JP6528146B2 - 導電部材 - Google Patents

Description

本発明は、導電部材に関する。

従来、片面がプリント配線基板等に対するハンダ付け用の接合面とされる基部と、その基部に連接されたバネ片と、そのバネ片の基部とは反対側の端部に連接され、シールドケース等に対する接触面を有する接触部と、を備えた導電部材が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４４８２５３３号公報

既存の多くの導電部材は、特許文献１に記載のように、片面がハンダ付け用の接合面とされる基部に直角又は鋭角に連接された部分（バネ片）を介して接触部が設けられている。これらの導電部材には、極めて良好な耐久性を有するものも多いが、通常の使用時にはあり得ないような強い振動や荷重を与える耐久試験を行った場合、どこかが破損するとすれば、基部に連接された部分で破損する場合が多い。このため、この種の導電部材の振動等に対する耐久性には、更なる改善の余地があった。

本発明は、金属薄板を折り曲げて構成された導電部材であって、片面がハンダ付け用の接合面とされる基部と、前記基部の一部に、前記片面に対する接平面から離れる方向に傾斜して連接され、当該連接部において前記片面となす角度が鈍角である傾斜部と、前記傾斜部における前記接平面から離れた側の端縁に連接され、前記接平面と略平行に折り返された接触部と、を備え、前記基部は、前記接触部の中心から前記接平面に下ろした垂線の足を包囲するように配置され、前記接触部の中心から前記接平面方向に加わった荷重に対して前記傾斜部及び前記接触部を支持する。なお、本明細書でいう略平行とは、前記接平面に平行な平面状の部材に当接したときに前記接触部が面接触可能であればよく、若干平行からずれた角度である場合も含んでいる。

この場合、接触部に荷重が加わると、当該導電部材を構成する金属薄板が弾性変形することにより、基部と傾斜部との相対角度及び傾斜部と接触部との相対角度が変化して、接触部から前記荷重に対して反発力が加わる。このとき、本発明では、基部と傾斜部とは鈍角に連接されているので、導電部材の耐久性を次のように良好に向上させることができる。

本願出願人は、基部と傾斜部と接触部とが側面視略Ｚ字状に連接された一般的な導電部材に対して、通常の使用時にはあり得ないような強い荷重及び振動を加える耐久試験を行った。その結果、基部と傾斜部とが連接された角度と、傾斜部と接触部とが連接された角度とが同一角度の鋭角であっても、前者の連接部分で破損が起こることが多いことを発見した。この原因は不明であるが、基部はプリント配線基板等にハンダで平面方向に完全に固定されているのに対し、接触部は自由に移動できるので、過酷な条件で耐久強度試験を行うと前者の連接部分で破損が起こりやすいものと考えられる。

本発明では、片面がプリント配線基板等にハンダ付けされる基部と、傾斜部とは、鈍角に連接されているので、導電部材の耐久性を向上させることができる。また、基部は、接触部の中心から接平面に下ろした垂線の足を包囲するように配置され、接触部の中心から前記接平面方向に加わった荷重に対して傾斜部及び接触部を支持する。このため、前述のように基部と傾斜部とが鈍角に連接されていても、良好に荷重を支持することができる。なお、ここでいう中心とは、必ずしも重心と完全に一致する必要はなく、前記のように荷重を支持するといった目的が達成できれば多少ずれていてもよい。

なお、前記基部は、前記傾斜部が連接される第１基部と、前記接平面から前記接触部方向に浮き上がった架設部を介して前記第１基部に連接され、片面が前記接平面上に配設されてハンダ付け用の接合面とされる第２基部と、を備えてもよい。このように、前記基部は、必ずしも１枚の板状に構成されていなくてもよい。

そして、その場合、前記架設部は、前記傾斜部を挟んだ両側に設けられ、前記接触部に接続された係合部と係合することにより、前記接触部が前記接平面から離れる方向に移動するのを規制してもよい。その場合、架設部が係合部と係合することにより、当該導電部材の実装時に作業者の指等が接触部に触れた場合などにも、その接触部が捲れ上がるのを抑制することができる。

また、前記接触部は、前記接平面に対向配置された平面に１ｍｍ^２ 以上の矩形の接触範囲で接触してもよい。その場合、当該導電部材が過酷な低温と高温とに交互に曝されても、接触部と前記平面との間の前記接触範囲への空気の侵入が抑制される。このため、前記接触範囲で接触部が腐食することが抑制される。従って、その場合、前記平面が電極面等であれば、導通の信頼性を向上させることができる。なお、前記接触範囲は、望ましくは４ｍｍ^２ 以上の矩形であるとよく、より望ましくはで縦横比が１：１〜１：２０であるとよい。その場合、前記接触範囲の中心部まで空気が侵入することが一層良好に抑制され、前記腐食を一層良好に抑制することができる。

実施形態の導電部材の構成を表す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は平面図、（Ｅ）は下面図、（Ｆ）は背面図、（Ｇ）は左上斜視図である。 その導電部材の実装状態の一例を表す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。 接触面積と抵抗値との関係を測定する試験装置を表す模式図である。 熱衝撃試験後の接触面積と抵抗値との関係を表すグラフである。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。また、以下の説明においては、必要に応じて図中に併記した上下左右前後の各方向を利用して説明を行う。ただし、これらの各方向は、導電部材を構成する各部の相対的な位置関係を簡潔に説明するために規定した方向にすぎない。実際に導電部材を利用するに当たって、導電部材がどのような方向に向けられるかは任意であり、例えば、図中に示す上下方向が重力との関係で鉛直方向とは一致しない状態で使用されてもかまわない。

［実施の形態の構成］
図１（Ａ）〜図１（Ｇ）は、本発明が適用された導電部材１の構成を表す図である。なお、この導電部材１は、バネ性金属（例えばリン青銅，ベリリウム銅，ＳＵＳ等）からなる１枚の金属薄板を、所定形状に打ち抜くと共に折り曲げて形成されている。また、本明細書でいう「折り曲げ」とは、必ずしも稜ができるような急激な折り曲げでなくてもよく、角が円筒面状になる（いわゆるＲを有する）折り曲げであってもよい。

図１（Ａ）〜図１（Ｇ）に示すように、導電部材１は、下面２Ａ（図２（Ｂ）参照。）がハンダ付け用の接合面となる長方形板状の第１基部２を備えている。第１基部２の一方の長辺（すなわち図１（Ａ）〜図１（Ｇ）に規定された前側端縁）には、下面２Ａから離れる方向に垂直に折り曲げられた前面板部４が連接されている。前面板部４の上側（すなわち第１基部２から離れた側）の端縁には、その左右方向両端から帯状の架設部５，５が連接されている。この架設部５，５は、前面板部４の上側端面左右両端から、第１基部２の上方を通るように垂直に折り曲げて連接されている。また、架設部５，５は、互いに平行に後方へ真っ直ぐに延びている。

架設部５，５の後端（すなわち前面板部４から離れた側の端部）には、傾斜連結部６，６がそれぞれ連接され、その傾斜連結部６，６の他端に第２基部７，７がそれぞれ連接されている。第２基部７，７の下面７Ａ，７Ａ（図２（Ｂ）参照。）は、第１基部２の下面２Ａと同一平面上に配設され、この下面７Ａ，７Ａも、ハンダ付け用の接合面となる。第２基部７，７は、いずれも前後方向に長い長方形に構成されている。そして、右側の第２基部７の右側端縁は第１基部２の右側端縁と同一直線上に配設され、左側の第２基部７の左側端縁は第１基部２の左側端縁と同一直線上に配設されている。一対の傾斜連結部６，６は、それぞれ、第２基部７，７の前側端縁と架設部５，５の後側端縁とを連接するように、前方へ行くほど上へ行くように傾斜して配置されている。

第２基部７，７の後側端縁は、下面７Ａ，７Ａから離れる方向に垂直に折り曲げられた１つの後面板部８に連接されている。後面板部８の上端は、左右両端部が突出しており、架設部５，５と同じ高さの部分で、第２基部７，７の上方を通るように直角に折り返されて第１折り返し部９，９を構成している。

また、第１基部２の後側端縁のうち、平面視で架設部５，５と重畳しない位置には、下面２Ａに対する接平面から離れる方向に傾斜した傾斜部１１が連接されている。この傾斜部１１は、前記金属薄板における第１基部２の後側部分を鈍角（例えば１００°〜１７０°）に折り曲げて構成されている。また、傾斜部１１は、架設部５，５よりも上方に延び、その上端（すなわち、前記接平面と離れた側の端縁）には、第１基部２の下面２Ａと略平行に第１基部２の上方まで折り返された接触部１２が連接されている。接触部１２は概略矩形の平板状に構成され、その前側端縁は、下斜め後方に折り返されて第２折り返し部１３を構成している。また、接触部１２は、上面の平面部分（接触範囲の一例）が少なくとも４ｍｍ^２ あり、その平面部分は縦横比が１７：１４の長方形に構成されている。

さらに、接触部１２の左右両端縁には、架設部５，５の内側を通って垂下する側面視矩形の垂下部１５，１５がそれぞれ連接されている。垂下部１５，１５の各下端は、架設部５，５の下面よりも下方に延び、その部分に、架設部５，５の下方を通って左右方向外側に屈曲した係合部１６，１６がそれぞれ連接されている。

［実施形態の効果］
図２（Ａ），図２（Ｂ）は、導電部材１の実装状態の一例を表す図である。図２の例では、第１基部２及び一対の第２基部７，７（両者で基部の一例）の下面２Ａ，７Ａ，７Ａは、それぞれ、プリント配線基板５１のアース電極（図示省略）にハンダ付けされている。また、この例では、シールドケース等の板金５２が、プリント配線基板５１の実装面と平行に配置され、その板金５２によって接触部１２がプリント配線基板５１方向に押圧されている。

このとき、接触部１２に板金５２から荷重が加わることによって、導電部材１を構成する金属薄板が弾性変形し、第１基部２と傾斜部１１との相対角度及び傾斜部１１と接触部１２との相対角度が変化する。この弾性変形によって、接触部１２から板金５２に対して反発力（本実施形態では２Ｎ程度の力）が加わる。このとき、導電部材１では、第１基部２と傾斜部１１とは鈍角に連接されているので、導電部材１の耐久性を次のように良好に向上させることができる。

本願出願人は、基部と傾斜部と接触部とが側面視略Ｚ字状に連接された一般的な導電部材に対して、通常の使用時にはあり得ないような強い荷重及び振動を加える耐久試験を行った。その結果、基部と傾斜部とが連接された角度と、傾斜部と接触部とが連接された角度とが同一角度の鋭角であっても、前者の連接部分で破損が起こることが多いことを発見した。この原因は不明であるが、基部はプリント配線基板等にハンダで平面方向に完全に固定されているのに対し、接触部は自由に移動できるので、過酷な条件で耐久強度試験を行うと前者の連接部分で破損が起こりやすいものと考えられる。

導電部材１では、下面２Ａがプリント配線基板５１等にハンダ付けされる第１基部２と、傾斜部１１とは、鈍角に連接されているので、導電部材１の耐久性を向上させることができる。また、第１基部２及び一対の第２基部７，７は、接触部１２の中心から前記接平面（例えば、プリント配線基板５１の実装面）に下ろした垂線の足（本例では、第１基部２の後側端縁中心より若干後方の位置）を包囲するように配置され、接触部１２の中心から前記接平面方向に加わった荷重に対して傾斜部１１及び接触部１２を支持する。このため、前述のように第１基部２と傾斜部１１とが鈍角に連接されていても、良好に荷重を支持することができる。また、導電部材１は、この荷重として４Ｎ程度まで印加可能に構成されている。すなわち、平板状の板金５２を介して４Ｎの力を接触部１２に加えても、その板金５２に架設部５が接触しない。

架設部５，５は、傾斜部１１を挟んだ左右両側に設けられ、接触部１２に垂下部１５，１５を介して接続された係合部１６，１６とそれぞれ係合することにより、接触部１２が前記接平面から離れる方向に移動するのを規制する。このため、当該導電部材１の実装時に作業者の指等が接触部１２に触れた場合などにも、その接触部１２が捲れ上がるのを抑制することができる。また、導電部材１では、前述のような第１折り返し部９，９及び第２折り返し部１３を設けたことにより、当該導電部材１を構成する金属薄板のエッジに前記作業者の指等が触れてその指等が傷つくのを抑制することができる。

また、接触部１２は、上面の平面部分（すなわち板金５２との接触範囲）が少なくとも４ｍｍ^２ ある。このため、導電部材１が過酷な低温と高温とに交互に曝されても、接触部１２と板金５２との間の前記接触範囲への空気の侵入が抑制され、前記接触範囲で接触部１２が腐食することが抑制される。従って、板金５２等の電極面との導通の信頼性を向上させることができる。

以下、この点について詳細に説明する。本願出願人は、市販されている各種導電部材１０１に対して次のような熱衝撃試験を実施した。図３に示すように、導電部材１０１は電極Ｐ１にハンダ付けされた基部１０２と、基部１０２に連接され反発力を発生するための傾斜部１１１と、電極Ｐ１のハンダ付け面と平行配置された電極Ｐ２に圧接される接触部１１２とを有している。電極Ｐ１，Ｐ２間の抵抗値はミリオームメータＲにより測定された。この状態における導電部材１０１の抵抗値が１０〜２０ｍΩである１０製品（試料Ｎｏ．１〜１０）に対してサンプルを２０個ずつ用意した。なお、傾斜部１１１が図３の例とは異なる形状の導電部材１０１も製品の中には含まれ、接触部１１２が湾曲しているタイプの導電部材１０１も製品の中には含まれている。

熱衝撃試験では、このサンプルの導電部材１０１及び電極Ｐ１，Ｐ２を−４０℃と１２５℃とに３０分ずつ曝す計１時間のサイクルを、１０００サイクル実行した。熱衝撃試験後の抵抗値（２０個の平均値）と、接触部１１２と電極Ｐ２との接触面積との関係を、表１及び図４に示す。

表１及び図４に示すように、熱衝撃試験後の抵抗値は、いずれの試料でも腐食の影響で上昇しているが、接触面積が小さくなるに従ってその影響が大きい。特に、図４に示す近似曲線からは、接触面積が１ｍｍ^２ 未満となると、急激に熱衝撃試験によって腐食が進行することが分かった。本実施形態の導電部材１は、接触部１２の接触範囲の面積が少なくとも４ｍｍ^２ あるので、良好に腐食を抑制できることが分かった。また、接触部１２の前記接触範囲は、縦横比が１７：１４であるので、当該接触範囲の互いに対向する境界線同士の間隔が良好に確保され、当該接触範囲の中心部まで空気が侵入することが一層良好に抑制される。さらに、本実施形態では、接触部１２は板金５２に対して２Ｎ程度の力で圧接されるので、前記接触範囲の中心部まで空気が侵入することが一層良好に抑制される。

このように、本実施形態の導電部材１は、良好な耐振動性と良好な耐熱腐食性とを有している。このため、振動が極めて激しく周囲の温度変化も激しい自動車用の電子機器等にも、本実施形態の導電部材１は良好に使用することができる。また、導電性部材１では、平板状に構成された傾斜部１１に沿って電流が直線的に流れ、かつ、前述のように接触部１２が板金５２等に面接触するので、低インピーダンス化を図ることができる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、導電部材１では、外力が加わらない限り係合部１６，１６は架設部５，５に対して下方に隔離されているが、これに限定されるものではない。例えば、第１基部２及び第２基部７，７と接触部１２との間隔がある程度弾性変形により圧縮された状態で、係合部１６，１６が予め架設部５，５に係合していてもよい。その場合、接触部１２をその状態から少し押し下げるだけで大きな反発力が得られる場合がある。さらに、その場合、導電部材１の高さの寸法精度を向上させることができる場合がある。また、係合部１６，１６は省略されてもよい。

また、基部、傾斜部、又は接触部の形状は、前記以外にも種々の形状とすることができる。例えば、第１基部２は、傾斜部１１の左右両側がそのまま後方に延長されて第２基部７，７の位置に達してもよい。その場合、前面板部４，架設部５，傾斜連結部６は省略して、基部を一体にしてもよい。さらに、傾斜部１１は板厚方向に湾曲した部分を有してもよい。

１…導電部材 ２…第１基部 ５…架設部
７…第２基部 １１…傾斜部 １２…接触部
１５…垂下部 １６…係合部 ５１…プリント配線基板

Claims (3)

1. 金属薄板を折り曲げて構成された導電部材であって、
   片面がハンダ付け用の接合面とされる基部と、
   前記基部の一部に、前記片面に対する接平面から離れる方向に傾斜して連接され、前記基部に連接された箇所において前記片面となす角度が鈍角である傾斜部と、
   前記傾斜部における前記接平面から離れた側の端縁に連接され、前記接平面と略平行に折り返された接触部と、
   を備え、
   前記基部は、前記接触部の中心から前記接平面に下ろした垂線の足を包囲するように配置され、前記接触部の中心から前記接平面方向に加わった荷重に対して前記傾斜部及び前記接触部を支持するように構成され、
   前記基部は、
   前記傾斜部が連接される第１基部と、
   前記接平面から前記接触部方向に浮き上がった架設部を介して前記第１基部に連接され、片面が前記接平面上に配設されてハンダ付け用の接合面とされる第２基部と、
   を備える導電部材。
2. 前記架設部は、前記傾斜部を挟んだ両側に設けられ、前記接触部に接続された係合部と係合することにより、前記接触部が前記接平面から離れる方向に移動するのを規制することを特徴とする請求項１に記載の導電部材。
3. 前記接触部は、前記接平面に対向配置された平面に１ｍｍ^２以上の矩形の接触範囲で接触することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電部材。