(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ワイヤーハーネスに用いられるコネクタ用端子対であって、
第１電気接点を有する第１端子と、上記第１電気接点に電気的に接触させる第２電気接点を有する第２端子と、を有しており、
上記第１電気接点は、最表面にＡｇまたはＡｇ合金からなる第１めっき膜を有しており、上記第２電気接点は、最表面にＲｈまたはＲｈ合金からなる第２めっき膜を有しており、
上記第１めっき膜の下方、および／または、上記第２めっき膜の下方に、ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき膜を有している、コネクタ用端子対。
【請求項２】
上記第２めっき膜の厚みは、上記第１めっき膜の厚みよりも薄い、請求項１に記載のコネクタ用端子対。
【請求項３】
上記第１めっき膜は、第１導電性母材上に積層されており、
上記第２めっき膜は、第２導電性母材上に積層されており、
上記第１導電性母材および上記第２導電性母材は、銅または銅合金、あるいは、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項１または２に記載のコネクタ用端子対。
【請求項４】
上記第１めっき膜と上記第２めっき膜との間の摩擦係数は、Ａｇめっき膜同士間の摩擦係数の１/２以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクタ用端子対。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ用端子対に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車等の普及に伴い、モーター等へ電力を供給する電力供給線等に大電流用のコネクタ用端子が使用されるようになっている。この種のコネクタ用端子同士を嵌合させてコネクタ用端子対を構成する場合、各コネクタ用端子の電気接点には、通常、接触抵抗の低いＡｇめっき膜が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、端子を形成するためのＣｕまたはＣｕ合金よりなる母材と、母材表面を被覆するＡｇ−Ｓｎ合金めっき膜と、Ａｇ−Ｓｎ合金めっき膜を被覆し、最表面に露出するＡｇめっき膜とを有するコネクタ用端子が開示されている。
【０００４】
他にも、特許文献２には、Ａｇめっき膜中に一定量の炭素粒子を取り込んだ複合めっき膜を有する電気接点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３１２２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−７４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術は、以下の点で改善の余地がある。すなわち、Ａｇは、比較的高い導電性を有する。そのため、Ａｇめっき膜同士を電気的に接触させる構成の電気接点対は、接触抵抗を低くすることができる。しかしながら、Ａｇは、比較的軟質で凝着しやすい金属である。そのため、当該電気接点対は、Ａｇめっき膜同士の凝着による摩耗を生じやすく、耐摩耗性に劣る。特に、電気接点対に摺動による摩擦が作用する場合に、上記凝着による摩耗が顕著になる。
【０００７】
また、Ａｇめっき膜の下に比較的硬いＡｇ−Ｓｎ合金めっき膜を設けた電気接点対は、めっき膜の硬度上昇により摩擦係数を小さくすることが可能である。そのため、当該電気接点対は、低摩擦化により耐摩耗性の向上を図ることができる。しかしながら、当該電気接点対は、上記と同様に、Ａｇめっき膜同士を電気的に接触させているため、Ａｇめっき膜同士の凝着による摩耗を防ぐことが難しい。また、Ａｇ−Ｓｎ合金めっき膜の上にＡｇめっき膜を形成するために、何層ものめっき膜を積層し、リフローする工程が必要になる。そのため、製造性が悪い。
【０００８】
また、炭素粒子を取り込んだ複合めっき膜を用いた電気接点対は、摩耗によって炭素粒子が露出した際に、接触抵抗が上昇するおそれがある。また、めっき膜中に炭素粒子を十分に取り込ませる必要があるため、めっき速度が遅くなり、製造性に劣ることが懸念される。
【０００９】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、低接触抵抗であり、高い耐摩耗性を有しており、製造性の良好な電気接点対、また、これを用いたコネクタ用端子対を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、自動車用ワイヤーハーネスに用いられるコネクタ用端子対であって、
第１電気接点を有する第１端子と、上記第１電気接点に電気的に接触させる第２電気接点を有する第２端子と、を有しており、
上記第１電気接点は、最表面にＡｇまたはＡｇ合金からなる第１めっき膜を有しており、上記第２電気接点は、最表面にＲｈまたはＲｈ合金からなる第２めっき膜を有しており、
上記第１めっき膜の下方、および／または、上記第２めっき膜の下方に、ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき膜を有している、コネクタ用端子対にある。
【００１１】
【発明の効果】
【００１２】
上記コネクタ用端子対によれば、第１端子が有する上記第１電気接点と、第２端子が有する上記第２電気接点とにより、電気接点対を構成する。上記電気接点対は、ＡｇまたはＡｇ合金からなる第１電気接点の第１めっき膜と、ＲｈまたはＲｈ合金からなる第２電気接点の第２めっき膜とを電気的に接触させる。Ａｇ、Ｒｈは、比較的高い導電性を有する。そのため、上記電気接点対は、低接触抵抗を実現することができる。
【００１３】
また、上記電気接点対は、Ａｇめっき膜同士の接触にならない。また、ＡｇとＲｈとは合金をつくり難い。そのため、上記電気接点対は、Ａｇめっき膜同士を電気的に接触させる電気接点対に見られるような激しい凝着を生じることがない。それ故、上記電気接点対は、第１めっき膜と第２めっき膜との凝着による摩耗を低減することができる。さらに、Ｒｈは、Ａｇよりも硬質である。そのため、これによっても、摩耗を低減することができる。したがって、上記電気接点対は、めっき膜材料の最適な組み合わせと比較的硬いＲｈの選択とによる２つの効果が相まって、高い耐摩耗性を発揮することができる。
【００１４】
また、上記電気接点対は、各電気接点における最表面のめっき膜を形成するために、従来技術のように複数のめっき膜を積層してリフロー処理したり、めっき膜中に炭素粒子を析出させたりする必要がなく、通常のめっきで済む。そのため、上記電気接点対は、製造時におけるめっき工程が簡略化できるとともに、めっき速度も比較的早くすることができる。それ故、上記電気接点対は、良好な製造性を有している。
【００１５】
よって、本発明によれば、低接触抵抗であり、高い耐摩耗性を有しており、製造性の良好な電気接点対を有するコネクタ用端子対を得ることができる。
【００１６】
【００１７】
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１のコネクタ用端子対が有する電気接点対を模式的に示した断面図である。
【図２】実施例１のコネクタ用端子対を模式的に示した断面図である。
【図３】実施例２のコネクタ用端子対が有する電気接点対を模式的に示した断面図である。
【図４】実験例において、摺動摩擦試験後の試料２（Ｒｈめっき膜）における突起部の頂部を上方から見た写真である。
【図５】実験例において、摺動摩擦試験後の試料３（Ａｇめっき膜）における突起部の頂部を上方から見た写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記コネクタ用端子対において、上記電気接点対は、第１めっき膜が第１導電性母材上に積層されており、第２めっき膜が第２導電性母材上に積層されており、第１導電性母材および第２導電性母材が、銅または銅合金、あるいは、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる構成とすることができる。
【００２０】
この場合には、銅または銅合金、あるいは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を導電性母材とするコネクタ用端子対に好適な電気接点対が得られる。
【００２１】
なお、第１めっき膜は第１導電性母材の上方、第２めっき膜は第２導電性母材の上方に配置されておればよい。したがって、第１めっき膜は、第１導電性母材に接していなくてもよいし、第１導電性母材に接していてもよい。前者の場合には、第１導電性母材と第１めっき膜との間に、必要に応じて、他のめっき膜が介在していてもよい。同様に、第２めっき膜は、第２導電性母材に接していなくてもよいし、第２導電性母材に接していてもよい。前者の場合には、第２導電性母材と第２めっき膜との間に、必要に応じて、他のめっき膜が介在していてもよい。
【００２２】
上記コネクタ用端子対において、上記電気接点対は、第１めっき膜の下方、および／または、第２めっき膜の下方に、ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき膜を有している構成とすることができる。
【００２３】
ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地めっき膜は、高い耐熱性を有する。そのため、この構成によれば、上記電気接点対が高温環境下に曝された場合であっても、下地めっき膜の下方から第１めっき膜や第２めっき膜の表面に向かって拡散してくる酸化物形成元素（例えば、コネクタ用端子対に用いられる導電性母材のＣｕ成分等）を、下地めっき膜にて遮断することができる。そのため、第１めっき膜や第２めっき膜の表面に絶縁性の酸化物が形成され難くなり、接触抵抗の増大を抑制しやすくなる。
【００２４】
上記コネクタ用端子対において、第１電気接点は、具体的には、第１導電性母材の表面に、必要に応じて下地めっき層、第１めっき膜がこの順に積層された構成とすることができる。また、第２電気接点は、具体的には、第２導電性母材の表面に、必要に応じて下地めっき層、第２めっき膜がこの順に積層された構成とすることができる。
【００２５】
上記コネクタ用端子対において、第２めっき膜の厚みは、第１めっき膜の厚みよりも薄くされている構成とすることができる。この場合には、第２めっき膜の目付量が低減され、コスト低減などの利点がある。
【００２６】
上記コネクタ用端子対において、第１めっき膜と第２めっき膜との間の摩擦係数は、Ａｇめっき膜同士間の摩擦係数の１/２以下であることが好ましい。この場合には、高い耐摩耗性を有する電気接点対を得やすくなる。
【００２７】
なお、Ａｇめっき膜同士間の摩擦係数は、第１電気接点における第１めっき膜をＡｇめっき膜とするとともに、第２電気接点における第２めっき膜を上記と同じＡｇめっき膜として構成した電気接点対を用いて測定することができる。摩擦係数の測定方法は、後述する。
【００２８】
上記コネクタ用端子対において、第１電気接点は、突起状の形状を有しており、第２電気接点は、突起状の第１電気接点の頂部と電気的に接触する板形状を有する構成とすることができる。また他にも、第２電気接点は、突起状の形状を有しており、第１電気接点は、突起状の第２電気接点の頂部と電気的に接触する板形状を有する構成とすることができる。
【００２９】
上記コネクタ用端子対において、第１端子は、突起部を有するメス型端子形状を呈することができ、第２端子は、突起部の頂部と接触する板状部を有するオス型端子形状を呈することができる。また、第２端子は、突起部を有するメス型端子形状を呈することができ、第１端子は、突起部の頂部と接触する板状部を有するオス型端子形状を呈することができる。
【００３０】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例のコネクタ用端子対について、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。
【００３２】
（実施例１）
実施例１のコネクタ用端子対について、図１、図２を用いて説明する。図１に示されるように、本例の電気接点対１は、第１電気接点１１と、第１電気接点１１に電気的に接触させる第２電気接点１２とを有している。第１電気接点１１は、最表面にＡｇまたはＡｇ合金からなる第１めっき膜１１１を有している。第２電気接点１２は、最表面にＲｈまたはＲｈ合金からなる第２めっき膜１２１を有している。以下、これを詳説する。
【００３３】
本例では、具体的には、第１電気接点１１は、突起状の形状を有している。また、第２電気接点１２は、突起状の第１電気接点１１の頂部と電気的に接触する板形状を有している。より具体的には、第１電気接点１１は、突起状の第１導電性母材１１２と、第１導電性母材１１２の表面に積層された下地めっき膜１３と、下地めっき膜１３の表面に積層された第１めっき膜１１１とを有している。また、第２電気接点１２は、板形状の第２導電性母材１２２と、第２導電性母材１２２の表面に積層された下地めっき膜１３と、下地めっき膜１３の表面に積層された第２めっき膜１２１とを有している。
【００３４】
本例では、第１導電性母材１１２および第２導電性母材１２２は、銅または銅合金からなる。下地めっき膜１３は、ＮｉまたはＮｉ合金からなる。第１導電性母材１１２の厚みは、２５０μｍである。第２導電性母材１２２の厚みは、２５０μｍである。第１導電性母材１１２の表面に形成されている下地めっき膜１３の厚みは、１μｍである。第２導電性母材１２２の表面に形成されている下地めっき膜１３の厚みは、１μｍである。第１めっき膜１１１の厚みは、５μｍである。第２めっき膜１２１の厚みは、０．３μｍである。
【００３５】
次に、図２に示されるように、本例のコネクタ用端子対２は、第１端子２１と、第２端子２２とを有している。第１端子２１は、上記の第１電気接点１１を有している。第２端子２２は、上記の第２電気接点１２を有している。以下、詳説する。
【００３６】
本例において、コネクタ用端子対２は、自動車用ワイヤーハーネス（不図示）に用いられるものである。より具体的には、コネクタ用端子対２は、自動車において大電流が流れる電力供給線に適用される。第１端子２１は、具体的には、メス型端子である。第２端子２２は、具体的には、オス型端子である。
【００３７】
第１端子２１は、前端に挿入口２１１が開口した筒状部２１２を有している。一方、第２端子２２は、第１端子２１の挿入口２１１内に挿入させるための板状部２２１を有している。第１端子２１の筒状部２１２の内部には、底面板２１３が内側後方へ折り返されて形成された弾性接触片２１４が設けられている。弾性接触片２１４は、挿入された第２端子２２の板状部２２１に上向きの力を加えるためのものである。第２端子２２の板状部２２１は、弾性接触片２１４によって筒状部２１２の天井板２１５の内側面に押し付けられる。これにより、第２端子２２の板状部２２１が弾性接触片２１４と天井板２１５の内側面との間に挟圧状態で保持される。
【００３８】
弾性接触片２１４には、突起部２１６が形成されている。突起部２１６は、弾性接触片２１４を裏側から表面に向かって半球状に膨出させることによって形成されている。本例では、弾性接触片２１４の突起部２１６が第１電気接点１１とされる。また、第２端子２２の板状部２２１のうち、突起部２１６の頂部と接触する部分とその周辺部分が、第２電気接点１２とされる。
【００３９】
なお、本例では、第１端子２１における第１電気接点１１を含む弾性接触片２１４以外の部分は、銅または銅合金からなる導電性母材の表面にＮｉまたはＮｉめっき合金膜からなる下地めっき膜が被覆され、下地めっき膜の表面にＳｎまたはＳｎ合金めっき膜が被覆されている。なお、第１端子２１を構成する導電性母材は、第１電気接点１１の第１導電性母材１１２と連続している。また、第２端子２２における第２電気接点１２を含む板状部２２１以外の部分（不図示）は、銅または銅合金からなる導電性母材の表面にＮｉまたはＮｉめっき合金膜からなる下地めっき膜が被覆され、下地めっき膜の表面にＳｎまたはＳｎ合金めっき膜が被覆されている。なお、第２端子２２を構成する導電性母材は、第２電気接点１２の第２導電性母材１２２と連続している。
【００４０】
次に、本例のコネクタ用端子対の作用効果について説明する。
【００４１】
電気接点対１は、ＡｇまたはＡｇ合金からなる第１電気接点１１の第１めっき膜１１１と、ＲｈまたはＲｈ合金からなる第２電気接点１２の第２めっき膜１２１とを電気的に接触させる。Ａｇ、Ｒｈは、比較的高い導電性を有する。そのため、電気接点対１は、低接触抵抗を実現することができる。
【００４２】
また、電気接点対１は、Ａｇめっき膜同士の接触にならない。また、ＡｇとＲｈとは合金をつくり難い。そのため、電気接点対１は、Ａｇめっき膜同士を電気的に接触させる電気接点対に見られるような激しい凝着を生じることがない。それ故、電気接点対１は、第１めっき膜１１１と第２めっき膜１２１との凝着による摩耗を低減することができる。さらに、Ｒｈは、Ａｇよりも硬質である。そのため、これによっても、摩耗を低減することができる。したがって、電気接点対１は、めっき膜材料の最適な組み合わせと比較的硬いＲｈの選択とによる２つの効果が相まって、高い耐摩耗性を発揮することができる。
【００４３】
また、電気接点対１は、各電気接点１１、１２における最表面のめっき膜１１１、１２１を形成するために、従来技術のように複数のめっき膜を積層してリフロー処理したり、めっき膜中に炭素粒子を析出させたりする必要がなく、通常のめっきで済む。そのため、電気接点対１は、製造時におけるめっき工程が簡略化できるとともに、めっき速度も比較的早くすることができる。それ故、電気接点対１は、良好な製造性を有している。
【００４４】
また、本例のコネクタ用端子対２によれば、第１端子２１が有する上記第１電気接点１１と、第２端子２２が有する上記第２電気接点１２とにより、電気接点対１を構成することができる。
【００４５】
（実施例２）
実施例２のコネクタ用端子対について、図３を用いて説明する。図３に示されるように、電気接点対１において、第２電気接点１２は、突起状の形状を有している。また、第１電気接点１１は、突起状の第２電気接点１２の頂部と電気的に接触する板形状を有している。より具体的には、第２電気接点１２は、突起状の第２導電性母材１２２と、第２導電性母材１２２の表面に積層された下地めっき膜１３と、下地めっき膜１３の表面に積層された第２めっき膜１２１とを有している。また、第１電気接点１１は、板形状の第１導電性母材１１２と、第１導電性母材１１２の表面に積層された下地めっき膜１３と、下地めっき膜１３の表面に積層された第１めっき膜１１１とを有している。その他の構成については、実施例１に示した電気接点対１の記載が準用される。
【００４６】
また、本例のコネクタ用端子対（不図示）は、第１端子がオス型端子であり、第２端子がメス型端子である。つまり、本例のコネクタ用端子対は、実施例１のコネクタ用端子対とオス、メスの構成が逆になっている。したがって、本例では、弾性接触片の突起部が第２電気接点とされる。また、第１端子の板状部のうち、突起部の頂部と接触する部分とその周辺部分が、第１電気接点とされる。その他の構成については、実施例１のコネクタ用端子対の記載が準用される。
【００４７】
本例のコネクタ用端子対についても、実施例１のコネクタ用端子対と同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
＜実験例＞
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
【００４９】
−試料の作製−
清浄な銅板の表面に、電解めっき法により、下地めっき膜として、厚み１μｍのＮｉめっき膜を形成した。次いで、このＮｉめっき膜の表面に、電解めっき法により、厚み５μｍのＡｇめっき膜を形成した。これにより、試料１を得た。
【００５０】
また、清浄な銅板の表面に、電解めっき法により、下地めっき膜として、厚み１μｍのＮｉめっき膜を形成した。次いで、このＮｉめっき膜の表面に、電解めっき法により、厚み０．３μｍのＲｈめっき膜を形成した。次いで、この銅板の一部を曲率半径３ｍｍとなるように裏側から表側に向かって膨出させることにより、略半球状の突起部を形成した。これにより試料２を得た。
【００５１】
また、清浄な銅板の表面に、電解めっき法により、下地めっき膜として、厚み１μｍのＮｉめっき膜を形成した。次いで、このＮｉめっき膜の表面に、電解めっき法により、厚み５μｍのＡｇめっき膜を形成した。次いで、この銅板の一部を曲率半径３ｍｍとなるように裏側から表側に向かって膨出させることにより、略半球状の突起部を形成した。これにより試料３を得た。
【００５２】
−摺動時の接触抵抗と摩擦係数の測定−
最表面にＡｇめっき膜を有する板状の試料１と、最表面にＲｈめっき膜を有する突起部を備えた試料２とを、試料１のＡｇめっき膜に試料２の突起部の頂部を鉛直方向に接触させた状態で保持し、ピエゾアクチュエータを用いて鉛直方向に５Ｎの荷重を印加しながら、１０ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で試料２を水平方向に引張り、７ｍｍの距離を繰り返し往復させることにより摺動させた。繰り返し摺動を行う間、両試料間の接触抵抗を四端子法により測定した。この際、開放電圧を２０ｍＶ、通電電流を１０ｍＡとした。また、これと同時に、ロードセルを使用して両試料の接点部に働く動摩擦力を測定した。そして、動摩擦力を荷重で割った値を摩擦係数とした。上記摺動は、２５往復にわたって行った。したがって、本試験における摺動距離は、摺動１回の距離１４ｍｍ×２５往復＝３５０ｍｍである。また、当該測定は、室温にて行った。
【００５３】
また、最表面にＡｇめっき膜を有する板状の試料１と、最表面にＡｇめっき膜を有する突起部を備えた試料３とを用いた以外は上記同様にして、摺動時の接触抵抗と摩擦係数とを測定した。
【００５４】
なお、上記接触抵抗、摩擦係数は、ノイズの影響を除くために摺動回数１回ごとの平均値から算出した。
【００５５】
上記の結果、試料１と試料２とからなる対における接触抵抗は、０．３〜０．４ｍΩであり、摩擦係数は、０．３〜０．４であった。一方、試料１と試料３とからなる対における接触抵抗は、０．２〜０．３ｍΩであり、摩擦係数は、約１．０であった。
【００５６】
−摺動摩擦試験後の摩耗痕の観察−
図５に示されるように、最表面にＡｇめっき膜を有する板状の試料１と、最表面にＡｇめっき膜を有する突起部を備えた試料３とからなる対は、摺動により、Ａｇめっき膜同士が凝着し、下地めっき膜が露出した。なお、図５中、Ｙ１が露出した下地めっき膜である。また、Ｙ２がＡｇめっき膜同士の凝着による掘り起こしによって盛り上がった部分である。
【００５７】
これに対し、図４に示されるように、最表面にＡｇめっき膜を有する板状の試料１と、最表面にＲｈめっき膜を有する突起部を備えた試料２とからなる対は、摺動によるこすれによって形成された傷跡（Ｙ３の部分）が見られた。しかしながら、この部分で下地めっき膜は露出していなかった。また、Ａｇめっき膜とＲｈめっき膜との凝着による摩耗は見られなかった。
【００５８】
上記の結果から、最表面にＡｇまたはＡｇ合金からなる第１めっき膜を有する第１電気接点と、最表面にＲｈまたはＲｈ合金からなる第２めっき膜を有する第２電気接点とを組み合わせて電気接点対を構成することにより、低接触抵抗であり、高い耐摩耗性を有する電気接点対を得ることができるといえる。また、第１めっき膜、第２めっき膜は、単層めっきで比較的簡単に形成することができる。そのため、電気接点対の製造性にも優れているといえる。
【００５９】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  電気接点対
１１  第１電気接点
１１１  第１めっき膜
１２  第２電気接点
１２１  第２めっき膜
２  コネクタ用端子対
２１  第１端子
２２  第２端子
【図１】
0006332043.tif 000002
【図２】
0006332043.tif 000003
【図３】
0006332043.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006332043.tif 000006