JP2004031299A - 平型回路部材とｆｐｃとの接続構造 - Google Patents

Abstract

【目的】操作性を向上させるとともに薄型ＦＰＣにおいても信頼性の高い接続が得られる平型回路部材とＦＰＣとの接続構造を提供する。
【構成】略対向する２片の金属片５３，５４を具備する弾性部材５２と略楔状の加圧子６１とを含む加圧手段５１のその略対向する金属片の間に平型回路部材３０とＦＰＣ４０とが重なるように挿入され、挿入された重なり部分３９の外面３３と一方の金属片５３との間に加圧子を介入させたとき、２片の金属片が平型回路部材とＦＰＣと加圧子とを挟持せしめるように構成する。
【選択図】　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の導体が配設されているフレキシブルプリント配線板やフレキシブルフラットケーブル等の柔軟性を有したフレキシブル配線部材（以下これをＦＰＣと称す）と、外部接続用導体配設面を有する前記ＦＰＣやマルチ端子板を含むプリント回路基板等の平型回路部材とを電気的に相互接続し得る接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型化や薄型化が進展する電子機器において、薄型で柔軟性を有し導体が狭ピッチで配設可能なＦＰＣが、その電子機器内の配線部材として多用されている。このＦＰＣを平型回路部材に接続する方法として、単純にそのＦＰＣの端末を平型回路部材の導体に直接半田付けする方法や導電性接着剤を用いる方法があるが、この場合、ＦＰＣと平型回路部材との相互の着脱が困難なため、電子機器の保守性が悪化する。この不具合を解決する方法として、実開平７−８９８２号公報で開示されたフラットケーブル接続具の例（以下これを公知例Ａと称す）のような（公知例Ａではフラットケーブルと称している）ＦＰＣと（公知例Ａでは被接続マルチ端子板と称している）平型回路部材とを脱着自在に圧接接続できる接続具が提案されている。
【０００３】
この公知例Ａによれば、湾曲部の両端に設けられる一対の挟持部によりＦＰＣと平型回路部材とを挟み、湾曲部の弾性偏倚力によりＦＰＣと平型回路部材とを圧接接続させる構成とし、簡単に一括接続することができ、その取り外しも容易に行うことができるものとされている。また、この公知例Ａの接続具は金属板等の単一材で一体形成できるものとされており、また、その接続操作は（好適な実施形態として説明されているように）専用工具にて湾曲部の弾性偏倚力に抗して挾持部間の間隔を広げ、その間に平型回路部材を挟むようにしてその接続具を平型回路部材に差し込めば良いとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
薄型化が進む電子機器においては、その内部の配線部材も、さらに薄型化の要求があり、平型回路部材とＦＰＣとの接続構造においても、その薄型化されるＦＰＣに対応可能でありながら信頼性の高い接続が得られる（すなわち不具合が生じることなく高い圧接力が与えられる）形態であるとともにその接続操作が容易であることが望ましい。
【０００５】
しかし、公知例Ａのごとくの従来例において（ＦＰＣと平型回路部材とを確実に接触させるため）高い圧接力を発生させるためには、その接続具がプラスチック等の絶縁物にて成形される場合、その湾曲部を（バネ性を高めるため）長大化させれば良いが、この方策は接続構造の小型化に支障を生じさせることとなる。よって、その湾曲部を（絶縁物よりバネ性の高いとされる）金属材料にて成形すれば小型の接続構造にて高い圧接力が与えられることとなるが、この方策は信頼性に係わる問題を含んでいる。それは、圧接状態において、挟持部がＦＰＣの導体の背面となる絶縁フィルムに食い込んで導体と接触し、（一体化された接続具を電気的伝導路とし）導体間が電気的に短絡（ショート）して電気的回路に不具合を生じさせることがあり得るという問題である。この不具合は、薄型化に対応するために絶縁フィルムを極薄とした場合に特に発生し易い。
【０００６】
また、湾曲部の弾性偏倚力に抗して挾持部間の間隔を広げる操作は、その弾性応力限界を超えるまで過度に広げられることが有り得、この場合、確実な接続に必要とされる所定の圧接力が与えられず接続信頼性を損なうため、その操作に注意が必要であり操作性を損ねることとなる。その対策として過度に広げることを規制するための専用工具を準備すれば良いが、その保管は煩わしいものであり保守性を損ねることとなる。
【０００７】
【発明の目的】
よって、本発明の目的とするところは、上述のごとき従来技術の有する問題点を解決するものであって、操作性を向上させるとともに薄型ＦＰＣにおいても信頼性の高い接続が得られる平型回路部材とＦＰＣとの接続構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によれば上記目的は、
略対向する２片の金属片を具備する弾性部材と断面視略楔状の加圧子とを含む加圧手段のその略対向する金属片の間に平型回路部材とＦＰＣとが重なるように（平型回路部材とＦＰＣとが固定側となる場合を含め前記金属片の間に相対的に）挿入され、その挿入された重なり部分の外面と前記略対向する金属片の一方の金属片との間に前記加圧子を介入させたとき、前記２片の金属片が前記平型回路部材と前記ＦＰＣと前記加圧子とを挟持せしめることとすることにより達成される。
【０００９】
また、前記ＦＰＣには導体露出部が所定のピッチで配列されており、前記弾性部材は少なくとも前記金属片の他方の金属片の先端部が前記導体露出部の配列ピッチに対応する配列ピッチとなるようにハウジングに配列保持されているとともに、前記加圧子を具備する加圧部材は前記介入過程においてその加圧子が前記一方の金属片に摺動自在に当接するように前記ハウジングに支持されていることが好適である。
【００１０】
【作用】
（好適には、ステンレスやバネ用銅合金の板材から成形される）弾性部材に具備された（好適には、基端部より略Ｕ字状に分岐して）対向する２片の金属片の間（対向空間）に平型回路部材とＦＰＣとを（実用的にはそれぞれの表面に配設された導体露出部が対面するように）重ねて挿入し、その後（好適には先細の先端部を有した）加圧子を平型回路部材とＦＰＣとの重なり部分の外面と一方の金属片との間（前述のごとく導体露出部が対面するように重ねた状態においては導体配設面の裏面側となる外面とこの面と対面する一方の金属片の内側面との間）に介入させる構成は、加圧子により２片の金属片のその対向間隔を押し広げることを可能とし、このことにより発生する金属片の弾性反発力が金属片間の加圧子を含めた介在物に対して挟持力（圧接力）として作用することとなる。
【００１１】
この挟持力は、介入する加圧子の板厚に相関するものであり、これを所定の板厚に設定すれば、２片の金属片を過度に（弾性応力限界を超えるまで）押し広げて挟持力を低下させることを容易に防止することができる。
【００１２】
また、弾性部材は、その金属片の先端部がＦＰＣの導体露出部のその（好適には、隣接する導体露出部間が電気的に絶縁される）所定の配列に対応する配列となるようにハウジングに保持される構成としているため、配列される個々の弾性部材同士が触れ合うことなく電気的に絶縁されるよう間隔を空けて配置されることが容易であり、そのことにより、挟持状態において、金属片がＦＰＣの導体に接触するような事態が生じても、その導体間が電気的に短絡することを防ぐことができる。また、配列される個々の弾性部材の金属片がそれぞれ独立して弾性変位可能であるため、圧接すべき箇所に対して選択的に（他方の金属片の端部に突部を設けた場合には、これが当接する箇所に対して集中的に）挟持力（圧接力）を作用させることができる。
【００１３】
また、さらにハウジングに支持される加圧部材は、介入過程においてそれ自体が弾性部材を押し広げる機能を果たすものであり、接続操作における専用工具を不要とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面にもとずき本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による接続構造の第１の実施形態を示した分解斜視図であり、図２はその接続過程を示した部分断面図であり、図３はその接続状態を示した部分断面図である。さらに、図４は本発明による接続構造の第２の実施形態を示した分解斜視図であり、図２はその接続過程を示した部分断面図であり、図３はその接続状態を示した部分断面図である。
【００１５】
図１において、端部４５に導体４３がその一部を露出するように配列されたＦＰＣ４０は、電子機器の内部においてその小型化および柔軟な配線を可能とするためにテープ状の極薄型構造に成形されたものである。また、その導体露出部４１は、（プリント回路基板を本実施例とした平型回路部材３０の導体露出部３１の配列ピッチに対応する）所定のピッチで配列されている。また、導体４３を保持する絶縁シート４４は、極薄構成としたものであり（通常、導体４３の伸長方向の柔軟性が利用されるものであるが、挟配列ピッチにより隣接する導体露出部４１間が狭い場合であっても、その配列方向においても柔軟性が得られものとなっている。
【００１６】
平型回路部材３０とＦＰＣ４０の端部３５，４５を受け入れ可能とする開口部２１を設けた絶縁性のハウジング２０を含む加圧手段１は、絶縁性の加圧部材１０と複数の弾性部材２とを備えており、基端部６より略対向して伸びる一方の金属片３と他方の金属片４とを具備した弾性部材２は、バネ応力の高い金属板より成形されており、その他方の金属片４の先端部５には突部８が形成されている。そして、このような構成は、その突部８と一方の金属片３の突部７との対向間隔を押し広げる作用が加わった場合、金属片３，４が、その対向間隔が広がる方向に弾性変位し互いにその対向する方向に向けて弾性反発力を発生させることを可能としている。
【００１７】
また、弾性部材２は、その突部７，８がハウジング２０の開口部２１側に向く方向でハウジング２０に設けられた収容孔２２に装填され、固定手段９によりハウジング２０に圧入保持されている。そして、その弾性部材２の配置は、少なくとも突部８が（平型回路部材３０の導体露出部３１の配列ピッチに対応して配列される）ＦＰＣ４０の導体露出部４１の配列ピッチに対応するように、かつ、各々の弾性部材２が隣接する弾性部材２と（触れ合うことなく）絶縁状態を保つように間隔を空けて横並びとなる形態である。
【００１８】
また、保持手段１４がハウジング２０の保持溝２３に係合するようにハウジング２０に保持された加圧部材１０は、先端部１３が先細となる断面視で略楔（くさび）状の加圧子１１を具備しており、その加圧子１１には先端部１３より後方に板状の厚肉部１５が設けられている。図１において、接続前段階の平型回路部材３０とＦＰＣ４０とは、それぞれの導体露出部３１，４１の配設面３２，４２同士が向かい合う配置で準備されており、さらに、加圧手段１は、加圧子１１の先端部１３がハウジング２０の開口部２１の入口付近に位置するような（加圧子１１が開口部２０内には不完全挿入の）状態で準備されている。
【００１９】
図２は、前述の準備段階で導体露出部３１，４１の配設面３２，４２とが向かい合う状態であった平型回路部材３０とＦＰＣ４０とがその状態で端部３５，４５において重ねられて、そして、その重なり部分３９が、開口部２１に案内されて対向する金属片３，４の間（対向空間）に挿入され、さらに、突部８のほぼ真下に位置するまで進入した状態を示している。また、この実施例においては、金属片３，４の突部７，８間の間隔が端部３５，４５の板厚の和よりやや大きく設定されているため、その挿入操作は（大きな挿入力を必要としないため）容易である。なお、この実施例においては、金属片３，４間に重なり部分３９を挿入する形態で示しているが、例えば、平型回路部材３０を固定側とし、これに加圧手段１を開口部２１側から装着させ、さらにその開口部２１内の隙間にＦＰＣ４０を進入させたりしても良く、前述の「挿入」とは、この例の「装着」「進入」も含めた相対的な表現である。
【００２０】
図３において、金属片３，４間に挿入された重なり部分３９の外面（図３における平型回路部材３０の下面）３３と一方の金属片３との間には、加圧子１１が介入しており、その介入過程は、先ず、その先端部１３が突部７に突き当たり、その後、その片面１２に設けられた傾斜面１６が突部７に対して（突部７を押し下げるとともに重なり部分３９を押し上げながら）摺動し、さらにその後、その厚肉部１５が突部７のほぼ真上に位置するまでを経ている。この厚肉部１５の介在により金属片３，４は、（その突部７，８の対向間隔が広げられことにより）弾性変位がなされ、その弾性反発力により、加圧子１１を含め重なり部分３９を挟持せしめ、突部８の真下の導体露出部３１，４１同士の当接部３８には、電気的に接続せしめる圧接力が作用している。そして、このように２片の金属片３，４が略Ｕ字状に対向して弾性体を構成するバネ構造は、その先端の突部７，８に弾性反発力を集中して付勢させることが可能であり、この金属片３，４の材質および厚さ等を適切に設定すれば、当接部、３８における（安定した接続に必要な）圧接力（接触力）が確保できるものである。
【００２１】
また、絶縁性を有したハウジング２０に配列される金属片３，４は、それぞれが電気的に絶縁されて配置された構成としているため、高い圧接力により突部８が（柔軟性を得るために極薄とした）絶縁シート４４に食い込み導体４３と導通状態となった場合でも、導体４３同士間に不具合な短絡を生じさせることはない。また、加圧部材１０は、その保持手段１４が前述の介入過程において保持溝２３に沿って前進可能となるようにハウジング２０に保持されており、また、前述の挟持状態においては一方の金属片３との摩擦力により脱落することも起こり難く保守性の良い構成となっている。
【００２２】
図４から図６に示す第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と較べ、平型回路部材３０とＦＰＣ４０との重ね合わせ形態、弾性部材および加圧部材の構造を変更したものであるが、当接部３８に対する圧接力の作用原理や短絡防止原理は基本的に同じものである。以下にその変更点による特徴の違いについて説明する。
【００２３】
図４において、ＦＰＣ４０は、平型回路部材３０の導体露出部３１が配列されるその配設面３２と導体露出部４１が（第１の実施形態と同様に導体露出部３１の配列ピッチに対応する配列ピッチで）配列されるその配設面４２とが向かい合う配置で、その端末部４６が平型回路部材３０の上面３４に接着されている。平型回路部材３０とＦＰＣ４０の端部３５，４５を受け入れ可能とする開口部７１を設けた絶縁性のハウジング７０を含む加圧手段５１は、絶縁性の加圧部材６０と複数の弾性部材５２とを備えており、基端部５６より略対向して伸びる一方の金属片５３と他方の金属片５４とを具備した弾性部材５２のその他方の金属片５４の先端部５５には突部５８が形成されている。そして、このような構成は、その突部５８と一方の金属片５３の突部５７との対向間隔を押し広げる作用が加わった場合、金属片５３，５４は、その対向間隔が広がる方向に弾性変位し互いにその対向する方向に向けて弾性反発力を発生させることを可能としている。
【００２４】
また、弾性部材５２は、その突部５７，５８がハウジング７０の開口部７１側に向く方向でハウジング７０に設けられた収容孔７２に装填され、固定手段５９によりハウジング７０に圧入保持されている。そして、その弾性部材５２の配置は、少なくとも突部５８が（平型回路部材３０の導体３１の配列ピッチに対応して配列される）ＦＰＣ４０の導体露出部４１の配列ピッチに対応するように、かつ、各々の弾性部材５２が隣接する弾性部材５２と（触れ合うことなく）絶縁状態を保つように間隔を空けて横並びとなる形態である。また、保持手段６４によりハウジング７０に軸支されるように保持された加圧部材６０は、先端部６３が先細となる断面視で略楔（くさび）状の加圧子６１を具備しており、その加圧子６１には先端部６３より後方に板状の厚肉部６５が設けられている。
【００２５】
図５は、接着された平型回路部材３０とＦＰＣ４０とのその重なり部分３９が、開口部７１に案内されて対向する金属片５３，５４の間（対向空間）に挿入され、さらに、突部５８のほぼ真上に位置するまで進入した状態を示している。また、この実施例においては、金属片５３，５４の突部５７，５８間の間隔が重なり部分３９の実質的板厚と（回動前の直立配置状態である加圧部材６０の）先端部６３の板厚との和よりやや大きく設定されているため、その挿入操作は（大きな挿入力を必要としないため）容易である。
【００２６】
図６において、金属片５３，５４間に挿入された重なり部分３９の外面（図６における折り返された絶縁シート４４の上面）３３と一方の金属片５３との間には、加圧子６１が介入しており、その介入過程は、先ず、突部５７により軸支される加圧部材６０を、（加圧子６１の片面６２に設けられた凹部６７の内面が突部５７の外周面に当接しつつ摺動するように）その軸支部分を回動軸として、反時計回り（図５に示す矢印方向）に回動させる。すると、加圧子６１の厚肉部６５は、その外周面６６が重なり部分３９の外面３３に当接しつつ摺動するようにして突部５７の下方に入り込み、重なり部分３９およびこの下方に位置する突部５８を押し下げることとなる。その後、厚肉部６５が突部５７の真下に位置するまで加圧部材６０を回動させてこの介入操作は完了する。
【００２７】
この介入完了状態において、厚肉部６５の介在により金属片５３，５４は、（その突部５７，５８の対向間隔が広げられことにより）弾性変位がなされ、その弾性反発力により、加圧子６１を含め重なり部分３９を挟持せしめ、突部５８の真上の導体露出部３１，４１同士の当接部３８には、電気的に接続せしめる圧接力が作用している。このような加圧部材６１を回動させて圧接力を作用せしめる構成は、前述の第１の実施形態と較べ、回転モーメントを利用できるため、その介入操作力を小さくできるものであり、また、事前に重なり部分３９近辺を接着する構成は、その重なり部分３９を加圧手段に挿入（もしくは重なり部分３９に加圧手段を装着）する際の作業性を容易とするものである。
【００２８】
なお、上述の実施形態における平型回路部材３０は、厚板状のプリント回路基板を想定して説明したが、これがＦＰＣ（フレキシブル配線部材）や補強板付きＦＰＣであっても良い（この場合は、ＦＰＣとＦＰＣとの中継接続として無半田接続が可能となる）。さらに、上述で説明した詳細構成についても本発明の範囲から逸脱することなく変更を加えても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の平型回路部材とＦＰＣの接続構造は、接続の操作性や保守性が良いものであり、極薄型ＦＰＣに対しても短絡不具合を発生させることなく信頼性の高い接続が得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示した分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態における接続過程を示した部分断面図
【図３】本発明の第１の実施形態における接続状態を示した部分断面図
【図４】本発明の第２の実施形態を示した分解斜視図
【図５】本発明の第２の実施形態における接続過程を示した部分断面図
【図６】本発明の第２の実施形態における接続状態を示した部分断面図
【符号の説明】
１，５１　加圧手段
２，５２　弾性部材
３，５３　一方の金属片
４，５４　他方の金属片
５，５５　先端部
１０，６０　加圧部材
１１，６１　加圧子
２０，７０　ハウジング
３０　平型回路部材
３３　外面
３９　重なり部分
４０　ＦＰＣ
４１　導体露出部

Claims (2)

1. 略対向する２片の金属片を具備する弾性部材と断面視略楔状の加圧子とを含む加圧手段のその略対向する金属片の間に平型回路部材とＦＰＣとが重なるように挿入され、その挿入された重なり部分の外面と前記略対向する金属片の一方の金属片との間に前記加圧子を介入させたとき、前記２片の金属片が前記平型回路部材と前記ＦＰＣと前記加圧子とを挟持せしめることを特徴とする平型回路部材とＦＰＣとの接続構造。
2. 前記ＦＰＣには導体露出部が所定のピッチで配列されており、前記弾性部材は少なくとも前記金属片の他方の金属片の先端部が前記導体露出部の配列ピッチに対応する配列ピッチとなるようにハウジングに配列保持されているとともに、前記加圧子を具備する加圧部材は前記介入過程においてその加圧子が前記一方の金属片に摺動自在に当接するように前記ハウジングに支持されていることを特徴とする請求項１に記載の平型回路部材とＦＰＣとの接続構造。

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