JP5077458B2

JP5077458B2 - 回路基板用端子

Info

Publication number: JP5077458B2
Application number: JP2011072783A
Authority: JP
Inventors: 隆吉遠藤
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: JP2012209075A

Description

本発明は、プリント基板などの各種回路基板との間の通電部材として、絶縁ハウジングに固定された状態で回路基板に接合される回路基板用端子に関する。

プリント基板などの各種回路基板に対し、絶縁ハウジングに固定された状態で半田付けなどによって接合される回路基板用端子については、従来、様々な技術が開発されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１記載の「プリント基板用雌端子の構造」及び特許文献２記載の「基板用コネクタ及びその端子金具」がある。

特許文献１に記載されているプリント基板用雌端子は、バスバーなどを圧接する圧接部と、プリント基板に半田付けされる固定部とを有する平板状の雌端子であり、熱ストレスによって固定部の半田付けにクラックが入るのを防止するため、固定部の板厚が、応力を緩和できる薄い厚みに形成されている。

特許文献２に記載されている端子金具は、回路基板の複数のスルーホールに挿入するために櫛状に分岐させた複数の差込部を有するものであり、差込部を折り曲げて２枚重ね構造としてその断面積を増加させることにより、電気抵抗を抑え、通電時の発熱量を抑えている。

特開平１０−１８９０８５号公報特開平１０−１０６６９６号公報

特許文献１記載のプリント基板用雌端子は、半田付けのクラック発生を防止することができる点においては優れているのであるが、固定部の板厚が薄いので、電気抵抗が高く、通電時の発熱量が大である。このため、パワー回路のように大電流が流れる回路基板において使用することが困難である。

一方、特許文献２記載の端子金具は、差込部の断面積が大きいので、電気抵抗を抑え、通電時の発熱量を抑えることができるが、熱変形に伴って発生する応力を緩和する機能に欠けているので、熱ストレスによって固定部の半田付けにクラックが入ることがある。

このように、従来の回路基板用端子においては、通電時の発熱量を抑制する構造にすると、熱ストレスによる半田付けクラックの防止が困難となり、熱ストレスによる半田付けのクラック発生を抑制する構造にすると、通電時の発熱量を抑制することが困難となるという問題が存在する。

本発明が解決しようとする課題は、回路基板用端子において、通電時の抵抗発熱量を抑制するとともに、放熱性を高め、半田付けのクラック発生を防止することにある。

本発明の回路基板用端子は、電気回路用コネクタの絶縁ハウジングに固定される嵌合部と、回路基板に接合するため前記嵌合部から延設された端子部とを有する帯板状の回路基板用端子であって、前記端子部の板厚を前記嵌合部の板厚より小とし、前記端子部の板幅を前記嵌合部の板幅より大とし、前記端子部にその板厚方向に撓んだ折曲部を設けたことを特徴とする。

このような構成とすれば、端子部の板厚を嵌合部の板厚より小さくすることによって生じる可能性のある横断面の面積の減少を、端子部の板幅を嵌合部の板幅より大きくすることによって回避することができるので、通電時の発熱量を抑制することができ、端子部に設けられた折曲部により、熱変形に伴って発生する応力を緩和することができるので、半田付けのクラック発生を防止することができる。また、端子部の板幅を増大させることによって、端子部の表面積が広がり端子部の放熱性が高まり、半田付けのクラック発生を防止する上で有効である。

また、前記嵌合部の横断面の面積と、前記端子部の横断面の面積と、を略同等とすることもできる。

このような構成とすれば、嵌合部と端子部の通電断面積が略同等となるので、通電時の発熱量抑制に有効である。

一方、前記嵌合部と前記端子部との間に、それぞれの板幅方向が、前記嵌合部の仮想軸線を中心に相対的に回転変位した捻転部を設けることもできる。

このような構成とすれば、本発明に係る複数の回路基板用端子を並列配置して使用する場合、嵌合部の板幅より端子部の板幅を大きくしたことによって生じる、端子配置間隔の増大を回避することができる。

また、本発明の回路基板用端子は、電気回路用コネクタの絶縁ハウジングに固定される嵌合部と、回路基板に接合するため前記嵌合部から延設された端子部とを有する帯板状の回路基板用端子であって、前記端子部の板厚を前記嵌合部の板厚より小とし、前記端子部の嵌合部側の板幅を前記嵌合部の板幅より大とし、前記端子部に、その板幅方向と交差するスリットを開設することにより複数の櫛状の端子片を設け、前記端子片にその板厚方向に撓んだ折曲部を設け、少なくとも前記端子部の板幅方向の両側に位置する前記端子片の先端部を互いに接近するように変位させたことを特徴とする。

このような構成とすれば、端子部の板厚を嵌合部の板厚より小さくすることによって生じる可能性のある横断面の面積の減少を、端子部の嵌合部側の板幅を嵌合部の板幅より大きくすることによって回避して通電時の発熱量を抑制し、端子部に設けられた折曲部により、熱変形に伴って発生する応力を緩和することができるので、半田付けのクラック発生を防止することができる。また、端子部に複数の櫛状の端子片を設けことにより、端子部の表面積が広がり端子部の放熱性が高まるため、半田付けのクラック発生を防止する上で有効である。

また、前記端子部の板幅方向の両側に位置する前記端子片の先端部を互いに接近するように変位させたことにより、両側に位置する端子片の先端部同士の間隔を端子部の板幅より小さくすることが可能となるため、本発明に係る複数の回路基板用端子を並列配置して使用する場合、嵌合部の板幅より端子部の板幅を大きくしたことによって生じる、端子配置間隔の増大を回避することができる。

この場合、隣り合う前記端子片の先端部が交互に反対を向く方向に撓ませることが望ましい。

このような構成とすれば、隣り合う端子片の先端部同士が重なり合うことを回避しながら、隣り合う端子片の先端部同士の間隔を狭めることが可能となるので、両側に位置する端子片の先端部同士の並列部分で形成される板幅を端子部の嵌合部側の板幅より小さくする上で有効である。

本発明により、回路基板用端子において、通電時の抵抗発熱量を抑制するとともに、放熱性を高め、半田付けのクラック発生を防止することができる。

本発明の第１実施形態である回路基板用端子を示す斜視図である。図１に示す回路基板用端子の使用状態を示す斜視図である。図１に示す回路基板用端子の製造工程の一部を示す斜視図である。図１に示す回路基板用端子の製造工程の一部を示す斜視図である。本発明の第２実施形態である回路基板用端子を示す斜視図である。図５に示す回路基板用端子を並列配置した状態を示す斜視図である。本発明の第３実施形態である回路基板用端子を示す斜視図である。

図１〜図４に基づいて、本発明の第１実施形態である回路基板用端子１０について説明する。図１，図２に示すように、回路基板用端子１０は、電気回路用コネクタの絶縁ハウジング１に固定される嵌合部１１と、回路基板２に接合するため嵌合部１１から延設された端子部１２とを有する帯板状の導電性部材である。端子部１２の板厚ｔ１を嵌合部１１の板厚ｔより小とし、端子部１２の板幅ｂ１を嵌合部１１の板幅ｂより大とするとともに、端子部１２にその板厚ｔ１方向に撓んだ複数の折曲部１３を設けている。

回路基板用端子１０の用途や使用形態などは特に限定しないが、例えば、図２に示すように、複数の回路基板用端子１０の嵌合部１１を絶縁ハウジング１に固定し、それぞれの端子部１２の先端部分が、回路基板２に形成された回路パターン３上に半田付け４を介して接合される。

回路基板用端子１０においては、端子部１２の板厚ｔ１を嵌合部１１の板厚ｔより小さくすることによって生じる横断面の面積の減少を、端子部１２の板幅ｂ１を嵌合部１１の板幅ｂより大きくすることによって補うことができるため、嵌合部１１の電気抵抗より端子部１２の電気抵抗が大となることがなく、通電時の発熱量を抑制することができる。なお、前記横断面とは、回路基板用端子１０の通電方向と直交する平面のことをいう。

また、本実施形態の回路基板用端子１０においては、嵌合部１１の横断面の面積と、端子部１２の横断面の面積と、を略同等とすることにより、嵌合部１１の電気抵抗と、端子部１２の電気抵抗とを略同等としているため、通電時の発熱量抑制に有効である。ただし、嵌合部１１の横断面の面積と、端子部１２の横断面の面積と、を略同等とすることに限定するものではないので、使用条件において、任意に設定することができる。

また、回路基板用端子１０においては、通電時の発熱で生じる熱変形に伴って発生する応力を、端子部１２に設けられた複数の折曲部１３の弾性的変形によって緩和することができるので、半田付け４のクラック発生を防止することができる。また、端子部１２の板幅ｂ１を嵌合部１１の板幅ｂより増大させたことにより、端子部１２の表面積が広がり放熱性が高まるので、半田付け４のクラック発生を有効に防止することができる。

図１に示すように、回路基板用端子１０においては、端子部１２に二つの折曲部１３を設けているが、これに限定しないので、単数若しくは三つ以上の折曲部１３を設けることもできる。また、回路基板用端子１０の材質は銅若しくは銅合金などが好適であるが、それに限定しないので、アルミニウムやアルミニウム合金、導電性プラスチックスあるいは合成樹脂に金属メッキを施して形成された導電性材料などを使用することもできる。

次に、図３，図４に基づいて、回路基板用端子１０の嵌合部１１及び端子部１２を形成する工程について説明する。なお、これらの工程は、例示であって、本発明に係る回路基板用端子の製造工程を限定するものではない。

図３に示す工程においては、一方の側縁寄りの部分が板厚ｔをなし、他方の側縁寄りの部分が板厚ｔ１をなす形状に研削若しくは切削加工された長尺の条材１５０を原材料として回路基板用端子１０（図１参照）を形成する。条材１５０を板幅ｂ１のサイズに切断して得られる帯板状の金属板１５において、板厚ｔの基端部１５ａ側で嵌合部１１が形成され、板厚ｔ１の先端部１５ｂ側で端子部１２が形成される。嵌合部１１と端子部１２との間には、板厚ｔから板厚ｔ１に連続的に減少するとともに、板幅ｂが板幅ｂ１に連続的に増大する境界部１４が形成される。この後、端子部１２にその板厚ｔ１方向に撓んだ複数の折曲部１３を設ければ、図１に示す回路基板用端子１０が完成する。

図３に示す工程は、多種多様な形状の回路基板用端子を製作することが可能であり、完成後の寸法の精度が高い点において優れている。

図４に示す工程においては、板厚ｔの長尺の条材１６０を板幅ｂのサイズに切断して得られる帯板状の金属板１６の略中央から基端部１６ａ寄りの領域は加工することなく嵌合部１１とし、前記略中央から先端部１６ｂ寄りの領域をプレス圧延加工して板厚ｔ１及び板幅ｂ１とすることによって端子部１２を形成している。また、嵌合部１１と端子部１２との間には、板厚ｔが板厚ｔ１に連続的に減少し、板幅ｂが板幅ｂ１に連続的に増大する境界部１７が形成されている。この後、端子部１２にその板厚ｔ１方向に撓んだ複数の折曲部１３を設ければ、図１に示す回路基板用端子１０が完成する。

図４に示す工程は、板厚が一定の条材１６０を使用するので材料コストが安く、材料の損失が少なく、加工時間が短く生産性が高く、安定した精度で量産することが可能である点において優れている。

次に、図５，図６に基づいて、本発明の第２実施形態である回路基板用端子２０について説明する。

図５に示すように、回路基板用端子２０は、絶縁ハウジング（図示せず）に固定される嵌合部２１と、回路基板（図示せず）に接合するため嵌合部２１から延設された端子部２２とを有する帯板状の部材であり、端子部２２の板厚ｔ１を嵌合部２１の板厚ｔより小とし、端子部２２の板幅ｂ１を嵌合部２１の板幅ｂより大としている。また、端子部２２にその板厚方向ｔ１に撓んだ複数の折曲部２３を設けるとともに、嵌合部２１と端子部２２との間に、それぞれの板幅ｂ，ｂ１方向が、嵌合部２１の仮想軸線２１ｃを中心に相対的に９０度回転変位した捻転部２５を設けている。

また、図５に示すように、嵌合部２１と捻転部２５との間には、板厚ｔが板厚ｔ１に連続的に減少するとともに、板幅ｂが板幅ｂ１に連続的に増大する境界部２４が形成されている。端子部２２の先端に位置する接合部２６の、嵌合部２１の板幅ｂ方向の幅２６ｇは板幅ｂより小となるように形成されている。

回路基板用端子２０は、嵌合部２１の仮想軸線２１ｃを中心にして、嵌合部２１と端子部２２とを相対的に逆方向に９０度捻った形状であり、接合部２６の幅２６ｇは、嵌合部２１の板幅ｂよりも小であるため、図６に示すように複数の回路基板用端子２０を並列配置して使用する場合、嵌合部２１の板幅ｂより端子部２２の板幅ｂ１を大きくした場合に生じる、回路基板用端子２０の配置間隔の増大を回避することができる。

回路基板用端子２０の捻転部２５においては、嵌合部２１と端子部２２とが仮想軸線２１ｃを中心にして、相対的に９０度回転変位しているが、変位角度はこれに限定しないので、使用条件、例えば、回路基板用端子２０の配置間隔などに応じて任意に設定することができる。

次に、図７に基づいて、本発明の第３実施形態である回路基板用端子３０について説明する。図７に示すように、回路基板用端子３０は、電気回路用コネクタの絶縁ハウジング１（図２参照）に固定される嵌合部３１と、回路基板２（図２参照）に接合するため嵌合部３１から延設された端子部３２とを有する略帯板状の部材である。

回路基板用端子３０においては、端子部３２の板厚ｔ１を嵌合部３２の板厚ｔより小とし、端子部３２の嵌合部３１側の板幅ｂ３を嵌合部３１の板幅ｂより大とし、端子部３２に、その板幅ｂ２方向と交差する複数のスリットｓ１，ｓ２を開設することにより複数の櫛状の端子片３２ａ，３２ｂ，３２ｃを設けている。端子片３２ａ，３２ｂ，３２ｃにはそれぞれ板厚ｔ１方向に撓んだ折曲部３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けられ、端子部３２の板幅ｂ２方向の両側に位置する端子片３２ａ，３２ｃの先端部３２ｕ，３２ｗを互いに接近するように変位させている。また、隣り合う端子片３２ａ，３２ｂ，３２ｃの先端部３２ｕ，３２ｖ，３２ｗは、交互に反対を向く方向に撓ませている。

図７に示す回路基板用端子３０においては、端子部３２の板厚ｔ１を嵌合部３１の板厚ｔより小さくすることによって生じる横断面の面積の減少を、端子部３２の嵌合部３１側の板幅ｂ３を嵌合部３１の板幅ｂより大きくすることによって回避することができるので、通電時の発熱量を抑制することができる。また、端子片３２ａ，３２ｂ，３２ｃにそれぞれ設けられた折曲部３３ａ，３３ｂ，３３ｃにより、熱変形に伴って発生する応力を緩和することができるので、半田付けのクラック発生を防止することができる。さらに、端子部３２に複数の櫛状の端子片３２ａ，３２ｂ，３２ｃを設けたことにより、端子部３２全体の表面積が広がり放熱性が高まるため、半田付けのクラック発生を防止する上で有効である。

また、回路基板用端子３０においては、両側に位置する端子片３２ａ，３２ｃの先端部３２ｕ，３２ｗ同士の間隔を狭めることにより、先端部３２ｕ，３２ｗの並列部分で形成される板幅ｂ２を、端子部３２の嵌合部３１側の板幅ｂ３と略同等若しくはそれより小さくすることができる。従って、複数の回路基板用端子３０を並列配置して使用する場合、嵌合部３１の板幅ｂよりも、嵌合部３１側の端子部３２の板幅ｂ３を大きくしたことによって生じる、端子配置間隔の増大を回避することができる。

さらに、端子片３２ａ，３２ｂ，３２ｃにおいては、隣り合う先端部３２ｕ，３２ｖ，３２ｗが交互に反対を向く方向に撓ませたことにより、隣り合う先端部３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ同士が重なり合うことを回避しながら、隣り合う先端部３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ同士の間隔を狭めることができるため、両側に位置する先端部３２ｕ，３２ｗの並列部分で形成される板幅ｂ２の極小化を図ることができる。

本発明の回路基板用端子は、比較的大電流が流れるパワー回路用コネクタの構成部品などとして、自動車産業、各種電気機器産業の分野において広く利用することができる。

１絶縁ハウジング
２回路基板
３回路パターン
４半田付け
１０，２０，３０回路基板用端子
１１，２１，３１嵌合部
１２，２２，３２端子部
１３，２３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ折曲部
１４，１７，２４境界部
１５，１６金属板
１５ａ，１６ａ基端部
１５ｂ，１６ｂ先端部
２１ｃ仮想軸線
２５捻転部
２６接合部
２６ｇ幅
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ端子片
３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ先端部
１５０，１６０条材
ｔ，ｔ１板厚
ｂ，ｂ１，ｂ２，ｂ３板幅
ｓ１，ｓ２スリット

Claims

電気回路用コネクタの絶縁ハウジングに固定される嵌合部と、回路基板に接合するため前記嵌合部から延設された端子部とを有する帯板状の回路基板用端子であって、前記端子部の板厚を前記嵌合部の板厚より小とし、前記端子部の板幅を前記嵌合部の板幅より大とし、前記端子部にその板厚方向に撓んだ折曲部を設けた回路基板用端子。
前記嵌合部の横断面の面積と、前記端子部の横断面の面積と、が略同等である請求項１記載の回路基板用端子。
前記嵌合部と前記端子部との間に、それぞれの板幅方向が、前記嵌合部の仮想軸線を中心に相対的に回転変位した捻転部を設けた請求項１または２記載の回路基板用端子。
電気回路用コネクタの絶縁ハウジングに固定される嵌合部と、回路基板に接合するため前記嵌合部から延設された端子部とを有する帯板状の回路基板用端子であって、前記端子部の板厚を前記嵌合部の板厚より小とし、前記端子部の板幅を前記嵌合部の板幅より大とし、前記端子部に、その板幅方向と交差するスリットを開設することにより複数の櫛状端子片を設け、前記端子片にその板厚方向に撓んだ折曲部を設け、少なくとも前記端子部の板幅方向の両側に位置する前記端子片の先端部を互いに接近するように変位させたことを特徴とする回路基板用端子。
隣り合う前記端子片の先端部が交互に反対を向く方向に撓ませた請求項４記載の回路基板用端子。