CN107026338A - 端子对及连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐振动性高且连接可靠性优异的简易结构的端子对及连接器。端子对(1)包括具备第二接触片(33)的阴端子(10)(第一端子)和具备突片(21)的阳端子(20)(第二端子)，通过设置于第二接触片(33)的鼓出部(33A)(接触部)与突片(21)下表面的接触区域(21A)接触而相互电连接。比接触区域(21A)小的鼓出部(33A)的接触部分的最外层表面由第一银镀层(53)覆盖，接触区域(21A)的最外层表面由第二银镀层(43)覆盖，第二银镀层(43)具有比第一银镀层(53)的维氏硬度低的维氏硬度。

Description

端子对及连接器

技术领域

本说明书中公开的技术涉及端子对及具备该端子对的连接器。

背景技术

以往，作为车辆用连接器，使用具备如下的端子对的连接器，该端子对被设计成：通过设置于阴端子的接触片与插入在阴端子内的阳端子以具有规定的接触压力的方式接触，而将该端子对电连接。若这样的连接器被应用于发动机舱等振动坏境严格的部位，则车辆的振动会传递到端子连接部而使阴端子和阳端子在接触部分滑动，从而可能会导致端子磨损而电阻上升和/或发生接触不良。

作为应对这样的振动的对策，提出了在保持阴端子的阴连接器壳体和保持阳端子的阳连接器壳体之间设置间隙填充突起等的技术。该技术对于与端子的插入方向正交的方向上的振动的影响的降低是有效的，但对于端子的插入方向上的振动没有什么效果。因此，作为应对端子的插入方向上的振动的对策，例如在下述专利文献1中公开了一种操作设置于连接器壳体的杆而将阴连接器壳体和阳连接器壳体在插入方向上牢固地固定的连接器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-18765号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在如上述专利文献1那样的连接器中，由于需要固定操作用的杆，因此产生了连接器壳体的成本上升，连接器整体大型化，由于在嵌合时需要用于固定的杆操作而操作性下降等问题。

本说明书中公开的技术是基于上述情况而完成的技术，其目的在于，提供一种耐振动性高且连接可靠性优异的简易结构的端子对及连接器。

用于解决课题的方案

本说明书公开的端子对具备：第一端子，设置有接触部；和第二端子，设置有比所述接触部大的接触区域，通过所述第一端子的所述接触部在所述接触区域内与所述第二端子接触，而将所述端子对相互电连接，其中，所述接触部的最外层表面由第一镀层覆盖，所述接触区域的最外层表面由第二镀层覆盖，该第二镀层具有比所述第一镀层的维氏硬度低的维氏硬度。

根据上述结构，接触区域的最外层表面由具有比覆盖接触部的最外层表面的第一镀层的维氏硬度低的维氏硬度的第二镀层覆盖。需要说明的是，在本说明书中，接触区域是指第二端子中能够与第一端子的接触部接触的区域。当车辆的振动向这样的结构的端子传递而接触部在接触区域内滑动时，形成于接触面积比接触区域小的接触部的第一镀层由于维氏硬度比第二镀层高，因此难以磨损。由此，能够维持第一镀层和第二镀层的电连接，因此能够长期保持端子间的电导通性。

如上所述，通过在以往的构造的端子对中调整覆盖各端子的最外层表面的镀层的硬度这一简易的结构，能够以不伴随着大幅的成本增加或形状变更等的方式得到耐振动性高且连接可靠性优异的简易结构的端子对。

在本说明书公开的端子对中，形成所述第一镀层及所述第二镀层的金属是从由银、金及钯构成的组中选择的1种或2种以上的金属或其合金。

银、金、钯及它们的合金比较难以被氧化。通过使用这些金属或合金作为构成第一镀层及第二镀层的金属，即使在第一镀层及第二镀层的一方或双方发生了磨损的情况下，这些金属或合金的磨损粉也能够不被氧化地处于接触部与接触区域之间。由此，能够通过磨损粉的存在而维持接触部与接触区域的电连接，因此能够进一步提升端子对的连接可靠性。

在本说明书公开的端子对中，形成所述第一镀层及所述第二镀层的金属是银或其合金。

通常，对于在车辆用连接器等中使用的端子，考虑各种各样的特性而实施锡、银、金的镀敷。在这些金属中，银尤其具有高附着性。因此，即使最外层表面由银镀层覆盖的端子在接触部分滑动而导致银镀层的一部分因摩擦而剥离，所生成的银磨损粉的大部分也具有以附着于残留在端子表面的银镀层等方式留在接触部分的倾向。

根据上述结构，当车辆的振动向端子传递而接触部在接触区域内滑动时，接触区域的第二镀层比接触部的第一镀层先磨损。这样产生的银磨损粉通过银的高附着性而以附着于接触部下表面的第一镀层等方式留在接触区域内，能够填补第二镀层的磨损痕迹从而也处于接触部与接触区域之间。在此，由于银难以被氧化，因而银磨损粉以不被氧化的状态残存，维持高导电性。因此，通过残存于接触部分的银磨损粉，不仅保护接触部的第一镀层，还长期较高地保持端子间的电导通性。由此，能够进一步提升端子对的电连接可靠性。

在本说明书公开的端子对中，所述第一镀层的维氏硬度与所述第二镀层的维氏硬度之差可以为10Hv以上。此外，可以是，所述第一镀层的维氏硬度为110Hv以上，所述第二镀层的维氏硬度为110Hv以下。根据这样的结构，能够抑制第一镀层比第二镀层先磨损的事态，能够可靠地得到前述的效果。

此外，在本说明书公开的端子对中，所述接触部可以与所述接触区域线接触或点接触。在这样的结构的端子对中，由于接触部相比于接触区域格外小，因而容易局部地磨损，容易发生因磨损而引起的接触不良等，因此，本说明书公开的技术更加有用。

此外，在本说明书公开的端子对中，可以是，所述第二端子是具备设置有所述接触区域的插入片的阳端子，所述第一端子是具备设置有所述接触部的弹性片且能够将所述插入片插入的阴端子，所述弹性片与插入了所述阴端子的所述插入片弹性接触。在这样的结构的端子对中，弹性接触的第一端子和第二端子容易滑动，因而能够有效地应用本说明书公开的技术。

此外，本说明书公开的技术也可以作为具备如上所述的端子对的连接器来实施，该连接器具有：第一连接器，收容所述第一端子；和第二连接器，收容所述第二端子，能够与所述第一连接器嵌合。

发明效果

根据本说明书记载的技术，能够提供耐振动性较高，连接可靠性优异的简易的结构的端子对及连接器。

附图说明

图1是表示实施方式1的端子对中的阳端子与阴端子之间的接触部分的剖视图。

图2A是作为比较而具有接触部和由比接触部的银镀层硬的银镀层覆盖的接触区域的端子对中的接触部分的局部放大示意图。

图2B是推测出使在图2A的接触部分接触的端子滑动后的银镀层及银磨损粉的状态的局部放大示意图。

图2C是推测出从图2B起进一步反复滑动后的银镀层及银磨损粉的状态的局部放大示意图。

图3A是阳端子与阴端子之间的接触部分的局部放大示意图。

图3B是推测出使在图3A的接触部分使接触的端子滑动后的银镀层及银磨损粉的状态的局部放大示意图。

图3C是推测出从图3B起进一步反复滑动后的银镀层及银磨损粉的状态的局部放大示意图。

图4是表示滑动磨损耐久实验的概要的示意图。

图5是表示在滑动磨损耐久实验中测定出的电阻的推移的图表。

标号说明

1…端子对

10…阴端子

20…阳端子

21…突片(插入片)

21A…接触区域

33…第二接触片(弹性片)

33A…鼓出部(接触部)

41…阳端子母材

43…第二银镀层

51…阴端子母材

53…第一银镀层

具体实施方式

<实施方式>

以下，参照图1至图3，对一个实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的端子对1构成为具备阴端子10(第一端子)和阳端子20(第二端子)。在以下的说明中，将图1中的上侧设为上(将下侧设为下)，将左侧设为左(将右侧设为右)，将阴端子10及阳端子20的彼此嵌合的一侧设为前(将相反侧设为后)。需要说明的是，上下左右的方向是为了便于说明的方向，端子对1能够以任意的姿势来使用。

〔端子对的构造〕

(阴端子10)

阴端子10通过将包括阴端子母材51的导电性金属板材冲压加工成规定的形状而形成。在阴端子10的最外层表面如后述那样形成有第一银镀层53(第一镀层的一例)。如图1所示，阴端子10具备供后述的阳端子20的突片21插入的连接筒部11和连续地设置于连接筒部11的后方的电线连接部13。通过在电线连接部13将电线筒部15压接于在电线3的末端露出的芯线5并将绝缘筒部17压接于电线3，阴端子10相对于电线3电连接。

连接筒部11呈大致方筒状，在连接筒部11的内部设置有第一接触片31及第二接触片33。如图1所示，第一接触片31通过向下方敲打连接筒部11的顶面而形成，当阳端子20的突片21插入至规定的位置时，第一接触片31下表面的一部分与突片21的上表面进行面接触。另一方面，第二接触片33通过使连接筒部11的底面延伸出并在多个部位折弯，而形成为能够弹性变形的弹性接触片。在第二接触片33的上表面形成有鼓出部33A(接触部)，该鼓出部33A被设定成自然状态下的该鼓出部33A与第一接触片31的下表面之间的间隔比突片21的厚度尺寸小。

(阳端子20)

阳端子20通过将包括阳端子母材41的导电性金属板材冲压加工成规定的形状而形成。在阳端子20的最外层表面如后述那样形成有第二银镀层43(第二镀层的一例)。如图1所示，阳端子20具备在前后方向上延伸的较宽的平板状的突片21。通过在突片21的后方的电线连接部23将电线筒部25压接于在电线7的末端露出的芯线9并将绝缘筒部27压接于电线7，阳端子20相对于电线7电连接。

(电连接构造)

在使如上所述的构造的端子对1相互电连接时，使第二接触片33弹性变形来扩大第一接触片31和鼓出部33A之间的间隔，并且将阳端子20的突片21插入到阴端子10内。插入的突片21由要弹性回复的第二接触片33的鼓出部33A向上方施力，被压在第一接触片31上而夹持在第一接触片31与第二接触片33之间。这样一来，突片21的上表面与第一接触片31的下表面进行面接触，并且突片21下表面的接触区域21A与第二接触片33的鼓出部33A(接触部)接触，从而将阴端子10与阳端子20电连接。需要说明的是，接触区域21A是指在突片21下表面能够与鼓出部33A接触的区域。

〔端子的结构〕

(母材)

作为阴端子母材51及阳端子母材41，能够使用铜、铜合金等被用作端子基材的公知的母材。这两个母材可以由同种金属构成，也可以由异种金属构成。此外，也可以在阴端子母材51及阳端子母材41的一方或双方的表面设置由镍等构成的中间层。通过设置中间层，能够调整形成于该中间层上的镀层的硬度、耐久性等，并抑制从母材向镀层的原子扩散。

(镀层)

在阴端子母材51的最外层表面形成有第一银镀层53。需要说明的是，阴端子母材51的最外层表面是指阴端子母材51的上表面、下表面及侧面等向外部露出的所有表面。第一银镀层53至少在第二接触片33的鼓出部33A上表面设置于与突片21接触的部位的最外层表面即可。在本实施方式中，第一银镀层53在第一接触片31的下表面(与突片21接触的面)及包括鼓出部33A的第二接触片33的上表面以覆盖这些最外层表面的方式形成。

另一方面，在阳端子母材41的最外层表面形成有第二银镀层43。第二银镀层43至少在突片21下表面设置于第二接触片33的鼓出部33A能够接触的接触区域21A的全部区域的最外层表面即可。在本实施方式中，第二银镀层43以覆盖突片21的上表面及下表面的整个最外层表面的方式形成。

第一银镀层53及第二银镀层43能够通过电镀法等公知的方法形成。两个银镀层可以通过相同的方法形成，也可以通过不同的方法形成。此外，只要都以银为主要成分即可，只要不会损害银固有的高附着性、耐氧化性，那就也可以包含其他的元素。两个银镀层的构成元素及组成成分可以相同，也可以不同。

虽然银是比较软的金属，但银镀层的维氏硬度依赖于晶体粒径等，能够通过调整镀覆条件等来控制。例如已知，若向镀液中添加锑等元素，则银微晶体的晶体生长受到抑制，得到晶体粒径较小且硬度较高的银镀层。通用的银镀层的维氏硬度为90～100Hv，通常，不足70Hv的银镀层称为低硬度银镀层，110Hv以上的银镀层称为高硬度银镀层。

在本说明书公开的技术中，第一银镀层53形成为具有比第二银镀层43高的维氏硬度。从抑制这些银镀层的接触部分处的第一银镀层53的磨损的观点出发，第一银镀层53与第二银镀层43的维氏硬度之差为10Hv以上，优选为15Hv以上，更加优选为20Hv以上。需要说明的是，优选，第一银镀层53是维氏硬度为110Hv以上的高硬度银镀层，第二银镀层43是维氏硬度为100Hv以下的通用的银镀层。

第一银镀层53及第二银镀层43的厚度没有特别的限定，但从发挥银镀层的效果并且抑制成本的上升的观点出发，优选为1～10μm。两个银镀层的厚度可以相同，也可以不同。

(作用效果)

接着，参照图2及图3，对本实施方式的作用及效果进行说明。

首先，作为比较，对与本实施方式不同而接触区域的最外层表面由具有覆盖接触部的第一银镀层以上的维氏硬度的第二银镀层覆盖的端子对进行说明。

图2是将构成为具备阴端子母材51及第一银镀层153的第二接触片133与构成为具备阳端子母材41及第二银镀层143的突片121之间的接触部分放大而示意性地表示的图。在本比较方式中，第二接触片133及突片121是与前述的本实施方式的第二接触片33及突片21同样的形状构造。但是，在本比较方式中，覆盖阳端子母材41的第二银镀层143比覆盖阴端子母材51的第一银镀层153硬，具有比第一银镀层153高的维氏硬度。

图2A表示两个端子即将接触之前的状态。若第二接触片133弹性恢复而压接于突片121，则设置于第二接触片133的鼓出部133A在接触区域121A中与突片121的下表面接触。而且，在车辆的振动传递到了它们的接触部分的情况下，鼓出部133A在接触区域121A内滑动，两者不分离而保持电连接状态。在此，由于鼓出部133A处于始终以相同部位与突片121接触的状态，因而与接触区域121A相比，由滑动引起的摩擦的影响局部较大。因此，在如本比较方式这样第二银镀层143比第一银镀层153硬的情况自不必说，即使是将两个部件用硬度相等的银镀层覆盖的通常的结构，也会如图2B所示那样，第一银镀层153局部地先磨损。在此，由于鼓出部133A如上述那样处于始终以相同部位与突片121接触的状态，因而在鼓出部133A产生的第一银磨损粉153P不能留在鼓出部133A端子的接触部分的表面，而会受到排斥，从而端子间的电导通性降低。若进一步反复滑动，则会由露出的阴端子母材51摩擦第二银镀层143，从而如图2C所示，阳端子母材41也露出而产生接触不良，导通性更加降低。

相对于上述比较方式，在本实施方式中，接触区域的最外层表面由具有比覆盖接触部的第一银镀层低的维氏硬度的第二银镀层覆盖。

图3是本实施方式的阴端子10和阳端子20之间的接触部分的局部放大示意图。图3A表示阴端子10的第二接触片33即将压接于阳端子20的突片21之前的状态。若车辆的振动传递到因第二接触片33的弹性恢复而彼此压接后的端子的接触部分，则鼓出部33A在接触区域21A内滑动。

根据本实施方式，由于覆盖接触区域21A的最外层表面的第二银镀层43具有比覆盖鼓出部33A的第一银镀层53低的维氏硬度，因而当反复滑动时，如图3B所示，第二银镀层43先磨损，在接触区域21A的表面产生第二银磨损粉43P。第二银磨损粉43P通过银固有的高附着性而具有被吸引至鼓出部33A表面的第一银镀层而留在接触区域21A的表面的倾向。而且，第二银磨损粉43P会以进入滑动的鼓出部33A与接触区域21A的界面等方式填补第二银镀层43的磨损痕，从而处于鼓出部33A与接触区域21A之间。在此，第二银磨损粉43P通过银固有的高耐氧化性而以不被氧化的状态残存，因此维持高导电性。因此，即使从图3B起进一步反复滑动，也会如图3C所示那样，通过残存在阴端子10与阳端子20之间的接触部分的第二银磨损粉43P，不仅抑制鼓出部33A的第一银镀层53的磨损，还长期较高地保持端子间的电导通性。

如上所述，根据本实施方式，通过将鼓出部33A滑动接触的接触区域21A的最外层表面用具有比覆盖鼓出部33A的最外层表面的第一银镀层53的维氏硬度低的维氏硬度的第二银镀层43覆盖这一简易的结构，能够以不伴随着大幅的成本增加或形状变更的方式得到耐振动性高且连接可靠性优异的简易结构的端子对。

以下，基于实施例进行具体说明。需要说明的是，本说明书公开的技术不受这些实施例的任何限定。

〔实施例1〕

使用板厚为0.25mm的铜合金基板作为阴端子母材51及阳端子母材41，且在它们的表面通过电镀法形成了第一银镀层53或第二银镀层43。第一银镀层53及第二银镀层43的厚度都是5μm。针对这些银镀层如后述那样进行了维氏硬度的测定，结果，第一银镀层的维氏硬度为113Hv，第二银镀层的维氏硬度为95Hv(第一银镀层的维氏硬度>第二银镀层的维氏硬度)。

〔比较例1〕

使用与在实施方式1中使用的铜合金基板相同的板厚为0.25mm的铜合金基板作为阴端子母材51及阳端子母材41，且在它们的表面通过电镀法以使厚度成为5μm的方式与实施方式1同样地形成了第一银镀层153或第二银镀层143。进行了这些银镀层的维氏硬度的测定，结果，第一银镀层153的维氏硬度为60Hv，第二银镀层143的维氏硬度为95Hv(第一银镀层的维氏硬度<第二银镀层的维氏硬度)。

〔评价〕

(维氏硬度的测定)

关于在实施例1及比较例1中得到的导电性金属板材中的第一银镀层53及第二银镀层43的维氏硬度，使用三丰株式会社制的微小表面材料特性评价系统“MZT-522”进行了测定。

(滑动磨损耐久试验中的电阻值的测定)

使用在实施例1及比较例1中得到的导电性金属板材形成了阴端子10及阳端子20，且使用将它们如图1所示那样连接而成的端子对1进行了滑动磨损耐久试验。试验使用爱光工程株式会社制的微滑动磨损耐久测定装置“G04-0705”来进行。将试验的概要在图4中表示。首先，将端子对1中的阳端子20的电线连接部23载置于可动工作台S1上，且将阴端子10的电线连接部13预先载置于固定工作台S2上。需要说明的是，在阴端子10的连接筒部11内插入保持着阳端子20的突片21。在试验中，驱动电动机M而使可动工作台S1在前后方向上滑动，从与阴端子10侧的电线3及阳端子20侧的电线7连接的DC电源P施加电压并用电压计V检测电压，由此测定了相对于滑动次数的电阻的推移。滑动距离为120μm，滑动速度为1Hz。

〔结果及考察〕

将通过滑动磨损耐久试验而得到的结果在图5的图表中示出。根据图表，在比较例1中，当滑动次数超过6000次时电阻开始上升，且在11000次前后急剧上升。相对于此，在实施例1中，能够看出，直至12000次为止，电阻稳定在较低的值。即，确认了，根据实施方式1的结构，能够得到耐振动性高且连接可靠性优异的简易结构的端子对。

<其他的实施方式>

本说明书公开的技术不局限于通过上述记述及附图而说明的实施方式，例如，以下那样的实施方式也包含在技术范围内。

(1)阴端子10(第一端子)及阳端子20(第二端子)的形状没有限定。也可以在阴端子10形成接触区域，在阳端子20形成接触部。两端子可以以点、线、面中的任意的形状来接触。此外，两端子不局限于如上述实施方式所记载那样弹性接触，例如也可以通过螺栓紧固等将一方压接连接于另一方。端子对1不限定于如本实施方式的阴端子10及阳端子20那样将一方的端子插入另一方的端子内。

(2)阴端子母材51及阳端子母材41的材质没有限定，可以使用被用作端子的母材的公知的材质。第一银镀层53及第二银镀层43只要以银为主要成分即可，也可以在不损害银固有的高附着性及耐氧化性的范围内包含其他的元素。

(3)第一镀层及第二镀层能够根据需要而适当选择任意的金属，例如银、金、钯、锡、镍等或它们的合金等。其中，从由银、金、钯构成的组中选择的1种或2种以上的金属或它们的合金比较难以被氧化，因而在由于接触部与接触区域的磨损而形成了这些金属的磨损粉末的情况下，磨损粉能够不被氧化地处于接触部与接触区域之间而维持电连接，因此是优选的。

(4)在本实施方式中，第一镀层及第二镀层构成为由银或银合金形成，但不限于此，形成第一镀层的金属与形成第二镀层的金属也可以不同。

Claims (8)

1.一种端子对，具备：

第一端子，设置有接触部；和

第二端子，设置有比所述接触部大的接触区域，

通过所述第一端子的所述接触部在所述接触区域内与所述第二端子接触，而将所述端子对相互电连接，

其中，

所述接触部的最外层表面由第一镀层覆盖，

所述接触区域的最外层表面由第二镀层覆盖，该第二镀层具有比所述第一镀层的维氏硬度低的维氏硬度。

2.根据权利要求1所述的端子对，其中，

形成所述第一镀层及所述第二镀层的金属是从由银、金及钯构成的组中选择的1种或2种以上的金属或其合金。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的端子对，其中，

形成所述第一镀层及所述第二镀层的金属是银或其合金。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的端子对，其中，

所述第一镀层的维氏硬度与所述第二镀层的维氏硬度之差为10Hv以上。

5.根据权利要求4所述的端子对，其中，

所述第一镀层的维氏硬度为110Hv以上，所述第二镀层的维氏硬度为100Hv以下。

6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的端子对，其中，

所述接触部与所述接触区域进行线接触或点接触。

7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的端子对，其中，

所述第二端子是具备设置有所述接触区域的插入片的阳端子，

所述第一端子是具备设置有所述接触部的弹性片且能够将所述插入片插入的阴端子，

所述弹性片与插入了所述阴端子的所述插入片弹性地接触。

8.一种连接器，具备权利要求1至权利要求7中任一项所述的端子对，其中，

所述连接器具有：

第一连接器，收容所述第一端子；和

第二连接器，收容所述第二端子，能够与所述第一连接器嵌合。