JP4776371B2 - Ｆｐｃ接続端子及びｆｐｃと基板との接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）と実装基板やプリント配線基板などの母型基板とを接続するためのＦＰＣ接続端子に関わるものであり、特に基板との接続にプレスフィット接続方式を適用したＦＰＣ接続端子及びＦＰＣと基板との接続構造に関するものである。

従来、ＦＰＣと母型基板（マザーボード）との接続は、ＦＰＣ接続コネクタを介して行っている。従来のＦＰＣ接続コネクタを用いてＦＰＣと母型基板とを接続する一例を図４に示す。同図では、従来の一般的な接続方式であるスルーホール接続方式（図４(ａ)）と、ＳＭＴ（表面実装）接続方式（図４(ｂ)）の例を示している。

図４(ａ)に示すスルーホール接続方式に用いられるＦＰＣ接続コネクタ３１は、母型基板３２に穿設されたスルーホール３３に端子を挿入し、先端に半田付け３４を施して接続される。また、図４(ｂ)に示すＳＭＴ接続方式に用いられるＦＰＣ接続コネクタ３５は、母型基板３２の表面上に半田付け３６を施して母型基板３２に接続される。

一方、ＦＰＣとＦＰＣ接続コネクタ３１（３５）との接続は、図５に示す通り、ＦＰＣ接続コネクタ３１（３５）に挿入されたＦＰＣ３７をハウジング(以下ＨＳＧと記述する)３８に設けられた固定部３９で押圧し、ＦＰＣ内の回路導体（図示していない）とハウジング内に収容されている端子とを接続させると共に、固定している。

特許文献１では、コネクタのリード部で中継基板とＦＰＣとを接続させるＦＰＣ変換アダプタに係る技術が開示されている。コネクタのリード部にプレスフィットを形成し、該プレスフィットによってリード部をスルーホールに固定するようにしている。また、ＦＰＣとリード部とは半田付けして接続されている。

また特許文献２では、幅方向に複数のクリンプ片を突設した端子板部と、プレスフィット部を備えたプレスフィット突状体とを直角に曲げて一体化したフラットケーブル用接続端子に係る技術が開示されている。

上記のフラットケーブル用接続端子は、プレスフィット突状体を配線回路体のスルーホールに挿入し、プレスフィット部をスルーホールの内面の導電層に加圧接触させている。また、前記クリンプ片をフラットケーブルの導体部分に突き刺し、フラットケーブルを突き抜けた各クリンプ片の先端部を折り曲げて抜止めすることで、半田付けを用いることなくフラット導体に接続している。

さらに特許文献３では、回路基板への実装時に治具や特殊な部品を用いることなく、ジャック端子のハウジングからの抜けを防止できるプレスフィット式コネクタに係る技術が開示されている。

ここでは、ジャック端子の外部接続端子がハウジングの底板部から下方に突出した状態で、前記外部接続端子を回路基板の圧入孔へ圧入する際に、その圧入反発力によりジャック端子がハウジングの底板部から上方へ抜けないよう、ジャック端子に上方抜け止め突起を設けている。
特開２００４−１９２８３６号 特開２００３−１８７８９１号 特開２００２−１１０２７９号

しかしながら、上記従来の技術では以下のような問題があった。
現在使用されているＦＰＣ接続コネクタは、コネクタのＨＳＧを母型基板に押圧やネジ止め等の方法で固定し、コンタクトの強度保持を実現しているため、ＨＳＧの設置にスペースが必要であり、また高さも大きくなってしまうといった問題があった。

また、ＦＰＣ接続コネクタと母型基板との接続部に半田付けを用いているため、部品の耐熱性向上が要求され、コスト的に高くなってしまうとともに、半田に含まれる鉛が環境に悪影響を及ぼすといった問題があった。

特許文献１では、コネクタのリード部で中継基板とＦＰＣとを接続させるようにしており、リード部とＦＰＣとの接続部を半田付けしている。コネクタと中継基板及びＦＰＣとの接続強度は半田付けによって維持されているが、半田を用いるため上記の問題があった。

また特許文献２では、端子とフラットケーブルとの接続方法として、端子板部の幅方向に複数設けたクリンプ片をフラットケーブルの導体部分に突き刺し、フラットケーブルを突き抜けた各クリンプ片の先端部を折り曲げて抜止めしている。フラットケーブルに代えてＦＰＣにこの方法を適用した場合、半田付けを行う必要はないものの、ＦＰＣとクリンプ片との接続部が、振動や温度変化時などに緩んで、接触不良を起こす恐れがあった。

さらに特許文献３に開示されている技術は、ジャック端子がハウジングから抜けるのを防止するものであり、ハウジングの底板部を挟むように抜け止め突起を設けている。そのため、ハウジングを有する従来のコネクタを用いないで、ＦＰＣと基板とを直接接続可能とする技術に適用することはできない。従って、ＨＳＧの設置スペースが必要であり、また高さも大きくなってしまうといった問題もある。

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、ＦＰＣと基板とを直接接続できるＦＰＣ接続端子及びＦＰＣと基板との接続構造を提供することを目的とする。

この発明の第１の態様は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）に挿入され該ＦＰＣ内に形成された回路導体と電気的に接続される端子部と、基板に穿設されたスルーホールに圧入されて該スルーホールと電気的に接続するプレスフィット部とを備えて前記ＦＰＣと前記基板とを電気的に接続するＦＰＣ接続端子であって、前記プレスフィット部は、前記スルーホール側壁と接触する２つのプレスフィット接触部と、該２つのプレスフィット接触部の各々の一端を連結するプレスフィット連結部とから形成された略Ｕ字形状をなし、前記端子部は、前記２つのプレスフィット接触部の各々の他端から延長して形成され、前記２つの端子部の各々には、前記ＦＰＣ上に形成された回路導体の上面及び下面と接触させるための接触子がそれぞれ対向して設けられていることを特徴とするＦＰＣ接続端子である。

この発明の第２の態様は、前記２つのプレスフィット接触部には、前記スルーホールと接触させるための突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とするＦＰＣ接続端子である。

この発明の第３の態様は、ＦＰＣと、該ＦＰＣにＦＰＣ接続端子を介して電気的に接続される基板とからなるＦＰＣと基板との接続構造であって、前記ＦＰＣ接続端子は、前記ＦＰＣに挿入され前記ＦＰＣ内に形成された回路導体と電気的に接続される端子部と、前記基板に穿設されたスルーホールに圧入されて該スルーホールと電気的に接続されるプレスフィット部とを備えて前記ＦＰＣと前記基板とを電気的に接続し、前記プレスフィット部は、前記スルーホール側壁と接触する２つのプレスフィット接触部と、該２つのプレスフィット接触部の各々の一端を連結するプレスフィット連結部とから形成された略Ｕ字形状をなし、前記端子部は、前記２つのプレスフィット接触部の各々の他端から延長して形成され、前記２つの端子部の各々には、前記ＦＰＣ上に形成された回路導体の上面及び下面と接触させるための接触子がそれぞれ対向して設けられており、前記２つの端子部が前記ＦＰＣ内に形成された回路導体を挟んで挿入され、前記プレスフィット部が前記基板のスルーホールに圧入されることで前記ＦＰＣと前記基板とが電気的に接続され、前記プレスフィット部が圧入されることにより前記２つの端子部が互いに近接する方向に力が作用されることを特徴とするＦＰＣと基板との接続構造である。

この発明の第４の態様は、前記スルーホールの側壁にはメッキが布設され、前記２つの突起部は、先端の間隔が前記メッキの内径よりも長くなるように形成されて前記メッキに食い込んでいることを特徴とするＦＰＣと基板との接続構造である。

この発明の第５の態様は、前記２つの端子部は、２枚以上のＦＰＣに挿入され、電気的に接続させるＦＰＣへの挿入位置のみに前記接触子が設けられていることを特徴とするＦＰＣと基板との接続構造である。

以上説明したように本発明によれば、ＦＰＣと基板とを直接接続できるＦＰＣ接続端子及びＦＰＣと基板との接続構造を提供することができる。特に、ＦＰＣに挿入する端子部と基板のスルーホールに圧入するプレスフィット部とが直線状に形成されていることから、コネクタハウジングを必要とせず、ＦＰＣと基板との接続構造を低背化することが可能となる。

また、端子部をＦＰＣの回路導体を挟んで挿入した後、プレスフィット部をスルーホールに圧入していることから、端子部と回路導体とのスプリングバックによる接触荷重の低下を防止することができ、接触強度を保持することができるといった効果がある。

さらに、端子部の長さや端子部に設けられる接触子の位置を適切に選択することにより、複数層に配置されたＦＰＣと接続することも可能となる。

本発明のＦＰＣ接続端子では、ＦＰＣと基板との接続に半田を用いる必要がないことから、部品の耐熱性向上によるコストアップの問題がなくなるとともに、鉛による環境への悪影響といった問題も解決することができる。

図面を参照して本発明の好ましい実施の形態におけるＦＰＣ接続端子及びＦＰＣと基板との接続構造について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

図１は、本発明の第一の実施の形態に係るＦＰＣ接続端子の概略の構成を示す断面図である。ＦＰＣ接続端子１は、２本の端子部２とプレスフィット部３とから構成され、ＦＰＣ１１と基板１２とを電気的に直接接続することが可能となっている。

ＦＰＣ１１には導体で回路パターンが形成されており、図１では回路導体１３の断面が示されている。ＦＰＣ接続端子１の２本の端子部２は、回路導体１３を左右から挟んでこれと接触しており、これによって回路導体１３と端子部２とが電気的に接続されている。その際、ＦＰＣ内の回路導体において、覆われている絶縁材料が、事前に除去されている状態で接触させても、また端子部２の先端の尖った部分によって、その材料を破りながら回路導体を挟んで接触させても、どちらでもかまわない。

本実施形態のＦＰＣ接続端子１では、２本の端子部２のそれぞれに回路導体１３の上面及び下面と接触させるための接触子４を対向させて設けている。接触子４を設けることにより、回路導体１３との接触面積を大きくすることができ、端子部２と回路導体１３との電気的な接触を良好な状態にすることができる。さらに、この構造は固定強度を強める効果も発揮する。

一方、基板１２にはスルーホール１４が穿設されており、ＦＰＣ接続端子１のプレスフィット部３がスルーホール１４の内部に圧入され、スルーホール１４の側壁に形成されたメッキ１５とプレスフィット部３とが電気的に接続されている。

本実施形態のＦＰＣ接続端子１の詳細な断面図を図２に示す。プレスフィット部３は、スルーホール１４の側壁と接触する２つのプレスフィット接触部３ａと、この２つのプレスフィット接触部３ａの各々の一端を連結するプレスフィット連結部３ｂとから形成され、全体として略Ｕ字形状となっている。また２本の端子部２は、上記２つのプレスフィット接触部３ａの各々の他端から直線状に延長して形成されている。

上記のように形成されたＦＰＣ接続端子１は、プレスフィット部３をスルーホール１４に圧入することで、２つの端子部２がＦＰＣ１１に形成された回路導体１３と圧接するように構成されている。

図１及び図２に示す本実施形態では、２つのプレスフィット接触部３ａにはそれぞれ突起部５が形成されている。突起部５は、スルーホール１４の側壁に形成されたメッキ１５に食い込むようにしてこれと接触しており、これにより良好な電気的接続を実現している。

すなわち、２つのプレスフィット接触部３ａに設けられた突起部５の先端部間の距離が、メッキ１５の内径よりも長くなるように形成されており、プレスフィット部３をスルーホール１４に圧入したとき、突起部５の先端部がメッキ１５に食い込むようにしている（図１）。突起部５をメッキ１５に食い込ませることで突起部５とメッキ１５との接触面積を大きくしており、これにより良好な電気的接続を実現することができる。

本実施形態のＦＰＣ接続端子１は、１枚の金属板をプレス成形して製造することができる。すなわち、直線状のプレスフィット部３の両端に端子部２を形成したものを、１枚の金属板をプレス成形することで形成し、プレスフィット連結部３ｂの両端に対応する位置で略直角に折り曲げてＦＰＣ接続端子１を形成することができる。本実施形態のＦＰＣ接続端子１は、上記の通り容易に製造することができ、製造コストの低減化を図ることができる。

本実施形態のＦＰＣ接続端子１を用いて、ＦＰＣ１１と基板１２とを接続した本発明のＦＰＣと基板との接続構造を以下に説明する。まず、ＦＰＣ接続端子１の端子部２は、ＦＰＣ１１に形成された回路導体１３を挟むようにＦＰＣ１１に挿入されている。また、プレスフィット部３は、基板１２に穿設されているスルーホール１４に圧入されている。プレスフィット部３がスルーホール１４に圧入されることで、２つの端子部２がお互いに近接しようとする力が生じ、この力で回路導体１３を圧接する構造としている。

上記の通り本実施形態のＦＰＣ接続端子１では、端子部２がプレスフィット接触部３ａの延長上に設けられていることから、プレスフィット部３をスルーホール１４に圧入することにより、端子部２を回路導体１３に圧接させることが可能となる。その結果、端子部２と回路導体１３との接触強度が保持される構造とすることができ、とくにスプリングバックによって２つの端子部２の間隔が広がるのを防止できる構造とすることができる。

２つの端子部２が回路導体１３を適切な強度で押圧するようにするために、２つの端子部２の間隔をプレスフィット連結部３ｂの長さより幅広にしてＦＰＣ１１に挿入させるのがよい。このようにすることで、プレスフィット部３をスルーホール１４に圧入したとき、２つの端子部２の間隔が狭まる方向に押される。その結果、２つの端子部２が回路導体１３を適切な強度で押圧するようにすることができる。

本発明の第二の実施形態に係るＦＰＣ接続端子の概略の構成を図３に示す。本実施形態のＦＰＣ接続端子２１は、２層目のＦＰＣ２３と基板２６とを接続するのに用いられるものである。図３では、ＦＰＣ接続端子１と２１を用いて、２枚のＦＰＣ２２，２３を１枚の基板２６に接続させる実施例を示しているが、同様にして３枚以上のＦＰＣを基板に接続させるようにすることも容易である。

図３に示す実施形態では、ＦＰＣ接続端子２１に設けられた２つの端子部２は、２枚のＦＰＣ２２，２３に挿入され、２層目のＦＰＣ２３と電気的に接続させるために、ＦＰＣ２３への挿入位置のみに接触子４を設けている。

本発明のＦＰＣ接続端子はハウジングを必要とせず、端子部２とプレスフィット部３とが直線状に連結されているため、ＦＰＣ接続端子を含め、接続構造を低背化することが容易となる。そのため、ＦＰＣと基板とを近接して接続することが可能となる。その結果、図３に示すように、ＦＰＣを２層以上重ねて基板に接続させることも容易になり、ＦＰＣ及び基板の設置スペースを小さくして低コスト化を図ることが可能となる

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るＦＰＣ接続端子及びその接続方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるＦＰＣ接続端子及びその接続方法の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

図１は、本発明の第一の実施の形態に係るＦＰＣ接続端子の概略の構成を示す断面図である。 図２は、第一の実施の形態に係るＦＰＣ接続端子の詳細断面図である。 図３は、本発明の第二の実施形態に係るＦＰＣ接続端子の概略の構成を示す断面図である。 図４は、従来のＦＰＣ接続コネクタの一例を示す断面図である。図４(ａ)はスルーホール接続方式を説明する図であり、図４(ｂ)はＳＭＴ（表面実装）接続方式を説明する図である。 図５は、ＦＰＣをＦＰＣ接続コネクタに挿入して固定する従来のＦＰＣ接続例を説明する図である。

符号の説明

１、２１、３１、３５・・・ＦＰＣ接続端子
２・・・端子部
３・・・プレスフィット部
３ａ・・・プレスフィット接触部
３ｂ・・・プレスフィット連結部
４・・・接触子
５・・・突起部
１１、２２、２３、３７・・・ＦＰＣ
１２、２６・・・基板
１３、２４、２５・・・回路導体
１４、２７、３３・・・スルーホール
１５・・・メッキ
３２・・母型基板
３４、３６・・・半田付け
３８・・・ハウジング
３９・・・固定部

Claims (5)

1. ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）に挿入され該ＦＰＣ内に形成された回路導体と電気的に接続される端子部と、基板に穿設されたスルーホールに圧入されて該スルーホールと電気的に接続するプレスフィット部とを備えて前記ＦＰＣと前記基板とを電気的に接続するＦＰＣ接続端子であって、
   前記プレスフィット部は、前記スルーホール側壁と接触する２つのプレスフィット接触部と、該２つのプレスフィット接触部の各々の一端を連結するプレスフィット連結部とから形成された略Ｕ字形状をなし、
   前記端子部は、前記２つのプレスフィット接触部の各々の他端から延長して形成され、
   前記２つの端子部の各々には、前記ＦＰＣ上に形成された回路導体の上面及び下面と接触させるための接触子がそれぞれ対向して設けられていることを特徴とするＦＰＣ接続端子。
2. 前記２つのプレスフィット接触部には、前記スルーホールと接触させるための突起部がそれぞれ形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＦＰＣ接続端子。
3. ＦＰＣと、該ＦＰＣにＦＰＣ接続端子を介して電気的に接続される基板とからなるＦＰＣと基板との接続構造であって、前記ＦＰＣ接続端子は、前記ＦＰＣに挿入され前記ＦＰＣ内に形成された回路導体と電気的に接続される端子部と、前記基板に穿設されたスルーホールに圧入されて該スルーホールと電気的に接続されるプレスフィット部とを備えて前記ＦＰＣと前記基板とを電気的に接続し、
   前記プレスフィット部は、前記スルーホール側壁と接触する２つのプレスフィット接触部と、該２つのプレスフィット接触部の各々の一端を連結するプレスフィット連結部とから形成された略Ｕ字形状をなし、
   前記端子部は、前記２つのプレスフィット接触部の各々の他端から延長して形成され、前記２つの端子部の各々には、前記ＦＰＣ上に形成された回路導体の上面及び下面と接触させるための接触子がそれぞれ対向して設けられており、
   前記２つの端子部が前記ＦＰＣ上に形成された回路導体を挟んで挿入され、前記プレスフィット部が前記基板のスルーホールに圧入されることで前記ＦＰＣと前記基板とが電気的に接続され、
   前記プレスフィット部が圧入されることにより前記２つの端子部が互いに近接する方向に力が作用される
   ことを特徴とするＦＰＣと基板との接続構造。
4. 前記スルーホールの側壁にはメッキが布設され、
   前記２つの突起部は、先端の間隔が前記メッキの内径よりも長くなるように形成されて前記メッキに食い込んでいる
   ことを特徴とする請求項３に記載のＦＰＣと基板との接続構造。
5. 前記２つの端子部は、２枚以上のＦＰＣに挿入され、電気的に接続させるＦＰＣへの挿入位置のみに前記接触子が設けられている
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＦＰＣと基板との接続構造。

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