JP2013239346A

JP2013239346A - コネクタ装置

Info

Publication number: JP2013239346A
Application number: JP2012111669A
Authority: JP
Inventors: Masataka Muro; 昌孝室
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-28

Abstract

【課題】接続作業中の挿入抵抗を小さくするともに、接続作業中には配線基板が「仮」保持され、接続作業完了後は配線基板が十分な保持力で保持されるコネクタ装置を提供する。
【解決手段】配線基板１０２を挿入する基板収容部７が形成されて、基板収容部７にコンタクト５が配置されたハウジング２と、前記空間の内部にあって、ハウジング２に取り付けられて、配線基板１０２の幅方向に弾性変形して、配線基板１０２の係合用切り欠き１０３と係合するロックアーム６を備えるコネクタ装置１において、配線基板１０２がハウジング２の所定位置まで挿入された後で、ロックアーム６を配線基板１０２に接近させるアクチュエータ３を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、回路基板に固定されて、該回路基板上の電気回路と他の配線基板とを電気的に接続するコネクタ装置に関する。

回路基板に固定されて、該回路基板上の電気回路と他の配線基板（例えば、フレキシブル印刷配線基板（ＦＰＣ）あるいはフレキシブル平板状ケーブル（ＦＦＣ））とを電気的に接続するコネクタ装置が知られている。コネクタ装置はハウジングを有し、該ハウジングには配線基板を収容する収容室が形成され、該収容室の内部には、配線基板の係合用切り欠きと係合する保持部材があって、該保持部材で配線基板を保持して配線基板の脱落を防止している。

例えば、特許文献１には、回動部材を操作してロック部材（保持部材）を弾性変形させ、ロック部材の係合部を配線基板の係止部に係合させて、配線基板を係止するコネクタ装置が開示されている。

また、特許文献２には、配線基板の両端部に設けられた切欠部に嵌合して配線基板を反挿入方向に係止する係止部（保持部材）と、係止部が接続対象物係止部の反嵌合方向への移動を規制する規制部を備えるコネクタ装置が開示されている。

このコネクタ装置の係止部は、コネクタ装置に配線基板が挿入されると、配線基板の一方の面に接触しながら弾性変形し、配線基板が所定位置まで挿入されると、配線基板の両端部に設けられた切欠部に嵌合する。また、このコネクタ装置は回動部材を備え、係止部が配線基板の切欠部に嵌合した状態で回動部材を閉鎖すると、回動部材が規制部に当接して、規制部は係止部の移動を規制する方向に変位する。

このように、特許文献１及び２に開示されたコネクタ装置は、保持部材と回動部材を備え、保持部材が配線基板に嵌合した後で、回動部材を操作して保持部材を弾性変形させて、配線基板の脱落を防止している。そのため、配線基板を確実に保持することができる。

その一方で、特許文献１及び２に開示されたコネクタ装置は、保持部材がコネクタ装置の高さ方向に変位して、配線基板を係止するので、コネクタ装置の低背化が困難になるという問題があった。近年、電子機器を小型化するために、コネクタ装置の低背化が強く求められているので、コネクタ装置の低背化が困難であることは望ましくない。

この問題は、特許文献３に開示されているように、保持部材が水平方向（コネクタ装置の幅方向）に変位するように構成すれば解決する。

特開２００６−１４７２７１号公報特開２００８−１５３０５９号公報特開２０１２−４０７２号公報

しかしながら、特許文献３のコネクタ装置の保持部材は「弾性仮保持部」であって、保持力が限定されていて、しかも該コネクタ装置は、保持部材が配線基板と係合した後で、保持部材を保持力が大きくなる方向に移動させる手段を備えない。そのため、該コネクタ装置には、配線基板を継続的に確実に保持することが難しいという問題がある。

もっとも、特許文献３のコネクタ装置において、弾性仮保持部を固く（ばね定数を大きく）すれば、上記の問題は解決するが、そのようにすれば、配線基板をコネクタ装置に挿入する際の抵抗（挿入抵抗）が大きくなるので、接続作業の能率が低下するという問題が生じる。また、配線基板を挿入する際に配線基板が損傷する危険も生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低背化に適した構成を備えるとともに、接続作業中は配線基板を小さな保持力で「仮」保持して、接続作業を容易にし、接続作業完了後は配線基板が十分な保持力で保持して、確実で安定した接続を実現できるコネクタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコネクタ装置は、配線基板を挿入する空間が形成されて、前記空間にコンタクトが配置されたハウジングと、前記空間の内部にあって、前記ハウジングに取り付けられて、前記配線基板の幅方向に弾性変形して、前記配線基板の係合部と係合する保持部材を備えるコネクタ装置において、前記配線基板が前記ハウジングの所定位置まで挿入された後で、前記保持部材を前記配線基板に接近させる保持部材移動機構を備えることを特徴とする。

前記保持部材移動機構は、前記保持部材の一部が前記係合部と係合する仮保持位置と、前記保持部材の全体が前記係合部と係合する本保持位置の間で、前記保持部材を移動させるようにしてもよい。

前記保持部材移動機構は、前記ハウジングに回動自在に取り付けられて、前記ハウジングに対して起倒するアクチュエータであって、前記アクチュエータは、前記保持部材に当接するカム面を備えるようにしてもよい。

前記アクチュエータは、前記コンタクトに当接するカム軸を備え、前記コンタクトは、前記カム軸の回動に従って、前記配線基板に接近/離隔する方向に変位するようにしてもよい。

前記アクチュエータが、前記ハウジングから立ち上げられると、前記保持部材は前記仮保持位置に移動し、前記コンタクトは前記配線基板から離隔する方向に変位し、前記アクチュエータが、前記ハウジングと平行にされると、前記保持部材は前記本保持位置に移動し、前記コンタクトは前記配線基板に接近する方向に変位するようにしてもよい。

前記保持部材の基端は、前記ハウジングに固定され、前記保持部材の先端は、前記保持部材移動機構と当接するようにしてもよい。

前記保持部材は、前記基端と先端の間に、前記配線基板の係合部と係合する係合突起を備えるようにしてもよい。

本発明によれば、低背化に適した構成を備えるので、電子機器等の小型化が図れる。また、接続作業中は配線基板を小さな保持力で「仮」保持して、接続作業を容易にすることができるので、電子機器等の生産性が向上する。また、接続作業完了後は配線基板が十分な保持力で保持して、確実で安定した接続がなされるので、電子機器等の信頼性が向上する。

本発明の実施形態に係るコネクタ装置の外形図であり、（ａ）は配線基板を挿入しない状態の斜視図であり、（ｂ）は配線基板を挿入した状態の斜視図であり、（ｃ）は配線基板を挿入した状態を裏側から見た斜視図である。（ａ）はコネクタ装置の平面図であり、（ｂ）はコネクタ装置の正面図である。アクチュエータの構成を説明する図であり、（ａ）はコネクタ装置を後方から見た斜視図であり、アクチュエータを起こした状態を示し、（ｂ）はコネクタ装置を図２（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した断面図であり、アクチュエータを起こした状態を示し、（ｃ）アクチュエータを倒した状態を示す斜視図であり、説明の便宜のためにアクチュエータの一部を切り取っている。ロックアームの外形を示す斜視図である。図２（ｂ）のＢ−Ｂ’線で切断した断面図であって、コネクタ装置に配線基板を取り付けるプロセスを示す図である。（ａ）は配線基板を挿入する前の状態を、（ｂ）は配線基板を仮保持する状態を、（ｃ）は配線基板を本保持する状態を、それぞれ示す。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。まず、図１と図２を参照しながら、本発明に係るコネクタ装置１の基本的な構成を説明する。

図１（ａ）に示すように、コネクタ装置１は、主回路基板１０１に固定されて、主回路基板１０１と配線基板１０２を電気的に接続する装置であり、ハウジング２とアクチュエータ３を備える。なお、配線基板１０２の先端近傍の両側には係合切り欠き１０３が形成され、配線基板１０２の上面には配線パターン１０４が形成されている。

ハウジング２は、絶縁性材料（例えば、合成樹脂）で形成された構造体であり、その正面には基板挿入口４が開口していて、基板挿入口４の奥には後述する基板収容部７（図５参照）が形成されている。図１（ｂ）に示すように、配線基板１０２の先端は基板挿入口４から挿入されて基板収容部７に収容される。基板収容部７の中にはコンタクト５が配列されていて、その一部は、図１（ｃ）に示すように、ハウジング２の後端において露出し、主回路基板１０１上の図示しない配線パターンに半田付けされる。また、配線基板１０２の配線パターン１０４は基板収容部７内においてコンタクト５と電気的に接触する。

また、基板収容部７の左右端には、ロックアーム６が配置され、図１（ａ）ないし（ｃ）に、その一部がハウジング２の外に露出しているのが見える。ハウジング２の前端に露出するロックアーム６の部位（図１（ａ），（ｂ）に図示される部位）は、主回路基板１０１上の図示しない半田接続部に半田付けされる。なお、ロックアーム６の詳細な構成と作用については、後述する。

なお、本明細書において、コネクタ装置１の「前後」とは、コネクタ装置１に配線基板１０２を抜き差しする方向を言い、「前、前方、前側」は、基板挿入口４が開口する側を言い、「後、後方、後側」は、アクチュエータ３を備える側を言う。また、コネクタ装置１の「左右」は、コネクタ装置１の後方から前方を見た場合の左右を言い、「上」は図１（ａ）において主回路基板１０１から遠ざかる方向を言い、「下」は主回路基板１０１に近づく方向を言う。また、コネクタ装置１の「外側」は、コネクタ装置１の前後軸の左右にある部位を指し、「内側」は「外側」から見て前後軸に近い部位を指す。また、配線基板１０２の「先端」とは、図１（ａ）においてコネクタ装置１に近い端部を指す。

アクチュエータ３は、合成樹脂等で形成された部品であって、回動軸Ｘ（図１（ａ）参照）回りに回動して、ハウジング２に対して起伏する。なお、図１（ａ）ないし（ｃ）は、アクチュエータ３をハウジング２に対して起した状態を示している。

また、アクチュエータ３は、図３（ａ）に示すように、カム軸３ａを備える。カム軸３ａの断面は、図３（ｂ）に示すように、略卵形をなしている。また、コンタクト５は上部コンタクト５ａと下部コンタクト５ｂを連結部５ｃで連結して略「エ」字形に構成され、上部コンタクト５ａと下部コンタクト５ｂの他方の端部においてカム軸３ａを挟持し、上部コンタクト５ａの一方の端部には当接突起５ｄを備えている。そのため、アクチュエータ３をＸ軸回りに回動させて倒す（図３（ｂ）に示す状態から、反時計回りに９０°回動させる）と、カム軸３ａを挟持する側において、上部コンタクト５ａと下部コンタクト５ｂの間隔が拡がる（つまり、上部コンタクト５ａが持ち上がる）。この時、連結部５ｃを挟んだ反対側では、上部コンタクト５ａと下部コンタクト５ｂの間隔が狭まる（つまり、上部コンタクト５ａが下がる）ので、当接突起５ｄは配線基板１０２に接近する。このように、アクチュエータ３はコンタクト５を配線基板１０２に対して接近/離隔させることができる。

また、図３（ａ）に示すように、アクチュエータ３はカム面３ｂを備える。カム面３ｂはアクチュエータ３の幅方向の外側（図３において左右端に近い位置）の端部３ｃがアクチュエータ３の後面と同じ高さにあって、内側の端部３ｄがアクチュエータ３の後面より低くなる（アクチュエータ３の後面より凹む）ように形成された斜面である。アクチュエータ３を倒す（図３（ｂ）において反時計回りに回動させる）と、ロックアーム６の端部（６ｅ）は、まず端部３ｃにおいてカム面３ｂと当接する。更にアクチュエータ３を回動させると、カム面３ｂがロックアーム６の端部（６ｅ）を押圧するから、ロックアーム６の端部（６ｅ）はカム面３ｂから逃げる方向、つまり端部３ｄに近づく方向に変位する。そして、アクチュエータ３を完全に倒す（反時計回りに９０°回動させる）と、図３（ｃ）に示すように、ロックアーム６の端部（６ｅ）はカム面３ｂに倣ってハウジング２の幅方向内側に移動する。つまり、配線基板１０２の幅方向に移動して、配線基板１０２に接近する。このように、アクチュエータ３を倒すと、ロックアーム６は配線基板１０２に接近する。

ロックアーム６は金属板を所定の形状に切り抜き、曲げ加工されて形成された部品であり、図４に示すように、ロックアーム６は接続端６ａ、固定部６ｂ、係合突起６ｃ、係止部６ｄ及び従動部６ｅを備える。接続端６ａは、前述したように、ハウジング２の正面においてハウジング２の外部に露出して、主回路基板１０１上の図示しない半田接続部に半田付けされる部位である。固定部６ｂは接続端６ａと係合突起６ｃの間にあって、ハウジング２に挟持されて固定される部位である。係合突起６ｃは、配線基板１０２の係合用切り欠き１０３と係合する部位である。係止部６ｄは、係合突起６ｃと従動部６ｅの間にある切り欠きであって、係合突起６ｃが配線基板１０２の係合用切り欠き１０３と係合する方向に変位された時に、ハウジング２の切り欠き２ａ（図５（ｂ）参照）と係合して、ハウジング２に係止される部位である。従動部６ｅはロックアーム６の最後方（ハウジング２の後面に近い）にあって、前述したように、アクチュエータ３のカム面３ｂに当接する部位である。

最後に、図５を参照しながら、アクチュエータ３とロックアーム６の作用を説明する。なお、図５は、コネクタ装置１を図２（ｂ）のＢ−Ｂ’線で切断した平断面図である。

コネクタ装置１に配線基板１０２を接続する前であって、アクチュエータ３をハウジング２に対して立てた（起こした）場合は、ロックアーム６は図５（ａ）に示すような状態にある。すなわち、ロックアーム６の従動部６ｅは基板収容部７の左右端に位置している、言い替えれば、左右のロックアーム６の間隔が最大に拡がっている。なお、この時の左右の係合突起６ｃの間の間隔Ｓは、配線基板１０２の幅Ｗ（図５（ｂ）参照）より僅かに小さくなるように設定される。

この状態で、配線基板１０２をハウジング２に挿入すると、配線基板１０２の先端１０２ａが、左右のロックアーム６の係合突起６ｃに当接して、左右の係合突起６ｃの間隔を押し広げる。この時、左右の係合突起６ｃの間隔を押し広げるのに要する推力が挿入抵抗に相当する。そして配線基板１０２を、基板収容部７の所定の位置（具体的には、配線基板１０２の先端がハウジング２の終端壁２ｂに当接する位置）まで進入させると、図５（ｂ）に示すように、係合突起６ｃの一部が係合用切り欠き１０３と係合し、配線基板１０２はハウジング２（コネクタ装置１）に仮保持される。なお、ハウジング２の左右には切り欠き２ａが形成されていることに注意されたい。

なお、仮保持された配線基板１０２をハウジング２から引き出す場合は、係合用切り欠き１０３の隅部１０３ａが係合突起６ｃに当接して、左右の係合突起６ｃの間隔を押し広げる。この時、左右の係合突起６ｃの間隔を押し広げるに要する推力が「仮」保持力に相当する。係合突起６ｃは、外側斜面Ｓ_ＯＵＴの傾斜が内側斜面Ｓ_ＩＮの傾斜より小さくなるように構成されているので、挿入抵抗は「仮」保持力より小さい。また、左右の係合突起６ｃの間の隙間Ｓと係合突起６ｃの形状（特に、外側斜面Ｓ_ＯＵＴ及び内側斜面Ｓ_ＩＮの傾斜）は所望の挿入抵抗と「仮」保持力が得られるように選ばれる。

配線基板１０２がハウジング２（コネクタ装置１）に仮保持されたら、アクチュエータ３をハウジング２の後方に倒す（図３（ｃ）参照）。この時、ロックアーム６は図５（ｃ）に示すような状態になる。すなわち、ロックアーム６の従動部６ｅはアクチュエータ３のカム面３ｂに誘導されて、基板収容部７の内側に移動し（つまり、配線基板１０２の幅方向に移動して、配線基板１０２に接近し）、従動部６ｅの先端はアクチュエータ３に形成された溝の中に保持されるので、従動部６ｅ（ロックアーム６）の配線基板１０２の幅方向の移動（変位）は実質的に拘束される。また、係合突起６ｃは完全に係合用切り欠き１０３と係合する。そのため、係合突起６ｃと係合用切り欠き１０３の係合を解除することは実質的に不可能になる。つまり、配線基板１０２はハウジング２（コネクタ装置１）に本保持される。また、前述したように、ロックアーム６の係止部６ｄはハウジング２の切り欠き２ａ（図５（ｂ）参照）と係合してハウジング２に係止されるので、配線基板１０２をハウジング２から引き抜く方向に外力が加えられた場合にロックアーム６がハウジング２から外れることが防止される。そのため、配線基板１０２の保持は更に確実になる。なお、ロックアーム６の係止部６ｄについては図４を参照されたい。

以上説明したように、本発明によれば、ロックアーム６を配線基板１０２の幅方向に変位するように構成しているので、コネクタ装置を低背化できる。また、アクチュエータ３をハウジング２に対して起伏させることによって、ロックアーム６を配線基板１０２に対して接近/離隔させて、ロックアーム６の係合突起６ｃの一部が配線基板１０２の係合用切り欠き１０３と係合する仮保持の状態と、係合突起６ｃの全体が係合用切り欠き１０３と係合する本保持の状態を切り替えることができる。そのため、配線基板１０２をコネクタ装置１に接続する際には、配線基板を小さな保持力で「仮」保持して、接続作業を容易にすることができる。また、接続作業完了後は配線基板が十分な保持力で保持して、確実で安定した接続がなされる。

なお、上記実施態様は、本発明の具体的な実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲は上記実施態様によっては限定されない。本発明は特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲において、自由に応用、変形、あるいは改良して実施することができる。

例えば、上記実施態様では、アクチュエータ３のカム軸３ａが上部コンタクト５ａと下部コンタクト５ｂに挟持されて回動する例を示したが、アクチュエータ３はハウジング２に直接軸支されてもよい。

また、保持部材移動機構は、アクチュエータ３のような、ハウジング２に回動自在に取り付けて、ハウジング２に対して起伏するものには限定されない。ロックアーム６を配線基板１０２に接近/離隔させる機構ならば、どんなものであってもよい。例えば、くさび形の部材をハウジング２に進退自在に取り付けて、該部材を進退させることによって、ロックアーム６を変位させるようにしてもよい。

また、保持部材移動機構は、アクチュエータ３のような、コンタクト５を配線基板１０２に接近/離隔させる機構を兼ねるものには限定されない。ロックアーム６とコンタクト５をそれぞれ別の機構で変位させるようにしてもよい。あるいは、コンタクト５を配線基板１０２に接近/離隔させる機構を省いてもよい。

上記実施態様において示したコンタクト５の形状は例示であって、本発明の技術的範囲はこのようなコンタクト５を備えるものには限定されない。例えば、配線基板１０２の下面だけで、あるいは上面だけで電気的に接触するものであってもよい。また図示されたコンタクト５の本数が例示であることは言うまでもない。

上記実施態様において示したロックアーム６の構成は例示であって、本発明の技術的範囲はこのようなロックアーム６を備えるものには限定されない。

また、上記実施態様では、ハウジング２とアクチュエータ３を合成樹脂で構成し、コンタクト５とロックアーム６を金属素材で構成すると説明したが、これらの素材は特に限定されない。コネクタ装置１の機能が保証されるならば、公知の素材、あるいは将来出現する新規な素材を適宜選択して使用することができる。ハウジング２とアクチュエータ３は、所望の機械的強度と絶縁性能が得られるのであれば、各種の合成樹脂素材を任意に選択することができる。また、樹脂以外の素材を選択することもできる。コンタクト５は、所望の電気的特性と機械的特性（例えば強度と弾性）と得られるのであれば、各種の素材を任意に選択することができる。ロックアーム６も、所望の機械的特性（例えば強度と弾性）が得られるのであれば、各種の金属素材をあるいは非金属素材を任意に選択することができる。

また、上記実施態様では、「ハウジングの所定位置」の具体例として、「配線基板１０２の先端がハウジング２の終端壁２ｂに当接する位置」を例示したが、「ハウジングの所定位置」は、これには限定されない。「ハウジングの所定位置」とは、配線基板を取り付けるように設計されたハウジングの位置である。

また、上記実施態様では、「配線基板の係合部」の具体例として、係合用切り欠き１０３を例示したが、「配線基板の係合部」はこれには限定されない。「配線基板の係合部」は、コネクタ装置の保持部材と係合する形態形状を備えていれば十分である。

１・・・コネクタ装置，２・・・ハウジング，２ａ・・・切り欠き，２ｂ・・・終端壁，３・・・アクチュエータ，４・・・基板挿入口，５・・・コンタクト，６・・・ロックアーム，６ａ・・・接続端，６ｂ・・・固定部，６ｃ・・・係合突起，６ｄ・・・係止部，６ｅ・・・従動部，７・・・基板収容部，１０１・・・主回路基板，１０２・・・配線基板，１０２ａ・・・先端，１０３・・・係合用切り欠き，１０３ａ・・・隅部，１０４・・・配線パターン

Claims

配線基板を挿入する空間が形成されて、前記空間にコンタクトが配置されたハウジングと、
前記空間の内部にあって、前記ハウジングに取り付けられて、前記配線基板の幅方向に弾性変形して、前記配線基板の係合部と係合する保持部材を備えるコネクタ装置において、
前記配線基板が前記ハウジングの所定位置まで挿入された後で、前記保持部材を前記配線基板に接近させる保持部材移動機構を備える
ことを特徴とするコネクタ装置。
前記保持部材移動機構は、前記保持部材の一部が前記係合部と係合する仮保持位置と、前記保持部材の全体が前記係合部と係合する本保持位置の間で、前記保持部材を移動させる
ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
前記保持部材移動機構は、前記ハウジングに回動自在に取り付けられて、前記ハウジングに対して起倒するアクチュエータであって、
前記アクチュエータは、前記保持部材に当接するカム面を備える
ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ装置。
前記アクチュエータは、前記コンタクトに当接するカム軸を備え、
前記コンタクトは、前記カム軸の回動に従って、前記配線基板に接近/離隔する方向に変位する
ことを特徴とする請求項３に記載のコネクタ装置。
前記アクチュエータが、前記ハウジングから立ち上げられると、前記保持部材は前記仮保持位置に移動し、前記コンタクトは前記配線基板から離隔する方向に変位し、
前記アクチュエータが、前記ハウジングと平行にされると、前記保持部材は前記本保持位置に移動し、前記コンタクトは前記配線基板に接近する方向に変位する
ことを特徴とする請求項４に記載のコネクタ装置。
前記保持部材の基端は、前記ハウジングに固定され、
前記保持部材の先端は、前記保持部材移動機構と当接する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のコネクタ装置。
前記保持部材は、前記基端と先端の間に、前記配線基板の係合部と係合する係合突起を備える
ことを特徴とする請求項６に記載のコネクタ装置。