JP2006331772A

JP2006331772A - フレキシブル基板用コネクタ

Info

Publication number: JP2006331772A
Application number: JP2005152206A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Fukazawa; 豪紀深澤
Original assignee: DDK Ltd
Current assignee: DDK Ltd
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-25
Also published as: JP4873886B2

Abstract

【課題】ハウジング内に装着されたコンタクトに故障が生じたとしても、新品のコンタクトと簡単に交換できるフレキシブル基板用コネクタを提供する。
【解決手段】本発明のコネクタ１は、ハウジング３と、該ハウジング３内に取外し可能に装着され、１対の接触部11a,11b、中間連結部12及び１対の末端部13a,13bを有し、一方の末端部13aに、他の基板との接合部分15,16を設け、接触部11a,11b、中間連結部12および末端部13a,13bが全体として一体をなす複数のコンタクト4と、異なる外径寸法部分17,18をもち、コンタクト4の末端部13a,13b間を通りハウジング3の両側壁19,20間を貫通して延び、回転可能に支持された棒状のカム軸5と、該カム軸5の一端側に装着され、前記カム軸5に回転力を付与する作動レバー6とを具えることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

この発明は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）やＦＦＣ(Flexible Flat Cable)のようなフレキシブル基板の先端部を、ハウジングに形成したスロット内に零挿入力（ＺＩＦ）で挿入することができ、しかも、挿入したフレキシブル基板の先端部の表面に形成した電極に対して緊密な電気接続が可能であるコンタクトを有するコネクタに関する。

従来のフレキシブル基板用コネクタは、フレキシブル基板をコネクタに挿入する場合、大きな挿入力が必要であると、挿入される基板がフレキシブルであるがゆえに、挿入方向に力を十分に伝達することができないため、大きく屈曲したりして、スロット内の適正な接続位置まで基板を挿入することができず、その結果、基板の電極とスロット内に配列されたコンタクトの接触部との間で良好な電気的な接続が得られない。このため、かかるコネクタは、零挿入力（ＺＩＦ）で挿入できる構造を有することが望ましい。

零挿入力で挿入できる構造を有するコネクタとしては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１記載のコネクタは、コンタクトの可撓性アーム間に、変位駆動可能なアクチュエータ配設し、このアクチュエータを所定位置に回動させて、可撓性アームが開いた状態と閉じた状態に設定することができ、前者の状態のときに、他のコネクタの先端部を挿入することによって、零挿入力（ＺＩＦ）で嵌合接続することができる。
特開２０００−４８９０５号公報

ところで、コネクタは、ハウジングに形成したスロット内に複数のコンタクトを圧入手段等の取付手段を用いて装着し、一旦装着したコンタクトは、通常、ハウジングからの取外しができない構造を有するのが一般的であり、特許文献１記載のコネクタもまた同様である。

しかしながら、コンタクトのハウジングへの装着時やコネクタ組立時にコンタクトの部分に大きな負荷力が作用したり、コネクタの運搬時や作業時に、ハウジングから外方に突出しているコンタクトの部分に大きな負荷力が作用したりする等の理由によって、一部のコンタクトが、破損や塑性変形するなどの故障が生じる場合があり、かかる場合、ハウジングから、故障したコンタクトの取外しができない構造だと、故障が生じたコンタクトを新品のコンタクトに交換することができない結果、装着された残りのコンタクトが健全な状態であったとしても、コネクタ全体を取り替えなくてはならず、これは、コストの点で問題がある。

また、コネクタは、通常、コンタクトの末端部を他の基板に半田接合した状態で使用される場合が多く、かかる場合、他の基板との接合状態にあるコンタクトから、前記接合状態を維持したままでハウジングだけを取り外しができる構成であれば、ハウジングを取り外した後に、故障が生じたコンタクトのみを、その接合部の半田を溶融させて取り外し、その後、新品のコンタクトをハウジングに装着できれば便利であるが、このように構成したコネクタは現状では見当たらない。

この発明の目的は、ＦＰＣやＦＦＣのようなフレキシブル基板を零挿入力（ＺＩＦ）で挿入できる構造を有し、特に、ハウジングのスロット内に配列されるコンタクトの適正化を図るとともに、コンタクトをハウジングに対し取外し可能に装着することにより、ハウジングのスロット内に装着されたコンタクトに故障が生じたとしても、新品のコンタクトと簡単に交換できる、フレキシブル基板用コネクタを提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明に従うコネクタは、フレキシブル基板の先端部が挿入されるスロットを形成したハウジングと、該ハウジング内に取外し可能に装着され、挿入されたフレキシブル基板の先端部の表面に形成された電極と電気的に接続される１対の接触部、これら接触部を連結する中間連結部、及び前記接触部の中間連結部位置からそれぞれ延びる１対の末端部を有し、該末端部のいずれか一方に、他の基板との接合部分を設け、接触部、中間連結部および末端部が全体として一体をなす複数のコンタクトと、異なる外径寸法部分をもち、コンタクトの末端部間を通りハウジングの両側壁間を貫通して延び、回転可能に支持された棒状のカム軸と、該カム軸の一端側に装着され、前記カム軸に回転力を付与する作動レバーとを具えることを特徴とするフレキシブル基板用コネクタである。

また、前記コネクタは、フレキシブル基板の先端部のスロット挿入時には、コンタクトの末端部間に、これら末端部の間隔と同等以下の外径寸法をもつカム軸の短径部分が位置するように作動レバーで回転させて位置決めし、カム軸がコンタクトの末端部間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷しないことにより、コンタクトの接触部の間隔が、フレキシブル基板の挿入厚みよりも大きい状態で維持できる結果として、フレキシブル基板の先端部が零挿入力でスロット内に挿入することができ、かつ、前記挿入後における前記接触部の前記電極との電気的接続時には、コンタクトの末端部間に、これら末端部の間隔よりも大きな外径寸法をもつカム軸の長径部分が位置するように作動レバーで回転させて位置決めし、カム軸がコンタクトの末端部間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷して、中間連結部を弾性変形させ、コンタクトの接触部相互を、これら接触部の間隔を狭める方向へ強制的に移動させることにより、コンタクトの接触部が、フレキシブル基板の電極を圧接して、コンタクトの接触部がフレキシブル基板の電極と電気的に接続されるように構成されるのが好ましい。

さらに、（１）中間連結部は湾曲状に形成してなること、（２）コンタクトはハウジングに対し軽圧入で取り付けられること、（３）カム軸は、コンタクトの末端部間に前記作用力を負荷しない状態で、ハウジングからカム軸の軸方向への取外しが可能であること、（４）作動レバーはカム軸からの取外しが可能であること、および／または、（５）コンタクトは、その末端部に、カム軸の軸心位置の移動を防止する突起を有することがより好適である。

この発明のコネクタは、ＦＰＣやＦＦＣのようなフレキシブル基板を零挿入力（ＺＩＦ）で挿入できる構造を有し、特に、ハウジングのスロット内に配列されるコンタクトの適正化を図るとともに、コンタクトをハウジングに対し取外し可能に装着することにより、ハウジングのスロット内に装着されたコンタクトに故障が生じたとしても、新品のコンタクトと簡単に交換を行うことができるフレキシブル基板用コネクタの提供が可能になった。

また、中間連結部を湾曲状に形成することにより、カム軸がコンタクトの末端部間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷したときの、コンタクトの接触部の間隔を狭める方向へ強制的な移動を、より小さな力でスムーズに行うことができる。

さらに、コンタクトをハウジングに対し軽圧入で取り付けることにより、コンタクトをハウジングに対し簡単に取り外すことができる。

カム軸がコンタクトの末端部間に前記作用力を負荷しない状態で、ハウジングからカム軸の軸方向への取外しを可能にする構成であれば、故障したコンタクトの取替えが可能になるという効果がある。

加えて、作動レバーをカム軸から取外し可能に構成することにより、作業性の向上、コネクタの小型化および基板取付時の占有面積の縮小化が図れるという効果がある。

また、コンタクトは、その末端部に、カム軸の軸心位置の移動を防止する突起を有する構成にすれば、カム軸を、コンタクトの末端部間の所定位置に、より精度よく位置決めすることができる。

次に、この発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら以下で説明する。
図１〜図８は、この発明に従う代表的なコネクタを示したものであり、図１（ａ）が平面図、図１（ｂ）が右側面図、図２が正面図、図３（ａ）が左側面図、図３（ｂ）が底面図、図４が背面図、図５が正面側から眺めたときの斜視図、図６が背面側から眺めたときの斜視図、図７は図１のＩ−Ｉ断面図（フレキシブル基板挿入前の状態）であり、図８がフレキシブル基板を挿入してコンタクトと接続した状態を示す断面図である。

図に示すコネクタ１は、ＦＰＣやＦＦＣのようなフレキシブル基板２との接続に使用するものであって、主として、ハウジング３、コンタクト４、カム軸５および作動レバー６で主として構成されている。

ハウジング３は、電気絶縁性のプラスチックであり、例えば公知技術である射出成形によって製作され、この材質としては、寸法安定性、加工性、コスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリアミド（66PA,46PA）、液晶ポリマー（LCP）およびポリカーボネート（PC）ならびにこれらの合成材料を挙げることができる。
ハウジング３は、フレキシブル基板２の先端部が挿入されるスロット７を有する。スロット７は、基板２の挿入を容易にするため、挿入方向に開口幅ｗが狭くなるように形成することが好ましい。

そして、ハウジング３内には、スロット７の長手方向８に一定間隔で複数のコンタクト４が配列され、各コンタクト４は、ハウジング３に対し取外し可能に装着されている。

コンタクト４をハウジング３に対し取外し可能に装着する手段としては、図７に示すように、コンタクト４およびハウジング３にそれぞれ係合部９、10を設け、コンタクトの係合部９をハウジング部３の係合部10に軽圧入することによって装着することが好ましい。尚、図７では、コンタクトの係合部９を凹部とし、ハウジング部３の係合部10を凸部とし、この凸部を凹部に軽圧入する場合を示しているが、この構成だけには限定されず、逆の構成にしてもよい。なお、ここでいう「軽圧入」とは、具体的には、ハウジングに装着する際のコンタクト１本あたり0.441〜0.539Ｎ（45〜55gf）の圧入力でハウジングに装着する場合を意味する。この場合、コンタクトの圧入代としては、１００分の２〜１００分の６の範囲であることが好ましい。例えば、図７には、圧入するコンタクトの突出量が0.5ｍｍ、圧入代が0.02ｍｍである場合の構成を示してある。

コンタクト４をハウジング３に対し取外し可能に装着するための手段としては、上記の構成だけには限定されず、例えば、コンタクトの圧入部分にばね片とし、ハウジングのスロット内に引っかけ固定される、いわゆるランス（引掛け）構造にする場合が挙げられる。

コンタクト４は、ばね性や導電性を有する金属材料からなり、例えば公知技術であるプレス加工によって製作され、その材質としては、黄銅、ベリリウム銅、りん青銅等を挙げることができる。
コンタクト４は、１対の接触部11a,11b、中間連結部12および１対の末端部13a,13bで主として構成されている。

コンタクト４の接触部11a,11bは、挿入されたフレキシブル基板２の先端部の表面に形成された電極（図示せず）と電気的に接続される部分であり、各接触部11a,11bには、電極との安定（点）接触を得るため接触突起14a、14bが設けてある。

コンタクト４の中間連結部12は、前記接触部11a,11bを連結する部分であって、カム軸５がコンタクト４の末端部13a,13b間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷したときの、コンタクト４の接触部11a,11bの間隔を狭める方向へ強制的な移動を許容するように弾性変形する。なお、この中間連結部12は、上記にような弾性変形する形状であれば、図７に示すように、直線状で形成する場合のほか、図９に示すように、湾曲状に形成してもよい。

コンタクト４の末端部13a,13bは、接触部11a,11bの中間連結部12の位置からそれぞれ延び、該末端部13a,13bのうち、一方の末端部13aに、他の基板との接合のため、図１では、フラット状の接合部分15,16をそれぞれ底面部と背面部に設けた場合を示してあるが、コンタクト４の他の基板への取り付け状態が決まっている場合には、いずれか一方のみに設けてもかまわない。

そして、コンタクト４は、これらの接触部11a,11b、中間連結部12および末端部13a,13bが全体として一体をなして構成されている。

カム軸５は、異なる外径寸法部分、図１では、４隅を面取りした四角形状の断面を有し、短径部17と長径部18の２つのが意見寸法部分をもち、コンタクト４の末端部13a,13b間を通りハウジング３の両側壁19、20間を貫通して延び、回転可能に支持されている。

カム軸５の断面形状は、カム軸が回転可能であり、かつ長軸と短軸といった寸法の異なる部分をもつ形状であればよく、例えば、長方形形状や楕円形状等が挙げられる。

また、カム軸５を回転可能に支持する手段としては、例えば、ハウジング３の両側壁19、20に、カム軸５の外径寸法と同等サイズの丸孔形状の貫通孔を設ければ、これらの貫通孔で回転可能に支持すればよい。また、貫通孔21は、カム軸が貫通する形状であればよく、丸孔形状のほか、Ｕ字形状であってもよい。なお、図１では、カム軸の軸心位置の移動を防止するため、コンタクト４の末端部13a,13bに３個の保持突起22a〜22cを設けてあるが、かかる突起22a〜22cは必要に応じて設けることができる。

また、本発明では、カム軸５がコンタクト４の末端部13a、13b間に前記作用力を負荷しない状態では、ハウジング３からカム軸５の軸方向への取外しが可能であり、この構成によって、故障したコンタクトの取替えが可能になるという効果がある。

作動レバー６は、カム軸５の一端側に装着され、前記カム軸５に回転力を付与するために配設したものであって、その形状は、前記カム軸５に回転力を付与できる形状であればよく、特に限定しない。

加えて、本発明では、作動レバー６を、たとえばカム軸５と歯車状の係合手段で取外し可能に装着すれば、作業性の向上、コネクタの小型化および基板取付時の占有面積の縮小化が図れるという効果がある。

そして、この発明のコネクタ１は、フレキシブル基板２の先端部のスロット７への挿入時には、コンタクト４の末端部13a,13b間に、これら末端部13a,13bの間隔と同等以下の外径寸法をもつカム軸５の短径部分17が位置するように作動レバー６で回転させて位置決めし、カム軸５がコンタクト４の末端部13a,13b間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷しないことにより、コンタクト４の接触部11a、11bの接触突起14a、14bの間隔Ｌ１が、フレキシブル基板２の挿入厚みｔよりも大きい状態で維持できる結果として、フレキシブル基板の先端部が零挿入力（ＺＩＦ）でスロット内に挿入することができる（図７）。

また、前記挿入後における前記接触部11a、11bの接触突起14a、14bの基板２の電極との電気的接続時には、コンタクト４の末端部13a、13b間に、これら末端部13a、13bの間隔よりも大きな外径寸法をもつカム軸５の長径部18が位置するように作動レバー６で回転させて位置決めし、カム軸５がコンタクト４の末端部13a、13b間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷して、中間連結部12を弾性変形させ、コンタクト４の接触部11a、11b相互を、これら接触部11a、11bの接触突起14a、14bの間隔Ｌ１を狭める方向へ強制的に移動させることにより、コンタクト４の接触部11a、11bの接触突起14a、14bが、フレキシブル基板２の電極を圧接して、コンタクト４の接触部11a、11bの接触突起14a、14bがフレキシブル基板２の電極とカム軸５の作用力下で安定した電気接続が達成される（図８）。

図９は、コネクタの他の実施形態を示すものであり、特に、中間連結部12を湾曲状に形成したものであり、この構成にすれば、カム軸がコンタクトの末端部間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷したときの、コンタクトの接触部の間隔を狭める方向へ強制的な移動を、より小さな力でスムーズに行うことができ、加えて、基板２の有効嵌合長を長くすることができ、その結果、接触安定性が向上するという効果を奏することができる。

尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

この発明のコネクタは、ＦＰＣやＦＦＣのようなフレキシブル基板を零挿入力（ＺＩＦ）で挿入できる構造を有し、特に、ハウジングのスロット内に配列されるコンタクトの適正化を図るとともに、コンタクトをハウジングに対し取外し可能に装着することにより、ハウジングのスロット内に装着されたコンタクトに故障が生じたとしても、新品のコンタクトと簡単に交換できるフレキシブル基板用コネクタの提供が可能になった。

加えて、作動レバーをカム軸から取外し可能に構成すれば、作業性の向上、コネクタの小型化および基板取付時の占有面積の縮小化が図れるという効果がある。

この発明に従う代表的なコネクタを示したものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が右側面図である。図１に示すコネクタの正面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すコネクタの左側面図および底面図である。図１に示すコネクタの背面図である。図１に示すコネクタの斜視図である。図１に示すコネクタの斜視図である。図１のＩ−Ｉ断面図である。図１に示すコネクタにフレキシブル基板を挿入してコンタクトと接続した状態を示す断面図である。コネクタの他の実施形態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
３ハウジング
４コンタクト
５カム軸
６作動レバー
７スロット
８スロットの長手方向
９コンタクトの係合部
10 ハウジングの係合部
11a,11b 接触部
12 中間連結部
13a,13b 末端部
14a,14b 接触突起
15,16 接合部分
17 カム軸の短径部
18 カム軸の長径部
19,20 ハウジングの側壁
21 貫通孔
22a,22b,22c 保持突起

Claims

フレキシブル基板の先端部が挿入されるスロットを形成したハウジングと、
該ハウジング内に取外し可能に装着され、
挿入されたフレキシブル基板の先端部の表面に形成された電極と電気的に接続される１対の接触部、これら接触部を連結する中間連結部、及び前記接触部の中間連結部位置からそれぞれ延びる１対の末端部を有し、該末端部のいずれか一方に、他の基板との接合部分を設け、接触部、中間連結部および末端部が全体として一体をなす複数のコンタクトと、
異なる外径寸法部分をもち、コンタクトの末端部間を通りハウジングの両側壁間を貫通して延び、回転可能に支持された棒状のカム軸と、
該カム軸の一端側に装着され、前記カム軸に回転力を付与する作動レバーと
を具えることを特徴とするフレキシブル基板用コネクタ。
前記コネクタは、
フレキシブル基板の先端部のスロット挿入時には、コンタクトの末端部間に、これら末端部の間隔と同等以下の外径寸法をもつカム軸の短径部分が位置するように作動レバーで回転させて位置決めし、カム軸がコンタクトの末端部間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷しないことにより、コンタクトの接触部の間隔が、フレキシブル基板の挿入厚みよりも大きい状態で維持できる結果として、フレキシブル基板の先端部が零挿入力でスロット内に挿入することができ、かつ、
前記挿入後における前記接触部の前記電極との電気的接続時には、コンタクトの末端部間に、これら末端部の間隔よりも大きな外径寸法をもつカム軸の長径部分が位置するように作動レバーで回転させて位置決めし、カム軸がコンタクトの末端部間の間隔を拡げる方向に作用力を負荷して、中間連結部を弾性変形させ、コンタクトの接触部相互を、これら接触部の間隔を狭める方向へ強制的に移動させることにより、コンタクトの接触部が、フレキシブル基板の電極を圧接して、コンタクトの接触部がフレキシブル基板の電極と電気的に接続されるように構成される請求項１または２記載のフレキシブル基板用コネクタ。
中間連結部は湾曲状に形成してなる請求項１または２記載のフレキシブル基板用コネクタ。
コンタクトは、ハウジングに対し軽圧入で取り付けられる請求項１、２または３記載のフレキシブル基板用コネクタ。
カム軸は、コンタクトの末端部間に前記作用力を負荷しない状態で、ハウジングからカム軸の軸方向への取外しが可能である請求項１〜４のいずれか１項記載のフレキシブル基板用コネクタ。
作動レバーは、カム軸からの取外しが可能である請求項１〜５のいずれか１項記載のフレキシブル基板用コネクタ。
コンタクトは、その末端部に、カム軸の軸心位置の移動を防止する突起を有する請求項１〜６のいずれか１項記載のフレキシブル基板用コネクタ。