JP6501717B2 - 接続端子 - Google Patents

Description

本発明は、回路部材と接続対象部材の両者で挟圧されて両者を電気的に接続する接続端子に関する。

回路基板等の回路部材に設けられた回路部に取り付けられて、該回路基板とケース等の接続対象たる接地導体とに圧接して両者を電気的に接続する端子状の導電部材が特許文献１に開示されている。

接続端子として機能する特許文献１における導電部材は、長方形の金属板をその長手方向の中間位置で小さな曲率半径で折り返して略横Ｕ字状としていて、折り返し部よりも一方の側を回路部に半田接続される平坦な接合面を一部に有する接合部とし、他方の側を弾性変形可能な腕部としている。さらにこの腕部にはその自由端近傍位置から上記折り返し部に向け延びるようにして上記腕部の一部を切り起こすことで細長い接触部を形成し、この接触部を上方に向け凸弯曲形状として接地導体と圧接するようになっている。

特許第３５２０２７７号

特許文献１の導電部材は、接地導体と圧接する前の自由状態では、回路基板上に半田接合される接合面を有する接合部から、折り返し部、腕部、該腕部の一部を切り起こして形成された接触部の順に上方に位置している。このような形態において圧接時に弾性変位するのは折り返し部とこれから延びるゆるやかに弯曲した腕部であり、これに加えてこの腕部に対して接触部が弾性変位する。しかしながら、弾性変位する部分のばね長は、折り返し部が小さな曲率半径で形成されていてきわめて短いので実質的には、腕部そして接触部の長さの和となる。したがって、弾性変位量を大きく確保するためには、これらの長さを大きくせねばならず、上述のように、接合部から、折り返し部、腕部、接触部が順に上方に位置している関係上、上述のごとく折り返し部の長さはきわめて小さいので、腕部そして接触部の長さを大きくせねばならない。その結果、長さ方向でも高さ方向でも導電部材は大型化してしまう。具体的には、特許文献１で開示されているような形状の導電部材を、例えば約０．１ｍｍの板厚の金属板部材で作った場合、接触部における接圧を十分に確保しようとすると、導電部材全体を、長さ方向で５．５ｍｍ程度、幅方向で３ｍｍ程度、高さ方向で２．５ｍｍ程度の大きさとすることが必要となる。

本発明は、係る事情に鑑み、回路部材と接続対象部材との間を圧接して接続する接続端子を、その寸法、特に高さ方向の寸法を大きくすることなく、ばね長を長くして弾性変位量を大きく確保できるようにすることを課題としている。

本発明に係る接続端子は、回路部材の回路面に取り付けられて、該回路部材と接続対象部材で挟圧されて弾性変位し、上記回路部材と接続対象部材とを電気的に接続するようになっており、金属板製である。

かかる接続端子において、本発明では、回路部材の回路面に接面して半田接続される接合部が形成された底板部と、該底板部から立ち上がり屈曲された第一屈曲部と、該第一屈曲部から延びて底板部の上方に位置し該底板部に対向して設けられた中板部と、上記中板部から立ち上がり第一屈曲部とは逆方向に向くように屈曲された第二屈曲部と、該第二屈曲部から斜め上方に延びる上板部とを有し、上記第一屈曲部が上記中板部よりももち上がってから底板部へ近づくように屈曲されており、上記上板部が自由端側に上記接続対象部材と接圧をもって接触する接触部が形成されていて、該接圧による接続端子の弾性変位時に上記接触部が上記第一屈曲部の位置まで変位可能なことを特徴としている。

このような構成の本発明では、第一屈曲部が中板部よりももち上がってから底板部へ近づくように屈曲されているので、屈曲半径が大きくその長さも大きくできるので、第一屈曲部で弾性変位しやすくその弾性変位量も大きいとともに、第一屈曲部の端部から延びる中板部は底板部に近づいていているので、この中板部での接続端子の高さ寸法は小さくてすむ。

本発明において、第一屈曲部は、該第一屈曲部の屈曲縁が延びる方向となる端子幅方向での中間部に切込み部が形成されており、上記上板部が自由端に向け幅狭となっていて、接触部がその弾性変位時に上記切込み部に進入可能となっていることができる。このような形態のもとでは、自由状態で最高位にある接触部が、弾性変位時に、第一屈曲部の切込み部内に進入するので、この接触部の高さ位置は第一屈曲部と同じになるまで大きく弾性変位する。したがって、接続端子全体の弾性変位量が大きくなるとともに、弾性変位時の接続端子の高さ寸法が小さくなる。これに加えて、接触部は第一屈曲部の位置よりも下方には変位しないので、過剰変位防止につながる。

本発明において、底板部は、その一部が切り起こされた規制片を有し、中板部に該規制片を受け入れる被規制溝が形成されていて、接続端子の弾性変位時に中板部が端子幅方向に変位した際に、上記規制片が被規制溝の溝縁に当接して該中板部の上記端子幅方向での変位を規制するようにすることができる。こうすることで、接続端子の弾性変位時に、中間部が底板部に対して端子幅方向にずれないので、上板部がねじれることがない。その結果、接触部の接続対象部材との接触が上記端子幅方向で局部的でなく幅方向全域で均一となる。

本発明において、被規制溝は中板部のみに形成されているようにすることができる。このように被規制溝を中板部のみに形成することにより、上板部には被規制溝を形成する必要がなくなるので、該上板部において、該上板部の強度を維持するのに十分な端子幅方向寸法を確保できる。この結果、端子幅方向で上板部を大きくすることなく、該上板部の接触部で十分に大きな接圧を得ることができる。

本発明において、底板部は、該底板部の側縁に切欠き部が形成されているようにすることができる。本発明に係る接続端子を製造する方法として、キャリア付きの金属板部材を該キャリアが連結された状態で屈曲して接続端子の形状に成形した後に、この成形された金属板部材をキャリアから切断分離することが知られている。このとき、キャリアからの切断分離の際には、クランプ（キャリア切断機の一部）で金属板部材を押さえて固定する必要がある。上述したように、底板部に切欠き部を形成することにより、上記クランプを上記切欠き部を経て下方から配置することにより、中板部の下面（板面）における側縁近傍の領域を上記クランプで押さえることができる。したがって、クランプで押さえる板面を確保するためだけに中板部を端子幅方向に大きくする必要がなくなるので、該端子幅方向での接続端子の大型化を回避できる。

本発明において、底板部は、該底板部の側縁と端縁の少なくとも一方に下方へ屈曲された接合片を有し、該接合片の下端面が接合部を形成しているようにすることができる。こうすることで、回路部材と接続対象部材との距離が大きくて、接続端子に高さが求められる場合に、接合片を設けることでこの要求に対応が可能であり、接合片の高さの選定だけで要求高さとすることができる。製造にあたっては、接合片のみについて高さを選定して設計するだけでよく、接続端子の底板部から接触部での範囲で形状そして寸法を変える必要はない。

接合片は、底板部の少なくとも三箇所に設けることができる。こうすることで、接続端子は接合片の位置、すなわち少なくとも三位置で回路部材の面に支持されることとなる。したがって、接続端子を安定した姿勢のもとで回路部材の面上に配置できるので、各接合片の下端面（接合部）を確実に上記回路部材に接面させて良好な半田接続状態を確保することができる。

以上のように、本発明では、底板部と中板部とをつなげる第一屈曲部を中板部よりももち上がってから底板部へ近づくように屈曲して形成されているので、弾性変位するためのばね長が第一屈曲部における大きな屈曲半径によりその分だけ長くなって弾性変位しやすいとともに弾性変位量も大きくなり、また、中板部は底板部に近づいて位置していて、自由状態時に最高位にある接触部が、弾性変位時には、高さ方向で上記第一屈曲部の位置まで変位するので、接続端子の高さ寸法は大きくならない。

本発明の一実施形態としての接続端子を自由状態で示し、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図、（Ｃ）は平面図である。 図１の接続端子の使用時を示す該接続端子の側面図であり、（Ａ）は弾性変位直前の状態、（Ｂ）は弾性変位した状態を示している。 本発明の接続端子の他の実施形態を示す斜視図であり、（Ａ）は短い接合片をもつもの、（Ｂ）はその変形例として長い接合片をもつものを示している。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１（Ａ）は接続端子１０をその底板部が回路基板等の回路部材（図示せず）上への配置姿勢で示す上方から見た斜視図であり、同図（Ｂ）はこの配置姿勢を上下反転させ底板部が上方にくるようにした反転姿勢で示す斜視図であり、同図（Ｃ）は同図（Ａ）の配置姿勢の接続端子を上方から見た平面図である。

図１（Ａ）〜（Ｃ）に見られる接続端子１０は、金属板製であり、回路部材上に配置される底板部１１と、接続対象部材と圧接する上板部１２と、底板部１１と上板部１２の間に位置し該底板部１１と上板部１２を連結する中板部１３とを有している。上記中板部１３は、底板部１１から立ち上がり屈曲された第一屈曲部１４を介して底板部１１とつながっている。

接続端子１０は、キャリア付きの金属板部材を該キャリアが連結された状態で屈曲して接続端子１０の形状に成形した後に、この成形された金属板部材をキャリアから切断分離することで得られる。本実施形態では、上記キャリアは中板部１３の両方の側縁に連結されており、キャリアからの切断分離の際には、後述するようにクランプ（キャリア切断機の一部）で中板部１３の板面を押さえて固定した状態で接続端子１０をキャリアから切断分離する。

上記第一屈曲部１４は、図示の例では、底板部１１の一端から立ち上がって中板部１３に近づいてから下方に向くように屈曲され、その屈曲縁（屈曲中心線の方向の縁部）の延びる端子幅方向（図１（Ｃ）にて上下方向）で中間部に切込部１４Ａが形成されていて、この切込部１４Ａにより上記端子幅方向で両側に分かれ二つ設けられている。

上記底板部１１は、該底板部１１を良く示すように上下を反転した姿勢の図１（Ｂ）にも見られるごとく、底板部１１の上記一端で切込部１４Ａ内に突入して位置する接合部１５Ａと、他端での上記端子幅方向の両端位置で上記接合部１５Ａとは反対方向に突出する二つの他の接合部１５Ｂとを有している。上記二種の接合部１５Ａと接合部１５Ｂは該接合部１５Ａ，１５Ｂ以外の底板部１１の他の部分と同じレベルの平坦面をなしているが、該接合部１５Ａ，１５Ｂには半田接続を容易とする金めっき等の表面処理が施されていて半田接合面（図１（Ｂ）にて点を分布して示している部分の面）を形成している。

上記底板部１１には、その中央部にＵ字状溝を形成した後に該Ｕ字状溝により囲まれる部分を屈曲して形成された中央規制片１６Ａが図１（Ａ）では上方に向け（図１（Ｂ）では下方に向け）起立して設けられている。また、上記他の接合部１５Ｂに隣接した両方の側縁位置には、側縁の一部に突部を形成しこれを屈曲して図１（Ａ）での上方に向け（図１（Ｂ）では下方に向け）起立することで側部規制片１６Ｂが設けられている。さらに、上記底板部１１は、端子幅方向で両側に位置する両方の側縁に各側縁における上記側部規制片１６Ｂと第一屈曲部１４との間で側部切欠部１７Ａが形成され、また、他の接合部１５Ｂが位置する他端では両方の接合部１５Ｂ同士間に端部切欠部１７Ｂが形成されている。

本実施形態では、底板部１１に上記切欠き部１７Ａが形成されているので、接続端子１０の製造工程におけるキャリア切断時に、キャリア切断機のクランプ（図示せず）を底板部１１の上記切欠き部１７Ａを経て下方から配置することにより、該クランプで中板部１３の下面における側縁近傍の領域を押さえることができる。したがって、クランプで押さえる板面を確保するためだけに中板部１３を端子幅方向に大きくする必要がなくなるので、該端子幅方向での接続端子１０の大型化を回避できる。また、本実施形態では、上記切欠き部１７Ａは底板部１１のみに形成されており、上板部１２には形成されていないので、該上板部１２の端子幅方向での寸法を十分に大きくすることができ、後述する接触部１２Ａでの接圧を確保できる。

上記第一屈曲部１４から他端へ向け延びる中板部１３は、第一屈曲部１４の下向き端部、すなわち、第一屈曲部１４が下方に向け屈曲されたその下端で底板部１１に近接する位置にて、上記他端へ延びていて、本実施形態では上記底板部１１に対向して設けられている。該中板部１３は、上記底板部１１の他端に設けられた他の接合部１５Ｂの上方位置まで延びていて、該中板部１３の端部で第二屈曲部１８が第一屈曲部１４とは逆向きに屈曲形成されて設けられている。

上記中板部１３には、底板部１１から立ち上がる既述の二種の規制片すなわち中央規制片１６Ａと側部規制片１６Ｂをそれぞれ受け入れる中央被規制溝１９Ａと側部被規制溝１９Ｂが形成されている。図１（Ａ）に見られるように、端子幅方向で両側の第一屈曲部１４間に位置する切込部１４Ａがその幅（端子幅方向における切込幅）を段階的に狭めて上記中板部１３の域にまで及んでいて、上記中央被規制溝１９Ａは、該切込部１４Ａの奥部となる最小切込幅の部分として形成されている。また、側部被規制溝１９Ｂは、中板部１３の両方の側縁に没入凹部として形成されている。上記中央被規制溝１９Ａそして側部被規制溝１９Ｂは、上記中央規制片１６Ａそして側部規制片１６Ｂをそれぞれ受け入れて、端子幅方向で該中央規制片１６Ａそして側部規制片１６Ｂに対して近接していて、中板部１３が端子幅方向に好ましくない変位を生じたときに中央規制片１６Ａそして側部規制片１６Ｂに当接して許容量以上の変位を規制する。

本実施形態では、中央被規制溝１９Ａおよび側部被規制溝１９Ｂは、中板部のみに形成されており、上板部１２には形成されていない。したがって、上板部１２について、該上板部１２の強度を維持するのに十分な端子幅方向寸法を確保できる。この結果、端子幅方向で上板部１２を大きくすることなく、該上板部１２に形成された後述の接触部１２Ａで十分に大きな接圧を得ることができる。

上記中板部１３の他端から立ち上がり屈曲形成された第二屈曲部１８からは上板部１２が一端側の第一屈曲部１４の上方位置へ向け斜めに上り勾配をもって延びている。該上板部１２は、上記第一屈曲部１４の上方位置近傍で自由端を有し、該自由端に向けテーパ状に先細りとなって、図１（Ｃ）にも見られるように、該自由端の近傍部分では幅狭な腕状をなし上方に向けて凸弯曲されている部分で接触部１２Ａを形成している。該接触部１２Ａは、接続端子の使用時に、図２に示されるように接続対象部材Ｑに上方から圧せられて、該接続対象部材Ｑの対応回路部と圧接されて、所望の接圧のもとで該対応回路部と電気的に接続する。

このような形態の接続端子１０は、図２（Ａ）に見られるように、回路基板等の回路部材Ｐの所定の回路面上に配された後、底板部１１の下面に設けられた接合部１５Ａ，１５Ｂで半田接続される。

このような本実施形態の接続端子１０は、使用状態では次のように作動する。

先ず、接続端子１０を回路部材Ｐの所定回路部上に配し、該接続端子１０の接合部１５Ａ，１５Ｂにて該所定回路部へ半田接続する。

次に、上記接続端子１０の上方に回路基板等の接続対象部材Ｑを位置させた後、図２（Ａ）に見られるように該接続対象部材Ｑを上記接続端子１０の接触部１２Ａに接触する位置まで降下させる（図２（Ａ）参照）。

しかる後、上記接続対象部材Ｑを下方へ向け上記接続端子１０に対し圧し、該接続端子１０に所定量だけ弾性変位を生じさせる。この所定量とは、本実施形態では、図２（Ｂ）に見られるように、上記接続端子１０の接触部１２Ａに接し押圧している接続対象部材Ｑが接続端子１０の第一屈曲部１４の上面に当接する位置までの降下量を相当している。この所定量だけの弾性変位量のもとでは、弾性変位した上板部１２の他端に位置する第二屈曲部１８は弾性変位前の自由状態よりももち上がり、上記接続対象部材Ｑに近接しもしくは当接するようになる（図２（Ｂ）に図示の例では当接している）。このように、弾性変位時に、第二屈曲部１８が接触対象部材Ｑに当接する場合は、上記接続対象部材Ｑは接続端子１０の接触部１２Ａと上記第二屈曲部１８の二つの部位で支えられることとなり、該接続対象部材Ｑは使用時にはその姿勢が安定するので、この二部位での支持が好ましい。ただし、電気的に接続するには少なくとも上記接触部１２Ａが接続対象部材Ｑに接触していればよく、上記第二屈曲部１８が接触対象部材Ｑに当接することは必須ではない。

また、上述したように、接続対象部材Ｑが接続端子１０の第一屈曲部１４の上面に当接するので、接触部１２Ａは第一屈曲部１４の位置よりも下方に変位することがなく、該接触部１２Ａの過剰変位を防止することができる。ただし、接続対象部材Ｑが接続端子１０の第一屈曲部１４の上面に当接することは必須ではなく、使用状態において接続対象部材Ｑと第一屈曲部１４の上面との間に隙間が生じていてもよい。

この弾性変位時には、中板部１３が第一屈曲部１４よりも下方に位置しているので、接続対象部材Ｑが接続端子１０の第一屈曲部１４に当接する位置まで降下する際に、上板部１２が中板部１３に接近することで、この接続対象部材Ｑにより下方へ押される接続端子１０の接触部１２Ａは、二つの第一屈曲部１４の間に形成されている切込部１４Ａ内へ完全に進入する。その結果、接触部１２Ａの弾性変位量が大きく確保されるとともに、弾性変位時の接続端子１０の全高さは第一屈曲部１４の高さと同じになるまで小さくなる。

かくして、本実施形態によると、第一屈曲部１４を中板部１３よりも高くしただけで、その分だけ第一屈曲部１４の長さが大きくなって、その弾性変位量ひいては接続端子１０全体の弾性変位量が大きくなるとともに、使用時の接続端子１０の高さ寸法は第一屈曲部１４の高さと同じに抑えられる。弾性変位量を大きくできるということは、一端から他端までの接続端子の長さ寸法を大きくしなくともよいということにもなる。

本実施形態に係る接続端子１０を、例えば約０．１ｍｍの板厚の金属板部材で作る場合、接触部１２Ａにおける接圧を十分に確保しようとすると、接続端子１０全体を、長さ方向（底板部１１の一端と他端とを結ぶ方向）で２．０ｍｍ程度、端子幅方向で１．３ｍｍ程度、高さ方向で１．０ｍｍ程度の大きさとすることができる。したがって、本実施形態によれば、既述した従来の形状の接続端子（導電部材）と比べて、いずれの方向においても接続端子を小型化することができる。

このようにして、接続端子１０は高さあるいは全体寸法を大きくしなくとも大きな弾性変位量のもとで、接続対象部材Ｑと回路部材Ｐとを電気的に接続する。

次に、本発明の他の実施形態について図３にもとづき説明する。

図３（Ａ），（Ｂ）に示される形態は、図１〜２に示された前実施形態の接続端子１０の底板部１１から下方に向け接合片を垂下して設けた点のみで前実施形態と相違し、他の部位は前実施形態と全く同じであるので、図３（Ａ），（Ｂ）では図１〜２と共通部位には図１〜２における符号と同一符号を付し、その説明は省略する。

図３（Ａ）の例では、底板部１１の一端と他端で脚状の接合片２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ下方に延びており、該接合片２０Ａ，２０Ｂの下端面が回路部材との半田接続のための接合面２１Ａ，２１Ｂを形成している。先ず、図１（Ａ）（Ｂ）における底板部１１の一端側の接合部１５Ａを延長しそして下方へ向け屈曲することで接合片２０Ａを形成している。また、図１（Ａ），（Ｂ）における底板部１１の他端側の接合部１５Ｂを延長しそして下方へ屈曲することで接合片２０Ｂを形成している。上記接合片２０Ａ，２０Ｂはその下端面が回路部材に対する半田接続のための接合面２１Ａ，２１Ｂを形成している。

この図３（Ａ）の例では、底板部１１の一端側に一つの接合片２０Ａがそして該底板部１１の他端側に二つの接合片２０Ｂが設けられているので、接続端子１０は回路部材の面によって三位置で支持されることとなる。したがって、接続端子１０を安定した姿勢のもとで回路部材の面上に配置できるので、各接合面２１Ａ，２１Ｂを確実に上記回路部材に接面させて良好な半田接続状態を確保することができる。なお、接合片２０Ａ，２０Ｂは合計四つ以上設けられていてもよい。

図３（Ｂ）の例では、図３（Ａ）における接合片２０Ａ，２０Ｂをさらに長く下方へ延ばした接合片２０Ａ’，２０Ｂ’を有し、さらにその下端側をあるいは全長にわたり板面に対して略Ｌ字状に屈曲してその強度を向上させている。下端面が半田接続のための接合面２１Ａ’，２１Ｂ’を形成していることは、図３（Ａ）の場合と同様である。

本発明の接続端子はその弾性変位時の全高さ寸法を小さく抑えることも一つの特徴であるが、電子機器への使用に際しては、周辺の設計条件により、接続対象部材と回路部材との距離が大きい場合がある。かかる場合でも、本発明の接続部材の使用が要請される場合、図３（Ａ），（Ｂ）のように接合片を有し、上記距離に応じて接合片の長さを設定することでこの要請に応えることができる。

１０ 接続端子 １６Ａ，１６Ｂ 規制片
１１ 底板部 １７Ａ，１７Ｂ 切欠部
１２ 上板部 １８ 第二屈曲部
１２Ａ 接触部 １９Ａ，１９Ｂ 被規制溝
１３ 中板部 ２０Ａ，２０Ｂ 接合片
１４ 第一屈曲部 ２０Ａ’，２０Ｂ’ 接合片
１４Ａ 切込部 ２１Ａ，２１Ｂ 接合部
１５Ａ，１５Ｂ 接合部 ２１Ａ’ ２１Ｂ’ 接合部

Claims (7)

1. 回路部材の回路面に取り付けられて、該回路部材と接続対象部材で挟圧されて弾性変位し、上記回路部材と接続対象部材とを電気的に接続する金属板製の接続端子において、
   回路部材の回路面に接面して半田接続される接合部が形成された底板部と、
   該底板部から立ち上がり屈曲された第一屈曲部と、
   該第一屈曲部から延びて底板部の上方に位置し該底板部に対向して設けられた中板部と、
   上記中板部から立ち上がり第一屈曲部とは逆方向に向くように屈曲された第二屈曲部と、
   該第二屈曲部から斜め上方に延びる上板部とを有し、
   上記第一屈曲部が上記中板部よりももち上がってから底板部へ近づくように屈曲されており、
   上記上板部が自由端側に上記接続対象部材と接圧をもって接触する接触部が形成されていて、該接圧による接続端子の弾性変位時に上記接触部が上記第一屈曲部の位置まで変位可能であり、
   第一屈曲部は、該第一屈曲部の屈曲縁が延びる方向となる端子幅方向での中間部に切込み部が底板部にまで及んで形成されていて、端子幅方向で両側に分かれて二つ設けられており、接触部がその弾性変位時に上記切込み部内に進入可能となっていることを特徴とする接続端子。
2. 上板部が自由端に向け幅狭となっていることとする請求項１に記載の接続端子。
3. 底板部は、その一部が切り起こされた規制片を有し、中板部に該規制片を受け入れる被規制溝が形成されていて、接続端子の弾性変位時に中板部が端子幅方向に変位した際に、上記規制片が被規制溝の溝縁に当接して該中板部の上記端子幅方向での変位を規制することを可能とする請求項１に記載の接続端子。
4. 被規制溝が中板部のみに形成されていることとする請求項３に記載の接続端子。
5. 底板部は、該底板部の側縁に切欠き部が形成されていることとする請求項１または請求項３に記載の接続端子。
6. 底板部は、該底板部の側縁と端縁の少なくとも一方に下方へ屈曲された接合片を有し、該接合片の下端面が接合部を形成していることとする請求項１、請求項３そして請求項５のうちの一つに記載の接続端子。
7. 接合片は、底板部の少なくとも三箇所に設けられていることとする請求項６に記載の接続端子。

Images