JP7011503B2 - 接続補助部材および配線板組立体 - Google Patents

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Description

この発明は、接続補助部材に係り、特に、内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と屈曲可能な第2接点部を有する第2配線板とを接続するための接続補助部材に関する。
また、この発明は、接続補助部材を用いて第1配線板と第2配線板とを接続した配線板組立体にも関している。
フレキシブルプリント配線板(FPC)等の配線板にフレキシブルなフラットケーブルを接続するためのコネクタが、例えば、特許文献1に開示されている。このコネクタは、図27に示されるように、FPC1に配列された複数の回路導体2とフラットケーブル3内の複数のフラット導体4を接続するもので、FPC1とフラットケーブル3の重ね合わせ部を挟むように対向するコネクタ本体5とプレート部材6から構成されている。図28に示されるように、コネクタ本体5は、複数の金属製の突き刺し片7を有し、プレート部材6には、複数の受け溝8が形成されている。
複数の突き刺し片7と複数の受け溝8が、それぞれ、FPC1の複数の回路導体2とフラットケーブル3の複数のフラット導体4に対応するように、FPC1およびフラットケーブル3に対してコネクタ本体5およびプレート部材6が位置合わせされた状態で、コネクタ本体5の複数の突き刺し片7をFPC1とフラットケーブル3の重ね合わせ部に突き刺すと、FPC1の回路導体2およびフラットケーブル3内のフラット導体4が突き刺し片7により剪断され、突き刺し片7の挿入に伴って、回路導体2の剪断された部分およびフラット導体4の剪断された部分が、金属製の突き刺し片7に接触する。これにより、FPC1の回路導体2とフラットケーブル3のフラット導体4が突き刺し片7を介して電気的に接続される。
特開2005-122901号公報
しかしながら、回路導体2は、FPC1の絶縁材からなる基材上に配置され、フラット導体4は、フラットケーブル3の絶縁材により被覆されているので、突き刺し片7をFPC1とフラットケーブル3の重ね合わせ部に突き刺した際には、回路導体2と共にFPC1の基材も剪断され、フラット導体4と共にフラットケーブル3の絶縁材も剪断されることとなる。このため、絶縁材の切断片が突き刺し片7と回路導体2の間および突き刺し片7とフラット導体4の間に挟まれて、突き刺し片7と回路導体2との間および突き刺し片7とフラット導体4との間で接触不良が発生するおそれがある。このような接触不良が発生すると、FPC1の回路導体2とフラットケーブル3のフラット導体4との電気的接続の信頼性が低下してしまう。
また、コネクタ本体5の突き刺し片7を、回路導体2が配置されているFPC1およびフラット導体4を内蔵しているフラットケーブル3に突き刺すには、大きな力が必要となる。このため、コネクタ本体5とプレート部材6を容易にFPC1およびフラットケーブル3に装着することが難しいという問題がある。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、2つの配線板を信頼性よく且つ容易に接続することができる接続補助部材を提供することを目的とする。
また、この発明は、このような接続補助部材を用いて2つの配線板が接続された配線板組立体を提供することも目的としている。
この発明に係る接続補助部材は、内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と屈曲可能で且つ互いに電気的に接続された一対の第2接点部を有する第2配線板とを接続するための接続補助部材であって、ベース板と、ベース板の表面に突出形成され且つ弾性を有する1つ以上の突起とを備え、突起は、所定の方向に対向し且つ所定の方向に弾性を有する一対の腕部を有する金属ばねからなり、一対の腕部が、第2配線板の一対の第2接点部を巻き込みながら第1配線板のスルーホールに嵌め込まれたときに第2配線板の一対の第2接点部を所定の方向においてスルーホールの内面に弾性的に押しつけながら弾性変形し、第1接点部と一対の第2接点部を互いに電気的に接続させるものである。
ベース板の表面からの突起の突出量は、第1配線板の板厚と第2配線板の板厚の和よりも大きいことが好ましい。
いに電気的に絶縁された状態でベース板の表面に配置された複数の突起を備えることもできる。
この発明に係る第1の配線板組立体は、
内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と、
屈曲可能な第2接点部を有する第2配線板と、
ベース板と、ベース板の表面に突出形成され且つ弾性を有する1つ以上の突起とを有する接続補助部材と
を備え、
第2配線板の第2接点部を巻き込みながら第1配線板のスルーホールに接続補助部材の突起が嵌め込まれ、第2配線板の第2接点部が接続補助部材の突起により第1配線板のスルーホールの内面に弾性的に押しつけられて第1接点部と第2接点部が互いに電気的に接続され
第1配線板の前記スルーホールは、内面に形成された複数の第1接点部を有し、第2配線板の複数の第2接点部を巻き込みながら突起がスルーホールに嵌め込まれ、第1配線板の複数の第1接点部と第2配線板の複数の第2接点部がそれぞれ互いに電気的に接続されるものである。
この発明に係る第2の配線板組立体は、
内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と、
屈曲可能な第2接点部を有する第2配線板と、
ベース板と、ベース板の表面に突出形成され且つ弾性を有する1つ以上の突起とを有する接続補助部材と
を備え、
第1配線板の前記スルーホールは、スルーホールの内部に開口幅が絞られた絞り部を有し、
第2配線板の第2接点部を巻き込みながら第1配線板のスルーホールに接続補助部材の突起が嵌め込まれ、少なくとも絞り部よりも第2配線板から離れた位置において、第2配線板の第2接点部が接続補助部材の突起により第1配線板のスルーホールの内面に弾性的に押しつけられて第1接点部と第2接点部が互いに電気的に接続され
第1配線板のスルーホールは、内面に形成された複数の第1接点部を有し、第2配線板の複数の第2接点部を巻き込みながら突起がスルーホールに嵌め込まれ、第1配線板の複数の第1接点部と第2配線板の複数の第2接点部がそれぞれ互いに電気的に接続されるものである。
この場合、第1配線板のスルーホールは、第2配線板とは反対側を向いた第1配線板の面から第2配線板に対向する第1配線板の面に向かうほど先細りとなるテーパ状の断面形状を有し、絞り部は、第2配線板に対向する第1配線板の面側のスルーホールの端部に形成されるように構成することができる。あるいは、第1配線板のスルーホールは、第2配線板に対向する第1配線板の面側に、スルーホールの開口幅が狭くなるような段差を有し、絞り部は、段差により形成されるように構成することもできる。
ましくは、第2配線板は、絶縁性を有するフレキシブルな基板に導電層が形成されたものからなり、第2接点部は、導電層に接続されている。
この発明によれば、突起が、第2配線板の第2接点部を巻き込みながら第1配線板のスルーホールに嵌め込まれたときに第2配線板の第2接点部をスルーホールの内面に弾性的に押しつけて第1接点部と第2接点部を互いに電気的に接続させるので、2つの配線板を信頼性よく且つ容易に接続することが可能となる。
この発明の実施の形態1に係る配線板組立体の組み立て前の第1配線板、第2配線板および接続補助部材を示す斜視図である。 実施の形態1における第1配線板のスルーホールを示す斜視図である。 実施の形態1における第2配線板を示す部分平面図である。 実施の形態1における第2配線板を示す部分底面図である。 実施の形態1における第2配線板の第2接点部を示す斜視図である。 実施の形態1における接続補助部材の突起を示す斜視図である。 実施の形態1に係る配線板組立体の組み立て前の第1配線板、第2配線板および接続補助部材を示す破断斜視図である。 実施の形態1に係る配線板組立体を示す平面図である。 実施の形態1に係る配線板組立体を示す破断斜視図である。 組み立て後における第2配線板の第2接点部を示す斜視図である。 実施の形態1に係る配線板組立体の部分拡大断面図である。 実施の形態2に係る配線板組立体の組み立て前の第1配線板、第2配線板および接続補助部材を示す斜視図である。 実施の形態2における第1配線板のスルーホールを示す斜視図である。 実施の形態2における第2配線板の第2接点部を示す斜視図である。 実施の形態2における接続補助部材の突起を示す斜視図である。 実施の形態2に係る配線板組立体を示す平面図である。 実施の形態2に係る配線板組立体を示す斜視図である。 実施の形態3に係る配線板組立体に用いられる接続補助部材の突起を示す側面図である。 実施の形態3の変形例に係る配線板組立体に用いられる接続補助部材を示す斜視図である。 実施の形態3の変形例に係る配線板組立体に用いられる接続補助部材の突起を示す斜視図である。 実施の形態3の変形例に係る配線板組立体の部分拡大断面図である。 実施の形態4に係る配線板組立体に用いられる第1配線板のスルーホールを示す断面図である。 実施の形態4に係る配線板組立体の部分拡大断面図である。 実施の形態4の変形例に係る配線板組立体の部分拡大断面図である。 実施の形態5に係る配線板組立体に用いられる第1配線板のスルーホールを示す断面図である。 実施の形態5に係る配線板組立体の部分拡大断面図である。 FPCとフラットケーブルとを接続する従来のコネクタを示す斜視図である。 FPCとフラットケーブルとを接続する従来のコネクタの分解斜視図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に、実施の形態1に係る配線板組立体に用いられる第1配線板11、第2配線板21および接続補助部材31の組み立て前の状態を示す。第1配線板11、第2配線板21および接続補助部材31は、いずれも平板状の部材であって、互いに平行に配置され、接続補助部材31の上方に第2配線板21が位置し、第2配線板21の上方に第1配線板11が位置している。
ここで、便宜上、第1配線板11、第2配線板21および接続補助部材31が、それぞれXY面に沿って延び、接続補助部材31から第1配線板11へ向かう方向を+Z方向と呼ぶことにする。
第1配線板11は、例えば、いわゆるプリント配線板からなり、剛性を有する絶縁性の第1基板12と、第1基板12の表面12Aおよび裏面12B、あるいは内部に形成された第1配線部13と、第1基板12の表面12Aから裏面12Bまで貫通する複数の円形のスルーホール14を有している。スルーホール14は、第1配線板11の幅方向であるX方向に8列、第1配線板11の長さ方向であるY方向に4列に並んで、合計32個形成されている。それぞれのスルーホール14にスルーホールメッキが施されており、これにより、図2に示されるように、スルーホール14の内面Sの全面上に、導電性の第1接点部15が形成されている。それぞれの第1接点部15は、第1配線部13の対応する配線に接続されている。なお、スルーホール14は、円形に限るものではなく、例えば、ほぼ矩形状の平面形状を有するものでもよい。
なお、図1に示されるように、Y方向に配列された4列のスルーホール14のうち、+Y方向側の2列のスルーホール14には、+Z方向を向いた第1基板12の表面12Aの第1配線部13の配線がそれぞれ接続されており、図示しないが、-Y方向側の2列のスルーホール14には、-Z方向を向いた第1基板12の裏面12Bの第1配線部13の配線がそれぞれ接続されている。
図1に示されるように、第2配線板21は、絶縁性を有するフレキシブルな第2基板22の表面22Aおよび裏面22Bに導電層からなる第2配線部23が形成されたものであり、複数のH字形状の開口部24を有している。開口部24は、第1配線板11の複数のスルーホール14に対応して、第2配線板21の幅方向であるX方向に8列、第2配線板21の長さ方向であるY方向に4列に並んで、合計32個形成されている。
図3および図4に示されるように、それぞれの開口部24の周に沿って導電部25が形成されると共に、開口部24内に互いにY方向に対向するように突出する一対の導電性の第2接点部26が形成されている。一対の第2接点部26は、屈曲可能であり、導電部25により互いに電気的に接続されており、第2配線部23の対応する配線に接続されている。
なお、図3に示されるように、Y方向に配列された4列の開口部24のうち、+Y方向側の2列の開口部24における第2接点部26は、+Z方向を向いた第2基板22の表面22Aの第2配線部23の配線がそれぞれ接続されている。また、図4に示されるように、Y方向に配列された4列の開口部24のうち、-Y方向側の2列の開口部24における第2接点部26は、-Z方向を向いた第2基板22の裏面22Bの第2配線部23の配線がそれぞれ接続されている。
導電部25は、第2基板22の表面22Aおよび裏面22Bにおいて、それぞれ対応する開口部24の周に沿って形成されているが、図5に示されるように、第2基板22の表面22A側の導電部25と裏面22B側の導電部25は、開口部24の互いにX方向に対向する一対の辺部の端面(YZ面)に形成された導電層27を介して互いに電気的に接続されている。
図1に示されるように、接続補助部材31は、絶縁性を有するベース板32と、+Z方向を向いたベース板32の表面に突出形成された複数の突起33を有している。突起33は、第1配線板11の複数のスルーホール14および第2配線板21の複数の開口部24に対応して、接続補助部材31の幅方向であるX方向に8列、接続補助部材31の長さ方向であるY方向に4列に並んで、合計32個形成されている。
図6に示されるように、突起33は、ベース板32の表面から+Z方向に突出し、+X方向端部および-X方向端部にそれぞれYZ面に平行な切り欠き33Aが形成されたほぼ円柱形状を有している。突起33は、例えば絶縁性ゴム等の絶縁体から形成され、少なくともY方向に弾性を有している。
また、突起33の+Z方向端部には、+Y方向および-Y方向に張り出す張り出し部33Bが形成されている。さらに、突起33のベース板32の表面からの突出量は、第1配線板11の板厚と第2配線板21の板厚の和よりも大きい値に設定されている。
この接続補助部材31の突起33は、第2配線板21のそれぞれの第2接点部26を巻き込みながら第1配線板11のスルーホール14に嵌め込まれるものであり、突起33がスルーホール14に嵌め込まれたときに、第2配線板21の一対の第2接点部26は、それぞれ、突起33の側面とスルーホール14の内面Sの間に挟まれた状態となる。このとき、突起33は、第2配線板21のそれぞれの第2接点部26を第1配線板11のスルーホール14の内面Sに弾性的に押しつけて第1配線板11の第1接点部15に電気的に接続させるに十分なY方向の大きさを有しているものとする。
このような第1配線板11、第2配線板21および接続補助部材31を用いて、配線板組立体を組み立てる際には、まず、図7に示されるように、第1配線板11の複数のスルーホール14と、第2配線板21の複数の開口部24と、接続補助部材31の複数の突起33がZ方向に並ぶように、第1配線板11、第2配線板21および接続補助部材31を位置させる。さらに、接続補助部材31を第1配線板11に向けて+Z方向に相対的に移動させ、接続補助部材31の複数の突起33を、第2配線板21の複数の開口部24を通して第1配線板11の複数のスルーホール14に嵌め込む。これにより、配線板組立体が組み立てられる。
このように、第1配線板11と第2配線板21を互いに重ね合わせ、接続補助部材31の複数の突起33を、第2配線板21の複数の開口部24を通して第1配線板11の複数のスルーホール14に嵌め込むだけで、配線板組立体が組み立てられ、第1配線板11と第2配線板21を容易に接続することができる。
なお、配線板組立体を組み立てる際には、接続補助部材31を作業台等の固定面上に置いた状態で、第2配線板21を間に挟んで上方から第1配線板11を下方の接続補助部材31に向けて押し込むこともでき、あるいは、上下逆さにして、第1配線板11を固定面上に置き、第2配線板21を間に挟んで上方から接続補助部材31を下方の第1配線板11に向けて押し込むこともできる。
このようにして組み立てられた配線板組立体を図8および図9に示す。第1配線板11の複数のスルーホール14に接続補助部材31の複数の突起33がそれぞれ嵌め込まれている。第2配線板21の開口部24を通して接続補助部材31の突起33を第1配線板11のスルーホール14に嵌め込むことで、第2配線板21の開口部24内に突出している一対の第2接点部26は、突起33により+Z方向に押され、第1配線板11のスルーホール14内において、図10に示されるように、+Z方向に屈曲することとなる。
接続補助部材31の突起33が嵌め込まれた第1配線板11のスルーホール14の内部をYZ面に沿って切断した断面図を図11に示す。第2配線板21の一対の第2接点部26が、接続補助部材31の突起33により第1配線板11のスルーホール14内に巻き込まれて+Z方向に屈曲し、突起33の側面と、スルーホール14の内面Sに形成されている第1接点部15との間に挟まれる。ここで、接続補助部材31の突起33は、絶縁性ゴム等から形成されることにより少なくともY方向に弾性を有しているので、+Z方向に屈曲した第2配線板21の一対の第2接点部26は、突起33によって第1配線板11の第1接点部15に弾性的に押しつけられる。従って、第1配線板11の第1接点部15と第2配線板21の一対の第2接点部26が、確実に互いに電気的に接続される。
第1配線板11は32個のスルーホール14を有しているので、配線板組立体の組み立てにより、合計32系統の電気信号の接続を行うことができる。
このとき、第1配線板11のスルーホール14の内面Sに形成されている1つの第1接点部15に対して、第2配線板21の一対の第2接点部26がそれぞれ接触するため、第1配線板11と第2配線板21の電気的接続の信頼性がさらに向上する。
なお、第1配線板11のスルーホール14、第2配線板21の開口部24の個数、接続補助部材31の突起33の個数は、「32」に限るものではなく、1個以上のスルーホール14、開口部24、突起33を有していればよい。
また、図11に示されるように、突起33の+Z方向端部が第1配線板11のスルーホール14から+Z方向に突出し、突起33の張り出し部33Bが、第1配線板11のスルーホール14の+Z方向側において、スルーホール14の+Y方向および-Y方向に張り出した状態となる。このようにして、接続補助部材31の複数の突起33の張り出し部33Bが、それぞれスルーホール14の+Z方向側で張り出ることにより、第1配線板11および第2配線板21から接続補助部材31が外れることが防止され、第1配線板11と第2配線板21を安定して電気的に接続することが可能となる。
配線板組立体は、第1配線板11のスルーホール14に接続補助部材31の突起33を嵌め込むことにより、第2配線板21の第2接点部26を屈曲させて第1配線板11のスルーホール14の内面Sに形成されている第1接点部15に直接接触させる構造を有しているため、Z方向に極めて薄い配線板組立体を実現することができる。
実施の形態2
実施の形態1では、第1配線板11のスルーホール14の内面Sの全面上に導電性の第1接点部15が形成されており、互いに電気的に接続されている第2配線板21の一対の第2接点部26が第1接点部15に接触する、すなわち、1つのスルーホール14に対して1系統の電通路が形成されているが、これに限るものではない。
図12に、実施の形態2に係る配線板組立体に用いられる第1配線板41、第2配線板51および接続補助部材61の組み立て前の状態を示す。
第1配線板41は、いわゆるプリント配線板からなり、剛性を有する絶縁性の第1基板42と、第1基板42の表面に形成された第1配線部43と、第1基板42の表面から裏面まで貫通する複数のスルーホール44を有している。スルーホール44は、第1配線板41の幅方向であるX方向に8列、第1配線板41の長さ方向であるY方向に2列に並んで、合計16個形成されている。
第2配線板51は、絶縁性を有するフレキシブルな第2基板52に形成された複数のH字形状の開口部54を有している。開口部54は、第1配線板41の複数のスルーホール44に対応して、第2配線板51の幅方向であるX方向に8列、第2配線板51の長さ方向であるY方向に2列に並んで、合計16個形成されている。
接続補助部材61は、絶縁性を有するベース板62と、+Z方向を向いたベース板62の表面に突出形成された複数の突起63を有している。突起63は、第1配線板41の複数のスルーホール44および第2配線板51の複数の開口部54に対応して、接続補助部材61の幅方向であるX方向に8列、接続補助部材61の長さ方向であるY方向に2列に並んで、合計16個形成されている。
図13に示されるように、第1配線板41のスルーホール44は、ほぼ矩形状の平面形状を有しており、スルーホール44の内面Sに、互いに電気的に絶縁された一対の第1接点部45Aおよび45Bが形成されている。これらの第1接点部45Aおよび45Bは、第1配線部43の互いに異なる配線に接続されている。すなわち、第1接点部45Aおよび45Bは、第1配線板41において互いに電気的に絶縁されている。
図14に示されるように、第2配線板51の開口部54には、フレキシブルな第2基板52の一部からなり且つ開口部54の互いにY方向に対向する一対の辺部から開口部54内に向かって突出する一対の突出片57が形成されている。これら一対の突出片57の-X方向端部に一対の導電性の第2接点部56Aが形成されると共に、一対の突出片57の+X方向端部にも一対の導電性の第2接点部56Bが形成されている。一対の第2接点部56Aは、開口部54の-X方向側の縁部に形成された導電部55により互いに電気的に接続され、一対の第2接点部56Bは、開口部54の+X方向側の縁部に形成された導電部55により互いに電気的に接続されている。
一対の第2接点部56Aおよび一対の第2接点部56Bは、突出片57に形成されることから、突出片57の屈曲に追従して屈曲可能に構成されている。
また、図示しないが、一対の第2接点部56Aおよび一対の第2接点部56Bは、それぞれ、第2基板52の裏面に形成されている導電層からなる第2配線部の互いに異なる配線に接続されている。すなわち、第2接点部56Aおよび56Bは、第2配線板51において互いに電気的に絶縁されている。
図15に示されるように、接続補助部材61の突起63は、ベース板62の表面から+Z方向に突出するほぼ角柱形状を有している。突起63は、例えば絶縁性ゴム等の絶縁体から形成され、少なくともY方向に弾性を有している。
また、突起63の+Z方向端部には、+Y方向および-Y方向に張り出す張り出し部63Bが形成されている。さらに、突起63のベース板62の表面からの突出量は、第1配線板41の板厚と第2配線板51の板厚の和よりも大きい値に設定されている。
さらに、突起63は、第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび一対の第2接点部56Bを巻き込みながら第1配線板41のスルーホール44に嵌め込まれるものであり、突起63がスルーホール44に嵌め込まれたときに、第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび一対の第2接点部56Bは、それぞれ、突起63の側面とスルーホール44の内面Sの間に挟まれた状態となる。このとき、突起63は、第2配線板51のそれぞれの第2接点部56Aおよび56Bを第1配線板41のスルーホール44の内面Sに弾性的に押しつけて、第1配線板41の第1接点部45Aと第2配線板51の一対の第2接点部56Aを互いに電気的に接続させると共に第1配線板41の第1接点部45Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bを互いに電気的に接続させるに十分なY方向の大きさを有しているものとする。
第1配線板41、第2配線板51および接続補助部材61を用いて、配線板組立体を組み立てる際には、まず、第1配線板41の複数のスルーホール44と、第2配線板51の複数の開口部54と、接続補助部材61の複数の突起63がZ方向に並ぶように、第1配線板41、第2配線板51および接続補助部材61を位置させる。さらに、接続補助部材61を第1配線板41に向けて+Z方向に相対的に移動させ、接続補助部材61の複数の突起63を、第2配線板51の複数の開口部54を通して第1配線板41の複数のスルーホール44に嵌め込む。これにより、配線板組立体が組み立てられる。
このようにして組み立てられた配線板組立体を図16および図17に示す。第1配線板41の複数のスルーホール44に接続補助部材61の複数の突起63がそれぞれ嵌め込まれている。図示しないが、第2配線板51の開口部54を通して接続補助部材61の突起63を第1配線板41のスルーホール44に嵌め込むことで、第2配線板51の開口部54内に突出している一対の突出片57は、突起63により+Z方向に押され、第1配線板41のスルーホール44内において、+Z方向に屈曲し、突起63の側面と、スルーホール44の内面Sとの間に挟まれる。
接続補助部材61の突起63は、絶縁性ゴム等から形成されることにより少なくともY方向に弾性を有しているので、+Z方向に屈曲した第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Aが第1配線板41のスルーホール44の内面Sに形成されている第1接点部45Aに弾性的に押しつけられると共に、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Bが第1配線板41のスルーホール44の内面Sに形成されている第1接点部45Bに弾性的に押しつけられる。従って、第1配線板41の第1接点部45Aと第2配線板51の一対の第2接点部56A、並びに、第1配線板41の第1接点部45Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bが、それぞれ、確実に互いに電気的に接続される。
このようにして、第1配線板41の複数のスルーホール44に対し、それぞれ2系統の電通路を形成して、第1配線板41と第2配線板51を互いに接続することができる。従って、実施の形態2に係る配線板組立体では、第1配線板41におけるスルーホール44の個数「16」は、実施の形態1の第1配線板11におけるスルーホール14の個数「32」の半分であるが、実施の形態1と同様に、合計32系統の電気信号の接続を行うことが可能となる。
また、配線板組立体を組み立てたときに、接続補助部材61の複数の突起63の張り出し部63Bが、それぞれ、第1配線板41のスルーホール44の+Z方向側において、スルーホール44の+Y方向および-Y方向に張り出した状態となり、第1配線板41および第2配線板51から接続補助部材61が外れることが防止され、第1配線板41と第2配線板51を安定して電気的に接続することができる。
この実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、第1配線板41と第2配線板51を互いに重ね合わせ、接続補助部材61の複数の突起63を、第2配線板51の複数の開口部54を通して第1配線板41の複数のスルーホール44に嵌め込むだけで、配線板組立体が組み立てられ、第1配線板41と第2配線板51を容易に接続することができる。
実施の形態2においても、配線板組立体は、第1配線板41のスルーホール44に接続補助部材61の突起63を嵌め込むことにより、第2配線板51の第2接点部56Aおよび56Bを屈曲させて第1配線板41のスルーホール44の内面Sに形成されている第1接点部45Aおよび45Bに直接接触させる構造を有しているため、Z方向に極めて薄い配線板組立体を実現することができる。
なお、第1配線板41のスルーホール44、第2配線板51の開口部54の個数、接続補助部材61の突起63の個数は、「16」に限るものではなく、1個以上のスルーホール44、開口部54、突起63を有していればよい。
なお、実施の形態2では、第1配線板41のスルーホール44が、ほぼ矩形状の平面形状を有しているが、実施の形態1における第1配線板11のスルーホール14と同様に、円形の平面形状を有していてもよい。ただし、スルーホール44の内面Sに、互いに電気的に絶縁された一対の第1接点部45Aおよび45Bを形成して、それぞれ、第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび一対の第2接点部56Bと接触させるので、スルーホール44は、ほぼ矩形状の平面形状を有することが好ましい。
また、第1配線板41の1つのスルーホール44の内面Sに、互いに電気的に絶縁された3つ以上の第1接点部を形成すると共に、第2配線板51の開口部54内に互いに電気的に絶縁された3つ以上の第2接点部を形成することで、1つのスルーホール44に対して、3系統以上の電通路を形成することもできる。
なお、実施の形態1における接続補助部材31の突起33および実施の形態2における接続補助部材61の突起63は、絶縁性ゴム等の絶縁体から形成されているが、例えば、表面部分のみが弾性を有する絶縁体から形成されることにより、少なくともY方向に弾性を有する突起であってもよい。
また、実施の形態1における接続補助部材31の突起33は、ベース板32の表面から、第1配線板11の板厚と第2配線板21の板厚の和よりも大きい突出量を有しているが、これに限るものではなく、第2配線板21の一対の第2接点部26を第1配線板11の第1接点部15に弾性的に押しつけて電気的に接続させることができれば、第1配線板11の板厚と第2配線板21の板厚の和以下の突出量であってもよい。この場合には、突起33の張り出し部33Bが第1配線板11のスルーホール14の+Z方向側において張り出すことにより、第1配線板11および第2配線板21からの接続補助部材31の外れ防止を図ることができないが、必要に応じて、第1配線板11および第2配線板21に対して接続補助部材31を固定する汎用の固定機構を配備する等の対策を採ることもできる。
同様に、実施の形態2における接続補助部材61の突起63も、ベース板62の表面からの突出量を、第1配線板41の板厚と第2配線板51の板厚の和以下の値とすることもできる。
なお、実施の形態1における第2配線板21の開口部24および実施の形態2における第2配線板51の開口部54は、H字形状を有しているが、開口部24および54の形状は、これに限るものではない。例えば、コ字形状の開口部を形成して、1つのスルーホール14内の第1接点部15に1つの第2接点部26が接触する、あるいは、1つのスルーホール44内の第1接点部45Aおよび45Bにそれぞれ1つの第2接点部56Aおよび56Bが接触するように構成することもできる。第2配線板21、51の開口部24、54の形状としては、電気接続の信頼性を向上させるために、第1配線板11、41のスルーホール14、44内に形成された第1接点部15、45A、45Bと第2配線板21、51の第2接点部26、56A、56Bとの接触面積を大きくとることができる形状が好ましい。
実施の形態3
実施の形態1では、第1配線板11の1つのスルーホール14に対して1系統の電通路が形成されるので、接続補助部材31の突起33は、絶縁体からなる必要はなく、少なくとも表面部分が導電体からなる突起を使用することもできる。例えば、図18に示されるように、ベース板72の表面に、金属ばねからなる複数の突起73が互いに電気的に絶縁された状態で配置された接続補助部材71を、接続補助部材31の代わりに用いて配線板組立体を組み立てることができる。それぞれの突起73は、Y方向に対向し且つY方向に弾性を有する一対の腕部73Aを備えており、実施の形態1における第1配線板11の1つのスルーホール14に対して1つの突起73の一対の腕部73Aが嵌め込まれる。突起73は、第1配線板11のスルーホール14に嵌め込まれたときに、突起73の一対の腕部73Aが、第2配線板21の開口部24内に突出する一対の第2接点部26を第1配線板11のスルーホール14の内面Sに弾性的に押しつけながら弾性変形し、第1配線板11の第1接点部15と第2配線板21の一対の第2接点部26を互いに電気的に接続させる。
なお、ベース板72は、金属ばねからなる複数の突起73を互いに電気的に絶縁された状態で保持することができれば、例えば、絶縁フィルムが表面に貼り合わされた金属板から形成することができ、あるいは、絶縁性を有する材料から形成することもできる。
実施の形態2における接続補助部材61の代わりに図18に示した実施の形態3における接続補助部材71を用いることもできるが、実施の形態2では、第1配線板41の1つのスルーホール44に対して、2系統の電通路が形成されているので、金属ばねからなる突起73により2系統の電通路が短絡することを防止するため、少なくとも突起73の一対の腕部73Aの表面を絶縁コート等の絶縁体で被覆することが望ましい。
あるいは、スルーホール44の第1接点部45Aおよび45Bに対応して、X方向に互いに隣接し且つ互いに電気的に絶縁された状態で保持された、金属ばねからなる2つの突起73を1つのスルーホール44に嵌め込むことが好ましい。この場合、スルーホール44の第1接点部45Aに、2つの突起73のうちの一方の突起73の一対の腕部73Aが対応し、スルーホール44の第1接点部45Bに、2つの突起73のうちの他方の突起73の一対の腕部73Aが対応することとなる。
図19に、実施の形態3の変形例に係る配線板組立体に用いられる接続補助部材74を示す。接続補助部材74は、ベース板75と、ベース板75に取り付けられた複数の凸部76を有している。凸部76は、実施の形態2における第1配線板41の複数のスルーホール44および第2配線板51の複数の開口部54に対応して、接続補助部材74の幅方向であるX方向に8列、接続補助部材74の長さ方向であるY方向に2列に並んで、合計16個形成されている。それぞれの凸部76は、図20に示されるように、X方向に隣接し且つ互いに電気的に絶縁された状態で配置された金属ばねからなる一対の突起77からなり、それぞれの突起77は、Y方向に対向し且つY方向に弾性を有する一対の腕部77Aを有している。
なお、ベース板75は、例えば、絶縁フィルムが表面に貼り合わされた金属板から形成することができ、あるいは、絶縁性を有する材料から形成することもできる。
接続補助部材74のそれぞれの凸部76の一対の突起77が、第2配線板51の対応する開口部54内に突出する一対の第2接点部56Aおよび56Bと、第1配線板41のスルーホール44の内面Sに形成されている第1接点部45Aおよび45Bに対応している。
第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび56Bを巻き込みながら接続補助部材74の凸部76が嵌め込まれた第1配線板41のスルーホール44の内部をYZ面に沿って切断した断面図を図21に示す。
接続補助部材74の凸部76のそれぞれの突起77が有する一対の腕部77Aが弾性変形し、二対の腕部77Aにより、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Aが第1配線板41のスルーホール44の内面Sに形成されている第1接点部45Aに弾性的に押しつけられると共に、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Bが第1配線板41のスルーホール44の内面Sに形成されている第1接点部45Bに弾性的に押しつけられる。従って、第1配線板41の第1接点部45Aと第2配線板51の一対の第2接点部56A、並びに、第1配線板41の第1接点部45Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bが、それぞれ、互いに電気的に接続される。
このようにして、第1配線板41の複数のスルーホール44に対し、それぞれ2系統の電通路を形成して、第1配線板41と第2配線板51を互いに接続することができる。
実施の形態4
図21に示されるように、第1配線板41のスルーホール44の内面Sは、第1配線板41の表面に対して垂直に延びており、スルーホール44は、第1配線板41の厚さ方向(Z方向)において一定の開口幅を有しているが、これに限るものではなく、第1配線板の厚さ方向において開口幅が変化し、スルーホールの開口幅が絞られた絞り部を内部に有するスルーホールを用いることもできる。
図22は、実施の形態4に係る配線板組立体に用いられる第1配線板81のスルーホール84を示す断面図である。スルーホール84の内面Sは、第1配線板81の+Z方向側の面81Aから-Z方向側の面81Bに向かうほど先細りとなるテーパ状の断面形状を有しており、スルーホール84の-Z方向端部に開口幅が絞られた絞り部84Aが形成されている。このようなスルーホール84の内面Sに、図13に示される第1配線板41のスルーホール44と同様に、互いにX方向に離間して電気的に絶縁された一対の第1接点部85Aおよび85Bが形成されている。
図23に、第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび56Bを巻き込みながら実施の形態2における接続補助部材61の突起63が嵌め込まれた第1配線板81のスルーホール84の内部の断面図を示す。
接続補助部材61の弾性変形した突起63により、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Aが第1配線板81のスルーホール84の内面Sに形成されている第1接点部85Aに弾性的に押しつけられると共に、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Bが第1配線板81のスルーホール84の内面Sに形成されている第1接点部85Bに弾性的に押しつけられる。従って、第1配線板81の第1接点部85Aと第2配線板51の一対の第2接点部56A、並びに、第1配線板81の第1接点部85Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bが、それぞれ、互いに電気的に接続される。
このとき、第2配線板51に対向する第1配線板81の面81B側のスルーホール84の-Z方向端部に開口幅が絞られた絞り部84Aが形成されているため、絞り部84Aにおいて、接続補助部材61の突起63の弾性変形量が最大となり、第1配線板81の第1接点部85Aと第2配線板51の一対の第2接点部56A、並びに、第1配線板81の第1接点部85Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bの間に大きな接触圧が発生する。
また、スルーホール84の内面Sは、第1配線板81の+Z方向側の面81Aから-Z方向側の面81Bに向かうほど先細りとなるテーパ状の断面形状を有しているので、接続補助部材61の突起63は、スルーホール84の内面Sから+Z方向の成分を有する反力を受けることとなる。このため、第1配線板81および第2配線板51から接続補助部材61が-Z方向に外れることが効果的に防止される。
さらに、接続補助部材61の突起63の張り出し部63Bが、第1配線板81のスルーホール84の+Z方向側において、スルーホール84の+Y方向および-Y方向に張り出した状態となり、第1配線板81および第2配線板51からの接続補助部材61の外れ防止がさらに助長されている。
ここで、図24に、第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび56Bを巻き込みながら実施の形態3における接続補助部材74の凸部76の一対の突起77が嵌め込まれた第1配線板81のスルーホール84の内部の断面図を示す。
接続補助部材74の凸部76のそれぞれの突起77が有する一対の腕部77Aが弾性変形し、一対の腕部77Aにより、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Aが第1配線板81のスルーホール84の内面Sに形成されている第1接点部85Aに弾性的に押しつけられると共に、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Bが第1配線板81のスルーホール84の内面Sに形成されている第1接点部85Bに弾性的に押しつけられる。従って、第1配線板81の第1接点部85Aと第2配線板51の一対の第2接点部56A、並びに、第1配線板81の第1接点部85Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bが、それぞれ、互いに電気的に接続される。
このとき、第2配線板51に対向する第1配線板81の面81B側のスルーホール84の-Z方向端部に開口幅が絞られた絞り部84Aが形成されているため、接続補助部材74の突起77が、スルーホール84から-Z方向に外れることが効果的に防止される。すなわち、第1配線板81および第2配線板51から接続補助部材74が-Z方向に外れることが防止される。
実施の形態5
図25に、実施の形態5に係る配線板組立体に用いられる第1配線板91のスルーホール94の断面を示す。スルーホール94の-Z方向端部に、スルーホール94の開口幅が狭くなるような段差が形成されており、この段差により、開口幅が絞られた絞り部94Aが形成されている。このようなスルーホール94の内面Sに、図13に示される第1配線板41のスルーホール44と同様に、互いにX方向に離間して電気的に絶縁された一対の第1接点部95Aおよび95Bが形成されている。
図26に、第2配線板51の一対の第2接点部56Aおよび56Bを巻き込みながら実施の形態3における接続補助部材74の凸部76の一対の突起77が嵌め込まれた第1配線板91のスルーホール94の内部の断面図を示す。
接続補助部材74の凸部76のそれぞれの突起77が有する一対の腕部77Aが弾性変形し、一対の腕部77Aにより、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Aが第1配線板91のスルーホール94の内面Sに形成されている第1接点部95Aに弾性的に押しつけられると共に、第2配線板51の一対の突出片57に形成されている一対の第2接点部56Bが第1配線板91のスルーホール94の内面Sに形成されている第1接点部95Bに弾性的に押しつけられる。従って、第1配線板91の第1接点部95Aと第2配線板51の一対の第2接点部56A、並びに、第1配線板91の第1接点部95Bと第2配線板51の一対の第2接点部56Bが、それぞれ、互いに電気的に接続される。
このとき、第2配線板51に対向する第1配線板91の面91B側のスルーホール94の-Z方向端部に開口幅が絞られた絞り部94Aが形成されているため、接続補助部材74の突起77が、スルーホール94から-Z方向に外れることが効果的に防止される。すなわち、第1配線板91および第2配線板51から接続補助部材74が-Z方向に外れることが防止される。
なお、実施の形態3における接続補助部材74の凸部76の一対の突起77の代わりに実施の形態2における接続補助部材61の突起63を第1配線板91のスルーホール94に嵌め込んだ場合にも、同様にして、接続補助部材61の突起63が、スルーホール94から-Z方向に外れることが効果的に防止される。
また、実施の形態1における第1配線板11、第2配線板21および接続補助部材31、実施の形態2における第1配線板41、第2配線板51および接続補助部材61、実施の形態3における接続補助部材71および74、実施の形態4における第1配線板81、実施の形態5における第1配線板91は、位置ずれを生じることなく配線板組立体を容易に組み立てることができるように、それぞれ位置決め機構を有していてもよい。
実施の形態1および2において、第1配線板11および41は、剛性を有する絶縁性の第1基板12および42を備えたプリント配線板から構成されているが、内面Sに第1接点部が形成されたスルーホールを有していれば、いわゆるリジッドフレキシブル基板でもよく、あるいは、フレキシブルプリント配線板(FPC)等のフレキシブルな第1基板を備える配線板であってもよい。同様に、実施の形態4および5における第1配線板81および91も、リジッドなプリント配線板、リジッドフレキシブル基板およびフレキシブル基板のいずれから構成されていてもよい。
さらに、実施の形態1および2において、第2配線板21および51は、絶縁性を有するフレキシブルな第2基板22および52を備える配線板から構成されているが、これに限るものではなく、屈曲可能な第2接点部を有していれば、プリント配線板あるいはリジッドフレキシブル基板から構成することもできる。
1 FPC、2 回路導体、3 フラットケーブル、4 フラット導体、5 コネクタ本体、6 プレート部材、7 突き刺し片、8 受け溝、11,41,81,91 第1配線板、12,42 第1基板、12A,22A 表面、12B,22B 裏面、13,43 第1配線部、14,44,84,94 スルーホール、15,45A,45B,85A,85B,95A,95B 第1接点部、21,51 第2配線板、22,52 第2基板、23 第2配線部、24,54 開口部、25,55 導電部、26,56A,56B 第2接点部、27 導電層、31,61,71,74 接続補助部材、32,62,72,75 ベース板、33,63,73,77 突起、33A 切り欠き、33B,63B 張り出し部、57 突出片、凸部 76、腕部 77A、81A,81B,91B 面、84A,94A 絞り部、S 内面。

Claims (9)

  1. 内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と屈曲可能で且つ互いに電気的に接続された一対の第2接点部を有する第2配線板とを接続するための接続補助部材であって、
    ベース板と、
    前記ベース板の表面に突出形成され且つ弾性を有する1つ以上の突起と
    を備え、前記突起は、所定の方向に対向し且つ前記所定の方向に弾性を有する一対の腕部を有する金属ばねからなり、前記一対の腕部が、前記第2配線板の前記一対の第2接点部を巻き込みながら前記第1配線板の前記スルーホールに嵌め込まれたときに前記第2配線板の前記一対の第2接点部を前記所定の方向において前記スルーホールの前記内面に弾性的に押しつけながら弾性変形し、前記第1接点部と前記一対の第2接点部を互いに電気的に接続させることを特徴とする接続補助部材。
  2. 前記ベース板の表面からの前記突起の突出量は、前記第1配線板の板厚と前記第2配線板の板厚の和よりも大きい請求項1に記載の接続補助部材。
  3. 互いに電気的に絶縁された状態で前記ベース板の表面に配置された複数の前記突起を備える請求項またはに記載の接続補助部材。
  4. 内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と、
    屈曲可能な第2接点部を有する第2配線板と、
    ベース板と、前記ベース板の表面に突出形成され且つ弾性を有する1つ以上の突起とを有する接続補助部材と
    を備え、
    前記第2配線板の前記第2接点部を巻き込みながら前記第1配線板の前記スルーホールに前記接続補助部材の前記突起が嵌め込まれ、前記第2配線板の前記第2接点部が前記接続補助部材の前記突起により前記第1配線板の前記スルーホールの前記内面に弾性的に押しつけられて前記第1接点部と前記第2接点部が互いに電気的に接続され
    前記第1配線板の前記スルーホールは、前記内面に形成された複数の前記第1接点部を有し、前記第2配線板の複数の前記第2接点部を巻き込みながら前記突起が前記スルーホールに嵌め込まれ、前記第1配線板の複数の前記第1接点部と前記第2配線板の複数の前記第2接点部がそれぞれ互いに電気的に接続されることを特徴とする配線板組立体。
  5. 前記第2配線板は、絶縁性を有するフレキシブルな基板に導電層が形成されたものからなり、前記第2接点部は、前記導電層に接続されている請求項に記載の配線板組立体。
  6. 内面に第1接点部が形成されているスルーホールを有する第1配線板と、
    屈曲可能な第2接点部を有する第2配線板と、
    ベース板と、前記ベース板の表面に突出形成され且つ弾性を有する1つ以上の突起とを有する接続補助部材と
    を備え、
    前記第1配線板の前記スルーホールは、前記スルーホールの内部に開口幅が絞られた絞り部を有し、
    前記第2配線板の前記第2接点部を巻き込みながら前記第1配線板の前記スルーホールに前記接続補助部材の前記突起が嵌め込まれ、少なくとも前記絞り部よりも前記第2配線板から離れた位置において、前記第2配線板の前記第2接点部が前記接続補助部材の前記突起により前記第1配線板の前記スルーホールの前記内面に弾性的に押しつけられて前記第1接点部と前記第2接点部が互いに電気的に接続され
    前記第1配線板の前記スルーホールは、前記内面に形成された複数の前記第1接点部を有し、前記第2配線板の複数の前記第2接点部を巻き込みながら前記突起が前記スルーホールに嵌め込まれ、前記第1配線板の複数の前記第1接点部と前記第2配線板の複数の前記第2接点部がそれぞれ互いに電気的に接続されることを特徴とする配線板組立体。
  7. 前記第1配線板の前記スルーホールは、前記第2配線板とは反対側を向いた前記第1配線板の面から前記第2配線板に対向する前記第1配線板の面に向かうほど先細りとなるテーパ状の断面形状を有し、
    前記絞り部は、前記第2配線板に対向する前記第1配線板の面側の前記スルーホールの端部に形成されている請求項に記載の配線板組立体。
  8. 前記第1配線板の前記スルーホールは、前記第2配線板に対向する前記第1配線板の面側に、前記スルーホールの前記開口幅が狭くなるような段差を有し、
    前記絞り部は、前記段差により形成されている請求項に記載の配線板組立体。
  9. 前記第2配線板は、絶縁性を有するフレキシブルな基板に導電層が形成されたものからなり、前記第2接点部は、前記導電層に接続されている請求項6~8のいずれか一項に記載の配線板組立体。
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