JP2014235842A - コネクタ - Google Patents
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Abstract
Description
この種のコネクタとして、例えば、特許文献1には、図34に示されるようなコネクタが開示されている。このコネクタは、回路基板1の表面上に固定された金属製の支持部材2と、支持部材2の回転軸部3を中心として回転可能に配置された金属製の押圧部材4を有している。押圧部材4は、折り返されて2重となるようなU字状の断面形状を有することにより弾力性を備えた押圧部5を有し、押圧部材4の回転に伴って押圧部5が接続対象物6を回路基板1に向けて押し付けることで、接続対象物6の下面に形成されている接点部7が回路基板1の接続パッド8に接続される。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、シート状または平板状の接続対象物を回路基板に接続しながらも薄型化を図ることができるコネクタを提供することを目的とする。
この場合、接触部材の接触部は、1以上の端子部毎に形成された切り欠きを有することが好ましい。
実装部における金属板は、絶縁層および導電層の外側にまで延びて回路基板の表面に固定されていてもよく、あるいは、実装部における絶縁層が、金属板および導電層の外側にまで延びて回路基板の表面に固定されてもよい。
また、好ましくは、連絡部における導電層は、絶縁層とは反対側の表面が絶縁材で覆われている。
接触部材の実装部を回路基板の表面に押さえつけて固定する固定部材をさらに備えることができる。
この場合、接触部材は、接触部の近傍に配置された係止部を有し、接触部材の係止部に接触することなく接触部を載置部に向けて押し付けられた状態とする閉位置と、接触部材の係止部に接触して係止部を載置部から遠ざけるように連絡部を弾性変形させることにより接触部と載置部との間を開放する開位置との間で移動可能に配置されたカム部材と、カム部材を回路基板に移動可能に保持する保持部材とをさらに備えることが好ましい。
あるいは、接触部材が、接触部の近傍に配置された把持部を有し、把持部を載置部から遠ざけるように持ち上げて連絡部を弾性変形させることにより接触部と載置部との間を開放した状態で接触部と載置部との間に接続対象物を挿入することもできる。
この場合、接触部材の接触部が接続対象物を載置部に向けて押し付けるように連絡部を弾性変形させる押圧機構をさらに備えることが好ましい。
押圧機構としては、接触部材の接触部と載置部との間に接続対象物挿入間隙が形成された状態とする開位置と、接触部材に接触して接触部を載置部に向けて押し付けることにより接触部と載置部との間を閉鎖する閉位置との間で移動可能に配置されたカム部材と、カム部材を回路基板に移動可能に保持する保持部材とを含むものを用いることができる。押圧機構は、カム部材を閉位置に保持するためのロック部を有することが好ましい。
また、好ましくは、接触部材の実装部は、1以上の切り欠きを有している。
なお、この明細書において、「載置」は載せて置くこと、「係止」は係わり合わせて止めること、をそれぞれ意味するものとする。
以下、この発明の実施の形態1を添付図面に基づいて説明する。
図1に、実施の形態1に係るコネクタの構成を示す。このコネクタは、FPC(フレキシブルプリント回路)およびFFC(フレキシブルフラットケーブル)等のシート状の接続対象物Sを回路基板Pに接続するコネクタであり、回路基板Pの表面上に実装された接触部材11と、回路基板Pの表面上に固定された保持部材12と、保持部材12に移動可能に保持されたカム部材13を備えている。
なお、図2に示されるように、回路基板Pの表面上に、直線状に配列された複数の実装パッド14からなる導体部が形成されると共に、接続対象物Sには、回路基板Pとは反対方向に向けられた表面上に複数の接続パッド15からなる接点部が形成されている。接続対象物Sの複数の接続パッド15は、回路基板Pの複数の実装パッド14に対応しており、実装パッド14と同様に、直線状に配列されている。また、接続対象物Sの前端近傍の両側部に、それぞれ張出部Jが突出形成されている。
すなわち、図5に示されるように、接触部材11は、金属板16と絶縁層17と端子部18が3層に積層された積層体から形成されており、端子部18が回路基板Pの方向を向くように配置される。また、接触部材11は、金属板16の屈曲線BLに直交する方向において、一端に形成され且つ回路基板Pに固定される実装部19と、実装部19とは反対側の他端に形成され且つ接続対象物Sの接続パッド15に接触する接触部20と、実装部19および接触部20の間に形成された弾性変形可能な連絡部21とを有している。さらに、接触部材11は、接触部20の近傍で且つ接触部20よりも他端の先端側に位置する金属板16のみからなる係止部22を有している。
なお、図6に示されるように、端子部18は絶縁層17の表面部分に埋設されており、端子部18の表面が絶縁層17の表面と同一面を形成している。
また、図3および図4に示されるように、実装部19側の金属板16の端部には、複数の切り欠き16aが形成されている。
カム部材13は、図8に示されるように、中央に開口が形成された矩形の枠形状を有し、前端の両側部にそれぞれ保持部材12の軸受け部24に嵌め込まれる軸部29が形成され、これら軸部20の間を連結するように直線状に延びる作用部30が形成されている。また、カム部材13の後端には、取っ手部31が形成されている。また、図9に示されるように、カム部材13の下面には、作用部30の両側部にそれぞれ突起部32が突出形成されている。
このようなカム部材13の軸部29を保持部材12の対応する軸受け部24に嵌め込むことにより、カム部材13は、軸部29を中心として回転可能に保持部材12に保持される。
ここで、図11に示されるように、軸部29を中心としてカム部材13を回転させて起こすと、カム部材13の作用部30が接触部材11の係止部22に接触し、さらにカム部材13を回転させると、接触部材11の係止部22が持ち上げられて接触部材11の連絡部21が弾性変形する。その結果、保持部材12の載置部23から接触部材11の接触部20の下端までの高さH2は、接続対象物Sの厚さよりも大きな値まで拡大される。このときのカム部材13の回転位置を「開位置」と呼ぶこととする。
まず、図12に示されるように、軸部29を中心としてカム部材13を回転させて開位置に位置させた状態で、FPCおよびFFC等のシート状の接続対象物Sを保持部材12の載置部23の表面に沿わせつつ、保持部材12とカム部材13の間に挿入する。このとき、カム部材13は開位置にあるので、接続対象物Sは、接触部材11の接触部20に接触することなく、保持部材12の載置部23の後端に向かって挿入される。
そして、図13および図14に示されるように、接続対象物Sの前端が保持部材12の突き当たり部25に突き当たるまで挿入されると、接触部材11の接触部20における複数の端子部18は、それぞれ、接続対象物Sの複数の接続パッド15の直上に位置することとなる。
このように、実施の形態1のコネクタによれば、接触部材11が、弾力性を有する金属板16の表面上に絶縁層17を介して端子部18が形成された積層体からなり、接触部材11の実装部19における端子部18が回路基板Pの実装パッド14に接続されると共に接触部20における端子部18が接続対象物Sの接続パッド15に接続されるので、折り返すように屈曲させた接触部材を使用する必要がなく、薄型のコネクタを実現することができる。
なお、従来のコネクタにおいても、複数のコンタクトを絶縁性のハウジングにインサート成形すれば、個別の保持機構が不要となるが、この場合、インサート成形に伴う金型形状から、コネクタの寸法および形状が制限され、自由度が損なわれることとなる。これに対し、積層体からなる接触部材11を用いることで、寸法および形状に関する自由度が極めて高くなる。
また、上記の実施の形態1では、保持部材12の固定部26が接触部材11の実装部19を回路基板Pの表面に押さえつけて固定したが、予め、接触部材11が、接着、溶接、圧入等により保持部材12に固定されていてもよい。
上記の実施の形態1では、保持部材12に回転可能に保持されたカム部材13を閉位置から開位置まで回転させて接触部材11の連絡部21を弾性変形させることで、接触部材11の接触部20と保持部材12の載置部23との間に、接続対象物Sを挿入するための間隙を形成したが、カム部材13を用いずに、接触部材11の係止部22に操作者の指を直接引っ掛けて、接触部材11の連絡部21を弾性変形させてもよい。
図20に実施の形態2に係るコネクタの構成を示す。このコネクタは、実施の形態1のコネクタにおいて、カム部材13を省略すると共に、保持部材12の代わりに一対の軸受け部24を省略した保持部材12aを使用し、さらに、接触部材11の係止部22に把持部33を取り付けたものである。
また、接触部材11の係止部22に把持部33を取り付けることなく、接触部材11の係止部22を操作者の指で直接操作することもできる。
上記の実施の形態1では、図16に示したように、カム部材13が閉位置に位置して、接触部材11が外力を受けないときに、接触部材11の接触部20における端子部18が接続対象物Sの接続パッド15に導電接続されたが、これに限るものではなく、接触部材11が外力を受けない状態では、接触部材11の接触部20における端子部18が接続対象物Sの接続パッド15から離れているようなコネクタとすることもできる。
図21に実施の形態3に係るコネクタの構成を示す。このコネクタは、回路基板Pの表面上に実装された接触部材11と、接触部材11の連絡部21を弾性変形させる押圧機構41を備えている。接触部材11は、実施の形態1において用いられた接触部材11と同様のものである。押圧機構41は、回路基板Pの表面上に固定された保持部材42と、保持部材42に移動可能に保持されたカム部材43を備えている。
カム部材43は、接触部材11の係止部22を保持部材42の載置部42aに向けて押し込むための屈曲板形状の押し込み部47と、押し込み部47の後端に形成された軸部48と、押し込み部47の両側端からそれぞれ前端方向へ延びると共に先端が保持部材42のロック受け部46に向けて屈曲された一対のロック部49を有している。
図22に示されるように、カム部材43を押し込まない、自然の状態においては、保持部材42の載置部42aと接触部材11の接触部20の下端との間に、接続対象物Sの厚さよりも大きな値の接続対象物挿入間隙H3が形成されている。このため、接続対象物Sに負荷をかけることなく、接続対象物Sを保持部材42の載置部42aの表面に沿って保持部材42とカム部材43の間に挿入することができる。このときのカム部材43の回転位置を「開位置」と呼ぶこととする。
このように、接触部材11が、外力を受けない状態で、接触部20と保持部材42の載置部42aとの間に接続対象物Sの厚さより大きい接続対象物挿入間隙H3を有していても、実施の形態1と同様に、折り返すように屈曲させた接触部材を使用する必要がなく、薄型のコネクタを実現することができる。
実施の形態4に係るコネクタの構成を図23および図24に示す。このコネクタは、回路基板Pの表面上に実装された接触部材11のみにより構成されている。接触部材11の実装部19における複数の端子部18がそれぞれ回路基板Pの対応する実装パッド14にハンダ接合されることにより、接触部材11の実装部19が回路基板Pに固定されている。なお、接触部材11が外力を受けないときの、回路基板Pの表面から接触部材11の接触部20の下端までの高さは、接続対象物Sの厚さよりも小さな値に設定されているものとする。
図27に、実施の形態5のコネクタに用いられた接触部材51の構成を示す。この接触部材51は、図4に示した接触部材11において、接触部20に複数の切り欠き52を形成することにより、接触部20を複数の接触片20aに分割したものである。これらの切り欠き52は、2本の端子部18毎に形成されており、それぞれの接触片20aに2本の端子部18が含まれている。それぞれの切り欠き52は、係止部22を通って接触部材51の端部にまで至り、複数の接触片20aは、互いに独立して変位し得るように構成されている。
なお、切り欠き52は、2本の端子部18毎に形成されるものに限らず、1本の端子部18毎に切り欠き52が形成されていてもよく、あるいは、3本以上の端子部18毎に切り欠き52を形成することもできる。
上記の実施の形態1で用いられた接触部材11では、実装部19における端子部18が回路基板Pの実装パッド14にハンダ等により接合されることで、接触部材11が回路基板Pに実装されていたが、図28に示されるように、複数の端子部18が接続される複数の実装パッド14とは別に接触部材11の金属板16を接続するための実装パッド53を回路基板P上に形成し、絶縁層17の外側に張り出している金属板16を実装パッド53に接合することもできる。
このようにすれば、回路基板Pへの接触部材11の実装強度が向上し、さらに信頼性の高いコネクタが実現される。この場合、図3および図4に示したように、実装部19側の金属板16の端部に1以上の切り欠き16aを形成することにより、実質的な実装面積が拡大し、実装強度をさらに高めることができる。
また、金属板16を実装パッド53に接続することで、実装パッド53を介して接触部材11の金属板16を電気的に接地することができ、金属板16による電磁シールド効果を奏することも可能となる。
また、図30に示されるように、絶縁層17の端部を金属板16の端部の外側にまで張り出すこともできる。このようにすれば、それぞれの端子部18と金属板16との短絡および複数の端子部18間の短絡を防止することができる。
さらに、図31に示されるように、金属板16の端部の外側にまで張り出した絶縁層17の端部に導電部材54を取り付けると共に、複数の端子部18が接続される複数の実装パッド14とは別に絶縁層17用の実装パッド55を回路基板P上に形成し、導電部材54を実装パッド55に接合することもできる。これにより、それぞれの端子部18と金属板16との短絡および複数の端子部18間の短絡をより確実に防止することが可能となる。
図32および図33に、実施の形態7に係るコネクタで用いられる接触部材61を示す。この接触部材61は、図3および図4に示した実施の形態1における接触部材11において、連絡部21における端子部18を絶縁材62で覆ったものである。すなわち、端子部18は、金属板16の上に絶縁層17を介して形成されているが、連絡部21における端子部18の絶縁層17とは反対側の表面上に絶縁材62を形成し、端子部18が絶縁層17と絶縁材62の間に挟まれている。
このように、連絡部21における端子部18の上に絶縁材62を配置することで、例えば、接続対象物Sと連絡部21との間に挿入された異物等に起因して引き起こされる複数の端子部18間の短絡を防止することが可能となる。
Claims (15)
- 回路基板とは反対方向に向けられた接点部を有するシート状または平板状の接続対象物を前記回路基板に接続するコネクタにおいて、
一端が前記回路基板に固定されると共に他端と前記回路基板の表面との間に前記接続対象物を挟み込む接触部材を備え、
前記接触部材は、弾力性を有する金属板の表面上に絶縁層を介して導電層が形成された積層体から形成されると共に、前記導電層が前記回路基板の方向を向くように配置され、一端に形成され且つ前記回路基板に固定される実装部と、他端に形成され且つ前記接続対象物の接点部に接触して前記接続対象物を前記回路基板の表面に向けて押し付ける接触部と、前記実装部と前記接触部との間に形成され且つ弾性変形可能な連絡部とを有し、
前記実装部における前記導電層が前記回路基板の導体部に接続されると共に前記接触部における前記導電層が前記接続対象物の接点部に接続されることにより前記接続対象物の接点部を前記回路基板の導体部に電気的に接続することを特徴とするコネクタ。 - 前記導電層は、それぞれ前記実装部から前記接触部まで延びると共に互いに間隔を隔てて前記絶縁層の上に形成された複数の端子部からなり、
前記回路基板の導体部は、複数の実装パッドからなり、
前記接続対象物の接点部は、複数の接続パッドからなり、
前記実装部における前記複数の端子部は、それぞれ前記回路基板の対応する前記実装パッドに接続され、
前記接触部における前記複数の端子部は、それぞれ前記接続対象物の対応する前記接続パッドに接続される請求項1に記載のコネクタ。 - 前記接触部材の前記接触部は、1以上の前記端子部毎に形成された切り欠きを有する請求項2に記載のコネクタ。
- 前記実装部における前記金属板は、前記絶縁層および前記導電層の外側にまで延びて前記回路基板の表面に固定される請求項1〜3のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記実装部における前記絶縁層は、前記金属板および前記導電層の外側にまで延びて前記回路基板の表面に固定される請求項1〜3のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記連絡部における前記導電層は、前記絶縁層とは反対側の表面が絶縁材で覆われている請求項1〜5のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記接触部材の前記実装部を前記回路基板の表面に押さえつけて固定する固定部材をさらに備えた請求項1〜6のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記接続対象物は、載置部上に載置され、
前記接触部材の前記接触部は、外力を受けない状態で、前記載置部からの高さが前記接続対象物の厚さより小さな値に設定されている請求項1〜7のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記接触部材は、前記接触部の近傍に配置された係止部を有し、
前記接触部材の前記係止部に接触することなく前記接触部を前記載置部に向けて押し付けられた状態とする閉位置と、前記接触部材の前記係止部に接触して前記係止部を前記載置部から遠ざけるように前記連絡部を弾性変形させることにより前記接触部と前記載置部との間を開放する開位置との間で移動可能に配置されたカム部材と、
前記カム部材を前記回路基板に移動可能に保持する保持部材と
をさらに備えた請求項8に記載のコネクタ。 - 前記接触部材は、前記接触部の近傍に配置された把持部を有し、
前記把持部を前記載置部から遠ざけるように持ち上げて前記連絡部を弾性変形させることにより前記接触部と前記載置部との間を開放した状態で前記接触部と前記載置部との間に前記接続対象物を挿入する請求項8に記載のコネクタ。 - 前記接続対象物は、載置部上に載置され、
前記接触部材の前記接触部は、外力を受けない状態で、前記載置部との間に前記接続対象物の厚さより大きい接続対象物挿入間隙を形成している請求項1〜7のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記接触部材の前記接触部が前記接続対象物を前記載置部に向けて押し付けるように前記連絡部を弾性変形させる押圧機構をさらに備えた請求項11に記載のコネクタ。
- 前記押圧機構は、
前記接触部材の前記接触部と前記載置部との間に前記接続対象物挿入間隙が形成された状態とする開位置と、前記接触部材に接触して前記接触部を前記載置部に向けて押し付けることにより前記接触部と前記載置部との間を閉鎖する閉位置との間で移動可能に配置されたカム部材と、
前記カム部材を前記回路基板に移動可能に保持する保持部材と
を含む請求項12に記載のコネクタ。 - 前記押圧機構は、前記カム部材を前記閉位置に保持するためのロック部を有する請求項13に記載のコネクタ。
- 前記接触部材の前記実装部は、1以上の切り欠きを有する請求項1〜14のいずれか一項に記載のコネクタ。
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