JP5342315B2

JP5342315B2 - 信号用電気接続端子装置及びその製造方法

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Publication number: JP5342315B2
Application number: JP2009107080A
Authority: JP
Inventors: 順二今井; 浩一吉岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP2010257793A

Description

本発明は、電気信号を伝達する際に使用するコネクタのような信号用電気接続端子装置及びその製造方法に関するものである。

従来から信号用電気接続端子装置として特許文献１に示されるようなコネクタが知られている。このコネクタは一端部が接触部、他端部が端子部となったばね性を有する複数の電気接続端子を樹脂製のハウジングに並設したものである。

コネクタにおける電気接続端子は、加工工程において加工がし易く、形状の寸法精度を確保することが重要であり、また、製品としては高い接触圧を確保することが重要である。

従来のコネクタにおける電気接続端子は、リン青銅のような銅合金の板材を打ち抜き、加工することで形成してある。

このような銅合金の板材を加工することで電気接続端子を製造するに当たって、加工性を向上させて形状自由度を高めるには延性を高める必要があるが、この場合は耐力（弾性限）を犠牲にする必要があり、また、接触圧を高めるには耐力（弾性限）を高める必要があるが、この場合は延性を犠牲にする必要がある。同時にヤング率を高めることも有効であるが、成分の影響が大きく、その上昇には限界がある。このため、従来にあっては、電気接続端子の形状自由度を確保し且つ接触圧を確保するため、延性、耐力（弾性限）の双方をある程度犠牲にして延性とヤング率、耐力（弾性限）のバランスが取れたところで成形する方法で製造している。

特開平６−１１１８７２号公報

上記のように、従来にあっては、延性、耐力（弾性限）の双方をある程度犠牲にして延性とヤング率、耐力（弾性限）のバランスが取れたところで成形するので、接触圧を高くすること及び形状の自由度のいずれにおいても制約があり、このため高接触圧を確保しながらコネクタの小型化が図り難いという問題があった。

本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、加工性及び形状自由度が向上しながら高い接触圧を確保できる信号用電気接続端子装置及びその製造方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成になっている。

本発明の信号用電気接続端子装置の製造方法は、焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７を、該帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設するように打ち抜く工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の加工前端子芯材９を、半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４を備えた所定形状に曲げ加工して端子用芯材５を形成する工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の端子用芯材５を焼入・焼戻しする工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻した端子用芯材５の少なくとも半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施してそれぞれ電気接続端子１を形成する工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の電気接続端子１を合成樹脂により一体化して信号用電気接続端子装置１０を形成する工程、各電気接続端子の一端部を切断して信号用電気接続端子装置１０を連続帯部８から分離する工程、により製造することを特徴とする。

このような方法を採用することで、焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７を打ち抜き、曲げ加工するので、高い延性状態で加工ができ、クラックを発生させることなく容易に曲げ半径の小さな曲げ加工が可能で形状自由度があり、また、焼入・焼戻しすることで、十分な強度（耐力）が得られて、高いヤング率と相俟って、高い接触圧が得られた電気接続端子を形成することが可能となり、この結果、高い接触圧を有した信号用電気接続端子装置１０を簡単に製造することができる。また、高い延性状態で加工できるので、高い接触圧を確保しながら電気接続端子のコンパクト化が図れ、信号用電気接続端子装置１０の小型化が可能となる。

また、本発明の電気接続装置の製造方法は、焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７を、該帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設するように打ち抜く工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の加工前端子芯材９を、半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４を備えた所定形状に曲げ加工して端子用芯材５を形成する工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の端子用芯材５を焼入・焼戻しする工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻した端子用芯材５全体に電解銅メッキ又は電解銀メッキを施す工程、上記電解銅メッキ又は電解銀メッキに重ねて電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキを施す工程、上記電解銅メッキ又は電解銀メッキに重ねて上記電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキが施された端子用芯材５の半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施してそれぞれ電気接続端子１を形成する工程、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻し済みで且つ上記電解銅メッキ又は電解銀メッキと、電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキと、上記金メッキ６が施された複数の電気接続端子１を合成樹脂により一体化して信号用電気接続端子装置１０を形成する工程、各電気接続端子１の一端部を切断して信号用電気接続端子装置１０を連続帯部８から分離する工程、より製造することを特徴とするものであってもよい。

このような方法を採用することで、焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７を打ち抜き、曲げ加工するので、高い延性状態で加工ができ、クラックを発生させることなく容易に曲げ半径の小さな曲げ加工が可能となり、また、焼入・焼戻しすることで、十分な強度（耐力）が得られて、高いヤング率と相俟って、高い接触圧が得られ、且つ電気抵抗が軽減される電気接続端子を形成することが可能となり、この結果、高い接触圧を有した且つ電気抵抗が軽減された信号用電気接続端子装置１０を簡単に製造することができる。また、高い延性状態で加工できるので、高い接触圧を確保しながら電気接続端子のコンパクト化が図れ、信号用電気接続端子装置１０の小型化が可能となる。
また、本発明の信号用電気接続端子装置は、前述の信号用電気接続端子装置の製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とする。
このような構成とすることで、電気接続端子１の高い接触圧を確保しながら成形における形状自由度が向上し、高接触圧を有した信号用電気接続端子装置１０を構成することが可能となり、また、形状自由度が優れ且つ高接触圧を確保できるので、高接触圧の信号用電気接続端子装置１０の小型化が可能となる。

本発明の信号用電気接続端子装置は、上記のように構成したので、高い接触圧を有した電気接続端子装置を提供できる。

また、本発明の電気接続端子装置の製造方法は、上記のような方法を採用したので、簡単な方法で、自由な形状に加工できるにもかかわらず高い接触圧を有した電気接続端子を備えた信号用電気接続端子装置を簡単に製造することができる。

本発明の製造方法におけるプレス機で打ち抜く前の帯材を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の打ち抜いた状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の曲げ加工前の状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の折り曲げ加工した状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の端子用芯材に金メッキを施した状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の金メッキの一部を除去して半田実装部となる部分と電気接続部となる部分にを金メッキ施した状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の複数の電気接続端子を合成樹脂により一体化した状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。同上の連続帯部から信号用電気接続端子装置を切り離した状態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。（ａ）は信号用電気接続端子装置の一例を示すコネクタのソケットとヘッダを示す側面図であり、（ｂ）はソケットとヘッダを接続している状態の側面図である。（ａ）は信号用電気接続端子装置の他例を示すコネクタのソケットとヘッダを示す側面図であり、（ｂ）はソケットとヘッダを接続している状態の側面図である。

本発明の信号用電気接続端子装置１０としては例えばコネクタを例示することができ、複数の電気接続端子１が合成樹脂製のベース２に一体に並設されることで構成してある。

上記信号用電気接続端子装置１０に設けた電気接続端子１は、少なくとも端子用芯材５の半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施してそれぞれ半田実装部１５、電気接続部１６とすることで構成してある。

上記端子用芯材５は、塑性加工することで半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４を備えた所定形状に形成され且つ塑性加工後に焼入・焼戻しされた焼入硬化型の鋼よりなる。

次に、本発明の信号用電気接続端子装置１０の製造方法の一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。

まず、図１に示すような焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７をプレス機を用いて、帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設する形状に打ち抜いて、図２に示すような打ち抜き体１２を形成する工程を実施する。

図２に示す実施形態では、連続帯部８の一側端縁に、長手方向に一定間隔で細帯状の加工前端子芯材９の一端部が繋がって並列する略櫛歯状となるように打ち抜いた例を示している。

上記打ち抜き工程の次に、上記打ち抜き体１２の複数の加工前端子芯材９を、プレス機を用いて、図３（ａ）の一点鎖線で示す複数の場所を折り曲げ線として、所定形状となるように曲げ加工して半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４を備えた端子用芯材５を形成し、図４に示すような一端部が連続帯部８の側端縁に繋がった端子用芯材５が連続帯部８の長手方向に複数個並設された曲げ加工体１３を形成する工程を実施する。

上記曲げ加工体１３を形成する工程の次に、一端部が連続帯部８の側端縁に繋がった端子用芯材５が連続帯部８の長手方向に複数個並設された曲げ加工体１３を焼入・焼戻しする工程を実施する。

上記焼入・焼戻しの工程の次に、前述のように所定形状に形成してある複数の端子用芯材５の半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施して、電気接続端子１を形成する工程を実施する。ここで、前述のように曲げ加工で形成された半田実装部となる部分３に金メッキ６を施すことで半田実装部１５を形成し、電気接続部となる部分４に金メッキ６を施すことで電気接続部１６を形成する。上記金メッキ６を施すに当たっては、例えば、上記のように所定形状に形成した端子用芯材５を電解金メッキ液に浸漬しながら電圧を印加して図５のように端子用芯材５全体に金メッキ６を施し、その後、上記所定形状に形成してある端子用芯材５の最終的に半田実装部となる部分３から、最終的に電気接続部となる部分４の間の一部の金メッキ６をレーザにより除去して図６のように半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施す。図中６ａは上記金メッキ６を除去した部分を示している。

上記金メッキ６を施す工程の次に、連続帯部８に一端部が繋がった複数の電気接続端子１を合成樹脂により一体化することで、図７に示すように合成樹脂製のベース２に複数の電気接続端子１が一体化された信号用電気接続端子装置１０を形成する工程を実施する。

次に、各電気接続端子１の一端部を切断して信号用電気接続端子装置１０を連続帯部８から分離する工程を実施して図８に示すような信号用電気接続端子装置１０単体を取り出す。

この信号用電気接続端子装置１０がコネクタの場合、コネクタはソケット１０ａとヘッダ１０ｂとにより構成されるが、本発明においてはコネクタのソケット１０ａ、ヘッダ１０ｂの双方又はいずれか一方を上記のようにして製造する。

図９、図１０にはそれぞれ信号用電気接続端子装置１０であるコネクタのソケット１０ａ、ヘッダ１０ｂの例を示している。

本発明においては、上記のように焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７を打ち抜き、曲げ加工するので、高い延性状態で加工することができて、クラックを発生させることなく容易に曲げ半径の小さな曲げ加工が可能で形状自由度がある。また、加工後、焼入・焼戻し、その後に金メッキを施すので、鋼の十分な強度（耐力）が得られて、高いヤング率と相俟って、高い接触圧が得られ、且つ耐食性に優れた電気接続端子１を形成することが可能となる。

したがって、本実施形態においては、高い接触圧を有し且つ耐食性に優れた信号用電気接続端子装置１０を簡単に製造することができ、しかも、高い延性状態で加工できるので、高い接触圧を確保しながら電気接続端子のコンパクト化が図れ、信号用電気接続端子装置１０の小型化が可能となる。

次に、本発明の信号用電気接続端子装置１０の製造方法の他の実施形態を説明する。

本実施形態においては、前述の実施形態における焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材７をプレス機を用いた打ち抜き工程、曲げ加工体１３を形成する工程、曲げ加工体１３を焼入・焼戻しする工程までは同じである。

そして、本実施形態では、上記焼入・焼戻し工程の次に、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻した端子用芯材５全体に電解銅メッキ又は電解銀メッキを施す工程を実施する。

次に、上記電解銅メッキ又は電解銀メッキに重ねて電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキを施す工程を実施する。

次に、上記電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキが施された端子用芯材５の半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施してそれぞれ電気接続端子１を形成する工程を実施する。

その後、上記連続帯部８に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻し済みで且つ上記電解銅メッキ又は電解銀メッキと、電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキと、上記金メッキ６が施された複数の電気接続端子１を合成樹脂により一体化して信号用電気接続端子装置１０を形成する工程を実施する。

次に、各電気接続端子１の一端部を切断して信号用電気接続端子装置１０を連続帯部８から分離する工程を実施して前述の実施形態と同様に信号用電気接続端子装置１０単体を取り出す。

本実施形態では、前述の実施形態と同様に、曲げ加工における形状自由度があり、且つ、高い接触圧が得られ、且つ耐食性に優れた電気接続端子１を形成することが可能となるという作用効果に加えて、電気接続端子１となる端子用芯材５の表面に所定厚の銅メッキがなされるため、電流は銅メッキ部分を流れることで、電気抵抗が軽減される。

したがって本実施形態により製造した信号用電気接続端子装置１０は、加工に当たっての形状自由度が増し、且つ、高い接触圧が得られ、且つ耐食性に優れ、且つ電気抵抗が軽減される電気接続端子を持つ信号用電気接続端子装置１０を簡単に製造することができ、信号用電気接続端子装置１０の小型化も可能となる。

次に、本発明の具体的な実施例につき説明する。

（実施例１）
ＳＵＳ４２０Ｊ２焼鈍材の帯鋼よりなる０．０８ｍｍ厚、１２ｍｍ巾の帯材７を素材とし、この帯材７をプレス機を用いて、帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設するように打ち抜いて、櫛歯形状をした打ち抜き体１２を形成した。

次に、上記のように打ち抜き形成した打ち抜き体１２の複数の加工前端子芯材９を、プレス機を用いて所定形状となるように複数の場所を曲げ加工して半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４を備えた端子用芯材５を形成して、一端部が連続帯部８の側端縁に繋がった端子用芯材５が連続帯部８の長手方向に複数個並設された曲げ加工体１３を形成した。

次に、管状の連続炉を用いて曲げ加工体１３を１０５０℃、３０秒保持後空冷することで焼入れ、更に２５０℃、３０秒保持後空冷することで焼戻しを施した。

次に、所定形状に形成してある複数の端子用芯材５を電解金メッキ液に浸漬しながら電圧を印加して、０．１μｍ厚の金メッキ６を施し、その後、上記所定形状に形成してある端子用芯材５の最終的に半田実装部となる部分３から、最終的に電気接続部となる部分４の間の一部の金メッキ６をレーザにより除去して半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施して、電気接続端子１を形成した。

次に、連続帯部８に一端部が繋がった複数の電気接続端子１を合成樹脂により一体化して合成樹脂製のベース２に複数の電気接続端子１が一体化された信号用電気接続端子装置１０を形成した。

次に、各電気接続端子１の一端部を切断して信号用電気接続端子装置１０を連続帯部８から分離して信号用電気接続端子装置１０単体を取り出すことで、コネクタの片側（ソケット側）を製造した。

（実施例２）
ＳＵＳ４２０Ｊ２焼鈍材の帯鋼よりなる０．０８ｍｍ厚、１２ｍｍ巾の帯材７を素材とし、この帯材７をプレス機を用いて、帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設するように打ち抜いて、櫛歯形状をした打ち抜き体１２を形成した。

次に、管状の連続炉を用いて曲げ加工体１３を１１００℃、３０秒保持後空冷することで焼入れ、更に３００℃、３０秒保持後空冷することで焼戻しを施した。

次に、曲げ加工で形成した端子用芯材５部分を活性化処理した後、電解銅メッキ液（シアン化銅浴）に浸漬しながら電圧を印加し、２．５μｍ厚の銅メッキを施した。

次に、上記銅メッキを施した端子用芯材５を電解ニッケルメッキ液（スルファミン酸ニッケル浴）に浸漬しながら電圧を印加し、２．０μｍ厚のニッケルメッキを施した。

次に、上記電解銅メッキに重ねて上記電解ニッケルメッキが施された端子用芯材５を電解金メッキ液に浸漬しながら電圧を印加して、０．１μｍ厚の金メッキ６を施し、その後、上記所定形状に形成してある端子用芯材５の最終的に半田実装部となる部分３から、最終的に電気接続部となる部分４の間の一部の金メッキ６をレーザにより除去して半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施して、電気接続端子１を形成した。

（実施例３）
ＳＵＳ４２０Ｊ２焼鈍材の帯鋼よりなる０．０８ｍｍ厚、１２ｍｍ巾の帯材７を素材とし、この帯材７をプレス機を用いて、帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設するように打ち抜いて、櫛歯形状をした打ち抜き体１２を形成した。

次に、管状の連続炉を用いて曲げ加工体１３を１０８０℃、３０秒保持後空冷することで焼入れ、更に２００℃、３０秒保持後空冷することで焼戻しを施した。

次に、曲げ加工で形成した端子用芯材５部分を活性化処理した後、電解銅メッキ液（硫酸銅浴）に浸漬しながら電圧を印加し、２．５μｍ厚の銅メッキを施した。

次に、上記銅メッキを施した端子用芯材５を電解ニッケルメッキ液（ワット浴）に浸漬しながら電圧を印加し、１．５μｍ厚のニッケルメッキを施した。

（実施例４）
ＳＵＳ４２０Ｊ２焼鈍材の帯鋼よりなる０．０８ｍｍ厚、１２ｍｍ巾の帯材７を素材とし、この帯材７をプレス機を用いて、帯材７の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部８の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材９を複数連続帯部８の長手方向に並設するように打ち抜いて、櫛歯形状をした打ち抜き体１２を形成した。

次に、曲げ加工で形成した端子用芯材５部分を活性化処理した後、電解銀メッキ液に浸漬しながら電圧を印加し、２．５μｍ厚の銀メッキを施した。

次に、上記銀メッキを施した端子用芯材５を電解パラジウムメッキ液に浸漬しながら電圧を印加し、１．０μｍ厚のパラジウムメッキを施した。

次に、上記電解銀メッキに重ねて上記電解パラジウムメッキが施された端子用芯材５を電解金メッキ液に浸漬しながら電圧を印加して、０．１μｍ厚の金メッキ６を施し、その後、上記所定形状に形成してある端子用芯材５の最終的に半田実装部となる部分３から、最終的に電気接続部となる部分４の間の一部の金メッキ６をレーザにより除去して半田実装部となる部分３及び電気接続部となる部分４に金メッキ６を施して、電気接続端子１を形成した。

１電気接続端子
２ベース
３半田実装部となる部分
４電気接続部となる部分
５端子用芯材
６金メッキ
７帯材
８連続帯部
９加工前端子芯材
１０信号用電気接続端子装置

Claims

焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材を、該帯材の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材を複数連続帯部の長手方向に並設するように打ち抜く工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の加工前端子芯材を、半田実装部となる部分及び電気接続部となる部分を備えた所定形状に曲げ加工して端子用芯材を形成する工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の端子用芯材を焼入・焼戻しする工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻した端子用芯材の少なくとも半田実装部となる部分及び電気接続部となる部分に金メッキを施してそれぞれ電気接続端子を形成する工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の電気接続端子を合成樹脂により一体化して信号用電気接続端子装置を形成する工程、
各電気接続端子の一端部を切断して信号用電気接続端子装置を連続帯部から分離する工程、
により製造することを特徴とする信号用電気接続端子装置の製造方法。
焼入れ硬化型の鋼の完全焼鈍材の帯材を、該帯材の巾方向の一部で且つ長手方向に沿った連続帯部の側端縁に、一端部が繋がった加工前端子芯材を複数連続帯部の長手方向に並設するように打ち抜く工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の加工前端子芯材を、半田実装部となる部分及び電気接続部となる部分を備えた所定形状に曲げ加工して端子用芯材を形成する工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の端子用芯材を焼入・焼戻しする工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻した端子用芯材全体に電解銅メッキ又は電解銀メッキを施す工程、
上記電解銅メッキ又は電解銀メッキに重ねて電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキを施す工程、
上記電解銅メッキ又は電解銀メッキに重ねて上記電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキが施された端子用芯材の半田実装部となる部分及び電気接続部となる部分に金メッキを施してそれぞれ電気接続端子を形成する工程、
上記連続帯部に一端部が繋がった複数の焼入・焼戻し済みで且つ上記電解銅メッキ又は電解銀メッキと、電解ニッケルメッキ又は電解パラジウムメッキと、上記金メッキが施された複数の電気接続端子を合成樹脂により一体化して信号用電気接続端子装置を形成する工程、
各電気接続端子の一端部を切断して信号用電気接続端子装置を連続帯部から分離する工程、
により製造することを特徴とする信号用電気接続端子装置の製造方法。
請求項１又は２に記載の信号用電気接続端子装置の製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とする信号用電気接続端子装置。