JPH07320806A - 端子およびコネクタ - Google Patents

端子およびコネクタ

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JPH07320806A
JPH07320806A JP10719294A JP10719294A JPH07320806A JP H07320806 A JPH07320806 A JP H07320806A JP 10719294 A JP10719294 A JP 10719294A JP 10719294 A JP10719294 A JP 10719294A JP H07320806 A JPH07320806 A JP H07320806A
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JP
Japan
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bus bar
aluminum
wiring terminal
layer
copper
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Application number
JP10719294A
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English (en)
Inventor
Toshio Yanagawa
敏雄 柳川
Takeshi Hasegawa
健 長谷川
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バスバーとこのバスバーと嵌合する配線端子
とからなるコネクタの軽量化、低廉化を導電接続特性を
低下させることなく実現する。 【構成】 バスバーをアルミニウムから構成し、すなわ
ち、アルミニウム製バスバー母材10上にアルミニウム
拡散防止および保護層11を形成し、さらにその上に錫
メッキ層12を形成した。一方、配線端子については、
銅合金製配線端子母材20の表面に銅拡散防止層21を
形成し、さらにその上に錫メッキ層22を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接続端子に関し、ま
た、大電流が流れるバスバーとこのバスバーに嵌合され
る接続端子とからなるコネクタに関するものであり、さ
らに詳しくは、軽量化、低コスト化を目的にバスバーを
アルミニウム製にするとともに、接続部の耐電食性を向
上させたコネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用部品であるジョイントボ
ックスやヒューズボックスにおけるコネクタを代表とす
る大電流が流れるコネクタの構造として、バスバーとこ
のバスバーに嵌合する接続端子とからなる大電流コネク
タがある。このコネクタは、図2に示すように、バスバ
ー1と、配線ケーブル2の端部に取り付けられる配線端
子3とから構成されており、従来は、双方とも銅合金製
である。
【0003】バスバー1は、板状雄部材であり、その接
続端は、通常、図2に示すように、接続の便を考慮して
本体に対して折り曲げられている。また、配線端子3
は、図2に示すように、ソケット状に雌部材である。バ
スバー1と配線端子3との接続は、配線端子3内にバス
バー1が挿入され、双方が嵌合状態となることにより完
了する。この接続動作のとき、バスバー1と配線端子3
とは、摺動するように、それらの形状および寸法が設定
されている。バスバー1と配線端子3とは、接続動作時
に、互いに摺動して、互いの接触面をワイピングするこ
とにより接触面の汚染物を拭い去り、接触部の良好な導
電性を確保する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】あらゆる産業構造物に
おいて常に要求されていることは、その軽量化、低コス
ト化であり、その構造物に設けられている電気配線系の
軽量化も例外ではない。特に自動車等の移動体における
電気部品の軽量化、低コスト化に対する要求は、近年、
ますます顕著になっている。自動車等の移動体の電気部
品であるジョイントボックスやヒューズボックスの軽量
化に大きな影響を及ぼす要素は、当然のことながら、バ
スバーであり、バスバーをアルミニウムにより構成すれ
ば、大幅な軽量化、低コストが見込まれる。というの
は、アルミニウムの比重は、銅の1/3であり、その導
電率が黄銅並みであり、その材料費は銅に比べ大変低廉
であるからである。しかしながら、従来、バスバーをア
ルミニウムから構成することには、以下のような問題点
があり、実用に至っていないのが現状である。
【0005】(1)バスバーを単純にアルミニウムで構
成すると、銅合金製の配線端子と接触すると、アルミニ
ウムと銅のイオン化傾向が大きく異なるために、いわゆ
る電食が起きて、バスバーの腐食が激しくなり、とても
実用とならない。
【0006】(2)電食の原因となるアルミニウムと銅
合金との直接接触を防ぐため、アルミニウムバスバーに
メッキなどの表面処理を施すという手段が考えられる。
しかし、銅合金に比べ、大幅にアルミニウムが軟らかい
ため、端子嵌合時に、バスバーを構成するアルミニウム
母材が容易に削られ、それに伴って、表面処理膜も破壊
されてしまい、その結果、電食防止効果が発揮されな
い。
【0007】(3)アルミニウムと銅合金の硬度差によ
るアルミニウム製バスバーの表面処理膜の破壊を防止す
るために、硬度の高いニッケル膜をアルミニウム製バス
バーの表面に形成する構成も考えられるが、かなり厚い
膜にしても、アルミニウム母材の抉り現象を防止できる
とは限らない。また、かかるコネクタには、前記したよ
うに、接続時に互いの表面の汚染物を除去するために、
互いにワイピングできなければならないが、ニッケル膜
と銅合金表面とでは、良好なワイピング現象が生じにく
く、そのため、接続部において充分な導電性を確保でき
ない。
【0008】(4)端子接続時のワイピング効果を確保
するとともに、バスバーのアルミニウムと配線端子の銅
合金との接触を避ける構成として銅合金製の配線端子側
に錫メッキを施す構成が考えられるが、従来の銅合金へ
の錫メッキは直接銅合金表面に施すか、錫メッキの密着
性を上げるために銅合金の表面に銅メッキ層を形成し、
その上に錫メッキを施すものであった。これらの構成で
は、錫が銅成分の拡散防止特性を有しないため、銅合金
母材中の銅成分あるいは銅中間層の銅成分が錫メッキ層
の表面に拡散し、アルミニウム製バスバーの表面で電食
の原因となる局部電池を構成してしまう。これに対し、
バスバーの表面に表面処理膜が形成されていても、移動
体につきものの振動、あるいは高温によりアルミニウム
の表面膜が劣化すると、すぐに前記拡散銅成分が付着す
ることになり、やはり、経時的に電食が生じる。
【0009】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、電食の発生が防止され、良
好な通電接続が可能な端子およびコネクタを提供するこ
とを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明において、請求項1に記載の端子は、銅合金製
配線端子母材の表面に銅拡散防止層が形成されるととも
に、該銅拡散防止層の上に錫メッキ層が形成されてなる
ことを特徴とするものである。
【0011】請求項2に記載の端子は、前記銅拡散防止
層がニッケルあるいはクロムによるメッキ層であること
を特徴とするものである。
【0012】請求項3に記載のコネクタは、銅合金製配
線端子とこの銅合金製配線端子に挿入されて電気的接触
状態におかれるアルミニウム製バスバーとからなるコネ
クタであって、前記銅合金製配線端子は請求項1または
2に記載の端子からなり、前記アルミニウム製バスバー
は、アルミニウム製バスバー母材の表面にアルミニウム
拡散防止および保護層が形成され、さらに錫メッキ層が
形成されてなることを特徴とするものである。
【0013】請求項4に記載のコネクタは、前記アルミ
ニウム拡散防止および保護層がニッケルあるいはクロム
によるメッキ層であることを特徴とするものである。
【0014】前記構成において、アルミニウム製バスバ
ーにおけるアルミニウム拡散防止および保護層としてニ
ッケルメッキを施す場合、前処理として亜鉛浸漬により
アルミニウム酸化皮膜を取り除き、その後、電気メッキ
することが望ましい。
【0015】また、アルミニウム製バスバーのメッキ層
の総厚は、耐電食性を確保するためには、約2μm以上
必要である。上限は、約20μmであり、それ以上は効
果的には変わらず、生産性が悪くなるだけである。ま
た、中間層の厚みは、電気抵抗の低減を考慮して1〜1
0μmが好適な範囲である。
【0016】前記構成において、銅合金製配線端子のメ
ッキ層の総厚は、2μm〜10μmの範囲が適当であ
り、その内の銅拡散防止層は、1〜4μmの範囲が適当
である。また、銅拡散防止層は、1μm未満では銅の拡
散防止効果が低く、4μmを越えると、曲げ応力を受け
る場合に割れが生じやすくなるばかりでなく、経済性も
低下する。
【0017】前記構成において、バスバーおよび配線端
子の双方の表面に形成される錫メッキ層は、耐電食性、
表面保護性、およびワイピング特性を考慮すると、双方
とも1〜10μmの範囲が適当である。
【0018】
【作用】前記本発明の請求項1または2に記載の端子に
よれば、銅合金製の配線端子の表面に形成した中間層に
より銅成分が接続相手のバスバー母材のアルミニウムへ
拡散することが防止される。前記本発明の請求項3また
は4に記載のコネクタによれば、バスバーとこのバスバ
ーと嵌合する銅合金製の配線端子とからなるコネクタに
おいて、電食を起こすことなく、しかも端子同士のワイ
ピング特性を犠牲にすることなく、バスバーを軽量かつ
低廉なアルミニウム製にすることができ、ひいては、該
コネクタを取り付ける本体である自動車等の構造物の軽
量化、低コスト化に寄与することができる。
【0019】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例を示すもので、(a)
は本発明のコネクタを構成するアルミニウム製バスバー
の断面構成図、(b)は銅合金製配線端子の要部の断面
構成図である。
【0020】厚さ約0.64mmのA1060アルミニ
ウム圧延板から幅約6mm、長さ約50mmの板材を切
り出し、先端の面取りを行って、本発明のコネクタの一
方の要素であるバスバーの母材とした。
【0021】まず、このアルミニウム製バスバー母材1
0に亜鉛浸漬を施し、表面のAl23を取り除いた。
【0022】前記のアルミニウム製バスバー母材10を
以下のような組成のメッキ液中で、約10A/dm2
電流密度で約2分間メッキし、図1(a)に示すよう
に、アルミニウム製バスバー母材10上に厚さ約4μm
のニッケルメッキ層(アルミニウム拡散防止および保護
層)11を形成した。
【0023】 ニッケルメッキ液(60℃) Ni(SO3NH22・4H2O 450g/l NiCl2・6H2O 10g/l H2BO3 30g/l
【0024】前記のようにして、表面にニッケルメッキ
層11を形成したアルミニウム製バスバー母材10を以
下のような組成のメッキ液中に置き、約2.0A/dm2
の電流密度で約5分間メッキし、図1(a)に示すよう
に、アルミニウム製バスバー母材10の表面にさらに厚
さ約4μmの錫メッキ層12を形成した。
【0025】 錫メッキ液(60℃) Na2[Sn(OH)6] 90g/l NaOH 7.5g/l CH3COONa 15g/l H22 30% 0.5g/l
【0026】本発明のコネクタの他方の要素である配線
端子の母材としては、市販の銅合金製配線端子をそのま
ま流用した。この配線端子は、黄銅から構成されてい
た。
【0027】まず、この銅合金製配線端子母材20を5
0g/lの水酸化ナトリウム溶液を60℃にしたものに
約1分間浸漬(アルカリ脱脂)し、水洗した。つづい
て、硫酸20%を含む溶液に約45秒間浸漬(酸洗い)
し、水洗した。
【0028】前記のようにして、表面のエッチング洗浄
化した銅合金製配線端子母材20を以下のような組成の
メッキ液中で、約10A/dm2の電流密度で約2分間
メッキし、図1(b)に示すように、銅合金製配線端子
母材20上に厚さ約4μmのニッケルメッキ層(銅拡散
防止層)21を形成した。
【0029】 ニッケルメッキ液(60℃) Ni(SO3NH22・4H2O 450g/l NiCl2・6H2O 10g/l H2BO3 30g/l
【0030】前記のようにして、表面にニッケルメッキ
層21を形成した銅合金製配線端子母材20を以下のよ
うな組成のメッキ液中に置き、約2.0A/dm2の電流
密度で約5分間メッキし、図1(b)に示すように、銅
合金製配線端子母材20の表面にさらに厚さ約4μmの
錫メッキ層22を形成した。
【0031】 錫メッキ液(60℃) Na2[Sn(OH)6] 90g/l NaOH 7.5g/l CH3COONa 15g/l H22 30% 0.5g/l
【0032】前記のようにして、それぞれ耐電食用のメ
ッキ層を形成したバスバーと配線端子とを常温で、一週
間室内に放置しておき、それぞれの表面に汚染物がつく
ままにした。その後、これらを一度接続し、再度、引き
離し、それぞれの表面を顕微鏡により観察した(試験体
50個)。その結果、50個すべてのコネクタにおい
て、バスバーおよび配線端子のそれぞれ表面は適当にワ
イピングされ、新鮮な錫表面が露出していることが確認
された。
【0033】前記配線端子にバスバーを再び挿入して
(図2参照)、電気的接触状態に置き、実際の自動車の
ジョイントボックスに取り付け、三ヶ月後にその接続部
を観察した。この経時試験は、試験体を50個作製し、
それぞれ異なる使用状態にある50台の自動車にそれぞ
れ取り付けることにより、実施した。
【0034】その結果、表面に少しでも電食現象あるい
は接続部の劣化が生じているものを不良品として計上し
たところ、不良品が全くなく、同様の環境試験に供した
銅合金端子側に中間層を施さないコネクタにおける劣化
割合が約30個/50個であることに比べても、本発明
のコネクタが優秀であることが確認された。
【0035】なお、前記実施例では、バスバーおよび配
線端子の各中間メッキ層がどちらもニッケルメッキ層の
場合を示したが、ニッケルメッキ層の替わりにクロムメ
ッキ層でも同様の効果を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項1または2に記載の端子によれば、銅合金製の配線
端子の表面に形成した中間層により銅成分が接続相手の
バスバー母材のアルミニウムへ拡散することが防止され
る。請求項3または4に記載のコネクタによれば、例
え、アルミニウム製のバスバー側の表面処理が破壊され
ても、銅合金製の配線端子の表面に形成した中間層によ
り銅成分が接続相手のバスバー母材のアルミニウムへ拡
散することが防止され、電食を防ぎ、通電接続を可能に
することができる構造であるので、通電接続特性を低下
させることなく、コネクタの軽量化、低廉化を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示すもので、(a)は本
発明のコネクタを構成するアルミニウム製バスバーの断
面構成図、(b)は銅合金製配線端子の要部の断面構成
図である。
【図2】 バスバーと配線端子とからなるコネクタの斜
視図である。
【符号の説明】
10…アルミニウム製バスバー母材、11…ニッケルメ
ッキ層(アルミニウム拡散防止および保護層)、12…
錫メッキ層、20…銅合金製配線端子母材、21…ニッ
ケルメッキ層(銅拡散防止層)、22…錫メッキ層。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅合金製配線端子母材(20)の表面に
    銅拡散防止層(21)が形成されるとともに、該銅拡散
    防止層(21)の上に錫メッキ層(22)が形成されて
    なることを特徴とする端子。
  2. 【請求項2】 前記銅拡散防止層(21)がニッケルあ
    るいはクロムによるメッキ層であることを特徴とする請
    求項1に記載の端子。
  3. 【請求項3】 銅合金製配線端子(3)とこの銅合金製
    配線端子(3)に挿入されて電気的接触状態におかれる
    アルミニウム製バスバー(1)とからなるコネクタであ
    って、 前記銅合金製配線端子(3)は請求項1または2に記載
    の端子からなり、前記アルミニウム製バスバー(1)
    は、アルミニウム製バスバー母材(10)の表面にアル
    ミニウム拡散防止および保護層(11)が形成され、さ
    らに錫メッキ層(12)が形成されてなることを特徴と
    するコネクタ。
  4. 【請求項4】 前記アルミニウム拡散防止および保護層
    (11)がニッケルあるいはクロムによるメッキ層であ
    ることを特徴とする請求項3に記載のコネクタ。
JP10719294A 1994-05-20 1994-05-20 端子およびコネクタ Pending JPH07320806A (ja)

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