JP4969668B2 - 平型導体用電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、平型導体用電気コネクタに関する。

平型導体としては、フレキシブル基板（ＦＰＣ）、フラットケーブル（ＦＦＣ）等が知られている。かかる平型導体は、導線が密に配列されているので、回路基板に取り付けられた多極の電気コネクタに用いられることが多い。多極の電気コネクタは、端子を上記平型導体に対応して密に配列するために、金属板の平坦な板面をそのまま維持して作られた端子を板面に直角方向に配列して有している。このようなコネクタとしては、特許文献１に開示されているコネクタが知られている。

特許文献１のコネクタでは、上述の板面を維持して作られた端子は、信号端子（信号コンタクト）と支持端子（支持コンタクト）とから構成されている。支持端子は、平型導体を圧するための可動部材（操作部材）を可動に支持している。特許文献１では、信号端子と支持端子は別の形状に作られている。信号端子は、高速信号伝送に好適なように、平型導体に接触する接触部と回路基板に半田接続される接続部とをほぼ直状に結ぶ腕状部材として作られていて、ハウジングの端子溝への係止の突起以外には、上記接触部と接続部の間で突出あるいは延出する部分はない。これにより、Ｇ（ギガ）ｂｐｓ帯の高速伝送におけるスタブの影響を少なくできる。一方、支持端子は、接触部と接続部がその局部において信号端子と同様な形状をなしているが、他の大部分は信号端子とは異なる形状をなしている。すなわち、上記腕状部材として作られた信号端子は、接触部と接続部という限られた局部のみでは支持端子と同様な形状をしているものの、腕状部材全体としては該支持端子とは全く異なる形状である。そして、特許文献１では、端子を収めるハウジングの端子溝も、信号端子そして支持端子にそれぞれ対応した異なる形状に形成されている。

特開２００９−２６６４４０

しかしながら、特許文献１では、信号端子と支持端子は異なる形状で、さらに、これらを収める端子溝もこれらに対応した異なる形状となっているので、信号端子と支持端子は、設計変更による互いの位置の変更に対応できない。

この種のコネクタでは、信号端子のみならず、グランド端子も配列されることが多い。特許文献１では、支持端子をグランド端子として使用することができる。その場合、グランド端子として用いられる支持端子は、上記位置の変更を要求される可能性は高い。しかし、特許文献１は、このような要求に応えることができない。

本発明は、このような事情に鑑み、高速信号伝送を可能とする信号端子の形状を維持しつつ、支持端子との互いの位置変更をも可能とをする平型導体用電気コネクタを提供することを課題とする。

本発明に係る平型導体用電気コネクタは、ハウジングの受入部へ前方に向け挿入される平型導体との接触のための接触部とハウジング外で回路基板へ半田接続されるための接続部とを有している信号端子と支持端子が金属板の平坦な板面を維持して作られハウジングの端子溝へ挿入されて上記板面に対して直角な方向に配列保持されている。

かかる平型導体用電気コネクタにおいて、本発明では、信号端子は、前後方向に延び異なる位置に接触部と接続部とが形成された腕状部材をなし、支持端子は、前後方向に延び異なる位置に接触部と接続部とが形成された腕部と、該腕部に加え、平型導体に対して該腕部と反対側に位置する支持腕部と、上記腕部に対して該支持腕部を端子溝内で連結する連結部とを有し、上記支持腕部の先端部分に平型導体の加圧のための可動部材を可動に支持する支持部が形成され、上記信号端子と支持端子は、接触部と接続部の間の部分に、端子溝の対応固定部へ圧入される被固定部を有し、上記端子溝は信号端子とグランド端子のいずれも選択的に挿入可能とするような形状に形成されていることを特徴としている。

このような構成の本発明では、信号端子は接触部と接続部は腕状部材に前後して設けられているため、信号が直線状に短距離で伝送され高速伝送も可能となる。

一方、支持端子は、信号端子と同様な接触部と接続部とが形成された腕部に加え、該腕部と支持腕部を連結部により連結した形態をなしており、接触部と接続部との間での通電を可能とすると共に、上記支持腕部に形成された支持部で可動部材を可動に支持する。

さらに、腕状部材をなす信号端子そして支持端子の腕部には被固定部が設けられていて、ハウジングの端子溝に形成された固定部で固定されるが、端子溝は信号端子そして支持端子のいずれも挿入可能であり、両端子は配列位置が任意に選択して決定され、又、ハウジングの金型を変更することなく、両端子の位置の変更が可能となる。

本発明では、支持端子は接触部と接続部との間で通電可能なので、グランド端子としてもあるいは電源端子としても使用可能である。さらには、信号端子が高速伝送に適しているのに対し、支持端子は低速信号伝送用としてならば信号端子としても使用可能である。

本発明において、ハウジングの端子溝は該ハウジングの上壁と下壁との間に形成され、該端子溝内に島状の固定部が設けられ、信号端子あるいは支持端子の被固定部が該固定部と下壁の間に圧入されて固定されるようにすることが可能である。したがって、この場合には、腕状部材をなす信号端子は端子溝内にて島状の固定部と下壁との間に存在し、これに対し、支持端子は、該支持端子の腕部が島状の固定部と下壁との間に存在すると共に支持腕部が固定部と上壁の間に存在するようになる。

本発明は、以上のように、被固定部が設けられた腕状部材として信号端子が形成され、支持端子が腕部に加えて可動部材の支持のための支持腕部をもつようにすると共に端子溝を同じにしたので、信号端子の高速信号伝送特性を確保しつつ、どの端子溝に対しても、信号端子と支持端子が選択的に挿入できるようになり、ハウジングの金型を変更することなく、使用時の要請に応えることのできる端子配列のコネクタの提供が可能となった。

本発明の第一実施形態のコネクタと接続前の平型導体を後方から見た斜視図である。 図１のコネクタと平型導体を前方から見た斜視図である。 図１のコネクタの端子のないときの断面図である。 図１のコネクタと平型導体についての可動部材が開位置における断面図であり、（Ａ）は支持端子の位置、（Ｂ）は信号端子の位置での断面である。 図１のコネクタへの平型導体の接続後（可動部材が閉位置）における断面図であり、（Ａ）は支持端子の位置、（Ｂ）は信号端子の位置での断面である。 本発明の信号端子についての変形例を示し、（Ａ）は被圧部が三角形の小片をなし、（Ｂ）は小片を有していない場合を示している。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

図１、図２は、本実施形態のコネクタ１と、該コネクタ１へ挿入されて接続されるべき平型導体Ｆとを、その接続前の状態で示す全体斜視図であり、図１は後方から、そして図２は前方から見た図である。

図１そして図２において、符号Ｆは平型導体であり、コネクタ１側に位置する前端部から後方に向け長く延びており、図では、前端部側の一部のみが示されていて、他部は図示が省略されている。平型導体Ｆは、前端部の下面に、接続導体部が露呈していて後述の二種の端子の接触部と接触可能となっている。

コネクタ１は、コネクタ本体１０と該コネクタ本体１０に支持されて回動可能な可動部材５０とを有している。可動部材５０は、平型導体Ｆの前端部をコネクタ本体１０へ挿入可能とする開位置と、挿入された平型導体を圧する閉位置との間を回動可能となっている。該可動部材５０が閉位置にきたときに、コネクタ１はその外形が略直方体となる。

コネクタ本体１０は、電気絶縁材料で作られたハウジング１１と、該ハウジング１１により保持された二種の端子２０，３０及び固定金具４０とを有している。二種の該端子２０，３０は、上記平型導体Ｆの幅方向を配列方向として、一種の端子２０を二つ配し、その隣りに他種の端子３０を配する、ということを繰り返すように位置しており、固定金具４０はこれら端子２０，３０の配列範囲の外側に位置している。上記ハウジング１１は、上記端子の配列方向にて両端に位置する側壁１２と、両方の側壁１２をそれらの下部でつなぐ下壁１３と、前部に位置する前壁１４と、該前壁１４の上に位置する上壁１５とを一体に有しており、上記下壁１３より上方で、両方の側壁１２の間に、上方そして後方に開放された開口部１６が形成されている。該開口部１６は、後述の平型導体Ｆの挿入のための受入部として、そして上述の可動部材５０の配置そして可動のための空間として機能する。

ハウジング１１には、上述側壁１２の内面に沿って、金属板から作られた固定金具４０のための支持溝１７が形成されていて、ここに固定金具４０が取り付けられている。該固定金具４０は、ハウジング１１の底面から若干出ていて、回路基板（図示せず）の対応部と半田接続されてハウジング１１の固定に寄与する。

両方の上記支持溝１７の間には、端子を収める複数の端子溝１８が形成されている。端子は、後述の信号端子２０と支持端子３０の二種から成っているが、いずれも、金属板の平坦は板面を維持して作られており、したがって、上記端子溝１８もその板厚に適合したスリット状の溝となっている。この端子溝１８は、図３に見られるように、紙面に直角な方向に上記端子の板厚に相当する溝幅で、前後方向（図３にて左右方向）に貫通して形成されている。上記端子溝１８は、ハウジングの上壁１５と下壁１３の間で前壁１４を前後に貫通していると共に、開口部１６が形成されている後部では上記下壁１３の上面にまで及んでいる。端子溝１８内には、上記前壁１４の後部に、上下方向で上壁１５と下壁１３の間に島状の固定部１９が設けられていて、該端子溝１８を、該固定部１９に対し上側の上域１８Ａ、下側の下域１８Ｂそして両域を前部側で連通せしめる連結域１８Ｃ、さらには、前後方向で開口部１６に対応する下壁１３の部分に形成される開放域１８Ｄに区分している。これらは上域１８Ａ、下域１８Ｂ、連結域１８Ｃそして開放域１８Ｄは互いに連通している。上記端子溝１８は、開放域１８Ｄの溝底が下域１８Ｂの溝底よりも一段下方に位置している。これにより、後述の端子２０，３０の接触部２２，３２の下方への変位を許容すると共に、端子の半田接続の際にフラックスが上がってきても、該フラックスが接触部まで達することを阻止する隙間を形成することとなる。このように形成された端子溝１８は、図４（Ａ），（Ｂ）にも見られるように、信号端子２０が挿入されている端子溝もそして支持端子３０が挿入されている端子溝も同じ形状に形成されている。したがって、どの端子溝１８に対しても、信号端子２０、そして支持端子３０のいずれもが選択的に挿入可能となっている。

金属板の平坦な板面を維持して作られている上記信号端子２０は、図４（Ｂ）のごとく、前後に延びる腕状部材として形成されており、前端部に接続部２１そして後端部に接触部２２を、さらには中間部に被固定部としての突起２３を有している。上記接続部２１は、ハウジング１１外に突出して下方へ屈曲された部分として形成されており、該接続部２１の下縁はハウジング１１の底面よりも下方に位置していて、図示せぬ回路基板上に配されたとき、対応部に対して半田接続されるようになっている。この信号端子２０は、後方へはハウジング１１の中間部にまで延びており、上記接触部２２はその後端で上方へ突出して設けられている。上記被固定部としての突起２３は、中間部の上縁で二箇所に形成されている。このように形成される信号端子２０は、ハウジング１１の端子溝１８の島状の固定部１９と下壁１３との間に圧入される。上記突起２３が固定部１９の下縁に喰い込んで固定位置が定まる。信号端子２０の後部はハウジング１１の前壁１４よりも後方へ突出しており、しかも下縁が端子溝１８の溝底との間に隙間を形成しており、下方への弾性撓みが可能となっている。すなわち、上記接触部２２が平型導体Ｆから下方への力を受けたときに、この接触部２２は下方へ弾性変位可能となっている。上記信号端子２０は、前端側に上方へ向け突出する小片状の被圧部２４が設けられており、その前縁が端子挿入時に後方へ圧せられて、該被圧部２４の後縁が固定部１９の前面に当接するまで、該信号端子２０の端子溝１８へ挿入される。該被圧部２４の後縁が固定部１９の前面に当接することにより、上記接触部２２が力を受けて下方へ変位するとき、接続部２１側が浮き上がるような変位を阻止できる。

一方、支持端子３０は、図４（Ａ）に見られるごとく、信号端子２０と同様に金属板の平坦な板面を維持して作られているが、該信号端子２０と同様な形状の腕部３０Ａに加え、該腕部３０Ａの前端で連結部３４により連結された支持腕部３５を有している。

上記腕部３０Ａは、上述のごとく信号端子２０と同じ形状であり、前端に接続部３１、後端に接触部３２、中間部に被固定部としての突起３３を有している。腕部３０Ａが後部にて弾性撓み可能で、接触部３２が弾性変位可能なのも、信号端子２０の場合を同様である。

支持端子３０の連結部３４は、上記ハウジング１１の島状の固定部１９の右方に位置していて、腕部３０Ａの前端から上方に向け延びている。

上記支持腕部３５は、かかる連結部３４の上端から後方へ向けて延びている。該支持腕部３５は、上記固定部１９と上壁１５との間を貫通して後方へ延び、後端の下縁に凹弯曲状の支持部３６が形成されている。該支持腕部３５は、その下方に位置する上記腕部３０Ａに比し幅（図にて上下方向寸法）が広く高剛性に作られている。

かかる支持端子３０は、前方から後方へ向け上記端子溝１８へ挿入されると、腕部３０Ａが、信号端子２０と同様に、島状の固定部１９と下壁１３との間に圧入されると共に、支持腕部３５が上記固定部１９と上壁１５との間に配置される。

本実施形態では、信号端子２０と支持端子３０は、二つの信号端子２０に隣接して一つの支持端子３０が位置するようにして配列されており、支持端子３０が信号端子２０に対してグランド端子として使用される。

可動部材５０は、ハウジング１１と同様の電気絶縁材料で作られていて、図１そして図２に見られるように、端子配列範囲にわたる幅を有しており、ハウジング１１の開口部１６に配置されている。該可動部材５０は、既述のごとく開位置と閉位置との間を可動に支持されているが、図４（Ａ），（Ｂ）に見られる開位置で、下部となる部分に溝部５１が形成されている。該溝部５１は、端子配列方向にて、上記信号端子２０と支持端子３０のための端子溝１８に対応する位置に形成されていて、前後に貫通しており、下端位置に溝部５１の対向溝内面同士を連結する軸部５２が設けられている。該軸部５２は、略円形の周面を有し、上記支持端子３０の支持腕部３５に凹弯曲状に形成された支持部３６内で回動自在に支持されている。しかしながら、信号端子２０は上記のような支持腕部を有していないので、信号端子２０に対応して位置する軸部５２は何ら支持されていない。上記可動部材５０は、その幅方向（端子配列方向）両端でも図示せぬ軸部でハウジングにより回動自在に支持されている。上記可動部材５０は、図４（Ａ），（Ｂ）にて、溝部５１が形成されていない上部は操作部５３を形成し、ハウジング１１の上壁１５よりも上方へ突出している。可動部材５０は、この操作部５３にて、操作力を受けて開位置と閉位置との間を回動移動する。

上記可動部材５０は、図４（Ａ），（Ｂ）における下端部から操作部５３にかけての後面（左面）が、閉位置において平型導体Ｆを圧する加圧部を形成する。

かかる本実施形態のコネクタ１は、図示しない回路基板へ取り付けられて使用される。信号端子２０と支持端子３０は、それらの接続部２１と接続部３１が回路基板の対応回路部と半田接続される。これと共に、固定金具４０もその固定部にて回路基板へ半田接続される。かくして、コネクタ１は回路基板へ接続され固定される。

使用に際しては、可動部材５０を図４（Ａ），（Ｂ）に示されるような開位置へもたらして、ハウジング１１の開口部１６を後方に向け大きく開口させておく。この開口部１６へ、図１に示される平型導体Ｆの前端部を挿入する。図４（Ａ），（Ｂ）において、平型導体Ｆは信号端子２０の接触部２２そして支持端子３０の接触部３２と開位置の可動部材５０との間で前方に挿入され、該平型導体Ｆの前端縁がハウジング１１の前壁１４の後面に当接して所定挿入位置へもたらされる。この所定挿入位置では、平型導体Ｆの下面に露呈している接続導体部は、対応する信号端子２０の接触部２２そして支持端子３０の接触部３２上に位置している。

しかる後、可動部材５０の操作部５３へ操作力を加えて該可動部材５０を、図５（Ａ），（Ｂ）に見られる閉位置へ回動移動させる。可動部材５０はその加圧部で平型導体Ｆを下方へ圧する。可動部材５０で圧せられた平型導体Ｆは信号端子２０の接触部２２そして支持端子３０の接触部３２を下方へ押圧して弾性変位させる。かくして、これらの接触部２２と接触部３２により、信号端子２０と支持端子３０は平型導体Ｆの対応接続導体部と、接圧（接触力）をもって電気的に接続される。支持端子３０は、平型導体Ｆの対応接続導体部と回路基板の対応回路部がグランド回路の場合には、グランド端子として機能する。これらの端子２０，３０の配列は、種々、自由に設定できる。信号端子２０をＳ、支持端子３０によるグランド端子をＧそして低速信号端子をＬ、さらには電源端子をＤと表記した場合、……ＧＳＳＧＳＳＧ……とする差動信号配列、……ＧＳＳＧＬＧＤＤＤ……とする複合配列、……ＧＳＳＳＳＳＧＳＳＳＳＳＧ……とするグランド端子の少ない配列等が可能である。

本発明において、信号端子２０は一つの直状の腕状部材として形成されている。したがって接触部２２と接続部２１との間は直状の最短距離で伝送経路を形成し、迂回経路を形成する部分を有していないので、スタブの影響を少なくでき、高速信号の伝送好適で、しかも、支持端子３０がグランド端子とすることもできるので、該支持端子３０が信号端子２０同士間に位置してシールド効果をもたらす。

また、本実施形態では、支持端子３０の腕部３０Ａが信号端子２０とほぼ同一形状であり、かつ端子溝１８が両端子２０，３０に対して共通形状となっているので、両端子は選択的にどの端子溝にも挿入可能であり、端子の配列に自由度をもたらす。さらには、信号端子２０と支持端子（グランド端子）３０の腕部とが同一形状とすれば、接触部での接圧がすべて同じとなり安定した接触力を得る。

又、本実施形態にあって、支持端子３０は、グランド端子としてのみならず、要求に応じて信号端子としても、あるいは電源端子としても使用可能である。信号端子として用いる場合は、接触部３２と接続部３１との間に連結部３４を経て支持腕部３５が存在しているので、これらが伝送速度に対して影響ないような低速信号用とすることが好ましい。

本発明は、以上図示した形態以外にも種々変更が可能である。例えば、信号端子２０は、接触部２２と接続部２１の間は、理想的に直状に結ばれることが求められ、突出する小片部分を極力小さくすることが良い。その一例として、図６（Ａ）のように、信号端子２０の圧入のための被圧部２４を三角形として、信号伝送時の信号迂回域を極力小さくしつつも、その前縁２４Ａで圧入力を受けられるようにすることができる。さらには、図６（Ｂ）のように被圧部のために小片部分を設けずに、接続部２１の前縁を被圧部２４Ａとしてもよい。

１ コネクタ ３０ 支持端子
１１ ハウジング ３０Ａ 腕部
１３ 下壁 ３１ 接続部
１５ 上壁 ３２ 接触部
１８ 端子溝 ３３ 被固定部
１９ 固定部 ３４ 連結部
２０ 信号端子 ３５ 支持腕部
２１ 接続部 ３６ 支持部
２２ 接触部 Ｆ 平型導体
２３ 被固定部

Claims (2)

1. ハウジングの受入部へ前方に向け挿入される平型導体との接触のための接触部とハウジング外で回路基板へ半田接続されるための接続部とを有している信号端子と支持端子が金属板の平坦な板面を維持して作られハウジングの端子溝へ挿入されて上記板面に対して直角な方向に配列保持されている平型導体用電気コネクタにおいて、
   信号端子は、前後方向に延び異なる位置に接触部と接続部とが形成された腕状部材をなし、
   支持端子は、前後方向に延び異なる位置に接触部と接続部とが形成された腕部と、該腕部に加え、平型導体に対して該腕部と反対側に位置する支持腕部と、上記腕部に対して該支持腕部を端子溝内で連結する連結部とを有し、上記支持腕部の先端部分に平型導体の加圧のための可動部材を可動に支持する支持部が形成され、
   上記信号端子と支持端子は、接触部と接続部の間の部分に、端子溝の対応固定部へ圧入される被固定部を有し、
   上記端子溝は信号端子と支持端子のいずれも選択的に挿入可能とするような形状に形成されていることを特徴とする平型導体用電気コネクタ。
2. ハウジングの端子溝は該ハウジングの上壁と下壁との間に形成され、該端子溝内に島状の固定部が設けられ、信号端子あるいは支持端子の被固定部が該固定部と下壁の間に圧入されて固定されることとする請求項１に記載の平型導体用電気コネクタ。

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