专利名称：阴端子和制造阴端子的方法
技术领域：
本发明涉及一种阴端子以及制造阴端子的方法。
背景技术：
例如，当在电动汽车上将布线线束连接在一起时，公知:将金属阳端子和阴端子分别容纳于由合成树脂制成的连接器外壳内，以使阳端子与阴端子装配在一起，从而在两个布线线束之间实现电连接(例如，请参见专利文献I )。在连接器上容纳更多电极的需要或者对更小尺寸的连接器的需要促进了降低端子(金属板)的厚度或者端子的尺寸的趋势。关于这种趋势，要求端子材料具有较高强度。当使用高强度材料时，在制造端子时，在材料中形成加工裂缝，这导致了高强度材料的可弯曲性恶化。因此，为了解决该问题，通常是增大弯曲半径来抑制这种高强度端子材料的可弯曲性的恶化。引用列表专利文献I JP-A-2OlO-129358
发明内容
技术问题然而，当弯曲半径增大时，阴端子的截面积增大，这样导致的问题是:阴端子进入连接器外壳内的插入性能恶化，或者需要增大连接器外壳的尺寸。鉴于这些情况，做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种小型阴端子以及一种用于制造该阴端子的方法，该阴端子在具有高颈部强度以及足够高的箱形部强度的同时，在加工之后具有较高的尺寸稳定性。问题的解决方案为了解决该问题，根据本发明的第一方面，提供了一种阴端子，该阴端子具有箱形部，通过弯曲铜合金板而将该箱形部形成为四棱柱状，从而用于使阳端子的接头装配于该箱形部内；所述铜合金板是通过在对其施加时效热处理之前被连续并重复地弯曲而获得的，该铜合金板具有700MPa以上的保证应力(σ 0.2)以及IOmm以上的宽度；并且当围绕与铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴将铜合金板弯曲180度时，该铜合金板内不产生裂缝。在该阴端子中，箱形部包括刻痕，该刻痕形成于通过弯曲铜合金板而产生的弯曲部的内侦牝并且将刻痕的深度设定为在铜合金板的厚度的1/4至1/2的范围内。在本发明的第一方面中，铜合金板优选由加工硬化指数在从0.13以上到小于0.6的范围内的科森系铜合金制成。在本发明的第一方面中，希望刻痕具有梯形截面，并且将梯形截面的短边的宽度设定为在铜合金板的厚度的1/3至2/3的范围内。根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造阴端子的方法，该方法包括:第一步骤，该第一步骤冲压铜合金板从而形成坯件，该坯件对应于阳端子的接头装配于其内的四棱柱状箱形部；所述铜合金板是通过在对其施加时效热处理之前被连续并重复地弯曲而获得的，该铜合金板具有700MPa以上的保证应力(σ 0.2)以及IOmm以上的宽度，并且当围绕与铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴将铜合金板弯曲180度时，该铜合金板内不产生裂缝；以及第二步骤，该第二步骤将坯件弯曲为四棱柱状箱形部。在该制造方法中，第二步骤具有在弯曲坯件之前在坯件内形成刻痕的步骤，并且在对应于弯曲坯件时而形成的弯曲部的内侧的位置中，刻痕形成为从铜合金板的厚度的1/4至1/2的范围内的深度。本发明的有益效果根据本发明，通过采用铜合金板，能够实现阴端子的强度和可成形性的提高，该铜合金板是通过在对其施加时效热处理之前被连续并重复地弯曲而获得的，其具有700MPa以上(σ 0.2)的保证应力以及IOmm以上的宽度，并且当围绕与铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴将铜合金板弯曲180度时，该铜合金板内不产生裂缝。此外，通过形成于弯曲部的刻痕，能够抑制加工裂缝的出现。此外，通过优化刻痕的深度，能够抑制以下情况的产生，即，弯曲部的外周发生与弯曲坯件相关的膨胀，或者由于铜合金板在弯曲部的厚度的降低而导致阴端子的强度变得不足。通过采用这种构造，能够提供一种阴端子，该阴端子尺寸小并且在具有高颈部强度以及足够高的箱形部强度的同时，在弯曲之后具有较高的尺寸稳定性。
图1是举例示出阴端子I的透视图。图2是从图1中的箭头A所示的方向观看的阴端子I的前视图。图3是沿着图2中的线C-C截取的阴端子I的截面图。图4示出用于说明阴端子I的制造方法的说明图。图5示出用于说明阴端子I的制造方法的说明图。参考符号清单1:阴端子10:电接触部11:箱形部12:弹性片13:接触部14:底壁15a:侧壁15b:侧壁16a:上壁16b:上壁17:刻痕40:电线连接部41:底板部42:压接部BI至B4:弯曲部
具体实施例方式图1是举例示出根据本发明实施例的阴端子I的透视图。此外，图2是从图1中的箭头A所示的方向观看的阴端子I的前视图，并且图3是沿着图2中的线C-C截取的阴端子I的截面图。根据该实施例的阴端子I容纳于未示出的连接器的外壳内，通过将连接器与配合连接器装配在一起，该阴端子用于与容纳于配合连接器的外壳内的阳端子电连接。该阴端子I适合用作小型阴端子，或者阴端子I适于与具有不大于0.64mm的宽度(接头宽度)的接头的阳端子连接，该接头用作与阴端子I的电接触部。通过压制一片导电金属板(铜合金板)而形成阴端子I。阴端子I具有电接触部10和电线连接部40，并且电接触部10和电线连接部40彼此一体地形成。电接触部10 —体地包括箱形部11、弹性片12以及接触部13。箱形部11形成为四棱柱状，并且具有:底壁14、一对侧壁15a、15b和一对上壁16a、16b。阳端子的接头从位于远离电线连接部40的箱形部11的一个端部处的开口沿着箭头A所示的方向插入。底壁14、一对侧壁15a、15b和一对上壁16a、16b分别形成为带状。在此，底壁14从电线连接部40的将在后面描述的底板部41连续地延伸，以使底壁14和底板部41基本上形成同一个平面。一对侧壁15a、15b分别接续底壁14的长边侧的边缘部，以形成与底壁14成直角的壁面。一对上壁16a、16b分别接续一对侧壁15a，15b的另一个长边侧(与底壁14对置的长边侧的边缘部)，以形成与侧壁15a，15b成直角的壁面。此外，布置一对上壁16a，16b，以互相重叠，以使与一个侧壁15b接续的一个上壁16b布置于箱形部11的内侧，而与另一个侧壁15a接续的另一个上壁16a布置在箱形部11的外侧。弹性片12接续底壁14的前部(具体地说，与电线连接部40对置或者远离电线连接部40的底壁14的一个端部)。在使弹性片12折回，而延伸到后部(朝向电线连接部40)的情况下，将弹性片12容纳于箱形部11的内部。弹性片12具有带状，并且插入到箱形部11内的阳端子的接头与弹性片12发生接触。通过剪切掉箱形部11的上壁16b的一部分，形成接触部13，从而凸出到箱形部11的内部，作为凸起。接触部13使插入箱形部11的阳端子的接头朝着弹性片12偏置，以便使接头保持于弹性片12与该接触部13自身之间。电线连接部40连接到电接触部10。如图1等所示，电线连接部40包括:底板部41，该底板部41连接到电接触部10 ;以及多个压接部42，该压接部42连接到底板部41。底板部41形成为带状。露出芯线的电线的端部布置于底板部41的上侧上。多个压接部42沿着底板部41的纵向边缘设置。每个压接部42都在该压接部42接近底板部41的方向上弯曲，以便以压接方式使电线保持于底板部41与该压接部自身之间。当电线被压接部42压紧时，电线安装于电线连接部40内，从而电连接阳端子和电线。作为以上述方式构造的阴端子I的一个特性，在该实施例中，特别设计了生产材料的生产条件下的加工热处理条件，以便使用强度和可形成性均提高了的铜合金。具体地说，铜合金优选地具有700MPa以上的保证应力(σ 0.2)作为其材料强度，用于接头宽度为0.64mm以下的小型端子。另一方面，尽管所使用的铜合金的保证应力是700MPa以上，但是如果材料强度过高，则担心铜合金的可加工性恶化。于是，材料强度的上限优选地设定为这样的强度:当将宽度为IOmm以上的铜合金围绕与铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴弯曲180度时，不产生裂缝。在对其施加时效热处理之前，通过连续并重复地弯曲Cu-N1-Si系(所谓科森(Corson)系)铜合金而获得以上述方式增强的强度和可成形性的铜合金。具体地说，作为诸如上面描述的铜合金板材料的生产方法，优选地采用包括如下步骤的生产方法:熔融具有预定组分的科森系合金(例如，CDA编号表示的C70250、C64745、C64725)，以将该合金浇铸到模型中，从而制备铜合金铸块的步骤；热轧铸块材料并使其经受至少一次冷轧和退火的步骤；15到50%冷轧材料的步骤；连续并重复地弯曲材料，以便在对其施加相当于该材料的保证应力(σ 0.2) (MPa)的30至70%的拉力的同时，获得0.1至1.5%的伸长率的步骤；以及在例如从420至520° C范围内的温度下时效处理该材料的步骤。该生产方法还包括:对已被时效处理的材料施加30%以下的最终冷轧的步骤；以及以在250至550° C范围内的温度下热处理该材料的步骤。连续并重复地弯曲操作是这样的:在使细长板材经过相关设备的同时，对该材料每侧上的表层部交替地施加应变,并且这能够通过例如使细长板材经过张力平整机来实现。张力平整机是用于校正细长金属材料的形状或者用于使残余应力均匀分布的设备。在张力辊中，在对其施加张力的同时，对交替布置于细长材料的两侧的张力辊施加重复的弯曲形变。在时效沉淀之前连续并重复地弯曲铜板材料的方法对科森系合金特别有效。然而，该技术也能够应用于使用了强化沉淀的其他铜合金。通过实现在两个表层部的沉淀物量小，而在铜合金板的厚度方向上的中心部的沉淀物量大的金属结构，即，通过以上述方式在时效沉淀之前，连续并重复地弯曲铜合金板，在两个表层部与中心部之间设置不同沉淀物量的特定金属结构，可以满足互相矛盾的要求，该互相矛盾的要求是对高达700MPa的高保证应力(σ 0.2)的要求和对即使当将铜合金板弯曲180度时仍不产生裂缝的良好可弯曲性的要求。此外，利用小型端子，产品尺寸变小，因此，箱形部11的弯曲成为问题。在弯曲箱形部11时，尽管箱形部11的外侧被拉伸，但是箱形部11的内侧被压缩，易于使加工裂缝产生。尽管为了抑制产生这种加工裂缝而考虑将弯曲半径设定为大值，但是该方法导致的问题是，端子的外部尺寸变大。作为一种从材料的观点出发解决这些问题的解决方案，有一种用于微粉化端子材料的晶粒的方法。然而，当使5μπι以下的晶粒微粉化时，因为应力缓和现象，在长期耐久之后导致载流性恶化的问题。此外，当使60 μ m以上的晶粒微粉化时，导致在箱形部11的弯曲部的外周部中产生橘皮皱的问题，恶化了产品端子的质量。此外，当利用这种方法弯曲箱形部11时，箱形部11的截面积因为箱形部11的弯曲部的外周部的膨胀而增大。因为该原因，连接器外壳的端子插入性恶化，导致作为市售产品的端子的质量恶化的问题。利用以科森系铜合金为代表的高强度材料，当执行压制时，因为弹回，在直角部处可弯曲性的恶化变得特别显著。然后，在该实施例中，如上所述，采用可弯曲性较高的科森系铜合金，并且在端子的箱形部11的弯曲部BI至B4的内侧设置刻痕17。具体地说，如图2所示，在由箱形部11的外上壁16a和与其连接的侧壁15a形成的弯曲部BI中，设置刻痕17，以便与沿着弯曲部BI延伸的方向(端子的纵向(接头插入的方向))的线对齐。与弯曲部BI相同，刻痕17分别设置于其余弯曲部B2至B4中，以便与沿着弯曲部B2至B4延伸的方向的线对齐。在此，弯曲部B2由箱形部11的内上壁16b和与其连接的侧壁15b形成。弯曲部B3由侧壁15a和底壁14形成。弯曲部B4由侧壁15b和底壁14形成。后面将详细描述刻痕17。为了确保阴端子I的产品性能，优选地，要加工的铜合金板的强度非常高，并且铜合金板的强度因为加工强化而在其被加工后增强。在能够利用下面的表达式近似表示其塑性区内的应力σ的材料中，优选地，待被加工为阴端子I的金属板材料(科森系铜合金)具有从不小于0.13到小于0.6的范围内的加工硬化指数η。[表达式I]σ =C.ε η·其中ε表示应变，而C是在弹性区内确定的常数。当加工硬化指数η小于0.13时，铜合金板在该板被加工后的强度的升高非常小，使得不能保证获得的端子的强度。相反，当加工硬化指数η等于或者大于0.6时，当形成刻痕17时强度的升高变得过高，并且这样导致的问题是，当弯曲铜合金板时，产生裂缝。下面将研究在每个弯曲部BI至Β4中形成的刻痕17的最佳条件。下表列出了实验结果，其中:在将预定的科森系铜合金板弯曲之前的各种条件(关于刻痕17的深度和宽度)下，在该预定的科森系铜合金板(含有1.6界1:%的N1、0.4界1:%的S1、0.6界1:%的Sn以及
0.4￥丨％的211的Cu合金板，在对其应用时效热处理之前通过张力平整机连续并重复地弯曲该Cu合金板，该Cu合金板具有710MPa的保证应力(σ 0.2)以及IOmm以上的宽度，当围绕与其轧制方向成直角的弯曲轴将其弯曲180度时，该该Cu合金板内不产生裂缝，并且具有加工硬化指数η=0.13)中形成刻痕17，并且将科森系合金板弯曲90度。在此，铜合金板的厚度是0.15_。当连续并重复地弯曲铜合金板时，将张力平整机的入口侧张力控制为铜合金板的保证应力(σ 0.2)的50%，并且将张力平整机的入口侧轧压减量和出口侧轧压减量控制为能够适当地保持铜合金板的形状·的值。刻痕17的“深度”是指刻痕17在铜合金板的厚度方向上的尺寸，而刻痕17的“宽度”是指刻痕的短边侧(刻痕的底部)的尺寸，该刻痕形成为在与弯曲部BI至Β4的弯曲轴成直角的截面中具有梯形截面形状。[表 1]
权利要求
1.一种阴端子，包括: 箱形部，通过弯曲铜合金板而将该箱形部形成为四棱柱状，从而用于使阳端子的接头装配于该箱形部内；所述铜合金板是通过在对其施加时效热处理之前被连续并重复地弯曲而获得的，该铜合金板具有700MPa以上的保证应力以及IOmm以上的宽度；并且当围绕与所述铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴将该铜合金板弯曲180度时，在该铜合金板内不产生裂缝，其中 所述箱形部包括刻痕，该刻痕形成于通过弯曲所述铜合金板而产生的弯曲部的内侧中，并且其中 将所述刻痕的深度设定为在所述铜合金板的厚度的1/4至1/2的范围内。
2.根据权利要求1所述的阴端子，其中 所述铜合金板由科森系铜合金制成，该科森系铜合金具有在从0.13以上到小于0.6的范围内的加工硬化指数。
3.根据权利要求1或2所述的阴端子，其中 所述刻痕具有梯形截面，并且将该梯形截面的短边的宽度设定为在所述铜合金板的所述厚度的1/3至2/3的范围内。
4.一种阴端子制造方法，包括: 第一步骤，该第一步骤冲压铜合金板从而形成坯件，该坯件对应于阳端子的接头装配于其内的四棱柱状的箱形部；所述铜合金板是通过在对其施加时效热处理之前被连续并重复地弯曲而获得的，该铜合金板具有700MPa以上的保证应力以及IOmm以上的宽度，并且当围绕与所述铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴将该铜合金板弯曲180度时，在该铜合金板内不产生裂缝；以及 第二步骤，该第二步骤将所述坯件弯曲为所述四棱柱状的箱形部，其中 所述第二步骤具有在弯曲所述坯件之前在所述坯件内形成刻痕的步骤，并且其中 在对应于所述坯件被弯曲时而形成的弯曲部的内侧的位置中，所述刻痕被形成为在所述铜合金板的厚度的1/4至1/2的范围内的深度。
全文摘要
一种阴端子具有箱形部(11)，通过弯曲铜合金板将箱形部(11)形成为四棱柱状，从而用于将阳端子的接头装配于其内，该铜合金板通过在对其施加时效热处理之前连续并重复地弯曲铜合金板而获得，该铜合金板具有700MPa以上的保证应力以及10mm以上的宽度，并且当围绕与铜合金板的轧制方向成直角的弯曲轴将该铜合金板弯曲180度时，其内不产生裂缝。在这种情况下，箱形部(11)包括刻痕，在通过弯曲铜合金板产生的弯曲部的内侧中形成该刻痕，并且将刻痕的深度设定为在铜合金板的厚度的1/4至1/2的范围内。
文档编号H01R43/16GK103155306SQ201180049780
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者窪寺笃史, 须田久 申请人:矢崎总业株式会社, 同和金属技术有限公司