JP4387055B2

JP4387055B2 - 防水コネクタ及びその製造方法

Info

Publication number: JP4387055B2
Application number: JP2000366170A
Authority: JP
Inventors: 一郎照沼; 一弥明石
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP2002170627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フレキシブルプリント基板の電気的接続に使用されるコネクタに関し、特に、防水性を有するコネクタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等に搭載されるフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）用のコネクタとしては、図９に示すようなコネクタが知られている。このコネクタ１００は、主として自動車のコンソールパネル内に設置されるメータ類の配線接続用コネクタとして使用されている。
【０００３】
コネクタ１００は、例えば、メータ筐体１０１に形成された嵌合穴にＦＰＣ１０７を挿入し、コネクタハウジング１１０を嵌合して電気的接続を行う構造を有している。即ち、ＦＰＣ１０７は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁フィルム１０４の上に、銅箔等の導電材を印刷等した後にエッチング等の方法により配線パターン１０５を形成し、更に回路保護部材としてカバーレイ１０６をその上に積層して形成されるが、嵌合穴に挿入されるＦＰＣ１０７の端末部においてはカバーレイ１０６は形成されておらず、配線パターン１０５が剥き出しの露出した状態となっている。
【０００４】
一方、コネクタハウジング１１０内部の端子収容孔１１１に収容された回路接続用ハーネス１１２の先端には、接続端子１１３が圧着等により接続されており、この接続端子１１３には弾性接触片１１４が設けられている。つまり、このコネクタ１００は、コネクタハウジング１１０を嵌合穴に嵌合することで、先に挿入されたＦＰＣ１０７を嵌合穴内で挟み込み、露出した状態のＦＰＣ１０７の配線パターン１０５を接続端子１１３の弾性接触片１１４が嵌合穴の壁面に向かって押圧しつつ接触するために電気的導通を確保することができる構造を有しているのである。
【０００５】
また、ＦＰＣ用の他のコネクタとしては、例えば、特開平６−３１０２２４号公報や特開平７−１０６０１６号公報に開示されているように、フラットケーブルの複数の導体に溶接等により接続された接続端子を有し、これら接続端子が互いに電気的に絶縁されるように電気的絶縁性を有する一次モールド樹脂により予め封止され固定されたコネクタが知られている。
【０００６】
ところで、一般的に、電線用のコネクタは、次のような方法により製造されている。即ち、図１０に示すように、電線用圧着接続端子（この場合、雄接続端子）１６０の圧着接続部１６１に、電線１６２の被覆を取った先端部１６２ａを載置し、図１１に示すように、この圧着接続部１６１を機械的にかしめたりして電線１６２と電線用圧着接続端子１６０とを電気的及び機械的に一本ずつ接続する。こうして圧着接続した接続端子１６０を、図１２に示すように、端子収容孔１６３が形成されたコネクタハウジング１６４に一本ずつ収容して電線用のコネクタを製造する。
【０００７】
これに対し、上述したようなＦＰＣ用の樹脂モールド型のコネクタは、一般的に次のような方法により製造されている。まず、図１３（ａ）に示すように、ＦＰＣ１２０の端末部の配線パターン１２１上に、例えば雄接続端子１３０の板状の接合端部１３１を載置する。そして、載置した接合端部１３１の上から抵抗溶接を施すために、例えばシリーズ溶接装置（図示せず）の電極１３２ａ，１３２ｂを並列に当接して圧力を加え、これら電極１３２ａ，１３２ｂ間にシリーズ溶接に用いられる容量の大電流を通電するために所定の電圧を印加する。こうして通電により発生した熱エネルギーと電極１３２ａ，１３２ｂによる加圧力とにより配線パターン１２１の銅が接合端部１３１の層へ拡散することで配線パターン１２１と接合端部１３１との接合部１４０を形成する。図１４は、このようにして接合部１４０が形成されたＦＰＣ１２０の端末部を示す上面図及び側面図である。
【０００８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、形成された接合部１４０を、例えばポリアミド系のホットメルト樹脂からなる樹脂モールド部１４１により封止する。接合部１４０を封止することにより、接合部１４０の機械的強度等の向上を図ることができる。図１５は、このようにして樹脂モールド部１４１が形成されたＦＰＣ１２０の端末部を示す上面図及び側面図である。最後に、樹脂モールド部１４１が形成されたＦＰＣ１２０の端末部を、例えば図１６に示すようなコネクタハウジング１５０に挿入する。このコネクタハウジング１５０は、コネクタ嵌合方向先端側に嵌合相手コネクタを嵌合する嵌合部１５１を有すると共に、同方向基端側に上下２段に形成された接合部収容孔１５２ａ，１５２ｂを有する。更に、これら接合部収容孔１５２ａ，１５２ｂの先端側には、ＦＰＣ１２０の端末部に接合された接続端子１３０ａ，１３０ｂを嵌合部１５１に挿通し、コネクタハウジング１５０に係止固定するための端子収容孔１３３ａ，１３３ｂが形成されている。この上下２段の接合部収容孔１５２ａ，１５２ｂに、接合部１４０を内含する樹脂モールド部１４１が形成されたＦＰＣ１２０の端末部を挿入して、接続端子１３０ａ，１３０ｂを端子収容孔１３３ａ，１３３ｂを介して嵌合部１５１に到達させ樹脂モールド型コネクタを製造する。なお、図１７は、図１６のＡ−Ａ´断面図である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＰＣ用の樹脂モールド型コネクタの場合、上述した電線用のコネクタの場合と異なり、接続端子を一本ずつではなく一括してコネクタハウジングに挿入しなければならないため、例えば、防水処理を施してコネクタを製造する際には、図１８に示すように、形成した樹脂モールド部１４１の周囲にシール用のゴムやパッキン等のワイヤシール１４２を取り付けたうえで、図１９に示すように、コネクタハウジング１５０の接合部収容孔１５２に挿入する必要がある。このため、例えばＦＰＣの回路の極数や接続端子の数が増えた場合にはワイヤシールが巨大化し、材料コストが増加してしまう場合がある。また、樹脂モールド部を形成した後にワイヤシールを取り付ける作業が必要となるため、加工費が増加し、防水コネクタの製造コスト自体が上昇してしまうおそれもある。
【００１０】
この発明は、このような問題点の解決を試みてなされたもので、安価に製造することができる防水コネクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る防水コネクタは、絶縁フィルム上に導電パターンが形成されたフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板の端末部において前記導電パターンと接合される板状の接合端部を有する金属製の接続端子と、前記接続端子を内部に収容するハウジングとを備えたコネクタであって、前記フレキシブルプリント基板の端末部と前記接続端子の板状端部との接合部は、第１の樹脂モールド部で封止され、更にこの第１の樹脂モールド部で封止された接合部は、前記ハウジングのコネクタ嵌合方向基端側に形成された接合部収容孔内に挿入によって収容され、前記ハウジングの基端部は、第２の樹脂モールド部により密封されていることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係る防水コネクタの製造方法は、絶縁フィルム上に導電パターンが形成されたフレキシブルプリント基板と、このフレキシブルプリント基板の端末部において前記導電パターンと接合される板状の接合端部を有する金属製の接続端子と、この接続端子を内部に収容するハウジングとを備えたコネクタの製造方法であって、前記フレキシブルプリント基板の端末部と前記接続端子の接合端部を接合し接合部を形成する工程と、この工程で形成された接合部を第１の樹脂モールド部で封止する工程と、この工程で前記樹脂モールド部により封止された前記接合部を前記ハウジングのコネクタ嵌合方向基端側に形成された接合部収容孔内に収容する工程と、前記接合部が前記接合部収容孔に収容されたハウジングの基端部を第２の樹脂モールド部により密封する工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】
前記第１及び第２の樹脂モールド部は、好ましくはポリアミド系のホットメルト樹脂、ポリウレタン系のホットメルト樹脂又はポリオレフィン系のホットメルト樹脂からなるものである。
【００１４】
この発明によれば、フレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」とする。）の端末部の配線パターンと接続端子の接合端部とを、例えば抵抗溶接（シリーズ溶接等）により接合して接合部を形成し、この接合部を第１の樹脂モールド部により封止し、更にハウジングのコネクタ嵌合方向基端側に形成された接合部収容孔内に収容した後、第２の樹脂モールド部によりハウジングの基端部を密封してなる防水コネクタを実現している。本発明によれば、例えばポリアミド系のホットメルト樹脂からなる第１の樹脂モールド部により接合部を封止した後、該ホットメルト樹脂からなる第２の樹脂モールド部によりハウジングの基端部を密封するため、同一設備（例えば、ホットメルト充填装置等）での一括作業による防水加工を施した防水コネクタを製造することができ、加工費の増加を防止し、防水コネクタの製造コストの上昇を抑えることが可能となる。また、例えば新たにワイヤシール等をＦＰＣの端末部に取り付けて防水処理を施す必要がないため、材料費も削減することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施例を説明する。
図１は、この発明の一実施例に係る防水コネクタのＦＰＣと接続端子との接合部を示す上方斜視図、図２は、この接合部に形成された第１の樹脂モールド部を示す上方斜視図、図３は、一部を断面で示す図２のＡ及びＢ矢視側面図、図４は、第１の樹脂モールド部が形成された接合部をコネクタハウジングに挿入することを示す上方斜視図、図５は、一部を断面で示す図４のＣ矢視側面図、図６は、第２の樹脂モールド部が形成された一部を断面で示す図４のＣ矢視側面図、図７は、図６のＢ−Ｂ´断面図である。
【００１６】
以下、図１〜７を用いて、この発明の一実施例に係る防水コネクタを説明する。図１に示すように、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１０は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等からなる絶縁フィルム１１と、この絶縁フィルム１１の上にエッチング等の方法によりパターン形成された、例えばＣｕ等の導電材からなる配線１２と、これら絶縁フィルム１１及び配線１２の上に被せて形成された電気的絶縁性を有する合成樹脂等からなるカバーレイ１３とから構成されている。なお、ＦＰＣ１０の端末部においては、このカバーレイ１３は形成されておらず、本来カバーレイ１３に覆われているはずの配線１２が絶縁フィルム１１上に剥き出しとなった露出状態にある。
【００１７】
一方、接続端子（この例では、雄接続端子）２０は、例えばＣｕ等の金属材料の母材を打ち抜き加工等して形成されており、主に図示しない雌接続端子の先端に嵌合して電気的接続を行う先端部２１と、ＦＰＣ１０の端末部の配線１２と実際に直接接合される板状の接合端部２２と、コネクタハウジングに形成された端子収容孔内の係止ランス部と係合する係止穴２３とから構成されている。この接続端子２０の接合端部２２とＦＰＣ１０の端末部の配線１２との接合は、例えば露出状態にある配線１２の上に、接続端子２０の接合端部２２の板面を当接するように載置し、更に載置した接合端部２２の上側から、図１３（ａ）を用いて説明したように、例えばシリーズ溶接装置の電極を接合端部２２に向かって並列に当接してシリーズ溶接を施し、接合端部２２と配線１２の接触面に拡散溶接を施して接合部２４を形成することにより行うことができる。また、接合端部２２と配線１２との接合は、この他にも、例えば超音波溶接等の圧接接合法やレーザ溶接等の融接接合法などを用いて簡単に行うこともできる。
【００１８】
このようにして形成した接合部２４の周囲に、図２及び図３に示すように、接合部２４を内含するような形状の第１の樹脂モールド部２５を形成する。この樹脂モールド部２５は、例えばポリアミド系のホットメルト樹脂を接合部２４の周囲に充填・塗布した後、冷却・硬化して成形することで形成され、特に、接合端部２２と配線１２との垂直剥離方向に対する機械的強度を高めるために形成されている。
【００１９】
こうして第１の樹脂モールド部２５が形成されたＦＰＣ１０の端末部の接合部２４を、図４に示すように、別途用意されたコネクタハウジング３０の基端側に形成された接合部収容孔３１に挿入する。なお、このコネクタハウジング３０の下部には、図５に示すような係止部３２が設けられている。この係止部３２には、例えば嵌合相手コネクタのコネクタハウジングに形成された係止爪（図示せず）等が係合する。この係止部３２と係止爪等によりコネクタ完全嵌合状態が保持される。
【００２０】
コネクタハウジング３０の接合部収容孔３１に挿入されたＦＰＣ１０の端末部に接合された接続端子２０は、図５に示すような状態で接合部収容孔３１内に収容される。即ち、接続端子２０は、コネクタハウジング３０の接合部収容孔３１の先端側に形成された端子収容孔３３に挿通され、先端部２１がコネクタハウジング３０の嵌合相手コネクタのコネクタハウジング（図示せず）と嵌合する嵌合部３４内に突出される。また、接続端子２０は、端子収容孔３３内に形成された係止ランス部３５が係止穴２３と係合することで端子収容孔３３内に係止固定される。これにより、接合部収容孔３１に挿入された接合部２４を封止する第１の樹脂モールド部２５が形成されたＦＰＣ１０の端末部もコネクタハウジング３０内で位置決め保持される。
【００２１】
このようにしてコネクタハウジング３０の接合部収容孔３１内に収容されたＦＰＣ１０の端末部の接合部２４及び第１の樹脂モールド部２５は、図６及び図７に示すように、接合部収容孔３１の基端開口部３１ａ側から充填された、例えば第１の樹脂モールド部２５と同じくポリアミド系のホットメルト樹脂からなる第２の樹脂モールド部２６により接合部収容孔３１の内側で密封され、コネクタハウジング３０と一体化される。第２の樹脂モールド部２６を形成することで、接合部収容孔３１の基端開口部３１ａ側からの水分の浸入に対してコネクタハウジング３０に防水性能をもたせることが可能となる。また、第２の樹脂モールド部２６と第１の樹脂モールド部２５を、例えば同じポリアミド系のホットメルト樹脂から形成することで、コネクタハウジング３０に防水性能を与えるための新規の設備等を生産ラインに追加する必要がなくなり設備コストを減少することができると共に、防水のためのシール材等を使用する必要もないため、材料コストの削減を図ることができる。また、ＦＰＣの端末部に防水のためのシール材を取り付ける必要もないため、作業コストを削減を図ることもできる。
【００２２】
図８は、この防水コネクタの製造工程を示すフローチャートである。
まず、ＰＥＴやＰＥＮ等で構成されるＦＰＣ１０の基体となる絶縁フィルム１１を構成するシート等を所望の形状に加工し、絶縁フィルム１１の上面にＦＰＣ１０の回路を構成する導電パターンからなる配線１２をエッチング等の方法によりパターン形成し、更に端末部となるべき部分等を除いた絶縁フィルム１１及び配線１２上にカバーレイ１３を形成してＦＰＣ１０を製造する（Ｓ１）。ＦＰＣ１０の製造と並行して、合成樹脂等を一体成形し、嵌合部３４、端子収容孔３３及び接合部収容孔３１等を備えるコネクタハウジング３０を製造する（Ｓ１）。更に、ＦＰＣ１０及びコネクタハウジング３０の製造と並行して、金属材料の母材等を打ち抜き・折り曲げ加工等して先端部２１、接合端部２２及び係止穴２３等を有する接続端子２０を製造し（Ｓ１）、これらＦＰＣ１０、コネクタハウジング３０及び接続端子２０を用意しておく。
【００２３】
次に、製造されたＦＰＣ１０の端末部に露出状態で形成された配線１２の上に、接続端子２０の接合端部２２を載置し、載置した接合端部２２の上側から、例えばシリーズ溶接装置の電極を当接して通電し、接合端部２２と配線１２を接合してＦＰＣ１０と接続端子２０との接合部２４を形成する（Ｓ２）。このように接合部２４を形成した後、接合部２４を内含するように、ＦＰＣ１０の端末部と接続端子２０の所定位置にホットメルト樹脂を充填・塗布し、この充填・塗布したホットメルト樹脂を所定の形状に成形して冷却・硬化し、接合部２４を封止する第１の樹脂モールド部２５を形成する（Ｓ３）。次に、こうして第１の樹脂モールド部２５が形成されたＦＰＣ１０の端末部の接合部２４を、別途用意したコネクタハウジング３０の接合部収容孔３１内に挿入し（Ｓ４）、接続端子２０を端子収容孔３３内に挿通してコネクタハウジング３０にＦＰＣ１０の端末部をセットする。最後に、ＦＰＣ１０を挿入した接合部収容孔３１の基端開口部３１ａ側からホットメルト樹脂を充填・塗布し、この充填・塗布したホットメルト樹脂を接合部収容孔３１を密封するような形状に成形して冷却・硬化し、ＦＰＣ１０をコネクタハウジング３０に取付固定するための第２の樹脂モールド部２６を形成する（Ｓ５）。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、ＦＰＣの端末部の配線パターンと接続端子の接合端部とを、例えば抵抗溶接（シリーズ溶接等）により接合して接合部を形成し、この接合部を第１の樹脂モールド部により封止し、更にハウジングのコネクタ嵌合方向基端側に形成された接合部収容孔内に収容した後、第２の樹脂モールド部によりハウジングの基端部を密封してなる防水コネクタを実現している。本発明によれば、例えばポリアミド系のホットメルト樹脂からなる第１の樹脂モールド部により接合部を封止した後、該ホットメルト樹脂からなる第２の樹脂モールド部によりハウジングの基端部を密封するため、同一設備（例えば、ホットメルト充填装置等）での一括作業による防水加工を施した防水コネクタを製造することができ、加工費の増加を防止し、防水コネクタの製造コストの上昇を抑えることが可能となる。また、例えば新たにワイヤシール等をＦＰＣの端末部に取り付けて防水処理を施す必要がないため、材料費も削減することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る防水コネクタのＦＰＣと接続端子との接合部を示す上方斜視図である。
【図２】同接合部に形成された第１の樹脂モールド部を示す上方斜視図である。
【図３】一部を断面で示す図２のＡ及びＢ矢示側面図である。
【図４】同第１の樹脂モールド部が形成された接合部をコネクタハウジングに挿入することを示す上方斜視図である。
【図５】一部を断面で示す図４のＣ矢視側面図である。
【図６】同第２の樹脂モールド部が形成された一部を断面で示す図４のＣ矢視側面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ´断面図である。
【図８】同防水コネクタの製造工程を示すフローチャートである。
【図９】従来のＦＰＣ用コネクタを示す断面図である。
【図１０】従来の電線用コネクタに用いられる接続端子と電線を示す上面図及び側面図である。
【図１１】同接続端子と電線を示す上面図及び側面図である。
【図１２】電線の先端に圧着された接続端子をコネクタハウジングに挿入する様子を示す一部を断面で示す上面図である。
【図１３】接続端子とＦＰＣとを接合し、樹脂モールド部を形成する様子を説明するための一部を断面で示す側面図である。
【図１４】接続端子との接合部が形成されたＦＰＣの端末部を示す上面図及び側面図である。
【図１５】樹脂モールド部が形成されたＦＰＣの端末部を示す上面図及び側面図である。
【図１６】樹脂モールド部が形成されたＦＰＣの端末部をコネクタハウジングに挿入した様子を示す一部を断面で示す側面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ´断面図である。
【図１８】形成された樹脂モールド部の周囲にワイヤシールを取り付けた様子を示す上面図及び側面図である。
【図１９】樹脂モールド部にワイヤシールを取り付けたＦＰＣの端末部をコネクタハウジングに挿入する様子を示す一部を断面で示す上面図である。
【符号の説明】
１０…フレキシブルプリント基板、１１…絶縁フィルム、１２…配線、１３…カバーレイ、２０…接続端子、２１…先端部、２２…接合端部、２３…係止穴、２４…接合部、２５…第１の樹脂モールド部、２６…第２の樹脂モールド部、３０…コネクタハウジング、３１…接合部収容孔、３２…係止部、３３…端子収容孔、３４…嵌合部、３５…係止ランス部。

Claims

絶縁フィルム上に導電パターンが形成されたフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板の端末部において前記導電パターンと接合される板状の接合端部を有する金属製の接続端子と、
前記接続端子を内部に収容するハウジングと
を備えたコネクタであって、
前記フレキシブルプリント基板の端末部と前記接続端子の板状端部との接合部は、第１の樹脂モールド部で封止され、更にこの第１の樹脂モールド部で封止された接合部は、前記ハウジングのコネクタ嵌合方向基端側に形成された接合部収容孔内に挿入によって収容され、前記ハウジングの基端部は、第２の樹脂モールド部により密封されている
ことを特徴とする防水コネクタ。
前記第１及び第２の樹脂モールド部は、ポリアミド系のホットメルト樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１記載の防水コネクタ。
前記第１及び第２の樹脂モールド部は、ポリウレタン系のホットメルト樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１記載の防水コネクタ。
前記第１及び第２の樹脂モールド部は、ポリオレフィン系のホットメルト樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１記載の防水コネクタ。
絶縁フィルム上に導電パターンが形成されたフレキシブルプリント基板と、
このフレキシブルプリント基板の端末部において前記導電パターンと接合される板状の接合端部を有する金属製の接続端子と、
この接続端子を内部に収容するハウジングと
を備えたコネクタの製造方法であって、
前記フレキシブルプリント基板の端末部と前記接続端子の接合端部を接合し接合部を形成する工程と、
この工程で形成された接合部を第１の樹脂モールド部で封止する工程と、
この工程で前記樹脂モールド部により封止された前記接合部を前記ハウジングのコネクタ嵌合方向基端側に形成された接合部収容孔内に収容する工程と、
前記接合部が前記接合部収容孔に収容されたハウジングの基端部を第２の樹脂モールド部により密封する工程と
を備えてなることを特徴とする防水コネクタの製造方法。