JP4011530B2 - コネクタ - Google Patents

Description

この発明は２つの接続対象物（例えば、プリント基板）の間に介在し、これら２つの接続対象物をケーブルを介さずに直接電気的に接続するコネクタに関する。

従来、絶縁性ゴムシートと線状導電体と柱状エラストマ体とからなるコネクタが知られている（下記特許文献１参照）。

絶縁性ゴムシートの表面上に複数の線状導電体が等ピッチで配列されている。

線状導電体は導電性細線と異方導電性部材とからなる。導電性細線の表面は異方導電性部材によって被覆されている。異方導電性部材は樹脂バインダ中に導電性粒子を分散してなる。

絶縁性ゴムシートの断面形状がＵ字状になるように柱状エラストマ体の外周面に絶縁性ゴムシートが巻き付けられている。
特開２０００−１００４９４号公報（段落０００６〜０００７、図１参照）

上述のように従来のコネクタは複数の線状導電体が配列された絶縁性ゴムシートを柱状エラストマ体に巻き付ける構成であるので、金属板を打抜いて形成されたコンタクトを備えるコネクタよりも線状導電体の配列ピッチを狭くすることが可能である。

しかし、このコネクタには、線状導電体を接続対象物の端子部に対して位置決めする構成が採用されていないとともに、接続対象物同士が導通した状態を維持する構成が採用されていない。

このため、このコネクタを用いて２つの接続対象物を電気的に接続するとき、まず、目視でコネクタを接続対象物に対して正確に位置決めし、その後、例えば、ボルト、ナット等の連結部材によって接続対象物同士を連結しなければならない。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は２つの接続対象物を容易に電気的及び機械的に接続することができるコネクタを提供することである。

前述の課題を解決するため請求項１の発明のコネクタは、弾性を有するインシュレータと、このインシュレータに設けられた複数の導電路とを備え、２つの接続対象物を電気的に接続するコネクタにおいて、前記接続対象物に設けられた孔に嵌合される前記インシュレータの端部に設けられた凹部と、前記凹部を押し広げるように前記インシュレータの端部を弾性変形させて前記導電路を前記孔の内周面に設けられた複数の接続対象物側導電路に押し付ける接触力付与部材とを備えていることを特徴とする。

上述のようにインシュレータの端部が接続対象物の孔に嵌合されるので、複数の導電路が複数の接続対象物側導電路に対して位置決めされる。

インシュレータの凹部に接触力付与部材が挿入されると、凹部が押し広げられ、インシュレータの端部が弾性変形するので、導電路が接続対象物側導電路に押し付けられる。導電路と接続対象物側導電路との間に生じる接触力（摩擦力）によってインシュレータが接続対象物に固定される。

請求項２の発明は、請求項１記載のコネクタにおいて、前記インシュレータの両端部を前記２つの接続対象物の孔にそれぞれ嵌合したときに対向するその２つの接続対象物の間隔を一定に保つスペーサ部が、前記インシュレータの中央部に設けられていることを特徴とする。

上述のようにスペーサ部がインシュレータの中央部に設けられているので、２つの接続対象物の接続のときに、２つの接続対象物の間にスペーサを配置する作業が不要になる。

請求項３の発明は、請求項２記載のコネクタにおいて、前記スペーサ部の両側に位置し、前記２つの接続対象物の孔の内周面に設けられた受け部に係合する係合部が、前記インシュレータに設けられていることを特徴とする。

上述のように２つの接続対象物の孔の内周面に設けられた受け部に係合する係合部がインシュレータに設けられているので、この係合部が受け部に係合することによってより一層インシュレータが接続対象物に強固に固定される。

以上説明したように請求項１の発明のコネクタによれば、インシュレータの端部を接続対象物の孔に嵌合させ、接触力付与部材を凹部に挿入するだけで２つの接続対象物を容易に電気的及び機械的に接続することができる。

請求項２の発明のコネクタによれば、より一層容易に２つの接続対象物を電気的及び機械的に接続することができる。

請求項３の発明のコネクタによれば、より確実にインシュレータを接続対象物に固定させることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施形態に係るコネクタの分解斜視図、図２は図１のコネクタ本体の斜視図である。

コネクタはコネクタ本体３と２つの楔（接触力付与部材）９とからなる。

コネクタ本体３はインシュレータ５と複数の導電路７とを備える。

インシュレータ５は弾性を有する絶縁材料（例えば、エラストマ）から形成され、接続端部（端部）５１，５２と中央部５３とスペーサ部５４とを有する。

図３は図１のコネクタ本体を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。

接続端部５１は、インシュレータ５の一端側にあり、一対の突状部５１ａ，５１ｂと１つの凹部５１ｃとを有する。一対の突状部５１ａ，５１ｂはそれぞれ平板状であり、凹部５１ｃを介して対向している。突状部５１ａ，５１ｂの両側面にはそれぞれ楔状の係合部５５が形成されている。係合部５５は傾斜面５５ａと係止面５５ｂとを有する。

接続端部５２は、インシュレータ５の他端側にあり、一対の突状部５２ａ，５２ｂと１つの凹部５２ｃとを有する。一対の突状部５２ａ，５２ｂはそれぞれ平板状であり、凹部５２ｃを介して対向している。突状部５２ａ，５２ｂの両側面にはそれぞれ楔状の係合部５６が形成されている。係合部５６は傾斜面５６ａと係止面５６ｂとを有する。

図４は図３（ａ）のIV−IV線に沿う断面図である。

中央部５３は接続端部５１と接続端部５２との間に位置する。

スペーサ部５４はブロック状であり、中央部５３の両側面にそれぞれ形成されている。

導電路７はインシュレータ５の両面に形成され、一方の面の導電路７は突状部５１ａの先端部から突状部５２ａの先端部に掛けて延び、他方の面の導電路７は突状部５１ｂの先端部から突状部５２ｂの先端部に掛けて延びている。導電路７はインシュレータ５の表面に導電体粒子を吹き付けることによって形成された金属薄膜で構成されている。

図５は図１のコネクタの楔を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。

楔９は例えば、熱硬化性樹脂から形成され、押圧部９１と摘み部９２とを有する。押圧部９１の断面形状はほぼ楔状である。摘み部９２の断面形状は矩形である。摘み部９２は押圧部９１の一端に結合されている。楔９の最大幅Ｗ９は凹部５１ｃ，５２の最大幅Ｗ５よりも大きい。

図６はコネクタの分解正面図、図７はコネクタの分解側面図である。

コネクタ本体３の一方の接続端部５１は第１プリント基板（接続対象物）１１に結合され、コネクタ本体３の他方の接続端部５２は第２プリント基板（接続対象物）２１に結合される。また、一方の楔９は凹部５１ｃに挿入され、他方の楔９は凹部５２ｃに挿入される。

図８は図１に示す第１プリント基板の孔の斜視図、図９は第１プリント基板の孔を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１０はコネクタ本体を第１プリント基板の孔に嵌合した状態を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

第１プリント基板１１は、絶縁性基板１１１と複数の導体パターン（導電路）１１２と接続用導電路（接続対象物側導電路）１１５とを有する。

絶縁性基板１１１には、コネクタ本体３の一方の接続端部５１と嵌合する矩形の孔１１１ａが形成されている。孔１１１ａの内周面１１１ｂの対向する２面には段差面（受け部）１１１ｃが形成されている。

導体パターン１１２は絶縁性基板１１１の一方の面に形成されている。勿論、導体パターン１１２の配列ピッチは導電路７の配列ピッチに等しい。

接続用導電路１１５は孔１１１ａの内周面１１１ｂの他の対向する２面に形成され、それぞれ導体パターン１１２に連なる。

接続用導電路１１５は次のようにして形成される。

図１３は第１プリント基板の孔の内周面に導電路を形成する工程を説明するための概念図であって、同図（ａ）は孔を開ける前の状態を示す概念図、同図（ｂ）は孔を開けた後の状態を示す概念図、同図（ｃ）は切断されたスルーホールを同図（ｂ）の矢印Ｆの方向から見たときの概念図、同図（ｄ）は切断されたスルーホールの表面に鍍金を施した状態を示す概念図、同図（ｅ）は鍍金された部分を同図（ｄ）の矢印Ｇの方向から見たときの概念図である。

図１３（ａ）に示すように、未加工のプリント基板１１には、複数のスルーホール１１３が形成されている。各スルーホール１１３は導体パターン１１２に連なる。

まず、図１３（ｂ），（ｃ）に示すように、未加工のプリント基板１１の一部切除して所定位置に孔１１１ａを形成する。このとき、スルーホール１１３の一部を残す。

次に、図１３（ｄ），（ｅ）に示すように、スルーホール残存部１１３ａに鍍金１１４を施す。

以上により、スルーホール残存部１１３ａと鍍金１１４とで構成された接続用導電路１１５が孔１１１ａの内周面１１１ｂに形成される。

後述する第２プリント基板２１の接続用導電路２１５も接続用導電路１１５と同様にして形成される。

図１１は図１に示す第２プリント基板の孔の斜視図、図１２はコネクタ本体を第２プリント基板の孔に嵌合した状態を示す平面図である。

第２プリント基板２１は、絶縁性基板２１１と導体パターン（導電路）２１２（図６，７参照）と接続用導電路（接続対象物側導電路）２１５とを有する。

絶縁性基板２１１には、コネクタ本体３の他方の接続端部５２と嵌合する矩形の孔２１１ａが形成されている。孔２１１ａの内周面２１１ｂの対向する２面には段差面（受け部）２１１ｃが形成されている。

導体パターン２１２は絶縁性基板２１１の一方の面に形成されている。勿論、導体パターン２１２の配列ピッチは導電路７の配列ピッチに等しい。

接続用導電路２１５は孔２１１ａの内周面２１１ｂの他の対向する２面に形成され、それぞれ導体パターン２１２に連なる。

図１４はコネクタ本体を第１プリント基板の孔に嵌合する前の状態を示す斜視図、図１５はコネクタ本体を第１プリント基板の孔に嵌合した後の状態を示す斜視図、図１６は第１プリント基板に嵌合したコネクタ本体の上方に第２プリント基板を配置した状態を示す斜視図、図１７はコネクタ本体を第２プリント基板に嵌合させ、２つの楔をそれぞれコネクタ本体の凹部に挿入する前の状態を示す斜視図である。

次に、コネクタによる第１プリント基板１１と第２プリント基板２１との接続作業の一例について説明する。

まず、図１４に示すように、第１プリント基板１１の上方にコネクタ本体３を配置する。

その後、図１５に示すように、コネクタ本体３の一方の接続端部５１を第１プリント基板１１の孔１１１ａに嵌合させる。このとき、突状部５１ａ，５１ｂの側面が孔１１１ａの内周面１１１ｂに接触することによって導電路７が接続用導電路１１５に対して正確に位置決めされる。また、係合部５５の傾斜面５５ａが孔１１１ａ内の段差面１１１ｃを乗り越え、係合部５５の係合面５５ｂが段差面１１１ｃに係合する。この結果、コネクタ本体３が第１プリント基板１１から容易に抜けないようになる。

次に、図１６に示すように、第１プリント基板１１に嵌合されたコネクタ本体３の上方に第２プリント基板２１を配置させる。

その後、図１７に示すように、コネクタ本体３の他方の接続端部５２を第２プリント基板２１の孔２１１ａに嵌合させる。このとき、突状部５２ａ，５２ｂの側面が孔２１１ａの内周面２１１ｂに接触することによって導電路７が接続用導電路２１５に対して正確に位置決めされる。また、このとき、係合部５６の傾斜面５６ａが孔２１１ａ内の段差面２１１ｃを乗り越え、係合部５６の係合面５６ｂが段差面２１１ｃに係合する。この結果、コネクタ本体３が第２プリント基板２１から容易に抜けないようになる。第１プリント基板１１と第２プリント基板２１との間隔はコネクタ本体３のスペーサ部５４によって一定に保たれる。

次に、一方の楔９をコネクタ本体３の凹部５１ｃに挿入する。その結果、突状部５１ａ，５１ｂがそれぞれ弾性変形して第１プリント基板１１の接続用導電路１１５の方へ傾き、突状部５１ａ，５１ｂ上の導電路７が接続用導電路１１５に強く接触する。このようにして、導通路７と接続用導電路１１５とが電気的に接続されるとともに、導電路７と接続用導電路１１５との摩擦力によってコネクタ本体３が第１プリント基板１１に強固に固定される。

最後に、他方の楔９をコネクタ本体３の凹部５２ｃに挿入する。その結果、突状部５２ａ，５２ｂがそれぞれ弾性変形して第２プリント基板２１の接続用導電路２１５の方へ傾き、突状部５２ａ，５２ｂ上の導電路７が接続用導電路２１５に強く接触する。このようにして、導通路７と接続用導電路２１５とが電気的に接続されるとともに、導電路７と接続用導電路２１５との摩擦力によってコネクタ本体３が第２プリント基板２１に強固に固定される。

以上の作業により、第１プリント基板１１と第２プリント基板２１とがコネクタによって電気的及び機械的に接続される。

以上のようにこの実施形態のコネクタによれば、コネクタ本体３の接続端部５１，５２をそれぞれプリント基板１１，２１の孔１１１ａ，２１１ａに嵌合させ、楔９，９を凹部５１ｃ，５２ｃに挿入するだけで第１プリント基板１１と第２プリント基板２１とを容易に電気的及び機械的に接続することができる。

また、インシュレータ５はスペーサ部５４を有するので、第１プリント基板１１と第２プリント基板２１との間に独立部品としてのスペーサを配置する必要が無く、より一層容易に第１プリント基板１１と第２プリント基板２１とを電気的及び機械的に接続することができる。

更に、係合部５５，５６によってより確実にコネクタ本体３を第１及び第２プリント基板１１，２１に固定させることができる。

なお、この実施形態では、接続対象物がプリント基板１１，２１であるが、接続対象物はこれに限られない。

また、この実施形態では、接続端部５１，５２の凹部５１ｃ，５２ｃを楔９によって押し広げて導電路７を接続用導電路１１５，２１５に接触させたが、例えば、接続用端部５１，５２の一方の突状部５１ｂ，５２ｂを削除し、突状部５１ｂ，５２ｂがあったところに楔（楔９よりも厚みの厚いもの）を打ち込むようにして、突状部５１ａ，５２ａ上の導電路７を接続用導電路１１５，２１５に接触させるようにしてもよい。この場合、インシュレータ５は弾性を有していなくてもよい。

なお、この実施形態では、楔９を接触力付与部材として用いたが、接触力付与部材は楔９に限られず、導電路７を接続用導電路１１５，２１５に押し付けることができる部材であればよい。

また、この実施形態では、インシュレータ５の表面に導電体粒子を吹き付けて導電路７を形成したが、導体パターンを露出させたＦＰＣ(Flexible Printed Circuit)やＦＦＣ(Flexible Flat Cable) をインシュレータ５に貼り付け、このＦＰＣやＦＦＣの露出させた導体パターンを導電路として用いてもよい。

図１はこの発明の一実施形態に係るコネクタの分解斜視図である。 図２は図１のコネクタ本体の斜視図である。 図３は図１のコネクタ本体を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。 図４は図３（ａ）のIV−IV線に沿う断面図である。 図５は図１のコネクタの楔を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。 図６はコネクタの分解正面図である。 図７はコネクタの分解側面図である。 図８は図１に示す第１プリント基板の孔の斜視図である。 図９は第１プリント基板の孔を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿う断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図１０はコネクタ本体を第１プリント基板の孔に嵌合した状態を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 図１１は図１に示す第２プリント基板の孔の斜視図である。 図１２はコネクタ本体を第２プリント基板の孔に嵌合した状態を示す平面図である。 図１３は第１プリント基板の孔の内周面に導電路を形成する工程を説明するための概念図であって、同図（ａ）は孔を開ける前の状態を示す概念図、同図（ｂ）は孔を開けた後の状態を示す概念図、同図（ｃ）は切断されたスルーホールを同図（ｂ）の矢印Ｆの方向から見たときの概念図、同図（ｄ）は切断されたスルーホールの表面に鍍金を施した状態を示す概念図、同図（ｅ）は鍍金された部分を同図（ｄ）の矢印Ｇの方向から見たときの概念図である。 図１４はコネクタ本体を第１プリント基板の孔に嵌合する前の状態を示す斜視図である。 図１５はコネクタ本体を第１プリント基板の孔に嵌合した後の状態を示す斜視図である。 図１６は第１プリント基板に嵌合したコネクタ本体の上方に第２プリント基板を配置した状態を示す斜視図である。 図１７はコネクタ本体を第２プリント基板に嵌合させ、２つの楔をそれぞれコネクタ本体の凹部に挿入する前の状態を示す斜視図である。

符号の説明

３ コネクタ本体
５ インシュレータ
５１ 接続端部（端部）
５１ｃ 凹部
５２ 接続端部（端部）
５２ｃ 凹部
５４ スペーサ部
５５ 係合部
５６ 係合部
７ 導電路
９ 楔（接触力付与部材）
１１ 第１プリント基板（接続対象物）
１１１ａ 孔
１１１ｂ 内周面
１１１ｃ 段差面（受け部）
１１５ 接続用導電路（接続対象物側導電路）
２１ 第２プリント基板（接続対象物）
２１１ａ 孔
２１１ｂ 内周面
２１１ｃ 段差面（受け部）
２１５ 接続用導電路（接続対象物側導電路）

Claims (3)

1. 弾性を有するインシュレータと、このインシュレータに設けられた複数の導電路とを備え、２つの接続対象物を電気的に接続するコネクタにおいて、
   前記接続対象物に設けられた孔に嵌合される前記インシュレータの端部に設けられた凹部と、
   前記凹部を押し広げるように前記インシュレータの端部を弾性変形させて前記導電路を前記孔の内周面に設けられた複数の接続対象物側導電路に押し付ける接触力付与部材と
   を備えていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記インシュレータの両端部を前記２つの接続対象物の孔にそれぞれ嵌合したときに対向するその２つの接続対象物の間隔を一定に保つスペーサ部が、前記インシュレータの中央部に設けられていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記スペーサ部の両側に位置し、前記２つの接続対象物の孔の内周面に設けられた受け部に係合する係合部が、前記インシュレータに設けられていることを特徴とする請求項２記載のコネクタ。

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