JPH10302866A - 嵌合型接続端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入力を低下するとともに、十分な耐食性を
も付与した嵌合型接続端子を提供する。 【解決手段】 有機アミンとパラフィンワックスとを有
機溶剤または水に溶かした防錆潤滑剤を生成し、当該防
錆潤滑剤中に嵌合型接続端子の雄端子および雌端子を浸
漬して乾燥させるか、または両端子の接触部分に溶液を
スプレー塗布する。錫めっき厚さ０．１μｍの端子に防
錆潤滑剤を塗布した初期状態では、塗布しない端子と同
程度の接触抵抗を維持することができる。また、錫めっ
き厚さ０．１μｍの端子に防錆潤滑剤を塗布した後の腐
食試験後の接触抵抗は、錫めっき厚さ１．０μｍの端子
の腐食試験後の接触抵抗と同程度まで低減することがで
きる。さらに、防錆潤滑剤に含まれるワックスは、潤滑
性も有しているため挿入力をさらに低減する効果も得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、一般に、自動車、産業機器な
どの電気配線において電線同士の接続に用いられる嵌合
型接続端子には、錫めっきが施されてきた。これは、端
子の接続時に、錫めっきの表面酸化皮膜を摩擦によって
破壊し、新鮮な錫を凝着させることにより、低い接触抵
抗を安定して得ることを目的としたものである。

【０００３】また、自動車のＡＢＳ（アンチロックブレ
ーキシステム）やエアバックなど、特に重要な信号回路
に用いられる電気配線には、接続端子に金めっきを施し
て使用していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記錫めっきの凝着
は、錫の硬度が低い（ビッカース硬度４０〜８０）こと
に起因するものである。しかし、錫の硬度が低いこと
は、接続時の挿入力を上昇させるという問題の原因とも
なっている。すなわち、端子の嵌合接続時には錫めっき
の凝着磨耗が発生し、錫の変形抵抗に逆らって嵌合させ
るため、挿入力が上昇することとなる。

【０００５】ところで、自動車などの電気配線では複数
の電線の束（以下、「ワイヤーハーネス」と称する）を
１つのコネクタで接続するのが一般的であり、コネクタ
の接続に必要な力は、端子１個当たりの挿入力に電線の
本数（従来は、一般に１０極〜２０極）を乗じた値とし
て概算することができる。従って、端子１個当たりの挿
入力が高いと、コネクタの接続に必要な力はワイヤーハ
ーネスの電線数に応じた大きな値となる。

【０００６】特に、近年のカーエレクトロニクスの著し
い進歩・発展は、自動車に搭載する電子機器やＣＰＵの
数を飛躍的に増加させ、それに伴ってワイヤーハーネス
の電線本数を増加し、コネクタの多極化（３０極〜４０
極）を図りたいとの要望も強まっている。

【０００７】しかしながら、上述の如く、コネクタを多
極化すると当該コネクタの接続に必要な力も電線本数に
比例して上昇し、ボルトやてこなどの補助機構なしで
は、コネクタの接続ができなくなる。このため、端子を
小型化しても、補助機構がコネクタの小型化・軽量化を
阻害することとなる。

【０００８】端子の挿入力を低減するには、接点圧力
（嵌合部で接点に与える押しつけ力）を低下させること
が考えられるが、この場合は、安定した低い接触抵抗が
得られなくなる。換言すれば、安定した接触抵抗を維持
したまま端子の挿入力を低下させることが困難であるた
め、コネクタを多極化する際に補助機構が不可欠とな
り、コネクタの小型化・軽量化を阻害する要因となって
いる。

【０００９】なお、接続端子に金めっきを使用すれば、
低い接点圧力でも低い接触抵抗が安定して得られるた
め、端子の挿入力を低くすることができ、コネクタを多
極化してもその接続に要する力が著しく上昇することは
ないが、金めっきは錫めっきに比較して数倍〜数十倍の
コストを要するため、特に多極化したコネクタには適し
ない。

【００１０】そこで、本発明者等は、錫めっきの厚さを
薄くして接続端子の見かけの硬度を上昇させることによ
り、端子挿入力を低下させる技術を案出した。錫めっき
を薄くした場合、耐食性（特に耐亜硫酸ガス腐食特性）
の低下が懸念されるが、本発明者等による試験の結果に
よれば、錫めっきの厚さを薄くした接続端子の耐食性が
使用に際して問題となるほど劣化することはない。な
お、この技術については後述する。

【００１１】もっとも、自動車、産業機器などの電気配
線においては、耐食性の低下の程度が少ない方が好まし
いのは当然であり、より優れた耐食性を接続端子に付与
したい場合も多い。また、メインテナンスの都合上、頻
繁に挿抜を行うコネクタでは、端子の錫めっきが剥がれ
て耐食性が低下することも考えられるため、予め接続端
子の耐食性を向上させておく方が良い。

【００１２】本発明は、上記のような要請に鑑みてなさ
れたものであり、挿入力を低下するとともに、十分な耐
食性をも付与した嵌合型接続端子を提供することを目的
とする。

【００１３】

【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、錫めっきを施した雄部品および
雌部品の嵌合によって電気的接触を得る嵌合型接続端子
であって、前記雄部品または前記雌部品のうちの少なく
とも一方に、防錆潤滑剤を塗布している。

【００１４】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、前記防錆潤滑剤にキレ
ート剤およびワックスを含ませている。

【００１５】また、請求項３の発明は、請求項１または
請求項２の発明に係る嵌合型接続端子において、前記雄
部品または前記雌部品のうちの一方の母材の前記嵌合に
よる摺動部分に０．１μｍ〜０．３μｍの厚さの錫めっ
きを施し、他方の母材の摺動部分に０．１μｍ以上の厚
さの錫めっきを施している。

【００１６】

【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。本明細書において
は、まず、本発明に係る防錆潤滑処理技術を適用する前
提となる錫めっき厚の薄肉化について説明した後、防錆
潤滑剤の塗布について説明する。

【００１７】Ａ．嵌合型接続端子における錫めっきの薄
肉化： Ａ−１．嵌合型接続端子の形態：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。

【００１８】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の上面および下面は平滑な摺動面と
している。

【００１９】雌端子２０は、電線との圧着部であるワイ
ヤバレル２４と、雄端子１０との嵌合部２５とを形成し
ている。嵌合部２５は、中空の箱形状であり、舌片２
１、エンボス２２およびビード２３とをその内部に備え
ている。なお、図２は、嵌合部２５の内部を示した一部
切欠平面図である。

【００２０】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２
３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。

【００２１】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との間隙に挿
入する。そして、このときにタブ１２の上下面のうちの
一方はエンボス２２と、他方はビード２３と摺動する。

【００２２】Ａ−２．嵌合型接続端子への錫めっき：上
記の雄端子１０および雌端子２０においては、その母材
を銅としている。銅のままでは、その硬度が高く（ビッ
カース硬度１００以上）、雄端子１０と雌端子２０との
接触抵抗が高くなることもあるため、両端子の少なくと
も接触部分、すなわちタブ１２、エンボス２２およびビ
ード２３には錫めっきを施している。錫めっきによる、
接触抵抗低減の効果は既に述べた通りである。

【００２３】従来は端子への錫めっきの厚さを１．０μ
ｍ以上としていた。これは、錫めっきのコストが比較的
安価なことと、端子の耐食性を考慮した結果である。

【００２４】本発明者等は挿入力低減を目的として錫め
っきの薄肉化を案出した。すなわち、錫めっきの厚さを
１．０μｍ以下に薄くすることによって端子の接触部分
の見かけの硬度を高くし、挿入力を低減させた。錫めっ
きの薄肉化による挿入力低減効果について以下に示す実
験結果を使用して説明する。

【００２５】実験は、雄端子１０および雌端子２０の錫
めっき厚さをそれぞれ０．１μｍ〜１．０μｍまで変化
させ、当該雄端子１０を雌端子２０に嵌合させるときの
挿入力を測定して行った。図３はその実験結果である。

【００２６】従来における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。

【００２７】実験結果が示すように、雄端子１０または
雌端子２０の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（０．６７ｋｇｆ以下）できる。これは、錫め
っきが薄くなるにしたがって、母材である銅の硬度が端
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。

【００２８】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を喪失し、母材の摩
擦にともなって多少挿入力が高くなっている。

【００２９】なお、錫めっきを薄くする場合は、錫めっ
きの下地としてニッケルめっきを施し、錫めっきが銅と
合金化するのを防止している。

【００３０】Ｂ．嵌合型接続端子への防錆潤滑剤の塗
布：接続端子には、挿入力以外にも安定して低い接触抵
抗および良好な耐食性が要求される。接触抵抗は電気配
線の接続に使用される端子である以上当然に要求される
特性であり、また端子の母材である銅は特に亜硫酸ガス
雰囲気において腐食が進行しやすいため耐食性も要求さ
れる。

【００３１】図４は、端子の錫めっき厚さを薄くしたと
きおよび当該端子に防錆潤滑剤を塗布したときの接触抵
抗および耐食性を示す図である。この図は、錫めっき直
後および防錆潤滑剤塗布直後の端子の接触抵抗とさらに
腐食試験を行った後の端子の接触抵抗とを示している。

【００３２】ここで防錆潤滑剤として使用しているの
は、キレート剤である有機アミン（ここでは、シクロヘ
キシルアミン）とワックスであるパラフィンワックスと
を混合した溶剤である。塗布方法は、まず、上記有機ア
ミンとパラフィンワックスとを有機溶剤または水に溶か
した溶液を生成する。そして、当該溶液中に雄端子１０
および雌端子２０を浸漬して乾燥させるか、または両端
子の接触部分に溶液をスプレー塗布する。なお、防錆潤
滑剤は、雄端子１０または雌端子２０のいずれか一方の
みに塗布するようにしてもよい。

【００３３】図４から明らかなように、錫めっき厚さ
０．１μｍの端子は錫めっき厚さ１．０μｍの端子に比
較すると若干接触抵抗が高くなるものの、めっきを施さ
ない端子よりは十分に低い接触抵抗を保っている。すな
わち、錫めっきを厚さ０．１μｍ以上施していれば、安
定して低い接触抵抗を得ることができると言える。通
常、接続端子に要求される接触抵抗は１．０ｍΩ以下で
あり、錫めっき厚さ０．１μｍの端子は、この要求を十
分に満たしている。また、錫めっき厚さ０．１μｍの端
子に上記防錆潤滑剤を塗布した場合は、塗布しない端子
と同程度の接触抵抗を維持することができる。すなわ
ち、不導体である防錆潤滑剤を塗布しても接触抵抗には
影響しない。

【００３４】次に、腐食試験後の接触抵抗についても錫
めっき厚さ０．１μｍの端子は錫めっき厚さ１．０μｍ
の端子よりも多少高くなるが、めっきを施さない端子よ
りは十分に低い接触抵抗となっている。そして、腐食試
験後の錫めっき厚さ０．１μｍの端子の接触抵抗も１．
０ｍΩ以下となっており、接続端子に要求される接触抵
抗の許容値以下となっている。

【００３５】一方、錫めっき厚さ０．１μｍの端子に防
錆潤滑剤を塗布した場合は、腐食試験後の接触抵抗を錫
めっき厚さ１．０μｍの端子と同程度まで低減すること
ができる。これは、防錆潤滑剤中にキレート剤である有
機アミンが含まれており、当該有機アミンが端子母材の
銅（または下地のニッケル）と配位結合によって環状化
合物（キレート化合物）を形成することにより、母材表
面の金属が不活性になるため、耐食性が向上した結果で
ある。また、防錆潤滑剤中に含まれるワックスも撥水性
を有するため、耐食性の向上に寄与している。

【００３６】したがって、端子の錫めっき厚さを０．１
μｍまで低減しても、腐食による接触抵抗の上昇は許容
限度内であるが、当該端子に防錆潤滑剤を塗布した場合
はより確実で十分な耐食性を付与することができる。

【００３７】さらに、防錆潤滑剤に含まれるワックス
は、潤滑性も有しているため挿入力をさらに低減する効
果も得られる。

【００３８】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く、
例えば、端子の母材としては、銅以外にも銅合金、アル
ミニウム、アルミニウム合金、鉄合金、ステンレス鋼、
ニッケル合金などの金属材料を使用することができる。

【００３９】また、防錆潤滑剤に含まれるキレート剤と
しては、上記シクロヘキシルアミンやエチレンジアミン
などの有機アミンの他に、ベンゾトリアゾール系、ベン
ズイミダゾール系、イミダゾール系の環状窒素化合物を
使用してもよい。

【００４０】また、防錆潤滑剤に含まれるワックスとし
ては、上記パラフィンワックスの他に、金属石鹸やペト
ロラタムを使用してもよい。

【００４１】また、本発明は、端子の錫めっきを薄くし
た場合に限られず、錫めっきが厚い場合であっても頻繁
に挿抜を行うコネクタに使用する端子に適用することも
できる。

【００４２】さらに、上記実施形態においては、雄端子
１０および雌端子２０の接触部分には薄い錫めっきを施
していたが、電線との圧着部であるワイヤバレル１１、
２４には部分めっきによって厚い錫めっきを施すように
してもよい。電線との圧着部においては挿入力に関する
特性は要求されず、安定した接触抵抗が得られればよい
からである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
雄部品または雌部品のうちの少なくとも一方に防錆潤滑
剤を塗布しているため、錫めっきを薄くした場合であっ
てもより確実で十分な耐食性を付与できるとともに、挿
入力をさらに低減することができる。

【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】端子の錫めっき厚さを薄くしたときの挿入力の
実験結果を示す図である。

【図４】端子の錫めっき厚さを薄くしたときおよび当該
端子に防錆潤滑剤を塗布したときの接触抵抗および耐食
性を示す図である。

【符号の説明】

１０ 雄端子 １２ タブ ２０ 雌端子 ２１ 舌片 ２２ エンボス ２３ ビード ２５ 嵌合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩谷 準 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 藤井 淳彦 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 錫めっきを施した雄部品および雌部品の
   嵌合によって電気的接触を得る嵌合型接続端子であっ
   て、 前記雄部品または前記雌部品のうちの少なくとも一方
   に、防錆潤滑剤を塗布することを特徴とする嵌合型接続
   端子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の嵌合型接続端子におい
   て、 前記防錆潤滑剤は、キレート剤およびワックスを含むこ
   とを特徴とする嵌合型接続端子。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の嵌合型接
   続端子において、 前記雄部品または前記雌部品のうちの一方の母材の前記
   嵌合による摺動部分に０．１μｍ〜０．３μｍの厚さの
   錫めっきを施し、他方の母材の摺動部分に０．１μｍ以
   上の厚さの錫めっきを施すことを特徴とする嵌合型接続
   端子。