JP5842677B2 - コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に固定されて、該回路基板上の電気回路と他の配線基板とを電気的に接続するコネクタ装置に関する。

回路基板に固定されて、該回路基板上の電気回路と他の配線基板（例えば、フレキシブル印刷配線基板（ＦＰＣ）あるいはフレキシブル平板状ケーブル（ＦＦＣ））とを電気的に接続するコネクタ装置が知られている。一般に、コネクタ装置は、配線基板が収容される収容室を備えるハウジングと、前記収容室の内部に所定間隔で配列される複数本のコンタクト端子と、配線基板が収容室から抜け出さないようにロックするロック爪を備える。

例えば、特許文献１には、配線基板が挿入されるハウジングを備えた電気コネクタであって、ハウジングに挿入されたプリント配線基板の先端部の両側に形成された凸部と係合する係合部材を有する電気コネクタが開示されている。

また、特許文献２には、配線基板に対してコンタクト端子と反対側に位置しコンタクト端子と協働して該配線基板の抜出方向で該配線基板の係止段部と係止し合う係止部を有する係止体を設けた電気コネクタが開示されている。

特開平０８−１８０９４０号公報 特開２００４−１６５０４６号公報

特許文献１，２に記載の電気コネクタは、配線基板をハウジングに挿入するだけで、配線基板はハウジングに対してロックされる。また、係合部材等が係止段部等と係合する時のクリック感で、配線基板がハウジングに対してロックされたことを確認できる。

しかしながら、これらの電気コネクタは、ハウジングの外部から視認することができないので、ロックされたことを視覚的に確認できないという問題があった。クリック感だけでは、ロック完了を確実に確認できないので、ロック不良が見過ごされる危険があった。

また、これらの電気コネクタは、ロックを解除する手段を備えないので、配線基板と電気コネクタの接続を解除することができない。あるいは接続を解除する際に、配線基板または電気コネクタを破損する危険があった。

本発明は、上記背景のもとでなされたものであり、配線基板がロックされたことを外部から視覚的に確認できるとともに、ロックの解除が容易なコネクタ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコネクタ装置は、配線基板を挿入する空間が形成されたハウジングと、前記ハウジングに設けられて、前記空間の内部に突出して、前記配線基板の係合部と係合して前記配線基板をロックするロック爪を備えるコネクタ装置において、前記ハウジングに取り付けられて、前記配線基板を前記ロック爪に押し当てるロック補助ばねと、前記空間の前記ロック爪より挿入口から離れた位置にあって、前記ハウジングに対して上下に変位するように支持されて、下端が前記空間の内部に突出し上端が前記ハウジングの外側に露出し、前記配線基板が前記コネクタ装置にロックされている時に下端が前記配線基板に当接して上方に変位するロック解除ブロックを備えることを特徴とする。

前記配線基板が挿入されていない場合に、前記ロック爪の下端と前記ロック解除ブロックの下端が同じ高さになるように構成されていてもよい。

前記ロック爪の下端の正面側には、背面側に向かって下がる傾斜面が形成されていてもよい。

前記ロック解除ブロックは、前記ハウジングに弾性支持されていてもよい。

前記ロック解除ブロックは、片持ちはりを介して前記ハウジングに連結されていてもよい。

前記ハウジングには、前記ハウジングの外側と前記空間を連絡する貫通穴が形成されていて、前記ロック解除ブロックは前記貫通穴を通って前記空間の内部に突出していてもよい。

前記ロック爪及び前記ロック解除ブロックは、前記ハウジングと一体成形されていてもよい。

本発明によれば、配線基板がハウジングに対してロックされたことを外部から視覚的に確認できるので、作業ミスによる接続不良等を低減することができ、電子機器等の生産性、信頼性が向上する。また、ロックの解除が容易なので、作業ミスが発生したとしても、手直し、再接続が容易なので、電子機器等の生産性、信頼性が向上する。

本発明の実施形態に係るコネクタ装置を正面から見た斜視図である。 コネクタ装置を背面から見た斜視図である。 コネクタ装置の平面図である。 コネクタ装置を図３のＡＡ´線で切断した断面図である。 コネクタ装置を図３のＢＢ´線で切断した断面図である。 ロック補助ばねの外形を示す斜視図である。 配線基板をロックする過程を示す断面図である。 配線基板がロックされた状態を示す断面図である。 配線基板のロックを解除する過程を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

最初に、本発明の実施形態を示すコネクタ装置１の基本的な形態を図１ないし図３を参照しながら説明する。図１はコネクタ装置１を正面から見た斜視図であり、図２は背面から見た斜視図であり、図３は平面図である。

コネクタ装置１は、例えば、主回路基板１０１に固定されて、主回路基板１０１と、配線基板１０２を電気的に接続する装置であり、ハウジング２とコンタクト３を備える。ハウジング２は、コンタクト３を支持するとともに、コネクタ装置１の外郭を形成する構造体であり、絶縁性材料（例えば、合成樹脂）で形成される。コンタクト３は、配線基板１０２をハウジング２の内部に挿入した時に、配線基板１０２の配線端子１０３と電気的に接触する接続端子であり、ハウジング２の内部に複数個が配置されている。

図１に示すように、ハウジング２の正面には、基板挿入口４が開口し、基板挿入口４は後述する基板収容部に続いていて、基板収容部には基板挿入口４から挿入された配線基板１０２（図２）が収容される。基板挿入口４の上下には、部品取り付け溝５の端面が並んでいるのが見える。なお、部品取り付け溝５は、基板収容部の内部にあってコンタクト３が嵌合されるが、図１〜３では見えない。コンタクト３と部品取り付け溝５の関係については、後述する。

また、コンタクト３の一方端は、図２に示すように、コネクタ装置１の背面においてハウジング２の外に露出して、主回路基板１０１上の図示しない配線パターンに半田付けされる。また、基板収容部の内部には２枚のロック補助ばね６が配置されていて、その一部が、図１において基板挿入口４の左右端に見えていて、主回路基板１０１上の図示しない固定用半田領域に半田付けされる。また、ハウジング２の上面にはロック解除ブロック７の一部が露出している。ロック解除ブロック７はアーム部８を介してハウジング２に結合されている。

図４は、コネクタ装置１を図３のＡＡ´線で切断した断面図である。前述したように、ハウジング２の基板収容部９の内部には部品取り付け溝５があって、コンタクト３が嵌合固定されている。

コンタクト３は、上部アーム３ａと下部アーム３ｂが連結部３ｃによって連結されて、全体として「コ」形をなしている。また連結部３ｃの下方からは半田接続部３ｄ（図２においてハウジング２の外部に見える部分）が延びていて、ハウジング２の外に露出して、前述したように、主回路基板１０１（図２）上の図示しない配線パターンに半田付けされる。また、上部アーム３ａと下部アーム３ｂの先端には、それぞれ、上部接点３ｅと下部接点３ｆが形成され、上部接点３ｅと下部接点３ｆは配線基板１０２（図４において図示せず）の上面または下面の一方に設けられた配線端子１０３（図２参照）と電気的に接触する。なお、コンタクト３の素材には一般に導電性の金属が選ばれるが、電気的接点として機能するならば、非金属材料を素材としてもよい。

図５は、コネクタ装置１を図３のＢＢ´線で切断した断面図である。図５に示すように、ハウジング２はロック爪１０を備え、ロック爪１０は基板収容部９の天井から基板収容部９に突出している。また、ロック爪１０の正面（基板挿入口４が開口する面）側の斜面Ｆは背面側に向かって緩く下方へ傾斜している。一方、背面側の斜面Ｒはほぼ垂直である。

アーム部８は一端がハウジング２に連結された片持ちはりであって、ハウジング２の上面においてハウジング２の正面から背面に延びる。また、アーム部８の他端（自由端）にはロック解除ブロック７が取り付けられ、ロック解除ブロック７の先端は、貫通穴１１を通って基板収容部９の中に入る。また、ロック解除ブロック７の先端（下端）とロック爪１０の下端は、配線基板１０２を挿入しない状態（つまり、図５に示す状態）において、同じ水平線Ｌに接するように、つまり同じ高さになるように構成されている。また、ロック解除ブロック７、アーム部８及びロック爪１０はハウジング２と一体成型されて、図５に示すような形状に形成される。

基板収容部９の下方にはロック補助ばね６が取り付けられている。ロック補助ばね６は図６に示すような板ばねであって、固定部６ａにおいてハウジング２に固定され、固定部６ａからアーム板６ｂが延び、アーム板６ｂの先端に当接部６ｃが形成されている。また、アーム板６ｂの反対側において、固定部６ａから基板接続部６ｄが延び、基板接続部６ｄはハウジング２の正面の下方に露出している。なお、固定部６ａは他の部分に比べて幅広に構成されていって、ハウジング２に形成された取付溝（図示せず）と噛み合って、ロック補助ばね６をハウジング２に固定する。また、基板接続部６ｄは、図1においてハウジング２の正面に見える部分であって、前述したように主回路基板１０１に半田付けされる。また、ロック補助ばね６の素材には一般に弾性を有する金属が選ばれるが、非金属材料が選ばれてもよい。このような構成により、配線基板の厚みのバラツキによる係止量の減少を防止することができ、安定した配線基板のロックが可能となる。

なお、図５において、１０４は配線基板１０２の先端近傍の両側に切り明けられた係合切り欠きであって、ロック爪１０と係合する係合部を示している。係合切り欠き１０４の平面形状については図２を参照されたい。

次に、配線基板１０２がコネクタ装置１にロックされるプロセスを説明する。まず、図５に示すように、配線基板１０２をハウジング２の正面に置いて、基板挿入口４から基板収容部９に挿入する。すると、図７に示すように、配線基板１０２の先端はロック爪１０の正面側の斜面Ｆに倣って下方に変位して、ロック補助ばね６を押し下げる。このように配線基板１０２はロック補助ばね６を押し下げながら、基板収容部９の中を前進する。前述したように、ロック解除ブロック７の下端とロック爪１０の下端は同じ高さにあるから、ロック爪１０の下端に接して下方に曲げられた配線基板１０２は、ロック解除ブロック７の下方に潜り込むことができる。なお、図７は、配線基板１０２の先端がロック解除ブロック７の一部と重なった状態を示しているが、この状態において、係合切り欠き１０４は、まだロック爪１０と係合していない。

また、ロック爪１０はロック補助ばね６及び配線基板１０２に比べて剛に、つまり配線基板１０２が基板収容部９の中を進む時に、ロック補助ばね６と配線基板１０２は変位するが、ロック爪１０は変位しないようにハウジング２に剛に支持される。ロック爪１０の支持剛性はロック爪１０とハウジング２の取り会い部の材質と構造寸法によって決定されるから、所望の剛さが得られるような材質と寸法が選ばれる。

配線基板１０２が更に前進して、配線基板１０２の先端が基板収容部９の奥端に当接すると、図８に示すように、配線基板１０２はロック補助ばね６によって持ち上げられて上方に変位する。その結果、係合切り欠き１０４がロック爪１０と係合する。前述したように、ロック爪１０の背面側の斜面Ｒはほぼ垂直だから、この状態において、配線基板１０２を後退させて、ハウジング２から引き抜くことはできない。つまり、配線基板１０２はコネクタ装置１にロックされる。

また、ロック解除ブロック７とアーム部８はロック補助ばね６の弾性力で持ち上げられて、上方に変位する。このように、配線基板１０２がコネクタ装置１にロックされるとロック解除ブロック７とアーム部８がハウジング２の外部において変位するので、配線基板１０２がコネクタ装置１にロックされたことを外部から視覚的に確認できる。

アーム部８の材質と寸法形状は、アーム部８がロック補助ばね６の弾性力によって変位するように選ばれる。つまりアーム部８のばね定数がロック補助ばね６のばね定数より小さくなるような材質と寸法形状が選ばれる。本実施形態においては、図５等に示すように、アーム部８の板厚（図５等の断面図において断面形の高さ）を小さくしてアーム部８のばね定数を小さくしている。

配線基板１０２のロックを解除する場合は、図９に示すように、ハウジング２の外からロック解除ブロック７に力を加えて、ロック解除ブロック７を押し下げる（基板収容部９の中に押し入れる）と、配線基板１０２とロック補助ばね６が下方に変位して、係合切り欠き１０４とロック爪１０の係合が解除される。つまり、ロックが解除される。この状態から、配線基板１０２を図の右方向に引き出すと、図８、図７に示す状態を辿って図５に示す状態になる。つまり接続のプロセスを逆に辿って、配線基板１０２とコネクタ装置の接続を解除することができる。

なお、上記実施形態は、本発明の例示であって、本発明の技術的範囲は上記実施態様によっては限定されない。本発明は特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲において、自由に応用、変形、あるいは改良して実施することができる。

例えば、上記実施形態において、ロック解除ブロック７がアーム部８を介してハウジング２に連結されて、ハウジング２に弾性支持される例を示したが、ロック解除ブロック７は、ハウジング２に対して上下に移動（変位）自在に取り付けられて、配線基板１０２がロックされた時に配線基板１０２と当接して、ハウジング２から突出するように取り付けられていれば足りる。例えば、ロック解除ブロック７をハウジング２に摺動自在に取り付けて、ハウジング２から出没するようにしても良い。

また、ロック解除ブロック７がハウジング２に弾性支持される場合であっても、弾性支持する要素は、アーム部８のような板ばねとして機能する要素には限られない。例えば、ロック解除ブロック７とハウジング２の間にコイルばね、あるいはゴム材が挟まれていてもよい。

また、上記実施形態において、ハウジング２、ロック解除ブロック７、アーム部８及びロック爪１０が一体成型された例を示したが、本発明は、これらが一体成型されたものには限定されない。これらの全部または一部が別途成型あるいは加工された後で組み立てられてもよい。

また、上記実施形態に示したコンタクト３の形状は例示であって、本発明は、このような形状のコンタクトを備えるものには限定されない。例えば、コンタクト３は配線基板１０２のいずれか一方の面に当接するものであっても良い。

また、上記実施形態においては、ロック解除ブロック７の下端とロック爪１０の下端が、配線基板１０２を挿入しない状態において、同じ高さになるように構成される例を示したが、配線基板１０２がロックされた時に、ロック解除ブロック７の下端が配線基板１０２に当接して、ロック解除ブロック７が上方に変位するのであれば、ロック解除ブロック７の下端とロック爪１０の下端の相対的な高さは、別のものであってもよい。

なお、特許請求の範囲において使用した「上下」の語は、配線基板１０２の面に垂直な方向を、表現の便宜のため、図示した例にしたがって表記したものであって、空間に固定された「上下」ではない。「下端」「下がる」「上方」等も同様である。つまり、本願発明に係るコネクタ装置の姿勢によっては、ロック解除ブロック７が水平方向に変位する場合がある。あるいは、配線基板１０２がコネクタ装置１にロックされた時に、ロック解除ブロック７が下方に変位する場合がある。

なお、上記実施形態においては、配線基板が備える係合部の具体例として、係合切り欠き１０４を示したが、係合部は係合切り欠き１０４に限定されない。ロック爪１０と係合する形であれば、どんな形式であっても構わない。例えば、配線基板を貫通する係合穴であっても良い。また係合切り欠きや係合穴の形は限定されない。

また、ハウジング２、コンタクト３、ロック補助ばね６、ロック解除ブロック７及びロック爪１０等の素材が、上記実施形態で示されたものに限定されないことは言うまでもない。

１・・・コネクタ装置， ２・・・ハウジング， ３・・・コンタクト， ３ａ・・・上部アーム， ３ｂ・・・下部アーム， ３ｃ・・・連結部， ３ｄ・・・半田接続部， ３ｅ・・・上部接点， ３ｆ・・・下部接点， ４・・・基板挿入口， ５・・・部品取り付け溝， ６・・・ロック補助ばね， ６ａ・・・固定部， ６ｂ・・・アーム板， ６ｃ・・・当接部， ６ｄ・・・基板接続部， ７・・・ロック解除ブロック， ８・・・アーム部， ９・・・基板収容部， １０・・・ロック爪， １１・・・貫通穴， １０１・・・主回路基板， １０２・・・配線基板， １０３・・・配線端子， １０４・・・係合切り欠き

Claims (7)

1. 配線基板を挿入する空間が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに設けられて、前記空間の内部に突出して、前記配線基板の係合部と係合して前記配線基板をロックするロック爪を備えるコネクタ装置において、
   前記ハウジングに取り付けられて、前記配線基板を前記ロック爪に押し当てるロック補助ばねと、
   前記空間の前記ロック爪より挿入口から離れた位置にあって、前記ハウジングに対して上下に変位するように支持されて、下端が前記空間の内部に突出し上端が前記ハウジングの外側に露出し、前記配線基板が前記コネクタ装置にロックされている時に下端が前記配線基板に当接して上方に変位するロック解除ブロックを備える
   ことを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記配線基板が挿入されていない場合に、前記ロック爪の下端と前記ロック解除ブロックの下端が同じ高さになるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
3. 前記ロック爪の下端の正面側には、背面側に向かって下がる傾斜面が形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ装置。
4. 前記ロック解除ブロックは、前記ハウジングに弾性支持されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ装置。
5. 前記ロック解除ブロックは、片持ちはりを介して前記ハウジングに連結されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のコネクタ装置。
6. 前記ハウジングには、前記ハウジングの外側と前記空間を連絡する貫通穴が形成されていて、前記ロック解除ブロックは前記貫通穴を通って前記空間の内部に突出している
   ことを特徴とする請求項５に記載のコネクタ装置。
7. 前記ロック爪及び前記ロック解除ブロックは、前記ハウジングと一体成形されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のコネクタ装置。

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