JP5187741B2 - フレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法 - Google Patents

Description

本発明は電気コネクタ及びケーブル接続方法に関し、特にフレキシブルケーブルを簡単な操作で確実に接続するフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法に関する。

電子機器や電子応用機器の電子回路部分（エレクトロニクス部）は、プリント基板等に複数のＩＣデバイス（集積回路）等を含む能動素子、抵抗器やキャパシタを含む受動素子及びスイッチや電気コネクタ等の機構部品（メカトロニクス部品）等を搭載して形成されるのが一般的である。

斯かる回路基板は、一般にソリッド（固体）状の絶縁体であるのが一般的である。しかし、プリンタの印刷ヘッドの如き可動部分又は静止部分と移動部分とにまたがる部分には、比較的薄い絶縁体により形成されるフレキシブル基板を使用する。また、折り畳み型の携帯電話端末の如く操作キー等を含む本体部と液晶表示部等は、例えばフィルム状のフレキシブル絶縁体の表面に複数の箔状導体が並列に形成されたフレキシブルケーブルやフレキシブル基板により相互接続されるのが一般的である。

斯かるフレキシブルケーブルは、それを使用する電子機器又は電子応用機器の組立製造又は保守サービスを容易にするために、フレキシブルケーブル用コネクタ（以下、単にコネクタという場合もある）を使用して着脱自在に接続して使用するのが一般的である。斯かるフレキシブルケーブル又はフレキシブル基板等を着脱自在に接続するコネクタは、以下に例示する如く多くの技術文献に開示されている。

絶縁ハウジングの後端に保持された多数のＳＭＴコンタクト（表面実装型接触子）の接触アーム（即ち、片持ち梁状の接触片）上に接続したいフレキシブル基板（ＦＰＣ）又はフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）の接続端を配置し、その接続端上に設けられた回転レバーを回転して接続端を接触アームに対して押圧して接続する無挿抜力コネクタが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この無挿抜力コネクタは、ＦＰＣ／ＦＦＣの端部をコネクタに挿入する又はコネクタから抜去する際には、回転レバーを開いてコネクタの接触アームとの間に十分な間隙を設け、ＦＰＣ／ＦＦＣの端部のコネクタへの挿入／抜去時の抵抗を実質的に０とすることを特徴とする。

また、絶縁ハウジングの後端に多数のＳＭＴコンタクトを備え、前方へ延びる接触アームの自由端との間に軸支された回転保持部材と、この回転保持部材を回転させて押圧する軸支された操作レバーを備えるシート状導電路用コネクタが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この回転保持部材は、操作レバーが開放位置にあるとき自由に回転でき、ＦＰＣの接続端部の挿入により回転して、ＦＰＣのコネクタ内への挿入を可能にする。ＦＰＣの接続端の挿入後に、操作レバーを回転することにより、回転保持部材を回転させ、そのカム面によりＦＰＣを接触アームに対して押圧し接触アームとＦＰＣの接触片（導体）とを相互接続状態に保持する。
特願２０００−１３３３９２号公報 特願平１０−２１４６５６号公報

現在、分野を問わず、様々な製品においてフレキシブルケーブルが使用されている。この場合、上述したコネクタを含め従来のフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法又は手順は、先ずフレキシブルケーブルをコネクタに差し込み、その後に手作業でコネクタに付属している留め具（回転操作レバー）を固定位置へ回動させてセットすることにより接続を固定させている。即ち、非接続導体の差し込み（挿入）動作及び接続固定動作の２つの動作（アクション）を必要とする。斯かる操作は、片方の手で挿入し、他方の手で接続固定するのが一般的である。また、一度接続されたＦＰＣ等の接続を解除する（非接続状態にする）場合も同様である。従って、接続及び接続の解除操作が複雑であるのみならず、両手で操作する必要があるので作業性が悪いという課題を有する。

本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、操作性（又は作業性）が優れたフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法を提供すること、即ちフレキシブルケーブルの接続端部をコネクタに差し込むと同時にフレキシブルケーブルが固定可能なフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法を提供することを目的とする。

上述した従来技術の課題を解決し上述した目的を達成するために、本発明のフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法は、次の如き特徴的な構成を採用している。

（１）本発明のフレキシブルケーブル用コネクタは、複数の導体が相互に絶縁されて並列に配置されたフレキシブルケーブルの接続端部を対応する接点部に接続する電気コネクタにおいて、
挿入される前記フレキシブルケーブルの前記接続端部を案内する円弧状が形成された絶縁ハウジングと、
該絶縁ハウジングの前記フレキシブルケーブルの挿入口に軸支され前記挿入されるフレキシブルケーブルの接続端部に当接して回動し、前記挿入されたフラットケーブルの接続端部を固定する留め具とを備えるフレキシブルケーブル用コネクタ。

（２）また、本発明のフレキシブルケーブルの接続方法は、相互に絶縁されて並列配置された複数の導体を含むフレキシブルケーブルの接続端部の各導体を絶縁ハウジングに設けられた複数の接点部に接続するフレキシブルケーブルの接続方法において、
前記フレキシブルケーブルの接続端部を前記絶縁ハウジングのケーブル挿入口に挿入するステップと、
前記挿入されるフレキシブルケーブルの前記接続端部が更に挿入されると、前記絶縁ハウジングの前記ケーブル挿入口に続いて形成された円弧上部に沿って前記フレキシブルケーブルの接続端部を曲げるステップと、
前記フレキシブルケーブルの前記接続端部の挿入により前記絶縁ハウジングに軸支された留め具の円弧状部を回動させ前記フレキシブルケーブルの前記接続端部を固定するステップとを有するフレキシブルケーブルの接続方法。

上述の如き特徴的な構成を採用する本発明のフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法は、次の如き実用上の特有の効果を奏する。即ち、片手でフレキシブルケーブルの接続端部をコネクタの接続部に差し込む挿入作業のみ（シングルアクション）で簡単且つ確実な接続及びフレキシブルケーブルの固定が可能になるので、作業性が大幅に改善できる。また、挿入されたフレキシブルケーブルの接続端部は、電気的な接続後に留め具により物理的に絶縁ハウジング内に押圧固定されるので、フレキシブルケーブルに外力（張力）が加えられても、確実に固定されて電気的接続を安定に維持可能である。更に、絶縁ハウジングのフレキシブルケーブル挿入口の後方部分（奥）を円弧状の曲面とし、この曲面にコンタクトの接点部を配置すると共にこの曲面に沿ってフレキシブルケーブルの接続部を挿入するので、フレキシブルケーブルの挿入動作によりコンタクト及びフレキシブルケーブル双方の接点部を相互にワイピング（摩擦接触）させて、確実な電気的接続を可能にする。

以下、本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法の好適な実施の形態の構成及び動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタの好適な実施の形態の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すフレキシブルケーブル用コネクタにフラットケーブルの接続端部を接続する一連の動作を説明する、コネクタのフレキシブルケーブルの差し込み方向に沿う断面図である。

先ず、図１の斜視図を参照して、本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタの全体構成を説明する。このフレキシブルケーブル用コネクタ１０は、絶縁ハウジング（又はコネクタ本体部）２０及びこの絶縁ハウジング２０に軸支された留め具３０により構成されている。尚、絶縁ハウジング２０には、接続対象であるフレキシブルケーブルの接続端の各導体に対応する複数の接点部（コンタクト）を有するが、図１中には図示していない。

本発明のフレキシブルケーブル用コネクタ１０の絶縁ハウジング２０は、例えば全体が低背の略直方体であり、適当なプラスチック材料の成型品（モールド）により形成される。この絶縁ハウジング２０は、その前面（図１中の右側）に接続されるフレキシブルケーブル（図１中には図示せず）の接続端部の挿入口２２が形成されている。この挿入口２２の前方部分は、図示の如く略平坦（水平面）であるが、後方部分は後述する如く円弧状に立ち上がる（又はカールする）円弧状部（又は湾曲部）２４である。

一方、フレキシブルケーブル用コネクタ１０の主要構成要素の１つである留め具３０は、図示の如く絶縁ハウジング２０のフレキシブルケーブル用挿入口２２の上述した円弧状部２４に対応する位置に形成された回転軸３２を中心として回動可能に軸支されている。この留め具３０も、例えば適当なプラスチック材料による成型品（モールド）である。この留め具３０は、回転軸３４の一側に形成された円弧状面を有する分割円柱状部（例えば、回転軸方向に略４分割された、即ち約９０°の円柱状）３４及び回転軸３２の他側へ延びるアーム部３６を有する一体構造である。

留め具３０の回転軸３２は、留め具３０と一体形成して絶縁ハウジング２０の対応部分に形成された穴又は凹部に圧入して絶縁ハウジング２０に組み立ててもよいが、必要に応じて金属その他の必要とする強度を有する回転軸を絶縁ハウジング２０の外部から挿入してもよい。後述する如く、絶縁ハウジング２０の円弧状部２４の曲率半径及び留め具３０の分割円柱状部３４の円弧状部の外径は、回転軸３２を中心として略同心円をなすように構成され、両者間に挿入されるフレキシブルケーブルの接続端部が所定圧力で挟持（固定）されるように選定されている。

更に、絶縁ハウジング２０及び留め具３０のアーム部３６間には、フレキシブルケーブルの接続端部を挿入接続後に留め具３０を絶縁ハウジング２０に係合させる係合部３８、２８が形成されている。これらの係合部３８、２８を相互に係合させることにより、留め具３０のアーム部３６は実質的に絶縁ハウジング２０の上面を覆う。その結果、フレキシブルケーブルの接続端部が接続された状態で、フレキシブルケーブル用コネクタ１０は低背構造になる。

次に、図２を参照して、図１に示す本発明のフレキシブルケーブル用コネクタ１０にフレキシブルケーブルの接続端部を接続する手順、即ち本発明のフレキシブルケーブル接続方法の好適な実施の形態を説明する。

図２は、図１に示すフレキシブルケーブル用コネクタ１０のケーブル挿入方向に沿う断面図であり、（Ａ）はケーブル挿入前の状態、（Ｂ）はケーブルの接続端部の挿入開始状態及び（Ｃ）はケーブル接続完了状態を示す。

先ず、図２（Ａ）を参照してフレキシブルケーブルを接続する前のフレキシブルケーブル用コネクタ１０について説明する。この状態において、フレキシブルケーブル用コネクタ１０の留め具３０は、アーム部３６を略垂直状態に維持されている。従って、分割円柱状部３４の円弧状面は、その略全体がフレキシブルケーブル挿入口２２側、即ち図２中の右側を向いている。そして、留め具３０の分割円柱状部３４の下端と絶縁ハウジング２０のケーブル挿入口２２の下面間には、予め設定した一定の間隙Ｇを有する。

次に、図２（Ｂ）を参照して、フレキシブルケーブル用コネクタ１０にフレキシブルケーブルの接続端部を接続する動作を説明する。フレキシブルケーブル４０の接続端がケーブル挿入口２２から絶縁ハウジング２０に挿入されると、このフレキシブルケーブル４０の先端が留め具３０の分割円柱状部３４の円弧状部に当接する。図２（Ａ）を参照して上述した円弧状部の下の間隙Ｇは、フレキシブルケーブル４０の接続端部の厚さ未満である。従って、フレキシブルケーブル４０が挿入（差し込み）されると、留め部３０の分割円柱状部３４の円弧状面との摩擦により留め具３０が回転軸３２を中心に回動する。フレキシブルケーブル４０の接続端部が図２（Ｂ）に示す位置から更に挿入されると、フレキシブルケーブル４０の接続端部は絶縁ハウジング２０の円弧状面に沿って上方へ曲げられる（湾曲させる）と共に留め具３０は更に時計方向に回動しフレキシブルケーブル４０の接続端部を絶縁ハウジング２０の円弧状部２４の内面に押圧して物理的（機械的）に固定する。

フレキシブルケーブル４０の接続端部が所定位置まで挿入されて完全に接続された状態では、図２（Ｃ）に示す如く、フレキシブルケーブル４０の接続端部の厚さは、図中にＬで示す如く留め具３０圧縮されている。また、留め具３０のアーム部３６は、略９０°時計方向に回転して水平状態、即ち絶縁ハウジング２０の上面と略平行に状態になる。この状態では、上述した絶縁ハウジング２０及び留め具３０のアーム部３６に形成された係合部３８、２８が相互に係合して固定（ラッチ）される。その結果、フレキシブルケーブル４０はコネクタに電気的に接続されると共に留め具３０により固定され、フレキシブルケーブル４０に張力が加えられても接続が解除されることはない。

このフレキシブルケーブル４０を使用する電子機器等の保守サービスその他の目的で、フレキシブルケーブル用コネクタ１０からフレキシブルケーブル４０の接続を解除する必要が生じた場合には、指又は適当な工具を使用して絶縁ハウジング２０と留め具３０間の係合部２８、３８の係合を解除する。そして、留め具３０のアーム部３６を反時計方向へ回動させて図２（Ａ）の位置へ移動させるか又は上述した係合部２８、３８の係合を解除した後、フレキシブルケーブル４０を後方（右方向）へ引っ張ることにより、接続の解除が可能である。

次に、図３は、本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタの接触部（コンタクト）とフレキシブルケーブル４０の接続端部における各導体の接続状態を説明する断面図である。このフレキシブルケーブル用コネクタ１０の絶縁ハウジング２０の円弧状部２４には、図示の如く接点部５０が、フレキシブルケーブル４０の接続端部に露出する接点部４２と対応して設けられている。

尚、この接点部４０の詳細は省略しているが、例えば従来のコンタクトと同様に、絶縁ハウジング２０の後面（又は底面）から外部に延びる端子部を有する。このフレキシブルケーブル用コネクタ１０が取り付けられる、例えば回路基板のスルーホール又は接続パッドに半田付け接続可能である。斯かるコンタクトは、周知技術により絶縁ハウジング２０に打ち込み固定され又は絶縁ハウジング２０の成型時に一体成型される。

ここで、接点部５０は、絶縁ハウジング２０の円弧状部２４と実質的に同一表面となるように湾曲して形成され且つ接触表面には金その他の良導電性且つ耐腐食性を有する金属でめっきしているのが好ましい。フレキシブルケーブル４０の接続状態では、フレキシブルケーブル４０の先端は、図３中の符号Ｎで示す位置まで延びる。これにより、コンタクトとフレキシブルケーブル４０の接点部５０及び４２は、十分な接触長を有する。また、絶縁ハウジング２０のケーブル挿入口２２の後端部を円弧状部２４とすることにより、フレキシブルケーブル４０の接続端部の挿入時に、フレキシブルケーブル４０の接点部４２によりコンタクトの接点部５０の表面がワイピングされるので、接点部５０の表面に付着又は形成されている埃その他の不純物が除去され、確実な接続を可能にする。

以上、本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法の好適な実施の形態の構成及び動作を詳述した。しかし、斯かる実施の形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明の要旨や精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。

例えば、絶縁ハウジングは、上述した実施の形態の如く横型（水平配置）に限定するものではなく、縦型又はその他の形状であってもよい。縦型の場合には、２個のハウジングを相互に背中合わせに配置して、２本のフレキシブルケーブルを接続するように構成してもよい。また、留め具の分割円柱状部の外面は、必ずしも回転軸を中心とする同一半径でなくともよい。例えば、半径を徐々に増加するようにしてもよく又フレキシブルケーブルとの摩擦を増大させるために表面を粗面処理（例えば、長手方向に凹凸を形成）してもよい。

本発明のフレキシブルケーブル用コネクタ及びその接続方法は、上述した（１）及び（２）以外に次の如き構成上の付加的な特徴を有する。
（３）前記フレキシブルケーブルの接続端部の各導体と接触する前記接点部は、前記絶縁ハウジングの前記円弧状の部分に設けられている上記（１）のフレキシブルケーブル用コネクタ。
（４）前記接点部は、前記絶縁ハウジングの前記円弧状の部分と略同じ円弧状に形成された接触面を有し、挿入される前記フレキシブルケーブルの接触端部の対応する導体とワイピング作用を生じる上記（３）のフレキシブルケーブル用コネクタ。
（５）前記留め具は、前記軸支された回動軸の一側の分割円柱状部及び反対側に延びるアーム部を有する上記（１）、（３）又は（４）のフレキシブルケーブル用コネクタ。
（６）前記留め具のアーム部と前記絶縁ハウジング間には前記フレキシブルケーブルの挿入接続時に前記留め具の回動を阻止する係合部を有する上記（５）のフレキシブルケーブル用コネクタ。
（７）前記留め具の前記円弧状部の回動を前記フレキシブルケーブルの前記接続端部の完全挿入後に阻止する留め具の回動阻止ステップを更に備える上記（２）のフレキシブルケーブル接続方法。
（８）前記接点部を前記絶縁ハウジングの前記円弧状部に設け、挿入される前記フレキシブルケーブルの前記挿入端部の各導体とワイピング動作をさせる上記（２）又は（７）のフレキシブルケーブル接続方法。

本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタの好適な実施の形態の全体構成を示す斜視図である。 図１に示すフレキシブルケーブル用コネクタにフレキシブルケーブルを接続する動作を示す断面図であり、（Ａ）はケーブル挿入前の状態、（Ｂ）はケーブル挿入開始状態及び（Ｃ）はケーブル接続状態を示す。 本発明によるフレキシブルケーブル用コネクタの接点部を示すフレキシブルケーブル挿入方向の断面図である。

符号の説明

１０ フレキシブルケーブル用コネクタ
２０ 絶縁ハウジング（コネクタ本体部）
２２ ケーブル挿入口
２４ 円弧状部（湾曲部）
２８、３８ 係合部
３０ 留め具
３２ 回転軸
３４ 分割円柱部
３６ アーム部
４０ フレキシブルケーブル
４２、５０ 接点部

Claims (8)

1. 複数の導体が相互に絶縁されて並列に配置されたフレキシブルケーブルの接続端部を対応する接点部に接続する電気コネクタにおいて、
   挿入される前記フレキシブルケーブルの前記接続端部を案内する円弧状部が形成された絶縁ハウジングと、
   該絶縁ハウジングの前記フレキシブルケーブルの挿入口に軸支され前記挿入されるフレキシブルケーブルの接続端部に当接して回動し、前記挿入されたフレキシブルケーブルの接続端部を固定する留め具と、を備え、
   前記フレキシブルケーブルは、前記絶縁ハウジングの円弧状部と、前記留め具の外周面と、で押圧されることを特徴とするフレキシブルケーブル用コネクタ。
2. 前記フレキシブルケーブルの接続端部の各導体と接触する前記接点部は、前記絶縁ハウジングの前記円弧状部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルケーブル用コネクタ。
3. 前記接点部は、前記絶縁ハウジングの前記円弧状部と略同じ円弧状に形成された接触面を有し、挿入される前記フレキシブルケーブルの接触端部の対応する導体とワイピング作用を生じることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルケーブル用コネクタ。
4. 前記留め具は、前記軸支された回動軸の一側の分割円柱状部及び反対側に延びるアーム部を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のフレキシブルケーブル用コネクタ。
5. 前記留め具のアーム部と前記絶縁ハウジング間には前記フレキシブルケーブルの挿入接続時に前記留め具の回動を阻止する係合部を有することを特徴とする請求項４に記載のフレキシブルケーブル用コネクタ。
6. 相互に絶縁されて並列に配置された複数の導体を含むフレキシブルケーブルの接続端部の各導体を絶縁ハウジングに設けられた複数の接点部に接続するフレキシブルケーブルの接続方法において、
   前記フレキシブルケーブルの接続端部を前記絶縁ハウジングのケーブル挿入口に挿入するステップと、
   前記挿入されるフレキシブルケーブルの前記接続端部が更に挿入されると、前記絶縁ハウジングの前記ケーブル挿入口に続いて形成された円弧状部に沿って前記フレキシブルケーブルの接続端部を曲げるステップと、
   前記フレキシブルケーブルの前記接続端部の挿入により前記絶縁ハウジングに軸支された留め具の円弧状部を回動させ、前記フレキシブルケーブルを前記絶縁ハウジングの円弧状部と前記留め具の円弧状部とで押圧して、前記フレキシブルケーブルの前記接続端部を固定するステップとを有することを特徴とするフレキシブルケーブルの接続方法。
7. 前記留め具の前記円弧状部の回動を前記フレキシブルケーブルの前記接続端部の完全挿入後に阻止する留め具の回動阻止ステップを更に備えることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルケーブルの接続方法。
8. 前記接点部を前記絶縁ハウジングの前記円弧状部に設け、挿入される前記フレキシブルケーブルの前記挿入端部の各導体とワイピング動作をさせることを特徴とする請求項６又は７に記載のフレキシブルケーブルの接続方法。

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