JP3977636B2 - 平型柔軟ケーブル用コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平型柔軟ケーブル（ＦＰＣ、ＦＦＣなどと呼ばれているものを含む。以下、単にＦＰＣという。）を、例えばプリント回路基板などの他の機材に接続する技術として有効な平型柔軟ケーブル用コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＰＣとプリント回路基板を接続する方法として、次の方法が知られている。ＦＰＣの接続端部をプラグコネクタに接続する一方、プリント回路基板上にリセプタクルコネクタを実装し、プラグコネクタとリセプタクルコネクタを互いに嵌合（接続）する方法。例えば、特開平８−２０３６２６号公報参照。
【０００３】
別の方法として、プリント回路基板上にコネクタを実装し、ＦＰＣの接続端部に露出させた導体をプリント回路基板上のコネクタのコンタクトに押し付けるようにして電気的に接続する方法も知られている。
【０００４】
プラグコネクタとリセプタクルコネクタを使用する接続方法は、ＦＰＣを接続するプラグコネクタが必要であることから、製造コストを増大させると共に、プリント回路基板上に実装するリセプタクルコネクタの小型化が困難で、実装面積を小さくすることに限界がある問題点があった。
【０００５】
また、プリント回路基板上に実装したコネクタのコンタクトにＦＰＣの導電部自体を直接押し付けるようにした方法では、次のような問題点があった。プリント回路基板やコネクタ自体に反りなどが生じたときに、ＦＰＣの接続端部がコンタクトから浮き上がるために、全ての極で信頼性の高い接続を確保することが難しい問題である。この問題は、特に、極数が多い場合に顕著となる。
【０００６】
この点、特開平１１−１１１４０１号公報には、プリント回路基板などの機材上で占有面積を小さくできると共に、接続の信頼性を確保でき、製造コストも低減できるように工夫した接続技術が提案されている。
【０００７】
これは、次のような考え方を採用している。ＦＰＣの接続端部内にスリットを形成することにより、ＦＰＣの導体露出部分を接続端部の一側に折り曲げて一対の接続片を形成する。この両接続片間にバックアップ材（補強材）を装着してその両接続片を内側から保持すると共に、バックアップ材をテープによってＦＰＣに固定して、ＦＰＣ側にプラグコネクタを構成する。そして、このプラグコネクタの接続片を差し込む嵌合部を有するリセプタクルコネクタをプリント回路基板側に設けることで、両者を電気的に接続するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、改善された既存のコネクタにおいても、次の点で、さらに解決すべき課題があった。
【０００９】
占有面積を可能な限り小さくするために必要な小型化、薄型化（低背化）に関してである。特に、バックアップ材で保持された両接続片間の間隔が大きくなってしまったり、コネクタ全体の厚さが大きくなってしまう。即ち、両接続片間にバックアップ材を装着しているため、それ以上に間隔を小さくして小型化や薄型化を図る際に制約を受けることになる。また、バックアップ材をＦＰＣに粘着テープで固定する構造では、全体の厚さも増大することになる。
【００１０】
両接続片間にバックアップ材が装着されている関係で、リセプタクルコネクタのさらなる薄型化が図り難いことである。即ち、両接続片間に装着したバックアップ材によって、ＦＰＣの両接続片間の開口を閉じているため、この開口を、例えばリセプタクル側の端子進入用開口等として有効活用できない。その結果、端子の有効嵌合長を長くできない、端子のばね長を長くできないといったことが生じる。これにより、コネクタの接触信頼性の低下を招く恐れがある。
【００１１】
プラグコネクタをリセプタクルコネクタに挿入して結合する際の操作性（挿入感）に関してである。即ち、コネクタの薄型化が進むと、端子のコンタクト片の長さを短くしたり、コンタクト片に設けてある隆起部の傾斜を大きくする対策を必要とする。その結果、端子同士の接触抵抗が大きくなり、操作性を低下させる恐れがある。
【００１２】
なお、製作性や製造コストに関しても配慮が必要である。バックアップ材がＦＰＣとは別部材であり、箱形の加工を必要とするため、製作性が劣る。特に、ＦＰＣに接続片を形成する工程と、バックアップ材を必要な形状に加工する工程の後に、バックアップ材をＦＰＣに装着し、さらにバックアップ材をＦＰＣに粘着テープで固定する作業を必要とする。そのため、作業工程も多くなり、その分、コストアップになる。
【００１３】
本発明の課題は、プリント回路基板などの機材上で占有面積を可能な限り小さくでき、特に、コネクタ全体の低背化を容易に図ることができ、しかも接触信頼性の向上、操作性の向上を図ることができる平型柔軟ケーブル用コネクタの技術を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコネクタは、平型柔軟ケーブルに設けられたプラグコネクタと、回路基板等に実装され、前記プラグコネクタ１０と結合されるリセプタクルコネクタとを備える。プラグコネクタは、平型柔軟ケーブルとシェルプレートとの貼り合わせ部分の切り起こしによって形成された相互に対向する二つの接続片と、プラグコネクタ１０が天井の無いオープン構造になるように、前記切り起こしにより形成され、前記二つの接続片間に位置する開口とを備える。リセプタクルコネクタは、両接続片を受け入れる受容部を有するハウジングと、そのハウジングに装着されて、前記開口内に進入可能な複数の端子とを備える。そして、両接続片の互いに対向する面には、端子に接触する導体露出部が設けられている。
【００１５】
本発明によれば、平型柔軟ケーブルには、両接続片の切り起こしによって両接続片の間に開口が形成されているため、プラグコネクタはいわゆる天井の無い構造となる。これにより、コネクタの低背化を図りやすくなる。換言すれば、両接続片間に進入する端子の有効嵌合長及び端子のばね長を長くし、接触信頼性を高めることができる。シェルプレート及び平型柔軟ケーブルの両方の厚さに相当する分だけ端子を長く（高く）することができるからである。また、端子のばね長を長くできることは、それ自体の弾力性によって接触抵抗を小さくし、コネクタ結合時の操作性を高めることが容易になる。
【００１６】
前記両接続片は、平型柔軟ケーブルの長手方向に間隔をおいて配置され、両接続片の対向する面と反対側の面がシェルプレートにより形成されていることが望ましい。このように、両接続片の対向する面と反対側の面（外側面）をシェルプレートにより形成すれば、両接続片間にリセプタクル側の端子を進入させる構成を採用することができるだけでなく、両接続片の対向する面（内側面）の導体露出部を保護する形態とすることができる。
【００１７】
前記接続片は、平型柔軟ケーブルから切り起こされ、両接続片の対向する面に導体露出部が形成された露出片と、シェルプレートから切り起こされ、導体露出部と反対側の面を支持する支持片とを備えている構成とすることが望ましい。平型柔軟ケーブルとシェルプレートのラミネート材から支持片を形成することで、特に金属製となる支持片によって必要な強度を確保しつつ、全体の小型化、薄型化を図りやすい構造とすることができる。
【００１８】
前記リセプタクルコネクタの端子は、受容部内で起立するコンタクト片を有し、そのコンタクト片の自由端が受容部の口部付近に位置していることが望ましい。接続片が受容部内に進入すると、受容部内に配置されている端子のコンタクト片は両接続片間に進入する形態となる。従って、コンタクト片の自由端（上端）を受容部の口部付近（入口付近）に位置させることで、コンタクト片の高さを十分に確保することができる。即ち、有効嵌合長を長くすることができる。
【００１９】
前記コンタクト片には、導体露出部に接触する隆起部が設けられると共に、その隆起部の傾斜が緩慢に設定されていることが望ましい。コンタクト片に設ける隆起部は、導体露出部に対してコンタクト片を確実に接触させるために有効である。この隆起部の傾斜を緩慢に設定することで、コネクタ結合時の接触抵抗を低くすることができる。コネクタの低背化を図る場合、それに伴ってコンタクト片自体を短く、隆起部も急傾斜になる。しかし、本発明では、有効嵌合長を長く確保できることで、隆起部の傾斜を緩慢に設定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は平型柔軟ケーブルに設けたプラグコネクタの平面図である。図２はリセプタクルコネクタの平面図、図３はリセプタクルコネクタの断面図、図４は平型柔軟ケーブル用コネクタの断面図である。図５は結合状態を示すコネクタの断面図、図６はリセプタクルコネクタの拡大断面図である。なお、この実施の形態では、本発明をＦＰＣとプリント回路基板とを接続するコネクタに適用した例を示している。
【００２１】
これらの図において、１がＦＰＣであり、２がプリント回路基板である。ＦＰＣ１には、簡易型のプラグコネクタ１０が形成されている。プリント回路基板２には、プラグコネクタ１０が接続されるリセプタクルコネクタ２０が実装されている。プラグコネクタ１０とリセプタクルコネクタ２０とによって、本発明に係る平型柔軟ケーブル用コネクタＣＮが構成される（図４参照）。
【００２２】
このプラグコネクタ１０は、ＦＰＣ１と金属製シェルプレート３とを貼り合わせた部分の加工によって形成した接続片１１を備えている（図４および図５参照）。この接続片１１は、相手コネクタ（リセプタクルコネクタ）２０の受容部２１に挿入される部分であり、電気的に接続するための接続端子を構成する。
【００２３】
接続片１１は、ＦＰＣ１から切り起こされ、片面に導体露出部１２ａが形成された露出片１２と、シェルプレート３から切り起こされ、露出片１１の片面と反対側の面を支持する支持片１３とで構成されている。ＦＰＣ１とシェルプレート３は接着剤（図示せず）を介して貼り合わされている。従って、露出片１２と支持片１３も接着剤を介して貼り合わされ、一体化されている。接着剤には、コネクタの耐熱性に配慮して、例えば熱硬化型接着剤が用いられている。
【００２４】
接続片１１の高さは、ＦＰＣ１の厚さや大きさにもよるが、この実施の形態では１ｍｍ前後に設定されている。ＦＰＣ１の厚さは、図４から理解できるように相当に薄く、柔軟性に優れている。従って、ＦＰＣ１からの露出片１２だけを切り起こしても自立させるのが困難である。そのために、シェルプレート３には、露出片１２を支持するための支持片１３が設けられている。従って、この支持片１３はＦＰＣ１に剛性を与えるための補強機能を有する。
【００２５】
プラグコネクタ１０の接続片１１は、ＦＰＣ１の長手方向に間隔をおいて二片配置されている。従って、プラグコネクタ１０は、互いに対向する二つの接続片１１，１１を備えている。そして、両接続片１１，１１の対向する面に導体露出部１２ａ、１２ａが位置している。この導体露出部１２ａは、図４に示すように、ＦＰＣ１の片面を覆う絶縁被覆１ａの一部を除去して導体１ｂを露出させたものである。勿論、ＦＰＣ１の製造時に予め導体露出部１２ａを形成しておくこともできる。
【００２６】
支持片１３の、露出片１２と貼り合わされる面には、露出片１２の先端部分を支持片１３側へ傾斜させてテーパ面１２ｂを形成するための斜面１３ｂが形成されている。また、支持片１３の突出寸法は、露出片１２の突出寸法よりも長くなるように設定されている。この図４に示す例では、斜面１３ｂはＶ形状の溝の一部によって形成され、その溝内に露出片１２の先端が嵌り込むように形成されている。これにより、露出片１２の先端は支持片１３の先端から突出しないように設計されている。
【００２７】
なお、実施の形態では、図１に示すように、ＦＰＣ１の長さ方向の途中（端部近く）に、幅方向に広げた拡張領域１ｃが形成されている。これは、ＦＰＣ１の導体本数に関係する配線密度が高いために、各導体１ｂ間の間隔及び導体１ｂ自体の幅を広げられるように配慮したものである。これにより、接続の信頼性や製作性を高めている。
【００２８】
回路基板２に実装されたリセプタクルコネクタ２０は、接続片１１を受け入れる受容部２１が形成されたハウジング２２と、受容部２１内に配置されて接続片１１に接触する端子２３と、ハウジング２２の両端部に装着されて回路基板２にハウジング２２を固定するための補強金具２４とを備えている。そして、補強金具２４には、接続片１１に係合してその接続片１１と端子２３の接触状態を保持するロック片２５が設けられている。
【００２９】
ハウジング２２は、図２及び図３に示すように、平面ほぼ長方形で、１ｍｍ前後の高さに形成されている。ハウジング２２の中央部分には、仕切り２２ａが設けられ、その仕切り２２ａの両側に溝状の受容部２１、２１が形成されている。そして、各受容部２１、２１に沿って多数の端子２３が配列（２列に配列）されると共に、受容部２１、２１内に、各端子２３のコンタクト片２３ｂが起立状態で配列されている。
【００３０】
各端子２３の固定部２３ｃはハウジング２２の端子装着溝内に嵌め込まれている。また、各端子２３には、その固定部２３ｃの部分から下方に延びるソルダーテール２３ｄが設けられ、回路基板２に半田付けされている。
【００３１】
ハウジング２２の両端側には、ロック片２５付きの補強金具２４を装着するための溝部２１ａ、２１ａが形成されている。この溝部２１ａ、２１ａは受容部２１、２１に連続して一つの溝状部分を形成している。従って、この溝状部分は全体として、平面長方形の枠状に形成されている。
【００３２】
補強金具２４は、図２及び図３に示すように、逆Ｕ形状に湾曲した本体部２４ａを有している。本体部２４ａは、プラグコネクタ１０のリセプタクルコネクタ２０に対する位置決め機能も兼ねている。本体部２４ａの位置決め機能は、主としてプラグコネクタ１０の長さ方向（ＦＰＣ１の幅方向に対応）を位置決めするように設定している。
【００３３】
本体部２４ａの相対する二片の一方の片２４ｂからロック片２５が延び、他方の片２４ｃがハウジングから突出して回路基板２に半田付けされている。他方の片２４ｃは一方の片２４ｂよりも長く、その端部がソルダーテール２４ｄとして形成されている。
【００３４】
ロック片２５は、ロック片２５自体の弾性によりＦＰＣ１の長さ方向に変位可能に構成されている。このように、ロック片２５の変位方向（可動方向）を工夫することで、ロック時（コネクタ結合時）の位置ずれによる接点脱落や極間ショートの危険性を防止できるように配慮している。このロック片２５の変位方向であるＦＰＣ１の長さ方向は、端子２３の配列ピッチ方向と直交する方向に対応している。
【００３５】
ロック片２５の変位方向を、端子２３の配列ピッチ方向と直交する方向とすることで、ロック片２５の作動時に、端子２３と接続片１１との接触状態に影響を及ぼさないようにすることができるからである。仮に、ロック片２５の変位方向を、端子２３の配列ピッチ方向とした場合について検討してみる。
【００３６】
ロック片２５の作動時（変位時）には、プラグコネクタ１０をＦＰＣ１の幅方向に移動させようとする力が作用する。この力は端子２３のピッチ方向となるため、端子２３と接続片１１との正常な接触状態を極間ショートする方向に位置ずれさせる力となるからである。
【００３７】
なお、プラグコネクタ１０の接続片１１に凹部１３ｈが設けられ、ロック片２５には、接続片１１の凹部１３ｈに嵌り込む凸部２５ａが設けられている。これにより、接続片１１のロック機構が構成されている。このように、凹凸嵌合によってロック機能を発揮させる簡易な構成としている。
【００３８】
凹部１３ｈは、支持片１１の外面に設けられている。凸部２５ａが嵌り込む凹部１３ｈは金属製となる支持片１３に設けることで、凹凸嵌合による摩耗に対して耐久性を発揮できるようにしている。
【００３９】
この実施の形態に係るリセプタクルコネクタ２０は、両接続片１１、１１を受け入れる受容部２１を有するハウジング２２と、そのハウジング２２に装着されて両接続片１１、１１間に進入可能な複数の端子２３とを備えている。そして、両支持片１１、１１の互いに対向する面には、端子２３のコンタクト片２３ｂに接触する導体露出部１２ａが設けられている。各端子２３は仕切り２２ａの両側に沿って配列されている。従って、コネクタ結合時においては、図５に示すように、仕切り２２ａと共に各端子２３の全てのコンタクト片２３ｂが両支持片１１、１１間に進入する。
【００４０】
ＦＰＣ１には、両接続片１１、１１の切り起こしによって両接続片１１、１１の間に開口３０が形成されているため、プラグコネクタ１０はいわゆる天井の無いオープン構造となる。これにより、コネクタＣＮの低背化を図りやすくなる。換言すれば、両接続片１１、１１間に進入する端子２３の有効嵌合長及び端子２３のばね長を長くし、接触信頼性を高めることができる。なぜなら、図４に示すように、シェルプレート３およびＦＰＣ１の両方の厚さＴに相当する分だけ、端子２３のコンタクト片２３ｂを長く（高く）することができるからである。
【００４１】
また、コンタクト片２３ｂのばね長を長くできることは、それ自体の弾力性によってコンタクト片２３ｂと露出片１２との接触抵抗（摩擦）を小さくし、コネクタ結合時の操作性（円滑性）を高めることが容易になる。
【００４２】
両接続片１１、１１は、ＦＰＣ１の長手方向に間隔をおいて配置され、両接続片１１、１１の対向する面と反対側の面（外側面）がシェルプレート３により形成されている。このように、両接続片１１、１１の対向する面と反対側の面（外側面）をシェルプレート３により形成することによって、両接続片１１、１１間にリセプタクルコネクタ２０側の端子２３を進入させる構成を採用することができるだけでなく、両接続片１１、１１の対向する面（内側面）の導体露出部１２ａを保護する形態とすることができる。
【００４３】
接続片１１は、ＦＰＣ１から切り起こされ、両接続片１１、１１の対向する面に導体露出部１２ａが形成された露出片１２と、シェルプレート３から切り起こされ、導体露出部１２ａと反対側の面を支持する支持片１３とを備えている。このようにＦＰＣ１とシェルプレート３のラミネート材から支持片１３を形成することで、特に金属製となる支持片１３によって必要な強度を確保しつつ、全体の小型化、薄型化を図りやすい構造とすることができる。
【００４４】
リセプタクルコネクタ２０の端子２３は、受容部２１内で起立するコンタクト片２３ｂを有し、そのコンタクト片２３ｂの自由端が受容部２１の口部付近に位置する設計としている。接続片１１が受容部２１内に進入すると、受容部２１内に配置されている端子２３のコンタクト片２３ｂは両接続片１１、１１間に進入する形態となる。従って、コンタクト片２３ｂの自由端（上端）を受容部２１の口部付近（入口付近）に位置させることで、コンタクト片２３ｂの高さを十分に確保することができる。即ち、有効嵌合長を長くすることができる。
【００４５】
コンタクト片２３ｂには、導体露出部１２ａに接触する隆起部２３ａが設けられると共に、その隆起部２３ａの傾斜は緩慢に設定されている。コンタクト片２３ｂに設ける隆起部２３ａは、導体露出部１２ａに対してコンタクト片２３ｂを確実に接触させるために有効である。この隆起部２３ａの傾斜を緩慢に設定することで、コネクタ結合時の接触抵抗を低くすることができる。コネクタの低背化を図る場合、通常では低背化に伴ってコンタクト片２３ｂ自体を短く、隆起部２３ａも急傾斜になるが、有効嵌合長を長く確保できることで、隆起部２３ａの傾斜を緩慢に設定することができる。
【００４６】
端子２３には、導体露出部１２ａに接触する隆起部２３ａが設けられている。隆起部２３ａとロック片２５の凸部２５ａとは、受容部２１に対する接続片１１の挿入方向に相対変位した位置に設定されている。このように設定することで、隆起部２３ａと凸部２５ａの位置関係が接続片１１の挿入方向に位置ずれした関係になる。
【００４７】
従って、端子２３の隆起部２３ａが露出片１２に接触するタイミングと、凸部２５ａが支持片１３に接触するタイミングとがずれる。その結果、コネクタ結合時に接続片１１を受容部２１へ挿入するときの抵抗、及び抜き出すときの抵抗を軽減することができる。即ち、確実な接続機能およびロック機能を発揮させつつ、操作性を高めることが可能になる。
【００４８】
なお、リセプタクルコネクタ２０への接続片１１は、ＦＰＣ１とシェルプレート３とを貼り合わせた部分の加工によって形成され、露出片１２と支持片１３とが接着剤を介して一体化されている。従って、このプラグコネクタ１０は、いわゆる二層のラミネート材料（ＦＰＣとシェルプレート３）により作られる形態となる。その結果、複数の別部品を組み付けて構成する従来のコネクタよりも小型化、薄型化を図ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プリント回路基板などの機材上で占有面積を可能な限り小さくでき、特に、コネクタ全体の低背化を容易に図ることができ、しかも接触信頼性の向上、操作性の向上を図ることができる平型柔軟ケーブル用コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラグコネクタの平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るリセプタクルコネクタの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るリセプタクルコネクタの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る平型柔軟ケーブル用コネクタの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る平型柔軟ケーブル用ネクタの結合状態を示す断面図である。
【図６】図２のＺ−Ｚ線に沿った拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 平型柔軟ケーブル（ＦＰＣ）
１ａ 絶縁被覆
１ｂ 導体
１ｃ 拡張領域
２ プリント回路基板
３ シェルプレート
３ａ 圧肉部
１０ プラグコネクタ
１１ 接続片
１２ 露出片
１２ａ 導体露出部
１２ｂ テーパ面
１３ 支持片
１３ｂ 斜面
２０ リセプタクルコネクタ（相手側コネクタ）
２１ 受容部
２１ａ 溝部
２２ ハウジング
２２ａ 仕切り
２３ 端子
２３ａ 隆起部
２３ｂ コンタクト片
２３ｃ 固定部
２３ｄ ソルダーテール
２４ 補強金具
２４ａ 本体部
２４ｂ 一方の片
２４ｃ 他方の片
２４ｄ ソルダーテール
２５ ロック片
２５ａ 凸部
３０ 開口
ＣＮ 平型柔軟ケーブル用コネクタ

Claims (5)

1. 平型柔軟ケーブルに設けられたプラグコネクタと、
   回路基板等に実装され、前記プラグコネクタと結合されるリセプタクルコネクタとを備え、
   前記プラグコネクタは、平型柔軟ケーブルとシェルプレートとの貼り合わせ部分の切り起こしによって形成された相互に対向する二つの接続片と、プラグコネクタが天井の無いオープン構造になるように、前記切り起こしにより形成され、前記二つの接続片間に位置する開口とを備え、
   前記リセプタクルコネクタは、前記両接続片を受け入れる受容部を有するハウジングと、そのハウジングに装着されて、前記開口内に進入可能な複数の端子とを備え、
   前記両接続片の互いに対向する面には、前記端子に接触する導体露出部が設けられている、平型柔軟ケーブル用コネクタ。
2. 前記両接続片は、平型柔軟ケーブルの長手方向に間隔をおいて配置され、
   両接続片の対向する面と反対側の面が前記シェルプレートにより形成されている、請求項１記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
3. 前記接続片は、前記平型柔軟ケーブルから切り起こされ、両接続片の対向する面に前記導体露出部が形成された露出片と、前記シェルプレートから切り起こされ、前記導体露出部と反対側の面を支持する支持片とを備えている、請求項１又は２に記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
4. 前記端子は、前記受容部内で起立するコンタクト片を有し、そのコンタクト片の自由端が前記受容部の口部付近に位置している、請求項１〜３の何れかに記載の平型柔軟ケーブル。
5. 前記コンタクト片には、前記導体露出部に接触する隆起部が設けられると共に、その隆起部の傾斜が緩慢に設定されている、請求項４記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。

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