JP2016173889A - Electrical contact pair and terminal pair for connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気接点対およびコネクタ用端子対に関する。 The present invention relates to an electrical contact pair and a connector terminal pair.
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車等の普及に伴い、モーター等へ電力を供給する電力供給線等に大電流用のコネクタ用端子が使用されるようになっている。この種のコネクタ用端子における電気接点には、通常、接触抵抗の低いAgめっきが用いられている。そして、各コネクタ用端子同士が嵌合されることにより、各電気接点のAg層同士が接触し、電気接点対における接点部が形成される。 In recent years, with the spread of hybrid vehicles and electric vehicles, high-current connector terminals are used for power supply lines for supplying power to motors and the like. Usually, Ag plating having a low contact resistance is used for electrical contacts in this type of connector terminal. When the connector terminals are fitted together, the Ag layers of the electrical contacts come into contact with each other, and a contact portion in the electrical contact pair is formed.
上記コネクタ用端子としては、例えば、特許文献1には、CuまたはCu合金よりなる母材と、母材表面を被覆するAg−Sn合金層と、Ag−Sn合金層を被覆し、最表面に露出するAg層とを有するめっき部材よりなるコネクタ用端子が開示されている。
As the connector terminal, for example, in
しかしながら、従来技術は、以下の点で改善の余地がある。すなわち、Agは、比較的軟質で凝着しやすい金属である。そのため、Ag層同士が接触してなる接点部を有する電気接点対は、Agの凝着による摩耗を生じやすく、耐摩耗性に劣る。特に、電気接点対に摺動による摩擦が作用する場合に、上記凝着による摩耗が顕著になる。激しい摩耗が生じると、表面に露出した母材やAg層よりも接触抵抗の大きい下層が接点部を構成することになるため、コネクタ用端子対の接続信頼性が低下する。 However, the conventional technology has room for improvement in the following points. That is, Ag is a metal that is relatively soft and easy to adhere. Therefore, an electrical contact pair having a contact portion formed by contacting Ag layers is likely to wear due to adhesion of Ag and is inferior in wear resistance. In particular, when friction due to sliding acts on the electrical contact pair, wear due to the adhesion becomes significant. When severe wear occurs, the base material exposed on the surface or the lower layer having a higher contact resistance than the Ag layer constitutes the contact portion, so that the connection reliability of the connector terminal pair decreases.
この点に関し、特許文献1では、Ag層の下に比較的硬いAg−Sn合金層を設けることによって表面の摩擦係数を小さくし、電気接点対の耐摩耗性を確保している。しかし、このような構成を採用した場合でも、接点部における摺動時の摩耗量を十分に減少させることができない場合がある。
In this regard, in
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、接点部における摺動時の摩耗量を減少させることが可能な電気接点対、コネクタ用端子対を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described background, and an object of the present invention is to provide an electrical contact pair and a connector terminal pair that can reduce the amount of wear at the time of sliding in the contact portion.
本発明の一態様は、第1導電性母材の上方に、第1Ag−Sn合金層と、該第1Ag−Sn合金層の表面に積層された第1Ag層とを備え、該第1Ag層が最表面に露出している第1電気接点と、
第2導電性母材の上方に、第2Ag−Sn合金層と、該第2Ag−Sn合金層の表面に積層された第2Ag層とを備え、該第2Ag層が最表面に露出している第2電気接点と、
上記第1電気接点における上記第1Ag層の表面と上記第2電気接点における上記第2Ag層の表面とが接触してなる接点部とを有しており、
該接点部にかかる接触圧力が630N/mm2以下であることを特徴とする電気接点対にある。
One embodiment of the present invention includes a first Ag—Sn alloy layer and a first Ag layer laminated on a surface of the first Ag—Sn alloy layer above the first conductive base material, the first Ag layer being A first electrical contact exposed on the outermost surface;
A second Ag-Sn alloy layer and a second Ag layer laminated on the surface of the second Ag-Sn alloy layer are provided above the second conductive base material, and the second Ag layer is exposed on the outermost surface. A second electrical contact;
A contact portion formed by contacting the surface of the first Ag layer in the first electrical contact with the surface of the second Ag layer in the second electrical contact;
A contact pressure applied to the contact portion is 630 N / mm 2 or less.
本発明の他の態様は、上記電気接点対を有することを特徴とするコネクタ用端子対にある。 Another aspect of the present invention is a connector terminal pair having the electrical contact pair.
上記電気接点対は、第1電気接点における第1Ag層の表面と第2電気接点における第2Ag層の表面とが接触してなる接点部を有している。ここで、第1電気接点は、第1Ag層の下に、第1Ag層より硬い第1Ag−Sn合金層を有している。そのため、第1電気接点は、最表面の摩擦係数が小さくなり、摺動時の耐摩耗性が向上する。また、第2電気接点は、第2Ag層の下に、第2Ag層より硬い第2Ag−Sn合金層を有している。そのため、第2電気接点は、最表面の摩擦係数が小さくなり、摺動時の耐摩耗性が向上する。さらに、上記電気接点対は、接点部にかかる接触圧力が630N/mm2以下とされている。つまり、上記電気接点対は、上記構成を有する第1電気接点および第2電気接点を用いて構成される接点部にかかる接触圧力が630N/mm2以下に制限されている。そのため、上記電気接点対は、接点部にかかる接触圧力が630N/mm2超えの場合と比較して、接点部における摺動時の摩耗量を減少させることができる。 The electrical contact pair has a contact portion formed by contacting the surface of the first Ag layer in the first electrical contact with the surface of the second Ag layer in the second electrical contact. Here, the 1st electrical contact has the 1st Ag-Sn alloy layer harder than the 1st Ag layer under the 1st Ag layer. For this reason, the first electrical contact has a lower coefficient of friction on the outermost surface, and wear resistance during sliding is improved. Moreover, the 2nd electrical contact has the 2nd Ag-Sn alloy layer harder than the 2nd Ag layer under the 2nd Ag layer. Therefore, the second electrical contact has a smaller coefficient of friction on the outermost surface and improves the wear resistance during sliding. Further, in the electrical contact pair, the contact pressure applied to the contact portion is 630 N / mm 2 or less. That is, in the electrical contact pair, the contact pressure applied to the contact portion formed using the first electrical contact and the second electrical contact having the above-described configuration is limited to 630 N / mm 2 or less. Therefore, the electrical contact pair can reduce the amount of wear at the time of sliding at the contact portion as compared with the case where the contact pressure applied to the contact portion exceeds 630 N / mm 2 .
また、上記コネクタ用端子対は、上記電気接点対を有している。そのため、上記コネクタ用端子対は、接点部における摺動時の摩耗量を減少させることができる。それ故、上記コネクタ用端子対は、高い接続信頼性を維持することができる。 The connector terminal pair includes the electrical contact pair. Therefore, the connector terminal pair can reduce the amount of wear during sliding at the contact portion. Therefore, the connector terminal pair can maintain high connection reliability.
上記電気接点対において、接点部にかかる接触圧力は630N/mm2以下とされる。なお、接点部にかかる接触圧力は、接点部にかかる荷重(N)を、接点部における第1Ag層と第2Ag層との接触面積(mm2)で除すことにより算出することができる。 In the electric contact pair, the contact pressure applied to the contact portion is 630 N / mm 2 or less. The contact pressure applied to the contact portion can be calculated by dividing the load (N) applied to the contact portion by the contact area (mm 2 ) between the first Ag layer and the second Ag layer in the contact portion.
接点部にかかる接触圧力は、接点部における摺動時の摩耗量を減少させやすくなる観点から、好ましくは628N/mm2以下、より好ましくは625N/mm2以下、さらに好ましくは623N/mm2以下、さらにより好ましくは620N/mm2以下、さらにより一層好ましくは618N/mm2以下とすることができる。なお、接点部にかかる接触圧力の下限は、接点部における摺動時の摩耗量を減少させる観点からは特に限定されることはない。接点部にかかる接触圧力の下限は、端子形状、端子の大きさ等を考慮し、電気的接触が確保されるように設定することができる。 Contact pressure applied to the contact portion, the wear amount at the time of sliding from the viewpoint of easily reducing the at contact portions, preferably 628N / mm 2 or less, more preferably 625N / mm 2 or less, more preferably 623N / mm 2 or less Even more preferably, it can be 620 N / mm 2 or less, and even more preferably 618 N / mm 2 or less. In addition, the minimum of the contact pressure concerning a contact part is not specifically limited from a viewpoint of reducing the abrasion amount at the time of sliding in a contact part. The lower limit of the contact pressure applied to the contact portion can be set so as to ensure electrical contact in consideration of the terminal shape, the size of the terminal, and the like.
上記電気接点対において、第1電気接点は、第1導電性母材の上方に、第1Ag−Sn合金層と、第1Ag−Sn合金層の表面に積層された第1Ag層とを備え、第1Ag層が最表面に露出している。第1Ag−Sn合金層は、第1導電性母材の上方に配置されておれば、第1導電性母材に接していなくてもよいし、第1導電性母材に接していてもよい。前者の場合には、第1導電性母材と第1Ag−Sn合金層との間に、必要に応じて、他の金属(合金含む、以下省略)層を1層または2層以上介在させることができる。つまり、第1電気接点は、第1導電性母材と、第1導電性母材の表面に直接または他の金属層を介して積層された第1Ag−Sn合金層と、第1Ag−Sn合金層の表面に積層された第1Ag層とを備え、第1Ag層が最表面に露出している構成とすることができる。 In the electrical contact pair, the first electrical contact includes a first Ag—Sn alloy layer and a first Ag layer laminated on the surface of the first Ag—Sn alloy layer above the first conductive base material. The 1Ag layer is exposed on the outermost surface. The first Ag—Sn alloy layer may not be in contact with the first conductive base material or may be in contact with the first conductive base material as long as it is disposed above the first conductive base material. . In the former case, one or more other metal (including alloy, omitted) layers are interposed between the first conductive base material and the first Ag—Sn alloy layer as necessary. Can do. That is, the first electrical contact includes a first conductive base material, a first Ag—Sn alloy layer laminated on the surface of the first conductive base material directly or via another metal layer, and a first Ag—Sn alloy. A first Ag layer laminated on the surface of the layer, and the first Ag layer may be exposed on the outermost surface.
上記電気接点対において、第2電気接点は、第2導電性母材の上方に、第2Ag−Sn合金層と、第2Ag−Sn合金層の表面に積層された第2Ag層とを備え、第2Ag層が最表面に露出している。第2Ag−Sn合金層は、第2導電性母材の上方に配置されておれば、第2導電性母材に接していなくてもよいし、第2導電性母材に接していてもよい。前者の場合には、第2導電性母材と第2Ag−Sn合金層との間に、必要に応じて、他の金属層を1層または2層以上介在させることができる。つまり、第2電気接点は、第2導電性母材と、第2導電性母材の表面に直接または他の金属層を介して積層された第2Ag−Sn合金層と、第2Ag−Sn合金層の表面に積層された第2Ag層とを備え、第2Ag層が最表面に露出している構成とすることができる。 In the electrical contact pair, the second electrical contact includes a second Ag-Sn alloy layer and a second Ag layer laminated on the surface of the second Ag-Sn alloy layer above the second conductive base material. The 2Ag layer is exposed on the outermost surface. The second Ag—Sn alloy layer may not be in contact with the second conductive base material or may be in contact with the second conductive base material as long as it is disposed above the second conductive base material. . In the former case, one or more other metal layers can be interposed between the second conductive base material and the second Ag—Sn alloy layer as necessary. That is, the second electrical contact includes a second conductive base material, a second Ag—Sn alloy layer laminated on the surface of the second conductive base material directly or via another metal layer, and a second Ag—Sn alloy. A second Ag layer laminated on the surface of the layer, and the second Ag layer may be exposed on the outermost surface.
上記電気接点対は、第1導電性母材と第1Ag−Sn合金層との間、および/または、第2導電性母材と第2Ag−Sn合金層との間に、Ni層および/またはNi合金層を有している構成とすることができる。 The electrical contact pair includes a Ni layer and / or between the first conductive base material and the first Ag—Sn alloy layer and / or between the second conductive base material and the second Ag—Sn alloy layer. It can be set as the structure which has Ni alloy layer.
Ni層、Ni合金層は、高い耐熱性を有する。そのため、この場合には、上記電気接点対が高温環境下に曝された場合であっても、Ni層、Ni合金層の下方から表面に向かって拡散してくる酸化物形成元素(例えば、導電性母材のCu成分等)を、Ni層、Ni合金層にて遮断することができる。そのため、接点部に絶縁性の酸化物が形成され難くなり、接触抵抗の増大を抑制しやすくなる。 The Ni layer and the Ni alloy layer have high heat resistance. Therefore, in this case, even when the electrical contact pair is exposed to a high temperature environment, an oxide-forming element (for example, a conductive layer) that diffuses from the bottom of the Ni layer or Ni alloy layer toward the surface. Cu component, etc. of the conductive base material) can be blocked by the Ni layer or Ni alloy layer. For this reason, it is difficult to form an insulating oxide at the contact portion, and an increase in contact resistance is easily suppressed.
上記電気接点対において、第1導電性母材および第2導電性母材は、銅または銅合金、あるいは、アルミニウムまたはアルミニウム合金より構成することができる。 In the electrical contact pair, the first conductive base material and the second conductive base material can be made of copper or copper alloy, or aluminum or aluminum alloy.
第1導電性母材および第2導電性母材が、銅または銅合金からなる場合には、銅または銅合金を導電性母材とするコネクタ用端子対に好適な電気接点対が得られる。また、第1導電性母材および第2導電性母材が、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる場合には、アルミニウムまたはアルミニウム合金を導電性母材とするコネクタ用端子対に好適な電気接点対が得られる。 When the first conductive base material and the second conductive base material are made of copper or a copper alloy, an electrical contact pair suitable for a connector terminal pair using copper or a copper alloy as the conductive base material is obtained. Further, when the first conductive base material and the second conductive base material are made of aluminum or an aluminum alloy, an electrical contact pair suitable for a connector terminal pair using aluminum or an aluminum alloy as the conductive base material is obtained. It is done.
上記電気接点対において、第1電気接点は、突起状の形状を有しており、第2電気接点は、突起状の第1電気接点の頂部と電気的に接触する板形状を有する構成とすることができる。また、第2電気接点は、突起状の形状を有しており、第1電気接点は、突起状の第2電気接点の頂部と電気的に接触する板形状を有する構成とすることもできる。その他にも、上記電気接点対において、第1電気接点は、屈曲部を有しており、第2電気接点は、第1電気接点の屈曲部と電気的に接触する板形状を有する構成とすることができる。また、第2電気接点は、屈曲部を有しており、第1電気接点は、第2電気接点の屈曲部と電気的に接触する板形状を有する構成とすることもできる。 In the electrical contact pair, the first electrical contact has a protruding shape, and the second electrical contact has a plate shape that is in electrical contact with the top of the protruding first electrical contact. be able to. In addition, the second electrical contact may have a protruding shape, and the first electrical contact may have a plate shape that is in electrical contact with the top of the protruding second electrical contact. In addition, in the electrical contact pair, the first electrical contact has a bent portion, and the second electrical contact has a plate shape that is in electrical contact with the bent portion of the first electrical contact. be able to. The second electrical contact may have a bent portion, and the first electrical contact may have a plate shape that comes into electrical contact with the bent portion of the second electrical contact.
上記電気接点対において、第1Ag層の厚みは、第1Ag−Sn合金層の厚みよりも薄い構成とすることができる。また、第2Ag層の厚みは、第2Ag−Sn合金層の厚みよりも薄い構成とすることができる。この場合には、第1Ag層の下に比較的硬い第1Ag−Sn合金層を有することによる第1電気接点の最表面の摩擦係数の低減効果と、第2Ag層の下に比較的硬い第2Ag−Sn合金層を有することによる第2電気接点の最表面の摩擦係数の低減効果との両方が発揮される。そのため、この場合には、接点部にかかる接触荷重が上記特定の上限値以下の範囲内で大荷重とされる場合でも、接点部における摺動時の摩耗量を減少させやすくなる。 In the electric contact pair, the thickness of the first Ag layer may be thinner than the thickness of the first Ag—Sn alloy layer. Further, the thickness of the second Ag layer can be made thinner than the thickness of the second Ag—Sn alloy layer. In this case, the effect of reducing the friction coefficient of the outermost surface of the first electrical contact by having the relatively hard first Ag—Sn alloy layer under the first Ag layer, and the relatively hard second Ag under the second Ag layer. Both of the effects of reducing the friction coefficient of the outermost surface of the second electrical contact by having the Sn alloy layer are exhibited. Therefore, in this case, even when the contact load applied to the contact portion is a large load within the range of the specific upper limit value or less, it is easy to reduce the amount of wear during sliding at the contact portion.
上記コネクタ用端子対は、上記電気接点対を有している。上記コネクタ用端子対は、上記電気接点対を1つ有していてもよいし、上記電気接点対を複数有していてもよい。また、上記コネクタ用端子対は、上記電気接点対以外にも、上記電気接点対とは異なる構成の電気接点対を有することもできる。上記コネクタ用端子対は、好ましくは、上記コネクタ用端子対が有する電気接点対の全てが上記電気接点対より構成されているとよい。この場合には、全ての接点部において摺動時の摩耗量を減少させることが可能になるため、高い接続信頼性を維持しやすいコネクタ用端子対が得られる。 The connector terminal pair has the electrical contact pair. The connector terminal pair may have one electrical contact pair or a plurality of electrical contact pairs. In addition to the electrical contact pair, the connector terminal pair may have an electrical contact pair having a configuration different from that of the electrical contact pair. In the connector terminal pair, preferably, all of the electrical contact pairs included in the connector terminal pair are constituted by the electrical contact pair. In this case, since it becomes possible to reduce the abrasion amount at the time of sliding in all the contact parts, the connector terminal pair which can maintain high connection reliability easily is obtained.
上記コネクタ用端子対は、具体的には、第1電気接点を有する第1端子と、第2電気接点を有する第2端子とを有しており、第1端子と第2端子とが嵌合されることによって接点部が形成されている構成とすることができる。この場合には、上記電気接点対を有するコネクタ用端子対を確実に得ることができる。 Specifically, the connector terminal pair has a first terminal having a first electrical contact and a second terminal having a second electrical contact, and the first terminal and the second terminal are fitted to each other. By doing so, the contact portion can be formed. In this case, a connector terminal pair having the electrical contact pair can be obtained with certainty.
より具体的には、例えば、第1端子は、第1電気接点としての突起部を有するメス型端子形状を呈することができ、第2端子は、突起部の頂部と接触する第2電気接点としての板状部を有するオス型端子形状を呈することができる。この場合、第1端子は、突起部を1または2以上有することができ、第2端子は、板状部を1または2以上有することができる。また、第2端子は、第2電気接点としての突起部を有するメス型端子形状を呈することができ、第1端子は、突起部の頂部と接触する第1電気接点としての板状部を有するオス型端子形状を呈することができる。この場合、第2端子は、突起部を1または2以上有することができ、第1端子は、板状部を1または2以上有することができる。 More specifically, for example, the first terminal can have a female terminal shape having a projection as a first electrical contact, and the second terminal can serve as a second electrical contact that contacts the top of the projection. The male terminal shape which has the plate-shaped part of this can be exhibited. In this case, the first terminal can have one or more protrusions, and the second terminal can have one or more plate-like portions. Further, the second terminal can have a female terminal shape having a protrusion as a second electric contact, and the first terminal has a plate-like portion as a first electric contact that contacts the top of the protrusion. A male terminal shape can be exhibited. In this case, the second terminal can have one or more protrusions, and the first terminal can have one or more plate-like portions.
また例えば、第1端子は、第1電気接点としての屈曲部を有するメス型端子形状を呈することができ、第2端子は、屈曲部と接触する第2電気接点としての板状部を有するオス型端子形状を呈することができる。この場合、第1端子は、屈曲部を1または2以上有することができ、第2端子は、板状部を1または2以上有することができる。また、第2端子は、第2電気接点としての屈曲部を有するメス型端子形状を呈することができ、第1端子は、屈曲部と接触する第1電気接点としての板状部を有するオス型端子形状を呈することができる。この場合、第2端子は、屈曲部を1または2以上有することができ、第1端子は、屈曲部を1または2以上有することができる。 Further, for example, the first terminal can have a female terminal shape having a bent portion as a first electric contact, and the second terminal is a male having a plate-like portion as a second electric contact in contact with the bent portion. A mold terminal shape can be exhibited. In this case, the first terminal can have one or more bent portions, and the second terminal can have one or more plate-like portions. Further, the second terminal can have a female terminal shape having a bent portion as a second electric contact, and the first terminal has a male shape having a plate-like portion as a first electric contact in contact with the bent portion. A terminal shape can be exhibited. In this case, the second terminal can have one or more bent portions, and the first terminal can have one or more bent portions.
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。 In addition, each structure mentioned above can be arbitrarily combined as needed, in order to acquire each effect etc. which were mentioned above.
以下、実施例の電気接点対およびコネクタ用端子対について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the electrical contact pair and the connector terminal pair of the embodiment will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
実施例1の電気接点対およびコネクタ用端子対について、図1、図2を用いて説明する。図1に示されるように、本例の電気接点対1は、第1電気接点11と、第2電気接点12と、接点部13とを有している。第1電気接点11は、第1導電性母材111の上方に、第1Ag−Sn合金層113と、第1Ag−Sn合金層113の表面に積層された第1Ag層114とを備えている。第1電気接点11において、第1Ag層114は最表面に露出している。第2電気接点12は、第2導電性母材121の上方に、第2Ag−Sn合金層123と、第2Ag−Sn合金層123の表面に積層された第2Ag層124とを備えている。第2電気接点12において、第2Ag層124は、最表面に露出している。なお、各電気接点11、12では、各導電性母材111、121を基準として各層形成側が上側とされる。接点部13は、第1電気接点11における第1Ag層114の表面と第2電気接点12における第2Ag層124の表面とが接触してなる。接点部13にかかる接触圧力は、630N/mm2以下とされている。以下、これを詳説する。
Example 1
The electrical contact pair and connector terminal pair of Example 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
本例では、第1電気接点11は、突起状の形状を有している。第1電気接点11は、具体的には、突起状に形成された第1導電性母材111と、第1導電性母材111の表面に積層されたNi層112と、Ni層112の表面に積層された第1Ag−Sn合金層113と、第1Ag−Sn合金層113の表面に積層された第1Ag層114とを備えている。第1導電性母材111は、銅または銅合金からなり、厚みは250μmである。Ni層112の厚みは、1μmである。第1Ag−Sn合金層113の厚みは、4μmである。第1Ag層114の厚みは、1μmである。
In this example, the first
一方、本例では、第2電気接点12は、突起状の第1電気接点11の頂部と電気的に接触する板形状を有している。第2電気接点12は、具体的には、板形状に形成された第2導電性母材121と、第2導電性母材121の表面に積層されたNi層122と、Ni層122の表面に積層された第2Ag−Sn合金層123と、第2Ag−Sn合金層123の表面に積層された第2Ag層124とを備えている。第2導電性母材121は、銅または銅合金からなり、厚みは250μmである。Ni層122の厚みは、1μmである。第2Ag−Sn合金層123の厚みは、4μmである。第2Ag層124の厚みは、1μmである。なお、第1電気接点11のNi層112、第2電気接点12のNi層122は、Ni合金層に変更することができる。
On the other hand, in this example, the second
次に、図2に示されるように、本例のコネクタ用端子対2は、電気接点対1を有している。以下、詳説する。
Next, as shown in FIG. 2, the
本例において、コネクタ用端子対2は、上記第1電気接点11を有する第1端子21と、上記第2電気接点12を有する第2端子22とを有している。コネクタ用端子対2は、第1端子21と第2端子22とが嵌合されることによって接点部13が形成されている。なお、本例では、第1端子21は、第1電気接点11を1つ有しており、第2端子22は、第2電気接点12を1つ有している。したがって、本例のコネクタ用端子対2は、電気接点対1を1つ有しており、接触圧力が630N/mm2以下とされる接点部13を1つ有している。
In this example, the
コネクタ用端子対2は、自動車用ワイヤーハーネス(不図示)に用いられるものである。より具体的には、コネクタ用端子対2は、自動車において大電流が流れる電力供給線に適用される。第1端子21は、具体的には、メス型端子である。第2端子22は、具体的には、オス型端子である。
The
より具体的には、第1端子21は、前端に挿入口211が開口した筒状部212を有している。一方、第2端子22は、第1端子21の挿入口211内に挿入させるための板状部221を有している。第1端子21の筒状部212の内部には、底面板213が内側後方へ折り返されて形成された弾性接触片214が設けられている。弾性接触片214は、挿入された第2端子22の板状部221に上向きの力を加えるためのものである。第2端子22の板状部221は、弾性接触片214によって筒状部212の天井板215の内側面に押し付けられる。これにより、第2端子22の板状部221が弾性接触片214と天井板215の内側面との間に挟圧状態で保持される。
More specifically, the
弾性接触片214には、突起部216が形成されている。突起部216は、弾性接触片214を裏側から表面に向かって半球状に膨出させることによって形成されている。本例では、弾性接触片214の突起部216が第1電気接点11とされる。また、第2端子22の板状部221のうち、突起部216の頂部と接触する部分とその周辺部分が、第2電気接点12とされる。
A
なお、本例では、第1端子21における第1電気接点11を含む弾性接触片214以外の部分は、銅または銅合金からなる導電性母材の表面にNi層が積層され、Ni層の表面にSn層またはSn合金層が積層されている。第1端子21を構成する導電性母材は、第1電気接点11の第1導電性母材111と連続している。また、第2端子22における第2電気接点12を含む板状部221以外の部分(不図示)は、銅または銅合金からなる導電性母材の表面にNi層が積層され、Ni層の表面にSn層またはSn合金層が積層されている。第2端子22を構成する導電性母材は、第2電気接点12の第2導電性母材121と連続している。
In this example, the portion of the
次に、本例の電気接点対およびコネクタ用端子対の作用効果について説明する。 Next, the effect of the electrical contact pair and connector terminal pair of this example will be described.
本例の電気接点対1は、第1電気接点11における第1Ag層114の表面と第2電気接点12における第2Ag層124の表面とが接触してなる接点部13を有している。ここで、第1電気接点11は、第1Ag層114の下に、第1Ag層114より硬い第1Ag−Sn合金層113を有している。そのため、第1電気接点11は、最表面の摩擦係数が小さくなり、摺動時の耐摩耗性が向上する。また、第2電気接点12は、第2Ag層124の下に、第2Ag層124より硬い第2Ag−Sn合金層123を有している。そのため、第2電気接点12は、最表面の摩擦係数が小さくなり、摺動時の耐摩耗性が向上する。さらに、本例の電気接点対1は、接点部13にかかる接触圧力が630N/mm2以下とされている。つまり、本例の電気接点対1は、上記構成を有する第1電気接点11および第2電気接点12を用いて構成される接点部13にかかる接触圧力が630N/mm2以下に制限されている。そのため、本例の電気接点対1は、接点部13にかかる接触圧力が630N/mm2超えの場合と比較して、接点部13における摺動時の摩耗量を減少させることができる。
The
また、本例のコネクタ用端子対2は、本例の電気接点対1を有している。そのため、本例のコネクタ用端子対2は、接点部13における摺動時の摩耗量を減少させることができる。それ故、本例のコネクタ用端子対2は、高い接続信頼性を維持することができる。
The
(実施例2)
実施例2の電気接点対およびコネクタ用端子について、図3を用いて説明する。図3に示されるように、本例の電気接点対1において、第2電気接点12は、突起状の形状を有している。第2電気接点12は、具体的には、突起状に形成された第2導電性母材121と、第2導電性母材121の表面に積層されたNi合金層122と、Ni合金層122の表面に積層された第2Ag−Sn合金層123と、第2Ag−Sn合金層123の表面に積層された第2Ag層124とを備えている。第2導電性母材121は、銅または銅合金からなり、厚みは250μmである。Ni合金層122の厚みは、1μmである。第2Ag−Sn合金層123の厚みは、4μmである。第2Ag層124の厚みは、1μmである。
(Example 2)
The electrical contact pair and connector terminal of Example 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in the
一方、本例では、第1電気接点11は、突起状の第2電気接点12の頂部と電気的に接触する板形状を有している。第1電気接点11は、具体的には、板形状に形成された第1導電性母材111と、第1導電性母材111の表面に積層されたNi合金層112と、Ni合金層112の表面に積層された第1Ag−Sn合金層113と、第1Ag−Sn合金層113の表面に積層された第1Ag層114とを有している。第1導電性母材111は、銅または銅合金からなり、厚みは250μmである。Ni合金層112の厚みは、1μmである。第1Ag−Sn合金層113の厚みは、4μmである。第1Ag層114の厚みは、1μmである。その他の構成については、実施例1の電気接点対1と同様の構成を有する。
On the other hand, in this example, the first
また、本例のコネクタ用端子対(不図示)は、第1端子がオス型端子であり、第2端子がメス型端子である。つまり、本例のコネクタ用端子対は、実施例1のコネクタ用端子対とオス、メスの構成が逆になっている。したがって、本例では、弾性接触片の突起部が第2電気接点とされる。また、第1端子の板状部のうち、突起部の頂部と接触する部分とその周辺部分が、第1電気接点とされる。その他の構成については、実施例1のコネクタ用端子対と同様の構成を有する。 In the connector terminal pair (not shown) of this example, the first terminal is a male terminal, and the second terminal is a female terminal. That is, the connector terminal pair of this example has the male and female configurations opposite to those of the connector terminal pair of the first embodiment. Therefore, in this example, the protrusion of the elastic contact piece is the second electrical contact. Moreover, the part which contacts the top part of a projection part among the plate-shaped parts of a 1st terminal, and its peripheral part are made into a 1st electrical contact. About another structure, it has the structure similar to the terminal pair for connectors of Example 1. FIG.
本例の電気接点対およびコネクタ用端子対についても、実施例1の電気接点対およびコネクタ用端子対と同様の作用効果を奏することができる。 The electrical contact pair and connector terminal pair of this example can achieve the same effects as the electrical contact pair and connector terminal pair of Example 1.
(実施例3)
実施例3の電気接点対およびコネクタ用端子について、図4〜図6を用いて説明する。図4に示されるように、本例の第1電気接点11は、屈曲部218を有している。第1電気接点11は、具体的には、屈曲部218を有するように折り曲げ形成された第1導電性母材111と、第1導電性母材111の表面に積層された第1Ag−Sn合金層113と、第1Ag−Sn合金層113の表面に積層された第1Ag層114とを備えている。第1導電性母材111は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、厚みは250μmである。第1Ag−Sn合金層113の厚みは、4μmである。第1Ag層114の厚みは、1μmである。
(Example 3)
The electrical contact pair and connector terminal of Example 3 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, the first
一方、本例では、第2電気接点12は、第1電気接点11の屈曲部218と電気的に接触する板形状を有している。第2電気接点12は、具体的には、板形状に形成された第2導電性母材121と、第2導電性母材121の表面に積層された第2Ag−Sn合金層123と、第2Ag−Sn合金層123の表面に積層された第2Ag層124とを有している。第2導電性母材121は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、厚みは250μmである。第2Ag−Sn合金層123の厚みは、4μmである。第2Ag層124の厚みは、1μmである。その他の構成については、実施例1の電気接点対1と同様の構成を有する。
On the other hand, in this example, the second
また、図5、図6に示されるように、本例のコネクタ用端子対2は、実施例1のコネクタ用端子対1と同様に、上記第1電気接点11を有する第1端子21と、上記第2電気接点12を有する第2端子22とを有している。そして、コネクタ用端子対2は、第1端子21と第2端子22とが嵌合されることによって接点部13が形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
但し、本例では、第1端子21は、第1電気接点11を6つ有しており、第2端子22は、一つの板状部212に第2電気接点12を6つ有している。したがって、本例のコネクタ用端子対2は、電気接点対1を6つ有しており、接触圧力が630N/mm2以下とされる接点部13を6つ有している。つまり、コネクタ用端子対2は、複数の電気接点対を有しており、その全ての電気接点対が上記電気接点対1より構成されている
However, in this example, the
より具体的には、第1端子21の筒状部212の内部には、天面板217と底面板213とがそれぞれ内側後方へ折り返されて形成された三対の弾性接触片214が設けられている。天面板217側に配置された3つの各弾性接触片214は、挿入された第2端子22の板状部221に下向きの力を加えるためのものである。また、天面板217側に配置された3つの各弾性接触片214と対向するように、底面板213側に配置された3つの各弾性接触片214は、挿入された第2端子22の板状部221に上向きの力を加えるためのものである。これにより、第2端子22の板状部221は、三対の弾性接触片214によって挟圧状態で保持される。
More specifically, inside the
各弾性接触片214には、それぞれ屈曲部218が形成されている。屈曲部218は、弾性接触片214の先端部を、第2端子22側と反対側へ折り曲げて屈曲させることにより形成されている。本例では、弾性接触片214の屈曲部218が第1電気接点11とされる。また、第2端子22の板状部221のうち、屈曲部218の頂部と接触する部分とその周辺部分が、第2電気接点12とされる。その他の構成については、実施例1のコネクタ用端子対1と同様の構成を有する。
Each
本例の電気接点対およびコネクタ用端子対についても、実施例1の電気接点対およびコネクタ用端子対と同様の作用効果を奏することができる。 The electrical contact pair and connector terminal pair of this example can achieve the same effects as the electrical contact pair and connector terminal pair of Example 1.
<実験例>
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
<Experimental example>
Hereinafter, it demonstrates more concretely using an experiment example.
−試験片の作製−
厚み250μmの清浄な銅合金板の表面に、電解めっき法により、厚み1μmのNiめっき膜を形成した。次いで、このNiめっき膜の表面に、電解めっき法により、厚み1.3μmのAgめっき膜、厚み1.4μmのSnめっき膜、厚み2.3μmのAgめっき膜を順に形成した後、290℃でリフロー処理した。これにより、銅合金板の表面に、Ni層(厚み1μm)、Ag−Sn合金層(厚み4μm)、Ag層(厚み1μm)をこの順に形成した。次いで、この銅合金板の一部を曲率半径3mmとなるように裏側から表側に向かって膨出させることにより、略半球状の突起部を形成した。これにより試験片1Aを得た。なお、試験片1Aは、電気接点対を構成する第1電気接点を模擬したものである。
-Preparation of test piece-
An Ni plating film having a thickness of 1 μm was formed on the surface of a clean copper alloy plate having a thickness of 250 μm by electrolytic plating. Next, an Ag plating film having a thickness of 1.3 μm, an Sn plating film having a thickness of 1.4 μm, and an Ag plating film having a thickness of 2.3 μm are sequentially formed on the surface of the Ni plating film by electrolytic plating at 290 ° C. Reflowed. Thereby, a Ni layer (
また、試験片1Aの作製において、曲率半径1mmの略半球状の突起部を形成した以外は同様にして、試験片1Bを得た。なお、試験片1Bは、電気接点対を構成する第1電気接点を模擬したものである。 Further, in the production of the test piece 1A, a test piece 1B was obtained in the same manner except that a substantially hemispherical projection having a curvature radius of 1 mm was formed. In addition, the test piece 1B simulates the 1st electrical contact which comprises an electrical contact pair.
また、厚み250μmの清浄な銅合金板の表面に、電解めっき法により、厚み1μmのNiめっき膜を形成した。次いで、このNiめっき膜の表面に、電解めっき法により、厚み1.3μmのAgめっき膜、厚み1.4μmのSnめっき膜、厚み2.3μmのAgめっき膜を順に形成した後、290℃でリフロー処理した。これにより、銅合金板の表面に、Ni層(厚み1μm)、Ag−Sn合金層(厚み4μm)、Ag層(厚み1μm)をこの順に有する試験片2を得た。なお、試験片2は、電気接点対を構成する第2電気接点を模擬したものである。
Further, a 1 μm thick Ni plating film was formed on the surface of a clean copper alloy plate having a thickness of 250 μm by electrolytic plating. Next, an Ag plating film having a thickness of 1.3 μm, an Sn plating film having a thickness of 1.4 μm, and an Ag plating film having a thickness of 2.3 μm are sequentially formed on the surface of the Ni plating film by electrolytic plating at 290 ° C. Reflowed. Thereby, the
−摩擦摩耗試験−
試験片1Aまたは試験片1Bの突起部の頂部を試験片2のAg層に鉛直方向にて接触させた状態で保持し、ピエゾアクチュエータを用いて鉛直方向に表1に示す所定の荷重(N)を印加した。これは、試験片1Aまたは試験片1Bと試験片2とを接触させてなる接点部を有する電気接点対を模擬したものである。次いで、上記所定の荷重を印加しつつ、10mm/min.の速度で試験片1Aまたは試験片1Bを水平方向に25mm引っ張り、両試験片を摺動させた。その後、突起部を観察し、摺動痕の面積を求めた。そして、この摺動痕の面積を、簡易的に、試験片1Aまたは試験片1Bと試験片2との接点部における接触面積(mm2)とみなし、上記印加荷重を上記接触面積で除すことにより、接触圧力(N/mm2)を求めた。また、共焦点顕微鏡(レーザーテック社製、「OPTELICS H1200」)を用い、試験前の突起部の先端と、試験後の突起部に形成された摺動痕の表面との距離を測定し、摺動痕の面積に上記距離を乗じた値を、簡易的に、摩耗体積(μm3)として求めた。その結果を、まとめて表1に示す。また、図7に、接点部にかかる接触圧力(N/mm2)と摩耗体積(μm3)との関係を示す。
-Friction and wear test-
The top of the protrusion of the test piece 1A or the test piece 1B is held in a state of being in contact with the Ag layer of the
表1および図7によれば、接点部にかかる接触圧力が630N/mm2を超えると、急激に摩耗体積が増加することがわかる。また、本例では、接点部にかかる接触圧力が100N/mm2以上、より具体的には200N/mm2以上とされているが、接点部にかかる接触圧力が630N/mm2以下とされている場合には、摩耗体積の急激な増加が抑制されることがわかる。この結果から、接点部にかかる接触圧力を630N/mm2以下に制限することにより、接点部にかかる接触圧力が630N/mm2超えの場合と比較して、接点部における摺動時の摩耗量を減少させることが可能であるといえる。 According to Table 1 and FIG. 7, it can be seen that when the contact pressure applied to the contact portion exceeds 630 N / mm 2 , the wear volume rapidly increases. In this example, the contact pressure applied to the contact portion is 100 N / mm 2 or more, more specifically 200 N / mm 2 or more, but the contact pressure applied to the contact portion is 630 N / mm 2 or less. It can be seen that a sharp increase in the wear volume is suppressed. From this result, by limiting the contact pressure applied to the contact portion to 630 N / mm 2 or less, the amount of wear at the time of sliding at the contact portion compared to the case where the contact pressure applied to the contact portion exceeds 630 N / mm 2. It can be said that this can be reduced.
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example, A various change is possible within the range which does not impair the meaning of this invention.
1 電気接点対
11 第1電気接点
111 第1導電性母材
113 第1Ag−Sn合金層
114 第1Ag層
12 第2電気接点
121 第2導電性母材
123 第2Ag−Sn合金層
124 第2Ag層
13 接点部
2 コネクタ用端子対
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第2導電性母材の上方に、第2Ag−Sn合金層と、該第2Ag−Sn合金層の表面に積層された第2Ag層とを備え、該第2Ag層が最表面に露出している第2電気接点と、
上記第1電気接点における上記第1Ag層の表面と上記第2電気接点における上記第2Ag層の表面とが接触してなる接点部とを有しており、
該接点部にかかる接触圧力が630N/mm2以下であることを特徴とする電気接点対。 A first Ag-Sn alloy layer and a first Ag layer laminated on the surface of the first Ag-Sn alloy layer are provided above the first conductive base material, and the first Ag layer is exposed on the outermost surface. A first electrical contact;
A second Ag-Sn alloy layer and a second Ag layer laminated on the surface of the second Ag-Sn alloy layer are provided above the second conductive base material, and the second Ag layer is exposed on the outermost surface. A second electrical contact;
A contact portion formed by contacting the surface of the first Ag layer in the first electrical contact with the surface of the second Ag layer in the second electrical contact;
A contact pressure applied to the contact portion is 630 N / mm 2 or less.
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