CN104067450B - 电连接器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种即使在接触负荷较小的情况下也能够尽量减少滑动磨损、且能够稳定地导通的电连接器。本发明的电连接器(1)使公型连接器(2)和母型连接器(3)以自由卡合、脱离的方式相连接。在公型连接器(2)上设有公接头(11)，在母型连接器(3)上设有供公接头(11)插入的壳体部(21)。而且，在壳体部(21)设有夹压公接头(11)而电连接的接触片(30)和肋片(31)，在接触片(30)和肋片(31)中的至少一者上设有突出部(40)。此外，公接头(11)上设有能够容纳突出部(40)的凹部(41)，接触片(30)、肋片(31)及突出部(40)构成为1个部件。

Description

电连接器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于容易且可靠地进行电连接和脱离的电连接器。本案基于2012年1月20日在日本申请的特愿2012－9929号和2013年1月18日在日本申请的特愿2013－6912号主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

例如在汽车、电子设备等的电连接用途中，利用了使母型连接器和公型连接器以自由卡合、脱离的方式相连接的电连接器。在该电连接器连接时和脱离时，插入到母型连接器中的公型连接器侧的公接头和在母型连接器侧与公接头电连接的接触片彼此之间相滑动，产生磨损粉末。

通常，在公型连接器侧的公接头和母型连接器侧的接触片上施加有Sn镀层，会因母型连接器侧的接触片和公型连接器侧的公接头之间的滑动而产生Sn的磨损粉末。Sn的磨损粉末若发生氧化,则电阻变高，因此存在由磨损粉末导致电连接器的接触电阻变高的隐患。

因此，在专利文献1中公开有这样的技术：通过在彼此之间电连接的公端子和母端子形成凸部和孔部，嵌合上述凸部和孔部，从而不会产生滑动。此外，在专利文献2中公开有这样的技术：除了接点部之外还设置保持部，从而防止微小滑动摩擦。此外，在专利文献3中公开有这样的技术：除了与接头端子接触的弹性接触片之外，还设置用于加强弹性接触片的接触压力的弹簧片。此外，在专利文献4中公开有这样的技术：在连接器接点部设置多个槽而设为多点接触，确保稳定的接触。此外，在专利文献5中公开有这样的技术：通过将滑动距离抑制为比滑动痕迹小的距离，确保不暴露在大气中的密封面。并且，在专利文献6中公开有这样的技术：通过在Sn镀层之上形成较薄的Ag－Sn合金层，提高耐微小滑动摩擦性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－277197号公报

专利文献2：日本特开2006－80004号公报

专利文献3：日本特开2006－134681号公报

专利文献4：日本特开2001－266990号公报

专利文献5：日本特开2005－141993号公报

专利文献6：日本特开2010－37629号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，近年来存在电连接器的端子数量(引脚数量)增加的倾向，伴随于此要求端子的小型化。但是，在小型端子中，公型连接器侧的公接头、母型连接器侧的接触片所采用的材料的板厚变薄，因此接触负荷变小，并且，也无法获取足够的位移量，因此，两者的接触负荷会变小。在为了保证端子接点的电可靠性而被广泛采用的Sn镀层的情况下，若接触负荷较小，则会因微小的滑动所引起的微小滑动磨损而导致电可靠性受损是众所周知的。

作为这样的不良的对策，若利用Au、Ag等昂贵的贵金属镀层、或者利用高强度材料增大接触负荷，则会导致成本上升。此外，也能够列举出设计端子形状而设成不动的接点的对策，但在接触负荷较小的情况下，接点易于动作，即使是微小距离的滑动也会产生滑动磨损，因此难以抑制微小滑动磨损。特别是，在上述专利文献1、3的技术中，为了抑制滑动距离，将母端子和公端子的成为电触点的接点设为凹凸的组合，因此接触易于变得不稳定。此外，在上述专利文献2、3的技术中，另外设置用于抑制滑动距离的接点和电触点，但为了抑制滑动距离，需要用于施加较高接触负荷的复杂的弹簧结构。特别是，在上述专利文献2中记载有“保持部为弹性接触，摩擦电阻较小··”，可以认为抑制滑动距离的效果不够。

本案发明的目的在于，提供一种即使在接触负荷较小的情况下也能够尽量减少滑动磨损、且能够稳定地导通的电连接器。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，采用本发明，能够提供一种电连接器，其使公型连接器和母型连接器以自由卡合、脱离的方式相连接，其中，在上述公型连接器上设有公接头；在上述母型连接器上设有供上述公接头插入的壳体部；在上述壳体部设有夹压上述公接头而电连接的接触片和肋片(日文：ビート片)；在上述接触片和上述肋片中的至少一者上设有突出部；在上述公接头中设有能够容纳上述突出部的凹部；上述接触片、上述肋片及上述突出部构成为1个部件。

此外，采用本发明，能够提供一种电连接器，其使公型连接器和母型连接器以自由卡合、脱离的方式相连接，其中，在上述公型连接器上设有公接头；在上述母型连接器上设有供上述公接头插入的壳体部；在上述壳体部设有夹压上述公接头而电连接的接触片和肋片；在上述公接头上设有突出部；在上述接触片和上述肋片中的至少一者上设有能够容纳上述突出部的凹部；上述接触片、上述肋片及上述凹部构成为1个部件。

优选的是，在上述电连接器中，上述突出部的截面形状例如为半球形状、三角形状、四边形状。此外，也可以在上述突出部的表面上施加有Sn镀层。而且，也可以在上述突出部的顶端面设有多个凹部和凸部。此外，上述突出部的形状和能够容纳上述突出部的凹部的形状是大致相同形状。

此外，采用本发明，能够提供一种电连接器的制造方法，其用于制造上述电连接器，其中，上述突出部通过进行使用模具的冲压加工而形成。

发明的效果

在本发明的电连接器中，在将公型连接器的公接头插入到母型连接器的壳体部而电连接的状态下，突出部被容纳在凹部中，从而能够防止夹持在接触片和肋片之间的公接头的移动。因此，能够尽量减少滑动磨损。此外，在与进行电接触的部分不同的部分利用突出部和凹部之间的组合防止滑动，将电触点部分和固定部分这两个功能分开，从而能够兼顾利用固定部分可靠地抑制滑动距离和利用电触点部分稳定地导通，使电可靠性得到提高。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电连接器的剖视图。

图2是壳体部的放大图。

图3是公接头的放大图。

图4是在壳体部中插入有公接头的状态的放大图。

图5是截面形状为半球形状的突出部的剖面图。

图6是截面形状为三角形状的突出部的剖面图。

图7是截面形状为四边形状的突出部的剖面图。

图8是在表面施加有Sn镀层的突出部的剖面图。

图9是在顶端面设有多个凹部和凸部的突出部的说明图。

图10是多个半球状的突出部的说明图。

图11是多个三角状的突出部的说明图。

图12是在接触片设有凹部、在公接头设有突出部的实施方式的壳体部的放大图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式的一个例子。另外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同功能结构的构成要素标注相同的附图标记而省略重复说明。如图1所示，本实施方式的电连接器1具有能够以彼此之间自由卡合、脱离的方式连接的公型连接器2和母型连接器3。

图1中的左方所示的公型连接器2是在公侧树脂模制部10的顶端面突出有作为公端子的、由导电材料构成的公接头11的结构。在公侧树脂模制部10上设有以包围公接头11的周围的方式配置的筒状的公侧罩12。在公侧罩12的内周面朝向内侧设有公侧卡定锁13。

另一方面，图1中的右方所示的母型连接器3在母侧树脂模制部20的内部设有供上述公接头11插入的箱型的壳体部(空腔)21。从母侧树脂模制部(空腔)20的后表面侧(图1中的右表面侧)向该壳体部21的内部插入有由导电材料构成的母端子22。在母端子22的后端(图1中的右端)电连接有电线23。插入到壳体部21中的母端子22被具有弹性的矛状件(日文：ランス)24压住从而不会脱落。

如图2所示，在母端子22的内部具有接触片30和肋片31。接触片30的内表面(与插入到母端子22内的公接头11相面对的面，在图2中是接触片30的下表面)设有接点32。此外，肋片31的内表面(与插入到母端子22内的公接头11相面对的面，在图2中是肋片31的上表面)设有肋突起33。上述接点32和肋突起33以空开规定间隙地彼此相对的方式配置。如图1所示，通过将公接头11插入到母端子22，从而在母端子22内，接点32和肋突起33分别接触于公接头11的上下表面，而使公接头11被夹持在接触片30和肋片31之间。由此，成为公型连接器2的公端子(公接头11)和母型连接器3的母端子22之间电连接的状态。

另外，在图1中，使公型连接器2相对于母型连接器3向右方向移动的方向是公接头11的插入方向X1。此外，使公型连接器2相对于母型连接器3向左方向移动的方向是公接头11的拔出方向X2。

壳体部21被筒状的母侧罩35覆盖。在母侧罩35的外周面朝向外侧设有以相对于母侧树脂模制部20弹性变形自如的方式支承的母侧卡定锁36。如图1所示，通过使公型连接器2向插入方向X1移动，向公型连接器2的公侧罩12的内侧插入母型连接器3的母侧罩35，使公侧卡定锁13和母侧卡定锁36卡合，从而能够保持电连接器1的连接状态。此外，像这样在电连接器1的连接状态下，通过像上述那样公接头11插入到母端子22而进入到接触片30和肋片31之间，接点32和肋突起33接触于公接头11的上下表面，从而成为公型连接器2的公端子(公接头11)和母型连接器3的母端子22之间电连接的状态。

另外，通过按压形成在母侧树脂模制部(空腔)20外周面的解除用突起37，从而母侧卡定锁36被压下去，成为公侧卡定锁13和母侧卡定锁36之间的卡合解除的状态。由此，能够自母型连接器3拔出公型连接器2，公型连接器2的公端子(公接头11)和母型连接器3的母端子22之间的电连接断开。

并且，在接触片30的内表面(与插入到壳体部21内的公接头11相面对的面，在图2中是接触片30的下表面)设有朝向插入到壳体部21内的公接头11的上表面突出的突出部40。此外，如图3所示，在公接头11的上表面设有能够容纳该突出部40的凹部41。而且，如图1所示，在电连接器1的连接状态下，设于接触片30的突出部40成为被容纳在设于公接头11的凹部41中的状态，由此，能够防止夹持在接触片30和肋片31之间的公接头11的移动。

如图2所示，在壳体部21的内部，在比接点32和肋突起33更靠里侧的位置配置有突出部40。突出部40的长度(高度)被设定得比接点32长。另外，这样在接触片30上形成有接点32和突出部40、在肋片31上形成有肋突起33的母端子22，例如能够通过对金属的薄板等进行使用模具的冲压加工而一体地成型。由此，母端子22构成为在接触片30上包括接点32和突出部40、在肋片31上包括肋突起33的1个部件。

另一方面，如图3所示，凹部41配置在接近公接头11的顶端的位置。由此，如图4所示，在电连接器1的连接状态下，在壳体部21内的里侧，突出部40被容纳在凹部41中，能够防止夹持在接触片30和肋片31之间的公接头11的移动，在壳体部21内的入口侧，接点32和肋突起33分别接触于公接头11的上下表面，从而公接头11和母端子22之间电连接。

此外，优选上述突出部40的形状和上述凹部41的形状为大致相同形状。即，例如像图2、图3那样，若突出部40是大致圆筒形状，凹部41是直径比突出部40的大致圆筒形状稍大的大致圆筒形状，则在凹部41容纳(嵌合)突出部40之后，凹部41的大致圆筒形状部分的底部和突出部40的大致圆筒形状部分的顶部接触，凹部41的大致圆筒形状部分的侧面部(包含端部)和突出部40的大致圆筒形状部分的侧面部的至少一部分接触。

由于突出部40的形状和凹部41的形状是大致相同形状，在突出部40被容纳在凹部41中时，成为突出部40的顶部与凹部41的底部之间以及侧面部相互间密合的状态，利用嵌合和摩擦力固定。其结果，不仅能够防止X1方向、X2方向的移动(滑动)，也能够抑制向与X1方向和X2方向成直角的方向、向除此之外的方向的滑动。

此外，通过设为上述那样的状态，能够防止在接点的接触负荷例如为3N以下的微小负荷时易于产生的微小滑动，因此尤其能够抑制微小滑动磨损。

近年来，特别是鉴于端子的小型化、母端子和公端子的板状端子材料的薄壁化的要求，接触片、肋片、公接头的板厚变薄为0.20mm以下、甚至是0.15mm以下，但通过形成本发明的上述突起部40和上述凹部41，即使板厚变薄，也能够充分地抑制滑动，能够获得本发明的效果。

在像以上那样构成的电连接器1中，在将公型连接器2和母型连接器3之间电连接的状态下，能够防止夹持在接触片30和肋片31之间的公接头11的移动，能够尽量减少滑动磨损。因此，能够避免由产生磨损粉末所引起的发热、接触电阻的增加等问题，能够良好地进行电连接。此外，通过分别设置在接点32和肋突起33之间夹持公接头11而进行电接触的部分和让突出部40容纳在凹部41中而防止滑动的部分，从而电触点部分和固定部分这两个功能分离，能够兼顾利用固定部分可靠地抑制滑动距离和利用电触点部分稳定地导通，使电可靠性得到提高。

以上，例示地说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于在此表示的方式。例如，突出部40的截面形状也可以是图5所示的半球形状、图6所示的三角形状(例如三棱锥或四棱锥)、图7所示的四边形状(例如长方体、立方体)等。此外，并不限定于这些形状，能够设为任意的形状。此外，只要能够容纳这些突出部40就行，凹部41的形状能够设为任意的形状。

此外，与上述同样，只要上述突出部40的形状和上述凹部41的形状是大致相同形状，就能够进一步抑制滑动距离。

此外，如图8所示，也可以在突出部40的表面上施加Sn镀层45。此外，公端子(公接头)、母端子(接触片、肋片)优选使用由铜合金构成的导电性基材，能够使用由Cu－Ni－Sn系合金(例如DOWA金属技术有限公司制的NB－109、NB－105等铜合金)、磷青铜、黄铜等构成的导电性基材。特别是作为母端子的导电性基材，可以使用由Be铜、钛铜等高强度的铜合金构成的导电性基材，但由于这些铜合金成本较高，因此，优选使用由低成本的Cu－Ni－Si系(corson)合金、Cu－Ni－Sn系合金、磷青铜等构成的导电性基材，作为公端子的导电性基材，优选使用由黄铜构成的导电性基材。此外，作为公端子或者母端子的导电性基材，也可以使用由不锈钢(SUS)等铁系材料、铝合金等构成的导电性基材。

由该金属材料构成的母端子22、公接头11通过进行使用模具的冲压加工而一体地成型，能够分别构成为1个部件。需要说明的是，1个部件的意思是指，母端子22、公接头11分别由1个连着的材料构成。通过使母端子22、公接头11的形状简单化，能够削减制造成本、缩短制造工序。另外，母端子22、公接头11并不限定于利用冲压加工制造，也可以利用其他的方法制造。

此外，优选在母端子22、公接头11的最外表面上施加Sn镀层等。若采用Sn镀层，则也可以不施加昂贵的Au、Ag等贵金属镀层，在成本方面较为理想。作为被膜构造，能够例示出从母端子22、公接头11等导电性基材的表面侧开始仅是Sn镀层、Ni基底镀层－Cu镀层－Sn镀层、Ni基底镀层－Cu镀层－CuSn化合物－Sn镀层、CuSn化合物－Sn镀层、Ni基底镀层－Sn镀层等。此外，也可以根据需要进行回流处理(reflow)、光泽处理等。能够通过对Sn镀层进行回流等热处理而形成上述CuSn化合物。此外，优选若导电性基材选择Cu－Ni－Sn系合金，且形成上述Sn镀层等，则材料的再循环变容易。此外，制造母端子22、公接头11的冲压加工既可以在镀敷处理之前，也可以在镀敷处理之后。通过加厚图8所示的Sn镀层45，能够增大突出部40的表面的摩擦系数。Sn镀层45的厚度优选为2μm以上。通过增大Sn镀层45的摩擦系数，能够获得减小滑动距离的效果。

此外，与上述同样，只要上述突出部40的形状和上述凹部41的形状是大致相同形状，就能够进一步抑制滑动距离。

另外，若如图4所示在壳体部21内的里侧配置有突出部40，则仅在电连接器1连接时的最后，公接头11接触于突出部40的最外表面。因此，能够将施加在突出部40上的Sn镀层45的磨损抑制在最小限度，能够长时间地获得Sn镀层45的滑动距离抑制效果。

此外，如图9所示，也可以在突出部40的顶端面(在图示的例子中是下表面)设有多个凹部50和凸部51。这样，通过在突出部40的顶端面设置多个凹部50和凸部51，使突出部40与凹部41之间的接触成为多点接触，从而摩擦系数变得更大，能够进一步抑制滑动距离。在这种情况下，能够利用激光加工、放电蚀刻加工等形成凹部50、凸部51。此外，也可以利用镀敷处理形成凹部50、凸部51。另外，为了获得同样的作用效果，既可以如图10所示那样设置多个半球状的突出部40，也可以如图11所示那样设置多个三角状(例如三棱锥或四棱锥)的突出部40。

此外，与上述同样，只要上述突出部40的形状和上述凹部41的形状是大致相同形状，就能够进一步抑制滑动距离。

此外，在图1～图4所示的实施方式中，示出了在接触片30上设置突出部40，在公接头11上设置凹部41的方式，但也可以如图12所示那样在接触片30上设置凹部41，在公接头11上设置突出部40。采用该图12所示的方式，同样，在电连接器1的连接状态下，突出部40被容纳在凹部41中，从而能够防止夹持在接触片30和肋片31之间的公接头11的移动。由此，能够兼顾可靠地抑制滑动距离和稳定地导通，从而使电可靠性得到提高。

此外，并不限定于在接触片30上设置突出部40、凹部41，也可以在肋片31上设置突出部40、凹部41。例如也可以在肋片31上设置突出部40，在公接头11上设置凹部41。此外，也可以在肋片31上设置凹部41，在公接头11上设置突出部40。采用该方式，同样，在电连接器1的连接状态下，突出部40被容纳在凹部41中，能够防止夹持在接触片30和肋片31之间的公接头11的移动。由此，能够兼顾可靠地抑制滑动距离和稳定地导通，从而使电可靠性得到提高。

附图标记说明

X1、插入方向；X2、拔出方向；1、电连接器；2、公型连接器；3、母型连接器；10、公侧树脂模制部；11、公接头；12、公侧罩；13、公侧卡定锁；20、母侧树脂模制部；21、壳体部；22、母端子；23、电线；24、矛状件；30、接触片；31、肋片；32、接点；33、肋突起；35、母侧罩；36、母侧卡定锁；37、解除用突起；40、突出部；41、凹部。

Claims (7)

1.一种电连接器，其使母型连接器和公型连接器以自由卡合、脱离的方式相连接，其中，

在上述公型连接器上设有公接头，

在上述母型连接器上设有供上述公接头插入的壳体部，

母端子插入到上述壳体部的内部，

在上述母端子设有夹压上述公接头而电连接的接触片和肋片，

在上述接触片和上述肋片中的至少一者上设有突出部，

在接近上述公接头的顶端的位置设有能够容纳上述突出部的凹部，

上述接触片、上述肋片及上述突出部构成为1个部件，

上述接触片具有接点，在上述壳体部的内部，上述突出部位于该接点的里侧，

上述突出部的长度被设定得比上述接点长。

2.一种电连接器，其使母型连接器和公型连接器以自由卡合、脱离的方式相连接，其中，

在上述公型连接器上设有公接头，

在上述母型连接器上设有供上述公接头插入的壳体部，

母端子插入到上述壳体部的内部，

在上述母端子设有夹压上述公接头而电连接的接触片和肋片，

在接近上述公接头的顶端的位置设有突出部，

在上述接触片和上述肋片中的至少一者上设有能够容纳上述突出部的凹部，

上述接触片、上述肋片及上述凹部构成为1个部件，

上述接触片具有接点，在上述壳体部的内部，上述凹部位于该接点的里侧，

上述突出部的长度被设定得比上述接点长。

3.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，

上述突出部的截面形状为半球形状、三角形状、四边形状中的任一者。

4.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，

在上述突出部的表面上施加有Sn镀层。

5.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，

在上述突出部的顶端面设有多个凹部和凸部。

6.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，

上述突出部的形状和能够容纳上述突出部的凹部的形状是大致相同形状。

7.一种电连接器的制造方法，其用于制造权利要求1或2所述的电连接器，其中，

上述突出部通过进行使用模具的冲压加工而形成。