(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに嵌合する一対のハウジングの一方に保持され、前記一対のハウジングを嵌合接続させると他方のハウジングに保持された相手側端子と接触する接触部を有する端子であって、
前記接触部に複数の凹部が形成され、
前記複数の凹部に、底面から前記凹部の開口の向きに一定の厚みを有する厚さが１０ｎｍ〜１μｍである酸化物薄膜がそれぞれ形成され、前記酸化物薄膜の上面が、前記凹部の開口面より低い位置にあり、隣接する前記凹部の間には前記接触部の一部である頂部が露出しており、
前記酸化物薄膜には、導電性発現に寄与する元素がドープされていることを特徴とする端子。
【請求項２】
前記導電性発現に寄与する元素が、Ｆ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌ、Ａｓ、ＳｂおよびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の端子。
【請求項３】
前記導電性発現に寄与する元素が、Ｆであることを特徴とする請求項１に記載の端子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の前記端子を備えたコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ用電気接点として有用な端子及びコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にコネクタ用電気接点を構成する端子は、主にＣｕ合金から形成されているが、Ｃｕ合金をそのまま用いると、表面が酸化し電気抵抗率が高くなり、製品の信頼性が低下するという問題点がある。とくに、小型かつ低接触荷重の端子では、高抵抗の酸化膜により接点部での金属同士が接触する面（真実接触面）が非常に小さくなってしまい、接触抵抗が上昇するという問題がある。
【０００３】
そこで、通常は、Ｃｕ合金の表面に金や銀等の貴金属めっきを行って貴金属めっき層を形成し、Ｃｕ合金の表面の酸化を防止し、製品の信頼性を確保している。なお耐腐食性や耐摩耗性を確保するためには、貴金属めっき層にある程度の厚さを設けている。これとは別に、電気自動車の蓄電池の充電に使用されるような、数十〜数百アンペアという比較的大電流で使用される場合にも、貴金属メッキ層を厚くする必要がある。
【０００４】
しかし、貴金属めっき層を厚くすればするほど、コストが高くなるという問題点があり、当業界では使用される貴金属量を低減する技術が求められていた。
また、貴金属めっき層としてＡｇを用いた場合、Ａｇは硫化等の腐食に弱く、すぐに変色するという問題点がある。そこで、Ａｇめっき層の表面に変色防止剤を塗布しているが、得られる塗布膜は通常、非常に脆く、プレス成形や接点の嵌合等により剥がれてしまい、Ａｇの変色を有効に防止できないという問題点もあった。
【０００５】
例えば下記特許文献１には、基材上に例えばＳｎからなる金属層を形成し、その表面に形成された酸化物層を除去した後、該金属層上にＳｎＯ２のような酸化物層を形成するコネクタ用電気接点材料の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２３７０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような先行技術では、貴金属めっき層を使用しないものの、金属層の形成や、その金属層の表面処理、さらには水酸化処理など工程数が増加して、コストを十分に下げることができなかった。
【０００８】
したがって本発明の目的は、低コストであり、かつ、基材の酸化による製品の信頼性の低下を防止することができる端子及びその端子を用いたコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明に係る端子及びコネクタは、下記（１）〜（４）を特徴としている。
【００１０】
（１）  互いに嵌合する一対のハウジングの一方に保持され、前記一対のハウジングを嵌合接続させると他方のハウジングに保持された相手側端子と接触する接触部を有する端子であって、
前記接触部に複数の凹部が形成され、
前記複数の凹部に、底面から前記凹部の開口の向きに一定の厚みを有する厚さが１０ｎｍ〜１μｍである酸化物薄膜がそれぞれ形成され、前記酸化物薄膜の上面が、前記凹部の開口面より低い位置にあり、隣接する前記凹部の間には前記接触部の一部である頂部が露出しており、
前記酸化物薄膜には、導電性発現に寄与する元素がドープされていることを特徴とする端子。
（２）  前記導電性発現に寄与する元素が、Ｆ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌ、Ａｓ、ＳｂおよびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする上記（１）に記載の端子。
（３）  前記導電性発現に寄与する元素が、Ｆであることを特徴とする上記（１）に記載の端子。
（４）  上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の前記端子を備えたコネクタ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の端子は、低コストであり、かつ、基材の酸化による製品の信頼性の低下を防止することができる端子及びコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】酸化物薄膜が設けられた電気素子を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る端子の模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る端子の接触部における平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る端子の接触部における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、酸化物薄膜が設けられた電気素子の断面図である。
図１において、電気素子１は、基材１２上に、元素をドープした酸化物薄膜１６を設けてなる。
基材１２の材質としては、とくに制限されず、用途に応じて適宜選択することができるが、コネクタ用の端子としては、一般的にＣｕや黄銅等のＣｕ合金を用いることができる。これとは別に、Ａｌ、Ｆｅまたはこれらの合金を用いることもできる。基材１２２の厚さは用途に応じて適宜決定することができ、また基材の形状は矩形型、円柱型、その他の異形型であることができる。なお、本実施形態においては、基材１２を用いてオス端子３２およびメス端子３４が形成される。
【００１４】
酸化物薄膜１６を構成する酸化物の材質としては、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ２、ＣｕＡｌＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、またはこれらの混合物等が挙げられる。中でも本発明の効果が向上するという観点から、酸化物は、ＳｎＯおよび／またはＳｎＯ２であるのが好ましい。
【００１５】
酸化物薄膜１６にドープされる元素としては、導電性発現に寄与する元素が好ましく、例えばＦ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌ、Ａｓ、ＳｂおよびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種が挙げられる。中でも本発明の効果の観点から、また、導電性、耐摩耗性に優れるという観点から、Ｆが好ましく、酸化物薄膜１６は、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）により形成されるのがとくに好ましい。
酸化物薄膜１６の厚さとしては、例えば１０ｎｍ〜１μｍである。
【００１６】
なお、基材１２上には、必要に応じて、基材１２に含まれる例えばＣｕまたはＣｕ合金が酸化物薄膜１６上に拡散するのを防止するために、Ｎｉめっき層を設けてもよい。Ｎｉめっき層は、Ｎｉのほか、Ｆｅ−Ｎｉ合金やＳｎ−Ｎｉ合金等のＮｉ合金を使用することができる。Ｎｉめっき層の厚さは、当該目的を達成できればよく、適宜決定される。
【００１７】
次に、酸化物薄膜が設けられた端子の製造方法について説明する。
まず、基材１２を準備し、必要に応じて表面を研磨する。研磨は、機械研磨、化学研磨など、表面を平滑化するための公知の方法により行われる。
ここで、後述する端子など必要な場合には、基材１２の表面に、複数の凹部３８（図３参照）を形成する。後述するオス端子３２においては、凹部３８は半球状に形成されているが、多角形状など他の形状であってもよい。
【００１８】
次に、基材１２の表面に、元素をドープした酸化物薄膜１６を設ける。この酸化物薄膜１６は、例えばスプレー熱分解（ＳＰＤ：Spray Pyrolysis Deposition）法により設けることができる。ＳＰＤ法はよく知られているように、基材を成膜温度まで加熱し、そこに向けて霧化器等の噴霧手段を用いて膜の原料となる溶液を噴霧することにより、反応初期には、基材表面に付着した液滴中の溶媒の蒸発と、溶質の熱分解に続く加水分解反応および熱酸化反応することにより結晶を形成させ、反応が進むにつれその結晶上に、液滴が付着し、液滴中の溶媒蒸発と共に、溶質および下部の結晶間で結晶成長を進行させ、薄膜を形成する方法である。ＳＰＤ法を採用することにより、酸化物薄膜１６をピンポイントで、および／または、任意の形状で成膜することができる。なお酸化物薄膜１６は、ＳＰＤ法以外にも公知の方法を採用し、形成することができる。
【００１９】
このようにして形成された酸化物薄膜１６は、導電性（例えば比抵抗値が１×１０７Ω・ｃｍ以下）を有し、かつ、上記の本発明の効果を奏するとともに、また、耐摩耗性、耐腐食性、耐熱性等に優れる。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る端子の模式図である。以下の実施形態では、酸化物薄膜１６としてＦＴＯ薄膜３６が用いられる場合を例に説明する。オス端子３２およびメス端子３４を収容する一対のハウジングが嵌合されると、図２に示すように、オス端子３２がメス端子３４に挿入され、オス端子３２とメス端子３４とが導通接続される。図２において、オス端子３２およびメス端子３４は、それぞれ上記の基材１２により作製される。図３は、本実施形態に係る端子の接触部における平面図である。オス端子３２の基材１２としては、例えば、黄銅からなるＣｕ合金が用いられる。なお、オス端子３２とメス端子３４の基材の材質が互いに異なっていてもよい。
【００２１】
図３に示すように、オス端子３２において、相手側端子を構成するメス端子３４と接触する接触部には複数の凹部３８が形成されており、これら凹部３８の開口は、接触部の表面にて互いに接するように配置されている。なお、接触部とは、オス端子３２において少なくともメス端子３４が摺接する範囲を意味する。
【００２２】
図４は、オス端子３２の接触部における断面図である。オス端子３２の凹部３８には、ＦＴＯ薄膜３６が凹部３８の底部から所定の深さまで形成されている。本実施形態においては、ＦＴＯ薄膜３６の上面が、オス端子３２の表面よりも低い位置に設定されることにより、オス端子３２の表面には、基材１２により形成される複数の頂部４０が露出している。
【００２３】
したがって、オス端子３２がメス端子３４に挿入されると、メス端子３４の接触部は、ＦＴＯ薄膜３６と頂部４０とに摺接することになる。このとき、ＦＴＯ薄膜３６が形成されているので、オス端子３２の表面の耐摩耗性を向上することができる。さらに、基材１２の頂部４０が表面に露出しているので、オス端子３２とメス端子３４とは、ＦＴＯ薄膜３６と頂部４０との両方を介して導通接続することができる。
【００２４】
なお、凹部３８の開口部の直径や、ＦＴＯ薄膜３６の厚みは、オス端子３２を備えるオスコネクタがメス端子３４を備えるメスコネクタに嵌合した状態で、メス端子３４の表面が、オス端子３２の凹部３８の開口部と、ＦＴＯ薄膜３６とのいずれにも接触可能となるように設定されていると好適であるが、ＦＴＯ薄膜３６の上面とオス端子３２の表面とが略一致するようにＦＴＯ薄膜３６を設けてもよい。
【００２５】
また、以上の説明においては、凹部３８がオス端子３２の接触部に形成される場合について説明したが、これに限定されず、凹部３８がメス端子３４の接触部に形成されていてもよい。また、凹部３８がオス端子３２およびメス端子３４の両方に形成されていてもよい。
【００２６】
以上のように、本実施形態のオス端子３２は、基材１２の表面に貴金属めっきを施す必要がないためコストを低減することが可能であり、かつ、相手側端子とＦＴＯ薄膜３６および頂部４０の両方で接触するので、接触部の耐摩耗性を向上することができる。
【００２７】
ここで、上述した本発明に係る端子及びコネクタの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  互いに嵌合する一対のハウジングの一方に保持され、前記一対のハウジングを嵌合接続させると他方のハウジングに保持された相手側端子（メス端子３４）と接触する接触部を有する端子（オス端子３２）であって、
前記接触部に複数の凹部（３８）が形成され、
前記複数の凹部（３８）に、底面から前記凹部（３８）の開口の向きに一定の厚みを有する酸化物薄膜（ＦＴＯ薄膜３６）がそれぞれ形成され、
前記酸化物薄膜（ＦＴＯ薄膜３６）には、導電性発現に寄与する元素がドープされていることを特徴とする端子。
［２］導電性発現に寄与する元素が、Ｆ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌ、Ａｓ、ＳｂおよびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種であることを特徴とする上記［１］に記載の端子。
［３］導電性発現に寄与する元素が、Ｆであることを特徴とする上記［１］に記載の端子。
［４］  上記［１］ないし［３］のいずれか１に記載の前記端子を備えたコネクタ。
【符号の説明】
【００２８】
１  電気素子
１２  基材
１６  酸化物薄膜
３２  オス端子（端子）
３４  メス端子（相手側端子）
３６  ＦＴＯ薄膜
３８  凹部
４０  頂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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