JP2008097914A - 配線体接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊なハウジング等を必要とすることなく、極めて簡単な構造でフレキシブル配線板等を着脱可能に接続することができる配線体接続構造体を提供する。
【解決手段】対応する接続電極が導通するように積層された２以上の配線体３，５と、これら配線体の上記接続電極形成領域を弾性的に挟圧して固定するクリップ６とを備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本願発明は、配線体接続構造体に関する。詳しくは、２以上の種々の配線体に設けられる接続電極間を導通させるための配線体接続構造体に関するものである。

たとえば、フレキシブル配線板とリジッド配線板との電気的接続を行うために、ＺＩＦ（Ｚｅｒｏ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）コネクタが採用されることが多い。上記ＺＩＦコネクタは、絶縁性のハウジングと、このハウジングに並置固定されたバネコンタクトと、上記フレキシブル配線板の端部を上記バネコンタクトに押し付けて電気的接続を行う押え板とを備えて構成されている。上記ＺＩＦコネクタは、上記フレキシブル配線板の接続電極を上記ハウジング内部のコンタクト電極形成部位まで挿入した後、上記押え板を介して押圧力を作用させることにより、上記接続電極が上記コンタクト電極に弾性的に接触させられ、電気的に導通させられる。上記ＺＩＦコネクタは、フレキシブル配線板を着脱可能に接続することができるため、部品故障への対応が容易であり、また、配線板や電子部品のリサイクルを容易に行うこともできる。

特公平７−２４２３０号公報

従来のＺＩＦコネクタは、樹脂で成形したハウジングの内部に多数のコンタクト電極を設ける必要がある。また、フレキシブル配線板の接続電極を上記コンタクト電極に押し付けた状態でロックできるとともにこのロックを解除できる機械的な機構を設ける必要がある。このため、コネクタの構造が非常に複雑になる。しかも、接続電極の配列間隔が小さくなると、上記コンタクト電極の配列等に高い寸法精度が要求され、コネクタの製造コストが増加する。

また、上記ＺＩＦコネクタは、リジッド配線板上に固定的に設けられて、フレキシブル配線板を着脱可能に接続するものである。したがって、上記ＺＩＦコネクタを配線板に搭載するには、上記ハウジングに設けた多数のコンタクト電極と上記配線板の接続電極とをハンダ等で接続する必要があり、コネクタを配線板に取り付けるのにも手間がかかる。

本願発明は、特殊なハウジング等を必要とすることなく、極めて簡単な構造で、フレキシブル配線板を含む種々の配線体を着脱可能に接続することができる配線体接続構造体を提供することを課題としている。

本願発明は、対応する接続電極が導通するように積層された２以上の配線体と、これら配線体の上記接続電極形成領域を弾性的に挟圧して固定するクリップとを備えて構成される。

上記配線体の種類は特に限定されることはなく、積層することにより対応する接続電極を有するものであれば、種々の配線体に適用することができる。たとえば、通常のリジッド配線板や、柔軟なフレキシブル配線板に適用することができる。また、マザーボード等の種々の電子部品を搭載した配線板にも適用することができる。さらに、被覆導線を並列して形成されるフラットケーブル等の接続にも適用することができる。

また、同一種類の配線体を接続する場合にも適用することができる。たとえば、リジッド配線板とフレキシブル配線板とを接続できるのみならず、フレキシブル配線板同士、リジッド配線板同士の接続にも適用することができる。

さらに、両面に接続電極を有する配線体に適用することにより、３以上の配線体を積層してこれらの接続電極間を互いに導通させることも可能となる。

上記弾性クリップの形態は特に限定されることはない。たとえば、断面略コ字状のクリップを採用し、配線体の端部を束ねてコ字状空間に弾性的に保持させることができる。

また、弾性クリップを構成する材料も限定されることはなく、金属や樹脂で形成されたものを採用することができる。クリップを構成する材料やクリップの寸法を調節することにより、接続電極の数や配線体の形態等に応じて挟圧力を設定し、これら配線体間の電気的導通を確実に行うことできる。

上記クリップに対する配線体の装着方法も限定されることはない。たとえば、一の配線体とクリップとを接着等によりあらかじめ止着しておいて、他の配線体を上記クリップの開口部に挿入するようにして接続することができる。また、複数の配線体をあらかじめ積層しておいて、クリップ内に一度に挿入することもできる。さらに、専用工具等で開口部を拡開させたクリップに、積層した配線体を挿入して接続することもできる。

一方、配線体の接続を解除するには、クリップの弾性挟圧力に抗して配線体を引き抜き、あるいは、上記クリップの弾性挟圧力を解除して配線体を取り外せばよい。

本願発明では、配線体上の接続電極を直接接続することができるため、従来のＺＩＦコネクタのようなハウジングやコンタクト電極は必要はない。また、積層した配線体を弾性的に束ねるようにして接続するため、コネクタを配線体上に固定的に設ける必要もない。したがって、コネクタ部品の製造コストを削減できるのみならず、コネクタを配線体に対して接続する作業を省くことができる。さらに、配線体の縁部を利用して接続構造を構成できるため、省スペース化を図ることもできる。

請求項２に記載した発明は、積層される複数の配線体を、上記クリップを介して位置決めする位置決め手段を設けたものである。

上記クリップを介して、これに挟圧される配線体同士の位置決めを行うことにより、配線体上の接続電極を正確に対応させて弾性挟圧力を作用させることができる。

一方、請求項３に記載した発明のように、積層して挟圧される各配線体間に、これら配線体の位置決めを行う位置決め手段を設けることもできる。特に、３以上の配線体を積層する場合、各配線体間の位置決めを行うことにより、これら配線体を精度高く位置決めして弾性挟圧することができる。また、クリップと配線体間の位置決め手段と、各配線体間の位置決め手段の双方を設けることもできる。

上記位置決め手段として種々の構成を採用することができる。たとえば、請求項４に記載した発明のように、上記位置決め手段を、互いに嵌合して位置決めできる凸部及び位置決め穴を備えて形成することができる。また、たとえば、積層した配線体を貫通する位置決め穴を設け、位置決めピンを連通挿することにより各配線体間の位置決めを行うこともできる。

請求項５に記載した発明は、積層して導通させられる上記接続電極形成領域間に、厚み方向に導通する複数の導通部が形成されるとともに厚み方向に弾性圧縮変形可能及び回復可能な異方性導電シートを設けたものである。

上記異方性導電シートを接続電極間に設けることにより、接続電極の高さ寸法等にばらつきがあっても、上記異方性導電シートの弾性圧縮変形によって上記ばらつきを吸収できる。このため、接続電極や配線体の形状精度等が低い場合でも、電気的導通を確実にすることができる。また、接続電極間が、直接押圧接触させられることがなくなり、配線体を着脱する際に電極が傷む恐れもなくなる。採用できる上記異方性導電シートも限定されることはなく、配線体の接続電極間で挟圧されることにより、電気的に導通させられるものであればよい。

請求項６に記載した発明は、少なくとも１の配線体における接続電極形成領域の裏面にバックアップ部材を設けたものである。

クリップに接続する際に配線体が変形等すると、回路や搭載部品に悪影響が出る場合が考えられる。特に、フレキシブル配線体は、基材の厚さが非常に薄いため、クリップに着脱する際や、大きな挟圧力が作用する場合等に、上記基材や接続電極が変形しあるいは変位して、電気的導通が阻害される場合も考えられる。

上記バックアップ部材を設けることにより、基材が補強されて変形抵抗が大きくなる。また、着脱時における配線体や接続電極の傷みを防止できるとともに、接続電極や基材の寸法のばらつきを吸収して確実な導通を図ることができる。また、非常に小さい配線体等を取り扱う場合の取り扱い性も向上する。

上記バックアップ部材の構成は特に限定されることはない。たとえば、バックアップ部材を剛性材料で形成することにより、クリップに対する着脱時の配線体の変形を防止し、電気的導通を確実にするとともに着脱性を向上させることができる。一方、弾性部材でバックアップすることにより、基材や接続電極の寸法のばらつきを吸収して、電気的導通を確実に行うこともできる。

上記バックアップ部材は、たとえば短冊状の部材を接続電極形成領域の裏面に接着等することにより設けることができる。また、樹脂材料の塗膜を形成して構成することもできる。

本願発明においては、上記クリップと積層される配線体とを、別体として組み付けることもできるし、請求項７に記載した発明のように、上記クリップに少なくとも１の配線体を止着しておいて、他の配線体と接続するように構成することもできる。止着する手法も特に限定されることはない。たとえば、接着剤を用いて止着することもできるし、樹脂製クリップの一部にフレキシブル配線体の端部を溶着保持させることもできる。クリップと少なくとも一の配線体とを止着することにより、他の配線体と接続する際等における取扱性も向上する。

請求項８に記載した発明は、上記配線体にフレキシブル配線板を採用するとともに、このフレキシブル配線板と上記クリップとの間に弾性部材を介挿してこれらを接着固定したものである。

クリップにフレキシブル配線板を止着する場合においても、接続電極の高さ等にばらつきがあると、電気的接続を確実に行うことができない。また、クリップの挟圧面に凹凸がある場合も考えられる。上記弾性部材を介して接着固定することにより、接続電極の高さのばらつきを吸収して、電気的導通を確実に行うことができる。

本願発明に係る配線体接続構造体は、特殊なハウジングや、コンタクト電極を用いることなく対応する接続電極を確実に導通させることができるとともに、配線体同士を着脱可能に接続することができる。

図１から図５に、本願発明の第１の実施例を示す。

図１に示すように、第１の実施例に係る配線体接続構造体１は、片面（図１における上面）に回路２が形成されたリジッド配線板３と、片面（図１における下面）に回路４が形成されたフレキシブル配線板５と、上記リジッド配線板３と上記フレキシブル配線板５とを積層して弾性挟圧できるクリップ６とを備えて構成されている。

図２に示すように、上記リジッド配線板３と上記フレキシブル配線板５には、複数の直線状の配線２，４が所定のピッチで形成されており、また、図３に示すように、上記配線２，４の端部を露出させることにより、電気的に導通させられる接続電極７，８が形成されている。

図４に示すように、上記クリップ６は、板バネ材料を曲折成形することにより、対向する挟圧部１０，１１と、これら挟圧部１０，１１を連結する背部１２とを備える断面略コ字状に形成されている。上記コ字状開口部９は、リジッド配線板３を挿入するために、外側に向けて広がるテーパが設けられている。

図１及び図４に示すように、本実施例では、上記背部１２に、上記フレキシブル配線板５の幅寸法に対応した配線板挿入開口部１３を設け、この配線板挿入開口部１３から上記フレキシブル配線板５の端部をクリップ６内に挿入して、一方の挟圧部１０の内壁１４に熱硬化性接着剤２５を介して接着することにより、上記フレキシブル配線板５の端部を上記クリップ６に対して一体的に止着している。

上記フレキシブル配線板５を上記クリップ６に位置決めして接着するために、上記挟圧片１０の両側部に内側に突出する凸部１５を設ける一方、上記フレキシブル配線板５の両側部に上記凸部１５が嵌合する位置決め穴１６が設けられている。上記凸部１５と上記位置決め穴１６とを嵌合させることにより、上記フレキシブル配線板５の接続電極７を上記クリップ６の所定位置に精度高く位置決めして接着することができる。

一方、上記クリップ６の上側の挟圧部１０の両側部には、図１及び図５に示すように、先端部を内側に屈曲させることにより形成された位置決め凸部１８をもつ位置決めアーム１９，１９が形成されている。上記位置決めアーム１９，１９と、上記挟圧部１０との間にはスリット１７が設けられており、弾性挟圧力を配線板に対して独立して作用させることができるように構成されている。

図１及び図５に示すように、上記リジッド配線板３を上記クリップ６の開口部９に挿入していくと、上記挟圧部１０，１１及び上記位置決めアーム１９，１９が弾性的に拡開されるとともに、上記リジッド配線板３が所定位置まで挿入されると、上記位置決め凸部１８が、上記リジッド配線板３の接続電極形成領域の両側部に形成した係合穴２０に嵌合し、対応する接続電極７，８が対接した状態で位置決め保持される。また、上記対接させられる接続電極７，８には、上記挟圧部１０，１１から弾性挟圧力が作用する。これにより、上記接続電極７，８間の電気的導通を確実に行うことができる。

本実施例では、上記リジッド配線板３と上記フレキシブル配線板５とを、上記クリップ６を介して精度高く位置決めすることにより、対応する上記接続電極間の接合が行われる。このため、配線板上に形成される接続電極７，８のピッチが小さい場合にも、確実な導通を確保することが可能となる。

しかも、位置決めアーム１９の先端に形成した位置決め凸部１８が、抜け止め機能を備えているため、リジッド配線板３に不用意な力が作用した場合にも、上記クリップ６から離脱することはない。このため、振動等にも強い配線体接続構造１を構成することができる。

一方、上記位置決めアーム１９をリジッド配線板３から離間させることにより、上記位置決め凸部１８と上記位置決め穴２０との嵌合を解除し、リジッド配線板３をクリップから取り外すことができる。このため、リジッド配線板３に搭載した電子部品の故障の際にも配線板等を容易に交換することが可能となる。また、配線板等をリサイクルするのも容易になる。さらに、リジッド配線板３の縁部に接続構造を形成できるため、省スペース化を図ることができる。

図６及び図７に、本願発明の第２の実施例を示す。第２の実施例に係る配線板接続構造体１０１は、リジッド配線板１０３上に形成された配線１０２を中間フレキシブル配線板１３３で引き出し、この中間フレキシブル配線板１３３を、クリップ１０６を介してフレキシブル配線板１０５と接続するものである。

上記クリップ１０６は、第１の実施例と同様の形態を備え、フレキシブル配線板１０５の端部が、背部１１２に設けた開口部１１３から挿入され、挟圧部１１０の内面に接着されている。

図７に示すように、本実施例では、上記フレキシブル配線板１０５を弾性樹脂シート１３６を介して、上記クリップ１０６の挟圧部１１０に接着している。なお、図７の符号１３７及び１３８は、接着剤を示している。

上記弾性シート１３６を介してフレキシブル配線板１０５を接着することにより、上記フレキシブル配線板１０５がクリップ内で弾性変形可能に保持される。このため、上記挟圧部１１０の内面の凹凸や、上記接続電極１０７の高さのばらつき等を、上記弾性シートを弾性変形させて吸収することが可能となる。また、各接続電極に作用する挟圧力を均一化することができる。さらに、一部の接続電極に大きな挟圧力が作用するのを防止できるため、着脱時等における電極の傷みを防止できる。

なお、図示はしないが、上記フレキシブル配線板１０５と上記挟圧部１１０は、第１の実施例と同一の手法を用いて位置決めして接着されている。

一方、上記リジッド配線板１０３上には、上記中間フレキシブル配線板１３３を接続するための接続部品１３０が設けられ、この接続部品１３０から上面に配線１３２が形成された中間フレキシブル配線板１３３が引き出されている。上記中間フレキシブル配線板１３３には、上記リジッド配線板１０３に形成したのと同一ピッチの配線１３２が設けられている。また、図７に示すように、上記中間フレキシブル配線板１３３の先端部には、上記配線１３２を露出させることにより接続電極１０８が形成されている。

上記接続電極１０８を形成した領域の裏面側に、中間フレキシブル配線板１３３の先端部を補強するバックアップ部材１３４が設けられている。本実施例に係る上記バックアップ部材１３４は、上記接続電極形成領域に対応する大きさの樹脂プレートを接着剤１３９を用いて接着することにより設けられている。

上記バックアップ部材１３４を設けることにより、フレキシブル配線板１０５の先端部が変形等するのを防止することができる。また、中間フレキシブル配線板１３３の接続電極形成領域を、上記クリップ１０６の開口部に容易に着脱することができる。

さらに、図示はしないが、本実施例では、上記クリップ１０６の下側の挟圧部１１１に、上側の挟圧部１１０に形成したのと同様の内方に突出する凸部が形成されている。一方、上記バックアップ部材１３４の下面には、上記凸部が嵌合できる位置決め穴が形成されており、これら凸部と位置決め穴とを嵌合させることにより、上記中間フレキシブル配線板１３３の先端部を、上記クリップ１０６に位置決めして保持することができる。このため、上記フレキシブル配線板１０５と上記中間フレキシブル配線板１３３の対応する接続電極１０７，１０８を精度高く位置決めして挟圧力を作用させることができる。

さらに、本実施例では、上記接続電極１０８を形成した領域を覆うように、厚み方向に導通する複数の導通部が形成されるとともに厚み方向に弾性圧縮変形可能及び回復可能な異方性導電シート１３５が積層されている。

上記異方性導電シート１３５は、絶縁性の多孔質樹脂シートの複数箇所に、表面から裏面に貫通する貫通穴を多数配列形成し、この貫通穴の内壁周囲の樹脂に導電性金属を付着させることにより、厚み方向に導電性を有する導通部を設けて構成したものである。上記導通部を設けた領域は、上記接続電極形成領域に対応して設けられている。

上記異方性導電シート１３５は、たとえば、気孔率が２０〜８０％のポリテ
トラフルオロエチレン膜（多孔質ＰＴＦＥ膜）を基膜として形成することができる。基材が多孔質であり、しかも、内壁周囲の樹脂に導電性をもたせた上記貫通孔を多数有する構造であるため、弾性変形能及び回復能が非常に高い。特に、本実施例に採用した異方性導電シート１３５は、厚さの約４分の１まで弾性圧縮変形可能及び回復可能なものを採用している。

上記異方性導電シート１３５を接続電極間に介挿することにより、接続電極の高さのバラツキ等を吸収して、対応する接続電極１０７，１０８間の電気的導通を確実に行うことができる。

また、対応する接続電極１０７，１０８が、直接接触して挟圧されることがないため、接続電極が傷む恐れもない。

図８及び図９に、本願発明の第３の実施例を示す。この実施例は、３枚のフレキシブル配線板２３５，２３６，２３７を、クリップ２０６の挟圧部２１０，２１１間で弾性挟圧することにより接続したものである。

図示はしないが、上記３枚のフレキシブル配線板のうち、中間に積層されるフレキシブル配線板２３６は、両面に接続電極が形成されており、上下のフレキシブル配線板２３５，２３７には、上記中間フレキシブル配線板２３６の接続電極に対応する接続電極が形成されている。これら、接続電極を積層して挟圧することにより、上記接続電極間を導通させることができる。

上記３枚のフレキシブル配線板２３５，２３６，２３７の積層体の端部の片面には、板状のバックアップ部材２３４が設けられている。

図９に示すように、上記バックアップ部材２３４には、積層したフレキシブル配線板２３５，２３６，２３７に形成された連通する位置決め穴２４０に連通挿されて嵌合するピン２３８が設けられている。上記ピン２３８によって、上記３枚のフレキシブル配線板２３５，２３６，２３７が互いに位置決めされる。このため、上記第１及び第２の実施例のような、クリップと配線板との間の位置決め手段が不要となる。

上記構成を採用することにより、複数の配線板を極めて簡単な構成で、確実に接続することが可能となる。

なお、第３の実施例において、中間部に積層される配線板２３６の表裏の接続電極を別回路を構成するものから引き出すと、両側の配線板２３５，２３７を上記別回路を構成する回路に接続することもできる。

また、上述した第１及び第２の実施例では、一方の配線体としてリジッド配線板を用い、他方の配線板としてフレキシブル配線板を用いた例について説明したが、上記一方の配線体は、リジッド配線板に限らず、フレキシブル配線板であってもよい。また、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と呼ばれるものがあり、これら各種配線板同士の接続に用いることができる。ただし、一方は、フレキシブル配線板であることが望ましい。リジッド配線板同士の電気的接続を行うには、本願発明よりも簡素な構造を採りうるからである。

本願発明は、上述の実施例に限定されることはない。今回開示された実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本願発明に係る配線体接続構造体によって、種々の配線体を極めて容易に接続することができる。

本願発明の第１の実施例に係る配線体接続構造体の全体斜視図である。 図１に示す配線体接続構造体の接続状態を示す平面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図２におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本願発明の第２の実施例に係る配線体接続構造体の全体斜視図である。 図６に示す配線体接続構造体の接続状態を示す要部の断面図であり、図３に対応する断面図である。 本願発明の第３の実施例に係る配線体接続構造体の全体斜視図である。 図８に示す配線体接続構造体の接続状態を示す要部の断面図であり、図３に対応する断面図である。

符号の説明

１ 配線体接続構造体
３ 配線板（配線体）
５ 配線板（配線体）
６ クリップ

Claims (8)

1. 対応する接続電極が導通するように積層された２以上の配線体と、
   これら配線体の上記接続電極形成領域を弾性的に挟圧して固定するクリップとを備える、配線体接続構造体。
2. 積層される上記配線体を、上記クリップを介して位置決めする位置決め手段を設けた、請求項１に記載の配線体接続構造体。
3. 積層して挟圧される各配線体間に、これら配線体の位置決めを行う位置決め手段を設けた、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の配線体接続構造体。
4. 上記位置決め手段は、互いに嵌合して位置決めできる凸部及び位置決め穴を備えて形成されている、請求項２又は請求項３のいずれかに記載の配線体接続構造体。
5. 積層して導通させられる上記接続電極形成領域間に、厚み方向に導通する複数の導通部が形成されるとともに厚み方向に弾性圧縮変形可能及び回復可能な異方性導電シートを設けた、請求項１から請求項４のいずれかに記載の配線体接続構造体。
6. 少なくとも１の配線体における上記接続電極形成領域の裏面にバックアップ部材を設けた、請求項１から請求項５のいずれかに記載の配線体接続構造体。
7. 上記クリップに少なくとも１の配線体が止着されている、請求項１から請求項６のいずれかに記載の配線体接続構造体。
8. 上記配線体にフレキシブル配線板を採用するとともに、このフレキシブル配線体と上記クリップとの間に弾性部材を介挿してこれらを接着固定した、請求項７に記載の配線体接続構造体。
   

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