JPWO2012077740A1 - 圧着端子及び、接続構造体並びに、これらの製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は,アルミ基材の表面に電解液が直接付着して,該アルミ基材と,アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体との間に電解液が介在しても,前記アルミ基材が電食することを防ぎ,他の導通部材との優れた導通性能を保つことができる圧着端子及び構造体並びにこれらの製造方法を提供することを目的とする。アルミニウム系材料からなるアルミ基材(100A)で構成され,接続部(2)と,ワイヤーバレル部(10)及びインシュレーションバレル部(15)で構成する圧着部とを,この順で配置した構成の圧着端子(1)であって,前記アルミ基材(100A)の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に,アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体(40)を備え,前記導通接点体(40)の外周周辺部における前記アルミ基材(100A)と前記導通接点体(40)との境界部に,絶縁体形成部(60,560)を形成した。

Description

例えば、自動車用ワイヤーハーネスの接続を担うコネクタ等に装着される圧着端子及び、接続構造体並びに、これらの製造方法に関し、詳しくは、ワイヤーハーネスと接続され、アルミニウム系材料により形成した圧着端子及び、接続構造体並びに、これらの製造方法に関する。
自動車から排出される二酸化炭素の排出量の低減が求められている現在において、車両の軽量化は燃費向上に大きく影響を与えるため、電気系統を接続するワイヤーハーネスについても軽量化が求められている。そのため、例えば、ワイヤーハーネスを構成する電線等に従来用いられていた銅系材料をアルミニウム系材料に置き換える検討がなされ、一部では採用されている。
また、電線同士、あるいは、電線と、補器や部品との接続に用いられる端子は、通常、アルミニウムより貴な金属材料を用いて構成される。
しかし、このような端子に、被覆電線の先端側の導体被覆部を剥離して先端側のアルミ導体を圧着した接続構造体では、アルミ導体と端子との接触により、端子を形成する金属材料よりも卑なアルミニウム系材料で形成したアルミ導体が腐食される現象、すなわち異種金属腐食が発生するという問題がある。
前記異種金属腐食(以下において「電食」という。)は、貴な金属と卑な金属とが接触している部位に電解液である水分が付着すると、腐食電流が生じ、卑な金属が腐食、溶解、消失等する現象である。前記接続構造体においては、アルミニウムより貴な金属材料を用いて構成した端子の圧着部に被覆電線のアルミ導体を圧着することにより、該アルミ導体が腐食、溶解、消失し、やがては電気抵抗が上昇する。その結果、十分な導電機能を果たせなくなるという問題があった。
このようなアルミニウムより貴な金属材料を用いて構成した端子と、被覆電線のアルミ導体との異種金属同士の接続を伴う接続構造体において、アルミ導体の電食を防止することを目的として、例えば、特許文献1,2において、端子本体をアルミニウム系材料で構成するとともに、電気接続される相手側端子の接点を支持する弾性片を鉄系金属材料で構成した圧着端子に関する技術が提案されている。
これにより、電線導体と端子本体の基材との両者が同一のアルミニウム系材料であり、両者の電位は等しいため、端子本体にアルミ導体を接続しても、アルミ導体が電食されることを防止できるとされている。
しかし、特許文献1,2で提案された圧着端子は、互いに異種金属材料で構成した端子本体に弾性片を組み付けた構成であり、端子本体と弾性片との間で電食の問題が生じることになる。
詳しくは、端子本体を構成するアルミニウム系材料は、弾性片を構成する鉄系材料より卑な金属であるため、水などの電解液が付着すると端子本体が腐食してしまい、孔食などの発生により弾性片のバネ性、端子自体の機械的強度等を維持できなくなるとともに、圧着部において導体が腐食し、電気抵抗の増大を招き、導体としての機能を損失してしまうおそれがあった。
その他にも、特許文献1,2で提案された圧着端子は、プレスにより所定形状に基材を打ち抜き加工し、曲げ加工するという一貫した連続工程で行われてきた従来からの端子の加工工程への組み入れが難しく、量産することが困難であるという問題もあった。
一方、圧着端子の全体をアルミ基材により形成した場合において、圧着端子は、接続相手側や圧着相手側との良好な電気的な接続状態を得ることを目的として、圧着端子における少なくとも接続部や圧着部の表面に対して、例えば、錫、金、或いは、銅合金等によりめっきを施す処理など、電気接続性に優れ、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を被覆する処理が通常行われる。
しかし、アルミ基材で構成した圧着端子と、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体とが接触する接点部分に電解液が付着すると、アルミ基材で構成した圧着端子における接点部分が電食し、これにより他の導通部材との導通性能が低下するという問題があった。
さらに、接続部との接続相手側の端子がアルミニウム端子である場合や、圧着部との圧着相手側の電線導体がアルミ導体である場合には、圧着端子における少なくとも接続部や圧着部の表面に被覆した上述した導通接点体が、アルミニウム電線導体、及びアルミニウム端子へ電食の発生を引き起こしてしまうという問題もあった。
特開2004−199934号公報 特開2003−338334号公報
そこで本発明は、アルミ基材と、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体とが接触する接点部分の電食を防止でき、他の導通部材との優れた導通性能を得ることができる圧着端子及び、接続構造体並びに、これらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子であって、前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備え、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に、絶縁体形成部を形成したことを特徴とする。
前記導通接点体と前記アルミ基材の露出面同士を直接隣接させず、距離を設けた構成とすることにより、距離に比例する腐食電流の抵抗を上げることができ、電食の発生を防止、あるいは遅延することができる。
前記アルミニウム系材料とは、アルミニウム材料及びアルミニウム合金材料を示す。
前記圧着端子は、オス型の圧着端子、或いは、メス型の圧着端子のいずれをも含むものとする。
前記アルミニウム系材料よりも貴な金属材料とは、アルミニウム系材料からなるアルミ基材に対して銅や錫等のイオン化傾向の小さい貴な金属材料であることを示す。
前記接続部は、例えば、オス型端子のオスタブ、或いは、メス型端子のボックス部とすることができる。
前記接点部分は、例えば、ボックス部に挿入されるオス型端子のオスタブに接触する弾性を有した接触片や、接触凸部を有すルビード部など、接続部におけるオスタブとの電気的な接点となる部分、或いは、被覆電線のアルミ導体を圧着するワイヤーバレル部など圧着部におけるアルミ導体との電気的な接点となる部分を挙げることができる。
この発明の態様として、前記絶縁体形成部を、前記アルミ基材の表面に対して陽極酸化処理を施した陽極酸化処理部で形成することができる。
前記絶縁体形成部を、前記アルミ基材の表面に対して陽極酸化処理を施した陽極酸化処理部で形成することにより、前記アルミ基材の表面に直接、電解液が付着することを阻止することができる。
詳しくは、電解液が、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に付着するなどして前記アルミ基材の表面と導通接点体との間に介在しても、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部、すなわち、前記アルミ基材の表面における少なくとも前記接点部分の外側周辺部分に前記陽極酸化処理部を形成することにより、電解液が直接、前記アルミ基材の表面に接触することを防止できるため、前記アルミ基材の電食の発生を防止できる。
従って、前記アルミ基材の電食の発生を防ぐことができ、他の導通部材との優れた導通性能を得ることができる。
また、前記導通接点体を、陽極酸化皮膜を形成する性質を有する材料で形成することにより、前記陽極酸化処理部は、アルミ基材の表面に限らず、例えば、前記接点部分に備えた前記導通接点体のうち、前記接点部分からはみ出して外界に露出する部分の表面に対しても形成することができる。
このように、前記導通接点体の表面に前記陽極酸化処理部を形成することで、前記導通接点体における外界に露出する部分も含めて前記陽極酸化処理部により保護することができるとともに、前記アルミ基材と前記導通接点体との間に電解液が介在して、電食が生じることを、より一層防ぐことができるため好ましい。
またこの発明の態様として、前記陽極酸化処理部を前記アルミ基材の表面における前記導通接点体を備えた部分を除く全面に形成することができる。
上記構成により、前記アルミ基材と前記導通接点体との間に電解液が介在して、電食が生じることを確実に防ぐことができる。
なお、本発明の圧着端子には、前記陽極酸化処理部を、プレスせん断された前記アルミ基材のプレスせん断端面を除く全面に形成した構成も含むものとする。
このように、前記陽極酸化処理部を前記アルミ基材のプレスせん断端面を除く全面に形成した構成することにより、前記導通接点体と前記アルミ基材の露出面同士を直接隣接させず、距離を設けた構成とすることができるため、距離に比例する腐食電流の抵抗を上げることができ、電食の発生を防止、あるいは遅延することができる。
またこの発明の態様として、前記陽極酸化処理部を、プレスせん断された前記アルミ基材のプレスせん断端面を含めた部分に形成することができる。
プレスせん断を行う前において、前記アルミ基材の表面に、酸化皮膜が形成されていた場合であっても、プレスせん断することにより、前記アルミ基材のプレスせん断部分、すなわち、プレスせん断端面には、酸化皮膜が形成されていないことになる。このような酸化皮膜が形成されていないプレスせん断端面に電解液が付着すると、直接、アルミ基材に対して電解液が付着することになる。
このように、プレスせん断端面と導通接点体との間に電解液が介在すると、前記アルミ基材のプレスせん断端面において特に、電食が生じることになる。
よって、前記陽極酸化処理部を、前記アルミ基材のプレスせん断端面を含めた部分に形成することにより、プレスせん断端面から電食が生じることもなく、前記アルミ基材の表面全体の電食の発生を防ぐことができる。
またこの発明の態様として、少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、該陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止する封孔処理を施すことができる。
前記陽極酸化処理部の表面に対しては、陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止することができるため、これら複数の孔への電解液の浸入を防止することで、前記陽極酸化処理部の耐食性を向上させることができるとともに、機械的強度の向上も図ることができる。
さらに、前記封孔処理を、前記アルミ基材の表面における前記陽極酸化処理部を形成していない部分に対して施すことにより、当該部分には、ベーマイト被膜を形成することができ、より一層の絶縁化を図ることができる。
前記封孔処理は、例えば水蒸気あるいは温度90〜100℃の沸騰した脱イオン水を用いた一例を挙げれば、1〜5気圧に加圧した蒸気あるいは沸騰した脱イオン水に0.5〜30分浸漬、曝露することにより処理できる。
前記封孔処理は、例えば、ケイ酸を用いた一例を挙げると、ケイ酸ナトリウム浴中に、浴温80〜100℃において、20〜30分浸漬する処理によって行うことができる。
またこの発明の態様として、少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、撥水処理を施すことができる。
前記陽極酸化処理部に対して撥水処理を施すことにより、前記陽極酸化処理部の表面に水などの電解液が付着し難くすることができ、前記陽極酸化処理部に封孔処理のみを施した場合と比較して、前記アルミ基材の電食の発生を防止でき、前記陽極酸化処理部の防食性をより一層向上することができる。
また、前記陽極酸化処理部に封孔処理を施していない場合には、前記陽極酸化処理部の表面には、微細な凹凸を有するが、撥水処理を施すことにより、これら微細な凹凸に水が浸入し難くすることができ、電食をより一層防ぐことができる。
また本発明は、前記圧着端子と前記被覆電線とで構成し、前記導通部材を、アルミ導体を被覆する導体被覆部の先端側を剥がして先端側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する前記被覆電線とし、前記接点部分を、前記アルミ導体先端部を圧着する前記ワイヤーバレル部に構成し、前記ワイヤーバレル部により前記アルミ導体先端部を圧着接続し、前記アルミ導体先端部に、前記陽極酸化処理部を形成した接続構造体であることを特徴とする。
上述したように、圧着端子だけでなく前記アルミ導体先端部にも、前記陽極酸化処理部を形成することにより、前記アルミ導体先端部の表面に直接、電解液が付着することを阻止することができる。
よって、被覆電線を圧着端子に接続した接続構造体の構成において、前記ワイヤーバレル部に備えられ、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体と、前記アルミ導体先端部の表面との間に電解液が介在しても、前記アルミ導体先端部の表面が電食することを防ぐことができる。
本発明は、アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子であって、前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備え、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部を、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に形成したことを特徴とする。
上述したように、絶縁被覆部を、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に形成することにより、前記導通接点体と前記アルミ基材との電食を防止することができる。
詳しくは、前記導通接点体と前記アルミ基材との露出面間に対しての電解質水溶液の距離を確保することができるので、電解質水溶液によって腐食電池の回路が形成されたとしても、その回路抵抗を大きくすることができ、電食を防止することができる。或いは、露出面間の距離を確保することができるので、連続した形状の電解質水溶液の付着ではなく、不連続な液滴の付着に留まり、腐食電池回路を遮断することができるので、電食を防止することができる。
従って、アルミ基材が電食することを防ぐことができ、他の導通部材との優れた導通機能を得ることができる圧着端子を提供することができる。
この発明の態様として、前記絶縁被覆部を、プレスせん断された前記アルミ基材のプレスせん断端面を含めた部分に形成することができる。
プレスせん断を行う前において、前記アルミ基材の表面に、酸化皮膜が形成されていた場合であっても、プレスせん断することにより、前記アルミ基材のプレスせん断部分、すなわち、プレスせん断端面には、酸化皮膜が形成されていないことになる。このような酸化皮膜が形成されていないプレスせん断端面に電解液が付着すると、直接、アルミ基材に対して電解液が付着することになる。
このように、プレスせん断端面と導通接点体との間に電解液が介在すると、前記アルミ基材のプレスせん断端面において特に、電食が生じることになる。
よって、前記絶縁被覆部を、前記アルミ基材のプレスせん断端面を含めた部分に形成することにより、プレスせん断端面から電食が生じることもなく、前記アルミ基材の表面全体の電食の発生を防ぐことができる。
またこの発明の態様として、前記絶縁被覆部を、前記導通接点体の外周縁部から前記アルミ基材における該導通接点体に対して外側部分に亘る部分に形成することができる。
前記絶縁被覆部を、前記アルミ基材の表面だけでなく、前記導通接点体の表面にオーバーラップして形成できるため、電食の発生を確実に防ぐことができる。
詳しくは、絶縁被覆部を前記導通接点体の表面にオーバーラップさせずに前記アルミ基材表面だけに形成した場合には、前記導通接点体と前記絶縁被覆部との界面に電解質水溶液が浸入する可能性があり、その場合に前記アルミ基材/前記導通接点体間の電食が発生する恐れがある。
これに対して、上述した構成により、前記絶縁被覆部を、前記アルミ基材の表面だけでなく、前記導通接点体の表面にオーバーラップして形成できるため、前記導通接点体と前記絶縁被覆部との界面への電解質水溶液の浸入をより確実に防止することができる。
従って、電食の発生を確実に防止することができる。
またこの発明の態様として、前記絶縁被覆部を、前記アルミ基材の表面に配置する絶縁被覆アルミ基材配置部と、前記導通接点体の表面に配置する絶縁被覆導通接点体配置部とで構成し、前記絶縁被覆アルミ基材配置部と前記絶縁被覆導通接点体配置部とを、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部を跨いで一体に形成することができる。
上記構成により、前記絶縁被覆部を、前記導通接点体の外周縁部から前記アルミ基材における該導通接点体に対して外側部分に亘る部分において連続して一体に形成することができるため、前記導通接点体と前記絶縁被覆部との界面への電解質水溶液の浸入をより確実に防止することができる。
従って、電食の発生をより確実に防止することができる。
絶縁被覆部を前記導通接点体の表面にオーバーラップさせずに前記アルミ基材表面だけに形成した場合には、前記導通接点体と前記絶縁被覆部との界面に電解質水溶液が浸入する可能性があり、その場合に前記アルミ基材/前記導通接点体間の電食が発生する恐れがある。これに対して、上述した構成により、前記絶縁被覆部を、前記アルミ基材の表面だけでなく、前記導通接点体の表面にオーバーラップして形成できるため、前記導通接点体と前記絶縁被覆部との界面への電解質水溶液の浸入をより確実に抑えることができる。
従って、電食の発生をより抑えることができる。
またこの発明の態様として、前記導通部材を、前記接続部の接続相手側となり、アルミ系材料で形成した接続許容アルミ導通部材とし、前記接点部分を、前記接続部に構成することができる。
前記接続部に接続許容アルミ導通部材を接続する構成では、貴な前記接点部分を前記接続部内に閉じ込めて外部へ露出させない接続構造とすることで、電食を防止することができる。或いは、仮に、前記接点部分が若干、露出しても微小面積のため、卑な接続許容アルミ導通部材の腐食を最小限に留めることができる。
前記接続許容アルミ導通部材は、例えば、圧着端子の接続相手側となる例えば、部品、装置、或いは、電線などに構成されたアルミ端子で構成することができる。
またこの発明の態様として、前記導通部材を、アルミ導体を被覆する導体被覆部の前方側を剥がして前方側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する被覆電線とし、前記接点部分を、前記アルミ導体先端部を圧着する前記ワイヤーバレル部に構成することができる。
前記アルミ導体先端部は、前記導通接点体よりも卑な金属材料であるアルミ系材料で形成しているため、該アルミ導体先端部を前記ワイヤーバレル部に圧着した場合には、前記接点部分に電解液が付着すると、前記アルミ導体先端部が電食することになる。
ところが、前記圧着端子は、上述した構成により、圧着部にアルミ導体先端部を接続する構成では、貴な前記接点部分を前記圧着部内に閉じ込めて外部へ露出させない接続構造とすることで、電食を防止することができる。或いは、仮に、前記接点部分が若干、露出しても微小面積のため卑なアルミ導体先端部の腐食を最小限に留めることができる。
また本発明は、前記圧着端子と前記被覆電線とで構成し、前記ワイヤーバレル部に前記アルミ導体先端部を圧着接続した接続構造体であることを特徴とする。
前記絶縁被覆部を、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に形成することにより、前記導通接点体と前記アルミ基材との露出面間に対する電解質水溶液の距離を確保することができるとともに、前記導通接点体と前記アルミ導体先端部との露出面間に対する電解質水溶液の距離を確保することができる。
これにより、アルミ電線における前記アルミ導体先端部と、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体との電食を防止できる接続構造体を構成することができる。
また、本発明は、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子を、アルミニウム系材料からなる板状のアルミ基材で製造する圧着端子の製造方法であって、前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備える導通接点体構成処理工程と、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に、陽極酸化処理を施して陽極酸化処理部を形成する陽極酸化処理工程とをこの順で行い、前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工工程と、打ち抜いた前記圧着端子を立体形状に加工する曲げ加工工程とをこの順に行うことを特徴とする。
上述した圧着端子の製造方法によれば、打ち抜き加工工程において、前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く前に、陽極酸化処理工程を行うことで、打ち抜き前の複数の前記圧着端子に相当する部分を含むアルミ基材における、導通接点体を備えた部分を除く全体に亘って、陽極酸化処理部を形成することができ、陽極酸化処理工程を、迅速、且つ、効率よく行うことができる。
この発明の態様として、前記打ち抜き加工工程は、前記陽極酸化処理工程と前記曲げ加工工程との間に行わずに、前記陽極酸化処理工程の前に行うことができる。
上述した圧着端子の製造方法によれば、前記打ち抜き加工工程を前記陽極酸化処理工程の前に行うことで、前記打ち抜き加工工程によって、前記圧着端子の展開形状に打ち抜かれたアルミ基材に形成されたせん断端部を含めたアルミ基材の表面に、陽極酸化処理部を形成することができる。
よって、せん断端面から電食が生じることがなく、アルミ基材の表面全体の電食を防止することができる。
なお、前記打ち抜き加工工程は、前記陽極酸化処理工程の前であれば、前記導通接点体構成処理工程の前後いずれに行ってもよい。
またこの発明の態様として、少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、該陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止する封孔処理を施す封孔処理工程を行うことができる。
前記封孔処理工程を行うことで、前記陽極酸化処理部の表面に対しては、陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止することができる。これにより、これら複数の孔への電解液の浸入を防止でき、前記陽極酸化処理部の耐食性を向上させることができるとともに、機械的強度の向上も図ることができる。
さらに、前記封孔処理工程を、前記アルミ基材の表面における前記陽極酸化処理部を形成していない部分に対して行うことで、当該部分には、ベーマイト被膜を形成することができ、絶縁化のより一層の向上を図ることができる。
また、本発明は、アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子に対して、アルミ導体を被覆する導体被覆部の先端側を剥がして先端側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する被覆電線を接続する接続構造体の製造方法であって、前記圧着端子を、上述したいずれかの製造方法により製造した圧着端子で構成することを特徴とする。
上述した製造方法のように、陽極酸化処理工程では、圧着端子のアルミ基材だけでなく前記アルミ導体先端部にも、前記陽極酸化処理部を形成することにより、前記アルミ導体先端部の表面に直接、電解液が付着することを阻止することができる。
よって、導通接点体と前記アルミ導体先端部の表面との間に電解液が介在しても、前記アルミ導体先端部の表面が電食することを防ぐことができる。
特に、上述した製造方法のように、前記アルミ導体先端部を前記圧着端子に対して圧着する前に、該圧着端子に対して予め前記陽極酸化処理工程を行うことにより、前記陽極酸化処理工程を行うに際して前記アルミ導体先端部が邪魔になることなく、圧着端子における接点部分を除く所定箇所に対して前記陽極酸化処理部を確実、且つ、スムーズに形成することができる。
なお、アルミ導体先端部を圧着端子に対して圧着する前に、前記アルミ導体先端部側においても予め前記陽極酸化処理部を形成しておいても、形成してなくてもいずれであってもよいが、電食をより確実に防止する観点から圧着端子に対してアルミ導体先端部を圧着する前に、前記アルミ導体先端部側にも所定箇所に前記陽極酸化処理部を予め形成しておくことが好ましい。
また、本発明は、アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子に対して、アルミ導体を被覆する導体被覆部の先端側を剥がして先端側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する被覆電線を接続する接続構造体の製造方法であって、前記アルミ基材の表面におけるアルミ導体との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備える導通接点体構成処理工程と、前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工工程と、打ち抜いた前記圧着端子を立体形状に加工する曲げ加工工程とを、いずれかの工程から順に行い、前記圧着端子における前記圧着部を前記アルミ導体先端部に圧着する圧着工程を行い、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部、並びに、前記アルミ導体先端部における、前記ワイヤーバレル部に圧着されずに外部に露出している導体露出部分に、陽極酸化処理部を形成する陽極酸化処理工程を行うことを特徴とする。
上述したように、陽極酸化処理工程では、圧着端子のアルミ基材だけでなく前記アルミ導体先端部にも、前記陽極酸化処理部を形成することにより、前記アルミ導体先端部の表面に直接、電解液が付着することを阻止することができる。
よって、導通接点体と前記アルミ導体先端部の表面との間に電解液が介在しても、前記アルミ導体先端部の表面が電食することを防ぐことができる。
特に、上述した製造方法のように、前記圧着工程後に、前記アルミ基材と、前記アルミ導体先端部における前記導体露出部分とに、一括して前記陽極酸化処理工程を行うことにより、前記曲げ加工工程や前記圧着工程の際に、陽極酸化処理部にクラックが発生して、該陽極酸化処理部が前記アルミ基材に対して剥離するおそれがなく、前記アルミ基材や前記アルミ導体先端部が電食することを防ぐことができる。
詳しくは、前記陽極酸化処理部は、荷重に対して割れ易い性質があるため、例えば、前記圧着端子に対して前記曲げ加工工程を行った場合には、圧着端子のエッジにクラックが生じるおそれがあり、また、前記圧着工程を行った場合には、圧着部分や、その周辺部分にクラックが生じるおそれがある。クラックが生じると、その部分の陽極酸化処理部が剥離してアルミ基材の表面が露出し、電食を引き起こすおそれがある。
このため、上述した製造方法のように、前記圧着工程後に、前記アルミ基材と、前記アルミ導体先端部における前記導体露出部分とに、一括して前記陽極酸化処理工程を行うことにより、上述したように、前記圧着工程の前に予め陽極酸化処理部を形成していた場合のように、前記圧着工程の際に陽極酸化処理部にクラック部が発生して圧着端子を構成するアルミ基材の表面が露出することがなく、これら前記アルミ基材と、前記アルミ導体先端部における前記導体露出部分を確実に被覆するように陽極酸化処理部を形成することができる。
従って、前記アルミ基材や前記アルミ導体先端部が電食することを防ぐことができる。
なお、上述した製造方法において、前記陽極酸化処理工程は、前記圧着工程の前に行ってもよく、前記圧着工程の前と後との両方で行ってもよい。
このように、前記陽極酸化処理工程を、上述したように、前記圧着工程の後に行うに加えて前記圧着工程の前に行った場合には、前記曲げ加工工程や前記圧着工程といった陽極酸化処理にクラックが生じ易い工程が完了するごとに前記陽極酸化処理工程を行うことができる。
従って、前記曲げ加工工程や前記圧着工程によって陽極酸化処理部にクラック部が発生し、圧着端子や前記アルミ導体先端部の表面が露出しても、これら露出部分を陽極酸化処理部によって覆うことができるため、電食の発生を確実に防ぐことができる。
この発明の態様として、少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、該陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止する封孔処理を施す封孔処理工程を行うことができる。
前記封孔処理工程を行うことで、接続構造体において形成した前記陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止することができるため、これら複数の孔への電解液の浸入を防止でき、前記陽極酸化処理部の耐食性を向上させることができるとともに、機械的強度の向上も図ることができる。
さらに、接続構造体の前記圧着端子と前記アルミ導体先端部とにおける前記陽極酸化処理部を形成していない部分に対して前記封孔処理工程を行うことで、当該部分には、ベーマイト被膜を形成することができ、絶縁化のより一層の向上を図ることができる。
また、本発明は、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子を、アルミニウム系材料からなる板状のアルミ基材で構成する圧着端子の製造方法であって、前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備える導通接点体構成処理工程と、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部を形成する絶縁被覆形成工程とのうち、いずれか一方の工程を先にして順に行い、前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工工程と、打ち抜いた前記圧着端子を立体形状に加工する曲げ加工工程とをこの順に行うことを特徴とする。
上述した圧着端子の製造方法によれば、アルミ基材の電食を防止でき、他の導通部材との優れた導通性能を得るという効果も奏することができる。
この発明の態様として、前記導通接点体構成処理工程と前記絶縁被覆形成工程とをこの順で行い、前記絶縁被覆形成工程では、前記アルミ基材の表面に絶縁樹脂を配置した絶縁被覆アルミ基材配置部、並びに、前記導通接点体の表面に絶縁樹脂を配置した絶縁被覆導通接点体配置部を形成するとともに、前記絶縁被覆アルミ基材配置部と前記絶縁被覆導通接点体配置部とを、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部を跨いで互いに一体に形成することを特徴とすることができる。
上述した製造方法によれば、絶縁被覆アルミ基材配置部と絶縁被覆導通接点体配置部とを、前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部を跨ぐようにして互いに一体に形成することができる。
前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部を絶縁樹脂により隙間なく被覆することができるため、前記導通接点体と前記絶縁被覆部との界面を通じて毛細管現象により電解質水溶液が浸入するおそれがなく、電食の発生を確実に防止することができる。
また、前記圧着端子に対して熱処理を行い、前記熱処理工程では、絶縁樹脂の溶融温度よりも高い温度で熱処理を行うことにより、前記打ち抜き加工工程や前記曲げ加工工程といった端子成形工程にて、絶縁被覆部に剥がれや割れが生じたとしても、溶融した絶縁樹脂の欠陥部分を封止することができる。
この発明によれば、アルミ基材の表面に電解液が直接、付着し、該アルミ基材と、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体との間に電解液が介在しても、前記アルミ基材の電食の発生を防ぎ、他の導通部材との優れた導通性能に保つことができる圧着端子及び、接続構造体並びに、これらの製造方法を提供することができる。
第1実施形態の圧着端子及び接続構造体の説明図。 第1実施形態の圧着端子の説明図。 第1実施形態の圧着端子を打抜く前のアルミ基材の説明図。 第2実施形態の圧着端子及び接続構造体の説明図。 第2実施形態の圧着端子を構成するアルミ基材の説明図。 第2実施形態の圧着端子の作製方法の説明図。 第3実施形態の接続構造体の説明図。 他の実施形態の圧着端子の説明図。 第4実施形態の圧着端子及び接続構造体の説明図。 第4実施形態の圧着端子の断面図。 第4実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 第5実施形態の圧着端子の断面図。 第5実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の断面図。 他の実施形態の圧着端子を打抜く前の基材の断面図。 熱可塑性樹脂を含有した絶縁被覆部を模式的に示した断面図。 従来の圧着端子を打抜く前の基材の説明図。
この発明の一実施形態として、アルミニウム系材料からなるアルミ基材100Aで構成され、ボックス部2と、ワイヤーバレル部10及びインシュレーションバレル部15で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子1について以下図面と共に説明する。
まず、第1〜第3実施形態では、アルミ基材100Aの表面に備えたアルミ基材100Aの表面における少なくとも、メッキ部40とアルミ基材100Aとの平面視境界部分に、絶縁体形成部として陽極酸化皮膜60を形成した圧着端子1について説明するとともに、該圧着端子1を備えた接続構造体1aについて説明する。
なお、メッキ部40とアルミ基材100Aとの平面視境界部分とは、アルミ基材100Aを平面視したとき、メッキ部40とアルミ基材100Aとの境界部分を示し、メッキ部40の外周周辺部におけるアルミ基材100Aとメッキ部40との境界部にを示す。
また、前記平面視境界部分における前記平面視とは、アルミ基材100Aにおけるメッキ部40を、該メッキ部40に対して鉛直上方から視たときの状態を示す。
(第1実施形態)
図1は、斜視図による第1実施形態の圧着端子1及び接続構造体1aについての説明図を示し、図2は、前記圧着端子1の説明図を示し、図3は、前記圧着端子1を構成するアルミ基板100Aについての説明図を示している。
詳しくは、図1(a)は、第1実施形態の圧着端子1に被覆電線200を圧着する前の圧着端子1、及び、被覆電線200の斜視図を示し、図1(b)は、接続構造体1aの斜視図を示す。
図2(a)は、前記圧着端子1の斜視図を示し、図2(b)は、前記圧着端子1の幅方向Yの中間部分において長手方向に沿って切断した縦断面図を示し、図2(c)は、前記圧着端子1のワイヤーバレル部10における長手方向に直交する直交断面を示す。
図3(a)は、圧着端子1に加工する前の板状のアルミ基板100の一部平面図を示し、図3(b)は、図3(a)中のA−A線断面図を示す。
接続構造体1aは、圧着端子1に被覆電線200を、圧着により接続した構成であり、被覆電線200は、例えば、組成がECAl(送電線用アルミニウム合金線材のJIS A1060、またはA1070)である芯線としてのアルミ導体201を被覆する導体被覆部202の先端側を剥がして先端側のアルミ導体201を露出したアルミ導体先端部203を構成している。
詳しくは、被覆電線200には、アルミ素線を撚ったアルミ導体201を、絶縁樹脂で構成する導体被覆部202により被覆したものを用いる。アルミ導体201の構成は、例えば、素線11本撚りとし、導体断面積0.75mmとしてもよい。
第1実施形態の圧着端子1は、0.64mmのタブ幅に対応するメス型端子であり、長手方向Xの前方から後方に向かって、図示省略するオス型端子のオスタブの挿入を許容するボックス部2と、ボックス部2の後方で、所定の長さの第1トランジション18を介して配置されたワイヤーバレル部10と、ワイヤーバレル部10の後方で所定の長さの第2トランジション19を介して配置されたインシュレーションバレル部15とを一体に構成している。
ボックス部2は、倒位の中空四角柱体で構成され、内部に、長手方向Xの後方に向かって折り曲げられ、挿入されるオス型端子のオスタブに接触する接触凸部2a1を有する接触片2aと、接触凸部2b1を有するビード部2bとを備えている。
圧着前のワイヤーバレル部10は、図2(a)に示すように、バレル底部11と、その幅方向Yの両側から斜め外側上方に延出するワイヤーバレル片12とで構成し、後方視略U型に形成している。圧着前のインシュレーションバレル部15も、バレル底部17と、その幅方向Yの両側から斜め外側上方に延出するインシュレーションバレル片16とで構成し、後方視略U型に形成している。
上述した圧着端子1は、アルミニウム系材料から成るとともに、板状のアルミ基板100を打ち抜いて端子形状に加工するアルミ基材100Aと、アルミ基材100Aの表面における他の導通部分との接点部分80に施したメッキ部40と、アルミ基材100Aにおけるメッキ部40の少なくとも外側周辺部分に陽極酸化処理を施した陽極酸化皮膜60とで構成している。
メッキ部40は、図2(b)に示すように、アルミニウム系材料よりも貴な金属であるすずを含有したすずメッキで構成し、ワイヤーバレル側メッキ部41と接触片側メッキ部42と、ビード部側メッキ部43とで構成している。
ワイヤーバレル側メッキ部41は、アルミ導体先端部203と接触する部分、すなわち、ワイヤーバレル部10における内側表面に形成している。
接触片側メッキ部42、及び、ビード部側メッキ部43は、ボックス部2に挿入したオス端子のオスタブと接触する部分に形成している。詳しくは、接触片側メッキ部42は、接触片2aの接触凸部2a1に形成し、ビード部側メッキ部43は、ビード部2bの接触凸部2b1に形成している。
また、前記陽極酸化皮膜60は、圧着端子1を構成するアルミ基材100Aにおける接点部分80を除く部分であって、プレスせん断端面72を除く部分の全体に形成され(図2(c)中の一部拡大図参照)、膜厚が1〜100μm、ビッカース硬度がHv300〜600の硬度となるように形成している。
続いて、上述した第1実施形態の圧着端子1の作製方法について説明する。アルミ基材100Aとしてアルミニウム合金条を用意する。
なお、アルミ基材100Aの材質は、例えば、合金番号A6022、質別T4が好適であり、端子へ成形加工が可能な組成、質別であればよい。板厚は、何ら限定されるものではないが、小型端子については、そのタブ幅が小さいことから、板厚もある程度薄いことが望ましく、0.1〜0.3mmの板厚を適している。
圧着端子1は、板状のアルミ基板100の表面に対して、メッキ部40を形成するメッキ工程、陽極酸化処理工程、及び、プレス工程(抜き、曲げ)、封孔処理工程をこの順で行い作製する。
メッキ工程は、該メッキ工程の前処理工程として、母材である板状のアルミ基材100Aの表面に下地メッキのジンケート処理を行った後、すずメッキを多層に形成する工程である。
メッキ工程において、すずメッキを施す箇所は、アルミ基材100Aの表面における接点部分80に相当する部分、すなわち、接触片2aの接触凸部2a1とビード部2bの接触凸部2b1に相当する部分、ワイヤーバレル部10に相当する部分にスポット状に形成する工程である。
陽極酸化処理工程は、陽極酸化処理の前処理として、脱脂、電解研磨、スマット除去を行った。ここで、脱脂は、濃度5〜25%の硫酸中において、浴温を60〜100℃にて60〜180秒浸漬した。電解研磨は、濃度15%のリン酸中で温度60℃、電流密度30〜50A/dm2において5〜20秒行う工程である。前記陽極酸化処理工程において、発生する泡を振動で洗い落とさなくてもよい。スマット除去は、30%程度の濃度の硝酸に室温で20〜30秒浸漬を行った。
陽極酸化処理工程では、例えば電解浴として、リン酸、硫酸、シュウ酸、クロム酸、酒石酸アンモニウム、酒石酸塩、ホウ酸塩、ホウ酸−ホウ酸ナトリウム混合水溶液、クエン酸、マレイン酸、グリコール酸等を用い、陽極酸化処理時の電界浴の温度を0〜100℃、電解電圧10〜450V、その処理時間を1〜100分の範囲内で適宜設定するとよい。
陽極酸化処理工程において、例えば、硫酸を用いた硫酸陽極酸化処理の一例を挙げれば、15%硫酸の電解浴中に浸漬して陽極とし、浴温10℃において、別に浸漬した陰極板との間に15Vの直流電圧を印加する。
また、例えば、リン酸を用いたリン酸陽極酸化処理の一例を挙げれば、4%リン酸の電解浴中に、浴温24℃において、別に浸漬した陰極板との間に20Vの直流電圧を印加する。
さらにまた、例えばシュウ酸系電解液を用いた硬質陽極酸化処理の一例を挙げれば、3〜5%シュウ酸系電解液中に、浴温0〜10℃において、別に浸漬した陰極板との間に40〜200Vの直流電圧を印加する。
また、前記プレス工程(抜き、曲げ)は、アルミ基板100を端子展開形状に打ち抜いて、打ち抜いたアルミ基材100Aを立体形状に曲げ加工する工程である。
なお、陽極酸化処理工程により、アルミ基板100の表面に対して、陽極酸化皮膜60を形成後に前記プレス工程を行うため、打ち抜き後のアルミ基材100Aのプレスせん断端面72は、陽極酸化皮膜60が形成されていない端面となる。
上述した封孔処理工程は、圧着端子1の表面における少なくとも前記陽極酸化皮膜60に対して行う工程である。封孔処理工程では、例えば水蒸気あるいは温度90〜100℃の沸騰した脱イオン水を用いた一例を挙げれば、1〜5気圧に加圧した蒸気あるいは沸騰した脱イオン水に0.5〜30分浸漬、曝露することにより処理できる。
また例えば、ケイ酸を用いた一例を挙げれば、ケイ酸ナトリウム浴中に、浴温80〜100℃において、20〜30分浸漬する。このとき、陽極酸化皮膜60が施されていないアルミ基材100Aの表面、すなわち、プレスせん断端面72を、ベーマイト皮膜で被覆することができる。
上述した作製方法により構成された圧着端子1におけるワイヤーバレル部10と被覆電線200におけるアルミ導体先端部203とを、図1(a)に示すように平行に対向配置し、図示省略する圧着アプリケータでワイヤーバレル部10を被覆電線200のアルミ導体先端部203をかしめて圧着するとともに、インシュレーションバレル部15を被覆電線200の絶縁被覆部202をかしめて圧着して、図1(b)に示すように、圧着端子1を被覆電線200に接続した接続構造体1aを構成している。
上述した圧着端子1、接続構造体1aは、以下のような様々な作用、効果を得ることができる。
圧着端子1は、上述したように、アルミニウム系材料からなるアルミ基材100Aで構成され、ボックス部2と、ワイヤーバレル部10及びインシュレーションバレル部15で構成する圧着部とをこの順で配置した構成であり、アルミ基材100Aの表面における、オス端子のオスタブや被覆電線200のアルミ導体先端部203といった他の導通部材との接点となる接点部分80に、メッキ部40としてアルミニウム系材料よりも貴な金属であるすずを含有するすずメッキを備え、アルミ基材100Aの表面における少なくともメッキ部40の平面視外側周辺部分に、陽極酸化処理を施した陽極酸化皮膜60を形成した構成している。
上述したように、アルミ基材100Aの表面における少なくともメッキ部40の外側周辺部分に陽極酸化皮膜60を形成することにより、アルミ基材100Aの表面に直接、電解液が付着することを阻止することができる。よって、アルミ基材100Aの表面における少なくともメッキ部40の外側周辺部分に付着した電解液がアルミ基材の表面とメッキ部40との間に介在しても、アルミ基材100Aの表面の電食を防ぐことができる。
一方、接点部分80については、陽極酸化皮膜60を形成していないため、アルミ基材100Aの表面における接点部分80と、他の導通部材とのメッキ部40を介して接触したとき、この間の優れた導通性能を確保することができる。
また、アルミ基材100Aの表面における少なくとも陽極酸化皮膜60に対して、封孔処理を施すことにより、陽極酸化皮膜60に対しては、該陽極酸化皮膜60の表面に有する複数の孔を封止することができる。
詳しくは、陽極酸化皮膜60の表面には、複数の孔が形成されているため、メッキ部40に電解液が付着した場合、これら複数の孔に電解液が浸入し、複数の孔の周辺から腐食が生じるおそれがある。
これに対して、陽極酸化皮膜60に対して封孔処理を施すことにより、陽極酸化皮膜60の表面に有する複数の孔を封止することができ、これら複数の孔への電解液の浸入を防止することで、陽極酸化皮膜60の耐食性を向上させることができるとともに、機械的強度の向上も図ることができる。
さらに、アルミ基材100Aの表面における陽極酸化皮膜60を形成していない部分、すなわち、プレスせん断端面72に対して、上述した封孔処理を施すことにより、当該部分には、ベーマイト被膜を形成することができ、絶縁化の向上を図ることができる。
また、上述した圧着端子1は、プレス打ち抜き前の板状のアルミ基板100に対して、メッキ部40、及び、陽極酸化皮膜60を形成した構成であるため、複数の圧着端子がキャリア91によって連なった形状に打ち抜き後のリール端子90と比較して、メッキ工程、及び、陽極酸化処理工程において、アルミ基材100Aの姿勢を安定させた状態で、メッキ部40、及び、陽極酸化皮膜60を正確に形成することができる。
以下では、他の実施形態における圧着端子1A,1B,1C及び接続構造体1Aa,1Baについて説明する。
但し、以下で説明する圧着端子1A,1B,1C及び接続構造体1Aa,1Baの構成のうち、上述した第1実施形態における圧着端子1及び接続構造体1aと同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
(第2実施形態)
第2実施形態における圧着端子1Aは、図4、及び、図5に示すように、前記陽極酸化皮膜60を、プレスせん断したアルミ基材100Aのプレスせん断端面72を含めた部分に形成した構成である。
第2実施形態における接続構造体1Aaは、前記圧着端子1Aを、第1実施形態の圧着端子1と同様の要領で、被覆電線200に接続した構成である。
なお、図4(a)は、第2実施形態の接続構造体1Aaについての斜視図を示し、図4(b)は、実2施形態の圧着端子1Aについての斜視図を示し、図4(c)は、前記圧着端子1Aのワイヤーバレル部10における長手方向に直交する直交断面を示す。図5は、前記圧着端子1Aの製造方法の一過程を示し、詳しくは、図5(a)は、後述するリール端子90の平面図を示し、図5(b)は、図5(a)中のA−A線断面図を示す。図6は、前記圧着端子1Aの他の製造方法の一過程を示し、詳しくは、後述する小片付き圧着端子93の斜視図である。
上述した圧着端子1Aは、板状のアルミ基板100の表面に対して、基板プレス工程、メッキ工程、陽極酸化処理工程、端子リールプレス工程(抜き、曲げ)、及び、封孔処理工程をこの順で行い作製する。
前記基板プレス工程では、アルミ基板100を、複数の圧着端子がキャリア91によって鎖状に連なった形状のリール端子90に打ち抜く工程である。
前記メッキ工程、及び、陽極酸化処理工程は、アルミ基板100に対してではなく、リール端子90に対して行う以外は、第1実施形態の圧着端子1における場合と同様の処理により行う工程である。
前記端子リールプレス工程(抜き、曲げ)は、前記メッキ工程、及び、陽極酸化処理工程を行った後のリール端子90を端子展開形状に打ち抜いて、打ち抜いたアルミ基材100Aを立体形状に曲げ加工する工程である。
前記封孔処理工程は、第1実施形態の圧着端子1の製造方法で行った上述した封孔処理工程と同じ工程である。
上述した圧着端子1A、及び、接続構造体1Aaは、以下のような様々な作用、効果を得ることができる。
陽極酸化処理工程をリール端子90に対して行うことにより、図5(a),(b)に示すように、リール端子90におけるキャリア91を通じて圧着端子1Aを構成するアルミ基材100Aの表面に対して陽極酸化処理を施すことができ、プレスせん断端面72を含めた部分に陽極酸化皮膜60を形成することができる。
よって、前記圧着端子1A、及び、前記接続構造体1Aaは、陽極酸化皮膜60を、プレスせん断されたアルミ基材100Aのプレスせん断端面72を含めた部分に形成することができ、圧着端子1A全体の電食を防ぐことができる。
詳しくは、プレスせん断を行う前のアルミ基板100の表面に、酸化皮膜が形成されていた場合であっても、プレスせん断することにより、アルミ基材100Aのプレスせん断した部分、すなわち、プレスせん断端面72には、酸化皮膜が形成されていないことになる。
このような酸化皮膜が形成されていないプレスせん断端面72に電解液が付着すると、アルミ基材100Aの表面に対して直接、電解液が付着することになり、電解液がプレスせん断端面72とメッキ部40との間に介在し、アルミ基材100Aのプレスせん断端面72において、電食が生じることになる。
よって、陽極酸化皮膜60を、圧着端子1Aのプレスせん断端面72を含めた部分に形成することにより、プレスせん断端面72から電食が生じることもなく、アルミ基材100Aの表面全体の電食を防ぐことができる。
また、第2実施形態における圧着端子1A、すなわち、プレスせん断端面72を含めたアルミ基材100Aの表面全体に陽極酸化皮膜60を形成した構成の圧着端子は、上述した作製方法に限定せず、他の作製方法で作製してもよい。
例えば、前記基板プレス工程において、アルミ基板100、或いは、リール端子90を、複数の小片付き圧着端子93として打ち抜き、これら複数の小片付き圧着端子93に対して前記メッキ工程、及び、陽極酸化処理工程を行うことができる。
なお、前記小片付き圧着端子93とは、図6に示すように、キャリア91を小片状に分断したキャリア小片94がインシュレーションバレル部15の基端に連設した形状をした端子をいう。
すなわち、陽極酸化処理工程において、小片付き圧着端子93におけるキャリア小片94を通じて圧着端子に対して陽極酸化処理を施すことでプレスせん断端面72を含めた部分に陽極酸化皮膜60を形成することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態における接続構造体1Baは、図7(a),(b)に示すように、第2実施形態における圧着端子1Aと同様の構成の圧着端子1Bと被覆電線200とで構成するとともに、圧着端子1Bのワイヤーバレル部10に、被覆電線200のアルミ導体先端部203を圧着接続し、接点部分80を除くが、プレスせん断端面72を含めた圧着端子1B、及び、アルミ導体先端部203に対して前記陽極酸化皮膜60を形成した構成である。
図7(a)は、第3実施形態における接続構造体1Baの外観図を示し、図7(b)は、接続構造体1Baの幅方向の中間部分において長手方向に沿って切断した縦断面図を示している。
なお、第3実施形態における接続構造体1Baは、第2実施形態における圧着端子1Bを被覆電線200に装着した構成に限らず、第1実施形態における圧着端子1を被覆電線200に装着した構成であってもよい。
上述した接続構造体1Baの作製方法について説明する。
接続構造体1Baは、第2実施形態の圧着端子Aの作製方法と同様に、まず、前記基板プレス工程において、アルミ基板100を打ち抜いてリール端子90を作製する。続いてリール端子90に対して、メッキ工程を行うが、陽極酸化処理工程は行わずに、キャリア91に連結され、立体形状に曲げ加工を施した形状の複数の圧着端子を被覆電線200に接続する。
これにより、キャリア91によって連結された複数の接続構造体1Baを作製することができる。このような接続構造体1Baに対して、キャリア91を通じて陽極酸化処理工程を行うことで、陽極酸化皮膜60を、プレスせん断端面72を含めた圧着端子1B、及び、該圧着端子1Bに圧着接続したアルミ導体先端部203に対して形成することができる。
すなわち、陽極酸化皮膜60を、圧着端子1Bを構成するアルミ基材100Aの表面における少なくとも、メッキ部40とアルミ基材100Aとの平面視境界部分、並びに、アルミ導体先端部203における、ワイヤーバレル部10に圧着されずに外部に露出している導体露出部分204に形成することができる。
その後、キャリア91によって連なった複数の接続構造体1Baにおけるキャリア91との連結部分を切断してキャリア91を取り除くことで、接続構造体1Baを作製することができる。
接続構造体1Baは、上述したように、圧着端子1Bだけでなく、アルミ導体先端部203も含めて陽極酸化皮膜60を形成することにより、導体被覆部202が剥離され、露出しているアルミ導体先端部203の表面においても、優れた防食性を確保することができる。
また、他の実施形態として、第3実施形態における接続構造体1Baは、上述した作製方法に限定せず、他の作製方法であってもよい。
例えば、上述した接続構造体1Baは、基板プレス工程において、上述したように、アルミ基板100を打ち抜いて、図5に示すようなリール端子90を構成するに限らず、図6に示すように、小片付き圧着端子93を構成し、該小片付き圧着端子93に被覆電線200を接続した接続構造体1Baに対して陽極酸化処理工程を行ってもよい。
このような作製方法であっても、接続構造体1Baは、アルミ導体先端部203に加えて、圧着端子1Bにおけるプレスせん断端面72を含めた部分に対して前記陽極酸化皮膜60を形成した構成とすることができる。
また、本発明の圧着端子及び接続構造体は、上述した第1〜3実施形態の圧着端子1,1A,1B及び接続構造体1a,1Aa,1Baの構成に限定せず、様々な実施形態で構成することができる。
例えば、接続構造体1a,1Aa,1Baを構成する際に、圧着端子1,1A,1Bのワイヤーバレル部10とアルミ導体先端部203とを圧着したとき、ワイヤーバレル部10に形成したワイヤーバレル側メッキ部41の一部は、前記接点部分80から外界にはみ出し、外界に露出した露出メッキ部分として形成されることになる(図示せず)。
この場合、露出メッキ部分は、外界に露出しているため、露出メッキ部分とアルミ基材100Aの表面との間に電解液が介在し易くなり、アルミ基材100Aの表面が電食し易くなる。
よって、ワイヤーバレル側メッキ部41を形成するメッキ材料は、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料であることに加えて、表面に陽極酸化皮膜60を形成する性質の有する金属を含有するメッキ材料で形成することが好ましい。
このようなメッキ材料でメッキ部40を形成することで、接続構造体1aに対して陽極酸化処理を施すことにより、圧着端子のアルミ基材100A、及び、アルミ導体先端部203に加えて、さらに、ワイヤーバレル側メッキ部41の一部であって、接点部分80から外界へ露出する露出メッキ部分の表面に対しても陽極酸化皮膜60を形成することができる。
よって、圧着端子1,1A,1B及び接続構造体1a,1Aa,1Baは、露出メッキ部分に陽極酸化皮膜60を形成することで、耐食性の向上をより一層、図ることができる。
なお、メッキ部40の一部に露出メッキ部分を形成することは、ワイヤーバレル側メッキ部41に限らず、接触片側メッキ部42についても、オスタブを嵌合した際、一部に露出メッキ部分を形成し、該露出メッキ部分に対して陽極酸化皮膜60を形成してもよい。
また、他の実施形態として、圧着端子に対する他の導通部材との接点となる接点部分80において、陽極酸化処理工程によって陽極酸化皮膜60を形成させないための様々な対策を施した構成とすることができる。
詳しくは、接触凸部2a1を有する接触片2aと接触凸部2b1を有するビード部2bは、オス端子のオスタブとの接点となる接点部分80を有するとともに、ワイヤーバレル部10は、被覆電線200のアルミ導体先端部203との接点となる接点部分80を有する。
陽極酸化処理工程の前にメッキ工程を行った場合において、これら接点部分80に、陽極酸化処理工程によって陽極酸化皮膜60を形成させないために、陽極酸化皮膜60が形成され難い性質の金属を含有するメッキ材料で接点部分80にメッキを施してもよい。これにより、接点部分80が意に反して陽極酸化して陽極酸化皮膜60が形成されることを防ぐことができる。
さらに、このように、メッキ部40を、陽極酸化皮膜60が形成され難い性質の金属を含有するメッキ材料で形成した場合には、メッキ部40を形成したアルミ基材100Aに対して、陽極酸化処理工程を行い、その後、メッキ部40に対して、陽極酸化皮膜60が形成され易い性質の種類のメッキで覆ってもよい。
これにより、メッキ部40の外側は、陽極酸化皮膜60が形成され、耐食性の向上を、より一層図ることができる。
或いは、これら接点部分80に、陽極酸化処理工程によって陽極酸化皮膜60を形成させないために、メッキ部40を形成する前の接点部分80をマスキング処理してもよい。このようなマスキング処理によって、メッキ工程において、該接点部分80が意に反して陽極酸化されないよう保護した状態の該接点部分80に対してメッキ部を形成することができ、陽極酸化処理の後で、アルミ基材100Aなどに適宜、メッキ処理を行うことができる。
また、ボックス部2の内部の接触片2aにおける接触凸部2a1や、ビード部2bにおける接触凸部2b1は、オス端子のオスタブとの接点となる接点部分80であるため、例えば、これら接触凸部2a1,2b1が意に反して陽極酸化しないようにマスキング処理することができる。
この場合、陽極酸化処理の前処理工程において、上述したように電解研磨を行うが、該電解研磨を行うことで接点部分80以外のマスキングされていない領域は研磨されることになるため、マスキングを行った接点部分80は、該接点部分80の周囲と比べて突起することになる。その後、陽極酸化処理を行い、マスキングを行った接点部分80以外の部分に対して陽極酸化皮膜60を形成するとともに、マスキングを除去して接点部分80にメッキ処理を施して接触片側メッキ部42を形成する。
これら処理により、図8、及び、図8中の一部拡大図に示すように、圧着端子1Cは、接触片2aとビード部2bにおける接点部分80である接触凸部2a1と接触凸部2b1が、その周辺部分と比較してより一層、突起した構造となる。したがって、オス端子のオスタブと嵌合した際には、該オスタブは、接触片側メッキ部42、及びビード部側メッキ部43より確実に接触することができ、電気的導通が良好となり、接続信頼性を高めることができる。
しかも、圧着端子1Cは、図8中の一部拡大図に示すように、接触片側メッキ部42とアルミ基材100Aとの間に介在した電解液がアルミ基材100Aの表面に付着しないように、陽極酸化皮膜60をアルミ基材100Aの表面に形成しているため、優れた防食性を確保することができる。
また、他の実施形態として、圧着端子1,1A,1B,1C及び接続構造体1a,1Aa,1Baは、少なくとも前記陽極酸化皮膜60に対して、撥水処理を施してもよい。
詳しくは、撥水処理としては、水性フッ素塗料を塗装後、温度100℃で10〜30秒の焼付けを行う処理を挙げることができる。或いは、シラン系撥水処理剤を有機溶剤に溶解させ、30〜90℃の溶液中への60〜120分の浸漬と乾燥を3度繰り返し行う処理を挙げることができる。
ここで、シラン系撥水処理剤としては、例えば、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、フルオロアルキルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ジメチルジクロロシラン等のシラン系処理剤が挙げられる。
また、メッキ部40は、上述したすずメッキに限らず、例えば、銅メッキ、金メッキ、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ等、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有するメッキ材料で形成することができ、アルミ基材100Aの表面に対して多層に限らず単層で形成することができる。
続いて、上述した圧着端子1,1A,1B,1C及び接続構造体1a,1Aa,1Baを一例とする本発明の圧着端子及び接続構造体について行った効果確認試験について説明する。
(第1効果確認試験)
第1効果確認試験を実施するにあたり、以下の発明例(1)〜(3)の試験体と、これら試験体の比較対象として、アルミ基材100Aに対して陽極酸化処理工程を行っていない比較例の試験体を作製した。
なお、これら試験体は、端子に導体断面積が0.75mm、長さ11cmのアルミ電線(アルミ電線の組成:ECAl、素線11本の撚り線)で構成する芯線を圧着して取り付けて構成した接続構造体である。試験体を構成する端子は、合金番号6022質別T4の厚み0.2mmの板材を基材とした。圧着端子に圧着した芯線の逆端側は、長さ10mm分だけ被覆を剥ぎ取り、アルミ用はんだ(日本アルミット製、T235、フラックス使用)浴に浸漬して芯線の表面にはんだを付け、電気抵抗を測定する際のプロ−ブとの接点抵抗を可能な限り小さくした。長さを11cmとしたこと、及び逆端側にはんだ処理は、本発明の実施の形態を示すものではなく、効果確認試験において評価を行うに必要な処理をするために行ったものにすぎない。
発明例(1)〜(3)の試験体の端子仕様について説明する。
発明例(1)の試験体は、第1実施形態の接続構造体1aと同様の構成としている。要約すると、アルミ基材100Aの表面におけるアルミ導体先端部203との接点部分80、及び、プレスせん断端面72以外の全体部分に陽極酸化皮膜60を形成した圧着端子を、被覆電線200のアルミ導体先端部203に圧着接続した接続構造体1aである。
発明例(2)の試験体は、第2実施形態の接続構造体1Aaと同様の構成としている。要約すると、アルミ基材100Aの表面におけるアルミ導体先端部203との接点部分80以外の部分であって、プレスせん断端面72を含めた全体部分に陽極酸化皮膜60を形成した圧着端子1Aを、被覆電線200のアルミ導体先端部203に圧着接続した接続構造体1Aaである。
発明例(3)の試験体は、第3実施形態の接続構造体1Baと同様の構成としている。要約すると、第3実施形態の圧着端子1Bを被覆電線200のアルミ導体先端部203と圧着接続後、アルミ基材100Aの表面における接点部分80以外の部分であって、プレスせん断端面72を含めた全体部分、及び、アルミ導体先端部203における前記導体露出部分204に対して、陽極酸化皮膜60を形成した接続構造体1Baである。
さらに、発明例(1)〜(3)の試験体には、いずれも少なくとも陽極酸化皮膜60に対して封孔処理を施している。
上述の陽極酸化処理を行った発明例(1)〜(3)の試験体、及び、陽極酸化皮膜60を形成していない比較例の試験体を、それぞれ複数作製するとともに、試験体ごとにコネクタハウジングに挿入してセットする。
これら試験体ごとにセットしたコネクタハウジングに対して腐食試験を行った直後に湿熱試験を行い、オス端子とメス端子との接触力(以下において「端子接触力」とする。)、端子圧着部強度、及び、低電圧電流抵抗について測定する試験を行った。
腐食試験条件として、JIS Z2371に規格されているように、密閉タンク内に試験体を吊るし、温度を35℃、塩水濃度5mass%、pH6.5〜7.2の塩水を96時間噴霧して試験した。
また、湿熱試験条件として、80±5℃、湿度90〜95%RHの湿度槽内に、落下する水滴が付着しないようにコネクタを吊るし、96時間放置する。前記試験は、各水準共サンプル数20個について実施し、その全てについて、端子接触力、端子圧着部強度、低電圧電流抵抗値について測定して評価するとともに、腐食状況を観察した。
端子接触力は、メス端子の嵌合部の隙間を0.01mm単位のゲージを挿入、又は投影機により測定し、メス端子接点ばね部、すなわち、接触片2aを平面ジグにて押し下げ(引き上げ)、変位計とロードセルにより変位と力の関係(ばね特性)を測定した。
ここで、変位速度を0.3〜3mm/分、変位計の測定精度を0.01mm、ロードセルの測定制度を0.1N以上とした。前記ように求めた変位−荷重曲線から、オスタブ挿入時の力(オスタブ厚‐隙間)を求めた。
端子圧着部強度は、約350mmの長さの被覆電線200を圧着・圧接した端子を試験装置に取り付け、被覆電線200を軸方向に25〜100mm/分の一定の速度で引っ張り、被覆電線200が破断又は圧着部(ワイヤーバレル部10、インシュレーションバレル部15)から被覆電線200が引き抜けるときの荷重を測定した。
低電圧電流抵抗は、抵抗測定器(ACmΩHiTESTER3560、日置電機製)を用い、ボックス部2のワイヤーバレル側と、端子逆端側の被覆剥ぎ取り部とを、正負極として、4端子法により測定した。
計測した抵抗値は、アルミ導体201、端子、圧着接点にて発生する抵抗の足し合わせと考えられるが、アルミ導体201の抵抗は無視できないため、その分を差し引いた値を圧着部の低電圧電流抵抗とした。
なお、端子接触力の結果について、20個全数の端子接触力が3.0N以上のものを「◎」、2.0N以上3.0N未満のものが3個以内で残りが3.0N以上のものを「○」、2.0N以上3.0N未満のものが3個を越え、残りが3.0N以上のものを「△」、2.0N未満のものが1個でも存在した場合は「×」と評価した。
また、端子圧着部強度の結果について、端子圧着部強度が、70N以上のものを「◎」、50N以上70N未満のものが3個以内で残りが70N以上のものを「○」、50N以上70N未満のものが3個を越え残りが70N以上のものを「△」、50N未満のものが1個でも存在した場合は「×」と評価した。
さらにまた、低電圧電流抵抗値の結果について、低電圧電流抵抗値の上昇分が1mΩ未満のものを「◎」、1mΩ以上3mΩ未満のものが3個以内で残りが1mΩ未満のものを「○」、1mΩ以上3mΩ未満のものが3個を越え残りが1mΩ未満のものを「△」、3mΩ以上のものが1個でも存在した場合は「×」と評価した。
第1効果確認試験を表1に示す。
Figure 2012077740
第1効果確認試験を行った結果、比較例の試験体は、表1のとおり、端子接触力は「×」であり、端子圧着部強度、及び、低電圧電流抵抗値がいずれも「△」であり、アルミ基材100Aで形成した圧着端子、及び、アルミ導体先端部203の腐食の進行を防ぐことができないことが確認できた。
これに対して、発明例の試験体は、発明例(1)の試験体の端子接触力が「〇」であったが、発明例(1)〜(3)の試験体のその他の試験項目に関しては、全て「◎」となった。
この結果より、発明例(1)の試験体は、圧着端子の表面におけるプレスせん断端面72においては、アルミ基材100Aが露出しているが、プレスせん断端面72以外においては、接点部分80を除いて、厚い陽極酸化皮膜60で被覆されており、絶縁化が図られることから防食効果が向上していることを実証することができた。
さらに、発明例(1)の試験体は、少なくとも陽極酸化皮膜60に封孔処理を施しているため、陽極酸化皮膜60の表面に存在する複数の孔が封止されることで、電解液が付着し難い形態とすることができる。さらに、陽極酸化皮膜60で被覆されずにアルミ基材100Aが露出しているプレスせん断端面72には、ベーマイト被覆が生成されるため、電解液が直接、アルミ基材100Aに付着することを防ぐことを実証することができた。
発明例(2)、(3)の試験体に関しては端子全表面が厚い陽極酸化皮膜60により被覆され、さらに、少なくとも陽極酸化皮膜60に封孔処理を施しているため、優れた防食性を有することを実証することができた。
特に、発明例(3)の試験体に関する結果より、アルミ導体先端部203と圧着接続した圧着構造体に陽極酸化処理する場合は、アルミ導体先端部203に対しても陽極酸化皮膜60が形成されていることが防食性の向上を図る観点で好ましいということを実証できた。
(第2効果確認試験)
次に、第2効果確認試験を実施するにあたり、以下の発明例(4)〜(9)の試験体を作製した。
発明例(4)〜(9)の試験体の端子仕様について説明する。
発明例(4)の試験体は、第1実施形態の接続構造体1aと同様の接続構造体、すなわち、上述した発明例(1)の接続構造体1aに対して撥水処理を行った試験体である。
発明例(5)の試験体は、第2実施形態の接続構造体1Aaと同様の接続構造体、すなわち、上述した発明例(2)の接続構造体1Aaに対して撥水処理を行った試験体である。
発明例(6)の試験体は、第3実施形態の接続構造体1Baと同様の接続構造体、すなわち、上述した発明例(3)の接続構造体1Baに対して撥水処理を行った試験体である。
発明例(7)の試験体は、封孔処理を施していない第1実施形態の接続構造体1aと同様の接続構造体、すなわち、封孔処理を施していない上述した発明例(1)の接続構造体1aに対して撥水処理を行った試験体である。
発明例(8)の試験体は、封孔処理を施していない第2実施形態の接続構造体1Aaと同様の接続構造体、すなわち、封孔処理を施していない上述した発明例(2)の接続構造体1Aaに対して撥水処理を行った試験体である。
発明例(9)の試験体は、封孔処理を施していない第3実施形態の接続構造体1Baと同様の接続構造体、すなわち、封孔処理を施していない上述した発明例(3)の接続構造体1Baに対して撥水処理を行った試験体である。
第2効果確認試験では、発明例(4)〜(9)の試験体をコネクタハウジングに挿入し、腐食試験を行った直後に湿熱試験を行い、端子接触力、端子圧着部強度、低電圧電流抵抗を測定する試験を行った。試験方法や評価方法は上述した第1効果確認試験と同様である。
第2効果確認試験を表2に示す。
Figure 2012077740
第2効果確認試験を行った結果、発明例(4)〜(6)の試験体は、端子接触力、端子圧着部強度、低電圧電流抵抗の全てにおいて、「◎」となった。この結果により、撥水処理を行うことで、前記アルミ基材の電食の発生を防止でき、防食性の向上を図ることを実証できた。
一方、発明例(7)〜(9)の試験体は、陽極酸化皮膜60の表面に封孔処理を施していないため、陽極酸化皮膜60の表面に微細な凹凸を有しているが、このような陽極酸化皮膜60の表面に対して、撥水処理として撥水剤を塗布する処理を行うことで、前記陽極酸化皮膜60の表面に水などの電解液が付着し難くすることができ、撥水処理を施していない場合と比較して防食性の向上を図ることを実証できた。
(第3効果確認試験)
次に、第3効果確認試験を実施するにあたり、以下の発明例(1)’〜(9)’の試験体を作製した。
発明例(1)’〜(9)’の試験体は、それぞれ上述した発明例(1)〜(9)の試験体の形態において、被覆電線200のアルミ導体先端部203と圧着端子を圧着接続する際に、ワイヤーバレル部10に形成したワイヤーバレル側メッキ部41が、アルミ導体先端部203との圧着により、ワイヤーバレル部10とアルミ導体先端部203との接触部分からはみ出すように形成した試験体である。
上述したメッキ部40が、ワイヤーバレル部10とアルミ導体先端部203との接触部分からはみ出した発明例(1)’〜(9)’の試験体、及び、第1効果確認試験で用いた比較例の試験体と同様に、陽極酸化皮膜60を形成していない仕様である比較例の試験体を、それぞれ複数作製するとともに、試験体ごとにコネクタハウジングに挿入してセットする。
これら試験体ごとにセットしたコネクタハウジングに対して腐食試験を行った直後に湿熱試験を行い、端子圧着部強度、及び、低電圧電流抵抗について測定する試験を行った。
試験方法や評価方法は、上述した第1、第2効果確認試験と同様である。第3効果確認試験を表3に示す。
Figure 2012077740
第3効果確認試験を行った結果、比較例の試験体は、表3のとおり、端子圧着部強度、及び、低電圧電流抵抗について「×」となった。
これに対して、発明例(1)’〜(9)’の試験体は、端子圧着部強度、及び、低電圧電流抵抗について「〇」、或いは、「◎」となった。
この結果より、発明例(1)’〜(9)’の試験体のように、ワイヤーバレル部10とアルミ導体先端部203との接触部分からワイヤーバレル側メッキ部41が外界にはみ出した露出メッキ部分を有する構成であっても、圧着端子を構成するアルミ基材100A、及び、アルミ導体先端部203だけでなく、露出メッキ部分に対しても陽極酸化皮膜60を形成することで、優れた防食性を得ることを実証できた。
上述した第1から第3実施形態に続いて、第4,第5実施形態では、メッキ部40とアルミ基材100Aとの平面視境界部分の少なくとも一部分に、絶縁体形成部として、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部560を形成した圧着端子501について説明するとともに、該圧着端子501を備えた接続構造体501aについて説明する。
(第4実施形態)
図9は、斜視図による第4実施形態の圧着端子501及び接続構造体501aについての説明図を示し、図10は、幅方向Yの中間部分において長手方向Xに切断した縦断面によりあらわした第4実施形態の圧着端子501の説明図を示し、図11は、第4実施形態の圧着端子501を構成するアルミ基板100についての説明図を示している。
詳しくは、図9(a)は、第4実施形態の圧着端子501を幅方向Yの中間部分において長手方向Xに切断した断面を斜視図により示し、図9(b)は、第4実施形態の圧着端子501に被覆電線200を圧着する前の圧着端子501、及び、被覆電線200の斜視図を示し、図9(c)は、接続構造体501aの斜視図を示す。
図11(a)は、圧着端子501に加工する前の板状のアルミ基板100の一部平面図を示し、図11(b)は、図11(a)中のA−A線断面図を示し、図11(c)は、アルミ基板100の一部底面図を示す。
接続構造体501aは、圧着端子501に被覆電線200を、圧着により接続した構成であり、被覆電線200は、例えば、組成がECAl(送電線用アルミニウム合金線材のJIS A1060、またはA1070)である芯線としてのアルミ導体202を被覆する導体被覆部201の先端側を剥がして先端側のアルミ導体202を露出したアルミ導体先端部203を構成している。
詳しくは、被覆電線200には、アルミ素線を撚ったアルミ導体202を、絶縁樹脂で構成する導体被覆201により被覆したものを用いる。アルミ導体202の構成は、例えば、素線11本撚りとし、導体断面積0.75mmとしてもよい。
第4実施形態の圧着端子501はメス型端子であり、長手方向Xの前方から後方に向かって、図示省略するオス型端子のオスタブの挿入を許容するボックス部2と、ボックス部2の後方で、所定の長さの第1トランジション18を介して配置されたワイヤーバレル部10と、ワイヤーバレル部10の後方で所定の長さの第2トランジション19を介して配置されたインシュレーションバレル部15とを一体に構成している。
ボックス部2は、倒位の中空四角柱体で構成され、内部に、長手方向Xの後方に向かって折り曲げられ、挿入されるオス型端子のオスタブに接触する接触凸部2bを有する接触片2aを備えている。
圧着前のワイヤーバレル部10は、図9(b)に示すように、バレル底部11と、その幅方向Yの両側から斜め外側上方に延出するワイヤーバレル片12とで構成し、後方視略U型に形成している。圧着前のインシュレーションバレル部15も、バレル底部17と、その幅方向Yの両側から斜め外側上方に延出するインシュレーションバレル片16とで構成し、後方視略U型に形成している。
上述した圧着端子501は、アルミニウム系材料から成るとともに、板状のアルミ基板100を打ち抜いて端子形状に加工するアルミ基材100Aと、アルミ基材100Aの表面における所定箇所に施したメッキ部540と、アルミ基材100Aにおけるメッキ部540との境界部分に形成した絶縁被覆部560とで構成している。
メッキ部540は、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有するメッキ材料で構成し、アルミ基材100Aの表面に備えた第1メッキ部541、第2メッキ部542、及び、第3メッキ部543から構成している。
第1メッキ部541は、ボックス部2の内側表面に形成し、第2メッキ部542は、接触片2aの接触凸部2bに形成し、第3メッキ部543は、ワイヤーバレル部10における内側表面に形成している。
第1メッキ部541、及び、第2メッキ部542は、挿入したオスタブと接触する部分に形成し、第3メッキ部543は、アルミ導体先端部203と接触する部分に形成している。
また、前記絶縁被覆部560は、第1絶縁被覆部561、第2絶縁被覆部562、及び、第3絶縁被覆部563とで構成している。
第1絶縁被覆部561は、アルミ基材100Aの表面における少なくとも第1メッキ部541との境界部分に形成している。第2絶縁被覆部562は、アルミ基材100Aの表面における少なくとも第2メッキ部542との境界部分に形成している。第3絶縁被覆部563は、アルミ基材100Aの表面における少なくとも第3メッキ部543との境界部分に形成している。
第1絶縁被覆部561、第2絶縁被覆部562、及び、第3絶縁被覆部563は、図10、図11(a),(b)に示すように、それぞれ第1メッキ部541、第2メッキ部542、第3メッキ部543とのオーバーラップ量がいずれも0になるよう構成している(図10中の一部拡大図参照)。
第1絶縁被覆部561は、図11(b),(c)に示すように、第1メッキ部541に対して前方側の境界部分に備えた前方側第1絶縁被覆部561Fと、第1メッキ部541に対して後方側の境界部分に備えた後方側第1絶縁被覆部561Bとで構成している。第2絶縁被覆部562は、第2メッキ部542に対して接触片2aの先端側の境界部分に備えた先端側第2絶縁被覆部562Fと、第2メッキ部542に対して接触片2aの基端側の境界部分に備えた基端側第2絶縁被覆部562Bとで構成している。第3絶縁被覆部563は、第3メッキ部543に対して前方側の境界部分に備えた前方側第3絶縁被覆部563Fと、第2メッキ部542に対して後方側の境界部分に備えた後方側第3絶縁被覆部563Bとで構成している。
なお、第4実施形態の圧着端子501では、後方側第1絶縁被覆部561Bと前方側第3絶縁被覆部563Fとを、長手方向Xにおける第1メッキ部541と第3メッキ部543との間において連続して一体に構成している。
続いて、上述した第4実施形態の圧着端子501の作製方法について説明する。アルミ基材100Aとしてアルミニウム合金条を用意する。
なお、アルミ基材100Aの材質は、例えば、合金番号A6022、質別T4が好適であり、端子へ成形加工が可能な組成、質別であればよい。板厚は、何ら限定されるものではないが、小型端子については、そのタブ幅が小さいことから、板厚もある程度薄いことが望ましく、0.1〜0.3mmが適する。また、作製する圧着端子501は、タブ幅が0.64mmのオス端子の接続を許容する形状、及び、寸法で形成している。
圧着端子501の作製方法としては、板状のアルミ基板100に対して、メッキ工程よりも樹脂付け工程を先に行う第1作製方法と、樹脂付け工程よりもメッキ工程を先に行う第2作製方法とに大別することができる。
詳しくは、第1作製方法は、樹脂付け工程、メッキ工程、及び、プレス工程(抜き、曲げ)をこの順で行う工法である。必要に応じて、プレス工程後に熱処理工程を行ってもよい。
第2作製方法は、メッキ工程、樹脂付け工程、及び、プレス工程(抜き、曲げ)をこの順で行う工法である。必要に応じて、プレス工程後に熱処理工程を行ってもよい。
前記樹脂付け工程は、例えば、N−メチル2−ピロリドンを溶媒とする絶縁樹脂としてのポリアミドイミド(PAI)溶液のワニス(固形分約30%)を、アルミニウム合金基材の所定箇所に、焼付け後の被覆厚が10μm(±1μm)となる塗布厚さで、スリットダイコ−タ−を用いて、アルミ基材100Aに対して、ストライプ状あるいは全面に塗布して絶縁被覆部560を形成する工程である。
なお、前記樹脂付け工程の別の工法としては、例えば、紫外線硬化型の樹脂(例えば、アクリレ−ト系樹脂、スリ−ボンド製3052C)を、被覆厚が例えば、50μmとなる塗布厚さで塗布し、硬化させて絶縁被覆部560を形成してもよい。さらに、樹脂付け工程の別の工法としては、ホットメルト樹脂(例えば、東亞合成製エバーグリップAS972)を溶融温度以上に保って塗布し、塗布後、降温し硬化させてもよい。
前記メッキ工程は、例えば、アルミニウム合金条表面を脱脂して、酸洗後、ダブルジンケ−ト処理し、次いで無電解ニッケルメッキし、最後にスズ電解メッキを行う工程である。
前記プレス工程(抜き、曲げ)では、アルミ基板100を端子展開形状に打ち抜いて立体形状に曲げ加工する工程である。
熱処理工程では、絶縁樹脂の溶融温度よりも高温に保持する熱処理を行う工程である。
また、前記第1作製方法の工法事例としては、以下の第1−A作製方法と第1−B作製方法とに分類することができ、前記第2作製方法の工法事例としては、以下の第2−A作製方法と第2−B作製方法との工法事例に分類することができる。
第1−A作製方法は、樹脂付け工程以外で行う工程については上述した第1作製方法と同じであるが、樹脂付け工程では、絶縁樹脂をアルミ基材100Aに対してセパレート状に塗布する樹脂セパレ−ト塗装を行う工法である。
第1−B作製方法は、樹脂付け工程以外で行う工程については上述した第1作製方法と同じであるが、樹脂付け工程において、マスク処理工程、樹脂塗装工程、及び、マスク剥離工程をこの順に行う工法である。
マスク処理工程では、アルミ基材100Aにおけるメッキ部540を形成する箇所に対してストライプ状、離散状にマスク処理を施す工程である。
樹脂塗装工程では、アルミ基材100Aにおけるマスク処理を施した箇所、及び、その周辺部分を含めて、紫外線硬化樹脂を塗布する工程である。
第2−A作製方法は、メッキ工程、及び、樹脂付け工程以外に行う工程については上述した第2作製方法と同じであるが、メッキ工程において、マスク処理工程、メッキ工程、及び、マスク剥離工程をこの順に行うとともに、樹脂付け工程において、マスク処理工程、樹脂塗布工程(紫外線硬化樹脂)、及び、マスク剥離工程をこの順に行う工法である。
メッキ工程におけるマスク処理工程では、メッキ部540を形成する箇所以外の少なくともその周辺部分にマスクを施す処理工程である。
樹脂付け工程におけるマスク処理工程では、絶縁被覆部560を形成する箇所以外の少なくともその周辺部分にマスクを施す処理工程である。
第2−B作製方法は、メッキ工程、樹脂付け工程以外に行う工程は上述した第2作製方法と同じであるが、メッキ工程においてメッキセパレート塗装工程を行うとともに、樹脂付け工程において樹脂セパレート塗装工程を行う工法である。
このように構成された圧着端子501の圧着前の状態において、図9(b)に示すようにワイヤーバレル部10と被覆電線200とを配置し、図示省略する圧着アプリケータでワイヤーバレル部10を被覆電線200のアルミ導体先端部203をかしめて圧着し、インシュレーションバレル部15を被覆電線200の絶縁被覆101をかしめて固定して、図9(c)に示すように、圧着端子501を被覆電線200に装着した接続構造体501aを構成する。
上述した圧着端子501、接続構造体501aは、以下のような様々な作用、効果を得ることができる。
圧着端子501は、上述したように、アルミニウム系材料からなるアルミ基材100Aで構成され、ボックス部2と、ワイヤーバレル部10及びインシュレーションバレル部15で構成する圧着部とをこの順で配置した構成であり、アルミ基材100Aの表面におけるオス端子やアルミ導体先端部203との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有するメッキ部540(第1メッキ部541、第2メッキ部542、及び、第3メッキ部543)を備え、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部560(第1絶縁被覆部561、第2絶縁被覆部562、及び、第3絶縁被覆部563)を、少なくともメッキ部540とアルミ基材100Aとの平面視境界部分に形成した構成である。
上述した構成によれば、絶縁被覆部560を、メッキ部540とアルミ基材100Aとの平面視境界部分の少なくとも一部分に形成することにより、アルミ基材100A、及びアルミ導体先端部203と、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する前記メッキ部540との電食を防止することができる。
従って、アルミ基材100A、及びアルミ導体先端部203が電食することを防止でき、オス端子のオスタブや被覆電線200のアルミ導体先端部203といった他の導通部材との優れた導通機能を有する圧着端子501を提供することができる。
よって、圧着端子501は、オス端子のオスタブやアルミ導体先端部203が前記メッキ部540よりも卑な金属材料である場合であっても、オス端子のオスタブやアルミ導体先端部203との優れた導通機能を得ることができる。
また、上述した圧着端子501の製造方法は、アルミ基材100Aの表面におけるオス端子のオスタブやアルミ導体先端部203との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有するメッキ部540を備えるメッキ工程と、アルミ基材100Aの表面におけるメッキ部540を構成する領域よりも少なくとも外側に、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部560を形成する樹脂付け工程とのうち、いずれか一方の工程を先にして順に行う。さらに、アルミ基材100Aを圧着端子501の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工と打ち抜いた圧着端子501を立体形状に曲げる曲げ加工とをこの順に行うプレス工程を行うことを特徴とする。必要に応じて、圧着端子501に対して熱処理工程を行うこともできる。熱処理工程では、絶縁樹脂の溶融温度よりも高い温度で熱処理を行うことが望ましい。
上述した熱処理工程を交えた圧着端子501の製造方法によれば、オス端子のオスタブやアルミ導体先端部203との優れた導通性能を維持しつつ、アルミ基材100A、及びアルミ導体先端部203が電食することをより確実に防ぐことができる。
詳しくは、上述した圧着端子501の製造方法によれば、絶縁被覆形成工程において、アルミ基材100Aの表面に絶縁被覆部560を形成し、その後、絶縁被覆部560を形成したアルミ基材100Aに対して立体形状に加工する曲げ加工工程を行うため、圧着端子501におけるエッジ部分71(隅角部分)(図9(a)参照)において、該エッジ部分71に形成した絶縁被覆部560に剥がれや割れが生じるおそれがある。
このため、その後に必要に応じて行う熱処理工程において、絶縁樹脂の溶融温度よりも高い温度で熱処理を行うことにより、圧着端子501におけるエッジ部分71周辺の絶縁被覆部560を形成する絶縁樹脂が溶融し、これにより、絶縁被覆部560に剥がれや割れにより生じた隙間が充填され、該隙間を封止することができる。
よって、圧着端子501の製造過程において、圧着端子501におけるエッジ部分(隅角部分)に発生する絶縁被覆部560の剥離や割れによる隙間部分を封止することにより、該隙間を通じて電解液が浸入してアルミ基材100A、及びアルミ導体先端部203が電食することを防ぐことができ、オス端子のオスタブやアルミ導体先端部203との優れた導通性能を確保することができる。
以下では、他の実施形態における圧着端子及び接続構造体について説明する。
但し、以下で説明する圧着端子501A及び接続構造体501aの構成のうち、上述した第4実施形態における圧着端子1及び接続構造体501aと同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
(第5実施形態)
第5実施形態における圧着端子501A及び接続構造体501aは、図12の特に図12中の一部拡大図、及び、図13に示すように、前記絶縁被覆部560Aを、アルミ基材100の表面に配置する絶縁被覆アルミ基材配置部565と、メッキ部540の表面に配置する絶縁被覆メッキ配置部566とで構成し、前記絶縁被覆アルミ基材配置部565と絶縁被覆メッキ配置部566とを、アルミ基材100Aとメッキ部540との境界部分を跨ぐようにして連続して一体に形成した構成である。
絶縁被覆部560Aをアルミ基材表面だけに形成した場合には、メッキ部540の層(メッキ層)と絶縁被覆部560Aの層(絶縁樹脂層)との界面に電解質水溶液が浸入する可能性があり、その場合にアルミ基材/メッキ間の電食が発生する恐れがあるが、上述した構成により、絶縁被覆部560Aを、アルミ基材100Aの表面だけでなく、メッキ部540の表面にオーバーラップして形成することにより、絶縁樹脂層界面への電解質水溶液の浸入をより確実に抑え、よって、電食の発生をより抑えるものである。
続いて、上述した圧着端子501,501A及び接続構造体501aを一例とする本発明の圧着端子及び接続構造体について行った効果確認試験について説明する。
(第4効果確認試験)
圧着端子1における絶縁被覆部560の位置、本数、幅について変化させた端子を作製し、アルミ電線を圧着して接続構造体を作製した。
なお、端子は、合金番号6022質別T4の厚み0.2mmの板材を基材とした。また、端子に導体断面積が0.75mm、長さ11cmのアルミ電線(アルミ電線の組成:ECAl、素線11本の撚り線)で構成する芯線を圧着して取り付けて接続構造体を構成した。圧着端子に圧着した芯線の逆端側は、長さ10mm分だけ被覆を剥ぎ取り、アルミ用はんだ(日本アルミット製、T235、フラックス使用)浴に浸漬して芯線の表面にはんだを付け、電気抵抗を測定する際のプロ−ブとの接点抵抗を可能な限り小さくした。長さを11cmとしたこと、及び逆端側にはんだ処理は、本発明の実施の形態を示すものではなく、効果確認試験において評価を行うに必要な処理をするために行ったにものにすぎない。
なお、試験結果を表4に示す。
Figure 2012077740
第4効果確認試験では、実施例1A〜1G、及び、比較例1の試験体を用いて行った。実施例1A〜1G、及び、比較例1の試験体の作製においては、それぞれ、上記表4に示すような仕様、すなわち、実施例1A〜1G、及び、比較例1の試験体に用いるアルミ製のメス端子を試験体ごとに対応させて10本ずつ作製し、それぞれのメス端子に対して被覆電線200のアルミ導体先端部203を圧着して接続構造体501aを作製した。
さらに、実施例1A〜1G、及び、比較例1の試験体ごとに対応させて10本ずつ作製した前記接続構造体501aをメスコネクタにセットしたものを試験体として作製した。
なお、以下では、実施例1A〜1G、及び、比較例1の試験体に備えたメス端子の構成について図11、図14及至図19、及び、図24を用いて説明するが、第4実施形態の圧着端子1と異なる構成である部分を中心に説明する。
実施例1Aのメス端子は、図14(a),(b),(c)に示すように、前記絶縁被覆部560を、第1絶縁被覆部561、及び、第2絶縁被覆部562のみでストライプ状に構成し、第3絶縁被覆部563は構成していない構成である。なお、後方側第1絶縁被覆部561Bは、第1メッキ部541と、ワイヤーバレル部10、及び、第1トランジション18の境界部分との間に構成している。
実施例1Bのメス端子は、図15(a),(b),(c)に示すように、前記絶縁被覆部560を、第3絶縁被覆部563のみで構成している。なお、前方側第3絶縁被覆部563Fは、第3メッキ部543と、インシュレーションバレル部15、及び、第1トランジション18の境界部分との間に構成している。
実施例1Cのメス端子は、図16(a),(b),(c)に示すように、前記絶縁被覆部560を、第1絶縁被覆部561、第2絶縁被覆部562、及び、第3絶縁被覆部563で構成しているが、第1メッキ部541と第3メッキ部543との間において、後方側第1絶縁被覆部561Bと前方側第3絶縁被覆部563Fとは、連続して形成していない。
実施例1Dのメス端子は、図11(a),(b),(c)に示すような構成であり、上述した第4実施形態の圧着端子1と同様の構成である。
実施例1Eのメス端子は、図17(a),(b),(c)に示すように、前記絶縁被覆部560を、アルミ基材100Aにおけるメッキ部540以外の部分の全てに形成した構成である。
実施例1Fのメス端子は、図18(a),(b),(c)に示すように、第1メッキ部541は、アルミ基材100Aにおけるボックス部2内部の上側壁面に相当する部分のみ形成し、第2メッキ部542は、アルミ基材100Aにおける接触凸部2bに相当する部分にのみ形成している。第1絶縁被覆部561は、アルミ基材100Aにおける第1メッキ部541の外周縁部に沿って形成している。第2絶縁被覆部562は、アルミ基材100Aにおける第2メッキ部542の外周縁部に沿って形成している。
実施例1Gのメス端子は、図19(a),(b),(c)に示すように、第1メッキ部541は、アルミ基材100Aにおけるボックス部2内部の上側壁面に相当する部分のみ形成し、第2メッキ部542は、アルミ基材100Aにおける接触凸部2bに相当する部分にのみ形成している。第3メッキ部543は、ワイヤーバレル部10に相当する部分にのみ形成している。前記絶縁被覆部560は、アルミ基材100Aにおけるメッキ部540以外の部分の全てを被覆した構成である。
比較例1のメス端子は、図24(a),(b),(c)に示すように、アルミ基材100Aにメッキ部540として第1メッキ部541、第2メッキ部542、及び、第3メッキ部543を形成しているが、絶縁被覆部560を形成していない構成である。
第4効果確認試験では、実施例1A〜1G、及び、比較例1の各試験体に対して、5%塩水噴霧試験を96h時間実施し、当該試験後において圧着部の試験前からの抵抗上昇量を計測した。
詳しくは、第4効果確認試験では、上記逆端側の被覆剥ぎ取り部にテフロン(登録商標)性のチュ−ブ(テフロンチュ−ブ、ニチアス株式会社製)を被せ、さらにPTFEテ−プで目止めして防水処理した後、JISZ2371に定める塩水噴霧試験(35℃の5重量%食塩水を所定圧力で噴霧する)を上述した要領で実施した。試験後、防水処理を解き、初期抵抗の計測と同様にして抵抗値を測り、同一の試験体の初期抵抗値を差し引くことにより、曝露前後の圧着部の抵抗上昇値を算出した。
抵抗値の測定は、抵抗測定器(ACmΩHiTESTER3560、日置電機株式会社製)を用い、ボックス部2のワイヤーバレル部10側と、端子逆端側の被覆剥ぎ取り部とを、正負極として、4端子法により測定することにより行った。計測した抵抗値は、被覆電線200であるアルミ導体202、圧着端子1、ワイヤーバレル部10における圧着接点にて発生する抵抗の足し合わせにより行った。
なお、抵抗上昇量の計測結果について、10本全ての抵抗上昇値が、最大で2mΩ未満のものを「◎」、最大で5mΩ未満のものを「○」、最大で10mΩ未満のものを「△」、最大で10mΩ以上のものが1個でも存在する場合を「×」として評価している。
さらに、第4効果確認試験では、接続構造体501aの各部の腐食状況を評価した。詳しくは、接続構造体501aの各部の外観、及び、断面を観察するとともに、メス端子のプレス端面72(図9(b),(c)参照)の孔食発生の様子を観察し、孔食が発生しているものについてはその深さを測定した。
なお、軽微な表面の軽微な変色や孔食発生が無いものを「◎」、明瞭な変色だが内部への進行はほとんど無し(孔食深さが板厚の1/10未満)のものを「〇」、孔食深さが板厚の半分以内にまで到達しているものを「△」、孔食による腐食痕跡が板厚の半分以上のものを「×」として評価している。
上述した要領で第4効果確認試験を行った結果、圧着部の抵抗上昇値に着目すると、上記表4に示すとおり、比較例1の試験体では、10mΩを超えた接続構造体501aが存在し、「×」であった。これに対して、実施例1Aの試験体では、10本の接続構造体501aの全てが5mΩ未満で「〇」であるとともに、実施例1B〜1Gの試験体では、10本の接続構造体501aの全てが2mΩ未満で「◎」であった。
このように、実施例1A〜Gの試験体は、比較例1の試験体と比較して、抵抗上昇量を低く抑えることができることから、アルミ基材100A、及びアルミ導体先端部203が電食することを防ぐことができ、優れた導通性能を得ることができることを実証することができた。
また、腐食状況についても、比較例1の試験体では、アルミ導体先端部203については、「△」という結果であり、孔食が発生した。端子舌片2a、ボックス部2、トランジション部18,19については、いずれも、結果が「×」であり、アルミ基材100Aの板厚を半分以上にも抉る孔食を生じていたことから、接点や圧着部を支持するための強度が不十分であるといわざるを得ない結果であった。
これに対して、実施例1A〜1Gの試験体は、それぞれ接続構造体501aの各部の結果が「◎」か「〇」であった。すなわち、表面の変色を発する程度、あるいは、微小な孔食(深さが板厚の1割未満)を生じる程度であり、端子の強度面においても1割低減する程度で、接点や圧着部を支持するための強度は十分に確保することができることが実証できた。
さらに、端子のプレス端面72の腐食状況に着目すると、表4に示すとおり、
比較例1の試験体では、メッキ部540に接する端子のプレス端面72の腐食損傷が激しく、また、実施例1A〜1Eの試験体では、前記プレス端面72に孔食が発生していた。これに対して、実施例1F,1Gの試験体では、前記プレス端面72に孔食が確認されなかった。
以上より、圧着端子は、絶縁被覆部560をメッキ部540の外周縁部全体に亘って形成した構成とすることがプレス端面72を含めた腐食損傷を防ぐ上で特に有効であることを確認することができた。
(第5効果確認試験)
第5効果確認試験では、第4効果確認試験で用いた実施例1Dの試験体に備えたメス端子の構成、すなわち、上述した第4実施形態の圧着端子1の構成において、図20(a)〜(d)、及び、図21(e)〜(h)に示すように、絶縁被覆部560の幅、詳しくは、図11中の前方側第1絶縁被覆部561F、第2絶縁被覆部562、及び、後方側第3絶縁被覆部563Bの幅L1を、1mm、3mm、5mmの3種類とし、これら幅水準ごとに、メッキ部540へのオーバーラップ長L2を、0mm、0.5mm、1mmの3種類とする実施例2L1〜2L3、2M1〜2M3、2S1〜2S3の合計9種類のアルミニウム製のメス端子を作製した。
なお、実施例2L1〜2L3、2M1〜2M3、2S1〜2S3における絶縁被覆部560の幅L1、及び、メッキ部540へのオーバーラップ幅L2は、表5に示すとおりである。
すなわち、実施例2L3、2M3,2S3は、第4実施形態の圧着端子1と同様にオーバーラップ幅L2が0mmのメス端子であり、実施例2L1,2L2,2M1,2M2,2S1,2S2は、第5実施形態の圧着端子501Aと同様に絶縁樹脂部560がメッキ部540にオーバーラップした構成のメス端子である。
このような9種類のメス端子ごとに対応する実施例2L1〜2L3、2M1〜2M3、2S1〜2S3の各試験体を、第4効果確認試験と同じ要領で作製し、これら実施例2L1〜2L3、2M1〜2M3、2S1〜2S3の試験体に対して第4効果確認試験と同様に、同じ要領で5%塩水噴霧試験を行い、圧着部の試験前からの抵抗上昇量を計測するとともに、接続構造体501aの各部の腐食状況を評価した。
その試験結果を表5に示す。
Figure 2012077740
上述した要領で第5効果確認試験を行った結果、実施例2S2,2S3の試験体、すなわち、被覆幅1mmの場合において、オーバーラップ長が0.5mm、及び0mmの構成に着目すると、圧着部の抵抗上昇については、10mΩ未満であるが5mΩ以上の上昇したものがあり、結果が「△」であった。また、腐食状況については、孔食が発生しているものも確認され、結果が「△」となったものもあった。
このことから被覆幅1mmの場合において、オーバーラップ長が0、及び0.5mmである場合については、腐食の進行の遅延を図ることがやや不十分であった。
しかし、実施例2S1の試験体では、圧着部の抵抗上昇については、「〇」であり、5mΩ未満に抑える結果となり、腐食状況については、それぞれ接続構造体501aの各部の腐食状況については、結果が「◎」か「〇」であった。このことから、被覆幅L1が1mmの場合であっても、オーバーラップ幅L2が少なくとも1mmあれば、腐食を抑えて以降、抵抗上昇を5mΩ未満に抑えることができることが実証でき、オーバーラップさせることの有効性を確認できた。
さらに、これら実施例2L1〜2L3,2M1〜2M3の試験体では、それぞれメス端子とアルミ導体先端部203の各部の結果が「◎」か「〇」であった。すなわち、表面の変色を発する程度、あるいは、微小な孔食(深さが板厚の1割未満)を生じる程度であり、端子の強度面においても1割低減する程度で、腐食の進行を抑制できることが実証できた。
(第6効果確認試験)
第6効果確認試験では、メッキ部540、樹脂被覆部560を所定の端子仕様ごとに作製した4種類のオス端子と6種類のメス端子とを複数用意し、前記オス端子をセットしたオスコネクタと、前記メス端子をセットしたメスコネクタとを、上述した4種類のオス端子と6種類のメス端子との組み合わせに応じて、結合させた嵌合コネクタを試験体として接続構造体501aの各部の3日後の腐食状況を評価した。
詳しくは、第6効果確認試験では、表6に示すように、評価する複数の試験体を、4種類のオス端子に対応させてAからDの4つのグループに分類し、これらグループA〜Dの各グループ内に分類した複数の試験体を、さらに6種類、或いは5種類のメス端子に対応するよう分類して評価した。
グループAにおいては、実施例3A1から3A4、及び、比較例3A1,3A2の試験体を作製する。グループBにおいては、実施例3B1から3B6の試験体を作製する。グループCにおいては、実施例3C1から3C6の試験体を作製する。グループDにおいては、実施例3D1から3D4、及び、比較例3D1の試験体を作製する。
グループAのオス端子は、ストライプ状のメッキ部540を形成しているが、絶縁被覆部560を形成していない仕様であり、従来の仕様のオス端子である。グループBのオス端子は、図22(a),(b),(c)に示すように、ストライプ状のメッキ部540、及び、ストライプ状の絶縁被覆部560を形成している仕様であり、本発明のオス端子である。グループCのオス端子は、ストライプ状のメッキ部540を形成するとともに、全体に絶縁被覆部560を形成している仕様であり(図示せず)、本発明のオス端子である。グループDのオス端子は、ストライプ状のメッキ部540を形成しているが、絶縁被覆部560を形成しておらず、銅合金製の基板を用いた仕様であり、従来の仕様のオス端子である。
比較例3A1,3A2,3D1、及び、実施例3B1,3B6,3C13,C6の試験体に備えるメス端子は、図24に示すように、上述した第4効果確認試験で用いた比較例1のメス端子と同様の構成である。
但し、比較例3A2、及び、実施例3B6,3C6の試験体は、アルミ基板ではなく、銅合金製の基板で形成している。
実施例3A1,3B2,3C2,3D1の試験体に備えるメス端子は、図11に示すように、上述した第4効果確認試験で用いた実施例1Dのメス端子、すなわち、第4実施形態の圧着端子1と同様の構成である。
実施例3A2,3B3,3C3,3D2の試験体は、図17に示すように、上述した第4効果確認試験で用いた実施例1Eのメス端子と同様の構成である。
実施例3A3,3B4,3C4,3D3の試験体は、図18に示すように、上述した第4効果確認試験で用いた実施例1Fのメス端子と同様の構成である。
実施例3A4,3B5,3C5,3D4の試験体は、図19に示すように、上述した第4効果確認試験で用いた実施例1Gのメス端子と同様の構成である。
第6効果確認試験では、上述した実施例、及び、比較例の試験体に対応するメス端子を、それぞれ10本を1組としてメスコネクタにセットするとともに、上述した実施例、及び、比較例の試験体に対応するオス端子を、それぞれ10本を1組としてオスコネクタにセットし、両コネクタを嵌合して上述した実施例、及び、比較例の試験体を作製している。
これら試験体に対して第4効果確認試験、及び、第5効果確認試験と同じ要領で5%塩水噴霧試験を実施し、圧着部の試験前からの抵抗上昇量を計測するとともに、3日後の接続構造体501aの各部の腐食状況を評価した。
なお、抵抗上昇量を計測結果について、15日経過しても10本全ての抵抗上昇値が10mΩ未満のものを「◎◎」、15日経過後に10本のうち1本でも抵抗上昇値が10mΩ以上であるものを「◎」、7日経過後に10本のうち1本でも抵抗上昇値が10mΩ以上であるものを「〇」、3日経過後に10本のうち1本でも抵抗上昇値が10mΩ以上であるものを「×」と評価している。
また、3日後の接続構造体501aの各部の腐食状況の評価は、第4効果確認試験と同じ評価方法により行った。
第6効果確認試験の試験結果を表6に示す。
Figure 2012077740
上述した要領で第6効果確認試験を行った結果、抵抗上昇値に着目すると、比較例(比較例3A1,3A2,3D1)の試験体については、「×」であった。すなわち、オス端子、メス端子の双方とも例えば、アルミ基材100Aに、絶縁被覆部560を形成せずに、メッキ部540のみを形成した構成など、本発明の構成とは異なる端子仕様で構成しているもの同士の組み合わせについては、試験3日の段階で抵抗上昇値が10mΩを超え、低抵抗の維持ができなかった。
これに対して、実施例(実施例3A1〜3A4,3B1〜3B6,3C1〜3C6、及び、3D1〜3D4)の試験体については、「◎」、或いは、「〇」であった。すなわち、オス端子、メス端子のうち、少なくともいずれか一方が、少なくともメッキ部540と前記アルミ基材100Aとの平面視境界部分に、絶縁被覆部560を形成しているという本発明の端子仕様を満たす構成である場合については、試験7日を経ても抵抗上昇が10mΩ未満を維持し良好であった。
また、腐食状況に着目すると、比較例の構成の端子では、「×」或いは、「△」であった。
これに対して、実施例の試験体においては、一部「△」となったが「×」はなく、殆どが「◎」、或いは「〇」であった。このことから本願発明の構成の端子は、悪くとも明瞭な変色と微量の孔食に留まり、良いものでは、軽微な変色を生じる程度と良好であることを確認できた。また、相手側端子が本発明の構成を満たしているか否かによって、結果に影響を及ぼすが、オス端子とメス端子との双方が本発明の構成を満たしていない比較例の試験体のような構成の場合には、確実に腐食を抑制することはできないことが確認できた。
(第7効果確認試験)
第7効果確認試験では、熱可塑性樹脂の微粒子69を紫外線硬化樹脂中に分散させた絶縁樹脂を用いて形成した絶縁被覆部560をアルミ基材100Aに備えた上述した実施形態のメス端子について、樹脂粒子径、分率に応じた端子エッジ部の樹脂の剥がれ、割れの程度を調べた。
詳しくは、第7効果確認試験では、例えば、図23(a),(b),(c),(d)に示すように、絶縁樹脂として、熱可塑性樹脂の微粒子(変性オレフィン粒子、融点200℃)を、紫外線硬化樹脂中に分散させた変性オレフィン粒子含有樹脂を用いた。さらに、微粒子サイズを、1〜3μm、10μm前後、50μm前後の3種類とし、それぞれの粒径水準において、体積分率を、10%、30%、50%、70%、90%の各分率として行った。
なお、図23(a)は、熱可塑性樹脂の微粒子69の体積分率が90%前後であり、粒子直径が50μm前後であり、層の厚みが50μmである絶縁被覆部560の断面を模式的に示している。図23(b)は、熱可塑性樹脂の微粒子69の体積分率が10%前後であり、粒子直径が50μm前後であり、層の厚みが50μmである絶縁被覆部560の断面を模式的に示している。図23(c)は、熱可塑性樹脂の微粒子69の体積分率が90%前後であり、粒子直径が2μm前後であり、層の厚みが50μmである絶縁被覆部560の断面を模式的に示している。図24(d)は、熱可塑性樹脂の微粒子体積分率が10%前後であり、粒子直径が2μm前後であり、層の厚みが50μmである絶縁被覆部560の断面を模式的に示している。
また、熱可塑性樹脂として用いた変性オレフィンの粒子は、「特開2000−143823」、「特開2008−285531」に開示の製法より作製した。
絶縁樹脂として、上述した紫外線硬化樹脂中に熱可塑性樹脂の微粒子69を分散させた変性オレフィン粒子含有樹脂を用いて、上述した工法2−Aの工程により、上述した実施形態のメス端子を作製した。
樹脂塗装工程で塗布した変性オレフィン粒子含有樹脂の塗装厚みは、50μmとした。
熱処理工程では、樹脂粒子溶融を考慮して200℃の下、0.5時間で熱処理を施した。
このようにして作製した端子について、端子エッジ部71、及び、プレス端面72における樹脂の剥がれ、割れの程度をマイクロスコープ観察により調べた結果を表7に示す。
Figure 2012077740
表7に示すとおり、樹脂粒子径が1〜3μmであって、分率が10%、30%、50%の場合、樹脂粒子径が10μmであって、分率が10%、30%の場合、及び、樹脂粒子径が50μmであって、分率が10%の場合、端子エッジ部71においてアルミ基材100Aが露出していることが確認されるとともに、プレス端面72において変性オレフィン粒子含有樹脂が被覆されていないことが確認された。
ここで、上述したように、樹脂粒子径と粒子体積分率との組み合わせが不適当の場合においては、樹脂の剥がれ、割れが発生することが明らかとなり、このような樹脂の剥がれ、割れが発生すると、その部位からのアルミ基材100Aの腐食が起こるため、アルミ基材100Aは、可能な限り封止されている事が好ましいといえる。
これに対して、樹脂粒子径が1〜3μmであって、分率が70%、90%の場合、樹脂粒子径が10μmであって、分率が50%、70%、90%の場合、及び、樹脂粒子径が50μmであって、分率が30%、50%、70%、90%の場合には、端子エッジ部71において樹脂割れによる隙間に変性オレフィン粒子含有樹脂が充填されていることを確認するとともに、プレス端面72において変性オレフィン粒子含有樹脂が被覆されていることを確認した。
従って、このように樹脂粒子径と粒子体積分率とを適切に組み合わせた場合には、端子エッジ部71において、樹脂割れが発生しても樹脂割れ部への変性オレフィン樹脂が充填され、また、端子のプレス端面72においても変性オレフィン樹脂による被覆が成されており、アルミ基材100Aの確実な被覆が可能であることを実証することができた。
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の接続部は、ボックス部2に対応し、
以下同様に、
圧着部は、ワイヤーバレル部10及びインシュレーションバレル部15に対応し、
前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部は、メッキ部40とアルミ基材100Aとの平面視境界部分に対応し、
導通接点体は、メッキ部40,540に対応し、
陽極酸化処理部は、陽極酸化皮膜60に対応し、
絶縁被覆導通接点体配置部は、絶縁被覆メッキ配置部566に対応し、
他の導通部材は、アルミ導体先端部203に対応し、
接続許容アルミ導通部材は、オス端子に対応し、
アルミニウム系材料よりも貴な金属材料は、すずに対応し、
メッキ部構成処理工程は、メッキ工程に対応し、
絶縁被覆形成工程は、樹脂付け工程に対応し、
打ち抜き加工工程、及び、曲げ加工工程は、プレス工程に対応するも
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
1,1A,1B,501,501A…圧着端子
1a,1Aa,1Ba,501a…接続構造体
2…ボックス部
10…ワイヤーバレル部
15…インシュレーションバレル部
40…メッキ部
41…ワイヤーバレル側メッキ部
42…接触片側メッキ部
43…ビード部側メッキ部
60…陽極酸化皮膜
72…プレスせん断端面
80…接点部分
100A…アルミ基材
200…被覆電線
201…アルミ導体
202…導体被覆部
203…アルミ導体先端部
204…導体露出部分
540…メッキ部
541…第1メッキ部
542…第2メッキ部
543…第3メッキ部
560,560A…絶縁被覆部
561…第1絶縁被覆部
562…第2絶縁被覆部
563…第3絶縁被覆部
565…絶縁被覆アルミ基材配置部
566…絶縁被覆メッキ配置部

Claims (23)

  1. アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子であって、
    前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備え、
    前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に、絶縁体形成部を形成した
    圧着端子。
  2. 前記絶縁体形成部を、前記アルミ基材の表面に対して陽極酸化処理を施した陽極酸化処理部で形成した
    請求項1に記載の圧着端子。
  3. 前記陽極酸化処理部を、
    前記アルミ基材の表面における前記導通接点体を備えた部分を除く全面に形成した
    請求項2に記載の圧着端子。
  4. 前記陽極酸化処理部を、
    プレスせん断された前記アルミ基材のプレスせん断端面を含めた部分に形成した
    請求項2、又は3に記載の圧着端子。
  5. 少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、該陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止する封孔処理を施した
    請求項2から4のいずれかに記載の圧着端子。
  6. 前記陽極酸化処理部に対して、撥水処理を施した
    請求項2から5のいずれかに記載の圧着端子。
  7. 請求項2から6のいずれかに記載の圧着端子と、被覆電線とで構成し、
    前記導通部材を、アルミ導体を被覆する導体被覆部の先端側を剥がして先端側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する前記被覆電線とし、
    前記接点部分を、前記アルミ導体先端部を圧着する前記ワイヤーバレル部に構成し、
    前記ワイヤーバレル部により前記アルミ導体先端部を圧着接続し、
    前記アルミ導体先端部における、前記ワイヤーバレル部に圧着されずに外部に露出している導体露出部分に、前記陽極酸化処理部を形成した
    接続構造体。
  8. 前記絶縁体形成部を、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部で形成した
    請求項1に記載の圧着端子。
  9. 前記絶縁被覆部を、
    プレスせん断された前記アルミ基材のプレスせん断端面を含めた部分に形成した
    請求項8に記載の圧着端子。
  10. 前記絶縁被覆部を、
    前記導通接点体の外周縁部から前記アルミ基材における該導通接点体に対して外側部分に亘る部分に形成した
    請求項8、又は9に記載の圧着端子。
  11. 前記絶縁被覆部を、
    前記アルミ基材の表面に配置する絶縁被覆アルミ基材配置部と、
    前記導通接点体の表面に配置する絶縁被覆導通接点体配置部とで構成し、
    前記絶縁被覆アルミ基材配置部と前記絶縁被覆導通接点体配置部とを、
    前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部を跨いで一体に形成した
    請求項10に記載の圧着端子。
  12. 前記導通部材を、前記接続部に対して接続され、アルミ系材料で形成した接続許容アルミ導通部材とし、
    前記接点部分を、前記接続部に構成した
    請求項8から11のいずれかに記載の圧着端子。
  13. 前記導通部材を、アルミ導体を被覆する導体被覆部の前方側を剥がして前方側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する被覆電線とし、
    前記接点部分を、前記アルミ導体先端部を圧着する前記ワイヤーバレル部に構成した
    請求項8から12のいずれかに記載の圧着端子。
  14. 請求項13に記載の圧着端子と、請求項13に記載の被覆電線とで構成し、
    前記ワイヤーバレル部に前記アルミ導体先端部を圧着接続した
    接続構造体。
  15. 接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子を、アルミニウム系材料からなる板状のアルミ基材で製造する圧着端子の製造方法であって、
    前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備える導通接点体構成処理工程と、
    前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に、
    陽極酸化処理を施して陽極酸化処理部を形成する陽極酸化処理工程とをこの順で行い、
    前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工工程と、打ち抜いた前記圧着端子を立体形状に加工する曲げ加工工程とをこの順に行う
    圧着端子の製造方法。
  16. 前記打ち抜き加工工程を、前記陽極酸化処理工程と前記曲げ加工工程との間に行わずに、前記陽極酸化処理工程の前に行うことを特徴とする
    請求項15に記載の圧着端子の製造方法。
  17. 少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、該陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止する封孔処理を施す封孔処理工程を行う
    請求項15、又は16に記載の圧着端子の製造方法。
  18. アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子に対して、アルミ導体を被覆する導体被覆部の先端側を剥がして先端側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する被覆電線を接続する接続構造体の製造方法であって、
    前記圧着端子を、請求項15から17のいずれかに記載の製造方法により製造した圧着端子で構成した
    接続構造体の製造方法。
  19. アルミニウム系材料からなるアルミ基材で構成され、接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子に対して、アルミ導体を被覆する導体被覆部の先端側を剥がして先端側のアルミ導体を露出したアルミ導体先端部を有する被覆電線を接続する接続構造体の製造方法であって、
    前記アルミ基材の表面におけるアルミ導体との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備える導通接点体構成処理工程と、前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工工程と、打ち抜いた前記圧着端子を立体形状に加工する曲げ加工工程とを、いずれかの工程から順に行い、
    前記圧着端子における前記圧着部を前記アルミ導体先端部に圧着する圧着工程を行い、
    前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部、並びに、
    前記アルミ導体先端部における、前記ワイヤーバレル部に圧着されずに外部に露出している導体露出部分に、
    陽極酸化処理部を形成する陽極酸化処理工程を行う
    接続構造体の製造方法。
  20. 少なくとも前記陽極酸化処理部に対して、該陽極酸化処理部の表面に有する複数の孔を封止する封孔処理を施す封孔処理工程を行う
    請求項19に記載の圧着端子の製造方法。
  21. 接続部と、ワイヤーバレル部及びインシュレーションバレル部で構成する圧着部とをこの順で配置した構成の圧着端子を、アルミニウム系材料からなる板状のアルミ基材で構成する圧着端子の製造方法であって、
    前記アルミ基材の表面における他の導通部材との接点となる接点部分に、アルミニウム系材料よりも貴な金属材料を含有する導通接点体を備える導通接点体構成処理工程と、
    前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部に、絶縁樹脂で被覆する絶縁被覆部を形成する絶縁被覆形成工程とのうち、いずれか一方の工程を先にして順に行い、
    前記アルミ基材を前記圧着端子の展開形状に打ち抜く打ち抜き加工工程と、打ち抜いた前記圧着端子を立体形状に加工する曲げ加工工程とをこの順に行うことを特徴とする
    圧着端子の製造方法。
  22. 前記導通接点体構成処理工程と前記絶縁被覆形成工程とをこの順で行い、
    前記絶縁被覆形成工程では、
    前記アルミ基材の表面に絶縁樹脂を配置した絶縁被覆アルミ基材配置部、並びに、前記導通接点体の表面に絶縁樹脂を配置した絶縁被覆導通接点体配置部を形成するとともに、
    前記絶縁被覆アルミ基材配置部と前記絶縁被覆導通接点体配置部とを、
    前記導通接点体の外周周辺部における前記アルミ基材と前記導通接点体との境界部を跨いで互いに一体に形成することを特徴とする
    請求項21に記載の圧着端子の製造方法。
  23. 前記曲げ加工工程後に熱処理工程を行い、
    前記熱処理工程では、絶縁樹脂の溶融温度よりも高い温度で熱処理を行うことを特徴とする
    請求項21、又は22に記載の圧着端子の製造方法。
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