JP2010097866A - 端子接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の端子部における可撓性の絶縁フィルムの変形防止を可能とした端子接続構造体を提供することを目的とする。
【解決手段】回路機能部及び端子部を有する電子機器の端子部と外部接続線の端子部とを接続する端子接続構造体は、前記回路機能部及び端子部に対応する回路機能領域１ａ及び端子領域１ｂを有する可撓性の絶縁フィルム１と、前記回路機能領域に形成された回路配線層２と、前記回路配線層に接続され前記端子領域に形成された機器端子電極３と、前記外部接続線７の端子部を構成し前記機器端子電極に対向して前記絶縁フィルムに重ね合わせて前記機器端子電極に電気的に接続固定された外部端子電極７ａと、前記端子領域において前記絶縁フィルム上に固定された剛性補強体６と、前記機器端子電極及び外部端子電極を含んで前記端子領域を包囲して形成された絶縁物被覆体１０とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は回路機能部及び端子部を有する電子機器の前記端子部と外部接続線の端子部とを接続する端子接続構造体、特にメンブレン回路基板タイプの着座センサに好適な端子接続構造体に関する。

例えば、自動車分野では、シートベルト着用の確認やエアバック作動用のシステムが使用されており、これらシステムは座席のシート表皮裏側に取り付けられた着座検知用の着座センサが一電子機器（電装部品）として用いられ、電気的に連繋して作動するようになっている。そして、その着座センサはその作動状態の変化を前記システムへの電気信号として与えることにより、シートベルト着用の確認ランプやエアバックの作動を司る役目を担っている。

この種の着座センサとしては、柔軟性があり、座席への装着を容易にするためにメンブレン回路基板技術により構成された可撓性の高いフィルム状またはシート状のメンブレンセンサ構造が開発されてきた。そして、着座センサを、自動車の電気配線網を構成するワイヤハーネスと電気的に接続するために、一般に、着座センス部に連なる端子部において、矩形板状のセンサ端子電極が可撓性の絶縁フィルムに重ね合わせられ、はとめを用いてかしめにより接続固定されている。そうして、前記センサ端子電極に対してハーネス先端の外部端子電極が接続固定されている（例えば特許文献１の図１や図６参照）。

また、特許文献１の図９に示されているように、前記着座センサの端子部（図９中の５１）は、スイッチ４１（センス部）から比較的長く延びるリボン状に形成され、座席５３の下方内部にてハーネスと接続され、座席５３の後側部位に配置される。前記端子部５１は、着座センス部への乗員の着座による引っ張りや曲げ応力に対応するように、できるだけ柔軟性をもたせるようになされている。

更には、前記はとめをかしめて固定された前記センサ端子電極とハーネス側外部端子電極との端子接続構造体の周囲には、一般に、防水性に富んだプラスチック樹脂をホットメルトモールディング法により型注入することによって、モールド樹脂被覆（絶縁物被覆体）が施されている。

ところが、前記モールディング時に、端子接続構造体にモールド樹脂圧が加わり、前記着座センサの端子部における絶縁フィルムを過度に屈曲させるなどの変形を生じさせることがある。特に、特許文献１の図１の端子部９及び１５に見られるように、前記センサ端子電極が２つ並列して一枚の絶縁フィルムの端子部に設けられている場合は、これら２つの端子電極間の絶縁フィルムが山状或いは谷状に屈曲或いは折れ曲がるなどの変形を生じ、端子電極間が接近して絶縁性を損なうなどの電気的特性を阻害する問題がある。

また、前記モールド樹脂被覆の厚さに制約がある場合は、変形された前記絶縁フィルムがモールド樹脂被覆から表面にはみ出して、防水性を維持できなかったり、外観を損なうなどの種々の問題がある。
特開２００５−３８８２８号公報

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、電子機器の端子部における可撓性の絶縁フィルムの変形防止を可能とした端子接続構造体を提供することを目的とする。

本発明の端子接続構造体は、回路機能部及び端子部を有する電子機器の端子部と外部接続線の端子部とを接続する端子接続構造体であって、前記回路機能部及び端子部に対応する回路機能領域及び端子領域を有する可撓性の絶縁フィルムと、前記回路機能領域に形成された回路配線層と、前記回路配線層に接続され前記端子領域に形成された機器端子電極と、前記外部接続線の端子部を構成し前記機器端子電極に対向して前記絶縁フィルムに重ね合わせて前記機器端子電極に電気的に接続固定された外部端子電極と、前記端子領域において前記絶縁フィルム上に固定された剛性補強体と、前記機器端子電極及び外部端子電極を含んで前記端子領域を包囲して形成された絶縁物被覆体とを備えていることを特徴とする。

また、本発明の端子接続構造体において、前記絶縁物被覆体は、ホットメルトモールディングによって形成されたモールド樹脂被覆からなることを特徴とするものであり、この場合に前記剛性補強体の効用が顕著にあらわれる。

本発明によれば、端子領域において可撓性の絶縁フィルム上に固定された剛性補強体を設けたことにより、端子部への外部から加わる曲げ応力に対する抗力を高め、絶縁フィルムの端子領域の変形を防止することができる。従って、端子接続構造体の電気的特性、防水性、外観性などを向上させることができるという効果を奏する。特に、絶縁物被覆体がホットメルトモールディングによるモールド樹脂被覆からなる場合にその効果がより顕著である。

以下に、本発明による端子接続構造体の一実施形態を図１〜図３を参照して説明する。

図１は端子接続構造体を概略的に示す上面図、図２はその下面図、図３は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

本実施形態における電子機器としては、一般的なメンブレン回路基板構造の着座センサを採用した。即ち、着座センサは、その全体像を図示していないが、着座センス部及びこれに連なる端子部を有していて、前記着座センサ部に対応する面積の可撓性の絶縁シートに、複数のスイッチ用貫通孔を分布させて形成した可撓性のスペーサと、このスペーサの両面に、それぞれ第１及び第２絶縁フィルムを粘着して形成されている。

前記第１及び第２絶縁フィルムは、前記着座センス部に対応する回路機能領域としての面を有し、前記スイッチ用貫通孔に対応する面部分に、通常はオフ状態であるが、着座によりオン状態になるスイッチ電極群を設けることによって分布されたスイッチセル群を備えている。また、前記絶縁フィルムの少なくとも一方の回路機能領域には、前記スイッチ電極群に対する回路網を構成する回路配線層が設けられている。

前記第１及び第２絶縁フィルムの少なくとも一方は、前記端子部に対応する端子領域を有し、前記回路配線層につながる引出回路配線層が形成されている。そして、前記着座センス部は図示してないが、前記端子部については、これを図１〜図３に図示して説明する。

前期着座センサの一部を構成する可撓性の第１絶縁フィルム１は、一枚の可撓性絶縁フィルム材料、例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムを用いて、前記センス部に対応する回路機能領域１ａ（詳細図は省略）及びこれに連なる端子領域１ｂを含む形状に成形されている。前記ＰＥＮフィルムの具体例としては、帝人デュポンフィルム社製の厚さ１００μｍのｋａｌａｄｅｘフィルムを用いることができる。前記可撓性絶縁フィルム材料としては、他にもＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いてもよい。

前記第１絶縁フィルム１の上表面には、前記回路機能領域１ａに形成された回路配線層（図示せず）のうちの２本の引出回路配線層２が、互いに所定の間隔で並行配置され前記端子領域１ｂ上表面に引き延ばした状態に設けられている。前記回路配線層及び引出回路配線層２、２は、例えば銀粒子を含む導電ペーストを印刷技術により印刷し、更に保護用の導電性カーボンペーストを重ねて印刷することによって形成することができる。前記導電ペースト及びカーボンペーストの各具体例としては、それぞれ藤倉化成社製のＦＡ−３２３及び同社製のＸＣ−２２１を用いることができる。

２本の前記引出回路配線層２、２の各上面側には、矩形状の金属板製の機器端子電極３、３が重ねられ（図１、図３参照）、前記引出配線層２、２の各下面側には、前記第１絶縁フィルム１を挟むようにして、前記機器端子電極３と同様の矩形状の金属板製のワッシャー４、４が重ねられている（図２、図３参照）。

そして、重なり合う各機器端子電極３、３、ワッシャー４、４及びこれらに挟まれた引出回路配線層２並びに第１絶縁フィルム１を貫通する貫通穴が、各機器端子電極３、３毎に２箇所（計４箇所）ずつ形成され、各貫通穴に、金属製の円筒状のはとめ５、――、５を挿入して上下両面からかしめることによって、前記機器端子電極３が、引出回路配線層２に電気的に接続されると共に第１絶縁フィルム１の端子領域１ｂに固定される。

また、第１絶縁フィルム１の端子領域１ｂの下面には、前記ワッシャー４、４の周囲を囲む矩形枠板からなる剛性補強体６が、例えば粘着材によって貼り付けて、接着固定されている。前記剛性補強体６は、前記端子領域１ｂにおける第１絶縁フィルム１を含む剛性を高めるためのものであり、複数の機器端子電極３、３相互間の電気的絶縁性及び剛性の度合いを考慮して材料及び形状が選定され、ここでは、一例として厚さ２５μｍの粘着剤が両面に貼着された厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムが用いられている。

前記各機器端子電極３、３の端子部先端側には、ハーネスから延びる２本の外部接続線７が配置され、前記各外部接続線７は、絶縁被覆７ｂにより被覆されていて、その先端部が露出された導電線７ａを有し、前記各導電線７ａは、機器端子電極３、３に設けられた例えば金属片からなる接続部材８により、かしめ接続するなどの一般的な手段で電気的に接続されている。また、各絶縁被覆７ｂの部分は、各機器端子電極３、３に設けられた留め金９によって固定されている。前記機器端子電極３と外部接続線７との接続手段としては、コネクタを用いることも可能であり、前記外部接続線７の導電線７ａの先端部にさし込み外部端子電極を予め接続しておいてもよいし、本実施形態のように前記先端部自身を外部端子電極として用いてもよい。

更に、前記端子領域１ｂの周囲には、これを包囲する絶縁物被覆体１０が形成されている。前記絶縁物被覆体１０は、各機器端子電極３及び各外部接続線７を含む前記端子領域１ｂを全体的に防水するために、前記端子領域１ｂの周囲を囲む型枠内に例えばホットメルト樹脂としてポリアミド樹脂を加圧注入して、ホットメルトモールディングすることによって形成されたモールド樹脂被覆層からなる長方体状のものとされている。

ところで、前記第１絶縁フィルム１の端子領域１ｂの剛性を高めるための剛性補強体６は、前記絶縁物被覆体１０のモールディング時の注入樹脂圧力が加わっても、端子領域１ｂの物理的抗力を大きくすることができ、前記第１絶縁フィルム１の変形を防止できる。勿論、外部からの端子領域１ｂへの曲げ応力の度合いを予測し、その度合いに応じて、剛性補強体６の材料及び形状が選定される。

また、前記剛性補強体６は、図示のように、前記ワッシャー４、４の周囲を囲む四角枠状であるのみならず、例えば日の字型にして、前記ワッシャー４、４の周囲並びにワッシャー相互間にも添えられる形状とすることもできる。更には、前記剛性補強体６の配置は、ワッシャー側に限らず、前記機器端子電極３側に配置してもよく、前記第１絶縁フィルム１の少なくとも一方の面に配置される。

また、前記着座センサの第１絶縁フィルム１の回路機能領域１ａ（各図中左側）上には、図示されていないが、複数のスイッチ用貫通孔を有するスペーサ及びその上の第２絶縁フィルムが重ねて粘着されている。

以上のようにして、前記端子領域１ｂに設けられた各機器端子電極３、剛性補強体６、各外部接続線７及びこれらを包囲する前記絶縁物被覆体１０を含む電子機器の端子接続構造体が構成される。

次に、本実施形態の着座センサにおける剛性補強体６を設けた端子接続構造体（本発明）と、剛性補強体６を設けなかった従来の端子接続構造体（従来技術）とを比較実験した結果について説明する。この場合、いずれの端子接続構造体についも、絶縁物被覆体１０用ホットメルト樹脂としてはヘンケル社製のポリアミド樹脂ＯＭ６５３を使用し、その樹脂温度を２００℃（ホットメルト塗布機：タンクーガンの設定温度）、その樹脂圧を１．５ＭＰａ、吐き出し時間を２０ｓｅｃとするモールディング条件が設定されている。

このような条件において、本発明及び従来技術による各端子接続構造体のサンプルを各々２０ｐｃｓずつ作製し、各端子部（端子領域）の目視による曲がり数、前記第１絶縁フィルム１（メンブレン基板）の屈曲によるモールディング樹脂表面からのはみ出し数を調べたところ、次のような結果となった。

即ち、従来技術においては、曲がり数が１５、はみ出し数が２も発生したのに対して、本発明においては、曲がり数が１、はみ出し数が０（零）であり、本発明は、前記モールディングなどによる外的曲げ応力の影響を受けにくく、曲がりやはみ出しのような不具合を著しく低減できる。

また、着座センサの端子部１ｂ（端子領域）は、ハーネスに接続された着座センサを座席シートに装着する際に、座席シートパッド部に設けられた貫通穴に挿通するなどの作業取り扱い中に、局部的に曲げ応力を受ける可能性もあり、そのような場合においても、前記剛性補強体６の存在により、前記端子部１ｂ（端子領域）の過度の曲がりが防止され、電気的特性や外観性などを向上させることができる。

なお、図１及び図２の表現において、前記絶縁物被覆体１０が最外層を構成しているので、各機器端子電極３、剛性補強体６及び各外部接続線７などの内蔵された各部材は、実際には、前記絶縁物被覆体１０に隠れて見えないが、透視した図として描かれている。

本発明の一実施形態に係る着座センサの端子接続構造体を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る着座センサの端子接続構造体を示す下面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って矢印方向に見た断面図である。

符号の説明

１ 第１絶縁フィルム
１ａ 回路機能領域
１ｂ 端子領域
２ 回路配線層（引出回路配線層）
３ 機器端子電極
４ ワッシャー
５ はとめ
６ 剛性補強体
７ 外部接続線
７ａ 外部端子電極
１０ 絶縁物被覆体

Claims (2)

1. 回路機能部及び端子部を有する電子機器の端子部と外部接続線の端子部とを接続する端子接続構造体であって、前記回路機能部及び端子部に対応する回路機能領域及び端子領域を有する可撓性の絶縁フィルムと、前記回路機能領域に形成された回路配線層と、前記回路配線層に接続され前記端子領域に形成された機器端子電極と、前記外部接続線の端子部を構成し前記機器端子電極に対向して前記絶縁フィルムに重ね合わせて前記機器端子電極に電気的に接続固定された外部端子電極と、前記端子領域において前記絶縁フィルム上に固定された剛性補強体と、前記機器端子電極及び外部端子電極を含んで前記端子領域を包囲して形成された絶縁物被覆体とを備えていることを特徴とする端子接続構造体。
2. 前記絶縁物被覆体は、ホットメルトモールディングによって形成されたモールド樹脂被覆からなることを特徴とする請求項１に記載の端子接続構造体。

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