JP6401493B2 - 接点接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、端子の接点接続構造に関する。

従来から種々提案されている端子は、特許文献１や、図８〜１１に示すようなメス端子１００とオス端子２００が提案されている。

図８，９に示すように、メス端子１００は、四角形状の箱部１０１と、この箱部１０１に設けられ、箱部１０１内に配置された弾性撓み部１０２とを有している。

弾性撓み部１０２には、底面側に向かって突出するインデント部１０３が設けられている。

インデント部１０３は、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。

また、メス端子１００には、高温環境下での接続信頼性の向上、腐食環境下での耐食性の向上等の観点から錫メッキが施されている。

オス端子２００は、平板状のタブ部２０１を有している。オス端子２００には、高温環境下での接続信頼性の向上、腐食環境下での耐食性の向上等の観点から錫メッキが施されている。

このような端子では、図９に示すように、オス端子２００のタブ部２０１をメス端子１００の箱部１０１に挿入すると、弾性撓み部１０２が撓み変形してタブ部２０１の挿入が許容される。

タブ部２０１の挿入過程では、タブ部２０１が弾性撓み部１０２のインデント部１０３上を摺動し、端子挿入完了位置では、図９，１０に示すように、弾性撓み部１０２のインデント部１０３とタブ部２０１の面が接触する。

この従来例では、弾性撓み部１０２の撓み復帰力を接触荷重として、メス端子１００のインデント部１０３とオス端子２００のタブ部２０１の接触面とが電気的に接触する。そして、この接触面を電流が流れることによってメス端子１００とオス端子２００間が通電する。

ところで、弾性撓み部１０２とタブ部２０１の外面には、全域に亘って錫メッキ処理が施されている。両端子を錫メッキし、さらにリフロー処理を行うことで、図１１に示すように、銅合金材の母材層Ａの外面側に銅／錫合金層Ｂ、錫メッキ層Ｃが形成されるとともに、錫メッキ層Ｃの外面に酸化膜Ｄが生成されている。

酸化膜Ｄは、錫や銅に比べて電気比抵抗が非常に高いため、酸化膜Ｄを破壊して錫メッキ層Ｃ同士の接触面（オーミック点）を多く作り、接触抵抗の低減を図る必要がある。

そして、従来の接点接続構造では、インデント部とタブ部の接触面間の接触荷重によって酸化膜を破壊し、酸化膜の破壊された箇所において、インデント部とタブ部のメッキ金属同士の接触が得られるようにしている。

特開２００７−２８０８２５号公報

しかしながら、従来例において説明した端子では、酸化膜の破壊を促進させるために接点部間の接点圧力を大きくすることが考えられるが、両端子が大型化したり構造が複雑になってしまうという課題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するために、端子を大型化したり、構造を極力複雑化したりすることなく、接触抵抗を低減できる端子を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、メス端子に設けられ、球面状のインデント部が突設され、表面にメッキ層が形成された第１接点部と、前記メス端子に接続されるオス端子に設けられ、表面にメッキ層が形成された第２接点部とを有し、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、前記インデント部が前記第２接点部に接触する接点接続構造であって、インデント部には、凹部および凸部のうち少なくとも一方が、前記インデント部の球面状の中心より放射状および球面状の中心に対して同心円状のうち少なくとも一方の状態で配置されるように形成されていることを特徴とする接点接続構造。

請求項１記載の発明によれば、インデント部に、凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方を、放射状および同心円状のうち少なくともいずれか一方の状態で配置されるように形成している。

このように、凹部や凸部を形成することで、インデント部と第２接点部の接触面間に接触荷重が働いた際には、凹部や凸部によってインデント部と第２接点部の接触面間に局所的な圧力をかけることができる。

その結果、インデント部の表面や第２接点部の表面に形成された酸化膜の破壊が促進され、酸化膜の破壊された箇所において、インデント部と第２接点部のメッキ金属同士の接触を得ることができる。

したがって、端子を大型化したり、極力複雑化することなく、接触抵抗を低減することができる。

本発明の端子挿入前の状態を示すメス端子とオス端子の断面図である。 本発明の端子挿入完了位置の状態を示すメス端子とオス端子の断面図である。 本発明のインデント部や第２接点部に形成された酸化膜が破壊される状態を説明する説明図である。 本発明のインデント部や第２接点部に形成された酸化膜が破壊されてメッキ金属同士が接触する状態を説明する説明図である。 本発明のインデント部に形成された凸部を模式的に示す斜視図である。 本発明のインデント部に形成された凸部の第１変形例を模式的に示す斜視図である。 本発明のインデント部に形成された凸部の第２変形例を模式的に示す斜視図である。 従来例の端子挿入前の状態を示すメス端子とオス端子の断面図である。 従来例の端子挿入完了位置の状態を示すメス端子とオス端子の断面図である。 従来例のメス端子とオス端子の接点接続要部拡大図である。 端子のメッキ層を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の端子接続構造が用いられる端子は、メス端子１と、オス端子２とからなっている。メス端子１は、図示しないメス側コネクタハウジング内の端子収容室に配置されている。

このメス端子１は、表面に錫メッキが施されており、第１接点部としての箱部３を備えている。

箱部３は、前方が開口された方形状に形成されおり、上面が内方へ折り曲げられて形成される弾性撓み部５ａと、下面から上面へ向けて突設する底面部５ｂとを備えている。

弾性撓み部５ａは、弾性を有しており、箱部３の上面から下面へ向けて傾斜して形成されている。また、弾性撓み部５ａの表面には、底面側へ向けて突出するインデント部７が形成されている。

インデント部７は、弾性撓み部５ａから球面状に突出しており、中心位置が球面状の最下方に位置している。インデント部７は、弾性撓み部５ａに形成されているため、上下方向へ変位可能である。

底面部５ｂは、インデント部７と略対向する位置に所定の間隔を空けて形成されており、底面部５ｂと、インデント部７との間にオス端子２が挿入される。

オス端子２は、表面に錫メッキが施されており、第２接点部としてのタブ部４を備えている。

タブ部４は、先端がメス端子１の底面部５ｂとインデント部７との間に挿入される。

ところで、弾性撓み部５ａとタブ部４の外面には、全域に亘って錫メッキ処理が施されており、銅合金材の母材層Ａの外面側に銅／錫合金層Ｂ、錫メッキ層Ｃが形成されるとともに、錫メッキ層Ｃの外面に酸化膜Ｄが生成されている（図１１参照）。

この酸化膜Ｄは、錫や銅に比べて電気比抵抗が非常に高いため、酸化膜Ｄ同士を接触させたとしても良好な電気的接続を得ることができない。

したがって、インデント部７とタブ部４の接触面間の接触荷重によってこの酸化膜Ｄを破壊して、酸化膜Ｄの破壊された箇所において、インデント部７とタブ部４のメッキ金属同士を接触させて、より良好な電気的接続を得られるようにするのが一般的である。

このとき、酸化膜Ｄの破壊をより促進させることができるようにするのが好ましい。

そこで、本実施形態では、酸化膜Ｄの破壊をより促進させることができるようにした。

具体的には、インデント部７に、凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａを形成した。

このように、インデント部７に、凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａを形成することで、インデント部７とタブ部４の接触面間に接触荷重が働いた際には、凹部や凸部７ａによってインデント部７とタブ部４の接触面間に局所的な圧力をかけることができる。

ここで、本発明者は、インデント部７とタブ部４の接触面間に荷重がかかると、酸化膜Ｄが同心円状や放射状に複数の箇所で割れることを可視化によって把握した。

そこで、インデント部７に形成される凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａが放射状および同心円状のうち少なくともいずれか一方の状態で配置されるようにし、酸化膜Ｄが同心円状や放射状に割れることをより促進させるようにした。

本実施形態では、凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａは、図５に示すように、斜面部（表面）に直線状に複数形成されており、全体として放射線状に形成されるようにしている。

次に、メス端子１とオス端子２とが電気的に接続される状態の一例を説明する。

まず、図１に示すように、オス端子２のタブ部４をメス端子１の箱部３の開口側から挿入する。箱部３の開口から挿入されたタブ部４は、インデント部７と底面部５ｂとの間に挿入される。このとき、タブ部４がインデント部７と底面部５ｂに摺動し、弾性撓み部５ａを上方へ押し上げてインデント部７と底面部５ｂとが離間する方向へ弾性変形する。

さらにタブ部４をメス端子１に挿入すると、図２に示す端子挿入完了位置に達する。

このように、端子挿入完了位置までタブ部４が挿入された状態では、弾性撓み部５ａに撓み復帰力が発生しており、この撓み復帰力によってインデント部７とタブ部４の接触面間に接触荷重が働くこととなる。

このとき、インデント部７に形成された凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａによって、タブ部４の表面が局所的に押圧される。本実施形態では、タブ部４の表面は放射状に押圧される。

その結果、タブ部４の表面の酸化膜Ｄが放射状に割れるのが促進されて、酸化膜Ｄにひび割れが生じる（図３参照）。一方、凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａにも押圧力が集中的に働くため、凸部（凹部および凸部のうち少なくともいずれか一方）７ａの酸化膜Ｄにもひび割れが生じやすくなる（図３参照）。

そして、酸化膜Ｄにひび割れが生じると、メッキ層Ｃが酸化膜Ｄの隙間から表面に侵入することとなる（図４参照）。

このように、メッキ層Ｃが酸化膜Ｄの隙間から表面に侵入することで、図４に示すように、メッキ層Ｃ同士（インデント部７とタブ部４のメッキ金属同士）が接触して、より良好な電気的接続を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態では、インデント部７に、凹部および凸部７ａのうち少なくともいずれか一方を、放射状および同心円状のうち少なくともいずれか一方の状態で配置されるように形成している。

このように、凹部や凸部７ａを形成することで、インデント部７とタブ部４の接触面間に接触荷重が働いた際には、凹部や凸部７ａによってインデント部７とタブ部４の接触面間に局所的な圧力をかけることができる。

その結果、インデント部７の表面やタブ部４の表面に形成された酸化膜Ｄの破壊が促進され、酸化膜Ｄの破壊された箇所において、インデント部７とタブ部４のメッキ金属同士の接触を得ることができる。

したがって、端子を大型化したり、極力複雑化することなく、接触抵抗を低減することができる。特に、本実施形態によれば、接点部間の接点圧力が小さくなってしまったとしても、酸化膜Ｄを破壊することができるようになるため、端子の小型化を図り易くなるという利点がある。

なお、凸部７ａは、直線状に連続して設けられる必要はなく、図６に示すように、放射線状に点在するように凸部７ａを設けることも可能である。このとき形成される個々の凸部７ａの形状は、円形、三角形、四角形等、適宜に設定することができる。また、個々の凸部７ａは、例えば、エンボス加工により形成することができる。

また、凸部７ａは、図７に示すように、格子状に設けることも可能である。すなわち、放射状かつ同心円状に配置されるように凸部７ａを形成することも可能である。

また、凸部７ａを同心円状に形成するようにしてもよい。

なお、インデント部７に、凹部を形成するようにしてもよい。このように凹部を形成するようにすれば、凹部端縁のエッジ部分によって酸化膜Ｄの破壊が促進されることとなる。

また、本実施形態では、弾性撓み部５ａとタブ部４の表面に錫メッキ層が形成されているが、本発明は、錫以外の酸化膜が形成されるメッキ層であれば同様の効果が得られる。

３ 第１接点部（箱部）
４ 第２接点部（タブ部）
７ インデント部
７ａ 凸部（凸部および凹部のうち少なくともいずれか一方）

Claims (1)

1. メス端子に設けられ、球面状のインデント部が突設され、表面にメッキ層が形成された第１接点部と、
   前記メス端子に接続されるオス端子に設けられ、表面にメッキ層が形成された第２接点部とを有し、
   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、前記インデント部が前記第２接点部に接触する接点接続構造であって、
   インデント部には、凹部および凸部のうち少なくとも一方が、前記インデント部の球面状の中心より放射状および球面状の中心に対して同心円状のうち少なくとも一方の状態で配置されるように形成されていることを特徴とする接点接続構造。

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