JP2005196996A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、電子機器のより軽薄短小化のニーズに応えるべく、フレキシブル基板と接触子との確実な電気的接続と薄型化とが可能なコネクタを提供しようとするものである。
【解決手段】 複数の接触子１１を収納すると共に、開口部１２を有するハウジング１０と、アクチュエータ３０と、ハウジング１０の一部を覆う金属カバー２０とを備え、該金属カバー２０は、一端が該金属カバー２０に連なり他端が自由端であるスプリング部２８を有することにより、フレキシブル基板２と接触子１１との確実な電気的接続が可能なコネクタ１を提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、ＦＰＣ、ＦＦＣなどのフレキシブル基板用の無挿抜力式コネクタに関する。

フレキシブル基板の回路基板への接続には、種々の形式のコネクタが使われており、その中の一つ、無挿抜力式（ＺＩＦタイプ）のコネクタは、極めて広く利用されている。

従来のコネクタとしては、例えば、図８に示す様に、接触子１０１を収納し、開口部１０２を有するハウジング１００と、接触子１０１と一体に形成された回転軸部１０１ｂにより回転可能に支持されるアクチュエータ３００とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この様なコネクタに於いては、アクチュエータ３００が二点鎖線で示す位置にあって開口部１０２を大きく開放したアンロック状態で矢印Ｗ方向からフレキシブル基板５００を開口部１０２に挿入し、続いてアクチュエータ３００をロック位置に回転させることで、アクチュエータ３００の押圧部３０１でフレキシブル基板５００を接触子１０１の接触部１０１ａに圧接し、フレキシブル基板５００と接触子１０１とを電気的に接続する。

この例では、回転軸部１０１ｂと接触部１０１ａとが一つの接触子１０１から二股状に分岐形成されており、両者の間でフレキシブル基板５００とアクチュエータ３００の押圧部３０１とを挟持する構造となっている。
実用新案登録第２５８００７４号公報（第００１７段落乃至第００２１段落、図３乃至図５）

上記のようなコネクタに於いては、ＺＩＦとして必要なクリアランスがあってフレキシブル基板５００の挿入に全く抵抗が無いので、フレキシブル基板５００がコネクタの長手方向にずれて挿入されたり、開口部１０２の最も奥に突き当てて挿入したつもりであっても、アクチュエータ３００をロック状態に回転させる際にそれが緩み、フレキシブル基板５００の挿入が浅くなるなど、フレキシブル基板５００と接触子１０１との電気的接続が損なわれかねないと言う問題点があった。特に、コネクタの高密度化（単位長さ当たりの接触子数の増加）が進み、長手方向に相隣接して植設される接触子１０１の間隔がいよいよ狭められて行く現状に鑑みると、この問題は深刻なものである。

また、各種電子機器の高性能化と軽薄短小化へのニーズは止まる所を知らず、いよいよ多機能化・高密度化・小型・軽量・薄型・短型化への要求は強まり、これに伴ってコネクタの小型・薄型・短型化と多極化が同時に迫られている。

しかしながら、前述した様な従来のコネクタでは市場のニーズに応えるだけの薄型化が難しかった。その理由の一つとして、上記コネクタを構成する部材の数と夫々の部材の設計的限界厚さによる制限が挙げられる。

即ち、従来のコネクタに於いては、コネクタの厚さ方向に、底板部１０３、接触部１０１ａ、フレキシブル基板５００、押圧部３０１、回転軸部１０１ｂ、上板部１０４の少なくとも６つの異なる役割を担う部材が必要で、これら部材の厚さを合計した厚さを持つ。

そこで、コネクタを薄型化する為に、上記部材の夫々の低背化が試みられる（但し、フレキシブル基板５００の厚さは規格で定められており、コネクタの薄型化に於ける設計的自由度はない）が、低背化は剛性の低下を伴う為、使用に耐え得る最低限の厚さは確保せざるを得ない。

特に、この様なタイプのコネクタに於いては、アクチュエータ３００の回転時、その押圧部３０１がフレキシブル基板５００と回転軸部１０１ｂとの間に強引に入り込もうとする為、その際に梃子の支点となる回転軸部１０１ｂは、大きな力を受ける。

しかしながら、従来のコネクタに於いては、回転軸部１０１ｂはリン青銅等のそれ程剛性の高くない導電性金属から成る為、アクチュエータ３００の回転に伴って生ずる応力に耐え得る強度を持たせる為には相当の厚さを確保する必要があった。

同様に、アクチュエータ３００の回転による応力は、合成樹脂等の強度の低い絶縁材料から成るハウジング１００にも伝えられる為、回転軸部１０１ｂや接触部１０１ａの上下を覆うハウジング１００の底板部１０３や上板部１０４にも相当の厚さを持たせなければならなかった。

従って、従来のコネクタの全体の厚さは、例えば、厚さ０．３ｍｍのフレキシブル基板を使用する為には、ＺＩＦとしての必要クリアランスも含めて２ｍｍ近くなり、市場のニーズに応え難いものであった。

本発明は、この様な点に鑑みて成されたものであって、その目的の一つは、フレキシブル基板と接触子との確実な電気的接続とが可能なコネクタを提供することである。また、さらに別の目的は、電子機器のより軽薄短小化のニーズに応えるべく、薄型化が可能なコネクタを提供することである。

上記の目的を達成する為、本発明では、複数の接触子を収納すると共に、開口部を有するハウジングと、アクチュエータと、前記ハウジングの一部を覆う金属カバーと、を備え、前記金属カバーは、一端が該金属カバーに連なり他端が自由端であるスプリング部を有するコネクタとする。これにより、フレキシブル基板と接触子との確実な電気的接続が可能なコネクタの提供が可能になる。

また、前記スプリング部は、前記開口部に挿入されるフレキシブル基板に接し得るようにすれば、フレキシブル基板と接触子とのより確実な電気的接続が可能なコネクタの提供が可能になる。

また、前記金属カバーは、前記アクチュエータが前記開口部に挿入されるフレキシブル基板を前記接触子に圧接する際に、該アクチュエータの回動の梃子の支点となる支点部を有するようにすれば、薄型化が可能なコネクタを提供できる。

また、前記ハウジングは相隣接する前記接触子の間に堤部を有し、フレキシブル基板が前記開口部に挿入されていないアンロック状態に於いて、前記接触子又は前記堤部と前記スプリング部との距離が該フレキシブル基板の厚さよりも僅かに小さくなるようにすれば、フレキシブル基板と接触子との電気的接続がより確実に達成される。

以下、本発明の一実施形態について説明する。図１及び図２に示す様に、コネクタ１は、リン青銅等の導電性金属から成る複数の接触子１１を収納し、フレキシブル基板２を迎え入れる開口部１２を有し、合成樹脂等の絶縁性材料から成るハウジング１０と、ハウジング１０の開口部１２と反対側、即ち後方の一部を覆うようにその上方に配設され、鋼板等の材料から成る金属カバー２０とを備えるコネクタ本体と、金属カバー２０の前方に位置し、コネクタ本体に対して回動可能に支持され、合成樹脂等の絶縁性材料から成るアクチュエータ３０とを備える。接触子１１は、ハウジング１０の堤部１７を挟んで長手方向に複数形成される接触子溝１４に植え込まれている。

開口部１２は、アクチュエータ３０によって開閉される。図１に示すアンロック状態に於いて大きく開かれた開口部１２には、導電部を下面２ａ（図６、図７参照）にのみ有するタイプのフレキシブル基板２が、矢印Ｘの方向から挿入される。

図１のアンロック状態から図２のロック状態へのアクチュエータ３０の回動により、フレキシブル基板２は接触子１１に圧接され、両者は電気的に接続される。

図２及び図３に示す様に、金属カバー２０は、ハウジング１０前方のアクチュエータ３０が位置する部位を除きハウジング１０を覆う天井部２７、天井部２７の長手方向両端付近に一端が連なり、他端が自由端である左右一対のスプリング部２８、天井部２７から適度に窪み長手方向に延びる凹部２６、ハウジング１０の長手方向端部近傍を抱きかかえるように配され、金属カバー２０とハウジング１０とを合体させる左右一対の舌片状の抱持部２１、天井部２７から長手方向外側に延び出し、適度な曲率で略直角に下方に屈曲し、図示しない回路基板に固定される左右一対の固定部２２、金属カバー２０の前方先端付近に該金属カバー２０を貫通する貫通孔として形成され、アクチュエータ３０の回動時に係合突起部３３を受け入れる係合受部（係合貫通孔）２４、係合受部２４の前方に位置し、アクチュエータ３０がその回動に伴ってフレキシブル基板２を接触子１１（図１参照）に押圧する際に、その梃子の支点となる支点部２５、アクチュエータ３０の被ロック部３２と協働して、アクチュエータ３０をコネクタ本体に対してロック位置で固定するロック部２３などを備えている。

図２及び図４に示す様に、アクチュエータ３０は、その回動時に係合受部２４と係合する係合突起部３３、金属カバー２０のロック部２３に掛合する位置及び形状で設けられる被ロック部３２、ハウジング１０の長手方向両端に形成される軸受部１３（図１参照）に対応する枢軸部３１、支点部２５との干渉を回避する為に厚さを減じた逃げ部３５などを備え、枢軸部３１回りに回動して開口部１２を開閉し、且つその押圧部３４でフレキシブル基板２を接触子１１（図１参照）に押し付け、電気的接続を図ることができる。

図５に示す様に、前記スプリング部２８は先端部２８ａと基端部２８ｂとで構成され、基端部２８ｂは天井部２７に連なりつつ下方に傾斜して先端部２８ａを連結しており、また、先端部２８ａはその前方が自由端である。先端部２８ａの一部は湾曲して下腕部１１ｂ又は堤部１７方向（図６及び図７参照）に突出している。スプリング部２８は、その先端が固定されず、自由に変位できるため、小さな上向きの力を受けるだけで、金属カバー２０の弾性に基づき、容易に上方に撓む。スプリング部２８は、プレス成形などにより、天井部２７の一部に上方から見て略コの字形の切り込みを入れ、残される舌片を下方に変形させ、全体としてスプーン状に形成される。

図６及び図７に示す様に、接触子１１は、その基部１１ｅを接触子溝１４に圧入されることで植え込まれ、そのテール部１１ｄを図示せぬ回路基板に半田付けされている。下腕部１１ｂは、基部１１ｅから開口部１２方向にやや上方に傾斜しながら長く延び出し、その先端付近にはフレキシブル基板下面２ａの導電部と接する為の接触部１１ａを有している。接触部１１ａは、下腕部１１ｂや堤部１７よりも上方に位置している。接触部１１ａを有しない上腕部１１ｃは、下腕部１１ｂに比べて短く、基部１１ｅから前方に僅かに延びているのみである。

ハウジング１０は、相隣接する接触子１１の間に堤部１７を有する。堤部１７は、開口部１２の奥（コネクタ１の後方、基部１１ｅ側）に位置する奥堤部１７ａと、この前方に連なり、接触部１１ａ側に位置する前提部１７ｂとを有する。奥堤部１７ａは、前提部１７ｂよりも僅かに上方に位置して形成されている。

金属カバー２０の天井部２７は、ハウジング１０後方の中板部１６を覆うのみならず、更に接触部１１ａの上方辺りまで延びてハウジング１０後方のほぼ半分を覆っている。支点部２５は、接触部１１ａの上方に位置している。

スプリング部２８の先端部２８ａ（特に前記湾曲した部分）は、下腕部１１ｂ又は堤部１７（特に奥堤部１７ａ）に対面するように、これらの上方に位置し、アンロック状態でアクチュエータ３０の係合突起部３３や押圧部３４よりも僅かに下方に位置する。

アクチュエータ３０は、金属カバー２０の前方に位置し、図１に示す如く枢軸部３１によってハウジング１０の軸受部１３に回動可能に支持されている。

図６に示すアンロック状態に於いて、接触部１１ａは自由状態にあって最も高い位置にあり、アクチュエータ３０は最も厚さの小さい部位（係合突起部３３）を接触部１１ａに対向させているので、ここにはフレキシブル基板２の厚さよりも大きな隙間が確保されている。従って、矢印Ｘ方向から開口部１２を介して挿入されるフレキシブル基板２は、挿入抵抗ゼロでその隙間を通過することができる。

この状態に於いては、下腕部１１ｂ又は堤部１７（特に奥堤部１７ａ）とスプリング部２８（特に先端部２８ａの前記湾曲した部分）との距離は、フレキシブル基板２の厚さよりも僅かに（例えば０．０２乃至０．０８ｍｍ程度）小さくなっている。

従って、挿入されたフレキシブル基板２を開口部１２の奥に進めて行くと、その先端はスプリング部２８の先端部２８ａに接触する。更にフレキシブル基板２を奥に押し込もうとすると、フレキシブル基板２はその進行方向を僅かに下方に変更させられながら下腕部１１ｂ又は堤部１７とスプリング部２８との隙間を縫って進まんとし、スプリング部２８を上方に押し上げて変位させ、その隙間に入り込むことになる。この結果、フレキシブル基板２は、下腕部１１ｂ又は堤部１７とスプリング部２８と接して擦られながら挿入され、この際、フレキシブル基板２を挿入する作業者は、フレキシブル基板２の挿入抵抗を体感することができる。

そして、そこから更にフレキシブル基板２を奥に押し進めると、その先端は奥壁部１８に当接し、それ以上の進行を止められる。この時、作業者は、フレキシブル基板２の奥壁部１８への当接を以って完璧な挿入を実感することができる。

また、フレキシブル基板２が下腕部１１ｂ又は堤部１７とスプリング部２８との間に挟持されることにより、フレキシブル基板２のコネクタ１長手方向のずれが防止され、且つその抜け防止効果も得ることができる。

フレキシブル基板２の挿入に続き、アクチュエータ３０をアンロック状態から図７に示すロック状態まで回動させようとすると、枢軸部３１が軸受部１３（図１参照）に沿って回動し、アクチュエータ３０は、押圧部３４によってフレキシブル基板２を下方に変位させ、接触部１１ａに押し付ける。

これと同期して、アクチュエータ３０の係合突起部３３は、金属カバー２０の係合受部２４に進入し、両者の係合を完成させ、アクチュエータ３０のコネクタ１からの離脱が防止される。

金属カバー２０のロック部２３とアクチュエータ３０の被ロック部３２とは、掛合に際してクリック感を醸し、作業者をしてフレキシブル基板２のコネクタ１への連結完了を体感できる。

本実施形態のコネクタ１に於いて、ハウジング１０の一部を覆う金属カバー２０に設けられるスプリング部２８は、プレス成形によって極めて簡単に金属カバー２０と一体成形でき、特別な加圧工程を要せず、しかもそれ自身がスプリング機能（弾性力）を有し、下腕部１１ｂ又は堤部１７との間でフレキシブル基板２に挿入抵抗を与え、或いは挟持でき、ずれを防止し、更に抜け防止機能も備える。

また、金属カバー２０が支点部２５を兼備することで、図８に示す従来のコネクタの回転軸部１０１ｂを省くことができ、図７に示す様に、ロック状態に於いて、コネクタ１の厚さ方向の部材数を、底板部１５（図６参照）、接触部１１ａ（図６参照）、フレキシブル基板２、押圧部３４、支点部２５の合計５つに減じることができる為、その分、薄型化が可能となっている。

支点部２５は、アクチュエータ３０の回動に際して、押圧部３４がフレキシブル基板２を接触部１１ａに押圧する為の梃子の支点として機能するが、リン青銅等より極めて剛性の高い鋼板等で形成された強靭なものである為、そこに発生する応力に十分耐えることができ、同じ機能を成す従来のコネクタの回転軸部１０１ｂ（リン青銅製）に比べてその厚さを減じることができ、より薄型化が可能である。

また、金属カバー２０を貫通する係合貫通孔として係合受部２４を形成することにより、係合突起部３３と係合受部２４との係合を金属カバー２０の１枚分の厚さの範囲で完成させることが可能となり、より一層薄いコネクタを提供できる。

また、金属カバー２０に補強リブとして機能する凹部２６を設けることで、金属カバー２０の剛性を増すことができ、金属カバー２０そのものの厚さを減じることができる。

また、金属カバー２０は、抱持部２１を有してハウジング１０を抱き込むように配されると共に、固定部２２によって図示しない回路基板に固定されるので、従来ハウジング１０に課されていた強度を肩代わりすることができる。即ち、コネクタ１に於いては、従来のコネクタに比べて、ハウジング１０に負荷される応力が軽減される為、ハウジング１０の各部材の厚さを小さくし、更に薄いコネクタとすることができる。

この様に、本発明によれば、１．５ｍｍ以下の薄型コネクタを得ることができる。

なお、スプリング部２８は、フレキシブル基板２の挿入方向に延びるように金属カバー２０に形成しても良く、この場合、開口部１２に挿入されたフレキシブル基板２は、先端部２８ａ又は基端部２８ｂに接触してスプリング部２８を上方に押し上げる。先端部２８ａから基端部２８ｂにかけて連なる表面（金属カバー２０の下側表面）が滑らかな曲面として形成されれば、フレキシブル基板２を滑らかに挿入できるが、これに限られない。また、本実施形態に於いてスプリング部２８は、支点部２５や係合受部２４よりも後方、凹部２６の長手方向延長線上に左右一対形成されているが、金属カバー２０の上方から見て略への字形（山形、三角形）等、どのような形状の切り込みにより形成されても良く、その位置、幅、長さ、形状、数等は本実施形態に限られない。また、ハウジング１０の奥堤部１７ａと前提部１７ｂとは段差がないように形成されても良い。

金属カバー２０の支点部２５は、金属カバー２０の前方先端の一部として形成されているが、係合受部２４の形状に沿うように前方に張り出した枠のように形成されても良く、要するに、アクチュエータ３０の回動による応力に耐え得る強度を持ち、梃子の支点として機能するように形成されれば本実施形態に限られない。

金属カバー２０の係合受部２４は、長手方向に長い矩形の貫通孔として、長手方向に適度に離れて等間隔に複数配されているが、貫通孔ではない適度な深さの窪みでも良く、その数も位置も係合突起部３３に対応すれば良く、要するに、コネクタ１からのアクチュエータ３０の離脱を防止できれば本実施形態に限られない。

本発明の一実施形態に係るコネクタの外観斜視図で、アクチュエータが直立したアンロック状態を示す。 図１のコネクタのアクチュエータのロック状態を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る金属カバーの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るアクチュエータの外観斜視図である。 図３のＣ−Ｃ線断面の外観斜視図で、本発明の一実施形態に係る金属カバーのスプリング部を示す。 図１のＡ−Ａ線断面図で、アンロック状態を示す。 図２のＢ−Ｂ線断面図で、ロック状態を示す。 従来のコネクタの例を示す断面図である。

符号の説明

１ コネクタ、２ フレキシブル基板、２ａ フレキシブル基板下面、１０ ハウジング、１１ 接触子、１１ａ 接触部、１１ｂ 下腕部、１１ｃ 上腕部、１１ｄ テール部、１１ｅ 基部、１２ 開口部、１３ 軸受部、１４ 接触子溝、１５ 底板部、１６ 中板部、１７ 堤部、１７ａ 奥堤部、１７ｂ 前堤部、１８ 奥壁部、２０ 金属カバー、２１ 抱持部、２２ 固定部、２３ ロック部、２４ 係合受部、２５ 支点部、２６ 凹部、２７ 天井部、２８ スプリング部、２８ａ 先端部、２８ｂ 基端部、３０ アクチュエータ、３１ 枢軸部、３２ 被ロック部、３３ 係合突起部、３４ 押圧部、３５ 逃げ部、１００ ハウジング、１０１ 接触子、１０１ａ 接触部、１０１ｂ 回転軸部、１０２ 開口部、１０３ 底板部、１０４ 上板部、３００ アクチュエータ、３０１ 押圧部、５００ フレキシブル基板。

Claims (4)

1. 複数の接触子を収納すると共に、開口部を有するハウジングと、アクチュエータと、前記ハウジングの一部を覆う金属カバーと、を備え、前記金属カバーは、一端が該金属カバーに連なり他端が自由端であるスプリング部を有することを特徴とするコネクタ。
2. 前記スプリング部は、前記開口部に挿入されるフレキシブル基板に接し得ることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記金属カバーは、前記アクチュエータが前記開口部に挿入されるフレキシブル基板を前記接触子に圧接する際に、該アクチュエータの回動の梃子の支点となる支点部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記ハウジングは相隣接する前記接触子の間に堤部を有し、フレキシブル基板が前記開口部に挿入されていないアンロック状態に於いて、前記接触子又は前記堤部と前記スプリング部との距離が該フレキシブル基板の厚さよりも僅かに小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコネクタ。
   

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