JP4273964B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、ＦＰＣ、ＦＦＣなどのフレキシブル基板用の無挿抜力式コネクタに関する。

フレキシブル基板の回路基板への接続には、種々の形式のコネクタが使われており、その中の一つ、無挿抜力式（ＺＩＦタイプ）のコネクタは、極めて広く利用されている。

従来のコネクタとしては、例えば、図９に示す様に、接触子１０１を収納し、開口部１０２を有するハウジング１００と、接触子１０１と一体に形成された回転軸部１０１ｂにより回転可能に支持されるアクチュエータ３００とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この様なコネクタに於いては、アクチュエータ３００が二点鎖線で示す位置にあって開口部１０２を大きく開放したアンロック状態で矢印Ｗ方向からフレキシブル基板５００を開口部１０２に挿入し、続いてアクチュエータ３００をロック位置に回転させることで、アクチュエータ３００の押圧部３０１でフレキシブル基板５００を接触子１０１の接触部１０１ａに圧接し、フレキシブル基板５００と接触子１０１とを電気的に接続する。

この例では、回転軸部１０１ｂと接触部１０１ａとが一つの接触子１０１から二股状に分岐形成されており、両者の間でフレキシブル基板５００とアクチュエータ３００の押圧部３０１とを挟持する構造となっている。

また、このようなアクチュエータ回転式のコネクタに於いては、アンロック位置で止まっているべきアクチュエータ３００が、何らかの外力が作用して倒れ、開口部１０２を閉じ、フレキシブル基板５００の挿入が阻害されることがある。

これに対し、特許文献２では、第１実施例では加圧部材に形成した溝部の底面（係止部）が端子の上腕部に用意された肩部に係合して、また第２実施例では係止片と加圧部材に形成したカムが協働して、各々加圧部材をアンロック位置で保持している。
実用新案登録第２５８００７４号公報（第００１７段落乃至第００２１段落、図３乃至図５） 特開２００２−２８９２８３号公報

特許文献２の第１実施例は、単に溝部の底面が肩部に寄りかかっているだけである為、加圧部材を倒す方向に不測の外力が作用すれば、加圧部材は簡単に回転して開口を閉じてしまう。また、同第２実施例に於いては、特別なカム及び係止片を用意しなければならず、軽薄短小化に応えられないだけでなく、コストアップも招いてしまうものである。

また、各種電子機器の高性能化と軽薄短小化へのニーズは止まる所を知らず、いよいよ多機能化・高密度化・小型・軽量・薄型・短型化への要求は強まり、これに伴ってコネクタの小型・薄型・短型化と多極化が同時に迫られている。

しかしながら、前述した様な従来のコネクタでは市場のニーズに応えるだけの薄型化が難しかった。その理由の一つとして、上記コネクタを構成する部材の数と夫々の部材の設計的限界厚さによる制限が挙げられる。

即ち、従来のコネクタに於いては、コネクタの厚さ方向に、底板部１０３、接触部１０１ａ、フレキシブル基板５００、押圧部３０１、回転軸部１０１ｂ、上板部１０４の少なくとも６つの異なる役割を担う部材が必要で、これら部材の厚さを合計した厚さを持つ。

そこで、コネクタを薄型化する為に、上記部材の夫々の低背化が試みられる（但し、フレキシブル基板５００の厚さは規格で定められており、コネクタの薄型化に於ける設計的自由度はない）が、低背化は剛性の低下を伴う為、使用に耐え得る最低限の厚さは確保せざるを得ない。

特に、この様なタイプのコネクタに於いては、アクチュエータ３００の回転時、その押圧部３０１がフレキシブル基板５００と回転軸部１０１ｂとの間に強引に入り込もうとする為、その際に梃子の支点となる回転軸部１０１ｂは、大きな力を受ける。

しかしながら、従来のコネクタに於いては、回転軸部１０１ｂはリン青銅等のそれ程剛性の高くない導電性金属から成る為、アクチュエータ３００の回転に伴って生ずる応力に耐え得る強度を持たせる為には相当の厚さを確保する必要があった。

同様に、アクチュエータ３００の回転による応力は、合成樹脂等の強度の低い絶縁材料から成るハウジング１００にも伝えられる為、回転軸部１０１ｂや接触部１０１ａの上下を覆うハウジング１００の底板部１０３や上板部１０４にも相当の厚さを持たせなければならなかった。

従って、従来のコネクタの全体の厚さは、例えば、厚さ０．３ｍｍのフレキシブル基板を使用する為には、ＺＩＦとしての必要クリアランスも含めて２ｍｍ近くなり、市場のニーズに応え難いものであった。

本発明は、これらの問題に鑑みて成されたものであって、その目的の一つは、アンロック状態でアクチュエータを確実に保持できるコネクタを提供しようとするものである。また、さらに別の目的は、電子機器のより軽薄短小化のニーズに応えるべく、薄型化が可能なコネクタを提供することである。

上記の目的を達成する為、本発明では、複数の接触子を収納すると共に、開口部を有するハウジングと、アクチュエータとを備えるコネクタであって、前記ハウジングは、前係止部と、摺動受面部と、該摺動受面部の延長上に形成される後係止部とを有し、前記アクチュエータは、前記摺動受面部上を摺動して該アクチュエータの回動を支持すると共に、アンロック状態に於いて前記前係止部と前記後係止部との間にその一部が係止される枢軸部を有するコネクタとする。これにより、アンロック状態でアクチュエータを確実に保持できるコネクタの提供が可能になる。

また、前記ハウジングの一部を覆い、前記アクチュエータが前記開口部に挿入されるフレキシブル基板を前記接触子に圧接する際に、該アクチュエータの回動の梃子の支点となる支点部を有する金属カバーを備えるようにすれば、薄型化が可能なコネクタを提供できる。

また、前記ハウジングは案内受面部を有し、前記枢軸部は、前記案内受面部に対応する曲率を持つ案内面部と、前記摺動受面部に対応する曲率を持つ摺動面部と、該案内面部と該摺動面部とを繋ぎ前記前係止部に対応する連絡面部とを有し、前記案内面部の曲率は前記摺動面部の曲率より大きく、該摺動面部は、前記前係止部と前記後係止部との間に係止されるようにすれば、アクチュエータのより円滑な回動とアンロック状態に於ける確実な保持が可能になる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。図１及び図２に示す様に、コネクタ１は、リン青銅等の導電性金属から成る複数の接触子１１を収納し、フレキシブル基板２を迎え入れる開口部１２を有し、合成樹脂等の絶縁性材料から成るハウジング１０と、ハウジング１０の開口部１２と反対側、即ち後方の一部を覆うようにその上方に配設され、鋼板等の材料から成る金属カバー２０とを備えるコネクタ本体と、金属カバー２０の前方に位置し、コネクタ本体に対して回動可能に支持され、合成樹脂等の絶縁性材料から成るアクチュエータ３０とを備える。接触子１１は、ハウジング１０の長手方向に複数形成される接触子溝１４に植え込まれている。

開口部１２は、アクチュエータ３０によって開閉される。アンロック状態に於いて大きく開かれた開口部１２には、導電部を下面２ａ（図５、図６参照）にのみ有するタイプのフレキシブル基板２が、矢印Ｘの方向から挿入される。

図１のアンロック状態から図２のロック状態へのアクチュエータ３０の回動により、フレキシブル基板２は接触子１１に圧接され、両者は電気的に接続される。

図２及び図３に示す様に、金属カバー２０は、ハウジング１０前方のアクチュエータ３０が位置する部位を除きハウジング１０を覆う天井部２７、天井部２７から適度に窪み長手方向に延びる凹部２６、ハウジング１０の長手方向端部近傍を抱きかかえるように配され、金属カバー２０とハウジング１０とを合体させる左右一対の舌片状の抱持部２１、天井部２７から長手方向外側に延び出し、適度な曲率で略直角に下方に屈曲し、図示しない回路基板に固定される左右一対の固定部２２、金属カバー２０の前方先端付近に該金属カバー２０を貫通する貫通孔として形成され、アクチュエータ３０の回動時に係合突起部３３を受け入れる係合受部（係合貫通孔）２４、係合受部２４の前方に位置し、アクチュエータ３０がその回動に伴ってフレキシブル基板２を接触子１１（図１参照）に押圧する際に、その梃子の支点となる支点部２５、アクチュエータ３０の被ロック部３２と協働して、アクチュエータ３０をコネクタ本体に対してロック位置で固定するロック部２３などを備えている。

図２及び図４に示す様に、アクチュエータ３０は、その回動時に係合受部２４と係合する係合突起部３３、金属カバー２０のロック部２３に掛合する位置及び形状で設けられる被ロック部３２、ハウジング１０の軸受部１３（図１参照）に対応する略半円板状の枢軸部３１、支点部２５との干渉を回避する為に厚さを減じた逃げ部３５などを備え、枢軸部３１回りに回動して開口部１２を開閉し、その押圧部３４でフレキシブル基板２を接触子１１（図１参照）に押し付け電気的接続を図ることができる。

枢軸部３１は、アクチュエータ３０と一体にその長手方向両端部に左右一対設けられ、前方から後方にかけて滑らかに連なる案内面部３１ａ、連絡面部３１ｃ、摺動面部３１ｂを有する。

図５及び図６に示す様に、接触子１１は、その基部１１ｅを接触子溝１４に圧入されることで植え込まれ、そのテール部１１ｄを図示せぬ回路基板に半田付けされている。下腕部１１ｂは、基部１１ｅから開口部１２方向にやや上方に傾斜しながら長く延び出し、その先端付近にはフレキシブル基板下面２ａの導電部と接する為の接触部１１ａを有している。接触部１１ａは、下腕部１１ｂや接触子溝１４の堤部よりも上方に位置している。接触部１１ａを有しない上腕部１１ｃは、下腕部１１ｂに比べて短く、基部１１ｅから前方に僅かに延びているのみである。

金属カバー２０の天井部２７は、ハウジング１０後方の中板部１６を覆うのみならず、更に接触部１１ａの上方辺りまで延びてハウジング１０後方のほぼ半分を覆っている。支点部２５は、接触部１１ａの上方に位置している。

アクチュエータ３０は、金属カバー２０の前方に位置し、図１に示す如く枢軸部３１によってハウジング１０の軸受部１３に回動可能に支持されている。

図５に示すアンロック状態に於いて、接触部１１ａは自由状態にあって最も高い位置にあり、アクチュエータ３０は最も厚さの小さい部位（係合突起部３３）を接触部１１ａに対向させているので、ここにはフレキシブル基板２の厚さよりも大きな隙間が確保されている。従って、矢印Ｘ方向から開口部１２を介して挿入されるフレキシブル基板２は、挿入抵抗ゼロでその隙間を通過することができる。

フレキシブル基板２の挿入に続き、アクチュエータ３０をアンロック状態から図６に示すロック状態まで回動させようとすると、枢軸部３１が軸受部１３（図１参照）に沿って回動し、アクチュエータ３０は、押圧部３４によってフレキシブル基板２を下方に変位させ、接触部１１ａに押し付ける。

これと同期して、アクチュエータ３０の係合突起部３３は、金属カバー２０の係合受部２４に進入し、両者の係合を完成させ、アクチュエータ３０のコネクタ１からの離脱が防止される。

金属カバー２０のロック部２３とアクチュエータ３０の被ロック部３２とは、掛合に際してクリック感を醸し、作業者をしてフレキシブル基板２のコネクタ１への連結完了を体感できる。

図７及び図８に示す様に、軸受部１３は、ハウジング１０の前方両端付近に一体に形成された前柱部１３ｅと、その後方に基台部１３ｆとを有する。

前柱部１３ｅは、所定の曲率を持つ凹曲面の案内受面部１３ａと、案内受面部１３ａの下方に形成される前係止部１３ｃとを有する。基台部１３ｆは、案内受面部１３ａより小さい曲率を持つ略四分の一円弧凹曲面の摺動受面部１３ｂと、摺動受面部１３ｂ上に滑らかに連なって前方端部に形成される後係止部１３ｄとを有する。後係止部１３ｄは摺動受面部１３ｂの円弧中心に向かって僅かに突出している。

前係止部１３ｃと後係止部１３ｄとは、前後に所定量離して配され、そこに枢軸部３１の一部を係止する為の空間が形成されている。

枢軸部３１は、案内受面部１３ａと略同じ曲率を持つ凸曲面の案内面部３１ａと、摺動受面部１３ｂと略同じ曲率を持つ凸曲面の摺動面部３１ｂと、案内面部３１ａと摺動面部３１ｂとを滑らかに繋ぐ連絡面部３１ｃとを有している。

案内面部３１ａの曲率は、摺動面部３１ｂの曲率よりも大きく、案内面部３１ａの曲率中心と摺動面部３１ｂの曲率中心とは、アクチュエータ３０の回動中心Ｐと同心である。

なお、案内面部３１ａ、案内受面部１３ａ、摺動面部３１ｂ、摺動受面部１３ｂはアクチュエータ３０の回動を支持するために必要な幅で形成され、前係止部１３ｃ、後係止部１３ｄ、連絡面部３１ｃ、摺動面後端部３１ｅは上記幅内に設けられている。

図８に示すロック状態に於いて、案内面部３１ａは案内受面部１３ａに、摺動面部３１ｂは摺動受面部１３ｂに、夫々支持されている。この時、上向きの枢軸上面部３１ｄとアクチュエータ３０の回動中心Ｐとは、所定の距離（本実施形態では、金属カバー２０の厚さの約半分であるが、これに限られない距離）離れている。即ち、枢軸部３１は、半円板がその一部を欠如させたような形状とされ、回動中心Ｐを枢軸部３１の外に位置せしめることによって、更なるコネクタ１の薄型化を図っている。

アクチュエータ３０をアンロック状態に回動させる時、案内面部３１ａは案内受面部１３ａに沿って、摺動面部３１ｂは摺動受面部１３ｂに沿って、夫々滑らかに回動する。そして、枢軸部３１が所定角度回動すると、摺動面部３１ｂは、後係止部１３ｄに接触し、次に僅かに上方に変位しながらその上に乗り上げ、乗り越え終わると再び僅かに下方に変位して、摺動面部３１ｂ後端の摺動面後端部３１ｅが後係止部１３ｄに係止されると共に、連絡面部３１ｃは前係止部１３ｃに当接し、アンロック状態が完成する。

この様にして、アンロック状態に於いて枢軸部３１の連絡面部３１ｃは前係止部１３ｃに係止され、且つ摺動面後端部３１ｅは後係止部１３ｄに当接していて、アクチュエータ３０は、開方向にも閉方向にも回動できず、その起立状態が確実に保持される。

また、コネクタ１は、ハウジング１０の軸受部１３の上にアクチュエータの枢軸部３１を合わせ、その上から金属カバー２０を被せて組み立てられている。従って、アンロック状態に於いて、連絡面部３１ｃが前係止部１３ｃに係止されると共に、係合突起部３３が金属カバー２０の下面（特に支点部２５の下側）に後方向きに突き出て潜り込んでいる為、アクチュエータ３０は上方に抜け出すことがない。この様に、アクチュエータ３０は、軸受部１３（特に前係止部１３ｃ、後係止部１３ｄ）、枢軸部３１（特に摺動面部３１ｂ、連絡面部３１ｃ、摺動面後端部３１ｅ）、係合突起部３３、支点部２５等の係止手段の協働により、コネクタ１からの離脱を阻止される。なお、このコネクタ１の接触子１１には、図９に示した接触子１０１に形成した回転軸部１０１ｂの如く、アクチュエータ３０の回動を支持するような機能を持たせていない為、上述の係止手段を設けなければ、アクチュエータ３０がコネクタ本体から離脱し易くなる恐れがある。

次に、アンロック状態のアクチュエータ３０を僅かに上方に変位させながら回動させると、連絡面部３１ｃと前係止部１３ｃとの係止が解かれ、且つ摺動面部３１ｂは、後係止部１３ｄに乗り上げて（枢軸部３１は軸受部１３に嵌合している訳ではないので、この乗り上げが可能）、その上を滑らかに摺動して通過し、再び摺動受面部１３ｂ上に達し、案内面部３１ａも案内受面部１３ａに再び接し、夫々円滑に回動して図８に示すロック状態に至る。

本実施形態のコネクタ１に於いては、ハウジング１０は、前係止部１３ｃと、摺動受面部１３ｂと、該摺動受面部１３ｂの延長上に形成され、前係止部１３ｃの後方に位置する後係止部１３ｄとを有し、摺動受面部１３ｂ上を摺動してアクチュエータ３０の回動を支持する枢軸部３１の一部が、アンロック状態に於いて前係止部１３ｃと後係止部１３ｄとの間に係止されることにより、アクチュエータ３０の回動が阻止され、起立状態が確実に保持される。

また、ハウジング１０の一部を覆い、支点部２５を兼備する金属カバー２０を設けることにより、アンロック状態に於けるアクチュエータ３０の上方への離脱をも阻止することが可能になると共に、図９に示す従来のコネクタの回転軸部１０１ｂを省くことができ、図６に示す様に、ロック状態に於いて、コネクタ１の厚さ方向の部材数を、底板部１５、接触部１１ａ、フレキシブル基板２、押圧部３４、支点部２５の合計５つに減じることができる為、その分、薄型化が可能となる。

支点部２５は、アクチュエータ３０の回動に際して、押圧部３４がフレキシブル基板２を接触部１１ａに押圧する為の梃子の支点として機能するが、リン青銅等より極めて剛性の高い鋼板等で形成された強靭なものである為、そこに発生する応力に十分耐えることができ、同じ機能を成す従来のコネクタの回転軸部１０１ｂ（リン青銅製）に比べてその厚さを減じることができ、より薄型化が可能である。

また、金属カバー２０を貫通する係合貫通孔として係合受部２４を形成することにより、係合突起部３３と係合受部２４との係合を金属カバー２０の１枚分の厚さの範囲で完成させることが可能となり、より一層薄いコネクタを提供できる。

また、金属カバー２０は、抱持部２１を有してハウジング１０を抱き込むように配されると共に、固定部２２によって図示しない回路基板に固定されるので、従来ハウジング１０に課されていた強度を肩代わりすることができる。即ち、コネクタ１に於いては、従来のコネクタに比べて、ハウジング１０に負荷される応力が軽減される為、ハウジング１０の各部材の厚さを小さくし、更に薄いコネクタとすることができる。

この様に、本発明によれば、１．５ｍｍ以下の薄型コネクタを得ることができる。

なお、案内面部３１ａ、案内受面部１３ａ、摺動面部３１ｂ、摺動受面部１３ｂの曲率や形状は、アクチュエータ３０の回動を支持できれば本実施形態に限られない。また、アクチュエータ３０が保持される角度（ロック状態のアクチュエータ上面部３６とアンロック状態のアクチュエータ上面部３６とがなす角度）は、本実施形態に限られない。また、枢軸部３１は、アンロック状態に於いて、前係止部１３ｃ及び後係止部１３ｄの両方と接触しても良いし、いずれか一方とのみ接触しても良い。要するに、上記係止手段の位置、形状、数等は、アンロック状態に於いて、枢軸部３１の一部が、後方又は下方から前係止部１３ｃに接し、或いは前方又は上方から後係止部１３ｄに接して、その起立状態を確実に保持できれば本実施形態に限られない。

金属カバー２０の支点部２５は、金属カバー２０の前方先端の一部として形成されているが、係合受部２４の形状に沿うように前方に張り出した枠のように形成されても良く、要するに、アクチュエータ３０の回動による応力に耐え得る強度を持ち、梃子の支点として機能するように形成されれば本実施形態に限られない。

金属カバー２０の係合受部２４は、長手方向に長い矩形の貫通孔として、長手方向に適度に離れて等間隔に複数配されているが、貫通孔ではない適度な深さの窪みでも良く、その数も位置も係合突起部３３に対応すれば良く、要するに、コネクタ１からのアクチュエータ３０の離脱を防止できれば本実施形態に限られない。

本発明の一実施形態に係るコネクタの外観斜視図で、アクチュエータが直立したアンロック状態を示す。 図１のコネクタのアクチュエータのロック状態を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る金属カバーの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るアクチュエータの外観斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図で、アンロック状態を示す。 図２のＢ−Ｂ線断面図で、ロック状態を示す。 図１のＣ−Ｃ線断面図で、アンロック状態における枢軸部と軸受部を示す。 図２のＤ−Ｄ線断面図で、ロック状態における枢軸部と軸受部を示す。 従来のコネクタの例を示す断面図である。

符号の説明

１ コネクタ、２ フレキシブル基板、２ａ フレキシブル基板下面、１０ ハウジング、１１ 接触子、１１ａ 接触部、１１ｂ 下腕部、１１ｃ 上腕部、１１ｄ テール部、１１ｅ 基部、１２ 開口部、１３ 軸受部、１３ａ 案内受面部、１３ｂ 摺動受面部、１３ｃ 前係止部、１３ｄ 後係止部、１３ｅ 前柱部、１３ｆ 基台部、１４ 接触子溝、１５ 底板部、１６ 中板部、２０ 金属カバー、２１ 抱持部、２２ 固定部、２３ ロック部、２４ 係合受部、２５ 支点部、２６ 凹部、２７ 天井部、３０ アクチュエータ、３１ 枢軸部、３１ａ 案内面部、３１ｂ 摺動面部、３１ｃ 連絡面部、３１ｄ 枢軸上面部、３１ｅ 摺動面後端部、３２ 被ロック部、３３ 係合突起部、３４ 押圧部、３５ 逃げ部、３６ アクチュエータ上面部、１００ ハウジング、１０１ 接触子、１０１ａ 接触部、１０１ｂ 回転軸部、１０２ 開口部、１０３ 底板部、１０４ 上板部、３００ アクチュエータ、３０１ 押圧部、５００ フレキシブル基板。

Claims (3)

1. 複数の接触子を収納すると共に、開口部を有するハウジングと、アクチュエータとを備えるコネクタであって、前記ハウジングは、前係止部と、摺動受面部と、該摺動受面部の延長上に形成される後係止部とを有し、前記アクチュエータは、前記摺動受面部上を摺動して該アクチュエータの回動を支持すると共に、アンロック状態に於いて前記前係止部と前記後係止部との間にその一部が係止される枢軸部を有することを特徴とするコネクタ。
2. 前記ハウジングの一部を覆い、前記アクチュエータが前記開口部に挿入されるフレキシブル基板を前記接触子に圧接する際に、該アクチュエータの回動の梃子の支点となる支点部を有する金属カバーを備えることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記ハウジングは案内受面部を有し、前記枢軸部は、前記案内受面部に対応する曲率を持つ案内面部と、前記摺動受面部に対応する曲率を持つ摺動面部と、該案内面部と該摺動面部とを繋ぎ前記前係止部に対応する連絡面部とを有し、前記案内面部の曲率は前記摺動面部の曲率より大きく、該摺動面部は、前記前係止部と前記後係止部との間に係止されることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。
   

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