JP2004134402A - 圧着接続子及び電気導体接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁材料の特性において熱的に変化する場合であっても良好な電気的接触を確保しながら、容易、安価且つ効率的に組立可能な改良された圧着接続子の提供。
【解決手段】圧着接続子１００は、絶縁材料１２０に埋め込まれた電気導体１２２と接続するものであり、少なくとも１個のコンタクトストリップ１１０及び少なくとも１個のピアシング歯１０４を有する基部１０８を具備する少なくとも１個の圧着領域１０２を有する。コンタクトストリップ１１０は傾斜先端１１６を有し、圧着される際に傾斜先端１１６が導体１２４の絶縁材料１２０を下面から貫通して導体１２４内の電気導体１２２と接触するように基部１０８に配置される。ピアシング歯１０４は傾斜端部領域１０６を有し、圧着される際に傾斜端部領域１０６が導体１２４の絶縁材料１２０を上面から貫通して導体内１２４の電気導体１２２と接触するように基部１０８に配置される。
【選択図】図１

Description

　本発明は、絶縁層内に埋め込まれた電気導体を電気的に接続する圧着接続子（crimp connector）に関し、さらに、絶縁層内に埋め込まれた電気導体を圧着接続子により電気的に接続する方法に関する。

　圧着接続子は、電気導体用に迅速で経済的且つ信頼性の高い電気接続である。圧着接続子は、電気接続が苛酷な環境条件に置かれ且つ振動に対する安定性、耐食性、温度に対する安定性及び通電容量を有しなければならない自動車電子デバイスに好適には使用される。

　圧着接続子は一般的に、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）又はフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）等の箔状電気導体を接続するために、貫通する接続子として使用される対応のピアシング歯（piercing tine）を具備する。この種の圧着接続子の一例は図１６に示される。図１６の圧着接続子は、例えばプラグコンタクトに接続される基部１０８、及び平形導体１２４上の絶縁材料１２０を突き刺すことにより平形導体１２４の電気導体１２２に接触する少なくとも１個のピアシング歯１０４を有する。ピアシング歯１０４は傾斜した鋭い縁構造で形成することができるので、例えば特許文献１ないし４に示されるように、組立の際に電気導体１２２に切り込む。組立の際に、ピアシング歯１０４は、適当な圧着工具の補助により電気導体１２２の方向へ下方に押圧され、絶縁材料１２０を貫通し電気導体１２２と接触する。

　特許文献５及び６は、実際の圧着されたコンタクトに加え、ストレインリリーフを提供するために曲げ上げられた縁を有する圧着接続子を開示する。さらに、特許文献７及び８は、圧着接続子の基部に成形された接触突起のみを介して絶縁材料に埋め込まれた電気導体との接触を開示する。これにより、ピアシング歯は、圧着接続子を平形導体に機械的に固定し、絶縁材料を貫通していない。
米国特許第４０８２４０２号明細書 米国特許第４１０６８３６号明細書 米国特許第４２７０８２８号明細書 米国特許第４６６９７９８号明細書 米国特許第３７１５４５７号明細書 米国特許第３６９７９２５号明細書 米国特許第３９３７４０３号明細書 米国特許第３９６０４３０号明細書

　しかし、上述の圧着接続子において、圧着接続子の基部及び接触される電気導体間に絶縁材料層が残るので、例えば絶縁材料における熱的変化等により生ずる形状変化が電気的接触の品質に悪影響を与えるおそれがあるという問題がある。例えば、作成済みのラミネートのない箔をさらに購入しなければならず且つプラスチック材料製スリーブが粒から直接製造される場所における押出し平形導体（この導体は、安価で、より柔軟であり、空間を要せず、絶対防水である利点を提供するので、自動車、船舶及び航空機の配線、又は産業用コンピュータでの使用が増大している）の使用では、押し出された箔は、熱負荷の際に絶縁材料のプラスチック材料を曲げる高温を受けるおそれがある（特許文献１及び４）。

　この問題は、特許文献６では次のように解決する。すなわち、電気導体は、圧着接続子の取付け前に絶縁材料を剥ぎ取られる。しかし、この解決法は、絶縁材料の所定の除去に時間がかかり、技術的な要求が厳しいという不都合を有する。例えば、この方法は、高精度削り技術又は高価なレーザ技術を要する。さらに、接触領域が腐食し易く、機械的安定性が低下する。

　従って、本発明は、絶縁材料の特性において熱的に変化する場合であっても良好な電気的接触を確保しながら、容易、安価且つ効率的に組立可能な改良された圧着接続子を提供することを目的とする。

　上記及び他の目的は、少なくとも１個のコンタクトストリップ及び少なくとも１個のピアシング歯を有する基部を具備する圧着領域を有する圧着接続子により達成される。少なくとも１個のコンタクトストリップは、傾斜先端を有し、圧着される際にこの傾斜先端が導体の絶縁材料を下面から貫通して導体内の電気導体と接触するように、基部に配置される。少なくとも１個のピアシング歯は、傾斜端部領域を有し、圧着される際にこの傾斜端部領域が導体の絶縁材料を上面から貫通して導体内の電気導体と接触するように、基部に配置される。

　上記及び他の目的はさらに、絶縁材料に埋め込まれた少なくとも１個の電気導体と電気的に接触するための方法により達成される。導体は、圧着接続子の基部に配置されたコンタクトストリップに隣接して配置される。基部に配置されたピアシング歯は変形され、圧着接続子が少なくとも部分的に導体を囲む。絶縁材料の上面には、ピアシング歯の先端が貫通する。絶縁材料の下面には、コンタクトストリップの先端が貫通する。ピアシング歯及びコンタクトストリップの先端はそれぞれ電気導体と接触する。

　以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

　図１ないし図７は、第１実施形態の圧着接続子１００を示す。圧着接続子１００の実際の圧着領域１０２のみが示される。例えば、第２圧着領域又はプラグイン接続子要素が圧着領域１０２に隣接してもよい。また、圧着接続子１００は図示の圧着領域１０２のみから構成されてもよく、この場合、埋め込まれたフレキシブル電気導体路を有する複数の絶縁箔を接続する貫通接続子として使用される。

　圧着接続子１００は、４個の楕円穴１１２を具備する基部１０８を有する。図示の実施形態における穴１１２は楕円形状を有するが、穴１１２はこの形状に限定されず、例えば円形又は矩形等の他の所望の形状に形成されてもよい。コンタクトストリップ１１０は各楕円穴１１２の周りに配置される。図３及び図４に最もよく示されるように、コンタクトストリップ１１０は、端部領域に鋭利な傾斜先端１１６を有する略ピラミッド型構造を有する。

　４個のピアシング歯１０４は基部１０８の両側から延びる。ピアシング歯１０４は傾斜端部領域１０６を有する。図示の実施形態では４個のピアシング歯は同形状であるが、例えば多層配線等の異なる貫通深さを達成できるようにするために、ピアシング歯１０４は異なる高さで形成されてもよい。例えば、対角方向に対向して配置されたピアシング歯１０４は同形状であってもよい。加えて、図示の実施形態においてピアシング歯１０４の数は４個であるが、圧着接続子１００の所望形状に依存して任意の数のピアシング歯１０４を使用してもよい。

　図６に示されるように、出荷状態では、複数の圧着接続子１００が、その後に除去可能なキャリア１１４を介して互いに連結されてもよい。

　圧着接続子１００の平形導体１２４への組立を図７を参照して説明する。平形導体１２４は、図７に示されるように電気導体１２２及び絶縁材料１２０を具備する。平形導体１２４は圧着接続子１００上に配置され、方向１１８（図４参照）に押圧される。適当な圧着工具の補助により方向１１８にピアシング歯１０４上に圧力が及ぼされる結果、ピアシング歯１０４が図７に示されるように半円形状に曲げられる。ピアシング歯１０４は、ピアシング歯１０４の端部領域が絶縁材料１２０を切り込んで電気導体と接触するまで曲げられる。コンタクトストリップ１１０のピラミッド型形状、特にピアシング歯１０４に面する面取りされた外側面は、ピアシング歯１０４を案内して円弧状曲げを助成する。同時に、コンタクトストリップ１１０は、下方から絶縁材料１２０を貫通して電気導体１２２と電気的に接触する。傾斜先端１１６により、圧力が方向１１８に作用する際に、かなりの機械的力が平形導体１２４の絶縁材料１２０上に作用することができる。この結果、コンタクトストリップ１１０が絶縁材料１２０及び電気導体１２２を切り込む。

　傾斜先端１１６により絶縁材料１２０が貫通した後、絶縁材料１２０は、ピアシング歯１０４及びコンタクトストリップ１１０の周りの腐食性の環境的影響から気密シールする。さらに、ピアシング歯１０４の端部領域及びコンタクトストリップ１１０の傾斜先端１１６は実質的に互いに対向するので、苛酷な環境条件でさえ電気導体１２２を確実に保持する好条件の機械的力分配が生ずる。よって、電気導体１２２は、ピアシング歯１０４及びコンタクトストリップ１１０間に絶縁材料を囲むことなく、ピアシング歯１０４及びコンタクトストリップ１１０間に確実にクランプする。

　図７は単一の平形導体１２４を図示するが、圧着接続子１１０は例えば互いに上下に重ねられた複数の平形導体と共に使用してもよい。その場合、コンタクトストリップ１１０の高さは、重ねられた平形導体１２４の異なる電気導体１２２と接触するように調整してもよい。さらに、圧着接続子１００は、図示の矩形断面の平形導体１２４以外に、例えば円形等の任意の断面形状を有する電気導体と共に使用してもよい。

　図８及び図９は、第２実施形態の圧着接続子１００を示す。第２実施形態は、円形穴１２２を有する２個の円錐形状のコンタクトストリップ１１０を具備する点で第１実施形態と異なる。コンタクトストリップ１１０は、電気導体１２２との信頼性の高い接触を確保する環状の鋭利な縁を有する。

　図１０及び図１１は、第３実施形態の圧着接続子１００を示す。第３実施形態は、コンタクトストリップ１１０に設けられた１組の歯１２６により形成された環状の鋭利な縁を有するコンタクトストリップ１１０を具備する点で他の実施形態と異なる。

　図１２ないし図１５は、第４実施形態の圧着接続子１００を示す。第４実施形態は、コンタクトストリップ１１０が基部１０８から個別に上方に曲げられることにより形成されている点で他の実施形態と異なる。コンタクトストリップ１１０の基部の線は、図１２及び図１３に示されるように圧着接続子１００の縦軸に対して略横断するか、あるいは図１４及び図１５に示されるように縦軸と平行のいずれかを通ることができる。各場合において、先端１１６は電気導体１２２と最適に接触するよう構成されている。

　圧着接続子１００の基部１０８に配置されたコンタクトストリップ１１０は、ピアシング歯１０４に加え、絶縁材料１２０を貫通し且つ電気導体１２２と電気的に接触するので、電気導体１２２は上側及び下側から接触され、特に安全で安定した電気的接続を確保する。このため、温度に依存する機械的特性を有する絶縁材料１２０が接触結合部に含まれておらず、より高い作動温度でさえも安定した電気的接続が保証される。一点を指すコンタクトストリップ１１０又は複数のコンタクトストリップ１１０を有する基部１０８の構成は、絶縁材料１２０が容易に貫通でき、平形導体１２４の剥ぎ取りを要しない点で利点がある。一点を指すストリップ１１０は、環境の影響に対する絶縁材料１２０の不透水性が維持され続けるので、腐食を効果的に防止することができる点で付加的な利点を有する。圧着接続子１００の特性は、絶縁材料１２０が箔の場合、特に利点がある。箔が広く採用され、電気導体の圧着が特に有利な接触方法であると証明されているので、圧着接続子１００は、特に安定して安全な接触を生成することが確保される。

　電気導体１２２の形状及び絶縁材料１２０間の大きな許容差がある場合でさえ、安定して安全な接触を保証するために、基部１０８に、共通の中心点の周りに略環状に配置された複数のコンタクトストリップ１１０により、又は個々に直立したコンタクトストリップ１１０により形成されたコンタクトストリップ１１０の少なくとも１個のリングが設けられている。また、特に安全な、及び機械的負荷に関して安定した電気的及び機械的接触も、互いにオフセットして略対向する複数対が配置された４個以上のピアシング歯１０４を有する圧着接続子１００により達成される。ここで、ピアシング歯１０４は互いに向かって曲げられ、ピアシング歯１０４間の基部１０８上に配置されたコンタクトストリップ１１０に対する摩擦接続を形成する。さらに、ピアシング歯１０４に対する所定の力で押圧する圧着工具を用いて、ピアシング歯１０４の変形が生ずるので、特に信頼性の高い電気的接触が保証される。

　圧着接続子１００を用いて絶縁材料１２０に埋め込まれた少なくとも１個の電気導体１２２と電気的に接触する方法は、圧着接続子１００を取り付ける前に平形導体１２４を剥ぎ取ることが不要であるので、特に安価で、時間を節約する。

本発明の圧着接続子の第１実施形態の圧着領域を示す斜視図である。 図１の圧着接続子上の水平突起を示す平面図である。 図１の圧着接続子の側面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った図１の圧着接続子の断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った図１の圧着接続子の断面図である。 本発明の圧着接続子の打抜きレイアウトの部分平面図である。 圧着状態の圧着接続子の断面図である。 本発明の圧着接続子の第２実施形態を示す図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 第２実施形態の圧着接続子上の水平突起を示す平面図である。 本発明の圧着接続子の第３実施形態を示す図１１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 第３実施形態の圧着接続子上の水平突起を示す平面図である。 本発明の圧着接続子の第４実施形態を示す図１３のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 第４実施形態の圧着接続子上の水平突起を示す平面図である。 本発明の圧着接続子の第５実施形態を示す図１５のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。 第５実施形態の圧着接続子上の水平突起を示す平面図である。 従来例の圧着接続子の圧着状態を示す断面図である。

符号の説明

１００　圧着接続子
１０２　圧着領域
１０４　ピアシング歯
１０６　傾斜端部領域
１０８　基部
１１０　コンタクトストリップ
１１２　穴
１１６　傾斜先端
１２０　絶縁材料
１２２　電気導体
１２４　導体
１２６　歯

Claims (17)

1. 　圧着領域を有する圧着接続子において、
   　前記圧着領域は、少なくとも１個のコンタクトストリップ及び少なくとも１個のピアシング歯を有する基部を具備し、
   　前記少なくとも１個のコンタクトストリップは、傾斜先端を有し、圧着される際に該傾斜先端が導体の絶縁材料を下面から貫通して前記導体内の電気導体と接触するように、前記基部に配置され、
   　前記少なくとも１個のピアシング歯は、傾斜端部領域を有し、圧着される際に該傾斜端部領域が前記導体の前記絶縁材料を上面から貫通して前記導体内の前記電気導体と接触するように、前記基部に配置されることを特徴とする圧着接続子。
2. 　前記少なくとも１個のピアシング歯は前記基部の一側から延びることを特徴とする請求項１記載の圧着接続子。
3. 　前記基部は少なくとも１個の穴を具備し、
   　該穴の周りに前記少なくとも１個のコンタクトストリップが配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧着接続子。
4. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップは、前記少なくとも１個のピアシング歯が前記電気導体と接触するよう案内するピラミッド型構造を有することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
5. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップは、前記少なくとも１個のピアシング歯が前記電気導体と接触するよう案内する円錐型構造を有することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
6. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップは、前記絶縁材料を貫通するための歯を具備することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
7. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップは前記基部から上方に曲げられていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
8. 　前記絶縁材料は箔であることを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
9. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップ及び前記少なくとも１個のピアシング歯は、圧着される際に半円弧を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
10. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップ及び前記少なくとも１個のピアシング歯は、前記基部に成形されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
11. 　前記少なくとも１個のコンタクトストリップは、前記基部の共通の中心点の周りに略環状に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
12. 　前記基部は、対向する両側に配置された１対の前記ピアシング歯を有し、
    　前記対は互いにオフセットしていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちいずれか１項記載の圧着接続子。
13. 　前記対の各々は前記基板上に配置され、前記少なくとも１個のコンタクトストリップの側面に位置することを特徴とする請求項１２記載の圧着接続子。
14. 　絶縁材料に埋め込まれた少なくとも１個の電気導体と電気的に接触する方法において、
    　圧着接続子の基部に配置されたコンタクトストリップに隣接して導体を配置する工程と、
    　前記基部に配置されたピアシング歯を変形して、前記圧着接続子が少なくとも部分的に前記導体を囲む工程と、
    　前記ピアシング歯の先端で前記絶縁材料の上面を貫通させる工程と、
    　前記コンタクトストリップの先端で前記絶縁材料の下面を貫通させる工程と、
    　前記電気導体を、前記ピアシング歯及び前記コンタクトストリップのそれぞれの先端に接触させる工程と
    　からなる電気導体接続方法。
15. 　前記圧着接続子に圧着工具を適合させる工程をさらに具備することを特徴とする請求項１４記載の電気導体接続方法。
16. 　前記絶縁材料の前記上面及び前記下面を同時に貫通することを特徴とする請求項１４又は１５記載の電気導体接続方法。
17. 　前記ピアシング歯及び前記コンタクトストリップ間に前記導体をクランプする工程をさらに具備することを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のうちいずれか１項記載の電気導体接続方法。

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