JP2015149218A - 固定接点 - Google Patents

Abstract

【課題】高コスト化や大型化を招くことなく移動接点との電気抵抗を低く抑える。
【解決手段】移動接点９が摺動する固定接点１において、母材３と、母材３を覆っためっき層５（すず：Ｓｎ等）とを備え、母材３はめっき層５よりも電気抵抗率が高い銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）の合金、ステンレス鋼等の板材で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動接点が摺動する固定接点に関する。

移動接点や移動接点が摺動する固定接点は、表面をめっき層で覆う場合が多い。特に、移動接点が固定接点に対してスムーズに摺動するように両接点間の摩擦抵抗を減らす目的で、固定接点の表面をすず（Ｓｎ）でめっきすることはよく知られている。一方、移動接点と固定接点との間の電気抵抗を下げる目的のめっきには、すず（Ｓｎ）よりも電気抵抗率の低い銀（Ａｇ）が多用される（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１８９６８０号公報

しかし、貴金属である銀を材料に用いるめっきは材料コストが高くついてしまい、高い材料コストがかかるのを避けるために移動接点と固定接点との接触面積を増やして電気抵抗を下げようとすると、今度は、接点やそれを有するコネクタ等の大型化を招いてしまう。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、高コスト化や大型化を招くことなく移動接点との電気抵抗を低く抑えることができる固定接点を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載した本発明の固定接点は、
移動接点が摺動する固定接点において、
母材と、
前記母材を覆った被覆層とを備え、
前記母材は、前記被覆層よりも電気抵抗率が高い材料で構成されている、
ことを特徴とする。

請求項１に記載した本発明の固定接点によれば、被覆層よりも母材の方が電気抵抗率が高いので、固定接点内を流れる電流は、母材内よりも被覆層内において広い範囲に拡散する。したがって、低電気抵抗率の貴金属材料でなく非貴金属材料を用いた被覆層で母材を覆っても、電流が流れる範囲を被覆層において母材よりも広い範囲に拡散させておいて、母材においても広い範囲を電流が流れるようにすることができる。

これにより、移動接点の固定接点に対する接触面積を増やさなくても、母材において電流が流れる範囲を拡げて固定接点の電気抵抗率を低く抑え、高コスト化や大型化を招くことなく移動接点との電気抵抗を低く抑えることができる。

また、請求項２に記載した本発明の固定接点は、請求項１に記載した本発明の固定接点において、前記被覆層は、互いに材料が異なる複数の層を積層して構成されており、前記母材に近い層ほど、前記被覆層の表面に近い層よりも電気抵抗率が高い材料で構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載した本発明の固定接点によれば、請求項１に記載した本発明の固定接点において、電気抵抗率の低い度合いが大きい材料を各層に用いなくても、各層において電流が流れる範囲を徐々に拡大して、母材において電流が流れる範囲を大きい範囲に拡げ電気抵抗率を低く抑えることができる。

なお、請求項３に記載した本発明の固定接点のように、請求項１又は２に記載した本発明の固定接点において、前記被覆層はすず（Ｓｎ）を用いて構成されていてもよい。

本発明によれば、高コスト化や大型化を招くことなく移動接点との電気抵抗を低く抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係る固定接点を示す説明図である。 固定接点に対する接触面積を増やした比較例の移動接点を示す説明図である。 めっき層の電気抵抗率が母材の電気抵抗率よりも高い比較例の移動接点を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る固定接点を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る固定接点について図面を参照して説明する。本実施形態では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ、エンジンとモータ−ジェネレータの併用車）等の大電流が移動接点との間を流れる固定接点の場合を例に取って説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る固定接点を示す説明図である。図１に示す本実施形態の固定接点１は、母材３の表面をめっき層５（請求項中の被覆層に相当）で覆って構成されており、不図示の雄コネクタハウジングに収容されている。

めっき層５の表面５ａは、酸化防止被膜７によって覆われており、この酸化防止被膜７は、不図示の雌コネクタハウジングに収容された断面円弧状の移動接点９が雄コネクタの雌コネクタに対する嵌合時に摺動する固定接点１の摺動面１ａを構成する。

ここで、めっき層５と移動接点９との接触抵抗（電気抵抗）Ｒは、めっき層５の電気抵抗率（体積抵抗率）をρ、固定接点１と移動接点９との接触半径をａ、酸化防止被膜７の電気抵抗率（体積抵抗率）をρｆ、酸化防止被膜７の膜厚をｄとした場合、Ｒ＝（ρ／２ａ）＋ρｆｄ／πａ＾２で表すことができる。

そして、本実施形態の固定接点１では、母材３を、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）の合金、ステンレス鋼等の板材で構成し、めっき層５を、母材３よりも電気抵抗率が低い例えばすず（Ｓｎ）を母材３の表面にめっきして形成している。

このように構成された本実施形態の固定接点１では、めっき層５よりも母材３の方が電気抵抗率が高いので、固定接点１内を流れる電流は、図１中の破線の矢印で模式的に示すように、母材３内よりもめっき層５内において広い範囲に拡散する。したがって、めっき層５に、銀（Ａｇ）等の低電気抵抗率の貴金属材料でなく、非貴金属材料であるすず（Ｓｎ）を用いても、電流が流れる範囲がめっき層５において広い範囲に拡散し、移動接点９が母材３上を直接摺動する場合よりも、母材３において広い範囲を電流が流れるようにすることができる。

これにより、図２の説明図に示す比較例のように固定接点１Ａに対する接触面積が増えるように移動接点９Ａを構成しなくても、図３に示す比較例のように母材３よりも電気抵抗率が高いめっき層５Ａとする固定接点１Ｂに比べて、母材３において電流が流れる範囲を拡げて固定接点１の電気抵抗率を低く抑え、高コスト化や大型化を招くことなく移動接点９との電気抵抗を低く抑えることができる。

なお、本実施形態では、母材３の表面にめっき層５を形成することで、固定接点１の表面に被覆層を形成するものとした。しかし、固定接点１の表面に被覆層を形成する方法としては、めっきの他、蒸着やスパッタリング等の方法を用いることができる。また、母材の表面に、母材よりも電気抵抗率が低い薄板を貼り合わせたクラッド材で固定接点を構成することで、被覆層を形成してもよい。

また、図４の説明図に示す本発明の第２実施形態に係る固定接点１Ｃのように、母材３の表面を第１の層５ｂで覆い、第１の層５ｂの表面を第２の層５ｃでさらに覆って、これら第１及び第２の層５ｂ，５ｃにより構成される積層体５ｄ（請求項中の被覆層に相当）を、第１実施形態の固定接点１におけるめっき層５（以上、図１参照）の代わりとする構成としてもよい。

このとき、第１の層５ｂには、母材３よりも電気抵抗率（体積抵抗率）が低い材料を用いる。また、第２の層５ｃには、第１の層５ｂよりも電気抵抗率（体積抵抗率）が低い材料を用いる。

これにより、母材３に対する電気抵抗率の低さが大きい単一の材料で母材３の表面を覆わなくても、図４中の破線の矢印で模式的に示すように、第１及び第２の各層５ｂ，５ｃにおいて電流が流れる範囲を徐々に拡大して、母材３において電流が流れる範囲を大きい範囲に拡げ固定接点１Ｃの電気抵抗率を低く抑えることができる。

なお、第１の層５ｂや第２の層５ｃの積層方法は、めっきの他、蒸着やスパッタリングによってもよい。また、第１の層５ｂと第２の層５ｃとを貼り合わせてクラッド材とした積層体５ｄを、母材３の表面に積層してもよい。

また、本実施形態では、雄コネクタの雌コネクタに対する嵌合時に雌コネクタハウジングの移動接点９が雄コネクタハウジングに収容された固定接点１，１Ａの摺動面１ａ上を摺動するものとしたが、本発明は、移動接点が摺動する摺動面を有する固定接点に広く適用可能である。

本発明は、移動接点が摺動する固定接点に適用して極めて有用である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 固定接点
１ａ 摺動面
３ 母材
５，５Ａ めっき層（被覆層）
５ａ めっき層表面
５ｂ 第１の層
５ｃ 第２の層
５ｄ 積層体（被覆層）
７ 酸化防止被膜
９，９Ａ 移動接点

Claims (3)

1. 移動接点が摺動する固定接点において、
   母材と、
   前記母材を覆った被覆層とを備え、
   前記母材は、前記被覆層よりも電気抵抗率が高い材料で構成されている、
   ことを特徴とする固定接点。
2. 前記被覆層は、互いに材料が異なる複数の層を積層して構成されており、前記母材に近い層ほど、前記被覆層の表面に近い層よりも電気抵抗率が高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載の固定接点。
3. 前記被覆層はすず（Ｓｎ）を用いて構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の固定接点。

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