JP2013168278A - 端子接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗粉に起因する接触抵抗の増加を有効に抑制することができる端子接続構造を提供する。
【解決手段】タブ部２を有するオス端子と、接点部１３を有するメス端子とを備え、タブ部２と接点部１３が互いに摺動して接触される端子接続構造であって、タブ部２の摺動面側には、摺動方向の傾斜方向に沿って第１突壁２ａと第１凹部２ｂが交互に設けられ、接点部１３の摺動面側には、摺動方向の傾斜方向で、且つ、第１突壁２ａ及び第１凹部２ｂとは交差する向きに沿って第２突壁１３ａと第２凹部１３ｂが交互に設けられた。
【選択図】図５

Description

本発明は、第１端子の第１接点部と第２端子の第２接点部が互いに摺動して接触される端子接続構造に関する。

端子接続構造として、コネクタ嵌合過程で第１端子の第１接点部と第２端子の第２接点部が互いに摺動して接触状態とされるものが従来より提案されている。かかる端子接続構造にあって、振動、熱衝撃、温湿度サイクル等の環境下でコネクタ使用されると、第１端子と第２端子間が微摺動し、微摺動によって第１接点部と第２接点部の表面メッキ層（例えば錫メッキ）が削れ、摩耗粉が発生する。摩耗粉が第１接点部と第２接点部の間に介在すると、接触抵抗が増加する。

ここで、第１接点部と第２接点部間の接触荷重が大きい（例えば４．０Ｎ）と、第１接点部と第２接点部間の微摺動距離も短く抑えられ、微摺動によって発生する摩耗粉量が少なく抑えられる。

しかし、近年のコネクタの小型化に伴い、第１接点部と第２接点部間の接触荷重が小さくなると（例えば１．０Ｎ以下）、第１接点部と第２接点部間の微摺動距離が大きくなり、微摺動によって発生する摩耗粉量も多くなるため、耐久性が低下する。

このような問題を解決する従来の端子接続構造として、特許文献１に開示されたものが考えられる。この接点接続構造は、図６に示すように、可動側端子５０と固定側端子６０を有する。可動側端子５０は、円弧状の可動接点部５１を有する。固定側端子６０は、可動接点部５１が摺動する固定接点部６１を有する。固定接点部６１の摺動面側には、摺動方向（端子移動方向）Ｓに沿って延びる溝６２が間隔を置いて複数形成されている。

上記構成において、端子接続時や微摺動時にあって、可動側端子５０の接点部５１が固定側端子６０の固定接点部６１上を摺動する。この摺動過程において、摩耗粉が発生すると、発生した摩耗粉が可動接点部５１の移動によって移動し、その一部が溝６２内に入り込む。これにより、可動接点部５１と固定接点部６１の間に介在する摩耗粉の量を低減でき、接触抵抗の増加を抑制できる。

特開２０００−１８８０２８号公報

しかしながら、前記従来の端子接続構造では、可動接点部５１や固定接点部６１上に発生した摩耗粉がその摺動方向Ｓの直交方向に変移しなければ溝６２に入り込むことができないため、摩耗粉のごく一部が溝６２内に入り込むのみである。そのため、可動接点部５１と固定接点部６１の間に介在する摩耗粉の量をあまり低減することができず、接触抵抗の増加を有効に抑制することができない。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、摩耗粉に起因する接触抵抗の増加を有効に抑制することができる端子接続構造を提供することを目的とする。

本発明は、第１接点部を有する第１端子と、第２接点部を有する第２端子とを備え、前記第１接点部と前記第２接点部が互いに摺動して接触される端子接続構造であって、前記第１接点部の摺動面側には、摺動方向の傾斜方向に沿って第１突壁と第１凹部が交互に設けられ、前記第２接点部の摺動面側には、摺動方向の傾斜方向で、且つ、前記第１突壁及び前記第１凹部とは交差する向きに沿って第２突壁と第２凹部が交互に設けられたことを特徴とする端子接続構造である。

前記第１凹部と前記第２凹部の幅及び深さは、摩耗粉の最大想定粒径以上の幅及び深さに設定されていることが好ましい。

前記第１突壁と前記第１凹部の傾斜角度、及び、前記第２突壁と前記第２凹部の傾斜角度は、それぞれ３０度〜６０度の範囲であることが好ましい。

本発明によれば、端子接続時や微摺動時にあって、第１接点部と第２接点部が互いに摺動（微摺動を含む）し、その摺動によって第１接点部や第２接点部上に金属メッキなどの摩耗粉が発生すると、第１接点部と第２接点部の摺動に追従して摩耗粉が移動する。ここで、第１接点部と第２接点部の接触ポイントは格子状であり、格子状の接触ポイント上に位置する摩耗粉は、第１接点部や第２接点部に伴って移動する際にその移動方向に関わらず第１凹部と第２凹部に入り込むことになる。これにより、第１接点部と第２接点部の間に介在する摩耗粉の量を十分に低減でき、摩耗粉に起因する接触抵抗の増加を有効に抑制することができる。

本発明の一実施形態を示し、（ａ）はオス端子とメス端子の端子接触前の断面図、（ｂ）はオス端子とメス端子の端子接触完了時の断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）はオス端子のオス側接点部の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１の拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）はメス端子のメス側接点部の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ２の拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る突壁の拡大断面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ突壁の変形例の拡大断面図である。 本発明の一実施形態を示し、（ａ）はオス側接点部とメス側接点部の直接に接触する箇所（クロスハッチング）を示す図、（ｂ）は微摺動によってオス側接点部とメス側接点部が移動する状態を説明する図である。 従来例の端子接続構造の斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施形態を示す。本発明に係る端子接続構造を適用したコネクタ装置は、第１コネクタ（図示せず）と第２コネクタ（図示せず）を備える。第１コネクタは、第１コネクタハウジング（図示せず）と、この第１コネクタハウジング内に固定された第１端子であるオス端子１を有する。第２コネクタは、第２コネクタハウジング（図示せず）と、この第２コネクタハウジング内に固定された第２端子であるメス端子１０を有する。第１コネクタハウジングと第２コネクタハウジングは、互いにコネクタ嵌合可能に構成されている。コネクタ嵌合状態で、弾性変形力によってオス端子１とメス端子１０が接触される。以下、オス端子１とメス端子１０の詳しい構成を説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、オス端子１は、導電性部材にて形成され、その表面には錫（Ｓｎ）メッキが施されている。オス端子１は、オス側接点部であるタブ部２を有する。このタブ部２の摺動面側（接点部１３に対応する側）には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、摺動方向（端子挿入方向及び端子離脱方向）Ｓの傾斜方向に沿って第１突壁２ａと第１凹部２ｂが交互に設けられている。摺動方向（端子挿入方向及び端子離脱方向）Ｓに対する傾斜角度αは、３０度〜６０度の範囲である。第１突壁２ａの断面形状は、図４（ａ）に示すように、四角形である。第１凹部２ｂの幅及び深さは、摩耗粉の最大想定粒径以上の幅及び深さに設定されている。詳細には、錫メッキの場合には、摩耗粉の粒径が０．１〜１０μｍ程度であるため、第１凹部２ｂの幅及び深さは１０μｍ以上に設定されている。

メス端子１０は、導電性部材をプレス加工することにより形成されている。メス端子１０は、前方が開口された箱枠体１１を有する。箱枠体１１内の上面側には、折り曲げによって弾性アーム部１２が設けられている。弾性アーム部１２には、下方に向かって突出するメス側接点部である接点部１３が折り曲げによって設けられている。接点部１３の摺動面側（タブ部に対応する側）には、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、摺動方向（端子挿入方向及び端子離脱方向）Ｓの傾斜方向で、且つ、タブ部２とは逆向き（第１突壁２ａ及び前記第１凹部２ｂとは交差する向き）に沿って第２突壁１３ａと第２凹部１３ｂが交互に設けられている。摺動方向（端子挿入方向及び端子離脱方向）Ｓに対する傾斜角度βは、３０度〜６０度の範囲である。第２突壁１３ａの断面形状は、図４（ａ）に示すように、四角形である。第２凹部１３ｂの幅及び深さは、摩耗粉の最大想定粒径以上の幅及び深さに設定されている。詳細には、錫メッキの場合には、摩耗粉の粒径が０．１〜１０μｍ程度であるため、第２凹部１３ｂの幅及び深さは１０μｍ以上に設定されている。

箱枠体１１の下面部１１ａには２箇所に接触片部１４が折り曲げによって設けられている。

図１（ａ）の状態にあって、オス端子１のタブ部２をメス端子１０の箱枠体１１内に挿入すると、オス端子１のタブ部２の先端側が弾性アーム部１２と箱枠体１１の下面部１１ａ又は接触片部１４に当接する。この状態より更にオス端子１に挿入力を作用させると、弾性アーム部１２が撓み変形してオス端子１のタブ部２の挿入が許容される。オス端子１は、そのタブ部２がメス端子１０の接点部１３と接触片部１４にそれぞれ摺動しながら奥に挿入される。そして、図１（ｂ）に示すように、オス端子１を接触完了位置まで挿入すると、端子接続作業が完了する。オス端子１のタブ部２とメス端子１０の接点部１３は、第１突壁２ａと第２突壁１３ａ同士が重なり合う接触ポイントＰ（図５（ａ）、（ｂ）では明確化のためクロスハッチング）でのみ接触するため、格子状で接触する。

また、端子接続されたオス端子１とメス端子１０は、振動、熱衝撃、温湿度サイクル等の環境下で使用されると微摺動する。

端子接続時や微摺動時にあって、タブ部２と接点部１３が互いに摺動（微摺動を含む）し、その摺動によってタブ部２や接点部１３上に錫メッキなどの摩耗粉が発生すると、タブ部２と接点部１３の摺動に追従して摩耗粉が移動する。ここで、タブ部２と接点部１３の接触ポイントＰは格子状であり、格子状の接触ポイントＰ上に位置する摩耗粉は、タブ部２や接点部１３に伴って移動する際にその移動方向に関わらず第１凹部２ｂと第２凹部１３ｂに入り込むことになる。これにより、タブ部２と接点部１３の間に介在する摩耗粉の量を十分に低減でき、摩耗粉に起因する接触抵抗の増加を有効に抑制することができる。

ここで、タブ部２と接点部１３のいずれか一方側のみに突壁と凹部を設ける場合には、面接触パターンが格子状ではなく斜め方向のストライプ状となるため、特定方向に移動する摩耗粉しか凹部に入り込むことができないため、有効に摩耗粉を除去できない。

特に、低接触荷重の端子接続構造では、微摺動摩耗に強く接続信頼性が得られる貴金属（Ａｕ、Ａｇ）メッキを施していたが、本実施形態では、上記理由によって摩耗粉を各突壁（接触面）上より除去できるため、錫メッキを施した接点接続構造であって、耐微摺動摩耗性がある接点接続構造を提供できる。

第１凹部２ｂと第２凹部１３ｂの幅及び深さは、摩耗粉の最大想定粒径より大きい幅及び深さに設定されている。従って、摩耗粉を確実に第１凹部２ｂや第２凹部１３ｂに入り込ませることができる。

第１突壁２ａと第１凹部２ｂの傾斜角度α、及び、第２突壁１３ａと第２凹部１３ｂの傾斜角度βは、それぞれ３０度〜６０度の範囲である。従って、摩耗粉は、あらゆる移動方向に対して短い移動距離で第１凹部２ｂや第２凹部１３ｂに入り込むことができ、有効に摩耗粉の除去ができる。

オス端子１側の傾斜角度αとメス端子１０側の傾斜角度βは、同じであっても、異なっていても良い。

第１突壁２ａ及び第２突壁１３ａの断面形状は、図４（ａ）に示すように、それぞれ四角形であるが、図４（ｂ）に示すように台形でも、図４（ｃ）に示すように半円形でも良い。又、摩耗粉が転がりによって第１凹部２ｂや第２凹部１３ｂにスムーズに入り込むことができる形状であれば、これら以外の形状でも良い。

前記実施形態では、オス端子１のタブ部２にあってはメス端子１０の接点部１３の摺動面側に、メス端子１０の接点部１３にあってはオス端子１のタブ部２の摺動面側に突壁と凹部を交互に設けたが、オス端子１のタブ部２にあっては、メス端子１０の接触片部１４の摺動面側に、メス端子１０の接触片部１４にあってはオス端子１のタブ部２の摺動面側にも突壁と凹部を交互に設けることが好ましい。

１ オス端子（第１端子）
２ タブ部（第１接点部）
２ａ 第１突壁
２ｂ 第１凹部
１０ メス端子（第２端子）
１３ 接点部（第２接点部）
１３ａ 第２突壁
１３ｂ 第２凹部

Claims (3)

1. 第１接点部を有する第１端子と、第２接点部を有する第２端子とを備え、前記第１接点部と前記第２接点部が互いに摺動して接触される端子接続構造であって、
   前記第１接点部の摺動面側には、摺動方向の傾斜方向に沿って第１突壁と第１凹部が交互に設けられ、前記第２接点部の摺動面側には、摺動方向の傾斜方向で、且つ、前記第１突壁及び前記第１凹部とは交差する向きに沿って第２突壁と第２凹部が交互に設けられたことを特徴とする端子接続構造。
2. 請求項１記載の端子接続構造であって、
   前記第１凹部と前記第２凹部の幅及び深さは、摩耗粉の最大想定粒径以上の幅及び深さに設定されていることを特徴とする端子接続構造。
3. 請求項１又は請求項２記載の端子接続構造であって、
   前記第１突壁と前記第１凹部の傾斜角度、及び、前記第２突壁と前記第２凹部の傾斜角度は、それぞれ３０度〜６０度の範囲であることを特徴とする端子接続構造。

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