JP2007323844A - コネクタシステム、実装構造体、これを用いる電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 多くの接続数、高い強度によりフレキシブルプリント配線板との接続を可能とするコネクタシステムを提供する。
【解決手段】本体１ａと凸部１ｂを有し、凸部に設けられた第１ピン端子１ｄと、相手コネクタに接触する接触面１ｅに設けられた第２ピン端子１ｆと、側面１ｇに設けられ第１ピン端子と第２ピン端子とにそれぞれ接続されている複数の第３ピン端子１ｈをもつオス型コネクタユニット１と、凸部に嵌合される凹部２ｂを有し、凹部に設けられ凸部と嵌合された際に第１ピン端子と接する第４ピン端子２ｃと、第４ピン端子に接続されている第５ピン端子２ｄをもつメス型コネクタユニット２をもつコネクタシステム。
【選択図】図８

Description

この発明は、ｎ対ｎ端子の接続を行なうスタッキングコネクタシステムに関し、特に、フレキシブルプリント基板への接続機能も併せもったコネクタシステムに関する。

従来から、ｎ対ｎ端子の接続を可能とするスタッキングコネクタが電子機器の接続に用いられており、更に、これらのコネクタにフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）への接続機能を更にもたせることが可能である。

特許文献１は、プリント基板への接続とフレキシブルプリント配線板への接続とが同時に接続可能なコネクタを提供している。すなわち、ここでは、ＰＣＢコネクタの接続側面にフレキシブルプリント配線板を挟み込むことで、電気的な接続を実現するものである。
実開平５−１７９７１号公報

しかし、特許文献１の従来技術においては、ＰＣＢコネクタの接続側面にフレキシブルプリント配線板を挟み込むことで、フレキシブルプリント配線板との電気的接続を実現しているため、フレキシブルプリント配線板への端子数は１乃至２，３個ぐらいしか設けることができず、８ビットや１６ビット等の本格的なフレキシブルプリント配線板への接続を行なうことができないという問題がある。

本発明は、多くの接続数、高い強度によりフレキシブルプリント配線板との接続を可能とするスタッキングコネクタを提供することを目的とする。

この発明に係るコネクタシステムは、オス型コネクタの本体（１ａ）とこの本体に設けられた凸部（１ｂ）を有し、前記凸部に設けられた第１ピン端子（１ｄ）と、前記本体（１ａ）の相手コネクタに接触する接触面（１ｅ）に設けられた第２ピン端子（１ｆ）と、前記本体（１ａ）の前記接触面とは異なる側面（１ｇ）に設けられ前記第１ピン端子（１ｄ）と前記第２ピン端子（１ｆ）とにそれぞれ接続されている複数の第３ピン端子（１ｈ）をもつオス型コネクタユニット（１）と、メス型コネクタの本体（２ａ）とこの本体に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部に嵌合される凹部（２ｂ）を有し、前記凹部に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部と嵌合された際に前記第１ピン端子（１ｄ）と接する第４ピン端子（２ｃ）と、前記本体（２ａ）の前記オス型コネクタユニットに接触する接触面（２ｅ）とは異なる側面に設けられ前記第４ピン端子に接続されている第５ピン端子（２ｄ）をもつメス型コネクタユニット（２）を具備することを特徴とするコネクタシステムである。

本発明により、多くの接続数、高い強度によりフレキシブルプリント配線板との接続が可能となる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタの一例を示す外観図。図２は、同じくオスのスタッキングコネクタの一例を示す外観図。図３は、同じくメスのスタッキングコネクタの一例を示す外観図。図４は、同じくスタッキングコネクタに接続されるＦＰＣの一例を示す外観図。図５は、同じくスタッキングコネクタの嵌合の一例を示す説明図。図６は、同じくスタッキングコネクタの回路構成の一例を示す回路図。図７は、同じくスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す外観図。図８は、同じくスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す分解図。図９は、同じくスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す分解図。図１０は、同じくスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す外観図である。

＜本発明の一実施形態に係るコネクタシステム＞
（構成）
初めに、本発明の一実施形態に係るコネクタシステムを図１乃至図４を用いて説明する。本発明の一実施形態に係るコネクタシステムは、少なくともオス型のコネクタユニット１と、メス型のコネクタユニット２と、フレキシブルプリント基板３により構成されるものである。

これらのコネクタシステムは、図６で後述するように、二つのプリント基板４，５をｎ対ｎに接続する接続機能（端子グループａ）をもつと共に、フレキシブルプリント基板３と一つのプリント基板４とを接続する接続機能（端子グループｂ）をもつものである。

ここで、オス型のコネクタユニット１は、一例として具体的には、図２の３６ピンの例に示すように、本体部１ａと凸部１ｂを有している。凸部１ｂは、プリント基板４，５の接続に用いられる前面及び背面で計１８個のピン端子１ｄを有している。本体部１ａは、接触面１ｅ上にピン端子１ｆを有している。このピン端子１ｆの数は、一例として左右に分かれて設けられ、合計１８ピンとなっている。

また、本体部１ａはピン端子１ｈｄと、ピン端子１ｈｆとを有している。

ピン端子１ｈｄは、後述するプリント基板４に接続するために本体部１ａの前面側の中央部及び図示せぬ背面側の中央部に計１８個設けられている。また、ピン端子１ｈｄは、プリント基板４とプリント基板５の接続に用いられるピン端子１ｄに電気的に接続されている。

ピン端子１ｈｆは、後述するプリント基板４に接続するために本体部１ａの前面側の左右及び図示せぬ背面側の左右に計１８個設けられている。また、ピン端子１ｈｆは、ピン端子１ｆと電気的に接続されている。

メス型のコネクタユニット２は、一例として具体的には、図３の１８ピンの例に示すように、本体部２ａと凹部２ｂを有している。凹部２ｂ内の前後の面には後述するプリント基板５に接続するたに１８個のピン端子２ｃが設けられている。従って、凹部２ｂはオス型のコネクタユニット１の凸部１ｂが嵌合することで、凸部１ｂの前後に設けられたピン端子１ｄと、これに対応するピン端子２ｃが接触し、電気的に接続される。

フレキシブルプリント基板３は、接続端子３ａを有している。接続端子３ａは、接続端子３ａをピン端子１ｆに対向するように穴部Ｈがオス型コネクタユニット１の凸部１ｂに装着される。即ち、接続端子３ａは、オス型のコネクタユニット１とメス型のコネクタユニット２との間に装着されることで、オス型コネクタユニット１のピン端子１ｆと電気的に接続する位置に設けられている。

なお、この実施形態では、具体的な例として、プリント基板間の接続端子を１８ピン、プリント基板とフレキシブルプリント基板間の接続端子を１８ピンで扱っているが、本発明の形態は、これらの接続ピン数には限定されるものではなく、他の多様なピン数の実施形態において適用が可能である。

（接合方法）
これらのオス型コネクタユニット１、メス型コネクタユニット２、フレキシブルプリント基板３の接続について、以下に図５、図６を用いて説明する。

オス型コネクタユニット１は、プリント基板４とピン端子１ｈｆ，１ｈｄで接続される。フレキシブルプリント基板３の穴部Ｈにはオス型コネクタユニット１の凸部１ｂが挿入され、オス型のコネクタユニット１とメス型のコネクタユニット２との間に装着される。又、メス型コネクタユニット２は、プリント基板５とピン端子２ｄで接続される。即ち、オス型コネクタユニット１の凸部１ｂとメス型コネクタユニット２の凹部２ｂとが所定の嵌合力で嵌合されている。この嵌合により接触面１ｅと接触面２ｅとは圧接することとなり、接触面１ｅと２ｅとの間に介在するフレキシブルプリント配線板３の接続端子３ａとピン端子１ｆとの接続が確保される。

接続の信頼性は、以下の理由で高い信頼性である。即ち、接触面１ｅと２ｅとの嵌合でフレキシブルプリント配線板３は鉛直方向への引張力に対抗でき、接続が確保される。また、穴部Ｈにはオス型コネクタユニット１の凸部１ｂが挿入されるため、水平方向の位置ずれも起こりにくい。従って、接続端子３ａとピン端子１ｆとの位置ずれによる未接続が起こりにくくなる。更に、従来のＦＰＣコネクタの接合に比べ、振動・衝撃に強いという効果も得られる。

これにより、従来のスタッキングコネクタとＦＰＣコネクタの２つを使用する方式に比べ、部品コストを削減でき、実装面積を削減でき、嵌合回数が２回から１回に削減されるという効果がある。

図６により、これらのコネクタシステムにより、二つのプリント基板４，５の間の接続と、フレキシブルプリント基板３とプリント基板４との間の接続が実現することがわかる。

また、本発明に係るコネクタシステムにより、多くの端子数（図２乃至図４の場合では１８ピン）のフレキシブルプリント基板を安定して利用することができる。これにより、プリント基板４からの信号の多くを外部に引き出すことが可能となる。

従って、電子機器の部分的な改造に対しても、上述した二つのプリント基板４等をそのつど本格的に設計・製造し直すのではなくて、フレキシブルプリント基板又はフレキシブルプリント基板の接続先の図示しない回路基板等を改良することで、容易にリワークすることが可能となる。従って、本発明に係るコネクタシステムにより、低コストで電子機器の改良を行なうことが可能となるものである。

（小型ハードディスクへの実装）
次に、これらのコネクタシステムを実際の電子機器に実装した場合を図面を用いて以下に説明する。ここでは、例えば、０．８５インチのハードディスクドライブに実装した場合を図７乃至図１０を用いて説明する。

図７及び図８に示すように、ＨＤＤは後述する種々の部材が収納されたほぼ矩形箱状の筐体１０と、筐体１０の外面に重ねて設けられた、上述した矩形状の制御回路基板４を備えている。筐体１０及び制御回路基板４は、例えば、長さＬが３２ｍｍ、幅Ｗが２４ｍｍに形成され、筐体及び制御回路基板を含む厚さＴが３ないし６ｍｍに形成されている。厚さＴは、収納するディスクの枚数に応じて、例えば、３．３ｍｍあるいは５ｍｍ程度に設定されている。

図８乃至図１０に示すように、筐体１０は、互いにほぼ等しい寸法に形成された第１シェル１０ａ及び第２シェル１０ｂを有している。第１及び第２シェル１０ａ、１０ｂは、それぞれ金属によりほぼ矩形状に形成され、周縁部には側壁が立設されている。第１及び第２シェル１０ａ、１０ｂは、その周縁部同士が対向した状態で、互いに向い合わせて配置されている。第１及び第２シェル１０ａ、１０ｂの周縁部には帯状のシール材１６が巻き付けられ、このシール材により周縁部が互いに接続されているとともに、周縁部間の隙間がシールされている。これにより、矩形箱状の筐体１０が構成されている。

第１シェル１０ａの底面は矩形状の実装面１１を形成している。実装面１１の角を含む筐体１０の４つの角は円弧状に丸めて形成されている。これにより、筐体１０の周縁部に巻装されたシール材１６が、筐体の角で損傷することを防止しているとともに、シール材の浮きによる気密性の悪化を防止している。

筐体１０内において、筐体の周縁部には複数の支持ポスト１８が設けられている。各支持ポスト１８は、第１シェル１０ａの内面に固定された基端を有し、第１シェルの内面に対してほぼ垂直に立設されている。各支持ポスト１８の位置で、実装面１１にねじ孔が形成され、支持ポスト内まで延びている。

図７及び図８に示すように、プリント回路基板である制御回路基板４は筐体１０の実装面１１とほぼ等しい長さ及び幅を有した矩形状を有している。筐体１０の実装面１１には、スピンドルモータ２２に対応した円形の凸部７０ａ、及び軸受組立体５２に対応した円形の凸部７０ｂがそれぞれ形成されている。制御回路基板４には、これらの凸部７０ａ、７０ｂにそれぞれ対応した円形の開口７２ａ、７２ｂが形成されている。制御回路基板４の４つの角部は、それぞれ斜めに、例えば、各辺に対して４５度の角度で斜めに切欠かれ、それぞれ切欠き部７７を形成している。

制御回路基板４の内面上、つまり、筐体１０と対向する面上には、複数の電子部品７４、及び上述したオス型のコネクタ１が実装されている。このコネクタ１の凸部１ａには、上述したＨＤＤを外部機器と電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板３が装着され、制御回路基板４の短辺から外側へ導出している。また、制御回路基板４に直接接続されたフレキシブルプリント基板７５も別に設けられていることも好適であるが、フレキシブルプリント基板３のみが設けられていることであってもよい。

上記のように形成された制御回路基板４は、筐体１０の実装面１１に重ねて配置され、複数のねじにより第１シェル１０ａにねじ止めされている。この際、制御回路基板４は、４つの辺が実装面１１の４辺とそれぞれ整列した状態、つまり、実装面１１の４辺と一致した状態で配置されている。実装面１１に形成された凸部７０ａ、７０ｂは、それぞれ制御回路基板４の開口７２ａ、７２ｂ内に配置されている。制御回路基板４上に実装されたオス型コネクタ１は、図９に示されるプリント基板５に接続されているメス型コネクタ２に嵌合される。

制御回路基板４の４つの角部に形成された切欠き部７７は、それぞれ実装面１１の４つの角部に位置している。これにより、実装面１１の４つの角部は制御回路基板４によって覆われることなく外部に露出している。実装面１１の露出した４つの角部を含む筐体１０の角部は、制御回路基板４に接触することなく筐体を保持するための保持部７８をそれぞれ構成している。

筐体１０内には、情報記録媒体として機能する例えば、直径０．８５インチの磁気ディスク２０、この磁気ディスクを支持及び回転させる駆動モータとしてのスピンドルモータ２２、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう磁気ヘッド２４、磁気ディスク２０に対して磁気ヘッドを移動自在に支持したヘッドサスペンションアッセンブリ（以下、ＨＳＡと称する）２６、ＨＳＡを回動及び位置決めするボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）２８、磁気ヘッドが磁気ディスクの周縁部に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置にアンロードして保持するランプロード機構３０、ＨＳＡを退避位置に保持する電磁ラッチ３２、及びヘッドアンプ等を有する基板ユニット３４等が収納されている。

スピンドルモータ２２は、第１シェル１０ａに取り付けられている。スピンドルモータ２２は枢軸３６を有し、この枢軸は第１シェル１０ａの内面に固定され、この内面に対してほぼ垂直に立設されている。枢軸３６の延出端は、第２シェル１０ｂの外側からねじ込まれた固定ねじ３７により第２シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸３６は第１及び第２シェル１０ａ、１０ｂに両持ち支持されている。

又、軸受部として機能する軸受組立体５２は、第１シェル１０ａの内面に対して垂直に立設された枢軸５３と、一対の軸受を介して枢軸５３に回転自在に支持された円筒形状のハブ５４と、を有している。枢軸５３の延出端は、第２シェル１０ｂの外側からねじ込まれた固定ねじ５６（図７参照）により第２シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸５３は第１および第２シェル１０ａ、１０ｂに両持ち支持されている。

枢軸３６には、図示しない軸受を介してロータが回転自在に支持されている。ロータの第２シェル１０ｂ側の端部は円柱形状のハブ４３を構成し、このハブには、磁気ディスク２０が同軸的に嵌合されている。ハブ４３の端部には、環状のクランプリング４４が嵌合されて、磁気ディスク２０の円周縁部を保持している。これにより、磁気ディスク２０はロータに固定され、ロータと一体的に回転可能に支持されている。

このように、本発明に係るコネクタシステムは、ハードディスクドライブ１０等の電子機器に適用することができ、フレキシブルプリント配線板に対する多くの接続数を設けると同時に、高い強度によりフレキシブルプリント配線板との接続を可能とするコネクタシステムを提供する。

又、水平方向にフレキシブルプリント配線板の接続ピンを展開しているため、コネクタの接続側面にフレキシブルプリント配線板の接続を配置した場合に比べて、コネクタを接続した後の高さも低くすることが可能となる。

以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタの一例を示す外観図。 本発明の一実施形態に係るオスのスタッキングコネクタの一例を示す外観図。 本発明の一実施形態に係るメスのスタッキングコネクタの一例を示す外観図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタに接続されるＦＰＣの一例を示す外観図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタの嵌合の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタの回路構成の一例を示す回路図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す外観図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す分解図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す分解図。 本発明の一実施形態に係るスタッキングコネクタを接続に用いたハードディスク装置の一例を示す外観図。

符号の説明

１…オス型コネクタユニット、２…メス型コネクタユニット、３…フレキシブルプリント基板。

Claims (6)

1. オス型コネクタの本体とこの本体に設けられた凸部を有し、前記凸部に設けられた第１ピン端子と、前記本体の相手コネクタに接触する接触面に設けられた第２ピン端子と、前記本体の前記接触面とは異なる側面に設けられ前記第１ピン端子と前記第２ピン端子とにそれぞれ接続されている複数の第３ピン端子をもつオス型コネクタユニットと、
   メス型コネクタの本体とこの本体に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部に嵌合される凹部を有し、前記凹部に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部と嵌合された際に前記第１ピン端子と接する第４ピン端子と、前記本体の前記オス型コネクタユニットに接触する接触面とは異なる側面に設けられ前記第４ピン端子に接続されている第５ピン端子をもつメス型コネクタユニットとを具備することを特徴とするコネクタシステム。
2. 前記オスコネクタユニットの前記第１ピン端子のピン数は１８ピン、前記第２ピン端子のピン数は１８ピン、前記第１ピン端子のピン数は３６ピンであり、
   前記メスコネクタユニットの前記第４ピン端子のピン数は１８ピン、前記第５ピン端子のピン数は１８ピンであることを特徴とする請求項１記載のコネクタシステム。
3. オス型コネクタの本体とこの本体に設けられた凸部を有し、前記凸部に設けられた第１ピン端子と、前記本体の相手コネクタに接触する接触面に設けられた第２ピン端子と、前記本体の前記接触面とは異なる側面に設けられ前記第１ピン端子と前記第２ピン端子とにそれぞれ接続されている複数の第３ピン端子をもつオス型コネクタユニットと、
   メス型コネクタの本体とこの本体に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部に嵌合される凹部を有し、前記凹部に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部と嵌合された際に前記第１ピン端子と接する第４ピン端子と、前記本体の前記オス型コネクタユニットに接触する接触面とは異なる側面に設けられ前記第４ピン端子に接続されている第５ピン端子をもつメス型コネクタユニットと、
   本体基板と、前記本体基板に設けられ前記オス型コネクタユニットの前記凸部が嵌合される穴部と、前記オス型コネクタユニットの前記凸部が前記穴部に装着された際に、前記オス型コネクタユニットの前記第２ピン端子に接する本体基板上の位置に設けられる接続端子を有するフレキシブルプリント基板と、
   前記オス型コネクタユニットの前記第３ピン端子に接続される第１基板と、
   前記メス型コネクタユニットの前記第５ピン端子に接続される第２基板と、
   を具備することを特徴とする実装構造体。
4. 前記オスコネクタユニットの前記第１ピン端子のピン数は１８ピン、前記第２ピン端子のピン数は１８ピン、前記第１ピン端子のピン数は３６ピンであり、
   前記メスコネクタユニットの前記第４ピン端子のピン数は１８ピン、前記第５ピン端子のピン数は１８ピンであり、
   前記フレキシブルプリント基板の前記接続端子の端子数は１８個であることを特徴とする請求項３記載の実装構造体。
5. オス型コネクタの本体とこの本体に設けられた凸部を有し、前記凸部に設けられた第１ピン端子と、前記本体の相手コネクタに接触する接触面に設けられた第２ピン端子と、前記本体の前記接触面とは異なる側面に設けられ前記第１ピン端子と前記第２ピン端子とにそれぞれ接続されている複数の第３ピン端子をもつオス型コネクタユニットと、
   シャーシで保護された電子機器と、
   前記電子機器のシャーシの開口部に設けられ、メス型コネクタの本体とこの本体に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部に嵌合される凹部を有し、前記凹部に設けられ前記オス型コネクタユニットの凸部と嵌合された際に前記第１ピン端子と接する第４ピン端子と、前記本体の前記オス型コネクタユニットに接触する接触面とは異なる側面に設けられ前記第４ピン端子に接続されている第５ピン端子をもつメス型コネクタユニットと、
   本体基板と、前記本体基板に設けられ前記オス型コネクタユニットの前記凸部が嵌合される穴部と、前記オス型コネクタユニットの前記凸部が前記穴部に装着された際に、前記オス型コネクタユニットの前記第２ピン端子に接する本体基板上の位置に設けられる接続端子を有するフレキシブルプリント基板と、
   前記オス型コネクタユニットの前記第３ピン端子に接続される第１基板と、
   前記メス型コネクタユニットの前記第５ピン端子に接続され、前記電子機器のシャーシの内部に設置される第２基板を具備することを特徴とする電子機器。
6. 前記オスコネクタユニットの前記第１ピン端子のピン数は１８ピン、前記第２ピン端子のピン数は１８ピン、前記第１ピン端子のピン数は３６ピンであり、
   前記メスコネクタユニットの前記第４ピン端子のピン数は１８ピン、前記第５ピン端子のピン数は１８ピンであり、
   前記フレキシブルプリント基板の前記接続端子のピン数は１８個であることを特徴とする請求項５記載の電子機器。

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