(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、エラストマーを含有した柔軟な配線体の開発が進んでいる。柔軟な配線体と、硬い配線体と、の接続に、特許文献1、2に開示されている機構を転用する場合、一対の配線体間の導通の確保が困難になるおそれがある。
【0006】
すなわち、エラストマーを縦方向に圧縮すると、圧縮された分だけ横方向に拡張してしまう。このため、一対の配線体の接続部同士を積み重ねて積層方向から圧縮すると、その分、柔軟な配線体の接続部が、面方向(積層方向に対して直交する方向)に、拡張してしまう。したがって、柔軟な配線体の接続部の配線の位置と、硬い配線体の接続部の配線の位置と、がずれやすくなる。よって、導通の確保が困難になってしまう。
【0007】
本発明の配線体接続構造体は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、導通を確保しやすい配線体接続構造体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】
【0008】
(1)上記課題を解決するため、本発明の配線体接続構造体は、エラストマー製の基材と、該基材に配置されエラストマーおよび導電材を含む第一配線と、を有する第一接続部を有する第一配線体と、該第一接続部に積層され、該第一配線に積層方向から接続される第二配線を有する第二接続部を有する第二配線体と、該第一接続部および該第二接続部を該積層方向から押圧し、該積層方向に該第一接続部を圧縮する押圧部を有し、該第二配線体が収容されるケースと、該押圧部の押圧力により該積層方向に直交する面方向に該第一接続部が拡張するのを抑制する拡張抑制部と、を備えることを特徴とする。
【0009】
本発明の配線体接続構造体は、拡張抑制部を備えている。このため、第一接続部が面方向に拡張するのを抑制することができる。したがって、押圧部から押圧力が加わっても、第一接続部の第一配線が、第二接続部の第二配線(第一配線の接続対象である第二配線)に対して、面方向にずれにくい。よって、エラストマー製の基材およびエラストマーを含む第一配線を第一接続部が有するにもかかわらず、第一配線体と第二配線体との導通を確保しやすい。
【0010】
また、第一接続部の第一配線が、第二接続部の第二配線(第一配線の接続対象である第二配線)に対して、面方向にずれにくい。このため、当該第一配線が、接続対象でない他の第二配線に、誤接触しにくい。
【0011】
また、第一接続部および第二接続部が共に硬質の場合(例えば第一接続部および第二接続部が共にエラストマーを含有しない場合)、理想的な積層方向の圧縮代を達成するために、ケース、第一接続部、第二接続部の寸法公差の管理を徹底する必要がある。
【0012】
これに対して、本発明の配線体接続構造体の場合、第一接続部が、エラストマー製の基材およびエラストマーを含む第一配線を備えている。このため、第一接続部と第二接続部とを、簡単に圧接することができる。すなわち、第一接続部の弾性を利用して、理想的な積層方向の圧縮代を、簡単に達成することができる。したがって、ケース、第一接続部、第二接続部の寸法公差の管理を徹底する必要がない。また、圧接力確保のために、第一配線体および第二配線体に対して、弾性を有する別部材を配置する必要がない。
【0013】
また、本発明の配線体接続構造体は、圧接力により第一配線体と第二配線体とを接続している。このため、第一配線体と第二配線体とを接着する導電性の接着剤は、必須ではない。
【0014】
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記第二接続部に対して、前記第一接続部が前記面方向にずれるのを抑制するずれ抑制部を備える構成とする方がよい。第一接続部はエラストマーを含有している。このため、押圧部からの押圧力により、第一接続部に永久歪み、つまりへたりが発生するおそれがある。第一接続部にへたりが発生すると、第二接続部に対して第一接続部が、面方向にずれやすくなる。この点、本構成の配線体接続構造体は、ずれ抑制部を備えている。このため、第一接続部にへたりが発生した場合であっても、第二接続部に対する第一接続部のずれを抑制することができる。また、第一接続部と第二接続部との重複部に外力が作用する場合であっても、第二接続部に対する第一接続部のずれを抑制することができる。
【0015】
(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、前記第一接続部は、複数の前記第一配線と、隣り合う該第一配線間に介在する第一介在部と、を有し、前記第二接続部は、複数の前記第二配線と、隣り合う該第二配線間に介在する第二介在部と、を有し、該第一配線と該第二配線とが積層している配線積層区間よりも、該第一介在部と該第二介在部とが積層している介在部積層区間の方が、前記押圧部の押圧力が大きい構成とする方がよい。
【0016】
本構成によると、配線積層区間よりも、介在部積層区間の方が、積層方向の圧縮量が大きい。このため、押圧部から押圧力が加わっても、配線積層区間が面方向に動きにくい。したがって、第一配線と第二配線とが面方向にずれにくい。
【0017】
また、本構成によると、配線積層区間よりも、介在部積層区間の方が、積層方向の圧縮量が大きい。このため、当該圧縮量の較差に起因して、第一配線が積層方向に伸張しやすい。したがって、第一配線と第二配線とが圧接しやすい。
【発明の効果】
【0018】
本発明によると、導通を確保しやすい配線体接続構造体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の配線体接続構造体の実施の形態について説明する。以下の図において、上下方向は、本発明の「積層方向」に対応する。また、左右方向および前後方向のうち少なくとも一方は、本発明の「面方向」に対応する。
【0021】
<配線体接続構造体の構成>
まず、本実施形態の配線体接続構造体の構成について説明する。
図1に、本実施形態の配線体接続構造体の斜視図を示す。
図2に、同配線体接続構造体の分解斜視図を示す。
図3に、同配線体接続構造体の透過上面図を示す。
図4に、
図3のIV−IV方向断面図を示す。
【0022】
図1〜
図4に示すように、本実施形態の配線体接続構造体1は、第一配線体2と、回路基板4と、ケース5と、一対のずれ抑制ピン6と、を備えている。回路基板4は、本発明の「第二配線体」の概念に含まれる。ずれ抑制ピン6は、本発明の「ずれ抑制部」の概念に含まれる。
【0023】
[第一配線体2]
第一配線体2は、全体的に、前後方向に延びる帯状を呈している。第一配線体2は、基材20と十本の第一配線21とカバーフィルム22とが積層されることにより、形成されている。基材20は、シリコーンゴム製である。十本の第一配線21は、各々、アクリルゴムおよび銀粉末を含んでいる。十本の第一配線21は、各々、アクリルゴムポリマーおよび銀粉末を含む配線塗料を、基材20の下面にスクリーン印刷することにより、形成されている。十本の第一配線21は、基材20の下面を、前後方向に延在している。十本の第一配線21は、左右方向に並んでいる。
【0024】
カバーフィルム22は、シリコーンゴム製であって、全体的に、前後方向に延びる帯状を呈している。カバーフィルム22は、基材20および第一配線21を、下方から覆っている。
【0025】
第一配線体2は、前後方向に沿って、第一接続部23と、長尺部24と、を備えている。長尺部24は、前後方向に延びる帯状を呈している。第一接続部23は、長尺部24の後端(長手方向一端)に配置されている。第一接続部23は、長尺部24よりも、左右方向(短手方向)の幅が広い。第一接続部23には、カバーフィルム22が配置されていない。このため、十本の第一配線21は、下方に露出している。
【0026】
第一接続部23において、左右方向に隣り合う任意の一対の第一配線21間には、第一介在部26が介在している。また、長尺部24の後端(第一接続部23の前方)には、左右一対のピン挿通孔25が穿設されている。
【0027】
[回路基板4]
回路基板4は、樹脂製であって、長方形板状を呈している。回路基板4は、本発明の「第二配線体」の概念に含まれる。回路基板4は、エラストマーを含有していない。回路基板4は、第一配線体2よりも、剛性が高い。回路基板4は、十個の端子41と、複数の電子部品42と、第二接続部43と、四つのスクリュー挿通孔45と、九個の第二介在部46と、を備えている。十個の端子41は、各々、本発明の「第二配線」の概念に含まれる。
【0028】
回路基板4は、全体的に長方形板状を呈している。
図2に点線で示すように、第二接続部43は、回路基板4の前縁に配置されている。上方または下方から見て、第一接続部23と第二接続部43とは、重複している。すなわち、第一接続部23と第二接続部43とにより、重複部Aが形成されている。
【0029】
十個の端子41は、第二接続部43の上面に、左右方向に並んで配置されている。十本の第一配線21と、十個の端子41とは、上下方向に圧接している。当該圧接により、第一配線21と端子41と間の導通が確保されている。第二介在部46は、左右方向に隣り合う任意の一対の端子41間に配置されている。複数の電子部品42は、回路基板4の上面に実装されている。四つのスクリュー挿通孔45は、回路基板4の四隅に穿設されている。
【0030】
[ケース5、ずれ抑制ピン6]
ケース5は、全体的に直方体箱状を呈している。ケース5は、第一ケース分割体50と、第二ケース分割体51と、を備えている。第一ケース分割体50は、樹脂製であって、下方に開口する箱状を呈している。第一ケース分割体50は、切欠部500と、押圧体501と、四つのボス部502と、を備えている。
【0031】
切欠部500は、第一ケース分割体50の前壁に配置されている。第一配線体2の第一接続部23は、切欠部500を介して、ケース5の内部に収容されている。四つのボス部502は、第一ケース分割体50の四隅に配置されている。
【0032】
押圧体501は、第一ケース分割体50の上壁前縁下面に突設されている。
図4に示すように、押圧体501は、重複部Aの上方に配置されている。押圧体501は、第一配線体2の第一接続部23に、上方から圧接している。押圧体501は、左右一対の拡張抑制部501aと、押圧部501bと、を備えている。左右一対の拡張抑制部501aは、押圧部501bの左右両側に配置されている。
【0033】
押圧部501bは、十個の配線積層区間押圧部501b1と、九個の介在部積層区間押圧部501b2と、を備えている。十個の配線積層区間押圧部501b1は、配線積層区間B(十本の第一配線21と十個の端子41とが上下方向に積層している区間)に、真上から圧接している。九個の介在部積層区間押圧部501b2は、介在部積層区間C(九個の第一介在部26と九個の第二介在部46とが上下方向に積層している区間)に、真上から圧接している。
【0034】
介在部積層区間押圧部501b2の下端面は、配線積層区間押圧部501b1の下端面よりも、下方に配置されている。また、拡張抑制部501aの下端面は、配線積層区間押圧部501b1の下端面よりも、下方に配置されている。
【0035】
第二ケース分割体51は、樹脂製であって、上方に開口する箱状を呈している。第二ケース分割体51は、第一ケース分割体50の下方に配置されている。第二ケース分割体51は、支持体511と、四つのボス部512と、を備えている。
【0036】
四つのボス部512は、第二ケース分割体51の四隅に配置されている。ここで、第一ケース分割体50の四つのボス部502と、回路基板4の四つのスクリュー挿通孔45と、第二ケース分割体51の四つのボス部512と、は上下方向に並んでいる。四本のスクリュー9の下端は、各々、ボス部502とスクリュー挿通孔45とを貫通し、ボス部512に螺着されている。四本のスクリュー9により、第一ケース分割体50と第二ケース分割体51とが組み付けられている。また、四本のスクリュー9により、四つのボス部502と、四つのボス部512と、の間に、回路基板4が挟持、固定されている。また、後述するように、四本のスクリュー9により、第一接続部23と第二接続部43とが圧接されている。
【0037】
支持体511は、第二ケース分割体51の下壁前縁上面に突設されている。
図4に示すように、支持体511は、重複部Aの下方に配置されている。支持体511は、回路基板4の第二接続部43を下方から支持している。
【0038】
図2、
図3に示すように、左右一対のずれ抑制ピン6は、第二ケース分割体51の前縁に配置されている。左右一対のずれ抑制ピン6は、各々、本発明の「ずれ抑制部」の概念に含まれる。左右一対のずれ抑制ピン6は、左右一対のピン挿通孔25に挿通されている。
【0039】
<配線体接続構造体の組付方法>
次に、本実施形態の配線体接続構造体の組付方法について説明する。配線体接続構造体1を組み付ける場合は、まず、
図2に示すように、第二ケース分割体51の内側に回路基板4を配置する。この際、回路基板4の四つのスクリュー挿通孔45と、第二ケース分割体51の四つのボス部512と、の位置を合わせる。
【0040】
次に、第一配線体2の第一接続部23を、回路基板4の第二接続部43に、上方から積層させる。この際、左右一対のずれ抑制ピン6を、左右一対のピン挿通孔25に、下方から挿入する。続いて、第一ケース分割体50を、第二ケース分割体51に被せる。この際、回路基板4の四つのスクリュー挿通孔45と、第一ケース分割体50の四つのボス部502と、の位置を合わせる。最後に、四本のスクリュー9を、第一ケース分割体50の四つのボス部502から挿入し、第二ケース分割体51の四つのボス部512に固定する。このようにして、配線体接続構造体1の組付作業を行う。
【0041】
図5に、
図4の枠V内の拡大図を示す。
図5に点線で示すように、組付前においては、基材20は、上下方向に圧縮されていない。このため、基材20の上下方向厚さL1は、略自然長である。同様に、第一配線21の上下方向厚さは、略自然長である。
【0042】
これに対して、組付後においては、重複部Aは、上方の押圧体501と下方の支持体511との間で、圧縮されている。すなわち、配線積層区間Bは、配線積層区間押圧部501b1により、上方から押圧されている。このため、基材20の上下方向厚さL2は、上下方向厚さL1に対して、短くなっている。並びに、第一配線21の上下方向厚さは、短くなっている。
【0043】
同様に、介在部積層区間Cは、介在部積層区間押圧部501b2により、上方から押圧されている。このため、基材20の上下方向厚さL3は、上下方向厚さL1に対して、短くなっている。
【0044】
<作用効果>
次に、本実施形態の配線体構造体の作用効果について説明する。本実施形態の配線体接続構造体1は、
図4、
図5に示すように、左右一対の拡張抑制部501aを備えている。このため、第一接続部23が左右方向(短手方向、幅方向)に拡張するのを抑制することができる。したがって、押圧部501bから押圧力が加わっても、第一接続部23の十本の第一配線21が、十個の第二接続部43の端子41に対して、左右方向にずれにくい。よって、エラストマー製の基材20およびエラストマーを含む第一配線21を第一接続部23が有するにもかかわらず、第一配線体2と回路基板4との導通を確保しやすい。
【0045】
また、第一接続部23の第一配線21が、第二接続部43の端子41(第一配線21の接続対象である端子41)に対して、左右方向にずれにくい。このため、当該第一配線21が、接続対象でない他の端子41に、誤接触しにくい。
【0046】
また、拡張抑制部501aの下端面は、配線積層区間押圧部501b1の下端面よりも、下方に配置されている。このため、
図5に示すように、端部積層区間D(第一接続部23の左右方向両端部と第二接続部43の左右方向両端部とが上下方向に積層している区間)の方が、配線積層区間Bよりも、圧縮量が大きい。したがって、当該圧縮量の較差に起因して、
図5に矢印Y5で示すように、端部積層区間Dから配線積層区間Bに圧縮力が作用しやすい。したがって、第一配線21が下方に膨出しやすい。よって、第一配線21と端子41とが圧接しやすい。
【0047】
また、第一接続部23および第二接続部43が共に硬質の場合(例えば第一接続部23および第二接続部43が共にエラストマーを含有しない場合)、理想的な上下方向の圧縮代を達成するために、ケース5、第一接続部23、第二接続部43の寸法公差の管理を徹底する必要がある。これに対して、本実施形態の配線体接続構造体1の場合、第一接続部23が、エラストマー製の基材20およびエラストマーを含む第一配線21を備えている。このため、第一接続部23と第二接続部43とを、簡単に圧接することができる。すなわち、第一接続部23の弾性を利用して、理想的な上下方向の圧縮代を、簡単に達成することができる。したがって、ケース5、第一接続部23、第二接続部43の寸法公差の管理を徹底する必要がない。また、圧接力確保のために、第一配線体2および回路基板4に対して、弾性を有する別部材(例えば、エラストマー製や発泡体製の弾性体や、スプリングなど)を配置する必要がない。また、本実施形態の配線体接続構造体1は、圧接力により第一配線体2と回路基板4とを接続している。このため、第一配線体2と回路基板4とを接着する導電性の接着剤は、必須ではない。
【0048】
また、本実施形態の配線体接続構造体1は、
図3に示すように、左右一対のずれ抑制ピン6を備えている。このため、第一接続部23にへたりが発生した場合であっても、第二接続部43に対する第一接続部23のずれを抑制することができる。
【0049】
また、左右一対のずれ抑制ピン6は、重複部Aの前方に配置されている。このため、
図3に矢印Y1で示すように、前方(第一配線体2を回路基板4から離間させる方向)から第一配線体2に荷重が加わる場合であっても、第二接続部43に対する第一接続部23のずれを抑制することができる。
【0050】
また、
図3に示すように、第一接続部23は、長尺部24よりも、左右方向の幅が広い。このため、
図3に矢印Y1で示すように、前方から第一配線体2に荷重が加わる場合であっても、当該荷重を左右方向に分散することができる。したがって、重複部Aに荷重が集中するのを抑制することができる。
【0051】
また、左右一対のずれ抑制ピン6は、重複部Aの左右方向両端の前方に配置されている。このため、
図3に矢印Y2で示すように、捩り方向から第一配線体2に荷重が加わる場合であっても、第二接続部43に対する第一接続部23のずれを抑制することができる。
【0052】
また、本実施形態の配線体接続構造体1の押圧部501bは、
図4、
図5に示すように、十個の配線積層区間押圧部501b1と、九個の介在部積層区間押圧部501b2と、を備えている。介在部積層区間押圧部501b2の下端面は、配線積層区間押圧部501b1の下端面よりも、下方に配置されている。このため、介在部積層区間Cの方が、配線積層区間Bよりも、上下方向の圧縮量が大きい。したがって、
図5に矢印Y3で示すように、押圧力が加わっても、配線積層区間Bが左右方向に動きにくい。したがって、第一配線21と端子41とが左右方向にずれにくい。
【0053】
また、配線積層区間Bよりも、介在部積層区間Cの方が、上下方向の圧縮量が大きい。このため、当該圧縮量の較差に起因して、
図5に矢印Y4で示すように、介在部積層区間Cから配線積層区間Bに圧縮力が作用しやすい。したがって、第一配線21が下方に膨出しやすい。したがって、第一配線21と端子41とが圧接しやすい。
【0054】
また、
図5に矢印Y3で示す押圧力により、端部積層区間Dの基材20、介在部積層区間Cの基材20は、第一配線21および端子41の左右両側に回り込む。この点においても、第一配線21と端子41とが左右方向にずれにくい。
【0055】
また、
図2に示すように、長尺部24において、第一配線21は、カバーフィルム22により下方(外側)から被覆されている。このため、第一配線21を外部から絶縁することができる。また、第一配線21の防水性を確保することができる。また、第一配線21の酸化を抑制することができる。
【0056】
<その他>
以上、本発明の配線体接続構造体の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【0057】
第一配線体2、第二配線体の種類は特に限定しない。ハーネス、コネクタ、センサ、アクチュエータなどであってもよい。また、上記実施形態においては、
図2に示すように、本発明の第二配線体として回路基板4を用いたが、第二配線体としてフレキシブルフラットケーブル(FFC)、フレキシブルプリント配線板(FPC)などを用いてもよい。また、第一配線体2同様の構成の第二配線体を配置してもよい。また、第一配線21、端子41の配置数は、特に限定しない。また、第一配線21、端子41の配置数は、同数でなくてもよい。
【0058】
図6に、その他の実施形態(その1)の配線体接続構造体の分解斜視図を示す。なお、
図2と対応する部位については、同じ符号で示す。
図6に示すように、本発明のずれ抑制部として左右一対の係合爪60を配置してもよい。すなわち、第一配線体2の第一接続部23と、長尺部24と、の間には、左右一対の段差29が形成されている。左右一対の係合爪60は、左右一対の段差29に、前方から係合している。このため、第二接続部43に対する第一接続部23のずれを抑制することができる。
【0059】
図7に、その他の実施形態(その2)の配線体接続構造体の左右方向断面の拡大図を示す。なお、
図5と対応する部位については同じ符号で示す。
図7に示すように、拡張抑制部501aの下端面を、介在部積層区間押圧部501b2の下端面よりも、下方に配置してもよい。こうすると、第一接続部23の十本の第一配線21が、十個の第二接続部43の端子41に対して、左右方向にずれにくい。
【0060】
また、拡張抑制部501aの下端面、配線積層区間押圧部501b1の下端面、介在部積層区間押圧部501b2の下端面の形状は特に限定しない。平面状、凹凸面状、スロープ状、階段状などであってもよい。また、左右方向に下端面の高度を変化させてもよい。また、前後方向に下端面の高度を変化させてもよい。
【0061】
第一配線体2の基材20を構成するエラストマーとしては、上記実施形態のシリコーンゴムの他、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、各種の熱可塑性エラストマー等を用いることができる。
【0062】
第一配線21に含まれるエラストマーは、基材20のエラストマーと同じでもよく、異なっていてもよい。上記実施形態のアクリルゴムの他、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、ウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン等を用いることができる。
【0063】
第一配線21に含まれる導電材としては、銀、金、銅、ニッケル等の金属粉末、導電性を有するカーボン粉末等が好適である。所望の導電性を発現させるため、エラストマーにおける導電材の充填率は、第一配線21の体積を100vol%とした場合の20vol%以上であることが望ましい。一方、導電材の充填率が65vol%を超えると、エラストマーへの混合が困難となり、成形加工性が低下する。加えて、第一配線21の伸縮性が低下する。このため、導電材の充填率は、50vol%以下であることが望ましい。
【0064】
第一配線21の形成方法は、特に限定しない。基材20に印刷(上記実施形態のスクリーン印刷の他、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、パッド印刷、リソグラフィー等)してもよい。また、予め成形済みの第一配線21を、基材20に接着してもよい。
【0065】
カバーフィルム22の材質は特に限定しない。上記実施形態のシリコーンゴムの他、例えば、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、各種の熱可塑性エラストマー等を用いることができる。