JP6342190B2 - コネクタ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、互いに組み合う第１コネクタと第２コネクタとからなるコネクタ組立体、およびそのコネクタ組立体を構成するコネクタに関する。

例えば回路基板上にフレキシブル基板（ＦＰＣ）を接続する基板実装型等のコネクタは、低背化が求められるとともに、確実にロックされかつ必要時には容易にロック解除できる機構が求められている。

ここで、特許文献１には、断面円形のロックばねを有するプッシュオン型のロック機構を有するコネクタが開示されている。このロック機構の場合、ロックばねの弾性変形を利用してロックおよびロック解除が行なわれる。このロック機構は、断面が略円形のコネクタの場合はロックのためのスペースを取らないものの、基板実装型等の低背のコネクタには不適である。

特開２０１０−１７７００３号公報

本発明は、上記事情に鑑み、低背のコネクタに適し、確実にロックされるとともに必要時には容易にロック解除が可能なロック機構を備えたコネクタ組立体、およびそのコネクタ組立体を構成するコネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のコネクタ組立体は、
ハウジングと、一本の線材で形成されて略平行に延びる２本のアーム部を有しその一本の線材がハウジングの嵌合面と平行に延びる姿勢にハウジングの端部に配置されたロックばね部材であって、円形の横断面を有するとともにその横断面の中心点どうしを繋いだ中心線がロックばね部材の全長に亘って１つの平面上に存在する形状を有するロックばね部材とを有する第１コネクタ、および
第１コネクタのコンタクトに接触する導体パターンを有するフレキシブル基板と、ロックばね部材の２本のアーム部に干渉して２本のアーム部を互いに逆向きに撓ませた後復帰させることでロックばね部材に係止される係止部が設けられた、上記フレキシブル基板に固着される金属シェルとを有する第２コネクタを備え、
上記係止部が、ロックばね部材の２本のアーム部に干渉して２本のアーム部を互いに逆向きに撓ませた後復帰させることでロックばね部材に係止される係止部であって２本のアーム部の各々に干渉する一対の干渉部を有し、
一対の干渉部の各々が、アーム部との干渉の初期においてアーム部に接してロックばね部材を撓ませる斜面と、その斜面に隣接しロックばね部材を最大に撓ませる頂部と、斜面との間に頂部を挟んだ位置に設けられた、アーム部を入り込ませてロックばね部材を撓みから復帰させることでロックばね部材に係止されるとともにロックばね部材との係止を外す向きへの所定以上の力が加わることによりその係止が解除される窪み形状からなる係止凹部とを有することを特徴とする。

本発明は、第１コネクタが、上記の１本の線材が２本のアーム部を形成するように曲げられて上記の姿勢に配置されたロックばね部材を備えており、低背化を損なうことなく着脱可能なロック機構が実現されている。

ここで、本発明のコネクタ組立体において、第１コネクタがさらに、ロックばね部材をハウジングとの間に挟む補強用金具を有することが好ましい。

この補強用金具を有することで、ロックばね部材に係止された第２コネクタを強く引いてもロックばね部材が外れることが防止される。したがって、そのロックばね部材に強く係止させ一層確実なロックを行なうことが可能となる。

以上の本発明によれば、低背のコネクタに適し、確実にロックされるとともに必要時には容易にロック解除が可能なロック機構を備えたコネクタ組立体を実現することができる。

本発明の一実施形態としてのコネクタ組立体を構成する第１コネクタと第２コネクタを別々に示した斜視図である。 図１に示す第１コネクタに第２コネクタをロックさせた状態を示した斜視図である。 第１コネクタのロック部の分解斜視図である。 第１コネクタのロック部と第２コネクタの係止部の断面を示した図である。 ロックばね部材の変形例を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態としてのコネクタ組立体を構成する第１コネクタと第２コネクタを別々に示した斜視図である。

ここでは、嵌合の向きの関係上、図１（Ａ）に第２コネクタを示し、図１（Ｂ）に第１コネクタを示している。

また図２は、図１に示す第１コネクタに第２コネクタをロックさせた状態を示した斜視図である。

このコネクタ組立体１００は、第１コネクタ１（図１（Ｂ））と第２コネクタ２（図１（Ａ））とで構成されている。

第１コネクタ１は、図１（Ｂ）に示すように、略直方体のハウジング１０と、そのハウジング１０に支持されて２列に配列された複数のコンタクト２０を備えている。ハウジング１０は、比較的広い嵌合面１１を有する。嵌合面１１は、第１コネクタ１用の吸着面として機能してもよい。各コンタクト２０は、回路基板（不図示）の表面に半田接続される基板接続部２１を有する。また、この第１コネクタ１は、ハウジング１０の両端にロック部３０を備えている。ロック部３０の詳細については後述する。

また、第２コネクタ２は、図１（Ａ）に示すようにフレキシブル基板（以下、「ＦＰＣ」と称する）６０と、そのＦＰＣ６０の一端に固着された金属シェル７０とで構成されている。ここで、ＦＰＣ６０は、実際にはこの図１（Ａ）に示したものよりも長尺であるが、ここでは、金属シェル７０が設けられた一端部のみ示されている。このＦＰＣ６０の金属シェル７０で覆われた部分の下面（第１コネクタ１側を向いた面）には、その第１コネクタ１に配列されている複数のコンタクト２０それぞれに対応する位置に、各コンタクト２０に接触する導体パッド（不図示）が設けられている。

第２コネクタ２の金属シェル７０の両端には、図１（Ｂ）に示す第１コネクタ１のロック部３０に係止される係止部７１が設けられている。

この第２コネクタ２は、第１コネクタ１の上に重なるようにして係止部７１がロック部３０に係止されることにより、図２に示すように第１コネクタ１に嵌合する。この嵌合により、第１コネクタ１のコンタクト２０のそれぞれに第２コネクタ２のＦＰＣ６０の裏面の導体パッド（不図示）がそれぞれ接触し、ＦＰＣ６０上の配線が導体パッドおよびコンタクト２０を介して回路基板（不図示）上の回路に電気的に接続される。

図３は、第１コネクタのロック部の分解斜視図である。

この第１コネクタ１のロック部３０には、ロックばね部材４０と補強用金具５０が備えられている。このロックばね部材４０は、ピアノ線やステンレス鋼等からなる１本の線材であって、略平行に延びる２本のアーム部４１を有する。また本実施形態のロックばね部材４０は、２本のアーム部４１の一方の端部どうしを繋ぐ繋ぎ部４２とを有し、全体として略Ｕ字形状に曲がった金属部材である。このロックばね４０は、第１コネクタ１のハウジング１０の、第２コネクタ２側を向いた嵌合面１１と平行に延びる姿勢に、その嵌合面１１上に配置される。ここで、ハウジング１０には、ロックばね部材４０を仮固定するための仮固定部１２を有する。この仮固定部は、ロックばね部材４０の繋ぎ部４２を挟む２つの立壁１２ａ，１２ｂを有する。このロックばね部材４０は、繋ぎ部４２の中央部分のみがハウジング１０の仮固定部１２に仮固定された状態に嵌合面１１上に設置される。このため、このロックばね部材４０の２本のアーム部４１は、図３に示すＲ−Ｒ方向に移動自在となっている。

また、補強用金具５０は、ロックばね部材４０を覆い、そのロックばね部材４０をハウジング１０との間に挟む金属部材である。ただし、ロックばね部材４０が補強用金具５０で覆われた状態にあっても、そのロックばね部材４０の２本のアーム部４１の一部は、その補強用金具５０の切欠部５２から露出した状態にある。

この補強用金具５０には、４箇所に基板固定部５１が設けられている。これら４箇所の基板固定部５１は、コンタクト２０の基板接続部２１とともに不図示の回路基板に半田付けされる。また、この補強用金具５０には、ハウジング２０に圧入される圧入部５３が設けられている。これら基板固定部５１と圧入部５３とにより、この第１コネクタ１が回路基板に固定されるとともに、ロックばね部材４０がハウジング２０に強固に抜け止めされる。ただし、補強用金具５０は、ロックばね部材４０を、ハウジング１０の嵌合面１１に対する垂直な方向に抜け止めし、嵌合面１１に平行な方向にはロックばね部材４０が動き得るように自由度を持たせている。

したがって、ロックばね部材４０は、補強用金具５０で覆われた状態においても矢印Ｒ−Ｒ方向に移動自在である。これにより以下に述べる第２コネクタ２との嵌合の際にセルフアライメントが行なわれることになる。セルフアライメントについてはさらに後述する。

図４は、第１コネクタのロック部と第２コネクタの係止部の断面を示した図である。ここでは、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の順に、第２コネクタが第１コネクタに係止されていく様子が示されている。

図４（Ａ）には、第１コネクタ１のロック部３０と、第２コネクタ２の金属シェル７０（図１，図２参照）の係止部７１の断面が別々に分かれて示されている。ロック部３０には、ロックばね部材４０（図３参照）の２本のアーム部４１がハウジング１０と補強用金具５０とに挟まれた状態が示されている。ただし、上述の通り、２本のアーム部４１は補強用金具５０の切欠部５２から部分的に露出した状態にある。

第２コネクタ２の金属シェル７０（図１，図２参照）の係止部７１には、第１コネクタ１に向かって開いた形状の斜面７１ａと、その斜面７１ａに続く突出した頂部７１ｂと、その頂部７１ｂに続くやや窪んだ形状の係止凹部７１ｃが設けられている。

第２コネクタ２を第１コネクタ１に近づけていくと、係止部７１が補強用金具５０の切欠部５２（図３参照）に入り込んでロックばね４０の２本のアーム部４１と干渉する。そして図４（Ｂ）に示すように、斜面７１ａで２本のアーム部４１を互いに近づけるようにロックばね部材４０を弾性変形させる。

この第２コネクタ２を第１コネクタ１にさらに近づけ、図４（Ｃ）に示すように係止部７１の頂部７１ｂが２本のアーム部４１を通り過ぎると、２本のアーム部４１が弾性変形から復帰して係止凹部７１ｃに入り込む。上述の通り、２本のアーム部４１は、図３に示す矢印Ｒ−Ｒ方向に移動自在である。このため、２本のアーム部４１が係止部７１と干渉して弾性変形するにあたっては、２本のアーム部４１が均等に変形するように係止部７１に押され矢印Ｒ−Ｒ方向に自動的に位置調整（セルフアライメント）が行なわれる。

第１コネクタ１のロック部３０と第２コネクタ２の係止部７１はそれぞれ第１コネクタ１と第２コネクタ２の両端部に設けられている。したがって、第１コネクタ１と第２コネクタ２の両端で図４に示す係止が行なわれ、これにより、第２コネクタ２が第１コネクタ１に係止される。

このロック機構は、図４（ｃ）に示すように第１コネクタ１の厚みと同じ厚みの中で係止される、低背化に適したロック機構である。また、第２コネクタ２と第１コネクタ１から取り外す必要が生じたときは、第２コネクタ２を強く引き上げることで第１コネクタ１との係止が解除される。ロックばね部材４０は、補強用金具５０で強固に固定されているため、このロック解除によってロックばね部材４０が第１コネクタ１から外れることはなく、第２コネクタ２を第１コネクタ１に繰り返し着脱することが可能である。

尚、ここでは、第１コネクタ１に備えられている略Ｕ字形状のロックばね４０の２本のアーム４１を第２のコネクタ２の金属シェル７０の係止部７１で互いに近づける向きに弾性変形させるロック構造を例示している。ただし、補強用金具５０や係止部７１などの形状を変更して、２本のアーム部４１どうしの間に第２コネクタ２の係止部を受け入れて２本のアーム部材４１を互いに離れる向きに一旦弾性変形させて復帰させることにより係止させる構造としてもよい。

図５は、ロックばね部材の変形例を示した図である。

上述の実施形態には、２本のアーム部４１とそれら２本のアーム部４１を繋ぎ部４２とからなる、全体として略Ｕ字形のロックばね部材４０が示されている。ただし、本発明におけるロックばね部材は２本のアーム部を有する一本の線材で形成されていればよく、必ずしもＵ字形である必要はない。

図５（Ａ）には、第１変形例のロックばね部材４０Ａが示されている。このロックばね部材４０Ａも、上述の実施形態のロックばね部材４０と同様、一本の線材で形成されていて略平行に延びる２本のアーム部４１Ａを有する。ただし、繋ぎ部４２Ａは、２本のアーム部４１Ａの互いに離れた側の端部どうしを繋いでいて、全体として略Ｓ字形のロックばね部材を形成している。

図５（Ｂ）には、第２変形例のロックばね部材４０Ｂが示されている。

このロックばね部材４０Ｂも、上述の実施形態のロックばね部材４０および図５（Ａ）の第１変形例のロックばね部材４０Ａと同様、一本の線材で形成されていて略平行に延びる２本のアーム部４１Ｂを有する。ただし、繋ぎ部４２Ｂは、その繋ぎ部４２Ｂ自身が略Ｕ字形を有し、全体として略Ｗ字形のロックばね部材４０Ｂを形成している。

これらの変形例１，２のロックばね部材４０Ａ，４０Ｂを採用すると、それに応じてハウジング１０等の形状を変更する必要はあるものの、上述の実施形態と同様の作用を成すコネクタ組立体を実現することが可能である。

また、第２コネクタ２は、ＦＰＣ６０に限定されず、コンタクトおよび係止部がハウジングに固定されたコネクタであってもよい。

１ 第１コネクタ
２ 第２コネクタ
１０ ハウジング
１１ 嵌合面
１２ 仮固定部
１２ａ，１２ｂ 立壁
２０ コンタクト
２１ 基板接続部
３０ ロック部
４０，４０Ａ，４０Ｂ ロックばね部材
４１，４１Ａ，４１Ｂ アーム部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 繋ぎ部
５０ 補強用金具
５１ 基板固定部
５２ 切欠部
５３ 圧入部
６０ フレキシブル基板
７０ 金属シェル
７１ 係止部
７１ａ 斜面
７１ｂ 頂部
７１ｃ 係止凹部
１００ コネクタ組立体

Claims (2)

1. ハウジングと、一本の線材で形成されて略平行に延びる２本のアーム部を有し該一本の線材が該ハウジングの嵌合面と平行に延びる姿勢に該ハウジングの端部に配置されたロックばね部材であって、円形の横断面を有するとともに該横断面の中心点どうしを繋いだ中心線が該ロックばね部材の全長に亘って１つの平面上に存在する形状を有するロックばね部材とを有する第１コネクタ、および
   前記第１コネクタのコンタクトに接触する導体パターンを有するフレキシブル基板と、前記ロックばね部材の前記２本のアーム部に干渉して該２本のアーム部を互いに逆向きに撓ませた後復帰させることで該ロックばね部材に係止される係止部が設けられた、前記フレキシブル基板に固着される金属シェルとを有する第２コネクタを備え、
   前記係止部が、前記２本のアーム部の各々に干渉する一対の干渉部を有し、
   前記一対の干渉部の各々が、該アーム部との干渉の初期において該アーム部に接して該ロックばね部材を撓ませる斜面と、該斜面に隣接し該ロックばね部材を最大に撓ませる頂部と、該斜面との間に該頂部を挟んだ位置に設けられた、該アーム部を入り込ませて該ロックばね部材を撓みから復帰させることで該ロックばね部材に係止されるとともに該ロックばね部材との係止を外す向きへの所定以上の力が加わることにより該係止が解除される窪み形状からなる係止凹部とを有することを特徴とするコネクタ組立体。
2. 前記第１コネクタがさらに、前記ロックばね部材を前記ハウジングとの間に挟む補強用金具を有することを特徴とする請求項１記載のコネクタ組立体。

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