JP5927929B2 - コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線板状部材上の電気回路と、他の電気回路とを電気的に接続するコネクタ装置に関する。

配線基板に固定されて、当該配線基板上の電気回路を、他の電気回路、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）上の電気回路と電気的に接続するコネクタ装置であって、配線板状部材の脱落を防ぐロック部材を備えるコネクタ装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。また、特許文献１及び特許文献２のロック部材（ロック端子）は、金属をプレス加工して製造される。

特開２００６−１４７２７１号公報 特開２００８−１４６９３５号公報

近年、電子機器等においては、更なる小型化の要請が強いので、コネクタ装置も小型化、低背化が求められている。しかしながら、前述した先行技術に係るコネクタ装置であっても、低背化が難しいという問題がある。

特許文献１に記載のコネクタの「ロック部材」は、「固定部」の上に「連結支点部」を配置し、その上に、「第一片」と「押受部」を配置している（特許文献１、図２）ので、必然的に背が高くなる。その結果、コネクタの背が高くなる。

特許文献２に記載のコネクタの「ロック端子」は「固定片」、「固定片」の前端側上部から後方に向かって延びる「弾性片」、「弾性片」の上方に突出する「係止部」、「弾性片」の後端に形成された「規制部」等からなる複雑な形状（特許文献２、図６）を金属板から切り出して製造される。そして、「固定片」、「係止部」あるいは「規制部」には、相応の強度と剛性が求められるから、高さを必要とする。そのため、「ロック端子」は全体として背高になり、その結果、コネクタの背は高くなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低背化に適した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、ハウジングと、配線板状部材を前記ハウジングにロックするロック部材を備えるコネクタ装置において、前記ロック部材は、一重の短冊状の帯板であって、ばね片と、前記ばね片から突出して、前記配線板状部材と係合する突出片とを有し、前記ばね片は、前記ばね片の板面が、前記配線板状部材の板面と平行に配置されていて、係止部において前記ハウジングに係止されて、面外方向に撓んで、自由端が前記ハウジングに対して変位するように、前記ハウジングに取付けられるとともに、前記ばね片の前記自由端の反対側の端部が前記ハウジングの下面に露出することを特徴とする。

このような構成を備えるので、ロック部材を低背化することができ、コネクタ装置の低背化に資する。また、ばね片の一部がハウジングの下面に露出するので、該部位を基板等に半田付けすることができ、コネクタ装置を安定かつ強力に固定することができる。

前記ばね片と前記突出片は折れ曲がった同一の板材で構成されているようにしてもよい。

このように構成すれば、ロック部材が単一の素材で構成されるので、ロック部材の製造が容易になる。

前記ばね片は、前記係止部において側方に張り出して、前記ハウジングに係止される係止片を有するようにしてもよい。

このように構成すれば、ばね片が、より強固に前記ハウジングに係止されるので、コネクタ装置の信頼性が向上する。

前記ばね片の前記自由端に当接して、前記ばね片を変位させるアクチュエータを備え、前記ロック部材は前記アクチュエータで操作されて、前記配線板状部材を前記ハウジングにロックするようにしてもよい。

このように構成すれば、配線板状部材のロック及びロック解除が容易になるので、コネクタ装置の操作性が向上する。

前記ばね片は、前記係止部から前記自由端に向かって延びるとともに前記ハウジングの下面に向かって下降する下降部と、前記下降部から前記自由端に向かって延びるとともに前記ハウジングの上面に向かって上昇する上昇部を、備えるとともに、前記突出片が、前記下降部において前記ばね片から突出するようにしてもよい。

このように構成すれば、ハウジングの背高を高くすることなしに、ロック部材の下方にアクチュエータを配置できるので、コネクタ装置を更に低背化できる。

前記アクチュエータは、コンタクトを操作して、前記ロック部材が前記配線板状部材を前記ハウジングにロックすると同時に、前記コンタクトを配線板状部材に押圧するようにしてもよい。

このように構成すれば、コネクタ装置の操作性が、さらに向上する。

本発明によれば、ロック部材を低背化することができ、コネクタ装置の低背化に資する。ひいては、コネクタ装置を備える装置の高密度化、小型化に貢献する。また、コネクタ装置の生産性、信頼性及び操作性が向上する。

本発明に係るコネクタ装置の外観を示す斜視図であり、（ａ）はコネクタ装置単体を示し、（ｂ）はコネクタ装置に板状配線部材を結合した状態を示す。 配線基板にコネクタ装置を固定した状態を示す斜視図である。 板状配線部材のコネクタ装置との結合部分を示す平面図である。 ロック部材の外観を示す斜視図である。 コネクタ装置の前面図、つまり板状部材差込み口側から見た図である。 アクチュエータの外観を示す斜視図である。 コネクタ装置を図５のＡ−Ａ’線で切断して、ロック部材とアクチュエータの作用を説明する図であり、（ａ）は板状配線部材を装着しない状態を示し、（ｂ）は板状配線部材を結合した状態を示す。 コネクタ装置を図５のＢ−Ｂ’線で切断して、コンタクトの形態、及びコンタクトとアクチュエータの作用を説明する図であり、（ａ）は板状配線部材を装着しない状態を示し、（ｂ）は板状配線部材を結合した状態を示す。 ロック部材の変形例を示す斜視図であり、（ａ）及び（ｂ）は係止片の一方を省いた例を、それぞれ示す。 コネクタ装置の変形例を示す図であって、図５に準じて、ロック部材とアクチュエータの作用を説明する図である。なお、（ａ）は板状配線部材を装着しない状態を示し、（ｂ)は板状配線部材を結合した状態を示す。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明に係るコネクタ装置１の外観を示す。図１（ａ）に示すように、コネクタ装置１はハウジング２とアクチュエータ６とを備えて、図２に示すように、配線基板１１の所定の位置に配置される。ハウジング２は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（６６ＰＡ，４６ＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ)等の合成樹脂を射出成形して略矩形状に形成され、その前面には板状部材差込み口３が開口していて、その奥部には、後述する板状部材差込み部が形成されている。図１（ｂ)に示すように、図３に示す接続対象の板状配線部材４の端部が、板状部材差込み口３を通って、板状部材差込み部に挿入される。なお、本明細書では、フレキシブル印刷配線基板（ＦＰＣ）、フレキシブル平板状ケーブル（ＦＦＣ）等の平板状の配線部材を総称して、「配線板状部材」と呼ぶ。

板状配線体差込み部には、一対の左右対称のロック部材５が配置され、その先端が板状配線部材差込み口３の左右両端部において、ハウジング２の外（コネクタ装置１の前方）に突出している。ロック部材５は、ハウジング２に係止されたばね片と前記ばね片から突出する突出片とから構成されて、ばね片が板状配線部材４と平行（ほぼ平行を含む）となるように配置されていて、前記突出片を板状配線部材４に形成されている係合部に係合させて、板状配線部材４をコネクタ装置１に係止する部材である。なお、ロック部材５の詳細な構成は後述する。

アクチュエータ６は、ハウジング２の後端部に起倒自在に取り付けられている。図７（ａ）、（ｂ）を参照して後述するように、アクチュエータ６はハウジング２の内部においてロック部材５の前記ばね片の自由端と当接していて、アクチュエータ６を操作すると、ロック部材５の前記ばね片の自由端が変位して、ロック部材５の突出片と板状配線部材４の係合部が係合され、あるいは係合が解除される。すなわち、図１（ａ）に示すように、アクチュエータ６を起こすと、ロック部材５と板状配線部材４の係合が解除されて、板状配線部材４の着脱が可能になる。逆に、図１（ｂ）に示すように、アクチュエータ６を倒すと、ロック部材５が板状配線部材４と係合される。なお、ロック部材５とアクチュエータ６の具体的な構成と作用は、後述する。

また、一対の左右対称のロック部材５の間には、複数のコンタクト７が配列配置され、それらの先端は板状部材差込み口３の外に露出している。コンタクト７は、板状配線部材４上の配線パターン４２と電気的に接触する端子である。図１では見えないが、コンタクト７はハウジング２の内部においてアクチュエータ６と当接していて、アクチュエータ６によって操作される。すなわち、図１（ａ）に示すように、アクチュエータ６を起こすと、コンタクト７は板状配線部材４から離れ、逆に、図１（ｂ）に示すように、アクチュエータ６を倒すと、コンタクト７は板状配線部材４に押し当てられる。なお、コンタクト７とアクチュエータ６の具体的な構成と作用は、後述する

ロック部材５は、図４に示すような形状を有する。すなわち、ロック部材５は、全体として、短冊状の帯板であって、帯板の主面が板状配線部材４と平行（ほぼ平行を含む）となるように配置される。ロック部材５は、一方端に固定部５１を備え、他方端に当接部５２を備える。固定部５１は図1（ａ）においてコネクタ装置１の前方に見える部位であって、図２に示すように、コネクタ装置１を配線基板１１に取り付けた場合に、配線基板１１上の固定用端子１１ａに当接して、半田付けされる。当接部５２はアクチュエータ６と当接する部位である。ここで、説明の便宜のために、ロック部材５の固定部５１と当接部５２の間にある部位を、図４に示すように、接続部５３、係止部５４、下降部５５及び上昇部５６と呼ぶことにする。

接続部５３は、固定部５１と係止部５４の間にあって、両者を接続する部位であって、斜め上方に延びる。接続部５３の先には係止部５４があって、係止部５４は水平方向に延びる。また、係止部５４の側方は左右に張り出して、係止片５４ａ，５４ｂが形成されている。係止片５４ａは水平に延び、係止片５４ｂは途中で直角に折り曲げられて鍵形をなしている。なお、図５に示すように、係止片５４ａ，５４ｂは、ハウジング２を構成する樹脂中に貫入され、ロック部材５をハウジング２に固定する。

係止部５４の、更に先には下降部５５があって、斜め下方に延び、その途中に突出片５７を備える。突出片５７は下降部５５の側方に張り出す三角形の小片を、下降部５５との境界で直角に折り曲げて形成される。また、上昇部５６は下降部５５と当接部５２の間にあって、斜め上方に延びる。

ロック部材５はこのような形状を有するので、ハウジング２に取り付けた状態において、薄板の面外方向（板厚方向）に撓んで、突出片５７を上下に変位させる、ばね片として機能する。

なお、ロック部材５の素材は、例えば、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅の薄板が選ばれる。また、素材の種類、板厚、及び、出上がり寸法等は、所望の保持力及び操作力が得られるように、選択される。

上記構成を有するロック部材５は、係止片５４ａ，５４ｂをハウジング２を形成する樹脂に貫入されて固定され、固定部５１をコネクタ本体２の前面から突出し、下降部５５がハウジング２の下面に向かって下降し、当接部５２が自由端となって、アクチュエータ６と当接するように、ハウジング２内に配置される。

アクチュエータ６は、ハウジング２と同様に、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（６６ＰＡ，４６ＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ)等の合成樹脂を射出成形して製造され、図６に示すような形状を備える。すなわち、アクチュエータ６は、ロック用カム部６１とコンタクト用カム部６２を備える。アクチュエータ６は、ハウジング２の後端上部に取り付けられて、回転軸６３回りに回動する。つまり、ハウジング２に起倒自在に取り付けられる。なお、ロック用カム部６１はロック部材５と当接する部位であり、コンタクト用カム部６２はコンタクト７と当接する部位である。

図７（ａ）に示すように、アクチュエータ６が起こされている場合は、ロック部材５は初期の形状（図４に示した形状）を保持していて、突出片５７は板状部材差込み部８の下方に下がっている（板状部材差込み部８の内部に突出しない）。そのため、板状配線部材４を板状部材差込み部８に差し込んでも、突出片５７は板状配線部材４と係合しないから、板状配線部材４をコネクタ装置１に自由に着脱できる。

これに対して、図７（ｂ）に示すように、アクチュエータ６が倒されると、ロック用カム部６１が回転して、ロック部材５の当接部５２が持ち上げられて、ロック部材５は薄板の面外方向（板厚方向）に撓む。そのために、突出片５７は上方に変位し、板状部材差込み部８の内部に突出する。図３に示すように、板状配線部材４のコネクタ装置１と結合される部分には、切り欠き状の係合部４１が形成されていて、板状部材差込み部８の内部に突出した突出片５７は係合部４１と係合する。その結果、板状配線部材４はコネクタ装置１にロックされる。なお、アクチュエータ６は浮き上がり防止片６４を備え、図７（ｂ）に示す状態において、浮き上がり防止片６４を、ロック用カム部６１の反対側から当接部５２に当接させて、ロック部材５の浮き上がりを防止している。

また、突出片５７を下降部５５に取り付けているので、図７（ａ）に示す状態において、突出片５７を板状部材差込み部８の下方に置くことができる。また、下降部５５と上昇部５６を備えるので、当接部５２の下にロック用カム部６１を配置するスペースが得られる。

次に、図８（ａ）、（ｂ）を参照して、コンタクト７とアクチュエータ６の詳細について説明する。コンタクト７は、ロック部材５と同様に、例えば、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅等の金属等の中からその素材が選択され、図８（ａ）に示すような形状に加工される。すなわち、コンタクト７は、上ビーム７１と下ビーム７２の間に支点連結部７３を備える略「エ」字形に加工される。また、上ビーム７１と下ビーム７２は、一方の部位において、板状配線部材４を挟持（図８（ｂ））し、反対側の部位において、アクチュエータ６のコンタクト用カム部６２を挟持する。以下、説明の便宜のために、上ビーム７１と下ビーム７２の板状配線部材４を挟持する部位を作用側と呼び、コンタクト用カム部６２を挟持する部位を操作側と呼ぶ。

上ビーム７１の作用側の端部には上接点７４が形成されている。上接点７４は、板状配線部材４の配線パターン４２（図３、図８（ｂ））と電気的に接触する接点である。また、下ビーム７２の操作側の端部には固定部７５があって、ハウジング２の下面に露出している。固定部７５は、コネクタ装置１が取り付けられる配線基板１１の配線パターンに半田付けされて、コンタクト７を当該配線パターンと電気的に接続するとともに、コネクタ装置１を配線基板１１に固定する。前述したように、ロック部材５の固定部５１も配線基板に半田付けされるから、コンタクト７は、固定部５１と固定部７５の両方で固定される。その結果、いずれか一方で固定される場合に比べて、安定で強力な固定が可能になる。

アクチュエータ６が起こされている状態、つまり、図８（ａ）に示す状態では、上ビーム７１と下ビーム７２は操作側において、略卵形の断面を有するコンタクト用カム部６２の短径を挟持しているが、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータ６を倒すと、上ビーム７１と下ビーム７２は、コンタクト用カム部６２の長径を挟持することになるので、コンタクト７の上接点７４が板状配線部材４に押し当てられる。その結果、上接点７４は板状配線部材４の配線パターン４２に確実に接続される。

次に、上記構成を有するコネクタ装置１の使用方法について説明する。まず、コネクタ装置１を配線基板１１の所定位置に配置し、固定片５の固定部５１を配線基板１１の固定部１１ａに、下ビーム７２の固定部７５を、配線基板１１の図示しない接続パッドに半田付けなどにより固定する。なお、図２に示すように、コネクタ装置１は板状配線部材４を取り付けない状態においては、アクチュエータ６を起こした状態を通常状態としている。コンタクト７の塑性変形を防止するためである。

その後、板状部材差込み口３から、図１（ｂ）に示すように、板状配線部材４の端部を挿入する。この状態では、図７（ａ）に示すように、ロック用カム部６１は低位置にあり、ロック部材５の当接部５２は下降していて、突出片５７が下降位置にあるので、板状配線部材４の挿入が妨げられない。また、図８（ａ）に示すように、上ビーム７１と下ビーム７２の操作側はコンタクト用カム６２の短径を狭持していて、上ビーム７１の先端は板状部材差込み部８の上方に位置する。従って、板状配線部材４を容易に挿入することができる。

続いて、アクチュエータ６を倒すと、図７（ｂ）に示すように、ロック用カム部６１が上昇し、当接部５２を押し上る。その結果、突出片５７が板状部材差込み部８内にせり上がって、板状配線部材４の係合部４１と係合する。また、図８（ｂ）に示すように、上ビーム７１と下ビーム７２は、コンタクト用カム部６２の長径を挟持することになり、コンタクト７の上接点７４が板状配線部材４に押し当てられる。その結果、上接点７４は板状配線部材４の配線パターン４２に確実に接続される。

板状配線部材４をコネクタ装置１から取り外す場合は、アクチュエータ６を起す。すると、図７（ａ）に示すように、ロック用カム部６１が低位置に変位し、ロック部材５の当接部５２が下降する。その結果、突出片５７が下降し、板状配線部材４の係合部４１との係合が解ける。また、図８（ａ）に示すように、コンタクト７の上接点７４の板状配線部材４に対する押圧が解除される。従って、板状配線部材４を容易に引き抜くことができる。

以上、説明したように、コネクタ装置１のロック部材５は、主面（つまり、ロック部材５である薄板の表面）が板状配線部材４と平行（ほぼ平行を含む）となるように配置されるとともに、係止部５４においてハウジング２に固定されて、ロック部材５の下降部５５、上昇部５６及び当接部５２は、面外（板厚）方向に撓んで、ばねとして機能する。そのため、ロック部材５の寸法、特に、高さを小さくすることができ、コネクタ装置１を低背化できる。

なお、本明細書において、「平行（ほぼ平行を含む）」とは、実用上、平行と見なせる程度に配置されていれば足りるという意味であり、高度に正確な平行が要求される訳ではないことを、確認的に示す表現である。また、特許請求の範囲の記載における「平行」も「平行（ほぼ平行を含む）」と同義であって、「実用上、平行と見なせる」ことを意味する。

また、ロック部材５は固定部５１を備え、固定部５１をハウジング２の下方に露出させているので、固定部５１を基板に半田付けすることができる。そのため、コネクタ装置１は基板上に安定して強固に固定される。

なお、以上は本発明の実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲は、上記例示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限りにおいて、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、ロック部材５の形状は、図４に示したものには限定されない。例えば、係止片５４ａ，５４ｂのいずれか一方を省いて（図９（ａ），（ｂ））もよい。あるいは、係止片５４ｂを係止片５４ａのように平坦にしてもよいし、係止片５４ａ，５４ｂの両方が鍵形であってもよい。

また、突出片５７を、ロック部材５の他の部分（ばね片）とは別の部材で構成して、他の部分（ばね片）と結合するようにしてもよい。

図６に示したアクチュエータ６の構成は例示であって、さまざまな構成、形態を選択することができる。例えば、コンタクト７が、コンタクト７自身の弾性力で配線パターン４２に接触するように構成されていれば、アクチュエータ６によるコンタクト７の押圧操作は不要であるから、コンタクト用カム部６２を省くことができる。

また、図１０（ａ）に示すように、突出片５７が、常時、板状部材差込み部８の内部に突出するようにロック部材５をハウジング２に取り付けるとともに、ロック解除ブロック９をハウジング２に出没自在に取り付けてもよい。図１０（ｂ）に示すように、ロック解除ブロック９を押し下げれば、突出片５７が下がって、ロックが解除される。

また、図３に示す板状配線部材の構成も例示であって、他の構成でもよい。例えば、係合部４１は、切り欠き状ではなく、係合部５７と係合する開口でもよい。

本発明に係るコネクタ装置は、板状配線部材を係止するロック部材を備えるコネクタ装置であって、低背化に適したコネクタ装置として、（産業用あるいは民生用の）様々な電子機器等に広く適用することができる。

１・・・コネクタ装置， ２・・・ハウジング， ３・・・板状部材差込み口， ４・・・板状配線部材， ５・・・ロック部材， ６・・・アクチュエータ， ７・・・コンタクト， ８・・・板状部材差込部， ９・・・ロック解除ブロック， １１・・・配線基板， ４１・・・係合部， ４２・・・配線パターン， ５１・・・固定部， ５２・・・当接部， ５３・・・接続部， ５４・・・係止部， ５５・・・下降部， ５６・・・上昇部， ５７・・・突出片， ６１・・・ロック用カム部， ６２・・・コンタクト用カム部， ６３・・・軸， ６４・・・浮き上がり防止片， ７１・・・上ビーム， ７２・・・下ビーム， ７３・・・支点連結部， ７４・・・上接点， ７５・・・固定部

Claims (6)

1. ハウジングと、
   配線板状部材を前記ハウジングにロックするロック部材を備えるコネクタ装置において、
   前記ロック部材は、
   一重の短冊状の帯板であって、
   ばね片と、前記ばね片から突出して、前記配線板状部材と係合する突出片とを有し、
   前記ばね片は、
   前記ばね片の板面が、前記配線板状部材の板面と平行に配置されていて、
   係止部において前記ハウジングに係止されて、面外方向に撓んで、自由端が前記ハウジングに対して変位するように、前記ハウジングに取付けられるとともに、
   前記ばね片の前記自由端の反対側の端部が前記ハウジングの下面に露出する
   ことを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記ばね片と前記突出片は折れ曲がった同一の板材で構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ装置。
3. 前記ばね片は、前記係止部において側方に張り出して、前記ハウジングに係止される係止片を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のコネクタ装置。
4. 前記ばね片の前記自由端に当接して、前記ばね片を変位させるアクチュエータを備え、
   前記ロック部材は前記アクチュエータで操作されて、前記配線板状部材を前記ハウジングにロックする
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のコネクタ装置。
5. 前記ばね片は、
   前記係止部から前記自由端に向かって延びるとともに前記ハウジングの下面に向かって下降する下降部と、
   前記下降部から前記自由端に向かって延びるとともに前記ハウジングの上面に向かって上昇する上昇部を、
   備えるとともに、
   前記突出片は、
   前記下降部において、前記ばね片から突出している
   ことを特徴とする請求項４に記載のコネクタ装置。
6. 前記アクチュエータは、コンタクトを操作して、前記ロック部材が前記配線板状部材を前記ハウジングにロックすると同時に、前記コンタクトを配線板状部材に押圧する
   ことを特徴とする請求項４に記載のコネクタ装置。

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