JP2021068601A - コネクタおよび接続方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、この発明は、フレキシブル導体の破損を防止しつつフレキシブル導体に対してコンタクトを電気的に接続する接続方法を提供することも目的としている。
弾性部材本体は、所定の方向が含まれる所定の平面上に延びるリング形状、C字形状または平板形状を有し、所定の方向における弾性部材本体の一端部に押し付け部が配置され且つ他端部に基部が配置されていることが好ましい。
回転操作部は、所定の平面から所定の平面に対して垂直な方向に離れた位置において、基部から押し付け部とは反対方向で且つ所定の方向に延びるように形成することができる。
一直線上に配列される複数のコンタクトを備え、弾性部材は、複数のコンタクトに対応して一直線上に配列される複数の弾性部材本体と、複数の弾性部材本体に連結された1つの回転操作部とを有するように構成することができる。
第1インシュレータは、相手側コネクタの一部が収容される相手側コネクタ収容部を有することが好ましい。
また、フレキシブル導体を間に挟んで第1インシュレータに対向し且つ回転操作部を覆う第2インシュレータを備えることが好ましい。
回転操作部は、複数の弾性片の複数の基部に連結され且つ複数の基部から複数の押し付け部とは反対方向で且つ所定の方向に延びる平板形状を有することが好ましい。
複数のフレキシブル導体を間に挟んでコンタクトユニットに対向し且つ回転操作部を覆う第2インシュレータを備えることができる。
弾性部材は、回転操作部に突出形成されたガイド部を有し、コンタクトユニットは、ガイド部が収容されるガイド受け部を有し、ガイド部がガイド受け部に収容されることで、弾性部材本体収容部に対する弾性部材本体の収容位置が規制されるように構成することができる。
あるいは、フレキシブル導体は、絶縁性の基板本体の表面上に露出するように配置され、フレキシブル導体がコンタクト部材の導体接触部に対向し、基板本体の裏面が弾性部材の押し付け部に対向するように、フレキシブル導体が弾性部材の押し付け部とコンタクト部材の導体接触部との間に配置されるように構成してもよい。
なお、コンタクトは、プラグ型のコンタクトとすることもでき、あるいは、レセプタクル型のコンタクトとすることもできる。
実施の形態1
図1および図2に、実施の形態1に係るコネクタ11を示す。コネクタ11は、例えば、ウエアラブルデバイスを嵌合するための衣服側コネクタ部として使用されるもので、複数のフレキシブル導体21に接続されている。
フレキシブル導体21としては、複数の導電繊維を撚り合わせることにより作製された帯形状の導体が使用されている。
第1インシュレータ12の−Z方向側に4つのフレキシブル導体21が配置され、4つのフレキシブル導体21の−Z方向側に第2インシュレータ14が配置されている。
4つのコンタクト13は、第1列R1および第2列R2の2つの列に配列されている。第1列R1および第2列R2は、それぞれ、Y方向に沿って延び、互いに隣接する一対のコンタクト13から形成されている。また、第1列R1および第2列R2は、互いにX方向に離れており、第2列R2は、第1列R1の+X方向側に配置されている。
第1インシュレータ12の−Z方向側に4つのフレキシブル導体21が配置され、4つのフレキシブル導体21の−Z方向側に2つの弾性部材15および16が配置されている。
さらに、平板部14Aの面14Bには、2つの固定用ポスト14Fが突出形成されている。これら2つの固定用ポスト14Fは、第1インシュレータ12の2つの凹状のポスト収容部12Dに対応している。
同様に、第1インシュレータ12の4つのコンタクト用貫通孔12Bのうち+X方向側に配置された2つのコンタクト用貫通孔12Bに挿入され且つ第2列R2を形成する2つのコンタクト13と、4つのフレキシブル導体21のうち+X方向側に配置された2つのフレキシブル導体21の接点部21Aと、弾性部材16の2つの弾性部材本体16Aは、互いにZ方向に整列する位置に配置されている。
また、第1インシュレータ12の2つのポスト収容部12Dと、第2インシュレータ14の2つの固定用ポスト14Fは、互いにZ方向に整列する位置に配置されている。
このようなコンタクト13は、例えば、プレス加工、切削、絞り加工等により作製することができる。
それぞれの弾性部材本体15Aは、XY面上に延びるリング形状を有しており、弾性部材本体15Aの+X方向端部に基部15Cが配置され、基部15CからX方向(所定の方向)に離れた弾性部材本体15Aの−X方向端部には、基部15Cに対してX方向(所定の方向)に弾性変位可能な押し付け部15Dが配置されている。
リング形状の弾性部材本体15AのX方向の外側寸法D2は、コンタクト13の弾性部材本体収容部13Cの内径D1からフレキシブル導体21の厚さを減じた値よりも大きく設定されている。
なお、弾性部材本体15AのY方向の外側寸法D2Yは、X方向の外側寸法D2よりも小さい値を有している。
なお、図9に示されるように、リング形状の弾性部材本体15Aの+Z方向側の縁部および−Z方向側の縁部には、湾曲面15Eが形成されている。
なお、弾性部材15の弾性部材本体15Aと同様に、リング形状の弾性部材本体16Aの+Z方向側の縁部および−Z方向側の縁部には、湾曲面16Eが形成されている。
図示しないが、同様に、弾性部材16の回転操作部16Bは、第2インシュレータ14に形成された弾性部材用凹部14Dに収容され、第2列R2に配置されているコンタクト13に接続されたフレキシブル導体21は、弾性部材用凹部14Dに連通するように第2インシュレータ14に形成された導体収容溝14Eに収容される。
4つの弾性部材17を用いることにより、同様にして、コネクタ11を複数のフレキシブル導体21に接続することができる。
ただし、2つの弾性部材本体15A、16Aを有する弾性部材15、16を用いれば、回転操作部15B、16Bによる1回の回転操作により、同時に2つのコンタクト13を2つのフレキシブル導体21に接続することができるため、効率よく複数のフレキシブル導体21へのコネクタ11の接続を行うことが可能となる。
また、コネクタが、一直線上に配列された3つ以上のコンタクト13を有する場合には、これら3つ以上のコンタクト13に対応する3つ以上の弾性部材本体が1つの回転操作部に連結された弾性部材を用いることもできる。
図20〜図22に、実施の形態2に係るコネクタ31を示す。コネクタ31は、実施の形態1のコネクタ11と同様に、例えば、ウエアラブルデバイスを嵌合するための衣服側コネクタ部として使用され、フレキシブル基板41に装着されている。
また、フレキシブル導体43は、基板本体42の表面42A上に印刷等により塗布された導電ペーストから形成することもできる。
ここで、便宜上、フレキシブル基板41の基板本体42の表面42AがXY面に沿って延び、コンタクトユニット51が突出する方向を+Z方向と呼ぶことにする。
弾性部材35は、複数のフレキシブル導体43の接点部45をコンタクトユニット51の対応するコンタクト33に電気的に接続させるためのものである。
第2インシュレータ34は、絶縁性樹脂からなり且つ平板形状を有し、第2インシュレータ34の+Z方向を向いた面34Aに、弾性部材用凹部34Bが形成されている。
それぞれのコンタクト33は、金属等の導電性材料から形成されたプラグ型コンタクトで、図示しない相手側コネクタの対応するコンタクトに接続されるものであり、図27に示されるように、Z方向に延びる平板形状を有している。より詳細には、コンタクト33は、+Z方向側端部側における+X方向の端面に形成された接点部33Aと、−Z方向側端部側で且つ−X方向の端面に形成された導体接触部33Bとを有している。
それぞれのコンタクト33は、接点部33Aと導体接触部33Bが露出されるようにコンタクト用インシュレータ52に保持されている。
また、図26に示されるように、コンタクト用インシュレータ52には、弾性部材本体収容部53の+Y方向端部のさらに+Y方向側と、弾性部材本体収容部53の−Y方向端部のさらに−Y方向側に、一対の凹状のガイド受け部54が形成されている。
弾性部材本体35Aは、回転操作部35Bに連結され且つY方向に配列された片持ち梁形状の複数の弾性片35Cを有している。それぞれの弾性片35Cの基端部には、回転操作部35Bに連結された基部35Dが配置されており、弾性片35Cは、基部35Dから+Z方向および+X方向に向かって立ち上がると共に、立ち上がりの頂点で湾曲しながら−Z方向に屈曲する形状を有している。
押し付け部35Eは、フレキシブル導体43の接点部45をコンタクトユニット51の対応するコンタクト33の導体接触部33Bに押し付けて電気的に接続させるためのものである。
図31に示されるように、弾性片35Cは、基部35Dから押し付け部35Eに至るX方向の幅W2を有している。この弾性片35CのX方向の幅W2は、コンタクトユニット51に形成された弾性部材本体収容部53のX方向の幅W1からフレキシブル導体43の厚さを減じた値よりも大きく設定されている。
また、複数の弾性片35Cの基部35Dの+Z方向端部には、それぞれ、湾曲面35Gが形成されている。
弾性部材35の一対のガイド部35Fは、コンタクトユニット51の一対の凹状のガイド受け部54に対応する大きさおよび配置間隔を有しており、フレキシブル基板41のほぼU字形状の切り込み44も、弾性部材35の一対のガイド部35Fおよびコンタクトユニット51の一対の凹状のガイド受け部54に対応する大きさを有しているものとする。
また、複数の弾性片35Cは、弾性部材本体35Aがコンタクトユニット51の弾性部材本体収容部53内に収容されたときに、弾性部材本体収容部53の天井部に突き当たることがないように、弾性部材本体収容部53のZ方向の深さ寸法よりも小さいZ方向の高さ寸法を有している。
次に、図33に示されるように、弾性部材35が、−Z方向からフレキシブル基板41の基板本体42の裏面42Bにおける切り込み44に向けて移動され、図34に示されるように、弾性部材35が、切り込み44を通してコンタクトユニット51の弾性部材本体収容部53に斜めに挿入される。
このとき、弾性部材35の回転操作部35Bは、第2インシュレータ14の面34Aに形成された弾性部材用凹部34Bに収容される。
また、図40に示されるように、弾性部材35の一対のガイド部35Fは、コンタクトユニット51の一対の凹状のガイド受け部54に収容された状態となる。
なお、上記の実施の形態2では、コンタクトユニット51の複数のコンタクト33が1列に配列されているが、これに限るものではなく、例えば、複数のコンタクト33を2列に配列し、2つの弾性部材35を用いて、それぞれ対応する列の複数のコンタクト33を対応する複数のフレキシブル導体43に電気的に接続することもできる。
Claims (19)
- フレキシブル導体に接続されるコネクタであって、
導電性材料から形成されたコンタクトを含むコンタクト部材と、
弾性部材本体と前記弾性部材本体から延びる回転操作部とを有する弾性部材と
を備え、
前記コンタクト部材は、前記コンタクトの一部からなる導体接触部と、前記導体接触部から所定の方向に離れて配置され且つ前記導体接触部に対向する弾性部材接触部とを有し、
前記弾性部材本体は、前記回転操作部が連結された基部と、前記基部から前記所定の方向に離れて配置され且つ前記基部に対して前記所定の方向に弾性変位可能な押し付け部とを有し、
前記フレキシブル導体の一部が前記弾性部材本体の前記押し付け部と前記コンタクト部材の前記導体接触部との間に配置され、前記弾性部材本体の前記基部が前記コンタクト部材の前記弾性部材接触部に接触し、前記所定の方向に弾性変位した前記押し付け部が前記フレキシブル導体の前記一部を前記導体接触部に押し付けることで前記コンタクトが前記フレキシブル導体に電気的に接続されることを特徴とするコネクタ。 - 前記コンタクト部材は、前記コンタクトからなり、
前記コンタクトは、前記弾性部材本体が収容される凹状の弾性部材本体収容部を有し、
前記所定の方向における前記弾性部材本体収容部の一端部に前記導体接触部が配置され且つ他端部に前記弾性部材接触部が配置されている請求項1に記載のコネクタ。 - 前記弾性部材本体は、前記所定の方向が含まれる所定の平面上に延びるリング形状、C字形状または平板形状を有し、
前記所定の方向における前記弾性部材本体の一端部に前記押し付け部が配置され且つ他端部に前記基部が配置されている請求項2に記載のコネクタ。 - 前記回転操作部は、前記所定の平面から前記所定の平面に対して垂直な方向に離れた位置において、前記基部から前記押し付け部とは反対方向で且つ前記所定の方向に延びている請求項3に記載のコネクタ。
- 一直線上に配列される複数の前記コンタクトを備え、
前記弾性部材は、複数の前記コンタクトに対応して一直線上に配列される複数の前記弾性部材本体と、複数の前記弾性部材本体に連結された1つの前記回転操作部とを有する請求項2〜4のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記コンタクトは、突状部と、前記突状部の一端に形成されたフランジを有し、
前記コンタクトの前記突状部が貫通し且つ前記フランジよりも小さいコンタクト用貫通孔が形成された第1インシュレータをさらに備える請求項2〜5のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記第1インシュレータは、相手側コネクタの一部が収容される相手側コネクタ収容部を有する請求項6に記載のコネクタ。
- 前記フレキシブル導体を間に挟んで前記第1インシュレータに対向し且つ前記回転操作部を覆う第2インシュレータを備える請求項6または7に記載のコネクタ。
- 前記コンタクト部材は、複数の前記コンタクトが配列された状態でコンタクト用インシュレータにより保持されたコンタクトユニットからなり、
前記コンタクトユニットは、複数の前記コンタクトの一部からなる複数の前記導体接触部と、前記弾性部材接触部とを有し、
前記弾性部材本体は、複数の前記コンタクトに対応する複数の前記基部と、複数の前記基部から前記所定の方向に離れて配置され且つ複数の前記基部に対して前記所定の方向に弾性変位可能な複数の前記押し付け部とを有し、
複数の前記フレキシブル導体の前記一部が複数の前記押し付け部と複数の前記導体接触部との間に配置され、前記弾性部材の複数の前記基部が前記コンタクトユニットの前記弾性部材接触部に接触し、前記所定の方向に弾性変位した複数の前記押し付け部が複数の前記フレキシブル導体の前記一部を複数の前記導体接触部に押し付けることで複数の前記コンタクトが複数の前記フレキシブル導体に電気的に接続される請求項1に記載のコネクタ。 - 前記コンタクトユニットは、前記弾性部材本体が収容される凹状の弾性部材本体収容部を有し、
前記所定の方向における前記弾性部材本体収容部の一端部に複数の前記導体接触部が露出し且つ他端部に前記弾性部材接触部が配置され、
前記所定の方向における前記弾性部材本体の一端部に複数の前記押し付け部が配列され且つ他端部に複数の前記基部が配列され、
複数の前記押し付け部が前記所定の方向に弾性変位した状態で前記弾性部材本体が前記弾性部材本体収容部に収容されることで、前記弾性部材の複数の前記基部が前記コンタクトユニットの前記弾性部材接触部に接触する請求項9に記載のコネクタ。 - 前記弾性部材本体は、複数の前記コンタクトの配列方向に配列された片持ち梁形状の複数の弾性片を有し、
複数の前記基部は、前記複数の弾性片の基端部に配置され、複数の前記押し付け部は、前記複数の弾性片の先端部に配置されている請求項10に記載のコネクタ。 - 前記回転操作部は、前記複数の弾性片の複数の前記基部に連結され且つ複数の前記基部から複数の前記押し付け部とは反対方向で且つ前記所定の方向に延びる平板形状を有する請求項11に記載のコネクタ。
- 複数の前記フレキシブル導体を間に挟んで前記コンタクトユニットに対向し且つ前記回転操作部を覆う第2インシュレータを備える請求項9〜12のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記弾性部材は、前記回転操作部に突出形成されたガイド部を有し、
前記コンタクトユニットは、前記ガイド部が収容されるガイド受け部を有し、
前記ガイド部が前記ガイド受け部に収容されることで、前記弾性部材本体収容部に対する前記弾性部材本体の収容位置が規制される請求項9〜13のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記フレキシブル導体は、独立して、前記弾性部材の前記押し付け部と前記コンタクト部材の前記導体接触部との間に配置される請求項1〜14のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記フレキシブル導体は、絶縁性の基板本体の表面上に露出するように配置され、
前記フレキシブル導体が前記コンタクト部材の前記導体接触部に対向し、前記基板本体の裏面が前記弾性部材の前記押し付け部に対向するように、前記フレキシブル導体が前記弾性部材の前記押し付け部と前記コンタクト部材の前記導体接触部との間に配置される請求項1〜14のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記コンタクトは、プラグ型のコンタクトである請求項1〜16のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記コンタクトは、レセプタクル型のコンタクトである請求項1〜16のいずれか一項に記載のコネクタ。
- コンタクトの一部からなる導体接触部と前記導体接触部から所定の方向に離れて配置された弾性部材接触部とを有するコンタクト部材における前記コンタクトを、基部と前記基部から前記所定の方向に離れて配置され且つ前記基部に対して前記所定の方向に弾性変位可能な押し付け部とを有する弾性部材本体と前記弾性部材本体に連結された回転操作部とを備える弾性部材を用いて、フレキシブル導体に接続する接続方法であって、
前記導体接触部の近傍に前記フレキシブル導体の一部が位置するように前記コンタクト部材に対して前記フレキシブル導体を配置し、
前記押し付け部が前記フレキシブル導体の前記一部に接触し且つ前記フレキシブル導体の前記一部が前記導体接触部と前記押し付け部との間に挟まれるように前記コンタクト部材に対して前記弾性部材を傾斜させて配置し、
前記回転操作部を操作して前記フレキシブル導体の前記一部に接触する前記押し付け部を中心として前記弾性部材を回転させ、前記弾性部材本体の前記基部を前記コンタクト部材の前記弾性部材接触部に接触させることにより、弾性変位した前記押し付け部が前記フレキシブル導体の前記一部を前記導体接触部に押し付けることで前記コンタクトが前記フレキシブル導体に電気的に接続されることを特徴とする接続方法。
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