JP5029965B2 - ケーブル・コネクタ用アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル・フラット・ケーブルやフレキシブル・プリント配線板のような柔軟で平坦なケーブルの一端を配線基板に設けられているケーブル・コネクタに電気的に接続するケーブル・コネクタ用アダプタに関する。

電子機器内部における電装部品相互間の電気的接続を行うにあたり、ケーブル・コネクタが実用に供されている。ケーブル・コネクタは、例えば、フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）、または、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）のような柔軟なケーブルを介して電装部品や電子機器のプリント配線基板（ＰＢ）を電気的に接続するケーブルの接続構造を備えるものとされる。

そのようなケーブル・コネクタとしてのケーブルの接続構造は、例えば、特許文献１にも示されるように、ケーブルの一端に形成された雄コネクタ部と、電装部品やプリント配線基板上に設けられた雌コネクタ部とを含んでいる。

ケーブル側に形成される雄コネクタ部は、上記特許文献１に開示されるように、従来、電気絶縁性合成樹脂からなる補強板がケーブル端部の一方の面に接着剤を用いて熱溶着されることで形成されている。雄コネクタには、補強板が取り付けられていないケーブルの他方の面に信号ラインなどの外部電極（パッド）が形成されている。

特開２００３−３３１９５９号公報

柔軟なケーブルで電装部品や電子機器の配線基板を電気的に接続するに際し、該電装部品や配線基板は全てが直線状に配置されるものではない。したがって、柔軟なケーブルは、配線に際し、折り曲げられたり、ねじられたりすることが多い。

ところで、ケーブル側に形成される雄コネクタ部は、上述したように、電気絶縁性合成樹脂からなる補強板がケーブルに接着剤を用いて熱溶着されるだけである。したがって、いかに柔軟なケーブルであっても、柔軟なケーブルにねじれなどの力が加えられると、場合によっては、ケーブルが補強板から剥がれることが発生する恐れがある。

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、ケーブルとの熱溶着を容易に実行可能とすることでケーブルの固定を確実にするとともに、接着剤により固定されたケーブルが剥がれないような構成とし、さらに、雌コネクタ部としてのレセプタクルに容易に取り付けることのできる雄コネクタ部としてのケーブル・コネクタ用アダプタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るケーブル・コネクタ用アダプタは、ケーブル・コネクタの雌コネクタ部としてのレセプタクルに着脱自在に取り付けられることで電気的接続を形成するケーブル端部に固定される雄コネクタ部としてのケーブル・コネクタ用アダプタにおいて、左右一対の操作部、該一対の操作部それぞれの前方に一体に形成され、それぞれの前方に尖頭状の端部を有する左右一対の案内ピン、前記一対の操作部の後方下部を連結する保護部、前記一対の操作部の前方上部を連結する連結部、及び前記一対の案内ピンを連結する薄板状の補強部を備え、前記保護部と前記連結部は、前後方向及び上下方向に間隔を有し、互いに平行に配置され、前記連結部と前記補強部の下面は、面一に連続し、前記ケーブル端部が接着固定される固定面を形成していることを特徴とする。

また、アダプタの保護部と連結部との間の上下方向の間隔は、前記ケーブルの厚さより若干大きく形成されることが好ましい。

さらに、本発明に係るケーブル・コネクタ用アダプタは、前記左右一対の操作部及びそれぞれの前方に設けられた案内ピンの内部には、前記レセプタクルとの間にロック／アンロック機構部を構成する爪部を有するロック・スプリングを収容するロック・スプリング収容部が形成され、該ロック・スプリング収容部の上下には垂直スリットが形成され、前記案内ピンの側面には、前記ロック・スプリングの爪部が出入りする、ロック・スプリング収容部と外部とを連通させる水平スリットが形成されていることが好ましい。

本発明に係るアダプタは、ゲーブル端部が固定される連結部及び補強部と該ケーブルを挟んで保護部が互いに平行に形成されているので、ケーブルにどのような力が加えられても、固定面としての連結部及び補強部からケーブルが剥離することが抑制される。

また、連結部と保護部との上下方向の間隔をケーブルの厚さより若干大きくしているので、ケーブルに加えられる力は、ケーブル固定面としての連結部及び補強部に何ら影響を与えることが無いので、ケーブルの剥離がよりいっそう防止される。

さらに、左右一対の操作部及び案内ピン内部にロック・スプリング収容部を形成し、アダプタとレセプタクルとの間でロック／アンロック機構を構成する爪部を有するロック・スプリングをこのロック・スプリング収容部内に収容できるようにしたので、アダプタのレセプタクルへの取り付け、取り外しが容易にできるとともに、アダプタとレセプタクルとの電気的接続を確実に行わせることができる。

以下、本発明に係るケーブル・コネクタ用アダプタの好ましい実施態様について、図１ないし図９を用いて説明する。

図１は、本発明に係るケーブル・コネクタ用アダプタの下方斜め前から見た斜視図であり、図２は、図１のケーブル・コネクタ用アダプタの下面図、図３は、図１のケーブル・コネクタ用アダプタの正面図、図４は、図３においてＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図１のケーブル・コネクタ用アダプタが着脱可能に接続される雌コネクタ部としてのレセプタクルの上方斜め前から見た斜視図である。図６は、図１のケーブル・コネクタ用アダプタがプリント配線基板上に設けられたレセプタクルに接続された状態を示す上方斜め前から見た斜視図である。図７は、図６においてＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。図８は、図６においてＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。図９は、ケーブルが取り除かれた状態にある図１のケーブル・コネクタ用アダプタ単体の下面図である。図１０、１１は、ケーブル・コネクタ用アダプタへのケーブルの取り付けを説明するための図であり、図番の順にケーブルがアダプタ内へ挿入されている状態を示す図４と同様のケーブル・コネクタ用アダプタ断面図である。

図１ないし４に示されるように、本発明に係るケーブル・コネクタ用アダプタ（以下、単に「アダプタ」という。）１０は、ケーブル・コネクタの雄型コネクタ部として形成されており、本実施態様では、柔軟なケーブルとしてのフレキシブル・プリント配線基板３０の一端がアダプタ１０、より詳細には、その連結部１５及びこれに続く補強部１５１に固定されている。アダプタ１０は、信号入出力部としての電子機器など（不図示）に設けられているプリント配線基板１００に電気的に接続されている雌型コネクタ部としてのレセプタクル５０に着脱自在に取り付けられる。

ここで、本実施態様において使用されるフレキシブル・プリント配線板３０は、例えば、保護層に覆われた複数の導電層が絶縁性基材上の両面に形成された構成とされる。絶縁性基材は、例えば、厚さ５０μｍ程度の液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、あるいは、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）で成形されている。保護層は、例えば、熱硬化型のレジスト層、あるいは、ポリイミドフィルムにより形成されている。

複数の導電層は、例えば、銅合金の層で絶縁性基材の一方及び／または他方の表面に形成され、複数の信号ライン群をフレキシブル・プリント配線板３０の幅方向に所定の間隔で互いに平行に有している。さらに、フレキシブル・プリント配線板３０における幅方向における一方の端あるいは信号ライン群の間には、信号ライン群に隣接して接地ラインが略平行に形成されている。

各信号ライン及び各接地ラインの端部には、上述の保護層により覆われる部分から外部に露出するコンタクトパッド３２がそれぞれ形成されている。本実施態様では、コンタクトパッド３２は、一方の面にのみ形成される。コンタクトパッド３２は、後述するように、レセプタクル５０の対応するコンタクト５５に電気的に接続される。

フレキシブル・プリント配線板３０が取り付けられていないアダプタ１０単体は、図９に示されるように、概略、左右一対の操作部１１ａ、１１ｂ、左右一対の案内ピン１３ａ、１３ｂ、連結部１５、保護部１７及び一対のロック・スプリング１９ａ、１９ｂを含んでいる。アダプタ１０は、一対のロック・スプリング１９ａ、１９ｂを除いて電気絶縁性の合成樹脂材料で一体に成形されることが好ましい。

左右一対の操作部１１ａ、１１ｂは、前方上部を連結部１５で連結され、後方下部を保護部１７により連結されている。連結部１５と保護部１７は、平行に配置され、連結部１５の後端面１５ｂと保護部１７の前端面１７ａとが適宜の間隔を有するように、前後方向に近接して配置されている。連結部１５と保護部１７は、また、連結部１５の下面１５ａと保護部１７の上面１７ｃとが上下方向にフレキシブル・プリント配線板３０の厚さ分より若干大きい間隔を有するように、上下方向に近接して配置される。このように構成することにより、図４、１０及び１１に示されるように、連結部１５の下方であって保護部１７の前方及び保護部１７の上方であって連結部１５の後方には、それぞれ空間１４及び空間１８が形成されることが理解される。また、連結部１５と保護部１７との間に形成される前後及び上下に間隔を有する隙間２５が、空間１４及び空間１８を連結することが理解される。当該隙間２５には、後述するように、フレキシブル・プリント配線板３０が通り抜け、その一端部が連結部１５の下面１５ａ及びこれに続く補強部１５１の下面に固定される。

左右一対の操作部１１ａ、１１ｂそれぞれの内部には、図８に示されるように、ロック・スプリング１９ａ、１９ｂを収容するロック・スプリング収容部２１ａ、２１ｂ（図８では、２１ｂのみ示されている。）が形成されている。該ロック・スプリング収容部２１ａ、２１ｂは、後述する左右一対の案内ピン１３ａ、１３ｂ内にまで延在している。左右一対の操作部１１ａ、１１ｂそれぞれのロック・スプリング収容部２１ａ、２１ｂの上下には、垂直スリット１２ａ、１２ｂが左右対称的に形成されている。垂直スリット１２ａ、１２ｂを形成することで、一対の操作部１１ａ、１１ｂの両端部は、図９（ａ）の矢印Ａ、Ｂで示されるように、内側に向かって弾性的に変位できる。

左右一対の案内ピン１３ａ、１３ｂは、上記左右一対の操作部１１ａ、１１ｂそれぞれの前方に一体に形成される。一対の案内ピン１３ａ、１３ｂは、連結部１５から前方に延びる薄板状の補強部１５１で連結されている。該補強部１５１及び後方に続く連結部１５の下面は、面一に形成されており、フレキシブル・プリント配線板３０の一端部が固定される固定面として形成される。すなわち、図１ないし４に示されるように、補強部１５１及び連結部１５の下面には、フレキシブル・プリント配線板３０の一端部が固定される。具体的には、補強部１５１及び連結部１５の下面とフレキシブル・プリント配線板３０のコンタクトパッド３２が形成されていない面とは、接着剤を用いて互いに熱溶着される。この時、フレキシブル・プリント配線板３０の複数のコンタクトパッド３２は、全て、堅い補強板１５１上に位置する。したがって、コンタクトパッド３２は、レセプタクル５０に設けられるコンタクト５５と所望の接圧で接触することが可能となり、その電気的接続を確実にし、安定した接続を維持し得る。

保護部１７の前端面１７ａは、上述したように、補強部１５１の後方に続く連結部１５の後端面１５ｂに近接して位置する。それにより、図７に一点鎖線で示されるとおり、フレキシブル・プリント配線板３０が曲げられたりやねじられたりしたとしても、その曲げ力やねじり力は、保護部１７の後端面１７ｂ近傍において作用することになる。フレキシブル・プリント配線板３０に加えられる曲げ力やねじり力は、フレキシブル・プリント配線板３０の下面と保護部１７の上面１７ｃとの間隔が小さくなるほど、フレキシブル・プリント配線板３０が固定される連結部１５後端面１５ｂにおいて作用しなくなる。すなわち、保護部１７は、フレキシブル配線基板３０の一端部が固定される補強部１５１の下面及び連結部１５の下面１５ａからの剥がれを抑制する役目を果たす。

左右一対の案内ピン１３ａ、１３ｂ及びこれらを連結する補強部１５１は、該補強部１５１に固定されているフレキシブル・プリント配線板３０の一端部とともに後述する雌コネクタ部としてのレセプタクル５０のケーブル収容凹部５２に挿入される。それにより、複数のコンタクトパッド３２それぞれは、ケーブル収容凹部５２内に対応して配置されている複数のコンタクト５５に接触し、フレキシブル・プリント配線板３０とプリント配線基板１００とを電気的に接続する。

左右一対の案内ピン１３ａ、１３ｂは、互いに同一の構造を有するので、ここでは案内ピン１３ｂについて図８を用いて説明し、案内ピン１３ａについての説明を省略する。

尖頭状の端部を前方に有する案内ピン１３ｂは、上述したように、その内部に後述するロック・スプリング１９ｂが収容されるロック・スプリング収容部２１ｂが形成されている。案内ピン１３ｂの側面には、ロック・スプリング収容部２１ｂ内から外側に向かって、ロック・スプリング１９ｂの爪部２０ｂが出入りする水平スリット２３ｂが形成されている。ロック・スプリング収容部２１ｂは、ロック・スプリング１９ｂが挿入される後方開口及び垂直スリット１２ｂ、水平スリット２３ｂを通じて外部に連通している。

操作部１１ｂの垂直スリット１２ｂより外側端部であって、ロック・スプリング収容部２１ｂの内周面は、装着されたロック・スプリング１９ｂの湾曲部１９２ｂに当接する押圧部２１１ｂとして形成されている。該押圧部２１１ｂは、操作部１１ｂの端部がロック・スプリング１９ｂの湾曲部１９２ｂの弾性力に抗して図８において矢印Ｂが示す方向に押圧操作される。それにより、ロック・スプリング１９ｂの湾曲部１９２ｂ及び爪部２０ｂは、矢印Ｂの示す方向に移動する。一方、操作部１１ｂの外側端部における押圧操作が解放される場合、押圧部２１１ｂは、ロック・スプリング１９ｂの湾曲部１９２ｂの復元力により初期の状態に戻される。

水平スリット２３ｂを貫通して、ロック・スプリング１９ｂの爪部２０ｂの先端が外部に向けて突出している。ロック・スプリング１９ｂは、ロック・スプリング収容部２１ｂに固定される固定部１９１ｂと、後述するレセプタクル５０のアダプタ収容凹部５２の内周部に形成される透孔５３ｂの周縁に選択的に係合される爪部２０ｂと、弾性を有し固定部１９１ｂと爪部２０ｂとを連結する湾曲部１９２ｂとを含んで構成されている。ロック・スプリング１９ｂの爪部２０ｂは、その湾曲部１９２ｂの移動に応じてスリット２３ｂを介して突出する上述の透孔５３ｂの周縁に対する係合状態、または、ロック・スプリング収容部２１ｂ内に引き込まれる非係合状態をとる。

雌コネクタ部としてのレセプタクル５０は、図５に示されるように、嵌合部及びロック／アンロック機構部を備えている。嵌合部は、レセプタクル５０の中央部に形成され、アダプタ１０の補強部１５１及びフレキシブル・プリント配線板３０の一端部が所定の隙間をもって嵌まり合う部分である。ロック／アンロック機構部は、上述の操作部１１ａ、１１ｂ、ロック・スプリング１９ａ、１９ｂと協働してフレキシブル・プリント配線板３０の端部を選択的にロック状態またはアンロック状態とする部分である。

上記嵌合部は、具体的には、アダプタ１０の補強部１５１及びフレキシブル・プリント配線板３０の端部を収容するアダプタ収容凹部５２を有している。

アダプタ収容凹部５２の下方には、フレキシブル・プリント配線板３０の一端部に設けられた複数のコンタクトパッド３２にそれぞれに当接し、電気的接続を行なう複数のコンタクト５５が設けられている。複数のコンタクト５５各々は、互いに平行に配列され、各コンタクト５５の接点部５５１は、弾性を有しアダプタ収容凹部５２内に向けて突出している。各コンタクト５５の半田付固定端子部５５２は、図７に示されるように、レセプタクル５０の後壁を通過して外部に突出している。各コンタクト５５の半田付固定端子部５５２は、上述のプリント配線基板１００の対応する外部接点に半田付け固定される。

これにより、レセプタクル５０のアダプタ収容凹部５２に嵌合したフレキシブル・プリント配線板３０のコンタクトパッド３２は、結果的にアダプタ１０の補強板１５１とコンタクト５５の接点部５５１により挟持され、電気的に接続されることとなる。

嵌合部のアダプタ収容凹部５２におけるアダプタ１０の案内ピン１３ａ、１３ｂに対応した両側部には、それぞれ、案内ピン１３ａ、１３ｂの先端を位置決めする位置決め部が形成されていることが好ましい。

ロック／アンロック機構部は、図８に示されるように、アダプタ収容凹部５２の各位置決め部近傍に形成される透孔５３ｂと、上述のロック・スプリング１９ａ、１９ｂの各爪部２０ａ、２０ｂとにより形成されている。

斯かる構成において、フレキシブル・プリント配線板３０の一端部が接続されたアダプタ１０をレセプタクル５０に接続するにあたっては、アダプタ１０の案内ピン１３ａ、１３ｂがレセプタクル５０の位置決め部により位置決めされる。続いて、フレキシブル・プリント配線板３０の一端部がコンタクト５５の接点部５５１とレセプタクル５０を構成する上壁との間に挿入される。その際、ロック・スプリング１９ａ、１９ｂの各爪部２０ａ、２０ｂは、一旦、ロック・スプリング収容部２１ａ、２１ｂ内に向けて付勢された後、透孔５３ａ、５３ｂに向けて突出し各爪部２０ａ、２０ｂが透孔５３ａ、５３ｂの周縁に係合する。それにより、アダプタ１０は、レセプタクル５０に対しロック状態に保持される。一方、アダプタ１０をレセプタクル５０から取り外すにあたっては、操作部１１ａ、１１ｂの両端部が互いに近接する方向に押圧され、各爪部２０ａ、２０ｂが透孔５３ａ、５３ｂの周縁に対し非係合状態とされた後、アダプタ１０が引き離される。これにより、アダプタ１０がレセプタクル５０から取り外される。

最後に、フレキシブル・プリント配線板３０をアダプタ１０に固定する方法について説明する。具体的には、図１０、１１を参照して、フレキシブル・プリント配線板３０を補強部１５１の下面及び連結部１５の下面１５ａに熱溶着により固定する方法について簡単に説明する。先ず、図１０、１１に示されるように、アダプタ１０を上下逆に配置する。フレキシブル・プリント配線板３０の一端部であって、コンタクトパッド３２が形成されていない面に接着剤を適用するとともに、コンタクトパッド３２が設けられている面が上向きになるように、フレキシブル・プリント配線板３０をセットする。次に、図１０、１１に順を追って示されるように、コンタクトパッド３２が形成されている一端部側を先頭に、保護部１７の下方に位置する空間１８から隙間２５を経て、連結部１５の上方に位置する空間１４に向けて、フレキシブル・プリント配線板３０を挿入する。フレキシブル・プリント配線板３０は、長さの短い隙間２５を通過するだけであるので、接着剤が塗布された面が途中で連結部１５に付着することなく容易に挿入ができる。続いて、接着剤が塗布されている面を補強部１５１及び連結部１５の下面１５ａの所定位置に上方からあてがい、空間１４を介して、例えば、加熱押圧部材（不図示）でフレキシブル・プリント配線板３０を上方から加熱するとともに押圧する。それにより、図４に示されるように、フレキシブル・プリント配線板３０は、補強部１５１の下面及び連結部１５の下面１５ａに対して、所定の位置に、簡単に且つしっかりと熱溶着することができる。

したがって、フレキシブル・プリント配線板３０の一端部がアダプタ１０に簡単な接着作業で固定されることとなる。また、連結部１５の下面１５ａ及び補強部１５１の下面後方には、該連結部１５の下面１５ａ及び補強部１５１の下面に固定されたフレキシブル・プリント配線板３０を挟んで反対側に、連結部１５と前後方向にわずかな間隙２５を有して保護部１７が位置することになる。図７に示されるように、フレキシブル・プリント配線板３０が矢印Ｃ方向に曲げられたり、ねじられたりしても、保護板１７が介在するため、フレキシブル・プリント配線板３０を連結板１５の下面１５ａから直接剥がす力が加わることがない。すなわち、フレキシブル・プリント配線板３０は、連結部１５及び補強板１５１から剥がれる恐れが全くない。

本発明に係るケーブル・コネクタ用アダプタの下方斜め前から見た斜視図である。 図１のケーブル・コネクタ用アダプタの下面図である。 図１のケーブル・コネクタ用アダプタの正面図である。 図３においてＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１のケーブル・コネクタ用アダプタが着脱可能に接続される雌コネクタ部としてのレセプタクルの上方斜め前から見た斜視図である。 図１のケーブル・コネクタ用アダプタがプリント配線基板上に設けられたレセプタクルに接続された状態を示す上方斜め前から見た斜視図である。 図６においてＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図６においてＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部拡大断面図である。 ケーブルが取り除かれた状態にある図１のケーブル・コネクタ用アダプタ単体の下面図である。 ケーブル・コネクタ用アダプタへのケーブルの取り付けを説明するための図であり、ケーブルがアダプタ内へ挿入されている状態を示す図４と同様のケーブル・コネクタ用アダプタ断面図である。 ケーブル・コネクタ用アダプタへのケーブルの取り付けを説明するための図であり、ケーブルがアダプタ内へ挿入されている状態を示す図４と同様のケーブル・コネクタ用アダプタ断面図である。

符号の説明

１０ アダプタ（雄コネクタ部）
１１ａ、１１ｂ 操作部
１２ａ、１２ｂ 垂直スリット
１３ａ、１３ｂ 案内ピン
１５ 連結部
１５１ 補強部
１７ 保護部
１９ａ、１９ｂ ロック・スプリング
２０ａ、２０ｂ 爪部
２１ａ、２１ｂ ロック・スプリング収容部
２３ａ、２３ｂ 水平スリット
３０ ケーブル（フレキシブル・プリント配線板）
５０ レセプタクル（雌コネクタ部）

Claims (4)

1. ケーブル・コネクタの雌コネクタ部としてのレセプタクルに着脱自在に取り付けられることで電気的接続を形成するケーブル端部に固定される雄コネクタ部としてのケーブル・コネクタ用アダプタにおいて、
   左右一対の操作部、該一対の操作部それぞれの前方に一体に形成され、それぞれの前方に尖頭状の端部を有する左右一対の案内ピン、前記一対の操作部の後方下部を連結する保護部、前記一対の操作部の前方上部を連結する連結部、及び前記一対の案内ピンを連結する薄板状の補強部を備え、
   前記保護部と前記連結部は、前後方向及び上下方向に間隔を有し、互いに平行に配置され、
   前記連結部と前記補強部の下面は、面一に連続し、前記ケーブル端部が接着固定される固定面を形成していることを特徴とするケーブル・コネクタ用アダプタ。
2. 前記保護部と前記連結部との間の上下方向の間隔は、前記ケーブルの厚さより若干大きく形成されることを特徴とする請求項１に記載されるケーブル・コネクタ用アダプタ。
3. 前記保護部の上方であって前記連結部の後方、及び前記連結部の下方であって前記保護部の前方、それぞれには、空間が形成され、
   前記保護部と前記連結部との間の前記間隔は、前記保護部の上方の空間と前記連結部の下方の空間を連通するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載されるケーブル・コネクタ用アダプタ。
4. 前記左右一対の操作部及びそれぞれの前方に設けられた案内ピンの内部には、前記レセプタクルとの間にロック／アンロック機構部を構成する爪部を有するロック・スプリングを収容するロック・スプリング収容部が形成され、
   該ロック・スプリング収容部の上下には垂直スリットが形成され、
   前記案内ピンの側面には、前記ロック・スプリングの爪部が出入りする、ロック・スプリング収容部と外部とを連通させる水平スリットが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載されるケーブル・コネクタ用アダプタ。

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