JP2005019103A - コネクタ接点材料および多極端子 - Google Patents
コネクタ接点材料および多極端子 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】摩擦係数が小さく且つ接触抵抗値の低いコネクタ接点材料および多極端子を提供する。
【解決手段】（１） 導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料、（２） 前記材料においてフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式１〜３を満たす量にしたもの等。ただし、この式において、Ｍは導電性基材の構成元素であり、各元素量（原子％）はエネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）である。
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−− 式１
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−− 式２
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−− 式３
【選択図】 図１
【解決手段】（１） 導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料、（２） 前記材料においてフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式１〜３を満たす量にしたもの等。ただし、この式において、Ｍは導電性基材の構成元素であり、各元素量（原子％）はエネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）である。
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−− 式１
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−− 式２
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−− 式３
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタ接点材料および多極端子に関する技術分野に属するものであり、特には、自動車用の多極端子用コネクタ接点材料に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用端子・コネクターには錫めっき合金が用いられている。錫めっきの目的は、良好な電気接点を得ること、耐食性を付与すること、はんだ付け性の向上等である。例えば特開平２−１７０９９５号公報あるいは特開平３−１９７６９２号公報等に見られるように、従来、０．５ 〜０．４ μｍ の錫めっきやはんだめっき（錫合金めっき）が付与されてきた。
【０００３】
一方、昨今、自動車の電装化が進むに連れて、端子を集合させて形成する多極コネクターの極数すなわち端子の数が増加している。コネクタの接続に必要な力は、端子１個当たりの挿入力に電線の本数（従来は、一般に１０極〜２０極）を乗じた値として概算することができる。従って、端子１個当たりの挿入力が高いと、コネクタの接続に必要な力はワイヤーハーネスの電線数に応じた大きな値となる。
【０００４】
特に、近年のカーエレクトロニクスの著しい進歩・発展は、自動車に搭載する電子機器やＣＰＵの数を飛躍的に増加させ、それに伴ってワイヤーハーネスの電線本数も増加し、コネクタの多極化（３０極〜４０極）を図りたいとの要望も強まっている。
【０００５】
このように極数が増加すると、コネクタの接続に必要な力も電線本数に比例して上昇し、コネクターを嵌合するときの挿入力が大きくなり、ボルトやこてなどの補助機構なしでは、コネクタの接続ができなくなる。従って、端子の挿入力を低減し、しかも安定した低い接触抵抗を維持した嵌合型接合端子が求められている。
【０００６】
錫めっきは安価であり、錫めっき層ははんだ付け性が良好である。また、錫めっき層は柔らかく、嵌合時に新鮮な金属面での凝着を生じるため、良好な電気接点が得られる。しかし、錫めっきしたものは挿入力が高くなるため、コネクタの多極化は困難である。また、多数回の挿抜がある場合には、錫めっきしたものでは摩耗が著しく、母材の露出・酸化による接触抵抗の増大があり、これを抑制するために錫めっき層を厚くする必要がある。更に、錫めっきではめっき時にウィスカが発生する場合がある。
【０００７】
これらの問題点の解決を図るべく、めっき層の改善が試みられている。また、多極端子の表面処理による方法が提案されている。
【０００８】
めっき層の改善に関しては、特開平１０−４６３６３号公報や特開平１０−２２３２９０ 号公報等に記載された技術があるが、これらの技術では十分な挿入力低減効果は得られていない。
【０００９】
即ち、特開平１０−４６３６３号公報（特許文献１）には、ヌープ硬さ（Ｈｋ２５ｋｇｆ ）が９５〜２２０ 、０．０１ｗｔ％ 以上１．０５ｗｔ％ 以下のＣを含有し、厚み０．３ 〜３．１ μｍ の錫又は錫合金めっき層を持つ銅合金および銅合金多極端子が記載され、これによれば摩擦係数が０．３０以下となるとの技術が開示されている。しかし、この場合、挿入力低減効果については未だ十分ではない。
【００１０】
特開平１０−２２３２９０ 号公報（特許文献２）には、硬質ニッケルめっきにより耐摩耗性を増した接点部材と、ニッケルまたはニッケル合金にフッ素樹脂微粒子を共析させた複合めっき層を施した接点部材を接続することにより、接続部位における接触抵抗を下げ、かつ耐摩耗性を上げるとの技術が開示されている。しかし、この場合、挿入力低減効果については未だ十分ではない。
【００１１】
多極端子の表面処理による方法に関しては、特許第２９１６００１ 号公報、特開２０００−１５７４３号公報、特開平１０−３０２８６６ 号公報、特開平１１−１６６２３号公報、特開２００２−６０９７４号公報、特開２００２−２１２５８２ 号公報、特表２００２−５３１９２５ 号公報等に記載されている。しかし、これらの方法には未だ種々の問題点がある。
【００１２】
即ち、特許第２９１６００１ 号公報（特許文献３）には、超微粉化した導電金属を低摩擦樹脂材に混合して電気接触部相当部分に固着させることにより、電気接触部間の導通性を確保しつつ、端子相互の接続における挿入力を低減できる低摩擦導電層を形成するとの技術が開示されている。
【００１３】
しかし、この技術によれば、２〜４μｍ 程度の被膜厚にテフロン（登録商標）等の樹脂材を固着すれば良好な摩擦低減効果は得られるものの、端子同士の直接接触は阻害され、樹脂層に導電金属微粉末を混合したところで金属微粉末間の接触が保証されないため、端子間の導通は十分ではない。なお、上記公報には、挿入力の低下の例示はあるが、電気接触部間の導通性に関するデータは示されていない。
【００１４】
特開２０００−１５７４３号公報（特許文献４）には、コネクタの接触子に用いられるめっき材上に、チオール基（−ＳＨ ）を含む有機化合物を実質的に単分子膜として付け、この上に流動性を備えた高分子集合体の膜を潤滑層として設けることにより、腐食環境に対して高い防止力を備え、接触抵抗の安定化が図れ、コネクタの嵌合においても潤滑性が備えられるため、多数回のコネクタの嵌合に対しても耐摩耗性が軽減され、コネクタ挿入時および抜去時の力が軽減できるとの技術が開示されている。
【００１５】
しかし、この技術において十分な潤滑性を得ようとする場合には「流動性を備えた高分子集合体の膜」を相当量塗布する必要がある。実施例では、約４００ μｍ のポリα−オレフィン系オイル、約２００ μｍ のジエステル系オイル、約１００ μｍ のポリフェニルエーテルの塗布例が記載されているが、数十〜数百μｍ のオイル塗布をした場合には、材料表面でのオイル流れ、べとつきは避けられず、実用的とはいえない。
【００１６】
また、本処理を施しためっき材を積層した場合には、油の表面張力による材料同士のはりつき（ブロッキング）も生じ、作業性も阻害することになる。
【００１７】
特開平１０−３０２８６６ 号公報（特許文献５）には、０．１ 〜０．３ μｍ 厚さの錫めっきを施した嵌合型接続端子に、キレート剤およびワックスを含む防錆潤滑剤を塗布することで挿入力の低下と十分な耐食性が得られるとの技術が開示されている。しかし、端子部に使われる防錆潤滑剤には長期の安定性が求められるが、一般のキレート剤、ワックス等は必ずしも長期安定性に優れるものではない。
【００１８】
特開平１１−１６６２３号公報（特許文献６）には、錫めっきを施した嵌合型接続端子の雄部品あるいは雌部品の少なくとも一方の摺動部分に、ダイヤモンド状カーボンのコーティングを施すことにより、端子の挿入力を低下できるとの技術が開示されている。しかし、ダイヤモンド状カーボンは摺動部材としては優れた特性を有するものの、電気的には絶縁性であるため、導通部分にコーティングを施すのは接触抵抗低減の点からは不適当である。端子表面に、部分的にコーティングを施すのは煩雑なため大量生産上は好ましくない。
【００１９】
特開２００２−６０９７４号公報（特許文献７）には、銅含有錫めっきを施したコネクタ接点材料表面に、Ｃとして測定される厚みが０．００３ 〜０．０１μｍ となるようにベンゾトリアゾールまたはその誘導体を処理することにより、劣化後の外観変色がなく、はんだ付け性が良好となり、かつ、優れた摺動性が得られるとの技術が開示されている。しかし、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体の油性効果は一般に低いため、十分な摺動性は得られない。
【００２０】
特開２００２−２１２５８２ 号公報（特許文献８）には、パラフィン、流動パラフィン、ワセリンあるいはスクワランのパラフィン系炭化水素を界面活性剤により水中に乳化させた水溶性金属表面潤滑剤による被膜処理を施した後、乾燥処理することにより、コネクタ等の電子部品脱着時の摩擦係数を下げ、接触抵抗値を低くできるとの技術が開示されている。
【００２１】
しかし、端子部に使われる防錆潤滑剤には長期の安定性が求められるが、通常パラフィン系炭化水素は必ずしも長期安定性に優れるものではない。また、水溶性潤滑剤は、非水系潤滑剤よりも摩擦低減効果は小さい。
【００２２】
【特許文献１】
特開平１０−４６３６３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２３２９０号公報
【特許文献３】
特許第２９１６００１号公報
【特許文献４】
特開２０００−１５７４３号公報
【特許文献５】
特開平１０−３０２８６６号公報
【特許文献６】
特開平１１−１６６２３号公報
【特許文献７】
特開２００２−６０９７４号公報
【特許文献８】
特開２００２−２１２５８２号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に着目してなされたものであって、その目的は、摩擦係数が小さく且つ接触抵抗値の低いコネクタ接点材料および多極端子を提供しようとするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。本発明は、コネクタ接点材料および多極端子であり、上記目的を達成できるものである。
【００２５】
このようにして完成されて上記目的を達成することのできた本発明は、コネクタ接点材料および多極端子に係わり、請求項１〜６記載のコネクタ接点材料（第１〜６発明に係るコネクタ接点材料）、請求項７記載の多極端子（第７発明に係る多極端子）であり、それは次のような構成としたものである。
【００２６】
すなわち、請求項１記載のコネクタ接点材料は、導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料である〔第１発明〕。
【００２７】
請求項２記載のコネクタ接点材料は、前記フッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式（１） 〜（３） を満たす量にした請求項１記載のコネクタ接点材料である〔第２発明〕。ただし、下記式（１） 〜（３） において、Ｆはフッ素、Ｃは炭素、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものである。各元素量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）であって、各元素量の合計量（Ｆ量＋Ｃ量＋Ｍ量）に占める各元素量の割合（原子％）である。
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（１）
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（２）
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−−−−−− 式（３）
【００２８】
請求項３記載のコネクタ接点材料は、前記フッ素系油がパーフルオロポリエーテル系オイルである請求項１または２記載のコネクタ接点材料である〔第３発明〕。
【００２９】
請求項４記載のコネクタ接点材料は、前記導電性基材がアルミニウムまたはアルミニウム合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料である〔第４発明〕。
【００３０】
請求項５記載のコネクタ接点材料は、前記導電性基材が銅または銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料である〔第５発明〕。
【００３１】
請求項６記載のコネクタ接点材料は、前記導電性基材が、錫めっきまたは錫合金めっきが施された銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料である〔第６発明〕。
【００３２】
請求項７記載の多極端子は、請求項１〜６のいずれかに記載のコネクタ接点材料を用いた多極端子である〔第７発明〕。
【００３３】
【発明の実施の形態】
電気接点では、使用する潤滑付与成分が長期に安定であることが望ましい。コネクタ接点において潤滑油だけでは摩擦低減効果が不十分である。コネクタ接点の基材（導電性基材）の表面に樹脂皮膜を形成すれば、摩擦低減効果はあるが、接触抵抗の点からは不利なため、コネクタの嵌合部全面を樹脂皮膜処理するのは不適当である。
【００３４】
これに対し、コネクタ接点の基材（導電性基材）の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油を塗布すれば、充分に摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低いものとなる。
【００３５】
このようにフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油を塗布すると、コネクタの嵌合部にフッ素系樹脂微粒子が分散付着する。これにより、全体的な摩擦係数を充分に小さい水準に下げることができる。また、コネクタの導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子が付着していない部分が存在し、これにより充分に低い接触抵抗を確保することができる。
【００３６】
フッ素系樹脂微粒子は、通常の有機溶剤との濡れ性が悪いが、フッ素系油との濡れ性は良好なため、導電性基材とフッ素系樹脂微粒子の間に浸透したフッ素系油が、その毛管張力により、導電性基材表面にフッ素微粒子を付着させる。
【００３７】
また、フッ素系油自身が化学的に安定であり、潤滑性も兼ね備えているため、フッ素系樹脂微粒子の付着していない端子面同士が接触しても、相当の潤滑性を確保することができる。
【００３８】
一方で、フッ素系油自身は液体であるため、端子同士が直接接触する場合にも適度に流動することにより端子間接触（端子表面のミクロな凸部の直接接触）の通電性を阻害することがない。
【００３９】
また、フッ素系油は合成油であるため、分子量を自由に選定することができ、ハンドリング温度においても蒸発せず常温から高温まで安定した性能を発揮できる。
【００４０】
本発明に係るコネクタ接点材料は、前述のように、導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料としている〔第１発明〕。従って、上記のことからわかるように、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低い。このため、多極端子のコネクタ接点材料として好適に用いることができ、充分に摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低い多極端子を得ることができる。
【００４１】
前記フッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式（１） 〜（３） を満たす量にすることが望ましい〔第２発明〕。ただし、下記式（１） 〜（３） において、Ｆはフッ素、Ｃは炭素、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものである。各元素量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）であって、各元素量の合計量（Ｆ量＋Ｃ量＋Ｍ量）に占める各元素量の割合（原子％）である。
【００４２】
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（１）
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（２）
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−−−−−− 式（３）
【００４３】
このようにフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を式（１） 〜（３） を満たす量にすると、より確実に（より高い水準で）、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低いものとなる。
【００４４】
Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）およびＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が大きくなると、フッ素系樹脂微粒子およびフッ素系油の被覆率が大きくなり、摩擦係数が小さくなり、接触抵抗値が大きくなる（導電性が低下する）。Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）およびＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が小さくなると、フッ素系樹脂微粒子およびフッ素系油の被覆率が小さくなり、摩擦係数が大きくなり、接触抵抗値が小さくなる。
【００４５】
上記式（１） 〜（３） を同時に満たす場合、すなわち、Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が０．４３超１００ 未満であると共に、Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が０．４３超１００ 未満であり、且つ、Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）が０．８６超２．００未満の場合は、摩擦係数および導電性がともに良好であり、より確実に（より高い水準で）、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低いものとなる。
【００４６】
Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）及びＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が０．４３以下の場合、無処理材と比べ、接触抵抗値はさほど増加しないが、摩擦係数の低減効果も得られない。Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）及びＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が１００ 以上の場合、摩擦係数は小さくなるが、接触抵抗値が大きくなる。
【００４７】
Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）が０．８６以下の場合、充分な摩擦低減効果は得られない。
【００４８】
フッ素系樹脂微粒子としては、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｌｅｎｅ：ポリテトラフルオロエチレン）が最も一般的である。粒径：十分の数μｍ 〜数百μｍ と幅広い粒径範囲（粒径により製法異なる）のものが使用できる。本発明においては、上記粒径範囲のものを広く利用することが可能であるが、十分の数μｍ 〜数十μｍ レベルのものが特に好ましい。このような粒径のものとしては、例えば、市販品として１〜２、４〜５、５〜６、１０〜１５、２０μｍ （米国ＳＨＡＭＲＯＣＫ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ 社）、０．２ 〜０．４ μｍ （ダイキン工業株式会社製）のものがある。
【００４９】
下地の導電性基材（例えば錫めっき銅板）の表面粗度（Ｒａ）は、通常０．２ μｍ 以下程度である。ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂微粒子の粒径は、導電性基材の表面粗度と同等以上であることが望ましい。この粒径があまり大きすぎると、基板から脱落しやすくなり、また、端子間接触を阻害する場合があり、粒径があまり小さすぎると、フッ素系樹脂微粒子が基材の凹部に入り込んでしまい、充分な摩擦低減効果が得られなくなる場合がある。このため、粒径：十分の数μｍ 〜数十μｍ 程度までのものが望ましい。
【００５０】
フッ素系樹脂微粒子には、ＰＴＦＥ以外にもフッ素含有樹脂として以下のものがあり、これら樹脂の微粒子もＰＴＦＥ同様に使用することができる。
【００５１】
（１） ＰＦＡ （テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）
（２） ＦＥＰ （テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）
（３） ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン重合体）
（４） ＰＣＴＴＥ （ポリクロロトリフルオロエチレン）
（５） ＥＣＴＦＥ （クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体）
（６） ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）
（７） ＰＶＦ （ポリビニルフルオライド）
【００５２】
フッ素系油としては、パーフルオロポリエーテル系オイルを用いることが望ましい〔第３発明〕。パーフルオロポリエーテル系オイルとしては、ＰＦＰＥ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｌｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ：パーフルオロアルキルポリエーテル）がある。ＰＦＰＥは、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｅｌｅｎｅ）の主鎖〔−（ＣＦ２ＣＦ２）ｎ− 〕に酸素を導入することで主鎖の柔軟性を増し、常温で液体の高分子としたものである。
【００５３】
ＰＴＦＥは、Ｃ−Ｆ 結合に由来して表面エネルギーが小さいため、摩擦係数は小さくなるが、固体であり、また、非導電性のため、端子間の導電性確保の上では不都合である。
【００５４】
ＰＦＰＥは、ＰＴＦＥよりも摩擦係数は大きくなるが、液体である（流動性がある）ため、端子間の直接接触を阻害せず、金属素材間の導通性を確実に確保できる。また、摺動時の潤滑膜自己修復性も期待できる。
【００５５】
端子では導電性基材間の導通性確保が必要である。導電性基材全面をＰＴＦＥ（固体）で被覆すると、導電性基材間の導通性確保ができない。端子素材（導電性基材）の相当部分を露出させておき、素材同士の接触を妨げないようにすることが望ましい。
【００５６】
ＰＦＰＥは、ＰＴＦＥ塗布時の分散剤として、また、ＰＴＦＥを固体表面に緩やかに付着させるバインダーとして機能し、更に、それ自体が潤滑剤として機能する。なお、ＰＴＦＥは撥水・撥油性のため、ＰＦＰＥ以外の溶剤では分散困難であるが、ＰＦＰＥには容易に分散する。また、上記のように潤滑剤として機能するが、導電性を阻害しないものである。
【００５７】
ＰＦＰＥは、製法の違いにより主鎖、側鎖構造の異なるものが市販されており、例えばＫＸ型、ＤＳ型、ＦＺ型というものがある。これらは分子構造の違いに由来して、粘度特性、粘度の圧力・温度依存性が異なるが、いずれも本発明でのフッ素系油として問題なく使用できる。また、フッ素系油の分子中に様々な末端基を導入することにより、導電性基材表面への吸着性も変化させることができる。
【００５８】
フッ素系油としては、例えば、市販のフッ素系潤滑油デムナムシリーズ（直鎖型）（ダイキン化学工業）のもの等が利用できる。ただし、所要の性能を得るためには、フッ素樹脂微粒子およびフッ素系油の付着量を適切に調整する必要がある。
【００５９】
本発明において、導電性基材としては、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅または銅合金、錫めっきまたは錫合金めっきが施された銅合金を用いることができる〔第４〜６発明〕。
【００６０】
第１〜６発明に係るコネクタ接点材料を用いた多極端子は、充分に摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低い多極端子である〔第７発明〕。
【００６１】
前記式（１） 〜（３） において、各元素量（原子％）、即ち、Ｆ量（原子％）、Ｃ量（原子％）、Ｍ量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）である。この測定（分析）は、例えば次のような分析方法により行う。
【００６２】
分析装置として、Ｎｉｋｏｎ 社製環境制御型電子顕微鏡ＥＳＥＭ−２７００ にＥＤＡＸ社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置Ｆａｌｃｏｎ（検出器ＵＴＷ ）を併用したものを用い、分析領域を電子顕微鏡観察倍率３０〜１０００倍での視野全域に相当する領域とし、この領域に対し、次の条件で面分析を行う。
【００６３】
（１） 加速電圧＝１０ｋＶ、
（２） ＷＤ（ワーキングディスタンス）＝１０ｍｍ
（３） 試料傾斜角度＝２０°
（４） 検出器スケールセッティング＝４５ｍｍ
（５） Ｘ線取り出し角度＝２７°
（６） Ｘ線強度＝２，０００ｃｐｓ（±１５％以内に調整）
（７） 分析時間＝２００Ｌｓｅｃ
【００６４】
前記式（１） 〜（３） において、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものであり、Ｍ量（原子％）はエネルギー分散型Ｘ線分析法により測定されるＭ量（原子％）である。導電性基材の構成元素が２元素以上の場合には、それらの元素の合計量（原子％）をＭ量（原子％）とする。例えば、導電性基材がＳｎとＣｕとからなる場合には、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定されるＳｎ量（原子％）とＣｕ量（原子％）との合計量（原子％）をＭ量（原子％）とする。
【００６５】
【実施例】
本発明の実施例および比較例を以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
導電性基材としてＳｎめっきした銅合金を用い、この表面に表１に示す塗布物を塗布する処理を行ってコネクタ接点材料を製作し、これを試験材として用いて摩擦係数、接触抵抗値を測定した。また、エネルギー分散型Ｘ線分析法による各元素量（原子％）の分析を行った。
【００６７】
このとき、摩擦係数は、作成した試験材同士（同じ錫めっき黄銅板）を一定面積接するようにして、オートグラフを用いて測定した。即ち、図１に模式的に示すように、面積１ｃｍ２ の試験材１を荷重（Ｎ）１ｋｇｆの同底面積のブロック２に張り付け、それを他方の試験材３の表面で移動速度０．３８ｍｍ／ｓｅｃで滑らせ、その水平方向にかかる力（Ｆ）から動摩擦係数（μ）を下記式Ａにより計算した。なお、図１において、付番の４は試験材を引っ張るワイヤー（弾性の少ないもの）、５はプーリー、６はロードセルを示すものである。
μ＝Ｆ／Ｎ −−−−−−−−−−−− 式Ａ
【００６８】
接触抵抗値は、試験材の端面を防水塗装した後、温度４０℃、湿度８５％の雰囲気に２４時間放置した試験材を用いて、四端子法により、開放電圧２０ｍＶ、電流１０ｍＡ、摺動加重１００ｇｆで測定した値である。
【００６９】
エネルギー分散型Ｘ線分析法による各元素量（原子％）の分析は、次のような分析方法により行った。
【００７０】
分析装置として、Ｎｉｋｏｎ 社製環境制御型電子顕微鏡ＥＳＥＭ−２７００ にＥＤＡＸ社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置Ｆａｌｃｏｎ（検出器ＵＴＷ ）を併用したものを用い、分析領域を電子顕微鏡観察倍率３０〜１０００倍での視野全域に相当する領域（３０倍で約４．４ ×３．４ｍｍ の領域、１０００倍だと１３０ ×１００ μｍ の領域となる）とし、この領域に対し、次の条件で面分析を行う。なお、倍率を上げすぎると観察領域が狭くなりすぎ、測定値にばらつきがでるので、複数の領域で面分析を行い、測定値を平均化するのが適当である。
【００７１】
（１） 加速電圧＝１０ｋＶ、
（２） ＷＤ（ワーキングディスタンス）＝１０ｍｍ
（３） 試料傾斜角度＝２０°
（４） 検出器スケールセッティング＝４５ｍｍ
（５） Ｘ線取り出し角度＝２７°
（６） Ｘ線強度＝２，０００ｃｐｓ（±１５％以内に調整）
（７） 分析時間＝２００Ｌｓｅｃ
（８） 標準分析倍率＝３０倍
（９） 分析領域＝３ケ所を測定し平均化した。
【００７２】
表１において、試験材１は、Ｓｎめっきした銅合金そのものであって、塗布処理をしていないものであり、比較例１に係わるものである。試験材２は、Ｓｎめっきした銅合金よりなる導電性基材（以下、基材という）にフッ素オイル：０．５ ％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、比較例２に係わるものである。試験材３は、基材にフッ素オイル（フッ素系油）：５％、および、フッ素系樹脂微粒子：２％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、本発明の実施例１に係わるものである。試験材４は、基材にフッ素オイル：２％、および、フッ素系樹脂微粒子：０．５ ％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、本発明の実施例２に係わるものである。試験材５は、基材にフッ素オイル：２％、および、フッ素系樹脂微粒子：２％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、本発明の実施例３に係わるものである。試験材６は、基材に市販のフッ素ウレタン系塗料（フッ素樹脂：５０％、および、ウレタン樹脂：２％）を塗布したものであり、比較例３に係わるものである。
【００７３】
上記フッ素オイル（フッ素系油）としては、デムナムＳ−２０（ダイキン工業株式会社製）を用いた。上記フッ素系樹脂微粒子としては、ＳＳＴ−４ＭＧ（米国ＳＨＡＭＲＯＣＫ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製）を用いた。上記フッ素オイルの量（％）、フッ素系樹脂微粒子の量（％）は、これら成分の希釈・分散に用いた溶剤（旭硝子株式会社製、アサヒクリンＡＫ−２２５）を加えた総量に対する重量％である。例えば、実施例１の場合のフッ素系樹脂微粒子：０．５ ％は、塗工液中にフッ素系樹脂微粒子（ＳＳＴ−４ＭＧ）を０．５ 重量％含むということである。
【００７４】
次いで、これら比較例、実施例の塗工液をバーコーターでＳｎめっきした銅合金板に塗布した。この塗布材を風乾し、希釈溶剤を蒸発させることにより、所定組成、量のフッ素オイル、フッ素系樹脂微粒子を付着させた。
【００７５】
各試験材についての摩擦係数（μ）及び接触抵抗値（Ω）の測定結果を、エネルギー分散型Ｘ線分析法による各元素量（原子％）の分析結果と共に、表２に示す。なお、表２において、Ｃ／Ｓｎは、Ｃ量（原子％）／Ｓｎ量（原子％）のことである。Ｆ／Ｓｎは、Ｆ量（原子％）／Ｓｎ量（原子％）のことである。Ｆ／Ｃは、Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）のことである。μは摩擦係数、Ωは接触抵抗値を示すものである。
【００７６】
また、この表２でのデータを用いて作成したグラフを図２〜１０に示す。図２および図３はＣ／Ｓｎとμとの関係、図４および図５はＦ／Ｓｎとμとの関係を示すものである。図６はＦ／Ｃとμとの関係を示すものである。図７はＣ／ＳｎとΩとの関係、図８はＦ／ＳｎとΩとの関係を示すものである。図９はＦ／ＣとΩとの関係を示すものである。図１０は、横軸をＣ／Ｓｎ、縦軸をＦ／Ｓｎとしたときのμの等高線図を示すものである。なお、図２と図３とはいずれもＣ／Ｓｎとμとの関係を示すものであるが、横軸のスケールが異なる。図４と図５とはいずれもＦ／Ｓｎとμとの関係を示すものであるが、横軸のスケールが異なる。
【００７７】
表２あるいは更に図２〜１０からわかるように、試験材１（比較例１）の場合には、接触抵抗値（Ω）は小さくて良好であるものの、摩擦係数（μ）が大きくて悪い。試験材６（比較例６）の場合には、摩擦係数（μ）は小さくて良好であるものの、接触抵抗値（Ω）が大きくて悪い。
【００７８】
これに対し、試験材３（本発明の実施例１）、試験材４（実施例２）、試験材５（実施例３）の場合は、摩擦係数（μ）が小さくて良好であると共に、接触抵抗値（Ω）も小さくて良好である。なお、試験材２（比較例２）の一部（Ｎｏ．１Ｄ 〜１Ｆ）の場合には、摩擦係数（μ）が小さくて良好であると共に、接触抵抗値（Ω）も小さくて良好であるが、フッ素オイルがやや過剰に付着しているため、多少べとつきがあって、実用性に欠けるという問題点を有するものである。
【００７９】
試験材３〜５（本発明の実施例１〜３）の中でも、前述の式（１） 〜（３） を満たすものは、摩擦係数（μ）および接触抵抗値（Ω）がより小さく、特に摩擦係数（μ）がより小さくて良好である。
【００８０】
【表１】
【００８１】
【表２】
【００８２】
【発明の効果】
本発明に係るコネクタ接点材料は、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低く、このため、多極端子のコネクタ接点材料として好適に用いることができ、摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が低い多極端子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例および比較例に係る試験材の摩擦係数の測定方法の概要を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／Ｃとμとの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／ＳｎとΩとの関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／ＳｎとΩとの関係を示す図である。
【図９】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／ＣとΩとの関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／ＳｎとＦ／Ｓｎとの関係であってμの等高線図を示す図である。
【符号の説明】
１−−試験材、２−−ブロック、３−−試験材、４−−ワイヤー、５−−プーリー、
６−−ロードセル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタ接点材料および多極端子に関する技術分野に属するものであり、特には、自動車用の多極端子用コネクタ接点材料に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用端子・コネクターには錫めっき合金が用いられている。錫めっきの目的は、良好な電気接点を得ること、耐食性を付与すること、はんだ付け性の向上等である。例えば特開平２−１７０９９５号公報あるいは特開平３−１９７６９２号公報等に見られるように、従来、０．５ 〜０．４ μｍ の錫めっきやはんだめっき（錫合金めっき）が付与されてきた。
【０００３】
一方、昨今、自動車の電装化が進むに連れて、端子を集合させて形成する多極コネクターの極数すなわち端子の数が増加している。コネクタの接続に必要な力は、端子１個当たりの挿入力に電線の本数（従来は、一般に１０極〜２０極）を乗じた値として概算することができる。従って、端子１個当たりの挿入力が高いと、コネクタの接続に必要な力はワイヤーハーネスの電線数に応じた大きな値となる。
【０００４】
特に、近年のカーエレクトロニクスの著しい進歩・発展は、自動車に搭載する電子機器やＣＰＵの数を飛躍的に増加させ、それに伴ってワイヤーハーネスの電線本数も増加し、コネクタの多極化（３０極〜４０極）を図りたいとの要望も強まっている。
【０００５】
このように極数が増加すると、コネクタの接続に必要な力も電線本数に比例して上昇し、コネクターを嵌合するときの挿入力が大きくなり、ボルトやこてなどの補助機構なしでは、コネクタの接続ができなくなる。従って、端子の挿入力を低減し、しかも安定した低い接触抵抗を維持した嵌合型接合端子が求められている。
【０００６】
錫めっきは安価であり、錫めっき層ははんだ付け性が良好である。また、錫めっき層は柔らかく、嵌合時に新鮮な金属面での凝着を生じるため、良好な電気接点が得られる。しかし、錫めっきしたものは挿入力が高くなるため、コネクタの多極化は困難である。また、多数回の挿抜がある場合には、錫めっきしたものでは摩耗が著しく、母材の露出・酸化による接触抵抗の増大があり、これを抑制するために錫めっき層を厚くする必要がある。更に、錫めっきではめっき時にウィスカが発生する場合がある。
【０００７】
これらの問題点の解決を図るべく、めっき層の改善が試みられている。また、多極端子の表面処理による方法が提案されている。
【０００８】
めっき層の改善に関しては、特開平１０−４６３６３号公報や特開平１０−２２３２９０ 号公報等に記載された技術があるが、これらの技術では十分な挿入力低減効果は得られていない。
【０００９】
即ち、特開平１０−４６３６３号公報（特許文献１）には、ヌープ硬さ（Ｈｋ２５ｋｇｆ ）が９５〜２２０ 、０．０１ｗｔ％ 以上１．０５ｗｔ％ 以下のＣを含有し、厚み０．３ 〜３．１ μｍ の錫又は錫合金めっき層を持つ銅合金および銅合金多極端子が記載され、これによれば摩擦係数が０．３０以下となるとの技術が開示されている。しかし、この場合、挿入力低減効果については未だ十分ではない。
【００１０】
特開平１０−２２３２９０ 号公報（特許文献２）には、硬質ニッケルめっきにより耐摩耗性を増した接点部材と、ニッケルまたはニッケル合金にフッ素樹脂微粒子を共析させた複合めっき層を施した接点部材を接続することにより、接続部位における接触抵抗を下げ、かつ耐摩耗性を上げるとの技術が開示されている。しかし、この場合、挿入力低減効果については未だ十分ではない。
【００１１】
多極端子の表面処理による方法に関しては、特許第２９１６００１ 号公報、特開２０００−１５７４３号公報、特開平１０−３０２８６６ 号公報、特開平１１−１６６２３号公報、特開２００２−６０９７４号公報、特開２００２−２１２５８２ 号公報、特表２００２−５３１９２５ 号公報等に記載されている。しかし、これらの方法には未だ種々の問題点がある。
【００１２】
即ち、特許第２９１６００１ 号公報（特許文献３）には、超微粉化した導電金属を低摩擦樹脂材に混合して電気接触部相当部分に固着させることにより、電気接触部間の導通性を確保しつつ、端子相互の接続における挿入力を低減できる低摩擦導電層を形成するとの技術が開示されている。
【００１３】
しかし、この技術によれば、２〜４μｍ 程度の被膜厚にテフロン（登録商標）等の樹脂材を固着すれば良好な摩擦低減効果は得られるものの、端子同士の直接接触は阻害され、樹脂層に導電金属微粉末を混合したところで金属微粉末間の接触が保証されないため、端子間の導通は十分ではない。なお、上記公報には、挿入力の低下の例示はあるが、電気接触部間の導通性に関するデータは示されていない。
【００１４】
特開２０００−１５７４３号公報（特許文献４）には、コネクタの接触子に用いられるめっき材上に、チオール基（−ＳＨ ）を含む有機化合物を実質的に単分子膜として付け、この上に流動性を備えた高分子集合体の膜を潤滑層として設けることにより、腐食環境に対して高い防止力を備え、接触抵抗の安定化が図れ、コネクタの嵌合においても潤滑性が備えられるため、多数回のコネクタの嵌合に対しても耐摩耗性が軽減され、コネクタ挿入時および抜去時の力が軽減できるとの技術が開示されている。
【００１５】
しかし、この技術において十分な潤滑性を得ようとする場合には「流動性を備えた高分子集合体の膜」を相当量塗布する必要がある。実施例では、約４００ μｍ のポリα−オレフィン系オイル、約２００ μｍ のジエステル系オイル、約１００ μｍ のポリフェニルエーテルの塗布例が記載されているが、数十〜数百μｍ のオイル塗布をした場合には、材料表面でのオイル流れ、べとつきは避けられず、実用的とはいえない。
【００１６】
また、本処理を施しためっき材を積層した場合には、油の表面張力による材料同士のはりつき（ブロッキング）も生じ、作業性も阻害することになる。
【００１７】
特開平１０−３０２８６６ 号公報（特許文献５）には、０．１ 〜０．３ μｍ 厚さの錫めっきを施した嵌合型接続端子に、キレート剤およびワックスを含む防錆潤滑剤を塗布することで挿入力の低下と十分な耐食性が得られるとの技術が開示されている。しかし、端子部に使われる防錆潤滑剤には長期の安定性が求められるが、一般のキレート剤、ワックス等は必ずしも長期安定性に優れるものではない。
【００１８】
特開平１１−１６６２３号公報（特許文献６）には、錫めっきを施した嵌合型接続端子の雄部品あるいは雌部品の少なくとも一方の摺動部分に、ダイヤモンド状カーボンのコーティングを施すことにより、端子の挿入力を低下できるとの技術が開示されている。しかし、ダイヤモンド状カーボンは摺動部材としては優れた特性を有するものの、電気的には絶縁性であるため、導通部分にコーティングを施すのは接触抵抗低減の点からは不適当である。端子表面に、部分的にコーティングを施すのは煩雑なため大量生産上は好ましくない。
【００１９】
特開２００２−６０９７４号公報（特許文献７）には、銅含有錫めっきを施したコネクタ接点材料表面に、Ｃとして測定される厚みが０．００３ 〜０．０１μｍ となるようにベンゾトリアゾールまたはその誘導体を処理することにより、劣化後の外観変色がなく、はんだ付け性が良好となり、かつ、優れた摺動性が得られるとの技術が開示されている。しかし、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体の油性効果は一般に低いため、十分な摺動性は得られない。
【００２０】
特開２００２−２１２５８２ 号公報（特許文献８）には、パラフィン、流動パラフィン、ワセリンあるいはスクワランのパラフィン系炭化水素を界面活性剤により水中に乳化させた水溶性金属表面潤滑剤による被膜処理を施した後、乾燥処理することにより、コネクタ等の電子部品脱着時の摩擦係数を下げ、接触抵抗値を低くできるとの技術が開示されている。
【００２１】
しかし、端子部に使われる防錆潤滑剤には長期の安定性が求められるが、通常パラフィン系炭化水素は必ずしも長期安定性に優れるものではない。また、水溶性潤滑剤は、非水系潤滑剤よりも摩擦低減効果は小さい。
【００２２】
【特許文献１】
特開平１０−４６３６３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２３２９０号公報
【特許文献３】
特許第２９１６００１号公報
【特許文献４】
特開２０００−１５７４３号公報
【特許文献５】
特開平１０−３０２８６６号公報
【特許文献６】
特開平１１−１６６２３号公報
【特許文献７】
特開２００２−６０９７４号公報
【特許文献８】
特開２００２−２１２５８２号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に着目してなされたものであって、その目的は、摩擦係数が小さく且つ接触抵抗値の低いコネクタ接点材料および多極端子を提供しようとするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。本発明は、コネクタ接点材料および多極端子であり、上記目的を達成できるものである。
【００２５】
このようにして完成されて上記目的を達成することのできた本発明は、コネクタ接点材料および多極端子に係わり、請求項１〜６記載のコネクタ接点材料（第１〜６発明に係るコネクタ接点材料）、請求項７記載の多極端子（第７発明に係る多極端子）であり、それは次のような構成としたものである。
【００２６】
すなわち、請求項１記載のコネクタ接点材料は、導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料である〔第１発明〕。
【００２７】
請求項２記載のコネクタ接点材料は、前記フッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式（１） 〜（３） を満たす量にした請求項１記載のコネクタ接点材料である〔第２発明〕。ただし、下記式（１） 〜（３） において、Ｆはフッ素、Ｃは炭素、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものである。各元素量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）であって、各元素量の合計量（Ｆ量＋Ｃ量＋Ｍ量）に占める各元素量の割合（原子％）である。
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（１）
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（２）
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−−−−−− 式（３）
【００２８】
請求項３記載のコネクタ接点材料は、前記フッ素系油がパーフルオロポリエーテル系オイルである請求項１または２記載のコネクタ接点材料である〔第３発明〕。
【００２９】
請求項４記載のコネクタ接点材料は、前記導電性基材がアルミニウムまたはアルミニウム合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料である〔第４発明〕。
【００３０】
請求項５記載のコネクタ接点材料は、前記導電性基材が銅または銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料である〔第５発明〕。
【００３１】
請求項６記載のコネクタ接点材料は、前記導電性基材が、錫めっきまたは錫合金めっきが施された銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料である〔第６発明〕。
【００３２】
請求項７記載の多極端子は、請求項１〜６のいずれかに記載のコネクタ接点材料を用いた多極端子である〔第７発明〕。
【００３３】
【発明の実施の形態】
電気接点では、使用する潤滑付与成分が長期に安定であることが望ましい。コネクタ接点において潤滑油だけでは摩擦低減効果が不十分である。コネクタ接点の基材（導電性基材）の表面に樹脂皮膜を形成すれば、摩擦低減効果はあるが、接触抵抗の点からは不利なため、コネクタの嵌合部全面を樹脂皮膜処理するのは不適当である。
【００３４】
これに対し、コネクタ接点の基材（導電性基材）の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油を塗布すれば、充分に摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低いものとなる。
【００３５】
このようにフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油を塗布すると、コネクタの嵌合部にフッ素系樹脂微粒子が分散付着する。これにより、全体的な摩擦係数を充分に小さい水準に下げることができる。また、コネクタの導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子が付着していない部分が存在し、これにより充分に低い接触抵抗を確保することができる。
【００３６】
フッ素系樹脂微粒子は、通常の有機溶剤との濡れ性が悪いが、フッ素系油との濡れ性は良好なため、導電性基材とフッ素系樹脂微粒子の間に浸透したフッ素系油が、その毛管張力により、導電性基材表面にフッ素微粒子を付着させる。
【００３７】
また、フッ素系油自身が化学的に安定であり、潤滑性も兼ね備えているため、フッ素系樹脂微粒子の付着していない端子面同士が接触しても、相当の潤滑性を確保することができる。
【００３８】
一方で、フッ素系油自身は液体であるため、端子同士が直接接触する場合にも適度に流動することにより端子間接触（端子表面のミクロな凸部の直接接触）の通電性を阻害することがない。
【００３９】
また、フッ素系油は合成油であるため、分子量を自由に選定することができ、ハンドリング温度においても蒸発せず常温から高温まで安定した性能を発揮できる。
【００４０】
本発明に係るコネクタ接点材料は、前述のように、導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料としている〔第１発明〕。従って、上記のことからわかるように、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低い。このため、多極端子のコネクタ接点材料として好適に用いることができ、充分に摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低い多極端子を得ることができる。
【００４１】
前記フッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式（１） 〜（３） を満たす量にすることが望ましい〔第２発明〕。ただし、下記式（１） 〜（３） において、Ｆはフッ素、Ｃは炭素、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものである。各元素量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）であって、各元素量の合計量（Ｆ量＋Ｃ量＋Ｍ量）に占める各元素量の割合（原子％）である。
【００４２】
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（１）
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（２）
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−−−−−− 式（３）
【００４３】
このようにフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を式（１） 〜（３） を満たす量にすると、より確実に（より高い水準で）、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低いものとなる。
【００４４】
Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）およびＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が大きくなると、フッ素系樹脂微粒子およびフッ素系油の被覆率が大きくなり、摩擦係数が小さくなり、接触抵抗値が大きくなる（導電性が低下する）。Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）およびＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が小さくなると、フッ素系樹脂微粒子およびフッ素系油の被覆率が小さくなり、摩擦係数が大きくなり、接触抵抗値が小さくなる。
【００４５】
上記式（１） 〜（３） を同時に満たす場合、すなわち、Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が０．４３超１００ 未満であると共に、Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が０．４３超１００ 未満であり、且つ、Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）が０．８６超２．００未満の場合は、摩擦係数および導電性がともに良好であり、より確実に（より高い水準で）、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低いものとなる。
【００４６】
Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）及びＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が０．４３以下の場合、無処理材と比べ、接触抵抗値はさほど増加しないが、摩擦係数の低減効果も得られない。Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）及びＣ量（原子％）／Ｍ量（原子％）が１００ 以上の場合、摩擦係数は小さくなるが、接触抵抗値が大きくなる。
【００４７】
Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）が０．８６以下の場合、充分な摩擦低減効果は得られない。
【００４８】
フッ素系樹脂微粒子としては、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｌｅｎｅ：ポリテトラフルオロエチレン）が最も一般的である。粒径：十分の数μｍ 〜数百μｍ と幅広い粒径範囲（粒径により製法異なる）のものが使用できる。本発明においては、上記粒径範囲のものを広く利用することが可能であるが、十分の数μｍ 〜数十μｍ レベルのものが特に好ましい。このような粒径のものとしては、例えば、市販品として１〜２、４〜５、５〜６、１０〜１５、２０μｍ （米国ＳＨＡＭＲＯＣＫ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ 社）、０．２ 〜０．４ μｍ （ダイキン工業株式会社製）のものがある。
【００４９】
下地の導電性基材（例えば錫めっき銅板）の表面粗度（Ｒａ）は、通常０．２ μｍ 以下程度である。ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂微粒子の粒径は、導電性基材の表面粗度と同等以上であることが望ましい。この粒径があまり大きすぎると、基板から脱落しやすくなり、また、端子間接触を阻害する場合があり、粒径があまり小さすぎると、フッ素系樹脂微粒子が基材の凹部に入り込んでしまい、充分な摩擦低減効果が得られなくなる場合がある。このため、粒径：十分の数μｍ 〜数十μｍ 程度までのものが望ましい。
【００５０】
フッ素系樹脂微粒子には、ＰＴＦＥ以外にもフッ素含有樹脂として以下のものがあり、これら樹脂の微粒子もＰＴＦＥ同様に使用することができる。
【００５１】
（１） ＰＦＡ （テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）
（２） ＦＥＰ （テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）
（３） ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン重合体）
（４） ＰＣＴＴＥ （ポリクロロトリフルオロエチレン）
（５） ＥＣＴＦＥ （クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体）
（６） ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）
（７） ＰＶＦ （ポリビニルフルオライド）
【００５２】
フッ素系油としては、パーフルオロポリエーテル系オイルを用いることが望ましい〔第３発明〕。パーフルオロポリエーテル系オイルとしては、ＰＦＰＥ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｌｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ：パーフルオロアルキルポリエーテル）がある。ＰＦＰＥは、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｅｌｅｎｅ）の主鎖〔−（ＣＦ２ＣＦ２）ｎ− 〕に酸素を導入することで主鎖の柔軟性を増し、常温で液体の高分子としたものである。
【００５３】
ＰＴＦＥは、Ｃ−Ｆ 結合に由来して表面エネルギーが小さいため、摩擦係数は小さくなるが、固体であり、また、非導電性のため、端子間の導電性確保の上では不都合である。
【００５４】
ＰＦＰＥは、ＰＴＦＥよりも摩擦係数は大きくなるが、液体である（流動性がある）ため、端子間の直接接触を阻害せず、金属素材間の導通性を確実に確保できる。また、摺動時の潤滑膜自己修復性も期待できる。
【００５５】
端子では導電性基材間の導通性確保が必要である。導電性基材全面をＰＴＦＥ（固体）で被覆すると、導電性基材間の導通性確保ができない。端子素材（導電性基材）の相当部分を露出させておき、素材同士の接触を妨げないようにすることが望ましい。
【００５６】
ＰＦＰＥは、ＰＴＦＥ塗布時の分散剤として、また、ＰＴＦＥを固体表面に緩やかに付着させるバインダーとして機能し、更に、それ自体が潤滑剤として機能する。なお、ＰＴＦＥは撥水・撥油性のため、ＰＦＰＥ以外の溶剤では分散困難であるが、ＰＦＰＥには容易に分散する。また、上記のように潤滑剤として機能するが、導電性を阻害しないものである。
【００５７】
ＰＦＰＥは、製法の違いにより主鎖、側鎖構造の異なるものが市販されており、例えばＫＸ型、ＤＳ型、ＦＺ型というものがある。これらは分子構造の違いに由来して、粘度特性、粘度の圧力・温度依存性が異なるが、いずれも本発明でのフッ素系油として問題なく使用できる。また、フッ素系油の分子中に様々な末端基を導入することにより、導電性基材表面への吸着性も変化させることができる。
【００５８】
フッ素系油としては、例えば、市販のフッ素系潤滑油デムナムシリーズ（直鎖型）（ダイキン化学工業）のもの等が利用できる。ただし、所要の性能を得るためには、フッ素樹脂微粒子およびフッ素系油の付着量を適切に調整する必要がある。
【００５９】
本発明において、導電性基材としては、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅または銅合金、錫めっきまたは錫合金めっきが施された銅合金を用いることができる〔第４〜６発明〕。
【００６０】
第１〜６発明に係るコネクタ接点材料を用いた多極端子は、充分に摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低い多極端子である〔第７発明〕。
【００６１】
前記式（１） 〜（３） において、各元素量（原子％）、即ち、Ｆ量（原子％）、Ｃ量（原子％）、Ｍ量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）である。この測定（分析）は、例えば次のような分析方法により行う。
【００６２】
分析装置として、Ｎｉｋｏｎ 社製環境制御型電子顕微鏡ＥＳＥＭ−２７００ にＥＤＡＸ社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置Ｆａｌｃｏｎ（検出器ＵＴＷ ）を併用したものを用い、分析領域を電子顕微鏡観察倍率３０〜１０００倍での視野全域に相当する領域とし、この領域に対し、次の条件で面分析を行う。
【００６３】
（１） 加速電圧＝１０ｋＶ、
（２） ＷＤ（ワーキングディスタンス）＝１０ｍｍ
（３） 試料傾斜角度＝２０°
（４） 検出器スケールセッティング＝４５ｍｍ
（５） Ｘ線取り出し角度＝２７°
（６） Ｘ線強度＝２，０００ｃｐｓ（±１５％以内に調整）
（７） 分析時間＝２００Ｌｓｅｃ
【００６４】
前記式（１） 〜（３） において、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものであり、Ｍ量（原子％）はエネルギー分散型Ｘ線分析法により測定されるＭ量（原子％）である。導電性基材の構成元素が２元素以上の場合には、それらの元素の合計量（原子％）をＭ量（原子％）とする。例えば、導電性基材がＳｎとＣｕとからなる場合には、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定されるＳｎ量（原子％）とＣｕ量（原子％）との合計量（原子％）をＭ量（原子％）とする。
【００６５】
【実施例】
本発明の実施例および比較例を以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
導電性基材としてＳｎめっきした銅合金を用い、この表面に表１に示す塗布物を塗布する処理を行ってコネクタ接点材料を製作し、これを試験材として用いて摩擦係数、接触抵抗値を測定した。また、エネルギー分散型Ｘ線分析法による各元素量（原子％）の分析を行った。
【００６７】
このとき、摩擦係数は、作成した試験材同士（同じ錫めっき黄銅板）を一定面積接するようにして、オートグラフを用いて測定した。即ち、図１に模式的に示すように、面積１ｃｍ２ の試験材１を荷重（Ｎ）１ｋｇｆの同底面積のブロック２に張り付け、それを他方の試験材３の表面で移動速度０．３８ｍｍ／ｓｅｃで滑らせ、その水平方向にかかる力（Ｆ）から動摩擦係数（μ）を下記式Ａにより計算した。なお、図１において、付番の４は試験材を引っ張るワイヤー（弾性の少ないもの）、５はプーリー、６はロードセルを示すものである。
μ＝Ｆ／Ｎ −−−−−−−−−−−− 式Ａ
【００６８】
接触抵抗値は、試験材の端面を防水塗装した後、温度４０℃、湿度８５％の雰囲気に２４時間放置した試験材を用いて、四端子法により、開放電圧２０ｍＶ、電流１０ｍＡ、摺動加重１００ｇｆで測定した値である。
【００６９】
エネルギー分散型Ｘ線分析法による各元素量（原子％）の分析は、次のような分析方法により行った。
【００７０】
分析装置として、Ｎｉｋｏｎ 社製環境制御型電子顕微鏡ＥＳＥＭ−２７００ にＥＤＡＸ社製エネルギー分散型Ｘ線分析装置Ｆａｌｃｏｎ（検出器ＵＴＷ ）を併用したものを用い、分析領域を電子顕微鏡観察倍率３０〜１０００倍での視野全域に相当する領域（３０倍で約４．４ ×３．４ｍｍ の領域、１０００倍だと１３０ ×１００ μｍ の領域となる）とし、この領域に対し、次の条件で面分析を行う。なお、倍率を上げすぎると観察領域が狭くなりすぎ、測定値にばらつきがでるので、複数の領域で面分析を行い、測定値を平均化するのが適当である。
【００７１】
（１） 加速電圧＝１０ｋＶ、
（２） ＷＤ（ワーキングディスタンス）＝１０ｍｍ
（３） 試料傾斜角度＝２０°
（４） 検出器スケールセッティング＝４５ｍｍ
（５） Ｘ線取り出し角度＝２７°
（６） Ｘ線強度＝２，０００ｃｐｓ（±１５％以内に調整）
（７） 分析時間＝２００Ｌｓｅｃ
（８） 標準分析倍率＝３０倍
（９） 分析領域＝３ケ所を測定し平均化した。
【００７２】
表１において、試験材１は、Ｓｎめっきした銅合金そのものであって、塗布処理をしていないものであり、比較例１に係わるものである。試験材２は、Ｓｎめっきした銅合金よりなる導電性基材（以下、基材という）にフッ素オイル：０．５ ％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、比較例２に係わるものである。試験材３は、基材にフッ素オイル（フッ素系油）：５％、および、フッ素系樹脂微粒子：２％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、本発明の実施例１に係わるものである。試験材４は、基材にフッ素オイル：２％、および、フッ素系樹脂微粒子：０．５ ％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、本発明の実施例２に係わるものである。試験材５は、基材にフッ素オイル：２％、および、フッ素系樹脂微粒子：２％を含む揮発性のフッ素系溶剤を塗布したものであり、本発明の実施例３に係わるものである。試験材６は、基材に市販のフッ素ウレタン系塗料（フッ素樹脂：５０％、および、ウレタン樹脂：２％）を塗布したものであり、比較例３に係わるものである。
【００７３】
上記フッ素オイル（フッ素系油）としては、デムナムＳ−２０（ダイキン工業株式会社製）を用いた。上記フッ素系樹脂微粒子としては、ＳＳＴ−４ＭＧ（米国ＳＨＡＭＲＯＣＫ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製）を用いた。上記フッ素オイルの量（％）、フッ素系樹脂微粒子の量（％）は、これら成分の希釈・分散に用いた溶剤（旭硝子株式会社製、アサヒクリンＡＫ−２２５）を加えた総量に対する重量％である。例えば、実施例１の場合のフッ素系樹脂微粒子：０．５ ％は、塗工液中にフッ素系樹脂微粒子（ＳＳＴ−４ＭＧ）を０．５ 重量％含むということである。
【００７４】
次いで、これら比較例、実施例の塗工液をバーコーターでＳｎめっきした銅合金板に塗布した。この塗布材を風乾し、希釈溶剤を蒸発させることにより、所定組成、量のフッ素オイル、フッ素系樹脂微粒子を付着させた。
【００７５】
各試験材についての摩擦係数（μ）及び接触抵抗値（Ω）の測定結果を、エネルギー分散型Ｘ線分析法による各元素量（原子％）の分析結果と共に、表２に示す。なお、表２において、Ｃ／Ｓｎは、Ｃ量（原子％）／Ｓｎ量（原子％）のことである。Ｆ／Ｓｎは、Ｆ量（原子％）／Ｓｎ量（原子％）のことである。Ｆ／Ｃは、Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）のことである。μは摩擦係数、Ωは接触抵抗値を示すものである。
【００７６】
また、この表２でのデータを用いて作成したグラフを図２〜１０に示す。図２および図３はＣ／Ｓｎとμとの関係、図４および図５はＦ／Ｓｎとμとの関係を示すものである。図６はＦ／Ｃとμとの関係を示すものである。図７はＣ／ＳｎとΩとの関係、図８はＦ／ＳｎとΩとの関係を示すものである。図９はＦ／ＣとΩとの関係を示すものである。図１０は、横軸をＣ／Ｓｎ、縦軸をＦ／Ｓｎとしたときのμの等高線図を示すものである。なお、図２と図３とはいずれもＣ／Ｓｎとμとの関係を示すものであるが、横軸のスケールが異なる。図４と図５とはいずれもＦ／Ｓｎとμとの関係を示すものであるが、横軸のスケールが異なる。
【００７７】
表２あるいは更に図２〜１０からわかるように、試験材１（比較例１）の場合には、接触抵抗値（Ω）は小さくて良好であるものの、摩擦係数（μ）が大きくて悪い。試験材６（比較例６）の場合には、摩擦係数（μ）は小さくて良好であるものの、接触抵抗値（Ω）が大きくて悪い。
【００７８】
これに対し、試験材３（本発明の実施例１）、試験材４（実施例２）、試験材５（実施例３）の場合は、摩擦係数（μ）が小さくて良好であると共に、接触抵抗値（Ω）も小さくて良好である。なお、試験材２（比較例２）の一部（Ｎｏ．１Ｄ 〜１Ｆ）の場合には、摩擦係数（μ）が小さくて良好であると共に、接触抵抗値（Ω）も小さくて良好であるが、フッ素オイルがやや過剰に付着しているため、多少べとつきがあって、実用性に欠けるという問題点を有するものである。
【００７９】
試験材３〜５（本発明の実施例１〜３）の中でも、前述の式（１） 〜（３） を満たすものは、摩擦係数（μ）および接触抵抗値（Ω）がより小さく、特に摩擦係数（μ）がより小さくて良好である。
【００８０】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明に係るコネクタ接点材料は、充分に摩擦係数が小さく、且つ、接触抵抗値が充分に低く、このため、多極端子のコネクタ接点材料として好適に用いることができ、摩擦係数が小さくて挿入力が小さく、且つ、接触抵抗値が低い多極端子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例および比較例に係る試験材の摩擦係数の測定方法の概要を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／Ｓｎとμとの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／Ｃとμとの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／ＳｎとΩとの関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／ＳｎとΩとの関係を示す図である。
【図９】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＦ／ＣとΩとの関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例および比較例に係る試験材のＣ／ＳｎとＦ／Ｓｎとの関係であってμの等高線図を示す図である。
【符号の説明】
１−−試験材、２−−ブロック、３−−試験材、４−−ワイヤー、５−−プーリー、
６−−ロードセル。
Claims (7)
- 導電性基材の表面にフッ素系樹脂微粒子とフッ素系油が塗布されていることを特徴とするコネクタ接点材料。
- 前記フッ素系樹脂微粒子とフッ素系油の塗布量を下記式（１） 〜（３） を満たす量にした請求項１記載のコネクタ接点材料。
０．４３＜Ｆ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（１）
０．４３＜Ｃ量（原子％）／Ｍ量（原子％）＜１００ −−−−−−−−−−−− 式（２）
０．８６＜Ｆ量（原子％）／Ｃ量（原子％）＜２．００ −−−−−−−−−−−− 式（３）
ただし、上記式（１） 〜（３） において、Ｆはフッ素、Ｃは炭素、Ｍは導電性基材の構成元素を示すものである。各元素量（原子％）は、エネルギー分散型Ｘ線分析法により測定される元素量（原子％）であって、各元素量の合計量（Ｆ量＋Ｃ量＋Ｍ量）に占める各元素量の割合（原子％）である。 - 前記フッ素系油がパーフルオロポリエーテル系オイルである請求項１または２記載のコネクタ接点材料。
- 前記導電性基材がアルミニウムまたはアルミニウム合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料。
- 前記導電性基材が銅または銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料。
- 前記導電性基材が、錫めっきまたは錫合金めっきが施された銅合金である請求項１〜３のいずれかに記載のコネクタ接点材料。
- 請求項１〜６のいずれかに記載のコネクタ接点材料を用いた多極端子。
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