JP2014164883A - コネクタ - Google Patents

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康幸 三木
Mitsuru Kobayashi
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Abstract

【課題】高速伝送が可能なコネクタを提供すること。
【解決手段】基板に実装され、平板状の接続対象物を前記基板に接続するコネクタであって、差込口から前記接続対象物が差し込まれるハウジングと、前記接続対象物の一方の面及び前記基板に接触する複数のコンタクトと、を有し、前記複数のコンタクトは、回動可能に設けられて前記接続対象物の一方の面に接触する可動接触部と、前記接続対象物と前記基板との間の信号伝送路から枝分かれして突出する複数の固定部により前記ハウジングにより固定され、前記基板に接触する固定接触部と、前記可動接触部と前記固定接触部とを連結する連結部と、を有するコネクタ。
【選択図】図６

Description

本発明は、コネクタに関する。
例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の接続対象物を基板に接続するコネクタには、接続対象物が挿入されるハウジングと、ハウジングに固定されて接続対象物と基板とを接続する複数のコンタクトとを有する構成がある。（例えば、特許文献１参照）。
上記コンタクトは、接続対象物及び基板にそれぞれ接触する２つの接触部に加えて、例えば２つの接触部の間から枝分かれして突出する突出部を有し、突出部がハウジングに設けられている嵌合孔に嵌合することでハウジングに固定される。コンタクトがこの様に形成される１つの突出部によりハウジングに固定されるためには、突出部に一定の長さが必要となる。
特許第４９４５００６号公報
しかしながら、基板と接続対象物との間で数十Ｇｂｐｓを超える高速伝送を行う場合には、基板及び接続対象物との２つの接触部の間の信号伝送路から枝分かれする様に設けられる突出部の影響により、コネクタの伝送特性が劣化する場合がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、高速伝送が可能なコネクタを提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、基板に実装され、平板状の接続対象物を前記基板に接続するコネクタであって、差込口から前記接続対象物が差し込まれるハウジングと、前記接続対象物の一方の面及び前記基板に接触する複数のコンタクトと、を有し、前記複数のコンタクトは、回動可能に設けられて前記接続対象物の一方の面に接触する可動接触部と、前記接続対象物と前記基板との間の信号伝送路から枝分かれして突出する複数の固定部により前記ハウジングにより固定され、前記基板に接触する固定接触部と、前記可動接触部と前記固定接触部とを連結する連結部と、を有する。
本発明の実施形態によれば、高速伝送が可能なコネクタを提供できる。
実施形態に係るコネクタを例示する斜視図である。 実施形態に係るコネクタを例示する正面図、上面図、底面図及び側面図である。 実施形態に係るコネクタを例示する分解斜視図である。 実施形態に係るコネクタを例示する部分拡大図である。 実施形態に係るコネクタにＦＰＣが接続される前の状態を例示する断面図である。 実施形態に係るコネクタにＦＰＣが接続された後の状態を例示する断面図である。 実施形態に係るコネクタの伝送特性のシミュレーション結果を例示する図である。 従来技術に係るコネクタの伝送特性のシミュレーション結果を例示する図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜コネクタの構成＞
図１から図４に基づいて、実施形態に係るコネクタ１の全体構成について説明する。図１はコネクタ１の斜視図、図２はコネクタ１の分解斜視図、図３はコネクタ１の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）底面図及び（ｄ）側面図、図４はハウジング１０に第１コンタクト２０が固定される様子を例示する部分拡大図である。なお、以下の図面に示すＸ方向はコネクタ１の長手方向、Ｙ方向はコネクタ１の短手方向、Ｚ方向はコネクタ１の高さ方向である。
コネクタ１は、図２に示す様に、ハウジング１０、第１コンタクト２０、第２コンタクト３０、アクチュエータ４０を有する。コネクタ１は、ハウジング１０の図１における下面側がはんだ付けにより基板に固定される。また、コネクタ１は、差込口１１０から差し込まれる例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等の平板状の接続対象物と基板とを接続する。なお、以下の説明では、Ｚ方向においてコネクタ１の基板側を下、基板とは反対側を上として説明する場合がある。
ハウジング１０は、図２に示す様に、接続対象物が差し込まれる差込口１１０、第１コンタクト２０が固定される複数の第１コンタクト孔１０２、第２コンタクト３０が固定される複数の第２コンタクト孔１０３を有する。
複数の第１コンタクト孔１０２は、Ｙ方向においてハウジング１０の差込口１１０とは反対側に、Ｘ方向に一定間隔で一列に設けられている。複数の第１コンタクト孔１０２には、それぞれ第１コンタクト２０が挿入されて固定される。
複数の第２コンタクト孔１０３は、Ｙ方向においてハウジング１０の差込口１１０側に、Ｘ方向に一定間隔で一列に設けられている。複数の第２コンタクト孔１０３には、それぞれ第２コンタクト３０が挿入されて固定される。
また、ハウジング１０は、押圧手段としてのアクチュエータ４０を支持する支持溝１０４を有し、支持溝１０４に挿入されるアクチュエータ４０を回動可能に支持する。ハウジング１０の支持溝１０４には、図３（ｃ）に示す様に、アクチュエータ４０の側面に設けられている突部４０１に嵌合する嵌合溝１０５が設けられている。アクチュエータ４０は、突部４０１がハウジングの支持溝１０４の嵌合溝１０５に嵌合することで、ハウジング１０に支持される。また、アクチュエータ４０は、突部４０１を中心として、図３（ｄ）に示す矢印方向に回動可能にハウジング１０に支持される。アクチュエータ４０は、下方に倒れる様に回動されることで第１コンタクト２０を、ハウジング１０に差し込まれる接続対象物に押圧する。
第１コンタクト２０及び第２コンタクト３０は、例えば薄板状の導電性金属材料を打ち抜き加工することで形成され、ハウジング１０の差込口１１０から差し込まれる接続対象物と基板とを接続する。また、複数の第１コンタクト２０及び複数の第２コンタクト３０は、それぞれ信号線（Ｓ）とグランド線（Ｇ）とが、隣り合う様に（例えば例えばＧＳＧＳＧ・・・或いはＧＳＳＧ・・・等）割り当てられており、隣り合うコンタクト間で所望のインピーダンスに整合されている。
複数の第１コンタクト２０は、それぞれハウジング１０の第１コンタクト孔１０２に固定され、接続対象物の一方の面と基板とを接続する。各第１コンタクト２０は、ハウジング１０から露出して基板の端子に接触する部分と、ハウジング１０に差し込まれた接続対象物の上面端子に接触する部分とを有する。
図４は、ハウジング１０の第１コンタクト孔１０２に第１コンタクト２０が固定される様子を例示する部分拡大図である。図４に示す様に、第１コンタクト２０は、ハウジング１０の第１コンタクト孔１０２に挿入されて固定される。複数の第１コンタクト２０が第１コンタクト孔１０２に固定されたハウジング１０は、さらに支持溝１０４に挿入されるアクチュエータ４０を支持する。アクチュエータ４０は、側面の突部４０１がハウジング１０の支持溝１０４に設けられている嵌合溝１０５に嵌合することで、ハウジング１０に回動可能に支持される。また、アクチュエータ４０は、Ｘ方向に一定間隔で設けられた複数の挿入孔４０２に、それぞれ第１コンタクト２０の一部が挿入された状態で、ハウジング１０に支持される。
第２コンタクト３０は、図１及び図３に示す様に、ハウジング１０の第２コンタクト孔１０３に固定され、接続対象物の他方の面と基板とを接続する。第２コンタクト３０は、ハウジング１０から露出して基板の端子に接触する部分と、ハウジング１０に挿入された接続対象物の下面端子面に接触する部分とを有する。第２コンタクト３０は、第１コンタクト２０と同様に、ハウジング１０に設けられている第２コンタクト孔１０３に挿入されて固定される。
実施形態に係るコネクタ１は、以上で説明した構成を有し、基板に実装されて例えばＦＰＣやＦＦＣ等の接続対象物と基板とを接続する。
＜コンタクト、アクチュエータの構成＞
次に、第１コンタクト２０、第２コンタクト３０及びアクチュエータの構成について説明する。
図５及び図６は、図３（ｂ）のＡ−Ａ´断面図であり、図５はコネクタ１に接続対象物が差し込まれていない状態、図６はコネクタ１に接続対象物としてＦＰＣ５０が差し込まれた状態を例示している。
（第１コンタクト）
第１コンタクト２０は、図５及び図６に示す様に、可動接触部２０１、固定接触部２０２、連結部２０３を有する。
可動接触部２０１は、Ｙ方向に略平行に延伸し、ハウジング１０の差込口１１０側の先端部２０１ａに接続対象物の上面に接触する接触突部２０１ｂを有する。可動接触部２０１は、Ｚ方向に延びる連結部２０３により固定接触部２０２に連結されている。また、可動接触部２０１の差込口１１０とは反対側の後端部２０１ｃは、アクチュエータ４０の挿入孔４０２に挿入され、アクチュエータ４０のカム部４０３を固定接触部２０２との間で挟み込んでいる。
可動接触部２０１は、アクチュエータ４０が図５の状態から図６の状態に回動されると、ＹＺ断面が略楕円形状を有するカム部４０３により後端部２０１ｃが上方に押圧され、弾性変形する連結部２０３を中心に回動する。また、可動接触部２０１は、アクチュエータ４０が回動されると、先端部２０１ａの接触突部２０１ｂがＦＰＣ５０の上面に押圧される。
連結部２０３は、可動接触部２０１と固定接触部２０２とを連結する。また、連結部２０３は、アクチュエータ４０の動作に応じて回動する可動接触部２０１を、弾性変形しながら支持する。
固定接触部２０２は、第１固定部２０２ａ、爪部２０２ｂ、第２固定部２０２ｃ、カム溝２０２ｄ、基板接触部２０２ｅ、本体部２０２ｆを有し、ハウジング１０に固定されて基板に接触する。
第１固定部２０２ａは、連結部２０３に連結する部分よりハウジング１０の差込口１１０側に突出し、ハウジング１０に設けられている嵌合孔１０６に嵌合することで、固定接触部２０２をハウジング１０に固定する。第１固定部２０２ａには、端部から上方に突出する様に爪部２０２ｂが設けられている。第１固定部２０２ａの爪部２０２ｂが設けられている部分のＺ方向の厚さは、ハウジング１０の嵌合孔１０６のＺ方向の高さよりも大きく形成されている。したがって、第１固定部２０２ａは、ハウジング１０の嵌合孔１０６に圧入される様に挿入され、爪部２０２ｂが嵌合孔１０６に引っ掛かることで、ハウジング１０に固定されて嵌合孔１０６からの抜けが防止される。
なお、第１固定部２０２ａは、Ｙ方向に略平行に突出する様に設けられているが、上方又は下方に向けて突出する様に設けても良い。また、第１固定部２０２ａが連結部２０３より突出する部分の長さは、第１コンタクト２０がハウジング１０に固定され、脱落等が発生しない程度に短く設けることが好ましい。第１コンタクト２０を介して基板とＦＰＣ５０との間で高速伝送を行う場合において、第１固定部２０２ａの影響によりコネクタ１の伝送特性の低下を防止することができる。
第２固定部２０２ｃは、ハウジング１０に沿ってＹ方向に略平行に延伸する本体部２０２ｆから下方の基板側に突出し、ハウジング１０の差込口１１０とは反対側の第１コンタクト側端部１２０に掛止される。また、第２固定部２０２ｃは、本体部２０２ｆとの間で第１コンタクト側端部１２０を挟み込むことで、ハウジング１０に固定されている。
カム溝２０２ｄは、固定接触部２０２の上部に設けられ、アクチュエータ４０のカム部４０３を可動接触部２０１ｃとの間で挟み込んでいる。カム溝２０２ｄは、アクチュエータ４０のカム部４０３に沿う円弧状に形成されている。
基板接触部２０２ｅは、ハウジング１０の差込口１１０とは反対側に設けられ、下面がハウジング１０から露出して基板に設けられている端子に接触する。
第１コンタクト２０は、以上で説明した形状を有し、第１固定部２０２ａ及び第２固定部２０２ｃの複数の固定部により、ハウジング１０に固定される。
コンタクトをハウジングに固定するために設けられる固定部は、基板から接続対象物までの信号伝送路から枝分かれして突出するオープンスタブとして振る舞い、特定周波数での伝送特性を著しく劣化させる。例えばコンタクトを１つの固定部によりハウジングに固定するためには、固定部を十分な長さに設ける必要があり、伝送特性が低下する虞があった。
しかし、本実施形態に係る第１コンタクト２０は、複数の固定部を有し、１つの固定部でハウジング１０に固定される場合に比べて、固定部としてそれぞれ突出する長さを短くしてもハウジング１０への固定力を保つことが可能になっている。また、第１コンタクト２０は、信号伝送路から突出する固定部の長さが短くなったことで、固定部の伝送特性に与える影響を抑制することが可能になっている。
図７は、本実施形態に係るコネクタ１の伝送特性のシミュレーション結果を例示する図である。図７に示す様に、本実施形態に係るコネクタ１によれば、幅広い周波数帯域で良好な透過特性が得られ、高速伝送に対応可能であることが分かる。
図８は、基板と接続対象物とを接続するコンタクトが突出する１つの固定部によりハウジングに固定される構成を有するコネクタにおける伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。図８に示す様に、コンタクトの固定部の影響により、３０ＧＨｚ以上で透過特性が低下している。したがって、コンタクトが１つの固定部によりハウジングに固定される構成を有するコネクタでは、高速伝送に対応できない可能性がある。
なお、第１コンタクト２０に形成する複数の固定部は、第１固定部２０２ａ及び第２固定部２０２ｃの２つに限るものではなく、２つ以上複数であれば良く、本実施形態における第１固定部２０２ａ及び第２固定部２０２ｃとは異なる位置に設けても良い。
（第２コンタクト）
第２コンタクト３０は、図５及び図６に示す様に、接続対象接触部３０１、基板接触部３０２を有する。
第２コンタクト３０は、接続対象接触部３０１と基板接触部３０２との間で、ハウジング１０の差込口１１０側の第２コンタクト側端部１３０を挟み込むことで、ハウジング１０に固定される。
接続対象接触部３０１は、第１コンタクト２０の可動接触部２０１の差込口１１０側の先端部２０１ａに対向する部分が上方に反って形成され、先端部からさらに上方に突出する接触突部３０１ａが、接続対象物の下面端子に接触する。
基板接触部３０２は、下面３０２ａがハウジング１０から露出し、基板の端子に接触する。
第２コンタクト３０は、ハウジング１０の第２コンタクト側端部１３０に固定され、差込口１１０から差し込まれる接続対象物の下面端子と基板とを接続する。
（アクチュエータ）
アクチュエータ４０は、図５及び図６に示す様に、挿入孔４０２に第１コンタクト２０の可動接触部２０１の後端部２０１ｃが挿入され、カム部４０３が第１コンタクト２０の可動接触部２０１の後端部２０１ｃと、固定接触部２０２のカム溝２０２ｄとの間で挟み込まれている。
カム部４０３は、ＹＺ断面が略楕円形状を有し、図６に示す様に、アクチュエータ４０が下方に倒される様に回動されると、第１コンタクト２０の可動接触部２０１の後端部２０１ｃを押し上げる。第１コンタクト２０の可動接触部２０１は、後端部２０１ｃがカム部４０３により押し上げられることで、弾性変形する連結部２０３を中心にして回動され、先端部２０１ａの接触突部２０１ｂが接続対象物の上面端子に押圧される。
コネクタ１に差し込まれる接続対象物は、アクチュエータ４０が図６に示す状態に回動されると、第１コンタクト２０の接触突部２０１ｂと第２コンタクト３０の接触突部３０１ａとの間で固定される。
以上で説明した様に、本実施形態によれば、第１コンタクト２０の固定接触部２０２に複数の固定部を設けることで、第１コンタクト２０のハウジング１０への固定力を保つと共に、伝送特性が良好であり高速伝送が可能なコネクタ１を提供できる。
以上、実施形態に係るコネクタについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
１ コネクタ
１０ ハウジング
２０ 第１コンタクト
３０ 第２コンタクト
４０ アクチュエータ（押圧手段）
５０ ＦＰＣ（接続対象物）
１０６ 嵌合孔
１１０ 差込口
２０１ 可動接触部
２０２ 固定接触部
２０３ 連結部
２０２ａ 第１固定部
２０２ｃ 第２固定部

Claims (7)

  1. 基板に実装され、平板状の接続対象物を前記基板に接続するコネクタであって、
    差込口から前記接続対象物が差し込まれるハウジングと、
    前記接続対象物の一方の面及び前記基板に接触する複数のコンタクトと、を有し、
    前記複数のコンタクトは、
    回動可能に設けられて前記接続対象物の一方の面に接触する可動接触部と、
    前記接続対象物と前記基板との間の信号伝送路から枝分かれして突出する複数の固定部により前記ハウジングにより固定され、前記基板に接触する固定接触部と、
    前記可動接触部と前記固定接触部とを連結する連結部と、
    を有することを特徴とするコネクタ。
  2. 前記固定接触部は、前記連結部より前記ハウジングの前記差込口側に突出し、前記ハウジングに設けられている嵌合孔に嵌合する第１固定部を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
  3. 前記固定接触部は、前記基板側に突出し、前記ハウジングの前記差込口とは反対側の端部に掛止する第２固定部を有する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。
  4. 前記ハウジングに固定され、前記接続対象物の他方の面及び前記基板に接触する第２コンタクトを有する
    ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のコネクタ。
  5. 前記複数のコンタクトを回動させて前記接続対象物に押圧する押圧手段を有することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のコネクタ。
  6. 前記複数のコンタクトは、信号線とグランド線とが隣り合う様に割り当てられている
    ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のコネクタ。
  7. 前記複数のコンタクトは、隣り合うコンタクト間で所望のインピーダンスに整合される
    ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のコネクタ。
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