WO2015136785A1

WO2015136785A1 - 圧接端子

Info

Publication number: WO2015136785A1
Application number: PCT/JP2014/080968
Authority: WO
Inventors: 貴浩酒井; 宏真寺西
Original assignee: オムロン株式会社
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-09-17
Also published as: TWI552458B; JP2015176719A; JP6256129B2; TW201535888A

Abstract

　本発明は、応力の集中を防止して耐久性を高め、寿命を長くできる圧接端子を提供する。このため、第１部材（１）と第２部材（２）とに挟持される環状の圧接端子（１０）であって、第１部材（１）に固定される支持部（１１）と、支持部（１１）と対向する位置に形成され、かつ、第２部材（２）に接続する圧接部（１３）と、支持部（１１）の一端と圧接部（１３）の一端とを接続すると共に、支持部（１１）の他端と圧接部（１３）の他端とを接続することにより、支持部（１１）と圧接部（１３）とを両端支持する一対の弾性腕部（１６ａ，１６ｂ）とを備えた。

Description

圧接端子

　本発明は、例えば、基板と基板との間に圧縮状態で配置される圧接端子に関する。

　従来、部材間に配置される圧接端子として、例えば、導電性の金属板を打ち抜き、更に折り曲げ加工をして形成されたアースターミナルがある（特許文献１参照）。

　前記アースターミナルは、板状体からなり、底面がプリント回路基板ＰＣＢに取付けられる取付部を形成するベース部２と、ベース部２の対向する両辺からそれぞれ上方へ延設され、中間部には係止孔３１が穿設されるストッパ受け部３と、ベース部２の他の一辺からベース部２上面と対向する側に延設され、延設部分から弾性変形可能な接触部４と、接触部４の対向する両辺からベース部２側にそれぞれ延設され、先端部はストッパ受け部３の係止孔３１と係止される係止部５１を形成し、係止孔３１との係止により上方への移動が規制されるストッパ５とから成る。

　しかし、前記アースターミナルは、その図１に示すように、ベース部２の湾曲部４１に直線部４２を介して平行部４３が片持ち支持されているだけであるので、前記湾曲部４１に応力が集中して破損し易く、耐久性に乏しいという問題がある。

特開２００３－６９２５０号公報

　本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、応力の集中を防止して耐久性を高め、寿命の長い圧接端子を提供することを課題とする。

　本発明は、
　第１部材と第２部材とに挟持される環状の圧接端子であって、
　前記第１部材に固定される支持部と、
　前記支持部と対向する位置に形成され、かつ、前記第２部材に接続する圧接部と、
　前記支持部の一端と前記圧接部の一端とを接続すると共に、前記支持部の他端と前記圧接部の他端とを接続することにより、前記支持部と前記圧接部とを両端支持する一対の弾性腕部と、
　を備えた。

　弾性腕部が支持部と圧接部とを両端支持するので、圧接部が押圧された際に弾性腕部に負荷する応力の集中を防止し、耐久性を向上して寿命を長くできる。

　前記支持部と前記圧接部とを結ぶ直線を短辺とする楕円形状であることが好ましい。

　上記構成により、支持部と圧接部との間の距離が短くなり、背の低い圧接端子が得られる。

　前記弾性腕部は、
　中間位置に配置された屈曲部と、
　前記屈曲部と前記圧接部との間に形成され、前記圧接部から前記支持部に向かって湾曲する第１湾曲部と、
　前記屈曲部と前記支持部との間に形成され、前記圧接部から前記支持部に向かって湾曲する第２湾曲部と、
　を備えることが好ましい。

　第１湾曲部と第２湾曲部とを設けることで、圧接部が押圧されると屈曲部、第２湾曲部の順に弾性変形するので、弾性腕部はよりしなやかに撓むことができる。

　前記弾性腕部が、
　中間位置に設けられた屈曲部と、
　前記圧接部と前記屈曲部との間に設けられた蛇腹状の第１腕部と、
　前記支持部と前記屈曲部との間に設けられた長板状の第２腕部と、
　を備えることが好ましい。

　第１腕部を蛇腹状とすることで、第１腕部の実質的な長さを十分に確保して第１腕部がしなやかに弾性変形できる。

　前記弾性腕部が、
　中間位置に設けられた屈曲部と、
　前記圧接部と前記屈曲部との間に設けられた蛇腹状の第１腕部と、
　前記支持部と前記屈曲部との間に設けられた蛇腹状の第２腕部と、
　を備えることが好ましい。

　第１腕部と第２腕部を蛇腹状とすることで、第１腕部と第２腕部との実質的な長さを十分に確保して第１腕部と第２腕部とがしなやかに弾性変形できる。

　前記圧接部と前記圧接部を両端支持する一対の前記弾性腕部とからなる第１環状部と、前記支持部と前記支持部を両端支持する一対の前記弾性腕部とからなる第２環状部とが接続部を介して接続され、
　前記接続部を間にして前記圧接部と前記支持部とが対向する位置に配置されることが好ましい。

　第１環状部と第２環状部とを設けることで、圧接部が押圧されると第１環状部および第２環状部のそれぞれが弾性変形するので、弾性腕部はよりしなやかに撓むことができる。

　前記第１部材および前記第２部材のうち、少なくともいずれか一方が基板であることが好ましい。又は、前記第１部材および前記第２部材のうち、少なくともいずれか一方が電子部品であってもよい。
　これにより、汎用性に優れた圧接端子を得ることができる。

　電鋳法により形成し、前記弾性腕部を電鋳法による電圧印加方向と垂直な方向に弾性変形可能とすることが好ましい。
　これにより、小型で変位量の大きい圧接端子が実現できる。

　電鋳法により形成し、前記弾性腕部の厚みに対して、前記弾性腕部の幅を大きくすることが好ましい。
　これにより、圧接部を支持部に向かって押圧したときに、弾性腕部に捩れが生じることなく、安定した弾性変形を得ることが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る圧接端子の使用状態を示す斜視図。（Ａ）は図１の圧接端子の斜視図、（Ｂ）は圧接端子の正面図、（Ｃ）は圧接端子を押圧した状態の正面図。（Ａ）は図１の圧接端子を成形する母型の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ３－Ｂ３線断面図。（Ａ）は図１の圧接端子を成形している途中の母型の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ４－Ｂ４線断面図。（Ａ）は図１の圧接端子を成形した後の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ５－Ｂ５線断面図。（Ａ）は第２実施形態に係る圧接端子の斜視図、（Ｂ）は圧接端子の正面図、（Ｃ）は圧接端子を押圧した状態の正面図。（Ａ）は第３実施形態に係る圧接端子の斜視図、（Ｂ）は圧接端子の正面図、（Ｃ）は圧接端子を押圧した状態の正面図。（Ａ）は第４実施形態に係る圧接端子の斜視図、（Ｂ）は圧接端子の正面図、（Ｃ）は圧接端子を押圧した状態の正面図。（Ａ）は第５実施形態に係る圧接端子の斜視図、（Ｂ）は圧接端子の正面図、（Ｃ）は圧接端子を押圧した状態の正面図。（Ａ）は第６実施形態に係る圧接端子の斜視図、（Ｂ）は圧接端子の正面図、（Ｃ）は圧接端子を押圧した状態の正面図。

　以下、本発明に係る圧接端子の実施形態を添付図面の図１ないし図１０に従って説明する。

　（第１実施形態）
　図１および図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１実施形態の圧接端子１０は、金属からなる幅狭の板状体で形成されている。圧接端子１０は正面視が環状であり、対向する位置に支持部１１と圧接部１３とを配置すると共に、前記支持部１１と圧接部１３とを一対の弾性腕部１６ａ，１６ｂとでそれぞれ接続している。

　前記支持部１１は圧接端子１０の下端部に設けられた長板状であり、正方形の基板（第１部材）１に半田付けして固定される。

　前記圧接部１３は、前記支持部１１と対向する上端部に設けられ、その両端部には、圧接端子１０の外周方向に沿って一対の圧接突起１４，１４が形成されている。圧接突起１４は周方向と直交する半円柱形状であり、圧接端子１０の径方向に突出している。

　弾性腕部１６ａは外方に湾曲する半円形状であり、支持部１１の一端と圧接部１３の一端とを接続している。前記弾性腕部１６ｂは外方に湾曲する半円形状であり、支持部１１の他端と圧接部１３の他端とを接続している。そして、弾性腕部１６ａ，１６ｂは、支持部１１と圧接部１３とを両端支持している。

　図２（Ｃ）に示すように、圧接部１３を支持部１１に向かって下方に押圧すると、弾性腕部１６ａ，１６ｂは外方に広がるように撓んで弾性変形する。このとき、弾性腕部１６ａ，１６ｂが支持部１１と圧接部１３とを両端支持しているので、圧接部１３を押圧する負荷が弾性腕部１６ａ，１６ｂで２分割される。このため、応力集中を防止して耐久性を高め、寿命を長くできる。

　次に、圧接端子１０の製造方法を説明する。

　図３（Ａ）に示すように、圧接端子１０を成形するために、正方形板状で絶縁性の型枠４と、型枠４の下側に配設され、かつ、型枠４と同じ形状の導電性基材６とを用いる。型枠４には、圧接端子１０と同一形状のキャビティ５が作製されている。図３（Ｂ）に示すように、キャビティ５は型枠４を貫通しているので、キャビティ５の底部から導電性基材６が露出している。

　圧接端子１０は、型枠４と導電性基材６とを母型とし、以下の工程からなる電鋳法により成形される。電鋳法における電着工程では、母型を電解槽（図示せず）の電解液内に配置し、導電性基材６と、導電性基材６に対向するように配置された対向電極（図示せず）との間に直流電源で電圧を印加し、電解液に電流を流す。通電を開始すると、電解液中の金属イオンが導電性基材６の表面に電着し、金属が析出する。このとき、型枠４は、絶縁性であるので、電流を遮断する。このため、母型と対向電極との間に電圧を印加しても、型枠４には直接金属が電着しない。この結果、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、キャビティ５の内部にはその底面から矢印で示す電圧印加方向に沿って金属層７が成長し、この金属層７により圧接端子１０が成形される。

　圧接端子１０が形成されると、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、エッチング等によって型枠４を剥離させることで、導電性基材６の上面には、圧接端子１０が取り外し可能な状態で残存する。このようにして成形された圧接端子１０は、電鋳法による電圧印加方向と垂直な方向に弾性変形可能な弾性腕部１６ａ，１６ｂと、その弾性腕部１６ａ，１６ｂの弾性力によって外部導体に圧接可能な圧接部１３とを備えるため、小型で変位量の大きい圧接端子１０が実現できる。

　また、圧接端子１０を電鋳法で形成することによって、キャビティ５の幅に対してキャビティ５の深さを大きくすることができる（図４（Ｂ）参照）ため、圧接端子１０の厚みに対して圧接端子１０の幅を大きくできる（図５（Ｂ）参照）。具体的には、弾性腕部１６ａ，１６ｂの厚みに対して弾性腕部１６ａ，１６ｂの幅を大きくできので、圧接部１３を支持部１１に向かって押圧したときに、弾性腕部１６ａ，１６ｂに捩れが生じることなく、安定した弾性変形を得ることが可能になる。さらに、支持部１１の厚みに対して支持部１１の幅を大きくでき、支持部１１を基板１（図１参照）に安定して固定することが可能になる。

　（第２実施形態）
　図６（Ａ），（Ｂ）は第２実施形態の圧接端子２０を示す。この圧接端子２０は、一対の支持部１１ａ，１１ｂと圧接部１３とを一対の弾性腕部２２ａ，２２ｂで接続している。前記圧接端子２０は、一対の支持部１１ａ，１１ｂの間と圧接部１３の中央とを結ぶ直線Ｌ１を短辺とする正面視で略楕円形状である。この構成により、支持部１１ａ，１１ｂと圧接部１３との間の距離が短くなり、背の低い圧接端子２０が得られる。

　弾性腕部２２ａは側方に向かって凸状となる横向きの略Ｖ字形状であり、支持部１１ａの外側端部と圧接部１３の一端とを接続している。また、弾性腕部２２ｂは側方に向かって凸状となる横向きの略Ｖ字形状であり、支持部１１ｂの外側端部と圧接部１３の他端とを接続している。そして、弾性腕部２２ａ，２２ｂは、その両端で支持部１１ａ，１１ｂと圧接部１３とを支持している。更に、弾性腕部２２ａ，２２ｂは、その略中央部を折り曲げた屈曲部２４と、屈曲部２４から圧接部１３まで斜め上方に延びる第１腕部２５と、前記屈曲部２４から支持部１１ａ，１１ｂまで斜め下方に延びる第２腕部２６とを備えている。
　なお、図２の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。以下の各実施形態においても同様である。

　そして、図６（Ｃ）に示すように、圧接部１３を下方に押圧すると、弾性腕部２２ａ，２２ｂが弾性変形し、第１腕部２５の屈曲部２４側の端部を中心に圧接部１３側の端部が下方に向かって変位する。その後、屈曲部２４が下方に移動し、第２腕部２６の支持部１１ａ，１１ｂ側の端部を中心に屈曲部２４側の端部が下方に変位する。

　（第３実施形態）
　図７（Ａ），（Ｂ）は第３実施形態の圧接端子３０を示す。この圧接端子３０は、支持部３１と圧接部１３とを屈曲部３５を有する一対の弾性腕部３３ａ，３３ｂとで接続している。支持部３１は、弾性腕部３３ａ，３３ｂの下側端部３４から、水平方向に両側に広がるように延びている。

　弾性腕部３３ａ，３３ｂは、支持部３１と圧接部１３とを結ぶ直線Ｌ２と直交する方向の水平方向側方に延びている。弾性腕部３３ａ，３３ｂは、両側の側端部に設けられた屈曲部３５と、第１湾曲部３５ａと、第２湾曲部３６とを備えている。

　第１湾曲部３５ａは、屈曲部３５と圧接部１３との間に屈曲部３５に隣接して形成され、下方に向かって湾曲している。第１湾曲部３５ａと圧接部１３との間は、第１湾曲部３５ａから圧接部１３に向かって斜め上方に延びる第１延在部３８で接続されている。

　第２湾曲部３６は、屈曲部３５と支持部３１との間に形成され、下方に向かって湾曲している。第２湾曲部３６と支持部３１との間は、第２湾曲部３６から支持部３１の上端部に向かって斜め下方に延びる第２延在部３９により接続されている。屈曲部３５は圧接部１３よりも下方に位置し、圧接部１３が基板２（図１参照）と当接した状態では、屈曲部３５は基板２と当接していない。第２湾曲部３６は支持部３１よりも上方に位置し、支持部３１が基板１に固定した状態で、第２湾曲部３６は基板１に当接していない。

　そして、図７（Ｃ）に示すように、圧接部１３を支持部３１に向かって下方に押圧すると、圧接部１３と第１延在部３８とが下方に移動し、屈曲部３５は下方に変位すると共に、第１湾曲部３５ａと第２湾曲部３６との間隔が狭くなるように撓む。屈曲部３５の弾性変形に従って、第２湾曲部３６も撓んで下方に変位する。屈曲部３５と第２湾曲部３６とを設けることで、圧接部１３が押圧されると屈曲部３５、第２湾曲部３６の順に弾性変形するので、弾性腕部３３ａ，３３ｂはよりしなやかに撓むことができる。

　（第４実施形態）
　図８（Ａ），（Ｂ）は第４実施形態の圧接端子４０を示す。この圧接端子４０は正面視が略菱形形状であり、支持部１１と圧接部１３とを一対の弾性腕部４２ａ，４２ｂとで接続している。

　弾性腕部４２ａは支持部１１の一端と圧接部１３の一端とを接続し、弾性腕部４２ｂは支持部１１の他端と圧接部１３の他端とを接続して、支持部１１と圧接部１３とを両端支持している。弾性腕部４２ａ，４２ｂは、側方に向かって凸状となる横向きのＶ字形状であり、屈曲部４４と、第１腕部４５と、第２腕部４６とを備えている。

　屈曲部４４は、弾性腕部４２ａ，４２ｂの中間位置である略中央部に設けられ、折り曲げられている。第１腕部４５は、屈曲部４４から圧接部１３まで斜め上方に延びる蛇腹の板状である。第２腕部４６は、屈曲部４４から支持部１１まで斜め下方に延びる長板状である。

　図８（Ｃ）に示すように、圧接部１３を支持部１１に向かって下方に押圧すると、弾性腕部４２ａ，４２ｂは弾性変形し、第１腕部４５の屈曲部４４側の端部を中心に圧接部１３側の端部が支持部１１に向かって変位する。この後、屈曲部４４が下方に移動して、第２腕部４６の支持部１１側の端部を中心に屈曲部４４側の端部が下方に変位する。第１腕部４５を蛇腹状とすることで、第１腕部４５の実質的な長さを十分に確保しているので第１腕部４５がしなやかに弾性変形できる。

　（第５実施形態）
　図９（Ａ）から（Ｃ）は第５実施形態の圧接端子４８を示す。第４実施形態の圧接端子４０の第２腕部４６が長板状であるのに対し、この圧接端子４８は、第２腕部４９も蛇腹の板状である点で異なる。第１腕部４５に加えて第２腕部４９を蛇腹状とすることで、第１腕部４５と第２腕部４９との実質的な長さを十分に確保できるので、第１腕部４５と第２腕部４９とがしなやかに弾性変形できる。

　（第６実施形態）
　図１０（Ａ），（Ｂ）は第６実施形態の圧接端子６０を示す。この圧接端子６０は、支持プレート（支持部）６１と圧接プレート（圧接部）６４とを一対の弾性腕部６６ａ，６６ｂで接続している。圧接プレート６４と後述する接続部６９と第１腕部７０，７０とが第１環状部７３を構成している。支持プレート６１と後述する接続部６９と第２腕部７１，７１とが第２環状部７４を構成している。

　支持プレート６１は、圧接端子６０の下端部に設けられた長板であり、下方に突出する一対の支持部６２，６２が形成されている。

　圧接プレート６４は、圧接端子６０の上端部に設けられた長板であり、上方に突出する一対の圧接突起６５，６５が形成されている。支持プレート６１と圧接プレート６４とは同じ長さであり、平行に配設されている。

　弾性腕部６６ａは、圧接プレート６４の一端と支持プレート６１の一端とを接続し、内方に向かって凹む横向きのＶ字形状に折曲げられた板状である。一方、弾性腕部６６ｂは、圧接プレート６４の他端と支持プレート６１の他端とを接続し、内方に向かって凹む横向きのＶ字形状に折曲げられた板状である。

　弾性腕部６６ａ，６６ｂは、接続部６９と、第１腕部７０と、第２腕部７１とを備えている。接続部６９は、対向する弾性腕部６６ａ，６６ｂの中央部に形成された内側先端部６７，６７同士を接続している。第１腕部７０は、圧接プレート６４の端部に設けられたＵ字形状の第１屈曲部７６を包含し、接続部６９から第１屈曲部７６に向かって斜め上方に延びている。第２腕部７１は、支持プレート６１の端部に設けられたＵ字形状の第２屈曲部７７を包含し、接続部６９から第２屈曲部７７に向かって斜め下方に延びている。

　図１０（Ｃ）に示すように、圧接プレート６４を支持プレート６１に向かって下方に押圧すると、第１環状部７３と第２環状部７４とが弾性変形して上下方向に圧縮されるので、弾性腕部６６ａ，６６ｂはよりしなやかに撓むことができる。

　なお本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。

　前記実施形態では、基板１と基板２との間に圧接端子１０を配設した。しかし、基板１，２に代えて電子部品（図示せず）と電子部品との間に配置してもよく、基板と電子部品との間に配置し、例えば、電子部品のアースとして用いてもよい。

　支持部１１に関しては、基板や電子部品に固定できれば、その形状は特に限定されない。また、例えば、固定する相手部材に設けた取付孔に挿入できる位置決め用のピンを突設しておいてもよい。更に、圧接部１３に関しては、基板や電子部品に当接して押圧される限り、その形状は特に限定されない。

　　１０　圧接端子（第１実施形態）
　　１１（１１ａ，１１ｂ）　支持部
　　１３　圧接部
　　１６ａ，１６ｂ　弾性腕部
　　２０　圧接端子（第２実施形態）
　　３０　圧接端子（第３実施形態）
　　３１　支持部
　　３３ａ，３３ｂ　弾性腕部
　　３５　屈曲部
　　３５ａ　第１湾曲部
　　３６　第２湾曲部
　　４０　圧接端子（第４実施形態）
　　４２ａ，４２ｂ　弾性腕部
　　４４　屈曲部
　　４５　第１腕部
　　４６　第２腕部
　　４８　圧接端子（第５実施形態）
　　４９　第２腕部
　　６０　圧接端子（第６実施形態）
　　６１　支持プレート（支持部）
　　６４　圧接プレート（圧接部）
　　６６ａ，６６ｂ　弾性腕部
　　７０　第１腕部
　　７１　第２腕部
　　７３　第１環状部
　　７４　第２環状部

Claims

　第１部材と第２部材とに挟持される環状の圧接端子であって、
　前記第１部材に固定される支持部と、
　前記支持部と対向する位置に形成され、かつ、前記第２部材に接続する圧接部と、
　前記支持部の一端と前記圧接部の一端とを接続すると共に、前記支持部の他端と前記圧接部の他端とを接続することにより、前記支持部と前記圧接部とを両端支持する一対の弾性腕部と、
　を備えたことを特徴とする圧接端子。
　前記支持部と前記圧接部とを結ぶ直線を短辺とする楕円形状であることを特徴とする請求項１に記載の圧接端子。
　前記弾性腕部が、
　中間位置に配置された屈曲部と、
　前記屈曲部と前記圧接部との間に形成され、前記圧接部から前記支持部に向かって湾曲する第１湾曲部と、
　前記屈曲部と前記支持部との間に形成され、前記圧接部から前記支持部に向かって湾曲する第２湾曲部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧接端子。
　前記弾性腕部が、
　中間位置に設けられた屈曲部と、
　前記圧接部と前記屈曲部との間に設けられた蛇腹状の第１腕部と、
　前記支持部と前記屈曲部との間に設けられた長板状の第２腕部と、
　を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧接端子。
　前記弾性腕部が、
　中間位置に設けられた屈曲部と、
　前記圧接部と前記屈曲部との間に設けられた蛇腹状の第１腕部と、
　前記支持部と前記屈曲部との間に設けられた蛇腹状の第２腕部と、
　を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧接端子。
　前記圧接部と前記圧接部を両端支持する一対の前記弾性腕部とからなる第１環状部と、前記支持部と前記支持部を両端支持する一対の前記弾性腕部とからなる第２環状部とが接続部を介して接続され、
　前記接続部を間にして前記圧接部と前記支持部とが対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の圧接端子。
　前記第１部材および前記第２部材のうち、少なくともいずれか一方が基板であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の圧接端子。
　前記第１部材および前記第２部材のうち、少なくともいずれか一方が電子部品であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の圧接端子。
　電鋳法により形成し、前記弾性腕部を電鋳法による電圧印加方向と垂直な方向に弾性変形可能とした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端子。
　電鋳法により形成し、前記弾性腕部の厚みに対して、前記弾性腕部の幅を大きくした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端子。