JP6401490B2 - 接点接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、第１端子と第２端子間の電気的接続を行う接点接続構造に関する。

図５及び図６には、従来の接点接続構造を適用したメス端子とオス端子が示されている類似技術として特許文献１参照）。図５、図６及び図７に示すように、メス端子５１は、四角形状の箱部５２と、この箱部５２に一体に設けられ、箱部５２内に配置された弾性撓み部５３とを有する。弾性撓み部５３には、底面側に向かって突出するインデント部５４が設けられている。インデント部５４は、その外周面がほぼ球面形状であり、中心の頂点が最下方に位置している。

図５、図６及び図８に示すように、オス端子６０は、平板状のタブ部６１を有する。

上記構成において、図５の位置にあって、オス端子６０のタブ部６１をメス端子５１の箱部５２に挿入すると、弾性撓み部５３が撓み変形してタブ部６１の挿入が許容される。タブ部６１の挿入過程では、弾性撓み部５３のインデント部５４がタブ部６１の接触面を摺動し、端子挿入完了位置では、図６及び図９に示すように、弾性撓み部５３のインデント部５４とタブ部６１の接触面が接触する。端子挿入完了位置では、弾性撓み部５３の撓み復帰力を接触荷重として、メス端子５１のインデント部５４とオス端子６０のタブ部６１の接触面とが電気的に接触する。

特開２００７−２８０８２５号公報

しかしながら、前記従来の構造では、メス端子５１のインデント部５４がほぼ球面形状であり、インデント部５４の外周面の頂点箇所でのみオス端子６０のタブ部６１と接触する。ここで、双方の接触面は、みかけの接触面Ｅ２（接触面径Ｄ２）の全領域において実質的に接触しているわけではない。みかけの接触面Ｅ２の内で実際に接触する面（真実接触面Ａ）のみが電気的通電を担う。みかけの接触面Ｅ２は、図１０（ａ）では明確化のためハッチング表示する。

従来例では、インデント部５４とタブ部６１の接触面は共に平滑な面に形成されているが、実際には少ない凹凸が形成された面である。このように少ない凹凸面同士の接触では、図１０（ｂ）に示すように、みかけの接触面Ｅ２の範囲内の真実接触面Ａの数が少なくなるため、接触抵抗が大きくなる。

ここで、みかけの接触面径を大きくして接触抵抗の低減を図るため、弾性撓み部の撓み復帰力（接触荷重）を大きくしたり、接点部（インデント部５４）を大型化したりすることが考えられるが、端子５１，６０が大型化したり、複雑化する。

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、端子を大型化したり、極力複雑化したりすることなく、接触抵抗を低減できる接点接続構造を提供することを目的とする。

本発明は、第１端子に設けられ、インデント部を有する第１接点部と、前記第１端子に接続される第２端子に設けられた第２接点部とを有し、端子挿入過程では、前記第１接点部の前記インデント部が前記第２接点部の接触面上を摺動し、端子挿入完了位置では、前記インデント部の外周面が前記第２接点部に接触する接点接続構造であって、前記第２接点部の接触面は、表面粗さの粗い面に形成されており、前記表面粗さの粗い面は、算術平均粗さＲａでは、２．５μｍ<Ｒａ<５μｍの範囲であることを特徴とする接点接続構造である。

表面粗さの粗い面は、放電目パターンの凹凸により形成されたものを含む。

本発明によれば、第２接点部の表面粗さによって多数の凸形状が形成され、この多数の凸形状の箇所では確実に接触するため、インデント部と第２接点部の接触面は、双方が平滑な面の場合に比べて、インデント部と第２接点部間の真実接触面が多くなる。以上より、端子を大型化したり、極力複雑化したりすることなく、接触抵抗を低減できる。

本発明の第１実施形態を示し、端子接続前のメス端子とオス端子の断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は端子接続状態のメス端子とオス端子の断面図、（ｂ）は接点接続箇所の要部断面図、（ｃ）はみかけの接触面と真実接触面を示す図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はオス端子の接点部の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）はオス端子の接点部の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）はみかけの接触面と真実接触面を示す図である。 従来例を示し、端子接続前のメス端子とオス端子の断面図である。 従来例を示し、端子接続状態のメス端子とオス端子の断面図である。 従来例を示し、（ａ）はメス端子の接点部の要部側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。 従来例を示し、（ａ）はオス端子の接点部の要部側面図、（ｂ）はオス端子の接点部の要部平面図である。 従来例を示し、接点接続箇所の要部側面図である。 従来例を示し、（ａ）みかけの接触面を示す図、（ｂ）は真実接触面を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示す。第１端子であるメス端子と第２端子であるオス端子間に本発明に係る接点接続構造が適用されている。以下、説明する。

メス端子１は、メス側コネクタハウジング（図示せず）内の端子収容室に配置されている。メス端子１は、所定形状に打ち抜かれた導電性金属（例えば銅合金）を折り曲げ加工して形成されている。メス端子１の外面には、錫メッキ層（図示せず）が形成されている。メス端子１は、オス端子１０が挿入される前方を開口した方形状の箱部２と、この箱部２の上面部より延設され、箱部２内に配置された弾性撓み部３とを有する。弾性撓み部３には、底面側に向かって突出するインデント部４が設けられている。インデント部４は、その外周面がほぼ球面形状であり、中心の頂点が最下方に位置している。メス端子１は、弾性撓み部３と箱部２の底面部２ａが第１接点部を形成している。

オス端子１０は、オス側コネクタハウジング（図示せず）内の端子収容室に配置されている。オス端子１０は、所定形状に打ち抜かれた導電性金属（例えば銅合金）を折り曲げ加工して形成されている。オス端子１０の外面には、錫メッキ層（図示せず）が形成されている。オス端子１０は、平板状のタブ部１１を有する。オス端子１０は、タブ部１１が第２接点部を形成している。タブ部１１の上面側（接触面側）には、端子挿入完了位置のインデント部４が位置する領域に表面粗さが粗い面１２、つまり、凹凸面に形成されている。

表面粗さの粗い面１２は、この実施形態には、放電目パターンの凹凸である。放電目パターンの凹凸面は、タブ部１１の接触面に放電目を残した金型をプレスすることにより簡単に作製できる。表面粗さの粗い面１２は、算術平均粗さＲａでは、２．５μｍ＜Ｒａ＜５μｍの範囲である。

上記構成において、メス側コネクタハウジング（図示せず）とオス側コネクタハウジング（図示せず）間をかん合すると、そのかん合過程ではオス端子１０のタブ部１１がメス端子１の箱部２に挿入する。すると、先ずタブ部１１の先端が弾性撓み部３に当接し、この当接箇所より更に挿入が進むと、弾性撓み部３が撓み変形してタブ部１１の挿入が許容される。タブ部１１の挿入過程では、タブ部１１が弾性撓み部３のインデント部４上を摺動する。端子挿入完了位置（コネクタかん合完了位置）では、図２（ｂ）に示すように、弾性撓み部３のインデント部４がタブ部１１の表面粗さの粗い面１２上に位置する。インデント部４の両店箇所とタブ部１１の表面粗さの粗い面１２で接触する。

この接点接続構造では、オス端子１０のタブ部１１の接触面は、表面粗さの粗い面１２に形成されている。表面粗さの粗い面１２には、その表面に多数の凸形状ができ、その多数の凸形状の箇所で確実に接触し、多数の真実接触面が得られる。従って、インデント部４とタブ部１１との接触面は、双方が平滑な面の場合に比べて、みかけの接触面径Ｄ１が従来と同じでもその範囲内の真実接触面Ａの数が多くなる。以上より、メス端子１、オス端子１０を大型化したり、極力複雑化したりすることなく、接触抵抗を低減できる。

次に、Ｈｏｌｍの接触理論式によって接触抵抗が小さくなることを説明する。Ｈｏｌｍの接触理論式によれば、接触抵抗Ｒは、Ｄ：みかけの接触面径（直径）ρ：接点材料の抵抗率、ａ：真実接触面の半径、ｎ：真実接触面の数とすると、Ｒ＝（ρ／Ｄ）＋（ρ／２ｎａ）によって算出される。本発明では、従来より真実接触面Ａの数が多くなるため、接触抵抗が小さくなる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、前記第１実施形態と比較して、表面粗さの粗い面１２の構成のみが相違する。つまり、第２実施形態では、表面粗さの粗い面１２は、タブ部１１の接触面に多数の微小突起１２ａを突設することによって形成されている。微小突起１２ａの高さｈは、２．５μｍ＜ｈ＜５μｍの範囲である。微小突起１２ａ間のピッチ間隔ｄは、５μｍ＜ｄ＜２０μｍの範囲である。

他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、みかけの接触面径Ｄ１内の真実接触面Ａの数が多くなり、メス端子１、オス端子１０を大型化したり、極力複雑化したりすることなく、接触抵抗を低減できる。

（変形例）
実施形態では、各インデント部４はその外周面が球面形状であるが、各インデント部４の外周面の形状は限定されない。頂点を最も高い位置とし、外周に向かうに従って滑らかな曲面によって徐々に低くなる曲面形状でも、楕円球面でも、円錐形状でも、角錐形状でも良い。

１ メス端子（第１端子）
２ａ 底面部（第１接点部）
３ 弾性撓み部（第１接点部）
４ インデント部
１０ オス端子（第２端子）
１１ タブ部（第２接点部）
１２ 表面粗さの粗い面
１２ａ 微小突起

Claims (2)

1. 第１端子に設けられ、インデント部を有する第１接点部と、
   前記第１端子に接続される第２端子に設けられた第２接点部とを有し、
   端子挿入過程では、前記第１接点部の前記インデント部が前記第２接点部の接触面上を摺動し、端子挿入完了位置では、前記インデント部の外周面が前記第２接点部に接触する接点接続構造であって、
   前記第２接点部の接触面は、表面粗さの粗い面に形成されており、
   前記表面粗さの粗い面は、算術平均粗さＲａでは、２．５μｍ<Ｒａ<５μｍの範囲であることを特徴とする接点接続構造。
2. 請求項１記載の接点接続構造であって、
   表面粗さの粗い面は、放電目パターンの凹凸により形成されたことを特徴とする接点接続構造。

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