WO2018131321A1 - 圧接コネクタ - Google Patents

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WO2018131321A1
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protrusion
press
pressure contact
connector according
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French (fr)
Inventor
純一郎 横田
佐藤 一樹
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/22Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted

Definitions

  • the present invention relates to a pressure contact connector.
  • This pressure contact connector is formed, for example, by bending a metal plate, and has one connection terminal and the other connection terminal, and there is elasticity between one connection terminal and the other connection terminal. Functions as a spring.
  • one connection terminal of the pressure contact connector is electrically connected to the electrode terminal of one substrate by solder or the like, and the electrode terminal of the other substrate is brought into contact with the other connection terminal of the pressure contact connector.
  • substrate can be electrically connected via a pressure-contact connector.
  • the other connection terminal of the pressure contact connector is pushed by the electrode terminal of the other substrate, and the connection force between the one connection terminal and the other connection terminal of the pressure contact connector is contracted to generate a restoring force of the spring.
  • the other connection terminal of the pressure contact connector presses the electrode terminal of the other substrate, so that the contact between the other connection terminal of the pressure contact connector and the electrode terminal of the other substrate can be ensured.
  • the electrode terminal of the other substrate when the electrode terminal of the other substrate is formed of a metal that is not easily oxidized, such as gold, it can be electrically connected by the above-described pressure contact connector.
  • the electrode terminal of the other substrate when the electrode terminal of the other substrate is formed of aluminum or the like, aluminum on the surface of the electrode terminal is oxidized by oxygen in the atmosphere, and an oxide film of insulating aluminum oxide is formed. For this reason, even if the other connection terminal of the pressure contact connector is brought into contact with the electrode terminal formed of aluminum on the other substrate, an insulating oxide film is formed on the surface, so that it is electrically connected.
  • the electrode terminal of one substrate and the electrode terminal of the other substrate may not be electrically connected. This also applies to the case where the electrode terminal of the other substrate is formed of solder or the like.
  • a spiral-shaped first elastic part formed between the terminal part and the one connection terminal part, the other connection terminal part, and the first elastic part are conductive.
  • the other connection terminal portion has a flat portion and a pointed protrusion with a sharp tip provided around the flat portion.
  • the disclosed pressure contact connector electrical connection can be ensured even when the electrode terminal of the substrate that contacts the pressure contact connector is formed of a metal material that is easily oxidized, such as aluminum.
  • a perspective view of a conventional pressure contact connector Side view of conventional pressure contact connector Explanatory drawing of contact of electrode terminal by pressure contact connector (1) Explanatory drawing of contact of electrode terminal by pressure contact connector (2) Perspective view (1) of the pressure contact connector in the present embodiment Perspective view (2) of the pressure contact connector in the present embodiment Top view of the pressure contact connector in the present embodiment Bottom view of the pressure contact connector in the present embodiment Front view of the pressure contact connector in the present embodiment Rear view of the pressure contact connector in the present embodiment Right side view of the pressure contact connector in the present embodiment Left side view of the pressure contact connector in the present embodiment Explanatory drawing (1) of the structure of the pressure-contact connector in this Embodiment Explanatory drawing (2) of the structure of the press-contact connector in this Embodiment Explanatory drawing (1) of the connection by the pressure welding connector in this Embodiment Explanatory drawing (2) of the connection by the press-contact connector in this Embodiment Explanatory drawing (3) of the connection by the press-contact connector in this Embodiment Explanatory drawing (4) of the connection by the press-connecting connector in
  • the X1-X2 direction, the Y1-Y2 direction, and the Z1-Z2 direction are directions orthogonal to each other.
  • a plane including the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction is referred to as an XY plane
  • a plane including the Y1-Y2 direction and the Z1-Z2 direction is referred to as a YZ plane
  • the Z1-Z2 direction and the X1-X2 direction are referred to as YZ plane.
  • the plane including the surface is referred to as a ZX plane.
  • this pressure contact connector is provided between one connection terminal portion 910, the other connection terminal portion 920, and one connection terminal portion 910 and the other connection terminal portion 920. And a spring portion 930.
  • One connection terminal portion 910 of the pressure contact connector is connected to the electrode terminal of one substrate by solder or the like, and the electrode terminal of the other substrate contacts one of the other connection terminal portions 920 of the pressure contact connector. The electrode terminal of the substrate and the electrode terminal of the other substrate are electrically connected.
  • a convex contact portion 921 is provided on the other connection terminal portion 920.
  • This pressure contact connector is formed by punching a metal plate and then bending it, and the contact portion 921 of the other connection terminal portion 920 is formed by pushing the metal plate from the back, so that the other connection
  • the surface of the contact portion 921 of the terminal portion 920 is a curved surface.
  • the electrode terminal of the other substrate is formed of gold or the like, or the surface thereof is plated with gold
  • the electrode terminal of the other substrate is brought into contact with the other connection terminal portion 920 of the pressure contact connector.
  • the electrode terminal of one board and the electrode terminal of the other board can be electrically connected using the above-mentioned pressure contact connector.
  • the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is formed of aluminum
  • the aluminum on the surface of the electrode terminal 121 is oxidized by oxygen in the atmosphere.
  • aluminum oxide having insulating properties is formed, and this aluminum oxide becomes the oxide film 121a. In this case, as shown in FIG.
  • the contact portion 921 of the other connection terminal portion 920 is brought into contact with the electrode terminal 121 of the other substrate 120, and as shown in FIG. 3B, the contact portion of the other connection terminal portion 920. Even if the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is pressed by 921, the oxide film 121a formed on the surface of the electrode terminal 121 of the other substrate 120 cannot be broken. That is, the contact portion 921 of the other connection terminal portion 920 cannot be brought into contact with the inner aluminum metal portion 121b under the oxide film 121a of the electrode terminal 121 of the other substrate 120. For this reason, the other connection terminal portion 920 of the pressure contact connector and the electrode terminal 121 of the other substrate 120 are not electrically connected.
  • FIGS. 4 is a perspective view of the pressure contact connector in the present embodiment as seen from the front side
  • FIG. 5 is a perspective view of the pressure contact connector as seen from the back side
  • 6A is a top view of the pressure contact connector in the present embodiment
  • FIG. 6B is a bottom view
  • FIG. 7A is a front view
  • FIG. 7B is a rear view
  • FIG. 8A is a right side view
  • the pressure contact connector in the present embodiment includes one connection terminal portion 10 provided on one side, the other connection terminal portion 20 provided on the other side, one connection terminal portion 10 and the other connection terminal portion 20.
  • the first spring portion 30 is connected.
  • a flat support portion 40 is provided on the back side of the other connection terminal portion 20, and the flat support portion 40 and one connection terminal portion 10 are connected by a second spring portion 50.
  • This pressure contact connector is formed of a conductive material. Specifically, the metal plate is formed by punching and then bending, and the thickness of the metal plate is, for example, about 100 ⁇ m.
  • connection terminal portion 10 is formed so that a surface connected to an electrode terminal of one substrate (not shown) by solder or the like is substantially flat, and has a substantially square shape with one side of about 1.4 mm. Is formed. As shown in the drawing, one connection terminal portion 10 is formed substantially flat so that a surface connected to an electrode terminal of one substrate (not shown) is parallel to the XY plane.
  • the first spring portion 30 is formed in a rectangular spiral shape from one connection terminal portion 10 to the other connection terminal portion 20. Specifically, the first spring portion 30 is bent at a substantially right angle in the Z1 direction at the lower bent portion 11 with respect to one of the connection terminal portions 10 parallel to the XY plane. 1 side surface portion 31 is formed. Further, the second side surface portion 33 is formed by bending the first side surface portion 31 at the first bent portion 32 at a substantially right angle in the Y2 direction. Further, the third side surface portion 35 is formed by bending the second side surface portion 33 at the second bent portion 34 at a substantially right angle in the X2 direction. Further, the fourth side surface portion 37 is formed by bending the third side surface portion 35 at the third bent portion 36 at a substantially right angle in the Y1 direction.
  • the first spring part 30 includes the first side part 31, the first bent part 32, the second side part 33, the second bent part 34, the third side part 35, and the third bent part. 36 and a fourth side surface portion 37, and has a spring property that expands and contracts in the Z1-Z2 direction.
  • the metal plate surfaces of the first side surface portion 31, the second side surface portion 33, the third side surface portion 35, and the fourth side surface portion 37 of the first spring portion 30 are substantially parallel to the Z1-Z2 direction. It is.
  • connection terminal portion 20 is formed by bending the upper side bent portion 38 at a substantially right angle with respect to the fourth side surface portion 37 in the X1 direction, and is formed substantially parallel to the XY plane.
  • the 1st spring part 30 has a spring property in the direction which expands and contracts between the one connection terminal part 10 and the other connection terminal part 20.
  • FIG. In this application, the 1st spring part 30 may be described as a 1st elastic part.
  • the other connection terminal portion 20 is in contact with and electrically connected to an electrode terminal of the other substrate (not shown), and is provided around a flat portion 21 that forms a part of a circular shape and the flat portion 21.
  • the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24 are provided.
  • the flat portion 21 is formed so as to be substantially parallel to the one connection terminal portion 10.
  • the tip 22a of the first protrusion 22, the tip 23a of the second protrusion 23, and the tip 24a of the third protrusion 24 are sharp.
  • the other substrate is formed by the tips 22a, 23a, and 24a.
  • the oxide film on the surface of the electrode terminal formed of aluminum can be broken. Thereby, it is possible to make the inner non-oxidized metal aluminum contact with any one or all of the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24, and the other
  • substrate not shown can be electrically connected.
  • the second spring portion 50 is formed in a rectangular spiral shape from one connection terminal portion 10 to the flat support portion 40.
  • FIG. 9 is a top view of FIG. 8B with the state cut along the alternate long and short dash line 8A-8B and the other connecting terminal portion 20 removed, and
  • FIG. 10 is a perspective view of this state.
  • the second spring portion 50 is bent in a direction substantially perpendicular to the Z1 direction at the lower bent portion 12 with respect to one connection terminal portion 10 parallel to the XY plane, thereby providing a second spring portion 50 parallel to the ZX plane.
  • 1 side surface portion 51 is formed.
  • the second side surface portion 53 is formed by bending the first side surface portion 51 at a first bent portion 52 at a substantially right angle in the Y1 direction.
  • the third side surface portion 55 is formed by bending the second side surface portion 53 at the second bent portion 54 at a substantially right angle in the X1 direction.
  • the fourth side surface portion 57 is formed by bending the third side surface portion 55 at the third bent portion 56 at a substantially right angle in the Y2 direction.
  • the fifth side surface portion 59 is formed by bending the fourth side surface portion 57 at the fourth bent portion 58 at a substantially right angle in the X2 direction.
  • the second spring part 50 includes the first side part 51, the first bent part 52, the second side part 53, the second bent part 54, the third side part 55, and the third bent part. 56, a fourth side surface portion 57, a fourth bent portion 58, and a fifth side surface portion 59, and has a spring property that expands and contracts in the Z1-Z2 direction.
  • the surface of the metal plate of the 1st side surface part 51 in the 2nd spring part 50, the 2nd side surface part 53, the 3rd side surface part 55, the 4th side surface part 57, and the 5th side surface part 59 is as follows. It is parallel to the Z1-Z2 direction.
  • the flat support portion 40 is formed by bending the fifth side surface portion 59 at a substantially right angle in the Y1 direction at the upper bent portion 41, and is formed substantially parallel to the XY plane.
  • the flat support portion 40 is formed on the back side of the other connection terminal portion 20, that is, on the Z2 direction side which is the side of the one connection terminal portion 10, and the flat support portion 40 and the other connection terminal portion 20 are flat. It is formed so as to be substantially parallel to the portion 21. Accordingly, the second spring portion 50 expands and contracts between one connection terminal portion 10 and the flat support portion 40, that is, between one connection terminal portion 10 and the other connection terminal portion 20. Has springiness in the direction.
  • the 2nd spring part 50 may be described as a 2nd elastic part.
  • FIGS. 11 to 13 corresponds to the cross section taken along the alternate long and short dash line 6A-6B in FIG.
  • one connection terminal portion 10 of the pressure contact connector in the present embodiment is connected and fixed to the electrode terminal 111 of one substrate 110 by solder or the like.
  • the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is brought into contact with the first protrusion 22 of the other connection terminal portion 20 of the pressure contact connector in the present embodiment, and the other substrate 120. Is pushed to the other connecting terminal portion 20 side.
  • the first spring portion 30 is deformed, and the other connection terminal portion 20 moves toward the one connection terminal portion 10
  • the space between the other connection terminal portion 20 and the one connection terminal portion 10 becomes narrow.
  • the other connection terminal portion 20 comes into contact with the flat support portion 40 provided on the back surface of the other connection terminal portion 20, and the flat support portion 40 is connected to the one connection terminal portion 10 by the other connection terminal portion 20. Since it is pushed to the side, the second spring portion 50 is also deformed.
  • the other board 120 is pushed toward the other connecting terminal portion 20 of the press-connecting connector.
  • the first spring portion 30 and the second spring portion 50 are further deformed, and the other connection terminal portion 20 of the one connection terminal portion 10 remains in a state where the back surface is in contact with the flat support portion 40.
  • the distance between the other connection terminal portion 20 and the one connection terminal portion 10 becomes narrower.
  • each of the tip 22a of the first protrusion 22, the tip 23a of the second protrusion 23, and the tip 24a of the third protrusion 24 of the other connection terminal portion 20 of the pressure connector is the other substrate 120.
  • the oxide film formed on the surface of the electrode terminal 121 is broken. Thereby, the other connection terminal part 20 of a press-contact connector and the electrode terminal 121 of the other board
  • the tip 22a of the first protrusion 22 of the other connection terminal portion 20 of the pressure contact connector and the like are formed on the surface of the electrode terminal 121 of the other substrate 120.
  • the pressed oxide film 121a is brought into contact with and pressed by the other substrate 120 to apply a force.
  • the sharp tip 22a of the first protrusion 22 breaks the oxide film 121a formed on the surface of the electrode terminal 121 of the other substrate 120, and the aluminum metal portion 121b inside. Contact with.
  • the metal portion 121b inside the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is in contact with the tip 22a of the first protrusion 22 of the other connection terminal portion 20 of the pressure connector, and the other substrate 120 is contacted.
  • the electrode terminal 121 is electrically connected to the other connection terminal portion 20 of the pressure contact connector. Therefore, the pressure contact connector in the present embodiment has the electrode terminal 111 on one substrate 110 and the other on the surface of the electrode terminal 121 on the other substrate 120 even when an insulating oxide film is formed on the surface.
  • the electrode terminal 121 of the substrate 120 can be electrically connected.
  • the pressure contact connector in the present embodiment has a structure in which the second spring portion 50 and the flat support portion 40 are not provided, that is, by one connection terminal portion 10, the other connection terminal portion 20, and the first spring portion 30. It may be formed. However, in order to obtain a strong restoring force, a structure in which the flat support portion 40 and the second spring portion 50 are also provided is preferable.
  • the flat portion 21 of the other connection terminal portion 20 is formed so that the appearance shape is a part of a circle, and the central portion is formed substantially flat. This is because when the pressure contact connector in the present embodiment is mounted, it is mounted by nozzle suction as shown in FIG. That is, the flat portion 21 of the other connection terminal portion 20 becomes a nozzle suction portion at the time of nozzle suction and is suctioned by the nozzle.
  • the nozzle suction an elongated cylindrical nozzle 130 is used, and the other connecting terminal portion of the pressure contact connector in the present embodiment is provided at the tip of the nozzle 130 by depressurizing a hollow portion inside the cylindrical nozzle 130.
  • the surface of 20 flat portions 21 is adsorbed.
  • the pressure contact connector in the present embodiment is provided with three or more protrusions on the other connection terminal portion 20. This is because the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is stably supported at three or more points. As the number of protrusions increases, the portion of the other substrate 120 that contacts the electrode terminal 121 increases, but the force applied to the tip of each protrusion is dispersed accordingly, so that the force is not dispersed. For this purpose, it is preferable that the number of protrusions is small. Therefore, the number of protrusions is preferably three.
  • all the tips 22a, 23a and 24a of the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24 are pointed. At least one tip 22a, 23a and 24a may be sharp.
  • the other connection terminal 20 when three projections are provided on the other connection terminal 20, it is preferable that the intervals between the projections are equal, but the other connection terminal 20 is connected to the upper bent portion 38. Therefore, it may not be possible to form them at regular intervals. Therefore, as shown in FIG. 16, the distance La between the tip 22a of the first projection 22 and the tip 23a of the second projection 23, the tip 23a of the second projection 23 and the third projection 24 It is formed so that the distance Lb between the front ends 24a is equal.
  • the flat portion 21 of the other connection terminal portion 20 is formed by a part of a circle.
  • the line connecting the center 21a of the circle and the tip 22a of the first protrusion 22 and the center 21a and the second portion The angle ⁇ a formed with the line connecting the tips 23a of the protrusions 23 is formed to be 90 ° or more.
  • an angle ⁇ b formed by a line connecting the center 21a and the tip 23a of the second protrusion 23 and a line connecting the center 21a and the tip 24a of the third protrusion 24 is formed to be 90 ° or more. ing.
  • the angle ⁇ a and the angle ⁇ b are equal.
  • a peripheral reinforcing portion 25 is formed around the flat portion 21 of the other connection terminal portion 20 by bending the periphery of the flat portion 21 in the Z1 direction at an angle of about 45 °. Yes.
  • Such a peripheral reinforcing portion 25 maintains the shapes of the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24 provided around the flat portion 21 of the other connection terminal portion 20. It is provided for. Specifically, even if force is applied to the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24 by the electrode terminal 121 of the other substrate 120, the peripheral reinforcing portion 25 is formed.
  • the peripheral reinforcing portion 25 is provided between the first protrusion 22 and the second protrusion 23 and between the second protrusion 23 and the third protrusion 24. As described above, the peripheral reinforcing portion 25 connects the first protruding portion 22 and the second protruding portion 23 and the second protruding portion 23 and the third protruding portion 24.
  • the triangular area formed by the three protrusions that is, the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24 may be arranged to be maximized.
  • the first projecting portion 22, the second projecting portion 23, and the third projecting portion 24 are formed by being bent together with the peripheral reinforcing portion 25 by drawing.
  • the angle ⁇ formed by the surface of the flat portion 21 of the other connection terminal portion 20 and the bent first protrusion 22, second protrusion 23, and third protrusion 24 is about 45.
  • the formed angle ⁇ is preferably 30 ° or more and 60 ° or less.
  • the first protrusion 22, the second protrusion 23, and the third protrusion 24 are preferably raised at an angle of 30 ° or more and 60 ° or less with respect to the flat portion 21.
  • the case where the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is formed of aluminum has been described, but the same applies to the case where the electrode terminal 121 of the other substrate 120 is formed of solder.
  • connection terminal part 20 The other connection terminal part 21 Flat part 22 1st projection part 22a Tip 23 2nd projection part 23a Tip 24 3rd projection part 24a Tip 25 Peripheral reinforcement part 30 1st spring part 40 Flat support portion 50 Second spring portion 110 One substrate 111 Electrode terminal 120 The other substrate 121 Electrode terminal 121a Oxide film

Abstract

一方の側に形成された一方の接続端子部と、他方の側に形成された他方の接続端子部と、前記一方の接続端子部と前記他方の接続端子部との間に形成された弾性を有する螺旋形状の第1の弾性部と、を有し、前記一方の接続端子部、前記他方の接続端子部及び前記第1の弾性部は、導電性を有する材料により形成されており、前記他方の接続端子部は、平坦部と、前記平坦部の周囲に設けられた先端の尖った尖突起部と、を有することを特徴とする圧接コネクタ。

Description

圧接コネクタ
 本発明は、圧接コネクタに関するものである。
 近年、電子機器の小型化の傾向が進んでおり、このような電子機器に内蔵される異なる基板同士を電気的に接続する方法として、圧接コネクタが用いられている。この圧接コネクタは、例えば、金属板を折り曲げることにより形成されており、一方の接続端子と他方の接続端子とを有しており、一方の接続端子と他方の接続端子との間は弾性を有しバネとして機能する。
 圧接コネクタは、一方の基板の電極端子に圧接コネクタの一方の接続端子をハンダ等により電気的に接続し、圧接コネクタの他方の接続端子に他方の基板の電極端子を接触させる。これにより、一方の基板の電極端子と他方の基板の電極端子とを圧接コネクタを介し電気的に接続することができる。この際、圧接コネクタの他方の接続端子が他方の基板の電極端子により押され、圧接コネクタの一方の接続端子と他方の接続端子との間が縮むことによりバネの復元力が生じる。この復元力により、圧接コネクタの他方の接続端子が、他方の基板の電極端子を押すことにより、圧接コネクタの他方の接続端子と他方の基板の電極端子との接触を確実にすることができる。
特開2016-1583号公報 国際公開第2005/057734号パンフレット
 ところで、他方の基板の電極端子が金等の酸化されにくい金属により形成されている場合には、上記のような圧接コネクタにより電気的に接続することが可能である。しかしながら、他方の基板の電極端子がアルミニウム等により形成されている場合には、電極端子の表面のアルミニウムは大気中の酸素により酸化され、絶縁性を有する酸化アルミニウムの酸化被膜が形成されている。このため、圧接コネクタの他方の接続端子を他方の基板のアルミニウムにより形成された電極端子に接触をさせても、表面には絶縁性を有する酸化被膜が形成されているため、電気的に接続されず、一方の基板の電極端子と他方の基板の電極端子とが電気的に接続されない場合がある。尚、このことは、他方の基板の電極端子がハンダ等により形成されている場合も同様である。
 このため、圧接コネクタに接触する基板の電極端子がアルミニウム等の酸化されやすい金属材料により形成されている場合においても、確実に電気的な接続をすることのできる圧接コネクタが求められていた。
 本実施の形態の一観点によれば、一方の側に形成された一方の接続端子部と、他方の側に形成された他方の接続端子部と、前記一方の接続端子部と前記他方の接続端子部との間に形成された弾性を有する螺旋形状の第1の弾性部と、を有し、前記一方の接続端子部、前記他方の接続端子部及び前記第1の弾性部は、導電性を有する材料により形成されており、前記他方の接続端子部は、平坦部と、前記平坦部の周囲に設けられた先端の尖った尖突起部と、を有することを特徴とする。
 開示の圧接コネクタによれば、圧接コネクタに接触する基板の電極端子が、アルミニウム等の酸化されやすい金属材料により形成されている場合においても、電気的な接続を確実にすることができる。
従来の圧接コネクタの斜視図 従来の圧接コネクタの側面図 圧接コネクタによる電極端子の接触の説明図(1) 圧接コネクタによる電極端子の接触の説明図(2) 本実施の形態における圧接コネクタの斜視図(1) 本実施の形態における圧接コネクタの斜視図(2) 本実施の形態における圧接コネクタの上面図 本実施の形態における圧接コネクタの底面図 本実施の形態における圧接コネクタの正面図 本実施の形態における圧接コネクタの背面図 本実施の形態における圧接コネクタの右側面図 本実施の形態における圧接コネクタの左側面図 本実施の形態における圧接コネクタの構造の説明図(1) 本実施の形態における圧接コネクタの構造の説明図(2) 本実施の形態における圧接コネクタによる接続の説明図(1) 本実施の形態における圧接コネクタによる接続の説明図(2) 本実施の形態における圧接コネクタによる接続の説明図(3) 本実施の形態における圧接コネクタによる接続の説明図(4) 本実施の形態における圧接コネクタによる接続の説明図(5) 本実施の形態における圧接コネクタの実装の説明図 本実施の形態における圧接コネクタの他方の接続端子部の説明図(1) 本実施の形態における圧接コネクタの他方の接続端子部の説明図(2)
 実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。尚、本願においては、X1-X2方向、Y1-Y2方向、Z1-Z2方向を相互に直交する方向とする。また、X1-X2方向及びY1-Y2方向を含む面をXY面と記載し、Y1-Y2方向及びZ1-Z2方向を含む面をYZ面と記載し、Z1-Z2方向及びX1-X2方向を含む面をZX面と記載する。
 最初に、従来の圧接コネクタについて図1及び図2に基づきより詳細に説明する。この圧接コネクタは、図1及び図2に示されるように、一方の接続端子部910、他方の接続端子部920、一方の接続端子部910と他方の接続端子部920との間に設けられたバネ部930とを有している。圧接コネクタの一方の接続端子部910は一方の基板の電極端子にハンダ等により接続されており、他方の基板の電極端子が、圧接コネクタの他方の接続端子部920に接触することにより、一方の基板の電極端子と他方の基板の電極端子とが電気的に接続される。
 このため、他方の接続端子部920には、凸状の接触部921が設けられている。この圧接コネクタは、金属板を打ち抜き加工した後、折り曲げることにより形成されており、他方の接続端子部920の接触部921は、金属板を裏から押し出すことにより形成されているため、他方の接続端子部920の接触部921の表面は曲面となっている。
 ところで、他方の基板の電極端子が金等で形成されているか、表面に金メッキ等が施されている場合には、他方の基板の電極端子と圧接コネクタの他方の接続端子部920とを接触させることにより電気的に接続される。従って、上記の圧接コネクタを用いて、一方の基板の電極端子と他方の基板の電極端子とを電気的に接続することができる。しかしながら、図3に示すように、他方の基板120の電極端子121がアルミニウムにより形成されている場合には、電極端子121の表面のアルミニウムは大気中の酸素により酸化される。このように、表面のアルミニウムが酸化されると、絶縁性を有する酸化アルミニウムが形成され、この酸化アルミニウムが酸化被膜121aとなる。この場合、図3Aに示すように、他方の基板120の電極端子121に他方の接続端子部920の接触部921を接触させて、図3Bに示すように、他方の接続端子部920の接触部921により、他方の基板120の電極端子121を押しても、他方の基板120の電極端子121の表面に形成された酸化被膜121aを破ることはできない。即ち、他方の接続端子部920の接触部921を、他方の基板120の電極端子121の酸化被膜121aの下の内部のアルミニウムの金属部分121bと接触させることができない。このため、圧接コネクタの他方の接続端子部920と、他方の基板120の電極端子121とが電気的に接続されない。
 (圧接コネクタ)
 次に、本実施の形態における圧接コネクタについて、図4から図8に基づき説明する。尚、図4は、本実施の形態における圧接コネクタを正面側から見た斜視図であり、図5は、背面側から見た斜視図である。図6Aは、本実施の形態における圧接コネクタの上面図、図6Bは底面図、図7Aは正面図、図7Bは背面図、図8Aは右側面図、図8Bは左側面図である。
 本実施の形態における圧接コネクタは、一方の側に設けられた一方の接続端子部10、他方の側に設けられた他方の接続端子部20、一方の接続端子部10と他方の接続端子部20とを接続する第1のバネ部30を有している。また、他方の接続端子部20の裏側には、平坦支持部40が設けられており、平坦支持部40と一方の接続端子部10とは第2のバネ部50により接続されている。この圧接コネクタは、導電性を有する材料により形成されている。具体的には、金属板を打ち抜き加工した後、折り曲げることにより形成されており、この金属板の厚さは、例えば、約100μmである。
 一方の接続端子部10は、不図示の一方の基板の電極端子にハンダ等により接続される面が、略平坦となるように形成されており、一辺が約1.4mmの略正方形の形状で形成されている。図面に示されるように、一方の接続端子部10は、不図示の一方の基板の電極端子に接続される面が、XY面と平行となるように略平坦に形成されている。
 第1のバネ部30は、一方の接続端子部10より他方の接続端子部20まで矩形の螺旋形状により形成されている。具体的には、第1のバネ部30には、XY面と平行な一方の接続端子部10に対し、下側折り曲げ部11においてZ1方向に略直角に折り曲げることにより、ZX面に平行な第1の側面部31が形成されている。また、第1の側面部31に対し第1の折り曲げ部32においてY2方向に略直角に折り曲げることにより第2の側面部33が形成されている。また、第2の側面部33に対し第2の折り曲げ部34においてX2方向に略直角に折り曲げることにより第3の側面部35が形成されている。また、第3の側面部35に対し第3の折り曲げ部36においてY1方向に略直角に折り曲げることにより第4の側面部37が形成されている。
 従って、第1のバネ部30は、第1の側面部31、第1の折り曲げ部32、第2の側面部33、第2の折り曲げ部34、第3の側面部35、第3の折り曲げ部36、第4の側面部37により形成されており、Z1-Z2方向に伸縮するバネ性を有している。尚、第1のバネ部30における第1の側面部31、第2の側面部33、第3の側面部35、第4の側面部37の金属板の面は、Z1-Z2方向と略平行である。
 他方の接続端子部20は、第4の側面部37に対し上部折り曲げ部38においてX1方向に略直角に折り曲げることにより形成されており、全体が、XY面に略平行に形成されている。このため、第1のバネ部30は、一方の接続端子部10と他方の接続端子部20との間が伸縮する方向においてバネ性を有している。本願においては、第1のバネ部30を第1の弾性部と記載する場合がある。
 他方の接続端子部20は、不図示の他方の基板の電極端子と接触し電気的に接続されるものであり、円形の形状の一部となる平坦部21と平坦部21の周囲に設けられた第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24を有している。平坦部21は、一方の接続端子部10と略平行となるように形成されている。また、第1の突起部22の先端22a、第2の突起部23の先端23a、第3の突起部24の先端24aは尖っている。このように、第1の突起部22の先端22a、第2の突起部23の先端23a、第3の突起部24の先端24aを尖らせることにより、先端22a、23a及び24aにより、他方の基板のアルミニウムにより形成された電極端子の表面の酸化被膜を破ることができる。これにより、内部の酸化されていない金属アルミニウムと、第1の突起部22、第2の突起部23及び第3の突起部24のうちのいずれか、または全てと接触させることができ、他方の接続端子部20と、不図示の他方の基板の電極端子とを電気的に接続することができる。
 また、図9及び図10にも示されるように、第2のバネ部50は、一方の接続端子部10より平坦支持部40まで、矩形の螺旋形状により形成されている。尚、図9は、図8Bにおいて、一点鎖線8A-8Bにおいて切断し、他方の接続端子部20を取り除いた状態の上面図であり、図10は、この状態の斜視図である。
 具体的には、第2のバネ部50には、XY面と平行な一方の接続端子部10に対し、下側折り曲げ部12においてZ1方向に略直角に折り曲げることにより、ZX面に平行な第1の側面部51が形成されている。また、第1の側面部51に対し第1の折り曲げ部52においてY1方向に略直角に折り曲げることにより第2の側面部53が形成されている。また、第2の側面部53に対し第2の折り曲げ部54においてX1方向に略直角に折り曲げることにより第3の側面部55が形成されている。また、第3の側面部55に対し第3の折り曲げ部56においてY2方向に略直角に折り曲げることにより第4の側面部57が形成されている。また、第4の側面部57に対し第4の折り曲げ部58においてX2方向に略直角に折り曲げることにより第5の側面部59が形成されている。
 従って、第2のバネ部50は、第1の側面部51、第1の折り曲げ部52、第2の側面部53、第2の折り曲げ部54、第3の側面部55、第3の折り曲げ部56、第4の側面部57、第4の折り曲げ部58、第5の側面部59により形成されており、Z1-Z2方向に伸縮するバネ性を有している。尚、第2のバネ部50における第1の側面部51、第2の側面部53、第3の側面部55、第4の側面部57、第5の側面部59の金属板の面は、Z1-Z2方向と平行となっている。
 平坦支持部40は、第5の側面部59に対し上部折り曲げ部41においてY1方向に略直角に折り曲げることにより形成されており、全体がXY面に略平行に形成されている。平坦支持部40は、他方の接続端子部20の裏側、即ち、一方の接続端子部10の側となるZ2方向の側に形成されており、平坦支持部40と他方の接続端子部20の平坦部21とは略平行となるように形成されている。従って、第2のバネ部50は、一方の接続端子部10と平坦支持部40との間が伸縮する方向、即ち、一方の接続端子部10と他方の接続端子部20との間が伸縮する方向にバネ性を有している。本願においては、第2のバネ部50を第2の弾性部と記載する場合がある。
 (圧接コネクタによる接続)
 次に、本実施の形態における圧接コネクタによる基板と基板の接続について、図11から図13に基づき説明する。尚、図11から図13における圧接コネクタの断面は、図6における一点鎖線6A-6Bにおいて切断した断面に対応している。
 最初に、図11に示すように、一方の基板110の電極端子111に、本実施の形態における圧接コネクタの一方の接続端子部10をハンダ等により接続し固定する。
 次に、図12に示すように、本実施の形態における圧接コネクタの他方の接続端子部20の第1の突起部22等に他方の基板120の電極端子121を接触させて、他方の基板120を他方の接続端子部20の側に押す。このように他方の基板120により他方の接続端子部20が押されると、最初に、第1のバネ部30が変形し、他方の接続端子部20は一方の接続端子部10の側に動き、他方の接続端子部20と一方の接続端子部10との間が狭くなる。これにより、他方の接続端子部20は他方の接続端子部20の裏面に設けられている平坦支持部40と接触し、他方の接続端子部20により平坦支持部40は一方の接続端子部10の側に押されるため、第2のバネ部50も変形する。
 更に、図13に示すように、他方の基板120を圧接コネクタの他方の接続端子部20の側に押す。これにより、第1のバネ部30及び第2のバネ部50が、更に変形し、他方の接続端子部20は裏面が平坦支持部40と接触している状態のまま一方の接続端子部10の側に動き、他方の接続端子部20と一方の接続端子部10との間が狭くなる。
 この際、圧接コネクタの他方の接続端子部20の第1の突起部22の先端22a、第2の突起部23の先端23a、第3の突起部24の先端24aの各々が、他方の基板120の電極端子121の表面に形成されている酸化被膜を破る。これにより、圧接コネクタの他方の接続端子部20と、他方の基板120の電極端子121とを電気的に接続することができる。
 具体的には、最初に、図14Aに示されるように、圧接コネクタの他方の接続端子部20の第1の突起部22の先端22a等が、他方の基板120の電極端子121の表面に形成された酸化被膜121aと接触し、他方の基板120により押され力が加わる。これにより、図14Bに示すように、尖った第1の突起部22の先端22aが、他方の基板120の電極端子121の表面に形成された酸化被膜121aを破り、内部のアルミニウムの金属部分121bと接触する。このようにして、他方の基板120の電極端子121の内部の金属部分121bと、圧接コネクタの他方の接続端子部20の第1の突起部22の先端22a等とが接触し、他方の基板120の電極端子121と圧接コネクタの他方の接続端子部20とが電気的に接続される。従って、本実施の形態における圧接コネクタは、他方の基板120の電極端子121の表面に絶縁性を有する酸化被膜が形成されている場合であっても、一方の基板110の電極端子111と他方の基板120の電極端子121とを電気的に接続することができる。
 本実施の形態においては、他方の基板120により圧接コネクタの他方の接続端子部20が押されると、第1のバネ部30及び第2のバネ部50が変形するため、第1のバネ部30及び第2のバネ部50において復元力が生じる。この復元力は他方の接続端子部20が、他方の基板120の電極端子121を押す方向に働く。本実施の形態における圧接コネクタは、第2のバネ部50及び平坦支持部40が設けられていない構造、即ち、一方の接続端子部10、他方の接続端子部20、第1のバネ部30により形成されてるものであってもよい。しかしながら、強い復元力を得るためには、平坦支持部40及び第2のバネ部50も設けられている構造のものが好ましい。
 また、本実施の形態における圧接コネクタは、他方の接続端子部20の平坦部21は、外観形状が円形の一部となるように形成されており、中央部分は略平坦に形成されている。これは、本実施の形態における圧接コネクタを実装する際には、図15に示されるように、ノズル吸着により実装されるからである。即ち、他方の接続端子部20の平坦部21がノズル吸着の際のノズル吸着部となりノズル吸着される。ノズル吸着では、細長い円筒状のノズル130が用いられ、円筒状のノズル130の内部の空洞部分を減圧することにより、ノズル130の先端部に、本実施の形態における圧接コネクタの他方の接続端子部20の平坦部21の表面を吸着させる。
 また、本実施の形態における圧接コネクタは、他方の接続端子部20における突起部が3つ以上設けられている。これは、他方の基板120の電極端子121を3点以上で安定的に支持するためである。尚、突起部の数が増えると、他方の基板120の電極端子121に接触する部分は増えるが、その分各々の突起部の先端に加わる力が分散するため、力が分散されることを避けるためには、突起部の数は少ない方が好ましく、よって、突起部の数は、3つが好ましい。
 また、本実施の形態においては、第1の突起部22、第2の突起部23及び第3の突起部24のすべての先端22a、23a及び24aが尖っていることが好ましいが、このうちの少なくとも1つの先端22a、23a及び24aが尖っているものであってもよい。
 また、他方の接続端子部20に突起部を3つ設ける場合には、各々の突起部の間隔は、等間隔であることが好ましいが、他方の接続端子部20は、上部折り曲げ部38と接続されているため、等間隔には形成することができない場合がある。このため、図16に示すように、第1の突起部22の先端22aと第2の突起部23の先端23aの間隔Laと、第2の突起部23の先端23aと第3の突起部24の先端24aの間隔Lbとが等しくなるように形成されている。また、他方の接続端子部20の平坦部21は円の一部により形成されているが、この円の中心21aと第1の突起部22の先端22aを結ぶ線と、中心21aと第2の突起部23の先端23aを結ぶ線とのなす角度θaが90°以上となるように形成されている。同様に、中心21aと第2の突起部23の先端23aを結ぶ線と、中心21aと第3の突起部24の先端24aを結ぶ線とのなす角度θbが90°以上となるように形成されている。尚、本実施の形態においては、角度θaと角度θbとは等しい。
 また、図17に示すように、他方の接続端子部20の平坦部21の周囲には、平坦部21の周囲をZ1方向に約45°の角度で曲げることにより周囲補強部25が形成されている。このような周囲補強部25は、他方の接続端子部20の平坦部21の周囲に設けられた第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24の形状を維持するために設けられている。具体的には、他方の基板120の電極端子121により、第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24に力が加えられても、周囲補強部25が形成されているため、第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24の形状の変形が抑制される。従って、周囲補強部25は、第1の突起部22と第2の突起部23との間、及び、第2の突起部23と第3の突起部24との間に設けられている。このように、周囲補強部25は、第1の突起部22と第2の突起部23との間、及び、第2の突起部23と第3の突起部24との間をつないでいる。
 また、3つの突起部、即ち、第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24により形成される三角形の面積が最大になるよう配置されていてもよい。
 第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24は、周囲補強部25と同時に絞り加工により折り曲げられることにより形成されている。図17では、他方の接続端子部20の平坦部21の面と、曲げられている第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24とのなす角度φは約45°となる場合を示しているが、他方の接続端子部20の平坦部21の面と、曲げられている第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24とのなす角度φは30°以上60°以下であることが好ましい。言い換えるならば、第1の突起部22、第2の突起部23、第3の突起部24は、平坦部21に対し、30°以上60°以下の角度で起き上がっていることが好ましい。
 上記においては、他方の基板120の電極端子121がアルミニウムにより形成されている場合について説明したが、他方の基板120の電極端子121がハンダにより形成されている場合についても同様である。
 以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
 尚、本国際出願は、2017年1月13日に出願した日本国特許出願第2017-004635号に基づく優先権を主張するものであり、その出願の全内容は本国際出願に援用する。
10    一方の接続端子部
20    他方の接続端子部
21    平坦部
22    第1の突起部
22a   先端
23    第2の突起部
23a   先端
24    第3の突起部
24a   先端
25    周囲補強部
30    第1のバネ部
40    平坦支持部
50    第2のバネ部
110   一方の基板
111   電極端子
120   他方の基板
121   電極端子
121a  酸化被膜

Claims (14)

  1.  一方の側に形成された一方の接続端子部と、
     他方の側に形成された他方の接続端子部と、
     前記一方の接続端子部と前記他方の接続端子部との間に形成された弾性を有する螺旋形状の第1の弾性部と、
     を有し、
     前記一方の接続端子部、前記他方の接続端子部及び前記第1の弾性部は、導電性を有する材料により形成されており、
     前記他方の接続端子部は、
     平坦部と、
     前記平坦部の周囲に設けられた先端の尖った尖突起部と、
     を有することを特徴とする圧接コネクタ。
  2.  前記平坦部の周囲には複数の突出部が設けられ、そのうちの少なくとも1つが前記尖突起部であることを特徴とする請求項1に記載の圧接コネクタ。
  3.  前記突出部は、前記平坦部の周囲に3つ設けられていることを特徴とする請求項2に記載の圧接コネクタ。
  4.  前記3つの突出部は、第1の突出部、第2の突出部、第3の突出部であって、
     前記第1の突出部と前記第2の突出部との間隔と、前記第2の突出部と前記第3の突出部との間隔は等しいことを特徴とする請求項3に記載の圧接コネクタ。
  5.  前記平坦部に設けられた前記3つの突出部により形成される三角形の面積が最大になるよう配置されたことを特徴とする請求項3に記載の圧接コネクタ。
  6.  前記一方の接続端子部は基板に固定され、前記他方の接続端子部は前記突出部により電気部品に当接することを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  7.  前記平坦部の周囲には、各々の前記突出部の間をつなぐ周囲補強部が設けられていることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  8.  前記周囲補強部は絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項7に記載の圧接コネクタ。
  9.  前記尖突起部は、前記平坦部の周囲に3つ設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  10.  前記平坦部の形状は、円の一部により形成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  11.  前記平坦部は、前記圧接コネクタをノズル吸着する際のノズル吸着部であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  12.  前記平坦部に対し前記尖突起部の起き上がっている角度は、30°以上60°以下であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  13.  前記他方の接続端子部の前記一方の接続端子部の側に設けられた平坦支持部と、
     前記平坦支持部と前記一方の接続端子部との間に形成された弾性を有する螺旋形状の第2の弾性部と、
     を有することを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の圧接コネクタ。
  14.  前記圧接コネクタは、1枚の金属板を打ち抜き、折り曲げることにより、形成されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の圧接コネクタ。
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