JP4070988B2 - 平型柔軟ケーブル用コネクタ - Google Patents

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平型柔軟ケーブル(FPC、FFCなどと呼ばれているものを含む。以下、単にFPCという。)を、例えばプリント回路基板などの他の機材に接続する技術として有効な平型柔軟ケーブル用コネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、FPCとプリント回路基板を接続する方法として、次の方法が知られている。FPCの接続端部をプラグコネクタに接続する一方、プリント回路基板上にリセプタクルコネクタを実装し、プラグコネクタとリセプタクルコネクタを互いに嵌合(接続)する方法。例えば、特開平8−203626号公報参照。
【0003】
別の方法として、プリント回路基板上にコネクタを実装し、FPCの接続端部に露出させた導体をプリント回路基板上のコネクタのコンタクトに押し付けるようにして電気的に接続する方法も知られている。
【0004】
プラグコネクタとリセプタクルコネクタを使用する接続方法は、FPCを接続するプラグコネクタが必要であることから、製造コストを増大させると共に、プリント回路基板上に実装するリセプタクルコネクタの小型化が困難で、実装面積を小さくすることに限界がある問題点があった。
【0005】
また、プリント回路基板上に実装したコネクタのコンタクトにFPCの導電部自体を直接押し付けるようにした方法では、次のような問題点があった。プリント回路基板やコネクタ自体に反りなどが生じたときに、FPCの接続端部がコンタクトから浮き上がるために、全ての極で信頼性の高い接続を確保することが難しい問題である。この問題は、特に、極数が多い場合に顕著となる。
【0006】
この点、特開平11−111401号公報には、プリント回路基板などの機材上で占有面積を小さくできると共に、接続の信頼性を確保でき、製造コストも低減できるように工夫した接続技術が提案されている。
【0007】
これは、次のような考え方を採用している。FPCの接続端部内にスリットを形成することにより、FPCの導体露出部分を接続端部の一側に折り曲げて一対の接続片を形成する。この両接続片間にバックアップ材(補強材)を装着してその両接続片を内側から保持すると共に、バックアップ材をテープによってFPCに固定して、FPC側のコネクタを構成する。そして、このコネクタの接続片を差し込む嵌合部を有する相手コネクタをプリント回路基板側に設けることで、両者を電気的に接続するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、改善された既存の技術においても、次の点で、さらに解決すべき課題があった。
第1に、占有面積を可能な限り小さくするために必要な小型化、薄型化に関してである。FPC側のコネクタを相手コネクタに挿入して結合した状態では、通常、抜け止めのためのロック手段を必要とする。しかし、このロック手段は、コネクタの小型化、薄型化を図る際の大きな妨げとなる。
【0009】
例えば、特許第3079463号公報に記載のように、コネクタの両側に設けてあるロック金具部分が占める割合は大きく、それ以上の小型化や薄型化を図り難い問題がある。また、実開平4−91071号公報に記載のように、回路基板に実装されるリセプタクルコネクタの補強金具にも、ロック金具と同様な問題がある。特に、ロック金具と補強金具の両方を設ける場合には、そうした問題が顕著になる。
【0010】
第2に、小型化、薄型化により端子ピッチが小さくなったコネクタにロック金具を設けた場合、ロック金具の可動範囲内で接点脱落や極間ショートの危険性が生じる点である。これは、特に、ロック金具が端子のピッチ方向に変位する場合に生じやすい。
【0011】
第3に、従来のコネクタは、リセプタクルコネクタに対するプラグコネクタの結合時の衝撃やこじりの力が直接的に補強金具の半田付け部に伝わりやすい。そのため、半田クラックや剥離が生じる恐れがあった。
【0012】
本発明の課題は、プリント回路基板などの機材上で占有面積を可能な限り小さくできると共に、製作性を向上させて製造コストの低減を図ることができ、ロック片の可動方向に工夫することで、接点脱落や極間ショートの危険性を防止し、補強金具への衝撃緩和機能も付加した平型柔軟ケーブル用コネクタの技術を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る平型柔軟ケーブル用コネクタは、平型柔軟ケーブルに設けられたプラグコネクタと、回路基板に実装されたリセプタクルコネクタとを備える。プラグコネクタは、平型柔軟ケーブルと金属製シェルプレートとを貼り合わせた部分の加工によって形成された接続片を備える。リセプタクルコネクタは、接続片を受け入れる受容部が形成されたハウジングと、受容部内に配置されて接続片に接触する端子と、ハウジングの両端部に装着されて回路基板にハウジングを固定するための補強金具とを備える。補強金具には、接続片に係合してその接続片と端子の接触状態を保持するロック片が設けられている。
【0014】
本発明によれば、補強金具にロック片を設けてあるので、補強金具とロック金具を一つにして、部品点数の削減、リセプタクルコネクタの小型化、薄型化を図ることができる。これにより、プリント回路基板などの機材上で占有面積を可能な限り小さくできると共に、製作性を向上させて製造コストの低減を図ることができる。また、補強金具への衝撃緩和機能も付加した平型柔軟ケーブル用コネクタの技術を提供することにある。
【0015】
前記接続片は、平型柔軟ケーブルの長手方向に間隔をおいて配置された互いに対向する二つの接続片を備え、各接続片の対向する面に平型柔軟ケーブルの導体露出部が位置していることが望ましい。導体露出部を、両接続片の対向する面(内側)に位置させることで、両支持片は外側に位置する形態となる。その結果、両露出片間にシェルプレートが存在しないので、露出片間の間隔(コネクタの幅)を可能な限り小さくすることができる。従って、この点からも全体の小型化を図りやすい構造となる。
【0016】
前記ロック片は、ロック片自体の弾性により平型柔軟ケーブルの長さ方向に変位可能に構成されていることが望ましい。ロック片を平型柔軟ケーブルの長さ方向に変位させることで、即ち、端子のピッチ方向と直交する方向に変位するようにロック片の可動方向を工夫することで、接点脱落や極間ショートの危険性を防止することができる。
【0017】
前記接続片に凹部が設けられ、ロック片には、接続片の凹部に嵌り込む凸部が設けられていることが望ましい。このようにすれば、凹凸嵌合によってロック機能を発揮させることができ、しかも簡易な構成とすることができる。
【0018】
前記接続片は、平型柔軟ケーブルから切り起こされ、各接続片の対向する面に導体露出部が形成された露出片と、シェルプレートから切り起こされ、導体露出部と反対側の面を支持する支持片とを備え、その支持片の外面に凹部が設けられていることが望ましい。平型柔軟ケーブルとシェルプレートのラミネート材から支持片を形成することで、必要な強度を確保しつつ、全体の小型化、薄型化を図りやすい構造となる。凸部が嵌り込む凹部は金属製となる支持片に設けてあるので、凹凸嵌合による摩耗に対して耐久性を発揮する。
【0019】
前記露出片と支持片とが接着剤により貼り合わされ、支持片の先端が露出片の先端よりもリセプタクルコネクタ側へ突出していることが望ましい。このように、露出片よりも支持片を長く突出させることで、露出片の先端を支持片の先端で保護することができる。
【0020】
前記端子には、導体露出部に接触する***部が設けられ、その***部とロック片の凸部とが、受容部に対する接続片の挿入方向に相対変位した位置に設定されていることが望ましい。このように設定することで、***部と凸部の位置関係が接続片の挿入方向に位置ずれした関係になる。従って、端子の***部が露出片に接触するタイミングと、凸部が支持片に接触するタイミングとがずれる。その結果、コネクタ結合時に接続片を受容部へ挿入するときの抵抗、及び抜き出すときの抵抗を軽減することができる。即ち、確実な接続機能及びロック機能を発揮させつつ、操作性を高めることが可能になる。
【0021】
前記補強金具は、プラグコネクタのリセプタクルコネクタに対する位置決め機能を有する逆U形状に湾曲した本体部を有し、その本体部の相対する二片の一方から前記ロック片が延び、他方の片がハウジングから突出して回路基板に半田付けされている構成とすることが望ましい。このようにした場合、他方の片が回路基板に半田付けされ、フリーとなった一方の片からロック片が延びるので、逆U形状の本体部に弾性変形しやすい部分が形成される。この逆U形状の本体部はロック片からの衝撃を緩和し、半田付け部にクラックや剥離を生じさせないように機能する。
【0022】
前記支持片の先端には、露出片の先端よりもリセプタクルコネクタ側へ突出する端部突出部が設けられ、この端部突出部が、コネクタ結合時にロック片に接触して接地されるように設定されていることが望ましい。このように、支持片の先端の端部突出部を露出片の先端よりもリセプタクルコネクタ側へ突出させた場合、コネクタ結合時に支持片とロック片を最初に接触させると共に、接地されたロック片と電気的に導通させることができる。したがって、この関係を、金属同士の接触による耐久性向上、および、コネクタの静電気対策に利用することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。図1は平型柔軟ケーブルに設けたプラグコネクタの平面図である。図2及び図3はプラグコネクタの断面図、図4はリセプタクルコネクタの断面図、図5はリセプタクルコネクタの平面図である。図6はリセプタクルコネクタの断面図である。なお、この実施の形態では、本発明をFPCとプリント回路基板とを接続するコネクタに適用した例を示している。
【0024】
これらの図において、1がFPCであり、2がプリント回路基板である。FPC1には、簡易型のプラグコネクタ10が形成されている。プリント回路基板2には、プラグコネクタ10が接続されるリセプタクルコネクタ20が実装されている。プラグコネクタ10とリセプタクルコネクタ20とによって、本発明に係る平型柔軟ケーブル用コネクタCNが構成される(図7および図8参照)。
【0025】
このプラグコネクタ10は、FPC1と金属製シェルプレート3とを貼り合わせた部分の加工によって形成した接続片11を備えている(図3および図7参照)。この接続片11は、相手コネクタ(リセプタクルコネクタ)20の受容部21に挿入される部分であり、電気的に接続するための機能を有する。
【0026】
接続片11は、FPC1から切り起こされ、片面に導体露出部12aが形成された露出片12と、シェルプレート3から切り起こされ、露出片11の片面と反対側の面を支持する支持片13とで構成されている。FPC1とシェルプレート3は接着剤(図示せず)を介して貼り合わされている。従って、露出片12と支持片13も接着剤を介して貼り合わされ、一体化されている。接着剤には、コネクタの耐熱性に配慮して、例えば熱硬化型接着剤が用いられている。
【0027】
接続片11の高さは、FPC1の厚さや大きさにもよるが、この実施の形態では1mm前後に設定されている。FPC1の厚さは、図7から理解できるように相当に薄く、柔軟性に優れている。従って、FPC1からの露出片12だけを切り起こしても自立させるのが困難である。そのために、シェルプレート3には、露出片12を支持するための支持片13が設けられている。従って、この支持片13はFPC1に剛性を与えるための補強機能を有する。
【0028】
プラグコネクタ10の接続片11は、FPC1の長手方向に間隔をおいて二片配置されている。従って、プラグコネクタ10は、互いに対向する二つの接続片11,11を備えている。そして、両接続片11,11の対向する面に導体露出部12a、12aが位置している。この導体露出部12aは、図7に示すように、FPC1の片面を覆う絶縁被覆1aの一部を除去して導体1bを露出させたものである。勿論、FPC1の製造時に予め導体露出部12aを形成しておくこともできるので、製作性に配慮してこの方法を採用することが好ましい。
【0029】
支持片13の、露出片12と貼り合わされる面には、露出片12の先端部分を支持片13側へ傾斜させてテーパ面12bを形成するための斜面13bが形成されている。また、支持片13の突出寸法は、露出片12の突出寸法よりも長くなるように設定されている。この図7に示す例では、斜面13bはV形状の溝の一部によって形成され、その溝内に露出片12の先端が嵌り込むように形成されている。これにより、露出片12の先端は支持片13の先端から突出しないように設計されている。
【0030】
支持片13の両側部(FPCの幅方向に対応)には、その両側部のみをリセプタクルコネクタ20への挿入方向に突出させた端部突出部13c、13cが形成されている。この端部突出部13c、13cは後述する静電気対策機能に加えて、リセプタクルコネクタ20に対するプラグコネクタ10の挿入ガイド機能も発揮する。
【0031】
なお、実施の形態では、図1に示すように、FPC1の長さ方向の途中(端部近く)に、幅方向に広げた拡張領域1cが形成されている。これは、FPC1の導体本数に関係する配線密度が高いために、各導体1b間の間隔及び導体1b自体の幅を広げられるように配慮したものである。これにより、接続の信頼性や製作性を高めている。
【0032】
回路基板2に実装されたリセプタクルコネクタ20は、接続片11を受け入れる受容部21が形成されたハウジング22と、受容部21内に配置されて接続片11に接触する端子23と、ハウジング22の両端部に装着されて回路基板2にハウジング22を固定するための補強金具24とを備えている。そして、補強金具24には、接続片11に係合してその接続片11と端子23の接触状態を保持するロック片25が設けられている。
【0033】
ハウジング22は、図5及び図6に示すように、平面ほぼ長方形で、1mm前後の高さに形成されている。ハウジング22の中央部分には、仕切り22aが設けられ、その仕切り22の両側に溝状の受容部21、21が形成されている。そして、各受容部21、21に沿って多数の端子23が配列(2列に配列)されると共に、受容部21、21内に、各端子23のコンタクト片23bが起立状態で配列されている。
【0034】
各端子23の固定部23cはハウジング22の端子装着溝内に嵌め込まれている。また、各端子23には、その固定部23cの部分から下方に延びるソルダーテール23dが設けられ、回路基板2に半田付けされている。
【0035】
ハウジング22の両端側には、ロック片25付きの補強金具24を装着するための溝部21a、21aが形成されている。この溝部21a、21aは受容部21、21に連続して一つの溝状部分を形成しいる。従って、この溝状部分は全体として、平面長方形の枠状に形成されている。
【0036】
補強金具24は、図5、図6及び図10(a)、(b)、(c)に示すように、逆U形状に湾曲した本体部24aを有している。本体部24aは、プラグコネクタ10のリセプタクルコネクタ20に対する位置決め機能も兼ねている。本体部24aの位置決め機能は、主としてプラグコネクタ10の長さ方向(FPC1の幅方向に対応)を位置決めするように設定している。
【0037】
本体部24aの相対する二片の一方の片24bからロック片25が延び、他方の片24cがハウジングから突出して回路基板2に半田付けされている。他方の片24cは一方の片24bよりも長く、その端部がソルダーテール24dとして形成されている。
【0038】
ロック片25は、ロック片25自体の弾性によりFPC1の長さ方向に変位可能に構成されている。このように、ロック片25の変位方向(可動方向)を工夫することで、ロック時(コネクタ結合時)の位置ずれによる接点脱落や極間ショートの危険性を防止できるように配慮している。このロック片25の変位方向であるFPC1の長さ方向は、端子23の配列ピッチ方向と直交する方向に対応している。
【0039】
ロック片25の変位方向を、端子23の配列ピッチ方向と直交する方向とすることで、ロック片25の作動時に、端子23と接続片11との接触状態に影響を及ぼさないようにすることができるからである。仮に、ロック片25の変位方向を、端子23の配列ピッチ方向とした場合について検討してみる。
【0040】
ロック片25の作動時(変位時)には、プラグコネクタ10をFPC1の幅方向に移動させようとする力が作用する。この力は端子23のピッチ方向となるため、端子23と接続片11との正常な接触状態を極間ショートする方向に位置ずれさせる力となるからである。
【0041】
なお、プラグコネクタ10の接続片11に凹部(円形穴)13hが設けられ、ロック片25には、接続片11の凹部13hに嵌り込む凸部25aが設けられている。これにより、接続片11のロック機構が構成されている。このように、凹凸嵌合によってロック機能を発揮させる簡易な構成としている。
【0042】
凹部13hは、支持片11の外面に設けられている。凸部25aが嵌り込む凹部13hは金属製となる支持片13に設けることで、凹凸嵌合による摩耗に対して耐久性を発揮できるようにしている。
【0043】
この実施の形態では、図示のように、露出片12と支持片13とが接着剤により貼り合わされ、支持片13の先端の端部突出部13c、13cが露出片12の先端よりもリセプタクルコネクタ20側へ突出している。支持片13の端部突出部13c、13cを露出片12の先端よりもリセプタクルコネクタ20側へ突出させることで、コネクタ結合時に支持片13とロック片25を最初に接触させられるようにしている。この関係を、金属同士の接触による耐久性向上、及び、コネクタの静電気対策に利用することができる。
【0044】
端子23には、導体露出部12aに接触する***部23aが設けられている。***部23aとロック片25の凸部25aとは、受容部21に対する接続片11の挿入方向に相対変位した位置に設定されている。このように設定することで、***部23aと凸部25aの位置関係が接続片11の挿入方向に位置ずれした関係になる。
【0045】
従って、端子23の***部23aが露出片12に接触するタイミングと、凸部25aが支持片13に接触するタイミングとがずれる。その結果、コネクタ結合時に接続片11を受容部21へ挿入するときの抵抗、及び抜き出すときの抵抗を軽減することができる。即ち、確実な接続機能およびロック機能を発揮させつつ、操作性を高めることが可能になる。
【0046】
この実施の形態によれば、補強金具24にロック片25を設けてあるので、補強金具24とロック金具を一つにして、部品点数の削減、リセプタクルコネクタ20の小型化、薄型化を図ることができる。これにより、プリント回路基板2などの機材上で占有面積を可能な限り小さくできると共に、製作性を向上させて製造コストの低減を図ることができる。さらに、補強金具24への衝撃緩和機能も付加した平型柔軟ケーブル用コネクタの技術を得ることができる。この補強金具24の衝撃緩和機能については、断面U形状の本体部24a部分の弾性と、そこから延びるロック片25の弾性の相乗作用により生じるので、極めて効果的に発揮される。
【0047】
なお、リセプタクルコネクタ20への接続片11は、FPC1とシェルプレート3とを貼り合わせた部分の加工によって形成され、露出片12と支持片13とが接着剤を介して一体化されている。従って、このプラグコネクタ10は、いわゆる二層のラミネート材料(FPCとシェルプレート3)により作られる形態となる。その結果、複数の別部品を組み付けて構成する従来のコネクタよりも小型化、薄型化を図ることができる。
【0048】
また、支持片13の先端の端部突出部13c、13cを露出片12の先端よりも突出させることで、支持片13の先端が最初にリセプタクルコネクタ20に接触するので、この関係を静電気対策に利用することができる。即ち、支持片13を形成したシェルプレート3を接地する回路構成とすることで、FPC1やプリント回路基板2の帯電に対する静電気処理対策とすることができる。
【0049】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プリント回路基板などの機材上で占有面積を可能な限り小さくできると共に、製作性を向上させて製造コストの低減を図ることができ、ロック片の可動方向に工夫することで、接点脱落や極間ショートの危険性を防止し、補強金具への衝撃緩和機能も付加した平型柔軟ケーブル用コネクタの技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るプラグコネクタの平面図である。
【図2】図1のX−X線に沿った断面図である。
【図3】図1のY−Y線に沿った断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るリセプタクルコネクタの断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るリセプタクルコネクタの平面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るリセプタクルコネクタの断面図である。
【図7】本発明の実施の形態に係るプラグコネクタとリセプタクルコネクタからなる平型柔軟ケーブル用コネクタの断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るプラグコネクタとリセプタクルコネクタとを結合させた平型柔軟ケーブル用コネクタの断面図である。
【図9】図5のZ−Z線に沿った拡大断面図である。
【図10】本発明の実施の形態に係るロック片付き補強金具を示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は側面図である。
【符号の説明】
1 平型柔軟ケーブル(FPC)
1a 絶縁被覆
1b 導体
1c 拡張領域
2 プリント回路基板
3 シェルプレート
3a 圧肉部
10 プラグコネクタ
11 接続片
12 露出片
12a 導体露出部
12b テーパ面
13 支持片
13b 斜面
13c 端部突出部
20 リセプタクルコネクタ(相手側コネクタ)
21 受容部
21a 溝部
22 ハウジング
22a 仕切り
23 端子
23a ***部
23b コンタクト片
23c 固定部
23d ソルダーテール
24 補強金具
24a 本体部
24b 一方の片
24c 他方の片
24d ソルダーテール
25 ロック片
25a 凸部
CN 平型柔軟ケーブル用コネクタ

Claims (6)

  1. 平型柔軟ケーブルに設けられたプラグコネクタと、回路基板に実装されたリセプタクルコネクタとを含み
    前記プラグコネクタは、平型柔軟ケーブルと金属製シェルプレートとを貼り合わせた部分の加工によって形成された接続片を備え、
    前記リセプタクルコネクタは、前記接続片を受け入れる受容部が形成されたハウジングと、前記受容部内に配置されて前記接続片に接触する端子と、前記ハウジングの両端部に装着されて前記回路基板にハウジングを固定するための補強金具とを備え、
    前記補強金具には、前記接続片に係合してその接続片と前記端子の接触状態を保持するロック片が設けら
    このロック片は、ロック片自体の弾性により前記平型柔軟ケーブルの長さ方向に変位可能に構成され、
    前記接続片に凹部が、また前記ロック片に前記凹部に嵌り込む凸部が、それぞれ設けられ、
    前記接続片は、前記平型柔軟ケーブルから切り起こされ、各接続片の対向する面に前記導体露出部が形成された露出片と、前記シェルプレートから切り起こされ、前記露出部と反対側の面を支持する支持片と、を備え、この支持片の外面に前記凹部が設けられている、平型柔軟ケーブル用コネクタ。
  2. 前記接続片は、平型柔軟ケーブルの長手方向に間隔をおいて配置された互いに対向する二つの接続片を備え、各接続片の対向する面に平型柔軟ケーブルの導体露出部が位置している、請求項1記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
  3. 前記露出片と支持片とが接着剤により貼り合わされ、前記支持片の先端が前記露出片の先端よりも部分的又は全体でリセプタクルコネクタ側へ突出している、請求項1又は2に記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
  4. 前記端子には、前記導体露出部に接触する***部が設けられ、その***部と前記ロック片の凸部とが、前記受容部に対する接続片の挿入方向に相対変位した位置に設定されている、請求項1〜3の何れかに記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
  5. 前記補強金具は、前記プラグコネクタのリセプタクルコネクタに対する位置決め機能を有する逆U形状に湾曲した本体部を有し、その本体部の相対する二片の一方から前記ロック片が延び、他方の片がハウジングから突出して前記回路基板に半田付けされている、請求項1〜4の何れかに記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
  6. 前記支持片の先端には、前記露出片の先端よりもリセプタクルコネクタ側へ突出する端部突出部が設けられ、この端部突出部が、コネクタ結合時に前記ロック片に接触して接地されるように設定されている、請求項1〜5の何れかに記載の平型柔軟ケーブル用コネクタ。
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