２０質量％以上であると、強度の高い端子を得ることができる。またＦｅ含有量を高含有量として、材料コストを低減する効果が大きくなる。また合金板のＦｅ含有量が、５０質量％以下であると、端子成形性、耐食性、導電率等が良好である。

Ｃｕ−Ｆｅ合金は、Ｆｅ粒子がＣｕ中にミクロンオーダーで粒子として存在し、圧延によりＦｅ粒子が繊維状に引き延ばされて、繊維分散強化されている。そのため、従来、自動車用コネクタの端子材料として用いられていた、コルソン系銅合金や黄銅等に比較して加工性が大きく低下している。例えば、黄銅のような材料では、加工硬化により強度調製することができるため、折曲げ線が圧延方向と平行及び直交するように板取りしても、端子成形が十分可能であった。

図４に示すように、合金板１０から打抜きプレスにより、雌端子の展開形状の端子中間体１Ａとして板取りされる。端子中間体１Ａは、折曲げ線１ｂで谷折に折曲げて、後方へ９０°超〜１８０°未満の範囲内で、所定の角度まで折返し、ばね部６を形成する。また端子中間体１Ａは、折曲げ線１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆを略９０°ずつ、谷折に折曲げて、四角筒状の嵌合部５を形成する。嵌合部５の内部にばね部６を有する端子部２が形成される。天井板５４は、二枚の天井板がオーバーラップして重なった状態になっている。嵌合部５には、雄端子の端子部が挿入されて、ばね部６と嵌合部の天井板５４の間に雄端子を挟持して電気的に導通するようになっている。

嵌合部５を折曲げ線１ｄ、１eで折り曲げると、バレル３１、３２の部分も底面板５１から立設されて、電線接続部３が端子部２と同時に形成される。雌端子１は、端子中間体１Ａを折曲げ加工して形成された四角筒状の嵌合部５及びばね部６が本発明の折曲げ部に該当する。

図３に示すように、合金板１０から端子展開体の形状に板取りする場合、端子の折曲げ線Ｓの線方向と合金板１０の圧延方向ＬＤとは交差するようになっている。これは折曲げ線の線方向Ｓが、合金板の圧延方向ＬＤ或いは合金板の圧延方向と直交するトラバース方向ＴＤのいずれにも該当しないということである。更に、前記折曲げ線の線方向Ｓと合金板の圧延方向ＬＤの交差する交差角は、３０〜６０°の範囲内である。

例えば図４に示す端子中間体１Ａでは、ばね部６を形成するための折曲げ線１ｂの線方向Ｓ１ｂと圧延方向ＬＤの交差角θ１が４５°になるように板取りしている。本発明では、上記線方向Ｓと圧延方向ＬＤの交差角θという場合、線方向Ｓと圧延方向ＬＤが作る交差角のうち、鋭角の方の角度のことである。

図４に示すように、嵌合部５を形成するための端子中間体１Ａの折曲げ線１ｃ〜１ｅは、互いに平行に形成されている。折曲げ線１ｃ〜１ｅは、ばね部の折曲げ線１ｂとは直交するようになっている。そのため折曲げ線１ｃ〜１ｅの線方向Ｓ１ｃと圧延方向ＬＤの交差角θ２は、４５°になる。

本発明は、折曲げ部の折曲げ線の線方向Ｓが、合金板の圧延方向ＬＤと交差する交差角θが３０〜６０°の範囲内である。この範囲であると、Ｃｕ−Ｆｅ合金板の伸びが大きくなるように板取りすることが可能であり、折曲げ線の異方性が小さくなって、端子中間体の折曲げ加工の加工性が良好となる。好ましい上記交差角θは、略４５°である。この場合、伸びが最大になる方向に折曲げることが可能であると共に、異方性を最小にすることが可能であり、加工性が最も優れている。

実験例
Ｃｕ−Ｆｅ合金の圧延方向に対する引張方向の角度を変えて、圧延方向と伸びの関係について実験を行った、試験方法と結果を以下に示す。

〔試験方法〕
Ｆｅを２０質量％含有するＣｕ−Ｆｅ合金板から、圧延方向に対し角度を変えて板取りしてプレス切断した試験片を用いて、引張強さ、０．２％耐力、破断伸び、ヤング率の測定をした。試験片は、交差角θが０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°となるように板取りした７点を試験片とした。試験の結果を表１に示す。

上記各試験は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１「金属材料引張試験方法」に準拠して行った。

試験体の加工性の評価は、伸びにより判断した。一般に、破断伸びが２０％以上あれば折曲げ加工を行うことが容易であることから、加工性は、伸びが２０％以上あったものを良好（○）とし、伸びが最大のものを最良（◎）とし、伸びが２０％未満であったものを不良（×）とした。

試験の結果は、表１に示すように交差角が３０°〜６０°の範囲ではいずれも破断伸びが２０％以上であり加工性が良好であった。特に交差角が４５°の場合は、破断伸びが２３％と最大であり加工性が最良であった。これに対し交差角が０°、１５°、７５°、９０°の場合はいずれも破断伸びが２０％未満であり加工性が不良であった。

図５は複数個のコネクタ端子をキャリア部に接続された状態で形成する場合のコネクタ端子を示す斜視図であり、図６は図５のコネクタ端子の板取り方法を説明するための平面図である。図５に示すように、コネクタ端子１は、複数個のコネクタ端子本体１１をキャリア部１２の長手方向に所定の間隔で接続された状態に形成してもよい。

図５に示すコネクタ端子の場合、図６に示すように、合金板１０に対し、複数個の端子展開体１１Ａがキャリア部１２の長手方向に所定間隔で接続された端子中間体１Ｂとして板取りされる。

図６に示す端子中間体１Ｂは、合金板１０の圧延方向ＬＤと、キャリア部の長手方向Ｃが交差する形状に板取りされ打抜きプレスされる。合金板１０の圧延方向ＬＤと、キャリア部１Ｂの長手方向Ｃの交差角θ３は３０〜６０°の範囲内が好ましく、更に好ましくは４５°である。

図６に示すように、キャリア部１２に接続される端子展開体１１Ａは、端子嵌合方向Ｄがキャリア部１２の長手方向Ｃと直交するように接続された状態になっている。端子中間体１Ｂは、合金板１０の圧延方向ＬＤと端子嵌合方向Ｄが交差するように板取りされる。

キャリア部１２の長手方向Ｃと合金板の圧延方向ＬＤの交差角θ３を３０〜６０°の範囲内に形成すると、合金板１０の圧延方向ＬＤと端子嵌合方向Ｄが直交するように接続されているから、交差角θ４は図４の交差角θ２と同じになり、交差角θ３は図４のθ１と同じになる。各端子展開体１１Ａの折曲げ線１ｂ〜１ｅの線方向Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃと合金板１０の圧延方向ＬＤの交差角θ１、θ２を３０〜６０°の範囲内とすることができる。

上記と同様に、キャリア部１２の長手方向Ｃと合金板１０の圧延方向ＬＤの交差角θ３を４５°に形成すると、折曲げ線１ｂ〜１ｅの線方向Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃと圧延方向ＬＤの交差角θ１、θ２は４５°になる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

１ 雌端子（コネクタ端子）
１Ａ、１Ｂ 端子中間体
２ 端子部
３ 電線接続部
５ 嵌合部（折曲げ部）
６ ばね部（折曲げ部）
１０ Ｃｕ−Ｆｅ合金板
１１ コネクタ端子本体
１１Ａ 端子展開体
１２ キャリア部

Claims (5)

1. 端子部と電線接続部を有し、Ｃｕ−Ｆｅ合金板が打抜き加工されて端子展開体の形状に板取りされた端子中間体が折曲げ加工された折曲げ部を有するコネクタ端子であって、
   前記折曲げ部は、折曲げ線の線方向が前記合金板の圧延方向と交差する方向であり、前記線方向と前記圧延方向の交差角が３０〜６０°の範囲内であることを特徴とする自動車用コネクタ端子。
2. 前記交差角が略４５°であることを特徴とする請求項１記載の自動車用コネクタ端子。
3. 前記Ｃｕ−Ｆｅ合金が、Ｆｅを２０〜５０質量％の範囲内で含有し、残部がＣｕであることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用コネクタ端子。
4. 前記折曲げ部の折曲げ角度が略９０〜１８０°の範囲内である折曲げ部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車用コネクタ端子。
5. 前記端子中間体が、複数個の前記端子展開体がキャリア部の長手方向に所定間隔で接続された形状に前記合金板から板取りされたものであり、
   前記合金板の圧延方向と、前記キャリア部の長手方向が交差する形状に板取りされ、
   前記合金板の圧延方向と前記キャリア部の長手方向の交差角が、３０〜６０°の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車用コネクタ端子。

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