(57)【要約】【課題】アルミニウム系材料のみを用い、バネ部を備えるコネクタ用端子において、加工性を有していると共に、バネ片としての必要な強度を確保して、端子の加工性とバネ部の強度を両立することが可能であるアルミニウム製端子を提供する。【解決手段】アルミニウム系材料が押出し加工され、所定のバネ形状に形成されたバネ部２と、該バネ部２とは別体のアルミニウム系材料が所定の形状に形成された端子本体部３とが接合されて一体化されている端子であって、前記バネ部２のアルミニウム系材料は、前記端子本体部３に対し、引張り強さが大きく、伸びが小さいものを用いてアルミニウム製端子１を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系材料が押出し加工され、所定のバネ形状に形成されたバネ部と、該バネ部とは別体のアルミニウム系材料が所定の形状に形成された端子本体部とが接合されて一体化されている端子であって、
前記バネ部のアルミニウム系材料は、前記端子本体部に対し、引張り強さが大きく、伸びが小さいものであることを特徴とするアルミニウム製端子。
【請求項２】
前記バネ部のアルミニウム系材料は、引張り強さが３５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム製端子。
【請求項３】
前記端子本体部のアルミニウム系材料は、伸びが５％以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウム製端子。
【請求項４】
前記バネ部は、押出し加工されたアルミニウム系材料が切断加工されて所定のバネ形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム製端子。
【請求項５】
前記端子本体部は、アルミニウム系材料の板材が曲げ加工されて所定の形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム製端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム電線の接続用コネクタに用いられるアルミニウム製端子に関するものであり、例えば自動車用ワイヤーハーネス等の接続用コネクタに好適に用いられるアルミニウム製端子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ワイヤーハーネスは、小型、軽量化のために、アルミニウ電線を用いることが検討されている。アルミニウム電線の接続用コネクタとして、アルミニウム系材料を用いた端子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された端子は、アルミニウム系材料を用いて一体成形された導体接合部と端子接続部を含むアルミニウム成形体と、鉄系金属材料を用いて一体成形された弾性付勢部を含む鉄系成形体とを備え、それらが相互に連結されて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９８４５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の課題の欄に記載されているように、アルミニウム電線の導体とコネクタ端子との間の導電率を考慮すると、端子材料としてアルミニウム系材料を使用したいが、アルミニウム（Ａｌ）は、材料強度、バネ性等の点で、銅（Ｃｕ）に劣るため、端子板厚が薄いと、応力緩和によるバネ部、圧着部の電気的特性が劣るとされている。そのため、特許文献１では、アルミニウム系材料とアルミニウム系材料以外のバネ部を組み合わせている。
【０００６】
アルミニウム系材料のみで、バネ部を有する端子を作製しようとすると、アルミニウム系材料からなる板材に曲げ加工を施して、所定のバネ形状に形成することが考えられる。このような曲げ加工が可能なアルミニウム系材料は、一般に、引張強度が低く、伸びが比較的大きな材料を用いる必要がある。引張強度が高いアルミニウム系材料は、伸びが小さいことから、曲げ加工により端子を製造することは困難である。
【０００７】
このようにアルミニウム系材料は、加工性と強度の両立が難しく、バネ用途で用いるのに必要な強度を持たせると、加工が困難になってしまい、折り曲げ等の方法でバネ片を形成することができない。また逆に、アルミニウム系材料で、折り曲げ加工が可能な加工性を持たせると、必要なバネとしての強度が確保できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決しようとするものであり、アルミニウム系材料のみを用いて構成し、バネ部を備えるコネクタ用端子において、加工性を有していると共に、バネ片としての必要な強度を確保して、端子の加工性とバネ部の強度を両立することが可能であるアルミニウム製端子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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明のアルミニウム製端子は、
アルミニウム系材料が押出し加工され、所定のバネ形状に形成されたバネ部と、該バネ部とは別体のアルミニウム系材料が所定の形状に形成された端子本体部とが接合されて一体化されている端子であって、
前記バネ部のアルミニウム系材料は、前記端子本体部に対し、引張り強さが大きく、伸びが小さいものであることを要旨とするものである。
【００１０】
上記アルミニウム製端子において、前記バネ部のアルミニウム系材料は、引張り強さが３５０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００１１】
上記アルミニウム製端子において、前記端子本体部のアルミニウム系材料は、伸びが５％以上であることが好ましい。
【００１２】
上記アルミニウム製端子において、前記バネ部は、押出し加工されたアルミニウム系材料が切断加工されて所定のバネ形状に形成されたものであることが好ましい。
【００１３】
上記アルミニウム製端子において、前記端子本体部は、アルミニウム系材料の板材が曲げ加工されて所定の形状に形成されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアルミニウム製端子は、アルミニウム系材料が押出し加工され、所定のバネ形状に形成されたバネ部と、該バネ部とは別体のアルミニウム系材料が所定の形状に形成された端子本体部とが接合されて一体化されている端子であって、前記バネ部のアルミニウム系材料は、前記端子本体部に対し、引張り強さが大きく、伸びが小さいものである構成を採用したことにより、バネ部として強度の高いアルミニウム系材料を用いることができるので、バネ部の強度の優れた端子が得られる。更に、バネ部は別体の部材として構成され、端子本体に接合されて一体化しているので、バネ部を曲げ加工以外の手段で形成することが可能であるから、バネ部の強度を持たせた場合に加工ができないという問題を解消することができる。このように本発明によれば、アルミニウム系材料のみを用いたアルミニウム製端子において、加工性とバネ部の強度を両立することが可能である
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明のアルミニウム製端子の一例を示す外観斜視図である。
【図２】図２は図１の端子接続部の断面図である。
【図３】図３は図２のバネ片の外観斜視図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、図３のバネ片の製造方法の一例の工程を示す説明図である。
【図５】図５は図１の端子本体部の展開状態を示す平面図である。
【図６】図６はバネ部の他の例を示し、端子本体部に装着した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明のアルミニウム製端子の一例を示す外観斜視図であり、図２は図１の端子接続部の断面図である。図１に示すアルミニウム製端子は、本発明をメス端子の形態に適用した例である。図１、図２に示すように、アルミニウム製端子１は、アルミニウム系材料が押し出し加工され、所定のバネ形状に形成されたバネ片２１からなるバネ部２が、該バネ部２とは別体のアルミニウム材料が所定の形状に形成された端子本体部３に接合されて一体化しているものである。
【００１７】
端子本体部３は、一方に電線を接続するための電線接続部３１と、相手側端子としてオス端子（図示せず）のタブを挟み込んで接続するための断面矩形の筒状に形成されている端子接続部３２とから構成されている。端子接続部３２は、図２に示すように、内部にバネ片２１を収容している。バネ片２１は、端子接続部のオス端子挿入口側が接触部２２として形成され、電線接続部側が固定部２３として形成されている。
【００１８】
端子本体部３は、端子接続部３２が、底面、両側面、天井面に囲まれた筒状に形成されている。電線接続部３１は、上面が開口したオープンバレル形状に形成され、導体圧着部３１ａとインシュレーションバレル３１ｂを有する。電線接続部３１には、アルミニウム電線（図示せず）の導体が導体圧着部３１ａに、アルミニウム電線の被覆材がインシュレーションバレル３１ｂに、それぞれ加締めることで圧着される。
【００１９】
図３は図２のバネ片の外観斜視図である。図２及び図３に示すように、バネ片２１は、接触部２２の中程が上方に盛り上がる湾曲形状に形成されている。バネ片２１の固定部２１ｂは、端子接続部３２の内側底面３２ｂに接合されて、バネ片２１を端子本体部に固定するためのものである。図２に示すように、端子接続部３２にタブ状に形成されたオス端子（図示せず）を挿入すると、タブがバネ片２１の接触部２２と端子接続部３２の天井面３２ａとの間に挟まれた状態になる。オス端子のタブはバネ片２１の弾性力によって端子接続部の内側天井面３２ａ方向に付勢される。
【００２０】
本発明は、バネ部２と端子本体部３を別体の部材により形成し、バネ部２と端子本体部３のどちらもアルミニウム系材料から構成し、バネ部２を構成するアルミニウム系材料として、端子本体部３のアルミニウム系材料と比較して、引張強さが大きく、伸びの小さい材料を用いた点に大きな特徴を有する。このようにバネ部のアルミニウム系材料に、強度の高い材料を用いることにより、従来、曲げ加工の可能なアルミニウム端子をバネ用途に用いた場合、バネとしての強度が低いという欠点を解消できる。
【００２１】
バネ部２のアルミニウム系材料は、端子嵌合の際に十分な嵌合力を付与する弾性力を発揮するための強度として、引張強さが３５０ＭＰａ以上であるのが好ましく、更に好ましくは引張強さが４００ＭＰａ以上である。更に引張強さが４５０ＭＰａ以上であれば、銅合金材料とほとんど同じレベルのバネ強度が得られる。またバネ部２のアルミニウム系材料は伸びについては特に好適な数値があるわけではないが、強度を得るためには、おおよそ５％未満から、更に３％以下となる。
【００２２】
本発明において、アルミニウム系材料の引張強さ、伸び等の数値は、「ＪＩＳ  Ｚ２２４１  金属材料引張試験方法」に準じた方法で、室温（２３℃）で測定した値のことである。
【００２３】
バネ部２のアルミニウム系材料は、強度が高い材料を用いているため、曲げ加工によりバネ形状に形成することが困難である。そのため、バネ部２を形成する場合、曲げ加工を用いない加工方法により形成する。例えばバネ部２は、押出し成形とプレス切断を組み合わせることで、形成することが可能である。以下、バネ部として用いるバネ片２１の製造方法について説明する。
【００２４】
図４（ａ）、（ｂ）は、図３のバネ片の製造方法の一例の工程を示す説明図である。バネ片２１は、アルミニウム系材料を押し出し加工して、所定の形状に形成した後プレス切断のような曲げ加工を行わない加工によって、所定の形状に形成されている。バネ片２１を形成するには、まず、図４（ａ）に示すように、矢印方向に押出し成形を行い、押出し方向Ｍと交差する方向に湾曲した所定の形状のアルミニウム系材料の成形体６を得る。このように押出し方向Ｍに交差する方向であれば、曲げ加工を施した場合と同様の折り曲げた状態の形状に、押出成形により連続成形することが可能である。
【００２５】
次いで、図４（ｂ）に示すように、プレス切断等で切断加工を施して、個々のバネ片２１の形状に分断した成形体７を得る。次いで、図４（ｂ）に示す点線８の部分から切断することで、個々のバネ片を切り出して、図３に示すバネ片２１を得ることができる。このバネ片２１の固定部２３の一方の面を、端子本体部３の端子接続部３２の内側底面３２ｂに接合することで、図１に示すアルミニウム製端子１が得られる。
【００２６】
バネ片２１に用いられるアルミニウム系材料としては、上記の強度を有するアルミニウム合金を用いることができる。具体的には２０００系合金、３０００系合金、４０００系合金、５０００系合金、６０００系合金、７０００系合金、８０００系合金等の１０００系純アルミニウムを除くアルミニウム合金が挙げられる。また、焼きなまし、加工硬化、溶体化処理、時効処理等の熱処理条件等も、所望の引張強さ、伸び等に応じて適宜選択すればよい。
【００２７】
端子本体部３は、バネ片を固定することが可能であり、電線等と接続することが可能であればよく、バネ片のような強度は不要である。そのためバネ片２１のアルミニウム系材料と比較して、強度が低く、伸びの大きなアルミニウム系材料を用いることができる。伸びの大きなアルミニウム系材料を用いることが可能であるから、端子本体部３を折り曲げ加工により所定の形状に形成することを容易に行うことができる。端子本体部３を構成するアルミニウム系材料は、伸びが５％以上であるのが好ましく、更に好ましい伸びは７％以上である。また端子本体部３を構成するアルミニウム系材料の引張強さは、特に好適な数値はないが、必要な伸びを得るためにおおよそ２５０ＭＰａ未満から、更には２００ＭＰａ以下となる。
【００２８】
端子本体部３のアルミニウム系材料は、アルミニウム合金が用いられる。アルミニウム合金としては、端子本体部３としての所望の伸びを有する材料を選択すればよい。このようなアルミニウム合金は、上記のバネ片を構成するアルミニウム系合金とし例示した材料と同様の材料が挙げられる。また、熱処理等もアルミニウム合金の種類に応じて、所望とする伸び等の物性に応じて、適宜選択することができる。
【００２９】
端子本体部３は、以下の方法で製造することができる。例えば、アルミニウム系材料を圧延により形成した板材に、所定の端子本体部の展開形状にプレス切断することで、端子本体部の折り曲げ前の展開形状の部材が得られる。この部材を折り曲げ加工することにより、図１に示すような端子本体部の形状に形成することができる。バネ片３を端子接続部３２に接合するのは、折り曲げ加工する前の展開形状である板状体の状態、或いは折り曲げ加工工程の途中等に行うことができる。
【００３０】
図５は図１の端子本体部の展開状態を示す平面図である。図５に示すように、展開状態の端子本体部３ａの端子接続部３２ａの内側底面に対応する位置の接合部４にバネ片２１の固定部２３を接合する。図中一点鎖線で示す折り曲げ線５に沿って折り曲げ加工を行うことで、図１に示す形状の端子本体部３を得ることができる。
【００３１】
端子本体部３の接合部４にバネ片２１を接合する手段は、アルミニウム系材料を接合可能な手段であれば特に限定されず、各種の手段を用いることができる。具体的な接合方法としては、機械的接合、溶接が挙げられる。前記機械的接合としては、係合穴に係合突起を係合する方法、かしめ等の直接接合、リベット、ボルト、ピン等の締結材を用いた接合等が挙げられる。また前記溶接は、アーク溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接等の溶融接合、抵抗溶接、摩擦圧接等の圧着接合、超音波溶接、はんだ付け等のろう接が挙げられる。
【００３２】
バネ部２のアルミニウム系材料と、端子本体部３のアルミニウム系材料は、同種の化学組成であることが好ましい。バネ部２と端子本体部３の接合部では、化学組成が異なると異種金属の接触になる虞があるが、同種の化学組成であれば異種金属の接触の虞がない。バネ部２と端子本体部３のアルミニウム合金は、化学組成が同じでも、熱処理の違い等により、伸びや引張強さ等の物性の異なるものを得ることができる。例えば、バネ部２と端子本体部３は、２０００系合金（熱処理型合金）を用いることで、同種の化学組成のアルミニウム合金の組み合わせを得ることができる。
【００３３】
図６はバネ部の他の例を示し、端子本体部に装着した状態を示す断面図である。本発明において、バネ部のバネ形状は図２に示す形状に限定されず、バネ力を発揮することが可能な形状であれば特に限定されるものではない。例えば図２に示す形状に、バネ部２を形成することができる。図６に示すバネ部２は、帯状の基板２４と該基板２４の前端から後方側に折り返された形状のバネ片２５とから構成されている。バネ片２５は、端子挿入方向の前後端部に対し中央部が高くなる山型に形成されている。前記基板２４は、端子本体部に接合するための固定部として形成されている。このバネ部２は、図２に示すバネ片２１と同様に、アルミニウム合金の押出し成形と、プレス切断等の方法で製造することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
【００３５】
例えば上記実施例ではメス端子の例を示したが、本発明はバネ部を有する端子であればよく、オス端子に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  アルミニウム製端子
２  バネ部
２１、２５  バネ片
２２  接触部
２３  固定部
３  端子本体部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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