JP2003151668A - 端 子 - Google Patents
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- JP2003151668A JP2003151668A JP2001347506A JP2001347506A JP2003151668A JP 2003151668 A JP2003151668 A JP 2003151668A JP 2001347506 A JP2001347506 A JP 2001347506A JP 2001347506 A JP2001347506 A JP 2001347506A JP 2003151668 A JP2003151668 A JP 2003151668A
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Abstract
供する。 【解決手段】 銅合金製母材の少なくとも相手材との接
触部の表面に、順次、ニッケルめっき層、銅めっき層及
び錫めっき層を積層してなる端子であって、前記錫めっ
き層の厚みが1.1μm以下であり、かつ端子挿入時に
相手材との間に加わる接触荷重が25N以下であること
を特徴とする端子。
Description
される端子に関し、特に端子同士を接続する際の挿入力
を軽減した端子に関する。
来、黄銅等の銅合金を母材とし、相手材との接触部の表
面、即ち雌端子における弾性接触片の表面あるいは雄端
子の表面に、錫めっき層を形成したものが一般であっ
た。しかし、この錫めっき端子では、高温下で長時間使
用すると、母材から易酸化性物質である銅が錫めっき層
に拡散して錫めっき層の表面に酸化膜を生成し、接触抵
抗を増加させるという問題があった。そのため、例えば
特開平8−7980号公報では、ニッケルめっき層を母
材と錫めっき層との間に介在させて銅の拡散を抑えるこ
とを提案している。
た端子では、高温下に長時間置かれると、ニッケルめっ
き層と錫めっき層との相互拡散により金属間化合物が形
成され、今度はこの金属間化合物の酸化物が接触抵抗を
増加させるという同様の問題が生じている。
に、特開平10−134869号公報に記載されている
ように、母材上に順次、ニッケルめっき層、銅めっき層
及び錫めっき層を積層した3層めっき端子を提案してい
る。この層構成によれば、ニッケルめっき層と錫めっき
層とが隣接せず、両者による金属間化合物が形成される
ことがないため、長期にわたり接触抵抗を低く維持でき
る。
型化及び接続の高密度化に対する要求が高まっており、
その対応として端子においては、端子同士を接続する際
の挿入力を小さくすることが重要となる。従って、本出
願人による上記3層めっき端子において、挿入力を低下
させることができれば、低接触抵抗と低挿入力とを兼備
する非常に有用な端子となり得る。
端子の低挿入力化を図り、低接触抵抗と低挿入力とを兼
備する端子を提供することを目的とする。
に、本発明は、銅合金製母材の少なくとも相手材との接
触部の表面に、順次、ニッケルめっき層、銅めっき層及
び錫めっき層を積層してなる端子であって、前記錫めっ
き層の厚みが1.1μm以下であり、かつ端子挿入時に
相手材との間に加わる接触荷重が25N以下であること
を特徴とする端子を提供する。
ると、端子同士が圧接されることによる凝着部の凝着結
合を剪断するための力(剪断力)と、端子同士が圧接状
態で摺動し合うことにより相手面の材料を滑り方向に沿
って塑性変形させるときに生じる機械的抵抗力との総和
であると考えられている。最上層に錫めっき層を有する
端子では、錫が軟質金属であることから挿入時に容易に
塑性変形を起こし、そのため機械的抵抗力はこの錫めっ
き層に依存する。また、塑性変形量は錫めっき層が厚く
なるほど大きくなり、それに伴い機械的抵抗力も大きく
なる。そこで、本発明の端子では、錫めっき層の厚みを
1、1μm以下に薄くして塑性変形に伴う機械的抵抗力
を小さくし、挿入力の低減を図っている。
が硬質金属であることから、これらの層がめっき層全体
に作用する接触荷重を受け止め、荷重による剪断力を低
減する。それとともに、結果として錫めっき層に作用す
る接触荷重も軽減され、塑性変形量も小さくなる。この
ような剪断力及び塑性変形に伴う機械的抵抗力の低減に
より、挿入力が大幅に低減する。
端子は、挿入時における相手材との間に加わる接触荷重
が25N以下の端子として特に好適であることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づくものである。
を参照して詳細に説明する。
の断面図を模式的に示す図である。尚、相手材との接触
部とは、雌端子の弾性接触部、雄端子の表面を示す。図
示されるように、端子は、母材上に順次、ニッケルめっ
き層、銅めっき層、錫めっき層を積層して構成される。
母材は黄銅等の銅合金である。
き層に拡散するのを抑制するための層であり、銅めっき
層はニッケルと錫との金属間化合物の生成を抑制するた
めの層である。これらの下地層が介在することにより、
錫めっき層表面に酸化物が生成することがなく、接触抵
抗の増加を抑えることができる。尚、このような3層め
っき構造自体は、本出願人による特開平10−1348
69号公報に記載の端子と同様である。
端子において、錫めっき層の厚みを1.1μm以下に薄
層化することにより、端子挿入時における塑性変形に伴
う機械的抵抗力を低減できる。具体的には、後述する実
施例にも示すように、錫めっき層が1.5μmの端子に
比べて、挿入力を20%以上低減することができる。ま
た、錫めっき層の厚みの下限値については、0.4μm
よりも薄くなると、製造上の困難さから均質な層が得に
くくなり、機械的特性に劣るようになる。従って、本発
明における錫めっき層の厚さは、0.4μm以上で1.
1μm以下である。
厚さは、それぞれ拡散を防止できる範囲であれば制限さ
れるものではない。但し、ニッケルめっき層及び銅めっ
き層は、錫めっき層に比べて硬質金属からなる層であ
り、端子挿入時に受ける接触荷重を担う機能があること
から、ある程度の層厚が必要である。また、ニッケルめ
っき層及び銅めっき層も、錫めっき層に比べると少ない
ものの、端子挿入時に塑性変形を起こすことから、層厚
が厚くなりすぎると、端子製造時の曲げ加工性に悪影響
を及ぼす。
厚みを0.1μm以上0.8μm以下とし、銅めっき層
の厚みを0.1μm以上0.8μm以下とすることが好
ましい。このような層厚範囲であれば、拡散防止効果を
維持しつつ、塑性変形に起因する挿入力の増加を抑える
ことができる。
り形成できる。例えば、電解めっき法は、慣用的に行な
われている方法であり、装置構成も簡易で、また層厚の
制御も比較的容易であることから好ましい。
めっき層及び錫めっき層にリフロー処理を施し、新たに
銅錫合金層を生成させることが好ましい。この銅錫合金
層は、ニッケルめっき層や銅めっき層よりも硬い層であ
り、下地層全体としての硬さが増すことから、端子挿入
時に受ける荷重による塑性変形を低減でき、挿入力を更
に低減することができる。また、リフロー処理により、
錫めっき層の一部が銅錫合金層に転化されるため、層厚
が見かけ上リフロー処理前よりも薄くなり、挿入力の更
なる低下に寄与する。
き、例えば、母材上にニッケルめっき層、銅めっき層及
び錫めっき層を積層した後、電気炉に通すことにより実
施できる。処理条件は、例えば、232℃以上の熱量を
短時間に与えることが一般的である。
めっき構成、並びに銅錫合金層を付加した構成は、特に
図2〜図6に例示される雌端子1の弾性接触片10に適
用される。尚、各図において、雄端子(図示せず)は図
中左側から右側に水平に挿入され、各図はこの雄端子の
挿入方向に沿ってその断面を示している。
させるための挿入口20が開口した収容部21の内部
に、弾性接触片10を備えている。収容部21は、例え
ば、金属製の平板を角筒状に折り曲げて形成される。弾
性接触片10は、黄銅製の短冊状平板をその中ほどで折
り返し、折返部11の適所を若干屈曲させ、更に屈曲尖
端部を湾曲させて雄端子(相手材)との接触部12を形
成している。本発明では、少なくともこの接触部12の
表面に、上記した3層めっきまたは銅錫合金層を付加し
た3層めっき層が形成される。また、弾性接触片10
は、その基部13が、収容部21の上面21aの内壁に
固着される。
10が収容部21の底面21bに連続して一体に形成さ
れている。即ち、弾性接触片10は、挿入口20の開口
位置にて収容部21の内部側に向かって上方に折り返さ
れており、更に折返部11の適所にて底面21bに向か
って屈曲されている。また、屈曲尖端部は湾曲されて雄
端子との接触部12とされ、本発明においては、その表
面に上記した3層めっきまたは銅錫合金層を付加した3
層めっき層が形成される。
10が収容部21の底面21bから収容部21の内部側
に向かって折り返され、更に折返部11の端部11aが
底面21bの側に楕円状に形成されている。また、折返
部11の適所には湾曲して突出する突起が形成されて雄
端子との接触部12とされ、本発明においては、その表
面に上記した3層めっきまたは銅錫合金層を付加した3
層めっき層が形成される。
10が収容部21の底面21bから収容部21の内部側
に向かって折り返され、更に折返部11の適所にて底面
21bに向かって屈曲されるとともに、その屈曲直後の
位置にて端部11aが切断されている。また、屈曲尖端
部は湾曲されて雄端子との接触部12とされ、本発明に
おいては、その表面に上記した3層めっきまたは銅錫合
金層を付加した3層めっき層が形成される。
10が収容部21の底面21bから収容部21の内部側
に向かって折り返され、更に折返部11の適所にて上方
に向かって屈曲されるとともに、その屈曲した適所にて
端部11aが切断されている。また、屈曲部は雄端子と
の接触部12とされ、本発明においては、その表面に上
記した3層めっきまたは銅錫合金層を付加した3層めっ
き層が形成される。
0の折り返し角度、弾性接触片10の幅等により雄端子
との間の接触荷重が規定され、本発明においては前記接
触荷重を25N以下に調整される。
触部12を複数とすることができ、それにより更なる低
挿入力化を図ることができる。
が、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
れの弾性接触片に設けた接触部に、何れも電解めっき法
により、ニッケルめっき層を0.5μmの厚さで成膜
し、その上に銅めっき層を0.5μmの厚さで成膜し、
更にその上に錫めっき層を0.5μmの厚みで成膜し
た。次いで、232℃以上の熱量を短時間に与えること
によりリフロー処理した。
整し、雄端子に現行品(黄銅製母材に1.2μmの錫め
っき層を成膜)を用いてJASO D616−94に準
じた方法により挿入力を測定した。また、比較のため
に、錫めっき層が1.5μmの端子を用いて同様に挿入
力を測定した。
(本発明品)は、挿入力が25N以下の範囲において、
錫めっき層が1.5μmの従来品に比べて挿入力が小さ
くなっていることがわかる。
低接触抵抗と低挿入力とを兼ね備え、相手材との接触荷
重が25N以下の端子が得られ、例えば自動車用多極コ
ネクタ等に使用される端子として好適である。
ある。
である。
図である。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
係を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 銅合金製母材の少なくとも相手材との接
触部の表面に、順次、ニッケルめっき層、銅めっき層及
び錫めっき層を積層してなる端子であって、 前記錫めっき層の厚みが1.1μm以下であり、かつ端
子挿入時に相手材との間に加わる接触荷重が25N以下
であることを特徴とする端子。 - 【請求項2】 錫めっき層の厚みが0.4μm以上1.
1μm以下であることを特徴とする請求項1記載の端
子。 - 【請求項3】 ニッケルめっき層の厚みが0.1μm以
上0.8μm以下で、銅めっき層の厚みが0.1μm以
上0.8μm以下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。 - 【請求項4】 更に、ニッケルめっき層、銅めっき層及
び錫めっき層をリフロー処理して得られる層を含むこと
を特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の端子。 - 【請求項5】 相手材との接触部が形成された弾性接触
片を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項
に記載の端子。 - 【請求項6】 相手材との接触部が複数であることを特
徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の端子。
Priority Applications (4)
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