JP4842634B2

JP4842634B2 - フラット回路体

Info

Publication number: JP4842634B2
Application number: JP2005371543A
Authority: JP
Inventors: 秀人熊倉
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP2007173140A

Description

本発明は、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）やＦＦＣ（フレキシブル・フラット・ケーブル）などのフラット回路体に関するものである。

移動体としての自動車には、種々の電子機器が搭載される。前記自動車は、前記電子機器にバッテリなどの電源からの電力や制御装置からの制御信号などを伝えるためにワイヤハーネスを配索している。前述したワイヤハーネスは、電線と、コネクタなどを備えている。コネクタは、絶縁性の合成樹脂で形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容されるとともに前記電線の端末に取り付けられた端子金具を備えている。

前述した自動車は、ユーザなどからより多機能であることが求められている。このため、前述した自動車は、搭載される電子機器が増加する傾向である。このため、勿論、前述したワイヤハーネスの電線が増加して、該ワイヤハーネスの質量や体積が増加する傾向である。

このため、ワイヤハーネスは、小型軽量化を図るために、前述した電線としてＦＦＣやＦＰＣなどのフラット回路体を用いることが提案されている。

フラット回路体は、断面矩形状のフラット導体と、前記フラット導体を被覆するフィルム状の被覆部とを備えて、扁平な帯状に形成されている。フラット導体は、複数設けられている。フラット導体は、それぞれ、直線状に延在している。複数のフラット導体は、互いに平行に配置されている。被覆部は、フラット導体同士を互いに絶縁している。

前述したフラット回路体のフラット導体に端子金具を取り付ける際には、例えば、特許文献１に示すように、フラット導体に対応した箇所で、端子金具の複数のかしめ片（クリンプ片）を突き刺し、フラット導体を突き抜けたかしめ片をフラット導体側にかしめることで、電気的に接続されている。
特開２００２−３１３１５０号公報

しかしながら、特許文献１に示すようなフラット回路体では、フラット導体とかしめ片との接触荷重を大きくして、接触電気抵抗の変化の少ない安定した接続を行うために、フラット導体を硬銅材（いわゆる質別Ｈ材）で形成するようにしているが、該硬銅材は通常フラット導体の材料であるＯ材（オーザイ）と呼ばれる軟銅材を用いるよりも硬銅材は高価であるため、硬銅材を用いることでフラット回路体がコストアップしてしまうという問題があった。また、硬銅材は機械的強度が高いために、フラット回路体の屈曲性能への影響も懸念され、屈曲部位に用いることは不向きであった。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、コストの上昇を最小限に抑え、安定した接触状態を保持することができるフラット回路体を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載のフラット回路体は、扁平な形状に形成されたフラット導体と、該フラット導体を被覆する被覆部と、を有するとともに、前記フラット導体に端子金具のかしめ片が突き刺されて前記端子金具と電気的に接続するフラット回路体において、前記フラット導体が、前記かしめ片が突き刺される突き刺し部と、前記フラット導体の幅方向における該突き刺し部の両側から連なる一対の連設部と、を有するとともに、前記突き刺し部が、前記かしめ片の突き刺し方向の厚みを前記連設部よりも厚くなるように形成されて、前記フラット導体と前記かしめ片との接触面積を増加するようにしたことを特徴とする。

上記請求項１に記載した本発明のフラット回路体によれば、フラット導体の突き刺し部の厚さを、突き刺し部から連なる連設部の厚さよりも厚くなるように形成して、フラット導体とかしめ片との接触面積を増加するようにしているので、フラット導体とかしめ片との接触信頼性を向上させることができる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１に記載のフラット回路体において、前記フラット導体の幅方向における前記突き刺し部の幅が、前記端子金具の幅と等しくなるように形成されていることを特徴とする。

上記請求項２に記載した本発明のフラット回路体によれば、突き刺し部の幅が端子金具の幅と等しく形成されるので、フラット導体の肉厚部分を端子金具に対応した部分のみとすることができる。

以上説明したように請求項１に記載した本発明のフラット回路体によれば、フラット導体の突き刺し部の厚さが該突き刺し部から連なる連設部の厚さよりも厚くなるように形成することで、フラット導体とかしめ片との接触面積を増加させ、フラット導体とかしめ片との接触信頼性を向上させたことから、フラット導体に高価な硬銅等を用いる必要がなくなり、フラット導体の形成に使用する軟銅材等の材料の増加も抑制できるため、コストの上昇を最小限に抑え、かつ安定した接触状態を保持することができるフラット回路体を提供することができる。また、フラット導体の突き刺し部以外の連設部は薄いため、余分な重量増加を招くことなく、しかも、配索性の低下も最小源に抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、フラット導体の肉厚部分を端子金具に対応した形状の突き刺し部のみとすることができるため、フラット回路体としての重量の増加を最小限に抑えることができる。また、端子金具の形状に対応しているため、フラット導体にかしめ片を容易に突き刺すことができるため、フラット導体とかしめ片との接触面積を確実に増加させることができる。

以下、本発明に係るフラット回路体の一実施の形態を、図１〜図８の図面を参照して説明する。

図１乃至図８において、フラット回路体としてのＦＦＣ（フレキシブル・フラット・ケーブル）１は、複数のフラット導体４と、該フラット導体４を被覆する被覆部５と、を備えて、扁平な帯状に形成されている。なお、本発明のフラット回路体は、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）とすることもできる。

フラット導体４は、導電性を有する金属で構成されている。フラット導体４は、周知であるように、例えば、柔軟性のあるＯ材（オーザイ）と呼ばれる軟銅材で形成されている。フラット導体４は、直線状に延びている。複数のフラット導体４は、互いに平行に配置されている。

フラット導体４は、突き刺し部４１と、該突き刺し部４１から連なる一対の連設部４２と、を備えている。フラット導体４は、通常の電線と同様に、図２に示す形状のダイスから押し出して形成されている。

突き刺し部４１は、断面形が矩形状に形成されており、その幅Ｂは、図３に示す端子金具６の幅と等しくなるように形成されている。なお、突き刺し部４１の幅Ｂは、端子金具６の幅よりも広くすることもできるが、フラット導体４の軽量化を考慮すると、本実施形態のように端子金具６の幅と等しくなるように形成するのが好ましい。

連設部４２は、図２に示すように、突き刺し部４１の幅方向の両側から連なっており、突き刺し部４１との間が段差部４３となっている。連設部４２の厚さＤは、突き刺し部４１の厚さＣよりも薄くなるように形成されている。

なお、本実施形態では、フラット導体４の両面側に段差部４３が形成される場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、上面にのみ段差部４３を形成し、下面が突き刺し部４１から連続する平面となるように突き刺し部４１と連設部４２とを形成するなど、フラット導体４の形状は種々異なる形状とすることができる。また、連設部４２を突き刺し部４１の一方側のみに設けたり、突き刺し部４１の間に介在させる実施形態とすることもできる。

突き刺し部４１の厚さＣは、連設部４２の厚さＤに対して１３０〜２００［％］となるように設定されている。このようにフラット導体４は、かしめ片１３の突き刺し方向の突き刺し部４１の厚さＣを連設部４２の厚さＤよりも厚くなるように形成されている。

このようにフラット導体４の突き刺し部４１の厚さＣについては、１３０［％］よりも小さくなると、十分な接触面積を確保することができず、また、２００［％］を超えると、突き刺し部４１の強度が増して配索性を低下させるため、連設部４２の厚さＤに対して１３０〜２００［％］の範囲で設定することが望ましい。

突き刺し部４１の幅Ｂは、該突き刺し部４１と一対の連設部４２との全ての幅を示すフラット導体幅Ａに対して２５〜８０［％］となるように設定されている。また、幅Ｂの設定方法についても、これに限定するものではなく、突き刺し部４１と連設部４２との比に基づいて設定するなど種々異なる設定方法とすることができる。

このように本実施例において、突き刺し部４１の厚さについては、一般的なフラット状の導体の厚さが０．１〜０．３［ｍｍ］、幅が１．５〜４．０［ｍｍ］であり、電気性能が安定する導体の厚さが０．２［ｍｍ］以上であることを考慮して、本実施形態では、厚さが１３０〜２００％、幅が２５〜８０％に設定されている。

被覆部５は、絶縁性の合成樹脂からなり帯状に形成されている。被覆部５は、扁平な帯状に形成されて、前述したフラット導体４を被覆している。被覆部５は、複数のフラット導体４同士を電気的に絶縁している。被覆部５は、フラット導体４間が溝状に形成された溝部５１を備えている。溝部５１は、フラット導体４を覆っている部分よりも厚さが薄くなっている。また、上述したフラット回路体１の被覆部５は、平面状に形成した場合について説明するが、被覆部５の表面に段差を形成するようにしても差し支えない。

本明細書に記したフラット回路体とは、複数のフラット導体４と、該フラット導体４を被覆する絶縁性の被覆部５とを備えて、扁平な帯状に形成されているものを示す。

端子金具６は、導電性の板金を折り曲げるなどして得られ、図３乃至図５に示すように、相手側の端子金具と接続する電気接触部９と、ＦＦＣ２の導体４と接続される電線接続部１０と、を一体に備えている。

電気接触部９は、角筒状の筒部１１と、該筒部１１内に収容された図示しないばね片とを備えている。筒部１１は、図示例では、四角筒に形成されている。ばね片は、筒部内に侵入した相手側の端子金具の雄タブなどの挿入子を、筒部１１の内面に向かって付勢して該内面との間に挟む。電気接触部９は、筒部１１内に相手側の端子金具の雄タブなどの挿入子が挿入され、ばね片が筒部１１の内面との間に前述した挿入子を挟むことで、相手側の端子金具と電気的及び機械的に接続する。

電線接続部１０は、図３に示すように、断面円弧状の底壁１２と、複数のかしめ片１３とを備えている。底壁１２は、筒部１１の外壁に連なっている。底壁１２の幅方向の両側に、複数のかしめ片１３が千鳥状に片面側に突設された構造となっている。

かしめ片１３は、図４に示すように、被覆部５におけるフラット導体４に対応した位置に突き刺し可能な凸状に形成されており、底壁１２の縁部から立設している。かしめ片１３は、図５及び図６に示すように、フラット回路体１に突き刺さり、被覆部５及び突き刺し部４１（フラット導体４）を貫通され、該突き抜けた先端部１３ａが図示しない圧着装置等によって円弧状に加締められる。このように先端部１３ａを加締める目的は、フラット導体４とかしめ片１３の接触加重の確保のためである。

このように、かしめ片１３をフラット導体４に貫通させることで、かしめ片１３とフラット導体４との各表面が接触した接触部２によって電気的に接続される。該接触部２の接続信頼性を確保するためには、フラット導体４とかしめ片１３との接触部２の抵抗の上昇を抑える必要がある。そして、フラット導体４とかしめ片１３との接触部２は、拡大すると、図８に示すように、複数の真実の接触面２１同士が接触している。

このとき、図８中の凸状の接触面２１同士は接触により塑性変形を起こし、先端がつぶれているので、該つぶれ面の半径を接触面の半径Ａとしている。Ａ：接触面２１の半径、ρ：フラット導体４の抵抗率、ρ_f：被膜の抵抗率、ｄ：被膜厚とすると、その接触部２の抵抗値Ｒは、以下の式１で表すことができる。また、被膜は、フラット導体４の表面に形成される酸化被膜となっている。
Ｒ＝（ρ／２Ａ）＋（ρ_fｄ／πＡ²）・・・（式１）

さらに、接触面２１の半径Ａは、Ｆ：垂直加重、Ｈ：材料硬度、Ｎ：表面形状指数、Ｋ：表面形状仕上げ指数とすると、以下の式２で表すことができる。
Ａ＝Ｆ^N／２ＫＨ^1/2 ・・・（式２）

このように、抵抗値Ｒは、接触面Ａに半比例し、接触面Ａは垂直荷重Ｆに比例する。よって、垂直荷重Ｆ、つまり、接触荷重を増加させることが、接触信頼性を向上させる方法であり垂直荷重を増加させるためには、フラット導体４の厚さを厚くして大きくする必要がある。しかしながら、単にフラット導体４を厚くすると、フラット導体４の重量が増加してしまう。また、厚くすることで、フラット導体４が曲げにくくなり、配索性を低下させてしまう。

ところが、本発明のフラット回路体１によれば、フラット導体４の突き刺し部４１の厚さＣが、該突き刺し部４１から連なる連設部４２の厚さＤよりも厚くなるように形成することで、フラット導体４とかしめ片１３との接触部２における接触面積を増加させ、フラット導体４とかしめ片１３との接触信頼性を向上させるようにしたことから、フラット導体４に高価な硬銅等を用いる必要がなくなり、フラット導体４の形成に使用する軟銅材等の材料の増加も抑制できるため、コストの上昇を最小限に抑え、安定した接触状態を保持することができるフラット回路体１を提供することができる。また、フラット導体４の突き刺し部４１以外の連設部４２は薄いため、余分な重量増加を招くことなく、しかも、配索性の低下も最小源に抑えることができる。

また、フラット導体４の肉厚部分を端子金具６に対応した形状の突き刺し部４１のみとすることができるため、フラット回路体１としての重量の増加を最小限に抑えることができる。

なお、上述した本実施形態では、フラット導体４の突き刺し部４１は、端子金具６の形状に基づいて設計した場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、前述した式１、式２と端子金具６の形状とに基づいて設計するなど種々異なる実施形態とすることができる。

また、上述した本実施形態では、フラット導体４を被覆部５で被覆した状態で、かしめ片１３をフラット回路体１に突き刺す場合について説明したが、被覆部５が除去されてフラット導体４が露出した状態で、フラット導体４にかしめ片１３を突き刺して加締めるようにしても、上述したようにフラット導体４とかしめ片１３との接触信頼性を向上させることができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明にかかるフラット回路体の外観を示す斜視図である。図１に示すフラット回路体中のフラット導体の断面拡大図である。フラット導体に突き刺される端子金具の一例を示す斜視図である。フラット回路体に端子金具を突き刺した状態を示す斜視図である。図４中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。フラット回路体に端子金具を突き刺して加締めた状態を示す斜視図である。図６中のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。フラット導体とかしめ片との接触部を拡大した拡大図である。

符号の説明

１ＦＦＣ（フラット回路体）
２接触部
４フラット導体
５被覆部
６端子金具
１３かしめ片
４１突き刺し部
４２連設部

Claims

扁平な形状に形成されたフラット導体と、該フラット導体を被覆する被覆部と、を有するとともに、前記フラット導体に端子金具のかしめ片が突き刺されて前記端子金具と電気的に接続するフラット回路体において、
前記フラット導体が、前記かしめ片が突き刺される突き刺し部と、前記フラット導体の幅方向における該突き刺し部の両側から連なる一対の連設部と、を有するとともに、
前記突き刺し部が、前記かしめ片の突き刺し方向の厚みを前記連設部よりも厚くなるように形成されて、前記フラット導体と前記かしめ片との接触面積を増加するようにしたことを特徴とするフラット回路体。
前記フラット導体の幅方向における前記突き刺し部の幅が、前記端子金具の幅と等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフラット回路体。