JP7232143B2 - コネクタ - Google Patents
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Description
このとき、フレキシブル導体4を有するフレキシブル基板1は、突起6と共にコンタクト2の突起収容部5に押し込まれることにより、突起6の頂部に接触する部分を中心として、四方に向かう引っ張り力を受け、伸ばされつつコンタクト2の突起収容部5に挿入されることとなる。
このような余剰部分の存在により、フレキシブル基板1と共に突起6をコンタクト2の突起収容部5に挿入しにくくなり、コネクタを円滑にフレキシブル基板1に接続することが難しくなるおそれがあった。
また、突起6の側面と突起収容部5の内面との間にフレキシブル基板1およびフレキシブル導体4の余剰部分が入り込むことを考慮して、予め突起6の直径を小さく設定すると、突起収容部5の内面に対するフレキシブル導体4の接触圧が不十分となって、フレキシブル導体4とコンタクト2との電気的接続の信頼性が損なわれるおそれがある。
突起は、4つの突出部と4つの隙間形成部とを有することができる。
この場合、コンタクトの突起収容部の内面は、円筒形状を有し、突起収容部は、突起の4つの突出部のうち、互いに反対方向に突出する2つの突出部の間の長さに、フレキシブル導体の厚さの2倍を加えた値より小さい内径を有するように構成することができる。
突出部は、中心軸と平行に直線状に延びる形状を有する、または、球面形状を有するように構成することができる。
コンタクトは、筒状部と、筒状部の一端に形成されたコンタクト側フランジを有し、コンタクトの筒状部が貫通し且つコンタクト側フランジよりも小さいコンタクト用貫通孔が形成されたハウジングをさらに備え、コンタクト用貫通孔にコンタクトの筒状部を貫通させると共にコンタクト側フランジをベース部材に向けて押しつけるようにハウジングがベース部材に固定されることで、コンタクトがベース部材に固定されることが好ましい。
好ましくは、ハウジングは、絶縁性材料から形成されている。
ハウジングは、相手側コネクタの一部が収容される相手側コネクタ収容部を有することが好ましい。
ベース部材は、絶縁性材料からなることが好ましい。
フレキシブル導体は、絶縁性の基板本体の表面上に露出するように配置され、フレキシブル導体がコンタクトの突起収容部に対向し、基板本体の裏面が押し込み部材の突起に対向するように、フレキシブル導体が押し込み部材とコンタクトの間に配置されるように構成することができる。
あるいは、フレキシブル導体は、独立して、押し込み部材とコンタクトの間に配置されてもよい。
なお、コンタクトは、プラグ型のコンタクトとすることもでき、あるいは、レセプタクル型のコンタクトとすることもできる。
実施の形態1
図1および図2に、実施の形態1に係るコネクタ11を示す。コネクタ11は、例えば、ウエアラブルデバイスを嵌合するための衣服側コネクタ部として使用されるもので、フレキシブル基板21に接続されている。
ここで、便宜上、フレキシブル基板21がXY面に沿って延び、それぞれのコンタクト13が突出する方向を+Z方向と呼ぶことにする。
フレキシブル基板21は、絶縁性材料からなるシート状の基板本体22を有し、基板本体22は、+Z方向を向いた表面22Aと、-Z方向を向いた裏面22Bを有している。基板本体22の表面22A上に4つのフレキシブル導体23が露出した状態で配置されている。4つのフレキシブル導体23は、4つのコンタクト13にそれぞれ対応している。
フレキシブル導体23は、例えば、導電繊維等の布状の導体から構成することができ、また、基板本体22の表面22A上に印刷等により塗布された導電ペーストから形成することもできる。
なお、基板本体22には、2つの貫通孔22Cが形成されている。
4つのコンタクト13は、それぞれ、金属等の導電性材料から形成されたプラグ型のコンタクトで、ハウジング12の凹部12Aに図示しない相手側コネクタの一部が収容された場合に、相手側コネクタの対応するコンタクトに接続されるものである。コンタクト13は、Z方向に延びる円筒形状の筒状部13Aと、筒状部13Aの-Z方向端部からXY面に沿って延びるコンタクト側フランジ13Bを有しており、コンタクト側フランジ13Bは、-Z方向を向いた第2の面13Cを有している。
同様に、ハウジング12の2つのポスト収容部12Dと、フレキシブル基板21の基板本体22の2つの貫通孔22Cと、ベース部材14の2つのハウジング固定用ポスト16は、互いに対応する位置に配置されている。
また、ハウジング12のコンタクト用貫通孔12Bは、コンタクト13の筒状部13Aの外径より大きく且つコンタクト側フランジ13Bの外径より小さい内径を有し、コンタクト13の筒状部13Aを円滑に挿入することができるように構成されている。
図5に示されるように、4つの突出部15Aのうち、互いに反対方向に突出する2つの突出部15Aの間の長さD1は、中心軸C1に対して互いに反対方向を向いた2つの隙間形成部15Bの間の長さD2よりも長い。
なお、コンタクト13の突起収容部13Dは、ベース部材14の突起15の4つの突出部15Aのうち、中心軸C1を挟んで互いに反対方向に突出する2つの突出部15Aの間の長さD1に、フレキシブル基板21の基板本体22の厚さとフレキシブル導体23の厚さの和の2倍を加えた値より小さい内径を有している。このようなコンタクト13は、例えば、プレス加工、切削、冷間圧造等により作製することができる。
なお、ベース部材14のハウジング固定用ポスト16は、突起15よりも高い高さを有しているので、突起15の存在に影響されることなく、フレキシブル基板21の基板本体22の貫通孔22Cに挿入されることとなる。
その結果、図7に示されるように、フレキシブル基板21を間に挟んで、ベース部材14のそれぞれの突起15が、対応するコンタクト13の突起収容部13Dに挿入され、ベース部材14の+Z方向を向いた第1の面14Bが基板本体22の裏面22Bに接触した状態となる。
ところが、図5に示されるように、突起15の4つの突出部15Aの間には、4つの隙間形成部15Bが形成されており、互いに反対方向を向いた2つの隙間形成部15Bの間の長さD2は、互いに反対方向に突出する2つの突出部15Aの間の長さD1よりも短い。このため、図8に示されるように、突起15がコンタクト13の突起収容部13Dに挿入されると、それぞれの隙間形成部15Bと突起収容部13Dの内面との間に、突出部15Aと突起収容部13Dの内面との間の間隔G1よりも広い所定の隙間G2が形成される。
その結果、フレキシブル基板21の基板本体22およびフレキシブル導体23が十分な延伸性を有していなくても、フレキシブル基板21を間に挟みつつベース部材14の突起15をコンタクト13の突起収容部13Dに円滑に挿入して、コネクタ11をフレキシブル基板21に接続することができ、また、フレキシブル導体23に対する電気的接続の信頼性を確保することが可能となる。
上述した実施の形態1では、フレキシブル基板21の基板本体22と基板本体22の表面22Aに配置されているフレキシブル導体23が、突起15によりコンタクト13の突起収容部13Dに挿入されているが、これに限るものではない。
図9に、実施の形態2に係るコネクタ11Aの分解斜視図を示す。コネクタ11Aは、フレキシブル基板21Aに接続されるもので、コンタクト13の突起収容部13Dに内径に対するベース部材14の突起15のサイズが変更されている点以外は、実施の形態1のコネクタ11と同様の構成を有している。すなわち、コネクタ11Aは、ハウジング12と、4つのコンタクト13と、4つの突起15が突出形成されたベース部材14とを備えている。
4つのフレキシブル導体23は、それぞれ、例えば導電繊維からなり、基板本体22の開口部22D内において、図10に示されるように、突起15により対応するコンタクト13の突起収容部13Dに挿入される。
このため、突起15の4つの突出部15Aによりコンタクト13の突起収容部13Dの内面にフレキシブル導体23を押しつけて接触圧を与える状態となり、コンタクト13がフレキシブル導体23に電気的に接続される。
その結果、フレキシブル導体23が十分な延伸性を有していなくても、フレキシブル導体23を間に挟みつつベース部材14の突起15をコンタクト13の突起収容部13Dに円滑に挿入して、コネクタ11をフレキシブル基板21Aに接続することができ、また、フレキシブル導体23に対する電気的接続の信頼性を確保することが可能となる。
例えば、中心軸C1を挟んで反対方向に突出する2つの突出部15Aと、これら2つの突出部15Aの間にそれぞれ形成された2つの隙間形成部15Bを有していてもよい。また、中心軸C1を中心に、周方向に120度の角度間隔で配置された3つの突出部15Aと、これら3つの突出部15Aの間にそれぞれ形成された3つの隙間形成部15Bを有していてもよい。
実施の形態1および2では、ベース部材14の突起15が、突起15の中心軸C1と平行に直線状に延びる4つの突出部15Aと、4つの突出部15Aの間にそれぞれ配置された4つの隙間形成部15Bを有しているが、図12および図13に示されるように、それぞれ、球面形状の4つの突出部31Aを有する突起31を用いることもできる。
4つの突出部31Aは、円柱形状を有する突起本体32の根本部分の近傍において、突起本体32の側面に突出形成され、突起本体32の周方向に均等に配置されている。
それぞれの突出部31Aの周辺に位置する円柱形状の突起本体32の側面により、隙間形成部31Bが形成されている。
なお、実施の形態3においても、突起31の突出部31Aおよび突起収容部13Dの個数は限定されず、突起31は、1つ以上の突出部31Aと1つ以上の隙間形成部31Bを有していればよい。
また、図14および図15に示されるような突起41を使用することもできる。
突起41は、Z方向に延びる中心軸C2を有し、XY面による断面がX方向に延びる長軸とY方向に延びる短軸とを備える楕円形の柱形状を有している。
突起41の側面のうち、楕円の長軸方向に位置する部分、すなわち、突起41の側面の+X方向端部および-X方向端部により2つの突出部41Aが形成され、残りの側面部分により隙間形成部41Bが形成されている。
実施の形態1および2における突起15の代わりに、図16および図17に示されるような突起51を用いることもできる。この突起51は、図4に示される突起15の頂部、すなわち+Z方向の先端部に、尖鋭部52が形成されたものであり、尖鋭部52以外は、突起15と同様の構成を有している。
突起51は、Z方向に延びる中心軸C3を有し、それぞれ中心軸C3と平行に直線状に延びる4つの突出部15Aと、4つの突出部15Aの間にそれぞれ形成された4つの隙間形成部15Bを有している。
突起51の表面が、フレキシブル導体23が表面に露出しているフレキシブル基板21または独立したフレキシブル導体23により包まれた状態で、コンタクト13の突起収容部13Dに挿入されると、突起51の尖鋭部52によりフレキシブル基板21またはフレキシブル導体23が突き通されて開口し、開口した箇所を通して突起51がフレキシブル基板21またはフレキシブル導体23の+Z方向側に突出し、フレキシブル基板21またはフレキシブル導体23の開口端部が、突起51の側面に沿う状態となる。
このように、突起51の尖鋭部52を用いてフレキシブル基板21またはフレキシブル導体23を開口し、フレキシブル基板21またはフレキシブル導体23の開口端部を突起51の突出部15Aと突起収容部13Dの内面との間に挟むので、フレキシブル基板21またはフレキシブル導体23が延伸しにくい材質から形成されている場合であっても、コンタクト13をフレキシブル導体23に確実に電気的に接続することができる。
また、突起51の尖鋭部52は、円錐形状を有しているが、円錐形状の代わりに、+Z方向に向かう直線状の刃部を有し、突起51の尖鋭部52によりフレキシブル基板21またはフレキシブル導体23を切開するように構成することもできる。
実施の形態1および2では、突起15をコンタクト13の突起収容部13Dに押し込むための押し込み部材として、4つの突起15が形成されたベース部材14が用いられているが、これに限るものではなく、図18に示されるように、1つの突起15の根本部分に押し込み部材側フランジ62が接続された押し込み部材61を用いることもできる。
このような押し込み部材61の突起15の表面がフレキシブル基板21または独立したフレキシブル導体23により包まれた状態で、押し込み部材61の突起15を対応するコンタクト13の突起収容部13Dに挿入することにより、コンタクト13をフレキシブル基板21のフレキシブル導体23または独立したフレキシブル導体23に電気的に接続することができる。
実施の形態3、4、5における突起31、41、51に対しても、同様に、根本部分に押し込み部材側フランジが接続された押し込み部材を形成することができる。
Claims (18)
- フレキシブル導体に接続されるコネクタであって、
突起を有する押し込み部材と、
導電性材料から形成され且つ前記突起が挿入される凹状の突起収容部を有するコンタクトと
を備え、
前記突起は、前記突起の側面に配置されると共に前記突起の側面から突出し且つ前記突起が前記突起収容部に挿入されたときに前記突起収容部の内面に近接する突出部と、前記突出部の周辺における前記突起の側面に配置されると共に前記突起が前記突起収容部に挿入されたときに前記突起収容部の内面との間に前記突出部と前記突起収容部の内面との間の間隔よりも広い所定の隙間を形成する隙間形成部とを有し、
前記突起は、中心軸を備える円柱形状を有し、前記突起の周方向に均等に配置された複数の前記突出部と、複数の前記突出部の間に配置された複数の前記隙間形成部とを有し、
前記フレキシブル導体により前記押し込み部材の前記突起が包まれるように前記フレキシブル導体を間に挟んで前記押し込み部材の前記突起が前記フレキシブル導体と共に前記コンタクトの前記突起収容部に挿入された場合に、前記突起の前記突出部は前記フレキシブル導体を前記突起収容部の内面に押しつけて接触させ、前記フレキシブル導体が前記突起収容部に挿入されることにより発生するフレキシブル導体の余剰部分が前記所定の隙間に収容されることを特徴とするコネクタ。 - 前記突起が前記突起収容部に挿入されたときに前記突出部と前記突起収容部の内面との間に形成される前記間隔寸法は、前記フレキシブル導体の厚さ寸法よりも小さい請求項1に記載のコネクタ。
- 前記突起は、4つの前記突出部と4つの前記隙間形成部とを有する請求項1または2に記載のコネクタ。
- 前記コンタクトの前記突起収容部の内面は、円筒形状を有し、
前記突起収容部は、前記突起の4つの前記突出部のうち、互いに反対方向に突出する2つの前記突出部の間の長さに、前記フレキシブル導体の厚さの2倍を加えた値より小さい内径を有する請求項3に記載のコネクタ。 - 前記突出部は、前記中心軸と平行に直線状に延びる形状を有する請求項1~4のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記突出部は、球面形状を有する請求項1~4のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記押し込み部材は、複数の前記突起を有するベース部材からなり、
複数の前記突起が、複数の前記フレキシブル導体を間に挟んで複数の前記コンタクトの前記突起収容部に挿入される請求項1~6のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記コンタクトは、筒状部と、前記筒状部の一端に形成されたコンタクト側フランジを有し、
前記コンタクトの前記筒状部が貫通し且つ前記コンタクト側フランジよりも小さいコンタクト用貫通孔が形成されたハウジングをさらに備え、
前記コンタクト用貫通孔に前記コンタクトの前記筒状部を貫通させると共に前記コンタクト側フランジを前記ベース部材に向けて押しつけるように前記ハウジングが前記ベース部材に固定されることで、前記コンタクトが前記ベース部材に固定される請求項7に記載のコネクタ。 - 前記ベース部材は、前記突起よりも高く突出するハウジング固定用ポストを有し、
前記ハウジングは、凹状のポスト収容部を有し、
前記ハウジング固定用ポストが前記ポスト収容部に収容されることで前記ハウジングは前記ベース部材に固定される請求項8に記載のコネクタ。 - 前記ハウジングは、絶縁性材料からなる請求項8または9に記載のコネクタ。
- 前記ハウジングは、相手側コネクタの一部が収容される相手側コネクタ収容部を有する請求項8~10のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記ベース部材は、絶縁性材料からなる請求項7~11のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記押し込み部材は、前記突起の根本部分に接続された押し込み部材側フランジを有する請求項1~6のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記フレキシブル導体は、絶縁性の基板本体の表面上に露出するように配置され、
前記フレキシブル導体が前記コンタクトの前記突起収容部に対向し、前記基板本体の裏面が前記押し込み部材の前記突起に対向するように、前記フレキシブル導体が前記押し込み部材と前記コンタクトの間に配置される請求項1~13のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記フレキシブル導体は、独立して、前記押し込み部材と前記コンタクトの間に配置される請求項1~13のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記突起の先端に、前記フレキシブル導体を突き通すための尖鋭部が形成されている請求項1~15のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記コンタクトは、プラグ型のコンタクトである請求項1~16のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記コンタクトは、レセプタクル型のコンタクトである請求項1~16のいずれか一項に記載のコネクタ。
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