JP2013012307A

JP2013012307A - コネクタ

Info

Publication number: JP2013012307A
Application number: JP2011142501A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tada; 貴志多田; Takeshi Shindo; 健進藤
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-17

Abstract

【課題】位置ズレによる接触不良を防止すると共に大きな保持力が得られる２ピースタイプのコネクタを提供する。
【解決手段】第１の方向Ｘで互いに嵌合するプラグ２０及びレセプタクル４０を含むコネクタ１０である。プラグは、第１の方向とこれに直交する第２の方向Ｙとに広がった板状又はシート状の接続対象物２２と、接続対象物の第２の方向における両脇に配置された対のプラグ側ロック部３５とを含む。接続対象物は、レセプタクルに嵌合する側に、第１の方向における先端面２３ｂとこの先端面に隣接した第２の方向における両側面２３ｃとを有する露出した端部２３を含む。レセプタクルは、露出した端部と嵌合する位置決め部４４ａと、プラグ側ロック部に嵌合を伴って第１の方向で係合するレセプタクル側ロック部４５とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、板状又はシート状の接続対象物を利用したコネクタに関する。

従来、FPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)と呼ばれる板状又はシート状の接続対象物が知られている。また、この種の接続対象物の接続をアクチュエータの操作により得る技術も種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

図１０及び図１１を用いて、特許文献１に「コネクタ」と題して開示されている技術を簡単に説明する。

図１０の（ａ）に示すプラグ１は、接続対象物であるケーブル２が接続される基板３と、基板３の両側に配置された対の係合部４とを備えている。基板３には複数の導電部５が配列されている。一方、図１０の（ｂ）に示すソケット６は、複数の端子７と対の係合孔８とを有し、電気製品の回路基板９に取付けられている。プラグ１の先端側をソケット６に挿入することにより、図１１に示すようにプラグ１及びソケット６が互いに接続される。その際、端子７が導電部５に接触すると共に、係合部４が係合孔８にそれぞれ係合し、プラグ１がソケット６に結合される。ここでは、図１０及び図１１のように接続対象物に一つ又は複数の他の部品を付加してプラグを構成するタイプを２ピースタイプと呼ぶ。

また、他の部品を付加することなく接続対象物自体を単独で接続することも提案されている（例えば特許文献２参照）。ここでは、このタイプを１ピースタイプと呼ぶ。

特開２００２−８７８９号公報特開２００８−１７１７０６号公報

特許文献１に開示され２ピースタイプのコネクタでは、導電部とは別の部品に設けた係合部と端子とは別の部品に設けた係合孔との係合により、導電部と端子との位置決めを行っている。そのため、導電部及び端子の位置は係合部と係合孔の相互係合時の位置精度に依存する。その結果、端子や導電部が狭ピッチで配列されている場合には両者の位置ズレによる接触不良を起こしやすい。

一方、特許文献２に開示された１ピースタイプのコネクタは、接続対象物の外形で接触部分の位置決めを行うので、接触部分の位置ズレを少なくして接触不良を低減できる。しかし、接続が外れやすいので、接続対象物を加工してロック部を形成する必要がある。このため汎用性に欠ける上、これによっても２ピースコネクタのように大きな保持力をもたせることは困難である。

それ故に本発明の課題は、位置ズレによる接触不良を防止すると共に大きな保持力が得られる２ピースタイプのコネクタを提供することにある。

本発明によれば、第１の方向で互いに嵌合するプラグ及びレセプタクルを含むコネクタであって、前記プラグは、前記第１の方向とこれに直交する第２の方向とに広がった板状又はシート状の接続対象物と、前記接続対象物の前記第２の方向における両脇に配置された対のプラグ側ロック部とを含み、前記接続対象物は、前記レセプタクルに嵌合する側に、前記第１の方向における先端面と前記先端面に隣接した前記第２の方向における両側面とを有する露出した端部を含み、前記レセプタクルは、前記露出した端部と嵌合する位置決め部と、前記プラグ側ロック部に嵌合を伴って前記第１の方向で係合するレセプタクル側ロック部とを有し、前記露出した端部と前記位置決め部との嵌合時の前記第２の方向におけるクリアランスを、前記プラグ側ロック部と前記レセプタクル側ロック部との係合時の前記第２の方向におけるクリアランスよりも小さく設定したことを特徴とするコネクタが得られる。

本発明によるコネクタは、プラグの接続対象物の露出した端部とレセプタクルの位置決め部との嵌合時のクリアランスがプラグ側ロック部とレセプタクル側ロック部との係合時のクリアランスに対し支配的になるので、接続対象物の導電部とコンタクトの接触部の位置ズレによる接触不良を防止すると共に大きな保持力が得られる。

本発明の一実施形態に係るコネクタのプラグとレセプタクルとが互いに対向しているが接続していない状態の斜視図。図１の状態のコネクタの拡大平面図。図１の状態のコネクタの拡大側面図。図３のIV−IV線に沿って得られた断面図。図２のV−V線に沿って得られた拡大断面図。図１のコネクタのプラグとレセプタクルとが接続した状態の斜視図。図６の状態のコネクタの拡大平面図。図６の状態のコネクタの拡大側面図図８のIX−IX線に沿って得られた断面図。特許文献１（特開２００２−８７８９号公報）に開示されている技術を説明するための図であり、（ａ）はプラグの斜視図、（ｂ）はソケットの斜視図。図１０のプラグとソケットとが接続した状態を示す斜視図。

次に、本発明の一実施形態に係るコネクタについて説明する。

まず図１から図５を参照すると、コネクタ１０は第１の方向Ｘで互いに接続可能なプラグ２０及びレセプタクル４０からなる。

まずプラグ２０について説明する。

プラグ２０は２ピースタイプのものであり、プラスチック製のプラグハウジング２１と、プラグハウジング２１に保持された接続対象物２２とを含んでいる。接続対象物２２は、第１の方向Ｘとこれに直交する第２の方向Ｙとに広がった板状又はシート状を呈するものであり、ここではFFCが用いられているが、FPCが用いられてもよい。

接続対象物２２は、第１の方向Ｘにおける一端に、レセプタクル４０に嵌合する露出した端部２３を有している。接続対象物２２の端部２３は、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに直交する第３の方向Ｚにおいて対向する対の主面２３ａと、第１の方向Ｘを向いた先端面２３ｂと、この先端面２３ｂに隣接しかつ第２の方向Ｙを向いた両側面２３ｃとを有している。対の主面２３ａの少なくとも一方には、多数の導電部２４が第２の方向Ｙに離間配列されている。

プラグハウジング２１は、第２の方向Ｙにおいて互いに離間した対の側部２５と、側部２５間を接続対象物２２の上面側で結合した上側梁２６と、側部２５間を接続対象物２２の下面側で結合した下側梁２７とを含んでいる。対の側部２５の各々は、内面側に接続対象物２２を第１の方向Ｘで係止する係止機構２８、２９を備え、外面側に挿入時突当部３１及び抜去時突当部３２を備えている。

対の側部２５には、レセプタクル４０に嵌合する側に突出した対の突起部３３がそれぞれ一体形成されることにより結合されている。これらの突起部３３はほぼ四角柱状を呈しており、接続対象物２２の端部２３の第２の方向Ｙにおける両脇に離間して配置されている。

対の側部２５には、図４に最も明瞭に示されているように、対のロック部材３４がそれぞれ組み込まれている。各ロック部材３４は、側部２５に回動可能に支持された枢支部３４ａと、枢支部３４ａから一側にのびて側部２５の外側に露出した操作部３４ｂと、操作部３４ｂからのびて先端が側部２５に当接した弾力性をもつ付勢部３４ｃと、枢支部３４ａから操作部３４ｂとは反対側にのびた作用部３４ｄとを有している。作用部３４ｄは、その先端に一体形成した爪３４ｅを有している。こうして、各突起部３３に実質的に第２の方向Ｙに変位可能な爪３４ｅを内蔵させてプラグ側ロック部３５を構成している。なお、爪３４ｅは、通常は付勢部３４ｃの付勢力により突起部３３から内向きに突出しているが、操作部３４ｂを操作することにより突起部３３内に実質的に収容され得るものである。

プラグ２０は、さらに、プラグハウジング２１に係止された導電性のプラグシェル３６を備えている。プラグシェル３６は、対の側部２５間で第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに広がった板状のシェル本体３６ａと、シェル本体３６ａの第１の方向Ｘにおける一端から折り返されて接続対象物２２に押し付けられたバネ部３６ｂを有している。このようにプラグシェル３６で接続対象物２２を押し付けて係止機構２８、２９により係止する構造であるため、接着剤は不要で工程を簡素化でき、また異物混入防止もできる。

次に、レセプタクル４０について説明する。

レセプタクル４０は、第２の方向Ｙに細長くのびたプラスチック製のレセプタクルハウジング４１と、レセプタクルハウジング４１に保持された導電性の多数の端子又はコンタクト４２と、レセプタクルハウジング４１の外側に組みつけられた導電性のレセプタクルシェル４３とを含んでいる。

レセプタクルハウジング４１は、第１の方向Ｘでプラグ２０に対向する面の中央に一つの接続用嵌合穴４４を有している。接続用嵌合穴４４は第２の方向Ｙに細長くのび、内部にはコンタクト４２の一部が第２の方向Ｙに離間配列されている。接続用嵌合穴４４の内面には位置決め部４４ａが形成されている。またレセプタクルハウジング４１の第２の方向Ｙにおける両端には、レセプタクルシェル４３の一部によって形成されたレセプタクル側ロック部４５がそれぞれ設けられている。

各レセプタクル側ロック部４５は、レセプタクルハウジング４１の第２の方向Ｙにおける端面に沿ってのびた板状の係合部４６を備えている。換言すると、レセプタクルハウジング４１の長手方向両端面には板状の係合部４６がそれぞれ配置されている。ここでは係合部４６はレセプタクルシェル４３の一部として形成されているが、これに限らない。なお、４７は、レセプタクル４０を回路基板など（図示せず）に固定するためのホールドダウンを示す。

次に、図１から図５に加えて図６から図９をも参照して、プラグ２０とレセプタクル４０との接続及び離脱について説明する。

プラグ２０とレセプタクル４０とを接続するときには、プラグ２０の二つの操作部３４ｂを手指で挟んで爪３４ｅを突起部３３内に実質的に収容した状態にすることが好ましい。この状態で、例えば挿入時突当部３１を押してプラグ２０をレセプタクル４０に突き当てると、レセプタクル側ロック部４５にプラグ側ロック部３５が嵌合する。このとき、対の突起部３３がガイドとして作用するため、嵌合はスムースに実行される。

このときには、また、接続対象物２２が接続用嵌合穴４４に嵌合する。この結果、接続対象物２２の多数の導電部２４が多数のコンタクト４２に一対一で対応して接触し、プラグ２０とレセプタクル４０とが電気的に接続される。それと共に、接続対象物２２の端部２３はレセプタクルハウジング４１の位置決め部４４ａに嵌合する。こうして接続対象物２２の端部２３の第２の方向Ｙにおける位置が決定されるので、導電部２４とコンタクト４２との位置ズレによる接触不良を防止できる。

レセプタクル側ロック部４５にプラグ側ロック部３５が嵌合した後に二つの操作部３４ｂから手指を離すと、付勢部３４ｃの付勢力により、レセプタクル側ロック部４５の係合部４６の係合穴４６ａにプラグ側ロック部３５の爪３４ｅが横方向から挿入される。その結果、爪３４ｅと係合部４６とが第１の方向Ｘで係合するので、プラグ２０及びレセプタクル４０の接続された状態が機械的にロックされる。

プラグ２０をレセプタクル４０から離脱させる時には、プラグ２０の二つの操作部３４ｂを手指で挟んで爪３４ｅを突起部３３内に実質的に収容した状態にする。そして、この状態で例えば抜去時突当部３２を押してプラグ２０をレセプタクル４０から引き離せば、両者を容易に離脱させることができる。

さらに、プラグ側ロック部３５及びレセプタクル側ロック部４５の嵌合と接続対象物２２及び位置決め部４４ａの嵌合とを考慮し、接続対象物２２の端部２３と接続用嵌合穴４４の位置決め部４４ａとの嵌合時の第２の方向Ｙにおけるクリアランス（以下、「位置決め部クリアランス」という）を、プラグ側ロック部３５とレセプタクル側ロック部４５との係合時の第２の方向Ｙにおけるクリアランス（以下、「ロック部クリアランス」という）よりも小さく設定する。

上述した二つのクリアランスの関係を、図４を用いて具体的に説明する。

図４において、Ａは接続対象物２２の端部２３の第２の方向Ｙの寸法、即ち、両側面２３ｃ間の寸法であり、Ｂは対の突起部３３の互いに対向した面間の寸法であり、Ｃは位置決め部４４ａの第２の方向Ｙの寸法であり、Ｄは対の係合部４６の外向き面間の寸法である。ここで、（Ｃ−Ａ）が位置決め部クリアランスであり、（Ｂ−Ｄ）がロック部クリアランスであるので、（Ｃ−Ａ）＜（Ｂ−Ｄ）の条件を満足するようにコネクタ１０の各部の寸法を設定する。例えば、Ａを２１．６ｍｍ、Ｂを２６．５４ｍｍ、Ｃを２１．６８ｍｍ、Ｄを２６．２４ｍｍに設定することで、（Ｃ−Ａ）＜（Ｂ−Ｄ）の条件を満足することができる。

上述したコネクタ１０によると、プラグ側ロック部３５及びレセプタクル側ロック部４５の嵌合はスムースに行われる一方で、接続対象物２２及び位置決め部４４ａの嵌合は導電部２４とコンタクト４２とに位置ズレを引き起こすことなく行われる。したがって、プラグ２０とレセプタクル４０との接続作業に支障を来たすことなく両者を接続状態で機械的にロックできると共に、導電部２４及びコンタクト４２が狭ピッチに配列されている場合であっても位置ズレによる接触不良を防止できる。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、またその一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るがそれらにも限られない。

（付記１）
第１の方向Ｘで互いに嵌合するプラグ２０及びレセプタクル４０を含むコネクタ１０であって、
前記プラグは、前記第１の方向とこれに直交する第２の方向Ｙとに広がった板状又はシート状の接続対象物２２と、前記接続対象物の前記第２の方向における両脇に配置された対のプラグ側ロック部３５とを含み、
前記接続対象物は、前記レセプタクルに嵌合する側に、前記第１の方向における先端面２３ｂと前記先端面に隣接した前記第２の方向における両側面２３ｃとを有する露出した端部２３を含み、
前記レセプタクルは、前記露出した端部と嵌合する位置決め部４４ａと、前記プラグ側ロック部に嵌合を伴って前記第１の方向で係合するレセプタクル側ロック部４５とを有し、
前記露出した端部と前記位置決め部との嵌合時の前記第２の方向におけるクリアランスを、前記プラグ側ロック部と前記レセプタクル側ロック部との係合時の前記第２の方向におけるクリアランスよりも小さく設定した
ことを特徴とするコネクタ。

（付記２）
前記プラグ側ロック部は前記第２の方向に変位可能な爪３４ｅを内蔵し、前記レセプタクル側ロック部は係合部４６を有し、前記プラグと前記レセプタクルとの嵌合時に前記爪が前記係合部に係合する、付記１に記載のコネクタ。

（付記３）
前記プラグは、さらに、前記接続対象物に押し付けられたバネ部３６ｂを有する導電性のプラグシェル３６を含む、付記１又は２に記載のコネクタ。

（付記４）
前記プラグは、さらに、前記接続対象物を保持した絶縁性のプラグハウジング４１を含み、前記プラグ側ロック部は前記プラグハウジングに結合されている突起部３３を有する、付記１から３のいずれか一項に記載のコネクタ。

１プラグ
２ケーブル
３基板
４係合部
５導電部
６ソケット
７端子
８係合孔
９回路基板
１０コネクタ
２０プラグ
２１プラグハウジング
２２接続対象物
２３露出した端部
２３ａ主面
２３ｂ先端面
２３ｃ両側面
２４導電部
２５側部
２６上側梁
２７下側梁
２８、２９係止機構
３１挿入時突当部
３２抜去時突当部
３３突起部
３４ロック部材
３４ａ枢支部
３４ｂ操作部
３４ｃ付勢部
３４ｄ作用部
３４ｅ爪
３５プラグ側ロック部
３６プラグシェル
３６ａシェル本体
３６ｂバネ部
４０レセプタクル
４１レセプタクルハウジング
４２端子又はコンタクト
４３レセプタクルシェル
４４接続用嵌合穴
４４ａ位置決め部
４５レセプタクル側ロック部
４６係合部
４７ホールドダウン
Ｘ第１の方向
Ｙ第２の方向
Ｚ第３の方向

Claims

第１の方向で互いに嵌合するプラグ及びレセプタクルを含むコネクタであって、
前記プラグは、前記第１の方向とこれに直交する第２の方向とに広がった板状又はシート状の接続対象物と、前記接続対象物の前記第２の方向における両脇に配置された対のプラグ側ロック部とを含み、
前記接続対象物は、前記レセプタクルに嵌合する側に、前記第１の方向における先端面と前記先端面に隣接した前記第２の方向における両側面とを有する露出した端部を含み、
前記レセプタクルは、前記露出した端部と嵌合する位置決め部と、前記プラグ側ロック部に嵌合を伴って前記第１の方向で係合するレセプタクル側ロック部とを有し、
前記露出した端部と前記位置決め部との嵌合時の前記第２の方向におけるクリアランスを、前記プラグ側ロック部と前記レセプタクル側ロック部との係合時の前記第２の方向におけるクリアランスよりも小さく設定した
ことを特徴とするコネクタ。
前記プラグ側ロック部は前記第２の方向に変位可能な爪を内蔵し、前記レセプタクル側ロック部は係合部を有し、前記プラグと前記レセプタクルとの嵌合時に前記爪が前記係合部に係合する、請求項１に記載のコネクタ。
前記プラグは、さらに、前記接続対象物に押し付けられたバネ部を有する導電性のプラグシェルを含む、請求項１又は２に記載のコネクタ。
前記プラグは、さらに、前記接続対象物を保持した絶縁性のプラグハウジングを含み、前記プラグ側ロック部は前記プラグハウジングに結合されている突起部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクタ。