(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルの前記導体の上の前記フラット絶縁被覆の表面に電子部品のリード部を重ね、該リード部を跨いで接続子の凹状把持部の幅方向の両側に突設された各クリンプ片を前記リード部の両側に圧入すると共に前記導体の箇所で前記フラットケーブルに突き刺し貫通させ、前記フラットケーブルを突き抜けた前記各クリンプ片を曲成加締めることにより、前記接続子の前記凹状把持部内で前記リード部を把持し、前記各クリンプ片を前記導体に導通させて、前記電子部品と前記導体とを導通接続するフラットケーブルへの電子部品の実装方法において、
前記各クリンプ片が跨ぐ前記リード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い前記凹状把持部を持つ前記接続子を用いて、前記凹状把持部で前記リード部を圧着把持することを特徴とするフラットケーブルへの電子部品の実装方法。
【請求項２】
前記リード部の最大幅寸法から前記凹状把持部の溝幅を差し引いたラップ代が０．０５ｍｍ以上で、前記リード部が前記凹状把持部に圧入困難になる直前のラップ代値以下の範囲になっている前記接続子を用いて接続を行うことを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブルへの電子部品の実装方法。
【請求項３】
導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルの前記導体の上の前記フラット絶縁被覆の表面に電子部品のリード部が重ねられ、該リード部を跨いで接続子の凹状把持部の幅方向の両側に突設された各クリンプ片が前記リード部の両側に圧入されると共に前記導体の箇所で前記フラットケーブルに突き刺されて貫通状態となり、前記フラットケーブルを突き抜けた前記各クリンプ片が曲成加締められ、前記接続子の前記凹状把持部内で前記リード部が把持され、前記各クリンプ片が前記導体に導通されて、前記電子部品と前記導体とが導通接続されているフラットケーブルへの電子部品の実装構造において、
前記各クリンプ片が跨ぐ前記リード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い前記凹状把持部を持つ前記接続子が用いられて、前記凹状把持部で前記リード部が圧着把持されていることを特徴とするフラットケーブルへの電子部品の実装構造。
【請求項４】
前記凹状把持部で把持された前記リード部の側面が擦削されていることを特徴とする請求項３に記載のフラットケーブルへの電子部品の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器や自動車等の電気配線に使用されるフラットケーブルへの電子部品の実装方法及び実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電子機器の配線回路体としては、実装基板やプリント配線基板が使われており、その入出力回路として従来の丸電線ハーネスに代わり、スペースファクタのよい、撚り導体を平行に並べてフラット絶縁被覆で絶縁被覆したリボン電線と呼ばれるフラットケーブルや、銅やアルミニュウムのような帯状導体よりなる例えば厚さが０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍ、幅が１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度の複数のフラット導体を平行に並べてフラット絶縁被覆で絶縁被覆したフラットケーブルが用いられるようになってきている。この場合、フラット絶縁被覆は、ポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックフィルムの被覆、或いはポリブチレンテレフタレートのようなプラスチック樹脂の押出し被覆により形成されている。
【０００３】
このようなフラットケーブルと基板やプリント配線板との接続は、それぞれに設けられたコネクタを介して行われるようになっているが、最近、電子部品を直接フラットケーブルに実装して小型化を図る動きがある。
【０００４】
この場合、電子部品とフラットケーブルの接続は、フラットケーブルのフラット絶縁被覆を剥離して露出させた導体と電子部品のリード部を半田付けする方法が一般的であるが、この方法はフラット絶縁被覆の剥離や導体と電子部品のリード部の半田付け等を必要とし、手間がかかるので、図６に示すように、複数のフラット導体１を平行に並設してフラット絶縁被覆２で絶縁被覆したフラットケーブル３の所要の導体１の位置にレーザーで孔４をあけ、図７に示すように、予め導電性接着剤５を付着させた電子部品６の角柱状の各リード部７を、フラットケーブル３の各孔４に通して対応するフラット導体１に接合し、リフロー炉に通して加熱する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、このような電子部品とフラットケーブルの接続方法では、フラットケーブル３や電子部品６が熱的に影響を受ける問題点がある。また、この接続方法では、フラットケーブル３に孔４をあける工程が必要となり、且つ電子部品６の各リード部７に導電性接着剤５を付着させる工程が必要となり、手間がかかる問題点がある。
【０００６】
そこで、出願人は図８乃至図１２に示すような電子部品とフラットケーブルの接続方法を提案した（特願２００１−３３４９３６号）。
【０００７】
この接続方法では、図８に示すように、フラットケーブル３のフラット導体１に対応したフラット絶縁被覆２の上に電子部品６の各リード部７を重ねて配置する。各リード部７をフラットケーブル３のフラット導体１に電気的・機械的に接続する手段として、図９に示すように、凹状把持部８の幅方向の両側に各クリンプ片９を千鳥状に突設した接続子１０を用いる。
【０００８】
接続に際しては、リード部７を跨いで接続子１０の凹状把持部８の幅方向の両側に突設された各クリンプ片９を、図１０に示すように、該リード部７の両側に圧入すると共にフラット導体１の箇所でフラットケーブル３に突き刺し貫通させ、フラットケーブル３を突き抜けた各クリンプ片９を曲成加締める。これにより、接続子１０の凹状把持部８内でリード部７を把持し、各クリンプ片９をフラット導体１に貫通させて該フラット導体１に導通させて、電子部品６とフラット導体１とを導通接続する。
【０００９】
このような接続作業は、図１１及び図１２に示す接続装置１１を用いて行う。この接続装置１１は、表面の受け面１２ａに断面円弧状のクリンプ片曲成加締め凹部１３を設けた受け台１２を用い、受け面１２ａの上にフラット導体１がクリンプ片曲成加締め凹部１３に対応するように配置し、フラット導体１に対応したフラット絶縁被覆２の上に電子部品６の各リード部７を重ねて配置し、かかる状態でリード部７を跨いで接続子１０の各クリンプ片９を配置し、接続子１０の凹状把持部８をアンビル１４によりガイド部材１５で案内しながら加圧して、図１１に示すように、各クリンプ片９をリード部７の両側に圧入すると共にフラット導体１の箇所でフラットケーブル３に突き刺し貫通させ、次いで図１２に示すように、フラットケーブル３を突き抜けた各クリンプ片９をクリンプ片曲成加締め凹部１３で円弧状に曲成して加締める。
【００１０】
このような接続方法によれば、フラットケーブル３や電子部品６が熱的に影響を受けない利点がある。また、この接続方法では、フラットケーブル３に孔４をあける工程が不要となり、且つ電子部品６の各リード部７に導電性接着剤５を付着させる工程も不要となり、手間がかからない利点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８乃至図１２に示すような電子部品とフラットケーブルの接続方法では、接続子１０の凹状把持部８とリード部７との電気的接続状態が不十分となり易い問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続状態が十分に得られるフラットケーブルへの電子部品の実装方法及び実装構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルの導体の上のフラット絶縁被覆の表面に電子部品のリード部を重ね、該リード部を跨いで接続子の凹状把持部の幅方向の両側に突設された各クリンプ片をリード部の両側に圧入すると共に導体の箇所でフラットケーブルに突き刺し貫通させ、フラットケーブルを突き抜けた各クリンプ片を曲成加締めることにより、接続子の凹状把持部内でリード部を把持し、各クリンプ片を導体に導通させて、電子部品と導体とを導通接続するフラットケーブルへの電子部品の実装方法を対象とする。
【００１４】
本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装方法では、各クリンプ片が跨ぐリード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部を持つ接続子を用いて、凹状把持部でリード部を圧着把持することを特徴とする。
【００１５】
このように各クリンプ片が跨ぐリード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部を持つ接続子を用いて、凹状把持部でリード部を圧着把持すると、凹状把持部にリード部が密着嵌合されて、凹状把持部に対するリード部の接続が確実に行え、接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続状態を十分に得ることができる。
【００１６】
この場合、リード部の最大幅寸法から凹状把持部の溝幅を差し引いたラップ代が０．０５ｍｍ以上で、リード部が凹状把持部に圧入困難になる直前のラップ代値以下の範囲になっている接続子を用いて接続を行うことが好ましい。このようにすると、確実な再現性をもって接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続を行うことができる。ラップ代が０．０５ｍｍより小さくなると、これは接続子の凹状把持部の溝幅が大きくなることを意味し、リード部との接触不良が発生する率が多くなり、好ましくない。ラップ代がリード部が凹状把持部に圧入困難になる直前のラップ代値より大きくなると、これは接続子の凹状把持部の溝幅が小さくなることを意味し、リード部が凹状把持部に圧入困難になり好ましくない。
【００１７】
また本発明は、導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルの導体の上のフラット絶縁被覆の表面に電子部品のリード部が重ねられ、該リード部を跨いで接続子の凹状把持部の幅方向の両側に突設された各クリンプ片がリード部の両側に圧入されると共に導体の箇所でフラットケーブルに突き刺されて貫通状態となり、フラットケーブルを突き抜けた各クリンプ片が曲成加締められ、接続子の凹状把持部内でリード部が把持され、各クリンプ片が導体に導通されて、電子部品と導体とが導通接続されているフラットケーブルへの電子部品の実装構造を対象とする。
【００１８】
本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装構造では、各クリンプ片が跨ぐリード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部を持つ接続子が用いられて、凹状把持部でリード部が圧着把持されていることを特徴とする。
【００１９】
このように各クリンプ片が跨ぐリード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部を持つ接続子を用いて、凹状把持部でリード部が圧着把持されていると、凹状把持部にリード部が密着嵌合されて、凹状把持部に対するリード部の接続を確実に行え、接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続状態を十分に得ることができる。
【００２０】
この場合、凹状把持部で把持されたリード部の側面が擦削されていることが好ましい。このようになっていると、所謂ワイピング効果によりリード部の新生面が凹状把持部で把持されて、接触抵抗の少ない良好な電気的導通状態を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装方法及び実装構造の実施の形態の第１例を示したもので、図１は本例の接続子と電子部品のリード部の関係を示す縦断面図、図２はフラットケーブルへの電子部品の実装構造の要部横断面図である。なお、前述した図８乃至図１２と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２２】
本例のフラットケーブルへの電子部品の実装方法では、図１に示すように、接続子１０として、各クリンプ片９が跨ぐ角柱状のリード部７の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部８を持つ接続子１０を用いる。この場合、図１に示すように、リード部７の最大幅寸法Ｗ1 から凹状把持部８の溝幅Ｗ2 を差し引いたラップ代（Ｗ1 −Ｗ2 ）は、銅系のリード部７及び凹状把持部８の場合、０．０５ｍｍ以上で、リード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値以下の範囲になっている接続子１０を用いる。凹状把持部８の両側のクリンプ片９の先端側の間隔は、リード部７を入れ易いように凹状把持部８の溝幅Ｗ2 よりテーパ状に若干広げられている。
【００２３】
そして、図１に示すように、フラット導体１に対応したフラット絶縁被覆２の上に電子部品６のリード部７を重ねて配置し、かかる状態でリード部７を跨いで接続子１０の各クリンプ片９を配置し、前述した図１１及び図１２と同様に、接続子１０の凹状把持部８をアンビル１４によりガイド部材１５で案内しながら加圧して、図２に示すように、各クリンプ片９をリード部７の両側に圧入すると共にフラット導体１の箇所でフラットケーブル３に突き刺し貫通させ、次いでフラットケーブル３を突き抜けた各クリンプ片９を前述したクリンプ片曲成加締め凹部１３で円弧状に曲成加締める。
【００２４】
このように各クリンプ片９が跨ぐリード部７の最大幅寸法Ｗ1 よりも溝幅Ｗ2 が狭い凹状把持部８を持つ接続子１０を用いて、凹状把持部８でリード部７を圧着把持すると、凹状把持部８にリード部７が密着嵌合されて、凹状把持部８に対するリード部７の接続が確実に行え、接続子１０の凹状把持部８と電子部品６のリード部７との電気的接続状態を十分に得ることができる。
【００２５】
そして、リード部７の最大幅寸法Ｗ1 から凹状把持部８の溝幅Ｗ2 を差し引いたラップ代（Ｗ1 −Ｗ2 ）が０．０５ｍｍ以上で、リード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値以下の範囲になっている接続子１０を用いて接続を行うと、確実な再現性をもって接続子１０の凹状把持部８と電子部品６のリード部７との電気的接続を行うことができる。ラップ代が０．０５ｍｍより小さくなると、これは接続子１０の凹状把持部８の溝幅が大きくなることを意味し、リード部７との接触不良が発生する率が多くなり、好ましくない。ラップ代がリード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値より大きくなると、これは接続子１０の凹状把持部８の溝幅が小さくなることを意味し、リード部７が凹状把持部８に圧入困難になり好ましくない。銅系のリード部７及び凹状把持部８の場合、ラップ代は、０．０５ｍｍ以上で、リード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値以下、即ち０．３０ｍｍ以下（好ましくは、０．１０ｍｍ以上で、０．２０ｍｍ以下）の範囲が好ましい。
【００２６】
本例のフラットケーブルへの電子部品の実装構造では、フラットケーブル３のフラット導体１の上のフラット絶縁被覆２の表面に電子部品６のリード部７が重ねられ、該リード部７を跨いで接続子１０の凹状把持部８の幅方向の両側に突設された各クリンプ片９がリード部７の両側に圧入されると共にフラット導体１の箇所でフラットケーブル３に突き刺されて貫通状態となり、フラットケーブル３を突き抜けた各クリンプ片９が曲成加締められ、接続子１０の凹状把持部８内でリード部７が把持され、各クリンプ片９がフラット導体１に導通されて、電子部品６とフラット導体１とが導通接続されている点は、前述した図８ないし図１２と同様である。
【００２７】
本例のフラットケーブルへの電子部品の実装構造では、各クリンプ片９が跨ぐリード部７の最大幅寸法Ｗ1 よりも溝幅Ｗ2 が狭い凹状把持部８を持つ接続子１０が用いられている。そして、接続子１０は、リード部７の最大幅寸法Ｗ1 から凹状把持部８の溝幅Ｗ2 を差し引いたラップ代（Ｗ1 −Ｗ2 ）が、０．０５ｍｍ以上で、リード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値以下の範囲になっている。このような凹状把持部８でリード部７が圧着把持されている。
【００２８】
凹状把持部８で把持されたリード部７の側面７ａは擦削されている。
【００２９】
このように各クリンプ片９が跨ぐリード部７の最大幅寸法Ｗ1 よりも溝幅Ｗ2 が狭い凹状把持部８を持つ接続子１０を用いて、凹状把持部８でリード部７が圧着把持されていると、凹状把持部８にリード部７が密着嵌合されて、凹状把持部８に対するリード部７の接続を確実に行え、接続子１０の凹状把持部８と電子部品６のリード部７との電気的接続状態を十分に得ることができる。
【００３０】
この場合、凹状把持部８で把持されたリード部７の側面が擦削されていると、即ちお互いの強い擦れ合いによる所謂ワイピング効果により酸化皮膜が除去されて、リード部７の新生面が凹状把持部８で強く圧着されて、接触抵抗の少ない良好な電気的導通状態を得ることができる。
【００３１】
この場合、凹状把持部８の幅方向の両側のクリンプ片９は、曲成加締め時に互いにぶつかり合わないように千鳥配置が好ましい。
【００３２】
図３は、本発明によるラップ代を変化させて実際に接続したサンプルの初期接触抵抗と高温放置後の接触抵抗の変化を測定した結果である。この図で、○が初期抵抗値のバラツキ、×が高温放置後の接触抵抗のバラツキの変化を表している。この図から明らかなように、ラップ代がない（即ち、０）接続サンプルでは高温放置後に接触抵抗が増大し、バラツキが大きくなってしまうが、ラップ代が０．０５ｍｍ以上では高温放置後の接触抵抗の値が安定している。ラップ代があまり大きくなると、リード部７が凹状把持部８に圧入できなくなってしまうので、ラップ代の最大値はリード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値以下である。本例の場合のラップ代は、０．０５ｍｍ以上で、０．３０ｍｍ以下（好ましくは、０．１０ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以下）の範囲が好ましいことがわかった。
【００３３】
一方、接続子１０の凹状把持部８によって圧着接続されたリード部７が、外部からの力によって凹状把持部８から容易に抜けないような保持力を維持していることが必要で、その保持力はリード部７が引っ張られたときに破断するリード部７の引っ張り強度の略８０％程度を設計目標としている。
【００３４】
図４は、本発明によるラップ代を変化させて実際に接続したサンプルのリード部７の保持力を測定した結果である。この結果から明らかなように、ラップ代がない（即ち、０）接続サンプルでは、保持力が極端に不足し、ラップ代が０．０５ｍｍ以上で略設計目標であるリード部７の保持力が得られていることが判る。
【００３５】
以上の実際に必要な電気的、機械的測定結果から、リード部７のラップ代は、０．０５ｍｍ以上で、リード部７が凹状把持部８に圧入困難になる直前のラップ代値以下の範囲になっている必要があることが判る。
【００３６】
なお、この試験に使用したフラットケーブル３は、フラット導体１が銅製で、幅が２．５ｍｍ、厚さが０．１５ｍｍのもの、リード部７が電子部品６としてのホール素子に取付けられた半田メッキ銅ニッケル製で角型（あるいは丸型）のもので、最大幅寸法Ｗ1 が０．５０ｍｍのものを使用し、接続子１０としては黄銅製で、凹状把持部８の板厚が０．２５ｍｍで、凹状把持部８の溝幅Ｗ2 を変化させて所要のラップ代としたものを用いた。
【００３７】
図５は本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装方法及び実装構造の実施の形態の第２例での、接続子と電子部品のリード部の関係を示す縦断面図である。なお、前述した図１と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００３８】
この例では、電子部品６のリード部６として断面丸型のものが使用されている。その他の構成は、実施の形態の第１例と同様である。
【００３９】
このように断面丸型のリード部６を使用しても、実施の形態の第１例と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本発明の実施の形態では、フラットケーブル３の導体がフラット導体１の場合で示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フラットケーブル３の導体としては断面丸型の撚線導体であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装方法では、各クリンプ片が跨ぐリード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部を持つ接続子を用いて、凹状把持部でリード部を圧着把持するので、凹状把持部にリード部が密着嵌合されて、凹状把持部に対するリード部の接続が確実に行え、接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続状態を十分に得ることができる。
【００４２】
この場合、リード部の最大幅寸法から凹状把持部の溝幅を差し引いたラップ代が０．０５ｍｍ以上で、リード部が凹状把持部に圧入困難になる直前の値以下の範囲になっている接続子を用いて接続を行うことが好ましい。このようにすると、確実な再現性をもって接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続を行うことができる。ラップ代が０．０５ｍｍより小さくなると、リード部との接触不良が発生する率が多くなり、好ましくない。ラップ代がリード部が凹状把持部に圧入困難になる直前のラップ代値より大きくなると、リード部が凹状把持部に圧入困難になり好ましくない。
【００４３】
また本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装構造では、各クリンプ片が跨ぐリード部の最大幅寸法よりも溝幅が狭い凹状把持部を持つ接続子が用いられて、凹状把持部でリード部が圧着把持されているので、凹状把持部にリード部が密着嵌合されて、凹状把持部に対するリード部の接続を確実に行え、接続子の凹状把持部と電子部品のリード部との電気的接続状態を十分に得ることができる。
【００４４】
この場合、凹状把持部で把持されたリード部の側面が擦削されていることが好ましい。このようになっていると、所謂ワイピング効果によりリード部の新生面が凹状把持部で把持されて、接触抵抗の少ない良好な電気的導通状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装方法及び実装構造の実施の形態の第１例で、接続子と電子部品のリード部の関係を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装構造の実施の形態の第１例の要部横断面図である。
【図３】本発明によるラップ代を変化させて実際に接続したサンプルの初期接触抵抗と高温放置後の接触抵抗の変化を測定した結果を示す図である。
【図４】本発明によるラップ代を変化させて実際に接続したサンプルのリード部７の保持力を測定した結果を示す図である。
【図５】本発明に係るフラットケーブルへの電子部品の実装方法及び実装構造の実施の形態の第２例で、接続子と電子部品のリード部の関係を示す縦断面図である。
【図６】従来のフラットケーブルへの電子部品の実装構造の一例で用いていたフラットケーブルの正面図である。
【図７】従来のフラットケーブルへの電子部品の実装構造の側面図である。
【図８】従来のフラットケーブルへの電子部品の実装構造の他の例の斜視図である。
【図９】図８で用いている接続子の斜視図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】従来のフラットケーブルへ電子部品を実装する装置のクリンプ片突き刺し工程を示す縦断面図である。
【図１２】従来のフラットケーブルへ電子部品を実装する装置のクリンプ片加締め工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  フラット導体
２  フラット絶縁被覆
３  フラットケーブル
４  孔
５  導電性接着剤
６  電子部品
７  リード部
８  凹状把持部
９  クリンプ片
１０  接続子
１１  接続装置
１２  受け台
１２ａ  受け面
１３  クリンプ片曲成加締め凹部
１４  アンビル
１５  ガイド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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