JP5748335B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、板状又はシート状の接続対象物を利用したコネクタに関する。

従来、FPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)と呼ばれる板状又はシート状の接続対象物が知られている。また、この種の接続対象物を挿入した後に、アクチュエータを操作することにより所定の接続を得る技術も種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

図７を用いて、特許文献１に「コネクタ」と題して開示されている技術を簡単に説明する。

フレキシブル基板用コネクタ１は、ハウジング２と、コンタクト３と、アクチュエータ４とを含んでいる。コンタクト３は、ハウジング２に固定された固定部３ａ、可動部３ｂ、及び固定部３ａに可動部３ｂを連結し、可動部３ｂを可動になした連結部３ｃを有している。可動部３ｂは、互いに対向した凹部３ｄ及び接点３ｅを有している。ハウジング２は、凹部３ｄ及び接点３ｅの間に配置された壁部２ａを有している。アクチュエータ４は、凹部３ｄに配置されたカム軸４ａを有している。なお、特許文献１には明記されていないが、ハウジング２及びアクチュエータ４はプラスチックなどの同種の材料から作られることになるであろう。

アクチュエータ４を図７（ａ）に示す状態（開状態）にして、壁部２ａと接点３ｅとの間にＦＰＣ５を図７（ｂ）に示すように挿入する。この開状態では、ＦＰＣ５の挿入に要する力がほぼ零であるように設計できる。しかる後に、アクチュエータ４を時計方向に回動させて図７（ｃ）に示す状態（閉状態）にする。この間に、アクチュエータのカム作用部（従来例から引用した［図７］では符号がつけられてはいないが、アクチュエータを指で操作するのとは反対側のカムとして働く部分）が壁部２ａ上で回動して可動部３ｂを持ち上げる。この結果、接点３ｅがＦＰＣ５に押し付けられので、ＦＰＣ５はコンタクト３に電気的に接続される。

このように、ＦＰＣ５の挿入が容易である上に、アクチュエータ４を回動させるという簡単な操作で所定の接続を得ることができる。

特開２００６−１２８０１８号公報

しかし、図７においてハウジング２及びアクチュエータ４がいずれもプラスチックから作られた場合には、アクチュエータ４の操作時にアクチュエータのカム作用部が壁部２ａ上で摺動し、プラスチックの摩耗粉を発生しやすい。その摩耗粉は、コンタクト３とＦＰＣ５との間に接触不良を引き起こす危険がある。

また、ＦＰＣ５の公差寸法内の厚みバラツキにより、嵌合時の接触荷重が変動しやすく、接触安定性が得られない。

それ故に本発明の課題は、接触不良を減じかつ接触安定性を高めたコネクタを提供することにある。

本発明の一態様によれば、互いに嵌合するプラグ及びレセプタクルを含むコネクタであって、前記プラグは、第１の方向にのびた板状又はシート状の接続対象物と、前記接続対象物の一面側に離間配置された、前記第１の方向にのびたグランドシェルと、前記接続対象物及び前記グランドシェルの前記第１の方向における端面を覆ったガイドとを有し、前記レセプタクルは、コンタクトと、前記グランドシェルとは異なる材料からなるアクチュエータのカム作用部を有するアクチュエータとを含み、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合した状態では、前記ガイドが前記レセプタクルの内部にあり、前記アクチュエータが操作されたとき、前記アクチュエータのカム作用部が前記グランドシェル上で回動して前記接続対象物を前記コンタクトに押し付けることを特徴とするコネクタが得られる。

本発明の一態様によるコネクタは、アクチュエータのカム作用部（アクチュエータを指で操作するのとは反対側のカムとして働く部分）がそれとは異なる材料からなるグランドシェル上で回動するので、摩擦係数が小さくして磨耗粉の発生を減らすことができると共に、接続対象物の公差寸法内の厚みバラツキにも容易に対応して接触安定性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るコネクタにおけるプラグとレセプタクルとの未嵌合状態を示す斜視図。 図１の状態の断面図。 図１のコネクタにおけるプラグとレセプタクルとは嵌合状態であるが信号線が未接続の状態を示す斜視図。 図３の状態の断面図。 図１のコネクタにおけるプラグとレセプタクルとの正常接続状態を示す斜視図。 図５の状態の断面図。 特許文献１（特開２００６−１２８０１８号公報）に開示されている技術を説明するための図であり、（ａ）はフレキシブル基板用コネクタにＦＰＣを挿入する前の状態を、（ｂ）はフレキシブル基板用コネクタにＦＰＣを挿入した状態を、（ｃ）はフレキシブル基板用コネクタにＦＰＣを接続した状態を、それぞれ示す断面図。

図面を参照して、本発明の実施形態に係るコネクタについて説明する。

まず図１及び図２を参照すると、コネクタ１０は、所定方向即ち第１の方向Ａ１で互いに嵌合可能なプラグ１１及びレセプタクル２１の組み合わせからなるものである。なお、図１及び図２においては、プラグ１１とレセプタクル２１とは未嵌合状態にある。

プラグ１１は、第１の方向Ａ１及びこれに直交する第２の方向Ａ２に広がった板状又はシート状の接続対象物１３と、第１の方向Ａ１及び第２の方向Ａ２に直交する第３の方向Ａ３における接続対象物１３の一面側（図２では上面側）に離間配置された金属板よりなるグランドシェル１４と、これらを固定したプラスチック製の絶縁物１５とを含んでいる。具体的には、絶縁物１５を所定形状に形成する際に接続対象物１３の一部をモールドインにより固定し、かつ、絶縁物１５の外面にグランドシェル１４を取り付け固定している。

絶縁物１５の第１の方向Ａ１における一端を前端１５ａと呼び、反対端を後端１５ｂと呼ぶ。第３の方向Ａ３における絶縁物１５の寸法即ち厚みは、前端１５ａ側では比較的薄くまた後端１５ｂ側では比較的厚く形成されている。絶縁物１５は、前端１５ａ側においては、接続対象物１３とグランドシェル１４との間に介在した板状部１６を有している。なお、接続対象物１３の前端面１３ａとグランドシェル１４の前端面１４ａとは実質的に面一に配置されている。

接続対象物１３は、少なくとも絶縁物１５の板状部１６に対向した部分に、第２の方向Ａ２に並設された多数の導体（図示せず）からなる信号層を有するものである。これらの導体は接続対象物１３の前端面１３ａの近傍において接続対象物１３の反対面側（図２では下面側）に露出しているものとする。なお、ここでは接続対象物１３としてFPCを図示しているが、FFCが用いられてもよいことは言うまでもない。

グランドシェル１４は、少なくとも絶縁物１５の板状部１６に対向した部分において、第２の方向Ａ２に接続対象物１３の寸法と同等に若しくはそれよりも長くのびてグランド層を形成している。即ち、グランドシェル１４は接続対象物１３の導体の全てに第３の方向Ａ３で対向するように形成されている。

絶縁物１５は、さらに、板状部１６から接続対象物１３及びグランドシェル１４よりも前方に突出しかつこれらの先端部即ち前端面１３ａ，１４ａを覆ったガイド１７を有している。具体的に述べると、ガイド１７は、接続対象物１３の前端面１３ａを覆った第１の部分１７ａと、グランドシェル１４の前端面１４ａを覆った第２の部分１７ｂとを有している。第１の部分１７ａ及び第２の部分１７ｂの各々の前端は傾斜面または曲面とされている。

こうしてプラグ１１には、第１の方向Ａ１及び代２の方向Ａ２に広がった板状の嵌合部１１ａが形成されている。

一方、レセプタクル２１は、第２の方向Ａ２に長いプラスチック製のハウジング２２と、ハウジング２２に収容された多数の金属製のコンタクト２３と、グランドシェル１４とは異なるプラスチック材料からなるアクチュエータのカム作用部２４ａを有するアクチュエータ２４と、ハウジング２２の前上部に組み付けられた金属製のレセプタクル側シェル２５とを含んでいる。

ハウジング２２は、その前部に、プラグ１１を嵌合するための嵌合穴２２ａを有している。嵌合穴２２ａはハウジング２２に沿って第２の方向Ａ２に長く形成されている。

多数のコンタクト２３は嵌合穴２２ａに対応する位置において第２の方向Ａ２に並べて配置されている。これらのコンタクト２３の各々は、嵌合穴２２ａの上部に位置する上顎部２３ａと、嵌合穴２２ａの下部に位置する下顎部２３ｂとを有している。上顎部２３ａと下顎部２３ｂとは一体に結合されて可動部を構成している。上顎部２３ａは下向きの凹部２３ｃを有し、下顎部２３ｂは上向きの突起をもつ接点２３ｄを有している。上顎部２３ａと下顎部２３ｂとの実質的な間隔（ここでは、これを「コンタクト開口部」という）は、プラグ１１の嵌合部１１ａの厚み寸法よりも大きく設計されている。即ち、コンタクト２３の各々は、プラグ１１の嵌合部１１ａの挿入力が零になるように設計した所謂ＺＩＦタイプのコンタクトである。

コンタクト２３の各々は、さらに、ハウジング２２に保持された被保持部２３ｅと、被保持部２３ｅに上顎部２３ａ及び下顎部２３ｂを連結した可撓な連結部２３ｆとを有している。こうして、連結部２３ｆが上顎部２３ａ及び下顎部２３ｂをハウジング２２の内部で可動になしている。

アクチュエータ２４はハウジング２２に回動可能に係合される。アクチュエータのカム作用部２４ａは上顎部２３ａの凹部２３ｃに配置される。したがって、アクチュエータ２４を回動させると、アクチュエータのカム作用部２４ａが凹部２３ｃ内で回動する。アクチュエータのカム作用部２４ａの回動による作用については、後文にて明らかにする。

プラグ１１とレセプタクル２１とを嵌合させる際には、レセプタクル２１のハウジング２２に形成された嵌合穴２２ａにプラグ１１の嵌合部１１ａが挿入される。コンタクト開口部がプラグ１１の嵌合部１１ａの厚み寸法よりも大きく設計されているので、プラグ１１とレセプタクル２１とを嵌合させる作業は容易である。

また嵌合に際し嵌合部１１ａがコンタクト２３の上顎部２３ａや下顎部２３ｂに当接したとしても、当接するのはプラスチック製のガイド１７であるため、金属同士が衝突することはない。さらに嵌合が進行し、仮に嵌合部１１ａがコンタクト２３の連結部２３ｆの近傍に突き当たったとしても、同様に、金属同士が衝突することはない。したがって、プラグ１１とレセプタクル２１とを嵌合させる際に金属同士の衝突により金属摩耗粉を発生して電気的短絡を引き起こす危険はない。

また、接続対象物１３及びグランドシェル１４の前端面１３ａ，１４ａはガイド１７で覆われているため、嵌合に際しプラグ１１の嵌合部１１ａがレセプタクル２１のどこかに衝突したとしても、接続対象物１３及びグランドシェル１４が損傷を受ける虞は少ない。

プラグ１１とレセプタクル２１とが完全に嵌合すると、図３及び図４の状態が得られる。図３及び図４において、プラグ１１のグランドシェル１４がコンタクト２３の上顎部２３ａの特に凹部２３ｃに対向し、したがってアクチュエータのカム作用部２４ａは上顎部２３ａとグランドシェル１４との間に配置された状態となる。なお、接続対象物１３とコンタクト２３との接続が正常になされていないから信号線は未接続状態にあると言えるが、レセプタクル側シェル２５とグランドシェル１４とが接触することでグランドは接続状態になる。

次に、アクチュエータ２４を操作して図４における時計方向に回動させる。すると図５及び図６に示す状態が得られる。アクチュエータ２４の回動にしたがってアクチュエータのカム作用部２４ａがグランドシェル１４上で回動し、コンタクト２３の上顎部２３ａとプラグ１１の嵌合部１１ａとに相互離間力を与える。即ち、コンタクト２３の上顎部２３ａに押し上げ力を作用させる。この結果、コンタクト２３の下顎部２３ｂが持ち上げられ、接点２３ｄが接続対象物１３に押し付けられる。このとき、プラグ１１の嵌合部１１ａには押し下げ力が作用しているので、コンタクト２３は接点２３ｄを介して接続対象物１３に電気的に接続される。したがって、グランドが接続状態になると共に信号線も接続状態になり、プラグ１１とレセプタクル２１との正常接続状態が得られる。

アクチュエータ２４を操作した際には、プラスチック製のアクチュエータのカム作用部２４ａが金属製のグランドシェル１４上で回動するので、異種材料同士の摺動となり、プラスチック同士の摺動に比べて摩擦係数は小さい。したがって、磨耗粉の発生を減らすことができる。

また、プラグ１１の嵌合部１１ａは接続対象物１３、板状部１６、及びグランドシェル１４を積層した構造なので、それに対応したレセプタクル２１におけるコンタクト開口部が大きく設計されることになり、コンタクト２３が全体として柔らかいバネ構造になるため、接続対象物１３に厚みバラツキがあっても、高い接触信頼性が得られる。したがって、接続対象物１３の公差寸法内の厚みバラツキにも容易に対応して接触安定性を高めることができる。

上述ではコンタクト２３として、プラグ１１の嵌合部１１ａの挿入力が零になるように設計した所謂ＺＩＦタイプのコンタクトを用いた場合を説明したが、プラグ１１の嵌合部１１ａの挿入力が低減するように設計した所謂ＬＩＦタイプのコンタクトを用いてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、またその一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るがそれらにも限られない。

（付記１）
互いに嵌合するプラグ１１及びレセプタクル２１を含むコネクタ１０であって、
前記プラグは、板状又はシート状の接続対象物１３と、前記接続対象物の一面側に離間配置されたグランドシェル１４と、前記接続対象物及び前記グランドシェルの先端部を覆ったガイド１７とを有し、
前記レセプタクルは、コンタクト２３と、前記グランドシェルとは異なる材料からなるアクチュエータのカム作用部２４ａを有するアクチュエータ２４とを含み、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合した状態で前記アクチュエータが操作されたとき、前記カムが前記グランドシェル上で回動して前記接続対象物を前記コンタクトに押し付けることを特徴とするコネクタ。

（付記２）
前記アクチュエータのカム作用部はプラスチックよりなり、前記グランドシェルは金属よりなる、付記１に記載のコネクタ。

（付記３）
前記プラグは、さらに、前記接続対象物と前記グランドシェルとの間に介在した絶縁物１５を有し、前記ガイドは前記絶縁物と一体に形成されたものである、付記１又は２に記載のコネクタ。

（付記４）
前記コンタクトは、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合したときに前記グランドシェルに対向する上顎部２３ａを有し、前記カムは前記上顎部と前記グランドシェルとの間に配置される、付記１から３のいずれか一項に記載のコネクタ。

（付記５）
前記コンタクトは、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合したときに前記接続対象物の反対面に対向する下顎部２３ｂを有し、前記下顎部は、前記接続対象物に接触するための接点部２３ｄを有する、付記４に記載のコネクタ。

（付記６）
前記レセプタクルは、さらに、前記コンタクトを収容したハウジング２２を含み、前記コンタクトは、さらに、前記ハウジングに保持された被保持部２３ｅと、前記被保持部に前記上顎部及び前記下顎部を連結した可撓な連結部２３ｆとを有し、前記連結部が前記上顎部及び前記下顎部を前記ハウジングの内部で可動になしている、付記５に記載のコネクタ。

（付記７）
前記レセプタクルは、さらに、前記ハウジングに組み付けられたレセプタクル側シェル２５を含み、前記プラグが前記レセプタクルに挿入されたときに前記レセプタクル側シェルに前記グランドシェルが接触する、付記６に記載のコネクタ。

（付記８）
前記コンタクトはＬＩＦタイプのものである、付記１から７のいずれか一項に記載のコネクタ。

（付記９）
前記コンタクトはＺＩＦタイプのものである、付記１から７のいずれか一項に記載のコネクタ。

１ フレキシブル基板用コネクタ
２ ハウジング
３ コンタクト
３ａ 固定部
３ｂ 可動部
３ｃ 連結部
３ｄ 凹部
３ｅ 接点
４ アクチュエータ
４ａ カム軸
５ ＦＰＣ
１０ コネクタ
１１ プラグ
１１ａ 嵌合部
１３ 接続対象物
１３ａ 接続対象物の前端面
１４ グランドシェル
１４ａ グランドシェルの前端面
１５ 絶縁物
１５ａ 前端
１５ｂ 後端
１６ 板状部
１７ ガイド
１７ａ 第１の部分
１７ｂ 第２の部分
２１ レセプタクル
２２ ハウジング
２２ａ 嵌合穴
２３ コンタクト
２３ａ 上顎部
２３ｂ 下顎部
２３ｃ 凹部
２３ｄ 接点
２３ｅ 被保持部
２３ｆ 連結部
２４ アクチュエータ
２４ａ アクチュエータのカム作用部
２５ レセプタクル側シェル

Claims (9)

1. 互いに嵌合するプラグ及びレセプタクルを含むコネクタであって、
   前記プラグは、第１の方向にのびた板状又はシート状の接続対象物と、前記接続対象物の一面側に離間配置された、前記第１の方向にのびたグランドシェルと、前記接続対象物及び前記グランドシェルの前記第１の方向における端面を覆ったガイドとを有し、
   前記レセプタクルは、コンタクトと、前記グランドシェルとは異なる材料からなるアクチュエータのカム作用部を有するアクチュエータとを含み、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合した状態では、前記ガイドが前記レセプタクルの内部にあり、前記アクチュエータが操作されたとき、前記アクチュエータのカム作用部が前記グランドシェル上で回動して前記接続対象物を前記コンタクトに押し付けることを特徴とするコネクタ。
2. 前記アクチュエータのカム作用部はプラスチックよりなり、前記グランドシェルは金属よりなる、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記プラグは、さらに、前記接続対象物と前記グランドシェルとの間に介在した絶縁物を有し、前記ガイドは前記絶縁物と一体に形成されたものである、請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記コンタクトは、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合したときに前記グランドシェルに対向する上顎部を有し、前記アクチュエータのカム作用部は前記上顎部と前記グランドシェルとの間に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクタ。
5. 前記コンタクトは、前記プラグ及び前記レセプタクルが互いに嵌合したときに前記接続対象物の反対面に対向する下顎部を有し、前記下顎部は、前記接続対象物に接触するための接点部を有する、請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記レセプタクルは、さらに、前記コンタクトを収容したハウジングを含み、前記コンタクトは、さらに、前記ハウジングに保持された被保持部と、前記被保持部に前記上顎部及び前記下顎部を連結した可撓な連結部とを有し、前記連結部が前記上顎部及び前記下顎部を前記ハウジングの内部で可動になしている、請求項５に記載のコネクタ。
7. 前記レセプタクルは、さらに、前記ハウジングに組み付けられたレセプタクル側シェルを含み、前記プラグが前記レセプタクルに挿入されたときに前記レセプタクル側シェルに前記グランドシェルが接触する、請求項６に記載のコネクタ。
8. 前記コンタクトはＬＩＦタイプのものである、請求項１から７のいずれか一項に記載のコネクタ。
9. 前記コンタクトはＺＩＦタイプのものである、請求項１から７のいずれか一項に記載のコネクタ。

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