KR100946176B1 - 커넥터 - Google Patents

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최정화
이수주
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(주)우주일렉트로닉스
최정화
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Abstract

본 발명은, 액튜에이터 또는 커버에 의해 가압되는 단자들을 구비하며 플렉시블 프린트 회로기판(FPC)이나 플렉시블 플랫 케이블을 회로기판과 연결하기 위해 사용되는 커넥터에 관한 것이다. 본 발명의 커넥터는 FPC/FFC의 삽입구가 형성된 하우징과, 상기 삽입구 방향 및 삽입구 반대방향에서 상기 하우징에 각각 삽입/설치되는 제 1,2 단자군과, 상기 제 2 단자군의 단자에 의해 지지되는 액튜에이터와, 커버를 구비한 커넥터에 있어서; 상기 제 1 단자군의 제 1 단자는 그 일측에 제1접촉부를 구비한 일자형 몸체를 이루며; 상기 제 2 단자군의 제 2 단자는 분기된 아암의 단부에 각각 회전운동 지지부와 제2접촉부 및 탄성지지부를 구비하고 있으며; 상기 액튜에이터의 캠부는 제 2 단자의 회전운동지지부와 제2접촉부 사이에 위치하며; 제 1, 2 단자군의 제1,2단자는 서로 다른 피치에 의해 배치되며; 커버는 FPC/FFC를 하방으로 누르는 제1누름부를 구비하며; 제 1 단자는 상기 제 1 누름부와 협동하여 제 1 접촉부의 상면에서 FPC/FFC 하면의 대응 단자부와 접촉을 이루고; 제 2 단자는 제 2 접촉부가 캠부의 회전에 따라 하강하며, 상기 제 2 접촉부와 탄성지지부의 사이에 삽입되어 있는 FPC/FFC 상면의 대응단자부와 접촉을 이루는 것을 특징으로 한다.
FPC, FFC, 커넥터, 커버, 가압, 캠부

Description

커넥터{Connector}
본 발명은 커넥터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액튜에이터 또는 커버에 의해 가압되는 단자들을 구비하며 플렉시블 프린트 회로기판(FPC)이나 플렉시블 플랫 케이블을 회로기판과 연결하기 위해 사용되는 커넥터에 관한 것이다.
최근, 커넥터는 전자기기의 초소형화에 따라 매우 작은 크기로 생산될 것이 요구되는 한편, 전자기기의 기능 다양화에 따라 많은 전송선로가 필요하게 되어 커넥터 역시 많은 단자를 구비할 것이 요구되고 있다.
많은 단자를 구비하기 위하여 일렬로 배열된 단자들을 사용하기에는 소형화에 한계가 있기 때문에 2열로 배치된 단자들을 사용하는 경우가 많다.
예를 들어 도 1과 같이 대한민국 등록특허 제443043호에 개시된 커넥터의 경우, FPC/FFC의 삽입구 방향으로 하우징(30)에 삽입/설치되는 제 1 단자군(10)과 삽입구 반대방향에서 하우징(30)에 삽입/설치되는 제2단자군(20)을 구비하고 있다.
제1,2단자군(10,20)은 액튜에이터(40)의 회전운동을 지지하기 위한 회전운동지지부(11,22)를 구비하고 있는데, 제1단자군(10)에서는 액튜에이터(40)의 캠부(42)와 직접 결합되어 회전운동을 지지하며 제2단자군(20)은 액튜에이터에 의한 가압후 이를 지지하는 형태로 이루어져 있다.
양 단자군은 모두 삽입구 하면에서 상면방향으로 FPC/FFC를 탄성 가압하는 접촉부(14,24)를 구비하고 있기 때문에, 단자군의 단자 수가 많으면 접촉부(14,24)의 탄성력이 액튜에이터(40)에 큰 힘을 전달하게 되어 액튜에이터(40)의 작동이 원활하지 못한 문제점이 있다.
또, 양 단자군은 액튜에이터의 가압력을 견뎌내야 하므로 하우징에 확실히 지지되기 위해 그 폭을 두껍게 형성하거나 별도의 고정부를 구비하도록 설계되므로 단자군의 무게가 전체 커넥터의 무게에서 차지하는 비중이 클 뿐만 아니라 전체 커넥터의 무게도 증가하게 되며, 하우징 역시 액튜에이터의 가압력을 지지하기 위해 두께가 크게 설계되어야 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 커넥터는 단자가 FPC/FFC의 일측면에만 교대로 배치되어 있어 정해진 사양의 FPC/FFC만을 고정할 수 밖에 없어 범용성이 낮고 단자의 밀도를 높이는데 한계가 있다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 액튜에이 터에 작용하는 가압력을 낮게 할 수 있고, 이에 따라 하우징의 두께도 얇게 할 수 있으며, 각 단자군이 교대로 설치되지 않기 때문에 전자기기의 사양에 따라 단자수를 적절히 결정할 수 있으며, 내구성이 강한 커넥터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 커넥터는
FPC/FFC가 삽입되는 삽입구가 형성된 하우징과,
상기 FPC/FFC의 삽입구 방향에서 상기 하우징에 삽입/설치되는 제 1 단자군과 삽입구 반대방향에서 상기 하우징에 삽입/설치되는 제2단자군과,
상기 제 2 단자군의 단자에 의해 회전운동이 지지되는 액튜에이터와,
하우징을 감싸는 커버를 구비한 커넥터에 있어서;
상기 제 1 단자군을 이루는 제 1 단자는 별도의 분기된 회전운동 지지부를 구비하지 않고 일측에 제1접촉부를 구비한 일자형 몸체를 이루며;
상기 제 2 단자군을 이루는 제 2 단자는 서로 분기된 아암의 단부에 회전운동 지지부와 제2접촉부 및 탄성지지부를 각각 구비하고 있으며;
상기 액튜에이터의 캠부는 상기 제 2 단자의 회전운동지지부와 제2접촉부 사 이에 위치하며;
상기 제 1, 2 단자군의 제1,2단자는 서로 다른 피치에 의해 배치되며;
상기 커버는 하우징의 삽입구 방향에서 삽입되어 결합되며, FPC/FFC를 하방으로 누르는 제1누름부를 구비하며;
상기 제 1 단자는 상기 제 1 누름부와 협동하여 제 1 접촉부의 상면에서 FPC/FFC 하면의 대응 단자부와 접촉을 이루고;
상기 제 2 단자는 상기 제 2 접촉부가 캠부의 회전에 따라 하강하며, 상기 제 2 접촉부와 탄성지지부의 사이에 삽입되어 있는 FPC/FFC 상면의 대응단자부와 접촉을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 FPC/FFC가 상기 삽입구로 삽입될 때, 상기 FPC/FFC가 상기 제1,2 단자에 접촉하기 이전에 상기 FPC/FFC와 접촉될 수 있는 제 2 누름부를 상기 커버에 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 커버의 일부는 상기 하우징의 끼움부에 삽입되며, 상기 하우징은 상기 제2단자와 커버의 접촉을 방지하는 방지턱을 더 구비하는 것도 바람직하다.
상기 액튜에이터는 FPC/FFC의 양 측면의 서로 다른 위치에 형성된 제 1, 2 홈과 각각 결합되는 제 1, 2 돌기부를 더 구비하는 것도 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상하면에 단자가 배치된 FPC/FFC를 통하여 전기적 연결을 이룰 수 있으므로 단자의 수를 용이하게 늘일 수 있고, FPC/FFC의 잘못된 삽입을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 액튜에이터에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있어 내구성을 확보할 수 있고, 정전기 등에 의한 회로기판의 손실을 방지할 수 있으며, 커버와 단자의 접촉을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명 커넥터의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 커넥터는 FPC/FFC(100)가 삽입되는 삽입구(32)가 형성된 하우징(30)과, 상기 FPC/FFC의 삽입구(32) 방향에서 상기 하우징(30)에 삽입/설치되는 제 1 단자군(10)과 삽입구 반대방향에서 상기 하우징(30)에 삽입/설치되는 제2단자군(20)과, 상기 제 2 단자군(20)의 단자에 의해 회전운동이 지지되는 액튜에이터(40)와, 하우징을 감싸는 커버(50)를 구비하고 있다.
도 3은 본 발명의 커넥터를 조립하는 형태를 나타낸 것으로,
하우징(30)을 구비한 후, 하우징의 삽입구(32) 측에 형성된 제 1 단자 삽입구(31)을 통하여 삽입구 방향에서 제 1 단자군(10)의 제 1 단자들을 하우징(30)에 끼워 넣게 된다.
또한 하우징의 삽입구 반대방향에 형성된 제 2 단자 삽입구(33)를 통하여 제 2 단자군(20)의 제 2 단자들을 하우징(30) 후면으로부터 끼워 넣게 된다.
제 2 단자군(20)의 제 2 단자는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 분기된 아암의 단부에 각각 회전운동 지지부(22), 제2접촉부(24) 및 탄성지지부(25)를 각각 구비하고 있으며, 또한 회로기판에 납땜접속될 제 2 납땜부(26)와 제 2 단자 삽입구(33)에 끼웠을 때 제 2 단자를 하우징에 고정시키기 위한 제 2 고정부(28)를 구비하고 있다.
제2고정부(28)에는 하우징의 제2단자 삽입구 내에 설치된 돌기와 결합될 고정용 통공(29)를 더 구비하는 것도 바람직하다.
또한 제 1 단자군(10)의 제 1 단자는 도 5에 도시된 바와 같이, 그 일측에 제 1 접촉부(12)를 구비하고 있으며, 또한 회로기판에 납땜 접속될 제 1 납땜부(16)와 제 1 단자 삽입구(31)에 끼워질 때 제 1 단자를 하우징에 고정시키기 위한 제 1 고정부(18)을 구비하고 있다. 제 1 단자군(10)의 단자는 제 2 단자군(20)의 단자와 달리 별도로 분기된 회전운동지지부를 구비하고 있지 않고 일자형으로 이루어져 있다.
상기 제 1, 2 단자군(10,20)의 제1,2단자는 서로 다른 피치에 의해 배치되어 있다.
액튜에이터(40)는 도 2,3 및 도 6과 같이 양 측단의 축부(43), 상기 제 2 회전운동지지부에 끼워지며 제 2 단자의 제 2 접촉부를 가압하게 되는 캠부(44) 및 제1,2 돌기부(41,42)를 구비하고 있다. 축부(43)는 하우징의 축 삽입홈(34)에 삽입되며, 상기 제 2 단자의 회전운동지지부(22) 및 제 2 접촉부(24) 사이에 끼워지는 캠부(44)와 함께 액튜에이터(40)의 회전운동을 지지하게 된다. 또한 FPC/FFC의 양 측면의 서로 다른 위치에 형성된 제 1, 2 홈(101,102)과 각각 결합되는 제 1, 2 돌기부(41,42)는 FPC/FFC의 앞뒷면이 뒤바뀌어 잘못 삽입되었을 때 액튜에이터가 닫히지 않게 하는 역할을 할 뿐만 아니라, 도 7과 같이 FPC/FFC(100)가 정해진 위치까지 삽입되면 제 1, 2 돌기부(41,42)가 제 1, 2 홈(101,102)과 각각 결합되어 제 1,2 단자와 FPC/FFC(100)의 대응 단자부가 정확한 위치에서 접촉할 수 있는 것을 보장하게 되는 것이다.
커버(50)는 통상 커넥터의 커버로 사용되는 재질인 금속제이며, 상기 커버는 도 3에 도시한 바와 같이 하우징의 삽입구 방향에서 삽입되어 결합되며, FPC/FFC를 하방으로 누르는 제1누름부(51)를 구비하고 있다. 또한, FPC/FFC가 삽입 구로 삽입될 때, 상기 FPC/FFC가 상기 제1,2 단자에 접촉하기 이전에 상기 FPC/FFC와 접촉될 수 있는 위치에 제 2 누름부(52)가 형성되어 있다. 이에 따라 FPC/FFC에 유전된 정전기가 커버를 통해 그라운드로 흐르게 되어 제1,2 단자와 전기적으로 연결된 전자부품에 손상을 끼치지 않게 된다. 또한 커버(50)는 도 1과 같이 하우징에 형성된 끼움부(35)에 그 일부가 끼워져 하우징에 견고하게 고정될 수 있으며, 도 8과 같이 하우징 후단의 고정부(36)에 의해 커버(50)의 삽입정도가 제한되어 제2단자(20)와 접촉될 수 없도록 하게 된다.
이하, 상기 구성에 따른 본 발명 커넥터의 작동관계를 설명한다.
도 9는 FPC/FFC(100)가 커넥터에 삽입되기 전 액튜에이터(40)가 개방된 형태를 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9의 A-A'단면을 나타낸 것으로 FPC/FFC가 커넥터 내부로 일부 삽입된 형상을 나타낸 것이며, 도 11은 도 9의 B-B'단면을 나타낸 것으로 FPC/FFC가 커넥터 내부의 제 1 단자군의 제 1 접촉부까지 삽입된 형상을 나타낸 것이며, 도 12는 도 9의 B-B'단면을 나타낸 것으로 FPC/FFC가 커넥터 내부의 제 2 단자군의 제 2 접촉부까지 삽입된 형상을 나타낸 것이며, 도 13은 도 9의 B-B'단면을 나타낸 것으로 FPC/FFC가 커넥터 내부의 제 2 단자군의 제2접촉부까지 삽입된 액튜에이터에 의해 가압된 형상을 나타낸 것이다.
도 10~도 13에서는 구조를 보다 잘 나타내기 위하여 단면을 나타내는 해칭을 생략하였다.
FPC/FFC(100)를 커넥터에 삽입하기 위해서는 먼저 액튜에이터(40)를 도 9 와 같이 개방한다. 이후, FPC/FFC(100)를 커넥터에 삽입하면 FPC/FFC(100)가 제 1 단자 및 제 2 단자(20)에 도달하기 전에 도 10에 도시한 바와 같이 FPC/FFC(100)는 제 2 누름부(52)와 접촉하게 된다. 이에 따라 FPC/FFC(100)의 정전기 등이 제 2 누름부(52)를 통해 커버로 흐르게 되며, 커버와 접속되어 있는 회로기판의 그라운드를 따라 제거되게 되는 것이다.
이후, FPC/FFC(100)는 도 11과 같이 커넥터 내부로 더 깊이 삽입되면서 서로 대향되어 설치된 제 1 누름부(51)와 제 1 단자(10)의 사이로 끼워지게 된다. 이때 제 1 누름부(51)와 제 1 단자(10)는 각각 FPC/FFC(100)의 상하면을 탄성가압하게 할 수도 있고, FPC/FFC(100)의 선단 두께를 조절하여 제 1 누름부(51)와 제 1 단자(10)사이의 간격보다 좁게 하는 것도 무방하다.
제 1 단자(10)의 제1접촉부(12)를 통과한 FPC/FFC(100)의 선단은 도 12와 같이 하우징의 삽입구 끝까지 삽입되게 되며, 이때 제 1 단자(10)와 제 1 누름부(51)는 탄성변형되며 제 1 단자(10)의 제 1 접촉부(12)는 FPC/FFC(100) 하면의 대응단자부에 접촉되게 된다. 본 실시예에서는 FPC/FFC(100)의 선단 두께를 제 1 누름부(51)와 제 1 단자(10)사이의 간격보다 좁게 하며, 제 1 접촉부(12)와 대응되는 대응단자부의 영역은 그 두께를 더 두껍게 하여 삽입시에는 FPC/FFC(100)가 원할하게 삽입되고 제 1 접촉부(12)에 접촉될 대응단자부의 위치에서는 두께를 증가시켜 확실한 탄성가압이 되도록 하였다. 제 1 단자(10)와 제 1 누름부(51)의 탄성을 적절히 선택하면 FPC/FFC(100)의 두께를 변화시키지 않더라도 제 1 접촉부(12)와 대응단자부는 전기적인 접속이 가능할 것이다. 제 2 단자(20)에 구비된 제 2 접촉부(24) 하단의 탄성지지부(25)와 제 2 접촉부(24)사이로 FPC/FFC(100)의 선단이 삽입되는데, 이때 제 2 접촉부(24)는 FPC/FFC(100) 상면의 대응단자부(110)를 가압하지 않는다.
제 2 접촉부(24)는 액튜에이터(40)의 회전에 따라, 회전운동지지부(22)와 제2접촉부(24)사이에 위치한 캠부(44)의 작용에 의해 도 13과 같이 FPC/FFC(100) 상면의 대응단자부를 가압하게 되는 것이다.
이에 따라 제 1, 2 접촉부(12,24)는 FPC/FFC(100)의 상하면에 각각 형성된 대응단자부와 접속할 수 있게 되는 것이다.
도 14는 액튜에이터의 캠부(44)가 제 2 단자의 회전운동지지부(22) 및 제 2 접촉부(24) 사이에서 작동하는 형태를 나타낸 것이며. 설명에 필요한 구성만을 도시한 것이다.
도 14 (a)는 액튜에이터가 개방상태에 있는 상태를 나타낸 것이며, 도 14 (b)는 액튜에이터가 가압상태로 회전하는 도중의 상태를 나타낸 것이며, 도 14 (c)는 액튜에이터가 최종 가압상태에 달한 상태를 나타낸 것이다.
캠부(44)는 액튜에이터가 개방상태에서 더이상 열리지 않도록 하는 저지부(446)와, 최종가압상태에서 액튜에이터를 고정시키기 위해 평탄면으로 이루어진 제 1 고정부(444)와, 제 2 접촉부(24)를 이동시키기 위한 확장부(442)와, 회전운동지지부(22)와 접촉하여 회전운동을 지지하는 회전접촉부(448)로 이루어진다.
또한 제 2 접촉부(24)는 상기 확장부(442)와 접촉하여 제 2 접촉부(24)를 하방으로 이동시키기 위한 경사부(242)와, 액튜에이터의 회전이 완료되어 최종가압상태에 달했을 때 상기 제 1 고정부(444)와 접촉하여 액튜에이터가 외부의 의도되지 않은 힘에 의해 개방되는 것을 저지하기 위해 평탄면으로 형성된 제2 고정부(244)와, 제 2 접촉부(24)가 하강하여 FPC/FFC(100)의 대응단자부에 접촉하게 되는 단자접촉부(246)을 구비하고 있다.
도 14 (a)와 같이 액튜에이터가 개방상태에 있는 상태에 있는 경우 캠부(44)의 회전접촉부(448)은 회전운동지지부(22)에 접촉되어 있다. 액튜에이터의 회전운동은 액튜에이터의 양 측면에 형성된 축부(43) 및 회전접촉부(448)에 의해 지지되게 된다.
도 14 (b)와 같이 액튜에이터가 가압상태가 되기위해 회전하게 되면, 확장부(442)는 경사부(242)에 접촉하며, 캠부의 형상 및 회전에 따라 확장부(442)는 경사부(242)에 닿아 제2접촉부(24)를 하방으로 이동시키게 된다.
이후 도 14 (c)과 같이 액튜에이터가 최종 가압상태에 달하게 되면, 각각 평탄면으로 이루어진 제 1 고정부(444)와 제 2 고정부(244)는 서로 맞닿아 면접촉을 이루게 된다. 액튜에이터의 회전중심으로부터 확장부(442)까지의 거리가 고정부(444)까지의 거리보다 길게 캠이 형성되어 있으므로, 제 2 접촉부(24)는 도 14(c)의 상태에 달하기 전에 가장 많이 하측으로 탄성변형되었다가, 도 14(c)의 상태에 달하면 다시 약간 상측으로 이동하게 된다. 이에 따라 의도되지 않은 외부의 힘이 작용하더라도 이러한 외부 힘의 크기가 제 1 고정부(444)와 제 2 고정부(244)를 도 14(b)와 같은 상태로 되돌릴 수 없는 정도가 아니면 액튜에이터는 개방되지 않고, 커넥터는 체결상태를 계속하여 유지할 수 있게 되는 것이다.
도 1은 종래의 FPC/FFC용 커넥터의 형태를 나타낸 도.
도 2는 본 발명의 커넥터를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 커넥터를 나타낸 분해 사시도.
도 4,5는 본 발명의 단자를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 액튜에이터의 하면을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명 액튜에이터의 돌기와 FPC/FFC의 결합 형태를 나타낸 단면 사시도.
도 8은 본 발명 하우징과 커버의 결합구조를 나타낸 단면 사시도.
도 9~13은 본 발명 커넥터의 FPC/FFC 체결과정을 나타낸 단면 사시도.
도 14는 본 발명 캠부의 작동관계를 나타낸 개략도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **
10 : 제 1 단자 20 : 제 2 단자 30 : 하우징 40 : 액튜에이터
50 : 커버 100 : FPC/FFC

Claims (5)

  1. FPC/FFC가 삽입되는 삽입구가 형성된 하우징과,
    상기 FPC/FFC의 삽입구 방향에서 상기 하우징에 삽입/설치되는 제 1 단자군과 삽입구 반대방향에서 상기 하우징에 삽입/설치되는 제2단자군과,
    상기 제 2 단자군의 단자에 의해 회전운동이 지지되는 액튜에이터와,
    하우징을 감싸는 커버를 구비한 커넥터에 있어서;
    상기 제 1 단자군을 이루는 제 1 단자는 별도의 분기된 회전운동 지지부를 구비하지 않고 일측에 제1접촉부를 구비한 일자형 몸체를 이루며;
    상기 제 2 단자군을 이루는 제 2 단자는 서로 분기된 아암의 단부에 회전운동 지지부와 제2접촉부 및 탄성지지부를 각각 구비하고 있으며;
    상기 액튜에이터의 캠부는 상기 제 2 단자의 회전운동지지부와 제2접촉부 사이에 위치하며;
    상기 제 1, 2 단자군의 제1,2단자는 서로 다른 피치에 의해 배치되며;
    상기 커버는 하우징의 삽입구 방향에서 삽입되어 결합되며, FPC/FFC를 하방으로 누르는 제1누름부를 구비하며;
    상기 제 1 단자는 상기 제 1 누름부와 협동하여 제 1 접촉부의 상면에서 FPC/FFC 하면의 대응 단자부와 접촉을 이루고;
    상기 제 2 단자는 상기 제 2 접촉부가 캠부의 회전에 따라 하강하며, 상기 제 2 접촉부와 탄성지지부의 사이에 삽입되어 있는 FPC/FFC 상면의 대응단자부와 접촉을 이루는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 FPC/FFC가 상기 삽입구로 삽입될 때, 상기 FPC/FFC가 상기 제1,2 단자에 접촉하기 이전에 상기 FPC/FFC와 접촉될 수 있는 제 2 누름부를 상기 커버에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버의 일부는 상기 하우징의 끼움부에 삽입되며, 상기 하우징은 상기 제2단자와 커버의 접촉을 방지하는 방지턱을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액튜에이터는 FPC/FFC의 양 측면의 서로 다른 위치에 형성된 제 1, 2 홈과 각각 결합되는 제 1, 2 돌기부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 2단자를 하우징의 제2단자 삽입구내에 설치할 때, 제2단자 삽입구 내의 돌기와 결합될 고정용 통공을 제2단자에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
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