WO2009090998A1 - フレキシブル基板用防水コネクタ - Google Patents

Abstract

　本発明のフレキシブル基板用防水コネクタは、絶縁フィルム上に導体パターンが形成されたフレキシブル基板と；前記フレキシブル基板の端末部にて前記導体パターンと接合された接続端子と；前記接続端子を内部に収容するハウジングと；上下一対の部材よりなり、その先端部分が前記導体パターンと前記接続端子との接続部を挾持し、かつその後端部分でフレキシブル基板を包囲するリテーナと；前記リテーナ内周のフレキシブル基板との非接合部分と、前記リテーナの外周とに配され、前記フレキシブル基板とリテーナとを密着・固定するホットメルトと；さらに前記リテーナの外周に配された係止手段と；前記ハウジングに配された被係止手段と；を備え、前記係止手段と前記被係止手段とが互いに係止されて、前記リテーナと前記ハウジングとが固定されている。

Description

フレキシブル基板用防水コネクタ

　本発明は、フレキシブル基板の電気的接続に用いられるコネクタ関し、接続個所の防水を図ったフレキシブル基板用防水コネクタに関する。　本願は、２００８年１月１５日に、日本国に出願された特願２００８－００５６６３号と、２００８年１２月０２日に、日本国に出願された特願２００８－３０７４４５号とに基づき優先権を主張し、これらの内容をここに援用する。

　従来、フレキシブル基板を自動車へ応用することが多くなってきている。この際、フレキシブル基板とワイヤ導体とを一つの端子で相互接続することが要求されている。特に自動車等に応用する場合では、接続部分を防水構造にして保護し、信頼性の高い接続を維持することが重要である。そこで、フレキシブル基板とワイヤ導体とを相互接続する電気端子が、組立が容易なケースハウジングに収容され、効果的に防水されるフレキシブル基板用防水コネクタが要望されている。

　従来のフレキシブル基板用防水コネクタとしては、例えば図１５に示すように、絶縁フィルム１１１上に導電パターン１１２が形成されたフレキシブル基板１１０と；このフレキシブル基板１１０の端末部にて導電パターン１１２と接合された板状の接合端部を有する金属製の接続端子１２０と；この接続端子１２０を内部に収容するハウジング１３０と；を備えたものが挙げられる。この従来のフレキシブル基板用防水コネクタ１００では、フレキシブル基板１１０の端末部の導電パターン１１２と接続端子１２０の接合端部とが、例えば抵抗溶接（シリーズ溶接等）により接合されて、接続部が形成されている。この接続部は、第１の樹脂モールド部１２５により封止されている。更に、この接続部は、ハウジング１３０のコネクタ嵌合方向の基端側に形成された接続部収容孔１３１内に収容されている。そして、第２の樹脂モールド部１２６により、ハウジング１３０の基端部が密封されている。
　このフレキシブル基板用防水コネクタ１００は、接続端子１２０が形成されたフレキシブル基板１１０を、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１２５により接続部を封止し、ハウジング１３０の接続部収容孔１３１に収容した後、同様のホットメルト樹脂からなる第２の樹脂モールド部１２６によりハウジング１３０の基端部を密封することで得られる。そのため、同一設備（例えば、ホットメルト充填装置等）での一括作業により、防水加工を施したフレキシブル基板用防水コネクタ１００を製造できる。ゆえに、加工費の増加を防止し、フレキシブル基板用防水コネクタの製造コストの上昇を抑えられる。また、例えば新たにワイヤーシール等をフレキシブル基板の端末部に取付けて防水処理を施す必要がない。そのため、材料費も削減できる（特許文献１参照）。
特開２００２－１７０６２７号公報

　特許文献１に記載のフレキシブル基板用防水コネクタ１００では、接続端子１２０のバネ性により、フレキシブル基板１１０と接続している接続端子１２０を使用する場合、その接続部をホットメルトで固めてしまうとバネ性を失ってしまう。その結果、接続安定性が得られないという欠点があった。また、ホットメルト部分（第２の樹脂モールド部１２６）がハウジング１３０の外部にむき出しとなっている。そのため、コネクタ１００の取扱い上の際に加わる外力が、まずホットメルト部分（第２の樹脂モールド部１２６）に付加される。これにより、ホットメルト部分が欠けたり、傷ついたり、ハウジング１３０との密着性が弱くなり、固着力や防水性が低下するおそれがあった。

　そこで、本発明は、接続端子のバネ性を確保した状態で、かつコネクタ内の防水を図ったフレキシブル基板用防水コネクタの提供を目的とする。

　本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
（１）本発明のフレキシブル基板用防水コネクタは、絶縁フィルム上に導体パターンが形成されたフレキシブル基板と；前記フレキシブル基板の端末部にて前記導体パターンと接合された接続端子と；前記接続端子を内部に収容するハウジングと；上下一対の部材よりなり、その先端部分が前記導体パターンと前記接続端子との接続部を挾持し、かつその後端部分でフレキシブル基板を包囲するリテーナと；前記リテーナ内周のフレキシブル基板との非接合部分と、前記リテーナの外周とに配され、前記フレキシブル基板とリテーナとを密着・固定するホットメルトと；さらに前記リテーナの外周に配された係止手段と；前記ハウジングに配された被係止手段と；を備え、前記係止手段と前記被係止手段とが互いに係止されて、前記リテーナと前記ハウジングとが固定されている。
（２）前記リテーナの前記後端部分の互いに対向する面に、複数の小突起が配されているのが好ましい。
（３）前記接続部はバネ性を有し、前記リテーナの前記先端部分は、前記接続部のバネ性を阻害しないように、前記接続部を挾持しているのが好ましい。
（４）前記ホットメルトは、前記リテーナの前記後端部分の内部からはみでず、この後端部分で包囲された前記フレキシブル基板の周囲を取り囲むように配置されているのが好ましい。
（５）前記リテーナの外周に配された前記ホットメルトの外周に、更にシール部材を備えるのが好ましい。
（６）前記接続端子はメス端子であり、前記ハウジングはメスハウジングであり、このメスハウジングが嵌合されるオスハウジングを更に備えるのが好ましい。

上記（１）に記載のフレキシブル基板用防水コネクタによれば、フレキシブル基板の端末部と接続端子との接合部分におけるバネ性を確保した状態で、ホットメルトによる固定を行える。またホットメルト部分に外部から加わる力を低減できるため、固着及び防水性能を維持できる。

図１は、本発明の第１実施形態に関るフレキシブル基板用防水コネクタを示す分解斜視図である。 図２は、同実施形態における、フレキシブル基板とメス端子とをメスハウジングに収容した状態の斜視図である。 図３は、図２に示すメスハウジングをオスハウジングに嵌合させた状態の斜視図である。 図４は、同実施形態における、上側のリテーナを取付ける前のフレキシブル基板とメス端子の斜視図である。 図５は、同実施形態における、上側のリテーナを取付けた状態の斜視図である。 図６は、図５の半断面の斜視図である。 図７は、同実施形態におけるメスハウジングをオスハウジングに嵌合した状態の断面図である。 図８は、同実施形態におけるメス端子とリテーナの個所の拡大斜視図である。 図９は、図８の下方から見た斜視図である。 図１０は、同実施形態におけるメス端子接続部の拡大斜視図である。 図１１は、図１０のＡ―Ａ線断面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態に関るフレキシブル基板用防水コネクタを示す分解斜視図である。 図１３は、同実施形態のリテーナの展開斜視図である。 図１４は、同実施形態のリテーナ近傍の断面斜視図である。 図１５は、従来のフレキシブル基板用防水コネクタを模式的に示した断面図である。

符号の説明

１　　　　フレキシブル基板
　２　　　　接続端子（メス端子）
　３　　　　ハウジング（メスハウジング）
　４　　　　オスハウジング
　５　　　　第一部材
　６　　　　第二部材
　７　　　　ホットメルト
１０　　　　シーリング部材
１１、１２　フレキシブル基板用防水コネクタ

以下に、本発明の好適な実施形態について、図面を参照にして説明する。

＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に関るフレキシブル基板用防水コネクタ１１を、模式的に示した分解斜視図である。本実施形態のフレキシブル基板用防水コネクタ１１は、絶縁フィルム上に導体パターン（図示せず）が形成されたフレキシブル基板１と；このフレキシブル基板１の端末部にて導体パターンと電気的に接合された接続端子（メス端子）２と；この接続端子（メス端子）２を内部に収容するハウジング（メスハウジング）３と；を備えている。また、このメスハウジング３は、オスハウジング４に嵌入される。この際、接続端子２は、オスハウジング４に形成されたオス端子８と電気的に接続される。

　フレキシブル基板１の導体パターンと接合端子２との接続部αは、上下一対の第一部材５と第二部材６とからなるリテーナの先端部分によって、挾持されている。このリテーナの後端部分は、フレキシブル基板１を包囲している。さらに詳しくいうと、リテーナには、第一部材５と第二部材６とを重ね合わせた状態で、フレキシブル基板１と接続端子２とが接合された接続部αが配置されるスペースが形成されている。このスペースは、第一部材５に形成された第一凹部５４と、第二部材６に形成された第二凹部６４とからなる。
　第一部材５に形成された孔５０と、第二部材６に形成された孔６０とから、リテーナの内部に液状のホットメルトを注入した際に、このスペース内にホットメルト７が浸入しないよう、第一部材５及び第二部材６には段差部５３，６３がそれぞれ形成されている。このスペースの直後（段差部５３，６３）にて、フレキシブル基板１は直接挾まれている。

　第一部材５及び第二部材６の、段差部５１，６１の後側には、ホットメルト７が充填される孔５０，６０が形成されている。この孔５０，６０を通じてホットメルト７がリテーナとフレキシブル基板１との間に充填される。この際、リテーナ（第一部材５及び第二部材６）の後端部分のフレキシブル基板１を包囲する内周の、フレキシブル基板との非接合部分５５，６５にも、ホットメルト７が充填される。このとき、ホットメルト７はリテーナ（第一部材５及び第二部材６）の内周から外へはみ出ない。
　図４は、リテーナ（第一部材５及び第二部材６）の外周と内周（内部空間）とに充填されたホットメルト７を示す斜視図である。図４に示すように、非接触部分５５，６５に充填され、リテーナ（第一部材５及び第二部材６）の内周で固化したホットメルト７ａにより、フレキシブル基板１の挿入口（リテーナの後端部分側）から接続端子２部分への浸水が防止される。

　ホットメルト７は、図５に示すように、リテーナの外周の少なくとも一部を覆い、第一部材５及び第二部材６を固定するように配されている。これにより、フレキシブル基板１とリテーナとが密着・固定される。この状態で第一部材５及び第二部材６は一体化し、ひとつのリテーナとして機能する。
　第一部材５及び第二部材６は、後述する第二実施形態のように、その長手方向の一側面側をヒンジで連結し、第一部材５と第二部材６とをつなげたものとしてもよい。

　オスハウジング４には、接続端子（メス端子）２に嵌入し、この接続端子と電気的に接続されるオス端子８が設けてある。
　メスハウジング３の先端側にはハウジングシール９が配されて、両ハウジング３、４の嵌合部分のシールを図っている。このハウジングシール９としては、例えば、オーリング、封止樹脂、オイル等が挙げられる。

　ホットメルト７の外周には、図６、図７に示すように、シーリング部材１０が配されている。シーリング部材１０は、メスハウジング３とホットメルト７の外周との間、ひいてはフレキシブル基板１のシールを図っている。このシーリング部材１０としては、例えばゴムパッキン、オーリング、封止樹脂、オイル等が挙げられる。
　シーリング部材１０のメスハウジング３と接触する面には、溝が形成されている。これにより、シーリング部材１０とメスハウジング３との密着性の向上を図っている。一方、シーリング部材１０のホットメルト７と接触する面には、リング状の凸部が形成されている。これにより、シーリング部材１０とホットメルト７とのずれを抑制し、密着性の向上を図っている。ゆえに、シーリング部材１０とメスハウジング３との界面、及びシーリング部材１０とホットメルト７との界面からの浸水を抑制できる。

　図２は、フレキシブル基板１をメスハウジング３へ収容した状態の斜視図である。リテーナ（第一部材５及び第二部材６）の外周には、それぞれ係止手段（爪部５Ａ、６Ａ）が形成されている。一方、ハウジング（メスハウジング）３には、被係止手段（係止孔５Ｂ、６Ｂ）が形成されている。これらの係止手段（爪部５Ａ、６Ａ）と被係止手段（係止孔５Ｂ、６Ｂ）とを係止させて、リテーナ（第一部材５及び第二部材６）とハウジング３とが固定されている。

　図３は、メスハウジング３をオスハウジング４に嵌合させた状態を示す斜視図である。メスハウジング３の外周には、バネ片３０が形成されている。一方、オスハウジング４には、係合部４０が形成されている。このバネ片３０を係合部４０に係止させて、メスハウジング３とオスハウジング４とが固定されている。

　図７は、メスハウジング３をオスハウジング４に嵌合させた状態の、孔５０，６０の個所を通る断面図である。リテーナ（第一部材５及び第二部材６）のそれぞれの爪部５Ａが、メスハウジング３の係止孔５Ｂ、６Ｂ（図１参照）に係合している。また、メスハウジング３に形成されたバネ片３０が、オスハウジング４の係合部４０に係合している。
　フレキシブル基板１はリテーナ（第一部材５及び第二部材６）とホットメルト７を介して接着され、爪部５Ａ、６Ａはメスハウジング３の係止孔５Ｂ、６Ｂに係合され、ホットメルト７はメスハウジング３の外部には配置されていない。そのため、図７において、フレキシブル基板１を右手方向に引っ張る力（コネクタ取扱い上の負荷）が作用したとき、接続部αに直接的に負荷はかからないようになっている。
　また、フレキシブル基板１に対して、その周囲を取り囲むようにホットメルト７が配されている。これにより、フレキシブル基板１とホットメルト７との接着面積を大きくし、接着力を高めている。
　メス端子２の、フレキシブル基板１との接続部αのバネ性は、この部分をホットメルト７で固めていないために確保されている。

　本実施形態のフレキシブル基板用防水コネクタ１１の浸水経路は、フレキシブル基板１とホットメルト７との界面（第１の浸水経路）、シーリング部材１０とホットメルト７との界面（第２の浸水経路）、及びハウジングシール９とメスハウジング３との界面（第３の浸水経路）、の３ヶ所である。第１の浸水経路は、ホットメルト７がフレキシブル基板１に密着するために、その経路が遮断されている。第２の浸水経路は、シーリング部材１０の圧縮により、その経路が遮断されている。第３の浸水経路は、ハウジングシール９の圧縮により、その経路が遮断されている。

　図８及び図９は、メス端子２とリテーナ（第一部材５及び第二部材６）の先端部分との関係を示す部分的な拡大斜視図である。本実施形態では、メス端子２とフレキシブル基板１との接続部αを、従来のようにホットメルト７で固めていない。そのため、メス端子２をメスハウジング３に挿入する際のサポートとして、第一部材５に端子支持突部５０Ａが形成されている。メス端子２の両側折曲端面２Ａは、第一部材５の一対の端子支持突部５０Ａ間の先端壁で押されるようになっている。この端子支持突部５０Ａは、メス端子２の左右の傾きを防止する。

　フレキシブル基板１とメス端子２との接続構造の一例としては、図１０及び図１１に示すものが挙げられる。この例では、フレキシブル基板１に形成された孔１Ａに、メス端子２の先端側上下の板のうち、下板２Ｂに形成されたバレル２０が挿入されている。これらバレル２０を内側へ折り曲げて上板２Ｃを抱きかかえるように、上板２Ｃを下板２Ｂ側に引き寄せてフレキシブル基板１にメス端子２が取付けられている。上板２Ｃと下板２Ｂとでフレキシブル基板１を挾んだ状態は、図１１に示すようになる。図１１は、図１０のＡ－Ａ断面図である。
　上板２Ｃの中間には、幅方向に細長い突起部２１が配されている。また、上板２Ｃの突起部２１に隣り合う位置には、長手方向に細長く形成された突起部２２、２３が配されている。これらの突起部２１～２３でフレキシブル基板１を下板２Ｂに押し付けている。
　一方、下板２Ｂにも、これら突起部２１～２３に対応した突起部２４～２６が配されている。上板２Ｃと同様に、下板２Ｂの中間には、この下板２Ｂの長手方向に細長い突起部２４が形成されている。また、下板２Ｂの突起部２４の隣り合う位置には、下板２Ｂの幅方向に細長く形成された突起部２５，２６が配されている。突起部２４～２６のうち、中間に位置する突起部２４の突出高さが、他の突起部２５、２６よりも高くなっている。そのため、上板２Ｃの突起部２１がフレキシブル基板１をバネ力により押さえつけることになる。ゆえに、突起部２１、２４によりフレキシブル基板１は波形に変形され、フレキシブル基板１は確実に挾持される。

＜第２実施形態＞
　図１２は、本発明の第２実施形態に係るフレキシブル基板用防水コネクタ１２を模式的に示した分解斜視図である。本実施形態のフレキシブル基板用防水コネクタ１２が、第１実施形態のフレキシブル基板用防水コネクタ１１と異なる点は、リテーナの後端部分の互いに対向する面５ａ，６ａに、複数の小突起５１，６１が配されている点である。また、本実施形態では、リテーナは、第一部材５及び第二部材６の長手方向の一側面側をヒンジ５６で連結し、第一部材５と第二部材６とをつなげたものを用いている。

　図１３は、リテーナ（第一部材５及び第二部材６）のヒンジ５６を折り曲げる前の開いた状態を示す斜視図である。小突起５１，６１は、例えば図１３に示すように、リテーナ（第一部材５及び第二部材６）の後端部分の互いに対向する面５ａ，６ａに、それぞれ６個ずつ配されている。ホットメルト７の充填用の孔５０、６０を挾んでそれぞれ２ケ設けられた合計４ケの小突起の列と、この４ケの小突起のうち、内側の２ケと並んで設けられた２ケの小突起の列とをリテーナ（第一部材５及び第二部材６）が有している。第一部材５に配された小突起５１と、第二部材６に配された小突起６１とは、対向して配置されている。この小突起５１，６１は、フレキシブル基板１を両面から挟持する。
　ホットメルト７を孔５０，６０から充填する際、あるいは第一部材５側の面と第二部材６側の面とでホットメルトの冷却・固化のスピード等が異なると、フレキシブル基板１に歪みが生じる虞がある。本実施形態では、小突起５１，６１を設けることで、フレキシブル基板が両面から挟持されている。そのため、ホットメルトを充填する際や、第一部材５側の面と第二部材６側の面とでホットメルト７の冷却・固化のスピードが異なったとしても、この小突起５１，６１により、フレキシブル基板１を水平に挟持できる。
　また、急激な温度変化等が起きた場合、ホットメルト７とリテーナとの線膨張係数の違いにより、ホットメルト７とリテーナとの接着界面がずれる虞がある。本実施形態では、小突起５１，６１を複数で配置することにより、この接着界面のずれを抑制できる。その結果、ホットメルト７とリテーナ５，６との密着性を保持できる。
　以上より、本実施形態のフレキシブル基板用防水コネクタでは、第１実施形態よりも更に、防水効果を高められる。

　本実施形態のリテーナは、第一部材５と第二部材６とが、その長手方向の一側面側をヒンジ５６で連結されている。第一部材５には２つの係合突起５２が配されている。第二部材６には、係合突起５２と係合する２つの係合穴６２が配されている。ヒンジ５６の個所を折り曲げて第一部材５と第二部材６とを重ねたとき、第一部材５に形成された２つの係合突起５２が第二部材６に形成された２つの係合穴６２に挿入される。これにより、リテーナは、第一部材５と第二部材６とを重ねた状態で保持される。ゆえに、ずれが生じ難いリテーナが得られる。
　この際、係合突起５２間のフレキシブル基板１の両面は、それぞれ第一部材５と第二部材６に密着し、フレキシブル基板１は、２つの係合突起５２の間に配置されている。第一部材５と第二部材６の小突起５１、６１が存在するスペースでは、フレキシブル基板の両面側に密閉された空間（孔５０、６０と被接触部分５５，６５がないとしたときに密閉される空間）が形成される。この空間と、非接触部分５５，６５とにホットメルト７が充填される。

　図１４は、フレキシブル基板１を、ホットメルト７を介してリテーナ５、６で固定し、冷却固化したホットメルト７の外周にシーリング部材１０を装着した状態の、小突起５１、６１の個所を通る半断面の斜視図である。上述したように、小突起５１，６１により、フレキシブル基板１が水平に挟持されている。

　上述した第１～第２実施形態では、接続端子２とリテーナとシール部材１０とが配されたフレキシブル基板を、メスハウジングを介してオスハウジングに嵌合した場合を説明したが、接続端子２とリテーナとシール部材１０とが配されたフレキシブル基板１を直接、車両等のドアに貫通あるいは挿入する場合も有用である。

　本発明のフレキシブル基板用防水コネクタは、フレキシブル基板の端末部と接続端子との接合部分におけるバネ性を確保した状態で、ホットメルトによる固定を行える。またホットメルト部分に外部から加わる力を低減できるため、固着及び防水性能を維持できる。

Claims (6)

1. 　絶縁フィルム上に導体パターンが形成されたフレキシブル基板と；
   　前記フレキシブル基板の端末部にて前記導体パターンと接合された接続端子と；
   　前記接続端子を内部に収容するハウジングと；
   　上下一対の部材よりなり、その先端部分が前記導体パターンと前記接続端子との接続部を挾持し、かつその後端部分で前記フレキシブル基板を包囲するリテーナと；
   　前記リテーナ内周の前記フレキシブル基板との非接合部分と、前記リテーナの外周とに配され、前記フレキシブル基板と前記リテーナとを密着・固定するホットメルトと；
   　前記リテーナの外周に配された係止手段と；
   　前記ハウジングに配された被係止手段と；
   　を備え、
   　前記係止手段と前記被係止手段とが互いに係止されて、前記リテーナと前記ハウジングとが固定されている
   　ことを特徴とするフレキシブル基板用防水コネクタ。
2. 　前記リテーナの前記後端部分の互いに対向する面に、複数の小突起が配されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板用防水コネクタ。
3. 　前記接続部はバネ性を有し、
   　前記リテーナの前記先端部分は、前記接続部のバネ性を阻害しないように、前記接続部を挾持している
   　ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板用防水コネクタ。
4. 　前記ホットメルトは、前記リテーナの前記後端部分の内部からはみでず、この後端部分で包囲された前記フレキシブル基板の周囲を取り囲むように配置されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板用防水コネクタ。
5. 　前記リテーナの外周に配された前記ホットメルトの外周に、更にシール部材を備える
   　ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板用防水コネクタ。
6. 　前記接続端子はメス端子であり、
   　前記ハウジングはメスハウジングであり、
   　このメスハウジングが嵌合されるオスハウジングを更に備える
   　ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板用防水コネクタ。

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