JP2012226994A - コネクタ構造および雌コンタクト - Google Patents
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Abstract
【課題】接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造である。
【選択図】 図4
【課題を解決するための手段】雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造である。
【選択図】 図4
Description
本発明は、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせるコネクタ構造および雌コンタクトに関する。
雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造は、各種の電気機器の電源や電気信号の接続端子構造に広く用いられている。
このコネクタ構造としては、雄コンタクトが雌コンタクトへ挿入されたときに雌コンタクトの挟持部が雄コンタクトを挟み、かつこの挟持部が雄コンタクトに押されて片持ち梁状に弾性的に撓むことにより雄コンタクトを弾性的にグリップする構造のものが挙げられる。
あるいは、雄コンタクトが雌コンタクトへ挿入されたときに、両者の間に生ずる押圧力により、雄コンタクトに設けられた撓み部が弾性的に撓むことにより雄コンタクトが弾性的にグリップされる構造のものが挙げられる。
このようなコネクタ構造は、雄コンタクトと雌コンタクトの接触を確実に維持することができるので、例えば、電気自動車の充電用のコネクタ構造などに、好適に用いられている。
このコネクタ構造においては、雄コンタクトの着脱の度に雌コンタクトの挟持部、あるいは雄コンタクトに設けられた撓み部が撓むので、挟持部あるいは撓み部には長期間にわたって繰り返しの曲げ弾性変形が生ずる。
一方、コンタクトの摺動部は高い電気伝導性を有することが必要であり、このためにコンタクトを構成する基材の表面には、銀のような電気伝導性の良い金属のメッキを施こすことが行われる。(例えば、特許文献1参照)
しかし、銀は柔らかいので摺動に対する耐摩耗性に劣るという問題がある。このため、銀に他の金属を混ぜた合金を使用することが考えられるが、合金化により、メッキ層が硬いものであると、上述の撓み変形によりメッキ層にクラックを生ずることになり、長期間の使用に耐えないという問題を生ずる。
[特許文献1]特開2001−188321号公報
本発明は、接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造を提供しようとする。
本発明の要旨とするところは、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、
前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造であることにある。
前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造であることにある。
また、本発明の要旨とするところは、雄コンタクトが着脱自在に嵌合する雌コンタクトであり、
前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%である雌コンタクトであることにある。
前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%である雌コンタクトであることにある。
本発明によると、接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造が提供される。
本発明によると、接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトが提供される。
本発明は、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、雌コンタクト、雄コンタクトのいずれか一方または両方が、雄コンタクトを雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造に関する。
このコネクタ構造の構造原理を模式図により説明する。なお、図1〜図4において、リード線などの付帯部品は不図示である。また、実際の形状は実用上の諸点に即して様々に変更されるべきものである。
図1は、雌コンタクト4aが撓み部6aを備えるコネクタ構造2aである。雌コンタクト4aは台座(基部)8と、台座8に止め用ねじ12で一端部(元端部)5を固定した撓み部6aを備える。撓み部6aは弾性板からなり、雄コンタクト14aが挿入されない状態(図1(a))では台座8に近接あるいは接触している。雄コンタクト14aが台座8と撓み部6aの間に挿入されると撓み部6aが一端部5を固定端とする片持ち梁が撓むように弾性的に撓み、撓み部6aと雄コンタクト14aとの間に押圧力が生じ、雌コンタクト4aと雄コンタクト14aとが電気的に導通状態となる(図1(b))。
コネクタ構造2aにおいては、雄コンタクト14aの挿入により、撓み部6aが一端部5を固定端とする片持ち梁の撓み的に変形する。
図2は、雄コンタクト14bが撓み部6bを備えるコネクタ構造2bである。雄コンタクト14bは基台部18と基台部18から突出する撓み部6bからなる。撓み部6bは複数個の帯板状撓み部材20からなり、帯板状撓み部材20の片端部22bが収束されて基台部18に固定されている。帯板状撓み部材20の先端部24bも収束されている。雄コンタクト14bはバナナプラグと呼ばれるものである。雄コンタクト14bが筒状の雌コンタクト4bに挿入されると、撓み部6bが片端部22bを固定端とする梁が撓むように弾性的に撓み、撓み部6bと雌コンタクト4bの内壁との間に押圧力が生じ、雌コンタクト4bと雄コンタクト14bとが電気的に導通状態となる。
図3は、雄コンタクトが図2に示すと同様の雄コンタクト14bからなり、雌コンタクト4cが図1に示すと類似の相対する一対の撓み部6c、6cを有するコネクタ構造2cである。一対の撓み部6c、6cはそれぞれ一端部(元端部)5cが台座(基部)8cに固定されている。なお、本明細書においては、各図にわたって記される同じ符号は同一又は同様の部材やものを示す。
コネクタ構造2cにおいて、雄コンタクト14bが一対の撓み部6c、6cの間に挿入されると撓み部6c、6cが一端部5cを固定端とする片持ち梁が撓むように弾性的に撓み、各撓み部6cと雄コンタクト14cとの間に押圧力が生じ、撓み部6bも弾性的に撓み、雌コンタクト4cと雄コンタクト14bとが電気的に導通状態となる。
図4は、丸筒状の被挿入部30を備える雌コンタクト4dと、丸棒状の挿入部32を備える雄コンタクト14dとからなるコネクタ構造2dである。
被挿入部30は長手方向に複数個に分割されており、その分割片がそれぞれ、挿入された雄コンタクト14dを挟持する挟持部36となっている。挟持部36は雄コンタクト14d挿入される入口側と反対側の元端部35で基部38に連接固定されている。挟持部36が撓み部6dを構成する。
コネクタ構造2dにおいて、雄コンタクト14dが雌コンタクト4dに挿入されると撓み部6dと雄コンタクト14dとの間に押圧力が生じ、撓み部6dが元端部35を固定端とする片持ち梁が撓むように弾性的に撓み、雌コンタクト4dと雄コンタクト14dとが電気的に導通状態となる。
これらのコネクタ構造においては、撓み部の撓みにより、撓み部に曲げ変形の力が作用し、これにより、撓み部にメッキ層が形成されている場合に、そのメッキ層にクラックが発生する傾向がある。とくに、コネクタの着脱が長期にわたり繰りかえされると、いっそうクラックが発生しやすくなる。このクラックは、メッキ層の硬度が小さい場合は発生しにくいが、メッキ層の硬度が小さいと摺動によりメッキ層が摩耗しやすいという問題を生ずる。
メッキ層は雄雌コネクタ間の接触抵抗を小さくするためや基体の腐食を防ぐために設けられるのでコネクタにとっては必須である。
これらの事項に鑑み鋭意検討の結果、本発明により、接触抵抗を小さく維持したうえで撓み部の曲げ変形によりクラックが発生しにくいメッキ層を有するコネクタ構造が見出された。
すなわち、周知のように、銀は電気接点部材にメッキ層に用いる素材として電気伝導度が大きい点では優れているが、硬度が低いので耐摩耗性に問題がある。この点を解決するために合金化を試み、銀と錫の合金が、接触抵抗、耐摩耗性(硬度)、クラックの生じにくさの全てを満足することがわかった。
かかる特性は銀と錫の合金をメッキ層に用いることにより達成される。かつ、その合金全体に対する錫の含有比率が5〜30重量%であることにより達成される。
詳述すれば、本発明のコネクタ構造は、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれかまたは両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、
前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金全体に対する錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造である。
前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金全体に対する錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造である。
この撓み部は、銅や銅合金などの導電性の金属基体の表面にこのようなメッキ層が形成されてなる。
とくに、図4に示す態様においては、雌コンタクト4dのコネクタの撓み部6dを構成する挟持部36が雄コンタクト14dが挿入される入口側と反対側の元端部35で基部38に連接固定されていて、雌コンタクト4dは一体の成形体として成形できる。この成形体と同形状の導電性の基体に銀と錫の合金のメッキを施すことにより、本発明の雌コンタクトが得られる。この合金のメッキは、基体の、挟持部36の部分に相当する部分を含む全体の表面に施されてもよいが、基体の、挟持部36の部分に相当する部分の表面のみに施されてもよい。
表1に銀と錫の合金からなるメッキ層52が基板54の表面に形成されたテストピース50(図5)の表面硬度、接触抵抗、クラック発生度合いを示す。表中、配合比の数値は合金全体に対する錫の含有比率(重量%)である。表2は表1に対応する表面硬度、接触抵抗の実測値である。
<テストピースの調整>
基体;素材:銅合金(真鍮)
サイズ:縦20mm×横20mm×厚み0.1mm
メッキ条件;メッキ浴組成:シアン化銀カリウム
塩化第一錫二水和物
シアン化カリウム
(浴の組成比は合金の組成比に応じて決定した)
メッキ層の厚み:20μm
基体;素材:銅合金(真鍮)
サイズ:縦20mm×横20mm×厚み0.1mm
メッキ条件;メッキ浴組成:シアン化銀カリウム
塩化第一錫二水和物
シアン化カリウム
(浴の組成比は合金の組成比に応じて決定した)
メッキ層の厚み:20μm
<測定>
表面硬度;JIS−B7734に準じてビッカース硬さ試験法でHVを測定した。ビッカース硬さ試験機は、明石製作所製(型式MVK−G2)を用いた。
接触抵抗;荷重:300g
プローブ形状:1.0R
プローブ材質:洋白/金メッキ
クラックの発生度合い;テストピースを180度曲げた時のクラックの発生状態を60倍の拡大鏡を用い目視で観察した。
<評価>
硬度:硬度180HV未満:雌コンタクトと雄コンタクトを嵌合させるコネクタ用途(以下コネクタ用途と記す)には軟らか過ぎて不適・・・×
硬度180HV以上:コネクタ用途に使用可能な値である・・・○
接触抵抗:40mΩを超えた値:コネクタ用途として不可・・・×
10〜40mΩ:コネクタ用途として良・・・○
10mΩ未満:コネクタ用途として極めて良・・・◎
クラック発生度合い:発生が認められない・・・○
発生が認められる・・・×
表面硬度;JIS−B7734に準じてビッカース硬さ試験法でHVを測定した。ビッカース硬さ試験機は、明石製作所製(型式MVK−G2)を用いた。
接触抵抗;荷重:300g
プローブ形状:1.0R
プローブ材質:洋白/金メッキ
クラックの発生度合い;テストピースを180度曲げた時のクラックの発生状態を60倍の拡大鏡を用い目視で観察した。
<評価>
硬度:硬度180HV未満:雌コンタクトと雄コンタクトを嵌合させるコネクタ用途(以下コネクタ用途と記す)には軟らか過ぎて不適・・・×
硬度180HV以上:コネクタ用途に使用可能な値である・・・○
接触抵抗:40mΩを超えた値:コネクタ用途として不可・・・×
10〜40mΩ:コネクタ用途として良・・・○
10mΩ未満:コネクタ用途として極めて良・・・◎
クラック発生度合い:発生が認められない・・・○
発生が認められる・・・×
表1より、コネクタ用途としてはメッキ層を形成する合金全体に対する錫の含有比率が5〜30重量%であることが好ましいことがわかる。
図4に示す雌コネクタと同形状の基体(真鍮製)の全表面に厚さ20μmの銀錫合金メッキ(合金に対する錫含有比率を20重量%とした)を施し、電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。なお、メッキにおけるメッキ浴組成は、シアン化銀カリウム、塩化第二錫水和物を主成分とするものであり、組成比は錫の目標含有比率に応じられるように調整した。
このコネクタによる充電は実用上問題なく行うことができた。また、10,000回の着脱後も、メッキ層にクラックの発生が認められなかった。
[比較例1]
合金全体に対する錫含有比率を40重量%とした以外は実施例と同様にして電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。このコネクタによる充電は可能であったが、10,000回の着脱後には、メッキ層にクラックの発生が認められた。
合金全体に対する錫含有比率を40重量%とした以外は実施例と同様にして電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。このコネクタによる充電は可能であったが、10,000回の着脱後には、メッキ層にクラックの発生が認められた。
[比較例2]
合金全体に対する錫含有比率を3重量%とした以外は実施例と同様にして電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。このコネクタによる充電は可能であったが、10,000回の着脱後には、メッキ層の摩耗により基体の露出が著しかった。
合金全体に対する錫含有比率を3重量%とした以外は実施例と同様にして電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。このコネクタによる充電は可能であったが、10,000回の着脱後には、メッキ層の摩耗により基体の露出が著しかった。
本発明のコネクタ構造は、電気自動車の充電用コネクタをはじめとして、各種の電気、電子機器用のコネクタに好適に適用できる。
2a、2b、2c、2d:コネクタ構造
4a、4b、4c、4d:雌コンタクト
5、5c:一端部(元端部)
6a、6b、6c、6d:撓み部
8、8c:台座(基部)
14a、14b、14c、14d:雄コンタクト
18:基台部
20:帯板状撓み部材
22b:片端部
35:元端部
36:挟持部
38:基部
4a、4b、4c、4d:雌コンタクト
5、5c:一端部(元端部)
6a、6b、6c、6d:撓み部
8、8c:台座(基部)
14a、14b、14c、14d:雄コンタクト
18:基台部
20:帯板状撓み部材
22b:片端部
35:元端部
36:挟持部
38:基部
Claims (2)
- 雌コンタクトと該雌コンタクトに着脱自在に嵌合する雄コンタクトとを備え、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%であるコネクタ構造。
- 雄コンタクトが着脱自在に嵌合する雌コンタクトであり、
前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が5〜30重量%である雌コンタクト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011093823A JP2012226994A (ja) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | コネクタ構造および雌コンタクト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011093823A JP2012226994A (ja) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | コネクタ構造および雌コンタクト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012226994A true JP2012226994A (ja) | 2012-11-15 |
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ID=47276942
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---|---|---|---|---|
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JP2020124043A (ja) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ケアユニット |
-
2011
- 2011-04-20 JP JP2011093823A patent/JP2012226994A/ja not_active Withdrawn
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JP7084217B2 (ja) | 2017-06-15 | 2022-06-14 | 矢崎総業株式会社 | 電気接点部材、めっき付き端子、端子付き電線、及びワイヤーハーネス |
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---|---|---|---|
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