JP2018018647A - 端子の製造方法及び端子 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、且つ、相手端子との良好な電気的導通性が得られる端子の製造方法等を提供する。【解決手段】オス端子のタブ部１１に接触する弾性撓み部３を有し、弾性撓み部３には、オス端子１０の接触側に突出し、頂点から外周側に向かって徐々に高さが低くなるインデント部４が設けられたメス端子１の製造方法であって、弾性撓み部３の一方の面側に配置され、インデント部４の表面形状に対応する凹み形状の窪み部２１ａを有する第１型２１と、弾性撓み部３の他方の面側に配置され、第１型２１の窪み部２１ａよりも小さな面積で、且つ、弾性撓み部３を押圧する押圧面がフラット面２２ｂの突部２２ａを有する第２型２２とを用い、第１型２１と第２型２２で弾性撓み部３をプレス成形してインデント部４を形成した。【選択図】図４

Description

本発明は、相手端子との端子接触部にインデント部が設けられた端子の製造方法及び端子に関する。

例えば、端子には、アルミニウム合金材を使用したものが種々提案されている。アルミニウム合金材の圧延材は、熱調質時の熱によって表面に厚い酸化膜（膜厚は、数１０ｎｍ〜１００ｎｍ）が生成される。端子の表面に酸化膜が存在すると、相手端子との電気的導通性が阻害される。

そこで、相手端子との電気的導通性を向上させるために、次のような従来例が提案されている。第１従来例として、アルミニウム合金材の表面にＳｎ、Ｎｉ、インジウム等のめっき層を形成したものが提案されている（特許文献１参照）。又、第２従来例として、アルミニウム合金製の端子の相手接触部のみを鉄合金材にしたものが提案されている（特許文献２参照）。この第２従来例は、相手端子との接触荷重を大きくすることで相手端子との電気的導通性を向上させている。

特開２０１４−２０１７５３号公報 特開２０１４−８９８１０号公報

しかしながら、前記第１従来例では、めっき処理を行う必要があるため、端子の製造工程にめっき工程が加わると共にめっきの材料費が付加されるため、コストが高くなるという問題がある。

前記第２従来例では、端子の製造工程で相手接触部の接続工程が加わると共に鉄合金の材料費（アルミニウム合金より鉄合金が割高）が付加されるため、第１従来例と同様にコストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、低コストで、且つ、相手端子との良好な電気的導通性が得られる端子の製造方法及び端子を提供することを目的とする。

本発明は、相手端子の相手接触部に接触する端子接触部を有し、前記端子接触部には、前記相手端子の接触側に突出し、頂点から外周側に向かって徐々に高さが低くなるインデント部が設けられた端子の製造方法であって、前記端子接触部の一方の面側に配置され、前記インデント部の表面形状に対応する凹み形状の窪み部を有する第１型と、前記端子接触部の他方の面側に配置され、前記第１型の前記窪み部よりも小さな面積で、且つ、前記端子接触部を押圧する押圧面がフラット面の突部を有する第２型とを用い、前記第１型と前記第２型で前記端子接触部をプレス成形して前記インデント部を形成したことを特徴とする端子の製造方法である。

他の本発明は、相手端子の相手接触部に接触する端子接触部を有し、前記端子接触部には、前記相手端子の接触側に突出し、頂点から外周側に向かって徐々に高さが低くなるインデント部が設けられた端子であって、前記インデント部が突出する反対面側には、前記インデント部の表面積よりも小さく、且つ、底面がフラットな凹部が形成されたことを特徴とする端子である。

本発明によれば、プレス成形されたインデント部は、その頂点位置の厚み寸法よりも頂点の周辺の厚み寸法が小さくなるため、第１型と第２型の押圧力によってインデント部の箇所のアルミニウム合金材の外周側への移動量が大きく、それに伴ってインデント部の表面側の材料の移動量（表面積拡大量）が大きくなるため、インデント部の表面に生成された酸化膜の破断が促進される。破断部位にはその後に酸化膜が生成されるが、当該酸化膜は破断部位以外の酸化膜と比べて薄いものしかできず、その薄い酸化膜は、相手端子の接触時の接触荷重によって容易に破断され、相手端子との間で導体間の接触状態が得られる。また、端子は、単一の導電性金属材（例えばアルミニウム合金材）の裸材を使用し、めっきなどの表面加工を行うことなく製造すれば良いため、低コストで、且つ、相手端子との良好な電気的導通性が得られる。

本発明の一実施形態を示し、メス端子とオス端子の離間状態の断面図である。 本発明の一実施形態を示し、メス端子とオス端子の嵌合状態の断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）は弾性撓み部の概略斜視図、（ｂ）はインデント部の詳細な断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）はインデント部のプレス成形を説明する断面図、（ｂ）はプレス成形過程におけるインデント部のアルミニウム合金材（母材）の移動を説明する断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）は図３（ｂ）のＣ部拡大図、（ｂ）は接触荷重が作用する前の状態を説明する断面図、（ｃ）は端子間の接触荷重で酸化膜が破断された状態を示す断面図である。 本発明の比較例を示し、（ａ）はインデント部のプレス成形を説明する断面図、（ｂ）はプレス成形過程におけるインデント部のアルミニウム合金材（母材）の材料移動を説明する断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施形態を示す。図１及び図２に示すように、メス端子１は、全体が単一の導電性金属であるアルミニウム合金材より形成されている。メス端子１は、所定形状に打ち抜かれたアルミニウム合金材を折り曲げ加工して形成されている。メス端子１は、オス端子１０のタブ部１１が挿入される箱部２を有する。箱部２は、前方が開口された方形状である。箱部２内には、箱部２の下面部より折り曲げられた端子接触部である弾性撓み部３が配置されている。弾性撓み部３には、上面側（オス端子１０の挿入されるタブ部１１側）に向かって突出するインデント部４が設けられている。

インデント部４は、図３（ａ）、（ｂ）に詳しく示すように、その表面が頂点から外周側に向かって徐々に高さが低くなる円弧状の曲面であり、中心の頂点が最上方に位置している。

インデント部４の裏面側（突出する表面の反対面側）には、インデント部４の表面積よりも小さく、且つ、円柱形の凹部５が形成されている。円柱形の凹部５によって、インデント部４の裏面（突出する表面の反対面）は、フラット面４ｂに形成されている。

箱部２の上面壁、つまり、弾性撓み部３のインデント部４側には、ビード部７が設けられている。ビード部７は、インデント部４に間隔を置いて対向配置される位置に設けられている。ビード部７は、インデント部４に対して端子嵌合方向Ａの両外側位置が最も突出した２山形状の凸部である。ビード部７は、箱部２の上面壁を折り曲げて形成されている。

メス端子１は、アルミニウム合金材の母材のみより形成されている。つまり、メス端子１は、アルミニウム合金材の圧延材より形成され、めっき等の表面加工が施されていない。アルミニウム合金材の圧延材は、熱調質時の熱によって表面に厚い熱酸化膜８（膜厚は、数１０ｎｍ〜１００ｎｍ）が生成される。しかし、下記する製造方法の結果、インデント部４の表面のみは、図３（ｂ）に示すように、厚い熱酸化膜８には破断箇所が形成され、この破断箇所には薄い自然酸化膜９が生成されている。

次に、インデント部４の製造について説明する。インデント部４は、図４（ａ）に示すように、プレス成形機２０を用いて成形される。プレス成形機２０は、第１型２１と第２型２２を有する。第１型２１は、弾性撓み部３（正確には、後工程の折り曲げ工程によって弾性撓み部３に成形される部位であるが、便宜上弾性撓み部３として説明する）の表面側に配置され、インデント部４の表面形状に対応する凹み形状の窪み部２１ａを有する。第２型２２は、弾性撓み部３の裏面側に配置され、第１型２１の窪み部２１ａよりも小さな面積の円柱状の突部２２ａを有する。突部２２ａは、弾性撓み部３の裏面を押圧する押圧面がフラット面２２ｂである。

図６には、比較例のプレス成形機３０が示されている。比較例のプレス成形機３０は、第１型３１と第２型３２を有する。第１型３１は、弾性撓み部３（正確には、後工程の折り曲げ工程によって弾性撓み部３に成形される部位であるが、便宜上弾性撓み部３として説明する）の表面側に配置され、インデント部４の表面形状（円弧状の曲面）に対応する凹み形状の窪み部３１ａを有する。第２型３２は、弾性撓み部３の裏面側に配置され、第１型３１の窪み部３１ａとほぼ同じ形状の突部３２ａを有する。従って、突部３２ａは、弾性撓み部３の裏面を押圧する押圧面が円弧状の曲面３２ｂである。

比較例のプレス成形機３０では、図６（ｂ）に示すように、インデント部４の全域が頂点位置とほぼ同じ厚み寸法となるため、インデント部４に形態変形される箇所のアルミニウム合金材の材料移動が小さく、これに倣ってインデント部４の表面側のアルミニウム合金材の移動量（表面積拡大量）が小さい。そのため、熱酸化膜８が脆性材料の特性を示すものの極僅かにしか破断が発生しない（破断するための表面積拡大率の閾値は、約１％）。

これに対し、本実施形態のプレス成形機２０では、図４（ｃ）に示すように、インデント部４の頂点位置の厚み寸法ｄ１よりも頂点の周辺の厚み寸法ｄ２が小さくなるため、第１型２１と第２型２２の押圧力によってインデント部４に形態変形される箇所のアルミニウム合金材の外周側への移動量が大きく、それに伴ってインデント部４の表面側の材料の移動量（表面積拡大量）が大きくなる。熱酸化膜８が脆性材料の特性を示すため、インデント部４の表面側の伸びに追従できずに、インデント部４の表面に生成された熱酸化膜８の破断が促進される。破断によって新生面が露出し、この新生面にはその後に自然酸化膜９が生成されるが、自然酸化膜９は熱酸化膜８と比べて薄いものとなる（図３（ａ）参照）。

このようにしてインデント部４の表面に厚い熱酸化膜８と薄い自然酸化膜９が形成されたメス端子１に、オス端子１０を嵌合する。オス端子１０は、銅合金材より形成されている。オス端子１０は、タブ部１１の表面にＳｎめっき層１２（図５（ｂ）に図示）が形成され、Ｓｎめっき層１２の表面には薄い自然酸化膜１３が生成されている。

図１の離間位置にあって、オス端子（相手端子）１０のタブ部（相手接触部）１１をメス端子１の箱部２に挿入する。すると、先ずタブ部１１の先端が弾性撓み部３に当接し、この当接箇所より更に挿入が進むと、弾性撓み部３が撓み変形してタブ部１１の挿入が許容される。タブ部１１の挿入過程では、インデント部４がタブ部１１の接触面を摺動し、端子挿入完了位置に達する（図２の位置）。

図５（ｃ）に示すように、端子挿入完了位置では、タブ部１１とインデント部４が弾性撓み部３の撓み復帰力による接触荷重を受けて接触する。すると、この接触荷重によってタブ部１１の表面の薄い自然酸化膜１３が、インデント部４の表面の薄い自然酸化膜９がそれぞれ容易に破断される。自然酸化膜９，１３の破断（ひび割れ）箇所より内部の導体が接触荷重等によって表面側に押し出される。このように導体が表面側に押し出される箇所が増加するため、導体同士の接触点（オーミック点）が増加する。

以上より、メス端子１は、単一の導電性金属材であるアルミニウム合金材の裸材を使用し、めっきなどの表面加工を行うことなく製造すれば良いため、低コストで、且つ、オス端子１０との良好な電気的導通性が得られる。

この実施形態では、インデント部４がメス端子１に設けられた場合を説明したが、オス端子１０に設けられた場合、メス端子１とオス端子１０の双方に設けられた場合も本発明を適用できる。

この実施形態では、メス端子１がアルミニウム合金材にて形成された場合を説明したが、アルミニウム合金材以外で、表面に酸化膜が生成される導体にて形成された場合にも本発明を適用できる。

１ メス端子（端子）
３ 弾性撓み部（端子接触部）
４ インデント部
５ 凹部
１０ オス端子（相手端子）
１１ タブ部（相手接触部）
２１ 第１型
２１ａ 窪み部
２２ 第２型
２２ａ 突部
２２ｂ フラット面

Claims (5)

1. 相手端子の相手接触部に接触する端子接触部を有し、前記端子接触部には、前記相手端子の接触側に突出し、頂点から外周側に向かって徐々に高さが低くなるインデント部が設けられた端子の製造方法であって、
   前記端子接触部の一方の面側に配置され、前記インデント部の表面形状に対応する凹み形状の窪み部を有する第１型と、前記端子接触部の他方の面側に配置され、前記第１型の前記窪み部よりも小さな面積で、且つ、前記端子接触部を押圧する押圧面がフラット面の突部を有する第２型とを用い、
   前記第１型と前記第２型で前記端子接触部をプレス成形して前記インデント部を形成したことを特徴とする端子の製造方法。
2. 請求項１記載の端子の製造方法であって、
   前記第１型の前記窪み部の窪み形状は、円弧状の曲面形状であり、前記第２型は、円柱形状であることを特徴とする端子の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の端子の製造方法であって、
   端子の母材は、アルミニウム合金の圧延材を用いられたことを特徴とする端子の製造方法。
4. 相手端子の相手接触部に接触する端子接触部を有し、前記端子接触部には、前記相手端子の接触側に突出し、頂点から外周側に向かって徐々に高さが低くなるインデント部が設けられた端子であって、
   前記インデント部の裏面側には、前記インデント部の表面積よりも小さく、且つ、底面がフラットな凹部が形成されたことを特徴とする端子。
5. 請求項４記載の端子であって、
   全体がアルミニウム合金の圧延材より形成されたことを特徴とする端子。

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