JP6268070B2 - メッキ材及び端子金具 - Google Patents
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Description
本発明は、メッキ材及び端子金具に関する。
銅又は銅合金を母材とする端子金具は、母材の上にスズメッキを施すことにより、防錆性及び接触性を向上させている。
下記特許文献１には、相手方の端子と電気的に接触する電気接続部と、電線の端末の導体に圧着される電線圧着部と、を有する圧着端子が記載されている。この圧着端子は、銅を含む本体部及びその表面を覆うスズメッキ層を有する金属板により形成されている。
ところが、スズメッキは耐摩耗性が低いので、端子の摺動接点として使用した場合、摺動のたびにスズメッキが削られて剥離し、下地である銅又は銅合金が露出することがあった。このため、露出した銅又は銅合金が錆びてしまい、端子の電気的性能を低下させることがあった。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、優れた耐摩耗性や導電性や摺動性を長期に亘って維持することができ、低コスト化を図ることのできるメッキ材及び端子金具を提供することにある。
本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
（１） 母材金属板と、該母材金属板の表面を覆う銀による第１メッキ層と、該第１メッキ層の表面を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜と、該フッ素ドープ酸化スズ膜の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層と、を備えたことを特徴とするメッキ材。
（１） 母材金属板と、該母材金属板の表面を覆う銀による第１メッキ層と、該第１メッキ層の表面を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜と、該フッ素ドープ酸化スズ膜の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層と、を備えたことを特徴とするメッキ材。
（２） 前記母材金属板の表面は、該表面に対する前記第１メッキ層、前記フッ素ドープ酸化スズ膜及び前記第２メッキ層の付着性を向上させる凹凸を設けられたことを特徴とする上記（１）に記載のメッキ材。
（３） 上記（１）又は（２）に記載のメッキ材からなる端子金具であって、前記メッキ材の前記第２メッキ層が端子金具相互の摺動面となっていることを特徴とする端子金具。
上記（１）の構成によれば、銀による第１メッキ層の上を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜は、次の（ａ）〜（ｄ）の特徴を有している。
（ａ）金や銀と比較して、材料コストが安い。
（ｂ）銅やスズと比較して優れた導電性を備えており、銀や金などと比較してもそれほど遜色のない優れた導電性を有している。そのため、良好な導電性を確保するために銀を使った第１メッキ層の膜厚を低減させて、材料コストの高い銀の使用量の低減により、コストの低減を図ることができる。
（ｃ）銀や銅などと比較して、酸などの環境ストレスに強く、酸化による変色や腐食が発生し難く、酸化防止のためのコーティングなどが不要になり、コスト低減を促進することができる。
（ｄ）金や銀と比較して耐摩耗性が高く、端子金具などに使った場合に、嵌合や摺動を繰り返しても、摩耗が生じ難く、寿命を延ばすことができる。
（ａ）金や銀と比較して、材料コストが安い。
（ｂ）銅やスズと比較して優れた導電性を備えており、銀や金などと比較してもそれほど遜色のない優れた導電性を有している。そのため、良好な導電性を確保するために銀を使った第１メッキ層の膜厚を低減させて、材料コストの高い銀の使用量の低減により、コストの低減を図ることができる。
（ｃ）銀や銅などと比較して、酸などの環境ストレスに強く、酸化による変色や腐食が発生し難く、酸化防止のためのコーティングなどが不要になり、コスト低減を促進することができる。
（ｄ）金や銀と比較して耐摩耗性が高く、端子金具などに使った場合に、嵌合や摺動を繰り返しても、摩耗が生じ難く、寿命を延ばすことができる。
また、フッ素ドープ酸化スズ膜の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層は、フッ素ドープ酸化スズ膜と比較して変形し易く、相手部材との接触部に使用されている場合に、相手部材の表面の凹凸に馴染んで、相手部材との接触を高めることができ、端子金具等に使用した場合に、接触信頼性を向上させることができる。
以上より、上記（１）の構成によれば、優れた耐摩耗性や導電性や摺動性を長期に亘って維持することができ、且つ、銀による第１メッキ層の厚みを抑えて低コスト化を図ることができる。
上記（２）の構成によれば、母材金属板に対する各層の接着強度を向上させることができ、プレス成形等を行っても、層の剥がれが生じ難く、各層が安定した性能を発揮することができる。
上記（３）の構成によれば、摺動面がフッ素ドープ酸化スズ膜の上にスズ又はスズ合金により第２メッキ層を有した構造で、相手端子金具との摺動性や接触信頼性を向上させることができ、また、フッ素ドープ酸化スズ膜や第１メッキ層のすぐれた導電性により、すぐれたと導電性能を確保することができる。また、フッ素ドープ酸化スズ膜が優れた耐摩耗性を有しているため、相手端子金具との嵌合・離脱を繰り返しても摩耗を抑えて、安定した接続性能を得ることができる。
即ち、端子金具として、優れた耐摩耗性や導電性や摺動性を長期に亘って維持することができ、且つ、銀による第１メッキ層の厚みを押さえて低コスト化を図ることができる。
本発明による端子金具によれば、優れた耐摩耗性や導電性や摺動性を長期に亘って維持することができ、且つ、銀による第１メッキ層の厚みを押さえて低コスト化を図ることができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
以下、本発明に係る端子金具の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る端子金具の一実施形態の縦断面図、図２は図１のＡ部の拡大図である。
図１では、雌端子金具１０と雄端子金具２０との嵌合状態を示している。
雌端子金具１０は、金属板のプレス成形により所定の構造に形成されたもので、相手端子金具（雄端子金具２０）が嵌合する角筒状の嵌合筒部１１の内側に、雄端子金具２０の舌状片２１を挟持するばね板部１２，１３が装備されている。
それぞれのばね板部１２，１３は、嵌合筒部１１に挿入された舌状片２１が摺動接触する突起部１２ａ，１３ａが形成されている。これらの突起部１２ａ，１３ａは、表面が滑らかな湾曲面に形成されている。
雄端子金具２０は、金属板のプレス成形により所定の構造に形成されたもので、先端に、雌端子金具１０の嵌合筒部１１に嵌合する舌状片２１が装備されている。
舌状片２１は、平板状の芯金２２の両面を表面板２３，２４で挟んで所定の厚み寸法を確保している。
以上に説明した雌端子金具１０及び雄端子金具２０を形成する金属板は、図２に示す多層構造のメッキ材３０である。即ち、雌端子金具１０及び雄端子金具２０は、メッキ材３０のプレス成形により形成されている。
このメッキ材３０は、母材金属板３１と、該母材金属板３１の表面を覆う銀による第１メッキ層３２と、この前記第１メッキ層３２の表面を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜（ＦＴＯ）３３と、このフッ素ドープ酸化スズ膜３３の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層３４と、を備えた４層構造の板材である。
第１メッキ層３２上にフッ素ドープ酸化スズを薄板状に設けるには、例えば、スプレー熱分解（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）法により設けることができる。ＳＰＤ法はよく知られているように、基材を成膜温度まで加熱し、そこに向けて霧化器等の噴霧手段を用いて膜の原料となる溶液を噴霧することにより、反応初期には、基材表面に付着した液滴中の溶媒の蒸発と、溶質の熱分解に続く加水分解反応および熱酸化反応することにより結晶を形成させ、反応が進むにつれその結晶上に、液滴が付着し、液滴中の溶媒蒸発と共に、溶質および下部の結晶間で結晶成長を進行させ、薄膜を形成する方法である。ＳＰＤ法を採用することにより、なおフッ素ドープ酸化スズは、ＳＰＤ法以外にも公知の方法を採用し、形成することができる。
フッ素ドープ酸化スズは、金や銀と比較して材料コストが低い。また、フッ素ドープ酸化スズの膜（ＦＴＯ膜）は、スズ（Ｓｎ）の純金属と比較すると体積抵抗率が一桁のみ大きく、金や銀と比較してもそれほど遜色のない優れた導電性を有している。また、フッ素ドープ酸化スズは、導電性の温度依存度が低く、耐食性や耐摩耗性も優れていて、優れた耐久性を示す。
母材金属板３１は、例えば、銅（Ｃｕ）製の所定厚の板材である。
また、第１メッキ層３２は、ストライクメッキとしても良い。
また、第１メッキ層３２は、ストライクメッキとしても良い。
雌端子金具１０及び雄端子金具２０では、図２に示すように、メッキ材３０における第２メッキ層３４が端子金具相互の摺動面となるように、メッキ材３０が使用されている。
以上に説明したメッキ材３０において、銀による第１メッキ層３２の上を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜３３は、次の（ａ）〜（ｄ）の特徴を有している。
（ａ）金や銀と比較して、材料コストが安い。
（ｂ）銅やスズと比較して優れた導電性を備えており、銀や金などと比較してもそれほど遜色のない優れた導電性を有している。そのため、良好な導電性を確保するために銀を使った第１メッキ層３２の膜厚を低減させて、材料コストの高い銀の使用量の低減により、コストの低減を図ることができる。
（ｃ）銀や銅などと比較して、酸などの環境ストレスに強く、酸化による変色や腐食が発生し難く、酸化防止のためのコーティングなどが不要になり、コスト低減を促進することができる。
（ｄ）金や銀と比較して耐摩耗性が高く、端子金具などに使った場合に、嵌合や摺動を繰り返しても、摩耗が生じ難く、寿命を延ばすことができる。
（ａ）金や銀と比較して、材料コストが安い。
（ｂ）銅やスズと比較して優れた導電性を備えており、銀や金などと比較してもそれほど遜色のない優れた導電性を有している。そのため、良好な導電性を確保するために銀を使った第１メッキ層３２の膜厚を低減させて、材料コストの高い銀の使用量の低減により、コストの低減を図ることができる。
（ｃ）銀や銅などと比較して、酸などの環境ストレスに強く、酸化による変色や腐食が発生し難く、酸化防止のためのコーティングなどが不要になり、コスト低減を促進することができる。
（ｄ）金や銀と比較して耐摩耗性が高く、端子金具などに使った場合に、嵌合や摺動を繰り返しても、摩耗が生じ難く、寿命を延ばすことができる。
また、フッ素ドープ酸化スズ膜３３の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層３４は、フッ素ドープ酸化スズ膜３３と比較して変形し易く、相手部材との接触部に使用されている場合に、相手部材の表面の凹凸に馴染んで、相手部材との接触を高めることができ、端子金具等に使用した場合に、接触信頼性を向上させることができる。
以上より、上記のメッキ材３０では、優れた耐摩耗性や導電性や摺動性を長期に亘って維持することができ、且つ、銀による第１メッキ層３２の厚みを押さえて低コスト化を図ることができる。
そして、メッキ材３０で形成した雌端子金具１０及び雄端子金具２０は、端子金具相互の接触部である摺動面がフッ素ドープ酸化スズ膜３３の上にスズ又はスズ合金により第２メッキ層３４を有した構造であり、相手端子金具との摺動性や接触信頼性を向上させることができる。また、フッ素ドープ酸化スズ膜３３や第１メッキ層３２のすぐれた導電性により、すぐれた導電性能を確保することができる。また、フッ素ドープ酸化スズ膜３３が優れた耐摩耗性を有しているため、相手端子金具との嵌合・離脱を繰り返しても摩耗を抑えて、安定した接続性能を得ることができる。
即ち、端子金具として、優れた耐摩耗性や導電性や摺動性を長期に亘って維持することができ、且つ、銀による第１メッキ層３２の厚みを抑えて低コスト化を図ることができる。
なお、メッキ材３０は、図３に示すように、母材金属板３１の表面に、凹凸３０ａが設けられている。そして、母材金属板３１の上に積層する第１メッキ層３２、フッ素ドープ酸化スズ膜３３、第２メッキ層３４も、母材金属板３１の凹凸３０ａと同様の凹凸を有した構造にすると良い。
このようにすると、母材金属板３１に対する各層の接着強度を向上させることができ、プレス成形等を行っても、層の剥がれが生じ難く、各層が安定した性能を発揮することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、メッキ材３０の用途は、上記実施形態に示した端子金具１０，２０に限るものではなく、プリント回路基板上に設けられる接点パターンや、接点に摺動接触するスライダなどにも使用可能である。
ここで、上述した本発明に係るメッキ材及び端子金具の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 母材金属板（３１）と、該母材金属板（３１）の表面を覆う銀による第１メッキ層（３２）と、該第１メッキ層（３２）の表面を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜（３３）と、該フッ素ドープ酸化スズ膜（３３）の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層（３４）と、を備えたことを特徴とするメッキ材（３０）。
［２］ 前記母材金属板（３１）の表面は、該表面に対する前記第１メッキ層（３２）、前記フッ素ドープ酸化スズ膜（３３）及び前記第２メッキ層（３４）の付着性を向上させる凹凸（３０ａ）を設けられたことを特徴とする上記［１］に記載のメッキ材（３０）。
［３］ 上記［１］又は［２］に記載のメッキ材（３０）のプレス成形により形成される端子金具（１０，２０）であって、前記メッキ材（３０）の前記第２メッキ層（３４）が端子金具相互の摺動面となるように形成されたことを特徴とする端子金具（１０，２０）。
１０，２０ 端子金具
３０ メッキ材
３０ａ 凹凸
３１ 母材金属板
３２ 第１メッキ層
３３ フッ素ドープ酸化スズ膜
３４ 第２メッキ層
３０ メッキ材
３０ａ 凹凸
３１ 母材金属板
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３３ フッ素ドープ酸化スズ膜
３４ 第２メッキ層
Claims (3)
- 母材金属板と、該母材金属板の表面を覆う銀による第１メッキ層と、該第１メッキ層の表面を覆うフッ素ドープ酸化スズ膜と、該フッ素ドープ酸化スズ膜の上を覆うスズ又はスズ合金による第２メッキ層と、を備えたことを特徴とするメッキ材。
- 前記母材金属板の表面は、該表面に対する前記第１メッキ層、前記フッ素ドープ酸化スズ膜及び前記第２メッキ層の付着性を向上させる凹凸を設けられたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ材。
- 請求項１又は２に記載のメッキ材からなる端子金具であって、前記メッキ材の前記第２メッキ層が端子金具相互の摺動面となっていることを特徴とする端子金具。
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