(57)【要約】【課題】端子対において、摺動摩耗による抵抗接触の増加を抑える。【解決手段】端子対１は、端子収容部１３を有する第一端子１０と、端子収容部１３に収容される第二端子２０とを備える。第一端子１０は、端子収容部１３の内壁に沿って配された天井壁部１１と、天井壁部１１に形成され、下方に向かって突出する接触突部３０とを備える。第二端子２０は、第一端子１０との正規嵌合状態において天井壁部１１に対向する接触面２１，２２１と、第一端子１０との正規嵌合状態において接触突部３０と接触状態となる接触凹部４０，２４０とを備える。接触凹部４０，２４０は、底壁部４１、２４１と、接触突部３０に対して接触可能な円弧形状をなす接触孔縁部４３、２４３を有している。底壁部４１，２４１は、接触突部３０と接触面２１，２２１とが相対的に摺動することで接触面２１、２２１に形成される摺動痕６０，２６０の範囲内に位置している。【選択図】図４
2019179666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子収容部を有する第一端子と、前記端子収容部に収容される第二端子とを備える端子対であって、
前記第一端子は、前記端子収容部の内壁に沿って配された天井壁部と、前記天井壁部に形成され、下方に突出する接触突部とを備え、
第二端子は、前記第一端子との正規嵌合状態において前記天井壁部に対向する接触面と、前記第一端子との正規嵌合状態において前記接触突部と接触状態となる接触凹部とを備え、
前記接触凹部は、底壁部と、前記接触突部に対して接触可能な円弧形状をなす接触孔縁部を有し、
前記底壁部は、前記接触突部と前記接触面とが相対的に摺動することで前記接触面に形成される摺動痕の範囲内に位置している端子対。
【請求項２】
前記第一端子は雌端子であり、前記第二端子は雄端子である請求項１に記載の端子対。
【請求項３】
前記接触孔縁部は曲面とされている請求項１または請求項２に記載の端子対。
【請求項４】
前記接触孔縁部は、前記接触突部に対して全周に亘って接触可能な環状をなしている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の端子対。
【請求項５】
複数の前記接触突部と複数の前記接触凹部とを備え、各前記接触突部が摺動することで前記接触面に形成される各前記摺動痕の範囲内には、それぞれ１つの前記底壁部が位置している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の端子対。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示された技術は、端子対に関し、詳しくは、摺動環境下で使用可能な雄端子と雌端子との接点構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、端子間の接続抵抗の増加防止を図った接続端子として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この嵌合型接続端子においては、雄端子と雌端子の双方にＳｎ等のめっき層が形成されており、雄端子にはその長手方向に所定の間隔で離間した複数の溝または凹部が形成されている。
【０００３】
雄端子と雌端子とが嵌合した状態で雌端子の半球状のインデントが雄端子に対して摺動すると、雄端子と雌端子との間に生じた摩耗粉の酸化物が溝または凹部に落ちる。これにより、雄端子の雌端子との接点部の表面に摩耗粉の酸化物が堆積するのを防止し、摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０３１３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしこの技術では、雌端子が雄端子の複数の溝または凹部の孔縁に接触しつつ摺動するため、複数の溝または凹部のそれぞれの孔縁において摩耗粉が生じることになる。この結果、溝または凹部が形成されていない場合よりも摩耗粉の酸化物の量が多くなってしまう懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示された技術に係る端子対は、端子収容部を有する第一端子と、前記端子収容部に収容される第二端子とを備える端子対であって、前記第一端子は、前記端子収容部の内壁に沿って配された天井壁部と、前記天井壁部に形成され、下方に突出する接触突部とを備え、第二端子は、前記第一端子との正規嵌合状態において前記天井壁部に対向する接触面と、前記第一端子との正規嵌合状態において前記接触突部と接触状態となる接触凹部とを備え、前記接触凹部は、底壁部と、前記接触突部に対して接触可能な円弧形状をなす接触孔縁部を有し、前記底壁部は、前記接触突部と前記接触面とが相対的に摺動することで前記接触面に形成される摺動痕の範囲内に位置している。
【０００７】
この構成においては、接触孔縁と接触突部とが互いに対して相対的に摺動することで発生した摩耗粉は、接触突部の下方に形成された接触凹部内に落下する。これにより、第二端子の接触面上に飛び散る摩耗粉の量を減らすことができる。また、第一端子の接触突部に付着した摩耗粉は、円弧形状をなして第一接触面に接触する接触孔縁によってこすり落とされ、接触凹部内に落下する。これにより、接触突部と接触面との間に挟まる摩耗粉の量を減らし、接触抵抗の増加を抑制することができる。
【０００８】
本明細書に開示された技術に係る実施態様として、次の構成が好ましい。
【０００９】
（１）前記接触孔縁部は曲面とされている。
【００１０】
この構成によれば、接触孔縁部が接触突部に角当たりしないから、摩耗粉が発生し難い。
【００１１】
（２）前記接触孔縁部は、前記摺動動作の開始時に前記接触突部に対して全周に亘って接触可能な環状をなしている。
【００１２】
前記接触孔縁部は、摺動動作の開始時に前記接触突部に対して全体が接触可能な環状をなす構成とした場合には、摩耗粉が最も大量に発生しやすい摺動動作の開始時に接触凹部が接触突部によりいわば蓋をされた状態となっているから、摩耗粉が接触凹部内から接触面上に飛び出し難くなる。
【００１３】
（３）複数の前記接触突部と複数の前記接触凹部とを備え、各前記接触突部が摺動することで前記接触面に形成される各前記摺動痕の範囲内には、それぞれ１つの前記底壁部が位置している。
【００１４】
この構成によれば、接触突部は複数の接触凹部に接触することがないから、摩耗粉の発生を抑えることができる。また、各摺動痕の範囲内において接触凹部を一つのみ設ければよいから、例えば各摺動痕の範囲内において接触凹部を複数設けた場合よりも接触突部と接触面との接触面積が大きくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本明細書に開示された技術に係る端子対によれば、摺動摩耗による抵抗接触の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】端子対の一部を切り欠いて示す側面図
【図２】実施形態１の摺動開始時における端子対の縦断面を模式的に示した図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】実施形態１の摺動動作後における端子対の縦断面を模式的に示した図
【図５】実施例１の摺動痕と底壁部とを模式的に示した平面図
【図６】実施例１における接触抵抗の推移を示すグラフ
【図７】比較例の摺動動作開始時における端子対の縦断面を模式的に示した図
【図８】図８のＢ−Ｂ断面図
【図９】比較例の摺動痕と底面部とを模式的に示した平面図
【図１０】比較例における接触抵抗の推移を示すグラフ
【図１１】実施形態２の摺動動作開始時における端子対の縦断面を模式的に示した図
【図１２】図１１のＣ−Ｃ断面図
【図１３】実施形態２の摺動動作後における端子対の縦断面を模式的に示した図
【図１４】実施例２の摺動痕と底面部とを模式的に示した平面図
【図１５】実施例２における接触抵抗の推移を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
実施形態１について、図１から図６を参照しつつ説明する。
【００１８】
本実施形態は、車両に搭載される電子機器の接続部品として使用される端子対１であって、図１に示すように、筒形状の端子収容部１３を備える雌端子と、雌端子の端子収容部に嵌合可能なタブ形状をなす雄端子とによって構成される。以下においては、雌端子を第一端子１０とし、雄端子を第二端子２０として説明する。
【００１９】
第一端子１０の内部には、図１に示すように、端子収容部１３の内壁に沿って配された天井壁部１１と、端子収容部１３に連結された基端から片持ち状に天井壁部１１の下方に延びるばね部１２とが設けられている。天井壁部１１の下面にはＳｎめっきが施されている。第二端子２０の上面は、Ｓｎめっきが施された接触面２１とされている。第一端子１０と第二端子２０とが嵌合した正規嵌合状態においては、第二端子２０は、天井壁部１１とばね部１２との間に挿入されて接触面２１が天井壁部１１に対向して配されるとともに、ばね部１２の弾性復帰力によって接触面２１が天井壁部１１に密着して保持されることで、第一端子１０に対して電気的に接続される。
【００２０】
第一端子１０の天井壁部１１には、第二端子２０との接圧を確保するための接触突部３０が設けられている。接触突部３０は、図２に示すように、半球形状をなして下方に突出し、接触面２１に所定の接圧で接触している。
【００２１】
ところで本実施形態の端子対１は車両等の振動環境下において使用されるため、車両からの摺動によって第一端子１０と第二端子２０とが正規嵌合状態で互いに対して相対的に摺動する。この際、Ｓｎめっきの摩耗粉５０が特に摺動の開始時に集中して発生し、接触突部３０と接触面２１との間に挟まって、接触抵抗を一時的に増加させることが懸念される。
【００２２】
そこで本実施形態は、摩耗粉５０の収容スペースとして、第一端子１０に向かって開口する凹形状の接触凹部４０を第二端子２０の上面２１に設けた構成としている。
【００２３】
接触凹部４０は、底壁部４１と内周壁部４２とを備える円孔であって、その孔縁部はＣ面で構成され上面視で円環形状をなす接触孔縁部４３となっている。接触凹部４０は、接触面２１のうち摺動動作の開始時において接触突部３０の下方となる位置に形成されている。より詳しくは、接触凹部４０は、図３に示すように、底壁部４１の中心点４１Ｐが上面透視で接触突部３０の突出端部３０Ａの中心点３０Ｐに重なる位置に形成されている。これにより、摺動動作の開始時においては、図３に示すように、接触突部３０は接触凹部４０の全体を上方から覆うとともに、図２に示すように、内周壁部４２の上端縁である接触孔縁部４３の全周に接触している。
【００２４】
接触凹部４０は、中心点４１Ｐを通る縦断面において、接触孔縁部４３と中心点４１Ｐとを通る仮想円弧４０Ｒの曲率半径Ｒ２が、接触突部３０の曲率半径Ｒ１よりも小さい寸法設定とされている。このため、摺動動作の開始時において、接触突部３０の突出端部３０Ａは、底壁部４１から離間している。これにより、接触凹部４０の内部には閉鎖空間が形成されている。
【００２５】
次に、上記の構成による作用を説明する。
【００２６】
上述の第一端子１０が第二端子２０に対して相対的に摺動する摺動動作が開始されると、接触突部３０は摺動方向における進行方向に対して交差する方向に延びる円弧形状の接触孔縁部４３に線接触し、これを破壊しつつ接触面２１に乗り上げ、さらに接触面２１上を摺動しつつこれを破壊する。これにより、接触孔縁部４３と接触面２１とが接触突部３０によって破壊された痕である摺動痕６０が形成される。この際、第一端子１０が接触孔縁部４３を破壊することによって発生した摩耗粉５０は、接触凹部４０の上方を覆う接触突部３０によって接触面２１への飛散が抑制され、接触凹部４０内に飛散する。
【００２７】
また、接触突部３０が接触面２１を破壊した際等に接触突部３０の表面に付着した摩耗粉５０は、接触突部３０が反対側の接触面２１に乗り上げる前に接触孔縁部４３によってこすり落とされ、接触凹部４０内に落下する。
【００２８】
このように、接触突部３０が摺動によって接触凹部４０を通過するたびに摩耗粉５０の接触面２１への飛散抑制と接触突部３０の表面からのこすり落としとが繰り返される。これにより、図４に模式的に示すように、摩耗粉５０の多くは接触凹部４０内に収容され、接触突部３０と他方側の接触面２１との間に挟まる摩耗粉５０の量が抑制される。
【００２９】
（実施例１）
実施形態１の端子対１を摺動環境下においた実施例１について説明する。本実施例においては、まず、厚さ０．６４ｍｍのＣｕ−Ｚｎ系合金からなる平板状の導体機材に、純度９９．９質量％のＳｎからなる厚さ１μｍのリフローＳｎめっきを施して接触面２１とし、幅３００μｍ程度、深さ１００μｍ程度の接触凹部４０を形成した第二端子２０を用意した。次に、厚さ０．２５ｍｍの平板状の導体機材に第二端子２０と同様のＳｎめっきを施し、これに上述の接触突部３０を打ち出し形成した第一端子１０を用意した。
【００３０】
この第二端子２０を電動式摺動摩耗試験装置に固定し、接触突部３０の中心線（もしくは接触突部３０の突出端部３０Ａの中心点３０Ｐ）を接触凹部４０の軸心（もしくは底壁部４１の中心点４１Ｐ）に上面透視で重畳させ接触孔縁部４３の全周に接触突部３０を接触させた後、荷重２．５Ｎで第一端子１０を第二端子２０の表面に押し付けながら、接触突部３０を片道５００μｍの範囲において１秒間に１往復の摺動速度で１０００往復させる摺動試験を行った。
【００３１】
この結果、第二端子２０の接触面２１には、図５に示すように、第一端子１０が摺動することにより表面のＳｎめっきが破壊された摺動痕６０が形成された。接触凹部４０の底壁部４１は、摺動痕６０の範囲内における中央に残留した。
【００３２】
摺動試験中、第一端子１０と第二端子２０との間の接触抵抗を４端子法によって連続的に測定した結果、図６に示すように、接触抵抗値の最大値は１．８ｍΩであった。
【００３３】
（比較例）
次に、比較例について図７から図９を参照しつつ説明する。本比較例においては、実施例１と同様に厚さ０．６４ｍｍのＣｕ−Ｚｎ系合金からなる平板状の導体機材に、純度９９．９質量％のＳｎからなる厚さ１μｍのＳｎめっきを施して接触面１２１とする一方、接触凹部を設けない比較用第二端子１２０を用意した。
【００３４】
この比較用第二端子１２０を電動式摺動摩耗試験装置に固定し、図７および図８に示すように、実施例１および実施例２と同様の構成とした第一端子１０の接触突部３０を接触させた後、実施例１と同様の摺動試験を行った。比較用第二端子１２０の接触面１２１に対する第一端子１０の突出端部３０Ａの接触幅Ｗ１は１４０μｍであった。
【００３５】
この結果、比較用第二端子１２０の接触面１２１には、図９に示すように、第一端子１０が摺動することにより表面のＳｎめっきが破壊された摺動痕１６０が形成された。
【００３６】
摺動試験中、第一端子１０と比較用第二端子１２０との間の接触抵抗を４端子法によって連続的に測定した結果、図１０に示すように、接触抵抗値の最大値は１０ｍΩを超えた。
【００３７】
（結果）
実施例１と比較例とを比較した結果、第二端子２０に接触凹部４０を設けた実施例１のほうが、比較用第二端子１２０に接触凹部を設けない比較例よりも低い最大接触抵抗値が得られることが確認された。
【００３８】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について図１１から図１５を参照しつつ説明する。本実施形態の端子対２０１は、第二端子２０には、実施形態１の接触凹部４０に代えて、実施形態１の接触凹部４０の接触突部３０に対する相対的位置関係を変更した接触凹部２４０を形成した点が、実施形態１と異なる。実施形態１と対応する構成については、実施形態１の符号に２００を足した符号を用いるものとする。実施形態１と同じ構成、作用、および効果についてはその説明を省略するものとし、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
【００３９】
本実施形態の接触凹部２４０は、図１１に模式的に示すように、接触面２２１のうち、摺動動作の開始時において接触突部３０の下方であり、且つ上面透視において接触突部３０の突出端部３０Ａの中心点３０Ｐに重ならない位置に形成されている。これにより、摺動動作の開始時においては、接触突部３０は接触凹部２４０の接触孔縁部２４３には接触しない状態で、図１２に示すように、接触凹部２４０を上方から覆っている。
【００４０】
第一端子１０が第二端子２０に対して相対的に摺動する摺動動作が開始されると、接触突部３０は接触面２２１を破壊し摺動痕２６０を形成しながらこの上を摺動する。そして、接触凹部２４０に嵌り込んでから、摺動方向における進行方向側の接触孔縁部２４３に線接触し、これを破壊しつつ接触面２２１に乗り上げ、さらに接触面２２１上を摺動しつつこれを破壊する。この際、本実施形態においては接触凹部２４０が接触面２２１における接触突部３０の摺動範囲の一方に偏った配置となっているため、図１３に模式的に示すように、接触孔縁部２４３および接触面２２１の片側が集中して破壊される。接触凹部２４０のうち接触突部３０によって覆われた部分においては、接触面２２１への摩耗粉５０の飛散が抑制される。
（実施例２）
実施形態２の端子対２０１を摺動環境下においた実施例２について説明する。本実施例においては、実施例１と同様に用意した第二端子２０を電動式摺動摩耗試験装置に固定し、実施例１と同様に用意した第一端子１０の接触突部３０の中心線（もしくは接触突部３０の突出端部３０Ａの中心点３０Ｐ）を接触凹部２４０の軸心（もしくは底壁部２４１の中心点２４１Ｐ）から上面透視で３００μｍ程度ずらした位置に配置し接触面２２１に接触突部３０を接触させた後、実施例１と同様の摺動試験を行った。
【００４１】
この結果、第二端子２０の接触面２２１には、図１４に示すように、第一端子１０が摺動することにより表面のＳｎめっきが破壊された摺動痕２６０が形成された。接触凹部２４０の底壁部２４１は、摺動痕２６０の範囲内において、摺動痕２６０の範囲内において、摺動方向における一端部側に片寄った位置に残留した。
【００４２】
摺動試験中、第一端子１０と第二端子２０との間の接触抵抗を４端子法によって連続的に測定した結果、図１５に示すように、接触抵抗値の最大値は６．７ｍΩであった。
【００４３】
（結果）
実施例１および実施例２と上述の比較例とを比較した結果、実施例２は実施例１よりも高いが、比較例よりは低い最大接触抵抗値が得られた。
【００４４】
（作用効果）
以上の構成によれば、端子収容部１３を有する第一端子１０と、前記端子収容部１３に収容される第二端子２０とを備える端子対１であって、前記第一端子１０は、前記端子収容部１３の内壁に沿って配された天井壁部１１と、前記天井壁部１１に形成され、下方に向かって突出する接触突部３０とを備え、第二端子２０は、前記第一端子１０との正規嵌合状態において前記天井壁部１１に対向する接触面２１，２２１と、前記第一端子１０との正規嵌合状態において前記接触突部３０と接触状態となる接触凹部４０，２４０とを備え、前記接触凹部４０，２４０は、底壁部４１、２４１と、前記接触突部３０に対して接触可能な円弧形状をなす接触孔縁部４３、２４３を有し、前記底壁部４１，２４１は、前記接触突部３０と前記接触面２１，２２１とが相対的に摺動することで前記接触面２１、２２１に形成される摺動痕６０，２６０の範囲内に位置している。
【００４５】
この構成においては、接触孔縁部４３と接触突部３０とが互いに対して相対的に摺動することで発生した摩耗粉５０は、接触突部３０の下方に形成された接触凹部４０，２４０内に落下する。これにより、第二端子２０の接触面２１，２２１上に飛び散る摩耗粉５０の量を減らすことができる。また、第一端子１０の接触突部３０に付着した摩耗粉５０は、円弧形状をなして接触突部３０に接触する接触孔縁部４３，２４３によってこすり落とされ、接触凹部４０，２４０内に落下する。これにより、接触突部３０と接触面２１，２２１との間に挟まる摩耗粉５０の量を減らし、接触抵抗の増加を抑制することができる。
【００４６】
前記第一端子１０は雌端子であり、前記第二端子２０は雄端子である。
【００４７】
前記接触孔縁部４３、２４３は曲面とされている。
【００４８】
この構成によれば、接触孔縁部４３，２４３が接触突部３０に角当たりしないから、摩耗粉５０が発生し難い。
【００４９】
前記接触孔縁部４３は、前記摺動動作の開始時に前記接触突部３０に対して全周に亘って接触可能な環状をなしている。
【００５０】
前記接触孔縁部４３は、摺動動作の開始時に前記接触突部３０に対して全体が接触可能な環状をなす構成とした場合には、摩耗粉５０が最も大量に発生しやすい摺動動作の開始時に接触凹部４０が接触突部３０によりいわば蓋をされた状態となっているから、摩耗粉５０が接触凹部４０内から接触面２１上に飛び出し難くなる。
【００５１】
複数の前記接触突部３０と複数の前記接触凹部４０，２４０とを備え、各前記接触突部３０が摺動することで前記接触面２１，２４１に形成される各前記摺動痕６０，２６０の範囲内には、それぞれ１つの前記底壁部４１，２４１が位置している。
【００５２】
この構成によれば、接触突部３０は複数の接触凹部４０，２４０に接触することがないから、摩耗粉５０の発生を抑えることができる。また、各摺動痕６０，２６０の範囲内において接触凹部４０，２４０を一つのみ設ければよいから、例えば各摺動痕の範囲内において接触凹部を複数設けた場合よりも、接触突部３０と接触面２１，２２１との接触面積が大きくなる。
【００５３】
＜他の実施形態＞
本明細書に開示された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような形態で実施することが可能である。
【００５４】
（１）上記実施形態においては、雌端子１０の天井壁部１１に接触突部３０を形成し、雄端子２０の上面を接触面２１としてこれに接触凹部４０を形成した構成としたが、接触突部および接触凹部の配置はこれに限らない。例えば、雄端子を第一端子としてその下面に接触突部を形成し、雌端子を第二端子としてばね部の上面を接触面とし、これに接触凹部を備える構成としてもよい。
【００５５】
（２）上記実施形態においては、接触凹部４０を円孔としたが、接触凹部の形状はこれに限らず、例えば楕円孔でもよい。
【００５６】
（３）上記実施形態においては、１つの接触突部３０と１つの接触凹部４０を備えた構成を例示しているが、複数の接触突部と、複数の接触凹部とを備え、各接触凹部がそれぞれ異なる接触突部の１つの摺動範囲内に形成された構成としてもよい。この場合、各摺動痕の範囲内には、１つの底壁部が残留することになる。
【符号の説明】
【００５７】
１，２０１：端子対
１０：第一端子（雌端子）
２０：第二端子（雄端子）
２１，２２１：接触面
３０：接触突部
４０，２４０：接触凹部
４１，２４１：底壁部
４３，２４３：接触孔縁部
６０，２６０：摺動痕
【図１】
2019179666.tif 000003
【図２】
2019179666.tif 000004
【図３】
2019179666.tif 000005
【図４】
2019179666.tif 000006
【図５】
2019179666.tif 000007
【図６】
2019179666.tif 000008
【図７】
2019179666.tif 000009
【図８】
2019179666.tif 000010
【図９】
2019179666.tif 000011
【図１０】
2019179666.tif 000012
【図１１】
2019179666.tif 000013
【図１２】
2019179666.tif 000014
【図１３】
2019179666.tif 000015
【図１４】
2019179666.tif 000016
【図１５】
2019179666.tif 000017