(57)【要約】【課題】曲げ加工を経て組み立てられる端子金具が端子金具としての構造体の強度を満足する端子金具の製造方法を提供する。【解決手段】端子金具の展開形状に成形されたアルミニウム合金よりなる曲げ加工可能な板材を曲げ加工して端子金具の形状に組み立てた後、この組み立て体のアルミニウム合金に溶体化処理および人工時効処理を行うことにより組み立て体のアルミニウム合金の材料強度を向上させる。【選択図】図１
2015015199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子金具の展開形状に成形されたアルミニウム合金よりなる曲げ加工可能な板材を曲げ加工して端子金具の形状に組み立てた後、この組み立て体のアルミニウム合金に溶体化処理および人工時効処理を行うことにより組み立て体のアルミニウム合金の材料強度を向上させることを特徴とする端子金具の製造方法。
【請求項２】
曲げ加工前におけるアルミニウム合金の伸びが１５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の端子金具の製造方法。
【請求項３】
溶体化処理および人工時効処理の後の組み立て体について軸方向と直交する方向に曲げ荷重を加えたときの最大荷重を屈曲部分の断面積で除した値で表される組み立て体のアルミニウム合金の材料強度が２９０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の端子金具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子金具の製造方法に関し、さらに詳しくは、アルミニウム合金よりなる端子金具の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電線の軽量化やコスト削減などのため、自動車等の車両に用いられる電線の芯線用材料は、Ｃｕ合金からＡｌ合金への置き換えが行われつつある。しかしながら、電線の芯線に接続する端子金具の材料にはＣｕ合金が用いられているため、電線の芯線と端子金具との圧着部は異種金属接続となり、電食が発生するといった問題があった。そのため、Ａｌ製端子金具の開発が急務になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−７８８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ａｌ合金は、材料強度と曲げ加工性の両立が難しい。例えばＡｌ合金の材料強度が高いと、端子金具としての構造体の強度を満足できるが、端子金具の形状に加工する際の曲げ加工性が悪く、端子金具の形状に加工できない場合がある。一方、Ａｌ合金の曲げ加工性を重視すると、端子金具としての構造体の強度を満足できない場合がある。なお、特許文献１の発明は、特定の材料組成にすることでＡｌ合金の材料強度と曲げ加工性のバランスをとるものであり、端子金具の製造過程に特徴を有するものではない。
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、曲げ加工を経て組み立てられる端子金具が端子金具としての構造体の強度を満足する端子金具の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明に係る端子金具の製造方法は、端子金具の展開形状に成形されたアルミニウム合金よりなる曲げ加工可能な板材を曲げ加工して端子金具の形状に組み立てた後、この組み立て体のアルミニウム合金に溶体化処理および人工時効処理を行うことにより組み立て体のアルミニウム合金の曲げ強さを向上させることを要旨とするものである。
【０００７】
この場合、曲げ加工前におけるアルミニウム合金の伸びが１５％以上であることが好ましい。また、溶体化処理および人工時効処理の後の組み立て体について軸方向と直交する方向に曲げ荷重を加えたときの最大荷重を屈曲部分の断面積で除した値で表される組み立て体のアルミニウム合金の材料強度が２９０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る端子金具の製造方法によれば、端子金具の展開形状に成形されたアルミニウム合金よりなる曲げ加工可能な板材を曲げ加工して端子金具の形状に組み立てた後、この組み立て体のアルミニウム合金に溶体化処理および人工時効処理を行うことにより組み立て体のアルミニウム合金の曲げ強さを向上させることから、曲げ加工を経て組み立てられる端子金具は、端子金具としての構造体の強度を満足する。
【０００９】
この場合、曲げ加工前におけるアルミニウム合金の伸びが１５％以上であると、アルミニウム合金は曲げ加工性に優れるため、端子金具形状に組み立てやすい。また、溶体化処理および人工時効処理の後の組み立て体のアルミニウム合金の材料強度が２９０ＭＰａ以上であると、端子金具としての構造体の強度を満足する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る雌端子金具の斜視図（ａ）とそのＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る雄端子金具のタブの斜視図（ａ）とそのＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。
【図３】実施例１の雄端子金具のタブの幅方向断面写真（ａ）と、比較例２の雄端子金具のタブの幅方向断面写真（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る雌端子金具を示したものであり、図１（ａ）は、雌端子金具の斜視図であり、図１（ｂ）は、雌端子金具のＡ−Ａ線断面によって内部構造を示したものである。また、図２は、本発明の一実施形態に係る雄端子金具のタブを示したものであり、図２（ａ）は、雄端子金具のタブの斜視図であり、図２（ｂ）は、雄端子金具のタブのＢ−Ｂ線断面によってタブの幅方向断面を示したものである。
【００１３】
雌端子金具１０は、雄端子金具のタブが挿入接続される端子接続部１２と、電線端末３２の電線導体３４が接続される電線接続部１４と、を備える。端子接続部１２は、先後に開口する角筒状に形成され、先端側の開口部から雄端子金具のタブが挿入される。端子接続部１２は、底壁１２ａと、底壁１２ａの両側縁から立ち上がる一対の側壁１２ｂ、１２ｃと、一方の側壁１２ｃの上端縁から折れ曲がって底壁１２ａに相対する天井壁１２ｄと、他方の側壁１２ｂの上端縁から折れ曲がって天井壁１２ｄの上に重ね合わせられた外壁１２ｅと、から構成されている。
【００１４】
底壁１２ａの先端には、雄端子金具のタブに弾性接触する弾性接触片１６が延設されており、弾性接触片１６は底壁１２ａの先端で折り返されて底壁１２ａの上に配置され、天井壁１２ｄに相対している。弾性接触片１６は底壁１２ａの先端位置で片持ち状に支持され、その折返部１６ａを支点として上下方向に撓み変形可能となっている。弾性接触片１６の天井壁１２ｄに相対する面には一段盛り上がった接点１６ｂが形成されており、この接点１６ｂにおいて雄端子金具のタブが接触する。天井壁１２ｄには、弾性接触片１６との間で雄端子金具のタブを挟持する押え部１８が形成されている。
【００１５】
雌端子金具１０は、端子金具の形状に組み立てられる前には、展開された状態にある。展開された状態から、底壁１２ａと側壁１２ｂの間および底壁１２ａと側壁１２ｃの間を９０度に曲げ加工することによって底壁１２ａの両側縁から一対の側壁１２ｂ、１２ｃが立ち上がり、立ち上がった一方の側壁１２ｃと天井壁１２ｄの間をさらに９０度に曲げ加工することによって天井壁１２ｄが底壁１２ａに相対する位置に配置され、立ち上がった他方の側壁１２ｂと外壁１２ｅの間をさらに９０度に曲げ加工することによって外壁１２ｅが天井壁１２ｄの上に重ね合わせられて、端子接続部１２が先後に開口する角筒状に形成される。また、展開された状態から、底壁１２ａと弾性接触片１６の間を９０度よりも大きく曲げ加工して底壁１２ａの先端で弾性接触片１６を折り返すことにより、弾性接触片１６が底壁１２ａの上に配置され、天井壁１２ｄに相対する。
【００１６】
雄端子金具は、雌端子の端子接続部に挿入接続されるタブ２０と、図示しない電線端末の電線導体が接続される電線接続部と、を備える。雄端子金具の電線接続部は、タブ２０の基端に延設形成される。雄端子金具のタブ２０は、底部２２と、底部２２の幅方向両端から折り返されて底部２２に重ね合わされる折返部２４と、から構成されている。
【００１７】
雄端子金具は、端子金具の形状に組み立てられる前には、展開された状態にある。展開された状態から、タブ２０の底部２２と折返部２４の間を１８０度に曲げ加工することによって折返部２４は底部２２に重ね合わされる。
【００１８】
このような構造の雌端子金具１０や雄端子金具は、Ａｌ合金の板材を用いて形成される。Ａｌ合金は、材料強度と曲げ加工性の両立が難しい。例えばＡｌ合金の材料強度が高いと、端子金具としての構造体の強度を満足できるが、端子金具の形状に加工する際の曲げ加工性が悪く、端子金具の形状に加工できない場合がある。一方、Ａｌ合金の曲げ加工性を重視すると、端子金具としての構造体の強度を満足できない場合がある。特に、雌端子金具１０の弾性接触片１６や雄端子金具のタブ２０は、曲げ角度が９０度を超える角度で曲げ加工されてつくられるものであるため、これらの部位では曲げ加工によるクラックが特に発生しやすく、Ａｌ合金の材料強度が高いと曲げ加工できない場合がある。特許文献１のように、材料組成でＡｌ合金の材料強度と曲げ加工性のバランスをある程度調整することはできても、特定の材料組成に限られることから汎用性に劣る。また、材料組成でＡｌ合金の曲げ加工性を満足させると、材料強度が低くならざるを得ず、端子の用途によっては、十分な材料強度を有しない場合もある。これに対し、本発明は、端子金具の製造過程に特徴を有するものである。
【００１９】
まず、端子金具の展開形状に成形されたアルミニウム合金よりなる板材を曲げ加工して端子金具の形状に組み立てる。アルミニウム合金よりなる板材を打ち抜き加工することにより、端子金具の展開形状に成形することができる。この段階では、アルミニウム合金よりなる板材は曲げ加工性に優れることが必要であるため、曲げ加工可能な程度に材料強度の低い、伸びに優れるものを用いる。したがって、曲げ加工前におけるアルミニウム合金の伸びは１５％以上であることが好ましい。より好ましくは２０％以上である。アルミニウム合金の伸び（％、破断伸び）は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法、１９９８）に準拠して、汎用の引張試験機を用いて測定する。
【００２０】
次に、端子金具の形状に組み立てた組み立て体のアルミニウム合金に溶体化処理および人工時効処理を行う。これにより、組み立て体のアルミニウム合金の材料強度を向上させる。
【００２１】
溶体化処理では添加元素をＡｌ内に溶け込ませて固溶体を形成する。均一な固溶状態を形成できるなどの観点から、溶体化処理における保持温度は５２０℃以上であることが好ましい。より好ましくは５５０℃以上である。均一な固溶状態を形成することで、人工時効処理後に十分な材料強度が得られやすくなる。また、バーニング現象を抑えやすいなどの観点から、溶体化処理における保持温度は６２０℃以下であることが好ましい。より好ましくは６００℃以下である。なお、保持温度での保持時間としては、１〜４時間程度が好ましい。
【００２２】
溶体化処理の後、組み立て体のアルミニウム合金を水冷等により急冷する。これにより、アルミニウム合金を溶体化処理時の状態と同じ状態に保ち、過飽和固溶体を形成する。その冷却速度は、５×１０３℃／分以上であることが好ましい。より好ましくは１×１０４℃／分以上である。冷却速度を５×１０３℃／分以上とすることにより、その後の人工時効処理による硬化を行いやすく、人工時効処理によって十分な材料強度が得られやすくなる。
【００２３】
人工時効処理では、金属間化合物を析出させて、組み立て体のアルミニウム合金を硬化させ、材料強度を向上させる。アルミニウム合金は室温でも時効されて材料強度は上がるが、これだけでは端子金具として必要な材料強度が得られない。端子金具としての構造体の強度を満足するためには、組み立て体のアルミニウム合金に対し、人工的に高い温度を加えて時効処理を行う必要がある。人工時効処理における保持温度は１８０〜２２０℃の範囲内が好ましい。保持温度が１８０℃以上であると、金属間化合物の析出速度が速く、工程上好ましい。保持温度が１８０℃未満の場合には、２９０ＭＰａ以上の高強度が得られる場合があるものの、金属間化合物の析出速度が遅く、その強度を得るのに１０ｈ以上の時間を有し、工程上好ましくない。また、保持温度が２２０℃以下であると、金属間化合物の析出速度が速すぎず、粒子の粗大化が抑えられ、高強度が得られる。保持温度が２２０℃超であると、金属間化合物の析出速度が速すぎて、粒子が粗大化しやすいため、高強度が得られにくい。なお、保持時間としては、工程上、１〜４時間程度が好ましい。
【００２４】
溶体化処理および人工時効処理の後のアルミニウム合金は、材料強度が２９０ＭＰａ以上であることが好ましい。アルミニウム合金の材料強度が２９０ＭＰａ以上であると、端子金具としての構造体の強度を満足する。アルミニウム合金の材料強度は、溶体化処理および人工時効処理の後の組み立て体について軸方向と直交する方向に曲げ荷重を加えたときの最大荷重を屈曲部分の断面積で除した値で表される。
【００２５】
アルミニウム合金としては、時効硬化するものを用いることができる。このようなアルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｃｕ合金系（２０００系）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金系（６０００系）、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金系（７０００系）などが挙げられる。これらのうちでは、耐食性などの理由で、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系がより好ましい。
【００２６】
このような本発明に係る端子金具の製造方法によれば、端子金具の展開形状に成形されたアルミニウム合金よりなる曲げ加工可能な板材を曲げ加工して端子金具の形状に組み立てた後、この組み立て体のアルミニウム合金に溶体化処理および人工時効処理を行うことにより組み立て体のアルミニウム合金の材料強度を向上させることから、曲げ加工を経て組み立てられる端子金具は、端子金具としての構造体の強度を満足する。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
Ａｌ合金（Ａｌ−１．１質量％Ｍｇ−０．７質量％Ｓｉ合金）よりなる曲げ加工可能な板材（厚み０．３ｍｍ、伸び２０％）を端子金具の展開形状に打ち抜き加工した後、曲げ加工して雄端子金具の形状に組み立てた。得られた組み立て体のアルミニウム合金に対し、溶体化処理（保持温度５６０℃、保持時間１ｈ）、急冷（冷却速度６×１０３℃／分）、人工時効処理（保持温度１７０℃、保持時間４ｈ）を行った。これにより、実施例１の雄端子金具を作製した。
【００２８】
（実施例２）
溶体化処理における保持温度を６００℃とした以外は実施例１と同様にして、実施例２の雄端子金具を作製した。
【００２９】
（比較例１）
組み立て体のアルミニウム合金に対し、溶体化処理および人工時効処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして、比較例１の雄端子金具を作製した。
【００３０】
（比較例２）
Ａｌ合金としてＡｌ−Ｍｎ系合金（厚み０．３ｍｍ、伸び２％）を用い、端子金具の展開形状に打ち抜き加工した後、曲げ加工して雄端子金具の形状に組み立てた。
【００３１】
作製した各雄端子金具のタブを幅方向に切断してその断面を観察した。実施例１〜２、比較例１のうちでは実施例１のものを代表例として図３（ａ）に示し、比較例２のものを図３（ｂ）に示した。
【００３２】
実施例１〜２、比較例１では、曲げ加工可能な板材を用いて雄端子金具の形状に組み立てているので、図３（ａ）に示すように、曲げ加工部（図中、円で囲った部分）にクラックが生じていない。これに対し、比較例２では、図３（ｂ）に示すように、曲げ加工部（図中、円で囲った部分）にクラックが生じている。
【００３３】
次に、実施例１〜２、比較例１の雄端子金具について材料強度を測定した。また、実施例１〜２、比較例１の熱処理条件と同条件にて熱処理したコイル材からＪＩＳ１３号Ｂ試験片を切り出して引張強さを測定した。また、曲げ加工前（熱処理前）の材料について、伸び（破断伸び）を測定した。測定方法は以下に示す通りである。
【００３４】
（引張強さ、伸び）
ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（金属材料引張試験方法、１９９８）に準拠して、汎用の引張試験機を用いて測定した。
【００３５】
（材料強度）
作製した各雄端子金具のタブを冶具に固定し、押し冶具で１０ｍｍ／ｍｉｎ.の速度でバレルを軸方向と直交する方向に押し込み、オートグラフでその時の最大荷重を読み取った。この最大荷重を屈曲部の断面積で割った値を材料強度とした。
【００３６】
【表１】
2015015199.tif 000003
【００３７】
実施例１〜２では、雄端子金具の形状に組み立てた後、組み立て体のアルミニウム合金に対し溶体化処理および人工時効処理を行ったことで、引張強さが向上し、その結果、材料強度が向上したことがわかる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  雌端子金具
１２  端子接続部
１４  電線接続部
１６  弾性接触片
１８  押え部
２０  雄端子金具のタブ
【図１】
2015015199.tif 000004
【図２】
2015015199.tif 000005
【図３】
2015015199.tif 000006