接触连接结构的制作方法

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接触连接结构的制作方法

本发明涉及一种进行第一端子与第二端子之间的电连接的接触连接结构。



背景技术:

在图29和图30中,示出了已经应用了传统的接触连接结构的公端子和母端子(见作为类似技术的专利文献1)。

如图29、图30和图31所示,母端子1051具有:四边形的盒部1052;以及弹性偏移部1053,其与该盒部1052一体地设置,并且布置在盒部1052中。

弹性偏移部1053设置有朝着底表面侧突出的缩进部1054。

缩进部1054的外周表面的形状为几乎球形,并且中央部位于最低的部分处。

注意,虽然在图29和图30中省略了图示,但是在母端子1051的外表面的整个区域上进行电镀(例如,镀锡),并且从在高温环境下提高连接可靠性以及在腐蚀环境下提高耐腐蚀性等的角度来设置镀层。

如图29、图30和图32所示,公端子1060具有扁平凸头部1061。

注意,虽然在图29和图30中省略了图示,但是在公端子1060的外表面的整个区域上进行电镀(例如,镀锡),并且从在高温环境下提高连接可靠性以及在腐蚀环境下提高耐腐蚀性等的角度设置镀层。

当如上所述地进行电镀(镀锡),而后进行回流焊接工艺时,在铜合金材料的基材的外表面侧上形成镀层(铜/锡合金层、镀锡层),并且在镀层的外表面上形成氧化膜。

在上述构造中,当公端子1060的凸头部1061在图29中的位置处插入到母端子1051的盒部1052中时,弹性偏移部1053偏移地变形,并且使得凸头部1061能够插入。

在凸头部1061的插入过程中,弹性偏移部1053的缩进部1054在凸头部1061的接触表面1061a上滑动,并且在端子插入完成位置处,如图30和图33所示,弹性偏移部1053的缩进部1054与凸头部1061的接触表面1061a进行相互接触。

如上所述,当缩进部1054在凸头部1061的接触表面1061a上滑动时,弹性偏移部1053的偏移恢复力充当接触载荷,并且因此,如图35(a)、图35(b)所示(示出了镀层,省略了形成在缩进部1054上的氧化膜),形成在缩进部1054上的氧化膜被破坏,并且形成在凸头部1061上的镀层1063被推入凸头部1061中,并且从而氧化膜1064被破坏。

当氧化膜1064以该方式被破坏时,用于电镀的金属(例如锡)从各个氧化膜1064的裂缝喷出,并且从而母端子1051的缩进部1054与公端子1060的凸头部1061的接触表面1061a互相进行电接触。

即,利用弹性偏移部1053的偏移恢复力作为接触载荷,母端子1051的缩进部1054与公端子1060的凸头部1061的接触表面互相进行电接触。

然后,电流流经缩进部1054与凸头部1061之间的接触表面,从而母端子1051与公端子1060导通。

注意,与锡和铜相比,氧化膜1064的电阻非常高。因此,为了降低接触电阻,需要破坏氧化膜1064,从而形成许多镀层对镀层的接触表面(欧姆点)。

在传统的接触连接结构中,通过缩进部与凸头部的接触表面之间的接触载荷破坏氧化膜,从而在氧化膜的破坏位置处获得缩进部和凸头部的电镀金属之间的接触。

参考文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开No.2007-280825



技术实现要素:

技术问题

然而,在传统实例中,母端子1051的缩进部1054的形状几乎是球形,并且其在其顶点处与公端子1060的凸头部1061进行接触。因此,如图34所示,由于这种单点接触表面的外径变为表观接触表面直径D02(直径),所以该表观接触表面直径D02(为清晰说明由图34中的斜线表示)是小的。

另外,由于表观接触表面E02因为表面粗糙度等的影响而实际上不遍及其整个区域地进行接触,所以整个区域不承担电导通,并且在表观接触表面E02中,实际与其进行接触的表面(实际接触表面)承担电导通。此处,虽然当实际接触表面位于表观接触表面直径D02的外周部上时,电流容易流通,但是在传统实例中实际接触表面不规则地(随机地)产生在表观接触表面E02中。在传统实例中,由于表观接触表面直径D02是小的,并且以该方式在表观接触表面E02中不规则地(随机地)产生实际接触表面,所以存在接触电阻大的问题。

此处,虽然设想使得弹性偏移部的偏移恢复力(接触载荷)大,并且扩大接触部(缩进部54),以通过使得表观接触表面直径大而降低接触电阻,但是这使母端子1051和公端子1060大型化和复杂化。

另外,在上述传统实例中,如图35(b)所示,虽然设想当母端子1051与公端子1060在端子插入完成位置处进行互相接触时,通过增加镀层1063的推进量来增大接触部之间的接触压力以便促进氧化膜1064的破坏,但是由于镀层1063是薄的,并且镀层1063的推进量是小的,所以存在使母端子1051和公端子1060大型化和复杂化的问题。

因此,为解决上述问题而做出本发明,并且本发明的目的在于提供一种接触连接结构,其能够最大限度地降低接触电阻而不使端子大型化和复杂化。

问题解决方案

本发明是一种接触连接结构,具有:第一接触部,在该第一接触部中,三个以上的第一缩进部突出地设置在同一圆周上;以及第二接触部,一个第二缩进部突出地设置在该第二接触部中,其中在端子插入过程中,所述第一接触部的所述第一缩进部在所述第二接触部上滑动,并且所述第二接触部的所述第二缩进部在所述第一接触部上滑动,并且在端子插入完成位置处,所述第二缩进部介入由所述三个以上的第一缩进部围绕的位置中,并且所述第一缩进部的外周表面与分别所述第二缩进部的外周表面进行接触。

第一缩进部均包括布置在从所述第二缩进部的滑动轨道偏离的位置处的缩进部。

附图说明

图1示出本发明的第一实施例,并且是在端子连接之前的母端子和公端子的截面图。

图2示出本发明的第一实施例,其中图2(a)是处于端子连接状态中的母端子和公端子的截面图,图2(b)是接触连接位置的主要部分侧视图,并且图2(c)是示出表观接触表面直径的图。

图3示出本发明的第一实施例,其中图3(a)是母端子的接触部的主要部分侧视图,并且图3(b)是图3(a)的A0箭头视图。

图4示出本发明的第一实施例,其中图4(a)是公端子的接触部的主要部分侧视图,并且图4(b)是图4(a)的B0箭头视图。

图5示出本发明的第二实施例,并且是在端子连接之前的母端子和公端子的截面图。

图6示出本发明的第二实施例,其中图5(a)是处于端子连接状态中的母端子和公端子的截面图,图5(b)是接触连接位置的主要部分截面图,并且图5(c)是示出表观接触表面直径的图。

图7示出本发明的第二实施例,其中图7(a)是母端子的缩进部的主要部分侧视图,并且图7(b)是图7(a)的A1箭头视图。

图8示出本发明的第二实施例,其中图8(a)是公端子的接触部的主要部分平面图,并且图8(b)是图8(a)的C1-C1线截面图。

图9示出本发明的第三实施例,并且是在端子连接之前的母端子和公端子的截面图。

图10示出本发明的第三实施例,并且是在连接之后的母端子和公端子的截面图。

图11示出本发明的第三实施例,并且是与示出主要部分(接触部分)的截面图相对应的说明图。

图12示出本发明的第三实施例,并且是示出镀层的变化的说明图。

图13示出本发明的第四实施例,其中图13(a)是与示出主要部分(接触部分)的截面图相对应的说明图,并且图13(b)是与示出主要部分(接触部分)的平面图相对应的说明图。

图14示出本发明的第四实施例,并且是示出镀层的变化的说明图。

图15示出本发明的第五实施例,并且是示出端子插入之前的状态的母端子和公端子的截面图。

图16示出本发明的第五实施例,并且是示出端子插入完成位置的状态的母端子和公端子的截面图。

图17示出本发明的第五实施例,并且是说明形成在缩进部和配合凹陷部上的氧化膜被破坏的状态的说明图。

图18示出本发明的第五实施例,并且是说明如下状态的说明图:形成在缩进部和配合凹陷部上的氧化膜被破坏,并且电镀材料互相地进行彼此接触。

图19示出本发明的第五实施例,并且是示意性地示出形成在配合凹陷部上的隆起部的透视图。

图20示出本发明的第五实施例的第一修改例,并且是示意性地示出形成在配合凹陷部上的隆起部的透视图。

图21示出本发明的第五实施例的第二修改例,并且是示意性地示出形成在配合凹陷部上的隆起部的透视图。

图22示出本发明的第六实施例,并且是在端子连接之前的母端子和公端子的截面图。

图23示出本发明的第六实施例,其中图23(a)是处于端子的连接状态中的母端子和公端子的截面图,图23(b)是从下方观察弹性偏移部的主要部分的图,并且图23(c)是示出缩进部和表观接触表面直径的图。

图24示出第六实施例的修改例,并且是示出缩进部和表观接触表面直径的图。

图25示出本发明的第七实施例,并且是在端子连接之前的母端子和公端子的截面图。

图26示出本发明的第七实施例,其中图26(a)是处于端子的连接状态中的母端子和公端子的截面图,图26(b)是接触点的接触位置的主要部分侧视图,图26(c)是图26(b)的A5箭头图,并且图26(d)是示出表观接触表面和实际接触表面的图。

图27示出本发明的第七实施例,其中图27(a)是母端子的缩进部位置的侧视图,并且图27(b)是图27(a)的B5箭头视图。

图28示出本发明的第七实施例,其中图28(a)是凸头部的主要部分侧视图,图28(b)是凸头部的主要部分平面图,并且图28(c)是说明缩进部与一对突出壁之间的尺寸关系的图。

图29示出传统实例,并且是在端子连接之前的母端子和公端子的截面图。

图30示出传统实例,并且是处于端子连接状态中的母端子和公端子的截面图。

图31示出传统实例,其中图31(a)是母端子的接触部的主要部分侧视图,并且图31(b)是图31(a)的C0箭头视图。

图32示出传统实例,其中图32(a)是公端子的接触部的主要部分侧视图,并且图32(b)是公端子的接触部的主要部分平面图。

图33示出传统实例,并且是接触连接位置的主要部分侧视图。

图34是示出传统实例的表观接触表面直径的图。

图35示出传统实例,其中图35(a)是示出形成在镀层上的氧化膜被破坏之前的状态的图,并且图35(b)是示出形成在镀层上的氧化膜被破坏之后的状态的图。

图36是示出端子的镀层的示意图。

参考标记列表

1,101,201,301,401,501,1051 母端子(第一端子)

2,102,202,303,402,502,1052 盒部

2a,102a,202a,305b,306c,402a,502a 底表面部(第一接触部)

3,103,203,305a,403,503,1053 弹性偏移部(第一接触部)

4,12,104,204,307,404,504,1054 第一缩进部

10,110,211,302,410,510,1060 公端子(第二端子)

11,111,212,304,411,511,1061 凸头部(第二接触部)

12 第二缩进部

具体实施方式

在下文中,将基于附图描述本发明的第一实施例。

图1至图4示出本发明的第一实施例。根据本发明的接触连接结构应用在作为第一端子的母端子与作为第二端子的公端子之间。在下文中,将作出说明。

母端子1布置在母侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成母端子1。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在母端子1的外表面上形成镀锡层(未示出)。母端子1具有:在前部处开口的方形的盒部2,公端子10将要插入该盒部2中;以及弹性偏移部3,其从该盒部2的上表面部延伸,并且布置在盒部2中。弹性偏移部3设置有三个朝着底表面侧突出的第一缩进部4。

三个第一缩进部4布置在同一个圆周(G01)上并且以等间隔布置(见图3(b)、图3(c))。三个第一缩进部4中的两个第一缩进部布置在插入方向M(如图2(b)所示)的上游位置处,并且一个缩进部布置在下游位置处。两个上游侧的第一缩进部4布置在第二缩进部12的滑动轨道T的左右对称的位置处。一个下游侧的第一缩进部4经过第二缩进部12的插入完成位置的下游,布置在第二缩进部12的滑动轨道T的延长线上。以该方式,三个第一缩进部4布置在从第二缩进部12的滑动轨道T偏离的位置处(如图2(c)所示)。即,第一缩进部4布置在如下位置处:在端子插入过程和端子脱离过程中,它们能够在最大限度地不挤撞第二缩进部12的情况下滑动。每个第一缩进部4的外周表面的形状都几乎为球形,并且中心顶点位于最下部。第一缩进部4能够利用弹性偏移部3的偏移变形而向上移动。在母端子1中,弹性偏移部3和盒部2的底表面部2a形成了第一接触部。

公端子10布置在公侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成公端子10。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在公端子10的外表面上形成镀锡层(未示出)。公端子10具有扁平的凸头部11。向上突出的一个第二缩进部12设置在凸头部11的上表面上。第二缩进部12布置在如下位置处:在与母端子1的插入完成位置处(图2(a)中的位置),第二缩进部12挤入由三个第一缩进部4包围的位置(见图2(b))。第二缩进部12的外径比与三个第一缩进部4的内缘端进行接触的圆周G02(见图3(b))的直径大,并且第二缩进部12设定成这样的大小:在与母端子1的插入完成位置(图2(a)中的位置)处,第二缩进部12的外周表面与各个第一缩进部4的外周表面分别进行接触。在公端子10中,凸头部11形成第二接触部。

在上述构造中,当在母侧连接器壳体(未示出)与公侧连接器壳体(未示出)之间进行配合时,公端子10的凸头部11在其配合过程中被插入到母端子1的盒部2中。然后,首先,凸头部11的前端抵接弹性偏移部3,当从该抵接位置进一步向前插入时,弹性偏移部3偏移地变形,并且允许凸头部11的插入。在凸头部11的插入过程(端子插入过程)中,弹性偏移部3的各个第一缩进部4在凸头部11的接触表面上滑动。另外,凸头部11的第二缩进部12在弹性偏移部3的接触表面上滑动。在插入完成位置(连接器配合完成位置)处,如图2(a)至2(c)所示,利用弹性偏移部3的偏移恢复力作为接触载荷,三个第一缩进部4与一个第二缩进部12进行互相接触。当详细描述时,各个第一缩进部4的外周表面与第二缩进部12的外周表面进行接触,并且从而在该接触表面4a中产生实际接触表面。通过在图2(c)中利用斜线表示而清楚说明了接触表面4a。

在该接触连接结构中,在插入完成位置处,第二缩进部12挤入由三个第一缩进部4包围的位置中,并且各个第一缩进部4的外周表面与第二缩进部12的外周表面进行接触。因此,能够将穿过三个接触表面4a的圆周的直径视为表观接触表面直径D01(图2(c)所示),并且因此,与传统实例相比,表观接触表面直径D01是大的,并且在表观接触表面直径D01的外周部上产生实际接触表面。流经接触部的电流相对于表观接触表面直径D01不平均地流动,并且电流易于流动到接触表面直径D01的外周部,并且因此其有效地流动。从以上可知,能够减小接触电阻,而最大限度地不使母端子1和公端子10大型化和复杂化。

接着,将利用霍尔姆的接触理论方程来描述接触电阻变小。根据霍尔姆的接触理论方程,当假设D:表观接触表面直径(直径),ρ:接触材料的电阻率,a:实际接触表面(位置)的半径,n:实际接触表面的数量,则利用R=(ρ/D)+(ρ/2na)计算接触电阻R。在本发明中,由于表观接触表面直径D变得比传统实例的大,所以接触电阻变小。

各个第一缩进部4布置在与第二缩进部12的滑动轨道T偏离的位置处。因此,由于在端子插入过程或端子脱离过程中,第一缩进部4能够最大限度地不挤撞第二缩进部12地滑动,所以能够最大限度地防止端子插入力/端子脱离力变大。

在本实施例中,第一缩进部4的数量是三个,并且第一缩进部4布置在第二缩进部12的滑动轨道T的左右对称位置处。因此,能够最大限度地防止母端子1与公端子10之间的所谓的倾斜配合(局部接触)。

虽然在本实施例中,第一缩进部4的数量是三个,但是四个以上的缩进部4可以设置在相同的圆周上。在该情况下,第一缩进部4也布置在第二缩进部12的滑动轨道T的左右对称位置处。通过以该方式布置缩进部,能够最大限度地防止母端子1与公端子10之间的所谓的倾斜配合(局部接触)。另外,如果第一缩进部4的数量增加,则接触表面4a的数量能够增加。

虽然在本实施例中,各个第一缩进部4的外周表面的形状为球形,但是各个第一缩进部4的外周表面形状可以是如下的曲面形状:顶部设定在最高位置处,并且随着朝向外周行进而以光滑的曲面逐渐变低,还可以是椭球表面、锥形面和棱锥面。

接着,将基于附图描述本发明的第二实施例。

图5至图8示出本发明的第二实施例。根据本发明的接触连接结构应用到作为第一端子的母端子与作为第二端子的公端子之间。在下文中将作出说明。

母端子101布置在母侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成母端子101。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在母端子101的外表面上形成镀锡层(未示出)。母端子101具有:在前部处开口的方形的盒部102,公端子110将要插入该盒部中;以及弹性偏移部103,其从该盒部102的上表面部延伸,并且布置在盒部102中。弹性偏移部103设置有朝着底表面侧突出的缩进部104。缩进部104的外周表面的形状为几乎球形,并且中央顶部位于最低的部分处。缩进部104能够利用弹性偏移部103的偏移变形而向上移动。在母端子101中,弹性偏移部103和盒部102的底表面部102a形成了第一接触部。

公端子110布置在公侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成公端子110。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在公端子110的外表面上形成镀锡层(未示出)。公端子110具有扁平的凸头部111。在公端子110中,凸头部111形成第二接触部。在凸头部111的上表面侧(接触表面侧)上设置凹陷部112,在端子插入完成位置处,缩进部104的外周表面以与周缘进行接触的状态而挤入凹陷部112中。当从上方观看时,凹陷部112是圆形的。凹陷部112的直径d2(直径)设定为尺寸比缩进部104的根部位置的直径d1(直径)稍小。凹陷部112的深度dp设定为如下大小:在缩进部104已经挤入到凹陷部112中的状态下,设定在缩进部104的最下部位置处的顶部不与凹陷部112的底表面接触,即,产生了间隙CS。通过切削加工、冲压加工等形成凹陷部112。

在上述构造中,当在母侧连接器壳体(未示出)与公侧连接器壳体(未示出)之间进行配合时,公端子110的凸头部111在其配合过程中被插入到母端子101的盒部102中。然后,首先,凸头部111的前端抵接弹性偏移部103,当从该抵接位置进一步向前插入时,弹性偏移部103偏移地变形,并且允许凸头部111的插入。在凸头部111的插入过程(端子插入过程)中,弹性偏移部103的缩进部104在凸头部111的接触表面上滑动。在端子插入完成位置(连接器配合完成位置)处,如图6(a)所示,弹性偏移部103的缩进部104与凸头部111中的凹陷部112的位置对齐,并且缩进部104利用弹性偏移部103的偏移恢复力而挤入凸头部111中的凹陷部112中(见图6(b))。

在该接触连接结构中,凹陷部112设置在公端子110的凸头部111的接触表面侧上,在端子插入完成位置处,母端子101的缩进部104的外周表面以与周缘进行接触的状态挤入凹陷部112中。因此,由于缩进部104的外周表面的外周侧与抵接在其上的凸头部111中的凹陷部112的外缘部进行电接触,所以表观接触表面直径D11(如图6(c)所示)与传统相比变大。在图6(c)中,为清楚说明,表观接触表面E11用斜线表示。而且,在表观接触表面直径D11的外周部上产生实际接触表面。在接触部之间流动的电流相对于表观接触表面直径D11不平均地流动,并且电流易于流动到接触表面直径D11的外周部,并且因此电流有效地流动。从以上可知,能够减小接触电阻,而最大限度地不使母端子101和公端子110大型化和复杂化。

接着,将利用霍尔姆的接触理论方程来描述接触电阻变小。根据霍尔姆的接触理论方程,当假设D:表观接触表面直径(直径),ρ:接触材料的电阻率,a:实际接触表面(位置)的半径,n:实际接触表面的数量,则利用R=(ρ/D)+(ρ/2na)计算接触电阻R。在本发明中,由于表观接触表面直径D变得比传统的大,所以接触电阻变小。

缩进部104的外周表面的形状几乎为球形,并且凹陷部112具有比缩进部104的根部位置的直径d1(直径)小的直径d2(直径),并且凹陷部112具有这样的深度:在该凹陷部112与挤入该凹陷部112中的缩进部104的最低位置之间产生间隙CS。因此,由于仅有缩进部104的外周位置确切地与凹陷部112的周缘进行接触,所以利用确实地大的表观接触表面直径,进而在其外周部上产生实际接触表面,并且能够确切地减小接触电阻。

虽然在本实施例中,缩进部104的外周表面的形状是球形,凹陷部112的形状与之相符为圆形,但是不限制缩进部104的外周表面的形状。缩进部104可以是顶部设定在最高位置处并且随着其朝外周行进而以光滑曲面逐渐降低的曲面形状、圆锥形状和角锥体状。使得凹陷部112的形状符合于与缩进部104的形状。

接着,将基于附图描述本发明的第三实施例。

图9至图12示出本发明的第三实施例。

图9和图10中所示的母端子201布置(容纳)在母侧连接器壳体(图示省略)中的端子容纳室中。

通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成母端子201。

如图9和图10所示,母端子201具有作为第一接触部的盒部202。

盒部202的形状为在前部(图9中的左侧)开口的方形。

已经从盒部202的上表面部折回的弹性偏移部203布置在盒部202中。

弹性偏移部203设置有朝着盒部202的底表面部202a侧突出的缩进部204。

缩进部204的外周表面(面向盒部202的底表面部202a的表面)的形状几乎为球形(弧状曲面),中央部位于最底部,并且其利用弹性偏移部203的弹性变形而向上移动。

弹性偏移部203与盒部202的作为固定表面部的底表面部202a间隔地布置。

公端子211插入到弹性偏移部203与盒部202的底表面部202a之间。

后文描述的导电金属的镀层形成在母端子201的外表面上。

公端子211布置(容纳)在公侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。

通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成公端子211。

公端子211具有作为第二接触部的凸头部212。

凸头部212具有平坦板状。

后文将描述的导电金属镀层213B形成在公端子211的外表面上。

接着,将描述母端子201和公端子211的镀层。

母端子201的镀层形成在铜合金材料的基材上。

如图11所示,在公端子211中,镀层213B形成在铜合金材料的基材上,在凸头部212的接触表面212a侧上且在与处于端子插入完成位置的缩进部204相对应的位置处,该镀层213B设置有凹空部212b。

凹空部212b设置成曲率比缩进部204的外周表面的曲率大。

因此,缩进部204与凹空部212b的边缘进行压力接触,从而利用弹性偏移部203的偏移恢复力而强力地使之张开。

当强力地张开的力以该方式作用在凹空部212b的边缘上时,凹空部212b中以及该凹空部212b周围的氧化膜214B被破坏,并且变得易于实现母端子201与公端子211之间的导通。

注意,当进行电镀(镀锡)并且随后进行回流焊接工艺时,在铜合金材料的基材的外表面侧上形成镀层213B(铜/锡合金层、锡镀层),并且在镀层213B的外表面上形成氧化膜214B。

接着,将描述母端子201与公端子211的连接。

当位于图9中的位置处的公端子211的凸头部212插入到母端子201的盒部202中时,弹性偏移部203通过被凸头部212推动而偏移并且变形,并且从而允许凸头部212的插入。

在凸头部212的插入过程中,弹性偏移部203的缩进部204在凸头部212的接触表面212a上滑动,并且在图12所示的端子插入完成位置处,弹性偏移部203的缩进部204与凸头部212的凹空部212b进行压力接触。

如上所述,当缩进部204在凸头部212的接触表面212a上滑动时,弹性偏移部203的偏移恢复力充当接触载荷,并且从而破坏形成在缩进部204上的氧化膜,如图12所示(省略了形成在缩进部204上的镀层和氧化膜的图示)。

另外,通过使得凹进部204在端子插入完成位置处与凸头部212的凹空部212b进行压力接触,由于凹空部212b的曲率比缩进部204的外周表面的曲率大,所以凹进部204与凹空部212b的边缘,即氧化膜214B进行压力接触,从而利用通过弹性偏移部203的偏移恢复力而强力地使之张开。

当张开的力以该方式作用在氧化膜214B上时,形成在凹空部212b中以及该凹空部212b周围的氧化膜214B被缩进部204强力地张开,并且从而氧化膜214B被破坏,并且电镀的金属(例如锡)从氧化膜214B的裂缝喷出,并且从而,母端子201的缩进部204与公端子211的凸头部212的接触表面212a进行电接触。

于是,电流在缩进部204与凸头部212之间流动,并且从而母端子201与公端子211导通。

根据本发明的第三实施例,缩进部204通过弹性偏移部203的偏移恢复力,而使得张开的力作用在形成于凹空部212b的边缘上的氧化膜214B上,从而凹空部212b中和该凹空部212b周围的氧化膜214B被破坏。

以该方式发生氧化膜214B的破坏,并且从而电镀的金属(例如锡)从氧化膜214B的裂缝喷出,并且能够确保多个镀层到镀层的接触部。

因此,能够减小接触电阻而最大限度地不使母端子201和公端子211大型化和复杂化。

接着,将基于附图描述本发明的第四实施例。

图13至图14示出本发明的第四实施例。注意,在图13和图14中,相同的标号赋予与图9至图12所示的部件相同或相应的部件。

第四实施例与图9至图12所示的第三实施例的不同之处在于,如图13(a)和图13(b)所示,凹空部212c具有比缩进部204的投影平面形状小的开口,该凹空部212c设置在凸头部212的接触表面212a侧上,并且在与位于端子插入完成位置处的缩进部204相对应的位置处。

注意,在图13(b)中,优选的是缩进部204的中心与凹空部212c的中心相匹配。

其它部件与第三实施例的部件以相同的方式构成。

接着,将在参考图9和图10的同时描述母端子与公端子的连接。

当位于图9中的位置处的公端子211的凸头部212插入到母端子201的盒部202中时,弹性偏移部203通过被凸头部212推动而偏移并且变形,并且从而允许凸头部212的插入。

在凸头部212的插入过程中,弹性偏移部203的缩进部204在凸头部212的接触表面212a上滑动,并且在端子插入完成位置处,弹性偏移部203的缩进部204与凸头部212的凹空部212c进行压力接触,如图14所示。

如上所述,当缩进部204在凸头部212的接触表面212a上滑动时,弹性偏移部203的偏移恢复力充当接触载荷,并且从而破坏形成在缩进部204上的氧化膜,如图14所示(省略了形成在缩进部204上的镀层和氧化膜的图示)。

另外,在端子插入完成位置处,缩进部204与凸头部212的凹空部212c进行压力接触,并且从而,由于凹空部212c的开口比缩进部204的投影平面形状小,如图13(b)所示,所以缩进部204与凹空部212c的边缘,即氧化膜214C进行压力接触,从而利用弹性偏移部203的偏移恢复力而强力地使之张开。

当张开的力以该方式作用在氧化膜214C上时,形成在凹空部212c中以及该凹空部212c周围的氧化膜214C被缩进部204强力地张开,并且从而氧化膜214C被破坏,并且电镀(镀层213C)的金属(例如锡)从氧化膜214C的裂缝喷出,并且从而,母端子201的缩进部204与公端子211的凸头部212的接触表面212a进行电接触。

于是,电流在缩进部204与凸头部212之间流动,并且从而母端子201与公端子211导通。

根据本发明的第四实施例,缩进部204通过弹性偏移部203的偏移恢复力而使得张开的力作用在形成于凹空部212c的边缘上的氧化膜214C上,并且从而凹空部212c中和该凹空部212c周围的氧化膜214C被破坏。

以该方式发生氧化膜214C的破坏,并且从而电镀的金属(例如锡)从氧化膜214C的裂缝喷出,并且能够确保多个镀层到镀层的接触部。

因此,能够减小接触电阻而最大限度地不使母端子201和公端子211大型化和复杂化。

接着,将基于附图描述本发明的第五实施例。

图15至图19示出本发明的第五实施例。另外,图20和图21示出修改例。

如图15所示,用于本发明的端子连接结构中的端子包含母端子301和公端子302。母端子301布置在未示出的母侧连接器壳体的端子容纳室中。

该母端子301在表面上镀锡,并且具有作为第一接触部的盒部303。

盒部303形成为在前部开口的方形,并且具有:通过将上表面向内折回而形成的弹性偏移部305a;以及设置成从下表面朝着上表面突出的底表面部305b。

弹性偏移部305a具有弹性,并且从盒部303的上表面朝着下表面倾斜地形成。另外,朝着底表面侧突出的缩进部307形成在弹性偏移部305a的表面中。

缩进部307从弹性偏移部305a球状地突出,并且中心位置位于球状形状的最下部。由于缩进部307形成在弹性偏移部305a中,所以其在上下方向上是可移位的。

底表面部305b形成在以预定的距离几乎面向缩进部307的位置处,并且公端子302插入在底表面部305b与缩进部307之间。

公端子302在表面上镀锡,并且具有作为第二接触部的凸头部304。

凸头部304的前端插入到母端子301的底表面部305b与缩进部307之间。

在本实施例中,配合凹陷部306形成在凸头部304的面对缩进部307的表面中,并且使得缩进部307在端子插入完成位置处配合到该配合凹陷部306中。

该配合凹陷部306通过冲压成型而形成。然后,配合凹陷部306形成为锥状,其在截面中观看时直径朝着开口侧增大,并且具有几乎平坦的底表面部306c和在侧部上倾斜的倾斜表面部306d。该底表面部306c和倾斜表面部306d形成了配合凹陷部306的表面306b。

顺便地,遍及弹性偏移部305a和凸头部304的外表面的整个区域进行镀锡处理,铜/锡合金层LB和镀锡层LC形成在铜合金材料制成的基材层LA的外表面侧上,并且在镀锡层LC的外表面上产生氧化膜LD(见图36)。

由于与锡和铜相比,该氧化膜LD的电阻率非常高,所以即使当氧化膜LD互相进行彼此之间的接触时,也不能获得良好的电连接。

因此,通常通过在缩进部307与凸头部304的接触表面之间的接触载荷下破坏所述氧化膜LD,从而使得该缩进部307与该凸头部304的电镀金属在氧化膜LD已被破坏的位置处互相进行彼此之间的接触,来获得更良好的电连接。

此时,有利的是能够进一步促进氧化膜LD的破坏。

因此,在本实施例中,能够进一步促进氧化膜LD的破坏。

具体地,隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)形成在配合凹陷部306的表面306b上。

当接触载荷已经通过在配合凹陷部306的表面306b上形成隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)而作用在该缩进部307与该配合凹陷部306的接触表面之间时,通过凹陷部和隆起部306a,局部压力能够施加在缩进部307与配合凹陷部306的接触表面之间。

此处,发明人已经视觉地掌握,当载荷施加在缩进部307与凸头部304的接触表面之间时,氧化膜LD在多个位置处同心地或放射状地碎裂。

因此,已经使得要形成在配合凹陷部306的表面306b上的隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)被布置在至少或者是放射状的状态或者是同心的状态,从而进一步促进氧化膜LD的同心的或放射状的碎裂。

在本实施例中,隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)在倾斜表面部(表面)上直线状地形成为多个,使得它们整体形成为放射状,如图19所示。

接着,将描述母端子301与公端子302互相电连接的状态的一个实例。

首先,如图15所示,公端子302的凸头部304从母端子301的盒部303的开口侧插入。已经通过盒部303中的开口插入的凸头部304插入到缩进部307与底表面部305b之间。此时,凸头部304滑动到缩进部307和底表面部305b,向上推动弹性偏移部305a,并且在缩进部307与底表面部305b互相分开的方向上弹性变形。

当凸头部304进一步插入到母端子301中时,其到达图16所示的端子插入完成位置,并且缩进部307配合到配合凹陷部306中。

在凸头部304以该方式已经插入直到端子插入完成位置的状态下,在弹性偏移部305a中产生偏移恢复力,并且从而接触载荷通过该偏移恢复力作用在缩进部307与配合凹陷部306的接触表面之间。

此时,缩进部307的表面被形成在配合凹陷部306上的隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)局部地按压。在本实施例中,缩进部307的表面被放射状地按压。

结果,促进了缩进部307的表面上的氧化膜LD的放射状碎裂,并且在氧化膜LD中产生碎裂(见图17)。另一方面,由于按压力还集中地作用在隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)上,所以还容易在隆起部306a(至少,或者是凹陷部或者是隆起部)上的氧化膜LD中产生碎裂(见图17)。

然后,当在氧化膜LD中产生碎裂时,镀锡层LC穿过氧化膜LD中的缝隙挤入表面内(见图18)。

镀锡层LC以该方式穿过氧化膜LD中的缝隙挤入表面内,并且从而,彼此的镀锡层LC(缩进部307和配合凹陷部306的彼此的电镀金属)进行互相接触,并且能够获得更有利的电连接,如图18所示。

如上所述,在本实施例中,形成为:至少或者是凹陷部或者是隆起部306a以至少或者是放射状状态或者是同心状态布置在配合凹陷部306的表面上。

当以该方式通过形成凹陷部和隆起部306a而使接触载荷已经作用在缩进部307与配合凹陷部306的接触表面之间时,局部压力能够通过凹陷部和隆起部306a施加在缩进部307与配合凹陷部306的接触表面之间。

结果,促进了形成在缩进部307的表面和配合凹陷部306的表面上的氧化膜LD的破坏,并且在已经破坏了氧化膜LD的位置处,能够获得缩进部307和配合凹陷部306的各自的电镀金属之间的接触。

因此,能够降低接触电阻而最大限度地不使端子大型化和复杂化。特别地,根据本实施例,即使当接触部之间的接触压力已经变小时,也变得能够破坏氧化膜LD,并且因此具有变得容易促进端子的小型化的有利效果。

注意,不需要连续地和直线地设置隆起部306a,还可以将隆起部306a设置成大约放射状的散点状,如图20所示。这时要形成的各个隆起部306a的形状能够适当地设定为圆形、三角形、方形等。另外,能够通过例如浮雕处理来形成各个隆起部306a。

另外,还能够以如图21所示的网格的形式设置隆起部306a。即,还能够使隆起部306a形成为使得它们被放射状且同心地布置。

另外,隆起部306a可以同心地形成。

注意,凹陷部可以形成在配合凹陷部206的表面中。如果以该方式形成凹陷部,则将利用该凹陷部端缘的边缘部促进氧化膜LD的破坏。

另外,在本实施例中,虽然在弹性偏移部305a和凸头部304的表面上形成镀锡层,但是如果镀层是形成了除了锡之外的氧化膜这样的镀层,则本发明能够获得相同的有利效果。

接着,将基于附图描述本发明的第六实施例。

图22至图23示出本发明的第六实施例。另外,图24示出本实施例的修改例。

如图22和图23所示,根据本发明的接触连接结构应用在作为第一端子的母端子和作为第二端子的公端子之间。

母端子401布置在母侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成母端子401。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在母端子401的外表面上形成镀锡层(未示出)。母端子401具有:在前部处开口的方形的盒部402,公端子410将要插入该盒部中;以及弹性偏移部403,其从该盒部402的上表面部延伸,并且布置在盒部402中。弹性偏移部403设置有三个朝着底表面侧突出的缩进部404。三个缩进部404布置在同一圆周上并且以等间隔布置(见图23(b)、图23(c))。每个缩进部404的外周表面的形状都几乎为球形,并且中心顶点位于最下部。缩进部404能够利用弹性偏移部403的偏移变形而向上移动。在母端子401中,弹性偏移部403和盒部402的底表面部402a形成了第一接触部。

公端子410布置在公侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成公端子410。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在公端子410的外表面上形成镀锡层(未示出)。公端子410具有扁平的凸头部411。在公端子410中,凸头部411形成第二接触部。

在上述构造中,当在母侧连接器壳体(未示出)与公侧连接器壳体(未示出)之间进行配合时,公端子410的凸头部411在其配合过程中被插入到母端子401的盒部402中。然后,首先,凸头部411的前端抵接弹性偏移部403,当从该抵接位置进一步向前插入时,弹性偏移部403偏移地变形,并且允许凸头部411的插入。在凸头部411的插入过程(端子插入过程)中,弹性偏移部403的缩进部404在凸头部411的接触表面上滑动。在端子插入完成位置(连接器配合完成位置)处,如图23(a)所示,三个缩进部404与凸头部411利用弹性偏移部403的偏移恢复力作为接触载荷而进行互相接触。当详细描述时,每个缩进部404的顶部位置都充当与凸头部411的接触表面404a。在图23(c)中,为清楚说明,用斜线表示接触表面404a。

在该接触连接结构中,三个缩进部404布置在同一圆周上。因此,由于其上布置了三个缩进部404的接触表面404a(如图23(c)所示)的圆周的直径能够被视为表观接触表面直径D41,所以表观接触表面直径D41与传统实例的相比是大的,并且在表观接触表面直径D41的外周位置上产生实际接触表面(在接触表面404a的区域中)。流经接触部的电流相对于表观接触表面直径D41不平均地流动,并且电流易于流动到接触表面直径D41的外周部,并且因此其有效地流动。从以上可知,能够减小接触电阻,而最大限度地不使母端子401和公端子410大型化和复杂化。

接着,将利用霍尔姆的接触理论方程来描述接触电阻变小。根据霍尔姆的接触理论方程,当假设D:表观接触表面直径(直径),ρ:接触材料的电阻率,a:实际接触表面(位置)的半径,n:实际接触表面的数量,则利用R=(ρ/D)+(ρ/2na)计算接触电阻R。在本发明中,通过上述方程,由于表观接触表面直径D变得比传统实例的大,所以接触电阻R变小。

有利的是,至少三个缩进部404布置在同一圆周上的位置处。在图24中示出了修改例,其中以等间距布置了五个缩进部404。通过利用斜线表示来清楚说明接触表面404a。

在该修改例中,通过与上述实施例相同的理由,也能够减小接触电阻而最大限度地不使端子大型化和复杂化。

在上述实施例和上述修改例中,虽然各个缩进部404的外周表面是球形,但是各个缩进部404的外周表面的形状不限于此。例如,缩进部可以是顶部设定在最高位置处并且随着其朝外周行进而以光滑曲面逐渐降低的曲面形状、圆锥形状、角锥体状。

接着,将基于附图描述本发明的第七实施例。

图25至图28示出本发明的第七实施例。根据本发明的接触连接结构应用在作为第一端子的母端子与作为第二端子的公端子之间。在下文中将作出说明。

母端子501布置在母侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成母端子501。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在母端子501的外表面上形成镀锡层(未示出)。母端子501具有:在前部处开口的方形的盒部502,公端子510将要插入该盒部中;以及弹性偏移部503,其从该盒部502的上表面部延伸,并且布置在盒部502中。弹性偏移部503设置有朝着底表面侧突出的缩进部504。缩进部504的外周表面的形状为几乎球形,并且中央顶部位于最低的部分处。缩进部504能够利用弹性偏移部503的偏移变形而向上移动。在母端子501中,弹性偏移部503和盒部502的底表面部502a形成了第一接触部。

公端子510布置在公侧连接器壳体(未示出)的端子容纳室中。通过弯折已经被冲压成期望的形状的导电金属(例如铜合金)来形成公端子510。从提高高温环境下的连接可靠性、提高腐蚀环境下的耐腐蚀性等的角度出发,在公端子510的外表面上形成镀锡层(未示出)。公端子510具有扁平的凸头部511。一对突起壁512设置在凸头部511的上表面上。一对突起壁512间隔地布置在与缩进部504的插入方向M(滑动方向)正交的方向上。一对突起壁512的中间位置设定成缩进部504的插入位置。因此,缩进部504的中心位置滑动以挤入一对突起壁512之间,并且到达端子插入完成位置。将一对突起壁512的高度设定为这样的高度:在端子插入完成位置处,缩进部504的外周表面的两侧均与一对突起壁512进行接触,并且缩进部504的外周表面的中心位置(顶部位置)与凸头部511的接触表面接触。在公端子510中,凸头部511形成第二接触部。

接着,将描述缩进部504与一对突起壁512之间的尺寸关系。当假设缩进部504的高度为H,各个突起壁512的高度为h时,如图28(c)所示,H≥h。当假设一对突起壁的中心间距离为P,缩进部504的半径为TR,各个突起壁512的半径为Tr,并且在缩进部504的中心O1与突起壁512的中心O2之间连接的直线与竖直线V1、V2之间的角度是θ时,P=2(TR+Tr)·sinθ。

在上述构造中,当在母侧连接器壳体(未示出)与公侧连接器壳体(未示出)之间进行配合时,公端子510的凸头部511在其配合过程中被插入到母端子501的盒部502中。然后,首先,凸头部511的前端抵接弹性偏移部503,当从该抵接位置进一步向前插入时,弹性偏移部503偏移地变形,并且允许凸头部511的插入。在凸头部511的插入过程(端子插入过程)中,弹性偏移部503的缩进部504在凸头部511的接触表面上滑动。另外,一对突起壁512在缩进部504的外周表面的两侧上滑动。在端子插入完成位置(连接器配合完成位置)处,如图26(a)至图26(c)所示,缩进部504的外周表面的两侧与一对突起壁512进行接触,并且缩进部504的外周表面的中心位置(顶部位置)与凸头部511的接触表面进行接触。

在该接触连接结构中,在端子插入完成位置处,在母端子501和公端子510上,在与缩进部504的外周表面的两侧位置相对应的位置处形成实际接触表面S1,如图26(d)所示,并且在布置了该实际接触表面S1的圆周上的直径能够被视为表观接触表面直径D51(如图26(d)所示),并且因此,与传统实例相比,表观接触表面直径D51是大的。于是,在表观接触表面直径D51的外周部上产生实际接触表面S1。另外,由于还在与缩进部504的外周表面的中心位置(顶部位置)相对应的位置处产生实际接触表面S2,所以比传统实例更多地产生了实际接触表面S1和S2。表观接触表面直径D51是大的,并且以该方式产生了许多实际接触表面S1和S2。特别地,在易于流经电流的表观接触表面直径D51的外周部上,确实地产生了实际接触表面S1。从以上可知,能够减小接触电阻,而最大限度地不使端子大型化和复杂化。

当假设缩进部504的高度是H,各个突起壁512的高度为h,一对突起壁512的中心间距离为P,缩进部504的半径为TR,各个突起壁512的半径为Tr,并且在缩进部504的中心O1与突起壁512的中心O2之间连接的直线与竖直线V1、V2之间的角度是θ时,设定为:H≥h,P=2(TR+Tr)·sinθ。因此,如图26(b)、图26(c)和图28(c)所示,由于分别地,缩进部504的外周表面的两侧确实地与一对突起壁512进行接触,并且缩进部504的外周表面的中心位置(顶部位置)确实地与凸头部511的接触表面进行接触,所以与传统实例相比,表观接触表面直径D51确实地变大,并且比传统实例确实更多地产生了实际接触表面S1和S2。

一对突起壁512间隔地布置在与缩进部504的滑动(插入)方向正交的方向上,其滑动为使得缩进部504的中心位置挤入一对突起壁512之间并且到达端子插入完成位置。因此,由于在端子插入过程或端子脱离过程中,缩进部504(第一缩进部)能够滑动而最大限度地不挤撞突起壁512(第二缩进部),所以能够最大限度地防止端子插入力和端子脱离力变大。

在本实施例中,虽然各个缩进部504的外周表面形状为球形,但各个缩进部504的外周表面的形状不限于此。缩进部可以是顶部设定在最高位置处并且随着其朝外周行进而以光滑曲面变得逐渐降低的曲面形状、椭球表面、圆锥形状、角锥体状。

上述第一至第七实施例仅仅是为辅助本发明的理解而描述的示例,并且本发明不限于上述实施例。本发明的技术范围不限于在上述实施例中公开的具体技术内容,并且包括视情况而从其衍生的各种修改例、替换例、替换技术等。

本发明要求以下申请的优先权:

2014年4月23日提交的日本专利申请No.2014-088844,

2014年4月24日提交的日本专利申请No.2014-090049,

2014年4月24日提交的日本专利申请No.2014-090166,

2014年4月25日提交的日本专利申请No.2014-091726,

2014年4月23日提交的日本专利申请No.2014-088842,

2014年4月18日提交的日本专利申请No.2014-086356,

并且这些申请的全部内容通过参考而并入本说明书。

工业适用性

根据本发明,由于第一接触部与第二接触部在位于同一圆周上的三个以上的接触表面上进行互相接触,并且这三个以上的接触表面布置在其上的所述圆周的直径被视为表观接触表面直径,所以与传统实例相比,表观接触表面直径是大的,并且在表观接触表面直径的外周位置上产生实际接触表面。由于流经接触部的电流相对于表观接触表面直径不平均地流动,并且电流易于流动到接触表面直径的外周部,因此电流有效地流动。从以上可知,能够减小接触电阻,而最大限度地不使端子大型化和复杂化。

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