JP2018156861A - コネクタ - Google Patents
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Abstract
Description
刃部材が突起に固定されるように構成することができる。
この場合、ベース部材および突起は、絶縁性材料から互いに一体に形成され、刃部材は、金属材料から形成され且つ突起に取り付けられている、あるいは、ベース部材は、絶縁性材料からなり、突起および刃部材は、金属材料から互いに一体に形成され且つベース部材に取り付けられていることが好ましい。
刃部材は、フレキシブル基板の導電部よりも狭い幅を有することが好ましい。
さらに、突起の外側面は、突起の突出方向に対して平行に延びていることが好ましい。
あるいは、ベース部材およびハウジングは、絶縁性材料からなり、刃部材は、金属材料から形成され且つ突起に配置されているように構成してもよい。
刃部材は、フレキシブル基板の導電部よりも狭い幅を有することが好ましい。
さらに、突起の外側面は、突起の突出方向に対して平行に延びていることが好ましい。
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に装着されている。
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、+Z方向を向いた表面21Aと、−Z方向を向いた裏面21Bを有し、表面21A上に導電部となる4つのフレキシブル導体21Cが露出した状態で形成されている。4つのフレキシブル導体21Cは、4つのコンタクト13に対応しており、それぞれY方向に帯状に延びている。
また、フレキシブル基板21には、2つの貫通孔21D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、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面に沿って延びるフランジ13Bを有しており、フランジ13Bは、−Z方向を向いた第2の面13Cを有している。
また、ベース部材14には、−Z方向を向いた平板部14Aの面14Eから4つの突起14CをそれぞれZ方向に貫通する4つのスリット14Fが形成されている。
コネクタ11は、さらに、ベース部材14の4つのスリット14Fにそれぞれ挿入された4つの刃部材15を備えている。
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2つの貫通孔21Dと、ベース部材14の2つのハウジング固定用ポスト14D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。
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14Cの外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21C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、金属板をプレス加工することで作製することができる。
図7に示されるように、刃部材15は、金属材料から形成され且つXZ面に沿って延びる平板部材であり、+Z方向端部に+Z方向に向かって尖る尖鋭部15Aを有し、−Z方向端部近傍には、+X方向および−X方向にそれぞれ突出する一対の突出部15Bを有している。また、刃部材15のZ方向の寸法は、ベース部材14の平板部14Aと突起14Cを合わせたZ方向の寸法よりも大きい値を有するように設定されている。尖鋭部15Aは、+Z方向に進むにつれて、X方向とY方向の幅が共に狭くなるように形成されている。
なお、ベース部材14の平板部14Aに形成されているハウジング固定用ポスト14Dは、突起14Cから+Z方向に突出する刃部材15の尖鋭部15Aよりも高い高さを有しているものとする。
なお、ベース部材14のハウジング固定用ポスト14Dは、突起14Cから突出する刃部材15よりも高い高さを有しているので、突起14Cおよび刃部材15の存在に影響されることなく、フレキシブル基板21の貫通孔21Dに挿入されることとなる。
なお、図11に示されるように、刃部材15のX方向の幅W1は、フレキシブル導体21CのX方向の幅W2よりも小さな寸法を有するものとする。また、刃部材15が突起14CをZ方向に貫通するスリット14Fに挿入されることから、刃部材15の厚さ方向であるY方向において、突起14Cは、刃部材15の厚さD1よりも大きい寸法D2を有している。
上述したように、コンタクト13の突起収容部13Dは、ベース部材14の突起14Cの外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21C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ので、突起14Cによりコンタクト13の突起収容部13Dの内側面に切開端部21Eのフレキシブル導体21C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21Cに電気的に接続される。
さらに、ベース部材14は、ベース部材14の突起14Cから+Z方向に突出する刃部材15の尖鋭部15Aよりも高い高さを有する2つのハウジング固定用ポスト14Dを備えているので、これらのハウジング固定用ポスト14Dを、フレキシブル基板21の2つの貫通孔21Dに挿入すると共に、ハウジング12の2つのポスト収容部12Dに挿入することで、ハウジング12と4つのコンタクト13とフレキシブル基板21とベース部材14のXY方向における位置合わせおよび移動の規制がなされ、フレキシブル基板21へのコネクタ11の実装作業がさらに簡単化されている。
また、コンタクト13のフランジ13Bをハウジング12とベース部材14の間に挟み込むことで、ベース部材14に対するコンタクト13の固定を行っているが、これに限らず、ネジ止め、圧入等、他の公知の方法によりコンタクト13をベース部材14に固定してもよい。
さらに、ベース部材14のハウジング固定用ポスト14Dを、ハウジング12のポスト収容部12Dに圧入することで、ハウジング12とベース部材14の相互間の固定を行っているが、この組立手法は一例に過ぎず、これに限るものではない。例えば、ネジ止め、接着等の他の方法によりハウジング12をベース部材14に固定することもできる。
また、コネクタ11が実装されるフレキシブル基板21として、表面21A上に導電部となるフレキシブル導体21Cが露出し、裏面21Bには導電部が露出していないものを使用したが、これに限るものではなく、少なくとも表面上に導電部が露出しているフレキシブル基板であればよい。従って、例えば、表面に導電層がコーティングされた布地、導電性繊維を織り込むことで構成された布地等を、フレキシブル基板として使用してコネクタ11を実装することもできる。
なお、ベース部材14の突起14Cの外側面14Gは、突起14Cの突出方向に対して平行に延びているが、これに限るものではなく、突起収容部13Dが、ベース部材14の突起14Cの外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21C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れば、突起14Cは、+Z方向に向かって多少先細りの形状を有していてもよい。
電子機器モジュール31は、例えば絶縁性樹脂等の絶縁性材料からなるハウジング32と、ハウジング32の内部に配置された4つのコンタクト33を有している。コンタクト33は、バネ接点を有するコンタクトである。
ハウジング32は、−Z方向に突出する凸部32Aを有し、凸部32Aに、4つのコンタクト33に対応して4つの開口部32Bが形成されている。4つのコンタクト33は、それぞれ、ハウジング32の対応する開口部32Bを通して露出している。
このような電子機器モジュール31をコネクタ11に嵌合することで、コネクタ11の4つのコンタクト13が、それぞれ、電子機器モジュール31の対応するコンタクト33に電気的に接続される。
コネクタ11を衣服に取り付けられる衣服側コネクタ部として構成することにより、電子機器モジュール31を、衣服側コネクタ部に接続されるウエアラブルデバイスとして使用することができる。
実施の形態1では、フレキシブル基板21がY方向に帯状に延びるフレキシブル導体21Cを有するのに対して、刃部材15がXZ面に沿って延びる平板形状を有しているが、これに限るものではない。例えば、図19に示されるコネクタ41のように、Y方向に帯状に延びるフレキシブル導体21Cに対し、刃部材15がYZ面に沿って延びる平板形状を有していてもよい。この場合、実施の形態1におけるベース部材14の代わりに、刃部材15の向きに合わせて、平板部44Aと突起44CにYZ面に沿ったスリット44Fが形成されているベース部材44を用いる必要がある。
このため、多数のフレキシブル導体21Cが高密度にフレキシブル基板21に配置されることで、それぞれのフレキシブル導体21Cの幅W2が狭くなった場合においても、信頼性の高いコネクタ41を構築することが可能となる。
実施の形態1では、ベース部材14の突起14CがZ方向に延びる円柱形状を有しているが、これに限るものではない。図20に示されるように、XY面における形状が、四角形、例えば、菱形の柱形状を有する突起54Cを用いてもよい。この場合においても、図21に示されるように、突起54Cに対して固定された刃部材15により、フレキシブル基板21およびフレキシブル導体21Cを切開し、突起54Cをフレキシブル導体21Cの+Z方向側に突出させ、フレキシブル基板21の切開端部21Eを、突起54Cの外側面54Gに沿って+Z方向に延びた状態とすることができる。
なお、突起54Cは、刃部材15の厚さ方向であるY方向において、刃部材15の厚さよりも大きい寸法を有している。
なお、図20に示されるように、突起54CのXY面における形状を、角が丸められた四角形とすることが好ましい。これは、突起54Cによりコンタクト13の突起収容部13Dの内側面に押しつけられたフレキシブル基板21の切開端部21Eと突起収容部13Dの内側面との接触面積を大きくして、フレキシブル導体21Cとコンタクト13との間の接触抵抗を小さくすることができるからである。
実施の形態1では、ベース部材14に突起14Cが形成されているが、図22に示されるように、刃部66と突起67が金属材料から一体に形成された刃部材65を用いることもできる。
刃部66は、実施の形態1における刃部材15と同様に、XZ面に沿って延びる平板形状を有し、尖鋭部66Aと一対の突出部66Bを備えている。突起67は、刃部66の+X方向端部および−X方向端部からそれぞれ延びる一対の腕部を互いに反対方向に湾曲させたもので、Z方向に延びる円筒形状の外側面67Aを有している。このような刃部材65は、1枚の金属板を屈曲させることで作製することができる。
なお、突起67は、刃部66の厚さ方向であるY方向において、刃部66の厚さよりも大きい寸法を有している。
なお、コンタクト13の突起収容部13Dは、刃部材65の突起67の外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21C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。
上述したように、コンタクト13の突起収容部13Dは、刃部材65の突起67の外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21C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ので、突起67によりコンタクト13の突起収容部13Dの内側面に切開端部21Eのフレキシブル導体21C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21Cに電気的に接続される。
従って、実施の形態1と同様に、フレキシブル基板21のフレキシブル導体21Cに対する電気的接続の信頼性に優れたコネクタを実現することが可能となる。
実施の形態1では、刃部材15がベース部材14の突起14Cに対して固定されているが、図26〜図28に示されるように、コンタクト73に刃部材75を固定させる構成とすることもできる。
コンタクト73は、実施の形態1におけるコンタクト13と同様に、Z方向に延びる円筒形状の筒状部73Aと、筒状部73Aの−Z方向端部からXY面に沿って延びるフランジ73Bを有しており、筒状部73Aに、+X方向および−X方向を向いた一対の取付孔73Cが形成されている。
また、この実施の形態5において使用されるベース部材74は、Z方向に延びる円柱形状の突起74Cを有し、突起74Cの中心軸を通るXZ面に沿って、ベース部材74に刃部材収容溝74Aが形成されている。尖鋭部75Aは、突起収容部73D内に位置している。
なお、突起74Cは、刃部材75の厚さ方向であるY方向において、刃部材75の厚さよりも大きい寸法を有している。
フレキシブル基板21を間に挟んで、ハウジング12とベース部材74を、互いに近接するように移動させると、刃部材75により、ベース部材74の突起74Cに対応する位置のフレキシブル基板21およびフレキシブル導体21Cを切開し、フレキシブル基板21の切開端部21Eは、ベース部材74の突起74Cの外側面とコンタクト73の突起収容部73Dの内側面との間に挟まれる。
従って、実施の形態1と同様に、フレキシブル基板21のフレキシブル導体21Cに対する電気的接続の信頼性に優れたコネクタを実現することが可能となる。また、尖鋭部75Aを含めた刃部材75がコンタクト73の突起収容部73D内に収容されているので、フレキシブル基板21へのコネクタの組み付け作業を安全に行うことができる。尖鋭部75Aは、突起収容部73Dからフレキシブル基板21の方向へ突出するように配置することもできる。
なお、フレキシブル基板21およびフレキシブル導体21Cを切開した刃部材75の尖鋭部75Aは、図27に示されるように、突起74Cの刃部材収容溝74A内に収容される。
実施の形態1では、ベース部材14の突起14Cがコンタクト13の突起収容部13Dに挿入されるが、図29に示されるように、ハウジング82に突起82Cを具備させると共にベース部材84に凹状の突起収容部84Aを形成し、突起82Cを突起収容部84Aに挿入させる構成とすることもできる。
ハウジング82の突起82Cは、コンタクト用貫通孔82Bの近傍に配置され、−Z方向に突出する円柱形状を有し、突起82Cの中心軸を通るXZ面に沿って、ハウジング82に刃部材収容溝82Dが形成されている。
ベース部材84の突起収容部84Aは、+Z方向に向かって開口し、突起収容部84Aの底部をZ方向に貫通するスリット84Bを有している。刃部材15は、−Z方向からスリット84Bに圧入されることで、ベース部材84の突起収容部84Aに固定される。
なお、ハウジング82の突起82Cは、刃部材15の厚さ方向であるY方向において、刃部材15の厚さよりも大きい寸法を有している。
また、ベース部材84の突起収容部84Aは、ハウジング82の突起82Cの外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21Cの厚さの和の2倍とフレキシブル基板接続部87の厚さを加えた値より小さい内径を有している。
従って、実施の形態1と同様に、フレキシブル基板21のフレキシブル導体21Cに対する電気的接続の信頼性に優れたコネクタを実現することが可能となる。
なお、フレキシブル基板21およびフレキシブル導体21Cを切開した刃部材15の尖鋭部15Aは、図30に示されるように、ハウジング82の刃部材収容溝82D内に収容される。
実施の形態6においては、フレキシブル基板21およびフレキシブル導体21Cを切開するための刃部材15が、ベース部材84の突起収容部84A内に固定されているが、これに限るものではなく、図33に示されるように、コンタクト部材96が刃部材95を有する構成とすることもできる。
ハウジング82は、実施の形態6で使用されたハウジング82と同一である。すなわち、コンタクト用貫通孔82Bの近傍に、−Z方向に突出する円柱形状の突起82Cが形成され、突起82Cの中心軸を通るXZ面に沿って、ハウジング82に刃部材収容溝82Dが形成されている。
なお、ハウジング82の突起82Cは、刃部材95の厚さ方向であるY方向において、刃部材95の厚さよりも大きい寸法を有している。
実施の形態6におけるコンタクト部材86と同様に、コンタクト部材96は、コンタクト93の筒状部93Aがハウジング82のコンタクト用貫通孔82Bに挿入されたときに、フレキシブル基板接続部97が、ハウジング82の突起82Cの外側面に沿って−Z方向に延びるように構成されている。
ベース部材94の突起収容部94Aは、ハウジング82の突起82Cの外径に、フレキシブル導体21Cが露出している部分のフレキシブル基板21の厚さとフレキシブル導体21Cの厚さの和の2倍とフレキシブル基板接続部97の厚さを加えた値より小さい内径を有している。
従って、フレキシブル基板21のフレキシブル導体21Cに対する電気的接続の信頼性に優れたコネクタを実現することが可能となる。
なお、フレキシブル基板21およびフレキシブル導体21Cを切開した刃部材95の尖鋭部95Aは、図35に示されるように、ベース部材94の刃部材収容溝94B内に収容される。
Claims (15)
- 互いに反対方向を向いた表面と裏面を有し且つ少なくとも前記表面上に導電部が露出しているフレキシブル基板に装着されるコネクタであって、
前記フレキシブル基板の前記裏面に対向する第1の面を有するベース部材と、
導電性材料から形成され、前記フレキシブル基板の前記表面に露出する前記導電部に対向する第2の面を有するコンタクトと、
前記ベース部材および前記コンタクトの一方に突出形成された突起と、
前記ベース部材および前記コンタクトの他方に配置され且つ前記フレキシブル基板を間に挟んで前記突起を収容する凹状の突起収容部と、
前記フレキシブル基板を間に挟んで前記突起収容部に前記突起を収容する際に前記突起に対応する位置の前記フレキシブル基板を切開するための刃部材と
を備え、
前記突起は、前記刃部材の厚さ方向において前記刃部材の厚さよりも大きい寸法を有し、
前記ベース部材の前記第1の面が前記フレキシブル基板の前記裏面に接触すると共に前記コンタクトの前記第2の面が前記フレキシブル基板の前記表面に接触し、前記突起が前記突起収容部に収容された状態で前記コンタクトが前記ベース部材に固定され、前記刃部材により切開された前記フレキシブル基板の切開端部が前記突起の外側面と前記突起収容部の内側面との間に挟まれることで、前記導電部が前記コンタクトに接触し、前記コンタクトが前記導電部に電気的に接続されることを特徴とするコネクタ。 - 前記突起は、前記ベース部材の前記第1の面に突出形成され、
前記突起収容部は、前記コンタクトの前記第2の面に配置されている請求項1に記載のコネクタ。 - 前記刃部材は、前記突起に固定されている請求項2に記載のコネクタ。
- 前記ベース部材および前記突起は、絶縁性材料から互いに一体に形成され、
前記刃部材は、金属材料から形成され且つ前記突起に取り付けられている請求項3に記載のコネクタ。 - 前記ベース部材は、絶縁性材料からなり、
前記突起および前記刃部材は、金属材料から互いに一体に形成され且つ前記ベース部材に取り付けられている請求項3に記載のコネクタ。 - 前記刃部材は、金属材料から形成され且つ前記突起収容部内に固定されている請求項2に記載のコネクタ。
- 前記突起は、前記突起が前記突起収容部に収容されたときに前記刃部材を収容する刃部材収容溝を有する請求項6に記載のコネクタ。
- 前記刃部材は、前記フレキシブル基板の前記導電部よりも狭い幅を有する請求項1〜7のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記突起の前記外側面は、前記突起の突出方向に対して平行に延びている請求項1〜8のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 互いに反対方向を向いた表面と裏面を有し且つ少なくとも前記表面上に導電部が露出しているフレキシブル基板に装着されるコネクタであって、
前記フレキシブル基板の前記裏面に対向する第1の面を有するベース部材と、
導電性材料から形成され、前記フレキシブル基板の前記表面に露出する前記導電部に対向する第2の面を有するコンタクトと、
前記ベース部材に対して固定されることで前記コンタクトを前記ベース部材に固定するハウジングと、
前記ベース部材および前記ハウジングの一方に形成された突起と、
前記ベース部材および前記ハウジングの他方に配置され且つ前記フレキシブル基板を間に挟んで前記突起を収容する凹状の突起収容部と、
前記フレキシブル基板を間に挟んで前記突起収容部に前記突起を収容する際に前記突起に対応する位置の前記フレキシブル基板を切開するための刃部材と
を備え、
前記突起は、前記刃部材の厚さ方向において前記刃部材の厚さよりも大きい寸法を有し、
前記コンタクトは、前記ハウジングにより前記ベース部材に固定されたときに前記突起収容部内に挿入されるフレキシブル基板接続部を有し、
前記ベース部材の前記第1の面が前記フレキシブル基板の前記裏面に接触すると共に前記コンタクトの前記第2の面が前記フレキシブル基板の前記表面に接触し、前記突起が前記突起収容部に収容された状態で前記ハウジングが前記ベース部材に固定され、前記刃部材により切開された前記フレキシブル基板の切開端部と前記コンタクトの前記フレキシブル基板接続部とが前記突起の外側面と前記突起収容部の内側面との間に挟まれることで、前記導電部が前記コンタクトの前記フレキシブル基板接続部に接触し、前記コンタクトが前記導電部に電気的に接続されることを特徴とするコネクタ。 - 前記ベース部材および前記ハウジングは、絶縁性材料からなり、
前記刃部材は、金属材料から形成され且つ前記突起収容部内に配置されている請求項10に記載のコネクタ。 - 前記突起は、前記突起が前記突起収容部に収容されたときに前記刃部材を収容する刃部材収容溝を有する請求項11に記載のコネクタ。
- 前記ベース部材および前記ハウジングは、絶縁性材料からなり、
前記刃部材は、金属材料から形成され且つ前記突起に配置されている請求項10に記載のコネクタ。 - 前記刃部材は、前記フレキシブル基板の前記導電部よりも狭い幅を有する請求項10〜13のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記突起の前記外側面は、前記突起の突出方向に対して平行に延びている請求項10〜14のいずれか一項に記載のコネクタ。
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