JP4327328B2 - 回路基板とフレキシブルフラットケーブルの電気的接続構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、回路基板の外部接続用端子とケーブルの接続端子との間をクリップを介して電気的に接続した構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、回路基板とケーブルとがクリップを利用して電気的に接続されたものとしては、図7に示したようなサーマルプリントヘッドがある。このサーマルプリントヘッド6は、一側縁に沿って延びるようにして発熱抵抗体70が形成され、他側縁の中央部に沿って並ぶ複数の外部接続用端子71が形成された、たとえばセラミック製の回路基板7を有している。この回路基板7の幅方向の中央部には、長手方向に並ぶようにして複数の駆動IC72が搭載されており、これらの駆動IC72の列と発熱抵抗体70や複数の外部接続用端子71の列との間には、発熱抵抗体70を電気的に複数の領域(発熱素子)に区画するとともに、各発熱素子を個別に発熱駆動するための導体配線が形成されている。
【0003】
このようなサーマルプリントヘッド6では、コネクタ8を介してハーネス9と電気的に接続され、電力供給や信号の送受が可能とされている。コネクタ8による接続は、回路基板7の外部接続用端子71と接続されたソケット8Aに、ハーネス9と接続されたプラグ8Bを差し込むことによって達成される。ソケット8Aは、ピン部80aと挟持部80bとを有する複数のクリップ80がハウジング81内に保持された構成とされている。各クリップ80は、その挟持部80bが、対応する外部接続用端子71を回路基板7の周縁部とともに挟持することにより接続されるが、ソケット8Aの状態として、複数のクリップ80が一括して接続される。プラグ8Bは、各クリップ80のピン部80a用の穿孔82が形成されており、ソケット8Aにプラグ8Bを差し込んだ状態では、各ピン部80aが対応する穿孔82に保持され、これによりハーネス9と回路基板7との間が電気的に接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ソケット8Aのハウジング81やプラグ8Bは、ナイロンなどの熱可塑性樹脂の成形品であるため、熱に弱く、熱安定性が低いといった欠点がある。そればかりか、クリップ80の他に、ハウジング81やプラグを樹脂成形する必要があるため、金型作成費用や材料コストを要する他、樹脂成形工程が必要となって作業効率的にも不利である。
【0005】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、熱安定性に優れる回路基板とケーブルとの電気的な接続構造を、安価かつ作業効率良く達成することをその課題とする。
【0006】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。すなわち、本願発明により提供される回路基板とフレキシブルフラットケーブル(FFC)の電気的接続構造は、回路基板の周縁部に設けられた複数の外部接続用端子と、帯状のフイルムの表面にその長手方向の端部において幅方向に並ぶようにして複数設けられ、各々が配線と繋がった接続用端子が形成されたフレキシブルフラットケーブルとを複数のクリップにより電気的に接続する構造であって、上記各クリップは、線状の導体を屈曲させることにより形成されるとともに、第1の方向から上記回路基板を挿入可能な第1挟持部と、上記第1の方向とは反対方向である第2の方向から上記フレキシブルフラットケーブルを挿入可能な第2挟持部とを有し、上記第1挟持部は、挿入方向に延びる共通片と、この共通片の一端から、この共通片の上下方向一側において略U字状に屈曲して延びる第1挟持片とによって構成され、上記第2挟持部は、上記共通片と、この共通片の他端から、この共通片の上下方向他側において略U字状に屈曲して延びる第2挟持片とによって構成されるとともに、上記共通片には、その他端において、上記第1挟持片に向けて突出する凸部が屈曲形成されており、かつ、上記第1挟持部では、上記第1挟持片と、上記共通片の上記凸部とによって上記回路基板の周縁部とともに上記外部接続用端子を挟持する一方、上記第2挟持部では、上記第2挟持片と上記共通片とによって上記フレキシブルフラットケーブルの端部とともに上記接続用端子を挟持することにより、上記回路基板と上記フレキシブルフラットケーブルとの間の電気的な接続が図られていることを特徴としている。
【0007】
この構成では、従来のように、クリップを有するコネクタを利用して電気的な接続を図るのではなく、クリップのみにより電気的な接続を図るものである。したがって、上記接続構造を達するに当たり、樹脂成形によりコネクタのハウジングなどを形成する必要がないため、金型作成費用や材料費が不要となるばかりか、工程数を削減でき、作業効率的にも有利である。また、たとえばプレス加工などの公知の方法および既存の設備を用いて線状の導体を屈曲させることによりクリップを形成することができ、また従来においてもクリップの形成は必要な工程であったから、本願発明の接続構造を達成するためのクリップの形成によりコスト上昇が生じることもない。なお、「線状の導体を屈曲させる」とは、線材を屈曲させる場合の他、複数の線状領域(リード)が設けられたリードフレームの状態で、各リードを屈曲させる場合も含まれる。
【0008】
また、コネクタ、すなわち樹脂材料を用いずに電気的な接続を図っているため、コネクタを使用する場合に比べて、接続構造の熱的な安定性が向上する。
【0012】
好ましい実施の形態においては、上記クリップには、上記回路基板との接触領域、あるいは上記フレキシブルフラットケーブルとの接触領域に、上記回路基板または上記フレキシブルフラットケーブルの挿入方向に延びるガイド用の凹部または凸部が形成されている。
【0013】
上記接続構造は、クリップの第1挟持部に回路基板を差し込み、第2挟持部にFFCを差し込むことによって達成されるが、クリップにおける回路基板あるいはFFCとの接触領域がガイド用の凹凸が形成されていれば、クリップと回路基板やFFCとの接触面積が小さくなり、差し込み時の抵抗が小さくなって差し込みがスムーズに行えるようになる。また、FFCは、必要に応じてクリップから抜き取ることもあり得るが、この場合においても、抜き取り時の抵抗が小さくなり、その作業をスムーズに行うことができるようになる。
【0014】
好ましい実施の形態においては、上記第1挟持部と、上記外部接続用端子とが接触している部分は、ハンダにより固定されている。
【0015】
回路基板の厚みや第1挟持部の挟持力の程度によっては、クリップと回路基板との接続状態を良好に維持することができない事態も想定されるが、第1挟持部と外部接続用端子との間を接触部分をハンダにより固定すれば、より強固な接続状態を維持できる。
【0016】
なお、コネクタによる接続構造では、クリップがハウジング内に保持されている場合もあり、この場合にはクリップと外部接続用端子との間をハンダを塗布するのが困難であり、またハンダリフローの手法を採用する場合であっても、熱安定性の低い熱可塑性樹脂によりハウジングが形成されていれば、熱可塑性樹脂の軟化点や融点との兼ね合いから、ハンダをリフローさせるのが困難な場合もある。これに対して、クリップのみによる接続構造では、クリップが露出した状態であり、また熱安定性の低い熱可塑性樹脂などの材料が使用されていないから、ハンダの塗布やリフローといった作業を容易に行うことができる。
【0017】
ここで、本願発明でいう「回路基板」は、特別な限定がない限りは基板上に導体配線が形成され、基板の周縁部の少なくとも一部に導体配線に導通する外部接続用端子が形成されているものの全てを含み、基板上に電子部品が実装されているか否かは問わない。
【0018】
したがって、本願発明の回路基板には、配線がパターン形成され、各種の電子部品が実装された基板はいうまでもなく、サーマルプリントヘッドを構成する基板のように、基板の一側縁に沿って並んで複数の発熱素子が形成され、これらの発熱素子を個別に駆動するように導体配線が形成された基板の他、基板上に配線や外部接続用の端子のみが形成され、全く電子部品が実装されていない配線基板ごときものも含まれる。
【0019】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。なお、図1および図2は本願発明に係る回路基板とFFCとの接続接続構造が適用されたサーマルプリントヘッドの一例を示す全体斜視図、図3はクリップの全体斜視図、図4は図1のIV−IV線に沿う断面図、図5は回路基板とクリップとの接続状態を説明するための要部拡大斜視図、図6はFFCとクリップとの接続状態を説明するための要部拡大斜視図である。
【0021】
上記サーマルプリントヘッド1は、図1および図2に示したように回路基板2とフレキシブルフラットケーブル(FFC)3との間がクリップ4によって電気的に接続された構造を有しており、FFC3が抜き差し可能とされている。
【0022】
回路基板2は、たとえばセラミックなどにより長矩形状に形成されており、一側縁2aに沿って一連に延びるようにして発熱抵抗体20が形成され、他側縁2bの中央部に沿って並ぶようにして複数の外部接続用端子21が形成されている。回路基板2の幅方向の中央部には、長手方向に並ぶようにして複数の駆動IC22が搭載されている。そして、駆動IC22の列と発熱抵抗体20の間、および駆動IC22の列と外部接続用端子21の列の間には、図面上は省略してあるが導体配線がパターン形成されている。
【0023】
FFC3は、図2に良く表れているように耐熱性の高い材料、たとえばポリイミド樹脂などにより、可撓性を有する帯状に形成されたフイルム30を有し、このフイルム30の端縁に沿って接続端子31が複数形成され、各接続端子31と個別に繋がる複数の配線32が形成された構成とされている。各接続端子31は、回路基板2の外部接続用端子21に対応し、その数が同一とされ、その大きさや配置密度も略同様とされている。なお、各接続端子31および配線32は、たとえばフイルム30の表面に銅などにより導体層を形成した後に、これをエッチング処理することにより形成される。
【0024】
クリップ4は、図3に示したように第1挟持部40と第2挟持部41とを有しており、線状の導体をプレス加工などにより屈曲させることにより第1挟持部40と第2挟持部41とが一体的に形成されている。
【0025】
第1挟持部40は、図4に良く表れているように回路基板2を挟持する部分であり、図3に示したように第1挟持片42と共通片43とにより構成され、第1の方向に開放している。この第1挟持部40に回路基板2を差し込んだ状態では、図4および図5に示したように第1挟持片42または共通片43の所定部分42a,43aが回路基板2と接触するが、当該接触部分(接触部)42a,43aの間の距離は、自然状態では回路基板2の厚みよりも小さく設定されている。したがって、第1挟持部40に回路基板2を差し込めば、各接触部42a,43aの間が拡開され、その弾性復元力により回路基板2が挟持される。
【0026】
第2挟持部42は、図4に良く表れているようにFFC3を挟持する部分であり、図3に示したように共通片43と第2挟持片44とにより構成され、第1の方向とは反対方向である第2の方向に開放している。この第2挟持部42では、図3に良く表れているようにくの字状とされた第2挟持片44の屈曲部分が、共通片43に接触しており、自然状態において共通片43と第2挟持片4とが接触する部分(接触部)43b,44aの間に作用する弾性復元力により、FFC3が挟持される。
【0027】
なお、第1挟持部40および第2挟持部41には、各接触部42a、43a,43b,44aを含めた領域にガイド用の凹部や凸部を形成してもよい。たとえば、上記領域に、回路基板2やFFC3の挿入方向に延びる溝部などを形成し、各接触部42a、43a,43b,44aと回路基板2やFFC3との接触面積を小さくし、挿入時の抵抗を小さくするようにしてもよい。この場合、凹部や凸部は、クリップ4の幅方向に並ぶようにして複数形成してもよい。
【0028】
このようなクリップ4を利用した電気的な接続構造は、次のようにして達成される。
【0029】
まず、図5に示したように、回路基板2の外部接続用端子21のそれぞれに対応させて、第1挟持部40により挟持することにより、複数のクリップ4を個々に接続する。このとき、第1挟持部40の各接触部42a,43aの自然状態での距離が、回路基板2の厚みよりも小さくされているため、回路基板2に対しては、第1挟持部40の弾性復元力によりクリップ4が保持される。この状態では、各クリップ4の第2挟持部41が同一方向に開放した状態で一定間隔隔てて並んでいる。
【0030】
なお、回路基板2の厚みや第1挟持部40の弾性復元力の程度によっては、回路基板2に対するクリップ4の保持が十分でないことも想定されるため、第1挟持部40と外部接続用端子21との接触部分をハンダにより固定してもよい。このようにすれば、回路基板2に対するクリップ4の保持を確実なものとすることができるばかりか、クリップ4が位置決めされた状態を良好に維持できる。
【0031】
次に、図2、図4、および図6に示したように、各クリップ4の第2挟持部41に対して、配線32が形成された側を下側にしてFFC3を差し込むことにより、クリップ4とFFC3とを接続する。このとき、FFC3の接続端子31が回路基板2の外部接続用端子21と同様な大きさおよび配置密度とされているから、適切に位置決めしつつFFC3を差し込めば、図6に良く表れているように各クリップ4の第2挟持部41とFFC3の接続端子31がそれぞれ接触した状態で接続される。これにより、回路基板2の各外部接続用端子21がクリップ4を介してFFC3の接続端子31、ひいては配線32に導通することとなる。
【0032】
以上のような接続構造では、クリップ4のみにより、回路基板2とFFC3との間が電気的に接続されるので、樹脂成形によりコネクタのハウジングなどを形成する必要がないため、金型作成費用や材料費が不要となるばかりか、工程数を削減でき、作業効率的にも有利となる。また、コネクタ、すなわち樹脂材料を用いずに電気的な接続を図っているため、コネクタを使用する場合に比べて、接続構造の熱的な安定性が向上するといった利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る回路基板とFFCとの接続構造が適用されたサーマルプリントヘッドの一例を示す全体斜視図である。
【図2】図1のサーマルプリントヘッドにおいて、FFCを差し込んでいない状態の全体斜視図である。
【図3】クリップの全体斜視図である。
【図4】図1のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】回路基板とクリップとの接続状態を説明するための要部拡大斜視図である。
【図6】FFCとクリップとの接続状態を説明するための要部拡大斜視図である。
【図7】従来より採用されている回路基板とケーブルとの接続構造が適用されたサーマルプリントヘッドの一例を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
1 サーマルプリントヘッド
2 回路基板
21 外部接続用端子(回路基板の)
3 FFC(フレキシブルフラットケーブル)
31 接続端子(FFCの)
32 配線(FFCの)
4 クリップ
40 第1挟持部(クリップの)
41 第2挟持部(クリップの)
Claims (4)
- 回路基板の周縁部に設けられた複数の外部接続用端子と、帯状のフイルムの表面にその長手方向の端部において幅方向に並ぶようにして複数設けられ、各々が配線と繋がった接続用端子が形成されたフレキシブルフラットケーブルとを複数のクリップにより電気的に接続する構造であって、
上記各クリップは、線状の導体を屈曲させることにより形成されるとともに、第1の方向から上記回路基板を挿入可能な第1挟持部と、上記第1の方向とは反対方向である第2の方向から上記フレキシブルフラットケーブルを挿入可能な第2挟持部とを有し、
上記第1挟持部は、挿入方向に延びる共通片と、この共通片の一端から、この共通片の上下方向一側において略U字状に屈曲して延びる第1挟持片とによって構成され、上記第2挟持部は、上記共通片と、この共通片の他端から、この共通片の上下方向他側において略U字状に屈曲して延びる第2挟持片とによって構成されるとともに、上記共通片には、その他端において、上記第1挟持片に向けて突出する凸部が屈曲形成されており、かつ、
上記第1挟持部では、上記第1挟持片と、上記共通片の上記凸部とによって上記回路基板の周縁部とともに上記外部接続用端子を挟持する一方、上記第2挟持部では、上記第2挟持片と上記共通片とによって上記フレキシブルフラットケーブルの端部とともに上記接続用端子を挟持することにより、上記回路基板と上記フレキシブルフラットケーブルとの間の電気的な接続が図られていることを特徴とする、回路基板とフレキシブルフラットケーブルとの電気的接続構造。 - 上記クリップには、上記回路基板との接触領域、あるいは上記フレキシブルフラットケーブルとの接触領域に、上記回路基板または上記フレキシブルフラットケーブルの挿入方向に延びるガイド用の凹部または凸部が形成されている、請求項1に記載の回路基板とフレキシブルフラットケーブルとの電気的接続構造。
- 上記第1挟持部と、上記外部接続用端子とが接触している部分は、ハンダにより固定されている、請求項1または2に記載の回路基板とフレキシブルフラットケーブルとの電気的接続構造。
- 上記回路基板は、基板の一側縁に沿って並ぶように複数の発熱素子が形成され、これらの発熱素子を個別駆動するように導体配線が形成されてサーマルプリントヘッドを構成するものである、請求項1ないし3のいずれかに記載の回路基板とフレキシブルフラットケーブルとの電気的接続構造。
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