説明

接続構造体

【課題】フレキシブル配線板等の接続信頼性を維持しつつ、薄型化,小型化が可能な接続構造体を提供する。
【解決手段】接続構造体は、配線12が形成されたリジッドプリント配線板10と、配線22が形成されたフレキシブルプリント配線板20と、ガイド部材25と、弾性部材30が付設された押圧部材27と、リジッド基板10に連結された枠部材15とを備えている。枠部材15をガイド部材25が挿通して、フレキシブルプリント配線板20等を案内し、各係合部15a,27aが係合して、接続構造体が組み立てられる。このとき、弾性部材30を介して押圧部材27により、配線22が配線12に密着するように付勢され、これにより、配線12と配線22とが導通状態になる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、携帯電話等の各種電気機器に用いられる配線同士、特にフレキシブル配線板を他の配線板に接続するための接続構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、特に携帯電話等の小型軽量電気機器には、フィルム状配線体、いわゆるフレキシブル配線板が配置されることが多い。フレキシブル配線板は、携帯電話などの開閉機構や回転機構を有する機器中の電気的接続を行うために、極めて便利なものであることから、近年使用頻度が高まっている。フレキシブル配線板は、可撓性に富む反面、剛体構造のリジッド配線板とは異なり、コネクタの挿入口に挿入する際の挿入力を大きくすることは困難である。そこで、フレキシブル配線板を他の配線板に接続する接続構造体(コネクタ)として、無挿入力コネクタ(ZIF:Zero Interpose Force)が汎用されている(特許文献1,2参照)。
【0003】
図6(a),(b)は、一般的なZIF構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。同図に示すように、リジッドプリント配線板において、配線101が形成された剛体構造のリジッド基板100の上にZIFコネクタ110が配置されている。フレキシブルプリント配線板においては、フレキシブル基板200の上に配線201が形成されている。ZIFコネクタ110には、配線101に各々接続される金属ワイヤ状の複数の接触子103が設けられている。接触子103は、側方から見てコ字状に設けられおり、そのうち上側先端部は、鈎状となっている。接続を行う際には、フレキシブルプリント配線板は、ZIFコネクタ110の接触子103のコ字状開口部に、ほとんど無挿入力で挿入される。そして、接触子103と配線201とを接触させた状態でロック部105を軸106の回りに回動させて、接触子103の鈎状の上側先端部をフレキシブル基板200に食い込ませるように押圧することで、配線同士の接続が完了する。ロック部105は、その先端部が最下方まで移動したときにZIFコネクタ110の側方に延びる両腕部によって係止される。
【0004】
上記ZIFコネクタ110の作動により、フレキシブル基板200上の配線201と、マザーボードであるリジッド基板100上の配線101とが電気的に接続された状態となる。そして、接触子103とフレキシブル基板200上の配線201との接続状態が保持されるように、フレキシブルプリント配線板が把持された状態になる。特許文献1,2には、ロック部105や接触子103の各種構造が開示されている。
【0005】
【特許文献1】特公平6−65090号公報
【特許文献2】特公平7−24230号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかるに、最近のように、携帯電話等の各種電気機器類の小型化の進展に伴い、ZIFコネクタの薄型化,小型化が求められると、上記ZIFコネクタ110における電気的な接続の信頼性を維持することが困難となってきている。
【0007】
すなわち、ワイヤ状の接触子103や、接触子103を支持する部分の厚みや幅寸法を、形状を設定状態に保つための機械的強度を保ちつつ、低減すること自体に限界がある。
【0008】
また、ZIFコネクタ110や接触子103などの厚みや幅寸法を低減すると、上記ZIFコネクタ110の接触子103によるフレキシブルプリント配線板の把持力を十分高く維持することが困難である。反面、この把持力を十分高く維持して接続の信頼性を確保しようとすると、ZIFコネクタ100の薄型化,小型化が困難である。たとえば、配線101,201の幅が0.1mm程度で、挟ピッチ化によって配線間の隙間が0.1mm程度になると、接触子103の幅もそれに対応させる必要が生じるが、その場合には、把持力が弱くなって、フレキシブルプリント配線板が非常に外れやすい。
【0009】
上述のような不具合は、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との接続だけでなく、フレキシブルプリント配線板同士の接続においても生じており、かつ、各種フレキシブル配線板についても生じうる。
【0010】
本発明の目的は、フレキシブル配線板と他の配線板との電気的接続を保持するための接続構造体として、薄型化,小型化が可能で、かつ、接続の信頼性を維持することが可能な構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の接続構造体は、フレキシブル配線板等である2つの配線体のうち一方の配線体の背面から弾性部材を挟んで一方の配線体を押圧しつつ、枠部材に係合する押圧部材を設けたものである。
【0012】
これにより、弾性部材の弾性力と、押圧部材−枠部材間の嵌合による押圧力とによって、第1の配線と第2の配線との導通状態が確保される。すなわち、従来のZIFコネクタに存在していた,配線の数に対応した数の金属ワイヤからなる接触子が不要になり、かつ、ZIFコネクタにおける,接触子を支持する部分も不要になる。したがって、各部の機械的強度を高く保ちつつ、接続構造体全体の厚みや幅寸法を低減することが可能であり、薄型化,小型化の進展に対応することができる。
【0013】
第2の配線体に、枠部材を縦方向に挿通可能なガイド部材を取り付けることにより、第1の配線と第2の配線との接続位置を対応させつつ、第2の配線体の先端部を枠部材内に格納することが可能になる。
【0014】
押圧部材と弾性部材とが、二色成形により一体的に設けられていることにより、製造コストの低減を図りつつ、位置決めを正確にかつ容易にすることができる。
【0015】
枠部材または押圧部材に、係合解除機構をさらに設けることにより、脱着自在の接続構造体が得られる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の接続構造体によると、従来のZIFコネクタのようなワイヤ状の接触子ではなく、枠部材と押圧部材とを用い、貫通電極を有する弾性部材を挟んで配線体同士を押圧する構造としたので、薄型化,小型化の進展に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
−接続構造体全体の構造−
図1は、本発明の実施の形態に係る接続構造体の接続前の構造を示す断面図である。図1に示すように、接続構造体は、リジッド基板11上に配線12(第1の配線)が形成された第1の配線体であるリジッドプリント配線板10と、フレキシブル基板21上に配線22(第2の配線)が形成された第2の配線体であるフレキシブルプリント配線板20と、フレキシブル基板21の裏面に貼り付けられたガイド部材25と、剛性の高い樹脂からなる押圧部材27と、ゴム等の弾性材料からなる弾性部材30とを備えている。リジッド基板11には、枠部材15が接着剤等により連結されている。
【0018】
図2は、リジッドプリント配線板10の平面図である。リジッド基板11に連結された枠部材15は、ほぼコ字状の平面形状を有している。また、配線12は、リジッド基板11上を延びて、外部機器に接続されており、その先端部が枠部材15によって三方を囲まれている。そして、図1に示すガイド部材25は、矩形リング状であり、その外周が枠部材15が囲む空間の平面的大きさよりもごくわずかだけ小さく、ガイド部材25が枠部材15を縦方向に挿通可能な構造となっている。ただし、枠部材15の内周およびガイド部材25の外周の平面形状は、矩形に限定されるものではなく、円形,多角形など任意の形状が可能である。
【0019】
リジッド基板11としては、ガラスエポキシ板に限らず、紙フェノール板,紙エポキシ板,フッ素樹脂板,アルミナ板等が用いられる。配線12の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。フレキシブル基板21としては、ポリイミド板に限らず、ポリエステル板(低温使用),ガラスエポキシ板(薄板)等が用いられる。配線22の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。
【0020】
押圧部材27は、比較的剛性の高い樹脂によって構成されている。また、弾性部材30は、熱可塑性エラストマーによって構成されている。弾性部材30には、各配線22(12)の位置に対応した凸部30aが設けられていて、フレキシブルプリント配線板20の配線22をリジッドプリント配線板10の配線12側に押圧するように構成されている。また、本実施の形態では、押圧部材27と弾性部材30とは、共通の金型を用いた二色成形(ダブルモールド)によって、一体的に形成されている。ただし、両者を個別に成形して接着剤によって貼り付けてもよい。ガイド部材25は、矩形リング状であり、リング内におけるフレキシブル基板21の弾性を保持するように設けられている。ガイド部材の材質は、硬質樹脂でもよいし、金属またはセラミックスでもよい。
【0021】
本実施の形態に係る押圧部材27の中央部の好ましい厚みは0.2mm〜0.3mmであり、弾性部材30のベース部分の好ましい厚みは0.1mm〜0.2mmであり、弾性部材30の凸部30aの好ましい厚みは0.05mm〜0.1mmであり、ガイド部材25の好ましい厚みは0.15mm〜0.3mmである。
【0022】
図3は、本実施の形態の接続構造体の組立方法を説明するための斜視図である。同図に示すように、ガイド部材25が貼り付けられたフレキシブルプリント配線板20の上方から、弾性部材30が付設された押圧板27をかぶせる。そして、ガイド部材25によって枠部材15で囲まれる空間に、フレキシブルプリント配線板20を導入する。このとき、ガイド部材25が枠部材15を挿通して、フレキシブルプリント配線板20等の導入を案内する。そして、最終的に、第1の配線12に第2の配線22が接触した状態で、押圧板27の下部が枠部材15の内側面に係合して、接続構造体が組み立てられる。
【0023】
図4は、実施の形態に係る接続構造体の組立状態を示す断面図である。同図の拡大詳示図に示すように、枠部材15には溝状の係合部15aが形成されており、押圧部材27には、突起状の係合部27aが形成されていて、両係合部15a,27aが互いに係合することにより、フレキシブルプリント配線板20が外れるのを防いでいる。そして、押圧部材27に付設された弾性部材30は、矩形リング状のガイド部材25を挿通して直接フレキシブル基板21の背面に接触している。このとき、弾性部材30の凸部が配線22に対向する部位に接触しており、リジッド基板11上の配線12と、フレキシブル基板20上の配線22とは、強く密着し合って、確実な導通状態が得られる。
【0024】
本実施の形態によると、フレキシブルプリント配線板20の背面から弾性部材30を押し当てた状態で、押圧部材27により、フレキシブルプリント配線板20をリジッドプリント配線板10に押圧することにより、配線12,22の電気的接続を行うようにしたので、薄型化,小型化に容易に対応することができる。すなわち、接触子を支持する部分が不要となり、板状の弾性部材30の厚み,貫通電極36の径,間隔などの寸法は、0.1mm以下まで小さくしても十分高い強度が得られる。そして、押圧部材27によってフレキシブルプリント配線板20等を押圧する力と、弾性部材30の弾性力とによって、配線22に配線12に密着する方向の付勢力を作用させるので、配線12と配線22との表面に凹凸があっても、配線12と配線22との間の接触を確保することができる。したがって、接触不良を確実に抑制することができる。また、弾性部材30の弾性変形によって、フレキシブルプリント配線板に対する把持力も向上する。したがって、接続構造体による電気的接続の信頼性がさらに向上する。
【0025】
しかも、押圧部材27を枠部材15に係合させるだけの簡単な操作で、接続構造体を組み立てることができ、かつ、組立状態から、押圧部材27を上方に移動させることで、係合状態を容易に解除できるので、取り外しも容易である。
【0026】
また、フレキシブルプリント配線板20にガイド部材25が付設されているので、フレキシブルプリント配線板20の先端部を枠部材15で囲まれる空間内に導入することが容易となり、かつフレキシブルプリント配線板20の配線22の位置とリジッドプリント配線板10の配線12との位置合わせが容易となる。枠部材15が囲む空間の幅とフレキシブルプリント配線20の幅とを一致させることにより、ガイド部材25を省略することも可能である。ただし、ガイド部材25が付設されていることにより、柔軟性に富むフレキシブルプリント配線板20の先端部の強度が補強されるので、組み立て作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【0027】
多孔質樹脂の中でも、多孔質PTFEは、特に強度や耐熱性が大きく、繰り返し加重による弾性の劣化もほとんどないことから、長期間使用しても弾性の劣化による把持力の低下を防止することができる。
【0028】
(変形例)
図5は、実施の形態の変形例における係合部及び係合解除機構を示す部分断面図である。この変形例においては、図4に示すリジッドプリント配線板10,フレキシブルプリント配線板20,弾性部材30およびガイド部材25を備えている。そして、図4の構造とは異なる点は、枠部材15の係合部15aが、上部がテーパ状で下部がほぼ垂直な内壁を有する突起構造を有しており、押圧部材27の係合部27aが、ほぼ垂直な板バネ27bの下端部に設けられた鈎状構造を有している点である。そして、組立時には、押圧部材27の係合部27aの先端のテーパ面と枠部材15の係合部15aのテーパ面とが当接して、押圧部材27が枠部材15内に円滑に導入され、鈎状の係合部27aが枠部材15の係合部15aの下端面に係合することで、押圧部材27の脱落、つまりフレキシブルプリント配線板20の脱落が確実に防止される。
【0029】
一方、枠部材15の係合部15には、横方向に貫通するピン穴15bが形成されており、ピン穴15bの内方側開口部は押圧部材27の板バネ27bの位置に対応している。そして、接続構造体が組立てられた状態で、ピン穴15bにピンを差し込むことにより、枠部材15の係合部15aと枠部材27の係合部27aとの係合状態が解除される。つまり、ピン穴15bと、板バネ27bとにより係合解除機構が構成されている。
【0030】
本変形例によると、図5に示すような係合解除機構を有することにより、接続構造体の組立ておよび分解、言い換えると、フレキシブルプリント配線板29の脱着を容易、迅速に行うことができる。
【0031】
(他の実施の形態)
上記実施の形態では、弾性部材30として、熱可塑性エラストマーを用いたが、本発明の弾性部材の材料は、これに限定されるものではない。たとえば、多孔質樹脂や各種ゴムを用いてもよい。
【0032】
一方、上記実施の形態のごとく、弾性部材30を熱可塑性エラストマーによって構成し、押圧部材27と二色成形(ダブルモールド)により一体的に構成することにより、製造コストの削減と、組み立て作業の容易・迅速化を図ることができる。
【0033】
上記実施の形態では、第1の配線体としてリジッドプリント配線板(略称PCB)を用い、第2の配線体としてフレキシブルプリント配線板(略称FPC)を用いた例について説明したが、本発明の第1の配線体は、リジッドプリント配線板10に限らず、フレキシブルプリント配線板であってもよい。また、フレキシブルプリント配線板であっても、フレキシブルフラットケーブル(FFC)と呼ばれるものがあり、これら各種配線基板同士の接続に用いることができる。ただし、一方は、フレキシブルプリント配線板であることが望ましい。リジッドプリント配線板同士の電気的接続を行う場合には、本発明よりも簡素な構造を採りうるからである。
【0034】
また、本発明の係合部の構造は、上記実施の形態やその変形例の係合部15a,27aの構造に限定されるものではなく、周知の各種機構を用いて、枠部材15と押圧部材27との嵌合状態を維持するものであればよい。
【0035】
また、本発明の係合解除機構は、変形例における係合解除機構に限定されるものではなく、周知の係合解除機構を用いることができる。
【0036】
また、本発明の枠部材の構造は、実施の形態の枠部材15の構造に限定されるものではない。枠部材15の平面形状がコ字状である必要はなく、フレキシブルプリント配線板20の先端部および両側面を規定する機能を有していればよい。
【0037】
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明は、携帯電話などの電気機器に搭載されるフレキシブル配線板と他の配線板との配線間の電気接続を行うコネクタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】実施の形態に係る接続構造体の接続前の構造を示す断面図である。
【図2】実施の形態に係るリジッドプリント配線板の平面図である。
【図3】実施の形態の接続構造体の組立方法を説明するための斜視図である。
【図4】実施の形態に係る接続構造体の組立状態を示す断面図である。
【図5】実施の形態の変形例における係合部及び解除機構を示す部分断面図である。
【図6】(a),(b)は、一般的なZIF構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。
【符号の説明】
【0040】
10 リジッドプリント配線板
11 リジッド基板
12 配線
15 枠部材
15a 係合部
15b ピン穴
20 フレキシブルプリント配線板
21 フレキシブル基板
22 配線
25 ガイド部材
27 押圧部材
27a 係合部
27b 板バネ
30 弾性部材
30a 凸部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の配線が形成された第1の配線体と、
前記第1の配線体における前記第1の配線の先端部周辺に設けられた枠部材と、
前記第1の配線に接続される第2の配線が形成された第2の配線体と、
前記第2の配線体の前記第2の配線と対向する側に配置された押圧部材と、
前記押圧部材と前記第2の配線体との間に介在する弾性部材と備え、
前記押圧部材は、前記第1の配線と第2の配線とを接触させるように、前記第2の配線体および弾性部材を第1の配線体に押圧して枠部材に係合する、接続構造体。
【請求項2】
請求項1記載の接続構造体において、
前記第2の配線体の先端部には、前記枠部材を縦方向に挿通可能なガイド部材が取り付けられている、接続構造体。
【請求項3】
請求項1または2記載の接続構造体において、
前記押圧部材と弾性部材とは、二色成形により一体的に設けられている、接続構造体。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の接続構造体において、
前記枠部材または前記押圧部材には、前記枠部材と前記押圧部材との係合を解除させるための係合解除機構が設けられている、接続構造体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−218816(P2008−218816A)
【公開日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−55953(P2007−55953)
【出願日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】(500400216)住友電工プリントサーキット株式会社 (197)
【Fターム(参考)】