JP3860728B2 - ピアッシング端子 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平型の導体部の周囲が絶縁体からなる被覆部で覆われた可撓性のフラット回路体、例えば、FPC(フレキシブル・プリント・サーキット)やFFC(フレキシブル・フラット・ケーブル)に貫通して接続されるピアッシング端子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のピアッシング端子に関連する技術の一例として特公昭57−48833号公報に記載されているものが知られている。
【0003】
図7及び図8に示すように、ピアッシング端子50は、ほぼ平らな基板51と、その両側から起立する爪片52とを有する圧着接続部53を備えている。爪片52は、基板51から起立しており、各爪片52は、基板51に接合する幅広の基部52aと、基部52aに続く幅狭の自由端部52bとから形成されている。
【0004】
圧着接続部53に接続されるフラット回路体56(図8)は、並設された帯状の導体部57の周囲が絶縁体からなる被覆部58で覆われた可撓性の回路体であり、FPC又はFFCと称される薄板の回路体である。
【0005】
ピアッシング端子50の長手方向に隣接する各爪片52は、相互に離隔しており、それらの間はテーパ状の空間になっている。その根本側は基板51とそれぞれの爪片52との接合部まで延びている。
【0006】
基板51の幅方向両側に設けられた各爪片52は、長手方向に対して互い違いになっているため、各爪片52の幅方向の反対側には、テーパ状の空間が対向している。爪片52の先端部52cは、丸み形状を成しているが、側面には鋭角な稜線部52dが含まれている。
【0007】
基板51の中央部には、長手方向に延在する突条接触部54が設けられている。また、この突条接触部54に対して直交する方向には、溝部55が形成され、爪片52の内面にまで達している。
【0008】
上記構成のピアッシング端子50は、フラット回路体56の導体部57に爪片52を突き刺して取付けられるようになっており、突出した爪片52の自由端部52bは、クリンパ59の押圧面59aに沿って内側に加締められて、フラット回路体56の被覆部58を剥ぎ取ることにより導体部57に接触し、導通状態が得られるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のピアッシング端子では、解決すべき以下の問題点がある。
【0010】
一つには、複数の爪片52における幅方向の間隔が同じであるため、フラット回路体56の導体部57の幅が狭くなると、導通不良を生ずるという問題がある。これは、図示しないアンビルとクリンパとの間で爪片52が加締められた際に、爪片52の先端部52cが幅狭の導体部57に届かないことによるものである。加締めた際に導体部57に届くように、爪片52の突出高さを高くすることもできるが、爪片52の座屈荷重が低下して爪片52に変形を生ずることがある。
【0011】
したがって、フラット回路体56の導体部57の幅が異なる場合には、適切なサイズのピアッシング端子50を容易しなければならず、殊に、導体部57の幅が狭い場合には、小さいサイズのピアッシング端子50を容易しなければならず、部品点数が多くなり、コストの上昇を招くとともに、部品管理が複雑化して作業性が悪くなるという問題もある。
【0012】
また、一つには、複数の爪片52を設けているために、フラット回路体56が厚くなると、フラット回路体56に爪片52を貫通させることができなくなる。逆に、爪片52の数を少なくすれば、接続不十分となってピアッシング端子50がフラット回路体56から外れることがある。
【0013】
さらには、フラット回路体56と爪片52との接触面積が小さいという問題がある。これは、爪片52の加締め形状に依存するものである。すなわち、爪片52の加締め部の曲率半径が小さいためフラット回路体56の導体部57との接触面積が小さく、良好な接触状態を得ることができなくなる。特に、電源系の電線は、バッテリからの電源を負荷に供給するものであり、信号系の電線に比べて大電流が流れるため、接触面積が小さいと電気抵抗が大きくなり、導通不良を生ずることになる。
【0014】
本発明は、上記した点に鑑み、複数の爪片がある場合において、導体部の幅が異なるフラット回路体であっても、フラット回路体に対する導通不良を生ずることを防止することができ、また、圧着信頼性に優れ、汎用性の高いピアッシング端子を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、導電性の基板と、該基板の幅方向両側から起立する複数対の爪片とを備え、フラット回路体に接続されるピアッシング端子において、前記複数対の爪片の間隔が、一対づつそれぞれ相違することを特徴とする。
【0016】
上記構成のように、複数の爪片の間隔を一対づつ相違させれば、導体部の幅が異なるフラット回路体であっても、複数対の爪片のうち少なくとも何れか一対の爪片が導体部と電気的に接続して、導通不良を生ずることが防止される。また、導体部の幅に応じて複数のピアッシング端子を用意する必要もなくなり、部品点数が減少してコストが低減する。
【0017】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のピアッシング端子において、前記各一対の爪片が、前記基板の長手方向に対してテーパ状に配置されていることを特徴とする。
【0018】
上記構成のように、各一対の爪片をテーパ状に形成すれば、フラット回路体に対する爪片の引っかかりが良くなり、不用意にフラット回路体を長手方向に引っ張った場合でも抜き外れることなく、フラット回路体の保持力が向上する。
【0019】
また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載のピアッシング端子において、少なくとも一対の前記爪片が、互い違いに形成されたことを特徴とする。
【0020】
上記構成のように、一対の爪片を互い違いに形成すれば、フラット回路体の幅方向両側に位置する爪片をカール状に加締めた際に、両側の爪片同士を重合させることなく、導体部の幅が狭いフラット回路体を加締めることができる。従って、信号系の電線のような幅が狭いフラット回路体であっても、確実な電気的接触が得られる。
【0021】
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜請求項3の何れかに記載のピアッシング端子において、前記基板の長手方向に隣接する爪片の間に切欠部が設けられたことを特徴とする。
【0022】
上記構成のように、複数の爪片の間に切欠部を設ければ、爪片の根本までフラット回路体が突き刺さり、ピアッシング端子とフラット回路体との接触面積が増加して、密着不良を生ずることが防止される。
【0023】
また、請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4の何れかに記載のピアッシング端子において、前記複数対の爪片の突出高さがそれぞれ相違することを特徴とする。
【0024】
上記構成のように、複数の爪片の突出高さを相違させることにより、背の高い順に爪片がフラット回路体に喰い付き、突き刺さり、複数の爪片がある場合であっても爪片当たりの剪断力が増加して、フラット回路体に対する貫通性が向上する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明に係るピアッシング端子の第一の実施形態を示すものである。
【0026】
図1に示すように、ピアッシング端子10は、導電性の基板11を打ち抜き加工および折り曲げ加工して形成されるものであり、その長手方向Xの一方に電線圧着部20、他方に相手方の図示しない雄型端子に対する箱形の電気接触部21が形成されている。電気接触部21は、本実施形態に限定されるものではなく、後述する第二の実施形態(図4及び図5等)に示されるように、フラット回路体30に対する音叉状の電気接触部38であってもよい。また、長手方向Xの両端側に電線圧着部20が形成されたものであってよい(図示せず)。さらに、ピアッシング端子が対となるジョイント端子であってもよい。
【0027】
片側に電気接触部21,38の形成されたピアッシング端子10は、フラット回路体30と電装品等とを接続する端末用の端子として機能し、両側に電線圧着部20が設けられたピアッシング端子10は、フラット回路体30の中継用の端子として機能する。
【0028】
箱型の電気接触部21は、導電性の基板11を折り曲げて、その周壁22を構成し、内部に弾性接触片23が切り起こして形成されており、端部の開口27から挿入された雄型端子の電気接触部を挟持することができるようになっている。周壁22の上壁には、図示しないコネクタハウジングに収容されたピアッシング端子10の後抜けを防止するための、舌片状の係止片24が切り起こして形成されている。この係止片24は、可撓性を有しており、コネクタハウジングにピアッシング端子10を挿入する際には、電気接触部21の内側に向けて撓み、所定の位置までピアッシング端子10を押し込んだ後は弾性復帰して、コネクタハウジングの内壁に係止されるようになっている。
【0029】
ここで、説明の都合上、ピアッシング端子10の前後方向を次のように定めることとする。ピアッシング端子10をコネクタハウジングに挿入する側、ここでは電気接触部21の備わる側を前側と定め、フラット回路体30に接続する側を後側と定めることとする。左右方向については、対称であるから、特別の場合を除いて区別をしないこととする。上下方向は、基板11の両側に結合する爪片15,16,17の起立する方向と定めることとする。
【0030】
電線圧着部20は、FFC等のフラット回路体30(図3)の端部に電気的に接続する部分であり、導電性の基板11と、基板11の幅方向両側から起立する爪片15,16,17とを備えており、基板11に対向する上板側が開放して形成されている。
【0031】
図3に示すように、フラット回路体30は、薄板状又はフィルム状の可撓性の回路体であり、バッテリやオルタネータからの電源をモータ等の負荷に供給する電源系の電線として、又は電装品に接続されて電気信号の送受信を行う信号系の電線として用いられている。電源系の電線は、信号系の電線に比べると幅広かつ肉厚に形成されている。電源系の電線には、バッテリ等からの大電流が流れるため、肉厚等が薄くなると、合成樹脂等の絶縁体が溶融する心配があるためである。信号系の電線は、大電流が流れることはないから、幅狭かつ肉薄に形成されている。
【0032】
上記フラット回路体30は、複数の導体部31と、絶縁体である被覆部32とから構成されている。各導体部31の周囲は、被覆部32で覆われて、絶縁されている。導体部31の諸寸法は任意であり、所定幅で所定厚みの帯状に形成されている。隣接する導体部31は所定の間隔で並列している。このような構成からなるフラット回路体30は、導体部31と被覆部32とがインサート成形により一体的に形成されている。
【0033】
再び図1に示すように、導電性の基板11の上面11bには、一対の爪片15,16,17の間にあってその幅方向中央部に、長手方向Xに延在する膨出状の突条接触部18が形成されており、ピアッシング端子10とフラット回路体30とが密着不良を起こさないようになっている。
【0034】
突条接触部18は、プレス加工(張出し加工)により、電線圧着部20の内側に弧状に張り出した格好に形成されている。本実施形態では、この突条接触部18は、基板11と一体化しているが、基板11と別体に形成したり、突条接触部18を切り起こし自由端を形成するなどして、可撓性を有するように形成してもよい。
【0035】
突条接触部18が可撓性を有すれば、クリンプハイトの寸法管理が不要となる利益がある。すなわち、爪片15,16,17が高精度に形成されていなくても、ピアッシング端子10とフラット回路体30との密着不良を生ずることなく、また、フラット回路体30の導体部31を破損させる心配も少なくなる。
【0036】
基板11の両側から起立し対向する一対の爪片15,16,17は、鋸歯状をなしており、基板11に結合する基端部15a,16a,17aと、基端部15a,16a,17aに連続する自由端部15b,16b,17bとを備えており、基板11に対して垂直に立ち上がっている。また、爪片15,16,17は、その中心軸CLに対して軸対称に形成されている。
【0037】
長手方向Xに隣接する爪片15,16,17は、切欠部25を介して並んでおり、その基端部15a,16a,17aは基板11の側面11aに結合している。従って、隣り合う爪片15,16,17間には、スペース26が形成されて、爪片15,16,17の根本までフラット回路体30を突き刺すことができ、密着不良を生ずることが防止されている。
【0038】
爪片15,16,17の自由端部15b,16b,17bは、爪片15,16,17の上半分に相当し、フラット回路体30を加締固定する圧着片でもある。自由端部15b,16b,17bは、図示しないクリンパ(上金型又は下金型)に押されて、カール状に加締められるようになっている。
【0039】
爪片15,16,17は、基板11の長手方向Xに沿って全部で三対形成されている。しかし、爪片15,16,17の数は任意であり、本実施形態に拘泥することなく、二対であっても、四対以上の複数対であってもよい。また、各一対の爪片15,16,17を、互い違いに形成してもよい。
【0040】
爪片15,16,17を本実施形態のように対向させた場合は、ピアッシング時のバランスが良くなり、喰い付き位置精度が向上し、また、全長が短くなり、ピアッシング端子10を小型化することができる。一方、爪片37を互い違いに形成した場合(図4及び図5)は、フラット回路体30の導体部31の幅が狭い場合であっても、爪片37を重合させることなく、電気的接続を確実に行うことができる利益がある。
【0041】
相互に対向する一対の爪片15,16,17の間隔W1,W2,W3は、一対づつ相違しており、基板11の先端側に向かうにしたがって漸次狭くなっている。このようにしたのは、設計上の理由によるものであり、ピアッシング端子10の強度が維持できれば、先端側に向かうにしたがって漸次間隔を広く形成したものであってもよいし、不揃いに形成したものであってもよい。つまり、複数対の爪片15,16,17の間隔W1,W2,W3を、各一対づつ相違させることに意味がある。
【0042】
上記構成のように、爪片15,16,17の間隔W1,W2,W3を一対づつ相違させることで、導体部31の幅が異なるフラット回路体30であっても、複数対の爪片のうち少なくとも何れか一対の爪片15,16,17が導体部31と電気的に接続することができるようになり、導通不良を生ずることが防止される。また、導体部31の幅に応じて複数のピアッシング端子10を用意する必要もなくなり、部品点数が減少してコストを低減することもできる。このような構成によれば、電源系の電線の他に、信号系の電線のような導体部の幅が狭いフラット回路体にも本願発明のピアッシング端子10を適用することができる。
【0043】
ピアッシング時の爪片15,16,17の応力状態は、軸圧縮荷重を受ける柱と類似の応力状態となる。そして、この応力状態は、フラット回路体30の材質、導体部31の厚さ、フラット回路体30に同時接触する爪片15,16,17の数、または爪片15,16,17の形状などに依存して変化するものでもある。以下に、爪片15,16,17の形状について説明する。
【0044】
図2に示すように、爪片15,16,17の形状については、上述したように、基板11に対して概ね垂直に、中心軸CLに対して軸対称に形成されているが、これは、ピアッシング時の爪片15,16,17の横倒れや変形等を防止するためである。すなわち、爪片15,16,17が基板11に対して傾斜していたり、中心軸CLに対して非対称になっていると、圧縮力のほかに横からの曲げが働いて、変形等を生ずるからである。
【0045】
さらに、爪片15,16,17の自由端部15b,16b,17bには、先端に向かって漸次薄肉となるテーパ部15d,16d,17dと、切れ刃15e,16e,17eとが形成されており、これにより、爪片15,16,17の喰い付き性が良くなるとともに、スラスト力が低くなり、より一層スムーズにピアッシングを行うことができるようになっている。
【0046】
爪片15,16,17の突出高さ(バレル高さ)H1,H2,H3、爪幅L1,L2,L3、肉厚及び頂角α1,α2,α3等の諸寸法は、ピアッシング端子10のサイズによって変わり得るものであるため任意である。爪片15,16,17の爪幅L1,L2,L3及び肉厚は、爪片15,16,17の強度を決めるものであり、断面二次モーメント、細長比(爪片の高さ/最小断面二次半径)等を考慮して決められている。爪片15,16,17の頂角α1,α2,α3は、ピアッシング時の切れ味を考慮して、20゜〜60゜に設定されている。
【0047】
爪片15,16,17の突出高さH1,H2,H3については、別出願で詳細に説明することにし、ここでは簡単に説明することとする。爪片15,16,17の突出高さH1,H2,H3は、一対の爪片15,16,17毎に異なっている。爪片15,16,17を互い違いに形成した場合は、一対ではなく各爪片15,16,17毎に突出高さH1,H2,H3を変えるようにする。
【0048】
こうすることで、フラット回路体30に対して同時接触する爪片15,16,17の数が減り、爪片15,16,17当たりの剪断力が大きくなり、爪片15,16,17の貫通性が向上する。本実施形態では、三対の爪片15,16,17の高さを、高い順にH1、H2、H3としており、基板11に対しては、その頂点15c,16c,17cを繋ぐ仮想線14を先端側に向かって漸次下降するように形成している。仮想線14の傾斜方向は設計上の理由によるものであって、先端側に向かって漸次上昇するように傾斜させてもよいし、また、傾斜させずに三対の爪片15,16,17のうち中間の一対を突出させてもよい。
【0049】
各爪片15,16,17は、高い方から順に、フラット回路体30に喰い付き、突き刺さる。対向する一対の爪片15,16,17しか同時接触しないから、接触面積当たりの剪断力が大きくなって切れ味が向上する。
【0050】
上述したピアッシング端子10は、図示しないクリンパにより加締められ、コネクタハウジングの端子収容室に挿入されて雄型のコネクタを構成し、図示しない雌型のコネクタの雄型端子と電気的に接続することができるようになっている。
【0051】
図4は、本発明に係るピアッシング端子の第二の実施形態を示すものである。図5は、ピアッシング端子とフラット回路体とを圧着した状態を示す斜視図である。以下、第一の実施形態と同一構成部分については、同一符号を付して説明をする。
【0052】
図4及び図5に示すように、ピアッシング端子10は、一方の側に電線圧着部20、他方の側に電気接触部38が設けられている点、電線圧着部20が、導電性の基板11と、基板11の両側から起立する複数の爪片35,36,37とを備えている点で第一の実施形態と共通する。他方、電線圧着部20の一対の爪片37が、長手方向Xに対して互い違いに形成されている点、電気接触部38にフラット回路体30が接続される点で相違する。
【0053】
先端側の一対の爪片37を互い違いに形成することで、間隔を狭く形成することができ、導体幅の狭いフラット回路体30であっても加締圧着することができるようになっている。また、互い違いに形成することで、カール状に加締められた爪片37の先端が重合する事態が回避され、密着不良を生じたり、爪片37の先端が変形等する事態を防止することもできる。
【0054】
電気接触部38は、導電性の基板11を箱状に折り曲げ加工した側壁に形成されている。両側の側壁には、上下一対の梁状接触部39が音叉状に設けられている。一対の梁状接触部39の間には、フラット回路体30の収容空間38aが形成されており、収容空間38aは側壁の後端近くまで延びている。各梁状接触部39の先端には、爪部39aが形成されており、フラット回路体30の導体部31を挟持することができるようになっている。
【0055】
図6は、本願発明に係るピアッシング端子の第三の実施形態を示すものである。以下、第一の実施形態及び第二の実施形態と同一構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【0056】
図6に示すピアッシング端子10は、導電性の基板11が先端側に向かうにしたがってテーパ状に形成され、爪片40,41,42が、テーパ状に形成されている点で、第一の実施形態及び第二の実施形態と相違する。他方、各爪片40,41,42の突出高さが相違する点は、第一の実施形態及び第二の実施形態と共通する。基板11の後端側に、フラット回路体30に対する電気接触部38が形成されている点は第二の実施形態と共通する。
【0057】
本実施形態では、爪片40,41,42が対向して形成されているが、第二の実施形態のように先端側の一対の爪片42だけを互い違いに形成してもよいし、図示しないが三対の爪片40,41,42をそれぞれ互い違いに形成してもよい。また、基板11をテーパ状に形成するのではなく、爪片40,41,42だけをテーパ状に形成してもよい。
【0058】
上記構成のように、爪片40,41,42を長手方向Xに対しテーパ状に形成することで、フラット回路体30に対する爪片40,41,42の引っかかりが良くなり、不用意にフラット回路体30を長手方向Xに引っ張った場合でも抜き外れることがなくなり、フラット回路体30の保持力が向上する。
【0059】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、複数対の爪片の間隔を一対づつ相違させることにより、少なくとも何れか一対の爪片がフラット回路体の導体部と電気的接続できるようになる。従って、導体部の幅が異なるフラット回路体であっても、導通不良を生ずることが防止され、圧着信頼性に優れる汎用性の高いピアッシング端子を提供することができる。
【0060】
また、請求項2記載の発明によれば、爪片がテーパ状に形成されているから、フラット回路体の長手方向の引っ張りに対する爪片の引っかかりが良くなり、不用意にフラット回路体が抜き外れることが防止され、圧着信頼性が維持される。
【0061】
また、請求項3記載の発明によれば、少なくとも一対の爪片が互い違いに形成されているから、爪片をカール状に加締めた際でも爪片同士が重合しなくなり、信号系の電線のように、幅が狭いフラット回路体との確実な電気的接触が得られる。従って、請求項1記載の発明の効果がより一層助長され、幅狭のフラット回路体に対する圧着信頼性が向上する。
【0062】
また、請求項4記載の発明によれば、複数の爪片の間に切欠部が設けられているから、フラット回路体に対する爪片の貫通性及び貫通後の圧着性が向上する。従って、圧着後にフラット回路体が外れたり、導通不良を生ずることが防止される。
【0063】
また、請求項5記載の発明によれば、複数対の爪片の突出高さが相違しているから、複数対の爪片が同時にフラット回路体に喰い付いてピアッシング時の剪断力が分散することが防止され、爪片当たりの剪断力が大きくなる。従って、導体部の厚いフラット回路体に対する貫通性が向上し、圧着信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係るピアッシング端子の第一の実施形態の斜視図である。
【図2】図1に示すピアッシング端子の側面図である。
【図3】図1に示すピアッシング端子のA−A線に沿う断面図である。
【図4】本願発明のピアッシング端子の第二の実施形態の斜視図である。
【図5】図4に示すピアッシング端子とフラット回路体とを圧着接続した状態を示す斜視図である。
【図6】本願発明のピアッシング端子の第三の実施形態の斜視図である。
【図7】従来のピアッシング端子の一例を示す斜視図である。
【図8】図7に示すピアッシング端子と、フラット回路体と、クリンパの断面図である。
【符号の説明】
10 ピアッシング端子
11 基板
15,16,17 爪片
15a,16a,17a 基端部
15b,16b,17b 自由端部
15d,16d,17d テーパ部
20 電線圧着部
25 切欠部
30 フラット回路体
31 導体部
32 被覆部
CL 中心軸
H1,H2,H3 爪片の突出高さ
L1,L2,L3 爪片の爪幅
W1,W2,W3 間隔
【発明の属する技術分野】
本発明は、平型の導体部の周囲が絶縁体からなる被覆部で覆われた可撓性のフラット回路体、例えば、FPC(フレキシブル・プリント・サーキット)やFFC(フレキシブル・フラット・ケーブル)に貫通して接続されるピアッシング端子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のピアッシング端子に関連する技術の一例として特公昭57−48833号公報に記載されているものが知られている。
【0003】
図7及び図8に示すように、ピアッシング端子50は、ほぼ平らな基板51と、その両側から起立する爪片52とを有する圧着接続部53を備えている。爪片52は、基板51から起立しており、各爪片52は、基板51に接合する幅広の基部52aと、基部52aに続く幅狭の自由端部52bとから形成されている。
【0004】
圧着接続部53に接続されるフラット回路体56(図8)は、並設された帯状の導体部57の周囲が絶縁体からなる被覆部58で覆われた可撓性の回路体であり、FPC又はFFCと称される薄板の回路体である。
【0005】
ピアッシング端子50の長手方向に隣接する各爪片52は、相互に離隔しており、それらの間はテーパ状の空間になっている。その根本側は基板51とそれぞれの爪片52との接合部まで延びている。
【0006】
基板51の幅方向両側に設けられた各爪片52は、長手方向に対して互い違いになっているため、各爪片52の幅方向の反対側には、テーパ状の空間が対向している。爪片52の先端部52cは、丸み形状を成しているが、側面には鋭角な稜線部52dが含まれている。
【0007】
基板51の中央部には、長手方向に延在する突条接触部54が設けられている。また、この突条接触部54に対して直交する方向には、溝部55が形成され、爪片52の内面にまで達している。
【0008】
上記構成のピアッシング端子50は、フラット回路体56の導体部57に爪片52を突き刺して取付けられるようになっており、突出した爪片52の自由端部52bは、クリンパ59の押圧面59aに沿って内側に加締められて、フラット回路体56の被覆部58を剥ぎ取ることにより導体部57に接触し、導通状態が得られるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のピアッシング端子では、解決すべき以下の問題点がある。
【0010】
一つには、複数の爪片52における幅方向の間隔が同じであるため、フラット回路体56の導体部57の幅が狭くなると、導通不良を生ずるという問題がある。これは、図示しないアンビルとクリンパとの間で爪片52が加締められた際に、爪片52の先端部52cが幅狭の導体部57に届かないことによるものである。加締めた際に導体部57に届くように、爪片52の突出高さを高くすることもできるが、爪片52の座屈荷重が低下して爪片52に変形を生ずることがある。
【0011】
したがって、フラット回路体56の導体部57の幅が異なる場合には、適切なサイズのピアッシング端子50を容易しなければならず、殊に、導体部57の幅が狭い場合には、小さいサイズのピアッシング端子50を容易しなければならず、部品点数が多くなり、コストの上昇を招くとともに、部品管理が複雑化して作業性が悪くなるという問題もある。
【0012】
また、一つには、複数の爪片52を設けているために、フラット回路体56が厚くなると、フラット回路体56に爪片52を貫通させることができなくなる。逆に、爪片52の数を少なくすれば、接続不十分となってピアッシング端子50がフラット回路体56から外れることがある。
【0013】
さらには、フラット回路体56と爪片52との接触面積が小さいという問題がある。これは、爪片52の加締め形状に依存するものである。すなわち、爪片52の加締め部の曲率半径が小さいためフラット回路体56の導体部57との接触面積が小さく、良好な接触状態を得ることができなくなる。特に、電源系の電線は、バッテリからの電源を負荷に供給するものであり、信号系の電線に比べて大電流が流れるため、接触面積が小さいと電気抵抗が大きくなり、導通不良を生ずることになる。
【0014】
本発明は、上記した点に鑑み、複数の爪片がある場合において、導体部の幅が異なるフラット回路体であっても、フラット回路体に対する導通不良を生ずることを防止することができ、また、圧着信頼性に優れ、汎用性の高いピアッシング端子を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、導電性の基板と、該基板の幅方向両側から起立する複数対の爪片とを備え、フラット回路体に接続されるピアッシング端子において、前記複数対の爪片の間隔が、一対づつそれぞれ相違することを特徴とする。
【0016】
上記構成のように、複数の爪片の間隔を一対づつ相違させれば、導体部の幅が異なるフラット回路体であっても、複数対の爪片のうち少なくとも何れか一対の爪片が導体部と電気的に接続して、導通不良を生ずることが防止される。また、導体部の幅に応じて複数のピアッシング端子を用意する必要もなくなり、部品点数が減少してコストが低減する。
【0017】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のピアッシング端子において、前記各一対の爪片が、前記基板の長手方向に対してテーパ状に配置されていることを特徴とする。
【0018】
上記構成のように、各一対の爪片をテーパ状に形成すれば、フラット回路体に対する爪片の引っかかりが良くなり、不用意にフラット回路体を長手方向に引っ張った場合でも抜き外れることなく、フラット回路体の保持力が向上する。
【0019】
また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載のピアッシング端子において、少なくとも一対の前記爪片が、互い違いに形成されたことを特徴とする。
【0020】
上記構成のように、一対の爪片を互い違いに形成すれば、フラット回路体の幅方向両側に位置する爪片をカール状に加締めた際に、両側の爪片同士を重合させることなく、導体部の幅が狭いフラット回路体を加締めることができる。従って、信号系の電線のような幅が狭いフラット回路体であっても、確実な電気的接触が得られる。
【0021】
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜請求項3の何れかに記載のピアッシング端子において、前記基板の長手方向に隣接する爪片の間に切欠部が設けられたことを特徴とする。
【0022】
上記構成のように、複数の爪片の間に切欠部を設ければ、爪片の根本までフラット回路体が突き刺さり、ピアッシング端子とフラット回路体との接触面積が増加して、密着不良を生ずることが防止される。
【0023】
また、請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4の何れかに記載のピアッシング端子において、前記複数対の爪片の突出高さがそれぞれ相違することを特徴とする。
【0024】
上記構成のように、複数の爪片の突出高さを相違させることにより、背の高い順に爪片がフラット回路体に喰い付き、突き刺さり、複数の爪片がある場合であっても爪片当たりの剪断力が増加して、フラット回路体に対する貫通性が向上する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明に係るピアッシング端子の第一の実施形態を示すものである。
【0026】
図1に示すように、ピアッシング端子10は、導電性の基板11を打ち抜き加工および折り曲げ加工して形成されるものであり、その長手方向Xの一方に電線圧着部20、他方に相手方の図示しない雄型端子に対する箱形の電気接触部21が形成されている。電気接触部21は、本実施形態に限定されるものではなく、後述する第二の実施形態(図4及び図5等)に示されるように、フラット回路体30に対する音叉状の電気接触部38であってもよい。また、長手方向Xの両端側に電線圧着部20が形成されたものであってよい(図示せず)。さらに、ピアッシング端子が対となるジョイント端子であってもよい。
【0027】
片側に電気接触部21,38の形成されたピアッシング端子10は、フラット回路体30と電装品等とを接続する端末用の端子として機能し、両側に電線圧着部20が設けられたピアッシング端子10は、フラット回路体30の中継用の端子として機能する。
【0028】
箱型の電気接触部21は、導電性の基板11を折り曲げて、その周壁22を構成し、内部に弾性接触片23が切り起こして形成されており、端部の開口27から挿入された雄型端子の電気接触部を挟持することができるようになっている。周壁22の上壁には、図示しないコネクタハウジングに収容されたピアッシング端子10の後抜けを防止するための、舌片状の係止片24が切り起こして形成されている。この係止片24は、可撓性を有しており、コネクタハウジングにピアッシング端子10を挿入する際には、電気接触部21の内側に向けて撓み、所定の位置までピアッシング端子10を押し込んだ後は弾性復帰して、コネクタハウジングの内壁に係止されるようになっている。
【0029】
ここで、説明の都合上、ピアッシング端子10の前後方向を次のように定めることとする。ピアッシング端子10をコネクタハウジングに挿入する側、ここでは電気接触部21の備わる側を前側と定め、フラット回路体30に接続する側を後側と定めることとする。左右方向については、対称であるから、特別の場合を除いて区別をしないこととする。上下方向は、基板11の両側に結合する爪片15,16,17の起立する方向と定めることとする。
【0030】
電線圧着部20は、FFC等のフラット回路体30(図3)の端部に電気的に接続する部分であり、導電性の基板11と、基板11の幅方向両側から起立する爪片15,16,17とを備えており、基板11に対向する上板側が開放して形成されている。
【0031】
図3に示すように、フラット回路体30は、薄板状又はフィルム状の可撓性の回路体であり、バッテリやオルタネータからの電源をモータ等の負荷に供給する電源系の電線として、又は電装品に接続されて電気信号の送受信を行う信号系の電線として用いられている。電源系の電線は、信号系の電線に比べると幅広かつ肉厚に形成されている。電源系の電線には、バッテリ等からの大電流が流れるため、肉厚等が薄くなると、合成樹脂等の絶縁体が溶融する心配があるためである。信号系の電線は、大電流が流れることはないから、幅狭かつ肉薄に形成されている。
【0032】
上記フラット回路体30は、複数の導体部31と、絶縁体である被覆部32とから構成されている。各導体部31の周囲は、被覆部32で覆われて、絶縁されている。導体部31の諸寸法は任意であり、所定幅で所定厚みの帯状に形成されている。隣接する導体部31は所定の間隔で並列している。このような構成からなるフラット回路体30は、導体部31と被覆部32とがインサート成形により一体的に形成されている。
【0033】
再び図1に示すように、導電性の基板11の上面11bには、一対の爪片15,16,17の間にあってその幅方向中央部に、長手方向Xに延在する膨出状の突条接触部18が形成されており、ピアッシング端子10とフラット回路体30とが密着不良を起こさないようになっている。
【0034】
突条接触部18は、プレス加工(張出し加工)により、電線圧着部20の内側に弧状に張り出した格好に形成されている。本実施形態では、この突条接触部18は、基板11と一体化しているが、基板11と別体に形成したり、突条接触部18を切り起こし自由端を形成するなどして、可撓性を有するように形成してもよい。
【0035】
突条接触部18が可撓性を有すれば、クリンプハイトの寸法管理が不要となる利益がある。すなわち、爪片15,16,17が高精度に形成されていなくても、ピアッシング端子10とフラット回路体30との密着不良を生ずることなく、また、フラット回路体30の導体部31を破損させる心配も少なくなる。
【0036】
基板11の両側から起立し対向する一対の爪片15,16,17は、鋸歯状をなしており、基板11に結合する基端部15a,16a,17aと、基端部15a,16a,17aに連続する自由端部15b,16b,17bとを備えており、基板11に対して垂直に立ち上がっている。また、爪片15,16,17は、その中心軸CLに対して軸対称に形成されている。
【0037】
長手方向Xに隣接する爪片15,16,17は、切欠部25を介して並んでおり、その基端部15a,16a,17aは基板11の側面11aに結合している。従って、隣り合う爪片15,16,17間には、スペース26が形成されて、爪片15,16,17の根本までフラット回路体30を突き刺すことができ、密着不良を生ずることが防止されている。
【0038】
爪片15,16,17の自由端部15b,16b,17bは、爪片15,16,17の上半分に相当し、フラット回路体30を加締固定する圧着片でもある。自由端部15b,16b,17bは、図示しないクリンパ(上金型又は下金型)に押されて、カール状に加締められるようになっている。
【0039】
爪片15,16,17は、基板11の長手方向Xに沿って全部で三対形成されている。しかし、爪片15,16,17の数は任意であり、本実施形態に拘泥することなく、二対であっても、四対以上の複数対であってもよい。また、各一対の爪片15,16,17を、互い違いに形成してもよい。
【0040】
爪片15,16,17を本実施形態のように対向させた場合は、ピアッシング時のバランスが良くなり、喰い付き位置精度が向上し、また、全長が短くなり、ピアッシング端子10を小型化することができる。一方、爪片37を互い違いに形成した場合(図4及び図5)は、フラット回路体30の導体部31の幅が狭い場合であっても、爪片37を重合させることなく、電気的接続を確実に行うことができる利益がある。
【0041】
相互に対向する一対の爪片15,16,17の間隔W1,W2,W3は、一対づつ相違しており、基板11の先端側に向かうにしたがって漸次狭くなっている。このようにしたのは、設計上の理由によるものであり、ピアッシング端子10の強度が維持できれば、先端側に向かうにしたがって漸次間隔を広く形成したものであってもよいし、不揃いに形成したものであってもよい。つまり、複数対の爪片15,16,17の間隔W1,W2,W3を、各一対づつ相違させることに意味がある。
【0042】
上記構成のように、爪片15,16,17の間隔W1,W2,W3を一対づつ相違させることで、導体部31の幅が異なるフラット回路体30であっても、複数対の爪片のうち少なくとも何れか一対の爪片15,16,17が導体部31と電気的に接続することができるようになり、導通不良を生ずることが防止される。また、導体部31の幅に応じて複数のピアッシング端子10を用意する必要もなくなり、部品点数が減少してコストを低減することもできる。このような構成によれば、電源系の電線の他に、信号系の電線のような導体部の幅が狭いフラット回路体にも本願発明のピアッシング端子10を適用することができる。
【0043】
ピアッシング時の爪片15,16,17の応力状態は、軸圧縮荷重を受ける柱と類似の応力状態となる。そして、この応力状態は、フラット回路体30の材質、導体部31の厚さ、フラット回路体30に同時接触する爪片15,16,17の数、または爪片15,16,17の形状などに依存して変化するものでもある。以下に、爪片15,16,17の形状について説明する。
【0044】
図2に示すように、爪片15,16,17の形状については、上述したように、基板11に対して概ね垂直に、中心軸CLに対して軸対称に形成されているが、これは、ピアッシング時の爪片15,16,17の横倒れや変形等を防止するためである。すなわち、爪片15,16,17が基板11に対して傾斜していたり、中心軸CLに対して非対称になっていると、圧縮力のほかに横からの曲げが働いて、変形等を生ずるからである。
【0045】
さらに、爪片15,16,17の自由端部15b,16b,17bには、先端に向かって漸次薄肉となるテーパ部15d,16d,17dと、切れ刃15e,16e,17eとが形成されており、これにより、爪片15,16,17の喰い付き性が良くなるとともに、スラスト力が低くなり、より一層スムーズにピアッシングを行うことができるようになっている。
【0046】
爪片15,16,17の突出高さ(バレル高さ)H1,H2,H3、爪幅L1,L2,L3、肉厚及び頂角α1,α2,α3等の諸寸法は、ピアッシング端子10のサイズによって変わり得るものであるため任意である。爪片15,16,17の爪幅L1,L2,L3及び肉厚は、爪片15,16,17の強度を決めるものであり、断面二次モーメント、細長比(爪片の高さ/最小断面二次半径)等を考慮して決められている。爪片15,16,17の頂角α1,α2,α3は、ピアッシング時の切れ味を考慮して、20゜〜60゜に設定されている。
【0047】
爪片15,16,17の突出高さH1,H2,H3については、別出願で詳細に説明することにし、ここでは簡単に説明することとする。爪片15,16,17の突出高さH1,H2,H3は、一対の爪片15,16,17毎に異なっている。爪片15,16,17を互い違いに形成した場合は、一対ではなく各爪片15,16,17毎に突出高さH1,H2,H3を変えるようにする。
【0048】
こうすることで、フラット回路体30に対して同時接触する爪片15,16,17の数が減り、爪片15,16,17当たりの剪断力が大きくなり、爪片15,16,17の貫通性が向上する。本実施形態では、三対の爪片15,16,17の高さを、高い順にH1、H2、H3としており、基板11に対しては、その頂点15c,16c,17cを繋ぐ仮想線14を先端側に向かって漸次下降するように形成している。仮想線14の傾斜方向は設計上の理由によるものであって、先端側に向かって漸次上昇するように傾斜させてもよいし、また、傾斜させずに三対の爪片15,16,17のうち中間の一対を突出させてもよい。
【0049】
各爪片15,16,17は、高い方から順に、フラット回路体30に喰い付き、突き刺さる。対向する一対の爪片15,16,17しか同時接触しないから、接触面積当たりの剪断力が大きくなって切れ味が向上する。
【0050】
上述したピアッシング端子10は、図示しないクリンパにより加締められ、コネクタハウジングの端子収容室に挿入されて雄型のコネクタを構成し、図示しない雌型のコネクタの雄型端子と電気的に接続することができるようになっている。
【0051】
図4は、本発明に係るピアッシング端子の第二の実施形態を示すものである。図5は、ピアッシング端子とフラット回路体とを圧着した状態を示す斜視図である。以下、第一の実施形態と同一構成部分については、同一符号を付して説明をする。
【0052】
図4及び図5に示すように、ピアッシング端子10は、一方の側に電線圧着部20、他方の側に電気接触部38が設けられている点、電線圧着部20が、導電性の基板11と、基板11の両側から起立する複数の爪片35,36,37とを備えている点で第一の実施形態と共通する。他方、電線圧着部20の一対の爪片37が、長手方向Xに対して互い違いに形成されている点、電気接触部38にフラット回路体30が接続される点で相違する。
【0053】
先端側の一対の爪片37を互い違いに形成することで、間隔を狭く形成することができ、導体幅の狭いフラット回路体30であっても加締圧着することができるようになっている。また、互い違いに形成することで、カール状に加締められた爪片37の先端が重合する事態が回避され、密着不良を生じたり、爪片37の先端が変形等する事態を防止することもできる。
【0054】
電気接触部38は、導電性の基板11を箱状に折り曲げ加工した側壁に形成されている。両側の側壁には、上下一対の梁状接触部39が音叉状に設けられている。一対の梁状接触部39の間には、フラット回路体30の収容空間38aが形成されており、収容空間38aは側壁の後端近くまで延びている。各梁状接触部39の先端には、爪部39aが形成されており、フラット回路体30の導体部31を挟持することができるようになっている。
【0055】
図6は、本願発明に係るピアッシング端子の第三の実施形態を示すものである。以下、第一の実施形態及び第二の実施形態と同一構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【0056】
図6に示すピアッシング端子10は、導電性の基板11が先端側に向かうにしたがってテーパ状に形成され、爪片40,41,42が、テーパ状に形成されている点で、第一の実施形態及び第二の実施形態と相違する。他方、各爪片40,41,42の突出高さが相違する点は、第一の実施形態及び第二の実施形態と共通する。基板11の後端側に、フラット回路体30に対する電気接触部38が形成されている点は第二の実施形態と共通する。
【0057】
本実施形態では、爪片40,41,42が対向して形成されているが、第二の実施形態のように先端側の一対の爪片42だけを互い違いに形成してもよいし、図示しないが三対の爪片40,41,42をそれぞれ互い違いに形成してもよい。また、基板11をテーパ状に形成するのではなく、爪片40,41,42だけをテーパ状に形成してもよい。
【0058】
上記構成のように、爪片40,41,42を長手方向Xに対しテーパ状に形成することで、フラット回路体30に対する爪片40,41,42の引っかかりが良くなり、不用意にフラット回路体30を長手方向Xに引っ張った場合でも抜き外れることがなくなり、フラット回路体30の保持力が向上する。
【0059】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、複数対の爪片の間隔を一対づつ相違させることにより、少なくとも何れか一対の爪片がフラット回路体の導体部と電気的接続できるようになる。従って、導体部の幅が異なるフラット回路体であっても、導通不良を生ずることが防止され、圧着信頼性に優れる汎用性の高いピアッシング端子を提供することができる。
【0060】
また、請求項2記載の発明によれば、爪片がテーパ状に形成されているから、フラット回路体の長手方向の引っ張りに対する爪片の引っかかりが良くなり、不用意にフラット回路体が抜き外れることが防止され、圧着信頼性が維持される。
【0061】
また、請求項3記載の発明によれば、少なくとも一対の爪片が互い違いに形成されているから、爪片をカール状に加締めた際でも爪片同士が重合しなくなり、信号系の電線のように、幅が狭いフラット回路体との確実な電気的接触が得られる。従って、請求項1記載の発明の効果がより一層助長され、幅狭のフラット回路体に対する圧着信頼性が向上する。
【0062】
また、請求項4記載の発明によれば、複数の爪片の間に切欠部が設けられているから、フラット回路体に対する爪片の貫通性及び貫通後の圧着性が向上する。従って、圧着後にフラット回路体が外れたり、導通不良を生ずることが防止される。
【0063】
また、請求項5記載の発明によれば、複数対の爪片の突出高さが相違しているから、複数対の爪片が同時にフラット回路体に喰い付いてピアッシング時の剪断力が分散することが防止され、爪片当たりの剪断力が大きくなる。従って、導体部の厚いフラット回路体に対する貫通性が向上し、圧着信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係るピアッシング端子の第一の実施形態の斜視図である。
【図2】図1に示すピアッシング端子の側面図である。
【図3】図1に示すピアッシング端子のA−A線に沿う断面図である。
【図4】本願発明のピアッシング端子の第二の実施形態の斜視図である。
【図5】図4に示すピアッシング端子とフラット回路体とを圧着接続した状態を示す斜視図である。
【図6】本願発明のピアッシング端子の第三の実施形態の斜視図である。
【図7】従来のピアッシング端子の一例を示す斜視図である。
【図8】図7に示すピアッシング端子と、フラット回路体と、クリンパの断面図である。
【符号の説明】
10 ピアッシング端子
11 基板
15,16,17 爪片
15a,16a,17a 基端部
15b,16b,17b 自由端部
15d,16d,17d テーパ部
20 電線圧着部
25 切欠部
30 フラット回路体
31 導体部
32 被覆部
CL 中心軸
H1,H2,H3 爪片の突出高さ
L1,L2,L3 爪片の爪幅
W1,W2,W3 間隔
Claims (5)
- 導電性の基板と、該基板の幅方向両側から起立する複数対の爪片とを備え、フラット回路体に接続されるピアッシング端子において、
前記複数対の爪片の間隔が、一対づつそれぞれ相違することを特徴とするピアッシング端子。 - 前記各一対の爪片が、前記基板の長手方向に対してテーパ状に配置されていることを特徴とする請求項1記載のピアッシング端子。
- 少なくとも一対の前記爪片が、互い違いに形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のピアッシング端子。
- 前記基板の長手方向に隣接する爪片の間に切欠部が設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のピアッシング端子。
- 前記複数対の爪片の突出高さがそれぞれ相違することを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載のピアッシング端子。
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