JP2014500588A - フレキシブル回路基板用コネクタ - Google Patents

Abstract

本発明はフレキシブル回路基板に接続するためのコネクタを提供する。コネクタは、フレキシブル回路基板が挿入され得る挿入開口部が形成されたハウジングと、ハウジングに回動可能に組み付けられたアクチュエータと、複数の第１端子および第２端子と、を具備している。アクチュエータは第１端子に作用する第１カムと、第２端子に作用する第２カムと、を備えている。フレキシブル回路基板が挿入開口部内に挿入され、アクチュエータが回動された場合、第１カムが第１端子をフレキシブル回路基板の第１導体に接触させ、第２カムが第２端子をフレキシブル回路基板の第２導体に接触させる。本発明のコネクタは、各第１端子および第２端子がフレキシブル回路基板と接触する接触力を均一にすることによって、安定した電気的接続を可能にしている。

Description

本発明は、電気的接続を行うコネクタであって、特にフレキシブル回路基板などの電気的接続を行うコネクタに関する。

近年、電気的接続を行うコネクタには、小型化や電極の高密度化が要求されており、特に最近の電子機器の小型化、高性能化によりその要求はさらに強くなっている。さらに、携帯機器においては不規則に振動された場合であっても、確実な電気的接続を維持することが必要とされる。

特開２００８−２６９９８４号公報 米国特許第７，７６６，６９４号明細書 国際公開第２００７／１２５６７９号パンフレット

特許文献１、特許文献２、および特許文献３に開示されたような従来のコネクタは、アクチュエータを回動させることによってフレキシブル回路基板を接続し、これらのコネクタはいずれも２種類の形状の端子を備えている。しかしながら、これらのいずれのコネクタにおいても、第１形状の端子がフレキシブル回路基板に接触するための接触力と、第２形状の端子がフレキシブル回路基板に接触するための接触力と、の間に差異が生じるため、振動によりフレキシブル回路基板の電気的接続が不安定になることがあった。

また、寸法公差による電極高さのばらつきに起因して、各々の端子がフレキシブル回路基板と接触する接触力の差にもばらつきが発生する。しかしながら、いずれのコネクタにおいても下側の接触部が固定されているため、各端子に発生する接触力の差を補正することが不可能である。結果として、フレキシブル回路基板の電気的接続が不安定になることがあった。

上記の課題を解決するために、本発明は、第１上側アームと、第１上側アームと対向して配置された第１下側アームと、第１上側アームの基端部と第１下側アームの基端部とを連結した第１連結部と、第１下側アームの先端部と第１連結部との間に配置された第２連結部において第１下側アームと連結された、第１ベースアームと、を具備し、第１ベースアームは第２連結部から第１上側および第１下側アームの先端部より前方まで延在し、第１上側アームおよび第１下側アームにはフレキシブル回路基板の１つの面の第１導体に接続される第１電極が形成され、第１ベースアームには回路基板に接続される第２電極が形成され、第１上側アーム、第１下側アームおよび第１ベースアームは同一平面内にあり、第１ベースアームは第１下側アームから離間されて、これによって第１ベースアームと第１下側アームの先端部との間には第１空間が形成されていることを特徴とする第１端子を提供する。

また、本発明は、第２上側アームと、第２上側アームと対向して配置された第２下側アームと、第２上側アームの基端部と第２下側アームの基端部とを連結した連結部と、第２下側アームの基端部において第２下側アームに連結され、第２下側アームとは逆向きに延出した第２ベースアームと、連結部から第２上側アームと反対向きに延出した負荷部と、を具備し、第２上側アームおよび第２下側アームにはフレキシブル回路基板の１つの面の導体に接続される第３電極が形成され、第２ベースアームには回路基板に接続される第４電極が形成され、第２上側アーム、第２下側アームおよび第２ベースアームは同一平面内にあることを特徴とする第２端子を提供する。

さらに、本発明は、平面状をなすフレキシブル回路基板の端部に接続されるコネクタであって、フレキシブル回路基板が挿入される挿入開口部が形成された絶縁性ハウジングと、絶縁性ハウジング内に整列された、請求項１に記載された複数の第１端子と、絶縁性ハウジング内に整列された、請求項２に記載された複数の第２端子と、絶縁性ハウジングに組み付けられて、絶縁性ハウジングに対して回動可能とされたアクチュエータと、を具備し、第１上側アームおよび第２上側アームは挿入開口部の上面に配置され、且つ第１下側アームおよび第２下側アームは挿入開口部の下面に配置され、アクチュエータには第１端子に作用する第１カムと、第２端子に作用する第２カムと、が形成され、アクチュエータを回動させた場合、第１カムが第１端子の第１電極をフレキシブル回路基板の第１導体に接触させ、これにより第１端子の第１下側アームを第１端子の第１ベースアームに向かって弾性変形させ、第２カムが第２端子の第３電極をフレキシブル回路基板の第２導体に接触させるコネクタを提供する。

本発明によるコネクタにおいては、第２端子の第２下側アームと挿入開口部の下壁との間には第２空間が形成されており、第２端子の第３電極がフレキシブル回路基板の導体に接触した場合に、前記第２端子の第２下側アームは挿入開口部の下壁に向かって弾性変形する。

アクチュエータの基端部には第１端子に作用する第１カムと、第２端子に作用する第２カムと、が形成され、フレキシブル回路基板が挿入開口部内に挿入された場合、第１上側アームおよび第２上側アームは挿入開口部の上面に配置され、且つ第１下側アームおよび第２下側アームは挿入開口部の下面に配置され、アクチュエータを回動させることによって、第１カムが第１端子の第１電極をフレキシブル回路基板の第１導体に接触させ、これにより第１端子の第１下側アームを第１端子の第１ベースアームに向かって弾性変形させる。第２端子の第２下側アームと挿入開口部の下面との間には第２空間が形成されており、アクチュエータを回動させることによって、第２端子の第３電極はフレキシブル回路基板の第２導体に接触し、これにより第２端子の第２下側アームを挿入開口部の下壁に向かって弾性変形させる。

本発明によるコネクタにおいては、第１カムが、第１端子の第１電極と第１連結部との間に配置された第１上側アームの第１負荷部に作用し、第２カムが、第２端子の連結部から第２上側アームと反対向きに延出した第２負荷部に作用し、アクチュエータが回動された場合に、第１カムが第１端子の第１負荷部を押し下げることによって第１端子の第１電極をフレキシブル回路基板の対応した導体と接触させ、第２カムが第２端子の第２負荷部を上方に持ち上げることによって第２端子の第３電極をフレキシブル回路基板の対応した導体と接触させる。

本発明によるコネクタにおいては、コネクタの第１および第２端子の配列方向における両端部には固定タブが設けられ、固定タブにはアクチュエータの回動軸に対応した位置にストッパが形成されて、ストッパはアクチュエータがフレキシブル回路基板の挿入方向において脱落することを防止している。また、固定タブには係合突起が設けられ、係合突起はフレキシブル回路基板に形成されたきり欠き部と係合して、フレキシブル回路基板がコネクタから抜けることを防止している。

本発明によるコネクタは、各端子がフレキシブル回路基板に接触する接触力を均一にすることによって、安定した電気的接続を得ることが可能である。

本発明の実施形態による第１端子を示した図である。 本発明の実施形態による第２端子を示した図である。 本発明の実施形態によるコネクタを示した図である。 図３に示したコネクタの第１端子の位置であるＡ−Ａにおける断面図であり、フレキシブル回路基板挿入前の状態を示した図である。 図３に示したコネクタの第２端子の位置であるＢ−Ｂにおける断面図であり、フレキシブル回路基板挿入前の状態を示した図である。 図３に示したコネクタのＡ−Ａにおける断面図であり、フレキシブル回路基板挿入完了の状態を示した図である。 図３に示したコネクタのＢ−Ｂにおける断面図であり、フレキシブル回路基板挿入完了の状態を示した図である。 図３に示したコネクタのＡ−Ａにおける断面図であり、フレキシブル回路基板接続完了の状態を示した図である。 図３に示したコネクタのＢ−Ｂにおける断面図であり、フレキシブル回路基板接続完了の状態を示した図である。 図３に示したコネクタの固定タブの位置であるＣ−Ｃにおける断面を示した図である。 本発明の実施形態による固定タブを示した図である。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。図１〜１１は本発明の実施形態によるコネクタを示した図である。本発明によるコネクタは２種類の異なった形状とされた端子を具備している。図１は本発明のコネクタに使用される第１端子４の側面における外観を示した図である。図２は本発明のコネクタに使用される第２端子５の側面における外観を示した図である。本実施形態においては、第１端子４および第２端子５は、導電性を有する所定の板厚の金属板をプレス加工等で板厚方向に打ち抜いて形成されている。

第１端子４は第１上側アーム４１と、第１上側アーム４１と対向して配置された第１下側アーム４２と、第１上側アーム４１の基端部と第１下側アーム４２の基端部とを連結した第１連結部４４と、第１下側アーム４２の先端部と第１連結部４４との間に配置された第２連結部４５において第１下側アーム４２と連結された第１ベースアーム４３と、を具備している。第１ベースアーム４３は第２連結部４５から第１上側アーム４１および第１下側アーム４２の先端部より前方まで延在している。第１上側アーム４１および第１下側アーム４２にはフレキシブル回路基板３０の第１導体に接続される第１電極４６が形成されている。第１ベースアーム４３には回路基板に接続される第２電極４７が形成されている。第１ベースアーム４３は第１下側アーム４２から離間されて、これによって第１ベースアーム４３と第１下側アーム４２との間には第１空間４０が形成されている。

第２端子５は第２上側アーム５１と、第２上側アーム５１と対向して配置された第２下側アーム５２と、第２上側アーム５１の基端部と第２下側アーム５２の基端部とを連結した連結部５４と、第２下側アーム５２の基端部において第２下側アーム５２に連結され、第２下側アーム５２とは逆向きに延出した第２ベースアーム５３と、連結部５４から第２上側アーム５１と反対向きに延出した負荷部と、を具備している。第２上側アーム５１および第２下側アーム５２にはフレキシブル回路基板３０の第２電極に接続される第３電極５６が形成されている。第２ベースアーム５３には回路基板に接続される第４電極５７が形成されている。

図３は本発明によるコネクタ１の外観を示した図である。図３に示したように、平面状をなすフレキシブル回路基板３０の端部に取り付けられるコネクタ１は、樹脂の成型体からなる絶縁性ハウジング２と、絶縁性ハウジング２に組み付けられた樹脂製のアクチュエータ３と、を具備している。

絶縁性ハウジング２には、フレキシブル回路基板３０を挿入するための挿入開口部１０が形成されている。挿入開口部１０内には第１端子４および第２端子５を挿入するための端子溝が形成されている。端子溝は、フレキシブル回路基板３０の導体配列方向に対応するように、第１端子４および第２端子５が絶縁性ハウジング２の幅方向において交互に配列されている。第１端子４の第１電極４６および第２端子５の第３電極５６が端子溝からわずかに突出している。

図４に示されたように、第１端子４は、端子溝内に圧入突起４９を圧入するとともに、フック４８を挿入開口部１０の下壁にフックすることによって絶縁性ハウジング２に固定されている。図５に示されたように、第２端子５は、端子溝内に圧入突起５９を圧入することによって絶縁性ハウジング２に固定されている。また、第２端子５の第２下側アーム５２と挿入開口部１０の下壁との間には第２空間２０が形成されている。

図５に示されたように、挿入開口部１０内には、挿入されたフレキシブル回路基板３０が突き当たる突き当て部１６がさらに形成されている。これにフレキシブル回路基板３０を突き当てることによって（図７参照）、フレキシブル回路基板３０が一定の長さだけ挿入される。

コネクタ１にはアクチュエータ３が設けられている。アクチュエータ３の基端部において、コネクタの第１および第２端子の配列方向に沿った回動軸が設けられている。アクチュエータ３はこの回動軸を中心として、絶縁性ハウジング２に対して回動可能に組み付けられている。

さらに、アクチュエータ３の基端部には、第１端子４に対応した位置において第１カム１２が設けられ、第２端子５に対応した位置において第２カム１４が設けられている（図４および図５参照）。アクチュエータ３が回動された場合、第１カム１２は、第１端子４の第１電極４６と第１連結部４４との間に配置された第１負荷部に作用して、第１端子４の第１電極４６をフレキシブル回路基板３０の第１導体に接触させる（図８参照）。それと同時に、第２カム１４は、第２端子５の連結部５４から第２上側アーム５１と反対向きに延出した第２負荷部に作用して、これによって第２上側アーム５１をフレキシブル回路基板３０に向かって変形させ、第２端子５の第３電極５６をフレキシブル回路基板３０の第２導体に接触させる（図９参照）。

本実施形態においては、第１カム１２は第１端子４の第１負荷部の上側に配置され、第２カム１４は第２端子５の第２負荷部の下側に配置されている。これにより、アクチュエータ３が第１負荷部および第２負荷部によって上下方向において支持されている。したがって、アクチュエータ３がコネクタ１から上下方向に脱落することが防止されている。

図１および図１０に示されたように、コネクタ１の第１端子４および第２端子５の配列方向における両端部には固定タブ６が設けられている。本実施形態においては、固定タブ６は所定の板厚の金属板をプレス加工等で板厚方向に打ち抜いて形成されている。

図１１に示されたように、この固定タブ６にはストッパ６２が形成されている。本実施形態においては、ストッパ６２は固定タブ６の打ち抜き面に対して略直角になるように形成されている。ストッパ６２はアクチュエータ３の回動軸と略平行である。ストッパ６２とアクチュエータ３の回動軸とは、上下方向においてほぼ同じ高さに配列されている。これにより、アクチュエータ３がフレキシブル回路基板３０の挿入方向においてコネクタ１から脱落することを防止している。

固定タブ６には係合突起６４も設けられている。係合突起６４はフレキシブル回路基板３０に形成された切り欠き部３２と係合して、これによってフレキシブル回路基板３０がコネクタ１から抜けることを防止している（図１０参照）。

次に、本発明による上記構成のコネクタ１をフレキシブル回路基板３０と接続する場合の操作および作用について説明する。図４および図５は、図３の線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂにおけるコネクタ１にフレキシブル回路基板３０を接続する前の断面を示した図である。図４は第１端子４に対応した位置におけるコネクタ１の断面を示し、図５は第２端子５に対応した位置におけるコネクタ１の断面を示している。

図４および図５において、アクチュエータ３はリリース位置にある。この状態において、第１カム１２および第２カム１４は第１端子４および第２端子５の各々の負荷部に作用しておらず、したがって、フレキシブル回路基板３０を挿入開口部１０内に挿入することが可能である。

アクチュエータ３がリリース位置にある状態において、フレキシブル回路基板３０の先端部が挿入開口部１０内に挿入される。フレキシブル回路基板３０が挿入開口部１０内に挿入された場合、第１上側アーム４１および第２上側アーム５１はフレキシブル回路基板３０の上面に配置され、且つ第１下側アーム４２および第２下側アーム５２はフレキシブル回路基板３０の下面に配置される。フレキシブル回路基板３０が所定の長さだけ挿入されると、その先端部は固定タブ６の係合突起６４に接触する。その後、フレキシブル回路基板３０がさらに挿入されると、係合突起６４がフレキシブル回路基板３０に乗り上げるように、固定タブ６が弾性変形する。

さらにフレキシブル回路基板３０がさらに挿入されると、フレキシブル回路基板３０の切り欠き部３２は係合突起６４に到達する。切り欠き部３２が係合突起６４に到達すると、固定タブ６は元の状態に復元して係合突起６４は切り欠き部３２と係合する（図１０参照）。これにより、フレキシブル回路基板３０がコネクタ１から抜けることが防止される。フレキシブル回路基板３０の先端が突き当て部１６に突き当たった場合、フレキシブル回路基板３０をさらに挿入することが不可能になる。突き当て部１６の位置に依存して、フレキシブル回路基板３０が挿入開口部１０内に挿入される長さが決定されている。この状態において、フレキシブル回路基板３０の挿入工程が完了する（図６および図７参照）。

次に、図８および図９の矢印に沿った方向においてアクチュエータ３をロック位置に向かって回動させる。これによって、第１カム１２は第１端子４の第１上側アーム４１の第１電極４６と第１連結部４４との間に配置された第１負荷部を押し下げて、第１端子４の第１電極４６をフレキシブル回路基板３０の第１導体と接触させる。それと同時に、第２カム１４が第２端子５の連結部５４から第２上側アーム５１と反対向きに延出した第２負荷部を上方に持ち上げて、第２端子５の第３電極５６をフレキシブル回路基板３０の第２導体と接触させる（図８および図９参照）。

さらに、第１カム１２が第１端子４の第１上側アーム４１を押し下げた場合、第１上側アーム４１の第１電極４６はフレキシブル回路基板３０を第１下側アーム４２の第２電極４７に接触させるとともに、第１下側アーム４２を下向きに押圧する。第１下側アーム４２と第１ベースアーム４３との間には第１空間が形成されているため、第１下側アーム４２は第１ベースアーム４３に向かって弾性変形する。この作用により、第１上側アーム４１の第１電極４６がフレキシブル回路基板３０と接触する接触力Ｆ１と、第１下側アーム４２の第２電極４７がフレキシブル回路基板３０と接触する接触力Ｆ２と、は等しくなる（図８参照）。

同様に、第２カム１４が第２負荷部を持ち上げて、第２端子５の第２上側アーム５１を押し下げた場合、第２上側アーム５１の第３電極５６はフレキシブル回路基板を第２下側アーム５２の第４電極５７に接触させるとともに、第２下側アーム５２を下向きに押圧する。第２下側アーム５２と挿入開口部１０の下壁との間には第２空間２０が形成されているため、第２下側アーム５２は挿入開口部１０の下壁に向かって弾性変形する。この作用により、第２上側アーム５１の第３電極５６がフレキシブル回路基板３０と接触する接触力Ｆ４と、第２下側アーム５２の第４電極５７がフレキシブル回路基板３０と接触する接触力Ｆ５と、は等しくなる（図９参照）。

第１端子４の第１負荷部に負荷される下向きの力Ｆ３が発生する。その反力としての第２端子５の第２負荷部に負荷されるＦ６が発生する。Ｆ３とＦ６とは釣り合って等しい力となる。第１端子４の第１負荷部を力Ｆ３で下向きに押し下げることで、下向きの力Ｆ１が発生して、これによって第１上側アーム４１がフレキシブル回路基板３０と接触する。更に、下向きの力Ｆ１によって第１下側アーム４２がフレキシブル回路基板３０と接触するとともに押し下げされ、これによって反力Ｆ２が発生する。第２端子５の第２負荷部を力Ｆ６で上向きに押し下げることで、下向きの力Ｆ４が発生して、これによって第２上側アーム５１がフレキシブル回路基板３０と接触する。更に、下向きの力Ｆ４によって第２下側アーム５２がフレキシブル回路基板３０と接触するとともに押し下げされ、これによって反力Ｆ５が発生する。Ｆ１とＦ４とは、ほぼ等しい力となるように設計されており、したがって、第１電極４６および第３電極５６がフレキシブル回路基板３０と接触する接触力は共に等しくなる。これにより、安定した接触状態が実現されている。

また、第１端子４の第１下側アーム４２および第２端子５の第２下側アーム５２が弾性変形可能であることにより、第１電極４６および第３電極５６の公差範囲内の高さのばらつきを吸収することが可能である。これによって、各々の端子が均一にフレキシブル回路基板３０と接触することが可能となっており、したがって、コネクタの電気的接続の信頼性を向上させている。

１ ・・・コネクタ
２ ・・・絶縁性ハウジング
３ ・・・アクチュエータ
４ ・・・第１端子
５ ・・・第２端子
６ ・・・固定タブ
１０ ・・・挿入開口部
１２ ・・・第１カム
１４ ・・・第２カム
１６ ・・・突き当て部
３０ ・・・フレキシブル回路基板

Claims (7)

1. 第１上側アームと、
   該第１上側アームと対向して配置された第１下側アームと、
   前記第１上側アームの基端部と前記第１下側アームの基端部とを連結した第１連結部と、
   前記第１下側アームの先端部と前記第１連結部との間に配置された第２連結部において前記第１下側アームと連結された、第１ベースアームと、を具備し、
   前記第１ベースアームは前記第２連結部から前記第１上側および第１下側アームの先端部より前方まで延在し、
   前記第１上側アームおよび第１下側アームにはフレキシブル回路基板の１つの面の第１導体に接続される第１電極が形成され、前記第１ベースアームには回路基板に接続される第２電極が形成され、前記第１上側アーム、前記第１下側アームおよび前記第１ベースアームは同一平面内にあり、前記第１ベースアームは前記第１下側アームから離間されて、これによって前記第１ベースアームと第１下側アームとの間に第１空間を形成していることを特徴とする第１端子。
2. 第２上側アームと、
   該第２上側アームと対向して配置された第２下側アームと、
   前記第２上側アームの基端部と前記第２下側アームの基端部とを連結した連結部と、
   前記第２下側アームの基端部において前記第２下側アームに連結され、前記第２下側アームとは逆向きに延出した第２ベースアームと、
   前記連結部から前記第２上側アームと反対向きに延出した第２負荷部と、を具備し、
   前記第２上側アームおよび第２下側アームにはフレキシブル回路基板の１つの面の第２導体に接続される第３電極が形成され、前記第２ベースアームには回路基板に接続される第４電極が形成され、前記第２上側アーム、前記第２下側アームおよび前記第２ベースアームは同一平面内にあることを特徴とする第２端子。
3. 平面状をなすフレキシブル回路基板の端部に接続されるコネクタであって、
   前記フレキシブル回路基板が挿入される挿入開口部が形成された絶縁性ハウジングと、
   該絶縁性ハウジング内に整列された、請求項１に記載の複数の第１端子と、
   該絶縁性ハウジング内に整列された、請求項２に記載の複数の第２端子と、
   該絶縁性ハウジングに組み付けられて、該絶縁性ハウジングに対して回動可能とされたアクチュエータと、を具備し、
   前記第１上側アームおよび第２上側アームは前記挿入開口部の上面に配置され、且つ前記第１下側アームおよび前記第２下側アームは前記挿入開口部の下面に配置され、
   前記アクチュエータには前記第１端子に作用する第１カムと、前記第２端子に作用する第２カムと、が形成され、
   前記アクチュエータを回動させた場合、前記第１カムが前記第１端子の第１電極を前記フレキシブル回路基板の第１導体に接触させ、これにより前記第１端子の第１下側アームを前記第１端子の第１ベースアームに向かって弾性変形させ、
   前記第２カムが前記第２端子の第３電極を前記フレキシブル回路基板の第２導体に接触させることを特徴とするコネクタ。
4. 前記第２端子の前記第２下側アームと前記挿入開口部の下面との間には第２空間が形成されており、前記第２端子の第３電極が前記フレキシブル回路基板の第２導体に接触した場合に、前記第２端子の第２下側アームは前記挿入開口部の下面に向かって弾性変形することを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記第１カムは前記第１端子の前記第１電極と前記第１連結部との間に配置された前記第１上側アームの第１負荷部に作用し、
   前記第２カムは前記第２負荷部に作用し、
   前記アクチュエータが回動された場合、前記第１カムが前記第１端子の第１負荷部を押し下げることによって前記第１端子の第１電極を前記フレキシブル回路基板の第１導体に接触させ、且つ前記第２カムが前記第２端子の第２負荷部を上方に持ち上げることによって前記第２端子の第３電極を前記フレキシブル回路基板の第２導体に接触させることを特徴とする請求項３または４に記載のコネクタ。
6. 前記コネクタの前記第１および第２端子の配列方向における両端部には固定タブが設けられ、該固定タブには前記アクチュエータの回動軸に対応した位置にストッパが形成されており、該ストッパは前記アクチュエータが前記フレキシブル回路基板の挿入方向において脱落することを防止していることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
7. 前記固定タブには係合突起が設けられ、該係合突起は前記フレキシブル回路基板に形成された切り欠き部と係合して、前記フレキシブル回路基板が前記コネクタから脱落することを防止していることを特徴とする請求項６のいずれか一項に記載のコネクタ。

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