JP2014116215A - 圧着端子及び基板組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】端子と回路基板とを強固に固定しつつ、配線パターンの断線を抑制可能な圧着端子を提供する。
【解決手段】圧着端子２は、本体部１０と、本体部１０に片持支持された第１の接触片２０と、第１の接触片２０に対向していると共に、本体部１０に片持支持された第２の接触片３０と、第１の接触片２０に立設されたバレル４０、４１と、を備えた圧着端子であって、バレル４０、４１は、第１の接触片２０の固定端の近傍のみに設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板に圧着される圧着端子、及びその圧着端子を備えた基板組立体に関するものである。

フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略す）と端子を接続する技術として、当該端子の板状部材の両側部から短手方向に延出する曲がり梁部の外周面でＦＰＣを板状部材に圧着して機械的に固定すると共に、コンタクトスプリングでＦＰＣと電気的に接続するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−２７５６４２号公報

しかしながら、上記の技術では、曲がり梁部がコンタクトスプリングよりも端子の先端側に設けられているので、引っ張り等の機械的ストレスをＦＰＣが受けた時に、曲がり梁部のエッジがＦＰＣの配線パターンに食い込むことにより当該配線パターンに亀裂が生じ、導通経路が断線してしまうおそれがある。

一方、曲がり梁部の圧着力を弱くすると、配線パターンに亀裂が生じるおそれは軽減されるものの、端子とＦＰＣの機械的な固定が不十分となるおそれが生じる。

本発明が解決しようとする課題は、端子と回路基板とを強固に固定しつつ、導通経路の断線を抑制可能な圧着端子、及び当該圧着端子を備えた基板組立体を提供することである。

［１］本発明に係る圧着端子は、本体部と、前記本体部に片持支持された第１の接触片と、前記第１の接触片に対向していると共に、前記本体部に片持支持された第２の接触片と、前記第１の接触片に立設されたバレルと、を備えた圧着端子であって、前記バレルは、前記第１の接触片の固定端の近傍のみに設けられていることを特徴とする。

［２］上記発明において、前記第２の接触片は、前記第１の接触片から離反するように屈曲する第１の屈曲部、又は、前記第１の接触片に接近するように屈曲する第２の屈曲部、の少なくとも一方を有していてもよい。

［３］上記発明において、前記第１の接触片の自由端、又は、前記第２の接触片の自由端、の少なくとも一方に突起を有していてもよい。

［４］また、本発明に係る基板組立体は、上記の圧着端子と、前記圧着端子が取り付けられるための回路基板と、を備えた基板組立体であって、前記バレルによって前記第１の接触片と前記第２の接触片が圧着されることで、前記第２の接触片の自由端が前記回路基板の配線パターンに接触していることを特徴とする。

本発明に係る圧着端子は、片持支持された第１及び第２の接触片を備えており、バレルは当該第２の接触片の固定端の近傍のみに立設されており、先端側には設けられていない。このバレルによって第１及び第２の接触片を圧着すると、第１の接触片の自由端が配線パターンに押し付けられ（自由端が配線パターンに接触し）、圧着端子と配線パターンとが電気的に接続される。このとき、この第１の接触片の自由端がバレルより先端側に設けられているので、圧着端子と配線パターンの電気的な接続部から延びる配線バターンの導通経路内には、バレルによる機械的な固定部が配置されず、そのため、圧着端子と回路基板とを強固に固定しつつ、配線パターンの導通経路が断線するのを抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態における基板組立体の斜視図である。 図２は、本発明の実施形態における圧着前の圧着端子の側面図である。 図３は、本発明の実施形態における圧着前の圧着端子の平面図である。 図４（ａ）は本発明の実施形態における第２の接触片の第１変形例を示す側面図であり、図４（ｂ）は本発明の実施形態における第２の接触片の第２変形例を示す側面図であり、図４（ｃ）は本発明の実施形態における第２の接触片の第３変形例を示す側面図である。 図５は本発明の実施形態における突起部の変形例を示す拡大図であり、図５（ａ）は第１の接触片に設けられた第１の突起部を示す図であり、図５（ｂ）は第２の接触片に設けられた第２の突起部を示す図である。 図６は、本発明の実施形態における回路基板の平面図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、本発明の実施形態における圧着端子の圧着動作を示す断面図であり、図７（ａ）は圧着端子の圧着前を示す図であり、図７（ｂ）は圧着端子による圧着の途中段階を示す図であり、図７（ｃ）は圧着端子の圧着後を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態における基板組立体１の斜視図であり、図２及び図３は本実施形態における圧着前の圧着端子２を示す図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）は第２の接触片の変形例を示す図であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）は突起部の変形例を示す図であり、図６は本実施形態における回路基板３の平面図である。

本実施形態の基板組立体１は、図１に示すように、圧着端子２と、圧着端子２が取り付けられるための回路基板３と、を備えている。

圧着端子２は、図２及び図３に示すように、本体部１０と、第１の接続片２０と、第１及び第２のバレル４０、４１と、第２の接続片３０と、を備えている。これらは、銅や黄銅等の導電性を有する材料で構成される１枚の板材を折り曲げることで、一体的に形成されている。

本体部１０は、他の圧着端子と嵌合する部分である。なお、図１においては、本体部１０は、相手方のプラグ型のコネクタ（不図示）と嵌合可能なレセプタクル型となっているが、特にこれに限定されず、本体部１０をプラグ型とし、相手方のコネクタをレセプタクル型としてもよい。

なお、本実施形態では、圧着端子２において相手方のコネクタから遠い側を「先端側」と称し、圧着端子２において相手方のコネクタに近い側を「後端側」と称する。

第１の接触片２０は、後述する第２の接触片３０との間で回路基板３を挟み込む部分である。この第１の接触片２０は、本体部１０側の端部を固定端として本体部１０に片持支持された状態となっており、本体部１０側の底面から先端側に向かって延在する板形状を有している。

第１の接触片２０は、図２及び図３に示すように、先端側（図３中の下側の自由端）に第１の突起部２３を有している。この第１の突起部２３は、図２及び図３に示すように、半球状の形状を有しており、第２の接触片３０に向かって突出するように形成されている。この第１の突起部２３は、回路基板３と圧着端子１とを電気的に接続するために設けられている。

また、図３に示すように、第１及び第２のバレル４０、４１が、第１の接触片２０における図中の右側部（以下、第１の側部２１と称する）及び図中の左側部（以下、第２の側部２２と称する）にそれぞれ立設されている。これらの第１及び第２のバレル４０、４１は、第１の接触片２０の長手方向における本体部１０側（固定端）の近傍において互いに対応する位置に形成されている。第１及び第２のバレル４０、４１は、内側に向かってそれぞれ折り曲げて、後述する第１及び第２の押圧部４０２、４１２が第２の接触片３０の上面を押圧する際に必要となる高さ距離を有している。

第１のバレル４０は、図３に示すように、第１の起立部４０１と第１の押圧面４０２と、を有している。同様に、第２のバレル４１も、第２の起立部４１１と第２の押圧面４１２と、を有している。

第１及び第２の起立部４０１、４１１は、図３に示すように、第１の接触片２０の第１及び第２の側部２１、２２から外側に向かってそれぞれ延在する部分であり、第１の接触片２０の上面に対して実質的に垂直に折れ曲がっている。

第１及び第２の押圧面４０２、４１２は、図３に示すように、第１及び第２のバレル４０、４１の上部にそれぞれ位置している。この第１及び第２の押圧面４０２、４１２は、第１及び第２のバレル４０、４１が第２の接触片３０の上面に向かってそれぞれ折り曲げられることで、第２の接触片３０の上面を押圧する（図１参照）。

第２の接触片３０は、先述した第１の接触片２０との間で回路基板３を挟み込む部分である。この第２の接触片３０は、本体部１０側の端部を固定端として本体部１０に片持支持された状態となっており、本体部１０側の上面から第１の接触片に対向するように延在する板形状を有している。

第２の接触片３０は、図２及び図３に示すように、第１及び第２の屈曲部３１、３２と、第１〜第３の直線部３４〜３６と、第２の突起部３３と、を有している。

第１の屈曲部３１は、図３に示すように、第１及び第２のバレル４０、４１と同様に、第２の接触片３０において本体部１０側の端部（固定端）の近傍に位置している。この第１の屈曲部３１において、図２に示すように、第２の接触片３０は第１の接触片２０から離れる方向（図２中において上方）に向かって屈曲している。

本実施形態における第２の屈曲部３２は、図３に示すように、第２の接触片３０の先端側（図３中の下側の自由端）に位置しており、この第２の屈曲部３２において、図２に示すように、第２の接触片３０の先端側（図２中の右側）は第１の接触片２０に近づく方向（図２中において下方）に向かって屈曲している。

第１〜第３の直線部３４〜３６は、第２の接触片３０において、本体部１０と第１の屈曲部３１との間、第１の屈曲部３１と第２の屈曲部３２との間、第２の屈曲部３２と先端部３７との間、にそれぞれ位置する部分であり、図２及び図３に示すように、実質的に平板状となっている。

なお、第２の接触片は、第１及び第２の屈曲部３１、３２のいずれも有していなくてもよい（図４（ａ）における第２の接触片３０Ｂ）。また、第２の接触片は、例えば、第１の屈曲部３１のみを有し、第２の接触片３０の先端側が上方に屈曲されていてもよいし（図４（ｂ）における第２の接触片３０Ｃ）、第２の接触片が第２の屈曲部３２のみを有し、第２の接触片の先端側が下方に屈曲されていてもよい（図４（ｃ）における第２の接触片３０Ｄ）。

第２の突起部３３は、図２及び図３に示すように、第１の接触片に向かって突出するような半球状の形状を有している。第２の接続片３０の先端側（図３中の下側の自由端）に形成されており、第１及び第２のバレル４０、４１によって第２の接触片３０が圧着された際に、第１の接触片２０の第１の突起部２３と対向するように配置されている。

なお、第１及び第２の突起部の形状は、半球状に特に限定されない。例えば、第１及び第２の突起部の形状は、上面が略水平な台地状であってもよく、また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す第１及び第２の突起部２３Ｂ、３３Ｂのように、長軸を有する半楕円状や蒲鉾状もしくは略長方体状等の延在形状を有していてもよい。そして、第１の接続片２０の長手方向と実質的に直交する方向に長軸を有する第１の突起部２３Ｂと、第２の接続片３０の長手方向と実質的に同一方向に長軸を有する第２の突起部３３Ｂとを対向させ、それらの長軸がＺ軸方向から見て略垂直に交差するように各突起部が形成されていてもよい。

なお、本実施形態では、プレス加工により第１及び第２の突起部２３、３３を形成しているが、特にこれに限定されない。

また、本実施形態では、第１及び第２の接続片２０、３０に第１及び第２の突起部２３、３３をそれぞれ１つのみ形成しているが、複数の第１の突起部２３又は第２の突起部３３を形成してもよい。また、第１又は第２の接触片２０、３０のいずれか一方のみに突起部２３、３３を形成し、第１又は第２の接触片２０、３０の他方には突起部２３、３３を形成しなくてもよい。

回路基板３は、図１に示すように、電気絶縁性を有する絶縁基材５０と、当該絶縁基材５０の上面に形成された配線パターン６０と、を備えている。

絶縁基材５０は、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）から構成されるメンブレン基板、ポリイミド（ＰＩ）等から構成されるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、紙フェノールやガラス繊維入り樹脂等の硬質材料で形成されたリジッドプリント配線板等から構成される。

配線パターン６０は、上記のメンブレン基板を用いる場合には、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、カーボン（Ｃ）等の微粒子を含有した導電性ペーストを、スクリーン印刷等の印刷法によって当該メンブレン基板上に印刷した後に、硬化することで形成される。また、上記のＦＰＣやリジッドプリント配線板を用いた場合には、例えば、銅箔を所定のパターンにエッチングすることで形成される。

この配線パターン６０は、図１及び図６に示すように、圧着端子２の長手方向に沿って延在する形状を有しており、絶縁基材５０の上面に形成されている。この配線パターン６０の幅は、図６に示すように、圧着端子２の第２の接続片３０と同程度となっている。なお、配線パターン６０の形状は、圧着端子２の第１及び第２の接触片２０、３０によって挟まれる部分を有していれば、特に上記の形状に限定されない。

また、本実施形態における回路基板３では、図６に示すように、絶縁基材５０において配線パターン６０の端部（図６中の上側）の両側の部分に、２つの切欠部（第１及び第２の切欠部５１、５２）が設けられている。

これら第１及び第２の切欠部５１、５２の間隔は、圧着端子２の第１及び第２のバレル４０、４１の間隔と実質的に等しい距離となっている。また、第１及び第２の切欠部５１、５２の開口面積は、第１及び第２のバレル４０、４１における水平方向の断面積よりも僅かに大きい。このため、圧着端子２の第１及び第２の接触片２０、３０の間に、絶縁基材５０を挟んだ状態で圧着端子２を図６の下方に向かってスライドさせると、圧着端子２の第１及び第２のバレル４０、４１は、第１及び第２の切欠部５１、５２に挿入された状態となる。この状態で、第１及び第２のバレル４０、４１を圧着端子２の内側に向かって折り曲げて、第１及び第２の押圧部４０２、４１２が第２の接触片３０の上面を押圧することにより、絶縁基材５０と第１及び第２の接触片２０、３０とを圧着する（図１参照）。

なお、これら第１及び第２の切欠部５１、５２は、第１及び第２のバレル４０、４１をそれぞれ挿入可能な貫通孔であってもよい。このとき、第１及び第２のバレル４０、４１は、絶縁基材５０の下方から当該貫通孔に挿入された状態で折り曲げることにより、絶縁基材５０と第１及び第２の接触片２０、３０とを圧着する。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図７は圧着端子２の圧着時の動作を示した断面図であり、図７（ａ）は圧着前における圧着端子２を示す図、図７（ｂ）は圧着の途中段階における圧着端子２を示す図、図７（ｃ）は圧着後の圧着端子２を示す図である。

圧着端子２の第１及び第２の接触片２０、３０の間に回路基板３を入れ、第１及び第２のバレル４０、４１が第１及び第２の切欠部５１、５２に挿入された状態で（図７（ａ））、第１及び第２のバレル４０、４１を折り曲げると、第１の屈曲部３１で図中の上方に屈曲していた第２の接触片３０が徐々に図中の下方へと傾き、やがて第２の接触片３０の第２の突起部３３が回路基板３の配線パターン６０と接触する（図７（ｂ））。そして、第１及び第２のバレル４０、４１を更に折り曲げると、第２の接触片３０において第１及び第２のバレル４０、４１に対応する部分は下方に向かって更に押圧され、回路基板３と第１及び第２の接触片２０、３０とが圧着された状態となる（図７（ｃ））。

このとき、第２の接触片３０には、当該押圧によって生じた弾性力が蓄積される。このため、第２の接触片３０における先端側（図７中の右側）には、下方に向かう押圧力が働き（図７（ｃ）中の矢印）、第１及び第２の突起部２３、３３の間で回路基板３を挟んだ状態となる。これにより、第２の突起部３３は圧着端子２の配線パターン６０に押し付けられ、配線パターン６０と第２の接触片３０とが電気的に接続される。

なお、配線パターン６０を絶縁基材５０の下面に形成してもよい。この場合には、第１の接触片２０の第１の突起部２３が配線パターン６０と接触する。

本実施形態ではこのように、第１及び第２のバレル４０、４１による圧着力によって圧着端子２と回路基板３とが強固に固定されると共に、当該圧着力を利用して第２の突起部３３を回路基板３の配線パターン６０に押し付けることにより、圧着端子２と回路基板３とを安定的に導通させることができる。

また、本実施形態では、圧着端子２と回路基板３とを機械的に固定する部分（第１及び第２のバレル４０、４１によって圧着される部分）が、電気的に接続する部分（第１及び第２の突起部２３、３３が接触する部分）よりも後端側（図７中の左側）のみに設けられており、先端側には設けられていない。このため、回路基板３が外部から引っ張り等の機械的ストレスを受けた場合に、当該機械的固定部分において配線パターン６０が破断して断線する恐れが軽減される。

さらに、本実施形態では、第２の突起部３３と配線パターン６０との接触時に加わる第２の突起部３３の押圧力は、第１及び第２の接続片２０、３０の長さや厚さ、第１及び第２の屈曲部３１、３２における屈曲の度合い等により調整される。このため、回路基板３の厚さや材質等の変更に応じて、回路基板３と圧着端子２とを電気的に接続するために必要となる押圧力を容易に最適化することができる。

また、本実施形態では、圧着端子２の圧着時において、第１及び第２のバレル４０、４１の折り曲げ加工のみによって上記のような効果を奏することができる。このため、第１及び第２のバレル４０、４１以外に折り曲げ加工する部位を圧着端子２に設ける必要が無く、圧着端子２の全体サイズを小型化することができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１・・・基板組立体
２・・・圧着端子
１０・・・本体部
２０・・・第１の接触片
２３、２３Ｂ７・・・第１の突起部
３０、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ・・・第２の接触片
３１、３２・・・第１〜第２の屈曲部
３３、３３Ｂ７・・・第２の突起部
３４〜３６・・・第１〜第３の直線部
４０〜４１・・・第１〜第２のバレル
３・・・回路基板
６０・・・配線パターン

Claims (4)

1. 本体部と、
   前記本体部に片持支持された第１の接触片と、
   前記第１の接触片に対向していると共に、前記本体部に片持支持された第２の接触片と、
   前記第１の接触片に立設されたバレルと、を備えた圧着端子であって、
   前記バレルは、前記第１の接触片の固定端の近傍のみに設けられていることを特徴とする圧着端子。
2. 請求項１に記載の圧着端子であって、
   前記第２の接触片は、
   前記第１の接触片から離反するように屈曲する第１の屈曲部、又は、
   前記第１の接触片に接近するように屈曲する第２の屈曲部、の少なくとも一方を有することを特徴とする圧着端子。
3. 請求項１又は２に記載の圧着端子であって、
   前記第１の接触片の自由端、又は、前記第２の接触片の自由端、の少なくとも一方に突起を有していることを特徴とする圧着端子。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の圧着端子と、
   前記圧着端子が取り付けられるための回路基板と、を備えた基板組立体であって、
   前記バレルによって前記第１の接触片と前記第２の接触片が圧着されることで、前記第２の接触片の自由端が前記回路基板の配線パターンに接触していることを特徴とする基板組立体。

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