JP2017199626A - ターミナル - Google Patents

Abstract

【課題】ターミナル内部の導電経路の電気抵抗を低減することを可能とする。【解決手段】ターミナルは、平板状のベース板部と、回路基板に接続され、ベース板部を回路基板から所定の間隔をあけて支持するベース支持部と、ベース板部に片持ち支持され、且つ、片持ち支持されていない開放端部がベース板部よりも回路基板から間隔をあけて配置され、開放端部が導電部材に押されてベース支持部に向かって弾性変形する板バネ部と、を備える。また、板バネ部は、開放端部に設けられ、導電部材と接触する第１接触部と、導電部材に押されて弾性変形する場合にベース支持部と接触する第２接触部と、を有する。【選択図】図１Ａ

Description

開示の実施形態は、ターミナルに関する。

従来、携帯電話機等の電子装置内で、回路基板上に実装され、回路基板の回路層と導電部材との間を電気的に接続するターミナルが広く用いられている。従来のターミナルは、例えば、ベース板に片持ち支持された板バネを有し、板バネに導電部材を圧接してターミナルと導電部材との間の接触を実現している。また、このターミナルには、導電部材とのコンタクト部分から板バネおよびベース板を経由した導電経路が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２１７５３５号公報

ここで、ターミナルにおいては、ターミナル内部の導電経路の電気抵抗を低減することが求められている。これは、回路基板と導電部材との間に大電流が流れた場合に、ターミナル自体がジュール熱で発熱したとしても、このターミナルが搭載された電子装置に与える影響を低減することが求められているためである。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、ターミナル内部の導電経路の電気抵抗を低減することを可能とするターミナルを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るターミナルは、平板状のベース板部と、回路基板に接続され、前記ベース板部を前記回路基板から所定の間隔をあけて支持するベース支持部と、前記ベース板部に片持ち支持され、且つ、前記片持ち支持されていない開放端部が前記ベース板部よりも前記回路基板から間隔をあけて配置され、前記開放端部が導電部材に押されて前記ベース支持部に向かって弾性変形する板バネ部と、を備える。また、前記板バネ部は、前記開放端部に設けられ、前記導電部材と接触する第１接触部と、前記導電部材に押されて弾性変形する場合に前記ベース支持部と接触する第２接触部と、を有する。

実施形態の一態様のターミナルによれば、ターミナル内部の導電経路の電気抵抗を低減することを可能とする。

図１Ａは、第１の実施形態に係るターミナルの斜視図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線における断面斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係るターミナルを用いた接続方法の説明図である。 図３Ａは、第２の実施形態に係るターミナルの斜視図である。 図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ線における断面斜視図である。 図４は、第２の実施形態に係るターミナルを用いた接続方法の説明図である。 図５Ａは、第３の実施形態に係るターミナルの斜視図である。 図５Ｂは、図５ＡのＣ−Ｃ線における断面斜視図である。 図６は、第３の実施形態に係るターミナルを用いた接続方法の説明図である。 図７は、第３の実施形態の変形例１に係るターミナルを用いた接続方法の説明図である。 図８は、第３の実施形態の変形例２に係るターミナルを用いた接続方法の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するターミナルの実施形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係るターミナルの概要について、図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明する。

第１の実施形態に係るターミナル１は、回路基板のおもて面側と導電部材の裏面側との間に配置され、回路基板と導電部材との間を電気的に接続する機能を有する。そして、ターミナル１は、平板状のベース板部１０と、回路基板に接続され、ベース板部１０を回路基板から所定の間隔をあけて支持するベース支持部１１と、ベース板部１０に片持ち支持される板バネ部１５とを備えている。

ここで、第１の実施形態に係るターミナル１は、板バネ部１５において、開放端部１５ｄに設けられ導電部材と接触する第１接触部１５ａと、導電部材に押されて弾性変形する場合にベース支持部１１と接触する第２接触部１５ｂとを有する。これにより、ターミナル１には、第１接触部１５ａから板バネ部１５、ベース板部１０およびベース支持部１１を経由する導電経路の他に、第１接触部１５ａから板バネ部１５、第２接触部１５ｂおよびベース支持部１１を経由する導電経路が形成される。したがって、複数の導電経路によりターミナル１内部の導電経路の電気抵抗が低減され、回路基板と導電部材との間に大電流を流すことが可能となる。

以下、第１の実施形態に係るターミナル１の詳細について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、回路基板に接続される方向（Ｚ軸負方向）を「下方向」とし、その逆方向（Ｚ軸正方向）を「上方向」とする。また、ベース板部１０が配置される方向（Ｘ軸負方向）を「後方向」とし、その逆方向（Ｘ軸正方向）を「前方向」とする。また、「上下方向」と「前後方向」の双方に直交する方向（Ｙ軸正負方向）を「左右方向」とする。

ターミナル１は、例えば銅やアルミニウムなどの金属で構成され、ベリリウム銅やリン青銅、チタン銅などの弾性を有する一枚の金属板が所定の形状に加工された後、各部ごとに略左右対称になるように折り曲げられて構成されている。

ベース板部１０は、略矩形状の平板でありターミナル１の上部後方側に配置される。また、ベース板部１０の前方側であるターミナル１の上部中央側には、開口１６が設けられる。ベース板部１０は、導電部材に押されてベース支持部１１側に変位する板バネ部１５を支持する機能を有する。

ベース支持部１１は、一対の脚部１２と、一方の脚部１２から他方の脚部１２に向けて延設される当接部１３と、回路基板の回路層に接続される接続部１４とを有する。

一対の脚部１２は、ターミナル１の左右の側部に略垂直に設けられている。そして、それぞれの脚部１２と、ベース板部１０の左右側の２辺とが接続されている。脚部１２は、ターミナル１の後方側の上部から下部にかけて設けられる略矩形状の矩形部１２ａと、矩形部１２ａの前方側における側辺の上部から前方向に突出する矩形状の突出部１２ｂとを有する。脚部１２の高さは、ターミナル１で接続する回路基板と導電部材との間隔により決定される。そして、脚部１２は、板バネ部１５の変位領域を確保するため、ベース板部１０を回路基板から所定の間隔をあけて支持する機能を有する。

さらに、それぞれの脚部１２の突出部１２ｂにおける上方側の辺同士が、ベース板部１０と略平行である梁部１７で接続されている。すなわち、開口１６の前方側に梁部１７が設けられている。かかる梁部１７を設けることにより、ターミナル１の形状をより確実に保持することができる。

当接部１３は、一方の脚部１２における突出部１２ｂの下方側の辺から、他方の脚部１２に向かってベース板部１０と略平行に折り曲げられて構成されている。ターミナル１において、当接部１３はそれぞれの脚部１２の突出部１２ｂに一対設けられ、一対の当接部１３は略同一平面上に配置されている。当接部１３は、板バネ部１５の変位領域に含まれるように設けられ、導電部材に板バネ部１５が押されて弾性変形する場合に、板バネ部１５の第２接触部１５ｂと接触する。

接続部１４は、一方の脚部１２における矩形部１２ａの下方側の辺から、他方の脚部１２に向かってベース板部１０と略平行に折り曲げられて構成されている。接続部１４は、ベース支持部１１と回路基板とを半田などの導電接合材で接合する場合に、導電接合材との接触面積を増大させ、十分な接合強度を確保する機能を有する。

板バネ部１５は、弾性変形する長帯状の板であり、ベース板部１０の後方側の辺に基端が連結され、基端から下方の前方に向かってＵ字状に折り返されている。また、板バネ部１５の折り返された中間部１５ｃは、ベース板部１０および一対の脚部１２で囲まれる空間内を前方に向かって延びる。また、中間部１５ｃの先にあり、板バネ部１５の前方側に設けられる開放端部１５ｄは、ベース板部１０の前方側に設けられる開口１６から斜め上前方に突出している。即ち、ベース板部１０に片持ち支持されていない開放端部１５ｄは、少なくとも導電部材１１０（図２参照）で押されていない状態においては、ベース板部１０よりも回路基板１００（図２参照）から間隔をあけて配置されている。また、板バネ部１５の開放端部１５ｄからは、下方の後方にＵ字状に折り返されて、ベース板部１０側に延びる折り返し部１５ｅが設けられる。

さらに、板バネ部１５は、開放端部１５ｄの上部に設けられる第１接触部１５ａと、折り返し部１５ｅに設けられる第２接触部１５ｂとを有する。次に、第１接触部１５ａと第２接触部１５ｂとが備える機能について、図２を用いて説明する。

図２は、接続時の各段階をＹ軸と垂直な面で切り取った断面図である。ターミナル１は、回路基板１００の回路層（図示せず）上に導電接合材を用いて実装される。そして、回路基板１００の回路層とターミナル１の接続部１４とが、電気的かつ機械的に接続される。

次に、プリント配線板やバスバーなどである導電部材１１０を、ターミナル１の上部から下方に向けてターミナル１に圧接する。この際、板バネ部１５の開放端部１５ｄと導電部材１１０とが接触し、開放端部１５ｄに設けられる第１接触部１５ａから中間部１５ｃ、ベース板部１０および脚部１２を経由して、回路基板１００に至る導電経路Ｐ１がターミナル１内部に形成される。

さらに、板バネ部１５が所定の変位量になるように導電部材１１０で開放端部１５ｄを圧接すると、折り返し部１５ｅに設けられる第２接触部１５ｂと当接部１３とが接触する。そして、第１接触部１５ａから開放端部１５ｄ、折り返し部１５ｅ、第２接触部１５ｂおよび脚部１２を経由して、回路基板１００に至る導電経路Ｐ２がターミナル１内部に形成される。

ここで、ターミナル１においては、導電経路Ｐ１の他に導電経路Ｐ１の並列回路である導電経路Ｐ２を形成できるため、ターミナル１内部の導電経路の電気抵抗を低減することができる。

また、ターミナル１においては、図２に示すように、導電経路Ｐ１と導電経路Ｐ２とがそれぞれ独立した経路を形成している。したがって、ターミナル１に大電流が流れた場合においても、ターミナル１内部で大電流が集中する箇所が無くなることから、ジュール熱による発熱を抑制することができる。

また、ターミナル１においては、第２接触部１５ｂを第１接触部１５ａの近傍に設け、かかる第２接触部１５ｂと当接部１３とを接触させることにより、導電経路Ｐ１よりも導電経路Ｐ２を短くでき、電気抵抗を小さくすることができる。したがって、ターミナル１内部の導電経路の電気抵抗をさらに低減することができる。

さらに、ターミナル１においては、一対の脚部１２のそれぞれに当接部１３が設けられているが、一対の脚部１２の片方にのみ当接部１３を設けても良い。しかしながら、当接部１３を一対の脚部１２のそれぞれに設けることにより、一対の脚部１２のそれぞれを経由した複数の導電経路Ｐ２が形成されることから、ターミナル１内部の導電経路の電気抵抗をさらに低減することが可能となる。

また、第１接触部１５ａが設けられる開放端部１５ｄには、板バネ部１５の短手方向の中央部に、板バネ部１５の長手方向に延びる突出した凸部が設けられている（図１Ａ参照）。かかる凸部が設けられた開放端部１５ｄに導電部材１１０を圧接することにより、第１接触部１５ａでの接触圧を増大させることができ、導電部材１１０と板バネ部１５との接触抵抗を低減することができる。

＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態に係るターミナルの概要について、図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明する。

第２の実施形態に係るターミナル１Ａは、第１の実施形態に係るターミナル１とは脚部１２、当接部１３および板バネ部１５の折り返し部１５ｅの構成が異なる。その他の点は、第１の実施形態に係るターミナル１と同様であり、共通の構成については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

一対の脚部１２は、ターミナル１Ａの左右の側部全体に略矩形状に設けられる。また、それぞれの脚部１２における前方側の上辺同士が、ベース板部１０と略平行である梁部１７で接続されている。

当接部１３は、一方（図では右方）の脚部１２における下方側の辺の中央部から、他方（図では左方）の脚部１２に向かってベース板部１０と略平行に折り曲げられて構成されている。また、当接部１３は、接続部１４と略同一平面上に配置され、接続部１４よりも板バネ部１５に面する部分の面積が広い。

板バネ部１５には、開放端部１５ｄから下方の後方にＵ字状に折り返されて、ベース板部１０に向かって延び且つ、下方に向かって延びる折り返し部１５ｅが設けられる。また、折り返し部１５ｅの先端部は、ベース板部１０と略平行に折り曲げられて、当接部１３の上方に当接部１３と向かい合うように配置されている。

さらに、板バネ部１５は、開放端部１５ｄの上部に設けられる第１接触部１５ａと、折り返し部１５ｅの先端部に設けられる第２接触部１５ｂとを有する。

ターミナル１Ａは、図４に示すように、回路基板１００の回路層（図示せず）に接続部１４が接続され、回路基板１００に実装される。この際、当接部１３も回路基板１００の回路層に直接接続されている。

次に、導電部材１１０をターミナル１Ａの上部から下方に向けてターミナル１Ａに圧接する。この際、第１の実施形態に係るターミナル１と同様に、第１接触部１５ａからベース板部１０および脚部１２を経由して、回路基板１００に至る導電経路Ｐ１がターミナル１Ａ内部に形成される。

さらに、板バネ部１５が所定の変位量になるように圧接されると、折り返し部１５ｅの先端部に設けられた第２接触部１５ｂと当接部１３とが接触し、第１接触部１５ａから折り返し部１５ｅ、第２接触部１５ｂおよび当接部１３を経由して、回路基板１００に至る導電経路Ｐ２がターミナル１Ａ内部に形成される。

ここで、ターミナル１Ａにおいては、並列する導電経路Ｐ１およびＰ２を形成できるため、ターミナル１Ａ内部の導電経路の電気抵抗を低減することができる。

また、ターミナル１Ａの当接部１３と回路基板１００の回路層との間を導電接合材で接続しても良いし、導電接合材を用いずに回路層と直接コンタクトさせても良い。さらに、ターミナル１Ａに接続部１４を設けずに当接部１３のみを設けて、導電接合材を用いて回路基板１００に実装しても良い。

また、ターミナル１Ａの当接部１３は、右方の脚部１２における下方側の辺から設けられているが、左方の脚部１２における下方側の辺から設けられていても良いし、両方の脚部１２における下方側の辺から一対設けられていても良い。ターミナル１Ａの当接部１３は、板バネ部１５が弾性変形する際に、第２接触部１５ｂと接触する位置に設けられていれば良い。

＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態に係るターミナルの概要について、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。

第３の実施形態に係るターミナル１Ｂは、第１の実施形態に係るターミナル１とは脚部１２および当接部１３の構成が異なる。その他の点は、第１の実施形態に係るターミナル１と同様である。

一対の脚部１２は、ターミナル１Ｂの左右の側部全体に略矩形状に設けられる。また、それぞれの脚部１２には、折り返し部１５ｅの位置に対応する中心部に、略Ｕ字形状の切り込みが形成され、かかる切り込みの内側に帯状部１２ｃが設けられる。

そして、帯状部１２ｃは、一方の脚部１２から他方の脚部１２に向かって折り曲げられており、その折り曲げられた部分に、当接部１３が設けられる。当接部１３は、板バネ部１５の変位領域に含まれるように設けられる。ターミナル１Ｂにおいては、帯状部１２ｃは前方に向かって延びており、帯状部１２ｃの開放端の側面は板バネ部１５に向かうに連れて一方の脚部１２に近づくよう、Ｚ軸に対して斜めに形成されている。また、ターミナル１Ｂにおいては、一対の脚部１２のそれぞれに帯状部１２ｃおよび当接部１３が設けられており、それぞれの当接部１３は略左右対称に配置される。

また、板バネ部１５は、第１の実施形態と同様に、開放端部１５ｄの上部に設けられる第１接触部１５ａと、折り返し部１５ｅに設けられる第２接触部１５ｂとを有する。

第３の実施形態に係るターミナル１Ｂを用いた回路基板１００と導電部材１１０との接続方法は図６に示す通りであり、導電部材１１０を、回路基板１００に実装されたターミナル１Ｂの上部から下方に向けて、ターミナル１Ｂに圧接する。この際、第１の実施形態に係るターミナル１と同様に、第１接触部１５ａからベース板部１０を経由して、回路基板１００に至る導電経路Ｐ１がターミナル１Ｂ内部に形成される。

さらに、板バネ部１５が所定の変位量になるように圧接されると、折り返し部１５ｅに設けられた第２接触部１５ｂと当接部１３とが接触し、第１接触部１５ａから折り返し部１５ｅ、第２接触部１５ｂ、帯状部１２ｃおよび脚部１２を経由して、回路基板１００に至る導電経路Ｐ２がターミナル１Ｂ内部に形成される。

ここで、ターミナル１Ｂにおいては、並列する導電経路Ｐ１およびＰ２を形成できるため、ターミナル１Ｂ内部の導電経路の電気抵抗を低減することができる。また、当接部１３が一対の脚部１２のそれぞれに設けられることにより、一対の脚部１２のそれぞれを経由した複数の導電経路Ｐ２が形成されることから、ターミナル１Ｂ内部の導電経路の電気抵抗をさらに低減することが可能となる。

また、ターミナル１Ｂにおいては、帯状部１２ｃおよび当接部１３が左右方向に弾性変形可能に構成されている。したがって、導電部材１１０から板バネ部１５に所定の値以上の圧力を受けた場合でも、板バネ部１５から当接部１３にかかる圧力を、帯状部１２ｃの弾性変形で弱めることができることから、第１接触部１５ａおよび第２接触部１５ｂでの接触圧力を所定の値の範囲内で維持することができる。

＜変形例１＞
続いて、第３の実施形態の変形例１に係るターミナルの概要について、図７を参照して説明する。変形例１にかかるターミナル１Ｃは、第３の実施形態に係るターミナル１Ｂとは折り返し部１５ｅの構成が異なる。

ターミナル１Ｃにおいて、板バネ部１５の開放端部１５ｄから上方の後方にＵ字状に折り返されて、ベース板部１０側に延びる折り返し部１５ｅが設けられる。また、第１接触部１５ａは導電部材１１０と向かい合う板バネ部１５の折り返し部１５ｅ側の開放端部１５ｄに設けられ、第２接触部１５ｂは当接部１３と向かい合う板バネ部１５の中間部１５ｃに設けられる。

そして図７に示すように、ターミナル１Ｃの内部では、導電経路Ｐ１は第１接触部１５ａから開放端部１５ｄ、中間部１５ｃおよびベース板部１０を経由して形成される。また、導電経路Ｐ２は、第１接触部１５ａから開放端部１５ｄ、中間部１５ｃ、第２接触部１５ｂおよび帯状部１２ｃを経由して形成される。すなわち、導電経路Ｐ１と導電経路Ｐ２とは、それぞれ独立している部分を含むとともに、一部導電経路が重複している（第１接触部１５ａから第２接触部１５ｂまで）。したがって、ターミナル１Ｃに大電流が流れる場合においても、ターミナル１Ｃ内部で大電流が集中する箇所を電流経路が重複する部分に限定することができることから、ジュール熱による発熱を一部の領域に限定することができる。

＜変形例２＞
続いて、第３の実施形態の変形例２に係るターミナルの概要について、図８を参照して説明する。変形例２にかかるターミナル１Ｄは、第３の実施形態に係るターミナル１Ｂとは帯状部１２ｃおよび当接部１３の位置が異なる。

ターミナル１Ｄにおいて、帯状部１２ｃおよび当接部１３は、ターミナル１Ｂと比べて後方側に配置される。また、板バネ部１５の第２接触部１５ｂは、当接部１３と向かい合う板バネ部１５の中間部１５ｃに設けられる。

そして図８に示すように、ターミナル１Ｄの内部では、導電経路Ｐ２は、第１接触部１５ａから中間部１５ｃ、第２接触部１５ｂおよび帯状部１２ｃを経由して形成される。すなわち、ターミナル１Ｄではターミナル１Ｃと同様に、導電経路Ｐ１と導電経路Ｐ２とは、それぞれ独立している部分を含むとともに、一部導電経路が重複している。したがって、変形例１と同様に、ジュール熱による発熱を一部の領域に限定することができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上述の各実施形態において、板バネ部１５はベース板部１０の後方側の辺に基端が連結され、基端からＵ字状に折り返されているが、ベース板部１０の前方側の辺に基端を連結し、基端からそのまま前方に向けて構成しても良い。

また、脚部１２はターミナルの左右側に一対設けられるが、ベース板部１０を支持可能であれば、どちらか一方にのみ脚部１２を設けても良い。さらに、接続部１４は一方の脚部１２から他方の脚部１２に向かって折り曲げられて構成されているが、一方の脚部１２から他方の脚部１２に離れる方向に向かって折り曲げてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ ターミナル
１０ ベース板部
１１ ベース支持部
１２ 脚部
１２ａ 矩形部
１２ｂ 突出部
１２ｃ 帯状部
１３ 当接部
１４ 接続部
１５ 板バネ部
１５ａ 第１接触部
１５ｂ 第２接触部
１５ｃ 中間部
１５ｄ 開放端部
１５ｅ 折り返し部
１６ 開口
１７ 梁部
１００ 回路基板
１１０ 導電部材
Ｐ１、Ｐ２ 導電経路

Claims (8)

1. 平板状のベース板部と、
   回路基板に接続され、前記ベース板部を前記回路基板から所定の間隔をあけて支持するベース支持部と、
   前記ベース板部に片持ち支持され、且つ、前記片持ち支持されていない開放端部が前記ベース板部よりも前記回路基板から間隔をあけて配置され、前記開放端部が導電部材に押されて前記ベース支持部に向かって弾性変形する板バネ部と、を備え、
   前記板バネ部は、
   前記開放端部に設けられ、前記導電部材と接触する第１接触部と、
   前記導電部材に押されて弾性変形する場合に前記ベース支持部と接触する第２接触部と、を有すること
   を特徴とするターミナル。
2. 前記第１接触部から前記ベース板部に至る導電経路と、前記第１接触部から前記第２接触部に至る導電経路とは、それぞれ独立していること
   を特徴とする請求項１に記載のターミナル。
3. 前記第２接触部と前記ベース支持部とが接触する場合において、前記第１接触部から前記ベース板部を経由して前記回路基板に至る導電経路よりも、前記第１接触部から前記第２接触部を経由して前記回路基板に至る導電経路のほうが電気抵抗が小さいこと
   を特徴とする請求項１に記載のターミナル。
4. 前記板バネ部は、前記開放端部が折り返されて前記ベース板部に向かって延びる折り返し部を有し、
   前記折り返し部に前記第１接触部または前記第２接触部が設けられること
   を特徴とする請求項１に記載のターミナル。
5. 前記ベース支持部は、
   前記ベース板部を支持する一対の脚部と、
   一方の前記脚部から他方の前記脚部に向けて延設される当接部と、を有し、
   前記当接部と前記第２接触部とが接触すること
   を特徴とする請求項１に記載のターミナル。
6. 前記当接部は、一対の前記脚部にそれぞれ設けられること
   を特徴とする請求項５に記載のターミナル。
7. 前記当接部は、前記第２接触部と接触する場合に弾性変形すること
   を特徴とする請求項５に記載のターミナル。
8. 前記当接部は、前記回路基板と当接されること
   を特徴とする請求項５に記載のターミナル。

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