JP2006128024A - 平形柔軟ケーブル用電気コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクチュエータと接触片と筐体とを備えた電気コネクタであって、アクチュエータはアクチュエータ本体部とアクチュエータ動作部とを備え、接触片は頂部ビームと接触ビームと固定基部ビームとを備え、接触ビーム及び頂部ビームを片持梁状に形成し、接触ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ動作部が接触ビームの自由端近傍に当接する際に押し上げられて一方向の押圧力をアクチュエータ動作部に作用させ、頂部ビームは、アクチュエータ本体部が頂部ビームの自由端近傍に当接する際に押し下げられて前記接触ビームの一方向の押圧力と反対方向を向いた他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させるように構成する。
【選択図】 図5
Description
本出願人は、先に、上接点による平形柔軟ケーブルを把持する電気コネクタを提案した。
この電気コネクタは、平型柔軟ケーブルを把持する2種類の接触片、接触片を収容する筐体及び開閉式のアクチュエータを具備し、2種類の接触片の各接点は挿入方向に間隔を有し、各接触片を筐体内に交互に配列することにより千鳥状の接点列を有する。第一の種類の接触片は無挿入力で、かつ第二の種類の接触片は低挿入力で平形柔軟ケーブルを挿入可能としたものである(特許文献1参照)。
本発明は、平形柔軟ケーブルを挿入するためにアクチュエータを開いた際に、接触片がアクチュエータに作用する押圧力を軽減することによって、接触片の数を多くする多極化を可能とする平形柔軟ケーブル用電気コネクタを提供することを目的とする。
(2)また、アクチュエータ動作部は、平型柔軟ケーブルの挿入方向の断面形を長辺方向の断面寸法が短辺方向の断面寸法より大きくなるよう形成し、アクチュエータを開いてアクチュエータ動作部を回動することによって、接触ビームが押し上げられることが好ましい。
(3)頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部と当接するが、接触ビームの自由端近傍とは離隔していることによって、前記他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させることが好ましい。
(4)頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部と当接するとともに、接触ビームの自由端近傍とも当接することによって、前記他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させることが好ましい。
(5)アクチュエータは、接触ビームからの一方向の押圧力と、頂部ビームからの他方向の押圧力との差の押圧力を、平型柔軟ケーブルの挿入方向と直交する方向に離隔して配置された複数の接触片から受けることが好ましい。
したがって、接触ビームの一方向の押圧力と頂部ビームの他方向の押圧力とが、反対方向の荷重として打ち消し合うように作用するので、アクチュエータは、接触ビームからの一方向の押圧力と頂部ビームからの他方向の押圧力との差としての押圧力を荷重として受けることになり、アクチュエータの直交方向(平型柔軟ケーブルの挿入方向に直交する方向)の中央部の変形量を抑制することができるで、接触片の数を多くする多極化を可能とする。
(2)請求項2に係る発明は、アクチュエータ動作部は、その断面形を長辺方向の断面寸法が短辺方向の断面寸法より大きくなるよう形成しているので、アクチュエータを開いた状態ではアクチュエータ動作部の長辺方向の上縁部と接触ビームとが当接する状態になって、接触ビームを上向きに押し上げる変形を生じさせることができる。
(3)請求項3に係る発明は、頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部と当接するが、接触ビームの自由端近傍とは離隔していることによって、前記他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させるので、接触ビームの一方向の押圧力と頂部ビームの他方向の押圧力とが、アクチュエータを介して反対方向の荷重として打ち消し合うように作用する。
更に、頂部ビーム及び接触ビームは接触片基端部からそれぞれ相対向して片持梁状に張り出しているので、頂部ビームの自由端が一方向(下向き方向)に変形することによって生じる固定端である接触片基端部の回転変形によって、接触ビームの自由端の他方向(上向き方向)の変形を小さくすることができる。
(4)請求項4に係る発明は、頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部と当接するとともに、接触ビームの自由端近傍とも当接することによって、接触ビームの自由端近傍の上下方向の変形増大が頂部ビームを介してアクチュエータ本体部によって直接的に拘束される。
(5)請求項5に係る発明は、アクチュエータは、接触ビームからの一方向の押圧力と、頂部ビームからの他方向の押圧力との差の押圧力を、平型柔軟ケーブルの挿入方向と直交する方向に離隔して配置された複数の接触片から受けるので、アクチュエータの直交方向の長さ寸法を大きくすることができ、接触片の数を多くする多極化が可能となる。
先ず、平形柔軟ケーブルCについて説明する。FPC(Flexible Printed Cable)やFFC(Flexible Flat Cable)等があるが、本明細書では総称して、以下、平形柔軟ケーブルC(FPC)と称する。
平形柔軟ケーブルCは、平面視略矩形の薄い板状を形成し、平形柔軟ケーブルCの前面部C1の両端部に切欠部C2を形成している。平形柔軟ケーブルCは、その第1の面(上面)CUに多数の接点が配置されている「上接点」機構を形成している(図1では接点を図示していない)。電気コネクタ1に平形柔軟ケーブルCを挿入すると、平形柔軟ケーブルCの接点と接触片3とが接触して接続される。
尚、図2、図3の符号5は補強金具5を示し、アクチュエータ2の両端部22a,22aに設置された金属製の板状体であって筐体4の基板4aに固定されている。
図4に示す電気コネクタ1において、Xは平形柔軟ケーブルCの挿入方向、Zは平形柔軟ケーブルCの挿入方向と直交する方向(以下「直交方向Z」という)、YUは上向き方向、YDは下向き方向を示す。ここでXとZは、平形柔軟ケーブルCの挿入方向の同一平面内にある。YUとYDは挿入方向の平面と垂直な面外方向の平面内に有って、YUは筐体4の上板4bを向いた方向、YDは筐体4の基板4aを向いた方向を示す。尚、上向き方向YU及び下向き方向YDは、説明利便上の用語であって、電気コネクタ1の設置位置による厳密な上下方向を意味しない。R1はアクチュエータ2が開く回動方向(図4では時計方向)、R2はアクチュエータ2が閉じる回動方向(図4では反時計方向)を示す。
アクチュエータ本体部21は、筐体4の上板4bに対する開閉自在の蓋体であって、その先端に開く際に手で掴むアクチュエータ把持部21aを備えている。
アクチュエータ本体部21とアクチュエータ動作部22とは一体化した構造に形成されているので、直交方向Zの周りにアクチュエータ本体部21とアクチュエータ動作部22とは一体化して回動する。
アクチュエータ動作部22の中間部では回動軸Aに沿ってアクチュエータ本体部21との間に、接触片3が差し込まれるスリットが接触片3の数(実施例1では20個)に応じて連設されている。尚、図4では、図面の説明上、20個のスリットをひとつの細長いスリットとして簡略化して図示している。
アクチュエータ動作部22の断面形を長辺方向の断面寸法が短辺方向の断面寸法より大きな形状であれば良く、略長円形以外の形状に形成しても良い。アクチュエータ動作部22の長辺方向の断面寸法と短辺方向の断面寸法との差を調整することによって、平形柔軟ケーブルCを無挿入力(Zero Insertion Force)で挿入することができるように、固定基部ビーム32と接触ビーム突設部31cとの間の上下方向のクリアランスを形成することができる(図5、図6参照)。
図5、図6に示すように、接触片3は、頂部ビーム34と、平形柔軟ケーブルCの第1の面(上面) CUに接触する接点31aを有する接触ビーム31と、平形柔軟ケーブルCの第2の面(下面)CDを支持する固定基部ビーム32とを、接触片基端部33からそれぞれ相対向して張り出した薄い板状体に形成されている。
複数(実施例1では20個)の接触片3が所定の間隔で筐体4の直交方向Zに沿って連設されているが、接触片3は、筐体の後面部4dから挿入されて筐体と接続固定される。
頂部ビーム34は、アクチュエータ2を開いた際に、接触ビーム31の自由端31d近傍の上向き方向YUの変形を抑えるために配置された部材である。
頂部ビーム34は、アクチュエータ2を開いてアクチュエータ本体部21が頂部ビーム34の自由端34d近傍に当接する際に押し下げられて変形を生じる変形能を有するとともに、この変形能によって接触ビーム31の下向き方向YD(一方向)の押圧力F1と反対方向を向いた上向き方向YU(他方向)の押圧力F2をアクチュエータ本体部21に対して作用させるように構成されている。
接触ビーム31の自由端31dの上辺部と頂部ビーム34の自由端34dの下辺部との間に、接触ビーム31の自由端31dと頂部ビーム34の自由端同士がアクチュエータを閉じている時は離隔しているが、アクチュエータ2を開いても前記自由端同士が当接しないように上下方向のクリアランスCL1を形成している(図5参照)。
頂部ビーム34の自由端34dの上辺部は、アクチュエータ2を閉じている場合はアクチュエータ本体部21と当接していないが、アクチュエータ2を開くと当接する状態になる(図5(a)、図6(a)参照)。
平型柔軟ケーブルCの挿入方向Xにおける、頂部ビーム34の自由端34dから接触片基端部33までの張り出し長さは、接触ビーム31の自由端31dから接触片基端部33までの張り出し長さと略同一長さに形成されている。
接触ビーム31は、自由端31d近傍の下辺部にアクチュエータ動作部22と当接する接触ビーム当接部31bを形成し、自由端と基端部との中間の位置で、接触ビーム突設部31cを下方に突出し、接触ビーム突設部31cの最下部は、平形柔軟ケーブルCの第1の面CUと接続する接点31aを形成している。
接触ビーム31は先端部が自由端とする片持梁状に張り出した部材に形成しているので、アクチュエータ2を開いてアクチュエータ動作部22を回動すると、接触ビーム31は、アクチュエータ動作部22が接触ビーム当接部31bに当接する際に押し上げられて変形(弾性変形)を生じる変形能を有するとともに、この変形能によって下向き方向YD(一方向)の押圧力をアクチュエータ動作部22に作用させるように構成されている。
アクチュエータ動作部22の長辺方向の断面寸法と短辺方向の断面寸法との差を調整することによって、接触ビーム31の下向き方向YDの押圧力の値が調整される。
一方、平形柔軟ケーブルCを挿入せずにアクチュエータ2を閉じた状態ではアクチュエータ動作部22の短辺方向の上縁部と接触ビーム31の接触ビーム当接部31bとが当接する状態になるが、接触ビーム31の自由端31dは押し上げらないので変形(弾性変形)を生じない(図5(b)参照)。
尚、平形柔軟ケーブルCを挿入した後でアクチュエータ2を閉じた状態では、アクチュエータ動作部22の短辺方向の上縁部と接触ビーム31の接触ビーム当接部31bとの間は離隔した状態になって、接触ビーム31とアクチュエータ動作部22との間の上下方向の押圧力は解除されるが、接触ビーム突設部31cの接点31aが平形柔軟ケーブルCの第1の面CUと接触しているので、接触ビーム31は平形柔軟ケーブルCを下向き方向YDに押圧する(図6(b)参照)。
接触ビーム31の復元力によって下向き方向YDの押圧力が作用するので、接触ビーム31の接点31aが平形柔軟ケーブルCの第1の面CUに接続し、固定基部ビーム32の上辺部が平形柔軟ケーブルCの第2の面(下面)CDに接続して、平形柔軟ケーブルCは接触ビーム31と固定基部ビーム32とによって上下方向に挟むように押圧されて接触片3に接続される(図6(b)参照)。
図5(b)に示すように、第1ステップとして平形柔軟ケーブルCを挿入せずにアクチュエータ2を閉じた状態を説明する。アクチュエータ動作部22は、その断面形を長辺方向の断面寸法が短辺方向の断面寸法より大きな略長円形に形成しているので、アクチュエータ動作部22の短辺方向の上縁部と接触ビーム31の接触ビーム当接部31bとが当接する状態になる。しかし、アクチュエータ動作部22の短辺方向の上縁部と接触ビーム当接部31bとが当接しても接触ビーム31の自由端31dが上向き方向YUの変形をしないように、アクチュエータ動作部22の断面形の短辺方向の断面寸法を決定することができる。接触ビーム31の自由端31dに上向き方向YUの変形が生じなければ、アクチュエータ動作部22から接触ビーム31に上向き方向YUの押圧力は作用しない。更に、接触ビーム31の自由端31dの上辺部と、頂部ビーム34の自由端34dの下辺部とは離隔しているので、頂部ビーム34の自由端34dも変形していない。
第2ステップでは、接触ビーム31の自由端31dの上辺部と、頂部ビーム34の自由端34dの下辺部とはクリアランスCL1を離隔した状態にある。
アクチュエータ動作部22の断面形の長辺方向と接触ビーム31の接触ビーム当接部31bとが当接し始めると、アクチュエータ動作部22が接触ビーム31の自由端31dを上向き方向YUに押し上げるように強制変形を生じさせる。接触ビーム31は先端部が自由端、基端部が固定端とする片持梁状に張り出した部材に形成されているので、接触ビーム31はこの上向き方向YUの変形能によって元の位置に戻る下向き方向YDの復元力を有する。接触ビーム31は、この下向き方向YDの復元力によって下向き方向YD(一方向)の押圧力F1を荷重としてアクチュエータ動作部に作用させる。ここで、接触ビーム31が弾性部材として構成されている場合は、下向き方向YDの押圧力F1は、自由端に集中荷重を受ける片持梁としての部材剛性と上向き方向YUの変形量に基づいて概算的に算定される。
ここで、頂部ビーム34も、先端部が自由端、基端部が固定端とする片持梁状に張り出した部材に形成されているので、頂部ビーム34は、接触ビーム31の自由端31d近傍の上向き方向YUの変形を抑えるように作用する。
頂部ビーム34の自由端34dの上辺部は、アクチュエータ2を閉じている場合はアクチュエータ本体部21と当接していないが、アクチュエータ2を開くと当接する状態になる。頂部ビーム31とアクチュエータ本体部21とが当接し始めると、アクチュエータ本体部21が頂部ビーム34の自由端34dを下向き方向YDに押し下げるように強制変形を生じさせる。頂部ビーム34はこの下向き方向YDの変形能によって元の位置に戻る上向き方向YUの復元力を有する。頂部ビーム34は、この上向き方向YUの復元力によって上向き方向YU(他方向)の押圧力F2を荷重としてアクチュエータ本体部21に作用させる。
しかし、アクチュエータ本体部21とアクチュエータ動作部22とは一体化した構造になってアクチュエータを構成しているので、接触ビーム31がアクチュエータ動作部22に作用させる下向き方向YDの押圧力F1と、頂部ビーム34がアクチュエータ本体部21に作用させる上向き方向YUの押圧力F2とが、反対方向の荷重として打ち消し合うように作用する。
第3ステップでは、接触ビーム31の自由端31dの上辺部と、頂部ビーム34の自由端34dの下辺部とはクリアランスCL1を離隔した状態にある。
アクチュエータ2を開いた状態ではアクチュエータ動作部22の断面形の長辺方向の上縁部と接触ビーム31の接触ビーム当接部31bとが当接する状態になって、接触ビーム31の自由端31dの上向き方向YUの変形が増大する。
しかし、頂部ビーム34の自由端34dの上辺部とアクチュエータ本体部21とは当接しながら、アクチュエータ本体部21が起立した状態になるので、アクチュエータ本体部21が頂部ビーム34の自由端34dを下向き方向YDに大きく押し下げるように強制変形を生じさせる。したがって、頂部ビーム34がアクチュエータ本体部21に作用させる上向き方向YUの押圧力F2は大きくなって、接触ビーム31がアクチュエータ動作部22に作用させる下向き方向YDの押圧力F1と、頂部ビーム34がアクチュエータ本体部21に作用させる上向き方向YUの押圧力F2とが、略同一直線線上に反対方向の荷重として打ち消し合うように作用する。
更に、頂部ビーム34及び接触ビーム31は接触片基端部33からそれぞれ相対向して片持梁状に張り出しているので、頂部ビーム34の自由端34dが一方向(下向き方向)に変形することによって生じる固定端である接触片基端部33の回転変形によって、接触ビーム31の自由端31dの他方向(上向き方向)の変形を小さくする。
接触ビーム31の自由端31dの上辺部と頂部ビーム34の自由端34dの下辺部との間に、接触ビーム31の自由端31dと頂部ビーム34の自由端同士がアクチュエータを閉じている時は離隔しているが、アクチュエータ2を開くと前記自由端同士31d、34dが当接するように上下方向のクリアランスCL1を形成することができる。
頂部ビーム34は、その自由端34d近傍で、アクチュエータを開いて変形を生じた接触ビーム31と当接するとともに、アクチュエータ本体部21とも当接すると、頂部ビーム34の自由端34d及び接触ビーム31の自由端31dにおける上向き方向YUの変形は、アクチュエータ本体部21によって拘束される機構に変化する。
このとき、頂部ビーム34がアクチュエータ本体部21に対して上向き方向YUの押圧力F2を荷重として作用させる。アクチュエータ本体部21とアクチュエータ動作部22とは一体化した構造になってアクチュエータを構成しているので、接触ビーム31がアクチュエータ動作部22に作用させる下向き方向YDの押圧力F1と、頂部ビーム34がアクチュエータ本体部21に作用させる上向き方向YUの押圧力F2とが、略同一直線線上に反対方向の荷重として打ち消し合うように作用する。
ここで、下向き方向YD(一方向)の押圧力F1と上向き方向YU(他方向)の押圧力F2とを略同一の値の力になるように構成すれば、略同一直線線上に略同一の値の力が反対方向にある力の平衡状態(内的釣合い状態)を保って安定している。
尚、押圧力F1と押圧力F2の荷重作用位置を略同一直線線上にする場合に限定されず、荷重作用位置を平形柔軟ケーブルの挿入方向Xにずらした偏芯荷重としても良い。
アクチュエータ2は、アクチュエータ本体部21と、アクチュエータ動作部22とを一体化した構造に形成されている。アクチュエータ動作部22の直交方向Zに沿って、複数(実施例1では20個)の接触片3が所定の間隔を離隔して連設されている。アクチュエータ本体部21とアクチュエータ動作部22とは一体化した構造として、接触ビーム31及び頂部ビーム34から受ける上下方向の荷重F1、F2に抵抗する。
アクチュエータ動作部22は、部材断面の任意の点を通る直交方向Zの直線を回動軸Aとして、その両端部22a,22aで筐体4に支持固定されている。アクチュエータ2の直交方向Zの構造体は、アクチュエータ動作部22の両端部22a,22aで遊動状態で支持された、直交方向Zに細長い立体形状の構造体として構成されている。
以下、図9を参照して、アクチュエータ2が接触ビーム31、頂部ビーム34から上下方向の押圧力(荷重)F1、F2を受けて変形する第2ステップから第4ステップの状態を説明する。尚、図9は、第2ステップ〜第4ステップの荷重状態を示す。
しかし、第2ステップから第4ステップのいずれも下向き方向YDの押圧力F3は小さいので、アクチュエータ2の直交方向Zの中央部の下向き方向YD変形量は小さなものになる。
したがって、本発明は、アクチュエータ2の直交方向Zの寸法を長くできるで、接触片の数を多くする多極化を可能とする。
2・・・アクチュエータ
3・・・接触片
4・・・筐体
5・・・補強弾性部
21・・・アクチュエータ本体部
21a・・・アクチュエータ把持部
22・・・アクチュエータ動作部
22a・・・アクチュエータ動作部の両端部
23・・・アクチュエータ突片部
31・・・接触ビーム
31a・・・接触ビーム接点
31b・・・接触ビーム当接部
31c・・・接触ビーム突設部
31d・・・接触ビームの自由端
32・・・固定基部ビーム
33・・・接触片基端部
34・・・頂部ビーム
34d・・頂部ビームの自由端
C・・・平形柔軟ケーブル
C1・・・平形柔軟ケーブルの前面部
C2・・・平形柔軟ケーブルの切欠部
Claims (5)
- 開閉式のアクチュエータと、平型柔軟ケーブルに接触する複数の接触片と、接触片を保持する筐体とを備えた平形柔軟ケーブル用電気コネクタであって、
アクチュエータは、アクチュエータ本体部と、平型柔軟ケーブルの挿入方向と直交する方向に延びて回動可能なアクチュエータ動作部とを備え、
接触片は、頂部ビームと、平形柔軟ケーブルの第1の面に接触する接点を有する接触ビームと、平形柔軟ケーブルの第2の面を支持する固定基部ビームとを、接触片基端部からそれぞれ相対向して張り出した板状体に形成され、
接触ビーム及び頂部ビームを、先端部が自由端とする片持梁状に張り出した部材にそれぞれ形成し、
接触ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ動作部が接触ビームの自由端近傍に当接する際に押し上げられて変形を生じる変形能を有するとともに、この変形能によって一方向の押圧力をアクチュエータ動作部に作用させるように構成され、
頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部が頂部ビームの自由端近傍に当接する際に押し下げられて変形を生じる変形能を有するとともに、この変形能によって前記接触ビームの一方向の押圧力と反対方向を向いた他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させるように構成された平形柔軟ケーブル用電気コネクタ。 - 前記アクチュエータ動作部は、平型柔軟ケーブルの挿入方向の断面形を長辺方向の断面寸法が短辺方向の断面寸法より大きくなるよう形成し、アクチュエータを開いてアクチュエータ動作部を回動することによって、接触ビームが押し上げられることを特徴とする請求項1に記載の平形柔軟ケーブル用電気コネクタ。
- 前記頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部と当接するが、接触ビームの自由端近傍とは離隔していることによって、前記他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させる請求項1または2に記載の平形柔軟ケーブル用電気コネクタ。
- 前記頂部ビームは、アクチュエータを開いてアクチュエータ本体部と当接するとともに、接触ビームの自由端近傍とも当接することによって、前記他方向の押圧力をアクチュエータ本体部に対して作用させる請求項1または2に記載の平形柔軟ケーブル用電気コネクタ。
- 前記アクチュエータは、接触ビームからの一方向の押圧力と、頂部ビームからの他方向の押圧力との差の押圧力を、平型柔軟ケーブルの挿入方向と直交する方向に離隔して配置された複数の接触片から受ける請求項1ないし4のいずれか1項に記載の平形柔軟ケーブル用電気コネクタ。
Priority Applications (6)
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