(57)【要約】【課題】相手側端子への挿入力を低減できながら、相手側端子との接触抵抗を低減できる端子を提供する。【解決手段】相手側の端子に挿入されることにより電気的に接続される接続部を備え、前記接続部は、先端側から順に、前記相手側の端子と摺動する摺動領域と、前記相手側の端子と接触する接点領域とを有し、前記摺動領域における最表面は銅とスズとを含有する銅スズ合金層を有し、前記接点領域における最表面はスズを主成分として含有するスズ層を有しており、前記銅スズ合金層のビッカース硬さは前記スズ層のビッカース硬さよりも高い、端子。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手側の端子に挿入されることにより電気的に接続される接続部を備え、
前記接続部は、先端側から順に、前記相手側の端子と摺動する摺動領域と、前記相手側の端子と接触する接点領域とを有し、
前記摺動領域における最表面は銅とスズとを含有する銅スズ合金層を有し、
前記接点領域における最表面はスズを主成分として含有するスズ層を有しており、
前記銅スズ合金層のビッカース硬さは前記スズ層のビッカース硬さよりも高い、
端子。
【請求項２】
前記スズ層のビッカース硬さが２０Ｈｖ以上４０Ｈｖ以下である請求項１に記載の端子。
【請求項３】
前記銅スズ合金層のビッカース硬さが３５０Ｈｖ以上６３０Ｈｖ以下である請求項１又は請求項２に記載の端子。
【請求項４】
前記スズ層の厚さが０．２μｍ以上２．０μｍ以下であり、
前記銅スズ合金層の厚さが０．２μｍ以上２．０μｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の端子。
【請求項５】
前記接続部の幅が０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の端子。
【請求項６】
前記摺動領域の長さが０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の端子。
【請求項７】
前記銅スズ合金層において、スズに対する銅の質量比が１．０以上２．５以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の端子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の端子と、前記端子を収容するハウジングとを備える、
コネクタ。
【請求項９】
前記端子の数が２極以上である請求項８に記載のコネクタ。
【請求項１０】
雄端子と、前記雄端子が挿入される雌端子とを備える端子対であって、
前記雄端子は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の端子である、
端子対。
【請求項１１】
前記雄端子が挿入された状態での前記雌端子の接触荷重が１．０Ｎ以上１０Ｎ以下である請求項１０に記載の端子対。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の端子対を備え、
前記雄端子を備える雄コネクタと、前記雌端子を備える雌コネクタとを有する、
コネクタ対。
【請求項１３】
前記雌コネクタへの前記雄コネクタの挿入力が５０Ｎ以下である請求項１２に記載のコネクタ対。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、端子、コネクタ、端子対、及びコネクタ対に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コネクタに備える端子の表面に、スズ（Ｓｎ）をめっきした後にリフロー処理を施してスズ層（以下、「Ｓｎ層」という場合がある）を設けることが知られている。また、端子の表面に、銅（Ｃｕ）及びスズ（Ｓｎ）を順次めっきした後、リフロー処理を施してＣｕとＳｎを合金化することにより銅スズ合金層（以下、「Ｃｕ−Ｓｎ合金層」という場合がある）を形成することが知られている。
【０００３】
特許文献１には、端子を形成する銅母材の表面にＳｎめっき層を形成した後、相手側端子との摺接部分にレーザ光を照射して、摺接部分におけるＳｎめっき層のうち銅母材との界面近傍にＣｕ−Ｓｎ合金層を形成する接続端子の製造方法が開示されている。特許文献２には、相手方端子と接触する接点部がＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層とを有し、接点部の表面にＣｕ−Ｓｎ合金層が露出してなるＣｕ−Ｓｎ合金部及びＳｎ層が露出してなるＳｎ部を共存させたコネクタ端子が開示されている。Ｓｎ合金部及びＳｎ部が共存している状態とは、具体的には、Ｓｎ部よりなる海相中にＣｕ−Ｓｎ合金部よりなる島相が散在している海島構造、及びＣｕ−Ｓｎ合金部よりなる海相中にＳｎ部よりなる島相が散在している海島構造が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１５４５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１４９２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コネクタに用いられる端子において、相手側端子への挿入力が低く、相手側端子との接触抵抗が低い端子が望まれている。特に、近年、自動車に搭載される電装品の増加に伴い、車載用コネクタの多極化が進んでいる。複数の端子を備える多極構造のコネクタでは、コネクタの接続作業を容易に行うため、コネクタの接続に必要な挿入力を低減することが望まれている。そのため、端子１極あたりの挿入力を小さくすることが重要である。また、車載用コネクタでは、振動を受けた場合でも相手側端子との接触を安定させ、接触抵抗を低く抑えることが重要である。
【０００６】
本開示は、相手側端子への挿入力を低減できながら、相手側端子との接触抵抗を低減できる端子、及び当該端子を備えるコネクタを提供することを目的の一つとする。本開示は、雌端子への雄端子の挿入力を低減できながら、雄端子と雌端子との接触抵抗を低減できる端子対、及び当該端子対を備えるコネクタ対を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の端子は、
相手側の端子に挿入されることにより電気的に接続される接続部を備え、
前記接続部は、先端側から順に、前記相手側の端子と摺動する摺動領域と、前記相手側の端子と接触する接点領域とを有し、
前記摺動領域における最表面は銅とスズとを含有する銅スズ合金層を有し、
前記接点領域における最表面はスズを主成分として含有するスズ層を有しており、
前記銅スズ合金層のビッカース硬さは前記スズ層のビッカース硬さよりも高い。
【０００８】
本開示のコネクタは、
本開示の端子と、前記端子を収容するハウジングとを備える。
【０００９】
本開示の端子対は、
雄端子と、前記雄端子が挿入される雌端子とを備える端子対であって、
前記雄端子は、本開示の端子である。
【００１０】
本開示のコネクタ対は、
本開示の端子対を備え、
前記雄端子を備える雄コネクタと、前記雌端子を備える雌コネクタとを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の端子及びコネクタは、相手側端子への挿入力を低減できながら、相手側端子との接触抵抗を低減することができる。本開示の端子対及びコネクタ対は、雌端子への雄端子の挿入力を低減できながら、雄端子と雌端子との接触抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る端子、及び端子対の一例であり、挿入前の状態を示す概略部分断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る端子、及び端子対の一例であり、挿入後の状態を示す概略部分断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る端子の接続部を拡大して示す概略部分断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るコネクタの一例を示す概略部分断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るコネクタ対の一例を示す概略部分断面図である。
【図６】図６は、検証例１で使用した試験片を説明する図である。
【図７】図７は、検証例１における摩擦係数の測定結果のグラフを示す図である。
【図８】図８は、検証例１における接触抵抗の測定結果のグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、コネクタ用端子について種々検討した結果、以下のような知見を得た。
【００１４】
端子の表面にＳｎ層を有する場合、Ｓｎ層は比較的柔らかいため、相手側端子との接触を安定させることができる。その結果、相手側端子との接触抵抗を低減することができる。しかし、Ｓｎ層は硬度が低いため、摩擦係数が高い。よって、相手側端子への挿入力が高くなる。一方、端子の表面にＣｕ−Ｓｎ合金層を有する場合、Ｃｕ−Ｓｎ合金層はＳｎに比べて硬度が高い。そのため、相手側端子への挿入力を低減することが可能である。しかし、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は硬いため、相手側端子との接触抵抗を安定的に維持することが難しい。
【００１５】
特許文献１に記載された技術は、摺接部分におけるＳｎ層と銅母材との界面近傍にＣｕ−Ｓｎ合金層を形成することで、挿入力の低減を図りつつ、接触抵抗を安定して低くすることを提案している。しかし、特許文献１に記載された技術では、摺接部分においてＣｕ−Ｓｎ合金層の上にＳｎ層が残存する構造であるため、Ｃｕ−Ｓｎ合金層による挿入力を低減する効果が十分に得られ難いと考えられる。
【００１６】
特許文献２に記載された技術は、接点部の表面にＣｕ−Ｓｎ合金層及びＳｎ層を共存させることで、挿入力の低減と接触抵抗の低減とを両立することを提案している。しかし、特許文献２に記載された技術では、接点部の表面においてＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層とが共存する構造であるため、表面全体がＳｎ層からなる構造に比較して、Ｓｎ層による接触抵抗を低減する効果が小さくなると考えられる。
【００１７】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、相手側端子と摺動する摺動領域と、相手側端子と接触する接点領域において、それぞれの最表面の材質を異ならせることで、挿入力の低減及び接触抵抗の低減を効果的に両立させることが可能であることを見出した。
【００１８】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１９】
（１）本開示の実施形態に係る端子は、
相手側の端子に挿入されることにより電気的に接続される接続部を備え、
前記接続部は、先端側から順に、前記相手側の端子と摺動する摺動領域と、前記相手側の端子と接触する接点領域とを有し、
前記摺動領域における最表面は銅とスズとを含有する銅スズ合金層を有し、
前記接点領域における最表面はスズを主成分として含有するスズ層を有しており、
前記銅スズ合金層のビッカース硬さは前記スズ層のビッカース硬さよりも高い。
【００２０】
本開示の端子は、摺動領域における最表面に銅スズ合金層を有することで、摺動領域における表面が硬い。よって、摺動領域での摩擦係数が小さい。そのため、相手側端子への挿入力を低減することができる。また、本開示の端子は、接点領域における最表面にスズ層を有することで、相手側端子との接触を安定させ、接触抵抗を低くすることができる。そのため、相手側端子との接触抵抗を低減することができる。したがって、本開示の端子は、相手側端子への挿入力を低減できながら、相手側端子との接触抵抗を低減することができる。
【００２１】
（２）本開示の端子の一形態として、
前記スズ層のビッカース硬さが２０Ｈｖ以上４０Ｈｖ以下であることが挙げられる。
【００２２】
スズ層のビッカース硬さが２０Ｈｖ以上４０Ｈｖ以下であることで、接触抵抗を安定的に低く維持し易い。よって、上記形態は、スズ層による接触抵抗を低減する効果が得られ易い。
【００２３】
（３）本開示の端子の一形態として、
前記銅スズ合金層のビッカース硬さが３５０Ｈｖ以上６３０Ｈｖ以下であることが挙げられる。
【００２４】
摺動領域における表面が硬いほど、摩擦係数が小さくなる傾向がある。銅スズ合金層のビッカース硬さが３５０Ｈｖ以上６３０Ｈｖ以下であることで、摩擦係数を十分に低減し易い。よって、上記形態は、銅スズ合金層による挿入力を低減する効果が得られ易い。
【００２５】
（４）本開示の端子の一形態として、
前記スズ層の厚さが０．２μｍ以上２．０μｍ以下であり、
前記銅スズ合金層の厚さが０．２μｍ以上２．０μｍ以下であることが挙げられる。
【００２６】
スズ層の厚さが０．２μｍ以上であることで、スズ層による接触抵抗を低減する効果が得られ易い。スズ層の厚さが厚過ぎてもそれ以上の接触抵抗の低減効果は期待できない。そのため、スズ層の厚さの上限は２．０μｍ以下とする。また、銅スズ合金層の厚さが０．２μｍ以上であることで、銅スズ合金層による挿入力を低減する効果が得られ易い。銅スズ合金層が厚過ぎてもそれ以上の挿入力の低減効果は期待できない。そのため、銅スズ合金層の厚さの上限は２．０μｍ以下とする。よって、上記形態は、挿入力の低減及び接触抵抗の低減を両立し易い。
【００２７】
（５）本開示の端子の一形態として、
前記接続部の幅が０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００２８】
上記形態は、接続部の幅が０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることで、相手側端子との接触面積を十分に確保し易い。
【００２９】
（６）本開示の端子の一形態として、
前記摺動領域の長さが０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが挙げられる。
【００３０】
上記形態は、摺動領域の長さが０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることで、相手側端子への挿入力を十分に低減し易い。
【００３１】
（７）本開示の端子の一形態として、
前記銅スズ合金層において、スズに対する銅の質量比が１．０以上２．５以下であることが挙げられる。
【００３２】
銅スズ合金層は、銅とスズとを含有する銅スズ系金属間化合物で構成されている。銅スズ系金属間化合物の組成は、具体的にはＣｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎが挙げられる。Ｃｕ６Ｓｎ５はＣｕ３Ｓｎに比べて電気抵抗が低い。そのため、銅スズ合金層には、Ｃｕ６Ｓｎ５の組成を有する金属間化合物が含まれていることが好ましい。銅スズ合金層において、スズに対する銅の質量比が１．０以上２．５以下である場合、Ｃｕ６Ｓｎ５の組成を有する金属間化合物が形成され易い。そのため、上記形態は、銅スズ合金層の電気抵抗を小さくすることができる。特に、接点領域において、銅スズ合金層の上にスズ層が形成された多層構造である場合、銅スズ合金層の電気抵抗が小さくなるため、接点領域における電気抵抗を低減することができる。
【００３３】
（８）本開示の実施形態に係るコネクタは、
上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の端子と、前記端子を収容するハウジングとを備える。
【００３４】
本開示のコネクタは、相手側端子への挿入力を低減できながら、相手側端子との接触抵抗を低減することができる。これは、挿入力が小さく、かつ、接触抵抗が低い上記本開示の端子を備えるからである。
【００３５】
（９）本開示のコネクタの一形態として、
前記端子の数が２極以上であることが挙げられる。
【００３６】
上記形態は、端子の数が２極以上であることで、多極構造のコネクタを構成することができる。端子の数が２極以上であっても、端子１極あたりの挿入力が小さいことから、コネクタの接続に必要な挿入力が小さくて済む。
【００３７】
（１０）本開示の実施形態に係る端子対は、
雄端子と、前記雄端子が挿入される雌端子とを備える端子対であって、
前記雄端子は、上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の端子である。
【００３８】
本開示の端子対は、雌端子への雄端子の挿入力を低減できながら、雄端子と雌端子との接触抵抗を低減することができる。これは、雄端子が上記本開示の端子であるからである。
【００３９】
（１１）本開示の端子対の一形態として、
前記雄端子が挿入された状態での前記雌端子の接触荷重が１．０Ｎ以上１０Ｎ以下であることが挙げられる。
【００４０】
雌端子の接触荷重が大きいほど、雄端子と雌端子との接続信頼性が向上すると共に、接触抵抗が小さくなる傾向がある。また、接触荷重と挿入力は比例関係にあるため、雌端子の接触荷重が小さいほど、雌端子への雄端子の挿入力が小さくなる。雌端子の接触荷重が１．０Ｎ以上であることで、雄端子と雌端子との接続信頼性を維持し易い。雌端子の接触荷重が１０Ｎを超えると、摩擦係数が小さくても挿入力を低減する効果はほとんど得られない。そのため、雌端子の接触荷重の上限は１０Ｎ以下とする。
【００４１】
（１２）本開示の実施形態に係るコネクタ対は、
上記（１０）又は（１１）に記載の端子対を備え、
前記雄端子を備える雄コネクタと、前記雌端子を備える雌コネクタとを有する。
【００４２】
本開示のコネクタ対は、上記本開示の端子対を備えることで、雌端子への雄端子の挿入力を低減できながら、雄端子と雌端子との接触抵抗を低減することができる。
【００４３】
（１３）本開示のコネクタ対の一形態として、
前記雌コネクタへの前記雄コネクタの挿入力が５０Ｎ以下であることが挙げられる。
【００４４】
雄コネクタの挿入力が５０Ｎ以下であれば、雄コネクタと雌コネクタとの接続を人の手で行うことができる。そのため、コネクタの接続作業が容易であり、接続作業性に優れる。
【００４５】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係る端子、コネクタ、端子対、及びコネクタ対の具体例を説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４６】
＜端子＞
図１〜図４を参照して、実施形態に係る端子１を説明する。実施形態に係る端子１は、図１、図２に示すように、相手側端子５に挿入されることにより電気的に接続される接続部１０を備える。接続部１０は、先端側から順に、相手側端子５と摺動する摺動領域１０ａと、相手側端子５と接触する接点領域１０ｂとを有する。実施形態に係る端子１の特徴の１つは、接続部１０の摺動領域１０ａにおける最表面は銅スズ合金層（Ｃｕ−Ｓｎ合金層）２１を有する点にある。また、接続部１０の接点領域１０ｂにおける最表面はスズ層（Ｓｎ層）２２を有する点にある。
【００４７】
図１、図２は、端子１の接続部１０を側方から見た部分断面図である。図１では、端子１（接続部１０）が相手側端子５に挿入される前の状態を示している。図２では、端子１（接続部１０）が相手側端子５に挿入された後の状態を示している。図３は、端子１の接続部１０を側方から見た断面を拡大して示す部分断面図である。図４は、端子１を備えるコネクタ４を側方から見た図である。以下の説明では、各図における上側を上、下側を下とする。また、端子１において、相手側端子５に挿入する側（接続部１０を挿入する方向）を前とし、その逆側を後とする。相手側端子５において、端子１（接続部１０）が挿入される側を前とし、その逆側を後とする。
【００４８】
〈概要〉
端子１は、本体部３０（図４参照）と、相手側端子５（図１、図２参照）に挿入される接続部１０を備える。接続部１０は、図４に示すように、本体部３０から前方に伸びるように形成されている。本体部３０の後方には、電線の導体を圧着する電線接続部（図示せず）が設けられている。接続部１０は、図２に示すように、相手側端子５に挿入されることにより、相手側端子５と接触する。これにより、接続部１０が相手側端子５と電気的に接続される。
【００４９】
端子１は、接続部１０が挿入されることにより、相手側端子５と電気的に接続されるものであればよい。端子１の種類、形状は特に問わない。端子１の具体例としては、雄端子、プレスフィット端子などが挙げられる。本実施形態では、一例として、端子１が雄端子である場合を例示する（以下、端子１を雄端子１という場合がある）。接続部１０の形状及び寸法は、特に限定されない。接続部１０の形状は、例えば板状、棒状などが挙げられる。
【００５０】
（相手側端子）
相手側端子５は、挿入された端子１（接続部１０）と接触して電気的に接続される。相手側端子５の種類、形状は、端子１に対応したものであれば、特に問わない。相手側端子５は、例えば、端子１が雄端子である場合は雌端子であり、端子１がプレスフィット端子である場合は回路基板に形成されたスルーホールである。本実施形態では、相手側端子５は雌端子である（以下、相手側端子５を雌端子５という場合がある）。
【００５１】
相手側端子５は、端子１の接続部１０が挿入される接続部５０を備える。接続部５０の構成は、特に限定されるものではなく、公知の構成を採用できる。本例では、接続部５０は、筒状に形成されており、その内側に接続部１０を上下から挟む一対の弾性接触片５１を有する。一対の弾性接触片５１は、接続部５０の内側に、互いに対向するように上下方向に間隔をあけて設けられている。各弾性接触片５１は、接続部５０の前方から後方へ折り返されて形成されており、その中央部が接続部５０の内方に膨らむように湾曲している。図２に示すように、端子１の接続部１０が接続部５０に挿入されると、接続部１０によって弾性接触片５１間が上下方向に押し広げられる。弾性接触片５１間に接続部１０が挟まれることにより、各弾性接触片５１が弾性変形して接続部１０と接触する。そのため、接続部１０が接続部５０に挿入された状態では、一対の弾性接触片５１から接続部１０に対して押圧する接触荷重が作用する。弾性接触片５１の間隔は、接続部１０が挿入される前の状態において、接続部１０の厚さ（図１における上下方向の寸法）より小さく設定されている。弾性接触片５１の間隔とは、互いに対向する弾性接触片５１同士が最も接近した部分における距離である。
【００５２】
本例では、弾性接触片５１は、接続部１０と接触する表面にＳｎ層５２を有する。Ｓｎ層５２は、Ｓｎをめっきすることにより形成されている。具体的には、Ｓｎ層５２は、Ｓｎめっき後にリフロー処理したリフローＳｎめっきである。また、Ｓｎ層５２は、相手側端子５の表面全体に形成されていてもよい。
【００５３】
端子１及び相手側端子５の母材としては、端子材料として用いられる公知の金属材料、例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金などが挙げられる。銅合金としては、例えば、黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ合金）、リン青銅（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ合金）、コルソン合金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金）などが挙げられる。
【００５４】
以下、実施形態に係る端子１の構成について詳しく説明する。
【００５５】
（接続部）
接続部１０は、図１に示すように、母材部１１と、母材部１１の表面を覆う被覆部１２とを有する。母材部１１は、上述した銅又は銅合金などの金属材料で形成されている。本例では、母材部１１が銅又は銅合金で形成されている。また、接続部１０の形状が平板状である。
【００５６】
接続部１０の寸法は、端子１の用途などに応じて適宜設定される。例えば、車載用コネクタの雄端子の場合、接続部１０の幅（図１における奥行き方向の寸法）は、例えば０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以上が挙げられる。接続部１０の厚さ（図１における上下方向の寸法）は、例えば０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、更に０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が挙げられる。接続部１０の長さ（図１における左右方向の寸法）は、例えば２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下、更に３．０ｍｍ以上７．０ｍｍ以下が挙げられる。ここでは、接続部１０の長さとは、相手側端子５（接続部５０）への接続部１０の挿入方向を長さ方向とし、接続部１０を接続部５０に挿入したとき（図２参照）、接続部５０の前端にあたる位置から接続部１０の先端までの長さをいう。換言すれば、接続部１０の長さとは、接続部５０に挿入したときに、接続部５０内に入り込む長さである。また、接続部１０の幅及び厚さとは、接続部１０を挿入方向と直交する方向から見たとき、最も長い寸法を幅といい、最も短い寸法を厚さという。
【００５７】
接続部１０の幅が０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることで、相手側端子５の接続部５０（弾性接触片５１）との接触面積を十分に確保し易い。
【００５８】
（摺動領域・接点領域）
接続部１０は、図１、図２に示すように、先端側（前側）から順に、摺動領域１０ａと接点領域１０ｂとを有する。摺動領域１０ａは、接続部１０を相手側端子５（接続部５０）に挿入するとき、弾性接触片５１と摺動して接続部１０を案内するための領域である。接点領域１０ｂは、接続部１０を相手側端子５（接続部５０）に挿入したとき、弾性接触片５１と接触することで電気的接続を行うための領域である。
【００５９】
（被覆部）
摺動領域１０ａ及び接点領域１０ｂにおける被覆部１２の構成を図３に示す。図３に示すように、摺動領域１０ａにおける被覆部１２の最表面はＣｕ−Ｓｎ合金層２１を有する。接点領域１０ｂにおける被覆部１２の最表面はＳｎ層２２を有する。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１のビッカース硬さはＳｎ層２２のビッカース硬さよりも高い。
【００６０】
（Ｃｕ−Ｓｎ合金層）
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１は、ＣｕとＳｎとを含有する。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１は、ＣｕとＳｎとが合金化することにより、ＣｕとＳｎとを含有するＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物により構成されていることが挙げられる。Ｃｕ−Ｓｎ系金属間化合物はＳｎに比較して硬い。そのため、摺動領域１０ａにおける最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層２１を有することで、摺動領域１０ａにおける表面が硬い。よって、摺動領域１０ａでの摩擦係数が小さくなる。その結果、図１、図２に示すように、接続部１０を相手側端子５の接続部５０に挿入するとき、相手側端子５への挿入力を低減することができる。
【００６１】
〈組成〉
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１を構成するＣｕ−Ｓｎ系金属間化合物の組成は、例えばＣｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎが挙げられる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１は、ＣｕをＳｎと比較して質量比で同等以上含有する。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１は、例えば、Ｃｕを５０質量％以上含有することが挙げられる。特に、Ｓｎに対するＣｕの質量比が、例えば１．０以上２．５以下、更に１．０以上１．５以下が好ましい。ここで、Ｃｕ６Ｓｎ５はＣｕ３Ｓｎに比べて電気抵抗が低い。そのため、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１は、Ｃｕ６Ｓｎ５の組成を有する金属間化合物が含まれていることが好ましい。Ｓｎに対するＣｕの質量比が１．０以上２．５以下である場合、Ｃｕ６Ｓｎ５の組成を有する金属間化合物が形成され易い。そのため、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の電気抵抗を小さくすることができる。本例のように、接点領域１０ｂにおける被覆部１２が、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の上にＳｎ層２２が形成された多層構造である場合、接点領域１０ｂにおける被覆部１２の電気抵抗を低減することができる。
【００６２】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１は、Ｃｕ及びＳｎ以外の元素を添加元素として含有してもよい。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１に含有する添加元素は、例えば亜鉛（Ｚｎ）、リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、硫黄（Ｓ）、酸素（Ｏ）などが挙げられる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１における添加元素の含有量は合計で、例えば１０質量％以下、更に５質量％以下が挙げられる。
【００６３】
〈ビッカース硬さ〉
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１のビッカース硬さは、例えば３５０Ｈｖ以上６３０Ｈｖ以下が挙げられる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１のビッカース硬さが高いほど、摺動領域１０ａにおける表面が硬くなるため、摩擦係数が小さくなる傾向がある。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１のビッカース硬さが３５０Ｈｖ以上６３０Ｈｖ以下であれば、摺動領域１０ａにおける表面が十分に硬く、摩擦係数を十分に低減し易い。よって、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１による挿入力を低減する効果が得られ易い。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１のビッカース硬さは、更に３７０Ｈｖ以上、３９０Ｈｖ以上、特に４００Ｈｖ以上が好ましい。
【００６４】
〈厚さ〉
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の厚さは、例えば０．２μｍ以上２．０μｍ以下が挙げられる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の厚さが０．２μｍ以上であることで、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１による挿入力を低減する効果が得られ易い。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１が厚過ぎてもそれ以上の挿入力の低減効果は期待できない。本例のように、接点領域１０ｂにおける被覆部１２が、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の上にＳｎ層２２が形成された多層構造である場合、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１が厚過ぎると、接点領域１０ｂにおける被覆部１２の電気抵抗が増加する。そのため、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の厚さの上限は２．０μｍ以下とする。Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の厚さは、更に０．４μｍ以上１．２μｍ以下が好ましい。
【００６５】
（Ｓｎ層）
Ｓｎ層２２は、Ｓｎを主成分として含有する。Ｓｎを主成分として含有するとは、実質的にＳｎからなる場合を含み、Ｓｎ層２２におけるＳｎの含有量が９５質量％以上、更に９９質量％以上であることを意味する。つまり、Ｓｎ層２２は、添加元素としてＳｎ以外の元素を５質量％以下、更に１質量％以下含有してもよい。Ｓｎ層２２に含有する添加元素は、例えばＣｕ、Ｚｎ、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｓ、Ｏなどが挙げられる。
【００６６】
接点領域１０ｂにおける最表面にＳｎ層２２を有することで、接点領域１０ｂにおける表面が比較的柔らかい。そのため、図１、図２に示すように、相手側端子５の接続部５０に挿入したとき、弾性接触片５１との接触を安定させることができる。その結果、相手側端子５との接触抵抗を低減することができる。
【００６７】
〈ビッカース硬さ〉
Ｓｎ層２２のビッカース硬さは、例えば２０Ｈｖ以上４０Ｈｖ以下が挙げられる。Ｓｎ層２２のビッカース硬さが２０Ｈｖ以上４０Ｈｖ以下であれば、弾性接触片５１との接触をより安定させることができる。そのため、相手側端子５との接触抵抗を安定的に低く維持し易い。よって、Ｓｎ層２２による接触抵抗を低減する効果が得られ易い。Ｓｎ層２２のビッカース硬さは、更に２５Ｈｖ以上３５Ｈｖ以下が好ましい。
【００６８】
〈厚さ〉
Ｓｎ層２２の厚さは、例えば０．２μｍ以上２．０μｍ以下が挙げられる。Ｓｎ層２２の厚さが０．２μｍ以上であることで、Ｓｎ層２２に接触抵抗を低減する効果が得られ易い。Ｓｎ層２２が厚過ぎてもそれ以上の接触抵抗の低減効果は期待できない。むしろ、接点領域１０ｂにおける被覆部１２の電気抵抗が増加する。そのため、Ｓｎ層２２の厚さの上限は２．０μｍ以下とする。Ｓｎ層２２の厚さは、更に０．４μｍ以上１．２μｍ以下が好ましい。
【００６９】
本例では、図３に示すように、接点領域１０ｂにおける被覆部１２が、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１の上にＳｎ層２２が形成された多層構造である。接点領域１０ｂにおいて、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１とＳｎ層２２との厚さの合計は、例えば０．４μｍ以上４．０μｍ以下である。接点領域１０ｂにおける被覆部１２が、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１とＳｎ層２２との多層構造を有する場合、被覆部１２の厚さは、接点領域１０ｂの方が摺動領域１０ａよりも厚くなる。
【００７０】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２の組成は、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分光分析装置（ＥＤＸ）などにより測定することができる。具体的には、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２の各層について、ＥＤＸを用いて各層における元素の含有量を定量分析することにより求める。
【００７１】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２のビッカース硬さは、例えば、微小表面材料システムなどにより測定することができる。具体的には、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２の各層について、任意の異なる部位のビッカース硬さを１０点以上測定し、各層におけるビッカース硬さの平均値をその層のビッカース硬さとする。試験荷重は、各層の厚さや硬さに応じて選択できる。試験荷重としては、例えば５ｍＮ以上２０ｍＮ以下程度とすることが挙げられる。具体的には、試験荷重は測定対象となる層の厚さが薄いほど小さくすることが挙げられる。例えば、上記厚さが１μｍ以下の場合は試験荷重を５ｍＮ以上１０ｍＮ以下とし、上記厚さが１μｍ超２μｍ以下の場合は試験荷重を１０ｍＮ超２０ｍＮ以下とする。
【００７２】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２の厚さは、例えば、蛍光Ｘ線膜厚計などにより測定することができる。具体的には、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２の各層について、任意の異なる部位の厚さを１０点以上測定し、各層における厚さの平均値をその層の厚さとする。
【００７３】
（被覆部の形成方法）
被覆部１２（Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１及びＳｎ層２２）を形成する方法について説明する。被覆部１２の形成方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。まず、母材部１１の表面にＳｎをめっきして、Ｓｎめっき層を形成する。このＳｎめっき層は、めっき後の熱拡散処理により、母材部１１の構成元素であるＣｕと合金化してＣｕ−Ｓｎ合金層２１を形成する。めっきは、電解めっきでもよいし、無電解めっきでもよい。このとき、Ｓｎめっき層は、摺動領域１０ａよりも接点領域１０ｂの方が厚くなるように形成する。これは、Ｓｎめっき層の厚さがそのまま、摺動領域１０ａにおけるＣｕ−Ｓｎ合金層２１の厚さ、並びに、接点領域１０ｂにおけるＣｕ−Ｓｎ合金層２１とＳｎ層２２との合計厚さになるからである。具体的には、接点領域１０ｂにおけるＳｎめっき層の厚さを、摺動領域１０ａのＳｎめっき層の厚さよりも０．５μｍ以上厚くする。Ｓｎめっき層の厚さを摺動領域１０ａと接点領域１０ｂとで異ならせる方法としては、例えば差厚めっき法などが挙げられる。
【００７４】
Ｓｎめっき層を形成した後、Ｓｎめっき層を熱拡散処理する。熱拡散処理とは、Ｓｎめっき層中にＣｕを熱拡散させる熱処理である。熱拡散処理により、母材部１１に含まれるＣｕがＳｎめっき層中に拡散して、ＣｕとＳｎが合金化する。これにより、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１を形成する。Ｓｎめっき層の厚さは、摺動領域１０ａよりも接点領域１０ｂの方が厚くなるように形成している。そのため、摺動領域１０ａのＳｎめっき層全体がＣｕ−Ｓｎ合金層２１になっても、接点領域１０ｂのＳｎめっき層は、表面側をＳｎめっき層のまま残存させることができる。熱拡散処理では、接点領域１０ｂにおけるＳｎめっき層全体がＣｕ−Ｓｎ合金層２１とならないようにして、Ｓｎめっき層の表面部分を残存させる。これにより、Ｓｎ層２２を形成する。熱拡散処理は、Ｓｎめっき層が溶融しない温度、具体的にはＳｎの融点（２３０℃）未満で行うことが挙げられる。熱拡散処理の温度は、例えば１００℃以上２２０℃以下、更に１２０℃以上２００℃以下が挙げられる。熱拡散処理の時間は、例えば１時間以上２００時間以下、更に２時間以上１５０時間以下が挙げられる。熱拡散処理時の時間を長くするほど、Ｓｎめっき層中に拡散するＣｕ量が増え、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１が厚くなる。そこで、熱拡散処理の時間は、摺動領域１０ａにおけるＳｎめっき層が表面までＣｕ−Ｓｎ合金層２１となると共に、接点領域１０ｂにおけるＳｎめっき層の表面部分が残存することによりＳｎ層２２が形成されるように適宜設定すればよい。
【００７５】
Ｓｎめっき層を形成した後、上述した熱拡散処理する前に、Ｓｎめっき層をリフロー処理してもよい。リフロー処理により、Ｓｎめっき層を一度溶融させることで、ウィスカーの成長を効果的に抑制することができる。リフロー処理は、Ｓｎの融点（２３０℃）以上で行う。つまり、熱拡散処理の温度は、リフロー処理の温度よりも低い。リフロー処理の温度は、例えば２３０℃以上４００℃以下、更に２４０℃以上３５０℃以下が挙げられる。
【００７６】
熱拡散処理及びリフロー処理は、例えば、加熱炉を使用することができる。リフロー処理は、レーザ光を照射することで行ってもよい。レーザ光は、例えばＹＡＧ(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ、半導体レーザなどが挙げられる。レーザ光の出力は、Ｓｎめっき層を所定の温度に加熱できるように、適宜設定すればよい。熱拡散処理及びリフロー処理の雰囲気は、大気雰囲気でもよいし、窒素雰囲気でもよい。
【００７７】
母材部１１が、銅又は銅合金以外の金属材料で形成されている場合は、Ｓｎめっき層を形成する前に、母材部１１の表面にＣｕをめっきして、Ｃｕめっき層を形成しておくとよい。銅又は銅合金以外の金属材料には、アルミニウム又はアルミニウム合金などが挙げられる。この場合、母材部１１の表面にＣｕめっき層を形成した後、Ｃｕめっき層の表面にＳｎめっき層を形成する。Ｓｎめっき層を形成した後、熱拡散処理することにより、Ｃｕめっき層に含まれるＣｕがＳｎめっき層中に拡散して、Ｃｕ−Ｓｎ合金層２１を形成することができる。勿論、母材部１１が銅又は銅合金で形成されている場合であっても、母材部１１の表面にＣｕめっき層を形成してもよい。
【００７８】
更に、Ｓｎめっき層やＣｕめっき層を形成する前に、母材部１１の表面に下地層を形成してもよい。下地層としては、例えば、Ｎｉ又はＮｉ合金をめっきして、Ｎｉめっき層を形成することが挙げられる。この場合、Ｓｎめっき層を形成する前に、下地層の表面にＣｕめっき層を形成しておくとよい。下地層は、母材部１１に対する被覆部１２の密着性を高めると共に、熱拡散処理によって、母材部１１の構成元素がＳｎめっき層へ拡散することを抑制する。下地層の厚さは、例えば０．１μｍ以上２．０μｍ以下が挙げられる。
【００７９】
（摺動領域の長さ）
摺動領域１０ａの長さは、例えば０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられる。摺動領域１０ａの長さが０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることで、相手側端子５への挿入力を十分に低減し易い。摺動領域１０ａの長さとは、接続部１０が弾性接触片５１と摺動する挿入方向の距離のことである。摺動領域１０ａの長さは、更に２．０ｍｍ以上が好ましい。
【００８０】
＜主な効果＞
実施形態の端子１は、摺動領域１０ａにおける最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層２１を有することで、摺動領域１０ａでの摩擦係数が小さい。また、接点領域１０ｂにおける最表面にＳｎ層２２を有することで、相手側端子５との接触抵抗を低減することができる。したがって、端子１は、相手側端子５への挿入力を低減できながら、相手側端子５との接触抵抗を低減することができる。
【００８１】
＜用途＞
実施形態の端子１は、例えば車載用コネクタの雄端子に利用することができる。
【００８２】
＜コネクタ＞
図４を参照して、実施形態に係るコネクタ４を説明する。コネクタ４は、上述した実施形態の端子１と、端子１を収容するハウジング４０を備える。本実施形態では、一例として、端子１が雄端子であるコネクタ４を例示する（以下、コネクタ４を雄コネクタ４という場合がある）。図４に示すコネクタ４は、端子１の数が１極である。
【００８３】
（ハウジング）
ハウジング４０の構成は、特に限定されるものではなく、公知の構成を採用できる。図４に示すハウジング４０は、端子１の本体部３０を保持する収容室４１と、接続部２０を囲むように形成された筒部４２とを有する。収容室４１は、ハウジング４０を前後方向に貫通して設けられている。ハウジング４０の後方（図４における左側）から収容室４１内に本体部３０を挿入することにより、本体部３０が収容室４１内に嵌め込まれる。
【００８４】
（端子の数）
本例では、端子１の数が１極である場合を例示しているが、端子１の数は適宜選択できる。端子１の数は２極以上であってもよく、例えば１０極以上、更に２０極以上、３０極以上であってもよい。端子１の数の上限は、特に限定されないが、例えば２００極以下、更に１００極以下が挙げられる。端子１の数は２極以上である場合、多極構造のコネクタ４を構成することができる。この場合、ハウジング４０には、端子１の数に応じた数の収容室４１を有する。
【００８５】
＜主な効果＞
実施形態のコネクタ４は、上述した実施形態の端子１を備える。そのため、挿入力の低減及び接触抵抗の低減を効果的に両立させることが可能である。また、端子１は、挿入力が小さく、かつ、接触抵抗が低い。よって、端子１の数が２極以上であっても、１極の端子あたりの挿入力が小さいことから、コネクタ４の接続に必要な挿入力が小さくて済む。
【００８６】
＜用途＞
実施形態のコネクタ４は、例えば車載用コネクタの雄コネクタに利用することができる。
【００８７】
＜端子対＞
図１、図２を参照して、実施形態に係る端子対１００を説明する。端子対１００は、上述した実勢形態で説明した雄端子１と雌端子５とを備える。
【００８８】
（雌端子の接触荷重）
雄端子１が挿入された状態での雌端子５の接触荷重は、例えば１．０Ｎ以上１０Ｎ以下が挙げられる。本例の場合、雌端子５の接触荷重とは、弾性接触片５１の間に接続部１０が挟まれた状態で、一対の弾性接触片５１から接続部１０に作用する応力である。雌端子５の接触荷重は、更に７．０Ｎ以下、特に５．０Ｎ以下が好ましい。
【００８９】
雌端子５の接触荷重は、例えば次のようにして求めることができる。弾性接触片５１間を押し広げたときの、弾性接触片５１の変位量（弾性接触片５１間の間隔）と接触荷重との関係を予め実験により測定しておく。そして、予め測定したデータから、接続部１０の厚さに基づいて接触荷重を求める。
【００９０】
＜主な効果＞
実施形態の端子対１００は、上述した実施形態の雄端子１を備える。そのため、雌端子５への雄端子１の挿入力を低減できながら、雄端子１と雌端子５との接触抵抗を低減することができる。
【００９１】
また、雌端子５の接触荷重が大きいほど、雄端子１と雌端子５との接続信頼性が向上すると共に、接触抵抗が小さくなる傾向がある。また、接触荷重と挿入力は比例関係にあるため、雌端子５の接触荷重が小さいほど、雌端子５への雄端子１の挿入力が小さくなる。雌端子５の接触荷重が１．０Ｎ以上であることで、雄端子１と雌端子５との接続信頼性を維持し易い。雌端子５の接触荷重が１０Ｎを超えると、摩擦係数が小さくても挿入力を低減する効果はほとんど得られなくなる。そのため、雌端子５の接触荷重の上限は１０Ｎ以下とする。
【００９２】
＜用途＞
実施形態の端子対１００は、例えば車載用コネクタの端子対に利用することができる。
【００９３】
＜コネクタ対＞
図５を参照して、実施形態に係るコネクタ対２００を説明する。コネクタ対２００は、上述した実施形態の端子対１００を備え、雄端子１を備える雄コネクタ４と、雌端子５を備える雌コネクタ８とを備える。雄コネクタ４は、上述した実施形態と同一の構成であるので、重複説明を省略する。
【００９４】
（雌コネクタ）
図５に示す雌コネクタ８は、雌端子５を収容するハウジング８０を備える。図５に示すハウジング８０は、雌端子５の接続部５０を保持する収容室８１を有する。収容室８１は、前側（図５における左側）に前壁部８２が設けられている。収容室８１の後側（図５における右側）は開口している。ハウジング８０の後方から収容室８１内に接続部５０を挿入することにより、接続部５０が収容室８１内に嵌め込まれる。前壁部８２には、雄端子１の接続部１０を接続部５０に挿入するための挿入口８２ｏが設けられている。
【００９５】
本例では、図５に示すように、雄コネクタ４を雌コネクタ８に挿入して、雄コネクタ４と雌コネクタ８とを接続したとき、ハウジング８０がハウジング４０の筒部４２内に嵌め込まれるように構成されている。
【００９６】
雄コネクタ４が複数の雄端子１を備える場合、雌コネクタ８は、雄端子１の数に応じた数の雌端子５を備える。この場合、各雄端子１に対応した位置にそれぞれ雌端子５が配置されるように、ハウジング８０に収容室８１が設けられる。
【００９７】
（雄コネクタの挿入力）
雌コネクタ８への雄コネクタ４の挿入力は、例えば５０Ｎ以下が挙げられる。雄コネクタ４の挿入力が５０Ｎ以下であれば、雄コネクタ４と雌コネクタ８との接続を人の手で行うことができる。そのため、コネクタの接続作業が容易であり、接続作業性に優れる。雄コネクタ４の挿入力は、１極の端子あたりの挿入力に端子対の数を乗じることによって概算できる。例えば、雄コネクタ４に備える雄端子１の数が５０極である場合、１極の端子あたりの挿入力が１Ｎ以下であれば、雄コネクタ４の挿入力を５０Ｎ以下にすることが可能である。
【００９８】
雄コネクタ４の挿入力は、例えば、精密荷重試験機などにより測定することができる。具体的には、精密荷重試験機（例、アイコーエンジニアリング株式会社製ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎ）を用いて測定することが可能である。挿入力の測定方法の一例を説明する。精密荷重試験機（アイコーエンジニアリング株式会社製「ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎ」）の固定チャックに、挿入口８２ｏが上方を向くようにして雌コネクタ８を固定する。また、可動ヘッドには、雄コネクタ４を取り付けたロードセルを、雄端子１の接続部１０が下方を向くようにして固定する。この状態から、１０ｍｍ／ｍｉｎのヘッドスピードで雄コネクタ４を下方に移動させ、雌コネクタ８の雌端子５に接続部１０を挿入させる。そして、雌端子５への雄端子１の挿入が完了するまでの荷重変化をロードセルにより測定し、その値を挿入力とする。
【００９９】
なお、本例では、図示していないが、雌コネクタ８への雄コネクタ４の挿入力を低減するため、ハウジング４０及びハウジング８０の間に、挿入方向への力を作用させるレバー機構を設けてもよい。レバー機構を設けることにより、雄コネクタ４と雌コネクタ８との接続が容易になる。レバー機構は公知の構成を採用できる。
【０１００】
＜主な効果＞
実施形態のコネクタ対２００は、上述した実施形態の端子対１００を備える。そのため、雌端子５への雄端子１の挿入力を低減できながら、雄端子１と雌端子５との接触抵抗を低減することができる。
【０１０１】
＜用途＞
実施形態のコネクタ対２００は、例えば車載用コネクタの端子対に利用することができる。
【０１０２】
［検証例１］
摺動領域における最表面はＣｕ−Ｓｎ合金層を有し、接点領域における最表面はＳｎ層を有する実施形態に係る端子の構成ついて検証した。ここでは、以下に示す３種類の試料を用意した。
【０１０３】
（試料Ｎｏ．１）
Ｃｕの板材の表面に、電解めっきによりＳｎをめっきして、厚さ１μｍの純Ｓｎめっき層を形成した。Ｓｎめっき層を形成した後、大気雰囲気中、２４０℃〜３５０℃の温度範囲でリフロー処理を施した。リフロー処理による加熱を終了して室温まで冷却した。次いで、１５０℃の加熱雰囲気中で熱拡散処理することにより、Ｃｕの板材の表面にＣｕ−Ｓｎ合金層を形成した。熱拡散処理の時間は１００時間程度とした。また、熱拡散処理した後、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に付着したスケールや錆などを除去するために酸洗浄を行った。酸洗浄に使用する酸としては、例えば塩酸が挙げられる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成した板材を試料Ｎｏ．１とする。
形成したＣｕ−Ｓｎ合金層について、ＥＤＸ（日本電子株式会社製ＪＳＭ−６４８０）を用いてＣｕの含有量を定量分析した。その結果、Ｓｎに対するＣｕの質量比（Ｃｕ／Ｓｎ）を算出したところ、１．２であった。
【０１０４】
（試料Ｎｏ．２）
Ｃｕの板材の表面に、電解めっきによりＳｎをめっきして、厚さ１μｍのＳｎめっき層を形成した。Ｓｎめっき層を形成した後、大気雰囲気中、２４０℃〜３５０℃の温度範囲でリフロー処理を施した。リフロー処理の時間を短くして、Ｓｎめっき層中にＣｕが拡散して合金化するのを抑制することにより、Ｃｕの板材の表面にＳｎ層を形成した。Ｓｎ層を形成した板材を試料Ｎｏ．２とする。
【０１０５】
（試料Ｎｏ．１１）
特許文献２に記載された作製方法に基づいて、Ｃｕの板材の表面に、Ｃｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層とを有し、その表面にＣｕ−Ｓｎ合金層が露出してなるＣｕ−Ｓｎ合金部及びＳｎ層が露出してなるＳｎ部を共存させた層（以下、「合金共存型Ｓｎ層」という）を形成した。合金共存型Ｓｎ層を形成した板材を試料Ｎｏ．１１とする。
【０１０６】
各試料について、Ｃｕの板材の表面に形成したそれぞれの層（Ｃｕ−Ｓｎ合金層、Ｓｎ層、合金共存型Ｓｎ層）の厚さを測定した。各試料におけるそれぞれの層の厚さは、蛍光Ｘ線膜厚計（株式会社日立ハイテクサイエンス製ＳＦＴ９４００）を用いて、任意の異なる部位の厚さを１０点以上測定して、その平均値を算出することにより求めた。その結果、各試料におけるそれぞれの層の平均厚さは、１μｍ程度であった。
【０１０７】
また、各試料について、Ｃｕの板材の表面に形成したそれぞれの層（Ｃｕ−Ｓｎ合金層、Ｓｎ層、合金共存型Ｓｎ層）のビッカース硬さを測定した。各試料におけるそれぞれの層のビッカース硬さは、微小表面材料システム（株式会社ミツトヨ製ＭＺＴ−５００）を用いて、任意の異なる部位のビッカース硬さを１０点以上測定して、その平均値を算出することにより求めた。ビッカース硬さの測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準じて行う。但し、試験荷重は５ｍＮとした。その結果を次に示す。
試料Ｎｏ．１（Ｃｕ−Ｓｎ合金層）  ：４４０Ｈｖ
試料Ｎｏ．２（Ｓｎ層）            ：３０Ｈｖ
試料Ｎｏ．１１（合金共存型Ｓｎ層）：１６０Ｈｖ
【０１０８】
各試料について、図６に示すような試験片３００（平板片３１０及びエンボス片３２０）を作製した。平板片３１０は、得られた各試料から切り出して作製する。また、エンボス片３２０は、Ｓｎ層を形成した試料Ｎｏ．２から切り出した板片をエンボス形状に加工することにより作製する。試験片３００は、各試料を用いて作製した平板片３１０と、試料Ｎｏ．２を用いて作製したエンボス片３２０との組み合わせからなる。
【０１０９】
図６は、試験片３００の一例として、試料Ｎｏ．１を用いた場合を示す。平板片３１０は、Ｃｕの板材３１１の表面にＣｕ−Ｓｎ合金層３１２が形成されたものである。エンボス片３２０は、Ｃｕの板材３２１の表面にＳｎ層３２２が形成されたものである。エンボス片３２０は、中央部に半径ｒが１ｍｍの半球状のエンボス部３２５を有する。
【０１１０】
＜試験１：摩擦係数＞
摺動領域におけるＣｕ−Ｓｎ合金層による挿入力の低減効果について、各試料の試験片を用いて摩擦係数の測定を行い、検証した。この試験では、各試料について試験片の個数は５個ずつとした。
【０１１１】
摩擦係数の測定は次のようにして行った。図６に示すように、平板片３１０の表面を上に向けて平板片３１０を水平に配置する。エンボス片３２０の表面を下に向けて、エンボス部３２５の頂点が平板片３１０の表面と接触するように、平板片３１０とエンボス片３２０とを重ね合わせる。エンボス部３２５の頂点を平板片３１０の表面に接触させ、３Ｎの接触荷重を加えた状態で、平板片３１０の表面に沿ってエンボス片３２０を一定速度で摺動させる。摺動速度は１０ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離は５ｍｍとする。摺動中の動摩擦力をロードセルにより測定する。測定した動摩擦力を接触荷重で除して（動）摩擦係数を算出する。
【０１１２】
１つの試料につき、５個の試験片を用いて摩擦係数の測定を行い、その平均値をその試料の（動）摩擦係数とする。図７に、摩擦係数の測定結果を示す。図７の横軸は摺動距離、縦軸は摩擦係数を示している。図７は、摩擦係数が大きい試料Ｎｏ．２における摩擦係数の最大値を１として相対的に表したものである。
【０１１３】
端子の挿入力は、摩擦係数に依存する。摩擦係数が小さい方が、低挿入力となる。図７に示す結果から、Ｃｕ−Ｓｎ合金層を有する試料Ｎｏ．１は、Ｓｎ層を有する試料Ｎｏ．２に比較して摩擦係数が大幅に低減できていることが分かる。また、試料Ｎｏ．１は、合金共存型Ｓｎ層を有する試料Ｎｏ．１１に比較して、摺動距離が１ｍｍ以上の範囲では摩擦係数が同等程度である。しかし、摺動距離が１ｍｍ未満の範囲では、試料Ｎｏ．１の方が試料Ｎｏ．１１に比べて摩擦係数が小さい。つまり、試料Ｎｏ．１では、摺動初期における摩擦係数が小さい。このことから、端子において、摺動領域における最表面にＣｕ−Ｓｎ合金層を有することで、摩擦係数を低減できることが確認できた。そのため、挿入力の低減効果が得られる。
【０１１４】
＜試験２：接触抵抗＞
接点領域におけるＳｎ層による接触抵抗の低減効果について、試料Ｎｏ．２と試料Ｎｏ．１１の試験片を用いて接触抵抗の測定を行い、検証した。
【０１１５】
接触抵抗の測定は次のようにして行った。図６に示すように、平板片３１０の表面を上に向けて平板片３１０を水平に配置する。エンボス片３２０の表面を下に向けて、エンボス部３２５の頂点が平板片３１０の表面と接触するように、平板片３１０とエンボス片３２０とを重ね合わせる。次に、接触荷重を加えていない状態から１０Ｎまで０．１ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で接触荷重を増加させながら、４端子法により平板片３１０とエンボス片３２０との間の接触抵抗を測定する。
【０１１６】
図８に、接触抵抗の測定結果を示す。図８の横軸は接触荷重、縦軸は試料Ｎｏ．１１における接触抵抗を１としたときの接触抵抗を示している。つまり、図８は、試料Ｎｏ．１１における接触抵抗を１として、試料Ｎｏ．２における接触抵抗を相対的に表したものである。
【０１１７】
図８に示す結果から、Ｓｎ層を有する試料Ｎｏ．２は、合金共存型Ｓｎ層を有する試料Ｎｏ．１１に比較して、同じ接触荷重での接触抵抗が低減できていることが分かる。例えば、接触荷重が３Ｎのときにおける試料Ｎｏ．２の接触抵抗は、試料Ｎｏ．１１に比較して２０％程度低減されている。このことから、端子において、接点領域における最表面にＳｎ層を有することで、接触抵抗を低減できることが確認できた。
【符号の説明】
【０１１８】
１  端子（雄端子）
１０  接続部
１０ａ  摺動領域
１０ｂ  接点領域
１１  母材部
１２  被覆部
２１  Ｃｕ−Ｓｎ合金層（銅スズ合金層）
２２  Ｓｎ層（スズ層）
３０  本体部
４  コネクタ（雄コネクタ）
４０  ハウジング
４１  収容室
４２  筒部
５  相手側端子（雌端子）
５０  接続部
５１  弾性接触片
５２  Ｓｎ層
８  雌コネクタ
８０  ハウジング
８１  収容室
８２  前壁部
８２ｏ  挿入口
１００  端子対
２００  コネクタ対
３００  試験片
３１０  平板片
３１１  Ｃｕの板材
３１２  Ｃｕ−Ｓｎ合金層
３２０  エンボス片
３２１  Ｃｕの板材
３２２  Ｓｎ層
３２５  エンボス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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