JP4368237B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明はフレキシブル・フラット・ケーブル（以下、ＦＦＣ）若しくはフレキシブル・プリント・サーキットボード（以下、ＦＰＣ）用の電気コネクタに関する。

図７はＦＦＣあるいはＦＰＣを挿入した状態の従来のコネクタの正面図、図８は図７のＣ−Ｃに沿った断面図である。
この従来の電気コネクタは、ハウジング１と、その接続面よりハウジング内部に向かって形成された端子装着空間に固定、支持された端子のコンタクトビーム２を備え、ハウジング１には前記コンタクトビーム２の各々が交差、接触しない様に分離壁９が設けられている。５は端子の固定部である。

この分離壁９の高さは、ＦＦＣ，ＦＰＣのベース３の厚さより大きい隙間が端子装着空間の内壁１７との間に確保される寸法に設定され、前記コンタクトビーム２と前記端子装着空間の内壁１７の間に、ＦＦＣ若しくはＦＰＣのベース３を挿入可能に構成され、端子の前記コンタクトビーム２とＦＦＣ若しくはＦＰＣの導電パッド４の電気的接続ができるように構成されている。このような電気コネクタは、（特許文献１）などに記載されている。
特開平８−２７３７７２号公報

従来の電気コネクタにおいては、分離壁９の高さが低いため、ＦＦＣ，ＦＰＣのベース３との間に空隙１４が生じて隣接する接点８がお互いに見える関係にあった。そのため、隣接する接点８より空隙１４を通ってお互いにウィスカー１５が成長し接触した場合、端子間の短絡を引き起こすという課題を有している。

昨今の環境問題に対応するため、電気部品の無鉛化が導入されているが、安価で汎用性のあるスズメッキを使用した場合には、ウィスカーが生じ易く隣接端子や箔が短絡することが知られている。特に、電気コネクタのように応力が常に加わっている装置では、応力が加わる接点において長さ１００〜２００μｍというウィスカー１５の著しい成長が観察されており、電気コネクタおよびＦＦＣ，ＦＰＣ表面メッキの無鉛化の動きを妨げている。

従って、従来の構成の電気コネクタでは、無鉛化のためにスズメッキを使用した場合、コンタクトビーム２とＦＦＣ，ＦＰＣのベース３との接点８でウィスカーが成長し、隣接するコンタクトビーム２の間の前記空隙に向かって成長して接触することで、電気回路の短絡を起こすという問題がある。

また、この短絡を防ぐために、端子の表面にウィスカーの発生しない金メッキを使う場合もあり、この場合には電気コネクタの価格が高価になるという問題がある。
本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、スズメッキなどの無鉛化メッキのＦＦＣやＦＰＣを保持する際に常時加わっている応力によってウィスカーが成長しても隣接するコンタクトプレート間の短絡が起きない電気コネクタを提供することを目的としている。

本発明の請求項１記載の電気コネクタは、幅方向に細長い絶縁性のハウジングに、フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ），フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の接続端部を挿入できる接続孔を形成し、前記接続孔より前記ハウジング内部に向かって形成された端子装着空間に装着された複数の端子を備え、隣接する前記端子が接触しないよう前記端子間に分離壁を有する電気コネクタにおいて、前記分離壁は、基端が先端よりも厚く、前記基端から前記先端へ向かうに連れて薄くなり、その方向に平行な断面形状が三角形状をした伸長分離壁を有し、前記伸長分離壁の先端と前記ハウジング内壁との間隔を、前記フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ），フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）のベース厚みより小さく設定したことを特徴とし、ＦＦＣ，ＦＰＣが挿入された場合にＦＦＣ，ＦＰＣの導電パット間に位置する絶縁部と伸長分離壁を密着させ、各端子およびＦＦＣ，ＦＰＣの導電パッドが周囲を閉塞された空間に存在するように構成できる。

すなわち本態様によれば、コンタクトビームとＦＦＣ，ＦＰＣの接点を中心としてＦＦＣ，ＦＰＣの挿入方向で前後にそれぞれ２００μ以上のＦＦＣ，ＦＰＣ絶縁部と密着した伸長分離壁を有することで、接点よりウィスカーが成長しても隣接するコンタクトビームとの短絡は起きない利点がある。

また本態様によれば、前記分離壁は、基端が先端よりも厚く、前記基端から前記先端へ向かうに連れて薄くなり、その方向に平行な断面形状が三角形状をした伸長分離壁を有し、フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ），フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の導電パット間に位置する絶縁部の幅が狭くても導電パットに乗り上げること無く絶縁部のみと密着する利点がある。

さらに前記分離壁は、樹脂成形で作られることの多い分離壁の射出成形時における溶融樹脂の流れ込みにも良好であり、流れ込み不良による分離壁の形状不完全が生じない利点がある。

本発明の請求項２記載の電気コネクタは、請求項１において、前記分離壁は、少なくとも前記フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）、フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の素材より硬度の高い素材で成形したことを特徴とし、ＦＦＣ，ＦＰＣを電気コネクタに挿入した状態で伸長分離壁の先端がＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部に食込み、絶縁部を塑性変形あるいは弾性変形させることで、分離壁と絶縁部の密着性をより確実なものとできる。

本発明の請求項３記載の電気コネクタは、請求項１において、前記分離壁は、少なくとも前記フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）、フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の素材より硬度の低い素材で形成したことを特徴とし、ＦＦＣ，ＦＰＣを電気コネクタに挿入した状態で分離壁の先端が押し潰され塑性変形あるいは弾性変形することで、ＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部と分離壁の密着性をより確実なものにできる。

本発明の請求項４記載の電気コネクタは、請求項２および請求項３において、前記分離壁は、前記ハウジングとは異なる絶縁性の部材で形成したことを特徴とし、ハウジング部にはハウジング本来の機能を優先した材料を使い、分離壁にはＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部と硬度差を付与した密着性を優先した材料を使えるものである。

本発明の請求項１の発明では、電気コネクタにＦＦＣ，ＦＰＣが挿入された場合、ＦＦＣ，ＦＰＣの導電パットと端子先端が接する接点周囲が、伸長分離壁とＦＦＣ，ＦＰＣベースの密着により閉塞された空間となることで、この閉塞された空間が接点を中心としてＦＦＣ，ＦＰＣの挿入方向で前後にそれぞれ２００μ以上の密着した分離壁を有することで、接点よりウィスカーが成長しても隣接するコンタクトビームあるいは接点との短絡は起きない効果がある。そのため、端子およびＦＦＣ，ＦＰＣの表面メッキに安価に無鉛化可能なスズメッキを使用できる利点がある。

また、本発明の請求項１記載の発明では、分離壁が、基端が先端よりも厚く、前記基端から前記先端へ向かうに連れて薄くなり、その方向に平行な断面形状が三角形状をした伸長分離壁を有することで、ＦＦＣ，ＦＰＣの導電パット間の絶縁部の幅が狭い小型の電気コネクタでも伸長分離壁が確実に絶縁部のみと当接するという効果を持つと共に成形を行ない易いという効果を持つ。

本発明の請求項２および請求項３の発明は、伸長分離壁の材料をＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部材料より硬くあるいは軟らかくすることで、ＦＦＣ，ＦＰＣを電気コネクタに挿入した状態で伸長分離壁の先端がＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部に食込み、あるいは伸長分離壁自身が弾性的、塑性的に変形することで、伸長分離壁の寸法が変形量より小さい量でばらついても絶縁部との密着を維持できる。

以下、本発明の各実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１と図２は本発明の（実施の形態１）の電気コネクタを示している。

図１は正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
この電気コネクタは、幅方向に細長い直方体ブロックとして樹脂成形する絶縁性のハウジング１と、ハウジング１に固定部５でそれぞれ複数個装着された端子１０で構成されている。端子１０は無鉛半田などで回路基板（図示せず）と接合する接合部１３を有している。

ハウジング１は絶縁性の樹脂を箱型に成形してなるもので、上面に接続孔としての開口部１６とそこから内部に伸びる壁部１７および隣り合う端子１０がお互いに交錯して当接しない様に分離する分離壁９により内部空洞１８が形成され、端子１０は開口部１６の近傍にて曲率を持って概略１８０°曲げられ弾性を有するコンタクトビーム２を有し、その弾性によって接点８は壁部１７と当接する様配置されている。

前記端子１０は主として弾性を有する銅合金で形成され、その表面は半田との親和性を持ち錆を防ぐために、また無鉛化への環境問題に対応すべくスズメッキを施されたものである。

ハウジング１と一体で成形された分離壁９は、基端を先端よりも厚く、内部空洞１８中央に向かって徐々に薄肉となって伸長し断面が三角形状をした伸長分離壁６を有している。

伸長分離壁６の先端部７と前記壁部１７の距離ｔは、図３のＦＣＣ，ＦＰＣベース３の厚さｔ１より若干小さく構成されている。
本構成の電気コネクタに挿入されるＦＦＣあるいはＦＰＣは、図３に示すように絶縁性の樹脂であるポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、酢酸ビニルなどを素材とし、厚さｔ１に均一延展されたベース３上に、銅箔あるいは薄い銅板で形成され表面にスズメッキされた無鉛化仕様の導電パッド４を固着して作られる。

本構成の電気コネクタに前記ＦＦＣ，ＦＰＣを挿入した状態を正面から見た状態を図４に示す。図５は図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示したものである。
ハウジング１の開口部１６より底面１２の方向に挿入されるＦＦＣ，ＦＰＣベース３は、挿入と同時に弾性を持つコンタクトビーム２の押し圧力で押され、ＦＦＣ，ＦＰＣベース３上に形成された導電パット４と接点８で当接しつつハウジング１の壁部１７との間であらかじめ定められた圧力を受けながら内部空洞１８を底面１２の方向に進行し、底面１２近傍の所定の位置で挿入を停止する。

接点８はＦＦＣ，ＦＰＣベース３が電気コネクタから抜けるのを防ぎ、導電パット４を介して回路基板との電気的な導通を行なう。
また同様に挿入時には、ＦＦＣ，ＦＰＣベース３より硬い材料で作られたハウジング１と一体の伸長分離壁６が、ＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部１１に当接するとともにＦＦＣ．ＦＰＣベース３を塑性変形あるいは弾性変形させながら挿入が進行し前記所定の位置にＦＦＣ，ＦＰＣベース３が到達した後も伸長分離壁６がＦＦＣ，ＦＰＣベース３に食込んだ状態を維持する。

従って、ＦＦＣ，ＦＰＣベース３の絶縁部１１は図４で示すように伸長分離壁６を包むように盛り上がり、密着性を保つ。図５の断面図によれば、ＦＦＣ，ＦＰＣベース３と伸長分離壁６の密着は、接点８を中心にＦＦＣ，ＦＰＣの挿入方向に前後０．２ｍｍ以上維持されることから接点８はＦＦＣ，ＦＰＣの進行方向以外の四方を絶縁性の樹脂でできた壁で囲まれるように構成されている。このため接点８よりウィスカー１５がこれまでの観測上最大と考えられている２００μｍ（＝０．２ｍｍ）に成長した場合でも、隣接する端子間での短絡を防ぐことが出来る。

なお、前記伸長分離壁６の断面が三角形状を成すのは、ＦＦＣ，ＦＰＣのベース３への食込みを容易にするだけでなく、ハウジング１の小型化、薄型化に伴い端子間１０の間隔が小さくなった電気コネクタにおいて、ＦＦＣ，ＦＰＣの絶縁部１１の幅が狭くても、伸長分離壁６が導電パット４に乗り上げること無く絶縁部１１のみと密着するのを容易にするためである。さらに、この伸長分離壁６の断面が三角形状を成すのは、樹脂成形の方法で作製される伸長分離壁の先端７の薄肉部にも溶融樹脂の流れ込みを容易にし、形状不完全を生じないためである。

（実施の形態２）
図６は本発明の（実施の形態２）の電気コネクタを示し、（実施の形態１）と同一の箇所については同一の符号を付けて説明する。

この（実施の形態２）は、ハウジング１と一体で成形される伸長分離壁６の材料をＦＦＣ，ＦＰＣベース３より軟らかい材料で作るところが（実施の形態１）とは異なる。
この構成によると、ＦＦＣ，ＦＰＣを電気コネクタに挿入する際、ＦＦＣ，ＦＰＣベース３の表面によって、軟らかい伸長分離壁６の先端部７が弾性変形あるいは塑性変形してＦＦＣ，ＦＰＣベース３の絶縁部１１に密着するため、ＦＦＣ，ＦＰＣの挿入完了後は接点８を中心にＦＦＣ，ＦＰＣの挿入方向に前後０．２ｍｍ以上の密着が維持され、接点８はＦＦＣ，ＦＰＣの進行方向以外の四方を絶縁性の樹脂でできた壁で囲まれるように構成される。

従って、（実施の形態１）と同様に接点８より成長するウィスカー１５による隣接端子どうしの短絡を防止できるという効果が得られる。
なお、伸長分離壁６の断面が三角形状を成すことで、ＦＦＣ，ＦＰＣのベース３との当接で伸長分離壁の先端７が容易に変形するものである。

なお、上記の各実施の形態において、伸長分離壁６とハウジング１は一体で形成しているが、ハウジング１としての複数の端子１０を保持しＦＦＣ，ＦＰＣの導電パッド４との電気的な導通を維持する本来の機能を重視した場合には、伸長分離壁６を一体ではなくそれぞれ独立した部材で作り接合する方法が考えられる。すなわちハウジング１は公知である電気コネクタ本来の機能に適した材料で作製し、伸長分離壁６にＦＦＣ，ＦＰＣベース３より硬い絶縁性の樹脂を使う、あるいは軟らかい絶縁性の樹脂を使うことで、電気コネクタの性能を変えることなくウィスカー１５による隣接端子の短絡を防ぐことができる。

本発明の電気コネクタによれば、端子とＦＦＣあるいはＦＰＣの導電パットとの接点よりウィスカーが成長しても隣接する端子あるいは接点との短絡は起きない効果を有するので、端子およびＦＦＣ，ＦＰＣの表面メッキに安価なスズメッキを使用でき、産業界の無鉛化の促進に寄与できるものである。

本発明の（実施の形態１）の正面図 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図 ＦＦＣあるいはＦＰＣの外観斜視図 同実施の形態でＦＦＣが挿入された状態の正面図 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図 本発明の（実施の形態２）でＦＦＣが挿入された状態の正面図 従来の電気コネクタにＦＦＣが挿入された状態の正面図 図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図

符号の説明

１ ハウジング
２ コンタクトビーム（端子）
３ ＦＦＣあるいはＦＰＣのベース
４ 導電パット
５ 固定部
６ 伸長分離壁
７ 伸長分離壁の先端
８ 接点
９ 分離壁
１０ 端子
１１ 絶縁部
１２ 底面
１３ 接合部
１４ 空隙
１５ ウィスカー
１６ 開口部
１７ 壁部
１８ 内部空洞
ｔ 伸長分離壁と壁面の距離
ｔ１ ＦＦＣあるいはＦＰＣの絶縁部の厚さ

Claims (4)

1. 幅方向に細長い絶縁性のハウジングに、フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ），フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の接続端部を挿入できる接続孔を形成し、前記接続孔より前記ハウジング内部に向かって形成された端子装着空間に装着された複数の端子を備え、隣接する前記端子が接触しないよう前記端子間に分離壁を有する電気コネクタにおいて、
   前記分離壁は、基端が先端よりも厚く、前記基端から前記先端へ向かうに連れて薄くなり、その方向に平行な断面形状が三角形状をした伸長分離壁を有し、
   前記伸長分離壁の先端と前記ハウジング内壁との間隔を、前記フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ），フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）のベース厚みより小さく設定した電気コネクタ。
2. 前記分離壁は、少なくとも前記フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）、フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の素材より硬度の高い素材で成形した請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記分離壁は、少なくとも前記フレキシブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）、フレキシブル・プリント・サーキットボード（ＦＰＣ）の素材より硬度の低い素材で形成した請求項１に記載の電気コネクタ。
4. 前記分離壁は、前記ハウジングとは異なる絶縁性の部材で形成した請求項２または３に記載の電気コネクタ。

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