JP2020155693A - 接続部材及びコネクター部材 - Google Patents

Abstract

【課題】組立と半挿検査とを略同時に完了することに適した接続部材を提供する。【解決手段】接続部材１０は、信号層２０と、第１絶縁層３０と、第２絶縁層４０とを備え、板状又はシート状の形状を有する。信号層２０は、第１絶縁層３０と第２絶縁層４０とに挟まれている。信号層２０には、端子２１と、端子２１に接続された信号線２２とが形成されている。端子２１は、接続部材１０の長さ方向の端部１１の近傍に位置して、第２絶縁層４０から露出する。信号線２２は、端部１１から離れるように延びる。接続部材１０は、長さ方向と交差する厚み方向に接続部材１０を貫通する貫通部１５を更に備える。貫通部１５は、導電性の側壁１６を有する。側壁１６は、信号線２２を介して端子２１に接続されている。【選択図】図４

Description

本発明は、接続部材及びコネクター部材に関する。

板状又はシート状の形状を有する接続部材が知られている。接続部材は、フレキシブルフラットケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ：ＦＦＣ）を含む。また、接続部材は、フレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＦＰＣ）を含む。

電子機器の製造工程へのロボットの導入が盛んである。ロボットは、板状又はシート状の形状を有する接続部材をコネクター部材に挿入する組立作業を実行することができる。

特許文献１には、オス型コネクターの複数の端子とメス型コネクターの複数の端子との各々の接続の過渡状態を正確に判別することができる半挿検出装置が開示されている。半挿検出装置は、マザーボードを備える。マザーボード上には、メス型コネクターとともに半挿検出用ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）が実装される。オス型コネクターは、端子間にジャンパー線を有し、メス型コネクターと嵌合する。

半挿検出用ＬＳＩは、２値の論理レベルの信号をメス型コネクターの特定の端子に印加し、オス型コネクターを折り返した信号の論理レベルを調べることにより、半挿状態が生じているか否かを検出する。半挿状態とは、コネクター同士が不完全に装着された結果として、コネクターを構成する少なくとも一部の端子に接続上の不具合が生じる状態をいう。

特開２０１２−８０２８号公報

従来は、ロボットがカメラを用いて接続部材の半挿検査を実行することが一般的であった。ロボットが組立と半挿検査とを略同時に完了できる効果があるからである。ところが、従来のロボットには、半挿検査のためにカメラのような高価な設備を必要とする課題があった。

一方、特許文献１に記載の半挿検出装置では、組立の完了と略同時に半挿検査を完了することができなかった。半挿検査のため、半挿検出用ＬＳＩに電源供給を行う必要があったからである。

本発明は、上記課題に鑑み、組立と半挿検査とを略同時に完了することに適した接続部材と、これに対応したコネクター部材とを提供することを目的とする。

本発明に係る接続部材は、信号層と、第１絶縁層と、第２絶縁層とを少なくとも備え、板状又はシート状の形状を有する。前記信号層は、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とに挟まれている。前記信号層には、第１端子と、第２端子と、前記第１端子に接続された第１信号線と、前記第２端子に接続された第２信号線とが形成されている。前記第１端子及び前記第２端子は、前記接続部材の長さ方向の端部の近傍に各々位置して、前記第２絶縁層から各々露出する。前記第１信号線及び前記第２信号線は、前記接続部材の前記端部から離れるように各々延びる。前記接続部材は、前記長さ方向と交差する厚み方向に前記接続部材を各々貫通する第１貫通部及び第２貫通部を更に備える。前記第１貫通部は、導電性の第１側壁を有する。前記第１側壁は、前記第１信号線を介して前記第１端子に接続されている。前記第２貫通部は、導電性の第２側壁を有する。前記第２側壁は、前記第２信号線を介して前記第２端子に接続されている。

本発明に係るコネクター部材は、前記接続部材の挿入を受けるコネクター部材であって、前記第１端子に接続される第３端子と、前記第２端子に接続される第４端子と、前記第３端子と前記第４端子とを接続する折り返し配線とを備える。

本発明によれば、ロボットは、各々導電性の側壁を有する２つの貫通部を利用することにより、組立と半挿検査とを略同時に完了することができる。

本発明の実施形態に係る接続部材であるＦＰＣの平面図である。 ＦＰＣの裏面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の実施形態に係るコネクター部材の一部を構成するコネクターにＦＰＣが挿入された状態を示す平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 ＦＰＣの変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。本願では、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸が規定される。Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１から図４を参照して、実施形態に係る接続部材であるＦＰＣ１０について説明する。図１は、ＦＰＣ１０の平面図である。図２は、ＦＰＣ１０の裏面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。

図１から図４に示されるように、ＦＰＣ１０は、板状又はシート状の形状を有する。ＦＰＣ１０の長さ方向は、Ｘ軸の方向と一致する。ＦＰＣ１０の長さ方向と交差する幅方向は、Ｙ軸の方向と一致する。ＦＰＣ１０の長さ方向と交差する厚み方向は、Ｚ軸の方向と一致する。

図３に示されるように、ＦＰＣ１０は、信号層２０と、第１絶縁層３０と、第２絶縁層４０とを備える。信号層２０は、不図示の多層構造を有し、第１絶縁層３０と第２絶縁層４０とに挟まれている。

図１、図２及び図３に示されるように、信号層２０には、複数の端子２１と、各端子２１に対応して接続された複数の信号線２２とが形成されている。

図２及び図３に示されるように、端子２１は、Ｘ軸の正の向きのＦＰＣ１０の端部１１の近傍に位置して、第２絶縁層４０から露出する。端子２１は、Ｘ軸の方向に端子長Ａを有する。信号線２２は、端部１１から離れるようにＸ軸の負の向きに延びる。図１及び図２に示されるように、信号線２２の延びる方向は、ＦＰＣ１０の２つの縁部１２に平行である。縁部１２は、ＦＰＣ１０のＹ軸の方向の両端部にそれぞれ位置する。

図３及び図４に示すように、ＦＰＣ１０には、挿入長Ｂが規定されている。挿入長Ｂは、端部１１の近傍のうち後述のコネクター１１０に挿入される部分の長さを示す。挿入長Ｂは、端子長Ａよりも大である。

図１、図３及び図４に示されるように、ＦＰＣ１０は、補強板５０を更に備える。補強板５０は、ＦＰＣ１０に剛性を付与する。補強板５０は、端部１１の近傍に位置して、第１絶縁層３０の一部を覆う。

図１、図２及び図４に示されるように、ＦＰＣ１０は、各々ＦＰＣ１０をＺ軸の方向に貫通する２つの貫通孔１５を更に備える。貫通孔１５は、矩形に形成されている。貫通孔１５の長手方向は、Ｘ軸の方向に平行である。貫通孔１５の短手方向は、Ｙ軸の方向に平行である。貫通孔１５は、長手方向の寸法Ｌ１と、短手方向の寸法Ｗとを有する。

図１及び図４に示されるように、貫通孔１５は、Ｘ軸の方向において端子２１よりも端部１１から離れた位置で補強板５０に隣接する。また、図１及び図２に示されるように、貫通孔１５は、Ｙ軸の方向において両方の縁部１２に最も近い信号線２２とそれぞれ重なるように位置する。図４に示されるように、貫通孔１５は、導電性の側壁１６を有する。側壁１６は、スルーホールとして構成され、信号線２２を介して端子２１に接続されている。

貫通孔１５は、「第１貫通部」及び「第２貫通部」の一例に相当する。側壁１６は、「第１側壁」及び「第２側壁」の一例に相当する。端子２１は、「第１端子」及び「第２端子」の一例に相当する。信号線２２は、「第１信号線」及び「第２信号線」の一例に相当する。

次に、図１から図６を参照して、ＦＰＣ１０の組立及び半挿検査について説明する。図５は、本発明の実施形態に係るコネクター部材の一部を構成するコネクター１１０にＦＰＣ１０が挿入された状態を示す平面図である。図６は、図５のＩＶ−ＩＶ断面図である。

図５及び図６に示されるように、コネクター１１０は、プリント配線基板１００の上に実装されている。コネクター１１０は、コネクター本体１２０と、ＦＰＣ１０の端子２１と同数のコンタクト１３０とを備える。コンタクト１３０は、コネクター本体１２０に支持されている。

図６に示されるように、コネクター本体１２０は、開口１２１と、内壁１２２と、空洞部１２３とを有する。開口１２１は、ＦＰＣ１０の挿入を受ける。ＦＰＣ１０の端部１１は、内壁１２２に当接する。コネクター本体１２０は、例えば樹脂製である。

図６に示されるように、コンタクト１３０は、ばね部１３１と、コネクター端子１３２とを有する。ばね部１３１は、空洞部１２３の中へ突出して、ＦＰＣ１０の端子２１と接触する。コネクター端子１３２は、プリント配線基板１００の表面に固定されている。図５に示されるように、Ｙ軸方向の両端に位置するコネクター端子１３２は、プリント配線基板１００の配線パターン１０２によって互いに接続されている。

両端のコネクター端子１３２は、「第３端子」及び「第４端子」の一例に相当する。配線パターン１０２は、「折り返し配線」の一例に相当する。プリント配線基板１００及びコネクター１１０は、「コネクター部材」の一例に相当する。

ロボットは、貫通孔１５を利用することにより、ＦＰＣ１０を２本のＬ型ハンドで引っ掛けて持ち上げることができる。ロボットは、Ｘ軸の正の向きにＬ型ハンドを更に移動させることにより、ＦＰＣ１０をコネクター１１０に挿入することができる。この際、Ｌ型ハンドが補強板５０のエッジに当たるので、ロボットは、ＦＰＣ１０を押す力を補強板５０に有効に伝えることができる。

ロボットは、ＦＰＣ１０をコネクター１１０に挿入することによって組立を完了すると、２本のＬ型ハンドを各々プローブ２００に取り替える。図６には、２本のプローブ２００のうち一方のプローブ２００のみが示されている。

ロボットは、２本のプローブ２００をそれぞれ側壁１６に接触させる。そして、ロボットは、２本のプローブ２００の間に電圧を印加する。電圧印加に応じて電流が流れなければ、半挿状態が存在すると判定される。電圧印加に応じて電流が流れれば、半挿状態が存在しないと判定される。

電流経路は、プローブ２００、側壁１６、信号線２２、端子２１、ばね部１３１、コネクター端子１３２、配線パターン１０２、コネクター端子１３２、ばね部１３１、端子２１、信号線２２、側壁１６、プローブ２００を順次辿る。

実施形態によれば、ロボットは、半挿検査を実行する際にプリント配線基板１００の上に実装される能動素子に電源供給を行う必要がない。ロボットは、各々導電性の側壁１６を有する２つの貫通孔１５を利用することにより、組立と半挿検査とを略同時に完了することができる。

次に、図７を参照して、ＦＰＣ１０の変形例について説明する。図７は、ＦＰＣ１０の変形例を示す平面図である。

図７に示されたＦＰＣ１０は、両端の信号線２２の長さが他の信号線２２よりも短い点で、図１から図４に示されたＦＰＣ１０と異なる。図７に示されたＦＰＣ１０では、図１から図４に示されたＦＰＣ１０の信号線２２のうち半挿検査に寄与しない部分が除去されている。

以上、本発明の実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、本発明の実施形態において、接続部材がＦＰＣ１０として構成されたが、これに限られない。本発明は、単層構造の信号層２０を有するＦＦＣにも適用可能である。例えば、信号線２２が貫通孔１５の側壁１６に沿うように信号線２２を折り曲げることによって、側壁１６に導電性を付与すればよい。側壁１６は、信号線２２を介して端子２１に接続される。

また、本発明の実施形態において、補強板５０に隣接する貫通孔１５の数が２であったが、これに限られない。貫通孔１５の数は３以上であってもよい。

また、本発明の実施形態において、貫通孔１５は矩形に形成されていたが、これに限られない。円形、長円形のような他の形状が採用されてもよい。

また、本発明の実施形態において、貫通孔１５が補強板５０に隣接していたが、これに限られない。ただし、貫通孔１５は、補強板５０の直近に設けられることが好ましい。

また、本発明の実施形態において、貫通部が貫通孔１５として形成されていたが、これに限られない。貫通孔１５は、ＦＰＣ１０をＺ軸方向に貫通する切欠に置き換えられ得る。切欠は、導電性の側壁１６を有する。側壁１６は、信号線２２を介して端子２１に接続される。

また、本発明の実施形態において、ＦＰＣ１０が補強板５０を備えていたが、これに限られない。本発明は、補強板５０を備えない接続部材にも適用可能である。

本発明は、板状又はシート状の形状を有する接続部材と、これに対応したコネクター部材とに有用である。

１０ ＦＰＣ（接続部材）
１１ 端部
１２ 縁部
１５ 貫通孔（第１貫通部、第２貫通部）
１６ 側壁（第１側壁、第２側壁）
２０ 信号層
２１ 端子（第１端子、第２端子）
２２ 信号線（第１信号線、第２信号線）
３０ 第１絶縁層
４０ 第２絶縁層
５０ 補強板
１００ プリント配線基板（コネクター部材）
１０２ 配線パターン（折り返し配線）
１１０ コネクター（コネクター部材）
１２０ コネクター本体
１３０ コンタクト
１３１ ばね部
１３２ コネクター端子（第３端子、第４端子）
２００ プローブ

Claims (5)

1. 信号層と、第１絶縁層と、第２絶縁層とを少なくとも備え、板状又はシート状の形状を有する接続部材であって、
   前記信号層は、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とに挟まれ、
   前記信号層には、第１端子と、第２端子と、前記第１端子に接続された第１信号線と、前記第２端子に接続された第２信号線とが形成され、
   前記第１端子及び前記第２端子は、前記接続部材の長さ方向の端部の近傍に各々位置して、前記第２絶縁層から各々露出し、
   前記第１信号線及び前記第２信号線は、前記接続部材の前記端部から離れるように各々延び、
   前記長さ方向と交差する厚み方向に前記接続部材を各々貫通する第１貫通部及び第２貫通部を更に備え、
   前記第１貫通部は、導電性の第１側壁を有し、
   前記第１側壁は、前記第１信号線を介して前記第１端子に接続され、
   前記第２貫通部は、導電性の第２側壁を有し、
   前記第２側壁は、前記第２信号線を介して前記第２端子に接続されている、接続部材。
2. 前記第１貫通部及び前記第２貫通部の各々の長手方向は、前記長さ方向と平行である、請求項１に記載の接続部材。
3. 前記接続部材に剛性を付与する補強板を更に備え、
   前記補強板は、前記接続部材の前記端部の近傍に位置して、前記第１絶縁層の一部を覆い、
   前記第１貫通部は、前記長さ方向において前記第１端子よりも前記接続部材の前記端部から離れた位置で前記補強板に隣接し、
   前記第２貫通部は、前記長さ方向において前記第２端子よりも前記接続部材の前記端部から離れた位置で前記補強板に隣接する、請求項１又は請求項２に記載の接続部材。
4. 前記第１貫通部及び前記第２貫通部は、前記長さ方向と交差する幅方向において両端部に各々位置する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接続部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接続部材の挿入を受けるコネクター部材であって、
   前記第１端子に接続される第３端子と、
   前記第２端子に接続される第４端子と、
   前記第３端子と前記第４端子とを接続する折り返し配線と
   を備えた、コネクター部材。

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