JP3670544B2 - 嵌合型接続端子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、産業機器などの電気配線に用いられる嵌合型接続端子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、自動車、産業用機械、家庭用電気製品などの内部配線の接続においては、雄端子と雌端子との嵌合によって電気的接触を得る嵌合型接続端子が用いられている。従来の嵌合型接続端子においては、雄端子および雌端子のそれぞれに約1.0μmの厚さの錫めっきを施していた。これは、錫の凝着によって低い接触抵抗を安定して得るためである。
【0003】
ところが、錫めっきを施した端子においては、錫の硬度が低いため、端子接続時に錫の凝着摩耗が発生し、端子挿入力を上昇させるという問題があった。特に、近年のカーエレクトロニクスの進展によって多極化したコネクタの接続においては、個々の端子の挿入力上昇は重要な問題である。
【0004】
そこで、本願発明者等は、錫めっきの厚さを薄くすることによって接触抵抗を増大させることなく嵌合時の挿入力を低減できる嵌合型接続端子を提案した(特開平10−302864号公報)。嵌合型接続端子の錫めっき厚さが薄くなるにしたがって、母材である銅または銅合金の硬度が端子の硬度に影響するようになり、端子の見かけの硬度が高くなる。その結果、錫めっきの凝着摩耗が抑制され、挿入力を低減できるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案に係る嵌合型接続端子においては、雄端子と雌端子との接触部分が比較的移動し易いため、微摺動摩耗劣化が生じる可能性がある。微摺動摩耗劣化とは、温度昇降や振動といった環境の影響により雄端子と雌端子とが相対的に移動し、端子表面の錫めっきが削れて摩耗粉が堆積した結果、その摩耗粉が酸化し、当該酸化粉上に接点が乗り上げて接触抵抗が増大する現象である。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、挿入力を低減しつつも、微摺動摩耗劣化を防止することができる嵌合型接続端子を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、嵌合部を有する雄端子と第1摺動部および第2摺動部を有する雌端子とを接続し、挿入時には前記嵌合部を前記第2摺動部とのみ接触させ、挿入完了後に前記嵌合部を前記第1摺動部と前記第2摺動部との間に嵌合することによって電気的接触を得る嵌合型接続端子であって、前記嵌合部と前記第1摺動部との摩擦係数を大きくし、逆に前記嵌合部と前記第2摺動部との摩擦係数を小さくしている。
【0008】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る嵌合型接続端子において、前記嵌合部をタブとし、前記第1摺動部をビードとし、前記第2摺動部をエンボスとしている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明に係る嵌合型接続端子の側面図であり、また、図2は当該嵌合型接続端子の接続部分の平面図である。
【0012】
図示のように、本発明に係る嵌合型接続端子は雄端子10と雌端子20とで構成されている。雄端子10は、電線との圧着部であるインシュレーションバレル13、ワイヤバレル11と、雌端子20との嵌合部であるタブ12とを形成している。また、タブ12の上面12aおよび下面12bは平滑な摺動面としている。
【0013】
雌端子20は、電線との圧着部であるインシュレーションバレル26、ワイヤバレル24と、雄端子10との接続部25とを形成している。接続部25は、中空の箱形状であり、舌片21、エンボス22(第2摺動部)およびビード23(第1摺動部)をその内部に備えている。なお、図2は、接続部25の内部を示した平面図である。
【0014】
エンボス22は、舌片21の上部に設けられた凸状の部材であり、雄端子10との嵌合時には、タブ12の摺動面である下面12bと点接触する。舌片21は、接点圧力すなわちエンボス22をタブ12に押しつける圧力を作用させるバネとしての機能を有している。また、ビード23も凸状の部材であり、タブ12とエンボス22が接触する面と反対側の摺動面、すなわち上面12aで接触し、当該エンボス22がタブ12に及ぼす接点圧力を受ける。
【0015】
雄端子10を雌端子20に嵌合させる際には、タブ12をエンボス22とビード23との間に嵌合することによって電気的接触を得る。
【0016】
上記の雄端子10および雌端子20においては、その母材を銅または銅合金とし、表面には錫めっきを施している。錫めっきを施すのは、安定した低い接触抵抗を得るためである。このときの雄端子10および雌端子20に形成する錫めっき層の厚さと端子挿入力との相関は以下の表1のようになる。
【0017】
【表1】
【0018】
また、図3は表1の相関関係を示す図である。従来における両端子への錫めっき厚さを1.0μmとすると、端子挿入力は0.74kgfである。以下、この従来の挿入力を基準値として説明を続ける。
【0019】
表1に示すように、雄端子10または雌端子20の嵌合部分うちの一方の錫めっき厚さを0.1μm〜0.3μmとし、他方の錫めっき厚さを0.1μm以上とすると、基準値と比較して挿入力を少なくとも10%以上低減(0.65kgf以下)できる。これは、錫めっき層が薄くなるにしたがって、母材である銅または銅合金の硬度が端子の硬度に影響するようになり、端子の見かけの硬度が高くなる。そして、端子の見かけの硬度が高くなることによって、錫めっきの凝着が抑制され、挿入力が低くなったのである。
【0020】
もっとも、錫めっきは摺動部分の潤滑剤としての機能も有しており、雄端子10および雌端子20の両方ともに錫めっき厚さを0.1μmとした場合には、錫めっきの潤滑剤としての機能が喪失して、雄端子10と雌端子20との噛み込みが生じ、挿入力が高くなっている。
【0021】
表1および図3の内容を定性的に表現すれば、雄端子10または雌端子20の一方に0.1μmの薄錫めっきを施し、他方に従来と同様の厚錫めっきを施せば挿入力を低減することができるものの、雄端子10および雌端子20の双方ともに0.1μmの薄錫めっきを施した場合は噛み込みにより挿入力が高くなると言える。また、雄端子10および雌端子20の双方ともに従来と同様の厚錫めっきを施した場合も凝着により挿入力は高い。
【0022】
一方、次の表2は雄端子10および雌端子20に形成する錫めっき層の厚さとそれらの間の摩擦係数との相関を示すものである。
【0023】
【表2】
【0024】
ここでの摩擦係数は見掛けの最大静止摩擦係数であり、上記の端子挿入力を接触荷重にて除したものである。錫めっき厚さと摩擦係数との相関は、錫めっき厚さと端子挿入力との相関と概ね同様の傾向を示しており、雄端子10の錫めっき層が薄くなるにしたがって、摩擦係数も小さくなっている。また、雄端子10および雌端子20の両方ともに錫めっき厚さを0.1μmとした場合には、摩擦係数が若干高くなっている。
【0025】
従って、表2より、雄端子10または雌端子20の一方に0.1μmの薄錫めっきを施し、他方に従来と同様の厚錫めっきを施せば摩擦係数を小さくすることができるものの、雄端子10および雌端子20の双方ともに0.1μmの薄錫めっきを施した場合は摩擦係数が大きくなると考えられる。また、雄端子10および雌端子20の双方ともに従来と同様の厚錫めっきを施した場合も摩擦係数は大きいと言える。
【0026】
そして、本発明に係る嵌合型接続端子においては、雄端子10のタブ12と雌端子20のビード23との摩擦係数を大きく、逆にタブ12とエンボス22との摩擦係数を小さくしている。
【0027】
具体的には、例えば、雄端子10の全体に0.1μmの薄錫めっきを施し、雌端子20には従来と同様の厚錫めっき(例えば、1.0μm)を施す。そして、雌端子20のビード23のみに0.1μmの薄錫めっきを部分的に施すのである。或いは、雌端子20に0.1μmの薄錫めっきを施し、エンボス22のみ部分的に1.0μmの厚めっきを施す。すなわち、雄端子10のタブ12には0.1μmの薄錫めっき層が形成され、雌端子20のビード23には0.1μmの薄錫めっき層が形成され、エンボス22には厚錫めっき層が形成されることとなる。
【0028】
このようにすれば、表1および表2より、雄端子10のタブ12と雌端子20のエンボス22との摩擦係数および挿入力は小さくなる一方で、それと比較して雄端子10のタブ12と雌端子20のビード23との摩擦係数および挿入力が噛み込みにより大きくなる。すなわち、タブ12とビード23との摩擦係数が大きく、逆にタブ12とエンボス22との摩擦係数が小さくなる。
【0029】
このような嵌合型接続端子の接続時において、雄端子10を雌端子20に挿入するときには、例えば治具等を用いてタブ12がエンボス22とのみ接触するようにし、挿入完了後にその治具等を除いてタブ12をエンボス22とビード23との間に嵌合させた状態にする。なお、治具等とタブ12との摩擦係数は小さい方が好ましい。
【0030】
以上のようにすれば、挿入時にはタブ12がエンボス22とのみ接触し、ビード23とは接触しないため端子接続に要する挿入力を低減することができ、挿入完了後にはエンボス22とビード23との間にタブ12が嵌合された状態となり、タブ12とビード23との間の摩擦係数が噛み込みにより高いため、雄端子10と雌端子20との接触部分が移動しにくくなり、微摺動摩耗劣化を防止することができる。
【0031】
なお、本件発明をタブ12とビード23との摩擦係数の方をタブ12とエンボス22との摩擦係数よりも大きくすることによっているのは、タブ12とビード23との接触面積が大きく、その摩擦力がタブ12とエンボス22との摩擦力よりも大幅に大きいためであり、挿入時にはより効果的に挿入力を低減しつつも、挿入完了後はより効果的に微摺動摩耗劣化を防止することができるからである。
【0032】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、タブ12およびビード23に0.1μmの薄錫めっきを施し、エンボス22に従来と同様の厚錫めっきを施していたが、これを以下のようにしても良い。
【0033】
例えば、第2の態様として、雄端子10に0.1μmの薄錫めっきを施し、雌端子20の全体に従来と同様の厚錫めっきを施す。そして、雄端子10のタブ12のうちの上面12aのみに厚錫めっきを部分的に施すのである。すなわち、雄端子10のタブ12の上面12aには厚錫めっき層が形成され、下面12bには0.1μmの薄錫めっき層が形成され、雌端子20のビード23およびエンボス22には厚錫めっき層が形成されることとなる。
【0034】
また、第3の態様として、雄端子10の全体に従来と同様の厚錫めっきを施し、雌端子20に0.1μmの薄錫めっきを施す。そして、雌端子20のビード23のみに厚錫めっきを部分的に施すのである。すなわち、雄端子10のタブ12には厚錫めっき層が形成され、雌端子20のビード23には厚錫めっき層が形成され、エンボス22には0.1μmの薄錫めっき層が形成されることとなる。
【0035】
さらに、第4の態様として、雄端子10に従来と同様の厚錫めっきを施し、雌端子20の全体に0.1μmの薄錫めっきを施す。そして、雄端子10のタブ12のうちの上面12aのみに0.1μmの薄錫めっきを部分的に施すのである。或いは、雄端子10に0.1μmの薄錫めっきを施し、雌端子20の全体にも0.1μmの薄錫めっきを施す。そして、雄端子10のタブ12のうちの下面12bのみに厚錫めっきを部分的に施すのである。すなわち、雄端子10のタブ12の上面12aには0.1μmの薄錫めっき層が形成され、下面12bには厚錫めっき層が形成され、雌端子20のビード23およびエンボス22には0.1μmの薄錫めっき層が形成されることとなる。
【0036】
これらのいずれの態様においても、雄端子10のタブ12と雌端子20のエンボス22との摩擦係数および挿入力は低くなる一方で、それと比較して雄端子10のタブ12と雌端子20のビード23との摩擦係数および挿入力が凝着または噛み込みにより高くなる。すなわち、タブ12とビード23との摩擦係数が大きく、逆にタブ12とエンボス22との摩擦係数が小さくなる。従って、上記と同様な挿入方法により、端子接続に要する挿入力を低減することができるとともに、挿入完了後は雄端子10と雌端子20との接触部分が移動しにくくなり、微摺動摩耗劣化を防止することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、嵌合部と第1摺動部との摩擦係数を大きく、逆に嵌合部と第2摺動部との摩擦係数を小さくしているため、挿入時は嵌合部と第2摺動部のみを使うことで挿入力を低減しつつも、挿入完了後は嵌合部と第1摺動部との間で接触部分が移動しにくくなり、微摺動摩耗劣化を防止することができる。
【0038】
また、請求項2の発明によれば、嵌合部をタブとし、第1摺動部をビードとし、第2摺動部をエンボスとしているため、より効果的に挿入力を低減しつつも、微摺動摩耗劣化を防止することができる。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る嵌合型接続端子の側面図である。
【図2】図1の嵌合型接続端子の接続部分の平面図である。
【図3】雄端子および雌端子に形成する錫めっき層の厚さと端子挿入力との相関を示す図である。
【符号の説明】
10 雄端子
12 タブ
12a 上面
12b 下面
20 雌端子
21 舌片
22 エンボス
23 ビード
Claims (2)
- 嵌合部を有する雄端子と第1摺動部および第2摺動部を有する雌端子とを接続し、挿入時には前記嵌合部を前記第2摺動部とのみ接触させ、挿入完了後に前記嵌合部を前記第1摺動部と前記第2摺動部との間に嵌合することによって電気的接触を得る嵌合型接続端子であって、
前記嵌合部と前記第1摺動部との摩擦係数を前記嵌合部と前記第2摺動部との摩擦係数よりも大きくすることを特徴とする嵌合型接続端子。 - 請求項1記載の嵌合型接続端子において、
前記嵌合部はタブであり、
前記第1摺動部はビードであり、
前記第2摺動部はエンボスであることを特徴とする嵌合型接続端子。
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