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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder für flexible
Leiterplatten.
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Aus
dem Stand der Technik ist ein elektrischer Verbinder dieser Bauart
aus
US 5, 904, 586 bekannt.
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Die
japanische Patentanmeldung Kokai No. 9-283235 offenbart einen weiteren
elektrischen Verbinder dieser Bauart.
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5 zeigt
den vorstehend genannten Verbinder mit einem Gehäuse 53 und wenigstens
einem ersten Anschluß 51 und
wenigstens einem zweiten Anschluß 52, die beide aus
einem Metallblechgestanzt sind und in Intervallen in einer ersten
Richtung senkrecht zur Bildebene getrennt sind. Der erste Anschluss 51 hat
einen Trägerarm 54,
einen Kontaktarm 55, einen Haltearm 56, und einen
Verbindungsfuß 57,
die von oben in dieser Reihenfolge vorgesehen sind. Der Trägerarm 54 ist
weit und fest ausgebildet und hat an seinem vorderen Ende einen
im wesentlichen kreisförmigen
Lagerabschnitt 54A. Der Kontaktarm 55 ist länglich und
flexibel ausgebildet und hat einen Kontaktabschnitt 55A.
Der Haltearm 56 hat einen Verbindungsvorsprung 56A.
Der Verbindungsfuß 57 erstreckt
sich durch das Gehäuse
zu einer Leiterplatte P. Der erste Anschluß 51 wird in einen ersten
Schlitz des Gehäuses 53 von
rechts eingeführt und
der Verbindungsabschnitt 56A verriegelt ihn dort.
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Der
zweite Anschluss 52 ist identisch mit dem ersten Anschluss 51 ausgebildet,
mit der Ausnahme, dass er keinen Haltearm 56 hat. Er wird
in das Gehäuse 53 von
links eingeführt,
und der Verbindungsfuß 58 erstreckt
sich nach links. Der erste und zweite Anschluss 51 und 52 werden
aufeinanderfolgend in gegenüberliegenden
Richtungen derart eingeführt,
dass die Kontaktabschnitte 55A und 59A von oben
gesehen zickzackartig angeordnet sind. Die Lagerabschnitte 54A des
Anschlusses 51 bilden eine Achse, die sich in einer ersten
Richtung erstreckt und ein Druckteil 60 rotierend trägt. Das
Druckteil 60 wird im Gegenuhrzeigersinn (F2) an einer konkaven Oberfläche 61 zu
einer geschlossenen Position gedreht, bei der ein Druckabschnitt 62 eine
flexible Leiterplatte 70 nach unten drückt. Die flexible Leiterplatte 70 hat
einen verstärkten
Abschnitt 71 und einen Kreisabschnitt 72, der
an der unteren Oberfläche
des verstärkten
Abschnitts 71 vorgesehen ist.
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Bei
der Verwendung wird das Druckelement 60 im Uhrzeigersinn
(F1) um den Lagerabschnitt 54A gedreht, um einen großen Raum
oberhalb der Kontaktarme 55 bereitzustellen, in den die
flexible Leiterplatte 70 von links derart eingesetzt wird,
dass die Schaltkreisabschnitte 72 an den Kontaktabschnitten 55A und 59A angeordnet
sind.
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Daraufhin
wird das Druckelement 60 im Gegenuhrzeigersinn (F2) in
die geschlossene Position gedreht, so dass die flexible Leiterplatte 70 von
dem Druckabschnitt 62 des Druckelements 60 nach
unten gedrückt
wird, und der Schaltkreisabschnitt 72 in Federkontakt mit
den Kontaktabschnitten 55A und 59A zur Bereitstellung
einer elektrischen Verbindung gebracht wird.
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Bei
der Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen ist es wünschenswert
einen Verbinder mit niedrigem Profil beziehungsweise schmaler Bauart
bereitzustellen.
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Derartige
Verbinder haben jedoch eine Vielzahl von Anschlüssen und das Druckelement ist
beträchtlich
breit, so dass wenn es in die geschlossene Position gebracht wird
eine Gegenkraft auf die Anschlüsse
wirkt und die Verbindung des Druckelements mit dem Lagerabschnitt
stört.
Um einer derartige Störung
vorzubeugen ist ein herkömmliches Druckelement
von beträchtlicher
Dicke ausgebildet, woraus ein großer und hoher Verbinder resultiert.
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Außerdem sind
die Kontaktabschnitte des ersten und zweiten Anschlusses in der
zweiten Richtung oder der horizontalen Richtung derart voneinander
getrennt, dass die flexible Leiterplatte wirksam gegen sowohl den
ersten als auch den zweiten Kontaktabschnitt gedrückt wird,
weshalb es wünschenswert
ist, den Lagerabschnitt mit beträchtlicher
Entfernung von den Kontaktabschnitten anzuordnen, woraus ein noch
dickeres Druckelement resultiert.
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Es
ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Niedrigprofilverbinder
mit einem flachen Druckelement bereitzustellen, der geeignet ist,
eine flexible Leiterplatte gegen voneinander beabstandete erste
und zweite Anschlüsse
wirksam nach unten zu drücken.
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Die
vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beispielhaft unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben;
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1(A)-1 bis 1(A)-3 Schnittansichten eines
ersten Anschlusses eines Verbinders nach einer ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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1(B)-1 bis 1(B)-3 Schnittansichten eines
zweiten Anschlusses des Verbinders;
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2(A)-1 bis 2(A)-3 Schnittansichten eines
ersten Anschisses eines Verbinders nach einer zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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2(B)-1 bis 2(B)-3 Schnittansichten eines
zweiten Anschlusses des Verbinders nach der zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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3(A)-1 bis 3(A)-3 Schnittansichten eines
ersten Anschlusses des Verbinders nach einer dritten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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3(B)-1 bis 3(B)-3 Schnittansichten eines
zweiten Anschlusses des Verbinders gemäß der dritten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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4(A)-1 bis 4(A)-3 Schnittansichten eines
ersten Anschlusses des Verbinders nach einer vierten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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4(B)-1 bis 4(B)-3 Schnittansichten eines
zweiten Anschlusses des Verbinders nach der vierten Ausführung der
vorliegenden Erfindung; und
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5 eine
Schnittansicht eines herkömmlichen
Verbinders.
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1(A)-1 bis 1(B)-3 zeigen
einen Verbinder nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung
mit ersten und zweiten Anschlüssen 10 und 20.
Der Verbinder umfasst ein Gehäuse 1 aus einem
isolierenden Material, das sich in einer ersten Richtung senkrecht
zur Bildebene erstreckt. Das Gehäuse 1 hat
erste und zweite Aufnahmeschlitze 2 und 3 zur
Aufnahme der ersten und zweiten Anschlüsse 10 und 20.
Die ersten und zweiten Aufnahmeschlitze 2 und 3 erstrecken
sich in jeweiligen Ebenen parallel zur Bildebene und sind aufeinanderfolgend
voneinander in einer ersten Richtung getrennt. Sie haben jeweils
Verbindungswände 2A und 3A zur
Verriegelung der ersten und zweiten Anschlüsse 10 und 20.
Sie kommunizieren miteinander an den oberen linken Ecken und bilden
eine Öffnung 4.
Die ersten und zweiten Anschlüsse 10 und 20 sind
aus einem Matallblechgestanzt, so dass ein oberer Arm 11 oder 21 und
ein unterer Arm 12 oder 22 bereitgestellt ist
und ein Verbindungsabschnitt 13 oder 23 zu deren
Verbindung bereitgestellt ist.
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1(A)-1 zeigt den ersten und zweiten Anschluss 10,
die von rechts in den ersten Aufnahmeschlitz 2 derart eingeführt sind,
dass ein Vorsprung 12 des unteren Arms 12 sich
mit der Verbindungswand 2A verbindet, um den ersten Anschluss 10 zu verriegeln.
Ein Verbindungsfuß 14 erstreckt
sich von den Verbindungsabschnitt 13 nach unten. Der obere Arm 11 ist
vertikal elastisch ausgebildet und hat einen Führungsfinger 11A in
der Öffnung 4 und
eine kreisförmige
Spitze zur Führung
eines Druckelements 30. Ein Kontaktabschnitt 12B ist
an der oberen Vorderkante des unteren Arms 12 vor dem Führungsfinger 11A vorgesehen.
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1(B)-1 zeigt den zweiten Anschluss 20, der
von links in den zweiten Aufnahmeschlitz 3 eingesetzt ist.
Ein Verbindungsabschnitt 24 erstreckt sich vom Boden des
Verbindungsabschnitts 23, so dass der Kopfabschnitt sich
mit der Verbindungswand 3A verbindet, um den zweiten Anschluss 20 zu
verriegeln.
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Zwischen
dem Verbindungsabschnitt 23 und dem Boden des Gehäuses 1 ist
ein Zwischenraum 25 vorgesehen.
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Der
obere Arm 21 erstreckt sich nach vorne und dann nach oben
und bildet einen geneigten Abschnitt 21A aus. Ähnlich wie
der obere Arm 11 ist dieser vertikal elastisch ausgebildet.
Aufgrund des Abstands 25 verbindet sich der Verbindungsabschnitt 24 mir
der Verbindungswand 3A mit einem geringen Spiel, und ist
in einem weiten Bereich flexibel und erreicht den unteren Arm 22.
Ein Kontaktabschnitt 22A ist an der oberen Kante des unteren
Arms 22 unterhalb des geneigten Abschnitts 21A vorgesehen
und von dem Kontaktabschnitt 12B des ersten Anschlusses 10 beabstandet.
Er ist gegenüber
einem gebogenen Abschnitt 21B des oberen Arms 21 vorgesehen, um
einen schmalen Anstand zwischen dem oberen und unteren Arm 21 und 22 auszubilden.
Eine Ausnehmung 27 an dem linken Abschnitt des unteren Arms 22 verbindet
das Gehäuse 1,
um den zweiten Anschluss 20 zu verriegeln und einen Verbindungsfuß 26 zu
bilden.
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Das
Druckelement 30 ist an der Öffnung 4 vorgesehen,
an der der erste und zweite Anschluss 20 und 30 aufeinanderfolgend
angeordnet sind. Ähnlich
wie das Gehäuse 1 ist
das Druckelement aus einem isolierendem Material ausgebildet und
wird von den Führungsfinger 11A und
dem geneigten Abschnitt 21A des oberen Arms 11 und 21 jeweils
zur Rotation getragen. Das Druckelement hat erste und zweite Schlitze 31 und 32 an
Positionen, die mit den ersten und zweiten Anschlüssen 10 und 20 korrespondieren.
Der ersten Schlitz 31 für
den ersten Anschluss 10 ist U-förmig ausgebildet, um einen
ersten Lagerabschnitt 31A bereitzustellen, der von dem Führungsfinger 11A zur
Rotation getragen wird. Der zweite Schlitz 32 des zweiten
Anschlusses 30 hat einen zweiten Lagerabschnitt 32A,
der zylindrisch ausgebildet ist und Kontakt mit dem geneigten Abschnitt 21A des
oberen Arms 21 hat.
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Auf
diese Weise sind der erste und zweite Lagerabschnitt 32A und 32A des
Druckelements 30 in Kontakt mit der unteren Kante des Führungsfingers 11A und
der oberen Kante des geneigten Abschnitts 21A jeweils des
ersten und zweiten Anschlusses 10 und 20 zur Bereitstellung
von Rotation. Das Druckelement 30 hat eine Druckkante 33 an
einer derartigen Position, dass der Abstand zwischen der Druckkante 33 und
dem Rotationszentrum größer ist
als der Anstand zwischen dem Rotationszentrum und der Kontaktfläche ist,
die in Kontakt mit einer flexiblen Leiterplatte ist.
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Nachfolgend
wird die Verwendung des Verbinders beschrieben.
- (1)
Der Verbinder wird an einer nicht gezeigten Leiterplatte angeordnet,
und die Verbindungsfüße 14 und 26 des
ersten und zweiten Anschlusses 10 und 20 werden
mit jeweiligen Leiterbahnen verlötet.
- (2) Daraufhin wird das Druckteil 30 in die geöffnete Position
gebracht (1(A)-1 und 1(B)-1).
- (3) Daraufhin wird eine flexible Leiterplatte P in die Öffnung 4 derart
eingesetzt, dass die Leiterbahnen an der unteren Oberfläche der
flexiblen Leiterplatte P an Positionen oberhalb der Kontaktabschnitte 12B und 22A jeweils
des ersten und zweiten Anschusses 10 und 20 gebracht
sind.
- (4) Daraufhin wird wie in 1(A)-2 und 1(B)-2 dargestellt ist das Druckelement 30 im Gegenuhrzeigersinn über den
ersten und zweiten Lagerabschnitt 31A und 32A in
Kontakt mit dem Führungsfinger 11A und
dem geneigten Abschnitt 21A jeweils des ersten und zweiten
Anschlusses 10 und 20 gedreht. D.h., das Druckelement 30 wird
zur Rotation getragen und geführt
zwischen der unteren und oberen Kante jeweils des ersten und zweiten
Anschlusses 10 und 20. Wo der Führungsfinger 11A und
der geneigte Anschnitt 21A von dem ersten und zweiten Führungsabschnitt 31A und 32A Druck
aufnehmen, werden der obere Arm 11 und 21 gebogen,
so dass sich der Rotationsmittelpunkt verschiebt. Wenn das Druckelement 30 die
flexible Leiterplatte P an dem Druckabschnitt 33 gegen
den Kontaktabschnitt 12B nach unten drückt empfängt es eine Gegenkraft an dem
ersten Drehabschnitt 31A von dem Führungsfinger 11A des
ersten Anschlusses 10, was dazu führt, dass das Rotationszentrum
herabgesenkt wird. Dies führt
dazu, dass der untere Arm 21 des zweiten Anschlusses 20 von
dem zweiten Führungsabschnitt 32A an
dem geneigten Abschnitt 21A nach unten gedrückt wird. Demzufolge
drückt
der obere Arm 21 die flexible Leiterplatte P gegen den
Kontaktabschnitt 22A an dem gebogenen Abschnitt 21B mit
einer hohen Kontaktkraft nach unten.
- (5) Unter diesen Bedingungen wird das Druckelement 30 weiter
in die geschlossene Position gedreht (1(A)-3 und 1(B)-3), wo die flexible Leiterplatte P in Kontakt
mit den Kontaktabschnitten 12B und 22A des ersten
und zweiten Anschlusses 10 und 20 unter hinreichender
Kontaktkraft gehalten wird.
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Da
die flexible Leiterplatte zwischen dem oberen Arm 11 und 21 des
ersten und zweiten Anschlusses 10 und 20 gehalten
wird fällt
das Druckelement 30 nicht aus dem Gehäuse 1 heraus, selbst wenn
es dünn
und flexibel ausgebildet ist. Dies führt dazu, dass der Verbinder
dünn und
mit niedrigem Profil hergestellt werden kann.
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2(A)-1 bis 2(B)-3,
zeigen eine zweite Ausführung
der vorliegenden Erfindung, bei der der Schutz des Druckelements 30 vor
dem Herauslösen
aus dem Gehäuse 1 verbessert
ist. Der erste Lagerabschnitt 34 der zweiten Ausführung unterscheidet
sich von der ersten Ausführung.
Der zweite Lagerabschnitt 35 sieht anders aus als bei der
ersten Ausführung
und wirkt aber im wesentlichen nicht anders als bei der ersten Ausführung.
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2(A)-1 zeigen den ersten Lagerabschnitt 34 mit
einem geneigten Abschnitt 34A, der derart ausgebildet ist,
dass wenn das Druckelement 30 an der geschlossenen Position
(2(A)-3) ist, dann ist der geneigte
Abschnitt 34A in Kontakt mit dem Fingerabschnitt 11A an
einem Kontaktpunkt 36 und zwar mit der kürzesten
Distanz zwischen dem Rotationszentrum und dem Kontaktpunkt 36.
Selbst wenn daher eine externe Kraft auf das Druckelement 30 wirkt,
hält auf
diese Weise ein Rückstelldrehmoment
das Druckelement 30 in der stabilen geschlossenen Position
und schützt
so das Druckelement 30 sich in Richtung der offenen Position
zu drehen und aus dem Gehäuse
herauszutreten.
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3(A)-1 bis 3(B)-3 zeigen
die eine dritte Ausführung
der vorliegenden Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
wenn das Druckelement 30 an der geöffneten Position ist die flexible
Leiterplatte mit geringen Widerstand eingeführt oder entfernt werden kann,
d.h. mit geringer oder keiner Ein/Entfernungs- kraft.
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3(A)-1 zeigt den ersten Lagerabschnitt 34 und
den oberen Arm 11 eines ersten Anschlusses 10,
die wie in 2(A)-1 dargestellt ausgebildet
ist. Der zweite Lagerabschnitt 32A entspricht dem Lagerabschnitt
von 1(B)-1 mit der Ausnahme, dass der
obere Arm 20 an seinem vorderen Ende einen gebogenen Verbindungsabschnitt 27 hat.
Das Druckelement 30 hat ein Paar Nockenabschnitte 37 an
gegenüberliegenden
Enden zwischen denen weder ein erster noch ein zweiter Lagerabschnitt 34 und 32A ist.
Die Nockenabschnitte 37 werden von Trägerflächen 1A des Gehäuses 1 getragen
und haben einen Nockenradius zwischen dem Drehmittelpunkt und der
Nockenoberfläche,
der bei der geöffneten
Position am größten ist
(3(A)-1 und 3(B)-1) und bei der geschlossenen Position am
kleinsten ist (3(A)-3 und 3(B)-3). Wenn demzufolge das Druckelement 30 an
der geöffneten
Position ist, dann werden die oberen Arme 11 und 21 des
ersten und zweiten Anschlusses 10 und 20 von dem
ersten und zweiten Lagerabschnitt 34 und 32A nach
oben gebogen und von den unteren Armen 12 und 22 entfernt, so
dass eine Einführung/Herausnahme
mit geringer oder mit keiner Kraft bereitgestellt ist. Wenn das Druckelement 30 in
dem Zustand von 3(A)-2 und 3(B)-2 in die geschlossene Position gebracht wird,
dann wird der Nockenradius am kleinsten, so dass die Rückstellkraft
des oberen Arms 11 und 21 die flexible Leiterplatte
in Kontakt mit den Kontaktabschnitten 12B und 22A unter
einem vorbestimmten Druck bringt. D.h., dass selbst wenn das Druckelement 30 dünn ausgebildet
es möglich
ist, den Kontaktdruck über
die Kontaktabschnitte 12B und 22A, die von dem
Druckelement 30 beabstandet sind, sicherzustellen.
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4(A)-1 bis 4(B)-3 zeigen
die vierte Ausführung
der vorliegenden Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
nur Anschlüsse
einer Bauart verwendet werden, was sich von den Anschlüssen zweiter
Bauarten bei den vorstehend beschrieben Ausführungen unterscheidet.
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Das
Druckelement 30 hat zwei Arten von Lagerabschnitten. Ein
Lagerabschnitt entspricht dem zweiten Lagerabschnitt 35 von 2(B)-1. 4(B)-1 zeigt
den zweiten Lagerabschnitt 35, der sich von der linken
seitlichen Wand des Druckelements 30 bei der geöffneten
Position nach rechts erstreckt. 4(A)-1 zeigt
den anderen oder ersten Lagerabschnitt 28, der sich von
der rechten seitlichen Wand des Druckelements 30 an der
geöffneten
Position nach links erstreckt. Das Druckelement 30 wird von
ober an den ersten Lagerabschnitt 28 getragen und von unten
an den zweiten Lagerabschnitt 35 getragen und stellt auf
diese Weise die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung bereit.
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Bei
den vorstehend geschrieben Ausführungen
der vorliegenden Erfindung ist die gedrückte Leiterplatte in horizontaler
Richtung vorgesehen, wobei wenn die gedrückte Leiterplatte in vertikaler
Richtung vorgesehen ist, dann wird die vertikale Richtung der vorstehenden
Ausführungen
die horizontale Richtung. Die Verbindungsschaltkreise können an
gegenüberliegenden
Oberflächen
einer flexiblen Leiterplatte vorgesehen sein, und die gebogenen
Abschnitte 21B von 1(B)-1 können als
Kontaktabschnitte ausgebildet sein.
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Wie
vorstehend geschrieben wird erfindungsgemäß der Lagerabschnitt des Druckelements zwischen
den oberen Armen des ersten und zweiten Anschlusses bei der geschlossenen
Position derart gehalten, so dass es möglich ist das dünne Druckelement
davor zu schützen
von Gegenkräften
von den Anschlüssen
getrennt zu werden, wodurch es möglich
ist einen Verbinder mit geringem Profil bereit zu stellen. Wenn
der erste Anschluss über
das Druckelement die flexiblen Leiterplatte gegen den zweiten Anschluss
drückt,
ist es möglich
die flexible Leiterplatte gegen beide voreinander beabstandete Kontaktabschnitte
zu drücken,
ohne die Mächtigkeit
() des Druckelements zu erhöhen.