WO2018168424A1 - 固定導電板と弾性導電板を有する電子装置 - Google Patents

Abstract

弾性導電板をケース内に、容易に着脱できないように装着でき、大きな応力集中を無くして片持ち梁である弾性腕部の作用長を決めることができる固定導電板と弾性導電板を有する電子装置を提供する。ケース（１０）に固定導電板（２０）が埋設されている。内部空間（１１）では、固定導電板（２０）の一部である第１接触面（２３ａ）と、ケース（１０）の内面である第２接触面（１６ａ）が対向し、この対向部に弾性導電板（３０）が挟み込まれている。弾性導電板（３０）は、規制部（４１）において、支持片部（３３）が、固定導電板（２０）の薄板部（２３ｂ）に嵌合し、弾性腕部（３４）が支持片部（３３）から延び出ている。

Description

固定導電板と弾性導電板を有する電子装置

　本発明は、ケース内に、固定導電板と、物理量センサを搭載した基板などに設けられた固定電極部に弾圧される弾性導電板と、が設けられた電子装置に関する。

　特許文献１に、筐体１の内部に、外部端子（固定導電板）と内部端子（弾性導電板）が設けられた電気部品に関する発明が記載されている。
　この電気部品では、筐体１内に固定された外部端子２が設けられ、外部端子２が折り曲げられて、互いに対向する平坦部２ａと対向部２ｆとが形成されている。外部端子２の平坦部２ａと対向部２ｆとの間に弾性変形可能な内部端子３が装着されている。内部端子３には、平坦部３ａと、前記平坦部３ａから曲げられた第１弾性部３ｂと、第１弾性部３ｂの先部の当接部３ｃとが一体に形成されている。平坦部３ａが外部端子２の前記平坦部２ａに弾接し、前記当接部３ｃが、前記外部端子２の前記対向部２ｆに弾接している。内部端子３の前記平坦部３ａの先部に１８０度の折返し部が設けられ、折返し部から第２弾性部３ｄが延び出ている。第２弾性部３ｄの先部の接点部３ｅが、絶縁基板４の表面の抵抗パターン４ａに弾接している。

　また、内部端子３に、前記平坦部３ａから切り起こしたストッパ部３ｆが一体に形成されており、このストッパ部３ｆが外部端子２に形成された凹部２ｂまたは筐体１の側壁に形成された凹部１ｔに掛けられて、内部端子３が抜け止めされている。

特開平１０－３２１０７号公報

　特許文献１に記載された電子部品は、内部端子３の前記平坦部３ａから切り起こしたストッパ部３ｆが凹部２ｂまたは凹部１ｔに掛けられて、内部端子が抜け止めされているが、このストッパ部３ｆと凹部との係合だけでは、内部端子３の抜け止めを十分に行うことができない。抜け止め効果を高めるためには、ストッパ部３ｆを長く形成することが必要になり、その結果、内部端子３が必要以上に大きくなる問題が生じる。

　また、特許文献１に記載された電子部品は、その図３と図４に示すように、内部端子３の平坦部３ａの先部が１８０度折り返されている。この１８０度の折返し部を設けることにより、ここから延びる内部端子３の基端の位置が決められている。しかし、この構造では、第２弾性部３ｄに力が作用したときに、１８０度の折返し部に応力が集中し、疲労の原因になりやすい。

　本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、弾性導電板の抜け止め効果を高めることができる固定導電板と弾性導電板を有する電子装置を提供することを目的としている。
　また本発明は、弾性導電板に１８０度の折返し部などを形成しなくても、弾性腕部の基端の位置を決めることができ、弾圧接点部と固定電極部との弾圧力を最適に設定することができる固定導電板と弾性導電板を有する電子装置を提供することを目的としている。

　本発明の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置は、ケースに、その一部が外部端子部となる固定導電板と、前記固定導電板に接続される弾性導電板と、前記弾性導電板に導通する固定電極部と、が設けられた電子機器において、
　前記ケースに、互いに対向する第１接触面と第２接触面が設けられて、前記第１接触面と前記第２接触面の少なくとも一方が、前記固定導電板の板表面となっており、
　前記弾性導電板は、金属板ばね材料によって、前記第１接触面に弾圧される第１圧接部と、前記第１圧接部から折り返されて前記第２接触面に弾圧される第２圧接部と、前記第２圧接部から曲げられて前記第１接触面を超えて延びる支持片部と、前記支持片部から曲げられて前記固定電極部に向かう弾性腕部と、前記弾性腕部の先端部に設けられて前記固定電極部に弾圧される弾圧接点部とが一体に形成されており、
　前記第１圧接部と前記第２圧接部の少なくとも一方が、前記固定導電板の前記板表面と接触し、
　前記固定導電板の一部に連結端部が 形成され、前記連結端部と、前記弾性導電板の前記支持片部とが嵌合して、前記支持片部が前記固定電極部から離れるのを規制する規制部が構成されていることを特徴とするものである。

　本発明の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置は、前記支持片部に穴部が形成され、前記規制部で、前記連結端部が前記穴部に嵌合しているものとして構成できる。

　例えば、前記連結端部は、板厚が小さくなっており、前記連結端部の板厚の小さい部分が、前記穴部に嵌合している。

　本発明の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置は、前記支持片部には、少なくとも１つの掛止片が切り起こされて形成されており、前記規制部では、前記穴部に挿入された前記連結端部に、前記掛止片の先端が係止されているものとして構成できる。

　また、本発明の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置は、前記ケースに、前記連結端部に対向する凹部が形成されており、前記連結端部の先部が前記凹部に入り込んでいることが好ましい。

　本発明の電子装置は、弾性導電板に、第１圧接部および第２圧接部と、第２圧接部から曲げられた支持片部と、支持片部から曲げられた弾性腕部とが形成されている。そして、規制部において、固定導電板と支持片部が嵌合し、支持片部が固定電極部から離れないように規制されている。そのため、弾性導電板が、第１接触面と第２接触面との間から抜け出るのを効果的に規制することができるようになる。

　本発明の電子装置は、前記規制部で支持片部が規制されて固定されているため、片持ち梁である弾性腕部の基端（支持端）を、支持片部と弾性腕部との折り曲げ境界部にほぼ一致する場所に設定することができる。弾性腕部の基端（支持端）を確定できるため、弾性腕部の作用長さを均一に揃えやすくなり、弾圧接点部と固定電極部との圧接力を最適に設定することができる。しかも、１８０度の折返し部などが不要であるため、弾性腕部の基端（支持端）での応力の集中を緩和でき、疲労の蓄積を低減できるようになる。

本発明の第１の実施の形態の電子装置を示す断面図、 図１に示す第１の実施の形態の電子装置の断面図の部分拡大図、 図１に示す第１の実施の形態の電子装置の構成を示す一部断面を含む分解斜視図、 図１に示す第１の実施の形態の電子装置に設けられた固定導電板と弾性導電板を示す分解斜視図、 本発明の第２の実施の形態の電子装置の断面図の部分拡大図、 本発明の第３の実施の形態の電子装置の断面図の部分拡大図、

　図１と図２に本発明の第１の実施の形態の電子装置１の断面図が示され、図３に一部断面を示す分解斜視図が示されている。
　この電子装置１は、ケース（筐体）１０の内部空間１１に回路基板２が収納されている。図３に示すように回路基板２は固定ねじ３によって、ケース１０に固定されている。回路基板２には、物理量センサとして加速度センサが搭載されている。あるいは物理量センサが、圧力センサや湿度センサまたは角速度センサなどであってもよい。電子装置１は、車載用であり、例えば車軸やその支持部などに設置されて、車体に作用する加速度の検出に使用される。そのため、電子装置１は大きな加速度が作用しても内部構造において接触不良などが生じないように構成されることが必要である。

　ケース１０は合成樹脂材料で形成されており、内部空間１１を形成する第１ケース１０ａと、内部空間１１の開口部を塞ぐ蓋体構造の第２ケース１０ｂとが組み合わされて構成されている。第２ケース１０ｂの縁部１０ｃは、第１ケース１０ａの開口端部に接着されて固定されている。またはねじ止めやレーザー溶接で固定されている。

　図１と図２および図３に示すように、第１ケース１０ａの図示左側には、筒状のコネクタ部１２が一体に形成されている。第１ケース１０ａの内部に、固定導電板２０が埋設されている。第１ケース１０ａは合成樹脂材料で射出成型されるが、この成型時に金型内に固定導電板２０がインサートされ、第１ケース１０ａと固定導電板２０とが、いわゆるインサート成型により一体化される。ただし、固定導電板２０は、既に成型された第１ケース１０ａに差し込まれるなどして固定されてもよい。

　固定導電板２０は黄銅などの導電性金属板で形成されている。固定導電板２０は、外部端子部２１を有している。外部端子部２１は、第１ケース１０ａからコネクタ部１２の内部に突出している。固定導電板２０は、外部端子部２１の基部と、この基部から図示下向きに折り曲げられた曲げ底部２２が第１ケース１０ａ内に埋設されている。

　図１と図２および図３に示すように、第１ケース１０ａには、図示底部側から内部空間１１に向けて立ち上がる内部壁部１３が一体に形成されている。図３と図４に示すように、固定導電板２０には、曲げ底部２２からほぼ直角に折り曲げられた接触板部２３が設けられている。接触板部２３は、前記内部壁部１３の対向内面１３ａに密着して支持されている。

　図３に示すように、第１ケース１０ａは、コネクタ部１２に連続する周壁部１４を有しており、周壁部１４の内部空間１１に向く内面に、内部壁部１３に対向する周壁支持部１５が一体に形成されている。周壁支持部１５には、上下方向に延びる一対の保持凹部１６，１６が形成されている。２つの保持凹部１６，１６の間に、上下に延びる区画リブ１７ａが一体に形成されている。それぞれの保持凹部１６の側方部にも、上下に延びる区画リブ１７ｂ，１７ｂが一体に形成されている。

　図１と図２に示すように、固定導電板２０の接触板部２３の表面となる板面が第１接触面２３ａであり、前記保持凹部１６の表面が第２接触面１６ａである。ケース１０の内部空間１１において、第１接触面２３ａと第２接触面１６ａが、互いに平行に対向している。この実施の形態では、第１接触面２３ａが、固定導電板２０の接触板部２３の板表面であり、第２接触面１６ａが、ケース１０を構成する合成樹脂材料の表面である。ただし、この実施の形態とは逆に、第１接触面が内部壁部１３の表面であって、第２接触面が、保持凹部１６内に位置する固定導電板２０の板表面であってもよい。あるいは、第１接触面と第２接触面の双方が、固定導電板２０の板表面であってもよい。

　ケース１０の内部空間１１では、第１接触面２３ａと第２接触面１６ａの対向部が、弾性導電板３０の収納空間となっている。弾性導電板３０は、ステンレス鋼やベリリウム銅などの板ばね金属材料で形成されている。図３と図４に示すように、弾性導電板３０は、Ｖ字形状に折り曲げられて、第１圧接部３１と第２圧接部３２とが形成されている。弾性導電板３０は、第１圧接部３１と第２圧接部３２との折り曲げ部を下向きとして、ケース１０の内部に差し込まれ、これにより、一対の弾性導電板３０が、前記収納空間に装着される。一対の弾性導電板３０のそれぞれが、第１ケース１０ａの前記収納空間に装着されると、第１圧接部３１が第１接触面２３ａに弾圧され、第２圧接部３２が第２接触面１６ａに弾圧される。第１接触面２３ａが、固定導電板２０の板表面であるため、第１接触面２３ａにおいて、固定導電板２０と弾性導電板３０が互いに導通している。

　固定導電板２０と弾性導電板３０は、少なくとも導通接触部の表面に金メッキ層が形成されている。金メッキ層は、ニッケルなどの下地層の表面に形成されている。

　図３と図４に示すように、それぞれの弾性導電板３０には、第２圧接部３２の上部からほぼ直角に曲げられた支持片部３３が一体に設けられている。図１と図２に示すように、支持片部３３は、第１接触面２３ａを形成している接触板部２３と第２ケース１０ｂとの対向部を通過し、第１接触面２３ａを超えて、内部空間１１の内方に向けて延びている。支持片部３３からは弾性腕部３４が一体に延びている。弾性腕部３４は、支持片部３３との境界部３５が折り部となって、下向きに折り曲げられており、弾性腕部３４の先部が、凹曲面形状に変形させられた弾圧接点部３６となっている。弾性腕部３４は、図３に示す回路基板２の表面に設けられた固定電極部５に向かって延びており、弾圧接点部３６が固定電極部５に弾圧されている。

　図３に示すように、支持片部３３の幅寸法Ｗ１よりも弾性腕部３４の幅寸法Ｗ２が細くなっている。幅寸法は、境界部３５で段階的に変化している。したがって、弾性導電板３０は、境界部３５において、弾性腕部３４の剛性が、支持片部３３の剛性よりも段階的に低下している。弾性腕部３４はほぼ片持ち梁として機能し、その作用長Ｌは、折曲げ部である境界部３５から、弾圧接点部３６と固定電極部５との接触点までの長さとなる。

　図１と図２および図３と図４に示すように、固定導電板２０の接触板部２３の先端部に、加圧成型によって板厚寸法が小さく変形した薄板部２３ｂが形成されて、この薄板部が連結端部２３ｃとなっている。弾性導電板３０の支持片部３３には、いわゆるバーリング加工によって穴部３７が形成されている。接触板部２３の先部の薄板部２３ｂ（連結端部２３ｃ）と穴部３７とが嵌合することによって、弾性導電板３０の支持片部３３が、固定電極部５から離れる方向（回路基板２から離れる方向）への変形し、また移動するのを防止する規制部４１が構成されている。

　図２に示すように、第２ケース１０ｂの下面に凹部１８が形成されており、薄板部２３ｂの先部が凹部１８の内部に入り込んでいる。予想外の加速度が作用するなどして、万が一、薄板部２３ｂと穴部３７の嵌合が弛むことがあったとしても、薄板部２３ｂと穴部３７とが外れることがなく、図示上方へ変形しようとする支持片部３３が、第２ケース１０ｂの下面に当たる。そのため、支持片部３３が図示上方に向けて押し上げられても、塑性変形するのを防止できるようになる。

　第１の実施の形態の電子装置１は、車両の車軸やその支持部などに搭載され、回路基板２に搭載された加速度センサで、車体の加速度が検知される。あるいは、他の物理量センサで、各種情報が検知されてもよい。加速度センサなどの検知信号は、回路基板２に搭載されたＩＣなどで情報処理される。一対の弾性導電板３０の弾圧接点部３６はそれぞれ固定電極部５に弾圧されており、情報処理された信号は、回路基板の導電パターンから固定電極部５を介して弾性導電板３０に伝達される。さらに、弾性導電板３０は、第１圧接部３１が、固定導電板２０の接触板部２３に接触しているため、情報処理された信号は、一対の弾性導電板３０から一対の固定導電板２０に与えられる。ケース１０のコネクタ部１２にプラグが嵌着されている。

　図１と図２に示すように、固定導電板２０と弾性導電板３０は、規制部４１において、支持片部３３に形成された穴部３７に、接触板部２３の先部の薄板部２３ｂ（連結端部２３ｃ）が嵌合している。薄板部２３ｂは穴部３７に強制的に圧入できるように寸法が設定されており、圧入による保持力により、弾性導電板２０が、図２に示す嵌合状態から図示上方に向けて容易に動くことのないように保持される。

　図３に示すように、弾性導電板３０の支持板部３３の幅寸法Ｗ１は弾性腕部３４の幅寸法よりも大きく、支持板部３３と弾性腕部３４との境界部３５に、幅寸法の段差が設けられている。しかも、規制部４１において、支持板部３３が、固定電極部５から図示上方へ離れないように強固に保持されている。よって、支持片部３３の弾性変形は抑制され、弾性腕部３４は、境界部３５から弾圧接点部３６までの長さＬが実質的な作用長となる片持ち梁として機能する。

　弾性導電板３０では、第２圧接部３２と支持片部３３との折り角度がほぼ９０度である。そして、図４に示すように、支持片部３３からの弾性腕部３４の折り角度θが９０度以下でさらには４５度以下であり、特許文献１に記載のような１８０度の折り返し部分を有していない。弾性導電板３０は、弾性腕部３４の作用長Ｌを決めることができるため、弾性腕部３４の弾圧接点部３６が固定電極部５に弾圧する弾圧力を適正に設定しやすくなる。そして、大きな折返し部を有しないため、弾性腕部３４の基端（支持端：すなわち境界部３５）に大きな応力が集中するのを避けることが可能になる。

　図５と図６に、本発明の第２の実施の形態と第３の実施の形態の電子装置が示されている。図５と図６において、前記第１の実施の形態と同じ構造部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
　図５に示す、本発明の第２の実施の形態の電子機器１０１は、弾性導電板３０の支持片部３３に、穴部３３ａと、穴部３３ａから上方に切り起こされた係止片３８ｂが一体に形成されている。固定導電板２０の接触板部２３の先端部である連結端部２３ｃが穴部３８ａに挿入され、この連結端部２３ｃに係止片３８ｂの先端のエッジ部が弾圧されて係止されて、支持片部３３が固定電極部５から離れる方向へ変形したり移動するのを規制する規制部４２が構成されている。

　図６に示す、本発明の第３の実施の形態の電子機器２０１は、支持片部３３の穴部３３ａに、互いに対向する方向に延びる一対の掛止片３８ｂ，３８ｃが形成されている。穴部３３ａに挿入された連結端部２３ｃの両側表面に、掛止片３８ｂ，３８ｃの先端のエッジ部が弾圧されて嵌合し、規制部４３が形成されている。

　また、図５と図６に示すように、第２ケース１０ｂの下面に凹部１８が形成されており、凹部１８内に連結端部２３ｃの上端部が入り込んでいる。よって、予想外の加速度が作用しても、支持片部３３が連結端部２３ｃから抜け出ることはない。

１，１０１，２０１　電子装置
２　  回路基板
５　  固定電極部
１０　ケース
１０ａ　第１ケース
１０ｂ　第２ケース
１１　内部空間
１３　内壁部
１３ｂ　規制対向部
１６　保持凹部
１６ａ　第２接触面
１９　規制支持部
２０　固定電極板
２１　外部端子部
２３　接触板部
２３ａ　第１接触面
２３ｂ　薄板部（連結端部）
２３ｃ　連結端部
３０　弾性導電板
３１　第１圧接部
３２　第２圧接部
３３　支持片部
３４　弾性腕部
３５　境界部
３６　弾圧接点部
３７　穴部
４１，４２，４３　規制部

Claims (5)

1. 　ケースに、その一部が外部端子部となる固定導電板と、前記固定導電板に接続される弾性導電板と、前記弾性導電板に導通する固定電極部と、が設けられた電子機器において、
   　前記ケースに、互いに対向する第１接触面と第２接触面が設けられて、前記第１接触面と前記第２接触面の少なくとも一方が、前記固定導電板の板表面となっており、
   　前記弾性導電板は、金属板ばね材料によって、前記第１接触面に弾圧される第１圧接部と、前記第１圧接部から折り返されて前記第２接触面に弾圧される第２圧接部と、前記第２圧接部から曲げられて前記第１接触面を超えて延びる支持片部と、前記支持片部から曲げられて前記固定電極部に向かう弾性腕部と、前記弾性腕部の先端部に設けられて前記固定電極部に弾圧される弾圧接点部とが一体に形成されており、
   　前記第１圧接部と前記第２圧接部の少なくとも一方が、前記固定導電板の前記板表面と接触し、
   　前記固定導電板の一部に連結端部が形成され、前記連結端部と、前記弾性導電板の前記支持片部とが嵌合して、前記支持片部が前記固定電極部から離れるのを規制する規制部が構成されていることを特徴とする固定導電板と弾性導電板を有する電子装置。
2. 　前記支持片部に穴部が形成され、前記規制部で、前記連結端部が前記穴部に嵌合している請求項１記載の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置。
3. 　前記連結端部は、板厚が小さくなっており、前記連結端部の板厚の小さい部分が、前記穴部に嵌合している請求項２記載の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置。
4. 　前記支持片部には、少なくとも１つの掛止片が切り起こされて形成されており、前記規制部では、前記穴部に挿入された前記連結端部に、前記掛止片の先端が係止されている請求項２記載の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置。
5. 　前記ケースには、前記連結端部に対向する凹部が形成されており、前記連結端部の先部が前記凹部に入り込んでいる請求項１ないし４のいずれかに記載の固定導電板と弾性導電板を有する電子装置。

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