JP4348615B2 - 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。
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）

ところで、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、これらの点に鑑みて成されたものであって、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しようとするものである。

上記の目的を達成する為、本発明に係るコネクタは、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、前記開口部に挿入されたフレキシブル基板を前記接触子に圧接させるために、前記ハウジングに回動可能に支持されたアクチュエータと、前記ハウジングに装着された金属カバーと、前記金属カバーに形成された係止部と、前記ハウジングに形成され前記係止部と係合する被係止部とを備え、前記金属カバーは、前記アクチュエータが前記開口部に挿入されたフレキシブル基板を前記接触子に圧接すべく回動される際に、該アクチュエータの回動の梃子の支点となって前記接触子からの反力を受ける支点部を有し、前記金属カバーの係止部は、前記反力の方向に露出するように形成された係止面部を有し、前記ハウジングの被係止部は、前記係止面部に接するように形成されて前記反力により前記係止面部が押し付けられる被係止下面部を有するものである。これにより、薄型コネクタの提供が可能にとなる。

また、前記金属カバーは、該金属カバーを回路基板に固定するための固定部を、前記係止面部の近傍に備えていてもよい。

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７、図８参照）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、ハウジング１０の長手方向端部の一部を係止する左右一対の係止部２８、係止部２８の下方に連なって形成され、図示しない回路基板に固定される左右一対の固定部２２、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、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、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の長手方向両端に形成される軸受部１３（図１参照）に対応する枢軸部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、且つその押圧部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。

図３、図５及び図６に示す様に、係止部２８には、金属カバー２０を貫通する矩形貫通孔である窓部２９が、プレス加工などで打ち抜かれることにより形成されている。一方、ハウジング１０の長手方向端部の一部はアンダーカットされて削り取られ、窓部２９に嵌め入れられるように被係止部１７が延設されている。即ち、窓部２９と被係止部１７は互いに対応する位置及び形状で形成され、ハウジング１０は、長手方向断面形状が略コの字である金属カバー２０の内部に抱え込まれるように収納されている。

また、窓部２９は、天井部２７に連なる係止上板部２８ｄ、係止上板部２８ｄに連なって適度な曲率で下方に屈曲し、その前方にロック部２３が連結されている前腕部２８ｂ（図３参照）、前腕部２８ｂの後方に離れて係止上板部２８ｄに連なり、前腕部２８ｂと同じ曲率で下方に屈曲する後腕部２８ｃ、前腕部２８ｂ及び後腕部２８ｃに支持され、これらの下方先端を繋ぐ垂直板状の係止側板部２８ａにより囲まれて形成されている。

図５及び図６に示す様に、係止側板部２８ａの上面には、窓部２９の一部として、金属カバー２０の断面が上向き水平に露出した係止面部２８ｅが形成されている。一方、係止側板部２８ａに対応するハウジング１０両側端部は、上述の様にアンダーカットされており、これにより形成されたオーバーハング部分には、係止面部２８ｅに対面する下向き水平の被係止下面部１７ａが形成されている。この被係止下面部１７ａに対して、係止面部２８ｅが下方から接することにより、係止部２８は被係止部１７を係止し、金属カバー２０とハウジング１０との強固な一体化を図っている。

また、ハウジング１０を覆う係止上板部２８ｄには、窓部２９の一部として、金属カバー２０の断面が長手方向外向き垂直に露出した係止上板面部２８ｆが形成されている。一方、係止上板面部２８ｆに対応するハウジング１０上面の一部は下方に削られ、係止上板面部２８ｆに対面する長手方向内向き垂直の被係止内側面部１７ｃが形成されている。この被係止内側面部１７ｃに対して、係止上板面部２８ｆが長手方向内側から接することにより、金属カバー２０とハウジング１０との長手方向のずれが阻止される。

被係止下面部幅１７ｂ及び被係止内側面部高さ１７ｄは、金属カバー２０の厚さ、即ち係止面部２８ｅの幅及び係止上板面部２８ｆの高さと略同じである。従って、係止部２８、被係止部１７、被係止下面部１７ａ、被係止内側面部１７ｃの形成は、コネクタ１の小型化を妨げない。

また、被係止部１７は、上向き水平な被係止上面部１７ｅと、外向き垂直な被係止外側面部１７ｇと、これらを繋ぐ被係止斜面部１７ｆとを有する。

ここで、図５に基づき、被係止下面部１７ａと係止面部２８ｅとを係止させるコネクタ１の組み立て方法について説明する。先ず、金属カバー２０をハウジング１０の上方から被せようとすると、左右の係止側板内面部２８ｇ間の距離が左右の被係止外側面部１７ｇ間の距離よりも小さい為、係止側板部２８ａ（又は固定部２２）は被係止斜面部１７ｆに接触する。そして更に金属カバー２０をハウジング１０に押し付けると、係止部２８はその弾性により、前腕部２８ｂ（図１乃至図３参照）及び後腕部２８ｃが撓んで長手方向外側に変位し、係止側板部２８ａは、被係止斜面部１７ｆ、更に被係止外側面部１７ｇに接しながら下方に滑る。そして、係止面部２８ｅが被係止下面部１７ａに対応する位置に達すると、その弾性により係止部２８はハウジング１０を挟むように長手方向内側に復元し、被係止部１７は窓部２９内に嵌め入れられると共に、係止面部２８ｅは被係止下面部１７ａに密着し、ハウジング１０と金属カバー２０との堅固な一体化が簡単に達成される。

固定部２２は、係止面部２８ｅの直下近傍に形成され、その下面は、金属カバー２０の他の部分の下面よりも僅かに下方に位置して、図示しない回路基板に半田付け固定される。なお、これら金属カバー２０の下面は面一でもよい。

図７及び図８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７に示すアンロック状態に於いて、接触部１１ａは何とも接触していない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、こ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８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、係合突起部３３は、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からの離脱を防止する。

ロック部２３と被ロック部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させる。

本実施形態のコネクタ１に於いては、ハウジング１０の一部を覆う金属カバー２０の係止面部２８ｅが、ハウジング１０の被係止下面部１７ａに下方から当接している為、支点部２５を梃子の支点として回動するアクチュエータ３０がその押圧部３４で、フレキシブル基板２を接触部１１ａに押し付ける際に生じる応力を、金属カバー２０の内部で受け止めることができる。即ち、フレキシブル基板２と接触子１１との圧接に於いて、ハウジング１０は接触子１１を介して該回路基板側に押し付けられる応力を受ける一方、この反力は支点部２５に作用し、固定部２２を該回路基板から剥離させようとする応力となるが、係止面部２８ｅが被係止下面部１７ａに密着している為、その反力は金属カバー２０の天井部２７と係止面部２８ｅとの間で相殺され、固定部２２を該回路基板から引き剥がす応力にはならず、コネクタ１の各部材の力学的負担が軽減され、薄型化が可能になる。

また、金属カバー２０に支点部２５を兼備することにより、図９に示す従来のコネクタの回転軸部１０１ｂに相当する部位を省くことができ、図８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、その分、薄型化が可能となっている。

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、コネクタ１のより一層の薄型化を可能にする。

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に補強リブとして機能する凹部２６を設けることで、金属カバー２０の剛性を増すことができ、金属カバー２０そのものの厚さを減じることができる。

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、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以下の超薄型コネクタを得ることができる。

なお、係止面部２８ｅは、例えば、金属カバー２０両端の一部を、被係止下面部１７ａに沿うように長手方向内側に折り込んで形成しても良い。係止面部２８ｅは金属カバー２０の断面に限られず、被係止下面部１７ａに下方から接する金属カバー２０の表面でも良い。被係止下面部１７ａ及び係止面部２８ｅは、水平面に限られず、コネクタ１に発生する応力を金属カバー２０内で受け止められれば、これらの幅や高さ、数、形状、位置等は本実施形態に限られない。また、被係止部１７の表面は、平面が連なって形成されても良いし、全体或いは一部が滑らかな曲面であっても良い。

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Ｃ−Ｃ線断面の外観斜視図で、本発明の一実施形態に係るコネクタの係止部及び被係止部を示す。 図３のＤ−Ｄ線断面の外観斜視図で、本発明の一実施形態に係る金属カバーの係止部を示す。 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。 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、１４ 接触子溝、１５ 底板部、１６ 中板部、１７ 被係止部、１７ａ 被係止下面部、１７ｂ 被係止下面部幅、１７ｃ 被係止内側面部、１７ｄ 被係止内側面部高さ、１７ｅ 被係止上面部、１７ｆ 被係止斜面部、１７ｇ 被係止外側面部、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、２８ 係止部、２８ａ 係止側板部、２８ｂ 前腕部、２８ｃ 後腕部、２８ｄ 係止上板部、２８ｅ 係止面部、２８ｆ 係止上板面部、２８ｇ 係止側板内面部、２９ 窓部、３０ アクチュエータ、３１ 枢軸部、３２ 被ロック部、３３ 係合突起部、３４ 押圧部、３５ 逃げ部、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 (2)

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、
   前記開口部に挿入されたフレキシブル基板を前記接触子に圧接させるために、前記ハウジングに回動可能に支持されたアクチュエータと、
   前記ハウジングに装着された金属カバーと、
   前記金属カバーに形成された係止部と、
   前記ハウジングに形成され前記係止部と係合する被係止部とを備え、
   前記金属カバーは、前記アクチュエータが前記開口部に挿入されたフレキシブル基板を前記接触子に圧接すべく回動される際に、該アクチュエータの回動の梃子の支点となって前記接触子からの反力を受ける支点部を有し、
   前記金属カバーの係止部は、前記反力の方向に露出するように形成された係止面部を有し、
   前記ハウジングの被係止部は、前記係止面部に接するように形成されて前記反力により前記係止面部が押し付けられる被係止下面部を有する
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記金属カバーは、該金属カバーを回路基板に固定するための固定部を、前記係止面部の近傍に備えた請求項１に記載のコネクタ。

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