JP2011113675A - フレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法および端子 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁被覆を剥がさずに、簡単な設備と工程でフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）の導体と端子とを電気的に接続することのできる方法を提供する。
【解決手段】平形の導体１１を並べて樹脂製の絶縁被覆１２で覆ったＦＦＣ１０に対して端子を電気的に接続する方法において、端子として、基端側に一対の挟持片５を有する端子１を使用し、一対の挟持片の間にＦＦＣを挿入して、導体と重なる位置に挟持片を位置決めする工程と、該工程後に、挟持片の外側（上下）に、各挟持片にそれぞれ接触させた状態で２つの電極２１、２２を配置し、該２つの電極により挟持片を加圧しながら、端子に電流を流して端子をジュール熱で発熱させ、それにより挟持片の接触する部分の絶縁被覆を溶解させて、挟持片を導体の両面に接触させる工程と、該工程に引き続いて更に２つの電極により、一対の挟持片間に導体を通して電流を流すことで、挟持片と導体との接触点を抵抗溶接する工程と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法、および、その方法の実施に使用する端子に関するものである。

平形の導体を複数並べて樹脂製の絶縁被覆で覆ったフレキシブルフラットケーブル（以下、略して「ＦＦＣ」と言うこともある）にコネクタ等の端子を接続する方法として、必要部位の絶縁被覆を剥がした後に、露出した導体に直接端子を半田付けや溶接により接続する方法がある。溶接の方法としては、例えば抵抗溶接（スポット溶接等）が主に利用されている。

このように絶縁被覆を剥がしてから端子を導体に接続する方法は、絶縁被覆を剥がす工程と端子を導体に溶接等により接続する工程の２工程が必要であり面倒である。そこで、ＦＦＣの絶縁被覆を剥がさずに、端子をＦＦＣの導体に電気的に接続する方法が開発されている。

その方法の一つの例として、端子に針状または爪状の突き刺し突起を設けておき、それを絶縁被覆の上から導体に突き刺すことで、端子を接続するピアッシングと呼ばれる方法がある。

また、別の例として、特許文献１に記載のように、端子をＦＦＣの一方の面に配置し、ＦＦＣと端子を同時に剪断して切り起こし部分を形成し、その切り起こし部分を潰すことで端子と導体を接続する方法がある。

また、さらに別の例として、特許文献２に記載のように、ＦＦＣと端子を重ねて超音波溶接装置のホーンとアンビルの間に挟み込み、ホーンとアンビルでＦＦＣと端子を加圧しながら、超音波振動を加えることによりＦＦＣの絶縁被覆を加熱・溶解して、ＦＦＣの導体に端子を直接接触させ、さらなる超音波振動により端子と導体を溶接する方法がある。

特開２００７−２６５７２０号公報 特開２００９−８７８３１号公報

しかしながら、上述した従来のＦＦＣの絶縁被覆を剥がさずに端子をＦＦＣの導体に電気的に接続する方法は、次のような問題を有していた。

まず、ピアッシングと呼ばれる接続方法は、予め端子に突き刺し突起を設けておく必要があるので、端子の形状が複雑になりコストアップにつながりやすく、さらに接続した状態においてＦＦＣの導体と端子が単に接触しているだけであるから、接続が不安定となりやすいという問題があった。また、特許文献１に記載の接続方法は、ＦＦＣと端子を同時に剪断した上で、剪断によって形成した切り起こし片を潰す必要があるために、作業工程や作業設備が複雑になりやすいという問題があった。また、特許文献２に記載の接続方法は、超音波溶接装置を使用する必要があるので、設備が複雑になりやすいという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁被覆を剥がさずに、簡単な設備と工程で、しかも低コストでフレキシブルフラットケーブルの導体と端子とを電気的に接続することのできる方法、および、その方法に使用する端子を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る接続方法は、下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１） 平形の導体を並べて樹脂製の絶縁被覆で覆ったフレキシブルフラットケーブルに対して端子を電気的に接続するフレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法において、
前記端子として、基端側に一対の挟持片を有する端子を使用し、該端子の前記一対の挟持片の間に前記フレキシブルフラットケーブルを挿入して、該フレキシブルフラットケーブルの前記導体と重なる位置に前記一対の挟持片を位置決めする工程と、
該工程後に、前記一対の挟持片の外側に、該各挟持片にそれぞれ接触させた状態で２つの電極を配置し、該２つの電極により前記一対の挟持片を加圧しながら、前記端子に電流を流して該端子をジュール熱で発熱させ、それにより前記一対の挟持片の接触する部分の前記フレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆を溶解させて、前記一対の挟持片を前記フレキシブルフラットケーブルの導体の両面に接触させる工程と、
該工程に引き続いて更に前記２つの電極により、前記一対の挟持片間に前記導体を通して電流を流すことで、前記挟持片と導体との接触点を抵抗溶接する工程と、
を具備すること。
（２） 上記（１）の構成の接続方法において、
前記端子の全体が一定肉厚の金属平板を打ち抜くことで形成されており、
前記端子の基端側に、連結板部と該連結板部から互いに略平行に延びる前記一対の挟持片とを有したＵ字状の接続部が設けられると共に、
前記端子の先端側に、前記連結板部から先方へ延びる、相手端子との電気接続部が設けられ、
前記一対の挟持片の先端側の互いに対向する側縁部に、各挟持片の基端部よりも該挟持片間の内方に突出した凸部が設けられ、該凸部間に前記フレキシブルフラットケーブルの挿入される隙間が確保されていること。

上記（１）の構成の接続方法によれば、端子の基端側に形成した一対の挟持片の間にフレキシブルフラットケーブルを挿入し、その状態で挟持片の外側に配した電極により挟持片を加圧しながら電極間に電流を流すだけで、ジュール熱によって絶縁被覆を溶かした上で端子を導体に溶接することができるので、従来例と比べて工程や設備を簡素化して低コスト化が図れると共に、接続状態を安定化することができる。また、電極で加圧しながら電流を流すだけであるから、配列された複数の端子にわたる大きさの電極を使用することにより、多芯フレキシブルフラットケーブルの複数の導体と複数の端子の一括接続を行うことも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
上記（２）の構成の接続方法によれば、平板を打ち抜いて形成した端子の挟持片の間にフレキシブルフラットケーブルを挿入するので、導体間ピッチが小さいフレキシブルフラットケーブルに対しても、導体間のピッチに合わせた小さいピッチで端子を配列しながら、各導体に端子をそれぞれに接続することができる。また、一対の挟持片の互いに対向する側縁部に凸部を設け、凸部がフレキシブルフラットケーブルの板面に接触するようにしているので、加圧による荷重と端子の熱を凸部の当たる部分に集中させることができ、絶縁被覆の溶解や導体との溶接を効率よく進行させることができる。また、挟持片の基端部よりも凸部を突出させているので、加圧して溶接した後に挟持片にスプリングバックが作用した際にも、変形を抑制することができる。

前述した目的を達成するために、本発明に係る端子は、下記（３）を特徴としている。
（３） 上記（１）の構成のフレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法に使用される、基端側に一対の挟持片を有する端子であって、
全体が一定肉厚の金属平板を打ち抜くことで形成されており、
基端側に、連結板部と該連結板部から互いに略平行に延びる前記一対の挟持片とを有したＵ字状の接続部が設けられると共に、先端側に、前記連結板部から先方へ延びる、相手端子との電気接続部が設けられ、
前記一対の挟持片の先端側の互いに対向する側縁部に、各挟持片の基端部よりも該挟持片間の内方に突出した凸部が設けられ、該凸部間に前記フレキシブルフラットケーブルの挿入される隙間が確保されている。

上記（３）の構成の端子によれば、挟持片の凸部間の隙間にフレキシブルフラットケーブルを挿入し、その状態で挟持片の外側に配した電極により挟持片を加圧しながら電極間に電流を流すことにより、ジュール熱によって絶縁被覆を溶かした上で導体に溶接することができる。従って、フレキシブルフラットケーブルとの接続の容易化に寄与することができる。また、平板を打ち抜いて一対の挟持片を形成しているので、導体間ピッチが小さいフレキシブルフラットケーブルに対しても、導体間のピッチに合わせた小さいピッチで配列しながら、各導体に接続することができる。また、挟持片の側縁部に設けた凸部がフレキシブルフラットケーブルの板面に接触することになるので、加圧による荷重と端子の熱を凸部の当たる部分に集中させることができ、絶縁被覆の溶解や導体との溶接を効率よく進行させることができる。また、挟持片の基端部よりも凸部が突出しているので、加圧して溶接した後に挟持片にスプリングバックが作用した際にも、変形を抑制することができる。

本発明によれば、電極間に電流を流すだけで、フレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆を溶かした上で端子を導体に溶接することができる。従って、従来例と比べて工程や設備を簡素化して低コスト化が図れると共に、接続状態を安定化することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の実施形態の接続方法に使用する端子の斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は同実施形態の接続方法の工程説明図である。 多芯フレキシブルフラットケーブルに複数の端子を一括接続する場合の例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は実施形態の接続方法に使用する端子の斜視図、図２（ａ）〜（ｃ）は実施形態の接続方法の工程説明図である。

本実施形態の端子の接続方法は、平形の導体１１を複数並べて樹脂製の絶縁被覆１２で覆ったフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）１０に対して端子を電気的に接続する方法であり、図１に示すような構成の端子１を使用する。

この端子１は、基端側に一対の挟持片５を有するもので、全体が一定の厚肉の金属平板を打ち抜くことで形成されている。この端子１の基端側には、連結板部４と該連結板部４から互いに略平行に延びる一対の挟持片５とを有したＵ字状の接続部３が設けられている。また先端側には、連結板部４から先方へ延びるピン状の電気接続部２が設けられている。このピン状の電気接続部２は相手側メス端子と嵌合する部分であり、断面略正方形状に形成されている。従って、端子１の肉厚は、略正方形状断面の電気接続部２を作る上で必要な大きさに設定されている。

また、一対の挟持片５の延出方向の先端側の互いに対向する側縁部には、各挟持片５の基端部よりも挟持片５間の内方に突出した凸部５ａが設けられ、これら凸部５ａ間にフレキシブルフラットケーブル１０の挿入される隙間が確保されている。この隙間は、フレキシブルフラットケーブル１０の厚みよりも僅かに大きい方が、フレキシブルフラットケーブル１０の挿入性を良くする上で望ましいが、必ずしもそうでなくてもよく、フレキシブルフラットケーブル１０の厚みよりも僅かに小さく設定しておき、フレキシブルフラットケーブル１０を挿入するときに、挟持片５を若干開き気味に保った状態で挿入できるようにしてもよい。また、端子１の一対の挟持片５の連結板部４との結合部分には、挟持片５のスプリングバックを吸収するための半円状の切欠部７が設けられている。

この端子１をフレキシブルフラットケーブル１０に接続する場合は、まず、図２（ａ）に示すように、端子１の一対の挟持片５の間にフレキシブルフラットケーブル１０の長手方向の端部を挿入して、フレキシブルフラットケーブル１０の導体１１と重なる位置に一対の挟持片５を位置決めする。

次に、図２（ｂ）に示すように、一対の挟持片５の外側（図中上下）に、各挟持片５にそれぞれ接触させた状態で、２つの電極２１、２２を配置し、２つの電極２１、２２により一対の挟持片５を加圧しながら、電極２１、２２間に通電することで端子１に矢印Ａのような経路で電流を流して、端子１をジュール熱により発熱させ、それにより、図２（ｃ）に示すように、一対の挟持片５の凸部５ａの接触する部分Ｐのフレキシブルフラットケーブル１０の絶縁被覆１２を溶解させて、一対の挟持片５の凸部５ａをフレキシブルフラットケーブル１０の導体１１の両面に接触させる。

次に、引き続いて更に２つの電極２１、２２により、一対の挟持片５間に導体１１を通して矢印Ｂの経路で電流を流すことにより、挟持片５と導体１１との接触点（Ｐで示す範囲）を抵抗溶接する。以上の工程を経ることにより、端子１をフレキシブルフラットケーブル１０に電気的に接続することができる。

このように、端子１の基端側に形成した一対の挟持片５の間にフレキシブルフラットケーブル１０を挿入し、その状態で挟持片５の外側に配した電極２１、２２により挟持片５を加圧しながら電極２１、２２間に電流を流すだけで、ジュール熱によって絶縁被覆１２を溶かした上で端子１を導体１１に溶接することができるので、従来例と比べて工程や設備を簡素化して低コスト化が図れると共に、接続状態を安定化することができる。

また、電極２１、２２で加圧しながら電流を流すだけであるから、図３に示すように、配列された複数の端子１にわたる大きさの電極２１を使用することにより、多芯フレキシブルフラットケーブル１０の複数の導体１１と複数の端子１の一括接続を行うことも可能であり、生産性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、平板を打ち抜いて形成した端子１の一対の挟持片５の間にフレキシブルフラットケーブル１０を挿入するので、導体１１間ピッチが小さいフレキシブルフラットケーブル１０に対しても、導体１１間のピッチに合わせた小さいピッチで端子１を配列しながら、各導体１１に端子１をそれぞれに接続することができる。また、一対の挟持片５の互いに対向する側縁部に凸部５ａを設け、凸部５ａがフレキシブルフラットケーブル１０の板面に接触するようにしているので、加圧による荷重と端子１の熱を凸部５ａの当たる部分に集中させることができ、絶縁被覆１２の溶解や導体１１との溶接を効率よく進行させることができる。また、挟持片５の基端部よりも凸部５ａを突出させているので、加圧して溶接した後に挟持片５にスプリングバックが作用した際にも、変形を抑制することができる。特に、ここで使用する端子１には、挟持片５の基端部に切欠部７を設けているので、溶接後の挟持片５がスプリングバックによって、図２（ｃ）の点線で示す元の位置に戻ろうとするのをより有効に抑制することができ、安定した接続状態を容易に維持することができるようになる。

なお、端子１から絶縁被覆１２に熱を伝えやすくするためには、挟持片５の凸部５ａが絶縁被覆１２と当たる面の面積を適度に広めに確保しておくのが望ましいが、この場合の端子１は、肉厚の金属平板を打ち抜いて構成しているので、その厚み分が絶縁被覆１２と当たる面積を広くする上で有効性を発揮している。また、絶縁被覆１２を溶解させる段階で、端子１が大電流により溶けないようにする上でも、端子１の肉厚が大きめであることが役立っている。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１ 端子
２ 電気接続部
３ Ｕ字状の接続部
４ 連結板部
５ 挟持片
５ａ 凸部
７ 切欠部
１０ フレキシブルフラットケーブル
１１ 導体
１２ 絶縁被覆
２１、２２ 電極

Claims (3)

1. 平形の導体を並べて樹脂製の絶縁被覆で覆ったフレキシブルフラットケーブルに対して端子を電気的に接続するフレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法において、
   前記端子として、基端側に一対の挟持片を有する端子を使用し、該端子の前記一対の挟持片の間に前記フレキシブルフラットケーブルを挿入して、該フレキシブルフラットケーブルの前記導体と重なる位置に前記一対の挟持片を位置決めする工程と、
   該工程後に、前記一対の挟持片の外側に、該各挟持片にそれぞれ接触させた状態で２つの電極を配置し、該２つの電極により前記一対の挟持片を加圧しながら、前記端子に電流を流して該端子をジュール熱で発熱させ、それにより前記一対の挟持片の接触する部分の前記フレキシブルフラットケーブルの絶縁被覆を溶解させて、前記一対の挟持片を前記フレキシブルフラットケーブルの導体の両面に接触させる工程と、
   該工程に引き続いて更に前記２つの電極により、前記一対の挟持片間に前記導体を通して電流を流すことで、前記挟持片と導体との接触点を抵抗溶接する工程と、
   を具備することを特徴とするフレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法。
2. 前記端子の全体が一定肉厚の金属平板を打ち抜くことで形成されており、
   前記端子の基端側に、連結板部と該連結板部から互いに略平行に延びる前記一対の挟持片とを有したＵ字状の接続部が設けられると共に、
   前記端子の先端側に、前記連結板部から先方へ延びる、相手端子との電気接続部が設けられ、
   前記一対の挟持片の先端側の互いに対向する側縁部に、各挟持片の基端部よりも該挟持片間の内方に突出した凸部が設けられ、該凸部間に前記フレキシブルフラットケーブルの挿入される隙間が確保されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法。
3. 請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブルに対する端子の接続方法に使用される、基端側に一対の挟持片を有する端子であって、
   全体が一定肉厚の金属平板を打ち抜くことで形成されており、
   基端側に、連結板部と該連結板部から互いに略平行に延びる前記一対の挟持片とを有したＵ字状の接続部が設けられると共に、先端側に、前記連結板部から先方へ延びる、相手端子との電気接続部が設けられ、
   前記一対の挟持片の先端側の互いに対向する側縁部に、各挟持片の基端部よりも該挟持片間の内方に突出した凸部が設けられ、該凸部間に前記フレキシブルフラットケーブルの挿入される隙間が確保されていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルに接続するための端子。

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