JP5385683B2 - コネクタ端子 - Google Patents

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Description

本発明は、コネクタに使用されるコネクタ端子に関するものである。
一般にコネクタに使用されるコネクタ端子は、銅（Ｃｕ）または銅（Ｃｕ）合金の母材に錫（Ｓｎ）メッキを施した金属材料により構成されており、前部に、相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部を有し、その後部に、電線の導体に圧着される導体圧着部を有している。
端子母材の表面にＳｎメッキを施す理由は、Ｓｎが非常に軟らかく、コネクタ端子同士を嵌合させた際に、端子間の接触荷重によりＳｎの自然酸化皮膜を容易に機械的に破壊することができて、Ｓｎの新生面同士を接触させることができ、それにより、良好な接触性能（低く安定した接触抵抗）を長期に亘って安定的に維持できるからである。
このＳｎメッキ層がないと、硬い銅（または銅合金）母材の酸化皮膜が表面に現れるので、端子嵌合時の表面層の機械的な破壊が期待できなくなる。そして、銅の酸化皮膜は体積抵抗率が非常に高いために、端子間の接触抵抗が高くなりがちとなってしまう。
ところで、最近では、自動車用のワイヤーハーネスの分野においても、軽量化を図ったり、リサイクル性を良くしたりする目的で、銅電線の代わりにアルミ電線が使用されるようになってきた。
アルミ電線を用いる場合は、特に端子の圧着が問題となる。
銅（または銅合金）製の端子の導体圧着部を、アルミ電線のアルミ（またはアルミ合金）芯線に圧着した場合は、アルミと銅のスプリングバック性の違いや熱膨張率の違い等により、圧着接続部の電気抵抗が高くなりやすい。そのため、一般にアルミ電線に銅端子を圧着する場合は、電気抵抗を低く抑えるために、通常よりも強めの過圧着を実施している。過圧着とは、銅端子を銅電線に圧着する場合よりも圧縮率を大きくとった圧着の仕方で、例えば、導体圧縮比率を６０％以下にするものである。
ところが、過圧着した場合は、電線の芯線が圧迫され過ぎるため、軸方向に引張荷重を受けた場合に、圧着部で破断しやすくなる（圧着部の強度低下）という問題がある。
そこで、例えば、特許文献１に示される圧着構造では、図７に示すように、コネクタ端子２００の導体圧着部２１２に前側部分と後側部分を区分する段差を設け、後側の圧着部２１２ａでは弱く（銅電線に対する場合と同程度の導体圧縮率で）圧着し、前側の圧着部２１２ｂでは強く（大きな導体圧縮率で）圧着し、このように２段に圧着することにより、電気的接続性能と機械的接続性能を両立させるようにしている。なお、導体圧着部２１２の前側には、相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部２１０が設けられ、導体圧着部２１２の後側には、電線の絶縁被覆の付いた部分に加締められる被覆加締部２１３が設けられている。
特開２００５−１１６２３６号公報
しかし、前記導体圧縮率に差を持たせながらの圧着は、圧着加工が非常に難しく、電気的接続性能と機械的接続性能のどちらかが犠牲になる可能性が高かった。
また、従来のコネクタ端子は、銅または銅合金を母材金属として製作されている関係で、コネクタを組み立てた場合に重量増になりやすかった。
本発明は、上記事情を考慮し、特にアルミ電線に圧着した場合に、高い機械的接続強度と安定した低い電気接続抵抗を実現することができ、しかも、相手側コネクタ端子と嵌合した場合の電気接触抵抗を小さく抑制することのできるコネクタ端子を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部と、電線の導体に圧着される導体圧着部とを有するコネクタ端子において、当該端子を構成する金属材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金を母材とし、その母材の表面に、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の無電解メッキによるＺｎ層、厚さ０．５〜１．０μｍの範囲の電解メッキによるＣｕ層を順番に形成し、最表面に、厚さ０．７〜１．７μｍの範囲の電解メッキによるＳｎ層を形成したものよりなることを特徴とする。
請求項２の発明は、相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部と、電線の導体に圧着される導体圧着部とを有するコネクタ端子において、当該端子を構成する金属材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金を母材とし、その母材の表面に、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の無電解メッキによるＺｎ層、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の電解メッキによるＮｉ層、厚さ０．１〜０．７μｍの範囲の電解メッキによるＣｕ層を順番に形成し、最表面に、厚さ０．３〜１．２μｍの範囲の電解メッキによるＳｎ層を形成したものよりなることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、端子母材としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用しているので、銅端子に比べて重さを約１／３にすることができ、ワイヤーハーネスの重量低減に貢献できる。また、アルミ電線に本発明のコネクタ端子を圧着する場合は、電線の導体と端子が同系の材料であるから、過圧着しないでも、また従来例のように２段に圧着しないでも、スプリングバックの影響や熱膨張差の影響により圧着力が低下するのを回避することができ、機械的接続性能と電気的接続性能の両立を図ることができる。また、電気接触部の最表面にＳｎ層があることにより、相手端子との電気的接触信頼性を向上させることができる。
この場合、Ｓｎ層の下地層としてＺｎ層を設けているので、Ｓｎ層を電気メッキで効率よく形成することができる。また、Ｚｎ層とＳｎ層の間にＣｕ層を介在させているので、母材の成分元素（Ａｌ）や下地のＺｎがＳｎ層の表面に拡散して、Ｓｎ層の本来の性能が落ちるのを防ぐことができる。
即ち、Ｚｎが最表面に達してＺｎの酸化皮膜を形成すると、Ｓｎの酸化物よりＺｎの酸化物の方が体積抵抗率が高いために、接触抵抗の増加を招く。Ｃｕ層はそれを抑制する役目を果たす。なお、Ｃｕの酸化物も、体積抵抗率が高く、接触抵抗増加を招くが、ＣｕとＺｎではＳｎ中への拡散速度が大きく違い、Ｃｕの拡散の影響は無視できる。つまり、ＺｎはＳｎ中に非常に速いスピードで粒界拡散を起こすが、ＣｕはＳｎ中に粒内拡散する。粒内拡散は粒界拡散に比べて非常にスピードが遅い。そのため、Ｃｕ層が間に介在されていることにより、実使用上の延命効果が得られる。ただし、Ｃｕ層が厚い場合は、Ｃｕの拡散量の絶対量が多くなる可能性があるため、Ｃｕ層はできるだけ薄くして、拡散供給量を少なくするのがよい。
また、請求項１の発明によれば、Ｚｎ層を無電解メッキ、Ｃｕ層およびＳｎ層を電解メッキにより形成しているので、効率よく、きれいな層構造を作ることができる。
さらに、請求項１の発明によれば、Ｚｎ層の厚さを０．１〜２．０μｍの範囲、Ｃｕ層の厚さを０．５〜１．０μｍの範囲、Ｓｎ層の厚さを０．７〜１．７μｍの範囲にそれぞれ設定しているので、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や端子嵌合容易性を高めることができる。
即ち、最表面のＳｎ層の厚みが０．７μｍ未満では、車載コネクタに適用した場合に、摩耗して下地が露出しやすくなり、接触信頼性の低下を招く。一方、Ｓｎ層の厚みが１．７μｍを超えると、相手側コネクタ端子との嵌合時の挿入力の増大を招き、端子嵌合容易性を損なう。また、ＺｎのＳｎ層への拡散を防止するために設けたＣｕ層の厚みが０．５μｍ未満では、ＺｎのＳｎ層への拡散を抑制するバリア効果が損なわれ、一方、Ｃｕ層の厚みが１．０μｍを超えると、Ｃｕ元素自体のＳｎ層への表面拡散により、Ｃｕ−Ｓｎの合金層が厚くなり、接触信頼性の低下を招く。また、アルミニウムまたはアルミニウム合金の母材に直接電解メッキができないために、ジンケート処理と呼ばれる処理を行ってＺｎ層を形成するのであるが、そのＺｎ層の厚みが０．１μｍ未満では、Ｚｎ層の上に施すＣｕメッキの電着性が損なわれ、一方、Ｚｎ層の厚みが２．０μｍを超えると、無電解メッキゆえに生産性が損なわれる。そのため、上述の範囲に厚みが限定されていることにより、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や端子嵌合容易性が高められる。
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、端子母材としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用しているので、銅端子に比べて重さを約１／３にすることができ、ワイヤーハーネスの重量低減に貢献できる。また、アルミ電線に本発明のコネクタ端子を圧着する場合は、電線の導体と端子が同系の材料であるから、過圧着しないでも、また従来例のように２段に圧着しないでも、スプリングバックの影響や熱膨張差の影響により圧着力が低下するのを回避することができ、機械的接続性能と電気的接続性能の両立を図ることができる。また、電気接触部の最表面にＳｎ層があることにより、相手端子との電気的接触信頼性を向上させることができる。
この場合、Ｓｎ層の下地層としてＺｎ層を設けているので、Ｓｎ層を電気メッキで効率よく形成することができる。また、Ｚｎ層とＳｎ層の間にＮｉ層とＣｕ層を介在させているので、母材の成分元素（Ａｌ）や下地のＺｎがＳｎ層の表面に拡散して、Ｓｎ層の本来の性能が落ちるのを防ぐことができる。
即ち、Ｚｎが最表面に達してＺｎの酸化皮膜を形成すると、Ｓｎの酸化物よりＺｎの酸化物の方が体積抵抗率が高いために、接触抵抗の増加を招く。Ｎｉ層とＣｕ層はそれを抑制する役目を果たす。ここで、端子嵌合時の摩擦係数を低減し、端子の低挿入力化を図るために、Ｓｎ層の厚さを一般用途に比べて薄くした場合は、厚くした場合に比べて、下地金属が最表面に拡散しやすくなるが、Ｎｉ層とＣｕ層の２つの中間層を設けていることにより、母材の成分元素（Ａｌ）やＺｎのＳｎ層への拡散を有効に抑えることができる。また、Ｎｉ層の上にＣｕ層を設けたことにより、Ｎｉが直接Ｓｎと接触して、Ｓｎ中に拡散するのを防ぐことができる。
また、請求項２の発明によれば、Ｚｎ層を無電解メッキ、Ｎｉ層、Ｃｕ層およびＳｎ層を電解メッキにより形成しているので、効率よく、きれいな層構造を作ることができる。
さらに、請求項２の発明によれば、Ｚｎ層の厚さを０．１〜２．０μｍの範囲、Ｎｉ層の厚さを０．１〜２．０μｍの範囲、Ｃｕ層の厚さを０．１〜１．７μｍの範囲、Ｓｎ層の厚さを０．３〜１．２μｍの範囲にそれぞれ設定しているので、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や端子嵌合容易性を高めることができる。
即ち、最表面のＳｎ層の厚みが０．３μｍ未満では、車載コネクタに適用した場合に、摩耗して下地が露出しやすくなり、接触信頼性の低下を招く。一方、Ｓｎ層の厚みが１．２μｍを超えると、相手側コネクタ端子との嵌合時の挿入力の増大を招き、端子嵌合容易性を損なう。また、ＺｎやＮｉのＳｎ層への拡散を防止するために設けたＣｕ層の厚みが０．１μｍ未満では、ＺｎやＮｉのＳｎ層への拡散を抑制するバリア効果が損なわれ、一方、Ｃｕ層の厚みが０．７μｍを超えると、Ｃｕ元素自体のＳｎ層への表面拡散により、Ｃｕ−Ｓｎの合金層が厚くなり、接触信頼性の低下を招く。また、母材の成分元素やＺｎのＳｎ層への拡散を防止するために設けたＮｉ層の厚みが０．１μｍ未満では、母材成分元素やＺｎのＳｎ層への拡散を抑制するバリア効果が損なわれ、Ｎｉ層の厚みが０．１μｍを超えると、圧着時のスプリングバック特性に影響を与え、圧着部の接触信頼性の低下を招く。また、アルミニウムまたはアルミニウム合金の母材に直接電解メッキができないために、ジンケート処理と呼ばれる処理を行ってＺｎ層を形成するのであるが、そのＺｎ層の厚みが０．１μｍ未満では、Ｚｎ層の上に施すＮｉメッキの電着性が損なわれ、一方、Ｚｎ層の厚みが２．０μｍを超えると、無電解メッキゆえに生産性が損なわれる。そのため、上述の範囲に厚みが限定されていることにより、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や端子嵌合容易性が高められる。
本発明の第１実施形態のコネクタ端子の構成を示し、（ａ）は同コネクタ端子の外観斜視図、（ｂ）は端子材料の表面の層構造を示す断面図である。 本発明の第２実施形態のコネクタ端子の構成を示し、（ａ）は同コネクタ端子の外観斜視図、（ｂ）は端子材料の表面の層構造を示す断面図である。 前記第１実施形態のコネクタ端子の表面の層構造の各層厚（膜厚）を示す図表である。 前記第２実施形態のコネクタ端子の表面の層構造の各層厚（膜厚）を示す図表である。 前記第１実施形態のコネクタ端子の表面の層構造のＣｕ層とＺｎ層の厚みの評価内容を示す説明図である。 前記第２実施形態のコネクタ端子の表面の層構造のＺｎ層、Ｎｉ層、Ｃｕ層、Ｓｎ層の厚みの評価内容を示す説明図である。 （ａ）は従来のコネクタ端子の平面図、（ｂ）は同コネクタ端子の側面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態のコネクタ端子の構成を示し、図１（ａ）は同コネクタ端子の外観斜視図、図１（ｂ）は端子材料の表面の層構造を示す断面図である。
図１（ａ）に示すように、このコネクタ端子１Ａは形状的には、前部に、相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部１０を有し、その後側にボックス部１１を介して、電線の導体に圧着される導体圧着部１２を有し、さらにその後側に、電線の絶縁被覆の付いた部分に加締められる被覆加締部１３を有したものである。
そして、このコネクタ端子１Ａでは、図１（ｂ）および図３に示すように、端子１Ａを構成する金属板材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金を母材１００とし、その母材１００の表面に、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の無電解メッキによるＺｎ層１０１、厚さ０．５〜１．０μｍの範囲の電解メッキによるＣｕ層１０２を順番に形成し、最表面に、厚さ０．７〜１．７μｍの範囲の電解メッキによるＳｎ層１０５を形成したもので構成されている。ここでは、一般的な挿入力のコネクタに適用されるコネクタ端子であることから、最表面のＳｎ層１０５の厚みが０．７〜１．７μｍの範囲に設定されている。
この場合、Ｓｎ層１０５は、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や嵌合性能を向上させるために設けられている。また、Ｚｎ層１０１は、Ｓｎ層１０５を電解メッキするための下地層として形成されている。アルミニウムやアルミニウム合金の酸化物は、非常に体積抵抗率が高く、電気メッキの前処理の酸に浸漬させるだけでは除去しきれない。そのため、無電解メッキにより、まずＺｎ層１０１を形成する（ジンケート処理）。その方法としては、外部から電圧をかけずに、還元反応により、アルミ酸化物を除去しながら、Ｚｎメッキを施す。こうしてＺｎ層１０１を形成することで初めて、電解メッキすることが可能となる。
また、Ｃｕ層１０２は、母材１００の成分元素（Ａｌ）や下地のＺｎ層のＺｎが、最表面のＳｎ層の１０５中に拡散して、Ｓｎ層１０５の本来の性能を落とすのを防止するために設けられている。
以上のように構成されたコネクタ端子１Ａによれば、端子母材１００としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用しているので、銅端子に比べて重さを約１／３にすることができ、ワイヤーハーネスの重量低減に貢献できる。
また、アルミ電線にこのコネクタ端子１Ａを圧着する場合は、電線の導体と端子が同系の材料となるから、過圧着しないでも、また従来例のように２段に圧着しないでも、スプリングバックの影響や熱膨張差の影響により圧着力が低下するのを回避することができる。そのため、機械的接続性能と電気的接続性能の両立を図ることができる。また、電気接触部の最表面にＳｎ層１０５があることにより、相手端子との電気的接触信頼性を向上させることができる。
この場合、Ｓｎ層１０５の下地層としてＺｎ層１０１を設けているので、Ｓｎ層１０５を電気メッキで効率よく形成することができる。また、Ｚｎ層１０１とＳｎ層１０５の間にＣｕ層１０２を介在させているので、母材１００の成分元素（Ａｌ）や下地のＺｎがＳｎ層１０５の表面に拡散して、Ｓｎ層１０５の本来の性能が落ちるのを防ぐことができる。
即ち、Ｚｎが最表面に達してＺｎの酸化皮膜を形成すると、Ｓｎの酸化物よりＺｎの酸化物の方が体積抵抗率が高いために、接触抵抗の増加を招く。Ｃｕ層１０２はそれを抑制する役目を果たす。
なお、Ｃｕの酸化物も、体積抵抗率が高く、接触抵抗増加を招くが、ＣｕとＺｎではＳｎ中への拡散速度が大きく違い、Ｃｕの拡散の影響は無視できる。つまり、ＺｎはＳｎ中に非常に速いスピードで粒界拡散を起こすが、ＣｕはＳｎ中に粒内拡散する。粒内拡散は粒界拡散に比べて非常にスピードが遅い。そのため、Ｃｕ層１０２が間に介在されていることにより、実使用上の延命効果が得られる。ただし、Ｃｕ層１０２が厚い場合は、Ｃｕの拡散量の絶対量が多くなる可能性があるため、Ｃｕ層１０２はできるだけ薄くして、拡散供給量を少なくするようにしている。
また、このコネクタ端子１Ａによれば、Ｚｎ層１０１を無電解メッキで形成し、Ｃｕ層１０２およびＳｎ層１０５を電解メッキにより形成しているので、効率よく、きれいな層構造を作ることができる。
また、Ｚｎ層１０１の厚さを０．１〜２．０μｍの範囲に設定し、Ｃｕ層１０２の厚さを０．５〜１．０μｍの範囲に設定し、Ｓｎ層１０５の厚さを０．７〜１．７μｍの範囲に設定しているので、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や端子嵌合容易性を高めることができる。
即ち、最表面のＳｎ層１０５の厚みが０．７μｍ未満では、車載コネクタに適用した場合に、摩耗して下地が露出しやすくなり、接触信頼性の低下を招く。一方、Ｓｎ層１０５の厚みが１．７μｍを超えると、相手側コネクタ端子との嵌合時の挿入力の増大を招き、端子嵌合容易性を損なう。
また、ＺｎのＳｎ層への拡散を防止するために設けたＣｕ層１０２の厚みが０．５μｍ未満では、ＺｎのＳｎ層への拡散を抑制するバリア効果が損なわれ、一方、Ｃｕ層１０２の厚みが１．０μｍを超えると、Ｃｕ元素自体のＳｎ層への表面拡散により、Ｃｕ−Ｓｎの合金層が厚くなり、接触信頼性の低下を招く。
また、Ｚｎ層１０１の厚みが０．１μｍ未満では、Ｚｎ層１０１の上に施すＣｕメッキの電着性が損なわれ、一方、Ｚｎ層１０１の厚みが２．０μｍを超えると、無電解メッキゆえに生産性が損なわれる。
図５はＣｕ層１０２の厚みとＺｎ層１０１の厚みの評価内容を示している。評価欄の「○」は良、「×」は不良を示す。なお、この図における評価の対象としての物理量としては、例えば、次のものが挙げられる。
（１）電気的接触信頼性を示す物理量：接触抵抗ｍΩ
（２）コネクタ挿入力に相当する物理量：摩擦係数や挿入力Ｎ
（３）拡散防止のバリア効果を示す物理量：拡散係数（拡散のしやすさを表す）
拡散係数Ｄ＝Ｄ0ｅ(-Q/RT)
Ｄ０：振動数因子（または振動数項）ｍ2／ｓｅｃ
Ｑ ：拡散の活性化エネルギー Ｊ／ｍｏｌ
Ｒ ：気体定数 Ｊ／（Ｋ・ｍｏｌ）
Ｔ ：絶対温度 Ｋ
（４）圧着部の信頼性を示す物理量：圧着部電気抵抗ｍΩや圧着部強度Ｎ
図２は第２実施形態のコネクタ端子の構成を示し、図２（ａ）は同コネクタ端子の外観斜視図、図２（ｂ）は端子材料の表面の層構造を示す断面図である。
図２（ａ）に示すように、このコネクタ端子１Ｂは形状的には、前部に、相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部１０を有し、その後側にボックス部１１を介して、電線の導体に圧着される導体圧着部１２を有し、さらにその後側に、電線の絶縁被覆の付いた部分に加締められる被覆加締部１３を有したものである。
そして、このコネクタ端子１Ｂでは、図２（ｂ）および図４に示すように、端子１Ａを構成する金属板材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金を母材１００とし、その母材１００の表面に、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の無電解メッキによるＺｎ層１０１、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の電解メッキによるＮｉ層１０３、厚さ０．１〜０．７μｍの範囲の電解メッキによるＣｕ層１０２を順番に形成し、最表面に、厚さ０．３〜１．２μｍの範囲の電解メッキによるＳｎ層１０５を形成したもので構成されている。ここでは、低挿入力コネクタ用のコネクタ端子であることから、最表面のＳｎ層１０５の厚みが第１実施形態よりも薄い０．３〜１．２μｍの範囲に設定されている。
この場合、Ｓｎ層１０５は、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や嵌合性能を向上させるために設けられている。また、Ｚｎ層１０１は、Ｓｎ層１０５を電解メッキするための下地層として形成されている。アルミニウムやアルミニウム合金の酸化物は、非常に体積抵抗率が高く、電気メッキの前処理の酸に浸漬させるだけでは除去しきれない。そのため、無電解メッキにより、まずＺｎ層１０１を形成する（ジンケート処理）。その方法としては、外部から電圧をかけずに、還元反応により、アルミ酸化物を除去しながら、Ｚｎメッキを施す。こうしてＺｎ層１０１を形成することで初めて、電解メッキすることが可能となる。
また、Ｎｉ層１０３とＣｕ層１０２は、母材１００の成分元素（Ａｌ）や下地のＺｎ層のＺｎが、最表面のＳｎ層の１０５中に拡散して、Ｓｎ層１０５の本来の性能を落とすのを防止するために設けられている。このうち、Ｃｕ層１０２は、ＮｉがＳｎ層１０５に拡散するのを回避するために設けられている。
以上のように構成されたコネクタ端子１Ｂによれば、第１実施形態のコネクタ端子と同様に、端子母材１００としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用しているので、銅端子に比べて重さを約１／３にすることができ、ワイヤーハーネスの重量低減に貢献できる。
また、アルミ電線にこのコネクタ端子１Ｂを圧着する場合は、電線の導体と端子が同系の材料となるから、過圧着しないでも、また従来例のように２段に圧着しないでも、スプリングバックの影響や熱膨張差の影響により圧着力が低下するのを回避することができる。そのため、機械的接続性能と電気的接続性能の両立を図ることができる。また、電気接触部の最表面にＳｎ層１０５があることにより、相手端子との電気的接触信頼性を向上させることができる。
この場合、Ｓｎ層１０５の下地層としてＺｎ層１０１を設けているので、Ｓｎ層１０５を電気メッキで効率よく形成することができる。また、Ｚｎ層１０１とＳｎ層１０５の間にＮｉ層１０３とＣｕ層１０２を介在させているので、母材の成分元素（Ａｌ）や下地のＺｎがＳｎ層１０５の表面に拡散して、Ｓｎ層１０５の本来の性能が落ちるのを防ぐことができる。
即ち、Ｚｎが最表面に達してＺｎの酸化皮膜を形成すると、Ｓｎの酸化物よりＺｎの酸化物の方が体積抵抗率が高いために、接触抵抗の増加を招く。Ｎｉ層１０３とＣｕ層１０２はそれを抑制する役目を果たす。
ここで、端子嵌合時の摩擦係数を低減し、端子の低挿入力化を図るために、Ｓｎ層の厚さを一般用途に比べて薄くした場合は、厚くした場合に比べて、下地金属が最表面に拡散しやすくなるが、Ｎｉ層１０３とＣｕ層１０２の２つの中間層を設けていることにより、母材の成分元素（Ａｌ）やＺｎのＳｎ層１０５への拡散を有効に抑えることができる。また、Ｎｉ層１０３の上にＣｕ層１０２を設けたことにより、Ｎｉが直接Ｓｎと接触して、Ｓｎ中に拡散するのを防ぐことができる。
また、このコネクタ端子１Ｂによれば、Ｚｎ層１０１を無電解メッキで形成し、Ｎｉ層１０３、Ｃｕ層１０２およびＳｎ層１０５を電解メッキにより形成しているので、効率よく、きれいな層構造を作ることができる。
また、Ｚｎ層１０１の厚さを０．１〜２．０μｍの範囲に設定し、Ｎｉ層の厚さを０．１〜２．０μｍの範囲に設定し、Ｃｕ層の厚さを０．１〜１．７μｍの範囲に設定し、Ｓｎ層の厚さを０．３〜１．２μｍの範囲に設定しているので、相手側コネクタ端子と嵌合した際の電気的接触信頼性や端子嵌合容易性を高めることができる。
即ち、最表面のＳｎ層１０５の厚みが０．３μｍ未満では、車載コネクタに適用した場合に、摩耗して下地が露出しやすくなり、接触信頼性の低下を招く。一方、Ｓｎ層１０５の厚みが１．２μｍを超えると、相手側コネクタ端子との嵌合時の挿入力の増大を招き、端子嵌合容易性を損なう。
また、ＺｎやＮｉのＳｎ層１０５への拡散を防止するために設けたＣｕ層１０２の厚みが０．１μｍ未満では、ＺｎやＮｉのＳｎ層への拡散を抑制するバリア効果が損なわれ、一方、Ｃｕ層１０２の厚みが０．７μｍを超えると、Ｃｕ元素自体のＳｎ層１０５への表面拡散により、Ｃｕ−Ｓｎの合金層が厚くなり、接触信頼性の低下を招く。
また、母材１００の成分元素やＺｎのＳｎ層１０５への拡散を防止するために設けたＮｉ層１０３の厚みが０．１μｍ未満では、母材成分元素やＺｎのＳｎ層１０５への拡散を抑制するバリア効果が損なわれ、Ｎｉ層１０３の厚みが０．１μｍを超えると、圧着時のスプリングバック特性に影響を与え、圧着部の接触信頼性の低下を招く。
また、Ｚｎ層１０１の厚みが０．１μｍ未満では、Ｚｎ層１０１の上に施すＮｉメッキの電着性が損なわれ、一方、Ｚｎ層１０１の厚みが２．０μｍを超えると、無電解メッキゆえに生産性が損なわれる。
図６はＺｎ層１０１、Ｎｉ層１０３、Ｃｕ層１０２、Ｓｎ層１０５の厚みの評価内容を示している。評価欄の「○」は良、「×」は不良、「△」はその中間を示す。なお、この図における評価の対象としての物理量としては、先に挙げたものと同じものが考えられる。
１Ａ，１Ｂ コネクタ端子
１０ 電気接触部
１２ 導体圧着部
１００ 母材
１０１ Ｚｎ層
１０２ Ｃｕ層
１０３ Ｎｉ層
１０５ Ｓｎ層

Claims (2)

  1. 相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部と、電線の導体に圧着される導体圧着部とを有するコネクタ端子において、
    当該端子を構成する金属材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金を母材とし、その母材の表面に、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の無電解メッキによるＺｎ層、厚さ０．５〜１．０μｍの範囲の電解メッキによるＣｕ層を順番に形成し、最表面に、厚さ０．７〜１．７μｍの範囲の電解メッキによるＳｎ層を形成したものよりなることを特徴とするコネクタ端子。
  2. 相手側コネクタ端子と嵌合することで該相手側コネクタ端子と接触導通する電気接触部と、電線の導体に圧着される導体圧着部とを有するコネクタ端子において、
    当該端子を構成する金属材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金を母材とし、その母材の表面に、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の無電解メッキによるＺｎ層、厚さ０．１〜２．０μｍの範囲の電解メッキによるＮｉ層、厚さ０．１〜０．７μｍの範囲の電解メッキによるＣｕ層を順番に形成し、最表面に、厚さ０．３〜１．２μｍの範囲の電解メッキによるＳｎ層を形成したものよりなることを特徴とするコネクタ端子。
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