JP2008123843A - 平形柔軟ケーブル用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの厚みの増大及びコネクタ内への異物混入を防止する。
【解決手段】本発明の電気コネクタは、電気コンタクト、電気コンタクトを収容するハウジング及び電気コンタクトを弾性変形させるアクチュエータを具備する。電気コンタクトは、下位ビーム、下位ビームの異なる位置をそれぞれ基端として、下位ビームと平行に延びる中位ビーム、及び、下位ビームと平行に延びる上位ビームを有して構成される。ハウジングは、下位ビームを支持する支持部、下位ビームと係止する係止部、上位ビームと密着して覆う上壁部とを有するように成形される。アクチュエータは、中位ビームと上位ビームとの間に挟持された軸部とを有する。アクチュエータの開閉動作によって、軸部が、中位ビームに下位ビーム方向への押圧を加えたり、解除したりすることによって中位ビームの自由端を下位ビームの方向に移動させたり、離隔させたりする。
【選択図】図３

Description

本発明は、アクチュエータの開閉動作によって電気配線等を施されたフィルム等の平形柔軟ケーブルを着脱可能なコネクタに関し、具体的には、アクチュエータの動作によって電気コンタクトを弾性変形させて、平形柔軟ケーブルの表裏面で電気接点配列を形成し電気接続を実現するコネクタに関するものである。

当該技術分野におけるコネクタは産業界において多様な形態なものが要請されている。以下に、従来技術によるコネクタの一例として、特許文献１に係るコネクタを挙げ、特許文献１の図５を参照して当該コネクタの構造を説明する。

特許文献１における電気コネクタは、ハウジングと、ハウジング内で固定される電気コンタクトと、電気コンタクトを弾性変形させるアクチュエータとを具備する。電気コンタクトは、３本のビーム部（以下、図５の上位ビーム９、中位ビーム１０及び下位ビーム１１参照）を有し、下位ビームの一基端部からは中位ビームが延び、前記中位ビームの一基端部よりも各ビームの自由末端部と離隔方向に位置する下位ビームの一基端部からは上位ビームが延びている。中位ビームと下位ビームとの間では平形柔軟ケーブルが挿入または把持され、上位ビームの自由末端部近傍と中位ビームの自由末端部近傍との間にはアクチュエータの軸部が配置されている。アクチュエータの軸部は断面が長円形状であり、アクチュエータが開位置のときには、断面の長軸部が各ビームと略水平になり、上位ビーム及び中位ビームは軸部による影響をほとんど受けず、中位ビームは下位ビームと離隔した初期の広い離隔間隔を維持して平形柔軟ケーブルを挿入できる。しかし、アクチュエータが閉位置のときには、軸部の断面の長軸部が各ビームの長さ方向に対して角度方向を向いて、上位ビーム及び下位ビームのそれぞれを押圧弾性変形させる。その結果、上位ビームの自由末端部と、中位ビームの自由末端部とは互いに離隔方向に移動することとなり、中位ビームの自由末端部は下位ビームに近接し、中位ビームの自由末端部及び下位ビームの自由末端部の離隔間隔は狭くなるので、両ビーム間で平形柔軟ケーブルを把持することができる。

特開２００６−４９０３１号公報

しかし、特許文献１のコネクタは、電気コンタクトの下位ビームのみがハウジングと係止されており、上位ビーム及び中位ビームはコネクタの高さ方向においてハウジングと接触していない。そのため、アクチュエータが閉位置のときに、アクチュエータの軸部が上位ビーム及び中位ビームを互いに離間させる方向に弾性変形させると、上位ビームは、コネクタの高さ方向に移動することとなり、結局はコネクタ全体の厚みを大きくしてしまう要因となってしまう問題がある。
また、特許文献１のコネクタは、軸部が上位ビームの自由末端部及び中位ビームの自由末端部近傍に位置しているので、アクチュエータを閉位置にして、中位ビームを下位ビーム方向に近づけるように弾性変形させるために、軸部の長円断面の長軸を中位ビームの下位ビーム方向へ移動する高さ方向の長さと、上位ビームの下位ビームと離隔する方向へ移動する高さとを考慮する必要がある。しかし、両方向への高さを考慮して軸部の長円断面の長軸を長くすると、中位ビームを大きく弾性変形させる反面、上位ビームのコネクタの高さ方向への弾性変形も大きくなり、その結果、コネクタ全体の厚みの増大を招く。
さらに、特許文献１のコネクタは、アクチュエータが開位置のときには、上位ビームの大部分がハウジングから露出し、閉位置のときには、アクチュエータが上位ビームの基端部から上方に延長した部分を覆うものの、上位ビームの大部分がハウジングから露出している。これにより、コネクタのハウジング内には塵、埃又は水滴等の異物が混入しやすく電気的な短絡や電気コンタクトの錆つきの要因となる問題がある。

したがって、本発明は、上記問題を解決するために、上位ビームの弾性変形を抑制してコネクタ全体の厚みを小さくし、軸部の断面の長軸を過剰に長くしなくとも中位及び下位ビーム間の距離を効率よく近接でき、かつ、可能な限り電気コンタクト部を露出させないように、コネクタ内への異物混入を防止することができるコネクタを提供することを目的とする。

（１）上述の目的を達成するために、本発明の電気コネクタは、所定間隔で配列された１又は複数の電気コンタクトと、電気コンタクトを収容するハウジングと、電気コンタクトを開閉させるアクチュエータとを有して構成され、
電気コンタクトは、
配列方向と垂直方向に延びて自由端を有する下位ビームと、
下位ビームの中間部を基端として下位ビームと離隔方向に起立する起立部と、該起立部から下位ビームと略平行に延びて自由端を有する延長部とからなる中位ビームと、
下位ビームにおいて、中位ビームの起立部の基端よりも下位ビームの自由端と反対端側の位置を基端として下位ビームと離隔方向に起立する起立部と、下位ビームとの間に中位ビームが介在するように、起立部から下位ビームと略平行に延びる延長部とからなる上位ビームと、
を有して構成され、
ハウジングは、下位ビームを支持する支持部と、下位ビームと中位ビームとの間に位置して下位ビームと係止する係止部と、上位ビームの起立部と密着してそれを覆う上壁部と、を有して構成され、
アクチュエータは、中位ビームの延長部と起立部との接続部分近傍において、中位ビームと上位ビームとの間に挟持された軸部を有し、該軸部は、アクチュエータが開状態であるときよりも閉状態であるときの方が下位ビーム方向でその鉛直方向に長く、
アクチュエータが閉状態であるとき、軸部が、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍に下位ビーム方向への押圧を加えて中位ビームを弾性変形させることによって、中位ビームの延長部の自由端が下位ビームの方向に移動し、
アクチュエータが開状態であるとき、軸部が、前記中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍における下位ビーム方向への押圧を解除して、中位ビームを弾性復元させることによって、中位ビームの延長部の自由端が下位ビームと離隔方向に移動する。
（２）また、本発明に係るコネクタの軸部の断面形状は長軸と短軸とを有することが好ましい。
（３）さらに、本発明に係るコネクタの軸部の断面形状が略楕円であることが好ましい。
（４）さらに、本発明に係るコネクタは、ハウジングが、中位ビームの延長部を覆う壁部を有することが好ましい。

（発明の効果）
（１）本発明において、ハウジングは、下位ビームを支持する支持部と、下位ビームと中位ビームとの間に位置して下位ビームと係止する係止部と、上位ビームの起立部と密着してそれを覆う上壁部と、を有して構成され、アクチュエータは、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍において、中位ビームと上位ビームとの間に挟持された軸部を有し、該軸部は、アクチュエータが開状態であるときよりも閉状態であるときの方が下位ビームに対する鉛直方向に長く、アクチュエータが閉状態であるとき、軸部が、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍に下位ビーム方向への押圧を加えて中位ビームを弾性変形させることによって、中位ビームの延長部の自由端が下位ビームの方向に移動し、アクチュエータが開状態であるとき、軸部が、前記中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍における下位ビーム方向への押圧を解除して、中位ビームを弾性復元させることによって、中位ビームの延長部の自由端が下位ビームと離隔方向に移動する。
したがって、アクチュエータが閉状態であるときに、以下のような利点がある。
まず、ハウジングが上位ビームの起立部と密着してそれを覆う上壁部を有するので、軸部が、上位ビームに押圧力を加えても、上位ビームはハウジングの上壁部に当接して弾性変形が抑制される。その結果、軸部が上位ビームから下位ビーム方向への応力を受けて、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍に下位ビーム方向へ押圧を加えて中位ビームのみ弾性変形させることとなるので、コネクタ全体の厚みの増大を防止することができる。
また、軸部が、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍に下位ビーム方向への押圧を加えて中位ビームを弾性変形させるので、特許文献１のコネクタのように、中位ビームの自由端部近傍に押圧を加える場合と比較して、軸部の下位ビームに対する鉛直方向の長さを短くしても特許文献１のコネクタと同様な中位ビームの弾性変形の効果を期待することができ、例えば、軸部の断面を略楕円形状にした場合に、長軸と短軸の長さの差が小さくなり、アクチュエータを回動し易くすることができる。
さらに、ハウジングは、下位ビームを支持する支持部と、下位ビームと中位ビームとの間に位置して下位ビームと係止する係止部と、上位ビームの起立部と密着してそれを覆う上壁部とを有して構成されているので、電気コンタクトの大部分は、ハウジング内に収容されて露出部分が少なくなり、外部からの異物混入を防止することができる。
（２）本発明は、軸部の断面形状が長軸及び短軸を有するので、例えば、断面形状を楕円形状、長方形、あるいは、Ｌ字形状等の任意形状の中から選択することができる。
（３）本発明は、中位ビームの延長部を覆う壁部を有するので、ハウジング内、特に、下位ビーム及び中位ビーム間への異物混入を防止し、電気的な短絡等の事故防止を図ることができる。

本発明の好ましい実施形態について実施例を挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ構成要素には同じ符号を用い、適宜その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明に係るコネクタ１の斜視図を示している。（ａ）は、アクチュエータが開放（開状態）されて、フレキシブル配線ケーブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃａｂｌｅ）等の平形柔軟ケーブル（図示せず）がＡ方向に挿抜可能な状態を示しており、（ｂ）は、アクチュエータが閉鎖（閉状態）されて平形柔軟ケーブル（図示せず）が把持可能な状態を示している。
本発明に係るコネクタ１は、ハウジング２、複数の電気コンタクト３及びアクチュエータ４を有して構成されている。
ハウジング２は、絶縁性の材料で成形等により形成されており、一群の電気コンタクト３を係止等（摩擦係止や接着等も可能）により固定して収容している。
また、電気コンタクト３は、導電部材からなり、挿入された平形柔軟ケーブルと電気的に多接点を形成できるように、ハウジングの長手方向に所定間隔で配列されている。
さらに、アクチュエータ４は、絶縁性の材料からなり、以下に詳述するように、電気コンタクトを弾性変形させることにより平形柔軟ケーブルを把持させたり、解放させたりする機能を有する。

図２は、図１（ａ）におけるＸ−Ｘ’の断面図であって、アクチュエータが開放された状態を示しており、図３は、図１（ｂ）におけるＸ−Ｘ’の断面図であって、アクチュエータが閉鎖された状態を示している。

図２及び図３を参照して、本発明に係るコネクタの各構成要素の動作及び機能を説明する。
電気コンタクト３は、基部５の異なる位置１３、１４及び１５をそれぞれ基端として派生した３本のビーム（以下、下位ビーム６、中位ビーム７及び上位ビーム８と称す）が互いに略平行に延びている。
下位ビーム６は、基部５と連接された基端部１３から電気コンタクト３が配列された方向と略垂直な方向に延びており、ハウジング２の底部内面で支持され自由端近傍に平形柔軟ケーブルを把持するための接点９を有する。
中位ビーム７は、下位ビーム６の基端部１３近傍であって若干基部５側に位置する基端部１４から下位ビーム６と略垂直に起立する起立部１６と、該起立部１６から屈曲部１８を介して下位ビーム６と略平行な方向に一体的に延び、自由端で平形柔軟ケーブルを把持するための接点１０を有する延長部１９とからなる。中位ビーム７の延長部１９は、下位ビーム６と上位ビーム８の延長部２０との間にそれぞれ離隔距離を有して介在するように延びている。
上位ビーム８は、中位ビーム７の基端部１４よりも基部５側（下位ビームの自由端と反対端側）に位置する基端部１５から下位ビーム６と略垂直な方向に起立する起立部１７と、該起立部１７から下位ビーム６及び中位ビーム７と略平行に延びる延長部２０とからなる。

ハウジング２は、下位ビーム６を摩擦係止や接着等により支持する支持部２３と、下位ビーム６と中位ビーム７の延長部１９との間に位置して下位ビーム６と係止される係止壁２１と、中位ビーム７の延長部１９を覆う第１上壁部２７と、上位ビーム８の起立部１７を摩擦係止や接着等により密着して覆う第２上壁部２２とを有して成形等により連続的に形成されている。
なお、係止壁２１は、平形柔軟ケーブルを挿入したときに、平形柔軟ケーブルの先端部と当接させて挿入方向への移動を規制するとともに、平形柔軟ケーブルの位置決めを行う機能を有する。

アクチュエータ４は、中位ビーム７の延長部１９と屈曲部１８との接続部分（延長部１９の基端部側）近傍において、中位ビーム７と上位ビーム８との間に位置した軸部２５を有する。当該軸部２５は、ハウジング２の長手方向に延びており、中位ビーム７と上位ビーム８との間に挟持されてもよいし、ハウジング２の端部において軸支されるといった手段で支持されてもよい。また、軸部２５は長軸と短軸とを有する断面形状であって、該断面が略楕円形状であることが好適であるが、長方形やＬ字形状等の長軸と短軸を有する機構とし、アクチュエータ４の閉鎖操作によって電気コンタクト３に弾性変形を加えるようにすることもできる。図２及び図３では、軸部２５の断面が楕円形状である場合を示している。

図２は、アクチュエータ４が開放している状態を示している。アクチュエータ４の軸部２５は、その断面において、長軸が各ビーム方向と略平行となるように位置しており、中位ビーム７の延長部１９及び上位ビームの延長部２０に対してほとんど押圧力を加えていない。したがって、電気コンタクト３の各ビームは、軸部２５を中位及び上位ビーム７，８間で挟持している場合にアクチュエータ４の重量を中位ビーム７に負荷している以外、外力を加えられていない略初期形状であり、下位ビーム６及び中位ビーム７の自由端部は、平形柔軟ケーブルを挿入できるように互いに対向して離隔している。

図３は、図２の状態からアクチュエータ４を下位ビーム６及び中位ビーム７の自由端部方向に回動してアクチュエータ４を閉鎖した状態を示している。
アクチュエータ４を開放状態から閉鎖状態へ移行すると、軸部２５の断面の長軸部は、下位ビーム６方向に対して略鉛直方向を向く。このとき、長軸部は、上位ビーム８及び中位ビーム７にそれらが互いに離隔する方向に押圧力を加えるが、上位ビーム８は、第２上壁部２２の存在によって下位ビーム６から離隔する方向への撓みが抑制される。これにより、上位ビーム８の撓みに起因するコネクタ全体の厚みの増大を防止している。また、上位ビーム８からは、軸部２５への応力が中位ビーム７の下位ビーム６方向への押圧力として加わって、上記長軸部が中位ビーム７の延長部２０と屈曲部１８との接続部分近傍（延長部の基端部近傍）に下位ビーム６方向へ押圧力を加えて中位ビーム７を弾性変形させる。それによって、中位ビーム７の延長部２０の自由端が下位ビームの方向に近接するように移動し、その結果、下位ビームと中位ビームの自由端が互いに近接することで、平形柔軟ケーブルを把持することができる。このとき、第１コンタクトの接点９と第２コンタクト７の接点１０とが平形柔軟ケーブルの表裏面の所定位置で電気接点を形成する。

特許文献１のコネクタでは、上位ビーム及び中位ビームの双方がハウジングに規制されていない。したがって、アクチュエータの閉操作によって、上位ビーム及び中位ビームのそれぞれの先端部が離隔するように軸部の長軸の長さ分を分散して弾性変形してしまう。これにより、中位ビーム７を下位ビーム方向に移動させるためには、アクチュエータの軸部の断面の長軸の長さを長くする必要がある。
それに対して、本発明に係るコネクタでは、上位ビーム８の弾性変形を抑制しているので、軸部２５の断面の長軸部の長さを分散させずに中位ビーム７のみを長軸部の長さ分だけ効率的に弾性変形させることができる。
また、特許文献１のコネクタでは、アクチュエータの軸部が上位ビーム及び中位ビームの先端部に位置しているのに対し、本発明に係るコネクタでは、軸部が中位ビーム７の延長部２０と屈曲部１８との接続部分（中位ビームの基端部側）近傍を押圧しているので、アクチュエータ４の断面の長軸の長さを短くしても、下位ビーム６と中位ビーム７の自由端部を特許文献１の場合と同様に移動させることができる。これにより、軸部２５の断面の長軸と短軸の長さの差を小さくして、例えば、軸部２５の断面が楕円形状の場合でも、断面形状を円に近い形状とすることによって、アクチュエータ４の回動操作を容易にすることができる。

アクチュエータ４は、図３を見て分かるように、閉鎖状態では、第１上壁部２７上に載置されて第２上壁部２２とともに略面一となっている。

さらに、図示されていない平形柔軟ケーブルを抜き出す場合は、アクチュエータ４を回動させて図２に示すように開状態に戻せばよい。このとき、軸部２５の断面の長軸が、中位ビーム７及び上位ビーム８の延長部の延長方向と略平行に位置するように移動するため、前記中位ビーム７において、延長部１９と湾曲部１８との接続部分近傍における下位ビーム６方向への押圧が解除される。これにより、中位ビーム７は、その延長部１９の自由端が下位ビーム６と離隔方向に移動するように初期状態に復帰し、平形柔軟ケーブルを抜き出すことができるようになる。

以上、実施例を挙げて本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜、付加、変形等なし得るものである。
例えば、本実施形態では、軸部２５が中位ビーム７の延長部１９と屈曲部１８との接続部分近傍を押圧するように構成されているが、軸部２５の断面の長軸の長さをさらに短くするために、軸部２５を起立部１６に近い屈曲部１８上に配置して、そこを下位ビーム６方向に押圧するように構成してもよいことは当業者にとっては自明である。

（ａ）は、本発明によるコネクタの平形柔軟ケーブルを挿入可能である開状態を示した斜視図である。（ｂ）は、本発明によるコネクタの平形柔軟ケーブル（図示せず）を挿入した閉状態を示した斜視図である。 図２は、図１（ａ）のＸ−Ｘ’で横断した断面図である。 図３は、図１（ｂ）のＸ−Ｘ’で横断した断面図である。

符号の説明

１・・・コネクタ
２・・・ハウジング
３・・・電気コンタクト
４・・・アクチュエータ
５・・・基部
６・・・下位ビーム
７・・・中位ビーム
８・・・上位ビーム
９・・・下位ビームの接点
１０・・中位ビームの接点
１３・・下位ビームの基端部
１４・・中位ビームの基端部
１５・・上位ビームの基端部
１６・・中位ビームの起立部
１７・・上位ビームの起立部
１８・・屈曲部
１９・・中位ビームの延長部
２０・・上位ビームの延長部
２１・・係止壁
２２・・第２上壁部
２３・・支持部
２５・・軸部
２７・・第１上壁部

Claims (4)

1. 所定間隔で配列された１又は複数の電気コンタクトと、電気コンタクトを収容するハウジングと、電気コンタクトを開閉させるアクチュエータとを有して構成されるコネクタであって、
   電気コンタクトは、
   配列方向と垂直方向に延びて自由端を有する下位ビームと、
   下位ビームの中間部を基端として下位ビームと離隔方向に起立する起立部と、該起立部から下位ビームと平行に延びて自由端を有する延長部とからなる中位ビームと、
   下位ビームにおいて、中位ビームの起立部の基端よりも下位ビームの自由端と反対端側の位置を基端として下位ビームと離隔方向に起立する起立部と、下位ビームとの間に中位ビームが介在するように、起立部から下位ビームと平行に延びる延長部とからなる上位ビームと、
   を有して構成され、
   ハウジングは、下位ビームを支持する支持部と、下位ビームと中位ビームとの間に位置して下位ビームと係止する係止部と、上位ビームの起立部と密着してそれを覆う上壁部と、を有して構成され、
   アクチュエータは、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍において、中位ビームと上位ビームとの間に挟持された軸部を有し、該軸部は、アクチュエータが開状態であるときよりも閉状態であるときの方が下位ビーム方向に対する鉛直方向に長く、
   アクチュエータが閉状態であるとき、軸部が、中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍に下位ビーム方向への押圧を加えて中位ビームを弾性変形させることによって、中位ビームの延長部の自由端が下位ビームの方向に移動し、
   アクチュエータが開状態であるとき、軸部が、前記中位ビームの延長部の基端部と起立部との接続部分近傍における下位ビーム方向への押圧を解除して、中位ビームを弾性復元させることによって、中位ビームの延長部の自由端が下位ビームと離隔方向に移動するコネクタ。
2. 軸部の断面形状が長軸と短軸とを有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 軸部の断面形状が略楕円であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
4. ハウジングが、中位ビームの延長部を覆う壁部を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。

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