JP2011113677A - 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】端子１の基板に、コ字状の切り込みの内側の部分を切り起こして曲げ形成された挟持片５が設けられ、挟持片と対向する基板上の部分は受板部６とされ、受板部と挟持片の対向面に凸部が設けられ、両凸部間にＦＦＣの挿入される隙間が確保されている。端子をＦＦＣ１０に接続するには、挟持片と受板部の間にＦＦＣを挿入し、挟持片と受板部の各外側に２つの電極２１、２２を配置し、電極により挟持片および受板部を加圧しながら、端子に電流を流して端子を発熱させ、挟持片と受板部の接触する部分の絶縁被覆１２を溶解させて、挟持片および受板部の両凸部をＦＦＣの導体１１の両面に接触させる。引き続いて電極により挟持片および受板部間に導体を通して電流を流すことで、挟持片および受板部と導体との接触点を抵抗溶接する。
【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）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、先端側に相手端子に対する電気接続部を有し、後端側に前記フレキシブルフラットケーブルに接続するための平板状の基板を有した端子を使用し、
該基板には、中央部にコ字状の切り込みが入れられ、そのコ字状の切り込みの内側の部分が前記基板の厚み方向に切り起こされて、前記基板に連結された後端側の１辺を支点にして後方へ向け略Ｕ字状または略Ｌ字状に折り曲げられることで、前記基板との間に間隔を保って対向する挟持片が設けられ、その挟持片と対向する前記基板上の部分が受板部とされ、その受板部と前記挟持片の対向面にそれぞれ凸部が設けられ、これら両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おり、
この端子を前記フレキシブルフラットケーブルに接続するに際して、
前記端子の挟持片と受板部と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挟持片および受板部を位置決めする工程と、
該工程後に、前記挟持片と受板部の各外側に、該挟持片と受板部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挟持片および受板部を加圧しながら、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、それにより前記挟持片と受板部の各凸部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、前記挟持片および受板部の両凸部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、前記挟持片および受板部間に前記導体を通して電流を流すことで、前記挟持片および受板部と導体との接触点を抵抗溶接する工程と、
を順に経ること。

上記（１）の構成の接続方法によれば、端子の後端側の基板に設けた挟持片と受板部との間にフレキシブルフラットケーブルを挿入し、その状態で挟持片と受板部の各外側に配した電極により挟持片および受板部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、ここで使用する端子は、基板の一部を切り起こして挟持片を形成しているので、端子の全体を平板状に形成することができ、端子の高さを小さくすることができる。

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（２）を特徴としている。
（２） 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端子であって、
先端側に相手端子に対する電気接続部を有すると共に、後端側に前記フレキシブルフラットケーブルに接続するための平板状の基板を有し、
該基板に、中央部にコ字状の切り込みが入れられ、そのコ字状の切り込みの内側の部分が前記基板の厚み方向に切り起こされて、前記基板に連結された後端側の１辺を支点にして後方へ向け略Ｕ字状または略Ｌ字状に折り曲げられることで、前記基板との間に間隔を保って対向する挟持片が設けられると共に、
その挟持片と対向する前記基板上の部分が受板部とされ、
その受板部と前記挟持片の対向面にそれぞれ凸部が設けられ、これら両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（２）の構成の端子によれば、挟持片と受板部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、その状態で挟持片および受板部の各外側に配した電極により挟持片と受板部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、平板状の基板を切り起こして挟持片を形成し、その挟持片を基板上の受板部と対向させているので、フレキシブルフラットケーブルを挿入する部分の高さ（受板部から挟持片までの高さ）をできるだけ小さくすることができ、端子とフレキシブルフラットケーブルの接続部分の薄型化が可能である。また、挟持片と受板部の対向面にそれぞれ凸部を設け、それらの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あるので、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、挟持片を、平板状の基板の一部を切り起こして曲げることで形成しているので、挟持片の厚み方向を加圧時の挟持片の撓み変形の方向と揃えることができ、それにより挟持片の柔軟性を高く設定することができる。従って、挟持片を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、挟持片の大きな変形を抑制することができ、端子と導体の接続状態の安定を図ることができる。

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。また、使用する端子の後端側にフレキシブルフラットケーブルに接続するための基板を設け、その基板の一部を切り起こして曲げることで、基板上の受板部との間にフレキシブルフラットケーブルを挟む挟持片を形成しているので、受板部と挟持片のある部分の高さを低く設定することができ、端子とフレキシブルフラットケーブルを接続した部分の薄型化が図れる。

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構成図で、（ａ）は端子を上から見た斜視図、（ｂ）は端子の側面図、（ｃ）は（ｂ）のＩｃ矢視図である。 （ａ）〜（ｃ）は同実施形態の接続方法の工程説明図である。

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構成図で、（ａ）は端子を上から見た斜視図、（ｂ）は端子の側面図、（ｃ）は（ｂ）のＩｃ矢視図、図２（ａ）〜（ｃ）は同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、先端側に相手端子に対する電気接続部２を有すると共に、後端側にフレキシブルフラットケーブル１０に接続するための平板状の基板３を有している。基板３には、中央部にコ字状の切り込み４が入れられ、そのコ字状の切り込みの内側の部分が基板３の厚み方向に切り起こされて、基板３に連結された後端側の１辺を支点にして後方へ向け略Ｕ字状または略Ｌ字状に折り曲げられることで、基板３との間に間隔を保って対向する挟持片５が設けられている。また、その挟持片５と対向する基板３上の部分は受板部６とされている。そして、その受板部６と挟持片５の対向面に、反対側から打ち出すことでそれぞれ凸部６ａ、５ａが設けられ、これら両凸部６ａ、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。

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の挟持片５と受板部６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と重なる位置に挟持片５と受板部６を位置決めする。

次に、図２（ｂ）に示すように、挟持片５と受板部６の外側（図中上下）に、挟持片５および受板部６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により挟持片５と受板部６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、挟持片５および受板部６の両凸部５ａ、６ａの接触する部分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、挟持片５の凸部５ａおよび受板部６の凸部６ａ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、挟持片５および受板部６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および受板部６と導体１１との各接触点を抵抗溶接する。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の後端側の基板３に設けた挟持片５と受板部６と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と受板部６の各外側に配した電極２１、２２により挟持片５および受板部６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、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、ここで使用する端子１は、基板３の一部を切り起こして挟持片５を形成し、その挟持片５を基板３上の受板部６と対向させているので、フレキシブルフラットケーブル１０を挿入する部分の高さ（受板部６から挟持片５までの高さ）をできるだけ小さくすることができ、端子１とフレキシブルフラットケーブル１０の接続部分の薄型化が可能である。また、挟持片５と受板部６の対向面にそれぞれ凸部５ａ、６ａを設け、それらの凸部５ａ、６ａ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あるので、加圧による荷重と端子１の熱を凸部５ａ、６ａ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を、平板状の基板３の一部を切り起こして曲げることで形成しているので、挟持片５の厚み方向を加圧時の挟持片５の撓み変形の方向と揃えることができ、それにより挟持片５の柔軟性を高く設定することができる。従って、挟持片５を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、挟持片５の大きな変形を抑制することができ、端子１と導体１１の接続状態の安定を図ることができる。

また、端子１から絶縁被覆１２に熱を伝えやすくするためには、絶縁被覆１２と当たる端子１側の部分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、挟持片５も受板部６も広い面積の凸部５ａ、６ａを形成可能であるから、効率よく絶縁被覆１２を溶解させることができる。

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 基板
４ コ字状の切り込み
５ 挟持片
５ａ 凸部
６ 受板部
６ａ 凸部
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 (2)

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、先端側に相手端子に対する電気接続部を有し、後端側に前記フレキシブルフラットケーブルに接続するための平板状の基板を有した端子を使用し、
   該基板には、中央部にコ字状の切り込みが入れられ、そのコ字状の切り込みの内側の部分が前記基板の厚み方向に切り起こされて、前記基板に連結された後端側の１辺を支点にして後方へ向け略Ｕ字状または略Ｌ字状に折り曲げられることで、前記基板との間に間隔を保って対向する挟持片が設けられ、その挟持片と対向する前記基板上の部分が受板部とされ、その受板部と前記挟持片の対向面にそれぞれ凸部が設けられ、これら両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おり、
   この端子を前記フレキシブルフラットケーブルに接続するに際して、
   前記端子の挟持片と受板部と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挟持片および受板部を位置決めする工程と、
   該工程後に、前記挟持片と受板部の各外側に、該挟持片と受板部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挟持片および受板部を加圧しながら、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、それにより前記挟持片と受板部の各凸部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、前記挟持片および受板部の両凸部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、前記挟持片および受板部間に前記導体を通して電流を流すことで、前記挟持片および受板部と導体との接触点を抵抗溶接する工程と、
   を順に経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. 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端子であって、
   先端側に相手端子に対する電気接続部を有すると共に、後端側に前記フレキシブルフラットケーブルに接続するための平板状の基板を有し、
   該基板に、中央部にコ字状の切り込みが入れられ、そのコ字状の切り込みの内側の部分が前記基板の厚み方向に切り起こされて、前記基板に連結された後端側の１辺を支点にして後方へ向け略Ｕ字状または略Ｌ字状に折り曲げられることで、前記基板との間に間隔を保って対向する挟持片が設けられると共に、
   その挟持片と対向する前記基板上の部分が受板部とされ、
   その受板部と前記挟持片の対向面にそれぞれ凸部が設けられ、これら両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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