(57)【要約】【課題】曲げ加工性が改善され、強度の高い銅合金も割れることなく曲げ加工でき、かつ寸法精度も良好である金属板の曲げ加工方法及び電気・電子部品の提供。【解決手段】金属板の表面に形成したノッチを曲げ内側にして該ノッチに沿って金属板を曲げる金属板の曲げ加工方法であって、前記ノッチの底部の幅が前記金属板の厚みの５０％を超え、かつ前記ノッチの深さが金属板の厚みの３０％以上である金属板の曲げ加工方法とする。該金属板が、銅合金からなる態様、該金属板の引張強さが、７００Ｎ／ｍｍ２以上である態様、などが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の表面に形成したノッチを曲げ内側にして該ノッチに沿って金属板を曲げる金属板の曲げ加工方法であって、
前記ノッチの底部の幅が前記金属板の厚みの５０％を超え、かつ前記ノッチの深さが金属板の厚みの３０％以上であることを特徴とする金属板の曲げ加工方法。
【請求項２】
金属板が、銅合金からなる請求項１に記載の金属板の曲げ加工方法。
【請求項３】
金属板の引張強さが、７００Ｎ／ｍｍ２以上である請求項１から２のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法。
【請求項４】
ノッチの底部の幅が、金属板の厚みの５４％〜８０％である請求項１から３のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法。
【請求項５】
ノッチの深さが、金属板の厚みの３０％〜５０％である請求項１から４のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法。
【請求項６】
金属板の厚みが、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍである請求項１から５のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法により曲げ加工が施されたことを特徴とする電気・電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクター、リードフレーム、リレー、スイッチ等の電気・電子部品に適用される金属板の曲げ加工方法及び電気・電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
コネクター等の電子・電子部品において金属板を曲げ加工するときに、曲げ加工の寸法精度を向上させるため、あらかじめ金属板表面にノッチを付けておき、該ノッチに沿って金属板を曲げる加工方法が、曲げ加工精度が必要である金属板の薄い小型コネクター等の電気・電子部品において行われている。
しかし、ノッチを付けないで金属板を曲げるときに比べてノッチを付けた場合には金属板表面に割れが発生しやすくなるので、この厳しいノッチ曲げ加工に耐えられる金属板材料が求められていた。従来より、金属板材料そのものの曲げ加工性の改善が、その金属板の組成や組織制御により行われていたが、ノッチ曲げ加工に対して十分な金属板材料を得ることは困難であり、かつコストの高い材料になりがちであった。
【０００３】
また、コネクター等の電気・電子部品の小型軽量化のために、金属板の板厚を薄くすることが要求され、また曲げ部の寸法精度を上げるためにノッチ加工を行いノッチもより深く入れる必要が生じている。即ち、薄板で使用するために強度の高い金属板（曲げ加工性とトレードオフ）を使用し、よりきつい曲げ加工性が要求されており、従来に比べて非常に厳しい状況となっている。
特にノッチの深さが板厚の３０％を超えると曲げ加工した場合に割れが発生しやすくなる。更に、コネクター等の金属板材料として多く使用されている銅合金では質別（圧延加工率）を上げると急激に曲げ加工性が悪くなる場合がある。例えばコルソン系合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ（＋α）系合金）では、質別（圧延加工率）を上げると急激に曲げ加工性が悪くなる。これは、他の表現をすると、例えばコルソン系合金では引張り強度が７４０Ｎ／ｍｍ２を超え、耐力が７００Ｎ／ｍｍ２を超えるぐらいが急激な曲げ加工性悪化の境である。
この点を改善するため、金属板材料について析出物や結晶粒形態を制御する手法、結晶方位（集合組織）を制御する方法などが提案されている（特許文献１〜５参照）。
しかしながら、これらの提案においてもノッチング後の曲げ加工による割れ発生を防止することは困難であり、ノッチング後の曲げ加工性は十分に改善されていない。
【０００４】
したがって曲げ加工性が改善され、強度の高い銅合金であっても割れることなく曲げ加工でき、かつ寸法精度も良好である金属板の曲げ加工方法の速やかな提供が望まれているのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８０４２８号公報
【特許文献２】特開２００６−９１０８号公報
【特許文献３】特開２００６−９１３７号公報
【特許文献４】特開２００６−１６６２９号公報
【特許文献５】特開２００６−１５２３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、曲げ加工性が改善され、強度の高い銅合金であっても割れることなく曲げ加工でき、かつ寸法精度も良好である金属板の曲げ加工方法及び電気・電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明者が鋭意検討を重ねた結果、ノッチの底部の幅が狭いと曲げ加工時にノッチ先端に変形が集中しせん断帯が発達して割れが生じることを知見し、金属板が同じ材料であってもノッチの形状を制御することによりノッチ曲げ加工性を向上できることを知見した。
【０００８】
本発明は、本発明者による前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞  金属板の表面に形成したノッチを曲げ内側にして該ノッチに沿って金属板を曲げる金属板の曲げ加工方法であって、
前記ノッチの底部の幅が前記金属板の厚みの５０％を超え、かつ前記ノッチの深さが金属板の厚みの３０％以上であることを特徴とする金属板の曲げ加工方法である。
＜２＞  金属板が、銅合金からなる前記＜１＞に記載の金属板の曲げ加工方法である。
＜３＞  金属板の引張強さが、７００Ｎ／ｍｍ２以上である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法である。
＜４＞  ノッチの底部の幅が、金属板の厚みの５４％〜８０％である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法である。
＜５＞  ノッチの深さが、金属板の厚みの３０％〜５０％である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法である。
＜６＞  金属板の厚みが、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍである前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法である。
＜７＞  前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の金属板の曲げ加工方法により曲げ加工が施されたことを特徴とする電気・電子部品である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、曲げ加工性が改善され、強度の高い銅合金も割れることなく曲げ加工でき、かつ寸法精度も良好である金属板の曲げ加工方法及び電気・電子部品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（金属板の曲げ加工方法）
本発明の金属板の曲げ加工方法は、金属板の表面に形成したノッチを曲げ内側にして該ノッチに沿って金属板を曲げる加工方法である。
前記金属板の曲げ加工方法においては、金属板に所定のノッチを形成した後にＪＩＳ  Ｈ３１１０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験により「ノッチ曲げ試験」を実施して評価を行う。
【００１１】
本発明においては、図１に示すように、金属板の表面に形成したノッチ２の底部の幅Ｌは金属板の厚みＨの５０％を超えることが必要であり、５４％〜８０％であることが好ましい。前記ノッチの底部の幅Ｌが金属板の厚みＨの５０％以下であると、曲げ加工時にノッチ先端に対応する金属板の反対側の表面にせん断帯が発達し、割れが発生することがある。
図１では金属板の深さ方向に台形状が絞られる形で底部Ｌが設けられているが、深さ方向に垂直に穴を空けたような形状でも構わない。即ち、表面のせん断帯の発生を抑制するところに本発明の主眼があるので、底部の幅が確保されれば問題ない。
具体的には、前記ノッチの底部の幅Ｌは、２５μｍ〜２４０μｍが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより好ましく、８０μｍ〜１２０μｍが更に好ましい。
また、図１に示すように、前記ノッチの深さＴは、金属板の厚みＨの３０％以上であり、３０％〜５０％であることが好ましい。前記ノッチの深さＴが金属板の厚みＨの３０％未満であると、曲げ加工後に十分な曲げ加工部の寸法精度が得られないことがある。
具体的には、前記ノッチの深さＴは、１５μｍ〜２００μｍが好ましく、３０μｍ〜１５０μｍがより好ましく、４０μｍ〜１００μｍが更に好ましい。
ここで、前記ノッチの底部の幅Ｌ、前記ノッチの深さＴは、例えばノッチ部の断面を光学顕微鏡により拡大し測定する方法や、非接触表面粗さ計やレーザー顕微鏡などの測定機器により測定することができる。
また、図１中θは、９０度〜１０度が好ましく、６０度〜３０度がより好ましい。
ノッチは図２に示すように、金属板の所定の曲げ部のほぼ全ての部分に形成することが好ましい。
【００１２】
前記金属板の厚みＨは、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであることが好ましく、０．０８ｍｍ〜０．２ｍｍがより好ましい。前記厚みが、０．０５ｍｍ未満であると、小型端子として十分なバネ性（バネ荷重）が得られないことがあり、０．３ｍｍを超えると、端子の重量が重くなり小型化に適さず、また要求される曲げ加工部の寸法精度を満たすことができないことがある。
前記金属板の厚みＨは、例えばマイクロメーターにより測定することができる。
【００１３】
前記金属板表面へのノッチの形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ノッチ形成治具を用いて金属板にプレス装置などで荷重を付与してノッチを形成する方法、金型プレスによる成形と同時にノッチを形成する方法、などが挙げられる。
【００１４】
−金属板−
前記金属板は、銅合金からなることが好ましく、該銅合金としては、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｔｉ系合金、又はＣｕ−Ｂｅ系合金であることが好ましく、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金であることが特に好ましい。
前記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｉの３元系基本成分に、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、その他の金属元素を添加した銅合金も含まれる。
Ｎｉ及びＳｉは、析出物を形成し、強度上昇及び導電性、熱伝導度向上に寄与する。Ｓｎは、固溶強化作用を有する。Ｚｎは、はんだ付け性及び強度を向上させる他、鋳造性を改善する効果もある。
前記Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は、Ｎｉが０．７質量％〜１．８質量％、Ｓｉが０．２質量％〜０．６質量％、Ｓｎが０．３質量％〜０．７質量％、Ｚｎが０．３質量％〜０．７質量％、残部が実質的にＣｕの組成からなることが好ましい。
前記その他の金属元素としては、例えばＭｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉなどが挙げられる。
【００１５】
前記金属板の引張強さは、７００Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、７２０Ｎ／ｍｍ２〜１２００Ｎ／ｍｍ２がより好ましい。前記引張強さが７００Ｎ／ｍｍ２未満であると、小型化にした際のバネ荷重が不十分となることがある。
この引張り強さを達成する電気・電子部品向けの金属板としては、前記銅合金が好ましい。
前記金属板の引張強さは、例えば長手方向（引張り方向）が圧延方向（ＬＤ方向）の引張り試験片（ＪＩＳ  ５号）を採取し、ＪＩＳ  Ｚ２２４１  に準拠して測定することができる。
【００１６】
前記金属板としてのＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金は、例えば「溶解・鋳造→熱間圧延→冷間圧延→溶体化処理→中間冷間圧延→時効処理→仕上げ冷間圧延→加熱処理」のような一般的な製造工程により得ることができる。なお、上記工程中には記載していないが、熱間圧延後には必要に応じて面削が行われ、熱処理後には必要に応じて酸洗、研磨、圧延後には必要に応じて酸洗、研磨、脱脂が行われる。
また、ノッチ曲げ加工特有の現象として、ノッチの深さを大きくすると、金属板の質別（圧延加工率）間の差が小さくなり、質別の低い、即ち強度の小さい金属板も曲げ加工性が悪くなる。本発明によると、このような金属板でもノッチ曲げ加工で割れることなく、かつ寸法精度も良好である金属板の曲げ加工方法及び電気・電子部品を提供することができる。
【００１７】
（電気・電子部品）
本発明の電気・電子部品は、本発明の前記金属板の曲げ加工方法によりノッチ曲げ加工が施されたものである。
前記電気・電子部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばコネクター、リードフレーム、リレー、スイッチなどが挙げられる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００１９】
（製造例１〜３）
以下の実施例で用いた銅合金の組成は、以下のとおりであった。
＜銅合金（コルソン系銅合金）の組成＞
Ｎｉ：１．６質量％
Ｓｉ：０．４質量％
Ｓｎ：０．５質量％
Ｚｎ：０．４質量％
Ｃｕ：残部
【００２０】
上記組成の銅合金を溶製し、縦型連続鋳造機を用いて鋳造した。得られた鋳片（厚さ１８０ｍｍ）から厚さ約５０ｍｍの試料を切り出し、これを９５０℃に加熱した後抽出して、熱間圧延を開始した。鋳片からの熱間圧延率は約９０％とした。
熱間圧延後、表層の酸化層を機械研磨により除去（面削）し、厚さ約５ｍｍの銅合金板を得た。次いで、冷間圧延及び熱処理を繰り返し、その後溶体化処理を行い結晶粒径を約２０μｍとした。
次いで、時効処理を施した。時効処理温度は４５０℃とし、時効時間は４５０℃の時効で硬さがピークになる時間に調整した。
次いで、約２１％の圧延率で仕上げの冷間圧延を行い、板厚０．１５ｍｍの銅合金材を得た。仕上げの冷間圧延の後、更に、４００℃の炉中に５分挿入する低温焼鈍を施した。このようにしてコルソン系銅合金  Ｈ（板厚０．１５ｍｍ）を作製した（製造例１）。
また、前記冷間圧延の圧延率を調整し、かつ前記仕上げ圧延率を約２０％として板厚０．２０ｍｍのサンプルとした以外は、前記コルソン系銅合金  Ｈと同じ製造方法により、コルソン系銅合金  Ｈ（板厚０．２０ｍｍ）を作製した(製造例２)。
更に、前記冷間圧延の圧延率を調整し、かつ前記仕上げ圧延率を約２９％として板厚０．１５ｍｍのサンプルとした以外は、前記コルソン系銅合金  Ｈと同じ製造方法により、コルソン系銅合金  ＥＨ（板厚０．１５ｍｍ）を作製した（製造例３）。
【００２１】
次に、製造例１のコルソン系銅合金  Ｈ（板厚０．１５ｍｍ）、及び製造例３のコルソン系銅合金  ＥＨ（板厚０．１５ｍｍ）について、以下のようにして、諸物性値を測定した。結果を表１に示す。
【００２２】
＜引張強さ、破断伸び＞
各供試材からＬＤの引張試験片（ＪＩＳ  ５号）を採取し、各方向ｎ＝３でＪＩＳ  Ｚ２２４１に準拠した引張試験行い、ｎ＝３の平均値によって引張強さと破断伸びを求めた。
【００２３】
＜導電率＞
ＪＩＳ  Ｈ０５０５に従って各試験片の導電率を測定した。
【００２４】
＜０．２％耐力＞
前記引張試験で得られた応力歪線図から、ＪＩＳ  Ｚ２２４１に準拠して０．２％耐力を求めた。
【００２５】
＜硬さ＞
前記サンプルの板表面のビッカース硬さをＪＩＳ  Ｚ２２４４に準拠して測定した。
【００２６】
＜曲げ加工性＞
各供試材から長手方向がＬＤ及びＴＤの曲げ試験片（幅１０ｍｍ）を採取し、ＪＩＳＨ３１１０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験を行った。試験後の試験片について曲げ加工部の表面及び断面を光学顕微鏡にて１００倍の倍率で観察することにより、割れが発生しない最小曲げ半径Ｒを求め、これを供試材の板厚ｔで除することによりＬＤ、ＴＤそれぞれのＲ／ｔ値を求めた。各供試材のＬＤ、ＴＤともｎ＝３で実施し、ｎ＝３のうち最も悪い結果となった試験片の成績を採用してＲ／ｔ値を表示した。
【００２７】
【表１】
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＊質別とは、圧延加工率の違いに対応した標記の違いであり、製造例１のコルソン系銅合金  Ｈ（Ｈａｒｄ）に比べて製造例３のコルソン系銅合金  ＥＨ（Ｅｘｔｒａ  Ｈａｒｄ）の方が圧延加工率が高く、加工強化により引張強さ、耐力、硬度などの機械強度が高かった。
【００２８】
（実施例１）
銅合金材として製造例１のコルソン系銅合金  Ｈ（板厚：０．１５ｍｍ）を用い、サンプルの幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの複数のサンプルを切断し、表２に示すようにノッチの底部の幅及びノッチ深さを変えたサンプルを、ノッチと略同形状のノッチ形成用治具を作製しノッチ形成用治具をプレス機に固定してサンプルに所定の荷重で押し付けることで作製し、該サンプルについて、以下のようにしてノッチ曲げ加工を行った。結果を表２に示す。なお、図２のようにノッチはサンプルの長手方向に対して中央直角方向で、サンプル幅いっぱいに形成してあり、図１中のθは４５°とした。
【００２９】
＜ノッチ曲げ加工性＞
各サンプルについて、所定のノッチを加工し形成した後、ＪＩＳ  Ｈ３１１０に準拠した９０°Ｗ曲げ試験により「ノッチ曲げ試験」を実施した。このとき、下型の中央突起部先端のＲを０ｍｍとした治具を用い、前記ノッチ付き曲げ試験片を、ノッチ形成面が下向きになり、前記下型の中央突起部先端がノッチ部分に合致するようにセットして９０°Ｗ曲げ試験を行った。
試験後の試験片について曲げ加工部の表面及び断面を光学顕微鏡にて１００倍の倍率で観察することにより、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○：割れなし
△：割れ小あり、又はしわ大
×：割れ大あり
【００３０】
【表２】
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表２の結果から、製造例１のコルソン系銅合金  Ｈ（板厚０．１５ｍｍ）では、ノッチの深さが金属板の厚みの３０％以上に深く形成しても、ノッチの底部の幅が金属板の厚みの５０％を超えるノッチ形状とする（点線で囲んだ部分）と、割れが発生しないことが分かった。
ノッチが浅い深さ２６μｍのものは、割れは発生しなかったが曲げ加工部の表面の半径が比較的大きく、実際の電気・電子部品用としては曲げ部の寸法精度に問題があった。
【００３１】
（実施例２）
銅合金材として製造例２のコルソン系銅合金  Ｈ（板厚０．２０ｍｍ）を用い、表３に示すように実施例１と同様の方法でノッチの底部の幅及びノッチ深さを変えたサンプルを作製し、該サンプルについて、実施例１と同様にしてノッチ曲げ加工を行った。結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
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表３の結果から、製造例２のコルソン系銅合金  Ｈ（板厚０．２０ｍｍ）では、ノッチの深さが金属板の厚みの３０％以上に深く形成しても、ノッチの底部の幅が金属板の厚みの５０％を超えるノッチ形状とする（点線で囲んだ部分）と、割れが発生しないことが分かった。
ノッチが浅い深さ４０μｍのものは、割れは発生しなかったが曲げ加工部の表面の半径が比較的大きく、実際の電気・電子部品用としては曲げ部の寸法精度に問題があった。
【００３３】
（実施例３）
銅合金材として製造例３のコルソン系銅合金  ＥＨ（板厚０．１５ｍｍ）を用い、表４に示すように実施例１と同様の方法でノッチの底部の幅及びノッチ深さを変えたサンプルを作製し、該サンプルについて、実施例１と同様にしてノッチ曲げ加工を行った。結果を表４に示す。
【００３４】
【表４】
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表４の結果から、製造例３のコルソン系銅合金  ＥＨ（板厚０．１５ｍｍ）では、ノッチの深さが金属板の厚みの３０％以上に深く形成しても、ノッチの底部の幅が金属板の厚みの５０％を超えるノッチ形状とする（点線で囲んだ部分）と、割れが発生しないことが分かった。
ノッチが浅い深さ２６μｍのものは、割れは発生しなかったが曲げ加工部の表面の半径が比較的大きく、実際の電気・電子部品用としては曲げ部の寸法精度に問題があった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の金属板の曲げ加工方法は、強度の高い銅合金であっても割れることなく曲げ加工でき、かつ寸法精度も良好であるので、例えばコネクター、リードフレーム、リレー、スイッチ等の電気・電子部品の曲げ加工に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、ノッチを形成した金属板の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、ノッチを形成した金属板の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      金属板
２      ノッチ
Ｈ      金属板の厚み
Ｔ      ノッチの深さ
Ｌ      ノッチの底部の幅
【図１】
2010082633.tif 000007
【図２】
2010082633.tif 000008