JP4657160B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は電気コネクタ、特に回路基板上に配される電気コネクタに関する。

この種のコネクタとしては、特許文献１に開示されているコネクタが知られている。

この特許文献１のコネクタは、回路基板上に配されて使用され、全体として該回路基板の面に平行な平らたい形状をなしており、ハウジングの上壁と下壁との間で、横方向、すなわち前後に向け開口された端子収容溝が形成されていて、ここに端子が収容されている。端子の接触部は、ハウジングの前部開口に位置していて、前方から該前部開口へ挿入されるフラットケーブル等と接触する。この接触状態は上記前部開口へ挿入されるスライダにより維持される。一方、端子の接続部はハウジング外へ後方に突出していて、回路基板の対応回路部と接面してここで半田接続される。さらに、このコネクタは、ハウジングの上壁の上面に接面して金属板のカバー部材が設けられている。
特開２００１−０３５６１２

この種のコネクタは、回路基板上での高さ寸法を小さくすること、いわゆる低背化が求められる。

しかしながら、特許文献１のコネクタは、低背化の観点からは、まだ十分ではなく、改善の余地がある。特許文献１では、ハウジングがコネクタの高さを決定づけており、コネクタの低背化にはハウジングの高さ寸法を小さくせねばならない。しかし、単にハウジングの上壁そして下壁の厚みを小さく形成すると、ハウジングが合成樹脂のモールド成形の際にクラックを生ずる虞れがあり、上記厚みはさらなる低背化に応える程には小さくならない。さらに、特許文献１のコネクタでは、ハウジングの上壁の上面に金属板のカバー部材が設けられているので、この金属板の厚さだけコネクタの高さ寸法が増すということになる。

本発明は、このような事情に鑑み、コネクタの機能を損うことなく、十分に低背化を可能とするコネクタを提供することを課題とする。

本発明に係る電気コネクタは、回路板上に配され、端子が絶縁材のハウジングの保持部により配列保持され、該端子の接続部がハウジング外に露呈し上記回路基板と接続可能となっている。

かかる電気コネクタにおいて、本発明では、ハウジングの保持部は少なくとも端子の配列範囲内上方に開放された開放域を形成し、少なくとも該開放域の一部を覆うシート部材が該開放域に配されていることを特徴としている。

シート部材は、材料を圧延あるいは延伸して作られるものであり、きわめて薄く十分なる可撓性を有している。したがって、本発明では、かかるシート部材を上記ハウジングの開放域に配して端子を保護することとしたので、従来の一般的なモールド成形によりハウジングの一部として作られるハウジングの上壁よりも、非常に薄くなりしかも可撓性を有する。その結果、従来の一般的なモールド成形時のクラックの問題がなく、コネクタの低背化を図れる。シート部材は十分な可撓性を有するので、端子あるいはハウジングの変位に良好に追従し、あまり応力を生じない。

本発明において、シート部材は絶縁シートとすることができる。絶縁シートは端子に接触して配され、端子同士間あるいは、他の部品との短絡は生じない。

本発明において、シート部材は金属シートであり、ハウジングには信号端子と接地部材とが保持されていて、上記金属シートは信号端子と隙間をもって配され接地部材と接触した状態で該接地部材に付着されているようにすることもできる。この場合、金属シートはハウジングの開放域で端子を覆って、シールド効果をもたらし、接地部材を経て接地される。上記金属シートは信号端子と接触してはならないので、信号端子は該金属シートと間隔をもって配される。例えば、端子が開放域でのハウジング上面から没入して位置するようにする。

本発明において、シート部材は絶縁層と金属層を有する複合シートであり、絶縁層が端子に面して配置されいるようにすることもできる。こうすれば、シート部材が端子に接触して配置されても、端子と接触するのは絶縁層であり、端子同士の短絡はなく、しかも金属層によって、シールド効果も得る。すなわち、一枚のシート部材で絶縁とシールド効果とを得る。この場合、複合シートは絶縁層が金属層の両側に形成されているようにすることもできる。こうすれば、金属層は上面にあらわれないので、不用意な他の部品との短絡防止あるいは金属層の防錆も図れる。複合シートにおける金属層は、絶縁層に金属箔を接着したり金属メッキを施すことにより形成可能である。

本発明は、ハウジングが平型導体の一端側を受入れる受入部を有し、端子とハウジングの少なくとも一方で加圧部材が開位置と閉位置との間で回動自在に支持されていて閉位置で平型導体と端子の接触部との接圧を高めるようになっており、ハウジングの保持部が加圧部材の回動範囲外に位置していることとする電気コネクタに適用できる。かかる電気コネクタは回路基板上に配さて使用されるので、低背化が特に求められ、本発明に好適である。

本発明において、端子は信号端子と接地部材をなすグランド端子で構成され、シート部材が両端子をハウジングの開放域で覆っているようにすることができる。したがって、シート材が金属シートであったり複合シートで金属層を有している場合は、これらの金属シートあるいは金属層は接地部材たるグランド端子と接触して接地される。

本発明において、接地部材はハウジングに取りつけられた補強金具とすることもできる。補強金具はハウジングを補強すると共に金属シートあるいは複合シートの金属層と接触して接地部材としても機能する。

本発明は、以上のように、端子を保持するハウジングの上壁をなくして、上壁に代えてシート部材を配することとしたので、上壁の厚に比しシート部材の厚みがきわめて小さいことに起因し、その厚みの差分だけコネクタは低背化を図ることができる。しかも、端子等の保護という上壁の機能はそのまま確保でき、むしろ、端子等の変位にシート部材が容易に追従できるという、追加的効果をも得る。さらには、シート部材が金属層をも有するようにするならば、厚みを然程増すことなくシールド効果をもたせることもできる。この場合、金属板のカバー材を有する従来のコネクタに比し、低背化は一層効果的に実現できる。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態のコネクタは、図１に見られるように、平たい形状をなし、電気絶縁材料をモールド成形して得られたハウジング１０と、該ハウジング１０により保持されている金属製の複数の端子２０と、上記ハウジング１０に取り付けられた補強金具３０と、ハウジング１０と端子２０により回動可能に保持されている電気絶縁材料の加圧部材４０と、本発明の特徴たるシート部材５０を有している。

ハウジング１０は、図１にて、隣接せる端子２０同士間での断面を示す図２に見られるように、後部（図にて右部）に端子２０を保持する保持部１１を有し、それよりも前方（図にて左方）には端子２０の接触部を収容し平型導体Ｆを受入れて該接触部と接触せしめる接触領域を形成している。

ハウジング１０の保持部１１は、図２におけるＡ−Ａ断面を示す図４（Ａ）に見られるように、保持孔１２そして保持溝１３とを有している。端子２０は、後述するが、金属板の平坦面をそのまま残して形状づけられて作られており、上記保持孔１２そして保持溝１３も端子２０の板厚に相当する幅をもって形成されている。上記保持溝１３は上方に開放されている。本実施形態では、複数の端子２０が、図１に見られるように、上記保持部１１で配列保持されているが、すべての端子２０に対して上記保持溝１３が上方に開放されていて、ハウジング１０はこの端子の配列範囲で開放域を形成している。上記保持孔１２の下面を形成しているハウジングの底壁１０Ａは後方に延出していて、図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図４（Ｂ）に見られるように、ハウジング１０としては上記底壁１０Ａより上方には何も存在していない。

上記ハウジング１０は、保持部１１よりも前方に形成されている接触領域の下側部に端子収容溝１４そして上側部に平型導体のための受入部１５を形成している。該端子収容溝１４は、ハウジング１０の底壁１０Ａの上面に沿って前後に延びて形成されており、前後方向中間部で底壁１０Ａの開口１０Ｂで下方に開放されている。上記接触領域の上側部をなす上記端子収容溝１４よりも上方では、端子の配列方向（図２にて紙面に直角方向）に連通して開口せる受入部１５が形成されている。該受入部１５は平型導体Ｆの先端部を受入れる空間となる。上記配列方向の両端には、ハウジングの端壁部１６が設けられている（図１参照）。該端壁部１６の外面の一部には、補強金具３０が取り付けられている。この補強金具３０はハウジング１０を補強していると共に、その下縁がハウジング１０の下面と同じレベルにまで下方に延びていて、コネクタが回路基板上に配されたときに、該回路基板の面に形成されている対応グランド回路と接触するようになっている。本発明では、上記端子自体の形態、ハウジングの端子保持形態そして補強金具の形態は、要旨とするところではなく、公知の形態でよい。

上記ハウジング１０により保持されている端子２０は、図１からも明らかなように、本実施形態では、金属板の平坦面をそのまま維持して、外形づけられている。

上記端子は、図２にみられるように、ハウジング１０により保持される被保持部２１が、下部被保持部２２と上部被保持部２３とを有していて、両者からそれぞれ下腕部２４、上腕部２５が前方へ延びて設けられている。上記上腕部２５の前端部には下方に開らいた弯曲状の軸支部２５Ａが形成されている。又、上記下腕部２４は上下方向に弾性を有していて可撓腕をなし、その前端には上方に向く突状の接触部２４Ａが形成されている。

上記端子２０の後端側は、上記被保持部２１から後方に延びてハウジング１０外に突出し、その下部が接続部２６を形成している。該接続部２６は、その下縁２６Ａが回路基板の対応回路部と接面して半田結合されるようになっている。

上記端子２０は被保持部２１がハウジングの保持部１１へ、後方から前方に向けて圧入される。被保持部２１の下部被保持部２２は保持部１１の保持孔１２へ、そして上部被保持部２３は保持溝１３へそれぞれ圧入されて保持される。この上部被保持部２３の上縁は、ハウジングの保持溝１３の開口上縁を形成するハウジングの上面とほぼ同じ面に位置している。

上記ハウジング１０の受入部１５の上方位置には、加圧部材４０が配されている。該加圧部材４０は、図２において下端部に軸部４１を有し、この軸部４１を中心として同図で二点鎖線により示される位置まで回動するように支持されている。この回動支持は、上記軸部４１の軸線方向で加圧部材４０の両端に設けられた端軸でハウジングによって支持されているようにしてもよい。ここで、加圧部材４０の同図に示される位置を開位置、二点鎖線の位置を開位置と称することとする。上記加圧部材４０は、図２において、下部に端子２０の軸支部２５Ａ部分を挿入するためのスリット状の溝４２が複数の端子２０に対応して複数形成されていて、櫛歯状をなしている。上記軸部４１は、各溝４２内で対向内側面同士を連結している。上記加圧部材４０の上部は回動操作を行なうための操作部４３をなしていてる。コネクタの使用に際しては、回路基板上に配された該コネクタに対して、加圧部材４０が開位置にある状態で、平型導体Ｆを受入部１５へ挿入してその先端部分を端子２０の接触部２４Ａ上に配し、しかる後に、上記加圧部材４０を閉位置へ回動して、平型導体Ｆと接触部２４Ａとに接圧を与えて両者を電気的に接続する。

本実施形態のコネクタは、ハウジング１０の保持部１１で保持溝１３が上方に開放されていることにより端子２０の配列範囲にわたり上記保持部１１の上面に形成されている開放域に、シート部材５０が配設されている。図４（Ａ），（Ｂ）に見られるように、このシート部材５０は、例えば、合成樹脂等の電気絶縁材を延伸加工して作られた可撓性を有する絶縁シートである。このシート部材５０は、図４（Ａ）あるいは端子とシート部材のみを示す図３に見られるようにハウジング１０の保持部１１の上面、保持溝１３に挿入されている端子２０の上部被保持部２３の上縁に接触している。このシート部材５０は、上記保持部１１の上面と接着剤により接着されて保持されている。

本発明において、上記シート部材５０は、絶縁シートに代えて、金属箔等の金属シート５１とすることもできる。この金属シート５１もきわめて薄いので、絶縁シートと同様に、可撓性を有する。図５の実施形態では、端子２０は、端子配列方向で、例えば両端に位置する端子がグランド端子２０Ａ（図では左端のグランド端子のみが図示）、そしてその間に位置する他の端子が信号端子２０Ｂとなっており、該信号端子２０Ｂはその上部被保持部２３の上端縁が保持溝１３内に没していて、図５（Ａ），（Ｂ）に見られるように、上記金属シート５１が該信号端子２０Ａとは接触しないようになっている。この金属シート５１は、両端に位置するグランド端子と半田２０Ｃ等により電気的に導通した状態で保持されている。又、この金属シート５１は、グランド端子２０Ａと共に補強金具３０とも接触して該補強金具３０によって保持されていていてもよいし、あるいは、グランド端子２０Ａが存在しないときには、専ら補強金具３０により保持されているうようにすることもできる。

さらには、シート部材５０は、絶縁シートと金属シートの両方の機能を併せもつように絶縁層５２と金属層５３とを有する複合シートとすることも可能である。図６（Ａ）では、金属層５３の両面に絶縁層５２が形成され、一方の絶縁層５２（図では下側の絶縁層）の表面に接着層５４を有している。しかし、このシート部材には、グランド端子や補強金具に対応する部分には、上記絶縁層そして接着剤が設けられていない露呈部分Ｘを形成している。この例のシート部材は、使用に際しては、接着層５４にてハウジング１０の開放域の面そして端子に取付け、上記露呈部分Ｘでグランド端子そして補強金具に半田される。勿論のことながら、接着層５４には剥離シートを取り付けておいて、使用時にこれを剥離することもできる。上記金属層５３としては銅箔、絶縁層５２としてはポリイミドが例示できる。他の例としては、図６（Ｂ）のごとく、絶縁層５２が金属層５３の一方の面にのみ設けるようにしてもよい。図６（Ｂ）では、金属層５３の一方の面にのみ設けるようにしてもよい。図６（Ｂ）では、金属層５３としての銅箔の上面側に絶縁層５２としてのガラエポ層、そして下面側に接着層５４が形成されている。この場合でも、グランド端子や補強金具に対応する部分には、上記接着層を有しない露呈部分Ｙを形成しておく。

さらには、図６（Ｂ）の変形例としては、図６（Ｃ）のごとく、接着剤層５４Ａとして異方向導電性接着剤を用いることもできる。この異方性導電性接着剤は、接着剤中に導電性微粒子が混入されたもので、両面から上下部材により圧力を受けた場合、圧力を受けた部位のみが導通性を生じ、上下部材を導通せしめる性格を有している。この図６（Ｃ）のシート部材の場合は、グランド端子や補強金具に対応する部分に接着剤層を設けないようにする必要がなく、接着剤層５４Ａは全面的に形成されていてよい。このシート部材は、使用時にグランド端子や補強金具に対して圧せられるようにして保持されるようにするだけで十分であり、その圧力によりグランド端子や補強金具と導通する。

さらに、本発明は、図７のごとく一様な金属シート５１の一方の面で必要部位にのみ絶縁層５２を設けるようにしてもよい。このようなシート部材は、絶縁層５２の存在しない露呈部分Ｚで切り離されて、個々のコネクタに取りつけられる。露呈部分Ｚは、グランド端子や補強金具との接触部位となる。なお、露呈部分は、任意の場所に設けることができる。例えば、グランド端子を信号端子と交互に配し、その対応する位置に露呈部分を設け電気的に接触させることができる。ここで絶縁層５２は、ハウジングとは別体なので、モールド成形により金属シート５１に設けることもできる。あるいは、上記露呈部分は、図８（Ａ），（Ｂ）のように、補強金具と接続されているようにでる。図８（Ｂ）に見られる例では、シート部材５０は金属層５３の上下面に絶縁層５２が設けられ、下面側の絶縁層５２は左端部で不存在であり金属層５３の露呈部分を形成している。このシート部材５０は露呈部分で補強金具３０の上面に対し半田により接続されている。

本発明において、金属シートあるいは金属層としての材料そして絶縁シートあるいは絶縁層としての材料は、例示したものに限定されず、他のものに変更できる。金属材料は、例えばアルミニウム、絶縁材料としては、エポキシ、ＬＣＰ(液晶ポリマー）等が挙げられる。

このようにして、本発明では、きわめて薄いシート部材を用いることにより、コネクタの低背化を図り、絶縁シートあるいは絶縁層では端子の保護、そして金属シートあるいは金属層でシールドを行いかつそのグランドをなす。

本発明の一実施形態としてのコネクタの外観を示す斜視図である。 図１のコネクタの端子同士間での断面を示す図である。 図１のコネクタの端子とシート部材のみを抽出して下方から見たときの斜視図である。 図１のコネクタの保持部における断面で、（Ａ）は図２でのＡ−Ａ線、（Ｂ）は図２でのＢ−Ｂ線での断面図である。 図４の形態の変形例で、（Ａ）は図４（Ａ）、（Ｂ）は図４（Ｂ）に対応する位置での断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はシート部材の変形例としての各種複合シートを示す断面図である。 複合シートの他の変形例を示す図である。 シート部材が補強金具に接続されている例を示し、（Ａ）はコネクタの斜視図、（Ｂ）は補強金具近傍についての断面図である。

符号の説明

１０ ハウジング ４０ 加圧部材
１１ 保持部 ５０ シート部材
１５ 受入部 ５１ 金属シート
２０ 端子 ５２ 絶縁層
２４Ａ 接触部 ５３ 金属層
３０補強金具 Ｆ 平型導体

Claims (8)

1. 回路基板上に配される電気コネクタであって、端子が絶縁材のハウジングの保持部により配列保持され、該端子の接続部がハウジング外に露呈し上記回路基板と接続可能となっている電気コネクタにおいて、ハウジングの保持部は少なくとも端子の配列範囲内上方に開放された開放域を形成し、少なくとも該開放域の一部を覆うシート部材が該開放域に配されていることを特徴とする電気コネクタ。
2. シート部材は絶縁シートであることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. シート部材は金属シートであり、ハウジングには信号端子と接地部材とが保持されていて、上記金属シートは信号端子と隙間をもって配され接地部材と接触した状態で該接地部材に付着されていることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
4. シート部材は絶縁層と金属層を有する複合シートであり、絶縁層が端子に面して配置されいることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 複合シートは絶縁層が金属層の両側に形成されていることとする請求項４に記載の電気コネクタ。
6. ハウジングは平型導体の一端側を受入れる受入部が形成され、端子とハウジングの少なくとも一方で加圧部材が開位置と閉位置との間で回動自在に支持されていて閉位置で平型導体と端子の接触部との接圧を高めるようになっており、ハウジングの保持部が加圧部材の回動範囲外に位置していることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 端子は信号端子と接地部材をなすグランド端子で構成され、シート部材が両端子をハウジングの開放域で覆っていることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
8. 接地部材はハウジングに取りつけられた補強金具であることとする請求項３に記載の電気コネクタ。

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