嵌合型接続端子およびその製造方法
【課題】導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができる、嵌合型接続端子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部が形成され、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たしている。
【解決手段】導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部が形成され、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵌合型接続端子およびその製造方法に関し、特に、互いに嵌合する雄端子と雌端子の表面にＳｎめっき層が形成された嵌合型接続端子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雄端子と雌端子が互いに嵌合する嵌合型接続端子の材料として、銅や銅合金などの導体素材の最外層にＳｎめっきを施したＳｎめっき材が使用されている。特に、Ｓｎめっき材は、接触抵抗が小さく、接触信頼性、耐食性、はんだ付け性、経済性などの観点から、自動車、情報通信機器、産業機器などに使用する様々な接続端子の材料として使用されている。
【０００３】
近年、自動車などの接続端子では、端子の小型化により、ばね部の板厚が薄くなり、また、ばね変位量を十分に確保することができなくなって、雄端子と雌端子の間の接点において接触荷重が小さくなっている。特に、Ｓｎめっき材からなる嵌合型接続端子では、雄端子と雌端子の間の接点において接触荷重が小さくなると、その接点における微小な摺動による微摺動摩耗によって接触信頼性が損なわれるという問題がある。
【０００４】
この問題を解消するため、小型端子の基材上に形成されたＳｎめっき層の表面にＡｇ−Ｓｎ合金層を形成することにより、小型端子の微摺動摩耗による電気接触抵抗の上昇を抑えて電気接続信頼性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、接触片の接圧を補強するばね片を有する補強部材を設けることにより、振動による微摺動摩耗が生じ難い強い接圧を得ることや（例えば、特許文献２参照）、相手側端子のタブの先端部を相対変位規制状態に保持する保持部を設けることにより、端子金具間の微摺動摩耗を防止すること（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【０００６】
さらに、電気コネクタの一方のコネクタの電気接触子上に角柱状凸起部を設けて、その上に他方のコネクタの電気接点を摺動させることにより、電気コネクタの電気接触子に半田などの不純物が付着し難く、接触不良が起こり難くすることや（例えば、特許文献４参照）、雄コネクタと雌コネクタの嵌合固定状態で雄端子と雌端子の間に生じ得る摺動距離を雄端子と雌端子の接点部との接触部分における接触痕の範囲より小さくすることにより、高摺動環境下においても接続信頼性を損なわないようにすることが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−３７６２９号公報（段落番号０００９−００１１）
【特許文献２】特開２００６−１３４６８１号公報（段落番号０００７−０００９）
【特許文献３】特開２００６−８０００４号公報（段落番号０００３−０００４）
【特許文献４】特開２００１−２６６９９０号公報（段落番号０００５−０００６）
【特許文献５】特開２００５−１４１９９３号公報（段落番号０００６−０００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、Ｓｎめっき層の表面にＡｇ−Ｓｎ合金層を形成する特許文献１のように、導体素材の最外層にＡｕやＡｇなどの高価な貴金属めっきを施したり、あるいは、導体素材として高強度材料を用いて接触荷重を大きくすると、コストが非常に高くなってしまう。
【０００９】
また、特許文献２および３にように、端子の構造により接点部を動き難くして摺動が生じないようにしても、Ｓｎめっき材からなる嵌合型接続端子では、接触荷重が小さくなると、接点が動き易くなり、微小な摺動による微摺動摩耗を抑えるのが困難になる。
【００１０】
さらに、特許文献４のように、電気コネクタの一方のコネクタの電気接触子上に角柱状凸起部を設けたり、特許文献５のように、雄コネクタと雌コネクタの嵌合固定状態で雄端子と雌端子の間に生じ得る摺動距離を雄端子と雌端子の接点部との接触部分における接触痕の範囲より小さくしても、Ｓｎめっき材からなる嵌合型接続端子では、微小な摺動時に発生したＳｎめっきの摩耗粉の酸化物が接点部に堆積するのを防止して微摺動摩耗を抑制するには十分ではない。
【００１１】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができる、嵌合型接続端子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成し、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすようにすることにより、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明による嵌合型接続端子は、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部が形成され、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすことを特徴とする。
【００１４】
この嵌合型接続端子において、複数の溝が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であるのが好ましい。また、複数の凹部が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であるのが好ましい。また、基材が銅または銅合金からなるのが好ましく、Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなるのが好ましい。さらに、嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、雌端子の接点部が弾性片に設けられているのが好ましい。また、摺動距離Ｌが１０００μｍ、最大粒径ｄが１０μｍであるのが好ましく、摺動距離Ｌが２５０μｍ、最大粒径ｄが３０μｍであるのがさらに好ましい。
【００１５】
また、本発明による嵌合型接続端子の製造方法は、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子および雌端子の一方の端子の導電性基材の表面の他方の端子との接点部に対応する部分に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成した後、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成することを特徴とする。
【００１６】
あるいは、本発明による嵌合型接続端子の製造方法は、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成した後、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成することを特徴とする。
【００１７】
これらの嵌合型接続端子の製造方法において、複数の溝が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であるのが好ましい。また、複数の凹部が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であるのが好ましい。さらに、基材が銅または銅合金からなるのが好ましく、Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなるのが好ましい。さらに、嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、雌端子の接点部が弾性片に設けられているのが好ましい。また、摺動距離Ｌが１０００μｍ、最大粒径ｄが１０μｍであるのが好ましく、摺動距離Ｌが２５０μｍ、最大粒径ｄが３０μｍであるのがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明による嵌合型接続端子の一実施の形態の雄端子の雌端子との接点部の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの雄端子を使用した本発明による嵌合型接続端子の一実施の形態の雄端子と雌端子との接点部を示す断面図である。
【図２Ａ】図１Ａの雄端子の雌端子との接点部の変形例の平面形状を示す図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。
【図３Ａ】図１Ａおよび図２Ａの雄端子の雌端子との接点部の断面形状の第１の変形例を示す図である。
【図３Ｂ】図１Ａおよび図２Ａの雄端子の雌端子との接点部の断面形状の第２の変形例を示す図である。
【図３Ｃ】図１Ａおよび図２Ａの雄端子の雌端子との接点部の断面形状の第３の変形例を示す図である。
【図４】本発明による嵌合型接続端子の例として箱型の接続端子の一部を切断した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明による嵌合型接続端子およびその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、本発明による嵌合型接続端子の一実施の形態は、互いに嵌合可能な雄端子１０と雌端子１２からなる。雄端子１０と雌端子１２の導電性基材の表面には、（好ましくは純度９９．９質量％以上のＳｎからなる）Ｓｎめっき層が形成されており、雄端子１０の雌端子１２（の半球状のインデント１２ａ）との接点部の表面に、雄端子１０の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状および断面形状が略矩形の細長い多数の微細な溝１０ａが形成されている。
【００２２】
これらの溝１０ａは、その幅（雄端子１０の長手方向の長さ）をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間の距離をｃ、雄端子１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態（嵌合固定状態）で雄端子１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように形成されている。
【００２３】
具体的には、溝１０ａは、雄端子１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成されており、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成されている。
【００２４】
また、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、溝１０ａを形成した雄端子１０の代わりに、長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接（または略当接）して配置された平面形状および断面形状が略矩形の多数の微細な凹部が形成された雄端子１１０を使用してもよい。
【００２５】
これらの凹部１１０ａは、その幅（雄端子１１０の長手方向の長さ）をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離をｃ、雄端子１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように形成されている。
【００２６】
具体的には、凹部１１０ａは、雄端子１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成されており、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成されている。
【００２７】
なお、摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、好ましくは２５０（μｍ）としたのは、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態（雄端子１０または１１０と雌端子１２の間に（３Ｎ以下の）微小荷重が加えられた状態）で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌは３０〜１０００μｍであり、通常５０〜２５０μｍであるからである。また、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）、好ましくは３０（μｍ）としたのは、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄは通常３μｍ程度であるが、摩耗粉の酸化物は、凝集しても殆ど１０μｍ以下の大きさであり、３０μｍを超えないことがわかったからである。
【００２８】
このように溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成することにより、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じた摩耗粉の酸化物を溝１０ａまたは凹部１１０ａに落ちるようにし、雄端子１０または１１０の雌端子１２との接点部の表面に摩耗粉の酸化物が堆積するのを防止し、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を抑えて電気接続信頼性を高めることができる。
【００２９】
また、この嵌合型接続端子の雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材の表面とＳｎめっき層との間には、導電性基材側からＳｎめっき層側に、Ｎｉめっき層とＣｕめっき層をこの順で形成してもよく、Ｎｉめっき層とＣｕめっき層とＣｕＳｎめっき層をこの順で形成してもよく、ＣｕＳｎめっき層またはＮｉめっき層を形成してもよい。
【００３０】
また、嵌合型接続端子の雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材として、銅または銅合金からなる導電性基材を使用するのが好ましく、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金（例えば、ＤＯＷＡメタルテック株式会社製のＮＢ−１０９やＮＢ−１０５などの銅合金）、りん青銅、黄銅などからなる導電性基材を使用することができる。特に、雌端子１０または１１０の導電性基材として、Ｂｅ銅やチタン銅などの高強度の銅合金からなる導電性基材を使用してもよいが、これらの銅合金は高コストであるため、より低コストのＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系（コルソン）合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金、りん青銅などからなる導電性基材を使用するのが好ましく、雄端子１２の導電性基材として、黄銅からなる導電性基材を使用するのが好ましい。また、雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材として、ステンレス（ＳＵＳ）などの鉄系材料やアルミニウム合金などからなる導電性基材を使用してもよい。
【００３１】
本発明による嵌合型接続端子の製造方法の一実施の形態では、雄端子１０または１１０の導電性基材の表面の雌端子１２との接点部に対応する部分に、溝１０ａまたは凹部１１０ａの幅をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間または凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離をｃ、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状および断面形状が略矩形の細長い多数の微細な溝１０ａまたは長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接（または略当接）して配置された平面形状および断面形状が略矩形の多数の微細な凹部１１０ａを形成した後、雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材上にＳｎめっき層を形成する。
【００３２】
あるいは、雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材上にＳｎめっき層を形成した後、雄端子１０または１１０の雌端子１２との接点部の表面に、溝１０ａまたは凹部１１０ａの幅をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間または凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離をｃ、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状および断面形状が略矩形の細長い多数の微細な溝１０ａまたは長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接（または略当接）して配置された平面形状および断面形状が略矩形の多数の微細な凹部１１０ａを形成する。
【００３３】
これらの嵌合型接続端子の製造方法において、溝１０ａは、具体的には、雄端子１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成し、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成する。また、凹部１１０ａは、具体的には、雄端子１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成し、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成する。
【００３４】
溝１０ａまたは凹部１１０ａの形成は、プレス加工により端子形状に形成された雄端子１０または１１０の導電性基材（溝１０ａまたは凹部１１０ａの形成前にＳｎめっきを施す場合はＳｎめっき層）の表面の雌端子１２との接点部に対応する部分をプレス加工、エッチング加工、放電加工、機械加工またはレーザー加工することによって行うことができる。また、Ｓｎめっきを施す際に溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成してもよい。この場合、電気めっきによって行うのがコスト面から好ましく、必要に応じてリフロー処理を行ってもよい。
【００３５】
また、雄端子１０または１１０の溝１０ａまたは凹部１１０ａの断面形状は、様々な形状に変形することができ、図３Ａに示すように波形でもよいし、図３Ｂに示すように略三角形でもよいし、図３Ｃに示すように溝１０ａまたは凹部１１０ａの間に略半球状の凸部を形成するような形状でもよい。なお、図３Ａ〜図３Ｃの変形例では、雄端子１０または１１０の長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間または凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離ｃを０とみなすことができる。
【００３６】
また、雄端子１０または１１０に溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成する代わりに、雄端子１０または１１０と嵌合する雌端子の雄端子との接点部の表面に、溝１０ａまたは凹部１１０ａと同様の形状の溝または凹部を形成してもよい。例えば、図４に示すように、本発明による嵌合型接続端子の実施の形態を箱型の接続端子に適用する場合には、雄端子１０または１１０に溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成する代わりに、雌端子１１２の弾性片（ばね部）１１２ａに設けられた半球状のインデント（接触突起部）１１２ｂまたは弾性片１１２ａに対向する隆起部（打ち出し部）１１２ｃに、溝１０ａまたは凹部１１０ａと同様の形状の溝または凹部を形成してもよい。
【００３７】
また、厚さ０．１５〜０．２５ｍｍの薄い平板状の導体基材にＳｎめっきを施したＳｎめっき材から雄端子１０または１１０と雌端子１２を作製する場合には、Ｓｎめっき材の破断を防止するために、溝１０ａまたは凹部１１０ａの深さｂを８０μｍ以下にするのが好ましく、７０μｍ以下にするのがさらに好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明による嵌合型接続端子およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。
【００３９】
［実施例１］
まず、厚さ０．２５ｍｍのＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金（ＤＯＷＡメタルテック株式会社製のＮＢ１０９−ＥＮ材）からなる平板状の導体基材に厚さ１μｍの（純度９９．９質量％以上のＳｎからなる）Ｓｎめっきを施したＳｎめっき材を２枚用意した。一方のＳｎめっき材を金型によりプレス加工して、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、その一方の面に幅ａ＝１００μｍ、深さｂ＝５０μｍ、間隔ｃ＝１００μｍの複数の溝を形成し、溝付き平板状試験片（雄端子としての試験片）とした。他方のＳｎめっき材をインデント加工（Ｒ１ｍｍの半球状の打ち出し加工）して得られた試験片をインデント付き試験片（雌端子としての試験片）とした。
【００４０】
次に、溝付き平板状試験片を電動式微摺動摩耗試験装置のステージに固定し、その溝付き平板状試験片にインデント付き試験片のインデントを接触させた後、荷重０．７Ｎでインデント付き試験片を溝付き平板状試験片の表面に押し付けながら、溝付き平板状試験片を固定したステージを水平方向に片道２００μｍの範囲において１秒間に１往復の摺動速度で３０往復させる摺動試験を行い、その摺動試験後の溝付き平板状試験片とインデント付き試験片との間の接点部の電気抵抗値を４端子法によって連続的に測定した。その結果、摺動試験中の抵抗値の最大値は２ｍΩであった。なお、溝付き平板状試験片の溝には、溝の幅より小さい摩耗粉の酸化物（酸化錫粉）が入っていた。
【００４１】
［実施例２］
実施例１の溝の代わりに、一方のＳｎめっき材を金型によりプレス加工して、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、幅ａ＝１００μｍ、深さｂ＝５０μｍ、間隔ｃ＝１００μｍの複数の凹部を形成した以外は、実施例１と同様の試験片を使用して、実施例１と同様の方法により、接点部の電気抵抗値を測定したところ、摺動試験中の抵抗値の最大値は２ｍΩであった。なお、凹部付き平板状試験片の溝には、凹部の幅より小さい摩耗粉の酸化物（酸化錫粉）が入っていた。
【００４２】
［比較例］
実施例１の溝を形成しなかった以外は、実施例１と同様の試験片を使用して、実施例１と同様の方法により、接点部の電気抵抗値を測定したところ、摺動試験中の抵抗値の最大値は２４８ｍΩであった。なお、平板状試験片の表面に摩耗粉の酸化物（酸化錫粉）が残留し、平板状試験片にインデント付き試験片のインデントが接触していなかった。また、平板状試験片上に凝集した摩耗粉の大きさは１０μｍ以下であった。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１１０ 雄端子
１０ａ 溝
１２、１１２ 雌端子
１１０ａ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵌合型接続端子およびその製造方法に関し、特に、互いに嵌合する雄端子と雌端子の表面にＳｎめっき層が形成された嵌合型接続端子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雄端子と雌端子が互いに嵌合する嵌合型接続端子の材料として、銅や銅合金などの導体素材の最外層にＳｎめっきを施したＳｎめっき材が使用されている。特に、Ｓｎめっき材は、接触抵抗が小さく、接触信頼性、耐食性、はんだ付け性、経済性などの観点から、自動車、情報通信機器、産業機器などに使用する様々な接続端子の材料として使用されている。
【０００３】
近年、自動車などの接続端子では、端子の小型化により、ばね部の板厚が薄くなり、また、ばね変位量を十分に確保することができなくなって、雄端子と雌端子の間の接点において接触荷重が小さくなっている。特に、Ｓｎめっき材からなる嵌合型接続端子では、雄端子と雌端子の間の接点において接触荷重が小さくなると、その接点における微小な摺動による微摺動摩耗によって接触信頼性が損なわれるという問題がある。
【０００４】
この問題を解消するため、小型端子の基材上に形成されたＳｎめっき層の表面にＡｇ−Ｓｎ合金層を形成することにより、小型端子の微摺動摩耗による電気接触抵抗の上昇を抑えて電気接続信頼性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、接触片の接圧を補強するばね片を有する補強部材を設けることにより、振動による微摺動摩耗が生じ難い強い接圧を得ることや（例えば、特許文献２参照）、相手側端子のタブの先端部を相対変位規制状態に保持する保持部を設けることにより、端子金具間の微摺動摩耗を防止すること（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【０００６】
さらに、電気コネクタの一方のコネクタの電気接触子上に角柱状凸起部を設けて、その上に他方のコネクタの電気接点を摺動させることにより、電気コネクタの電気接触子に半田などの不純物が付着し難く、接触不良が起こり難くすることや（例えば、特許文献４参照）、雄コネクタと雌コネクタの嵌合固定状態で雄端子と雌端子の間に生じ得る摺動距離を雄端子と雌端子の接点部との接触部分における接触痕の範囲より小さくすることにより、高摺動環境下においても接続信頼性を損なわないようにすることが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−３７６２９号公報（段落番号０００９−００１１）
【特許文献２】特開２００６−１３４６８１号公報（段落番号０００７−０００９）
【特許文献３】特開２００６−８０００４号公報（段落番号０００３−０００４）
【特許文献４】特開２００１−２６６９９０号公報（段落番号０００５−０００６）
【特許文献５】特開２００５−１４１９９３号公報（段落番号０００６−０００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、Ｓｎめっき層の表面にＡｇ−Ｓｎ合金層を形成する特許文献１のように、導体素材の最外層にＡｕやＡｇなどの高価な貴金属めっきを施したり、あるいは、導体素材として高強度材料を用いて接触荷重を大きくすると、コストが非常に高くなってしまう。
【０００９】
また、特許文献２および３にように、端子の構造により接点部を動き難くして摺動が生じないようにしても、Ｓｎめっき材からなる嵌合型接続端子では、接触荷重が小さくなると、接点が動き易くなり、微小な摺動による微摺動摩耗を抑えるのが困難になる。
【００１０】
さらに、特許文献４のように、電気コネクタの一方のコネクタの電気接触子上に角柱状凸起部を設けたり、特許文献５のように、雄コネクタと雌コネクタの嵌合固定状態で雄端子と雌端子の間に生じ得る摺動距離を雄端子と雌端子の接点部との接触部分における接触痕の範囲より小さくしても、Ｓｎめっき材からなる嵌合型接続端子では、微小な摺動時に発生したＳｎめっきの摩耗粉の酸化物が接点部に堆積するのを防止して微摺動摩耗を抑制するには十分ではない。
【００１１】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができる、嵌合型接続端子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成し、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすようにすることにより、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明による嵌合型接続端子は、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部が形成され、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすことを特徴とする。
【００１４】
この嵌合型接続端子において、複数の溝が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であるのが好ましい。また、複数の凹部が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であるのが好ましい。また、基材が銅または銅合金からなるのが好ましく、Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなるのが好ましい。さらに、嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、雌端子の接点部が弾性片に設けられているのが好ましい。また、摺動距離Ｌが１０００μｍ、最大粒径ｄが１０μｍであるのが好ましく、摺動距離Ｌが２５０μｍ、最大粒径ｄが３０μｍであるのがさらに好ましい。
【００１５】
また、本発明による嵌合型接続端子の製造方法は、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子および雌端子の一方の端子の導電性基材の表面の他方の端子との接点部に対応する部分に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成した後、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成することを特徴とする。
【００１６】
あるいは、本発明による嵌合型接続端子の製造方法は、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成した後、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成することを特徴とする。
【００１７】
これらの嵌合型接続端子の製造方法において、複数の溝が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であるのが好ましい。また、複数の凹部が、雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であるのが好ましい。さらに、基材が銅または銅合金からなるのが好ましく、Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなるのが好ましい。さらに、嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、雌端子の接点部が弾性片に設けられているのが好ましい。また、摺動距離Ｌが１０００μｍ、最大粒径ｄが１０μｍであるのが好ましく、摺動距離Ｌが２５０μｍ、最大粒径ｄが３０μｍであるのがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を安価に且つ十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明による嵌合型接続端子の一実施の形態の雄端子の雌端子との接点部の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの雄端子を使用した本発明による嵌合型接続端子の一実施の形態の雄端子と雌端子との接点部を示す断面図である。
【図２Ａ】図１Ａの雄端子の雌端子との接点部の変形例の平面形状を示す図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。
【図３Ａ】図１Ａおよび図２Ａの雄端子の雌端子との接点部の断面形状の第１の変形例を示す図である。
【図３Ｂ】図１Ａおよび図２Ａの雄端子の雌端子との接点部の断面形状の第２の変形例を示す図である。
【図３Ｃ】図１Ａおよび図２Ａの雄端子の雌端子との接点部の断面形状の第３の変形例を示す図である。
【図４】本発明による嵌合型接続端子の例として箱型の接続端子の一部を切断した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明による嵌合型接続端子およびその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、本発明による嵌合型接続端子の一実施の形態は、互いに嵌合可能な雄端子１０と雌端子１２からなる。雄端子１０と雌端子１２の導電性基材の表面には、（好ましくは純度９９．９質量％以上のＳｎからなる）Ｓｎめっき層が形成されており、雄端子１０の雌端子１２（の半球状のインデント１２ａ）との接点部の表面に、雄端子１０の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状および断面形状が略矩形の細長い多数の微細な溝１０ａが形成されている。
【００２２】
これらの溝１０ａは、その幅（雄端子１０の長手方向の長さ）をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間の距離をｃ、雄端子１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態（嵌合固定状態）で雄端子１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように形成されている。
【００２３】
具体的には、溝１０ａは、雄端子１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成されており、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成されている。
【００２４】
また、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、溝１０ａを形成した雄端子１０の代わりに、長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接（または略当接）して配置された平面形状および断面形状が略矩形の多数の微細な凹部が形成された雄端子１１０を使用してもよい。
【００２５】
これらの凹部１１０ａは、その幅（雄端子１１０の長手方向の長さ）をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離をｃ、雄端子１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように形成されている。
【００２６】
具体的には、凹部１１０ａは、雄端子１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成されており、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成されている。
【００２７】
なお、摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、好ましくは２５０（μｍ）としたのは、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態（雄端子１０または１１０と雌端子１２の間に（３Ｎ以下の）微小荷重が加えられた状態）で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌは３０〜１０００μｍであり、通常５０〜２５０μｍであるからである。また、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）、好ましくは３０（μｍ）としたのは、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄは通常３μｍ程度であるが、摩耗粉の酸化物は、凝集しても殆ど１０μｍ以下の大きさであり、３０μｍを超えないことがわかったからである。
【００２８】
このように溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成することにより、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じた摩耗粉の酸化物を溝１０ａまたは凹部１１０ａに落ちるようにし、雄端子１０または１１０の雌端子１２との接点部の表面に摩耗粉の酸化物が堆積するのを防止し、微摺動摩耗による電気抵抗値の上昇を抑えて電気接続信頼性を高めることができる。
【００２９】
また、この嵌合型接続端子の雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材の表面とＳｎめっき層との間には、導電性基材側からＳｎめっき層側に、Ｎｉめっき層とＣｕめっき層をこの順で形成してもよく、Ｎｉめっき層とＣｕめっき層とＣｕＳｎめっき層をこの順で形成してもよく、ＣｕＳｎめっき層またはＮｉめっき層を形成してもよい。
【００３０】
また、嵌合型接続端子の雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材として、銅または銅合金からなる導電性基材を使用するのが好ましく、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金（例えば、ＤＯＷＡメタルテック株式会社製のＮＢ−１０９やＮＢ−１０５などの銅合金）、りん青銅、黄銅などからなる導電性基材を使用することができる。特に、雌端子１０または１１０の導電性基材として、Ｂｅ銅やチタン銅などの高強度の銅合金からなる導電性基材を使用してもよいが、これらの銅合金は高コストであるため、より低コストのＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系（コルソン）合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金、りん青銅などからなる導電性基材を使用するのが好ましく、雄端子１２の導電性基材として、黄銅からなる導電性基材を使用するのが好ましい。また、雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材として、ステンレス（ＳＵＳ）などの鉄系材料やアルミニウム合金などからなる導電性基材を使用してもよい。
【００３１】
本発明による嵌合型接続端子の製造方法の一実施の形態では、雄端子１０または１１０の導電性基材の表面の雌端子１２との接点部に対応する部分に、溝１０ａまたは凹部１１０ａの幅をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間または凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離をｃ、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状および断面形状が略矩形の細長い多数の微細な溝１０ａまたは長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接（または略当接）して配置された平面形状および断面形状が略矩形の多数の微細な凹部１１０ａを形成した後、雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材上にＳｎめっき層を形成する。
【００３２】
あるいは、雄端子１０または１１０と雌端子１２の導電性基材上にＳｎめっき層を形成した後、雄端子１０または１１０の雌端子１２との接点部の表面に、溝１０ａまたは凹部１１０ａの幅をａ、深さをｂとし、長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間または凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離をｃ、雄端子１０または１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０または１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離をＬ、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄとすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状および断面形状が略矩形の細長い多数の微細な溝１０ａまたは長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接（または略当接）して配置された平面形状および断面形状が略矩形の多数の微細な凹部１１０ａを形成する。
【００３３】
これらの嵌合型接続端子の製造方法において、溝１０ａは、具体的には、雄端子１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成し、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成する。また、凹部１１０ａは、具体的には、雄端子１１０と雌端子１２が嵌合して固定された状態で雄端子１１０と雌端子１２との間に生じ得る摺動距離Ｌを１０００（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを１０（μｍ）として、１０（μｍ）≦ｂ、１０（μｍ）≦ａ≦１０００（μｍ）、ａ＋ｃ≦１０００（μｍ）を満たすように形成し、好ましくは、摺動距離Ｌを２５０（μｍ）、摩耗粉の酸化物の最大粒径ｄを３０（μｍ）として、３０（μｍ）≦ｂ、３０（μｍ）≦ａ≦２５０（μｍ）、ａ＋ｃ≦２５０（μｍ）を満たすように形成する。
【００３４】
溝１０ａまたは凹部１１０ａの形成は、プレス加工により端子形状に形成された雄端子１０または１１０の導電性基材（溝１０ａまたは凹部１１０ａの形成前にＳｎめっきを施す場合はＳｎめっき層）の表面の雌端子１２との接点部に対応する部分をプレス加工、エッチング加工、放電加工、機械加工またはレーザー加工することによって行うことができる。また、Ｓｎめっきを施す際に溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成してもよい。この場合、電気めっきによって行うのがコスト面から好ましく、必要に応じてリフロー処理を行ってもよい。
【００３５】
また、雄端子１０または１１０の溝１０ａまたは凹部１１０ａの断面形状は、様々な形状に変形することができ、図３Ａに示すように波形でもよいし、図３Ｂに示すように略三角形でもよいし、図３Ｃに示すように溝１０ａまたは凹部１１０ａの間に略半球状の凸部を形成するような形状でもよい。なお、図３Ａ〜図３Ｃの変形例では、雄端子１０または１１０の長手方向に隣接する溝１０ａと溝１０ａの間または凹部１１０ａと凹部１１０ａの間の距離ｃを０とみなすことができる。
【００３６】
また、雄端子１０または１１０に溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成する代わりに、雄端子１０または１１０と嵌合する雌端子の雄端子との接点部の表面に、溝１０ａまたは凹部１１０ａと同様の形状の溝または凹部を形成してもよい。例えば、図４に示すように、本発明による嵌合型接続端子の実施の形態を箱型の接続端子に適用する場合には、雄端子１０または１１０に溝１０ａまたは凹部１１０ａを形成する代わりに、雌端子１１２の弾性片（ばね部）１１２ａに設けられた半球状のインデント（接触突起部）１１２ｂまたは弾性片１１２ａに対向する隆起部（打ち出し部）１１２ｃに、溝１０ａまたは凹部１１０ａと同様の形状の溝または凹部を形成してもよい。
【００３７】
また、厚さ０．１５〜０．２５ｍｍの薄い平板状の導体基材にＳｎめっきを施したＳｎめっき材から雄端子１０または１１０と雌端子１２を作製する場合には、Ｓｎめっき材の破断を防止するために、溝１０ａまたは凹部１１０ａの深さｂを８０μｍ以下にするのが好ましく、７０μｍ以下にするのがさらに好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明による嵌合型接続端子およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。
【００３９】
［実施例１］
まず、厚さ０．２５ｍｍのＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金（ＤＯＷＡメタルテック株式会社製のＮＢ１０９−ＥＮ材）からなる平板状の導体基材に厚さ１μｍの（純度９９．９質量％以上のＳｎからなる）Ｓｎめっきを施したＳｎめっき材を２枚用意した。一方のＳｎめっき材を金型によりプレス加工して、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、その一方の面に幅ａ＝１００μｍ、深さｂ＝５０μｍ、間隔ｃ＝１００μｍの複数の溝を形成し、溝付き平板状試験片（雄端子としての試験片）とした。他方のＳｎめっき材をインデント加工（Ｒ１ｍｍの半球状の打ち出し加工）して得られた試験片をインデント付き試験片（雌端子としての試験片）とした。
【００４０】
次に、溝付き平板状試験片を電動式微摺動摩耗試験装置のステージに固定し、その溝付き平板状試験片にインデント付き試験片のインデントを接触させた後、荷重０．７Ｎでインデント付き試験片を溝付き平板状試験片の表面に押し付けながら、溝付き平板状試験片を固定したステージを水平方向に片道２００μｍの範囲において１秒間に１往復の摺動速度で３０往復させる摺動試験を行い、その摺動試験後の溝付き平板状試験片とインデント付き試験片との間の接点部の電気抵抗値を４端子法によって連続的に測定した。その結果、摺動試験中の抵抗値の最大値は２ｍΩであった。なお、溝付き平板状試験片の溝には、溝の幅より小さい摩耗粉の酸化物（酸化錫粉）が入っていた。
【００４１】
［実施例２］
実施例１の溝の代わりに、一方のＳｎめっき材を金型によりプレス加工して、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、幅ａ＝１００μｍ、深さｂ＝５０μｍ、間隔ｃ＝１００μｍの複数の凹部を形成した以外は、実施例１と同様の試験片を使用して、実施例１と同様の方法により、接点部の電気抵抗値を測定したところ、摺動試験中の抵抗値の最大値は２ｍΩであった。なお、凹部付き平板状試験片の溝には、凹部の幅より小さい摩耗粉の酸化物（酸化錫粉）が入っていた。
【００４２】
［比較例］
実施例１の溝を形成しなかった以外は、実施例１と同様の試験片を使用して、実施例１と同様の方法により、接点部の電気抵抗値を測定したところ、摺動試験中の抵抗値の最大値は２４８ｍΩであった。なお、平板状試験片の表面に摩耗粉の酸化物（酸化錫粉）が残留し、平板状試験片にインデント付き試験片のインデントが接触していなかった。また、平板状試験片上に凝集した摩耗粉の大きさは１０μｍ以下であった。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１１０ 雄端子
１０ａ 溝
１２、１１２ 雌端子
１１０ａ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部が形成され、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすことを特徴とする、嵌合型接続端子。
【請求項２】
前記複数の溝が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合型接続端子。
【請求項３】
前記複数の凹部が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合型接続端子。
【請求項４】
前記基材が銅または銅合金からなることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項５】
前記Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項６】
前記嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、前記雌端子の接点部が弾性片に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項７】
前記摺動距離Ｌが１０００μｍであり、前記最大粒径ｄが１０μｍであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項８】
前記摺動距離Ｌが２５０μｍであり、前記最大粒径ｄが３０μｍであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項９】
導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子および雌端子の一方の端子の導電性基材の表面の他方の端子との接点部に対応する部分に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成した後、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成することを特徴とする、嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１０】
導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成した後、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成することを特徴とする、嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１１】
前記複数の溝が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１２】
前記複数の凹部が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１３】
前記基材が銅または銅合金からなることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１４】
前記Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなることを特徴とする、請求項９乃至１３のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１５】
前記嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、前記雌端子の接点部が弾性片に設けられていることを特徴とする、請求項９乃至１４のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１６】
前記摺動距離Ｌが１０００μｍであり、前記最大粒径ｄが１０μｍであることを特徴とする、請求項９乃至１５のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１７】
前記摺動距離Ｌが２５０μｍであり、前記最大粒径ｄが３０μｍであることを特徴とする、請求項９乃至１５のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１】
導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子において、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部が形成され、これらの溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすことを特徴とする、嵌合型接続端子。
【請求項２】
前記複数の溝が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合型接続端子。
【請求項３】
前記複数の凹部が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であることを特徴とする、請求項１に記載の嵌合型接続端子。
【請求項４】
前記基材が銅または銅合金からなることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項５】
前記Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項６】
前記嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、前記雌端子の接点部が弾性片に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項７】
前記摺動距離Ｌが１０００μｍであり、前記最大粒径ｄが１０μｍであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項８】
前記摺動距離Ｌが２５０μｍであり、前記最大粒径ｄが３０μｍであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の嵌合型接続端子。
【請求項９】
導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子および雌端子の一方の端子の導電性基材の表面の他方の端子との接点部に対応する部分に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成した後、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成することを特徴とする、嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１０】
導電性基材上にＳｎめっき層が形成された雄端子と雌端子からなる嵌合型接続端子の製造方法において、雄端子と雌端子の導電性基材上にＳｎめっき層を形成した後、雄端子および雌端子の一方の端子の他方の端子との接点部の表面に、溝または凹部の幅をａ（μｍ）、深さをｂ（μｍ）、長手方向に隣接する溝と溝の間または凹部と凹部の間の距離をｃ（μｍ）、雄端子と雌端子が嵌合して固定された状態で雄端子と雌端子との間に生じ得る摺動距離をＬ（μｍ）、この摺動により生じ得る摩耗粉の酸化物の最大粒径をｄ（μｍ）とすると、ｄ≦ｂ、ｄ≦ａ≦Ｌ、ａ＋ｃ≦Ｌを満たすように、長手方向に互いに離間した複数の溝または凹部を形成することを特徴とする、嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１１】
前記複数の溝が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に延びる平面形状が略矩形の細長い溝であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１２】
前記複数の凹部が、前記雄端子の長手方向に互いに略等間隔で離間し且つ幅方向に互いに略等間隔で離間するとともに角部が隣接して配置された平面形状が略矩形の凹部であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１３】
前記基材が銅または銅合金からなることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１４】
前記Ｓｎめっき層が純度９９．９質量％以上のＳｎからなることを特徴とする、請求項９乃至１３のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１５】
前記嵌合型接続端子が箱型の接続端子であり、前記雌端子の接点部が弾性片に設けられていることを特徴とする、請求項９乃至１４のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１６】
前記摺動距離Ｌが１０００μｍであり、前記最大粒径ｄが１０μｍであることを特徴とする、請求項９乃至１５のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【請求項１７】
前記摺動距離Ｌが２５０μｍであり、前記最大粒径ｄが３０μｍであることを特徴とする、請求項９乃至１５のいずれかに記載の嵌合型接続端子の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０１９１５（Ｐ２０１３−１０１９１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１５７７（Ｐ２０１２−２２１５７７）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【出願人】（５０６３６５１３１）ＤＯＷＡメタルテック株式会社 (109)
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【出願人】（５０６３６５１３１）ＤＯＷＡメタルテック株式会社 (109)
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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