JP6665327B2 - シールド型コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、フレキシブル回路基板コネクタに関し、より具体的には、ハウジングおよびアクチュエータの強度を補強し、また、電磁干渉を防止するために、接地通電構造によって、保護膜を確立するシールド型コネクタに関する。
スマートフォンやノートパソコンなどの電子機器の薄型化が徐々に進み、結果としてその中に組み込まれる種々の部品の小型化も進んでいる。特に、部品とプリント基板(PCB)を接続するコネクタの小型化および薄型化も進んでいる。
コネクタは、フレキシブルプリント回路基板(FPC)とPCBとを接続するFPCコネクタを含む。通常、FPCコネクタは、FPCが中に挿入されるハウジングと、FPCをハウジングにロック/ハウジングからアンロックするアクチュエータから成る。
このような構成を有する先行技術のFPCコネクタでは、特に、低背コネクタの場合、FPCがアクチュエータを押し付けるようにハウジングに挿入される時に、プラスティック製のハウジングの上面が損傷を受けることが多い。
この問題に対処するため、ハウジングにおいてハウジング金属シェルを取り付けることで強化されたコネクタが開発されたが、かかるコネクタは、「回路基板で使用する電気コネクタ」という名称で、大韓民国公開特許公報第2010−0109482号(以下、「特許文献1」)で開示される。
したがって、先行技術のFPCコネクタは、PCBだけに接地され、FPCには接地されていなかったため、電磁干渉(EMI、ノイズ)が高速信号伝送を不可能にするという問題が生じていた。
この問題を解決するために、大韓民国公開特許公報第2011−0132821号(以下、「特許文献2」)において、「高速信号伝送のためのフレキシブルコネクタ」の名称で、PCBに接地された複数のSMT接地端子とFPCに接地された複数の接地端子との両方を有するコネクタが開示されている。
前記特許文献1および2は有利に、コネクタの強度を補強し、電磁干渉を遮断するが、いずれも外部からの物理的な衝撃および電磁干渉を効果的に遮断することはできない。
具体的には、前記特許文献は、ハウジング金属シェルを取り付けることによって、ハウジングの強度を補強するが、開いてロックする、または閉じてアンロックするアクチュエータの強度の問題が未解決のままであるという問題を有する。
さらに、特許文献1では、電磁干渉を遮断する能力がなく、特許文献2では、FPC、シェルおよびPCBを接続する導電性構造によって、部分的に電磁干渉を遮断する能力があるが、コネクタ全体に電磁干渉を遮断する保護膜を形成することはできない。
大韓民国公開特許公報第2010−0109482号(2010年10月8日) 大韓民国公開特許公報第2011−0132821号(2011年12月9日) 大韓民国公開特許公報第2010−0109427号(2010年10月8日)
上述の先行技術の問題に対処するために考案された本発明の目的は、物理的強度を全体的に改善し得るシールド型コネクタを提供することである。
本発明のもう1つの目的は、電磁干渉を全体的に防止するための保護膜を形成し得るシールド型コネクタを提供することである。
本発明のシールド型コネクタは、金属素材で作製されており、ハウジングの強度を補強するためにハウジング上に備え付けられたハウジング金属シェルと、金属素材で作製されており、アクチュエータの強度を補強するためにアクチュエータ上に備え付けられたアクチュエータ金属シェルとを備える。
接地経路を確立するために、FPCをロック/アンロックするようハウジングに取り付けられ、FPCに物理的に接触している第1の嵌合爪と、ハウジングに挿入されたFPCと、ハウジング金属シェルと、アクチュエータ金属シェルとの間に電気的接続がなされる。
電気的接続をなすために、第1の嵌合爪は、FPCに物理的に接触され、第1の嵌合爪は、PCBを介してハウジング金属シェルに電気的に接続され、ハウジング金属シェルおよびアクチュエータ金属シェルは、物理的接触によって電気的に接続される。
アクチュエータ金属シェルは、閉状態時にハウジング金属シェルに物理的に接触しており、開状態時にこれらは離される。
アクチュエータ金属シェルは、外側被覆によってアクチュエータ上に単一のユニットとして形成される。
アクチュエータ金属シェルおよびハウジング金属シェルは、2つの接点を有する二重接触構造を介して、相互に電気的に接触している。
アクチュエータ金属シェルに物理的に接触する前記ハウジング金属シェル内の第1のシェル接触部は、ハウジング金属シェルの側部から後方に延在する側部と、側部の後端から内側に延在し、アクチュエータ金属シェルに物理的に接触する表面の形態である面接触部と、側部の側面から内側に突出し、アクチュエータ金属シェルに物理的に接触する突起の形態である点接触部とを備える。
アクチュエータ金属シェルの回転軸は、カムの形状の断面を有し、ハウジング金属シェルに物理的に接触しているアクチュエータ金属シェルの第2のシェル接触部は、アクチュエータが閉じる時にのみ、第1のシェル接触部と物理的に接触している。
第2のシェル接触部は、平板形状で形成され、アクチュエータが開く時に後方を向く端部で、両側から中心に向かって傾斜する傾斜面が形成され、その結果、アクチュエータが閉じられていく時に、点接触部は、傾斜面に沿って摺動した後に、前記第2のシェル接触部の側面に接触し、かつ、アクチュエータの閉鎖が完了した時に、傾斜面は、ハウジング金属シェルの面接触部に物理的に接触する。
第1の嵌合爪は、垂直に離間配置された1対のFPC接触部を有し、各FPC接触部は、FPCに接触するそれぞれに形成された接触突起を有する。
アクチュエータが開く時に、FPC接触部とFPCとの間の接触が緩み、その結果、FPCが挿抜され得、アクチュエータが閉じる時に、FPCが定置にロックされるとともに2つのFPC接触部がアクチュエータの回転軸によって一緒に引っ張られる。
本発明のシールド型コネクタは、第1の嵌合爪とは別個に形成され、アクチュエータの係脱を防止するようにハウジングに取り付けられる第2の嵌合爪をさらに備える。
外部の力が加わらない限り、アクチュエータの浮上りを防止し、かつ、アクチュエータを開状態に維持するように、浮上り防止リップが第2の嵌合爪上に形成される。
本発明のシールド型コネクタは、以下の効果を有する。
第1に、ハウジングが金属シェルで覆われ、アクチュエータ上に金属シェルを備え付けることによってコネクタの強度が補強され、その結果、コネクタの寿命が伸び得る。
第2に、電磁干渉を防止するために、FPC、第1の嵌合爪、ハウジング金属シェルおよびアクチュエータ金属シェルから成る総接地経路によって、保護膜(電界)がコネクタ全体に形成され、その結果、信号伝送能力が大幅に改善し得る。
第3に、ハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の2つの接点を有する二重接触構造によって、ハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間に電気接続性が円滑に確立され、外部から振動が伝えられた時でも電気接続が良好に維持され得る。
第4に、第1の嵌合爪および第2の嵌合爪を別個に形成することによって、第1の嵌合爪および第2の嵌合爪に異なる被覆を施す時に、めっきを効率的に行うことができる。
第5に、アクチュエータを開状態に維持し得るアクチュエータ閉鎖防止構造によって、アクチュエータをパッケージ化および供給することができ、アクチュエータが開状態のままで、SMTプロセスを実行することができる。
本発明の好適な実施形態による、開状態にあるコネクタのアクチュエータの斜視図である。 本発明の好適な実施形態による、閉状態にあるコネクタのアクチュエータの斜視図である。 本発明の好適な実施形態による、コネクタの分解斜視図である。 図2の部分Aに示すハウジングおよびハウジング金属シェルの拡大一部切開斜視図である。 第1の嵌合爪と、FPCと、アクチュエータとの間の関係を示す断面図である。 第1の嵌合爪と、FPCと、アクチュエータとの間の関係を示す断面図である。 第1の嵌合爪の図である。 第2の嵌合爪とアクチュエータとの間の関係を示す断面図である。 第2の嵌合爪の斜視図である。 ハウジング金属シェルの両側の縁部の斜視図である。 アクチュエータの両端部の斜視図である。 開状態のアクチュエータの側面図である。 アクチュエータが開く時のハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の関係を示す上面図である。 アクチュエータを閉じるプロセスの側面図である。 アクチュエータが閉じられていく時のハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の関係を示す上面図である。 閉状態のアクチュエータの側面図である。 アクチュエータが閉じる時のハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の関係を示す底面図である。
これ以降、本発明のシールド型コネクタの好適な実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の好適な実施形態による、開状態にあるコネクタのアクチュエータの斜視図である。図2は、本発明の好適な実施形態による、閉状態にあるコネクタのアクチュエータの斜視図である。図3は、本発明の好適な実施形態による、コネクタの分解斜視図である。
本発明の好適な実施形態による、コネクタ(1)は、ハウジング(10)と、端子(20)と、アクチュエータ(30)と、嵌合爪(40)(50)と、ハウジング金属シェル(60)とを備える。
FPC(2)が取り外し可能に挿入され得るように、ハウジング(10)には、前部に対して開かれた挿入部が備え付けられる。端子の凹部は、左右に離間配置されて形成され、その結果、複数の端子(20)が離間配置され得る。ハウジング(10)は、プラスティック素材から作製される。
端子(20)は、ハウジング(10)上に間隔を置いて配置され、PCB(3)に半田付けされる。これは、ハウジング(10)に挿入されるFPC(2)に接触し、その結果、電気的に接続され、FPC(2)とPCB(3)との間で信号を伝達するための経路として機能する。
ハウジング内でFPC(2)をロック/アンロックするように、アクチュエータ(30)は、ハウジング(10)の後部に回転可能に接続される。図1に示すように、アクチュエータ(30)が、垂直に回転された開状態にある時に、FPC(2)は、ハウジング(10)に挿入、またはハウジング(10)から離すことができる。図2に示すように、アクチュエータ(30)が、後方に回転された閉状態にある時に、挿入されたFPC(2)は、ハウジング(10)にしっかりとロックされ、FPC(2)と端子(20)の間で接触が確立される。
FPC(2)をロック/アンロックするため、第1の嵌合爪(40)がハウジング(10)の両側に取り付けられる。アクチュエータ(30)が閉じる時に、FPC(2)とPCB(3)との間で電気的接触を有効にするため、導電経路が形成される。
ハウジング(10)に回転可能に取り付けられたアクチュエータ(30)の係脱を防止するよう、第2の嵌合爪(50)がハウジング(10)の両側に取り付けられ、アクチュエータ(30)の円滑な回転を可能にする。
ハウジング金属シェル(60)は、ハウジング(10)の上面を囲み、両端部がPCB(3)に半田付けされることによって、ハウジング(10)の強度を補強することで、ハウジング(10)の寿命を延ばす。
強度を補強するためのアクチュエータ金属シェル(70)は、外側被覆によってアクチュエータ(30)上に単一のユニットとして形成される。ハウジング金属シェル(60)がハウジング(10)の強度を補強するのと同様に、アクチュエータ金属シェル(70)は、アクチュエータ(30)の強度を補強することによって、アクチュエータ(30)の寿命を延ばす。
図4は、図2の部分Aに示すハウジングおよびハウジング金属シェルの拡大一部切開斜視図である。
第1および2の嵌合爪(40)(50)は、それぞれがハウジング(10)の両端部に取り付けられ、その底部がPCB(3)に半田付けされる。アクチュエータ(30)が閉じる時に、第1の嵌合爪(40)は、FPC(2)を定置にロックする一方で、FPC(2)にも電気的に接続する。第2の嵌合爪(50)は、アクチュエータ(30)が開または閉状態のままであることを可能にするように、支持を提供する。
ハウジング金属シェル(60)の両端部は、PCB(3)に半田付けされ、両端部の後端部は、任意で、アクチュエータ金属シェル(70)に物理的に接触している。換言すれば、アクチュエータ(30)が開く時に、ハウジング金属シェル(60)とアクチュエータ金属シェル(70)は、離間配置され、電気的に接続されていないが、アクチュエータ(30)が閉じる時は、物理的および電気的に接触する。
アクチュエータ(30)が閉状態にある時に、FPC(2)および第1の嵌合爪(40)が物理的接触によって相互に電気的に接触され、第1の嵌合爪(40)およびハウジング金属シェル(60)がPCB(3)を介して、相互に電気的に接触しており、ハウジング金属シェル(60)およびアクチュエータ金属シェル(70)が物理的接触によって相互に電気的に接触している。
この総接地経路によって、電磁干渉を遮断するために、保護膜(電界)をコネクタ全体に形成する、完全シールド構造が確立され、その結果、信号伝送能力が大幅に改善し得、その結果、大幅な信号伝送機能の改善が達成され得る。
図5および6は、第1の嵌合爪とFPCとアクチュエータとの間の関係を示す断面図である。図7は、第1の嵌合爪の斜視図である。
第1の嵌合爪(40)は、H形状として形成され、ハウジング(10)の縁部の前後に取り付けられる。相互に沿って配置された、上爪部(41)および下爪部(42)は、接続部(43)によって接続される。接続部(43)に関して、前部に対して、FPC(2)が挿入されるFPC挿入スペースが形成される。FPC挿入スペースは、1対のFPC接触部(411)(421)によって囲まれる。接続部(43)に関して、後部に対して、アクチュエータ(30)の回転軸(30)が挿入される回転軸挿入スペースが形成される。回転軸挿入スペースは、1対の回転軸挿入部(412)(422)によって囲まれる。
上FPC接触部(411)の下面上で、FPC(2)の上面を接合し、接触する接合突起(411a)は、下方に突出する。下FPC接触部(421)の上面上で、FPC(2)の下面を接合し、接触する接合突起(421a)は、上方に突出する。2つの接合突起(411a)(421a)は、相互に対応する位置に形成される。下FPC接触部(421)の上面上で、接合突起(421a)の前部に、ロッキング突起(421b)は、FPC(2)を定置にロックするよう、上方に突出する。ロッキング突起(421b)は、FPC(2)を定置にロックするように、FPC(2)の両縁部上に形成されたロッキング凹部(2a)に固定される。
下FPC接触部(421)の前部で、PCB(3)に半田付けされる半田付け部(44)が形成される。
カムの形態のアクチュエータ回転軸(31)は、回転軸挿入部(412)(422)の間に挿入される。図5に示すように、アクチュエータ(30)が開状態にある時に、回転軸(31)の長尺部が水平状態になり、その結果、2つの回転軸挿入部(412)(422)が押し付けられないため、回転軸挿入部(412)(422)および2つのFPC接触部(411)(421)は、それらの元の状態のままである。したがって、FPC(2)は、2つのFPC接触部(411)(421)間に挿入することができ、FPC(2)は、2つのFPC接触部(411)(421)から抜去することができる。
図6に示すように、アクチュエータ(30)が閉状態にある時に、回転軸(31)の長尺部が垂直状態になり、2つの回転軸挿入部(412)(422)は、押し広げられる。2つの回転軸挿入部(412)(422)が押し広げられる時に、2つの回転軸挿入部(412)(422)に沿って延在する、2つのFPC接触部(411)(421)は、ともに引っ張られ、その間に挿入されたFPC(2)にしっかりと接合し、FPC(2)を定置にロックする。接合突起(411a)(421a)が2つのFPC接触部(411)(421)の両方の上に形成されるため、FPC(2)が上下逆に挿入される場合であっても、接合部は、何ら問題なく確立される。
上爪部(41)および下爪部(42)は、接続部(43)によって離され、その結果、それ自体の弾力性によって、アクチュエータ(30)が閉状態から開状態へと回転する時に、再度その元の状態に戻るような構造で形成される。
図8は、第2の嵌合爪とアクチュエータとの間の関係を示す断面図である。図9は、第2の嵌合爪の斜視図である。
第2の嵌合爪(50)は、アクチュエータ(30)の浮上りを防止し、その結果、アクチュエータ(30)は、ハウジング(10)から分離することはできない。第2の嵌合爪(50)の後端部上に、アクチュエータ(30)の回転軸(31)に押し付けることによって、浮上りを防止する、浮上り防止リップ(51)が形成される。第2の嵌合爪(50)の前部内に、PCB(3)に半田付けされる半田付け部(52)が形成される。
図8に示すように、回転軸(31)が浮上り防止リップ(51)に面接触するため、アクチュエータ(30)が開状態にある時、アクチュエータ(30)が外部の力によって回転されない限り、アクチュエータ(30)は、開状態に保持される。この構造によって、本発明のコネクタは、パッケージ化および供給することができ、アクチュエータ(30)が開状態のままで、SMTプロセスは完了することができる。
第1および第2の嵌合爪(40)(50)を別個に形成することによって、2つの嵌合爪(40)(50)に異なるめっきを施す時に、めっきが容易になる。例えば、第1の嵌合爪の接点にのみ金めっきを施す時、第1および第2の嵌合爪(40)(50)が接続されている場合、第2の嵌合爪(50)によって、めっきは容易ではなくなるが、2つの嵌合爪がそれぞれ離れているために、本発明において、第1の嵌合爪の金めっきを容易に実行することができる。
図10は、ハウジング金属シェルの両側の縁部の斜視図である。図11は、アクチュエータの両端部の斜視図である。図12は、開状態のアクチュエータの側面図である。図13は、アクチュエータが開く時のハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の関係を示す上面図である。図14は、アクチュエータを閉じるプロセスの側面図である。図15は、アクチュエータが閉じられていく時のハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の関係を示す上面図である。図16は、閉状態のアクチュエータの側面図である。図17は、アクチュエータが閉じる時のハウジング金属シェルとアクチュエータ金属シェルとの間の関係を示す底面図である。
ハウジング金属シェル(60)の両側部の背部上には、アクチュエータ金属シェル(70)に任意で接触する第1のシェル接触部(61)が形成され、アクチュエータ金属シェル(70)の両側上には、ハウジング金属シェル(60)の第1のシェル接触部(61)に任意で接触する第2のシェル接触部(71)が形成される。
第1のシェル接触部(61)は、前記ハウジング金属シェル(60)の側面から後方に延在する側部(611)と、側部(611)の後端から内側に延在し、第2のシェル接触部(71)に物理的に接触する表面の形態である面接触部(612)と、側部(611)から内側に突出し、第2のシェル接触部(71)の側面に物理的に接触する突起の形態である点接触部(613)とを備える。
第2のシェル接触部(71)は、平板形状で形成され、アクチュエータ(30)が開状態にある時に、傾斜面(711)が後ろ向きの端部上に形成され、両側から中心に向かって先細になる。
アクチュエータ(30)の回転軸(31)は、カムの形態で形成されるため、アクチュエータ(30)が回転する時に、第2のシェル接触部(71)は定置で回転せず、回転しながら位置を変える。
具体的には、図12および13に示すように、アクチュエータ(30)が開状態にある時に、第2のシェル接触部(71)は、側部(611)から横方向に離れた状態で、面接触部(612)の上方に配置され、第1のシェル接触部(61)から離間配置されるように、点接触部(613)の前部に配置される。
図14および15に示すように、アクチュエータ(30)を閉じるため、回転する時に、第2のシェル接触部(71)は回転しながら後方に移動し、図17に示すように、アクチュエータ(30)が完全に閉じられる時に、第2のシェル接触部(71)は、さらに後方に移動する。
回転中に第2のシェル接触部(71)が後方に移動する時に、傾斜面(711)は、最初に、第1のシェル接触部(61)の点接触部(613)に接触する。換言すれば、それは、傾斜面(711)に沿って相対的に摺動する突起形状の点接触部(613)の効果を有する。点接触部(613)が傾斜面(711)に沿って相対的に摺動した後に、第2のシェル接触部(71)の側面に接触する時に、点接触部(613)は、ハウジング金属シェル(60)自体の側部(611)の弾性力によって、第2のシェル接触部(71)の側面にしっかりと接触する。
図16および17に示すように、アクチュエータ(30)が完全に閉じられる時に、第2のシェル接触部(71)の傾斜面(711)は、第1のシェル接触部(61)の面接触部(612)の上面にしっかりと接触される。傾斜面もまた、第1のシェル接触部(61)の側部(611)と面接触部(612)との間に形成され、第2のシェル接触部(71)の傾斜面は、第1のシェル接触部(61)の面接触部(612)および傾斜面に面接触している。
上述の通り、アクチュエータ(30)が完全閉状態にある時に、第1のシェル接触部(61)および第2のシェル接触部(71)は、2つの接点を有する二重接触構造を有する。したがって、外部からコネクタに振動が伝わっても、振動による電気接続の不安定さを防止することができる。
先に述べたように、本発明のシールド型コネクタは、好適な実施形態に基づいて説明されてきたが、本発明は、いずれの特定の実施形態に限定されるものではなく、当業者なら、本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、多様な改変をなすことが可能であるだろう。
1:コネクタ、2:FPC、3:PCB、10:ハウジング、20:端子、30:アクチュエータ、31:回転軸、40:第1の嵌合爪、41:上爪部、42:下爪部、43:接続部、44:半田付け部、50:第2の嵌合爪、51:浮上り防止リップ、52:半田付け部、60:ハウジング金属シェル、61:第1のシェル接触部、70:アクチュエータ金属シェル、71:第2のシェル接触部

Claims (5)

  1. プリント基板(PCB)をフレキシブルプリント回路基板(FPC)に接続するように構成されたシールド型コネクタであって、
    前部および後部を有するハウジングであって、前記前部がFPCを中に受容するように構成され、非金属素材で形成されたハウジングと、
    該ハウジングに収容され、PCBに半田付けされるように構成された複数の端子と、
    前記ハウジングの少なくとも一部を覆うハウジングシェルであって、金属素材によって形成され、前記ハウジングの強度を補強するように構成され、PCBに半田付けされるように構成されたハウジングシェルと、
    前記ハウジングの後部に接続されたアクチュエータであって、非金属部分と金属部分とを有し、該金属部分はアクチュエータの強度を補強するように構成されたアクチュエータシェルであり、開状態と閉状態との間を移動可能なアクチュエータとを備え、
    前記ハウジングシェルは背部に形成された接触部を有し、該接触部は、側部と、面接触部と、点接触部とを含み、前記側部は前記ハウジングシェルの側部から後方に延在し、前記面接触部は前記側部の後端から内側に延在し、前記点接触部は前記側部から内側に突出し、前記接触部は、前記アクチュエータが閉状態のとき、前記アクチュエータシェルに接触するように構成され、
    前記アクチュエータが開状態のとき、該アクチュエータはFPCのハウジングへの挿入またはハウジングからの抜去を可能とし、前記アクチュエータシェルはハウジングシェルから物理的に離間し、
    前記アクチュエータが閉状態のとき、該アクチュエータは、FPCと複数の端子との間で電気的な接触が確立されるようにFPCをハウジング内にロックし、前記アクチュエータシェルは、該アクチュエータシェルとハウジングシェルとの間で電気的な接触が確立されるように、ハウジングシェルと物理的に接触する、シールド型コネクタ。
  2. 前記アクチュエータシェルはその側部に形成された接触部を有し、前記アクチュエータが閉状態のとき、前記側部はアクチュエータシェルの接触部と接触するように構成され、前記点接触部はアクチュエータシェルの接触部の側部に接触するように構成される、請求項1に記載のシールド型コネクタ。
  3. 前記アクチュエータシェルの接触部は平板形状で形成され、前記アクチュエータが開状態のとき、前記アクチュエータシェルの接触部の後ろ向きの端部は両側から中心に向かって先細になるように傾斜している、請求項2に記載のシールド型コネクタ。
  4. 前記アクチュエータが開状態のとき、前記アクチュエータシェルの接触部は、前記ハウジングシェルの接触部の側部から横方向に離れた状態で前記ハウジングシェルの接触部の面接触部の上方に位置し、前記ハウジングシェルの接触部から離間されるように前記ハウジングシェルの接触部の点接触部の前方に位置する、請求項2に記載のシールド型コネクタ。
  5. 前記アクチュエータが開状態から閉状態へ移動するとき、前記アクチュエータシェルの接触部は回転しながら後方に移動する、請求項2に記載のシールド型コネクタ。
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