JP4142654B2 - 電気コネクタ及びフラット回路体と電気コネクタの接続方法 - Google Patents

電気コネクタ及びフラット回路体と電気コネクタの接続方法 Download PDF

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Description

本発明はフラット回路体に接続される電気コネクタ及びフラット回路体と電気コネクタの接続方法に関するものである。
電気機器や自動車等の電気配線に、図6に示すように、配列ピッチPで平行に配列された複数条の可撓性を有する、例えば、厚さ0.15mm〜0.2mm、導体幅Wcの帯状導体よりなるフラット導体2が、ポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックよりなるフラット絶縁体3で被覆されたFFC(Flexible Flat Cable)や可撓性のあるフラット絶縁体に導体印刷回路を施したFPC(Flexible Print Circuit)等のフラット回路体1が用いられている。
このようなフラット回路体1に電気接続端子を接続する場合には、図6に示すように、フラット回路体1のフラット絶縁体3を剥離することなく簡単に接続するための電気接続端子4として、例えば、雌状ボックス型の端子本体5に連接された外幅Woの端子基部6の両側縁に複数の突刺片7を千鳥状又は並列状に突設した構造のものを用い、その各突刺片7を接続すべきフラット回路体1のフラット導体2に対応する個所で突き刺して、対応するフラット導体2と電気接続端子4との導通をとり、図7に示すように、フラット回路体1を貫通した各突刺片7の先端を円弧状に折り曲げ加締めて端子突刺導通部8を形成することが行われている(特許文献1、2参照)。
特開2001−230007号公報 特開2000−123889号公報
一般にフラット回路体1は、一定の幅のフラット導体2を一定の配列ピッチPでフラット絶縁体3に平行に配列した構造のものが多く用いられているが、最近の機器の小型化や軽量化に伴って、フラット導体2の配列ピッチPが小さくなる等、小サイズ化の傾向にある。
例えば、図8に示すような配線用のFFCであるフラット回路体1において、導体間隔Wdが1.5mmになるように2条平行に配列された導体幅Wcが2.5mmのフラット導体2の配列ピッチPが4.0mmのような小ピッチのものが使われるようになってきている。その接続対応として板厚tが0.25mm、外幅Woが1.0mm、内幅Wiが0.5mmの突刺片7を持つ電気接続端子4が用いられている。
この程度の小さな配列ピッチPを持つフラット回路体1のフラット導体2に電気接続端子4の突刺片7を突き刺しても、フラット導体2の側縁端(幅方向縁端)から突刺片7までの距離((導体幅Wc−外幅Wo)/2)は0.75mmとなって距離的に余裕があり、突刺片7を正しく突き刺すことが可能である。
しかしながら、最近では多くの電子部品を搭載する電子ユニット回路とフラット回路体1を接続するために、さらに細かい配列ピッチPのフラット導体2を持つフラット回路体1に電気接続端子4を接続することが要求されている。
例えば、図9に示すように、接続する電子ユニット回路に合わせて導体幅Wcが1.0mm、導体間隔Wdが0.8mm、配列ピッチPが1.8mmのフラット回路体1が設計されているが、従来の電気接続端子4を用いた場合には、板厚tが0.25mmの突刺片7の内幅Wiを加工限界に近い0.3mmに縮め、外幅Woを0.8mmとした電気接続端子4を用いても、フラット回路体1のフラット導体2の側縁端から突刺片7までの距離((導体幅Wc−外幅Wo)/2)は設計上僅かに0.1mmしかなく、従来構造の電気接続端子4では、フラット導体2を外れることなく突刺片7をフラット導体2に正しく突き刺して導通接続することが難しく、仮に突き刺すことができたとしても、外力が加わると、突刺片7の突き刺し部位からフラット導体2が破断する恐れがあるため、フラット回路体1のフラット絶縁体3を剥離した上で半田付けやスポット溶接等手間のかかる方法で接続せざるを得ないという問題があった。
また、従来の電気接続端子4では、フラット回路体1を貫通した各突刺片7を円弧状に折り曲げて加締めるため、精密で高価な突刺片折り曲げ加締め手段が必要になり、電気接続端子4のコストが高くなる問題があった。更に、突刺片7の個数が多くなるため、突刺片7の突き刺しと折り曲げに大きな力が必要になるほか、突刺片7をフラット導体2の所定部位に精度よく突き刺して折り曲げることが難しくなり、フラット回路体1に電気接続端子4を接続する作業の自動化を妨げる問題があった。
本発明の目的は、細かい配列ピッチのフラット導体を持つようなフラット回路体に対しても、精密で高価な突刺片折り曲げ加締め手段を必要とすることなく、確実に接続することのできる電気コネクタ及びフラット回路体と電気コネクタの接続方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に記載された電気コネクタは、フラット回路体を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、前記フラット回路体を導通挟持する端子突刺導通部と端子受部を有する電気接続端子と、前記端子突刺導通部を絶縁状態で保持する第1のハウジングと、前記端子受部を絶縁状態で保持する第2のハウジングとを備え、前記端子突刺導通部は、端子基部と、その端子基部に1片、又は1列に所定間隔をおいて複数片配列して突設され、前記フラット回路体のフラット導体を貫通する突刺片とを備え、前記端子受部は、前記フラット回路体を貫通した前記突刺片を保持する受け溝を備え、前記突刺片は、前記端子受部の受け溝と、これに差し込まれる前記端子突刺導通部の突刺片との幅方向における一側の隙間が他側の隙間よりも狭くなるように、前記受け溝に対し偏位して前記端子基部に突設され、前記第1のハウジングと前記第2のハウジングは互いに組み合わせ可能なように、これらハウジングの一端部が回動自在に連結され、他端が開閉可能であり、前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとを互いに組み合わせて、前記電気接続端子の端子突刺導通部と端子受部をフラット回路体を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、前記端子突刺導通部の突刺片を前記フラット回路体に突き刺して前記フラット回路体と導通接続し、前記フラット回路体を貫通して前記端子受部の受け溝に差し込んで保持するようにしたことを特徴としている。
本発明の請求項2に記載されたフラット回路体と電気コネクタの接続方法は、請求項1記載の電気コネクタを用いたフラット回路体と電気コネクタの接続方法であって、第1のハウジングと第2のハウジングが開いた状態で、フラット回路体を電気接続端子の端子突刺導通部と端子受部との間に挿入して、前記端子突刺導通部の突刺片で前記フラット回路体のフラット導体を突き刺して貫通し得るように位置決めし、次に、前記第1のハウジングと前記第2のハウジングを閉じて、前記端子突刺導通部と前記端子受部をそれらの間に挿入された前記フラット回路体を挟み込んだまま嵌合することにより、前記突刺片を前記フラット回路体のフラット導体に突き刺して前記フラット回路体のフラット導体と導通接続し、前記フラット回路体を貫通して前記端子受部の受け溝に差し込んで保持することを特徴としている。
本発明の請求項1記載の電気コネクタによると、前記端子突刺導通部の端子基部に1片、又は1列に所定間隔をおいて複数片配列して突刺片が突設されているので、フラット回路体の細かい配列ピッチで導体幅の極めて狭いフラット導体に突刺片を突き刺す場合でも、従来と異なり、突刺片の突き刺し幅は突刺片の板厚分だけでよく、フラット導体の側縁端から突刺片までの距離が大きく取れて、フラット導体に突刺片を確実に突き刺して導通を取ることができる。また、フラット導体を貫通して突き抜けた突刺片が端子受部の受け溝に差し込まれて保持されるので、従来のような突刺片の先端を折り曲げ加締める精密で高価な突刺片折り曲げ加締め手段を必要とせず、電気コネクタのコストを安くすることができる。更に、突刺片が1片、又は1列に複数片配列されるので、受け溝への差し込みが容易で保持が安定し、良好な接続状態を得ることができるほか、突刺片の個数が従来よりも減少するので、突刺片による導通接続に大きな力を必要とせず、フラット回路体に電気コネクタを接続する作業の自動化を促進することができる。
また、前記突刺片が、前記端子受部の受け溝と、これに差し込まれる前記端子突刺導通部の突刺片との幅方向における一側の隙間が他側の隙間よりも狭くなるように、受け溝に対し偏位して端子基部に突設されているので、フラット回路体のフラット導体を貫通して突き抜けた突刺片を端子受部の受け溝に差し込むと、前記隙間が狭い一側では、フラット回路体のフラット導体とフラット絶縁体が端子受部の入口部位で早期に破断し、フラット導体と突刺片が密着する。これに対して、隙間が広い他側では、フラット導体とフラット絶縁体が突刺片の差し込みに伴い延伸して破断し、延伸破断部となって、受け溝と突刺片間の広い隙間に巻き込み保持され、フラット導体と突刺片が一側よりも広い接触面積と大きな接触圧力で密着する。その結果、フラット導体と突刺片の接触電気抵抗が低減されて、より良好、且つ、安定した接続状態を得ることができる。
また、フラット回路体に電気接続端子を接続する前に、端子突刺導通部と端子受部が第1のハウジングと第2のハウジングに装着されて保持されるので、電気接続端子をハウジングに装着することが容易になり、装着作業の自動化が図り易くなって、電気コネクタの製造能率を向上させることができる。
さらに、第1のハウジングと第2のハウジングが互いに組み合わせ可能なように、これらハウジングの一端部が回動自在に連結され、他端が開閉可能になっているので、フラット回路体を挟み込んだまま端子突刺導通部と端子受部を互いに嵌合することが容易になり、フラット回路体をより確実に導通挟持して接続することができる。
次に本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。図1は本発明に係る電気コネクタ10の第1実施形態を示す斜視図である。この電気コネクタ10は、電気接続端子12と、その端子突刺導通部22を絶縁状態で保持する第1のハウジング14と、端子受部24を絶縁状態で保持する第2のハウジング16とを備えている。
電気接続端子12は、銅又は銅合金製の板条片を折り曲げ加工等して形成されるもので、図示しない雄型端子が挿入されて接続される雌状ボックス型の端子本体18と、これに連接されてフラット回路体20を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、前記フラット回路体20を導通挟持する端子突刺導通部22と端子受部24を有する。
フラット回路体20は、可撓性のある1条のフラット導体26がポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックよりなるフラット絶縁体28で被覆されたFFCや可撓性のあるフラット絶縁体に導体印刷回路を施したFPC等が用いられている。
端子突刺導通部22は、図2に示すように、端子本体18の後部に連接され、フラット回路体20に当接する底板片からなる端子基部30と、その端子基部30の幅方向のほぼ中央部に、長手方向に沿って1列に所定間隔をおいて複数片(本例では3片)配列して突設され、前記フラット回路体20のフラット導体26を貫通する突刺片32とを備えている。突刺片32は、例えば、端子基部30の一部を打ち抜いて得られた3角形状のバレルを垂直に折り曲げて起立させることにより突設される。なお、突刺片32は図示省略するが、長手方向に沿って1片だけ突設するようにしてもよい。
端子受部24は、銅又は銅合金製の細長い板条片の一端部が端子本体18の後部上縁側に上下方向に回動自在に連接され、その板条片の長手方向に沿って突刺片32に対応する部位に所定間隔をおいて形成された複数(本例では3個)の貫通穴(図示例)又は下方が開口する有底凹部からなり、前記フラット回路体20のフラット導体26を貫通した突刺片32を保持する受け溝34を備えている。
本例では、図3に示すように、前記突刺片32が、前記受け溝34と、これに差し込まれる前記端子突刺導通部22の突刺片32との、幅方向における一側(図3の右側)の隙間が他側(図3の左側)の隙間よりも狭くなるように、受け溝34に対し偏位して端子突刺導通部22における端子基部30に突設されている。
第1のハウジング14は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の絶縁性のプラスチック材を成形加工して形成され、図1に示すように、前部に電気接続端子12の端子本体18を収容する収容部14aと、後部上面に端子突刺導通部22を保持するコ字型凹溝からなる保持部14bが設けられている。電気接続端子12の端子本体18と端子突刺導通部22は、フラット回路体20に電気接続端子12を接続する前に、予め第1のハウジング14に装着されて保持されている。また、第1のハウジング14の両側面には、長手方向に所定間隔をおいて、第2のハウジング16と係合するための2個の係合突起15が設けられている。
第2のハウジング16もポリブチレンテレフタレート(PBT)等の絶縁性のプラスチック材を成形加工して形成され、図1に示すように、下面に電気接続端子12の端子受部24を収容して保持するコ字型凹溝からなる保持部16aが設けられている。また、第2のハウジング16の両側面には、長手方向に所定間隔をおいて第1のハウジング14と係合するための係合爪17が設けられている。
第1のハウジング14と第2のハウジング16は、互いに組み合わせ可能なように、第1のハウジング14の一端部、即ち、収容部14aの後部と、第2のハウジング16の一端部(前部)が、例えば、これらハウジング14、16と同材質の可撓性を有する板条片からなるヒンジ部材19により、第1、第2のハウジング14、16の長手方向に垂直な軸線を回動中心にして回動自在に連結され、他端が開閉可能になっている。そして、第1のハウジング14と第2のハウジング16とを互いに組み合わせて、前記電気接続端子12の端子突刺導通部22と端子受部24をフラット回路体20を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、端子突刺導通部22の突刺片32をフラット回路体20のフラット導体26に突き刺してフラット回路体20と導通接続し、フラット回路体20を貫通して端子受部24の受け溝34に差し込んで保持するように構成されている。
このように、第1のハウジング14と第2のハウジング16が互いに組み合わせ可能なように、これらハウジング14、16の一端部が回動自在に連結され、他端が開閉可能になっていると、フラット回路体20を挟み込んだまま端子突刺導通部22と端子受部24を互いに嵌合することが容易になり、フラット回路体20をより確実に導通挟持して接続することができるので好ましい。
次に、フラット回路体20に上記電気接続端子12を組み込んだ電気コネクタ10を接続する手順を説明する。先ず図1に示すように、第2のハウジング16を第1のハウジング14から開いた状態で、フラット回路体20を電気接続端子12の端子突刺導通部22と端子受部24との間に挿入して、端子突刺導通部22の突刺片32でフラット回路体20のフラット導体26を突き刺して貫通し得るように位置決めする。
次に、第1のハウジング14と第2のハウジング16を治具又は手動操作で徐々に閉じて行く。この過程において、端子突刺導通部22と端子受部24をフラット回路体20を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、端子突刺導通部22の突刺片32をフラット回路体20のフラット導体26に突き刺してフラット回路体20のフラット導体26と導通接続し、フラット回路体20を貫通して端子受部24の受け溝34に差し込んで保持する。
本例では、上記したように、前記突刺片32が、前記端子受部24の受け溝34と、これに差し込まれる突刺片32との幅方向における一側の隙間が他側の隙間よりも狭くなるように、受け溝34に対し偏位して端子基部30に突設されている(図3参照)。そうすると、フラット回路体20のフラット導体26を貫通して突き抜けた突刺片32の先端を端子受部24の受け溝34に差し込むと、前記隙間が狭い一側(図3の右側)では、フラット導体26とフラット絶縁体28が端子受部24の受け溝34の入口部位で早期に破断し、フラット導体26と突刺片32が密着する。これに対して、隙間が広い他側(図3の左側)では、フラット導体26とフラット絶縁体28が突刺片32の差し込みに伴い延伸して破断し、延伸破断部29となって、受け溝34と突刺片32間の広い隙間に巻き込み保持され、フラット導体26と突刺片32が一側よりも広い接触面積と大きな接触圧力で密着する。その結果、フラット導体26と突刺片32の接触電気抵抗が低減されて、より良好、且つ、安定した接続状態を得ることができるので好ましい。
このようにして、フラット回路体20のフラット導体26に対する端子突刺導通部22の突刺片32の導通接続がなされ、第1のハウジング14と第2のハウジング16が完全に閉じた後、第1のハウジング14の係合突起15に第2のハウジング16の係合爪17を係合して、両ハウジング14、16相互を固定し、フラット回路体20への電気コネクタ10の接続を終了する。
本例の電気接続端子12において、図4に示すように、板厚tが、例えば、0.3mmの突刺片32を用いた場合、これをフラット回路体20の導体幅Wcが0.8mmという狭幅のフラット導体26に突き刺しても、フラット導体26の側縁端(幅方向縁端)から突刺片32までの距離((導体幅Wc−板厚t)/2)は0.25mmとなって距離的に余裕が生じ、突刺片32を正しく突き刺すことが可能である。
図5は本発明に係る電気コネクタの第2実施形態を示す斜視図である。この電気コネクタ36は、幅方向にフラット回路体42のフラット導体26の配列ピッチPに合致する間隔をおいて並列配置された2個の前記電気接続端子12と、その端子本体18及び端子突刺導通部22を絶縁状態で保持する第1のハウジング38と、端子受部24を絶縁状態で保持する第2のハウジング40とを備える。
フラット回路体42は、配列ピッチPで平行に配列された可撓性のある2条のフラット導体26がポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックよりなるフラット絶縁体28で被覆されたFFCや可撓性のあるフラット絶縁体に導体印刷回路を施したFPC等が用いられている。
電気接続端子12の端子本体18と端子突刺導通部22は、フラット回路体20に電気接続端子12を接続する前に、予め第1のハウジング14に装着されて保持されている。第2のハウジング40は、下面に第1実施形態のような電気接続端子12の端子受部24を収容して保持する保持部16aの代わりに、並列配置された2個の電気接続端子12の端子受部24に対応する位置に、その端子受部24を端子突刺導通部22側に押し付けるための2個の弾性を有する押圧片44が設けられている。
第1のハウジング38と第2のハウジング40は、互いに組み合わせ可能なように、第1のハウジング38の一端部(一側部)と、第2のハウジング40の一端部(一側部)が、例えば、これらハウジング38、40と同材質の可撓性を有する板条片からなるヒンジ部材19により、第1、第2のハウジング38、40の長手方向に沿った軸線を回動中心にして回動自在に連結され、他端が開閉可能になっている。そして、第1のハウジング38と第2のハウジング40とを互いに組み合わせて、前記電気接続端子12の端子突刺導通部22と端子受部24をフラット回路体42を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、端子突刺導通部22の突刺片32をフラット回路体42のフラット導体26に突き刺してフラット回路体42と導通接続し、フラット回路体42を貫通して端子受部24の受け溝34に差し込んで保持するように構成されている。
更に、第1のハウジング38の後部には、幅方向に沿って係合凹部46が設けられ、第2のハウジング40の後部には、幅方向に沿って係合凹部46と係合する係合凸部48が設けられている。そして、第1のハウジング38と第2のハウジング40を閉じて、フラット回路体42に電気接続端子12を接続した後、これらハウジング38、40の閉止に伴い、そのフラット回路体42を係合凹部46と係合凸部で挟持してL型に折り曲げ、フラット回路体42が移動しないように固定する。上記以外の構成は第1実施形態のものと実質上同一なので詳細な説明を省略する。
以上説明したように、本発明に係る電気コネクタ10、36によると、前記端子突刺導通部22の端子基部30に1片、又は1列に所定間隔をおいて複数片配列して突刺片32が突設されているので、フラット回路体20、42の細かい配列ピッチで導体幅Wcの極めて狭いフラット導体26に突刺片32を突き刺す場合でも、従来と異なり、突刺片32の突き刺し幅は突刺片32の板厚t分だけでよく、フラット導体26の側縁端から突刺片32までの距離が大きく取れて、フラット導体26に突刺片32を確実に突き刺して導通を取ることができる。また、フラット導体26を貫通して突き抜けた突刺片32が端子受部24の受け溝34に差し込まれて保持されるので、従来のような突刺片32の先端を折り曲げ加締める精密で高価な突刺片折り曲げ加締め手段を必要とせず、電気接続端子12のコストを安くすることができる。更に、突刺片32が1片、又は1列に複数片配列されるので、受け溝34への差し込みが容易で保持が安定し、良好な接続状態を得ることができるほか、突刺片32の個数が従来よりも減少するので、突刺片32による導通接続に大きな力を必要とせず、フラット回路体20、42に電気接続端子12を接続する作業の自動化を促進することができる。
また、本発明に係る電気コネクタ10、36によると、フラット回路体20、42に電気接続端子12を接続する前に、端子突刺導通部22と端子受部24が第1のハウジング14、38と第2のハウジング16、40に装着されて保持されるので、電気接続端子12をハウジング14、16、38、40に装着することが容易になり、装着作業の自動化が図り易くなって、電気コネクタ10、36の製造能率を向上させることができる。
本発明に係る電気コネクタの第1実施形態を示す斜視図である。 図1の電気接続端子の端子突刺導通部を示す斜視図である。 図1の端子突刺導通部の突刺片をフラット回路体に突き刺して端子受部の受け溝で保持してフラット導体と導通接続した状態を示す断面図である。 図1の電気接続端子における端子突刺導通部の突刺片とフラット回路体における細かい導体幅のフラット導体との関係を示す説明図である。 本発明に係る電気コネクタの第2実施形態を示す斜視図である。 従来の電気接続端子とフラット回路体との関係を示す分解斜視図である。 従来の電気接続端子をフラット回路体に接続した状態を示す斜視図である。 従来の電気接続端子とフラット回路体ととの関係を示す説明図である。 従来の電気接続端子と細かい配列ピッチのフラット回路体との関係を示す説明図である。
符号の説明
10、36 電気コネクタ
12 電気接続端子
14、38 第1のハウジング
14a 収容部
14b 保持部
15 係合突起
16、40 第2のハウジング
16a 保持部
17 係合爪
18 端子本体
19 ヒンジ部材
20、42 フラット回路体
22 端子突刺導通部
24 端子受部
26 フラット導体
28 フラット絶縁体
29 延伸破断部
30 端子基部
32 突刺片
34 受け溝
44 押圧片
46 係合凹部
48 係合凸部

Claims (2)

  1. フラット回路体を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、前記フラット回路体を導通挟持する端子突刺導通部と端子受部を有する電気接続端子と、前記端子突刺導通部を絶縁状態で保持する第1のハウジングと、前記端子受部を絶縁状態で保持する第2のハウジングとを備え、
    前記端子突刺導通部は、端子基部と、その端子基部に1片、又は1列に所定間隔をおいて複数片配列して突設され、前記フラット回路体のフラット導体を貫通する突刺片とを備え、前記端子受部は、前記フラット回路体を貫通した前記突刺片を保持する受け溝を備え、
    前記突刺片は、前記端子受部の受け溝と、これに差し込まれる前記端子突刺導通部の突刺片との幅方向における一側の隙間が他側の隙間よりも狭くなるように、前記受け溝に対し偏位して前記端子基部に突設され、
    前記第1のハウジングと前記第2のハウジングは互いに組み合わせ可能なように、これらハウジングの一端部が回動自在に連結され、他端が開閉可能であり、
    前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとを互いに組み合わせて、前記電気接続端子の端子突刺導通部と端子受部をフラット回路体を挟み込んだまま互いに嵌合することにより、前記端子突刺導通部の突刺片を前記フラット回路体に突き刺して前記フラット回路体と導通接続し、前記フラット回路体を貫通して前記端子受部の受け溝に差し込んで保持するようにしたことを特徴とする電気コネクタ。
  2. 請求項1記載の電気コネクタを用いたフラット回路体と電気コネクタの接続方法であって、
    第1のハウジングと第2のハウジングが開いた状態で、フラット回路体を電気接続端子の端子突刺導通部と端子受部との間に挿入して、前記端子突刺導通部の突刺片で前記フラット回路体のフラット導体を突き刺して貫通し得るように位置決めし、
    次に、前記第1のハウジングと前記第2のハウジングを閉じて、前記端子突刺導通部と前記端子受部をそれらの間に挿入された前記フラット回路体を挟み込んだまま嵌合することにより、前記突刺片を前記フラット回路体のフラット導体に突き刺して前記フラット回路体のフラット導体と導通接続し、前記フラット回路体を貫通して前記端子受部の受け溝に差し込んで保持することを特徴とするフラット回路体と電気コネクタの接続方法。
JP2005020865A 2005-01-28 2005-01-28 電気コネクタ及びフラット回路体と電気コネクタの接続方法 Active JP4142654B2 (ja)

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