KR100512517B1 - 편평 가요성 회로에 이산 단자 핀들을 접속하기 위한 전기커넥터 - Google Patents

편평 가요성 회로에 이산 단자 핀들을 접속하기 위한 전기커넥터 Download PDF

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퓨어스트로버트엠.
레포티어이베스
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몰렉스 인코포레이티드
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Abstract

평평한 가요성 회로의 도체를 복수의 이산 단자 핀에 전기적으로 상호 접속시키는 커넥터가 제공된다. 커넥터는 전방 정합면 및 후방 단자면을 갖는 유전체 하우징을 포함한다. 복수의 단자 핀 수용 통로는 정합면에 구비된다. 평평한 회로 수용 리셉터클은 상기 통로와 연결된 정합면에 구비된다. 회로 캐리어는 하우징의 리셉터클 내에 삽입 가능하고, 평평한 가요성 회로 핀 수용 통로를 부착하는 부착부를 포함한다. 경로 내로 핀이 삽입되면 핀은 회로의 도체와 결합하게 된다.

Description

편평 가요성 회로에 이산 단자 핀들을 접속하기 위한 전기 커넥터{ELECTRICAL CONNECTOR FOR CONNECTING FLAT FLEXIBLE CIRCUITRY TO DISCRETE TERMINAL PINS}
본 발명은 일반적으로 전기 커넥터들에 관한 것으로서, 특히 복수의 이산 단자 핀들을 편평 가요성 회로의 도체에 전기적으로 상호 접속시키기 위한 커넥터들에 관한 것이다.
편평 가요성 회로는 그 일측 또는 양측 상에 측방향으로 이격된 일련의 도체들을 구비하는 길고 편평한 가요성 유전체 기판을 일반적으로 포함한다. 도체들은 회로의 일측 또는 양측 상에 얇고 가요성인 보호층으로 덮여질 수 있다. 보호층들이 사용되면, 커넥터들은 제2 편평 가요성 회로, 인쇄 회로 기판 또는 정합 커넥터의 단자들일 수 있는 보족 정합 접속 장치의 도체들과 결합되는 소정의 접촉 위치들에서 기재 도체들을 노출시키도록 그 내부에 차단부가 형성된다.
광범위한 종류의 커넥터들이 편평 가요성 회로들과 보족 정합 접속 장치들을 종단시키거나 또는 상호 접속시키기 위하여 오랫동안 설계되어 왔다. 하지만, 복수의 이산 단자 핀들을 편평 가요성 회로와 전기적으로 접속시키기 위한 신뢰성 있고 비용면에서 저렴한 시스템은 없었다.
도1은 대응크기의 정합 헤더 커넥터에 대해 부정합 상태에 있는 본 발명의 커넥터를 포함하는 커넥터 조립체의 상부 사시도.
도2는 부정합 상태에 있는 도1 조립체의 하부 사시도.
도3은 정합 상태에 있는 도1 조립체의 상부 사시도.
도4는 도3 정합 조립체의 하부 사시도.
도5는 조립되지 않은 상태의 본 발명의 커넥터의 상부 사시도.
도6은 도5의 조립되지 않은 커넥터의 하부 사시도.
도7은 커넥터의 회로 캐리어의 상부 사시도.
도8은 회로 캐리어의 하부 사시도.
도9는 도5의 9-9 선을 따라 일반적으로 취한 확대 단면도.
도10은 도1의 10-10 선을 따라 일반적으로 취한 확대 단면도.
도11은 도3의 11-11 선을 따라 일반적으로 취한 확대 단면도.
도12 및 도13은 각각 도8 및 도7과 유사하지만, 탄성 핑거가 탄성 배킹 구조체에 의해 대체된 상이한 회로 캐리어를 도시한 도면.
도14는 도1과 유사하지만, 본 발명의 커넥터는 복수의 이산 단자 핀이 복수의 전기 도체에 개별적으로 크림핑된 사용예를 도시된 도면.
본 발명은 상기 요구 조건들을 만족시키고, 이와 관련된 문제점들을 해결하는데 있다. 본 발명은 상당히 단순하고 저렴하고 신뢰성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 편평 가요성 회로의 도체들을 복수의 이산 단자 핀들에 상호접속하기 위한 새롭고 향상된 전기 커넥터들을 제공하는 것이다.
본 발명의 일례가 되는 실시예에서, 커넥터는 전방 정합면과 후방 종단면을 구비하는 유전체 하우징을 포함한다. 전방 정합면은 복수의 단자 핀-수납 통로들을 구비한다. 종단면은 통로들과 연통하는 편평한 회로-수납 리셉터클을 구비한다. 회로 캐리어는 리셉터클 내로 삽입가능하고, 회로의 도체들이 캐리어로부터 단자 핀-수납 통로들을 향하여 대면하여 떨어지게 하면서 편평한 가요성 회로를 캐리어에 부착시키기 위한 부착부를 포함한다. 통로들 내로의 핀들의 삽입은 핀들이 회로의 도체들과 결합되게 한다.
바람직하게는 회로 캐리어는 금속 재료로 제조되고 단자 핀들이 회로의 도체와 체결하여 삽입되는 스프링 장전식 립부를 포함한다. 하우징은 단자 핀들과 회로의 도체들 사이에 소정의 접촉력을 가하기 위해 스프링 장전된 립부를 소정량 개방하도록 회로 캐리어와 체결 가능한 캠 수단을 포함한다. 대응크기의 상호 체결하는 래치 수단은 하우징의 리셉터클의 캐리어를 유지하도록 회로 캐리어와 하우징 사이에 제공된다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 회로 캐리어의 적어도 일부는 한 쌍의 레그를 한정하도록 일반적으로 U자 형상이다. 제1 레그는 캐리어의 부착부를 형성한다. 제2의 레그들은 하우징에 회로 캐리어를 장착하기 위한 장착부를 형성한다. 제1 레그는 회로의 도체들이 그로부터 떨어져 대향하면서 가요성 회로가 감싸지는 선단 에지를 갖는다. 상승된 영역은 제1 레그의 선단 에지 내측에 인접해서 구비되고 그 위에 평평한 가요성 회로가 감싸진다. 상승된 영역은 단자 핀들을 결합하기 위한 단자의 접촉부를 형성한다. 상승된 영역은 제1 레그에 부착된 항복 가능한 배킹 스트립에 의해 구비될 수 있다. 레그들의 말단부는 단자 핀들이 삽입되는 립부를 한정한다. 립부를 개방하는 캠 수단은 하우징의 리셉터클 안으로 회로 캐리어를 삽입하는 것에 반응해서 자동적으로 립부를 개방하도록 회로 캐리어의 제1 레그를 결합하기 위한 하우징 상에 적어도 의 캠 램프를 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 연결해서 설명된 다음의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
신규하게 여겨지는 본 발명의 특징은 추가된 청구범위에서 특정지어 설명된다. 본 발명의 목적 및 장점과 함께 본 발명은 첨부된 도면과 관련지어 설명된 다음의 설명을 참조하면 가장 잘 이해될 수 있고, 유사한 도면번호는 도면에서 유사한 요소를 나타낸다.
더욱 상세하게 먼저 도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명은 편평 가요성 회로(14)의 도체를 복수의 이산 단자 핀(16)에 전기적으로 상호 접속시키기 위한, 전체적으로 도면 부호 12로 표시된 전기 커넥터로 실시된다. 명세서에서 도시된 바와 같이, 단자 핀(16)은 전체적으로 도면 부호 20으로 표시된 상호 정합 헤더 커넥터의 하우징(18) 내에 장착된다. 단자 핀은 헤더 커넥터(20)의 하우징(18) 내부에서 캐비티(22)의 내부로 연장한다. 이후, 본 발명에 따른 커넥터(12)는 "회로 커넥터"로 칭하여 진다. 회로 커넥터는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 회로 커넥터를 헤더 커넥터(20)의 캐비티(22) 내부에 삽입시킴으로써 화살표 "A"(도1 및 도2 참조)의 방향으로 헤더 커넥터(20)와 정합 가능하다.
도1 내지 도4와 연계된 도5 및 도6을 참조하면, 회로 커넥터(12)는 전방 정합면(26) 및 후방 종결면(28)을 가지는, 전체적으로 도면 부호 24로 표시된 유전체 하우징을 포함한다. 복수의 단자 핀 수용 통로(30, 도5 참조)는 정합면(26)에 제공된다. 편평 회로 수용 리셉터클(32, 도6 참조)은 후방 종결면(28)에 제공된다. 나중에 알 수 있겠지만, 레셉터클은 통로(30)와 연통한다. 리세스 영역(34)은 하우징(24)의 바닥부에 형성된다. 최종적으로, 한 쌍의 경사진 래치 보스(36)는 도6에 도시된 바와 같이 리세스 영역(34) 내부에서 하우징으로부터 돌출한다. 하우징(24)은 플라스틱 재료로 성형될 수도 있다.
도5 및 도6과 연계된 도7 및 도8을 참조하면, 회로 커넥터(12)는 하우징(24) 내의 리셉터클(32) 내부로 화살표 "B"(도5 및 도6 참조) 방향으로 삽입 가능한, 전체적으로 도면 부호 38로 표시된 회로 캐리어를 포함한다. 회로 캐리어는 스프링 장전 능력을 가진 금속 재료로 제조된다. 회로 캐리어는 상부 레그(40) 및 하부 레그(42)를 형성하도록 전체적으로 U자형을 가진다. 상부 레그(40)는 이후 더 상세히 살펴볼 바와 같이 그 주위에서 편평 가요성 회로(14)가 둘러싸이는 캐리어의 부착부를 형성한다. 회로 캐리어 및 회로가 하우징의 리셉터클(32) 내부로 삽입될 때 회로의 도체(도시 생략)가 캐리어로부터 하우징(24)의 핀 수용 통로를 향해 멀어지는 상태에서 상부 레그는 그 주위에서 회로(14)가 둘러싸이는 복합 선단 에지(46)를 형성하도록 결합하는 복수의 가요성 또는 탄성 핑거(44)를 가진다. 핑거(44)는 하부 레그(42)를 향해 내향으로 대면하는 상승된 영역(48)을 가진다. 상승된 영역은 단자 핀(16)과의 양호한 결합을 제공하기 위해 편평 가요성 회로의 도체 뒤에 접촉부를 형성하는 볼록 표면을 형성한다. 근본적으로, 마우쓰(50)는 상승된 영역(48) 내측의 말단부에서 레그(40, 42) 사이에 형성된다. 최종적으로, 회로 캐리어(38)는 도2에 가장 잘 도시된 바와 같이 회로 캐리어를 하우징의 리셉터클(32) 내에 유지시키도록 하우징(24)의 래치 보스(36, 도6 참조)와의 상호 결합을 위한 한 쌍의 래치 구멍(52)을 포함한다. 또한 도2에 도시된 바와 같이, 회로 캐리어가 하우징 내부에 조립될 때, 회로 캐리어의 바닥 벽(42)은 하우징의 바닥부와 전체적으로 동일 높이인 리세스 영역(34) 내부에 배치된다.
도9 내지 도11은 회로 커넥터(12)의 조립과 헤더 커넥터(20)의 캐비티(22) 내의 회로 커넥터의 정합 순서를 도시한다. 특히, 도9는 회로 캐리어(38)의 레그(40)의 선단 에지(46) 주위를 둘러싸는 편평 가요성 회로(14)를 도시한다. 핑거(44)의 상승 영역(48)이 레그(40)의 말단부에서 내측 에지(46)에 내접한 가요성 회로를 연장하는 것을 알 수 있을 것이다. 도9는 또한 응력을 받지 않은 상태에서의 금속 회로 캐리어를 도시하는데, 레그(40, 42)의 말단부는 각각 서로 인접하여 마우쓰(50)가 비교적 좁다.
도10은 회로 캐리어(38)와 하우징(24)의 리셉터클(38) 내로 화살표(B)방향으로 삽입되는 편평 가요성 회로(14)의 부조립체를 도시한다. 삽입될 때, 회로 캐리어의 저부 레그(42)는 하우징의 저부에서 리세스 영역 내에 배치된다. 도10은 또한 상부 레그(40)를 결합시키고 평 회로(14)를 확장시키거나 마우쓰(50)를 개방시키기 위한 하우징의 리셉터클(32) 내의 캠 수단을 도시한다. 특히, 복수개의 긴 캠 램프(56)는 하우징 내에 형성되고 복수개의 핀 수용 통로(30)들 사이에 위치되어 캠 램프는 회로 커넥터 내로의 핀의 삽입을 방해하지 않는다. 캠 램프는 화살표(C) 방향으로 상부 레그를 상향 바이어스 시키기 위해 상부 레그(40)의 선단 에지(46)에서 상승 영역(48)과 결합하는 경사면(56a)을 한정한다. 실제로, 캠 램프는 회로의 도체들 사이의 둘러싸는 가요성 회로를 결합시킨다. 그럼에도 불구하고, 하우징(24)의 저부에 대해 고정된 회로 캐리어의 저부 레그(42)에서, 화살표(C) 방향으로의 상부 레그(40)의 상승은 스프링 금속의 상부 레그에 에너지를 저장하고, 효율적으로 레그를 스프링-장전시킨다.
도11은 헤더 커넥터(20)의 하우징(18)의 캐비티(22)내로 화살표(A) 방향으로 삽입되는 회로 커넥터(12)를 도시한다. 도시된 바와 같은 커넥터의 정합에서, 단자 핀(16)은 회로 커넥터의 하우징(24)의 정합면(26)의 통로(30)를 통과한다. 단자 핀은 마우쓰(50) 내로 이동하고, 회로 캐리어(38)의 상부 레그(40)의 선단 에지(46) 주위를 둘러싸는 편평 가요성 회로(14)의 외측의 도체와 결합한다. 핀은 리셉터클(32) 내의 하우징의 강성 내측 저부벽(60)을 따라 이동한다. 회로 캐리어의 상부 레그(40)의 선단 에지(46)를 둘러싸는 편평 가요성 회로(14)의 외측의 도체와 단자 핀 사이에 우수한 양 전기 접촉을 생성시키기 위해, 핀의 횡단 치수는 저부벽(60)과 상승 영역(48) 사이의 거리보다 충분히 크다.
상기 설명으로부터 본 발명의 커넥터는 몇 가지 이점을 갖는다는 것을 알 수 있다. 주요한 이점은 단일 요소 내에 모든 필요한 수직력을 수용하도록 대향 레그(40, 42)를 구비하여 플라스틱 하우징(24)과 같은 다른 요소의 응력 완화를 제거하는 회로 캐리어(38)의 능력에 있다. 이것은 특히 상기 시스템의 전체 수직력이 증가하기 때문에 단자 핀의 개수가 증가한다는 것이 중요하다. 예비 장전 회로 캐리어는 캐리어의 레그(40)의 최소 변위로 인한 높은 수직력을 발생시킨다는 이점을 갖는다. 단자 핀이 비응력 상태로부터 회로 캐리어의 레그를 분산시키는 데 사용되지 않기 때문에 삽입력 또한 감소된다. 또한, 단자 핀의 팁으로부터 가요성 회로의 선단 에지를 이동시키는 것은 커넥터로의 단자 핀의 초기 삽입 중에 스키빙(skiving) 손상을 감소시킨다.
도12 및 도13은 회로 캐리어(38)의 다른 실시예이며, 도1 내지 도11과 관련하여 이미 설명한 요소와 동일한 요소는 동일 부호를 사용하여 설명한다. 특히, 탄성 핑거(44; 도7 및 도8)는 항복식 지지 구조체 또는 실리콘 고무 등과 같은 탄성중합체 재료의 스트립(70)으로 대체했다. 항복식 지지 스트립은 적절한 접착제에 의해 레그의 바로 내측 에지(46)인 회로 캐리어의 레그(40)의 내측에 부착되거나 또는 접착된다. 항복식 지지 스트립(70)은 가요성 핑거(44)의 탄성 기능을 수행할 뿐만 아니라 제1 실시예의 상승 영역(48)을 제공한다.
도14는 헤더 커넥터(20)의 단자 핀(16; 도1)보다는 오히려 도면부호 32로 표시한 복수의 분리식 도체에 각각 종결된 복수의 분리식 단자 핀(16A)과 함께 사용되는 본 발명의 적용예를 도시한다. 다시 말해서, 단자 핀(16A; 도14)은 도면부호 74로 표시한 복수의 수형 단자의 일부를 포함한다. 각각의 수형 단자(74)는 각각의 도체(72)의 내부 코어 또는 와이어(78)에 클램핑된 한 쌍의 클림프 아암(76)을 포함한다. 각각의 암형 단자(74)는 각각의 도체의 절연 외장(82) 또는 외부 유전체에 클램핑된 한 쌍의 클림프 아암(80)도 포함한다. 물론, 본 발명의 커넥터(12)는 헤더 커넥터(20)의 단자 핀(16) 및 수형 단자(74)의 단자 핀(16A)에 의해 예증된 바와 같이 다양한 종류의 전기 접속 장치의 분리식 단자 핀과 정합하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 기술 사상 및 중심 특성 내에서 다양한 형태로 실시될 수 있다는 점을 알 수 있다. 따라서, 본 일예 및 실시예는 도시된 모든 면에서 고려될 수 있고 이에 제한되지 않으며 본 발명은 본 명세서의 상세한 설명에 국한되지 않는다.
본 발명은 다양한 형태로 그 기술 사상 내에서 실시될 수 있다는 점을 알 수 있다. 따라서, 본 일예 및 실시예는 도시된 모든 면에서 고려될 수 있고 이에 제한되지 않으며 본 발명은 본 명세서의 상세한 설명에 국한되지 않는다.

Claims (18)

  1. 편평한 가요성 회로의 도체를 복수개의 이산 단자 핀에 전기적으로 상호 접속하기 위한 커넥터이며,
    복수개의 단자 핀 수용 통로가 있는 전방 정합 표면과, 상기 통로와 연통하는 편평한 회로 수용 리셉터클이 있는 후방 종단 표면을 갖는 유전체 하우징과,
    상기 하우징의 리셉터클 내에 삽입 가능한 회로 캐리어를 포함하고,
    상기 회로 캐리어는 상기 회로의 도체가 단자 핀 수용 통로 쪽으로 캐리어로부터 이격되어 대면하며 편평한 가요성 회로를 캐리어에 부착하기 위한 부착부를 포함하고, 스프링 장전식 마우쓰를 구비하며, 단자 핀이 회로의 도체와 결합되도록 스프링 장전식 마우쓰 내로 삽입되고, 상기 하우징은 단자 핀과 회로의 도체 사이에 소정의 접촉력을 인가하도록 상기 스프링 장전식 마우쓰를 소정량만큼 개방하기 위해 회로 캐리어와 결합 가능한 캠 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회로 캐리어는 금속 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 캐리어를 하우징의 리셉터클 내에 보유하도록 상기 회로 캐리어와 하우징 사이에 상보적인 상호 결합 래치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회로 캐리어의 적어도 일부는 한 쌍의 레그를 형성하도록 대체로 U-형상이고, 상기 레그 중 제1 레그는 캐리어의 상기 부착부를 포함하고, 상기 레그 중 제2 레그는 회로 캐리어를 하우징에 장착하기 위한 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 회로 캐리어의 제1 레그는, 회로의 도체가 캐리어로부터 이격되어 대면하며 그 둘레에 편평한 가요성 회로가 감싸지는 선단 에지를 갖는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제6항에 있어서, 회로 캐리어의 상기 제1 레그는 상기 에지 내에 바로 인접하여 그 위로 편평 가요성 회로가 씌워지는 상승된 영역을 포함하고, 상기 상승된 영역은 단자 핀을 결합하기 위해 도체 뒤에 접촉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 상승된 영역에는 상기 제1 레그의 내부에 부착된 굴곡가능한 받침(backing) 스트립이 제공되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제5항에 있어서, 상기 레그의 말단부는 마우쓰 내에 단자 핀을 결합하기 위해 편평 가요성 회로가 부착되는 마우쓰를 형성하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회로 캐리어는 상기 마우쓰에서 스프링 장전되고, 하우징은 단자 핀과 회로의 도체 사이에 소정의 접촉력을 가하도록 소정량만큼 마우쓰를 개방시키기 위해 하나 이상의 레그와 결합가능한 캠 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 캠 수단은 하우징의 리셉터클 내로 회로 캐리어를 삽입하는 것에 반응하여 자동으로 상기 마우쓰를 개방시키기 위해 하우징 상에 하나 이상의 캠 램프(ramp)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  12. 편평한 가요성 회로의 도체를 복수개의 이산 단자 핀에 전기적으로 상호 접속하기 위한 커넥터이며,
    복수개의 단자 핀 수용 통로가 있는 전방 정합 표면과, 상기 통로와 연통하는 편평한 회로 수용 리셉터클이 있는 후방 종단 표면을 갖는 유전체 하우징과,
    하우징의 상기 리셉터클 내로 삽입가능한 회로 캐리어를 포함하고,
    회로 캐리어의 적어도 일부는 한 쌍의 레그를 형성하도록 대체로 U형이고, 상기 레그 중 제1 레그는, 회로의 도체가 단자 핀 수용 통로를 향해 그로부터 이격되어 대면하면서 그 주위로 편평 가용성 회로가 씌워지는 선단 에지를 갖고, 상기 레그 중 제2 레그는 회로 캐리어를 하우징에 장착하기 위한 장착부를 포함하고, 레그의 말단부는 편평 가요성 회로의 도체와 결합되도록 단자 핀이 삽입되는 스프링 장전식 마우쓰를 형성하고, 상기 하우징은 단자 핀과 회로의 도체 사이에 소정의 접촉력을 인가하기 위해, 마우쓰를 소정의 크기로 개방시키도록 하나 이상의 레그부와 결합 가능한 캠 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 캠 수단은 하우징의 리셉터클 내로 회로 캐리어를 삽입하는 것에 반응하여 자동으로 상기 마우쓰를 개방시키기 위해 하우징 상에 하나 이상의 캠 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  15. 제14항에 있어서, 회로 캐리어의 상기 제2 레그는 하우징에 고정되고, 제1 레그는 상기 캠 램프에 의해 이동되어 상기 마우쓰를 개방하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  16. 제12항에 있어서, 캐리어를 하우징의 리셉터클 내에 보유하기 위해 회로 캐리어와 하우징 사이에 상보적인 상호 결합 래치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  17. 제12항에 있어서, 회로 캐리어의 상기 제1 레그는 상기 에지 내에 바로 인접하여 그 위로 편평 가요성 회로가 씌워지는 상승된 영역을 포함하고, 상기 상승된 영역은 단자 핀을 결합하기 위해 도체 뒤에 접촉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 상승된 영역에는 상기 제1 레그의 내부에 부착된 굴곡가능한 받침 스트립이 제공되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
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