JP2010050025A - コネクタの嵌合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 嵌合に要する力を小さく抑えつつ、適切にロック状態を維持することが可能なコネクタの嵌合構造を提供する。
【解決手段】 コネクタの嵌合構造１は、弾性端子１１を有する基板側コネクタ１０と、基板側コネクタ１０との嵌合により弾性端子１１に電気的に接続される固定端子２１を有するＦＰＣ側コネクタ２０とを嵌合するものである。基板側コネクタ１０の弾性端子１１は、基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０との嵌合に伴い、接触面と垂直な方向に変位可能な接点Ｃを有している。ＦＰＣ側コネクタ２０の固定端子２１は、段差がある接触部Ｄを有し、基板側コネクタ１０側の接点Ｃが、嵌合が進んでいく状態で接触部の上段側Ｄ１を、この上段側Ｄ１に接触しながら移動していくとともに、嵌合が完了した状態で接触部の下段側Ｄ２に収まるようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第１端子を有する第１コネクタと、この第１コネクタとの嵌合により第１端子に電気的に接続される第２端子を有する第２コネクタとの嵌合構造に関する。

従来から知られた狭ピッチコネクタは、携帯電話等に使われ、嵌合高さが1.5mmほどに設計されることがある。このような狭ピッチコネクタの１つでは、端子自体にロック機構が設けられている（例えば、特許文献１）。より具体的には、図１０に示すように、雄型コネクタの下方に延びた端子８１の中央に突起８１ａが設けられていて、雌型コネクタの上方に延びた端子８２の上端側に接触部８２ａが設けられている。雌型コネクタ（端子８２）の上方から雄型コネクタ（端子８１）を嵌合させていき、突起８１ａが接触部８２ａを通過した直後の同図１０のロック状態Ａで、雄型コネクタと雌型コネクタとの嵌合が完了するわけである。

特開平２００７−１５８２０７号公報(図２（ｄ）、図４（ｃ）等）

しかしながら、特許文献１のロック機構によると、その構造上、コネクタの端子数が多くなると、雄型コネクタを雌型コネクタに挿入するための挿入力が大きなものとなった。つまり、雄型コネクタの雌型コネクタへの嵌合に伴い、端子８１の突起８１ａは、端子８２の接触部８２ａの上方に位置する状態(同図１０の二点鎖線)から下方へと移動される。そして、突起８１ａが接触部８２ａを通過するのに伴い、接触部８２ａが右方へ変位するように、接触部８２ａからその下側の折り返し部８２ｂにかけての部分等が弾性変形する。突起８１ａが接触部８２ａを通過後に、これらの弾性変形が戻って図１０のロック状態Ａになる。コネクタの端子数が多くなると、その端子数分だけ上記変形が生じたため、挿入力が大きくなったのである。

本発明の目的は、このような課題を解決することができるコネクタの嵌合構造を提供することである。

請求項１に係るコネクタの嵌合構造は、第１端子を有する第１コネクタと、該第１コネクタとの嵌合により前記第１端子に電気的に接続される第２端子を有する第２コネクタとの嵌合構造において、前記第１コネクタが、前記第２コネクタとの嵌合方向に延びる突出部と、該突出部の一側面に設けられた係合部とを有し、前記第１端子は、該第１端子の先端側で、接触面となる該突出部の他側面から側方へと突出して、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合に伴い、前記接触面と垂直な方向に変位可能な接点を有し、前記第２コネクタが、前記第１コネクタの前記突出部が嵌合可能な開口部と、該開口部の一内側面に設けられて前記第１コネクタの前記係合部と係合する被係合部とを有し、前記第２端子は、該開口部の内側面に凹状に形成されて段差がある接触部を有し、前記第１コネクタ側の前記接点が、前記嵌合が進んでいく状態で該接触部の上段側を該接触部の上段側に接触しながら移動していくとともに、前記嵌合が完了した状態で該接触部の下段側に収まるようになっていることを特徴とする。

本発明のコネクタの嵌合構造では、第１コネクタの第１端子に、接触面と垂直な方向に変位可能な接点が設けられ、第２コネクタの第２端子に、段差を有する接触部が設けられている。そうして、第１端子の接点は、嵌合が進んでいく状態で、第２端子の接触部の段差の上段側（段になる２面の内の第１端子に近い面側）を、この段差の上段側に接触しながら移動していき、嵌合が完了した状態で、第２端子の接触部の段差の下段側（段になる２面の内の第１端子から遠い面側）に収まるようになっている。これら第１端子の接点と第２端子の接触部とによって、第１コネクタと第２コネクタとの嵌合に要する力を従来よりも小さく抑えつつ、適切に、ロック状態、即ち嵌合が固定された状態を維持することが可能である。

以下、本発明に係る実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、図面には、発明の構成又は効果を判り易く表すこと等を目的として、模式的に誇張された部分が含まれる。
（第１の実施の形態）
本発明に係る第１の実施の形態である狭ピッチコネクタの嵌合構造につき、図１〜図５を用いて説明する。ここでは、この狭ピッチコネクタの嵌合構造１が、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）とカメラ基板とを接続するために用いられるものとする。

この狭ピッチコネクタの嵌合構造１では、図１（ａ），（ｂ）のように、基板側コネクタ１０が計６つの弾性端子１１ａ〜ｆを有し、ＦＰＣ側コネクタ２０が、これら弾性端子１１ａ〜ｆのそれぞれに接触する６つの固定端子２１ａ〜ｆを有している。基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０とが嵌合され、これにより、各弾性端子１１ａ〜ｆが各固定端子２１ａ〜ｆに電気的に接続される。本発明の狭ピッチコネクタの嵌合構造１は、弾性端子１１ａ〜ｆ及び固定端子２１ａ〜ｆに特徴を有するものであり、以下、Ａ．弾性端子１１ａ〜ｆ及び固定端子２１ａ〜ｆの構成、及び、Ｂ．嵌合時における弾性端子１１ａ〜ｆ及び固定端子２１ａ〜ｆの作動を順に説明する。

Ａ．基板側コネクタ１０は、その全体（ハウジング）が合成樹脂からなるもので、図２（ａ），（ｂ）のように、嵌合方向に向かって四角柱状に延びた突出部１２を有している。基板側コネクタ１０の弾性端子１１ａ〜ｆは、銅若しくは銅合金等の金属からなり、適度な弾性を持つものである。これら弾性端子１１ａ〜ｆのそれぞれは、接点Ｃを有する。そして、弾性端子１１ａ〜ｃは、突出部１２の側面Ｅ側に設けられており、これら弾性端子１１ａ〜ｃの接点Ｃは、弾性端子１１ａ〜ｃの先端側で、その側面Ｅから側方へと突出している。弾性端子１１ａ〜ｃの接点Ｃは、基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０との嵌合に伴い、側面Ｅと垂直な方向に変位可能になっている。また、弾性端子１１ｄ〜ｆの接点Ｃは、弾性端子１１ｄ〜ｆの先端側で、上記側面Ｅに対向する側面Ｆから側方へと突出しており、基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０との嵌合に伴い、側面Ｆと垂直な方向に変位可能である。

ＦＰＣ側コネクタ２０は、基板側コネクタ１０と同様に合成樹脂製で、図３（ａ），（ｂ）のように、基板側コネクタ１０の上記突出部１２が嵌合可能な四角穴状に形成された開口部２２を有している。ＦＰＣ側コネクタ２０の固定端子２１ａ〜ｆは、弾性端子１１ａ〜ｆと同様に銅若しくは銅合金等からなる。これらの固定端子２１ａ〜ｆは、段差がある接触部Ｄを有している。即ち、固定端子２１ａ〜ｃの接触部Ｄは、開口部２２の内側面Ｇに、凹状に形成されており、固定端子２１ｄ〜ｆの接触部Ｄは、開口部２２の上記内側面Ｇに対向する内側面Ｈに、凹状に形成されている。基板側コネクタ１０側の弾性端子１１ａ〜ｆの上記接点Ｃは、嵌合が進んでいく状態で、これら固定端子２１ａ〜ｆにおける接触部の上段側Ｄ１を、この上段側Ｄ１に接触しながら移動していくとともに、嵌合が完了した状態で接触部の下段側Ｄ２に収まるようになっている。

さらに、弾性端子１１ａ〜ｆの接点Ｃの接触部Ｄとの係止部分となる端部Ｃ１（図２（ｂ））、及び、固定端子２１ａ〜ｆの接触部Ｄの接点Ｃとの係止部分となる端部Ｄ３（図３（ｂ））は、角状に形成されている。これらの角状の形状を詳しくいうと、弾性端子１１（弾性端子１１ａ〜ｆの１つ）の接点Ｃの上記端部Ｃ１については、その下端面から側面への角度が鋭角状に形成されている。また、固定端子２１（固定端子２１ａ〜ｆの１つ）の接触部Ｄの上記端部Ｄ３は、その上段側Ｄ１から下段側Ｄ２への段差が直角状に形成されている。

Ｂ．作業者が、基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０とを、図４（ａ）の状態から嵌合させ始めると、図４（ｂ）のように、先ず、弾性端子１１の接点Ｃが、固定端子２１の接触部の上段側Ｄ１に接触し変位する。この接触状態において、作業者がＦＰＣ側コネクタ２０を基板側コネクタ１０に挿入するために要する挿入力は、嵌合のストロークが大きくなるにつれて、比例的に増大していく（図５のｉ）。ＦＰＣ側コネクタ２０の基板側コネクタ１０への嵌合を進めると、挿入力は一定に達する（同図５のｉｉ）。

さらに、図４（ｃ）のように、弾性端子１１の接点Ｃが接触部の上段側Ｄ１の端部を超えると、弾性端子１１の変位が戻り、接点Ｃは接触部の下段側Ｄ２に接触するようになる（図５のｉｉｉ）。このとき、接点Ｃが接触部Ｄの段差を通過し、接点Ｃが下段側Ｄ２に接触して、作業者にクリック感が得られるとともに、挿入力が急激に低下する。そうして、接点Ｃが接触部の下段側Ｄ２に接触した図４（ｄ）の状態で、嵌合が完了する（図５のｉｖ）。

基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０との嵌合が一旦完了すると、基板側コネクタ１０がＦＰＣ側コネクタ２０から引き抜かれようとしても、容易には引き抜かれないようになっている。基板側コネクタ１０の弾性端子１１の接点Ｃの端部Ｃ１が、ＦＰＣ側コネクタ２０の固定端子２１の接触部Ｄの端部Ｄ３に引っ掛かり強く係止しているからである。

以上のように、本発明の狭ピッチコネクタの嵌合構造１によると、基板側コネクタ１０の弾性端子１１に、接触面と垂直な方向に変位可能な接点Ｃが設けられ、ＦＰＣ側コネクタ２０の固定端子２１に、段差がある接触部Ｄが設けられている。そうして、弾性端子１１の接点Ｃは、嵌合が進行する状態で、固定端子２１の接触部Ｄの段差の上段側Ｄ１に接触しながらこの上段側Ｄ１を移動していき、嵌合が完了した状態で、固定端子２１の接触部Ｄの段差の下段側Ｄ２に収まるようになっている。これら弾性端子１１の接点Ｃと固定端子２１の接触部Ｄとによって、従来の狭ピッチコネクタ（図１０）よりも端子の変形量が小さくなり、その分、基板側コネクタ１０とＦＰＣ側コネクタ２０との嵌合に要する力を小さく抑えることが可能である。

さらに、従来の狭ピッチコネクタでは、端子８１の突起８１ａと端子８２の接触部８２ａとは、いずれも丸みを帯びた形状をしているため、クリック感が得られにくかった。つまり、作業者にとって嵌合がいつ完了したのかがわかりにくい構造になっていた。弾性端子１１の接点Ｃの端部Ｃ１と、固定端子２１の接触部Ｄの端部Ｄ３との形状は、弾性端子１１と固定端子２１との係止をより強固にするばかりでなく、嵌合完了時に十分なクリック感を生じさせることに対しても有効な働きを有する。

（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る第２の実施の形態である狭ピッチコネクタの嵌合構造につき、図６〜図９を用いて説明する。この狭ピッチコネクタの嵌合構造２は、次の点で、上記第１の実施の形態の狭ピッチコネクタの嵌合構造１と異なる。即ち、狭ピッチコネクタの嵌合構造２では、図６及び図７のように、基板側コネクタ３０の突出部３２の１つの側面に弾性端子３１ａ〜ｆが設けられており、その対向する側面（裏側となる側面）にロックビーク３２ａが設けられている。また、図６及び図８のように、ＦＰＣ側コネクタ４０の開口部４２の内側面で、弾性端子３１ａ〜ｆを有する側面に向き合うものに、固定端子４１ａ〜ｆが設けられており、その対向する内側面に、上記ロックビーク３２ａに係合するロックアーム４２ａが設けられている。（以下、ここで説明する以外の構成及び作用効果等については、上述した狭ピッチコネクタの嵌合構造１に準ずるものとする。）

基板側コネクタ３０とＦＰＣ側コネクタ４０との嵌合時にあっては、作業者が、これらを図９（ａ）に示す状態から嵌合させ始める。そうすると、図９（ｂ）のように、先ず、弾性端子３１の接点Ｃが、固定端子４１の接触部の上段側Ｄ１に接触し変位する。さらに、嵌合が進むと、ロックアーム４２ａが外側へと変形して、ロックビーク３２ａと係合し始める。図９（ｃ）のように、弾性端子３１の接点Ｃが接触部の上段側Ｄ１の端部を超えると、弾性端子３１の変位が戻り、接点Ｃは接触部の下段側Ｄ２に接触するようになる。接点Ｃが接触部Ｄの段差を通過するときに、クリック感がある。この後、図９（ｄ）のように、ロックアーム４２ａがロックビーク３２ａと完全に係合して、接点Ｃが接触部の下段側Ｄ２に接触している状態で、嵌合が完了する。

ロックアーム４２ａのロックビーク３２ａとの係合が完全なものとなる瞬間に、作業者にロック音が聞こえる。この際のロック音は、弾性端子３１の接点Ｃ及び固定端子の接触部Ｄによるクリック感（また第１の実施の形態におけるクリック感）と比べて大きく、確実に、人の感覚に届くものであるから、作業者は、嵌合が完全になったことを正確に検知し、コネクタの嵌合作業をより容易に行うことができる。ロックビーク３２ａ及びロックアーム４２ａは、基板側コネクタ３０とＦＰＣ側コネクタ４０との嵌合をより強固にするものでもあり、コネクタの保持力は、第１の実施の形態の狭ピッチコネクタの嵌合構造１よりも大幅に向上される。

（他の実施の形態等）
以上、具体的な実施の形態により本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施の形態を変更して実施することができる。
ａ．上記実施の形態では、基板側コネクタ１０，３０の突出部１２，３２の側面に、弾性端子１１，３１を設け、ＦＰＣ側コネクタ２０，４０の開口部２２，４２の内側面に、固定端子２１，４１を設けた。これとは異なり、突出部分の側面に固定端子を設け、開口部分の内側面に弾性端子を設けるようにしてもよい。
ｂ．接触部Ｄの段差は、１つの固定端子３１，４１に、１箇所のみ設けるものとしたが、嵌合方向に沿って、異なる２以上の位置に設けることもできる。

ｃ．突出部１２，３２は四角柱状としたが、三角柱でも、五角柱以上の多角柱であってもよい。円柱状、楕円柱状等とすることも可能である。これら突出部の形状に合わせて、開口部を形成するようにする。
ｄ．弾性端子１１，３１の接点Ｃは、先端に設けられるものとしたが、弾性端子の中央を突出させその突出部分に設けるといったことも勿論可能である。
ｅ．一のコネクタの突出部分の１つの側面に弾性端子又はロックビークを設け、その裏側ではなく、これと隣り合う１つの側面に弾性端子を設けることもできる。ただ、弾性端子と固定端子との接触の安定性からいえば、それらを隣り合う２つの側面に設けるよりも、裏側に対向し合う２つの側面に設けることが好ましい。

ｆ．一のコネクタの突出部分にロックアームを設け、その一のコネクタと嵌合する他のコネクタの開口部分にロックビークを設けるといったことも可能である。ロックアーム及びロックビークを、１つの開口部分及び１つの突出部分の２つ又は３つの側面に設けるようにしてもよい。
ｇ．弾性端子又は固定端子を線状ではなく、薄板状に（端子の並ぶ方向に厚みを持たせるように）形成することもできる。弾性端子及び固定端子双方を薄板状に形成することにより、コネクタの保持力の向上等を図るわけである。

第１の実施の形態のコネクタの嵌合構造を示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ） 基板側コネクタの全体構成を示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ） ＦＰＣ側コネクタの全体構成を示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ） 嵌合の進行に伴う弾性端子及び固定端子の動作を説明するための断面図 嵌合の進行に伴う挿入力の変化を説明するためのグラフ 第２の実施の形態のコネクタの嵌合構造を示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ） 基板側コネクタの全体構成を示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ） ＦＰＣ側コネクタの全体構成を示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ） 嵌合の進行に伴う弾性端子及び固定端子の動作を説明するための断面図 従来のコネクタの嵌合構造を説明するための断面図

符号の説明

１，２………………………………………………………コネクタの嵌合構造
１０，３０…………………………………………………基板側コネクタ（第１コネクタ）
１１，１１ａ〜１１ｆ，３１，３１ａ〜３１ｆ………弾性端子（第１端子）
１２，３２…………………………………………………突出部
２０，４０…………………………………………………ＦＰＣ側コネクタ（第２コネクタ）
２１，２１ａ〜２１ｆ，４１，４１ａ〜４１ｆ………固定端子（第２端子）
２２，４２…………………………………………………開口部
３２ａ………………………………………………………ロックビーク（係止部）
４２ａ………………………………………………………ロックアーム（係止部）
Ｃ……………………………………………………………接点
Ｄ……………………………………………………………接触部
Ｄ１…………………………………………………………接触部の上段側
Ｄ２…………………………………………………………接触部の下段側

Claims (1)

1. 第１端子を有する第１コネクタと、該第１コネクタとの嵌合により前記第１端子に電気的に接続される第２端子を有する第２コネクタとの嵌合構造において、
   前記第１コネクタは、前記第２コネクタとの嵌合方向に延びる突出部と、該突出部の一側面に設けられた係合部とを有し、
   前記第１端子は、該第１端子の先端側で、接触面となる該突出部の他側面から側方へと突出して、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合に伴い、前記接触面と垂直な方向に変位可能な接点を有し、
   前記第２コネクタは、前記第１コネクタの前記突出部が嵌合可能な開口部と、該開口部の一内側面に設けられて前記第１コネクタの前記係合部と係合する被係合部とを有し、
   前記第２端子は、該開口部の内側面に凹状に形成されて段差がある接触部を有し、
   前記第１コネクタ側の前記接点が、前記嵌合が進んでいく状態で該接触部の上段側を該接触部の上段側に接触しながら移動していくとともに、前記嵌合が完了した状態で該接触部の下段側に収まるようになっていることを特徴とするコネクタの嵌合構造。

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