(57)【要約】【課題】接続端子と導電性部材との接続後において、接続端子と導電性部材との間の導通不良の発生を抑制できる電気接続構造を提供する。【解決手段】一端側が所定の部品に固定され、他端側に接点部が形成された導電性の接続端子と、接続端子の弾性変形によって、接点部が押し付けられた状態で接続端子に接続される導電性部材とを備え、接続端子は、所定の部品に固定された箇所と接点部との間に、導電性部材側とは反対側に凸形状をした屈曲部を有し、屈曲部の内側には、屈曲部の屈曲箇所を覆うように、接続端子を構成する金属に比べて熱膨張率が大きい金属材が貼り付けられ、接続端子及び金属材の温度上昇に伴って屈曲部が広がる過程で、導電性部材に押し付けられた接点部が導電性部材の表面に沿って移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が所定の部品に固定され、他端側に接点部が形成された導電性の接続端子と、
前記接続端子の弾性変形によって、前記接点部が押し付けられた状態で前記接続端子に接続される導電性部材とを備え、
前記接続端子は、前記所定の部品に固定された箇所と前記接点部との間に、前記導電性部材側とは反対側に凸形状をした屈曲部を有し、
前記屈曲部の内側には、前記屈曲部の屈曲箇所を覆うように、前記接続端子を構成する金属に比べて熱膨張率が大きい金属材が貼り付けられ、
前記接続端子及び前記金属材の温度上昇に伴って前記屈曲部が広がる過程で、前記導電性部材に押し付けられた前記接点部が前記導電性部材の表面に沿って移動する、電気接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気接続構造が、例えば特許文献１に記載されている。この電気接続構造では、誘電体膜の一方の面に設けられた微小導体突起が、被接触導体に電気的に接続される。微小導体突起を被接触導体に接触させる際に、微小導体突起は、誘電体膜の他方の面に設けられた弾性部材を介した押圧により引っ掻き動作をして、被接触導体の端子面に形成されている酸化被膜を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４５１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電気接続構造では、接続端子と導電性部材との接続後に、接続端子の接点部（微小導体突起）が移動しない。このため、接続端子と導電性部材との接続後は、導電性部材に酸化被膜が形成されても、酸化被膜を除去できないため、接続端子と導電性部材との間に導通不良が生ずるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、接続端子と導電性部材との接続後において、接続端子と導電性部材との間の導通不良の発生を抑制できる電気接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一端側が所定の部品に固定され、他端側に接点部が形成された導電性の接続端子と、接続端子の弾性変形によって、接点部が押し付けられた状態で接続端子に接続される導電性部材とを備え、接続端子は、所定の部品に固定された箇所と接点部との間に、導電性部材側とは反対側に凸形状をした屈曲部を有し、屈曲部の内側には、屈曲部の屈曲箇所を覆うように、接続端子を構成する金属に比べて熱膨張率が大きい金属材が貼り付けられ、接続端子及び金属材の温度上昇に伴って屈曲部が広がる過程で、導電性部材に押し付けられた接点部が導電性部材の表面に沿って移動する、電気接続構造。
【０００７】
本発明では、屈曲部の内側に屈曲箇所を覆うように、接続端子を構成する金属に比べて熱膨張率が大きい金属材が貼り付けられている。接続端子及び金属材の温度上昇に伴って、接続端子及び金属材が熱膨張し、熱膨張率の違いによって屈曲部が広がる。屈曲部が広がる過程では、接続端子の一端側が所定の部品に固定されているため、屈曲部よりも接続端子の先端側に位置する接点部が移動する。屈曲部の屈曲箇所の内側を覆うように金属材が貼り付けられているため、接点部の移動量は比較的大きくなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、屈曲部の屈曲箇所の内側を覆うように、接続端子を構成する金属に比べて熱膨張率が大きい金属材を貼り付けることで、接続端子及び金属材の温度上昇に伴って移動する接点部の移動量が比較的大きくなるようにしている。ここで、接続端子と導電性部材との接続後に、接続端子へ通電を行うと、接続端子及び金属材の温度が上昇する。そのため、金属材によって屈曲部の屈曲箇所が広げられ、導電性部材に押し付けられた接点部が移動する。その際、接点部によって導電性部材の表面が擦られる。接点部の移動量が比較的大きくなるため、導電性部材の表面が擦られる領域は比較的広くなる。従って、接続端子と導電性部材との接続後に、導電性部材の酸化によって酸化被膜が形成されても、接点部によって、比較的広い領域の酸化被膜を取り除くことができる。以上により、接続端子と導電性部材との接続後において、接続端子と導電性部材間の導通不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る電気接続構造の断面図
【図２】変形例に係る回路基板を上面側から見た概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る電気接続構造の断面図である。
【００１１】
［概要］
本実施の形態は、接続端子が導電性部材に接続された電気接続構造である。この電気接続構造は、バイメタルを利用して、導電性部材に押し付けられた接続端子の接点部を移動させることで、接続端子と導電性部材との接続後に形成された酸化被膜を除去できるようにしている。特に、接続端子の屈曲箇所に金属材を貼り付けてバイメタルを構成することで、接点部の移動量を大きくして、酸化被膜を除去できる領域が広くなるようにしている。
【００１２】
［電気接続構造］
本実施の形態の電気接続構造１は、図１に示すように、回路基板１０に固定された接続端子２０と、接続端子２０に貼り付けられた金属材３０と、接続端子２０に接続された導電性部材４０とを備えている。回路基板１０は、例えば、電気自動車又はハイブリッド自動車の電池を制御する電池ＥＣＵの回路基板である。接続端子２０は、回路基板１０の接続端子である。なお、接続端子２０は、電池ＥＣＵの回路基板１０以外の車載部品の接続端子にも適用することができる。導電性部材４０は、例えば接続端子２０に接続される端子である。導電性部材４０は、接続端子２０を介して、回路基板１０に形成された電気回路と電気的に接続される。
【００１３】
回路基板１０は、例えば矩形板状に形成されている。回路基板１０は、接続端子２０よりも熱膨張率が大きい材料により形成されている。回路基板１０には、例えば、ＦＲ−４を材料に用いたガラスエポキシ基板が用いられる。回路基板１０は、ケース等（図示省略）に固定されている。また、回路基板１０の片面（図１における下面）には、接続端子２０が固定されている。
【００１４】
接続端子２０は、可撓性を有する導電性の材料（例えば、銅板）により形成されている。接続端子２０は、例えば、細長い矩形の金属板を折り曲げ成形等することにより形成される。図１は、接続端子２０の幅方向に直交する断面を示す。接続端子２０は、図１に示すように、先端部２１と、先端部２１に連続する、断面が逆Ｕ字状の屈曲部２３と、屈曲部２３に連続する湾曲部２４と、湾曲部２４に連続する基端部２５とを備えている。接続端子２０では、先端部２１と屈曲部２３との境界に第１屈曲箇所Ｐ１が形成され、屈曲部２３の途中に第２屈曲箇所Ｐ２が形成され、屈曲部２３と湾曲部２４との境界に第３屈曲箇所Ｐ３が形成されている。
【００１５】
先端部２１は、略矩形板状に形成され、導電性部材４０に対面している。先端部２１には、導電性部材４０側に突出する接点部２２が形成されている。接点部２２は、導電性部材４０に接触している。先端部２１では、接点部２２よりも先端側、及び、接点部２２よりも基端側が、平板状に形成されて、導電性部材４０から離間している。接点部２２は、導電性部材４０に押し付けられた状態で、接続端子２０と導電性部材４０とを電気的に接続させる。
【００１６】
屈曲部２３は、第１屈曲箇所Ｐ１から導電性部材４０とは反対側へ延び、途中の第２屈曲箇所Ｐ２から導電性部材４０側へ延びる逆Ｕ字状の断面形状を有する。第１屈曲箇所Ｐ１は、９０度よりも少し大きい角度に屈曲している。逆Ｕ字状の屈曲部２３の内部の空間は、第２屈曲箇所Ｐ２から導電性部材４０に近づくに従って、徐々に広がっている。つまり、屈曲部２３は、回路基板１０側に突出する凸形状（第２屈曲箇所Ｐ２を頂上とする山形状）である。なお、屈曲部２３は、逆Ｕ字状でなくてもよく、例えば逆Ｖ字状でもよい。
【００１７】
湾曲部２４は、略半円弧状の断面形状を有する。湾曲部２４は、第３屈曲箇所Ｐ３から屈曲部２３とは反対側に延び、途中で折り返して、第３屈曲箇所Ｐ３のほぼ真上に位置する基端部２５に繋がる。第３屈曲箇所Ｐ３は、９０度よりも少し大きい角度に屈曲している。
【００１８】
基端部２５は、略平板状に形成されている。基端部２５は、一端から他端に亘って、接合部材５１を介して回路基板１０に固定される。接合部材５１は、例えば半田である。
【００１９】
金属材３０は、屈曲部２３の内側に、第２屈曲箇所Ｐ２を覆うように貼り付けられている。金属材３０は、板状である。本実施の形態では、金属材３０は、第２屈曲箇所Ｐ２に対し、左右対称に形成されている。金属材３０の材料は、接続端子２０を構成する金属に比べて熱膨張率が大きい金属である。
【００２０】
［接続端子による酸化被膜の除去について］
最初に、接続端子２０と導電性部材４０の接続状態を記載する。次に、電池ＥＣＵの回路基板１０が電気的に動作する時の接点部２２の移動及び酸化被膜の除去について説明する。
【００２１】
接続端子２０は、回路基板１０側から導電性部材４０へ押し付けられている。この際、接続端子２０の湾曲部２４が撓み（弾性変形して）、湾曲部２４の復元力で、接点部２２が導電性部材４０に押し付けられている。
【００２２】
接続端子２０と導電性部材４０との接続後に、導電性部材４０に酸化被膜が形成される。回路基板１０が電気的に動作する時には、回路基板１０に搭載されている様々な部品の発熱により、接続端子２０の温度が比較的大きく上昇する（例えば、数十℃以上の温度上昇）。接続端子２０の温度が上昇すると、接続端子２０を構成する金属と、金属材３０との熱膨張率の違いによって、第２屈曲箇所Ｐ２が広がる（第２屈曲箇所Ｐ２の曲率が小さくなる）。ここで、屈曲部２３が第１屈曲箇所Ｐ１を介して先端部２１に繋がり、さらに基端部２５が回路基板１０に固定されている。このため、第２屈曲箇所Ｐ２が広がる過程で、屈曲部２３の先端側に繋がる先端部２１及び接点部２２が、導電性部材４０の表面に沿って移動する（図１の矢印方向に移動）。導電性部材４０に押し付けられた状態で接点部２２が移動すると、接点部２２と導電性部材４０との間には大きな摩擦が生じて、接点部２２及び導電性部材４０の表面に対してワイピング作用が働く。つまり、接点部２２によって導電性部材４０の酸化被膜を除去することができる。
【００２３】
なお、第２屈曲箇所Ｐ２が広がる過程では、導電性部材４０に対する接点部２２の押し付け量が小さければ、接点部２２が導電性部材４０から離れる方向の変位も発生し得る。しかし、この変位が発生しないように、接続端子２０の押し付け量を調整しておく。
【００２４】
また、屈曲部２３の第２屈曲箇所Ｐ２の内側に金属材３０が貼り付けられているため、接点部２２の移動量は比較的大きくなる。この移動量は、金属材３０の熱膨張量の数倍となる。また、この移動量は、屈曲部２３の形状を逆Ｕ字状にした場合、例えば数百μｍ〜１ｍｍ以上となる。このため、比較的広い領域の酸化被膜を除去することができる。
【００２５】
［実施の形態の効果］
本実施の形態では、屈曲部２３の第２屈曲箇所Ｐ２の内側に金属材３０が貼り付けられているため、比較的広い領域の酸化被膜を取り除くことができる。このため、接続端子２０と導電性部材４０との接続後において、接続端子２０と導電性部材４０間の導通不良の発生を抑制することができる。
【００２６】
ここで、接続端子２０と導電性部材４０との接続後に形成された酸化被膜は、接続端子２０への通電量を定期的に増加させることで除去することもできる。しかし、そのためには回路を追加する必要があり、製造コストが上昇する。さらに、接点の数が多いＥＣＵ（例えば電池ＥＣＵ）では、電力消費量が増大してしまう。また、接点に対してはんだ付けによる金属接合を行い、接点の酸化を抑制することも考えられる。しかし、この方法では、ＥＣＵを取り外すことが出来なくなる。電池ＥＣＵの場合は、電池ＥＣＵのみが故障しても、電池全体の交換が必要になる。それに対し、本実施の形態では、ＥＣＵの回路基板１０が電気的に動作する度に、接続端子２０の接点部２２が移動して、導電性部材４０の酸化被膜を除去する。このため、回路を新たに追加する必要がなく、電力消費量も抑制することができる。また、接点のはんだ付けを行う必要もない。
【００２７】
［変形例］
図２は、変形例に係る回路基板１００を上面側から見た概略構成図である。
【００２８】
回路基板１００には、上述の実施の形態と同じ接続端子２０が取り付けられている。また、回路基板１００には、回路基板１００の外周側の切れ込み６０によって、一端だけが固定された片持ち部１２０が形成されている。切れ込み６０は、回路基板１０の長辺の所定の位置から内側へ延び、直角に曲がって、回路基板１００の長辺に略平行に延びている。切れ込み６０は、回路基板１００の外形加工時に、例えば同時プレスすることで形成することができる。このため、片持ち部１２０の大きさは、容易に変更可能である。回路基板１００の各角部は、ネジ１１０によってケース等（図示省略）に固定されている。そして、接続端子２０は、片持ち部１２０の先端側に固定されている。また、接続端子２０は、先端部２１が片持ち部１２０の先端を向くように、片持ち部１２０に固定されている。
【００２９】
通電時において、回路基板１００が温度上昇した際に、回路基板１００は、ネジ１１０によってケース等に固定されているので、回路基板１００全体の熱膨張は制限される。例えば、回路基板１００が固定されるケースをアルミケースとした場合、アルミの熱膨張率は、回路基板１００の熱膨張率よりも小さい場合が多い。そのため、回路基板１００は、回路基板１００の材料本来の熱膨張よりも小さな熱膨張しか期待できない。しかし、片持ち部１２０は、一端だけが回路基板１００に固定されているので、回路基板１００の材料の熱膨張率に基づいて熱膨張することができる。図２に示した片持ち部１２０の場合、回路基板１００の材料の熱膨張率に基づいて片持ち部１２０の先端方向に熱膨張することができる。そして、接続端子２０は、片持ち部１２０の一方の面に固定されているので、片持ち部１２０の熱膨張に伴い接続端子２０が片持ち部１２０の先端方向に移動する。さらに、接続端子２０は、先端部２１が片持ち部１２０の先端を向くように、片持ち部１２０に固定されている。このため、接続端子２０が温度上昇した際に、接点部２２も片持ち部１２０の先端方向へ移動する。従って、接続端子２０が回路基板１０に直接固定された場合に比べて、接点部２２の移動量を大きくすることができる。これにより、広い領域の酸化被膜を取り除くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、電気接続構造などに適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１      電気接続構造
１０    回路基板
２０    接続端子
２２    接点部
２３    屈曲部
３０    金属材
４０    導電性部材
６０    切れ込み
【図１】
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【図２】
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