(57)【要約】【課題】電気接続用嵌合型接続端子において、安定した接触抵抗を有すると共に小さい挿抜力、さらには優れた耐熱性を得ること。【解決手段】めっきＣｕ合金薄板で造られ互いに嵌合可能な一対の雄端子１及び雌端子２を備えた電気接続用嵌合型接続端子であって、前記雄端子１及び前記雌端子２の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっきＣｕ合金薄板で造られ互いに嵌合可能な一対の雄端子及び雌端子を備えた電気接続用嵌合型接続端子であって、
前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であることを特徴とする電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項２】
請求項１に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが８０〜３００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが４０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が２０ＨＶ以上であることを特徴とする電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項３】
請求項１に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが１００〜２５０ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが４０〜１３０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上であることを特徴とする電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項４】
請求項１に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが１２０〜２５０ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが４０〜１１０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上であることを特徴とする電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記ビッカ−ス硬さが高い方の端子は、雄端子であり、
前記ビッカ−ス硬さが低い方の端子は、雌端子であることを特徴とする電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、Ｃｕ合金の基材表面に、Ｓｎ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｉｎ，Ｃ，Ｓ，Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，およびＴｅの中から選ばれる１種又は２種以上の金属を含んだめっき処理を施した金属薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項７】
請求項６に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記めっき処理は、前記選ばれる１種又は２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金めっき処理であることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項８】
請求項７に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、前記選ばれる１種又は２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含むことを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項９】
請求項８に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、０．１〜１０重量％のＣｕを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１０】
請求項８に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、０．１〜４０重量％のＮｉを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１１】
請求項８に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、０．１〜１０重量％のＡｇを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１２】
請求項１から７のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、Ｃｕ合金の基材上に直接又はＣｕ層を介して、電気Ｓｎめっき若しくはそれをリフロ−処理したＳｎめっき、又は溶融めっきして得たＳｎめっきのＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１３】
請求項１から７のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
ビッカ−ス硬さが硬い方の前記端子は、Ｃｕ合金の基材上に直接又はＣｕ層を介して、純Ｓｎ層を形成し、さらに該純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ未満になるまで熱処理により前記純Ｓｎ層と前記基材又は前記Ｃｕ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記純Ｓｎ層の厚さが０．３μｍ未満になるまで熱処理により前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１５】
請求項１３に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記純Ｓｎ層の厚さが０になるまで熱処理により前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、電気めっきしたＳｎめっき条をリフロ−処理して前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１７】
請求項１３から１５のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、電気めっきしたＳｎめっき条若しくはリフロ−処理したＳｎめっき条又は溶融めっきしたＳｎめっき条を、あらためて焼鈍し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１８】
請求項６から１７のいずれかに記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、プレス加工されたものであることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電気接続用嵌合型接続端子において、
前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方は、前記プレス加工後に前記めっき処理されたものであることを特徴とした電気接続用嵌合型接続端子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、純金属又は合金を仕上げめっきした金属薄板で製造した、自動車等のコネクタとして用いられる電気接続用嵌合型接続端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車等に用いられる電気配線のコネクタ等の電気接続用嵌合型接続端子は、Ｃｕ（銅）合金薄板等をプレス加工、打ち抜き加工又は曲げ加工等を施すことによって作製されている。この場合、得られた端子の良好な電気接続特性等を得るために、純金属あるいは合金めっき、特にＳｎ（錫）めっきあるいはＳｎ合金めっき等を施した金属薄板が多く行われいる。そして、これらの電気接続用嵌合型接続端子は、上記金属薄板から加工され互いに嵌合可能な雄端子及び雌端子で構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記コネクタ等の電気接続用嵌合型接続端子の技術には、以下の課題が残されている。
近年、電気・電子回路部品は、多機能化に伴って回路数が増大し、これら回路を供給するコネクタも多極化が進んで多ピンコネクタの需要が増大してきている。例えば、自動車の組み立て工程では、人力によるコネクタの装着工程が必要とされるが、多ピン化に伴う挿入力の増大が作業員の疲労をもたらし、その軽減が求められている。そのため、挿抜力の小さな多ピンコネクタが求められている。さらに、これら多ピンコネクタは、自動車のエンジン廻りのような高温で振動のある環境下で使用されることがあるが、高温に長時間さらされても、接触抵抗が増大することがなく、さらに把持力が変化せず、エンジンなどの振動により外れることのない安定した装着を確保できるコネクタも求められている。
上記従来のＳｎめっきされたＣｕ合金薄板からなる端子では、雄端子及び雌端子の表面層が互いに同様の比較的柔らかいＳｎめっき層であるため、コネクタ結合時などで端子どうしの滑りがあまりよくなく、高い挿抜力を必要としている。また、エンジン廻りの高温状態では、Ｓｎめっき層と基材のＣｕ合金とが互いに熱拡散して表面状態が経時変化し易く、接触抵抗や把持力が変動してしまうおそれもあった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、安定した接触抵抗を有すると共に挿抜力が小さく、さらに耐熱性に優れた電気接続用嵌合型接続端子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、めっきＣｕ合金薄板で造られ互いに嵌合可能な一対の雄端子及び雌端子を備えた電気接続用嵌合型接続端子であって、前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であることを特徴とする。
【０００６】
この電気接続用嵌合型接続端子では、摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であるので、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られると共に、両者が同程度に硬い場合に比べて接触安定性に優れ、人力による挿抜時の負担が少なくなる。
すなわち、雌端子に雄端子を挿入する過程で、両端子の摺動部に「けずれ」が生じるが、両端子のめっき表面の硬さが同じ程度に軟らかいと変形抵抗が高まり挿入力が大きくなる。一方、両端子のめっき表面の硬さが同程度に硬い場合も、けずれに対する抵抗が大きくなり、挿入力が大きくなる。また、両端子のめっき表面の高さに差がある場合、軟らかい方がけずれ易くなり、挿入力が小さくなり、その場合、両者のビッカース硬さの差が１５以上ある場合に挿入力低減の効果が得られるようになる。
また、一方の端子のビッカ−ス硬さを６０〜７００ＨＶの範囲としたのは、６０ＨＶ未満になると両端子の硬さの差が１５ＨＶ以上であっても、端子挿入時の変形抵抗が大きくなり、望ましい挿入力が得難くなると共に、７００ＨＶを越えると挿入力が小さくなり過ぎる場合もでてきて、端子の接触安定性の観点から好ましくないためである。
また、他方の端子のビッカ−ス硬さを２０〜１５０ＨＶの範囲としたのは、２０ＨＶ未満では軟らか過ぎて挿入時の遊び（クリアランス）に対し、変形抵抗が大きくなり過ぎると共に、１５０ＨＶを越えるとめっき表面が軟らかいことによる効果が発揮し難くなるためである。
なお、本発明及び本明細書中において、ビッカース硬さＨＶは、荷重９８．０７×１０−３ニュートン（１０ｇ）における値である。
【０００７】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが８０〜３００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが４０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が２０ＨＶ以上であることが好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子は、両者のビッカ−ス硬さの差が２０ＨＶ以上であるので、より挿入力の低減効果を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが１００〜２５０ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが４０〜１３０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上であることが好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、両者のビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上であるので、さらに挿入力の低減効果を顕著に得ることができる。
【０００９】
さらに、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の互いの摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが１２０〜２５０ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが４０〜１１０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上であることが好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、両者のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上であるので、非常に高い挿入力の低減効果を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記ビッカ−ス硬さが高い方の端子が、雄端子であり、前記ビッカ−ス硬さが低い方の端子が、雌端子であることが好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子は、ビッカ−ス硬さが高い方の端子が、雄端子であり、ビッカ−ス硬さが低い方の端子が、雌端子であるので、挿入力低減効果が大きくなる。すなわち、通常、雄端子は、挿入し易いように平坦な形状をしているのに対し、雌端子は内面上下の一方あるいは両方に曲げ加工を有し、ばねの役割を持たせた形状を有している。このため、雄端子はめっきした平板をそのまま打ち抜いて製造する場合が多いのに対し、雌端子は、曲げ加工を行って製造する場合が多いため、雌端子の方が加工し易さの点でめっき素材の硬さを雄端子に比べて低くする方が好ましい。特に、近年の小型化に対応するために製造工程において厳しい曲げ加工を伴う場合には、加工し易い雌端子を有する本発明が好適である。
【００１１】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、Ｃｕ合金の基材表面に、Ｓｎ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｉｎ，Ｃ，Ｓ，Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，およびＴｅの中から選ばれる１種又は２種以上の金属を含んだめっき処理を施した金属薄板で作製されていることを特徴とする。
【００１２】
この電気接続用嵌合型接続端子では、雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、Ｃｕ合金の基材表面に、上記の金属から選ばれる１種又は２種以上を含んだめっき処理を施した金属薄板で作製されているので、めっき処理によりＣｕ合金の基材と選ばれた上記金属とが一部合金化されてめっき表面を所定の硬度に硬化させ易い。
【００１３】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記めっき処理が、前記選ばれる１種又は２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金めっき処理であることを特徴とする。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、めっき処理が、上記選ばれる１種又は２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金めっき処理であるので、上記選ばれた金属をＳｎへの添加金属とすることにより、めっき表面の硬度調整がより制御し易くなる。
【００１４】
さらに、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、前記選ばれる１種又は２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含むことが好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、雄端子及び雌端子の少なくとも一方が、上記選ばれる１種又は２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含むので、めっき表面の硬化処理が容易になり、めっき表面の適切な硬度、電気抵抗及び接触抵抗を得ることができる。すなわち、上記選ばれる１種又は２種以上の金属の添加量が０．０１重量％未満では、めっき表面を所定の硬度に硬化させる作用が不十分であり、また、添加量が７５重量％を越えるようになると、実用に必要なレベルに対して、Ｓｎ合金めっきそのものの電気抵抗が高くなると共に接触抵抗等も大きくなってしまうためである。また、添加量が７５重量％を越える場合、加工性も悪くなると共に耐食性も低下する不都合がある。
【００１５】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、０．１〜１０重量％のＣｕを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、雄端子及び雌端子の少なくとも一方が、０．１〜１０重量％のＣｕを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されているので、表面硬化処理がしやすい。Ｃｕ分０．１％未満では、その効果が小さく、Ｃｕ分１０％超では、安定的なめっき性状が得難く、硬化処理時の硬さのバラツキが大きくなる。
【００１６】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、０．１〜４０重量％のＮｉを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、０．１〜４０重量％のＮｉを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されているので、めっき状態で所望の表面硬さが得られる。さらに熱処理により、非常に大きな硬さが得られる。Ｎｉ分０．１％未満では、その効果が小さく、Ｎｉ分４０％超では、硬さの制御が難しくなる。
【００１７】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、０．１〜１０重量％のＡｇを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、０．１〜１０重量％のＡｇを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されているので、硬化処理により、安定した表面硬さが得られる。Ａｇ分０．１％未満では、その効果が小さく、一方Ａｇ分１０％以上では、めっき液の管理が難しくなると共に、硬化処理後の硬さのバラツキも大きくなる。
【００１８】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、Ｃｕ合金の基材上に直接又はＣｕ層を介して、電気Ｓｎめっき若しくはそれをリフロ−処理したＳｎめっき、又は溶融めっきして得たＳｎめっきのＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、Ｃｕ合金の基材上に直接又はＣｕ層を介して、電気Ｓｎめっき若しくはそれをリフロ−処理したＳｎめっき、又は溶融めっきして得たＳｎめっきのＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されているので、ＳｎめっきとＣｕ層又は基材との間に両者の拡散が起こり、硬いＣｕ−Ｓｎ合金層（ＣｕとＳｎとの金属間化合物層。例えばＣｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎ等））が発達し、硬度の高い表面を有することができる。なお、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の発達の程度、すなわち残存する純Ｓｎ層の層厚が厚いとＳｎ表面の硬さが得難い。また、純Ｓｎ層に比べてＣｕ−Ｓｎ合金層は硬度の経時変化が小さいため、接触抵抗の経時変化が抑制される。
【００１９】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、ビッカ−ス硬さが硬い方の前記端子は、Ｃｕ合金の基材上に直接又はＣｕ層を介して、純Ｓｎ層を形成し、さらに該純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ未満になるまで熱処理により前記純Ｓｎ層と前記基材又は前記Ｃｕ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ未満になるまで熱処理によりＣｕ層と基材又は純Ｓｎ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されているので、挿入時に良好な低い挿入力を得ることができる。なお、純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ以上であると低い挿入力が得難くなる。
【００２０】
さらに、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記純Ｓｎ層の厚さが０．３μｍ未満になるまで熱処理により前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることが好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、前記純Ｓｎ層の厚さが０．３μｍ未満になるまで熱処理によりＣｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されているので、より低い挿入力を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記純Ｓｎ層の厚さが０になるまで熱処理により前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されていることがより好ましい。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、純Ｓｎ層の厚さが０になるまで熱処理によりＣｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されているので、さらに低い挿入力を得ることができる。また、表面までＣｕ−Ｓｎ合金層で形成されるので、接触抵抗の経時変化がほとんど生じない。
【００２２】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、電気めっきしたＳｎめっき条をリフロ−処理して前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、電気めっきしたＳｎめっき条若しくはリフロ−処理したＳｎめっき条又は溶融めっきしたＳｎめっき条を、あらためて焼鈍し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。
これらの電気接続用嵌合型接続端子では、Ｓｎめっき条からなるＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されているので、取り扱い性及び量産性に優れている。
【００２３】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、プレス加工されたものである技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方がプレス加工されたものであるので、厳しい曲げ加工等を行った後にめっき硬化処理を施すことにより、所望の表面硬さ、挿抜性を得ることが可能となる。
【００２４】
また、本発明の電気接続用嵌合型接続端子は、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、前記プレス加工後に前記Ｓｎめっき処理されたものである技術が採用される。すなわち、この電気接続用嵌合型接続端子では、前記雄端子及び前記雌端子の少なくとも一方が、プレス加工後にＳｎめっき処理されたものであるので、めっきが硬いことによる曲げ加工不具合は起こりにくく、また、摺動部など局所的なめっき及び硬化処理が可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気接続用嵌合型接続端子の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施形態の電気接続用嵌合型接続端子は、例えば自動車の車載用コネクタであって、図１に示すように、めっきＣｕ合金薄板で造られ互いに嵌合可能な少なくとも一対の雄端子１及び雌端子２から構成されている。
これらの雄端子１及び雌端子２は、互いの摺動部分において、雄端子１のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、雌端子２のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上に設定されている。
【００２７】
なお、好ましくは、雄端子１のビッカ−ス硬さが８０〜３００ＨＶの範囲にあり、雌端子２のビッカ−ス硬さが４０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が２０ＨＶ以上とされる。また、より好ましくは、雄端子１のビッカ−ス硬さが１００〜２５０ＨＶの範囲にあり、雌端子２のビッカ−ス硬さが４０〜１３０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上とされる。さらに好ましくは、雄端子１のビッカ−ス硬さが１２０〜２５０ＨＶの範囲にあり、雌端子２のビッカ−ス硬さが４０〜１１０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上とされる。
【００２８】
また、雄端子１及び雌端子２は、図２に示すように、Ｃｕ合金の基材３表面に、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｉｎ，Ｃ，Ｓ，Ａｕ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，およびＴｅの中から選ばれる１種又は２種以上の金属を含んだめっき処理を施してめっき層４とした金属薄板５で作製されている。
【００２９】
なお、上記めっき処理は、上記選ばれる１種又は２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金めっき処理であり、めっき層４は、Ｓｎ合金又はＳｎである。また、雄端子１及び雌端子２のめっき層は、上記選ばれる１種又は２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含むように設定されている。例えば、雄端子１及び雌端子２は、０．１〜１０重量％のＣｕを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されている。また他の例として、雄端子１及び雌端子２は、０．１〜４０重量％のＮｉを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていてもよい。さらに他の例として、雄端子１及び雌端子２は、０．１〜１０重量％のＡｇを含み、その残部がＳｎ及び不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金めっき処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていてもよい。
【００３０】
雄端子１及び雌端子２の層構造を純Ｓｎをめっき処理する場合で詳しく説明すると、これらの端子は、Ｃｕ合金の基材３上にＣｕ層６を介して、電気Ｓｎめっき若しくはそれをリフロ−処理したＳｎめっき、又は溶融めっきして得たＳｎめっきの純Ｓｎ層７を有するＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製されている。
なお、Ｃｕ合金の基材３上に、直接上記Ｓｎめっきのいずれかを施してもよい。
【００３１】
上記雄端子１は、純Ｓｎ層７の厚さが０．６μｍ未満になるまで熱処理により純Ｓｎ層７と基材３又はＣｕ層６とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層８を形成させている。なお、好ましくは、雄端子１における純Ｓｎ層７の厚さが０．３μｍ未満とし、より好ましくは、図３に示すように、雄端子１における純Ｓｎ層７の厚さが０になるまで熱処理を行い、表面をＣｕ−Ｓｎ合金層８とする。
【００３２】
また、雄端子１及び雌端子２は、電気めっきしたＳｎめっき条をリフロ−処理してＣｕ−Ｓｎ合金層８を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製してもよい。
また。雄端子１及び雌端子２は、電気めっきしたＳｎめっき条若しくはリフロ−処理したＳｎめっき条又は溶融めっきしたＳｎめっき条を、あらためて焼鈍し、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８を形成させたＳｎめっきＣｕ合金薄板で作製してもよい。
なお、雄端子１及び雌端子２は、プレス加工された基材３上に、上記めっき処理のいずれかを施したものでもよい。
【００３３】
このように、本実施形態の電気接続用嵌合型接続端子では、摺動部分において、雄端子１のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、雌端子２のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であるので、変形抵抗が小さく挿入力の低減効果が得られると共に、両者が同程度に硬い場合に比べて接触安定性に優れ、人力による挿抜時の負担が少なくなる。
【００３４】
また、雄端子１及び雌端子２が、Ｃｕ合金の基材３表面に、上記の金属から選ばれる１種又は２種以上を含んだめっき処理を施した金属薄板で作製されているので、めっき処理によりＣｕ合金の基材と選ばれた上記金属とが一部合金化されてめっき表面を所定の硬度に硬化させ易い。特に、Ｓｎの合金とすることにより、基材３のＣｕと反応させてＣｕ−Ｓｎ合金層８を形成して表面硬度の制御が容易となると共に、接触抵抗の経時変化が抑制される。
【００３５】
【実施例】
次に、本発明に係る電気接続用嵌合型接続端子を、実施例により表１から表１１を参照して具体的に説明する。
【００３６】
〔実施例１〕
実施例１に示す雄端子１及び雌端子２は、以下のように作製した。
表１に示す銅合金板（基材３）Ａ、Ｂをアルカリ脱脂、電解脱脂および活性化処理し、下記の条件により、Ｃｕ下地めっきでＣｕ層６を形成した後、Ｓｎ仕上げめっきで純Ｓｎ層７を形成してＳｎめっきＣｕ合金薄板を得た。ついで還元雰囲気中、２５０および３００℃、１０〜８０ｓｅｃで連続通板し、リフロ−処理を行い、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８を発達させ、表２に示す表面硬化を付与しためっきＣｕ合金薄板を得た。
【００３７】
【表１】
2004006065.tif 000003
【表２】
2004006065.tif 000004
【００３８】
表２において、純Ｓｎ層７の厚さ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８の厚さについては、主として電解式膜厚計および蛍光Ｘ線測定により求めたが、必要に応じて、ＳＥＭおよびＥＰＭＡ観察なども併用して平均的な値で表示した。
なお、上記各めっき層の条件を、以下に示す。
ａ．Ｃｕ下地めっき条件（Ｃｕ層６）
めっき浴組成：硫酸銅２００ｇ／ｌ、硫酸５５ｇ／ｌ、めっき浴温度３０℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２。
ｂ．Ｓｎ仕上げめっき条件（純Ｓｎ層７）
めっき浴組成：硫酸第一錫４０ｇ／ｌ、硫酸１１０ｇ／ｌ、クレゾ−ルスルホン酸２５ｇ／ｌ、添加剤７ｇ／ｌ、めっき浴温度２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２。
【００３９】
これらのめっき銅合金薄板を用いて、図１に示す形状の雄端子１及び雌端子２を作製し、それぞれの雄端子１及び雌端子２の摺動部分について、ビッカ−ス硬さ（ＨＶ）と両者の硬さの差ΔＨＶを求めた。この結果を表２に示す。なお、種々の組み合わせについて、雄端子１を雌端子２に挿入する時の最大荷重をそれぞれ１０回測定し、その平均値を挿入力（Ｎ）として、表２に本発明端子（Ｎｏ．１〜８）として示す。なお、比較端子として、両者の硬さの差ΔＨＶが本発明の範囲よりも小さいもの（Ｎｏ．９、１１）及びビッカ−ス硬さＨＶが１５０を越えるもの（Ｎｏ．１０）について、測定した結果についても表２に示す。なお、比較端子Ｎｏ．１１は、純Ｓｎ層７の厚さが０．６μｍを超えるものである。
このように、表２の結果に示すように、本発明では、比較端子に比べて低い挿入力を得ることができた。
【００４０】
〔実施例２〕
実施例２に示す雄端子１及び雌端子２は、以下のように作製した。
表１に示す電気ＳｎめっきによるＣｕ合金薄板Ｃ、Ｄ、リフロ−ＳｎめっきによるＣｕ合金薄板Ｅ、Ｆおよび溶融ＳｎめっきによるＣｕ合金薄板Ｇ、Ｈについて、それぞれ２００〜２２０℃で３０〜１００００ｓｅｃの焼鈍を行い、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８を発達させることによって硬化処理を行った。硬化処理後の純Ｓｎ層７の厚さ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８の厚さは表３に示す通りである。
【００４１】
【表３】
2004006065.tif 000005
【００４２】
これらのめっきＣｕ合金薄板を用いて、図１に示す形状の雄端子１および雌端子２を作製し、それぞれの雄端子および雌端子の摺動部分について、ビッカ−ス硬さと両者の硬さの差ΔＨＶを求めた。この結果を表３に示す。なお、種々の組み合わせについて、雄端子１を雌端子２に挿入する時の最大荷重をそれぞれ１０回測定し、その平均値を挿入力（Ｎ）として、表３に本発明端子（Ｎｏ．２１〜３３）として示す。なお、比較端子として、両者の硬さの差ΔＨＶが本発明の範囲よりも小さいもの（Ｎｏ．３４〜３７）及びビッカ−ス硬さＨＶが１５０を越えるもの（Ｎｏ．３８）について、測定した結果についても表３に示す。なお、比較端子のＮｏ．３４、３５は純Ｓｎ層７の厚さが０．６μｍを超えるものであり、Ｎｏ．３７はビッカ−ス硬さＨＶが６０未満である。
このように、表３の結果に示すように、本発明では、比較端子に比べて低い挿入力を得ることができた。
【００４３】
〔実施例３〕
実施例３に示す雄端子１及び雌端子２は、以下のように作製した。
ＳｎめっきされたＣｕ合金薄板からプレス加工された端子について、それぞれ１５０℃〜７００℃の温度で０．１〜６００ｍｉｎ焼鈍し、挿入力および離脱力を測定した。評価に用いた端子素材のＣｕ合金（表１のＩ〜Ｎ）の成分組成及び硬さを表１に示す。嵌合端子の種類として、３種類の形式、それぞれ０９０型（雄端子の幅が２．３ｍｍ）、０４０型（同１．０ｍｍ）および０２５型（同０．６３ｍｍ）を選び、評価を行った。それぞれの端子について、硬化処理後の純Ｓｎ層７の厚さ及びＣｕ−Ｓｎ合金層８の厚さを測定し、さらに端子摺動部の硬さ（ＨＶ）を求めた。なお、一組の雄端子及び雌端子の硬さの差及び挿入力と離脱力との評価結果も含めて、本発明端子については、表４〜６に、本発明の条件範囲外である比較端子については、表７〜９に示す。なお、１種類の組み合わせについて、それぞれ１０回づつ測定を行い、その平均値で挿入力及び離脱力を表した。
このように、表４〜９の結果に示すように、本発明では、比較端子に比べて低い挿入力を得ることができた。
【００４４】
【表４】
2004006065.tif 000006
【表５】
2004006065.tif 000007
【表６】
2004006065.tif 000008
【００４５】
【表７】
2004006065.tif 000009
【表８】
2004006065.tif 000010
【表９】
2004006065.tif 000011
【００４６】
〔実施例４〕
実施例４に示す雄端子１及び雌端子２は、以下のように作製した。
表１に示すＣｕ合金板Ａ、Ｂをアルカリ脱脂、電解脱脂および活性化処理し、下地めっきとしてＮｉめっきとＣｕめっきとの２層めっき又はＣｕめっきを施し、さらに仕上げめっきとして、Ｎｉめっき、Ａｇめっき、Ｓｎ−Ｃｕめっき、Ｓｎ−Ｎｉめっき、又はＳｎ−Ａｇめっき等を行った。これらに関するめっき条件は、実施例１及び表１０に示す通りである。
【００４７】
【表１０】
2004006065.tif 000012
「実施例４　めっき条件」
〔Ｎｉめっき条件〕
めっき浴組成：硫酸ニッケル２４０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル：４５ｇ／Ｌ、硼酸：３０ｇ／Ｌ
めっき浴温度：３５℃、電流密度：２Ａ／ｄｍ２
〔Ｓｎ−２％Ｃｕ合金めっき条件〕
めっき浴組成：硫酸第一錫５０ｇ／Ｌ、硫酸：４５ｇ／Ｌ、トップフリートＳＣ−Ｓ：１ｇ／Ｌ
トップフリートＳＣ−Ｒ：１０ｍＬ／Ｌ　　トップフリートＳＣ−１：０．３ｍＬ／Ｌ
めっき浴温度：２０℃、電流密度：２Ａ／ｄｍ２
〔Ｓｎ−１９％Ｎｉ合金めっき条件〕
めっき浴組成：ピロアロイＳＮスターター：５００ｍＬ／Ｌ、
ピロアロイＳＮメイクアップ：２０ｍＬ／Ｌ、ピロリン酸錫：２５ｇ／Ｌ
めっき浴温度：４０℃、電流密度：１Ａ／ｄｍ２
〔Ｓｎ−２６％Ｎｉ合金めっき条件〕
めっき浴組成：ピロアロイＳＮスターター：５００ｍＬ／Ｌ、
ピロアロイＳＮメイクアップ：２０ｍＬ／Ｌ
めっき浴温度：４０℃、電流密度：１Ａ／ｄｍ２
〔Ａｇめっき条件〕
めっき浴組成：シアン化銀１０ｇ／Ｌ、シアン化カリウム２０ｇ／Ｌ
炭酸カリウム１０ｇ／Ｌ
めっき浴温度：２５℃、電流密度：２Ａ／ｄｍ２
〔Ｓｎ−２％Ａｇ合金めっき条件〕
めっき浴組成：ＵＴＢＴＳ−１４０ＢＡＳＥ：１０００ｍＬ／Ｌ、
添加剤ＴＳ−ＡＧ：２ｇ／Ｌ
めっき浴温度：２５℃、電流密度：２Ａ／ｄｍ２
なお、得られた本発明のめっきＣｕ合金薄板および比較めっきＣｕ合金薄板のＣｕ下地めっき、Ｎｉめっき、合金層、および表層めっき（仕上げめっき）の厚さはおもに蛍光Ｘ線膜厚計、および電解式膜厚計により計測し、補助的に断面のＳＥＭ観察及びＥＰＭＡによる観察なども併用して最終的な厚さとした。
【００４８】
これらのめっきＣｕ合金薄板を用いて、図１に示す形状の雄端子１および雌端子２を作製し、それぞれの雄端子および雌端子の摺動部分について、ビッカ−ス硬さ（ＨＶ）と両者の硬さの差ΔＨＶを求め表１１に示す。表１１において、種々の組み合わせについて、雄端子１を雌端子２に挿入する時の最大荷重をそれぞれ１０回測定し、その平均値を挿入力（Ｎ）として、表１１に本発明端子（本発明端子Ｎｏ．１〜１０）として示す。なお、比較端子として、両者の硬さの差ΔＨＶが本発明の範囲よりも小さいもの（比較端子Ｎｏ．１〜５）について、測定した結果についても表１１に示す。なお、比較端子のＮｏ．１はビッカ−ス硬さ（ＨＶ）が１５０以上である。
このように、表１１の結果に示すように、本発明では、比較端子に比べて低い挿入力を得ることができた。
【００４９】
【表１１】
2004006065.tif 000013
【００５０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５１】
例えば、本発明はリフロ−処理の条件や後からの焼鈍（時効）条件に制限されるものではない。例えば、ＳｎめっきやＳｎ合金めっきのリフロ−温度としては、２３０℃〜１０００℃、時間１ｓｅｃ〜１０ｈｒの範囲がありうる。また、処理雰囲気としては、大気中、Ｈ２、ＣＯなどの還元性雰囲気、Ｎ２、Ａｒなどの不活性雰囲気がありうる。
【００５２】
また、本発明は下地めっきの構成に規制されない。例えば、下地めっきとしては、Ｃｕ下地、Ｎｉ下地、Ｎｉ下地後Ｃｕ下地、Ｓｎ下地、Ａｇ下地などあり得るが、これらの範囲に制限されない。
また、本発明は基本的には、めっき全体の厚さに制限されない。しかし、例えば、Ｓｎめっきなどの場合、Ｓｎめっき全体の厚さが０．３μｍ以下等の薄い場合は、耐食性や耐熱性等の点で留意する必要がある。
また、本実施形態及び実施例において、焼鈍の雰囲気は、大気中、Ｈ２、ＣＯ等の還元性雰囲気、ＡｒやＮ２等の不活性雰囲気あるいは真空焼鈍処理などでも構わない。
【００５３】
なお、高温で振動のある環境下に対して、本発明のように雄端子と雌端子との両端子間に硬さの差があることは、長期的に接触安定性の観点からも好ましい。
また、両端子が同じように比較的軟らかい場合は、振動などで酸化生成物や異物等が取り込まれやすく、長期的な接触安定性という観点から好ましくない。
また、両端子が同様に比較的硬い場合は、振動などで両端子の接触面積が瞬間的に小さくなることが起こりやすくなり、この場合も長期的な接触安定性の観点から好ましくない。
特に、温度や振動などで厳しい環境下に置かれる場合、両端子の硬さの差が、ΔＨＶで１５以上、２０以上、３０以上、５０以上と大きくなるにつれて、長期的な接触安定性の観点からも好ましい状態になり得る。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の電気接続用嵌合型接続端子によれば、摺動部分において、一方の端子のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、他方の端子のビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であるので、挿入力の低減効果が得られると共に、両者が同程度に硬い場合に比べて接触安定性に優れ、人力による挿抜時の負担が少なくなり、作業効率及び品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気接続用嵌合型接続端子の一実施形態において、嵌合状態の雄端子及び雌端子を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る電気接続用嵌合型接続端子の一実施形態において、めっきＣｕ合金薄板を示す要部断面図である。
【図３】本発明に係る電気接続用嵌合型接続端子の一実施形態において、より好ましいめっきＣｕ合金薄板の例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１　雄端子
２　雌端子
３　基材
４　めっき層
５　金属薄板
６　Ｃｕ層
７　純Ｓｎ層
８　Ｃｕ−Ｓｎ合金層
【図１】
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【図２】
2004006065.tif 000015
【図３】
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