特許ウォッチ

公開番号2025084793
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2025021988,2021539965
出願日2025-02-14,2020-05-05
発明の名称高い動作電圧のための電気コンタクト要素
出願人アーニインターナショナルアクチェンゲゼルシャフト
代理人弁理士法人浅村特許事務所
主分類H01R 13/03 20060101AFI20250527BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電気コネクタの使用に適していて、150V超の電気動作電圧に適した電気コンタクト要素を提供する。
【解決手段】本発明は、金属の基体111、211と基体111、211に適用される摩耗層113、213とを備える、コネクタ用の電気コンタクト要素に関する。摩耗層113、213は、以下の成分、すなわち82～91重量%のニッケル、9～18重量%リン及び0～1重量%の他の合金要素を有する合金でできている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
金属の基体（１１１、２１１）と前記基体（１１１、２１１）に適用される摩耗層（１１３、２１３）とを有する、コネクタ（１０、２０）用の電気コンタクト要素（１１、２１）であって、前記摩耗層（１１３、２１３）は、以下の合金要素、すなわち、
８２～９１重量％のニッケル、
９～１８重量％のリン、
０～１重量％の更なる合金要素から成り、
前記合金要素の合計は、１００重量％であることを特徴とする、電気コンタクト要素（１１、２１）。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記摩耗層（１１３、２１３）は、前記基体（１１１、２１１）上に直接配置されることを特徴とする、請求項１に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項３】
前記摩耗層（１１３、２１３）は、１．００μｍから２．５０μｍの範囲の厚さ（ｄ
１１３
、ｄ
２１３
）を有することを特徴とする、請求項２に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項４】
金属の中間層（１１２、２１２）が、前記基体（１１１、２１１）と前記摩耗層（１１３、２１３）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項５】
前記中間層（１１２、２１２）は、以下の合金要素、すなわち、
９９～１００重量％の銅又はニッケル、
０～１重量％の更なる合金要素から成り、
前記合金要素の合計は、１００重量％であることを特徴とする、請求項３に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項６】
前記中間層（１１２、２１２）は、１．５μｍから４．０μｍの範囲の厚さ（ｄ
１１２
、ｄ
２１２
）を有することを特徴とする、請求項３又は４に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項７】
前記摩耗層（１１３、２１３）は、０．１５μｍから１．５０μｍの範囲の厚さ（ｄ
１１３
、ｄ
２１３
）を有することを特徴とする、請求項３から６までのいずれかに記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項８】
金属及び／又は有機スライド層（１１４、２１４）は、前記摩耗層（１１３、２１３）上に配置されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれかに記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項９】
前記スライド層（１１４、２１４）は、以下の合金要素、すなわち、
９８．５～１００．０重量％の金、
０～０．５重量％のコバルト、
０～１．０重量％の更なる合金要素から成る合金を含み、
前記合金要素の合計は、１００重量％であることを特徴とする、請求項８に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
【請求項１０】
前記スライド層（１１４、２１４）は、少なくとも１つのフッ素重合体及び／又は少なくとも１つの脂肪酸塩を含むことを特徴とする、請求項８又は９に記載の電気コンタクト要素（１１、２１）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、１５０Ｖ超の電気動作電圧に適した、コネクタ用の電気コンタクト要素に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電気コネクタは、一般的に、１つ又は複数の電気コンタクト要素及び１つ又は複数の絶縁体を有する。コンタクト要素は、たいてい、雄性要素又は雌性要素として設計される。これらは、一般的に耐腐食性ではない基材でできている。これらは、しばしば、銅合金である。それゆえ、コネクタの耐用年数にわたるコンタクト要素の機能を確実にするために、他の金属の薄層が基材に適用される。これらは、中間層及び摩耗層を備えることができる。
【０００３】
中間層は、さまざまな目的を有することができる。それは、基材に対する摩耗層の粘着力を改善することができ、基材と摩耗層との間の機械的平衡を作ることができ、拡散プロセスが摩耗層と基材との間に生ずるのを防止することができる。中間層は、しばしば、銅又はニッケルから成る。
【０００４】
機能層とも称される摩耗層は、中間層上に位置する。摩耗層は、コンタクト要素の技術的に有用な寿命を延長し、電送を改善することができ、下に存在する層を腐食から保護することができる。それは、柔らかい非不活性金属、例えばスズ又は銀から成ることができる。自動車分野のコネクタにおいて、例えば、銀は、摩耗層として広く用いられている。１５０Ｖ超の電圧がアプリケーションで生ずる場合、異なるコンタクト要素の間の電位の力は、金属イオンを次第に励起し、１つの物理位置からもう一方へ移動させることができる。この金属移動によって、コネクタの短絡及び他の技術的問題が生じうる。銀の機能表面は、より高い電圧でこの種の金属移動の傾向がある。このために、より高価な貴金属の機能的な層が、たいてい、１５０Ｖ超の動作電圧を有するアプリケーションでは用いられる。したがって、例えば、金コバルト合金又はパラジウム－ニッケル合金が用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電気コネクタの使用に適していて、１５０Ｖ超の電気動作電圧に適した電気コンタクト要素を提供することである。しかしながら、従来の電気コンタクト要素より安いコストでそれを製造し、従来の電気コンタクト要素の信頼性及び耐用年数を依然として達成することが可能でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、金属の基体又は基体に適用される摩耗層を有する、コネクタ用の電気コンタクト要素によって解決される。摩耗層は、金属の基体に直接適用可能であるか、又は、１つ又は複数の更なる層は、金属の基体と摩耗層との間に配置可能である。摩耗層は、以下の合金要素、すなわち、８２～９１重量％のニッケル、９～１８重量％のリン及び０から１重量％の更なる合金要素から成る。好ましくは、層は、８２～８９重量％のニッケル、１１～１８重量％のリン及び０から１重量％の更なる合金要素から成る。合金要素の合計は、１００重量％である。合金中の更なる合金要素の１重量％までの割合は、例えば不純物として受け入れられるが、回避されることが好ましい。本発明によれば、この種の摩耗層の使用が、例えば、金コバルト合金又はパラジウム－ニッケル合金でできている摩耗層によって達成可能なのと同様の良好な電送及び同様の良好な腐食防止を提供することが分かっている。しかしながら、ニッケル－リン合金の使用は、比較して、電気コンタクト要素をより費用効果的に製造することを可能にする。
【０００７】
本発明の好適実施例では、摩耗層は、基体上に直接配置され、摩耗層と基体との間に更なる層は存在しない。良好な腐食防止を確実にするために、本実施例では、摩耗層が１．００μｍから２．５０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。特に好ましくは、厚さは、１．５０μｍから２．００μｍの範囲である。本発明に従って用いられる摩耗層は、腐食に対するこの種の良好な保護及びこの種の良好な電送を提供するので、これらの特性は、層厚を更に増加させることによって著しく改善され得ない。他方で、金コバルト合金又はパラジウム－ニッケル合金の従来の摩耗層を用いるとき、電気コンタクト要素が腐食耐性及び電送の要件を満たすために、金属の中間層を同時に使用するとともに、例えば少なくとも３μｍの層厚がたいてい必要である。それゆえ、本発明は、より低価格の材料を用いた電気コンタクト要素の製造を可能にするだけでなく、特に薄い摩耗層を用いることにより材料の量の削減も可能にする。
【０００８】
他の本発明の好適実施例では、金属の中間層は、基体と摩耗層との間に配置される。特に好ましくは、基体が中間層に直接接続され、中間層が摩耗層に直接接続されるように、中間層が摩耗層と基体との間に配置される唯一の層である。電気コンタクト要素の従来設計のように、中間層は、基体に対する摩耗層の粘着力を改善し、基体と摩耗層との間の機械的補償を確実にし、摩耗層と基体との間の拡散プロセスを防止する。加えて、中間層は、摩耗層が基体上に直接配置される本発明の実施例と比較して、より薄い摩耗層の使用を可能にする。本実施例では、摩耗層は、好ましくは、０．１５μｍから１．５０μｍの範囲の厚さを有する。特に好ましくは、厚さは、０．３０μｍから１．００μｍの範囲である。
【０００９】
コンタクト要素の一実施例では、中間層は、９９から１００重量％の銅及び０から１重量％の更なる合金要素を含む。コンタクト要素の他の好適実施例では、中間層は、９９から１００重量％のニッケル及び０から１重量％の更なる合金要素を含む。したがって、合金要素の合計は、１００重量％である。更なる合金要素の割合は、好ましくは、できるだけ低くなければならないが、不純物のため、それらの存在を完全に除外することはできない。
【００１０】
中間層の厚さは、好ましくは１．５μｍから４．０μｍであり、特に好ましくは、２．０μｍから３．０μｍである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許