(57)【要約】【課題】摺動部分表面硬さの向上を図り、曲げ加工部分の加工性を維持し、はんだ付けなどにおける接合不良防止を図る。【解決手段】メッキＣｕ合金薄板からなるコネクタ端子１，２において、少なくとも摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分Ｎのビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキＣｕ合金薄板からなるコネクタ端子において、
少なくとも摺動部分のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にあることを特徴とするコネクタ端子。
【請求項２】
前記コネクタ端子が嵌合可能な一対の雄端子および雌端子を備え、両者の前記摺動部分のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１記載のコネクタ端子。
【請求項３】
少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが８０〜４００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２００ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上であることを特徴とする請求項２記載のコネクタ端子。
【請求項４】
少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが１００〜３５０ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１８０ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上であることを特徴とする請求項３記載のコネクタ端子。
【請求項５】
少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが１２０〜３００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１６０ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が７５ＨＶ以上であることを特徴とする請求項４記載のコネクタ端子。
【請求項６】
前記摺動部分のビッカ−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請求項１から５のいずれか記載のコネクタ端子。
【請求項７】
前記雄端子およ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種または２種以上の金属を含んだメッキ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請求項１から６のいずれか記載のコネクタ端子。
【請求項８】
前記メッキ処理は、前記選ばれる１種または２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金メッキ処理であることを特徴とする請求項７記載のコネクタ端子。
【請求項９】
前記雄端子および前記雌端子の少なくとも一方は、前記メッキ処理において前記選ばれる１種または２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含むことを特徴とする請求項８記載のコネクタ端子。
【請求項１０】
前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とする請求項９記載のコネクタ端子。
【請求項１１】
前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とする請求項９記載のコネクタ端子。
【請求項１２】
前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とする請求項９記載のコネクタ端子。
【請求項１３】
前記雄端子およ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またはＣｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を介して、電気Ｓｎメッキ若しくはそれをリフロ−処理したＳｎメッキ、または溶融メッキして得たＳｎメッキのＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のコネクタ端子。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか記載のコネクタ端子を用いてなることを特徴とするコネクタ。
【請求項１５】
銅または銅合金条からなる基材表面にメッキをする工程と、この基材にプレス加工する工程と、少なくとも前記摺動部分を硬化する硬化処理する工程とを有することを特徴とするコネクタ端子の製造方法。
【請求項１６】
前記硬化工程が、メッキ処理後に、前記基材の前記摺動部分に対応する部分に硬化処理を施し、その後、プレス加工を施すことを特徴とする請求項１５記載のコネクタ端子の製造方法。
【請求項１７】
前記硬化工程が、プレス加工を施した後に、基材の前記摺動部分に対応する部分に硬化処理を施すことを特徴とする請求項１５記載のコネクタ端子の製造方法。
【請求項１８】
メッキ処理として前記基材上に直接またはＣｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を介して純Ｓｎ層を形成し、
前記硬化処理として、摺動部分に対応する部分を加熱して、さらに該純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ未満になるまで前記純Ｓｎ層と前記基材または前記Ｃｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成することを特徴とする請求項１５から１７のいずれか記載のコネクタ端子の製造方法。
【請求項１９】
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合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたことを特徴とする請求項１８記載のコネクタ端子の製造方法。
【請求項２０】
前記硬化工程が、レーザー照射、高周波加熱、交流スポット加熱、局所ガスバーナー加熱から選択される１種以上の加熱処理によっておこなわれる局所的加熱処理とされてなることを特徴とする請求項１５から１９のいずれか記載のコネクタ端子の製造方法。
【請求項２１】
前記請求項１５から２０のいずれか記載のコネクタ端子の製造方法によって製造されたことを特徴とするコネクタ用条。
【請求項２２】
前記請求項２１記載のコネクタ用条を用いて製造されたことを特徴とする請求項１から１３のいずれか記載のコネクタ端子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタ端子、コネクタおよびその製造方法に係り、純金属または合金を仕上げメッキした金属薄板で製造した、自動車等のコネクタなどに用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気・電子回路部材としては、Ｓｎメッキを施した銅板や銅合金板が従来から多く用いられている。この種のＳｎメッキ板を製造する場合、まず基材の表面を洗浄化し、表面を活性化する等の前処理を施し、さらに必要に応じてＣｕ下地メッキやＮｉ下地メッキを行った後、電解または無電解メッキ法で厚さ０．５〜１．５μｍ程度のＳｎメッキ層を形成する。このＳｎメッキ板を通電部材としてそのまま使用に供する場合もあるが、さらにリフロー（溶融）処理を行って、Ｓｎメッキ層の表面を平滑化してから使用することもある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３４３８７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１３５２２６号公報
【特許文献３】
特開平１０−３０２８６７号公報
【特許文献４】
特開平１１−２３３２２８号公報
【特許文献５】
特開２０００−２１５４５号公報
【特許文献６】
特開２０００−２１５４６号公報
【０００４】
さらに、このようなＳｎメッキをおこなった後に、この板材にプレス加工、打抜き加工、曲げ加工などの金属加工を施すことによりコネクタ部品等に使用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
また、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み、ピン数も２０以上ある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、大きな問題になってきている。そのため、挿入力の小さなコネクタが求められている。
【０００６】
挿入力を小さくするためには挿抜時に摩擦するコネクタが硬いほうが挿抜抵抗が低減できるため、コネクタを硬くすることが好ましいが、その場合、プレス加工段階の曲げ加工時などで、割れが生じる可能性があるという問題が生じていた。
さらに、Ｃｕ−Ｓｎなどの合金層を発達させてメッキ表面を硬くする場合、後工程でのはんだ付けなどで接合不良等の不具合が生じる可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
▲１▼摺動部分表面硬さの向上を図ること。
▲２▼曲げ加工部分の加工性を維持すること。
▲３▼はんだ付けなどにおける接合不良防止を図ること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のコネクタ端子は、メッキＣｕ合金薄板からなるコネクタ端子において、
少なくとも摺動部分のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にあることにより上記課題を解決した。
本発明において、前記コネクタ端子が嵌合可能な一対の雄端子および雌端子を備え、両者の前記摺動部分のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であることが好ましい。
本発明においては、少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが８０〜４００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２００ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上である手段か、または、少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが１００〜３５０ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１８０ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上である手段か、または、少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが１２０〜３００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１６０ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が７５ＨＶ以上である手段を採用することができる。
本発明において、前記摺動部分のビッカ−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、雌端子であることが望ましい。
また、前記雄端子およ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種または２種以上の金属を含んだメッキ処理を施した金属薄板で作製されていることができる。
本発明は、前記メッキ処理が、前記選ばれる１種または２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金メッキ処理である手段か、または、前記雄端子および前記雌端子の少なくとも一方は、前記メッキ処理において前記選ばれる１種または２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含む手段か、または、前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されている手段を採用することができる。
本発明は、前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることか、または、前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることが可能である。
本発明は、前記雄端子およ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またはＣｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を介して、電気Ｓｎメッキ若しくはそれをリフロ−処理したＳｎメッキ、または溶融メッキして得たＳｎメッキのＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されていることもある。
本発明のコネクタは、上記のいずれか記載のコネクタ端子を用いてなることができる。
さらに、本発明のコネクタ端子の製造方法は、銅または銅合金条からなる基材表面にメッキをする工程と、この基材にプレス加工する工程と、少なくとも前記摺動部分を硬化する硬化処理する工程とを有することができる。
ここで、前記硬化工程が、メッキ処理後に、前記基材の前記摺動部分に対応する部分に硬化処理を施し、その後、プレス加工を施すことができるとともに、あるいは、前記硬化工程が、プレス加工を施した後に、基材の前記摺動部分に対応する部分に硬化処理を施すことができる。
また、メッキ処理として前記基材上に直接またはＣｕ層を介して純Ｓｎ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を形成し、
前記硬化処理として、摺動部分に対応する部分を加熱して、さらに該純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ未満になるまで前記純Ｓｎ層と前記基材または前記Ｃｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成することが好ましく、より好ましくは、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合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させることができる。
前記硬化工程が、レーザー照射、高周波加熱、交流式スポット加熱、局所ガスバーナー加熱から選択される１種以上の加熱処理によっておこなわれる局所的加熱処理とされてなることが望ましい。
本発明のコネクタ用条は、前記コネクタ端子の製造方法によって製造することができ、このコネクタ用条を用いて前述したコネクタ端子を製造することができる。
【０００９】
本発明のコネクタ端子では、少なくとも一方の端子の摺動部分のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあるため、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られ、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とともに、自動車のエンジン廻りのような過酷な高温環境下において脱落などのトラブルの発生もなく、優れたコネクタを提供することができる。また、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にあるので、プレス加工時等における加工性低下を防止することができ、また、はんだ付け性の低下を防止して、歩留まりの低下を防止するとともに、製品としての信頼性の低下を防止することが可能となる。
【００１０】
ここで、少なくとも摺動部分のビッカ−ス硬さを６０〜７００ＨＶの範囲としたのは、６０ＨＶ未満になると、端子挿入時の変形抵抗が大きくなり、望ましい挿入力では挿入できなくなるとともに、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、摺動部分以外の部分におけるビッカ−ス硬さを４５〜２５０ＨＶの範囲としたのは、４５ＨＶ未満では軟らか過ぎて取り扱いにくく、組立作業などもやりづらくなるとともに、２５０ＨＶを越えると加工性が悪くなり、プレス加工時等に割れなどを生じる可能性があり、また、はんだ付け性が低下してしまうためである。
【００１１】
ここで、少なくとも摺動部分とは、摺動部分を含んだ領域において、ビッカース硬さをを上記のように設定することを意味し、厳密に摺動部分のみではなくその周辺部分をも含む場合もあり得る。また、それ以外の部分とは、プレス加工等によって加工される部分のうち、摺動部分を含まない部分を意味し、厳密に、摺動部分以外である必要はない。
ここで、硬さとは、Ｈｖ（ビッカース硬さ）で示されるものとし、徴少硬さ計（ビッカース硬さ計）により測定した表面硬さを意味している。
なお、本発明および本明細書中において、ビッカース硬さＨＶは、荷重９８．０７×１０−３Ｎニュートン（１０ｇ）における値である。
具体的には、この場合、荷重を１０ｇに抑えてあるのは、メッキ層を中心に、表面付近の硬さの情報を得るためである。
【００１２】
本発明において、前記コネクタ端子が嵌合可能な一対の雄端子および雌端子を備え、両者の前記摺動部分のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であることにより、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られるとともに、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、両端子のメッキ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、両端子のメッキ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、両端子のメッキ表面の硬さに差がある場合、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。これにより、コネクタ挿抜抵抗を低減するとともに、コネクタ組立時において必要な挿入力を低減し、組立作業の作業効率を向上し作業員の疲労を低減することが可能となる。
【００１３】
本発明においては、少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが８０〜４００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２００ＨＶの範囲にあるとともに、一対の雄端子および雌端子の摺動部分におけるビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上であることが好ましくより挿入力の低減効果を得ることができる。小型のコネクタ端子では、摺動部分のビッカース硬さが８０ＨＶより小さいと、端子挿入力の抵抗が大きくなるため好ましくなく、摺動部分のビッカース硬さが４００ＨＶより大きいと、接触不安定の心配もでてくるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが４５ＨＶより小さいと、表面に疵がつきやすくなるなど取り扱い上好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが２００ＨＶより大きいと、はんだ付け性や曲げ加工性の観点から好ましくなく、一対の雄端子および雌端子の摺動部分におけるビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶより小さいと、低挿入力を安定範囲で確保する観点から好ましくない。
【００１４】
また、少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが１００〜３５０ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１８０ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上であることが好ましくさらに挿入力の低減効果を得ることができる。さらに小型化されたコネクタ端子では、摺動部分のビッカース硬さが１００ＨＶより小さいと、挿入力に対する低減効果が小さくなるため好ましくなく、摺動部分のビッカース硬さが３５０ＨＶより大きいと、接触安定性の確保が難しくなるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが４５ＨＶより小さいと、取り扱いが難しくなるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが１８０ＨＶより大きいと、はんだ付け性や曲げ加工性に不安が残るため好ましくなく、一対の雄端子および雌端子の摺動部分におけるビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶより小さいと、安定範囲で低挿入力を確保するのが難しくなるため好ましくない。
【００１５】
また、少なくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが１２０〜３００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１６０ＨＶの範囲にあるとともに、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が７５ＨＶ以上であることが好ましくより挿入力の低減効果を得ることができる。端子がなお一層小型の物で、かつその数も３０極以上などと多くの端子からなるコネクタの場合は、個々の端子の挿入力および接触のばらつきを小さくして安定範囲に確保する必要がある。そのような観点から摺動部分のビッカース硬さ、それ以外の部分のビッカース硬さ、両者の摺動部分のビッカース硬さの差などをより厳しい範囲に抑える必要がある。摺動部分のビッカース硬さが１２０ＨＶより小さいと、低挿入力の安定確保のため好ましくなく、摺動部分のビッカース硬さが３００ＨＶより大きいと、接触抵抗の安定確保のため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが４５ＨＶより小さいと、取り扱いが難しくなるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが１６０ＨＶより大きいと、はんだ付け性や曲げ加工性で好ましくなく、一対の雄端子および雌端子の摺動部分におけるビッカ−ス硬さの差が７５ＨＶより小さいと、安定範囲での低挿入力確保という観点から好ましくない。
【００１６】
本発明において、前記摺動部分のビッカ−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、雌端子であることにより、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、雄端子はメッキ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メッキ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。
その他、構造上、端子を挿入する上で、雄端子の削れ量（面積）が雌端子の削れ量（面積）よりも大きくなることも、硬化処理対象として、雄端子を選択することが有効である理由となる。
【００１７】
また、前記雄端子およ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種または２種以上の金属を含んだメッキ処理を施した金属薄板で作製されているされているので、メッキ処理により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メッキ表面を所定の硬度に硬化させ易い。
【００１８】
また、本発明のコネクタ端子は、前記メッキ処理が、前記選ばれる１種または２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金メッキ処理であるので、上記選ばれた金属をＳｎへの添加金属とすることにより、メッキ表面の硬度調整がより制御し易くなる。
【００１９】
さらに、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子および前記雌端子の少なくとも一方が、前記選ばれる１種または２種以上の金属を０．０１〜７５重量％含むメッキ処理化ならなることにより、メッキ表面の硬化処理が容易になり、メッキ表面の適切な硬度、電気抵抗およ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種または２種以上の金属の添加量が０．０１重量％未満では、メッキ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合金メッキそのものの電気抵抗が高くなるととも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ともに耐食性も低下する不都合がある。
【００２０】
また、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金メッキ処理をした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、安定的なメッキ性状が得難く、硬化処理時の硬さのバラツキが大きくなる。
【００２１】
また、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることにより、メッキ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。
【００２２】
また、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子およ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および不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていることにより、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、メッキ液の管理が難しくなるとともに、硬化処理後の硬さのバラツキも大きくなる。
【００２３】
本発明は、前記雄端子およ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またはＣｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を介して、電気Ｓｎメッキ若しくはそれをリフロ−処理したＳｎメッキ、または溶融メッキして得たＳｎメッキのＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されていることにより、ＳｎメッキとＣｕ層または基材との間あるいはＳｎメッキとＣｕ層、Ｎｉ層、基材との間に相互の拡散が起こり、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））またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層が発達し、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合金層やＮｉ−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。
【００２４】
また、本発明のコネクタ端子は、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またはＣｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を介して、純Ｓｎ層を形成し、さらに摺動部分においてはこの純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層と前記基材または前記Ｃｕ層またはＮｉ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されていることが好ましく、これにより、挿入時に良好な低い挿入力を得ることができる。なお、摺動部分において純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。
【００２５】
さらに、本発明のコネクタ端子は、摺動部分における前記純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合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されていることが好ましく、これにより、より低い挿入力を得ることができる。
【００２６】
また、本発明のコネクタ端子は、摺動部分において前記純Ｓｎ層の厚さが０になるまで熱処理により前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されていることが好ましく、これにより、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合金層またはＮｉ−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。
【００２７】
また、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子および前記雌端子の少なくとも一方が、電気メッキしたＳｎメッキ条をリフロ−処理して摺動部分において前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。
また、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子および前記雌端子の少なくとも一方が、電気メッキしたＳｎメッキ条若しくはリフロ−処理したＳｎメッキ条または溶融メッキしたＳｎメッキ条を、あらためて加熱処理し、摺動部分において前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されている技術が採用される。
これらのコネクタ端子では、Ｓｎメッキ条からなるＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製されているので、取り扱い性および量産性に優れている。
【００２８】
また、本発明のコネクタ端子は、前記雄端子およ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、このコネクタ端子では、前記雄端子およ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、摺動部分以外をプレス加工することが容易になり、所望の表面硬さ、挿抜性を得ることが可能となる。
【００２９】
本発明のコネクタ端子を有するコネクタにより、摺動部分の表面が硬くなり、端子やコネクターなど電気・電子回路部品として使用する際の嵌合性を良好にし、通電安定性を向上して、接触抵抗を低く押さえる作用を有するとともに、雄コネクタを雌コネクタに挿入する時の挿入力を小さくすることができ、挿抜性を向上して、自動車の組立工程等において、組み立て作業における作業効率を向上することができ、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。同時に、摺動部分以外の表面が摺動部分より硬くないため、上記の効果を維持した状態で、加工性がよく、はんだ付け性のよいコネクタを得ることができる。
【００３０】
さらに、本発明のコネクタ端子の製造方法は、銅または銅合金条からなる基材表面にメッキをする工程と、この基材にプレス加工する工程と、少なくとも前記摺動部分を硬化する硬化処理する工程とを有することにより、Ｓｎ等のメッキ条からなるメッキＣｕ合金薄板で作製されているので、取り扱い性および量産性に優れ、かつ、摺動部分を硬化して、挿抜性を向上することができるとともに、摺動部分のみを硬化するためプレス加工時における加工性が低下することを防止することが可能となる。
【００３１】
ここで、前記硬化工程が、メッキ処理後に、前記基材の前記摺動部分に対応する部分に硬化処理を施し、その後プレス加工を施す場合には、メッキ処理後の基材の取り扱い性がよく、摺動部分に硬化処理をおこなうことが可能となり、また、摺動部分のみを硬化するため、その他の部分ではプレス加工時における折り曲げ加工性が低下することなく、プレス加工することができる。
また、前記硬化工程が、プレス加工を施した後に、基材の前記摺動部分に対応する部分に硬化処理を施す場合には、硬化処理をおこなう前にプレス加工を施すため、加工性の問題は発生せず、この後に摺動部分に硬化処理を施すため、効率よく硬化処理をおこなうことができる。
なお、この硬化工程において摺動部分の表面における純Ｓｎ層の厚みをほぼ０にするよう加熱等の条件を設定することが好ましい。
【００３２】
また、メッキ処理として前記基材上に直接またはＣｕ層またはＮｉ層あるいはＮｉおよびＣｕ層を介して純Ｓｎ層を形成し、前記硬化処理として、摺動部分に対応する部分を加熱して、さらに該純Ｓｎ層の厚さが０．６μｍ未満になるまで前記純Ｓｎ層と前記基材または前記Ｃｕ層またはＮｉ層とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成することが好ましく、より好ましくは、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合金層またはＮｉ−Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成させることで、摺動部分において上述の低い挿入力を得ることができるとともに、摺動部分以外の部分における加工性の低下を防止することができる。
【００３３】
前記硬化工程が、レーザー照射、高周波加熱、交流式スポット加熱、局所ガスバーナー加熱などによっておこなわれる局所的加熱処理とされてなることにより、摺動部分のみに硬化処理を施し、かつ、摺動部分以外の部分には硬化処理を施さないことができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコネクタ端子、コネクタおよびその製造方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態のメッキ部材を示す斜視図である。
【００３５】
本実施形態のコネクタ端子は、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、メッキ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および雌端子２から構成されている。
これらの雄端子１および雌端子２は、それぞれの摺動部分Ｓとそれ以外の部分Ｎにおいて、摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分Ｎのビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にあるように設定されている。
また、これらの雄端子１および雌端子２は、互いの摺動部分において、両者のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上になるように設定されている。
【００３６】
ここで、少なくとも摺動部分Ｓ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、コネクタ端子挿入時の変形抵抗が大きくなり、望ましい挿入力では挿入できなくなるとともに、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、コネクタ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、それ以外の部分Ｎにおけるビッカ−ス硬さを４５〜２５０ＨＶの範囲としたのは、４５ＨＶ未満では軟らか過ぎて疵がつきやすく、かつ、取り扱いにくく、組み立て作業などもやりづらくなるとともに、２５０ＨＶを越えると加工性が悪くなり、プレス加工時等に割れなどを生じる可能性があるとともに、はんだ付け性が低下してしまうためである。
【００３７】
また、摺動部分Ｓにおいて雄端子１および雌端子２のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上であることにより、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られるとともに、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２に雄端子１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１，２のメッキ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１，２のメッキ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１，２のメッキ表面の硬さに差がある場合、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。これにより、コネクタ挿抜抵抗を低減するとともに、コネクタ組立時において必要な挿入力を低減し、組立作業の作業効率を向上し作業員の疲労を低減することが可能となる。
【００３８】
なお、雄端子１および雌端子２においては、少なくとも摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが８０〜４００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２００ＨＶの範囲にあるとともに、雄端子１および雌端子２の摺動部分におけるビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶ以上の範囲であることが好ましい。この場合、摺動部分のビッカース硬さが８０ＨＶより小さいと、端子１，２が小型のコネクタ端子では端子挿入力の抵抗が大きくなるため好ましくなく、さらに、摺動部分のビッカース硬さが４００ＨＶより大きいと、接触不安定の心配もでてくるためより好ましくない。また、それ以外の部分のビッカース硬さが４５ＨＶより小さいと、表面に疵がつきやすくなるなど取り扱い上好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが２００ＨＶより大きいと、はんだ付け性や曲げ加工性の観点から好ましくなく、一対の雄端子および雌端子の摺動部分におけるビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶより小さいと、低挿入力を安定範囲で確保する観点から好ましくない。
また、端子１，２の摺動部分Ｓにおけるビッカ−ス硬さの差が３０ＨＶより小さいと、低挿入力を安定範囲で確保する観点から好ましくない。
【００３９】
さらに、好ましくは、摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが１００〜３５０ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１８０ＨＶの範囲にあるとともに、雄端子１および雌端子２の摺動部分Ｓにおけるビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上であることができる。この場合、摺動部分のビッカース硬さが１００ＨＶより小さいと、さらに小型化されたコネクタ端子では挿入力に対する低減効果が小さいなるため好ましくなく、摺動部分Ｓのビッカース硬さが３５０ＨＶより大きいと、接触安定性の確保が難しくなるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが４５ＨＶより小さいと、取り扱いが難しくなるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが１８０ＨＶより大きいと、はんだ付け性や曲げ加工性に不安が残るため好ましくない。
端子１，２の摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶより小さいと、安定範囲で低挿入力を確保するのが難しくなるため好ましくない。
【００４０】
また、、より好ましくは、摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが１２０〜３００ＨＶの範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜１６０ＨＶの範囲にあるとともに、雄端子１および雌端子２の摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さの差が７５ＨＶ以上であることができる。この場合、端子１，２がなお一層小型の物で、かつその数も３０極以上などと多くの端子からなるコネクタの場合は、個々の端子の挿入力および接触のばらつきを小さくして安定範囲に確保する必要があるというような観点から、摺動部分Ｓのビッカース硬さ、それ以外の部分のビッカース硬さ、端子１，２の摺動部分Ｓにおけるビッカース硬さの差などをより厳しい範囲に抑える必要がある。摺動部分Ｓのビッカース硬さが１２０ＨＶより小さいと、低挿入力の安定確保のため好ましくなく、摺動部分のビッカース硬さが３００ＨＶより大きいと、接触抵抗の安定確保のため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが４５ＨＶより小さいと、取り扱いが難しくなるため好ましくなく、それ以外の部分のビッカース硬さが１６０ＨＶより大きいと、はんだ付け性や曲げ加工性で好ましくなく、端子１，２の摺動部分Ｓにおけるビッカ−ス硬さの差が７５ＨＶより小さいと、安定範囲での低挿入力確保という観点から好ましくない。
【００４１】
また、雄端子１摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあり、雌端子２摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが２０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者の摺動部分Ｓにおけるビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ以上である。またより好ましくは、雄端子１摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが８０〜３００ＨＶの範囲にあり、雌端子２摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが４０〜１５０ＨＶの範囲にあり、かつ両者の摺動部分Ｓにおけるビッカ−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摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが１００〜２５０ＨＶの範囲にあり、雌端子２摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが４０〜１３０ＨＶの範囲にあり、かつ両者の摺動部分Ｓにおけるビッカ−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摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが１２０〜２５０ＨＶの範囲にあり、雌端子２摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが４０〜１１０ＨＶの範囲にあり、かつ両者の摺動部分Ｓにおけるビッカ−ス硬さの差が５０ＨＶ以上とされる。
【００４２】
また、摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが高い方の端子は、雄端子１であり、ビッカ−ス硬さが低い方の端子は、雌端子２である。これにより、挿入力低減効果が大きくなる。すなわち、図１，図５に示すように、通常、雄端子１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２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１はメッキ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２は、曲げ加工を行って製造する場合が多いため、雌端子２の方が加工し易さの点でメッキ素材の硬さを雄端子１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２を有する本発明が好適である。
【００４３】
また、雄端子１および雌端子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種または２種以上の金属を含んだメッキ処理を施してメッキ層４とした金属薄板５で作製されているので、メッキ処理によりＣｕ合金の基材３と選ばれた上記金属とが一部合金化されてメッキ表面を所定の硬度に硬化させ易い。
【００４４】
なお、上記メッキ処理は、上記選ばれる１種または２種以上の金属以外の残部がＳｎからなるＳｎ合金メッキ処理であり、メッキ層４は、Ｓｎ合金またはＳｎである。また、雄端子１および雌端子２のメッキ層は、上記選ばれる１種または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および雌端子２は、０．１〜１０重量％のＣｕを含み、その残部がＳｎおよび不可避不純物からなるＣｕ−Ｓｎ合金メッキ処理をした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および雌端子２は、０．１〜４０重量％のＮｉを含み、その残部がＳｎおよび不可避不純物からなるＮｉ−Ｓｎ合金メッキ処理をした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および雌端子２は、０．１〜１０重量％のＡｇを含み、その残部がＳｎおよび不可避不純物からなるＡｇ−Ｓｎ合金メッキ処理をしたＣｕ合金薄板で作製されていてもよい。
【００４５】
雄端子１および雌端子２の層構造を純Ｓｎをメッキ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メッキ若しくはそれをリフロ−処理したＳｎメッキ、または溶融メッキして得たＳｎメッキの純Ｓｎ層７を有するＳｎメッキ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メッキのいずれかを施してもよい。
【００４６】
上記雄端子１においては、少なくともその摺動部分Ｓが、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または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の摺動部分Ｓ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の摺動部分Ｓ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。
【００４７】
雄端子１および雌端子２は、図４に示すように、電気メッキしたＳｎメッキ条Ｊをリフロ−処理して少なくともその摺動部分ＳにＣｕ−Ｓｎ合金層８を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製してもよい。このメッキ条Ｊは上述の金属薄板５がテープ状とされ、図４（ｂ）に示すように、メッキ条Ｊの長さ方向と垂直にコネクタ端子が連続して形成されるものである。
また。雄端子１および雌端子２は、電気メッキしたＳｎメッキ条Ｊ若しくはリフロ−処理したＳｎメッキ条Ｊまたは溶融メッキしたＳｎメッキ条Ｊを、あらためて熱処理し、少なくともその摺動部分ＳにＣｕ−Ｓｎ合金層８を形成させたＳｎメッキＣｕ合金薄板で作製してもよい。
なお、雄端子１および雌端子２は、プレス加工された基材３上に、少なくともその摺動部分Ｓに上記メッキ処理のいずれかを施したものでもよい。この場合、金属薄板５および／またはテープ状の条Ｊから作成することができる。
【００４８】
以下、本実施形態のコネクタ端子の製造方法について説明する。
【００４９】
本実施形態のコネクタ端子を製造するには、銅または銅合金条からなる基材３表面にメッキをする工程と、この基材３にプレス加工する工程と、少なくとも摺動部分Ｓを硬化する硬化処理する工程とを有する。
【００５０】
具体的には、図４（ａ）に示すように、基材３に上述したようにＳｎメッキをおこなってメッキ条Ｊとし、このメッキ条Ｊの少なくとも摺動部分Ｓに硬化処理として加熱処理を施し、その後、プレス加工をおこなって、図４（ｂ）に示すように、複数の雄端子１が連続した状態をすることができる。
なお、図１〜図４においては、雄端子１および雌端子２は模式的に記述してある。
【００５１】
前記硬化工程が、レーザー照射、高周波加熱、交流式スポット加熱、局所ガスバーナー加熱などによっておこなわれる局所的加熱処理とされ、摺動部分Ｓのみに硬化処理を施し、かつ、それ以外の部分Ｎには硬化処理を施さないように設定される。
【００５２】
また、メッキ処理として基材３上に直接またはＣｕ層６を介して純Ｓｎ層７を形成し、硬化処理として、少なくとも摺動部分Ｓを局所加熱して、さらに純Ｓｎ層７の厚さが０．６μｍ未満になるまで純Ｓｎ層７と基材３またはＣｕ層６とを互いに熱拡散させてＣｕ−Ｓｎ合金層８を形成することが好ましく、より好ましくは、摺動部分Ｓにおいて純Ｓｎ層７の厚さが０になるまで硬化処理としての熱処理により前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層８を形成させることで、少なくとも摺動部分Ｓにおいて上述の低い挿入力を得ることができるとともに、それ以外の部分Ｎにおける加工性の低下を防止することができる。
【００５３】
このように、本実施形態のコネクタ端子では、少なくとも摺動部分Ｓのビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあるため、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られ、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とともに、コネクタに挿入する時の挿入力が小さいところからコネクタの挿入作業がやりやすく離脱力が大きいから、挿抜性を向上して組み立て時に必要な挿入力を小さくすることができ、自動車のエンジン廻りのような過酷な高温環境下において脱落などのトラブルの発生もなく、優れたコネクタを提供することができる。また、それ以外の部分Ｎのビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にあるので、プレス加工時等における加工性低下を防止することができ、また、はんだ付け性の低下を防止して、歩留まりの低下を防止するとともに、製品としての信頼性の低下を防止することが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態のコネクタにおいては、上述したコネクタ端子１，２を用いていることにより、上述した効果を奏することができるとともに、端子やコネクターなど電気・電子回路部品として使用する際の嵌合性を良好にし、通電安定性を向上して、接触抵抗を低く押さえる作用を有するとともに、挿入力を小さくすることができ、挿抜性を向上して、自動車の組立工程等において、組み立て作業における作業効率を向上することができ、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。
【００５５】
なお、コネクタのうち、コネクタ端子１，２双方に上記コネクタ端子を用いることや、どちらか片方のみに適用して片方は従来のコネクタ構造とすることも可能である。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
上記のようなコネクタ端子１，２となるメッキ条Ｊとして、リフロ−Ｓｎめっきされた市販の銅合金条Ａ，Ｂ（表１参照）について、通板しながら片側端部を、大気中、種々の条件で高周波加熱することにより、合金層を発達させ表面硬化させた表面硬化領域と、ほとんど表面硬化をしていないそれ以外の領域とを合わせ持つ銅合金条を得た。これら銅合金条の表面硬化領域について、合金層および残留Ｓｎ層の平均厚さ測定、硬さ（ＨＶ）測定（荷重１０ｇ）、９０°Ｗ曲げ性の評価およびはんだ付け性の評価をおこなった。
【００５７】
【表１】
2004179055.tif 000003
【００５８】
ここで、めっき合金層および残留Ｓｎ層の厚さは、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Ｎ＝５の平均的な値で表した。
また、９０°Ｗ曲げ性はＣＥＳＭ０００２−５に準拠した加工を行った後、ＪＢＭＡＴ３０７に準拠した評価を行い、割れが入っていない時の曲げ半径Ｒを板厚で割った値（Ｒ／ｔ：安全曲げ領域）で表した。この場合、曲げ軸が圧延方向に対して垂直になるように曲げ加工を行ったものをＧ．Ｗ．、曲げ軸と圧延方向が平行になる場合をＢ．Ｗ．と表示した。
【００５９】
はんだ付け性の評価は、メニスコグラフ法（ＭＩＬ−ＳＴＤ８８３Ｅに準拠）によってゼロクロスタイムの測定を行った。はんだ浴は、６３：３７Ｓｎ−Ｐｂ浴（浴温：２３０℃）を用い、試料の前処理は、アセトン脱脂、１０％硫酸酸洗を行い、ロジンフラックスを使用した。
【００６０】
いずれの場合も、試料数Ｎ＝５について評価を行い、その結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
2004179055.tif 000004
【００６２】
表２によると、高周波加熱により表面硬化を行わない領域と同等の銅合金薄板ＡのＮｏ．１やＢのＮｏ．６は、純Ｓｎ層厚さが０．６μｍ以上あり、硬さもそれぞれＨＶ６８，ＨＶ７５と低く、曲げ加工性、はんだ付け性も良好な特性を示す。一方、それらについて、高周波加熱により、合金層を発達させて、表面の硬さを増加させるにつれて、曲げ加工性が低下し、はんだ付け性も悪くなる。特に、硬さがＨＶ２５０以上のＮｏ．５およびＮｏ．１０では、Ｇ．Ｗ．およびＢ．Ｗ．の曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が８以上になり、はんだ付けにおけるゼロクロスタイムも１０ｓｅｃ以上と大幅に特性が低下する。
【００６３】
＜実施例２＞
市販の銅合金条Ｃ（表１参照）について、片側端部約１０ｍｍの幅でＮｉめっきあるいはＳｎ／Ｎｉ合金めっき（Ｎｉ〜２６％）、残部Ｓｎめっきをおこなった。
これらの銅合金条めっき各部について、めっき層の厚さ、硬さ測定、９０°Ｗ曲げ性の評価およびはんだ付け性の評価を行った。それぞれの評価は、実施例１と同様の方法で行った。
【００６４】
なお、各めっきの条件は、次の通りである。
［Ｎｉめっき］
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／Ｎｉ合金めっき］
めっき浴組成：ピロアロイＳＮスタ−タ−５００ｍＬ／Ｌ、
ピロリン酸錫２５ｇ／Ｌ、  めっき浴温度：４０℃、  電流密度：１Ａ／ｄｍ２
［Ｓｎめっき］
めっき浴組成：硫酸第一錫６０ｇ／Ｌ、硫酸５５ｇ／Ｌ、
めっき浴温度：２０℃、  電流密度：２Ａ／ｄｍ２
【００６５】
各条件につき、試料数Ｎ＝５について評価を行い、その結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】
2004179055.tif 000005
【００６７】
表３によると、Ｓｎめっき部では、表面硬さが軟らかく曲げ加工性、はんだ付け性共に良好な特性を示す。一方、Ｎｉめっき部はＨＶ１４０以上の硬さを又Ｓｎ／Ｎｉ合金めっき部はＨＶ１８０以上の硬さを示し、両者共に曲げ加工性はＳｎめっき部に比べて低下する。またＮｉめっき部については、はんだ付け性が大幅に低下し、Ｓｎ／Ｎｉ合金もＳｎめっきに比べてゼロクロスタイムが長くなる。
【００６８】
＜実施例３＞
市販のリフロ−Ｓｎメッキ銅合金製端子の摺動部を含む領域について、大気中で次の３種の局所焼鈍硬化処理、すなわち
・交流式スポット加熱処理
・      高周波加熱処理
・      レ−ザ−加熱処理
を行った。これら硬化処理部について、合金層および残留Ｓｎ層の厚さ測定、硬さ測定を行うとともに、おす、めす端子の挿入力について、評価を行った。
【００６９】
各端子素材（Ｄ〜Ｉ）の組成、硬さなどは表１に示す通りである。
各条件につきそれぞれ、試料数Ｎ＝５について評価を行い、その結果を表４〜６に示す。
【００７０】
【表４】
2004179055.tif 000006
【００７１】
表４はおす端子の幅が０．０９０インチ（約２．２９ｍｍ）の０９０型端子について、摺動部を含む領域を交流式スポット加熱した例である。
Ｎｏ．１はおす、めす端子共に局部硬化処理を行っていない場合で、両端子の硬さの差（ΔＨＶ）は５と小さく、挿入力は８．２Ｎと大きな値を示す。
Ｎｏ．２はおす端子の局部硬化処理により、ΔＨＶが１７となり、挿入力もＮｏ．１に比べて、２１％程度減少している。
【００７２】
さらに局部硬化処理が進むにつれて、おす端子の摺動部を含む領域の硬化が増加し、両端子の硬さの差が増加して、より好ましい挿入力値が得られる。
この場合、離脱力も望ましい範囲の数値が得られている。
【００７３】
０４０型おす端子およびめす端子の摺動部を含む領域について、高周波加熱を行い、おす、めす端子の挿入力および離脱力を調査した。他に同様の処理をしたおす端子およびめす端子について（めす端子については、展開して）摺動部のめっき層の厚さおよび硬さの測定を行った。
これらの評価結果を表５に示す。
【００７４】
【表５】
2004179055.tif 000007
【００７５】
表５によると、Ｎｏ．１はおす、めす端子共に局部硬化処理を行わず、入手したままの組み合わせについての評価結果であるが、この場合、両端子の硬さの差ΔＨＶは６で、挿入力も３．５Ｎの値になっている。
一方Ｎｏ．２は、おす端子に局部硬化処理を施した物で、両端子間の硬さの差ΔＨＶは４０あるが、挿入力は３．２Ｎにとどまる。この場合、Ｎｏ．１に比べて約９％減少しているが、必ずしも十分な減少量とは言えない。Ｎｏ．３はΔＨＶが６３で、その挿入力は２．９まで減少し、Ｎｏ．１に対する減少率は約１８％と明確な減少効果が見られる。Ｎｏ．４はΔＨＶが１３２の場合で、この場合の挿入力２．４ＮはＮｏ．１に対して約３１％近く減少しており、多くのカ−メ−カ−の要望を満足している。
【００７６】
一方、Ｎｏ．５は、おす端子は初期の状態のままで、めす端子に対して局部硬化処理を行った例で、この場合、摺動部におけるおす、めす端子の硬さの差ΔＨＶは４８であるが、挿入力は３．３Ｎあり、Ｎｏ．１に対する減少率は約６％にすぎない。
同様にＮｏ．６の場合は、ΔＨＶが１１３で挿入力は２．９ＮとＮｏ．１に比べて約１７％減少するが、ΔＨＶの大きさに対する減少効果はおす端子の摺動部を硬化処理した場合に比べて小さなものになっている。
【００７７】
端子の大きさがさらに小さい０２５型おす端子（おすタブの幅が約０．６３ｍｍ）の摺動部を含む領域について、レ−ザ−加熱を行い、加熱処理部のめっき層の厚さ、硬さを測定するとともに、めす端子との挿入力および離脱力を評価した。それらの結果を表６に示す。
【００７８】
【表６】
2004179055.tif 000008
【００７９】
表６の結果によると、Ｎｏ．１は入手したままの端子の組み合わせであり、この場合の両端子の硬さの差ΔＨＶは５で、挿入力は１．１Ｎを示す。
自動車メーカー等の要望は広く分散しているが、中には、現行使われているこのような挿入力に対して、１５〜５０％の挿入力減少を望んでいるメ−カ−もある。
Ｎｏ．２はおす端子に対して、局部硬化処理をした物で、両端子のΔＨＶは７０であるが、挿入力は１ＮでＮｏ．１に比べて約９％の減少にとどまっている。
Ｎｏ．３は更におす端子の硬化処理を進め、両端子のΔＨＶを８１とした場合であるが、挿入力は０．８Ｎまで減少し、Ｎｏ．１に対する減少率は約２７％になっている。
Ｎｏ．４はおす端子の摺動部領域をＨＶ１６８まで硬化処理した例であるが、この場合は挿入力０．７Ｎ、Ｎｏ．１に対する減少率約３６％になり、離脱力も望ましい値を示している。
【００８０】
＜実施例４＞
上記のようなコネクタ端子として、基材３がＣ２６００（７０／３０）黄銅からなり、硬さＨｖ１４０程度のものを用意した。この基材厚さは、雄端子用が０．６４ｍｍ、雌端子用が０．２５ｍｍであった。この基材３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下地メッキでＣｕ層６を形成した後、Ｓｎ仕上げメッキで純Ｓｎ層７を形成し、雄端子用基材については８００℃の炉を６ｓｅｃで通過させ、雌端子用基材については８００℃の炉を８ｓｅｃで通過させてリフロー処理をおこない、ＳｎメッキＣｕ合金薄板を得た。この状態で雄端子部材のメッキ厚さは純Ｓｎ層が０．６２μｍ、合金層が０．６２μｍであり、雄端子部材のメッキ厚さは純Ｓｎ層が０．２９μｍ、合金層が０．９４μｍである。
【００８１】
ついで還元雰囲気中、２５０および３００℃、０、３，５，１０，２０ｍｉｎの条件で加熱処理をおこない、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８をさらに発達させ、表面硬化したメッキＣｕ合金薄板を得て、これをプレス加工し、図５（ａ）に示すような雄端子１および雌端子２を得た。
［Ｃｕ下地メッキ条件］
メッキ浴組成；硫酸銅２００ｇ／Ｌ、硫酸５５ｇ／Ｌ
メッキ浴温度；３０℃
電流密度；２Ａ／ｄｍ２
［Ｓｎメッキ条件］
めっき浴組成：硫酸第一錫６０ｇ／Ｌ、硫酸５５ｇ／Ｌ、
めっき浴温度：２０℃、  電流密度：２Ａ／ｄｍ２
この端子１，２に対して、ビッカース硬さ計により荷重１０ｇにおいて表面硬さを測定しておく。その結果を、表７に示す。
【００８２】
【表７】
2004179055.tif 000009
【００８３】
上記の端子１，２において、処理時間の異なるもの、つまり、表面硬度の異なるものを組み合わせ、それぞれ雄端子１および雌端子２に対して挿入力を測定した。その結果を図６に示す。また、同様にして、雄端子１および雌端子２に対して離脱力を測定した。その結果を図７に示す。図６、図７において、図中グラフのポイント横に記載される数字は、横軸における処理条件組み合わせのサンプルに対する挿入力および離脱力の平均値である。
【００８４】
上記の結果から、図６に示すように、雌端子の摺動部分が硬化処理時間が０つまり未処理であっても、雄端子の摺動部分表面に硬化処理を施して、表面ビッカース硬度（ＨＶ）が６０〜７００ＨＶの範囲にあるため、挿入力（離脱力）の低減効果が得られ、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ことがわかる。さらに、雄端子を未処理とした場合には、雌端子への硬化処理による効果は多少見られるもののあまり顕著ではない。また、雄端子および雌端子の双方に硬化処理を施した場合には、双方とも未処理の場合よりもかえって挿入力および離脱力が大きくなる可能性がある。
【００８５】
つまり、雄端子および雌端子における摺動部分表面硬さの範囲を、上記の実施形態で規定した値に設定すること、あるいは、両端子におけるすくなくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが９５〜２５０ＨＶ程度の範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが６０〜１６０ＨＶ程度の範囲にあり、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が１５ＨＶ程度以上、好ましくはビッカ−ス硬さの差が４０ＨＶ程度以上、より好ましくは９０ＨＶ程度以上、さらに好ましくは１２０ＨＶ程度以上であるように設定し、このとき、雄端子の摺動部分ビッカ−ス硬さを雌端子の摺動部分より高くすることにより挿抜力が低減する。
【００８６】
具体的には、図６，図７に示すように、雌端子が未処理（硬さ１１３．３ＨＶ）で、雄端子に硬化処理を処理時間３，５，１０，２０ｍｉｎの条件でおこなった場合（硬さ９７．７ＨＶ，１５４．３ＨＶ，２０４．３ＨＶ，２３３．２ＨＶ）に挿抜力の低減効果があることが解る。
【００８７】
また、両端子におけるすくなくとも前記摺動部分のビッカ−ス硬さが９５〜２５０ＨＶ程度の範囲にあり、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが６０〜１６０ＨＶ程度の範囲にあり、両者の摺動部分のビッカ−ス硬さの差が１００ＨＶ程度以上であるように設定し、このとき、雌端子の摺動部分ビッカ−ス硬さを雄端子の摺動部分より高くすることにより、挿抜力を低減することがわかる。
【００８８】
具体的には、図６，図７に示すように、雄端子が未処理（硬さ６８．１ＨＶ）で、雌端子に硬化処理を処理時間３，５，１０，２０ｍｉｎおこなった場合（硬さ１６２．６ＨＶ，２２３．０ＨＶ，２３３．０ＨＶ，２４２．０ＨＶ）に挿抜力の低減効果があることが解る。
【００８９】
また、上記の実施例と同様にして、厚さ０．２５ｍｍの素材をメッキ処理した後、硬化処理としての熱処理時間を０，１，３，５，１０，３０ｍｉｎとしたものを製造し、これらの表面におけるはんだ濡れ性をメニスコグラフによって測定した。その結果を図８に示す。ここで、メニスコグラフは、ＭＩＬ−ＳＴＤ８８３Ｅに準拠して、ゼロタイムおよび、最大濡れ応力（ｍＮ）を求めた。
【００９０】
このように、表面硬化処理によりはんだ濡れ性が低下するが、本発明においてははんだ付けをおこなわない部分である摺動部分に硬化処理をおこない、それ以外の部分つまり実際にはんだ付けする部分には硬化処理をおこなわないため、良好なはんだ付け性を維持したまま、挿抜性の向上を得ることが可能となる。
【００９１】
さらに、以下、本発明のコネクタ端子における、基材３およびメッキ層４等における膜厚の具体例を示す。
【００９２】
図９（ａ）に示すように、Ｃｕ合金とされる基材３上にＣｕ層６が０．５μｍ、Ｓｎ層７が１μｍとなるようにメッキをおこなう。次いで、図９（ｂ）に示すようにリフロー処理によって、Ｓｎ層７が０．７μｍ、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８が０．６μｍとなるようにする。そして、硬化処理としての熱処理を施すことにより、図９（ｃ）に示すように、Ｃｕ−Ｓｎ合金層８が２．０μｍとなるようにすることが好ましい。
これにより、雄端子１および雌端子２の摺動部分Ｓにおいて、上述したような表面硬度を設定することが可能となる。
【００９３】
このような膜厚にされた各層においてはその組成が、Ｃｕ−Ｓｎ合金層下部では、Ｃｕ３Ｓｎ  からなり、上部では、Ｃｕ６Ｓｎ５からなっている。
【００９４】
また、図１０（ａ）に示すように、Ｃｕ合金とされる基材３上にＮｉ層１６が０．５μｍ、Ｓｎ層７が１μｍとなるようにメッキをおこなう。次いで、図１０（ｂ）に示すようにリフロー処理によって、Ｓｎ層７が０．７μｍ、Ｎｉ−Ｓｎ合金層１８が０．６μｍ、Ｃｕ−Ｎｉ層１７が０．４μｍとなるようにする。そして、硬化処理としての熱処理を施すことにより、図１０（ｃ）に示すように、Ｎｉ−Ｓｎを含む合金層１８が２μｍとなるようにすることが好ましい。
これにより、雄端子１および雌端子２の摺動部分Ｓにおいて、上述したような表面硬度を設定することが可能となる。
【００９５】
このような膜厚にされた各層においてはその組成が、ＮｉＳｎを主にしたものになる。
その他に、例えば、Ｎｉ層１６のメッキ初期厚さが０．１μｍ程度と薄い場合には母材のＣｕ原子がＮｉ層を追い越してＳｎメッキ層中に拡散し、最終Ｓｎ合金層が、下側よりＮｉ３Ｓｎ  とＣｕが混在した層に、上側ではＣｕ−Ｓｎ合金層（具体的にはＣｕ３Ｓｎ  ＋Ｃｕ６Ｓｎ５）を形成したものになる。
【００９６】
また、図１１（ａ）に示すように、Ｃｕ合金とされる基材３上にＮｉ層１６が０．３μｍ、Ｃｕ層６が０．２μｍ、Ｓｎ層７が１μｍとなるようにメッキをおこなう。次いで、図１１（ｂ）に示すようにリフロー処理および熱処理によって、Ｓｎ層７が０．１μｍ未満、Ｃｕ−Ｓｎ層８が０．４μｍ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金層１９が１．４μｍとなるようにすることが好ましい。なお、この場合、Ｓｎ層７は残らないようにすることもできる。
これにより、雄端子１および雌端子２の摺動部分Ｓにおいて、上述したような表面硬度を設定することが可能となる。
【００９７】
このような膜厚にされた各層においてはその組成が、Ｃｕ−Ｓｎ合金層では、Ｃｕ３Ｓｎ  〜Ｃｕ６Ｓｎ５の組成を有し、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ層では、Ｃｕ：１０〜５０％、Ｓｎ；２０〜８０％、Ｎｉ；１０〜５０％の組成を有する。
【００９８】
【発明の効果】
本発明のコネクタ端子、コネクタおよびその製造方法によれば、少なくとも摺動部分のビッカ−ス硬さが６０〜７００ＨＶの範囲にあるため、挿入力（挿抜力）の低減効果が得られ、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とともに、コネクタに挿入する時の挿入力が小さいところからコネクタの挿入作業がやりやすく離脱力も相応の値を示すことから、挿抜性を向上して組み立て時に必要な挿入力を小さくすることができ、自動車のエンジン廻りのような過酷な高温環境下において脱落などのトラブルの発生もなく、優れたコネクタを提供することができる。また、それ以外の部分のビッカ−ス硬さが４５〜２５０ＨＶの範囲にあるので、プレス加工時等における加工性低下を防止することができ、また、はんだ付け性の低下を防止して、歩留まりの低下を防止するとともに、製品としての信頼性の低下を防止することが可能となるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコネクタ端子の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るコネクタ端子の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係るコネクタ端子の製造方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るコネクタ端子としての銅または銅合金からなるメッキ条を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るコネクタを示す断面図である。
【図６】本発明に係るコネクタ端子における表面硬化処理条件組み合わせおよびコネクタ端子の挿入力の関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係るコネクタ端子における表面硬化処理条件組み合わせおよびコネクタ端子の脱離力の関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係るコネクタ端子による表面硬化処理条件とはんだ濡れ性との関係を示すグラフであり、各処理時間において、上側がメニスコグラフ最大応力、下側がゼロクロスタイムである。
【図９】本発明に係るコネクタ端子におけるメッキ層における膜厚の具体例である。
【図１０】本発明に係るコネクタ端子におけるメッキ層における膜厚の具体例である。
【図１１】本発明に係るコネクタ端子におけるメッキ層における膜厚の具体例である。
【符号の説明】
１      雄端子（コネクタ端子）
２      雌端子（コネクタ端子）
３      基材
４      メッキ層
５      金属薄板
６      Ｃｕ層
７      Ｓｎ層
８      Ｃｕ−Ｓｎ合金層
１６    Ｎｉ層
１８    Ｎｉ−Ｓｎ合金層
１９    Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金層
Ｊ      条
Ｓ      摺動部分
Ｎ      摺動部分以外の部分
【図１】
2004179055.tif 000010
【図２】
2004179055.tif 000011
【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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【図９】
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【図１０】
2004179055.tif 000019
【図１１】
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