JP5667490B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、導電性の端子部材を絶縁性のフィルム部材に保持させてなるコネクタに関する。

一般的なコネクタは、絶縁性のプラスチックからなるハウジングと、このハウジングに保持された導電性の端子部材とを含んでいる。ハウジングは、通常、金型を用いて成型することにより作られる。そのハウジングに対する端子部材の保持は、ハウジングを予め所定の形状に成形してからそのハウジングに端子を後付けする方法や、ハウジングを成形する際に端子部材をインサート射出成形などによりハウジング内に埋め込む方法により行われる。

しかし、上述したコネクタは、金型を用いてハウジングを成型するため、成型する際の材料の充填性が悪く、また、金型の加工が大変なため製作に時間がかかり、加工費が高価になっていた。

そこで近年では、ハウジングの機能を絶縁性のフィルム部材にもたせたコネクタが提案されている（特許文献１参照）。この種のコネクタは、特許文献１ではコンタクトシートと呼ばれている。そのコンタクトシートを、図１２を参照して説明する。

図１２のコンタクトシート１は、上部及び下部の接合シート２，３とそれらの間に介在する接着シート４とを用いて作られる（ａ）。上部及び下部の接合シート２，３はそれらの間に接着シート４を介して互いに接合される（ｂ）。上部の接合シート２は、フィルム部材から作られたベースシート２ａと、金属シートから作られた複数のコンタクト２ｂとからなる。各コンタクト２ｂは、その一部が、ベースシート２ａの下面に接着剤を介して接着されている。下部の接合シート３は、フィルム部材から作られたベースシート３ａと、金属シートから作られた複数のコンタクト３ｂとからなる。各コンタクト３ｂは、その一部が、ベースシート３ａの上面に接着剤を介して接着されている。なお、コンタクト２ｂ，３ｂはいずれも互いに離間配置されている。

図１２に示すコンタクトシート１は、ハウジングの機能をもつベースシート２ａ，３ａ部分がフィルム部材から作られるので、金型を用いて成型されたハウジングにおける各種の問題の解決に寄与するであろう。

特開２００４−２２１０５２号公報

しかしながら、図１２に示すコンタクトシート１は、コンタクト２ｂの一部、接着シート４、及びコンタクト３ｂの一部が、二枚のベースシート２ａ，３ａの間に積層状態で介在する構造であるため、厚み寸法の更なる低減が困難である。さらに、ベースシート２ａ，３ａとこれらに接着されたコンタクト２ｂ，３ｂの一部との間に接着剤が介在することになるので、これによってもコンタクトシート１の厚み寸法が増加してしまう。

また、ベースシート２ａ，３ａと接着シート４との間の一部にのみコンタクト２ｂ，３ｂが介在するので、ベースシート２ａ，３ａと接着シート４との間の他部には隙間が残る。この隙間は、コンタクト２ｂ，３ｂの姿勢の不安定化をもたらす虞がある。仮に、この隙間に接着剤が流れ込んで硬化したとしても、コンタクト２ｂ，３ｂの姿勢を安定に保つには不十分であろう。

それ故に本発明の課題は、厚み寸法の低減が容易に可能でかつ構造的に安定したコネクタ及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一態様によれば、絶縁性のベース部材と、前記ベース部材に間隔をおいて対向した絶縁性のカバー部材と、前記ベース部材の一部と前記カバー部材の一部との間に配置された導電性の端子部材と、前記ベース部材の他部と前記カバー部材の他部との間に配置された絶縁性の中間部材とを含み、前記中間部材は、所定形状に形成されかつ前記端子部材に重ならないように位置づけられ、前記ベース部材及び前記カバー部材の各々と前記中間部材とがレーザにより溶着固定され、これにより前記ベース部材と前記カバー部材との間に前記端子部材を保持固定したことを特徴とするコネクタが得られる。

本発明の他の態様によれば、第１のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のベース部材を形成するベース部材形成工程と、第２のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状の中間部材を形成する中間部材形成工程と、前記ベース部材と前記中間部材とをレーザにより固着させて一体化した１次部材を形成する１次部材形成工程と、金属シートをレーザ又はプレスにより加工して所定形状の端子部材を形成する端子部材形成工程と、第３のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のカバー部材を形成するカバー部材形成工程と、前記端子部材を前記１次部材の所定位置に配置した後、更に前記カバー部材を前記端子部材上の所定位置に配置する配置工程と、前記中間部材と前記カバー部材とをレーザにより溶着固定し、前記端子部材を前記ベース部材と前記カバー部材との間に保持固定させた２次部材を形成する２次部材形成工程と、前記２次部材を所定形状に加工してコネクタを形成するコネクタ形成工程とを含むことを特徴とするコネクタの製造方法が得られる。

本発明の上述した態様によると、厚み寸法の低減が容易に可能でかつ構造的に安定したコネクタ及びその製造方法を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係るコネクタの製造に使用されるベース部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１のベース部材に中間部材を固定してなる１次部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図２の１次部材に端子部材を組み合わせた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１のベース部材と協働して中間部材及び端子部材を覆うためのカバー部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図３の状態にあるものに対しさらに図４のカバー部材を組み合わせた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図５の状態における中間部材にカバー部材を固定してなる２次部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 第１の実施形態に係るコネクタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るコネクタの製造に使用されるベース部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１のベース部材に中間部材を固定してなる１次部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図９の１次部材に孔あけ加工を施した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 第２の実施形態に係るコネクタを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 従来技術のコンタクトシートを示し、（ａ）は接合前の状態の側面図、（ｂ）は接合後の状態の側面図である。

図１から図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係るコネクタについて、その製造方法を用いて説明する。

まず、第１のシート部材、第２のシート部材、及び第３のシート部材を用意する。第１のシート部材、第２のシート部材、及び第３のシート部材として、３枚とも絶縁性の同じプラスチック材料で作ったものを用いることが望ましいが、別々の材料で作ったものを用いることもできる。

第１のシート部材、第２のシート部材、及び第３のシート部材は、いずれも、熱可塑性のプラスチック（たとえば、ＬＣＰ、Ｎｙ，ＰＰＳ、ＰＢＴ系の樹脂）をシート状若しくはフィルム状に形成した樹脂フィルムが適当であろう。また厚み寸法を例示すると、第１のシート部材としては２５μｍ程度のもの、第２のシート部材としては１００μｍ〜１２０μｍのもの、第３のシート部材としては２５μｍ程度のものが適当であろう。特に、第１のシート部材及び第３のシート部材の各々は、６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し透過率２０％以上を有することが好ましい。また第２のシート部材は６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し吸収率５０％以上を有することが好ましい。

さらに金属シート部材を用意する。金属シート部材は導電性に優れた材料をシート状若しくはフィルム状に形成したものであることが望ましい。また金属シート部材の厚み寸法は、第２のシート部材よりも少し薄く、例えば８０μｍ程度が適当であろう。

次に、図１に示すように、第１のシート部材をレーザ又はプレス等により加工して所定形状のフィルム状のベース部材１１を形成する（ベース部材形成工程）。具体的には、ロール状の樹脂フィルムを連続してレーザ又はプレス加工等にて打ち抜くことによりベース部材１１を形成する。ベース部材１１は、一列に配置された４つの位置決め孔１１ａと、厚み方向に貫通した４つの大きな窓部１１ｂと、厚み方向に貫通した４つの小さな窓部１１ｃとを有している。大きな窓部１１ｂ及び小さな窓部１１ｃのペアは、位置決め孔１１ａの各々の側方に対応して形成されている。

また図２に示すように、第２のシート部材をレーザ又はプレス等により加工して、分割された複数の所定形状の絶縁性の中間部材１２を形成し（中間部材形成工程）、これらの中間部材１２をベース部材１１の一面に配置し、レーザ（波長が６００ｎｍ〜１２００ｎｍの光）によりベース部材１１と固着させ一体化して１次部材１３を形成する（１次部材形成工程）。各中間部材１２は、ベース部材１１の大きな窓部１１ｂから少し離れて位置している。レーザはベース部材１１の反対面側から照射されるとよい。このとき、レーザの一部はベース部材１１を透過して中間部材１２にも吸収される。したがって、ベース部材１１及び／又は中間部材１２が適度に溶かされてそれらの界面部分が溶着により一体化する。

さらに図３に示すように、金属シート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状の導電性の端子部材１４を一体に形成し（導電端子部材形成工程）、この端子部材１４を１次部材１３の所定位置に配置する。具体的には、端子部材１４をベース部材１１の一面、即ち、中間部材１２を配置した面に、中間部材１２に重ならないように配置する。

端子部材１４は、ベース部材１１の大きな窓部１１ｂにそれぞれ対応して配置される４つの片持ち梁状の接触部１４ａと、大きな窓部１１ｂに隣接しかつ接触部１４ａをそれぞれ囲んだ４つの枠部１４ｂと、ベース部材１１の小さな窓部１１ｃにそれぞれ対応して配置される４つの接続部１４ｃと、これらを一体化した結合部１４ｄとを有している。結合部１４ｄには、ベース部材１１の位置決め孔１１ａに対応する４つの位置決め孔１４ｅが形成される。各接触部１４ａは、ベース部材１１の一面から離れる方向に出っ張るように湾曲形成される。また各接続部１４ｃは、ベース部材１１の小さな窓部１１ｃを通ってベース部材１１の反対面から突出するように曲げ形成されている。

さらに図４に示すように、第３のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のフィルム状のカバー部材１５を形成する（カバー部材形成工程）。カバー部材１５は、図１に示すベース部材１１の大きな窓部１１ｂにそれぞれ対応する位置に対応した形状及び寸法をもつ開孔１５ａと、ベース部材１１の小さな窓部１１ｃにそれぞれ対応する位置に形成された切欠き部１５ｂとを有している。

なお、図４に示すカバー部材１５は、図１に示すベース部材１１の位置決め孔１１ａが形成されている部分の構成が無いものであるが、カバー部材１５はベース部材１１と同一形状の部材、あるいは同一の部材を用いても良い。

そして、図５に示すように、端子部材１４を配置してなる１次部材１３に対し、端子部材１４上の所定位置にカバー部材１５を配置する（配置工程）。このとき、端子部材１４の接触部１４ａはカバー部材１５の開孔１５ａを通って外部に突出する。なお、この状態では、中間部材１２が端子部材１４よりも少し厚く形成されたものであるため、端子部材１４とカバー部材１５との間にわずかな隙間Ｇ（たとえば、２０μｍ〜４０μｍ）が残っている。

しかる後に、図６に示すように、中間部材１２とカバー部材１５とをレーザ（波長が６００ｎｍ〜１２００ｎｍの光）により溶着固定し、これにより端子部材１４をベース部材１１とカバー部材１５との間に保持固定させた２次部材１６を形成する（２次部材形成工程）。レーザはカバー部材１５の外面側から照射されるとよい。このとき、レーザの一部はカバー部材１５を透過して中間部材１２にも吸収される。したがって、中間部材１２及び／又はカバー部材１５が適度に溶かされてそれらの界面部分が溶着により一体化する。また、中間部材１２により、ベース部材１１とカバー部材１５との間の様々な隙間を埋めることもできる。

最後に、カバー部材１５の外形寸法に合せて２次部材１６を所定形状に打ち抜く等の加工を行って、図７に示すコネクタを形成する（コネクタ形成工程）。

図１から図７を参照して説明したコネクタの製造方法によると、インサート射出成形を要することなく端子部材１４を固定することが出来る。したがって、成形金型が不要となり、設備費を安価にできる。また、インサート射出成形時の成形金型への材料の未充填やバリの発生がなくなるため、コネクタの品質を向上できる。ベース部材１１、中間部材１２、端子部材１４、及びカバー部材１５はいずれも、シート状の材料にレーザ加工やプレス加工などを適用することにより、容易に加工できるため、加工費を安価にでき、そしてコネクタの厚さを薄くすることができる。

以下に、図７に示すコネクタの構造を説明する。

図７のコネクタは、第１のシート部材からなる絶縁性のベースフィルム２１と、第３のシート部材からなり、ベースフィルム２１に間隔をおいて対向した絶縁性のカバーフィルム２２とを含んでいる。導電性の端子部材１４は、ベースフィルム２１の一部とカバーフィルム２２の一部との間に配置されている。絶縁性の中間部材１２は、ベースフィルム２１の他部とカバーフィルム２２の他部との間に配置されている。

中間部材１２は、所定形状に形成され、かつ、端子部材１４に重ならないように端子部材１４に隣接して配置されて端子部材１４を位置決めしている。ベースフィルム２１及びカバーフィルム２２の各々は、中間部材１２に対しレーザにより溶着固定されている。こうして、ベースフィルム２１とカバーフィルム２２との間の所定位置に端子部材１４を直接挟持によりしっかりと保持固定している。

カバーフィルム２２には開孔１５ａが残されている。端子部材１４の接触部１４ａは、その一部が、開孔１５ａを通ってカバーフィルム２２の外部に隆起し露出している。端子部材１４の接続部１４ｃは、その一部が、ベースフィルム２１の外部に突出している。

したがって、図７のコネクタは、回路基板（図示せず）にベースフィルム２１を対向させて端子部材１４の接続部１４ｃを回路基板に電気的に接続することができ、また、カバーフィルム２２に相手コネクタを対向させて端子部材１４の接触部１４ａに相手コネクタを電気的に接続することができる。

なお、ベースフィルム２１及びカバーフィルム２２はいずれも、６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し透過率２０％以上を有するものとなっていることはいうまでもない。

図７に示すコネクタは、ベースフィルム２１及びカバーフィルム２２の間に中間部材１２及び端子部材１４が積層されることなく並列に介在するので、厚み寸法の低減が容易に可能でかつ構造的に安定し、ベースフィルム２１及びカバーフィルム２２と中間部材１２との間の接着部分は、界面破壊が起こりにくくなる。

次に、図８から図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係るコネクタについて、その製造方法を用いて説明する。なお、図１から図７と同様な部分については、同じ参照符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、上述した第１のシート部材をレーザ又はプレス等により加工して所定形状のフィルム状のベース部材３１を形成する（ベース部材形成工程）。具体的には、ロール状の樹脂フィルムを連続してレーザ又はプレス加工等にて打ち抜くことによりベース部材３１を形成する。ベース部材３１は、一列に配置された４つの位置決め孔３１ａと、位置決め孔３１ａにそれぞれ対応した位置で厚み方向に貫通した４つの大きな窓部３１ｂとを有している。

また図９に示すように、上述した第２のシート部材をレーザ又はプレス等により加工して、一枚の所定形状の絶縁性の中間部材３２を形成し（中間部材形成工程）、この中間部材３２をベース部材３１の一面に配置し、レーザ（波長が６００ｎｍ〜１２００ｎｍの光）によりベース部材３１と固着させ一体化して１次部材３３を形成する（１次部材形成工程）。中間部材３２は、ベース部材３１の大きな窓部３１ｂから少し離れて延在するように配置されている。レーザはベース部材３１の反対面側から照射されるとよい。このとき、レーザの一部はベース部材３１を透過して中間部材３２にも吸収される。したがって、ベース部材３１及び／又は中間部材３２が適度に溶かされてそれらの界面部分が溶着により一体化する。

さらに、図１０に示すように、１次部材３３の位置決め孔３１ａと大きな窓部３１ｂとの間に、レーザ又はプレス等による打ち抜く等の加工を行って、小さな窓部３１ｃをそれぞれ形成する。

そして、図３から図５を用いて説明した第１の実施形態と同様に、端子部材１４及びカバー部材１５を１次部材３３に搭載し、一体化した後に打ち抜く等の加工を行って、図１１に示すコネクタを形成する。

図１１に示すコネクタと図７に示すコネクタとは、中間部材１２、３２が少し相違するのみで、他の部分においては実質的に同じである。したがって、図１１に示すコネクタについての説明は省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、また、上記実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、これらの付記は本発明の範囲を特定するものではない。

（付記１）
絶縁性のベースフィルムと、
前記ベースフィルムに間隔をおいて対向した絶縁性のカバーフィルムと、
前記ベースフィルムの一部と前記カバーフィルムの一部との間に配置された導電性の端子部材と、
前記ベースフィルムの他部と前記カバーフィルムの他部との間に配置された絶縁性の中間部材とを含み、
前記中間部材は所定形状に形成されかつ前記端子部材に重ならないように位置づけられ、
前記ベースフィルム及び前記カバーフィルムの各々と前記中間部材とがレーザにより溶着固定され、これにより前記ベースフィルムと前記カバーフィルムとの間に前記端子部材を保持固定した
ことを特徴とするコネクタ。

（付記２）
前記中間部材は前記端子部材に隣接して配置されて前記端子部材を位置決めし、かつ、前記ベースフィルム及び前記カバーフィルムは前記端子部材を直接挟持している、付記１に記載のコネクタ。

（付記３）
前記ベースフィルム及び前記カバーフィルムの少なくとも一方は厚み方向に貫通した窓部を有し、前記端子部材は前記窓部に対応した位置に接触部を有し、前記接触部は前記窓部を通して外部に露出している、付記１又は２に記載のコネクタ。

（付記４）
前記ベースフィルム及び前記カバーフィルムの少なくとも一方は厚み方向に貫通した切欠き部を有し、前記端子部材は前記切欠き部に対応した位置に接続部を有する、付記３に記載のコネクタ。

（付記５）
前記端子部材は、前記窓部に隣接しかつ前記接触部を囲んだ枠部を有する、付記３又は４に記載のコネクタ。

（付記６）
前記ベースフィルム及び前記カバーフィルムの少なくとも一方は、６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し透過率２０％以上を有する材料からなり、前記中間部材は、６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し吸収率５０％以上を有する材料からなる、付記１から５のいずれか一項に記載のコネクタ。

（付記７）
第１のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のフィルム状のベース部材を形成するベース部材形成工程と、
第２のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状の中間部材を形成する中間部材形成工程と、
前記ベース部材と前記中間部材とをレーザにより固着させて一体化した１次部材を形成する１次部材形成工程と、
金属シートをレーザ又はプレスにより加工して所定形状の端子部材を形成する端子部材形成工程と、
第３のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のフィルム状のカバー部材を形成するカバー部材形成工程と、
前記端子部材を前記１次部材の所定位置に配置した後、更に前記カバー部材を前記端子部材上の所定位置に配置する配置工程と、
前記中間部材と前記カバー部材とをレーザにより溶着固定し、前記端子部材を前記ベース部材と前記カバー部材との間に保持固定させた２次部材を形成する２次部材形成工程と、
前記２次部材を所定形状に加工してコネクタを形成するコネクタ形成工程と
を含むことを特徴とするコネクタの製造方法。

（付記８）
前記１次部材をレーザ又はプレスにより所定形状に加工する工程を更に含むことを特徴とする付記７に記載のコネクタの製造方法。

１ コンタクトシート
２,３ 接合シート
４ 接着シート
２ａ,３ａ ベースシート
２ｂ,３ｂ コンタクト
１１ ベース部材
１１ａ 位置決め孔
１１ｂ 大きな窓部（窓部）
１１ｃ 小さな窓部（切欠き部）
１２ 中間部材
１３ １次部材
１４ 端子部材
１４ａ 接触部
１４ｂ 枠部
１４ｃ 接続部
１４ｄ 結合部
１４ｅ 位置決め孔
１５ カバー部材
１５ａ 開孔（窓部）
１６ ２次部材
２１ ベースフィルム（ベース部材）
２２ カバーフィルム（カバー部材）
３１ ベース部材
３１ａ 位置決め孔
３１ｂ 大きな窓部（窓部）
３１ｃ 小さな窓部（切欠き部）
３２ 中間部材
３３ １次部材
Ｇ 隙間

Claims (8)

1. 絶縁性のベース部材と、
   前記ベース部材に間隔をおいて対向した絶縁性のカバー部材と、
   前記ベース部材の一部と前記カバー部材の一部との間に配置された導電性の端子部材と、
   前記ベース部材の他部と前記カバー部材の他部との間に配置された絶縁性の中間部材とを含み、
   前記中間部材は所定形状に形成されかつ前記端子部材に重ならないように位置づけられ、
   前記ベース部材及び前記カバー部材の各々と前記中間部材とがレーザにより溶着固定され、これにより前記ベース部材と前記カバー部材との間に前記端子部材を保持固定した
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記中間部材は前記端子部材に隣接して配置されて前記端子部材を位置決めし、かつ、前記ベース部材及び前記カバー部材は前記端子部材を直接挟持している、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記ベース部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は厚み方向に貫通した窓部を有し、前記端子部材は前記窓部に対応した位置に接触部を有し、前記接触部は前記窓部を通して外部に露出している、請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記ベース部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は厚み方向に貫通した切欠き部を有し、前記端子部材は前記切欠き部に対応した位置に接続部を有する、請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記端子部材は、前記窓部に隣接しかつ前記接触部を囲んだ枠部を有する、請求項３又は４に記載のコネクタ。
6. 前記ベース部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し透過率２０％以上を有する材料からなり、前記中間部材は、６００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長をもつ光に対し吸収率５０％以上を有する材料からなる、請求項１から５のいずれか一項に記載のコネクタ。
7. 第１のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のベース部材を形成するベース部材形成工程と、
   第２のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状の中間部材を形成する中間部材形成工程と、
   前記ベース部材と前記中間部材とをレーザにより固着させて一体化した１次部材を形成する１次部材形成工程と、
   金属シートをレーザ又はプレスにより加工して所定形状の端子部材を形成する端子部材形成工程と、
   第３のシート部材をレーザ又はプレスにより加工して所定形状のカバー部材を形成するカバー部材形成工程と、
   前記端子部材を前記１次部材の所定位置に配置した後、更に前記カバー部材を前記端子部材上の所定位置に配置する配置工程と、
   前記中間部材と前記カバー部材とをレーザにより溶着固定し、前記端子部材を前記ベース部材と前記カバー部材との間に保持固定させた２次部材を形成する２次部材形成工程と、
   前記２次部材を所定形状に加工してコネクタを形成するコネクタ形成工程と
   を含むことを特徴とするコネクタの製造方法。
8. 前記１次部材をレーザ又はプレスにより所定形状に加工する工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のコネクタの製造方法。

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