(57)【要約】  【課題】接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造を提供しようとする。【課題を解決するための手段】雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が５〜３０重量％であるコネクタ構造である。【選択図】  図４
2012226994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌コンタクトと該雌コンタクトに着脱自在に嵌合する雄コンタクトとを備え、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が５〜３０重量％であるコネクタ構造。
【請求項２】
雄コンタクトが着脱自在に嵌合する雌コンタクトであり、
前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が５〜３０重量％である雌コンタクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせるコネクタ構造および雌コンタクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造は、各種の電気機器の電源や電気信号の接続端子構造に広く用いられている。
【０００３】
このコネクタ構造としては、雄コンタクトが雌コンタクトへ挿入されたときに雌コンタクトの挟持部が雄コンタクトを挟み、かつこの挟持部が雄コンタクトに押されて片持ち梁状に弾性的に撓むことにより雄コンタクトを弾性的にグリップする構造のものが挙げられる。
【０００４】
あるいは、雄コンタクトが雌コンタクトへ挿入されたときに、両者の間に生ずる押圧力により、雄コンタクトに設けられた撓み部が弾性的に撓むことにより雄コンタクトが弾性的にグリップされる構造のものが挙げられる。
【０００５】
このようなコネクタ構造は、雄コンタクトと雌コンタクトの接触を確実に維持することができるので、例えば、電気自動車の充電用のコネクタ構造などに、好適に用いられている。
【０００６】
このコネクタ構造においては、雄コンタクトの着脱の度に雌コンタクトの挟持部、あるいは雄コンタクトに設けられた撓み部が撓むので、挟持部あるいは撓み部には長期間にわたって繰り返しの曲げ弾性変形が生ずる。
【０００７】
一方、コンタクトの摺動部は高い電気伝導性を有することが必要であり、このためにコンタクトを構成する基材の表面には、銀のような電気伝導性の良い金属のメッキを施こすことが行われる。（例えば、特許文献１参照）
【０００８】
しかし、銀は柔らかいので摺動に対する耐摩耗性に劣るという問題がある。このため、銀に他の金属を混ぜた合金を使用することが考えられるが、合金化により、メッキ層が硬いものであると、上述の撓み変形によりメッキ層にクラックを生ずることになり、長期間の使用に耐えないという問題を生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
［特許文献１］特開２００１−１８８３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の要旨とするところは、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれか一方または両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、
前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が５〜３０重量％であるコネクタ構造であることにある。
【００１２】
また、本発明の要旨とするところは、雄コンタクトが着脱自在に嵌合する雌コンタクトであり、
前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓む撓み部を有し、前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金の錫の含有比率が５〜３０重量％である雌コンタクトであることにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトに雄コンタクトを嵌合させるコネクタ構造が提供される。
【００１４】
本発明によると、接触抵抗が低くかつ耐久性に優れた、雌コンタクトが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に適用されるコネクタ構造の構造原理を説明するための側面模式図である。
【図２】本発明に適用される他の態様のコネクタ構造の構造原理を説明するための断面模式図である。
【図３】本発明に適用されるさらに他の態様のコネクタ構造の構造原理を説明するための断面模式図である。
【図４】本発明に適用されるまたさらに他の態様のコネクタ構造の構造原理を説明するための斜視模式図である。
【図５】テストピースの構造を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、雌コンタクト、雄コンタクトのいずれか一方または両方が、雄コンタクトを雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造に関する。
【００１７】
このコネクタ構造の構造原理を模式図により説明する。なお、図１〜図４において、リード線などの付帯部品は不図示である。また、実際の形状は実用上の諸点に即して様々に変更されるべきものである。
【００１８】
図１は、雌コンタクト４ａが撓み部６ａを備えるコネクタ構造２ａである。雌コンタクト４ａは台座（基部）８と、台座８に止め用ねじ１２で一端部（元端部）５を固定した撓み部６ａを備える。撓み部６ａは弾性板からなり、雄コンタクト１４ａが挿入されない状態（図１（ａ））では台座８に近接あるいは接触している。雄コンタクト１４ａが台座８と撓み部６ａの間に挿入されると撓み部６ａが一端部５を固定端とする片持ち梁が撓むように弾性的に撓み、撓み部６ａと雄コンタクト１４ａとの間に押圧力が生じ、雌コンタクト４ａと雄コンタクト１４ａとが電気的に導通状態となる（図１（ｂ））。
【００１９】
コネクタ構造２ａにおいては、雄コンタクト１４ａの挿入により、撓み部６ａが一端部５を固定端とする片持ち梁の撓み的に変形する。
【００２０】
図２は、雄コンタクト１４ｂが撓み部６ｂを備えるコネクタ構造２ｂである。雄コンタクト１４ｂは基台部１８と基台部１８から突出する撓み部６ｂからなる。撓み部６ｂは複数個の帯板状撓み部材２０からなり、帯板状撓み部材２０の片端部２２ｂが収束されて基台部１８に固定されている。帯板状撓み部材２０の先端部２４ｂも収束されている。雄コンタクト１４ｂはバナナプラグと呼ばれるものである。雄コンタクト１４ｂが筒状の雌コンタクト４ｂに挿入されると、撓み部６ｂが片端部２２ｂを固定端とする梁が撓むように弾性的に撓み、撓み部６ｂと雌コンタクト４ｂの内壁との間に押圧力が生じ、雌コンタクト４ｂと雄コンタクト１４ｂとが電気的に導通状態となる。
【００２１】
図３は、雄コンタクトが図２に示すと同様の雄コンタクト１４ｂからなり、雌コンタクト４ｃが図１に示すと類似の相対する一対の撓み部６ｃ、６ｃを有するコネクタ構造２ｃである。一対の撓み部６ｃ、６ｃはそれぞれ一端部（元端部）５ｃが台座（基部）８ｃに固定されている。なお、本明細書においては、各図にわたって記される同じ符号は同一又は同様の部材やものを示す。
【００２２】
コネクタ構造２ｃにおいて、雄コンタクト１４ｂが一対の撓み部６ｃ、６ｃの間に挿入されると撓み部６ｃ、６ｃが一端部５ｃを固定端とする片持ち梁が撓むように弾性的に撓み、各撓み部６ｃと雄コンタクト１４ｃとの間に押圧力が生じ、撓み部６ｂも弾性的に撓み、雌コンタクト４ｃと雄コンタクト１４ｂとが電気的に導通状態となる。
【００２３】
図４は、丸筒状の被挿入部３０を備える雌コンタクト４ｄと、丸棒状の挿入部３２を備える雄コンタクト１４ｄとからなるコネクタ構造２ｄである。
【００２４】
被挿入部３０は長手方向に複数個に分割されており、その分割片がそれぞれ、挿入された雄コンタクト１４ｄを挟持する挟持部３６となっている。挟持部３６は雄コンタクト１４ｄ挿入される入口側と反対側の元端部３５で基部３８に連接固定されている。挟持部３６が撓み部６ｄを構成する。
【００２５】
コネクタ構造２ｄにおいて、雄コンタクト１４ｄが雌コンタクト４ｄに挿入されると撓み部６ｄと雄コンタクト１４ｄとの間に押圧力が生じ、撓み部６ｄが元端部３５を固定端とする片持ち梁が撓むように弾性的に撓み、雌コンタクト４ｄと雄コンタクト１４ｄとが電気的に導通状態となる。
【００２６】
これらのコネクタ構造においては、撓み部の撓みにより、撓み部に曲げ変形の力が作用し、これにより、撓み部にメッキ層が形成されている場合に、そのメッキ層にクラックが発生する傾向がある。とくに、コネクタの着脱が長期にわたり繰りかえされると、いっそうクラックが発生しやすくなる。このクラックは、メッキ層の硬度が小さい場合は発生しにくいが、メッキ層の硬度が小さいと摺動によりメッキ層が摩耗しやすいという問題を生ずる。
【００２７】
メッキ層は雄雌コネクタ間の接触抵抗を小さくするためや基体の腐食を防ぐために設けられるのでコネクタにとっては必須である。
【００２８】
これらの事項に鑑み鋭意検討の結果、本発明により、接触抵抗を小さく維持したうえで撓み部の曲げ変形によりクラックが発生しにくいメッキ層を有するコネクタ構造が見出された。
【００２９】
すなわち、周知のように、銀は電気接点部材にメッキ層に用いる素材として電気伝導度が大きい点では優れているが、硬度が低いので耐摩耗性に問題がある。この点を解決するために合金化を試み、銀と錫の合金が、接触抵抗、耐摩耗性（硬度）、クラックの生じにくさの全てを満足することがわかった。
【００３０】
かかる特性は銀と錫の合金をメッキ層に用いることにより達成される。かつ、その合金全体に対する錫の含有比率が５〜３０重量％であることにより達成される。
【００３１】
詳述すれば、本発明のコネクタ構造は、雌コンタクトと雄コンタクトを備え両者を嵌合させて両者間に電導を行わせ、前記雌コンタクト、前記雄コンタクトのいずれかまたは両方が、前記雄コンタクトを前記雌コンタクトへ挿入したときに両者間に生ずる押圧力で弾性的に撓むようになされた撓み部を有するコネクタ構造において、
前記撓み部の表面に銀と錫の合金からなるメッキ層が形成され、該合金全体に対する錫の含有比率が５〜３０重量％であるコネクタ構造である。
【００３２】
この撓み部は、銅や銅合金などの導電性の金属基体の表面にこのようなメッキ層が形成されてなる。
【００３３】
とくに、図４に示す態様においては、雌コンタクト４ｄのコネクタの撓み部６ｄを構成する挟持部３６が雄コンタクト１４ｄが挿入される入口側と反対側の元端部３５で基部３８に連接固定されていて、雌コンタクト４ｄは一体の成形体として成形できる。この成形体と同形状の導電性の基体に銀と錫の合金のメッキを施すことにより、本発明の雌コンタクトが得られる。この合金のメッキは、基体の、挟持部３６の部分に相当する部分を含む全体の表面に施されてもよいが、基体の、挟持部３６の部分に相当する部分の表面のみに施されてもよい。
【００３４】
表１に銀と錫の合金からなるメッキ層５２が基板５４の表面に形成されたテストピース５０（図５）の表面硬度、接触抵抗、クラック発生度合いを示す。表中、配合比の数値は合金全体に対する錫の含有比率（重量％）である。表２は表１に対応する表面硬度、接触抵抗の実測値である。
【００３５】
＜テストピースの調整＞
基体；素材：銅合金（真鍮）
サイズ：縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚み０．１ｍｍ
メッキ条件；メッキ浴組成：シアン化銀カリウム  
塩化第一錫二水和物
シアン化カリウム  
（浴の組成比は合金の組成比に応じて決定した）
メッキ層の厚み：２０μｍ
【００３６】
＜測定＞
表面硬度；ＪＩＳ−Ｂ７７３４に準じてビッカース硬さ試験法でＨＶを測定した。ビッカース硬さ試験機は、明石製作所製（型式ＭＶＫ−Ｇ２）を用いた。
接触抵抗；荷重：３００ｇ
プローブ形状：１．０Ｒ
プローブ材質：洋白／金メッキ
クラックの発生度合い；テストピースを１８０度曲げた時のクラックの発生状態を６０倍の拡大鏡を用い目視で観察した。
＜評価＞
硬度：硬度１８０ＨＶ未満：雌コンタクトと雄コンタクトを嵌合させるコネクタ用途（以下コネクタ用途と記す）には軟らか過ぎて不適・・・×
硬度１８０ＨＶ以上：コネクタ用途に使用可能な値である・・・○
接触抵抗：４０ｍΩを超えた値：コネクタ用途として不可・・・×
１０〜４０ｍΩ：コネクタ用途として良・・・○
１０ｍΩ未満：コネクタ用途として極めて良・・・◎
クラック発生度合い：発生が認められない・・・○
発生が認められる・・・×
【００３７】
【表１】
2012226994.tif 000003
【００３８】
【表２】
2012226994.tif 000004
【００３９】
表１より、コネクタ用途としてはメッキ層を形成する合金全体に対する錫の含有比率が５〜３０重量％であることが好ましいことがわかる。
【実施例】
【００４０】
図４に示す雌コネクタと同形状の基体（真鍮製）の全表面に厚さ２０μｍの銀錫合金メッキ（合金に対する錫含有比率を２０重量％とした）を施し、電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。なお、メッキにおけるメッキ浴組成は、シアン化銀カリウム、塩化第二錫水和物を主成分とするものであり、組成比は錫の目標含有比率に応じられるように調整した。
【００４１】
このコネクタによる充電は実用上問題なく行うことができた。また、１０，０００回の着脱後も、メッキ層にクラックの発生が認められなかった。
【００４２】
［比較例１］
合金全体に対する錫含有比率を４０重量％とした以外は実施例と同様にして電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。このコネクタによる充電は可能であったが、１０，０００回の着脱後には、メッキ層にクラックの発生が認められた。
【００４３】
［比較例２］
合金全体に対する錫含有比率を３重量％とした以外は実施例と同様にして電気自動車の充電用のコネクタとして使用に供した。このコネクタによる充電は可能であったが、１０，０００回の着脱後には、メッキ層の摩耗により基体の露出が著しかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のコネクタ構造は、電気自動車の充電用コネクタをはじめとして、各種の電気、電子機器用のコネクタに好適に適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ：コネクタ構造
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ：雌コンタクト
５、５ｃ：一端部（元端部）
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ：撓み部
８、８ｃ：台座（基部）
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ：雄コンタクト
１８：基台部
２０：帯板状撓み部材
２２ｂ：片端部
３５：元端部
３６：挟持部
３８：基部
【図１】
2012226994.tif 000005
【図２】
2012226994.tif 000006
【図３】
2012226994.tif 000007
【図４】
2012226994.tif 000008
【図５】
2012226994.tif 000009