JP2023153751A - フラットフレキシブルケーブル用のばねクリップヘッダ - Google Patents

Abstract

【課題】フラットフレキシブルケーブルとの表面実装電気接続部を確立する。【解決手段】フラットフレキシブルケーブル用コネクタ１０５は、フラットフレキシブルケーブルを受け入れるレセプタクルを画定するハウジングと、ハウジングに可動に取り付けられたアクチュエータ１２８とを備える。導電性端子１１４が、レセプタクル内に位置決めされており、アクチュエータ１２８に接触して配置された第１の部分と、ハウジングを通って延び、かつハウジングの外面に位置決めされた端部を有する表面実装タブ１１５とを含む。端子１１４の第１の部分は、アクチュエータ１２８によって開位置とクランプ位置との間で付勢される。【選択図】図７

Description

本発明は、電気コネクタに関し、より詳細には、フラットフレキシブルケーブル用の電気コネクタまたはヘッダに関する。

当業者に理解されるように、フラットフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）またはフラットフレキシブル回路は、絶縁体の細いフレキシブルストリップ内に埋め込まれた少なくとも１つの導体（例えば、金属箔導体）から構成される電気部品である。フラットフレキシブルケーブルは、従来の「丸ワイヤ」の相当品を超える利点をもたらすことにより、多くの産業にわたって好評を得ている。詳細には、ＦＦＣは、より薄型かつ軽量であることに加えて、大きい回路経路の実装を、丸ワイヤベースの構成に比べてはるかに容易に可能にする。その結果、ＦＦＣは、自動車製造で使用されるもののような配線ハーネスを含む多くの複雑な用途および／または高電圧の用途のためのものであると考えられている。

これらの用途にＦＦＣを実装することを妨げる重大な障害は、表面実装接続部を必要とする用途などにおいて、ＦＦＣが様々な部品に嵌合することを可能にする、迅速、頑強、かつ低抵抗の終端技法を開発する必要を含む。表面実装の用途において使用されている現在のＦＦＣハーネスコネクタは、いくつかのプラスチックハウジング部品、ならびにハーネスコネクタと従来の表面実装ヘッダとの電気接続部を含む。これらの部品は、比較的複雑で高価であることに加えて、時間の経過と共に故障する可能性がある。

フラットフレキシブルケーブルとの表面実装電気接続部を確立するための、改良された解決策が所望されている。

本開示の一実施形態において、フラットフレキシブルケーブル用コネクタは、フラットフレキシブルケーブルを受け入れるレセプタクルを画定するハウジングと、ハウジングに可動に取り付けられたアクチュエータとを備える。セルフロック導電性端子が、レセプタクル内に位置決めされており、アクチュエータに接触して配置された第１の部分と、ハウジングを通って延び、かつハウジングの外面に位置決めされた端部を有する表面実装タブとを含む。端子の第１の部分は、アクチュエータによって開位置とクランプ位置との間で付勢される。

以下で、添付図面を参照しながら、本発明を例として説明する。

非嵌合状態にある、本開示の実施形態によるＦＦＣコネクタおよびＦＦＣの斜視図である。 図１のＦＦＣコネクタの分解図である。 図１のＦＦＣコネクタの正面斜視図である。 図１のＦＦＣコネクタの後面斜視図である。 図３のＦＦＣコネクタの断面図である。 嵌合または組立状態にある、図１のＦＦＣコネクタおよびＦＦＣの斜視図である。 図６のアセンブリの断面図である。 本開示の別の実施形態によるＦＦＣコネクタの断面図である。 非クランプ状態にある、本開示の別の実施形態によるＦＦＣコネクタの側面斜視図である。 クランプ状態にある、本開示の別の実施形態によるＦＦＣコネクタの側面斜視図である。

本開示の実施形態は、フラットフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）またはフラットプリントケーブル（ＦＰＣ）と共に使用するための表面実装可能なコネクタまたはヘッダを含む。コネクタは、ＦＦＣの露出された導体を捕捉するための１つもしくは複数のセルフロックばねクリップまたは端子が配置されているハウジングを備える。ばねクリップをロック位置に付勢してＦＦＣをハウジング内に導電的に固定するためのアクチュエータが、ハウジングに設けられている。ばねクリップはまた、ハウジングを通って延び、プリント回路基板などの部品に直接接続される外部表面実装機構を画定する。

図１に示すように、本開示の実施形態によるコネクタまたはヘッダアセンブリ１００は、ＦＦＣ、例えばＦＦＣ２００の例示的に示す部分と共に使用するように構成されている。ＦＦＣ２００は、一般に、絶縁材料２１４内に埋め込まれた複数の導体２１０を含む。導体２１０は、単に例として、任意の望ましい構成にパターニングされた金属シートまたは銅箔などの金属箔を含むことができる。ポリマー絶縁材料などの絶縁材料２１４を接着剤により導体２１０の両面に付けて、埋込導体配置をもたらすことができる。絶縁材料２１４の１つもしくは複数の部分または窓２１６を、選択した領域で除去して（または、最初から設けずに）、普通なら埋め込まれている導体２１０の部分を露出させることができる。
例示的な実施形態において、ＦＦＣ２００の欠けた部分２１６は、上側の導体２１０の各々の端部を露出させる単一の連続窓を画定するが、絶縁材料２１４の下部は、安定性および強度を強めるために存在したままである。

次に、図１～図７を全体的に参照すると、ヘッダアセンブリ１００は、ＦＦＣ２００を受け入れるためのハウジング１１０を含むヘッダまたはコネクタ１０５を備える。図示するように、ハウジング１１０は、ＦＦＣ２００の端部を受け入れるための内部端子レセプタクル１４０に連通している正面または第１の開口部１１２を画定する。複数の導電性端子１１４が、レセプタクル１４０内に配置され、ＦＦＣ２００の露出した導体２１０に電気的に接触するように、より詳細には選択的にクランプするように構成されている。端子１１４を、鋼、銅、または他の合金などの導電性材料から形成することができ、例えば、略平坦な原料に対して行われる曲げ動作によって、図示の形状に形成することができる。一実施形態において、端子１１４の一部または全部を相互接続することができ、他の実施形態において、端子１１４の各々が別個であり、残りの部分から電気的に絶縁されている。

第２の開口部１２７が、ハウジング１１０の上面または上壁を通って形成され、同様にレセプタクル１４０に連通している。開口部１２７は、ＦＦＣ２００をハウジング１１０内に選択的にロックするためのアクチュエータまたはボタン１２８を、可動にまたは摺動可能に受け入れる。より詳細には、アクチュエータ１２８は、開口部１２７内においてロック解除位置とロック位置との間で可動である。ロック位置において、アクチュエータ１２８は、端子１１４の各々に下向きの圧力を同時に加え、ＦＦＣ２００をハウジング１１０内で導電的にクランプするように構成されている。本明細書で詳細に説明するように、アクチュエータ１２８は、セルフロック端子１１４によってロック位置に保持または固定される。

図５に示すように、各端子１１４は、第１のアーム１１６と第１のアーム１１６に取り付けられた第２のアーム１１７とを画定する。第１のアーム１１６および第２のアーム１１７は、ＦＦＣ２００、より詳細には、その露出された導体を受け入れるために、それらの間にスロットまたは間隙を画定する。第１のアーム１１６と第２のアーム１１７とは、概ねハウジング１１０の後部に向けられたそれぞれの第１の端部で接続されている。各アーム１１６、１１７は、ハウジング１１０の前部に向かう方向に延びるそれぞれの第２の遠位端部１１８、１１９をさらに含む。第１のアーム１１６は、最初に下方に延びて、第１の端部に隣接する収束点１２５を画定し、ここでは、アーム１１６、１１７が、端子１１４の開状態または非圧縮状態で互いに接触または略接触する。
端子１１４は、少なくともこの収束点１２５の領域で、ＦＦＣ２００の露出された導体２１０に接触するように構成されている。

第１のアーム１１６は中間部１１６’をさらに含み、この中間部１１６’は、収束点１２５に隣接し、第２のアーム１１７の平面部１１７’に対して斜めに延びる。第１のアーム１１６の第２の端部１１８は、中間部１１６’から部分的に反対方向に延びて、第１のアームの全体的な波状またはＷ字状の外形を画定する。同様に、第２のアーム１１７の第２の端部１１９は、残りの部分から離れるように斜めに延びて、端子１１４をレセプタクル１４０の床面から持ち上げる。同様に、第１のアーム１１６の第２の端部１１８も上方に延びる。反対に延びる第２の端部１１８、１１９は、ＦＦＣ２００をより受け入れやすいように、各端子１１４により大きい初期開口部を形成する。

各端子１１４、より詳細にはその第２のアーム１１７は、それぞれのスロット１２０内に配置され、このスロット１２０は、対応する垂直仕切壁１２１によって、ハウジング１１０のレセプタクル１４０内に画定されている。一実施形態において、垂直仕切壁１２１は、レセプタクル１４０内に垂直方向に部分的にのみ延び、挿入中、ＦＦＣ２００の導体２１０の各々の間に配置された絶縁材料２１４の通過を可能にする。他の実施形態において、仕切壁１２１は、ハウジング１１０の上壁と下壁との間に延びていてもよい。この実施形態において、導体２１０の各々の間の領域に、対応するスロットがＦＦＣ２００を通って形成されて、ＦＦＣがやはりレセプタクル１４０内で受け入れられるようにしてもよい。

特に図５および図７から見ることができるように、ハウジング１１０に対するアクチュエータ１２８の押下げは、端子１１４の各々を閉状態または圧縮状態に平坦化するように機能する。アクチュエータ１２８を下方に押しているまたは押し下げている間、アクチュエータは最初に、各端子１１４の第１のアーム１１６の少なくとも中間部１１６’および／または第２の端部１１８に当たる。それによる第１のアーム１１６の下方への動きにより、ＦＦＣ２００およびその導体２１０を各端子１１４の第１のアーム１１６と第２のアーム１１７との間にクランプする。さらに、端子１１４が平坦化されるため、第１のアーム１１６は、概ねハウジング１１０の前部に向かう方向に伸長する。

一実施形態において、端子１１４は、ラッチなどの機械的ロック機構１３７（図８～図１０参照）を有するセルフロックばねクリップを含み、この機械的ロック機構１３７は、例えば第１のアーム１１６に設けられ、アクチュエータ１２８による圧縮後に、第２のアーム１１７に係合して、第１のアーム１１６を第２のアーム１１７に対してクランプ位置で固定する。他の実施形態において、ラッチを使用してアクチュエータ１２８をロック位置に固定し、端子１１４に対する圧縮を維持することができ（図９および図１０も参照）、ロック機構１３７を省くことができる。

各端子１１４は、ハウジング１１０の後部に画定されたそれぞれの開口部１２６を通って延びる実装タブ１１５をさらに画定し、ヘッダアセンブリ１００を別の部品に直接表面実装することを可能にする。開口部１２６は、仕切壁１２１とハウジング１１０の上壁および下壁とによって画定されてもよい。詳細には、図４に示すように、ハウジング１１０の後部で、仕切壁１２１を高くして、ハウジングの上壁および下壁間に完全に延びて各開口部１２６を形成するようにしてもよい。

図４および図５を特に参照すると、一実施形態において、各端子１１４は、第２のアーム１１７から下方に延びる足部１２３を画定する。表面実装タブ１１５は、足部１２３から横方向および下方に延び、フック状端部を画定する。端部は、ハウジング１１０の対応する形状（すなわち、半円形もしくは半円筒形）の部分またはリップ１１１に係合し、ポジティブに捕捉して（形状嵌めで捕捉して、ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃａｐｔｕｒｅ）、ハウジング内の端子１１４の位置を固定し、ＦＦＣ２００の挿入方向および挿入方向と反対方向への端子１１４の移動を防ぐ。リップ１１１は、実質的にハウジング１１０の後部の幅で、または少なくとも後部開口部１２６の各々にわたって延びる。図示するように、リップ１１１および実装タブ１１５は、ハウジング１１０から略下方にハウジングの平面の下面より下の位置まで延びて、（例えば、タブのはんだ付けによる）表面実装を容易にする。

ハウジング１１０の安定した平坦な表面実装を可能にするために、対応する段部または突起１１３が、ハウジング１１０の前端部に近接した、リップ１１１と反対側にあるハウジング１１０の下面から延びる。段部１１３の高さは、端子１１４がハウジング内の装着位置にある状態で、ハウジング１１０の平面の下面と実装タブ１１５の下側との間の距離に略等しい。このように、例として、実装タブ１１５が回路基板の表面にはんだ付けされた状態で、ＦＦＣ２００が回路基板またはヘッダの実装面に略平行な方向に装着されるように、ヘッダ１０５は略水平の向きのままである。

次に図８を参照すると、本開示の別の実施形態によれば、ヘッダアセンブリ２２０はハウジング２２２を備え、ハウジング２２２は、ハウジング２２２に旋回可能にまたはヒンジ式に接続されたアクチュエータ２２８を有する。詳細には、ハウジング２２２とアクチュエータ２２８とは、互いに一体に形成され、単に非限定的な例として、リビングヒンジ（ｌｉｖｉｎｇ ｈｉｎｇｅ）２２３をそれらの間に画定することができる。図１～図７の実施形態に関して前述したように、アクチュエータ２２８は、端子２２４の図示の上部アームをクランプ位置に押し下げるように機能する。端子２２４のロックラッチ１３７は、係合して端子２２４をクランプ位置に保持し、挿入されたＦＦＣ２００に対するクランプ力を維持する。
しかしながら、前の実施形態の表面実装タブとは異なり、図８の実施形態の端子２２４は、端部からＦＦＣ２００の挿入方向に略垂直な方向に延びる導電性端子ピン２２５を含む。ピン２２５を、電気デバイスの回路基板に形成された対応する孔に挿入して、例えばはんだ付けにより、孔に固定することができる。

次に図９および図１０を参照すると、本開示の別の実施形態による可動アクチュエータ３２８は、例えば、ハウジング３１０の一部に（または直接電気デバイス３１１に）機械的に係合して、アクチュエータを閉位置またはクランプ位置に固定するように機能することができる。詳細には、例示的なアクチュエータ３２８は、ハウジング３１０またはデバイス３１１の対応する機構（例えば、凹部）に選択的に係合するための、可動自由端部に形成された少なくとも１つのラッチ機構または突起３０５（例えば、フック状突起）を含む。このように、アセンブリの端子３１４は、クランプ位置を維持するための別個のラッチ機構（例えば、ラッチ１３７）を有する必要がない。
例示的な端子３１４はフック状端部３１５をさらに含み、このフック状端部３１５は、弾性部材またはばねとして作用して、図示のクランプ位置において、端子によってＦＦＣ２００に加えられる圧縮力を制限するまたは他の方法で制御することができる。端子アセンブリの一部のみが図９および図１０に示され、ハウジング、端子、および／またはアクチュエータは、図１～図８の実施形態に関して前述したものを含む追加の機構を含むことができることを理解されたい。

本開示の上記の実施形態は、中間コネクタおよび関連する導体を使用することなく、コネクタ化されていないＦＦＣを直接ヘッダ（例えば、表面実装ヘッダ）に迅速かつ確実に接続することを可能にする。このようにして、必要な製造ステップおよび組立てステップがより少ない、低抵抗の接続が実現される。セルフロックばねクリップにより、ヘッダは、必要な可動部分の数を最小限に抑え、製造プロセスおよび組立てプロセスをさらに簡略化する。

Claims (15)

1. コネクタ（１０５）であって、
   フラットフレキシブルケーブル（２００）を受け入れる大きさのレセプタクル（１４０）を画定するハウジング（１１０、２２２）と、
   前記ハウジング（１１０、２２２）に可動に取り付けられたアクチュエータ（１２８、２２８）と、
   前記レセプタクル（１４０）内に配置された導電性端子（１１４、２２４）と
   を備え、
   前記導電性端子（１１４、２２４）は、
   前記アクチュエータ（１２８、２２８）に接触して配置され、かつ第１のアーム（１１６）と前記第１のアーム（１１６）に取り付けられた第２のアーム（１１７）とを含む第１の部分であって、前記第１のアーム（１１６）と前記第２のアーム（１１７）は、前記第１のアーム（１１６）と前記第２のアーム（１１７）との間に、前記フラットフレキシブルケーブル（２００）の露出された導体（２１０）を受け入れる大きさの開口部を画定し、前記端子（１１４、２２４）の前記第１の部分は、前記アクチュエータ（１２８、２２８）によって開位置とクランプ位置との間で付勢される、第１の部分と、
   前記端子（１１４、２２４）の前記第１の部分から前記ハウジング（１１０、２２２）を通って延びる実装部（１１５、２２５）であって、前記実装部（１１５、２２５）は、前記ハウジング（１１０、２２２）の外面に露出した端部を有する、実装部（１１５、２２５）と
   を含む、コネクタ（１０５）。
   
2. 前記アクチュエータ（１２８、２２８）は、前記ハウジング（１１０、２２０）の壁を通って形成された開口部（１２７）内に取り付けられ、前記開口部（１２７）は前記レセプタクル（１４０）に連通している、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
3. 前記アクチュエータ（１２８）は、前記端子（１１４）を前記クランプ位置に維持するために、前記ハウジング（１１０）に選択的に固定可能である、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
4. 前記端子（１１４、２２４）はセルフロックばねクリップを画定し、前記セルフロックばねクリップにおいて、前記第１のアーム（１１６）または前記第２のアーム（１１７）のうちの一方は、前記端子（１１４）を前記クランプ位置に保持するためのラッチ（１３７）を画定する、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
5. 前記アクチュエータ（２２８）は、前記ハウジング（２２２）にヒンジ式に接続されている、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
6. 前記第１のアーム（１１６）は、前記アクチュエータ（１２８）に係合する少なくとも１つの弧状部分を画定する、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
7. 前記実装部（１１５、２２５）は、前記ハウジング（１１０）の下面に露出する表面実装タブ（１１５）を含み、前記タブ（１１５）は、前記第２のアーム（１１７）から延び、前記ハウジング（１１０）の対応する形状の部分（１１１）を捕捉するフック状端部を画定する、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
8. 前記レセプタクル（１４０）内に配置された複数の端子（１１４）であって、各端子（１１４）は、前記アクチュエータ（１２８）によって前記クランプ位置に同時に付勢される、複数の端子（１１４）と、
   前記レセプタクル（１４０）に画定され、前記複数の端子（１１４）の各々の間に配置された複数の仕切壁（１２１）であって、前記仕切壁（１２１）は、複数の実装部（１１５）を受け入れる複数の対応する開口部（１２６）を画定する、複数の仕切壁（１２１）と
   をさらに備える、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
9. 前記実装部（１１５、２２５）は、前記第２のアーム（１１７）から前記フラットフレキシブルケーブル（２００）の挿入方向に略垂直な方向に延びる実装ピン（２２５）を含む、請求項１に記載のコネクタ（１０５）。
   
10. コネクタアセンブリ（１００、２２０）であって、
    絶縁材料（２１４）を通って露出された複数の導体（２１０）を有するフラットフレキシブルケーブル（２００）と、
    電気デバイスに接続するように構成されている複数の端子（１１４、２２４）であって、各端子（１１４、２２４）は、
    前記フラットフレキシブルケーブル（２００）の前記露出された導体（２１０）に係合し、かつ第１のアーム（１１６）と前記第１のアーム（１１６）に取り付けられた第２のアーム（１１７）とを含むクランプ部であって、前記第１のアーム（１１６）と前記第２のアーム（１１７）は、前記第１のアーム（１１６）と前記第２のアーム（１１７）との間に、前記フラットフレキシブルケーブル（２００）の露出された導体（２１０）を受け入れる大きさの開口部を画定する、クランプ部と、
    前記クランプ部から延びて前記電気デバイスに接続する導電性実装部（１１５、２２５）とを含む、複数の端子（１１４、２２４）と、
    前記フラットフレキシブルケーブル（２００）が前記クランプ部によって受け入れられる開位置と、前記フラットフレキシブルケーブル（２００）の前記露出された導体（２１０）が前記端子（１１４、２２４）に固定されるクランプ位置との間で、前記クランプ部を付勢するアクチュエータ（１２８、２２８）と
    を備える、コネクタアセンブリ（１００、２２０）。
    
11. 前記フラットフレキシブルケーブル（２００）を受け入れる大きさのレセプタクル（１４０）を画定するハウジング（１１０、２２２）をさらに備え、前記実装部（１１５、２２５）は、前記ハウジング（１１０、２２２）の後壁に画定されたそれぞれの開口部（１２６）を通って延びる、請求項１０に記載のコネクタアセンブリ（１００、２２０）。
    
12. 前記ハウジング（１１０、２２２）は、前記レセプタクル（１４０）内で前記端子（１１４、２２４）を少なくとも部分的に分離する複数のスロットを画定する、請求項１１に記載のコネクタアセンブリ（１００、２２０）。
    
13. 前記フラットフレキシブルケーブル（２００）の前記導体（２１０）は、前記ケーブル（２００）の端部および前記ケーブル（２００）の上面または下面のうちの一方で露出されている、請求項１１に記載のコネクタアセンブリ（１００、２２０）。
    
14. 前記端子（１１４、２２４）はセルフロックばねクリップを画定し、前記セルフロックばねクリップにおいて、前記第１のアーム（１１６）または前記第２のアーム（１１７）のうちの一方は、前記端子（１１４、２２４）を前記クランプ位置に保持するためのラッチ（１３７）を画定し、前記クランプ位置で、前記ばねクリップの各々の前記第１のアーム（１１６）は、前記ばねクリップにより、前記露出された導体（２１０）のうちのそれぞれの１つに電気的に接触する、請求項１０に記載のコネクタアセンブリ（１００、２２０）。
    
15. 前記ハウジング（１１０）は、上壁を通って形成された開口部（１２７）を含み、前記アクチュエータ（１２８）は、前記開口部（１２７）内に摺動可能に受け入れられる、請求項１１に記載のコネクタアセンブリ（１００、２２０）。

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