JP3441789B2 - コネクター端子の接合方法およびコネクター端子構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂製のケース内に配
設された基板その他に接続されたリード線とコネクター
端子との超音波接合を可能にするコネクター端子の接合
方法およびコネクター端子構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコネクター端子の接合方法および
コネクター端子構造は、樹脂製のケース内に配設された
基板その他に接続されたリード線とコネクター端子とが
その接続部において半田接合やスポット溶接、或いは超
音波接合によって接続されるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコネクター
端子の接合方法およびコネクター端子構造において、超
音波接合を行う場合には、リード線とコネクター端子と
の接続部の背面には樹脂面が形成されているので、前記
リード線とコネクター端子との接続部において超音波接
合を行うと前記樹脂面が弾性変形して振動を吸収してし
まうため、接合がうまく出来ないとともに、接合強度が
低いという問題が有った。

【０００４】そこで本発明者らは、前記リード線とコネ
クター端子との接続部の背面に対向する部位の樹脂製の
ケースに樹脂より硬い絶縁材を配置するか、コネクター
端子の接続部の表面に凹凸を付与することにより、面圧
を高めて超音波接合を可能にするという本発明の技術的
思想に着眼して、さらに研究開発を重ねた結果、前記リ
ード線とコネクター端子との接続部の超音波接合を可能
にするとともに、前記リード線とコネクター端子との接
続部の接合強度を高めるという目的を達成する本発明に
到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のコネクター端子の接合方法は、コネクタ
ー端子の接続部の背面において接合時の面圧を高めるた
め樹脂より硬いとともに容量を備えた絶縁材のベース部
材を樹脂製のケースに対して一体的にモールドし、前記
コネクター端子の接続部の上面に、基板に一端が接続さ
れたリード線の他端を配置し、前記リード線の他端の前
記コネクター端子の接続部に対応する部分に一定の荷重
を付与するとともに、超音波振動を印加して前記コネク
ター端子の接続部とリード線の他端とを接合するもので
ある。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）のコ
ネクター端子の接合方法は、コネクター端子の接続部の
表面に凹凸を付与し、前記コネクター端子の接続部の上
面に基板に接続されたリード線を配置し、前記リード線
の前記コネクター端子の接続部に対応する部分に一定の
荷重を付与するとともに、超音波振動を印加して前記コ
ネクター端子の接続部とリード線とを接合するものであ
る。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）のコ
ネクター端子構造は、樹脂より硬い絶縁材のベース部材
が樹脂製のケースに対して一体的にモールドされている
部分に対向して接続部が配置されたコネクター端子と、
基板に接続され、前記コネクター端子の前記接続部の上
面に超音波接合されたリード線とから成るものである。

【０００８】本発明（請求項４に記載の第４発明）のコ
ネクター端子構造は、表面に凹凸が形成されている接続
部を備えたコネクター端子と、基板に接続され、前記コ
ネクター端子の前記接続部の凹凸が形成された表面に超
音波接合されたリード線とから成るものである。

【０００９】

【作用】上記構成より成る第１発明のコネクター端子の
接合方法は、前記コネクター端子の前記接続部の背面に
おいて接合時の面圧を高めるため樹脂より硬いとともに
容量を備えた絶縁材のベース部材を前記樹脂製のケース
に対して一体的にモールドして、前記コネクター端子の
接続部の上面、基板に一端が接続された前記リード線の
他端を配置され、前記リード線の他端の前記コネクター
端子の接続部に対応する部分に一定の荷重を付与すると
ともに、超音波振動を印加して前記コネクター端子の前
記接続部と前記リード線の他端とを接合するものであ
る。

【００１０】上記構成より成る第２発明のコネクター端
子の接合方法は、前記コネクター端子の前記接続部の表
面に凹凸が付与され、前記コネクター端子の接続部の凹
凸が形成された表面に基板に接続された前記リード線が
配置され、前記リード線の前記コネクター端子の接続部
に対応する部分に一定の荷重を付与するとともに、超音
波振動を印加して前記コネクター端子の接続部と前記リ
ード線とを接合するものである。

【００１１】上記構成より成る第３発明のコネクター端
子構造は、前記コネクター端子の前記接続部の背面にお
いて樹脂より硬い絶縁材のベース部材が樹脂製のケース
に対して一体的にモールドされており、前記基板に接続
されたリード線が、前記コネクター端子の前記絶縁材が
一体的にモールドされた前記接続部の上面に超音波接合
されている。

【００１２】上記構成より成る第４発明のコネクター端
子構造は、前記コネクター端子の前記接続部の表面に凹
凸が形成されており、前記基板に接続されたリード線
が、前記コネクター端子の前記凹凸が形成された前記接
続部の上面に超音波接合されている。

【００１３】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のコネクター
端子の接合方法は、前記コネクター端子と前記リード線
の他端との前記接続部に対向する樹脂製のケースに接合
時の面圧を高めるため樹脂より硬いとともに容量を備え
た絶縁材のベース部材を一体的にモールドし、かかる硬
いとともに容量を備えたベース部材が一体的にモールド
された前記接続部に超音波振動を印加して接合するもの
であるので、樹脂製のケース内において前記リード線と
コネクター端子との接続部の超音波接合を可能にすると
いう効果を奏する。

【００１４】上記作用を奏する第２発明のコネクター端
子の接合方法は、前記コネクター端子と前記リード線と
の前記接続部の表面に凹凸を付与し、かかる接続部の凸
部に超音波振動を印加して接合するものであるので、前
記樹脂製のケース内において前記リード線とコネクター
端子との接続部の面圧の高い凸部によって超音波接合を
可能にするという効果を奏する。

【００１５】上記作用を奏する第３発明のコネクター端
子構造は、前記基板に接続されたリード線が、前記コネ
クター端子の硬い前記絶縁材のベース部材が一体的にモ
ールドされた前記接続部の上面に高い面圧で超音波接合
されているので、前記リード線とコネクター端子との接
続部の接合強度が高いという効果を奏する。

【００１６】上記作用を奏する第４発明のコネクター端
子構造は、前記基板に接続されたリード線が、前記コネ
クター端子の前記凹凸が形成された前記接続部の面圧の
高い凸部によって超音波接合されているので、前記リー
ド線とコネクター端子との接続部の接合強度が高いとい
う効果を奏する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１８】（第１実施例）本第１実施例のコネクター
端子構造およびコネクター端子の接合方法は、図１ない
し図４に示すように樹脂より硬い絶縁材のベース部材と
してセラミックス部材４が樹脂製のケース１に対して一
体的にモールドされている部分に対向して接続部２１が
配置されたコネクター端子２と、前記樹脂製のケース１
内に配置されている基板２０に接続され、前記コネクタ
ー端子２の前記接続部２１の上面に超音波接合されたリ
ード線３とから成るものである。

【００１９】前記樹脂製のケース１は、有底の樹脂製の
矩形箱体１０で構成され、一端にコネクタ部１１が形成
され、前記コネクタ部１１の下方には厚肉部１４が形成
され、前記箱体１０の底部１２には前記コネクタ部１１
に近い端部には多数の端子２０１が配設された前記基板
２０が配置され、上部には蓋部材１３がシール１３１を
介して載置されている。

【００２０】前記セラミックス部材４は、図１および図
２に示すように矩形部材４０によって構成され、前記樹
脂製のケース１の厚肉部１４の右端部に形成された溝１
５内に介挿され、前記厚肉部１４の肩部１６を構成す
る。

【００２１】前記コネクター端子２は、交互に２列配列
された多数のＬ字状のコネクタピンによって構成され、
前記樹脂製のケース１の一端のコネクタ部１１に配設さ
れ、垂直の一端が前記コネクタ部１１に露出するととも
に、水平な他端が前記樹脂製のケース１の厚肉部１４の
前記セラミックス部材４によって構成された前記肩部１
６の水平表面に露出する。

【００２２】前記リード線３は、前記コネクター端子２
および前記基板２０の端子２０１に対応する多数のリー
ド線部分が樹脂製フィルム上に形成された導体シート３
０によって構成される。

【００２３】次に上記コネクター端子の接合方法は、図
３に示すように前記コネクター端子２の接続部２１の背
面において樹脂より硬いセラミックス部材４を前記樹脂
製のケース１に対して一体的にモールドし、前記コネク
ター端子２の接続部２１の上面に前記基板の端子２０１
に予め接続された前記リード線を構成する導体シート３
０を配置し、前記セラミックス部材４を一体的にモール
ドした部分の下部に固定ブロック５０を当接させ、前記
導体シート３０の前記コネクター端子２の接続部２１に
対応する部分に超音波発生装置５の超音波ホーン５１を
当接して一定の荷重を付与するとともに、超音波振動を
印加して前記コネクター端子の接続部と導体シート３０
とを接合するものである。

【００２４】すなわち、超音波発生装置５において、図
３に示すように超音波発振器５３から出力される２０ｋ
Ｈｚの超音波信号を、前記超音波ホーン５１の基部に固
着された電歪型変換部５２によって機械的振動に変換
し、この機械的振動を前記樹脂製のケース１内に挿入さ
れた縦断面台形状の前記超音波ホーン５１によって振幅
拡大し、この拡大された超音波振動を前記超音波ホーン
５１の先端より前記固定ブロック５０との間に挟まれた
前記導体シート３０に印加して前記導体シート３０を前
記コネクター端子２の接続部２１に接合するものであ
る。

【００２５】上記第１実施例のコネクター端子構造は、
前記基板２０に接続された導体シート３０が、前記コネ
クター端子２の硬いセラミックス部材４が一体的にモー
ルドされた前記接続部２１の上面に高い面圧で超音波接
合されているので、前記導体シート３０と前記コネクタ
ー端子２との接続部２１の接合強度が高いという効果を
奏する。

【００２６】上記第１実施例のコネクター端子の接合方
法は、前記コネクター端子２と前記導体シート３０との
前記接続部２１に対向する前記樹脂製のケース１に硬い
絶縁材からなる接続部２１が一体的にモールドされ、ケ
ース１にモールドされた前記接続部２１に前記超音波振
動発生装置５によって超音波振動を印加して接合するも
のであるので、前記樹脂製のケース１内において前記導
体シート３０の多数のリード線と前記多数のコネクター
端子２との接続部２１の超音波による同時接合を可能に
するという効果を奏する。

【００２７】上記第１実施例のコネクター端子の接合方
法は、前記超音波ホーン５１の先端で直接超音波接合を
行うので、接合効率が高く、ホーン先端に振動子を装着
するために面倒な共振をとる作業が不要であるという効
果を奏する。

【００２８】また上記第１実施例のコネクター端子の接
合方法は、前記セラミックス部材４が一体的にモールド
された前記コネクター端子２の接続部２１と前記基板２
０に接続された導体シート３０とを前記固定ブロック５
０と超音波ホーン５１との間に挟んだ状態において超音
波接合を行うので、有効に超音波エネルギを印加して前
記コネクター端子２と前記導体シート３０との接続を有
効に行うことが出来るという効果を奏する。

【００２９】（第２実施例）第２実施例のコネクター端
子構造およびコネクター端子の接合方法は、図５に示す
ように前記第１実施例においては前記セラミックス部材
４を樹脂製のケース１内の溝１５内に載置されるように
一体的にモールドしたのに対して、前記コネクター端子
２の接続部２１に対向する部分を貫通して全部絶縁材と
してのガラス製の部材４１によって構成するもので、第
１実施例に比べ絶縁材のベース部材の容量が大きいの
で、前記第１実施例に比べて前記コネクター端子２と導
体シート３０との接合強度が一層増すという効果を奏す
る。

【００３０】（第３実施例）第３実施例のコネクター端
子構造およびコネクター端子の接合方法は、図６および
図７に示すように表面にローレット加工が施され斜めに
交差した多数の線状の凸部が形成された接続部２２を備
えたコネクター端子２と、前記樹脂製のケース１内に配
置されている基板２０に接続され、前記コネクター端子
２の前記接続部２１の上面に超音波接合されたリード線
３としての導体シート３０から成るものである。

【００３１】次に上記コネクター端子の接合方法は、前
記コネクター端子２の接続部２２に相当する部分の表面
にローレット加工を施し、斜めに交差した多数の線状の
凸部が形成された前記コネクター端子２の接続部２２の
上面に前記基板の端子２０１に予め一端が接続された前
記リード線を構成する導体シート３０を配置し、前記導
体シート３０の前記コネクター端子２の接続部２２に対
応する部分に超音波発生装置５の超音波ホーン５１に固
着した振動子５５の先端を当接して一定の荷重を付与す
るとともに、超音波振動を印加して前記コネクター端子
の接続部と導体シート３０とを接合するものである。

【００３２】すなわち、超音波発生装置５において、超
音波発振器５３から出力される超音波電気信号を、前記
超音波ホーン５１の基部に固着された磁歪型歪変換部５
２によって機械的振動に変換し、この機械的振動を前記
超音波ホーン５１によって振幅拡大し、この拡大された
超音波振動を前記超音波ホーン５１に固着した超音波接
合用の前記導体シート３０の長さに対応する長さを有す
る矩形板の振動子５５の先端より前記第１実施例と同様
に固定ブロック（図示せず）との間に挟まれた前記導体
シート３０に印加して前記導体シート３０を前記コネク
ター端子２の前記ローレット加工が施された接続部２２
に接合するものである。

【００３３】上記第３実施例のコネクター端子構造は、
前記基板２０に接続された導体シート３０が、前記コネ
クター端子２の前記ローレット加工によって細かい凸部
が多数形成された前記接続部２２の各凸部に集中的に高
い面圧で超音波接合されているので、前記導体シート３
０と前記コネクター端子２との接続部２２の接合強度が
高いという効果を奏する。

【００３４】また上記第３実施例のコネクター端子構造
は、前記接続部２２に斜めに交差した多数の凸部を形成
してかかる凸部において前記導体シート３０と接合する
ものであるため、方向性が無いのであらゆる方向の力に
対しても均一な強度を有するという効果を奏する。

【００３５】上記第３実施例のコネクター端子の接合方
法は、前記コネクター端子２と前記導体シート３０との
前記接続部２２にローレット加工を施し、かかる多数の
凸部が形成された接続部２２に前記超音波振動発生装置
５によって超音波振動を印加して接合するものであるの
で、前記樹脂製のケース１内において前記導体シート３
０の多数のリード線と前記多数のコネクター端子２との
接続部２２の超音波による同時接合を可能にするという
効果を奏する。

【００３６】また上記第３実施例のコネクター端子の接
合方法は、各コネクター端子２に予めローレット加工を
施しておけば、単に前記導体シート３０を配設し、超音
波接合を行うだけで良いので、接合が非常に簡単である
という効果を奏する。

【００３７】さらに上記第３実施例のコネクター端子の
接合方法は、前記超音波ホーン５１の先端に前記樹脂製
のケース１の深さを考慮した充分な長さを有する振動子
５５を配設したので前記樹脂製のケース１内への挿入お
よび超音波接合を容易に行うことが出来るという効果を
奏する。

【００３８】（第４実施例）第４実施例のコネクター端
子構造およびコネクター端子の接合方法は、図８に示す
ように前記第３実施例においては前記コネクター端子２
の接続部２２において斜めに交差した直線状の突起部を
多数形成したのに対して、前記コネクター端子２の接続
部２２に前記コネクター端子２の軸方向に直角な方向
（横方向）に多数の直線状の突起部を形成するもので、
前記第３実施例と同様の作用効果を奏するとともに、横
方向の突起部を多数形成したのでコネクター端子２の軸
方向の力に対して強度が高いという効果を奏する。

【００３９】（第５実施例）第５実施例のコネクター端
子構造およびコネクター端子の接合方法は、図９に示す
ように前記第３実施例においては前記コネクター端子２
の接続部２２において斜めに交差した直線状の突起部を
多数形成したのに対して、前記コネクター端子２の接続
部２２に前記コネクター端子２の軸方向に多数の直線状
の突起部を形成するもので、前記第３実施例と同様の作
用効果を奏するとともに、軸方向の突起部を多数形成し
たのでコネクター端子２の軸方向に対して直角方向（横
方向）の力に対して強度が高いという効果を奏する。

【００４０】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００４１】上述の実施例において、一例としてコニカ
ル型の超音波ホーンについて説明したが、本発明として
それに限定するものでは無く、例えば図１０に示すウエ
ルドホーン５６（２０ｋＨｚ、ＲＥＣＴ型）や、ステッ
プ型ホーン、エキスポーネンシャル型ホーン、カタテリ
ー型ホーン、フーリェ型ホーンその他のものが採用可能
である。

【００４２】上述の実施例において、一例としてコネク
ター端子２の接続部２２にローレット加工により凹凸を
形成する例について説明したが、本発明としてそれに限
定するものでは無く、例えば予め型に凹凸を形成してそ
の型を用いて加圧成形したり、その他の表面に凹凸を形
成し得る方法であれば採用可能である。

【００４３】上述の実施例において、絶縁材としてセラ
ミックス部材およびガラス部材について説明したが、本
発明としてそれに限定するものでは無く、樹脂製のケー
スより硬い例えばビッカース硬さで１５０Ｈｖ以上の絶
縁材であれば、採用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のコネクター端子構造を備
えた樹脂製のケース示す断面図である。

【図２】本第１実施例のコネクター端子構造の接続部を
示す部分拡大図である。

【図３】本第１実施例のコネクター端子の接合方法にお
ける超音波接合を説明するための断面図である。

【図４】本第１実施例のコネクター端子構造を示す平面
図である。

【図５】本発明の第２実施例のコネクター端子構造の接
続部を示す部分拡大図である。

【図６】本発明の第３実施例のコネクター端子構造の接
続部を示す部分平面図である。

【図７】本第３実施例のコネクター端子の接合方法にお
ける超音波接合を説明するための断面図である。

【図８】本発明の第４実施例のコネクター端子構造の接
続部を示す部分平面図である。

【図９】本発明の第５実施例のコネクター端子構造の接
続部を示す部分平面図である。

【図１０】超音波ホーンの変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 樹脂製のケース ２ コネクター端子 ３ リード線 ４ セラミックス部材 ５ 超音波発生装置 ２０ 基板 ２１、２２ 接続部 ４１ ガラス部材 ５１ 超音波ホーン ５５ 振動子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−186697（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212277（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220494（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170501（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−260361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−159683（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−502623（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01R 43/02 H01R 4/02 H01R 12/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コネクター端子の接続部の背面において
   接合時の面圧を高めるため樹脂より硬いとともに容量を
   備えた絶縁材のベース部材を樹脂製のケースに対して一
   体的にモールドし、 前記コネクター端子の接続部の上面に、基板に一端が接
   続されたリード線の他端を配置し、 前記リード線の他端の前記コネクター端子の接続部に対
   応する部分に一定の荷重を付与するとともに、超音波振
   動を印加して前記コネクター端子の接続部とリード線の
   他端とを接合することを特徴とするコネクター端子の接
   合方法。
2. 【請求項２】 コネクター端子の接続部の表面に凹凸を
   付与し、 前記コネクター端子の接続部の上面に基板に接続された
   リード線を配置し、 前記リード線の前記コネクター端子の接続部に対応する
   部分に一定の荷重を付与するとともに、超音波振動を印
   加して前記コネクター端子の接続部とリード線とを接合
   することを特徴とするコネクター端子の接合方法。
3. 【請求項３】 樹脂より硬い絶縁材のベース部材が樹脂
   製のケースに対して一体的にモールドされている部分に
   対向して接続部が配置されたコネクター端子と、 基板に接続され、前記コネクター端子の前記接続部の上
   面に超音波接合されたリード線とから成ることを特徴と
   するコネクター端子構造。
4. 【請求項４】 表面に凹凸が形成されている接続部を備
   えたコネクター端子と、 基板に接続され、前記コネクター端子の前記接続部の凹
   凸が形成された表面に超音波接合されたリード線とから
   成ることを特徴とするコネクター端子構造。