电气触点对以及连接器用端子对的制作方法

本发明涉及一种电气触点对以及连接器用端子对。

背景技术：

近年，随着混合动力汽车或电动汽车等的普及，在供应电力给电动机等的电力供给线等中使用大电流用的连接器用端子。在这种连接器用端子的电气触点，通常使用接触电阻小的ag镀层。接着，通过各个连接器用端子彼此嵌合从而各个电气触点的ag层彼此接触，由此形成电气触点对的触点部。

作为上述连接器用端子，例如在专利文献1中公开了一种连接器用端子，其有电镀部件构成，所述电镀部件具有：基材，其由cu或者cu合金制成；ag-sn合金层，其将基材表面覆盖；以及ag层，其将ag-sn合金层覆盖，并露出于最外层表面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-231228号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，现有技术仍存在以下几点改善的余地。也就是说，ag是一种比较软质且容易凝固的金属。因此，具有由ag层彼此接触而成的触点部的电气触点对因ag的凝固而容易产生磨损，耐磨耗性低劣。特别是，在电气触点对产生了因滑动而引起的摩擦的情况下，因上述凝固而产生的磨损变得显著。由于若产生剧烈磨损，则比在表面露出的基材或ag层的接触电阻大的底层构成触点部，所以连接器用端子对的连接信赖性降低。

关于这点，在专利文献1中，通过在ag层的下面设置比较硬的ag-sn合金层从而减小表面的摩擦系数，由此确保电气触点对的耐磨耗性。但是，即使在采用这种构成的情况下，也存在不能充分减少触点部滑动时的磨损量的情况。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其提供一种电气触点对以及连接器用端子对，其能够减少触点部在滑动时的磨损量。

用于解决课题的手段

在本发明的一个方式中，一种电气触点对，其具有：

第1电气触点，其在第1导电性基材的上方具备ag-sn合金层以及第1ag层，其层积于所述ag-sn合金层的表面，所述第1ag层露出于最外层表面；

第2电气触点，其在第2导电性基材的上方具备第2ag层，所述第2ag层露出于最外层表面；以及

触点部，由所述第1电气触点的所述第1ag层的表面与所述第2电气触点的所述第2ag层的表面接触而成，其中，

施加于所述触点部的接触压力设为500n/mm²以下。

本发明的其他形态是一种连接器用端子对，其特征在于具有所述电气触点对。

发明效果

上述电气触点对具有触点部，所述触点部由第1电气触点的第1ag层的表面与第2电气触点的第2ag层的表面接触而成。在此，第1电气触点在第1ag层的下面具有比第1ag层硬的ag-sn合金层。因此，第1电气触点的最外层表面的摩擦系数变小，滑动时的耐磨耗性提高。此外，在上述电气触点对中，施加于触点部的接触压力设定为500n/mm²以下。也就是说，在上述电气触点对中，施加于由具有上述构成的第1电气触点以及第2电气触点构成的触点部的接触压力被限制于500n/mm²以下。因此，上述电气触点对与施加于触点部的接触压力超过500n/mm²的情况相比较，能够使在触点部滑动时的磨损量减少。

另外，上述连接器用端子对具有上述电气触点对。因此，上述连接器用端子对能够使在触点部滑动时的磨损量减少。因此，上述连接器用端子对能够维持较高的连接信赖性。

附图说明

图1是示意性地示出实施例1的电气触点对的剖视图。

图2是示意性地示出实施例1的连接器用端子对的剖视图。

图3是示意性地示出实施例2的电气触点对的剖视图。

图4是示意性地示出实施例3的电气触点对的剖视图。

图5是示意性地示出实施例3的连接器用端子对的沿v-v的剖视图。

图6是示意性地示出实施例3的连接器用端子对的沿vi-vi的剖视图。

图7是示出由实验例获得的、施加于触点部的接触压力(n/mm²)与磨损体积(μm³)之间关系的曲线图。

具体实施方式

在上述电气触点对中，施加于触点部的接触压力设定为500n/mm²以下。另外，施加于触点部的接触压力能够通过将施加于触点部的载荷(n)除以触点部的第1ag层与第2ag层之间的接触面积(mm²)而算出的。

从容易使触点部在滑动时的磨损量减少的观点出发，施加于触点部的接触压力优选为490n/mm²以下，更加优选为480n/mm²以下、进一步优选为470n/mm²以下、更进一步优选为460n/mm²以下、最优选为450n/mm²以下。另外，从使触点部在滑动时的磨损量减少的观点出发，施加于触点部的接触压力的下限并非特别限定于此。通过考虑端子的形状、端子的大小等，施加于触点部的接触压力的下限能够以电气接触被确保的方式进行设定。

在上述电气触点对中，第1电气触点在第1导电性基材的上方具备ag-sn合金层以及第1ag层，其层积于ag-sn合金层的表面，第1ag层露出于最外层表面。只要ag-sn合金层配置于第1导电性基材的上方，ag-sn合金层可以不与第1导电性基材接触，也可以与第1导电性基材接触。在前者的情况下，在第1导电性基材与ag-sn合金层之间，根据需要能够使1层或者2层以上的其他金属(包含合金，以下省略)介于其中。也就是说，第1电气触点具备：第1导电性基材；ag-sn合金层，其直接层积于第1导电性基材的表面或者隔着其他金属层层积于第1导电性基材的表面；以及第1ag层，其层积于ag-sn合金层的表面，其中，第1ag层露出于最外层表面。

在上述电气触点对中，第2电气触点在第2导电性基材的上方具备第2ag层，第2ag层露出于最外层表面。只要第2ag层配置于第2导电性基材的上方，第2ag层可以不与第2导电性基材接触，也可以与第2导电性基材接触。在前者的情况下，在第2导电性基材与第2ag层之间，根据必要能够使1层或者2层以上的其他金属层介在其中。也就是说、第2电气触点具备：第2导电性基材；以及第2ag层，其直接层积于第2导电性基材的表面或者隔着其他金属层层积于第2导电性基材的表面，其中，第2ag层露出于最外层表面。

上述电气触点对构成为在第1导电性基材与ag-sn合金层之间，以及/或者在第2导电性基材与第2ag层之间具有ni层以及/或者ni合金层。

ni层、ni合金层具有较高的耐热性。因此，在这种情况下，即使在上述电气触点对暴晒于高温环境下的情况下，能够通过ni层、ni合金层截断氧化物形成元素(例如、导电性基材的cu成分等)从ni层、ni合金层的下方朝表面扩散。因此，在触点部难以形成绝缘性的氧化物从而变得容易抑制接触电阻的增大。

在上述电气触点对中，第1导电性基材以及第2导电性基材能够由铜或者铜合金构成，或者是由铝或者铝合金构成。

在第1导电性基材以及第2导电性基材由铜或者铜合金制成的情况下，在以铜或者铜合金作为导电性基材的连接器用端子对中能够获得合适的电气触点对。另外，在第1导电性基材以及第2导电性基材由铝或者铝合金制成的情况下，在以铝或者铝合金为导电性基材的连接器用端子对中能够获得合适的电气触点对。

在上述电气触点对中，第1电气触点可以具有突起状的形状，第2电气触点可以具有与突起状的第1电气触点的顶部电气接触的板形状。另外，第2电气触点可以具有突起状的形状，第1电气触点可以具有与突起状的第2电气触点的顶部电气接触的板形状。除此之外，在上述电气触点对中，第1电气触点可以具有折弯部，第2电气触点可以具有与第1电气触点的折弯部电气接触的板形状。另外，第2电气触点也可以具有折弯部，第1电气触点也可以具有与第2电气触点的折弯部电气接触的板形状。

在上述电气触点对中，第1ag层的厚度比第2ag层的厚度薄。在这种情况下，能够容易发挥以下两效果：通过在第1ag层的下面具有比较硬的ag-sn合金层，从而获得使第1电气触点的最外层表面的摩擦系数降低的效果；以及通过比第1ag层厚的第2ag层，从而获得使接触电阻降低的效果。

上述连接器用端子对具有上述电气触点对。上述连接器用端子对可以具有1个上述电气触点对，也可以具有多个上述电气触点对。另外，上述连接器用端子对除了具有上述电气触点对以外，还可以具有与上述电气触点对不同构成的电气触点对。在上述连接器用端子对中，优选为上述连接器用端子对所具有的电气触点对全部由上述电气触点对构成。在这种情况下，由于能够使全部的触点部在滑动时的磨损量减少，所以能够获得容易维持较高的连接信赖性的连接器用端子对。

具体地讲，上述连接器用端子对具有：第1端子，其具有第1电气触点；以及第2端子，其具有第2电气触点，通过第1端子与第2端子嵌合从而形成触点部。在这种情况下，能够确实地获得具有上述电气触点对的连接器用端子对。

更具体地讲，例如，第1端子呈阴端子形状，其具有作为第1电气触点的突起部，第2端子呈阳端子形状，其具有作为与突起部的顶部接触的第2电气触点的板状部。在这种情况下，第1端子具有1个或2个以上的突起部，第2端子具有1个或2个以上的板状部。另外，也可以构成为，第2端子呈阴端子形状，其具有作为第2电气触点的突起部，第1端子呈阳端子形状，其具有作为与突起部的顶部接触的第1电气触点的板状部。在这种情况下，第2端子具有1个或2个以上的突起部，第1端子具有1或者2以上的板状部。

另外，例如，第1端子呈阴端子形状，其具有作为第1电气触点的折弯部，第2端子呈阳端子形状，其具有作为与折弯部接触的第2电气触点的板状部。在这种情况下，第1端子具有1个或2个以上折弯部，第2端子具有1个或2个以上板状部。另外，也可以构成为，第2端子呈阴端子形状，其具有作为第2电气触点的折弯部，第1端子呈阳端子形状，其具有作为与折弯部接触的第1电气触点的板状部。在这种情况下，第2端子具有1个或2个以上折弯部，第1端子具有1个或2个以上折弯部。

另外，上述各个构成为了获得上述各个作用效果等，能够根据需要进行任意组合。

实施例

以下，参照附图，对实施例的电气触点对以及连接器用端子对进行说明。

(实施例1)

参照图1、图2，对实施例1的电气触点对以及连接器用端子对进行说明。如图1所示，本例的电气触点对1具有第1电气触点11、第2电气触点12以及触点部13。第1电气触点11在第1导电性基材111的上方具备ag-sn合金层113以及第1ag层114，第1ag层114层积于ag-sn合金层113的表面。在第1电气触点11中，第1ag层114露出于最外层表面。第2电气触点12在第2导电性基材121的上方具备第2ag层123。另外，在各个电气触点11、12中，各个层形成侧以各个导电性基材111、121为基准位于上侧。在第1电气触点12中，第2ag层123露出于最外层表面。触点部13是由第1电气触点11的第1ag层114的表面与第2电气触点12的第2ag层123的表面接触而成。施加于触点部13的接触压力设为500n/mm²以下。以下，对此进行详细说明。

在本例中，第1电气触点11具有突起状的形状。具体地讲，第1电气触点11具备：第1导电性基材111，其形成为突起状；ni层112，其层积于第1导电性基材111的表面；ag-sn合金层113，其层积于ni层112的表面；以及第1ag层114，其层积于ag-sn合金层113的表面。第1导电性基材111由铜或者铜合金制成，其厚度为250μm。ni层112的厚度为1μm。ag-sn合金层113的厚度为4μm。第1ag层114的厚度为1μm。

另一方面，在本例中，第2电气触点12具有与突起状的第1电气触点11的顶部电气接触的板形状。具体地讲，第2电气触点12具备：第2导电性基材121，其形成为板形状；ni层122，其层积于第2导电性基材121的表面；以及第2ag层123，其层积于ni层122的表面。第2导电性基材121由铜或者铜合金制成，其厚度为250μm。ni层122的厚度为1μm。第2ag层123的厚度为5μm。另外，第1电气触点11的ni层112、第2电气触点12的ni层122能够变更为ni合金层。

接着，如图2所示，本例的连接器用端子对2具有电气触点对1。以下，进行详细说明。

在本例中，连接器用端子对2具有：第1端子21，其具有上述第1电气触点11；以及第2端子22，其具有上述第2电气触点12。在连接器用端子对2中，通过第1端子21与第2端子22相嵌合从而形成触点部13。另外，在本例中，第1端子21具有1个第1电气触点11，第2端子22具有1个第2电气触点12。因此，本例的连接器用端子对2具有1个电气触点对1以及1个触点部13，触点部13的接触压力设定为500n/mm²以下。

连接器用端子对2在汽车用线束(未图示)中被使用。更具体地讲，连接器用端子对2适用于在汽车上有大电流流过的电力供给线。具体地讲，第1端子21是阴端子。更具体地讲，第2端子22是阳端子。

更具体地讲，第1端子21具有筒状部212，筒状部212在其前端开口有插入口211。另一方面，第2端子22具有板状部221，其用于插入到第1端子21的插入口211内。在第1端子21的筒状部212的内部设置有弹性接触片214，弹性接触片214通过底面板213向内侧后方折回而形成。弹性接触片214用于对被插入的第2端子22的板状部221施加朝上的力。第2端子22的板状部221被弹性接触片214按压到筒状部212的顶棚板215的内侧面。由此，第2端子22的板状部221以夹压状态被保持在弹性接触片214与顶棚板215的内侧面之间。

在弹性接触片214形成有突起部216。突起部216通过使弹性接触片214从里侧朝表面以半球状凸出而形成。在本例中，弹性接触片214的突起部216构成为第1电气触点11。另外，在第2端子22的板状部221中，与突起部216的顶部接触的部分与其周边部分构成为第2电气触点12。

另外，在本例中，在第1端子21的包含第1电气触点11在内的弹性接触片214以外的部分在由铜或者铜合金制成的导电性基材的表面层积有ni层，且在ni层的表面层积有sn层或者sn合金层。构成第1端子21的导电性基材与第1电气触点11的第1导电性基材111连续。另外，第2端子22的包含第2电气触点12在内的板状部221以外的部分(未图示)在由铜或者铜合金制成的导电性基材的表面层积有ni层，且在ni层的表面层积有sn层或者sn合金层。构成第2端子22的导电性基材与第2电气触点12的第2导电性基材121连续。

接着，对本例的电气触点对以及连接器用端子对的作用效果进行说明。

本例的电气触点对1具有触点部13，触点部13是由第1电气触点11的第1ag层114的表面与第2电气触点12的第2ag层123的表面接触而成。在此，第1电气触点11在第1ag层114的下面具有ag-sn合金层113，其比第1ag层114硬。因此，在第1电气触点11中，最外层表面的摩擦系数变小，从而滑动时的耐磨耗性提高。此外，在本例的电气触点对1中，施加于触点部13的接触压力设为500n/mm²以下。也就是说，本例的电气触点对1将施加于触点部13的接触压力限制于500n/mm²以下，触点部13由具有上述构成的第1电气触点11以及第2电气触点12构成。因此，与施加于触点部13的接触压力超过500n/mm²的情况相比较，本例的电气触点对1能够使触点部13在滑动时的磨损量减少。

另外，本例的连接器用端子对2具有本例的电气触点对1。因此，本例的连接器用端子对2能够使滑动时的触点部13的磨损量减少。因此，本例的连接器用端子对2能够维持较高的连接信赖性。

(实施例2)

参照附图3，对实施例2的电气触点对以及连接器用端子进行说明。如图3所示，在本例的电气触点对1中，第2电气触点12具有突起状的形状。具体地讲，第2电气触点12具备：第2导电性基材121，其形成为突起状；ni合金层122，其层积于第2导电性基材121的表面；以及第2ag层123，其层积于ni合金层122的表面。第2导电性基材121由铜或者铜合金制成，厚度为250μm。ni合金层122的厚度为1μm。第2ag层123的厚度为1μm。

另一方面，在本例中，第1电气触点11具有与突起状的第2电气触点12的顶部电气接触的板形状。具体地讲，第1电气触点11具有：第1导电性基材111，其形成为板形状；ni合金层112，其层积于第1导电性基材111的表面；ag-sn合金层113，其层积于ni合金层112的表面；以及第1ag层114，其层积于ag-sn合金层113的表面。第1导电性基材111由铜或者铜合金制成，其厚度为250μm。ni合金层112的厚度为1μm。ag-sn合金层113的厚度为4μm。第1ag层114的厚度为1μm。关于其他构成，其具有与实施例1的电气触点对1相同的构成。

另外，在本例的连接器用端子对(未图示)中，第1端子为阳端子，第2端子为阴端子。也就是说，在本例的连接器用端子对中，其阳极、阴极的构成与实施例1的连接器用端子相反。因此，在本例中，弹性接触片的突起部构成为第2电气触点。另外，在第1端子的板状部中，与突起部的顶部接触的部分以及其周边部分构成为第1电气触点。关于其他构成，其具有与实施例1的连接器用端子对相同的构成。

关于本例的电气触点对以及连接器用端子对，能够发挥与实施例1的电气触点对以及连接器用端子对相同的作用效果。

(实施例3)

参照图4～6，对实施例3的电气触点对以及连接器用端子进行说明。如图4所示，本例的第1电气触点11具有折弯部218。具体地讲，第1电气触点11具备：第1导电性基材111，其以具有折弯部218的方式折弯形成；ag-sn合金层113，其层积于第1导电性基材111的表面；以及第1ag层114，其层积于ag-sn合金层113的表面。第1导电性基材111由铝或者铝合金制成，其厚度为250μm。ag-sn合金层113的厚度为4μm。第1ag层114的厚度为1μm。

另一方面，在本例中，第2电气触点12具有与第1电气触点11的折弯部218电气接触的板形状。具体地讲，第2电气触点12具有：第2导电性基材121，其形成为板形状；以及第2ag层123，其层积于第2导电性基材121的表面。第2导电性基材121由铝或者铝合金制成，其厚度为250μm。第2ag层123的厚度为5μm。关于其他构成，其具有与实施例1的电气触点对1相同的构成。

另外，如图5、图6所示，与实施例1的连接器用端子对1相同，本例的连接器用端子对2具有：第1端子21，其具有上述第1电气触点11；以及第2端子22，其具有上述第2电气触点12。接着，在连接器用端子对2中，通过第1端子21与第2端子22相嵌合从而形成触点部13。

但是，在本例中，第1端子21具有6个第1电气触点11，第2端子22在一个板状部212上具有6个第2电气触点12。因此，本例的连接器用端子对2具有6个电气触点对1，具有接触压力为500n/mm²以下的6个触点部13。也就是说，连接器用端子对2具有多个电气触点对，全部的电气触点对由上述电气触点对1构成。

更具体地讲，在第1端子21的筒状部212的内部设置有三对弹性接触片214，三对弹性接触片214通过顶面板217与底面板213分别向内侧后方折回而形成。配置于顶面板217侧的各3个弹性接触片214用于对被插入的第2端子22的板状部221施加朝下的力。另外，以与配置于顶面板217侧的各3个弹性接触片214对置的方式配置于底面板213侧的各3个弹性接触片214用于对被插入的第2端子22的板状部221施加朝上的力。由此，第2端子22的板状部221通过三对弹性接触片214以夹压状态被保持。

在各个弹性接触片214分别形成有折弯部218。折弯部218通过使弹性接触片214的顶端部朝与第2端子22侧相反的一侧折弯的方式折弯而形成。在本例中，弹性接触片214的折弯部218构成为第1电气触点11。另外，在第2端子22的板状部221中，与折弯部218的顶部接触的部分以及其周边部分构成为第2电气触点12。关于其他构成，其具有与实施例1的连接器用端子对1相同的构成。

关于本例的电气触点对以及连接器用端子对，也能够发挥与实施例1的电气触点对以及连接器用端子对相同的作用效果。

<实验例>

以下，利用实验例进行更具体的说明。

-试验片的制作-

在厚度为250μm的干净的铜合金板的表面通过电镀法形成厚度为1μm的ni镀膜。接着，在ni镀膜的表面，通过电镀法依次形成厚度为1.3μm的ag镀膜、厚度为1.4μm的sn镀膜、厚度为2.3μm的ag镀膜后，在290℃温度下进行回流焊接处理。由此，在铜合金板的表面，依次形成ni层(厚度1μm)、ag-sn合金层(厚度4μm)以及ag层(厚度1μm)。接着，通过使铜合金板的一部份以其曲率半径为3mm的方式从里侧向表侧凸出而形成大致半球状的突起部。通过这种方式，获得试验片1a。另外，试验片1a是对构成电气触点对的第1电气触点进行模拟。

另外，在试验片1a的制作中，除了形成曲率半径为1mm的大致半球状的突起部以外，以其他方面一样的方式获得试验片1b。另外，试验片1b是对构成电气触点对的第1电气触点进行模拟。

另外，在厚度为250μm的干净的铜合金板的表面，通过电镀法形成厚度为1μm的ni镀膜。接着，在ni镀膜的表面，通过电镀法形成厚度为5μm的ag镀膜。由此，在铜合金板的表面获得依次具有ni层(厚度1μm)、ag层(厚度5μm)的试验片2。另外，试验片2是对构成电气触点对的第2电气触点进行模拟。

-摩擦磨损试验-

以使试验片1a或者试验片1b的突起部的顶部沿铅直方向接触试验片2的ag层的方式进行保持，并利用压电致动器沿铅直方向施加表1所示的预定的载荷(n)。这是对具有由使试验片1a或试验片1b与试验片2接触而成的触点部的电气触点对进行模拟。接着，一边施加上述预定的载荷，一边以10mm/min的速度沿水平方向将试验片1a或试验片1b拉曳25mm，一边使两个试验片滑动。然后，对突起部进行观察，求得滑动痕的面积。接着，简单地，将滑动痕的面积视为试验片1a或试验片1b与试验片2之间的触点部的接触面积(mm²)，通过上述施加载荷除以上述接触面积从而求得接触压力(n/mm²)。另外，利用共聚焦显微镜(雷泰光電公司制、“optelicsh1200”)，对试验前的突起部的顶端与形成于试验后的突起部的滑动痕的表面之间的距离进行测定，简单地将通过滑动痕的面积乘以上述距离而求得的值作为磨损体积(μm³)。将其结果归纳为如表1所示。另外，图7示出施加于触点部的接触压力(n/mm²)与磨损体积(μm³)之间的关系。

[表1]

根据表1以及图7，若施加于触点部的接触压力超过500n/mm²，则可以看到磨损体积急剧增加。另外，在本例中，在施加于触点部的接触压力设为100n/mm²以上且施加于触点部的接触压力设为500n/mm²以下的情况下，可以看到磨损体积的急剧增加被抑制。从其结果来看，通过将施加于触点部的接触压力限制于500n/mm²以下，与施加于触点部的接触压力超过500n/mm²的情况比较，能够使在触点部滑动时的磨损量减少。

以上，对本发明的实施例进行了详细说明，但是本发明并非限定于上述实施例，能在没有脱离本发明的趣旨的范围内进行各种变更。