JP2006140344A - 過電圧保護装置及びこれを用いたコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基板を薄く形成しても破損を生ずることがなく、装着相手に容易且つ確実に接続することのできる過電圧保護装置及びこれを用いたコネクタを提供する。
【解決手段】基板２を厚さ方向に可撓性を有する部材によって形成したので、基板２を薄く形成しても破損を生ずることがなく、コネクタ等の接続相手に容易且つ確実に装着することのできる。この場合、基板を厚さ方向に曲げても破損することがないので、硬質の材料に比べて基板２を薄く形成することができ、小型化を図ることができる。また、基板２を透明に形成したので、コネクタ等の接続相手に装着した後も基板２の他方の面側からギャップ４ｂ内の可変抵抗体５を外部から目視することができ、例えば可変抵抗体５の液状原料が不適正に塗布されていた場合など、可変抵抗体の形成不良の検査を非破壊により行うことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、コネクタ等の電気配線機器に用いられる過電圧保護装置及びこれを用いたコネクタに関するものである。

従来、この種の過電圧保護装置としては、基板上に互いに間隔をおいて形成された一対の導電部と、一方の導電部に導通可能に接続された導電部材と、他方の導電部と導電部材との間に介在する可変抵抗体とを備え、各導電部の間に過電圧が生ずると、可変抵抗体の抵抗値が低下して各導電部を互いに導通させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１の図１参照。）。また、前記可変抵抗体としては、例えば非線形抵抗材料を用いたものが周知である（例えば、特許文献２、３及び４参照。）。即ち、この可変抵抗体は、過電圧が生じていないときは高い電気抵抗を有しており、過電圧が生ずると活性化して直ちに電気抵抗の低い材料に変化する性質のものである。

ところで、近年の情報伝達量の増大により、各種電気デバイスにおける高速化、集積化が進み、このためＩＣ等の電子部品における絶縁壁が薄くなり、静電気（ＥＳＤ）等の過電圧によって電子部品が破壊される問題がある。また、信号のデジタル化によってコネクタ等の配線機器が多極化したことにより、過電圧から電子部品を保護するためには多数の保護装置を取付ける必要があるが、機器の小型化により回路基板上に保護装置を実装するスペースが少なくなっているのも現状である。

そこで、コネクタ本体に過電圧保護装置を取付けることにより、回路基板における保護装置の取付スペースを不要にすることが有効である。即ち、このように形成された過電圧保護装置としては、コネクタの底面に取付けられる基板にコネクタの各端子を挿通する複数の貫通孔を設け、各端子を貫通孔に半田付けするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１の図１０参照。）。この保護装置では、各端子に接続した回路に過電圧が生ずると、可変抵抗体によって信号線用端子とグランド用端子とを導通させ、過電圧をグランド用端子を介して外部に放電するようになっている。
特表２０００−５１６０３１号公報 特許第２９３４８８４号公報 特表２００１−５２３０４０号公報 特開昭６３−１００７０２号公報

しかしながら、前記過電圧保護装置では、基板をガラス板、セラミック板等の硬質の部材によって形成しているため、基板の厚さを薄くすると機械的強度が低下し、コネクタに装着する際に破損し易いという欠点がある。このため、基板の厚さ寸法が大きくなり、コネクタ全体の大型化を来すという問題点があった。また、ガラス板やセラミック板からなる基板は弾性または可撓性を有していないため、コネクタの端子に変形させながら圧接することができない。このため、基板の孔に端子を挿入して半田付けするという繁雑な接続作業を必要とし、生産性を低下させるという問題点もあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板を薄く形成しても破損を生ずることがなく、装着相手に容易且つ確実に接続することのできる過電圧保護装置及びこれを用いたコネクタを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、基板上に形成された第１導電部と、第１導電部と所定間隔の隙間をおいて基板上に形成された少なくとも一つの第２導電部と、第１導電部と第２導電部との間に介在する可変抵抗体とを備え、第１導電部と第２導電部との間に過電圧が生ずると、可変抵抗体の電気抵抗が低下して第１導電部と第２導電部とを導通させるようにした過電圧保護装置において、前記基板を厚さ方向に可撓性を有する部材によって形成している。

これにより、基板が厚さ方向に可撓性を有する部材によって形成されることから、基板を薄く形成しても破損を生ずることがなく、硬質の材料に比べて薄く形成することが可能となる。

また、本発明は前記目的を達成するために、接続対象物を所定位置に挿入可能なコネクタ本体と、互いにコネクタ本体の幅方向に間隔をおいて配置された複数の端子と、外部のグランド電極に接続されるグランド部材とを備え、コネクタ本体内に挿入された接続対象物と各端子とを接続するコネクタにおいて、前記コネクタ本体の所定位置に前記過電圧保護装置が取付けられ、過電圧保護装置の第１導電部をグランド部材に導通させるとともに、過電圧保護装置の第２導電部を各端子に導通させている。

これにより、過電圧保護装置がコネクタに一体に取付けられることから、例えばコネクタが実装される回路基板上に過電圧保護装置を実装するスペースがない場合でも、過電圧保護装置によって回路基板が過電圧から保護される。また、コネクタ本体に取付けられる過電圧保護装置の基板が厚さ方向に可撓性を有する部材によって形成されることから、基板の曲げ変形によって端子またはグランド部材との接触位置の誤差が吸収される。

本発明の過電圧保護装置によれば、基板を薄く形成しても破損を生ずることがないので、コネクタ等の取付相手に容易且つ確実に装着することができるとともに、硬質の材料に比べて基板を薄く形成することができ、小型化を図ることができる。

また、本発明のコネクタによれば、過電圧保護装置をコネクタに一体に取付けることができ、例えばコネクタが実装される回路基板上に過電圧保護装置を実装するスペースがない場合でも、過電圧保護装置によって回路基板を過電圧から保護することができ、各種電子機器の小型化に的確に対応することができる。この場合、過電圧保護装置と端子またはグランド部材との接触位置の誤差を吸収することができるので、接触不良や装着不良を確実に防止することができる。

図１乃至図８は本発明の一実施形態を示すもので、図１は過電圧保護装置の正面図、図２はその要部側面断面図、図３はその分解斜視図、図４は基板の正面図、図５は過電圧保護装置の取付けられるコネクタの正面側斜視図、図６はその背面側斜視図、図７及び図８はその側面断面図である。

同図に示す過電圧保護装置１は、横長に形成された基板２と、基板２の一方の面上に形成された第１導電部３と、基板２の一方の面上に形成された複数の第２導電部４と、第１導電部３と第２導電部４との間に介在する可変抵抗体５と、可変抵抗体５を覆う被覆部材６とからなる。

基板２は厚さ方向に可撓性を有するフィルム状の部材によって形成され、フィルム状部材としては厚さ７５ミクロン以下の透明な合成樹脂が用いられる。また、基板２の他方の面には基板２と同一外形に形成された粘着テープ７が貼付けられ、粘着テープ７は周知の両面粘着テープからなる。

第１導電部３は基板２の一方の面に形成された厚さ３ミクロン以上の金属製被膜からなり、図４に示すように基板２の幅方向（長手方向）両端側から上端側を長手方向に延びるように連続して形成されている。

各第２導電部４は第１導電部３と同様、基板２の一方の面に形成された厚さ３ミクロン以上の金属製被膜からなり、図４に示すように基板２の幅方向両端側を除く下端側に互いに幅方向に間隔をおいて設けられている。また、各第２導電部４の上端側には第１導電部３に近接するギャプ形成部４ａが設けられ、第１導電部３とギャプ形成部４ａとの間に４０ミクロン以下の隙間からなるギャップ４ｂが形成されている。この場合、各第２導電部４のギャップ４ｂは基板２の長手方向に沿って一直線上に配置されている。

可変抵抗体５は、例えば非線形抵抗材料を用いた周知の材料によって形成され、過電圧が生じていないときは高い電気抵抗を有しており、過電圧が生ずると活性化して直ちに電気抵抗の低い材料に変化する性質のものである。尚、同様の性質を有するものであれば、他の種類の材料を用いるようにしてもよい。可変抵抗体５は各第２導電部４のギャップ４ｂを覆うように基板２の長手方向に沿って延びる一直線状に形成され、図２に示すように各第２導電部４のギャプ形成部４ａ及び第１導電部３に亘るようにギャップ４ｂ内に充填されている。尚、可変抵抗体５は、液状の原材料を基板２に塗布または印刷して硬化させることにより、基板２の長手方向に沿って延びるように一直線状に形成されている。

被覆部材６はウレタン等の絶縁性部材からなり、可変抵抗体５を覆うように基板２の長手方向に沿って延びる一直線状に形成されている。

以上のように構成された過電圧保護装置１は、例えば図５乃至図８に示すコネクタに取付けられる。

即ち、同図に示すコネクタは、接続対象物としてのフレキシブル回路Ａの一端を挿入可能なコネクタ本体１０と、コネクタ本体１０内に互いに幅方向に等間隔で配置された複数の端子２０と、フレキシブル回路Ａを各端子２０側に押圧する押圧部材３０と、回路基板Ｂのグランド電極に接続される一対のグランドプレート４０とから構成されている。

フレキシブル回路Ａは、いわゆるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）からなり、その先端側の上方の面には複数の電気接点（図示せず）が互いに幅方向に間隔をおいて設けられている。尚、接続対象物としては、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等であってもよい。

コネクタ本体１０は合成樹脂の成型品からなり、前面側を開口した箱状に形成されている。即ち、コネクタ本体１０は、上面部１１、底面部１２及び側面部１３からなり、前面開口部からフレキシブル回路Ａが挿入されるようになっている。コネクタ本体１０には複数の端子孔１０ａが互いに幅方向に等間隔で設けられ、各端子孔１０ａには各端子２０がそれぞれ保持されるようになっている。コネクタ本体１０の幅方向両側には各グランドプレート４０を保持するための一対の長孔１３ａが設けられ、各長孔１３ａはコネクタ本体１０の上下方向に貫通するように形成されている。また、コネクタ本体１０の各側面部１３には押圧部材３０を係合するための切り欠き部１３ｂが設けられ、各切り欠き部１３ｂはコネクタ本体１０の前後方向に延びるように形成されている。

各端子２０は導電性の金属板からなり、コネクタ本体１０の各端子孔１０ａにそれぞれ保持されている。各端子２０は、互いに上下方向に間隔をおいて前方に二股状に延びる弾性片部２１及び固定片部２２を有し、固定片部２２はコネクタ本体１０の底面部１２に固定されている。また、各端子２０の後端側はコネクタ本体１０の背面側に露出しており、その下端側には回路基板Ｂに接続される基板接続部２３が設けられている。

押圧部材３０は合成樹脂の成型品からなり、コネクタ本体１０の外部に配置される幅方向一対の操作部３１と、コネクタ本体１０内に配置される押圧片３２と、コネクタ本体１０の両側部に位置する左右一対のアーム部３３とから構成されている。各操作部３１の間にはフレキシブル回路Ａを挿通可能な凹部３４が設けられ、押圧片３２は凹部３４からコネクタ本体１０側に延びている。押圧片３２は先端側に向かって厚さ寸法が徐々に小さくなるように形成され、各端子２０の固定片部２２とフレキシブル回路Ａとの間に挿入されるようになっている。各アーム部３３は操作部３１から後方に向かって延び、それぞれコネクタ本体１０の各長孔１３ａ内に前後方向に移動自在に挿入されている。また、各アーム部３３の先端には長孔１３ａの前端部に係止する係止部３３ａが幅方向に突出するように設けられている。

各グランドプレート４０は略Ｌ字状に屈曲した金属板からなり、その一端側をコネクタ本体１０の長孔１３ａに下方から挿入されている。各グランドプレート４０の他端側にはコネクタ本体１０の底面側から側方に延びるグランド接続部４１が設けられ、グランド接続部４１は回路基板Ｂに接続されるようになっている。また、各グランドプレート４０の後端側はコネクタ本体１０の背面側に露出しており、その後端面は各端子２０の後端面とコネクタ本体１０の背面側において前後方向の位置が揃うように配置されている。

過電圧保護装置１はコネクタ本体１０の背面側に配置され、基板２の他方の面側を粘着テープ７によって各端子２０及び各グランドプレート４０の後端面に貼付けられている。その際、第１導電部３の両端側は各グランドプレート４０との対応位置に配置され、各グランドプレート４０は導電性樹脂８によってそれぞれ第１導電部３の両端側に接続されている。また、各第２導電部４は各端子２０との対応位置に配置され、各端子２０とは導電性樹脂８によってそれぞれ各第２導電部４に接続されている。更に、基板２の一方の面側及び各導電性樹脂８はウレタン等の絶縁性のコーティング９によって被覆されている。

以上のように構成されたコネクタにおいては、各端子２０の基板接続部２３及び各グランドプレート４０のグランド接続部４１を回路基板Ｂに半田付けすることにより、各端子２０が回路基板Ｂに実装される。また、フレキシブル回路Ａをコネクタに接続する場合は、図７に示すように押圧部材３０を前方に引き出した状態でフレキシブル回路Ａをコネクタ本体１０内に挿入し、図８に示すように押圧部材３０をコネクタ本体１０の後方に向かって移動させると、フレキシブル回路Ａと固定片部２２との間に押圧片３２が圧入され、フレキシブル回路Ａと各端子２０の弾性片部２２が互いに圧接して電気的に接続される。

また、前記コネクタにおいて、フレキシブル回路Ａ側に静電気等の過電圧が生ずると、過電圧が生じた信号線の端子２０と各グランドプレート４０との間が過電圧保護装置１によって導通し、回路基板Ｂ側の回路が過電圧から保護される。即ち、フレキシブル回路Ａの何れかの信号線に過電圧が生ずると、可変抵抗体５が直ちに低電気抵抗材料に変化する。これにより、可変抵抗体５を介して端子２０と各グランドプレート４０とが導通し、過電圧が各グランドプレート４０を介して接地側に放電される。尚、可変抵抗体５の特性はギャップ４ｂの大きさに依存する。

このように、本実施形態の過電圧保護装置１によれば、基板２を厚さ方向に可撓性を有する部材によって形成したので、基板２を薄く形成しても破損を生ずることがなく、コネクタ等の接続相手に容易且つ確実に装着することのできる。この場合、基板２を厚さ方向に曲げても破損することがないので、硬質の材料に比べて基板２を薄く形成することができ、小型化を図ることができる。

更に、第１導電部３及び各第２導電部４をそれぞれ金属製薄膜によって基板２の一方の面と一体に形成したので、第１及び第２導電部３，４間のギャップ４ｂをエッチング加工等により精度よく形成することができ、可変抵抗体５の特性に影響するギャップ４ｂの大きさを常に正確に設定することができる。

また、基板２を透明に形成したので、基板２の他方の面側からギャップ４ｂ内の可変抵抗体５を外部から目視することができ、例えば可変抵抗体５の液状原料が不適正に塗布されていた場合など、可変抵抗体の形成不良の検査を非破壊により行うことができる。

更に、各第２導電部４のギャップ４ｂを基板２の長手方向に沿って一直線上に配置したので、可変抵抗体５の液状原料を塗布する際、ギャップ４ｂの配列方向に沿って直線状の線引き塗布が可能となり、印刷による場合は原材料の液抜けが良好になる。従って、可変抵抗体５を常に精度よく形成することができる。

また、前記過電圧保護装置１をコネクタ本体１０の背面側に取付け、過電圧保護装置の第１導電部３を各グランドプレート４０の後端側に導通させるとともに、各第２導電部をそれぞれ各端子２０の後端側に導通させるようにしたので、過電圧保護装置１をコネクタに一体に装着することができ、各種電子機器の小型化により回路基板Ｂ上に過電圧保護装置を実装するスペースがない場合でも、過電圧保護装置１によって回路基板Ｂを過電圧から保護することができる。この場合、基板２の曲げ変形によって各端子２０または各グランドプレート４０との接触位置の誤差を吸収することができるので、接触不良や装着不良を確実に防止することができる。

更に、第１導電部３及び各第２導電部４を各グランドプレート４０及び各端子２０にそれぞれ導電性樹脂８によって接続するようにしたので、半田付けのように繁雑な接続作業を必要とせず、生産性の向上を図ることができる。

また、コネクタ本体１０に取付けられた基板２及び各導電性樹脂８を絶縁性のコーティング９によって被覆するようにしたので、過電圧保護装置１を外部の物品との接触による破損や電気ショートから確実に保護することができ、コネクタ等の配線機器に取付ける場合に極めて有利である。

尚、前記実施形態の過電圧保護装置１としては、フレキシブル回路Ａをコネクタ本体１０に回路基板Ｂに沿って挿入する横型のコネクタに取付けるように形成したものを示したが、例えばフレキシブル回路Ａを回路基板Ｂに対して直交する方向から挿入する縦型のコネクタのみならず、押圧部材を用いずにフレキシブル回路Ａを直接圧入する構造のコネクタに取付けるように形成することもできる。

また、前記実施形態であｈ、過電圧保護装置１をコネクタ本体１０に取付けるように形成したものを示したが、コネクタ以外の他の配線機器は勿論のこと、取付スペースがあれば回路基板上に直接取付けるようにしてもよい。この場合、過電圧保護装置の形態は前記実施形態のものに限られるものではなく、それぞれの取付相手の構造に応じて形成することができる。

本発明の一実施形態を示す過電圧保護装置の正面図 過電圧保護装置の要部側面断面図 過電圧保護装置の分解斜視図 基板の正面図 過電圧保護装置の取付けられるコネクタの正面側斜視図 コネクタの背面側斜視図 コネクタの側面断面図 コネクタの側面断面図

符号の説明

１…過電圧保護装置、２…基板、３…第１導電部、４…第２導電部、４ｂ…ギャップ、５…可変抵抗体、８…導電性樹脂、９…コーティング、１０…コネクタ本体、２０…端子、４０…グランドプレート、Ａ…フレキシブル回路、Ｂ…回路基板。

Claims (7)

1. 基板上に形成された第１導電部と、第１導電部と所定間隔の隙間をおいて基板上に形成された少なくとも一つの第２導電部と、第１導電部と第２導電部との間に介在する可変抵抗体とを備え、第１導電部と第２導電部との間に過電圧が生ずると、可変抵抗体の電気抵抗が低下して第１導電部と第２導電部とを導通させるようにした過電圧保護装置において、
   前記基板を厚さ方向に可撓性を有する部材によって形成した
   ことを特徴とする過電圧保護装置。
2. 前記第１導電部及び第２導電部をそれぞれ基板の一方の面と一体に形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の過電圧保護装置。
3. 前記第１導電部と第２導電部との間の隙間と可変抵抗体とを同一直線上に形成した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の過電圧保護装置。
4. 前記基板を透明の部材によって形成した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の過電圧保護装置。
5. 接続対象物を所定位置に挿入可能なコネクタ本体と、互いにコネクタ本体の幅方向に間隔をおいて配置された複数の端子と、外部のグランド電極に接続されるグランド部材とを備え、コネクタ本体内に挿入された接続対象物と各端子とを接続するコネクタにおいて、
   前記コネクタ本体の所定位置に請求項１、２、３または４記載の過電圧保護装置が取付けられ、
   過電圧保護装置の第１導電部をグランド部材に導通させるとともに、過電圧保護装置の第２導電部を各端子に導通させた
   ことを特徴とするコネクタ。
6. 前記第１導電部及び第２導電部をグランド部材及び各端子にそれぞれ導電性樹脂によって接続した
   ことを特徴とする請求項５記載のコネクタ。
7. 前記コネクタ本体に取付けられた基板及び導電性樹脂を絶縁性部材によって被覆した
   ことを特徴とする請求項６記載のコネクタ。

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