JP5089498B2

JP5089498B2 - 電子部品の接続構造

Info

Publication number: JP5089498B2
Application number: JP2008161229A
Authority: JP
Inventors: 憲嗣榎本; 武宣藪; 茂樹本村; 知行森本
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010003862A

Description

本発明は、例えば車両の照明装置や制御装置に使用される電子部品を、フラット導体ケーブル等の電線に接続する、電子部品の接続構造に関する。

従来から、自動車の各種コントロールユニットや照明装置等にはプリント基板上に複数の電子部品を実装した電子部品搭載モジュールが用いられている。このような電子部品搭載モジュールは、例えば、半田接続によって電子部品を基板に実装し、モジュールと外部電気回路とは、基板と半田接続された端子を有するコネクタによって接続される（特許文献１参照）。

しかし、電子部品と回路導体とは半田接続されるため、例えば、平面視２ｍｍ×２ｍｍ角のＬＥＤチップのようにますます小型化する電子部品を接続する場合には、多くの工数もしくは設備投資と品質管理を要するという問題があるとともに、小型化された電子部品を安定して接続することが困難であった。

特開２００４−１１１４３５号公報

本発明は、小型のチップ状の電子部品を電線に接続する際に、簡便かつ確実に電気的接続ができる接続構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための、本発明の電子部品の接続構造は以下のようなものである。請求項１に記載の発明は、対向する２辺にそれぞれ電極を備えた電子部品を、電線に電気的に接続する電子部品の接続構造であって、前記電子部品を収容するホルダーと、前記ホルダーに収容される第１の端子と、前記ホルダーに収容される第２の端子とを備え、前記第１の端子は、前記電子部品の電極と接する第１の接点部と、前記電線の導体と接する電線接合部とを備え、前記第２の端子は、前記電子部品の電極と接する第２の接点部と、折り返しバネ部とを備え、前記ホルダーは、ベース部を備え、前記ベース部の上面側には、前記第１の接点部を収容する第１端子接点部収容部と、前記電子部品を収容する電子部品収容部と、前記第２の端子を収容する第２端子収容部とを備え、前記ベース部の下面側には、前記電線接合部が突出し、前記第１端子接点部収容部は前記ベース部の前方側に配置され、前記第２端子収容部は前記ベース部の後方側に配置され、前記電子部品収容部は前記第１端子接点部収容部と前記第２端子収容部の間に配置され、前記電子部品は前記第１の端子の前記第１の接点部と、前記第２の端子の第２の接点部との間に挟み込まれ、前記第２端子収容部に収容された前記第２の端子の後方にクサビ部が挿入されることで、前記クサビ部が前記第２の端子を前方に向かって押圧し、前記第２の端子の前記折り返しバネ部が圧縮され、前記第２の端子が前記電子部品を前方に向かって付勢しながら、前記第２の端子の前記第２の接点部と前記第１の端子の前記第１の接点部との間に前記電子部品を挟み込むことを特徴とする、電子部品の接続構造である。

また、請求項２に記載の発明は、前記ホルダーは、さらにベース部の上面側に嵌合するアッパーカバー部を備え、前記アッパーカバー部は前記第２の端子の後方に対して突出したクサビ部を備え、前記アッパーカバー部が前記ベース部に嵌合すると、前記第２端子収容部に収容された前記第２の端子の後方に前記クサビ部が挿入され、前記第２の端子が前記第１の端子の前記接点部との間に前記電子部品を前方に向かって付勢しながら挟み込むことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の接続構造である。

また、請求項３に記載の発明は、前記第２の端子は、少なくとも前記第２の接点部を構成する前方の端部が上側に配置され、前記第２の接点部には、前記電子部品を下向きに押える押え爪を備えたことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子部品の接続構造である。

また、請求項４に記載の発明は、前記第２の端子による前記付勢の方向が、前方に向かって斜め下向きであることを特徴とする、請求項１ないし３に記載の電子部品の接続構造である。

また、請求項５に記載の発明は、前記折り返しバネは、上面側が、後方から前方に向かって漸次高さが低くなっていることを特徴とする、請求項４に記載の電子部品の接続構造である。

また、請求項６に記載の発明は、前記第１の端子の前記電線接合部がピアス端子であり、前記電線がフラット導体ケーブルであり、前記ピアス端子が前記ベース部の下面より突出し、前記ピアス端子が前記フラット導体ケーブルを突き刺して接合することを特徴とする、請求項１ないし請求項５に記載の電子部品の接続構造である。

また、請求項７に記載の発明は、前記ホルダーがロアカバーをさらに備え、前記ベース下面と前記ロアカバーの間に前記フラット導体ケーブルを挟んで固定するとともに、前記ピアス端子の先端を保護することを特徴とする、請求項６に記載の電子部品の接続構造である。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、対向する２辺に電極を備えたチップ状の小型の電子部品を、ホルダー内で、第１の端子と、バネ性を持つ第２の端子で挟むことによって、機械的に保持するとともに電気接続を取ることが容易にでき、かつ接続構造が小型にできる。接続構造が小型になると、各部材の寸法公差が組み立て性や接続の信頼性に与える影響が大きくなるが、本発明によれば、寸法公差がある場合でも、組み立て性や接続の信頼性が良好な電子部品の接続構造とすることができる。また、電子部品を保持する側と反対の面で、第１の端子と電線を接続することができる。また、クサビ部の挿入前には、第２の端子と電子部品の間には隙間を持たせるか、あるいはごく弱い力で付勢させておくことが可能であり、電子部品と第２の端子をベース部の各収容部に抵抗なく容易に挿入することができる。その後クサビを第２の端子の後方に挿入することで、第２の端子を前方に押圧し、第２の端子が所定の付勢力を発生することができる。

請求項２に記載の発明によれば、アッパーカバーをベースに嵌合することで、アッパーカバーに設けられたクサビ部が第２の端子の後方に挿入されて第２の端子を前方に押圧し、第２の端子が所定の付勢力を発生することができる。クサビ部が単独だと、挿入作業の管理が困難になることがあるが、アッパーカバーに一体に成形することで、アッパーカバーの嵌合を行えばクサビ部の挿入も完了するので、組み立て作業が容易になる。

請求項３に記載の発明によれば、第２の端子の前方端部に設けられた押さえ爪により電子部品を上方から押さえ、付勢力によって電子部品が上方向に飛び出すのを防ぐことができる。

請求項４に記載の発明によれば、第２の端子が電子部品を前方に向かって斜め下向きに付勢するので、付勢力によって電子部品が上方向に飛び出すのを防ぐことができる。

請求項５に記載の発明によれば、折り返しバネの中心軸線が、前方に向かって斜め下向きになるので、第２の端子が電子部品を斜め下向きに付勢するのが容易になり、付勢力によって電子部品が上方向に飛び出すのを防ぐことができる。

請求項６に記載の発明によれば、第１の端子と電線がピアス接続するので接続作業が簡略になる。また、電線がフラット導体で導体ピッチが狭い場合でも、隣合う端子同士が干渉することなく、導体と端子を接続することができる。

請求項７に記載の発明によれば、ピアス接続されたフラット導体ケーブルをロアカバーで固定することができるので、ピアス接続部に外力が加わるのを防ぐことができ、接続部の信頼性を向上することができる。また、第１の端子のピアス端子の先端をロアカバーで保護するので、ピアス端子の変形を防ぐことができ、接続部の信頼性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本図以降では、各図中に必要に応じて示す＋Z方向を上、−Z方向を下、＋X方向を前、−X方向を後、＋Y方向を右、−Y方向を左と定義する。

図１〜図３は、本発明の実施形態の電子部品の接続構造を上側から見た図である。図１は組み立て完了後の図であり、図２および図３は組み立て途中の図である。ホルダー１０は樹脂で成形され、大きく分けて外形が略直方体状のベース部１１と、アッパーカバー部１２とからなる。ベース部１１の上面側には、第１端子接点部収容部１１１、１１１と、電子部品収容部１１２、１１２と、第２端子収容部１１３が、それぞれベース部１１の上面側に凹部を形成して設けられている。

アッパーカバー部１２は枠状の略長方形状であり、ベース部１１の前方側に、肉厚の薄いヒンジ部１３を介して、樹脂でベース部１１と一体に成形されている。さらに、アッパーカバー部１２のヒンジ部１３と反対側には、クサビ部１２１と、嵌合凸部１２２が形成されている。また、ベース部１１の上面側には、アッパーカバー部１２のクサビ部１２１および嵌合凸部１２２にそれぞれ対応したクサビ収容部１１４と嵌合凹部１１５が設けられている。
ベース部１１には、第１の端子２１、２１がインサート成形によって一体化して埋め込まれ、第１の端子２１、２１の第１の接点部２１ａ、２１ａが第１端子接点部収容部１１１、１１１に収容されている。

図３に示すように、電子部品３０であるＬＥＤ３１と抵抗３２が、それぞれ電子部品収容部１１２に収容される。なお、ＬＥＤ３１と抵抗３２は、チップ状で、対向する２辺にそれぞれ電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂを備えている。その後、折り返しバネ部２２ｂを備えた第２の端子２２が第２端子収容部１１３に収容される。この時点では、第２の端子２２は電子部品３０を付勢していないか、ごく弱い力で付勢している。そのため、第２の端子２２を挿入する際は抵抗が小さく挿入できるので、斜めに挿入されたり、電子部品３０に偏って当接したりすることもなく、所定の位置に容易に挿入できる。

その後、図１に示すように、アッパーカバー部１２をベース部１１に被せて嵌合凹部１１５と嵌合凸部１２２を嵌合する。この際、クサビ部１２１がクサビ収容部１１４に収容されるとともに、クサビ部１２１が第２の端子２２を後方から前方に向かって押圧する。

図４〜図６は、本発明の実施形態の電子部品の接続構造を下から見た図である。ベース部１１の下面側には、第１の端子２１、２１の電線接合部であるピアス端子２１ｂ、２１ｂが突出している。また、ベース部１１の下面側には、電線４０であるフラット導体ケーブル４１が配置され、フラット導体４２、４２にピアス端子２１ｂ、２１ｂがピアス接続されるようになっている。さらに、ベース部１１の下面側には、固定ピン１１６、１１６が突出し、フラット導体ケーブル４１に設けられた位置決め孔４３、４３を貫通し、ロアカバー５０の固定穴５１、５１と嵌合することができるようになっている。

図７は、ロアカバー５０を上から（フラット導体ケーブル４１に当接する面側から）見た図である。ロアカバー５０には、固定穴５１、５１が設けられているとともに、フラット導体ケーブル４１を収容する凹部５２、ピアス端子２１ｂの先端を収容するピアス端子収容部５３、５３が設けられている。

クサビ部１２１が第２の端子２２を後方から前方に向かって押圧する様子を図８に示す。図８ａはアッパーカバー部１２がベース部１１に嵌合する前の断面図、図８ｂはアッパーカバー部１２がベース部１１に嵌合した後の断面図、図８ｃは図８ａと図８ｂにおける切断面を示す図である。アッパーカバー部１２をベース部１１に被せて嵌合凹部１１５と嵌合凸部１２２を嵌合すると、クサビ部１２１がクサビ収容部１１４に収容されるとともに、クサビ部１２１が第２の端子２２を後方から前方に向かって押圧する。そこで第２の端子２２は圧縮され、電子部品３０（図８ａではＬＥＤ３１）を前方に向かって付勢し、電子部品３０の電極３０ａ（図８ａではＬＥＤ３１の電極３１ａ）を第１の接点部２１ａに押圧して電気的接触をさせる。さらに第２の端子２２の第２の接点部２２ａに設けられた押さえ爪２２ａａが、電子部品３０の電極３０ｂ（図８ａではＬＥＤ３１の電極３１ｂ）を上方から押さえつけることで、電子部品３０が上方に飛び出すことを防ぎつつ、電気的接触を確実にする。

また、第２の端子２２の折り返しバネ部２２ｂは、下側が水平であり、下側の折り返し部２２ｃ、２２ｃが同じ高さであるのに対して、上側は前方側の端部である第２の接点部２２ａが、上側の折り返し部２２ｄより低くなっている。これにより、第２の端子の付勢力は、前方よりやや斜め下向きに発生するので、電子部品３０が上方に飛び出すことをより良く防ぐことができる。

なお、クサビ部１２１はテーパー面１２１ａを備え、第２の端子の後方端部２２ｅは屈曲部２２ｅｅを備えているので、クサビ部１２１が第２の端子の後方端部２２ｅに斜めに当接することで、容易にクサビ部１２１をクサビ収容部１１４に挿入することができる。

以上のようにして、小型のチップ状の電子部品３０であるＬＥＤ３１、抵抗３２を、第１の端子２１の第１の接点部２１ａと、第２の端子２２の第２の接点部２２ａの間に付勢しながら挟み込み、機械的な固定と電気的な接触をすることで、電子部品の実装を容易かつ確実にすることができる。

さらに、図５、図６に示すように、ベース部１１の下面側に、突出したピアス端子２１ｂ、２１ｂによってフラット導体ケーブル４１のフラット導体４２、４２にピアス接続する。また、ベース部１１の下面側に突出した固定ピン１１６、１１６に、ロアカバー５０の固定穴５１、５１を嵌合することで、ロアカバー５０をベース部１１に固定し、ロアカバーによってフラット導体ケーブルを機械的に固定し、ピアス接続部に外力が加わらないように保護するとともに、ピアス端子２１ｂ、２１ｂの先端を絶縁、保護し、変形を防止することができる。

なお、ベース部１１への電子部品３０の実装と、フラット導体ケーブル４１のピアス接続は、どちらを先に行っても良い。

アッパーカバー部１２は、ベース部１１と別部品で構成されても良いし、薄肉のヒンジ部１３を介してベース部１１と一体に成形されても良い。アッパーカバー部１２がベース部１１に一体に成形されることにより、部材点数が少なくなり、成形コストが低くなるとともに組み立て作業も容易になる。

クサビ部１２１の形状や挿入方向は、第２の端子２２の後方に挿入されて第２の端子２２を前方に押圧するものであれば、どのようなものでも良く、様々な形態のものが利用できる。ベース部１１の上方から挿入するものでも良く、ベース部１１の左右から挿入するものでも良い。クサビ部１２１はアッパーカバー部１２に一体で形成される必要はなく、クサビ部１２１のみを単独で成形しても良い。クサビ部１２１は１個に限らない。また、クサビ収容部１１４の形状もクサビ部に対応して様々な形態とすることが可能であり、第２端子収容部１１３と一体化することなども可能である。

電子部品３０は、ＬＥＤ３１や抵抗３２でなくても良く、対向する２辺にそれぞれ電極を備えるものであれば良い。電子部品３０の数も２個に限らず、何個あっても良い。また、第１の端子２１は２個に限らず、第２の端子２２は１個に限らない。第１の端子２１の接点部２１ａや電線接合部２１ｂの形態は、所定の配線を形成し、電子部品３０の電極３０ａと電線４０を接続するものであれば良い。第２の端子２２の接点部２２ａや折り返しバネ部２２ｂの形態は、所定の配線を形成し、各部材の寸法公差を吸収し、所定の付勢力を発生するものであれば良い。用いられる電子部品３０の個数や形状、配線形態によって、これら第１の端子２１および第２の端子２２の、個数や形状、配置形態を任意に選ぶことが可能である。

電線４０は、フラット導体ケーブル４１でなくても良く、通常の丸線や、丸線を平行に並べたフラットケーブルでも良い。電線接合部２１ｂは、ピアス端子でなくても良く、カシメ接合でも良い。また、ピアス端子の場合は、ピアス刃の先端をカールさせてもカールさせなくても良い。

第１の端子２１は、ベース部１１の下面側から圧入しても良いし、ベース部１１にインサート成形しても良い。ベース部１１に貫通穴を設け、下面側に電線接合部２１ｂを収容する電線接合部収容部を設け、第１の端子２１をベース部１１の下面側から圧入して、第１の接点部２１ａがベース部１１の上面の第１端子接点部収容部１１１に出るようにすれば、部材の成形が容易になる。一方、第１の端子２１をインサート成形によってベース部１１に埋め込んでしまえば、成形時の金型によって第１の端子２１の位置が精度良く決まるので、電線４０の導体４２の幅やピッチが狭いものに対しても、電線接合部２１ｂが導体４２を外れることなく確実に接合することができる。これは特に電線４０がフラット導体ケーブル４１で、電線接合部２１ｂがピアス端子であるときに効果が高い。

ピアス端子は、ピアス刃の個数や配列は様々な形態のものが利用できる。ここで、１個の第１の端子に対してピアス刃が３個以上であると、接続の信頼性が高く、長時間の使用に対しても電線４０との接続部の電気抵抗が実用限度を超えて高くなることを防ぐことができる。また、ピアス刃を１列に配列することで、電線接合部２１ｂの幅を小さくし、電子部品の接続構造を小型化するとともに、電線４０の導体４２の幅やピッチが狭いものに対しても、電線接合部２１ｂが導体４２を外れることなく確実に接合することができる。これは特に電線４０がフラット導体ケーブル４１で、電線接合部２１ｂがピアス端子であるときに効果が高い。

ロアカバー５０は、電線４０の保持とピアス接合部の保護のために有効であるが、本発明の電子部品の接続構造を使用する形態や環境によっては、ロアカバー５０を使用しなくても良い。

本発明の実施形態となる電子部品の接続構造を示す図である。本発明の実施形態において、電子部品と第２の端子が収容される前の状態を示す図である。本発明の実施形態において、電子部品と第２の端子が収容される様子を示す図である。本発明の実施形態となる電子部品の接続構造を示す図であり、下面から見た図である。本発明の実施形態において、フラット導体ケーブルをピアス接続した状態を示す、下面から見た図である。本発明の実施形態において、フラット導体ケーブルをピアス接続し、ロアカバーを被せた状態を示す、下面から見た図である。本発明の実施形態において用いられる、ロアカバーを示す図である。本発明の実施形態において、第２の端子が電子部品を前方に付勢する様子を示す図である。

符号の説明

１０・・・ホルダー
１１・・・ベース部
１１１・・・第１端子接点部収容部
１１２・・・電子部品収容部
１１３・・・第２端子収容部
１１４・・・クサビ収容部
１１５・・・嵌合凹部
１１６・・・固定ピン
１２・・・アッパーカバー部
１２１・・・クサビ部
１２２・・・嵌合凸部
１３・・・ヒンジ部
２１・・・第１の端子
２１ａ・・・第１の接点部
２１ｂ・・・ピアス端子
２２・・・第２の端子
２２ａ・・・第２の接点部
２２ａａ・・・押さえ爪
２２ｂ・・・折り返しバネ部
２２ｃ・・・下側の折り返し部
２２ｄ・・・上側の折り返し部
２２ｅ・・・後方端部
２２ｅｅ・・・屈曲部
３０・・・電子部品
３０ａ、３０ｂ・・・電極
３１・・・ＬＥＤ
３１ａ、３１ｂ・・・電極
３２・・・抵抗
３２ａ、３２ｂ・・・電極
４０・・・電線
４１・・・フラット導体ケーブル
４２・・・導体
４３・・・位置決め孔
５０・・・ロアカバー
５１・・・固定穴
５２・・・凹部
５３・・・ピアス端子収容部

Claims

対向する２辺にそれぞれ電極を備えた電子部品を、電線に電気的に接続する電子部品の接続構造であって、
前記電子部品を収容するホルダーと、前記ホルダーに収容される第１の端子と、前記ホルダーに収容される第２の端子とを備え、
前記第１の端子は、前記電子部品の電極と接する第１の接点部と、前記電線の導体と接する電線接合部とを備え、
前記第２の端子は、前記電子部品の電極と接する第２の接点部と、折り返しバネ部とを備え、
前記ホルダーは、ベース部を備え、
前記ベース部の上面側には、前記第１の接点部を収容する第１端子接点部収容部と、前記電子部品を収容する電子部品収容部と、前記第２の端子を収容する第２端子収容部とを備え、
前記ベース部の下面側には、前記電線接合部が突出し、
前記第１端子接点部収容部は前記ベース部の前方側に配置され、前記第２端子収容部は前記ベース部の後方側に配置され、前記電子部品収容部は前記第１端子接点部収容部と前記第２端子収容部の間に配置され、
前記電子部品は前記第１の端子の前記第１の接点部と、前記第２の端子の第２の接点部との間に挟み込まれ、
前記第２端子収容部に収容された前記第２の端子の後方にクサビ部が挿入されることで、前記クサビ部が前記第２の端子を前方に向かって押圧し、前記第２の端子の前記折り返しバネ部が圧縮され、前記第２の端子が前記電子部品を前方に向かって付勢しながら、前記第２の端子の前記第２の接点部と前記第１の端子の前記第１の接点部との間に前記電子部品を挟み込むことを特徴とする、電子部品の接続構造。
前記ホルダーは、さらにベース部の上面側に嵌合するアッパーカバー部を備え、
前記アッパーカバー部は前記第２の端子の後方に対して突出したクサビ部を備え、
前記アッパーカバー部が前記ベース部に嵌合すると、前記第２端子収容部に収容された前記第２の端子の後方に前記クサビ部が挿入され、前記第２の端子が前記第１の端子の前記接点部との間に前記電子部品を前方に向かって付勢しながら挟み込むことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の接続構造。
前記第２の端子は、少なくとも前記第２の接点部を構成する前方の端部が上側に配置され、
前記第２の接点部には、前記電子部品を下向きに押える押え爪を備えたことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子部品の接続構造。
前記第２の端子による前記付勢の方向が、前方に向かって斜め下向きであることを特徴とする、請求項１ないし３に記載の電子部品の接続構造。
前記折り返しバネは、上面側が、後方から前方に向かって漸次高さが低くなっていることを特徴とする、請求項４に記載の電子部品の接続構造。
前記第１の端子の前記電線接合部がピアス端子であり、
前記電線がフラット導体ケーブルであり、
前記ピアス端子が前記ベース部の下面より突出し、
前記ピアス端子が前記フラット導体ケーブルを突き刺して接合することを特徴とする、請求項１ないし請求項５に記載の電子部品の接続構造。
前記ホルダーがロアカバーをさらに備え、
前記ベース下面と前記ロアカバーの間に前記フラット導体ケーブルを挟んで固定するとともに、前記ピアス端子の先端を保護することを特徴とする、請求項６に記載の電子部品の接続構造。