JP2007258001A - フレキシブル基板付き電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 低背化を可能とし外力に対し強いフレキシブル基板付き電気コネクタを提供することを課題とする。
【解決手段】 フレキシブル基板Ｆに取り付けられ、他の基板Ｐに取りつけられた相手コネクタ３０と嵌合することにより、両基板を電気的に接続するフレキシブル基板付き電気コネクタであって、ハウジング１１は相手コネクタ３０を受入れる空間をなす受入部１４が形成され、該受入部１４の一対の対向内壁に沿って相手コネクタ３０の相手端子３４と接触する端子１２が配列されている電気コネクタにおいて、金属板から形成された金属シェル１３がハウジング１１に取りつけられており、該金属シェル１３はコネクタ嵌合方向に平行な面をなすハウジング１１の周囲外側面のうち、少なくともフレキシブル基板の長手方向に延びる外側面の周方向での少なくとも一部を覆う側面部２１を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明はフレキシブル基板付き電気コネクタに関する。

携帯電話などの小型電子機器においては、狭い空間内で２枚の回路基板（フレキシブル基板を含む）を対面させ、回路基板用コネクタを用いて両回路基板を電気的に接続させている。

このような回路基板用コネクタは、電子機器の小型化に伴って回路基板上での、占有面積の狭小化が要求されるとともに、両回路基板間の距離（間隔）を小さくするために低背化も要求されている。低背化については、例えば、コネクタを嵌合させた状態での厚み寸法（スタッキング高さ）が１．０ｍｍ以下である低背のコネクタが要求されている。

かかるコネクタにフレキシブル基板を接続した例として、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のコネクタでは、該コネクタの相手コネクタとの挿抜のための力を受けたとき、フレキシブル基板が容易に撓んでしまってこの力を支えないが故に、コネクタがこの力をまともに受けることから生ずるコネクタの負担を軽減するように、コネクタの接続部位でフレキシブル基板の裏面に補強部材を貼着している。
特開平１１−１１１４０１

特許文献１のフレキシブル基板付きコネクタを上述した低背化の要請に応えられるようにするには、端子を保持する合成樹脂製のハウジングの厚み寸法を小さくする必要があるが、単に厚み寸法を小さくしただけでは、例えば、コネクタの嵌合状態で当該コネクタに過大な力が加えられた場合には、強度が十分でないために、ハウジングに割れなどの破損が生じる虞れが高くなる。そこで、上記補強部材を設けることとするとその厚み分だけ寸法が大きくなってしまい、ハウジングの厚み寸法を小さくしたことの意味がなくなる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、低背化しながらも外力に対する強度が高いフレキシブル基板付き電気コネクタを提供することにある。

本発明に係るフレキシブル基板付き電気コネクタは、フレキシブル基板に取り付けられ、他の基板に取りつけられた相手コネクタと嵌合することにより、両基板を電気的に接続するフレキシブル基板付き電気コネクタであって、ハウジングは相手コネクタを受入れる空間をなす受入部が形成され、該受入部の一対の対向内壁に沿って相手コネクタの相手端子と接触する端子が配列されている。

かかる電気コネクタにおいて、本発明では、金属板から形成された金属シェルがハウジングに取りつけられており、該金属シェルはコネクタ嵌合方向に平行な面をなすハウジングの周囲外側面のうち、少なくともフレキシブル基板の長手方向に延びる外側面の周方向での少なくとも一部を覆う側面部を有していることを特徴としている。

このような構成の電気コネクタの相手コネクタとの挿抜は、フレキシブル基板を摘んだ状態で行われ、フレキシブル基板の長手方向での腕長をもつモーメントがコネクタに作用する。本発明では、上記フレキシブル基板の長手方向に金属シェルの側面部がハウジングの側面に配設されているため、上記モーメントに対抗する剛性が大きくなりコネクタに作用する曲げに対して十分に対抗でき、しかも側方に上記側面部の板厚分だけ大きくなるのみで低背化を維持する。

かかる本発明において、金属シェルは、側面部がハウジングに取付られている部位にて該ハウジングの全高さ範囲に及んでいることが好ましい。こうすることにより、上記金属シェルの側面部がその上下端面でフレキシブル基板と他の基板としての回路基板からの力を直接受けることとなり、ハウジングが負担する力がさらに軽減する。

上記金属シェルは側面部がフレキシブル基板の長手方向でハウジングの全長範囲に及んでいることが好ましい。これにより、側面部が大きくなり、それだけ強度が向上する。

本発明において、金属シェルは、例えば、ハウジングと一体モールド成形されることによりハウジングとの取付を確実に行える。その場合、金属シェルは、ハウジングと凹凸部をもって噛み合った状態で一体モールド成形されていることとするならば、ハウジングと金属シェルとの保持力はさらに強固になる。

本発明において、金属シェルはフレキシブル基板に対して、半田固定可能な接続部を有していることが好ましい。こうすることにより、金属シェルとフレキシブル基板との保持力が大となる。

本発明は、以上のように、フレキシブル基板長手方向におけるハウジング側面の周方向での少なくとも一部に金属シェルの側面部を設けることとしたので、コネクタの挿抜時にフレキシブル基板からコネクタが最も曲げ応力を受ける部位でハウジングを補強し、しかも上記側面部板面内で上記曲げ応力を受けるので低背化設計されたコネクタを高くせず、しかも側方にも然程大型化することもなくその剛性をきわめて大きく確保できる。その結果、ハウジングの負担を軽減することとなり、コネクタの変形を防止し、コネクタの信頼性を維持する。

以下、添付図面の図１ないし図４にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１において、本実施形態のコネクタ１０は相手コネクタ３０と嵌合接続される。

コネクタ１０は、その下面で、フレキシブル基板Ｆに取りつけられ接続される。該コネクタ１０は、全体として薄型で外形が長方形をなし中央部に貫通せる長方形孔部が形成された平面形状を有している。このコネクタ１０は中央に、相手コネクタ３０を受入れる受入部としての孔部が形成されたハウジング１１に端子１２が保持され、かつ、このハウジング１１の外面に金属シェル１３が取りつけられている。

ハウジング１１は、平面形状にて、外形が長方形で中央に長方形の孔部１４が形成されている。かかるハウジング１１は、該孔部１４の長手方向に延びる対向内壁面に端子１２の接触部１２Ｂ１が上記長手方向に定間隔で配列形成されている。これらの端子１２を収めるための端子溝１６は、図３（フレキシブル基板の図示は省略されている）、図４にも見られるように、上記孔部１４の対向内壁面と上面に開口して形成されており、その端子溝１６の内部には島状の固定部１６Ａが設けられている。又、上記孔部１４の対向内壁面は、上記端子溝１６の開口縁で縦方向に延びる凹部１７Ａをなし、隣接する端子溝同士間にはこの凹部と平行な凸部１７Ｂが設けられ、この凹凸部を交互にくり返して、歯状部１７を形成している。

上記端子１２の配列範囲の端部には、ハウジング１１の上面に、凸条部１１Ａが形成されている。この凸条部１１Ａは、上記端子１２の配列範囲におけるハウジングの上面１１Ｂよりも後述の金属シェルの板厚に相当する寸法だけ段状に突出している。さらに、上記ハウジングの上面には、孔部１４の長手方向端部の縁に、上記凸条部１１Ａと同じ高さの凸縁部１１Ｃも形成されている。

上記ハウジング１１は、上記孔部１４の長手方向に延びる対向内壁面には、同方向で上記凸条部１１Ａに端子配列範囲外で隣接する位置に係止凹部１８が形成され、又、上記長手方向端部での対向端部内面には接触片用凹部１９が比較的大きく形成されている。

上記ハウジング１１の端子溝１６に収められている端子１２は、図３そして図４（図３では、フレキシブル基板と回路基板の図示が省略されている）によく見られるように、金属板の板面を維持して形状づけられている。端子１２は、逆Ｌ字状をなす基部１２Ａと、この基部１２Ａから延びるＳ字状の弾性腕部１２Ｂとを有している。上記基部１２Ａは剛性を有し取付凹部１２Ａ１が形成されていて、該取付凹部１２Ａ１にて既述の島状の固定部１６Ａに嵌着取付けされる。弾性腕部１２Ｂはその自由端側が接触部１２Ｂ１をなしていて、端子１２が端子溝１６に収められたとき、この接触部１２Ｂ１が、該端子溝１６の凹部１７Ａに若干突出している。又、上記基部１２Ａの自由端たる下端はハウジング１１の底面から若干突出してフレキシブル基板との接触のための接続部１２Ｃをなしている。端子１２は、以上のごとく、ハウジングの外側面からは突出していない。上記ハウジングとのモールド一体形成により該ハウジング１１の外側面に取りつけられている金属シェル１３は、一枚の金属板を加工して作られており、上面部２０、側面部２１、副側面部２２を有している。

上面部２０は、ハウジングの長手方向で、上記凸条部１１Ａよりも端部側の領域でハウジング上面を覆っており、該凸条部１１Ａ及び上記凸縁部１１Ｃと密接してこれらと同一平面を形成している。したがって、ハウジング上面は、上記端子の配列範囲が露呈しているが、この範囲でのハウジング上面は、上記金属シェル１３の上面部２０よりも該金属シェル１３の板厚分だけ低くなっている。

ハウジング１１の長手方向に延びる外側面は、全域にわたり金属シェル１３の側面部２１により覆われている。この側面部２１には、局所に小孔２１Ａが穿設されていて、ここにモールド一体成形されたハウジング１１の部分１１Ｄが入り込んで、互に凹凸部を形成して噛み合うことで、金属シェル１３の保持を強固としている。この側面部２１は、上記ハウジング１１の長手方向に延びる外側面をほぼ全面的に覆っているが、上縁、下縁にて一部極く浅く切り込まれた部分もある。しかし、下縁そして上縁には、コネクタの高さ方向で最低位そして最高位に位置する当接部２１Ｂ，２１Ｃが形成されている。当接部２１Ｂは当該コネクタ１０がフレキシブル基板Ｆに取りつけられたときにこのフレキシブル基板Ｆの面に当接する位置に、そして当接部２１Ｃは、相手コネクタ３０が他の回路基板に取りつけられこの相手コネクタ３０が当該コネクタ１０に嵌合したときに、この他の回路基板の面に当接する位置にある。該側面部２１は、上記上面部２０と屈曲部を介してつながっている。

ハウジングの長手方向に対して直角な方向に延びる外側面は、金属シェル１３の副側面部２２により大きく覆われている。該副側面部２２は、上記上面部２０から屈曲部を経て形成されている。この副側面部２２にも、上記側面部２１の下縁における当接部２１Ｂと同様に、フレキシブル基板Ｆと当接する位置に当接部２２Ａが形成されている。

このように、上面部２０、側面部２１そして副側面部２２を互に直交する方向に一体形成しているので、これらの各部が互に補強し合い、金属シェル１３は強度の高いものとなっている。

かかる金属シェル１３は、ハウジング１１の孔部１４側にロック部２３と接触片２４が延出形成されている。ロック部２３は、該ロック部２３の端縁が上記ハウジング１１の係止凹部１８へその内壁面に密着するように収められ逆Ｌ字状をなし高い剛性を有している。接触片２４は、ハウジング１１の接触片用凹部１９に収められるように、略逆Ｌ字状に屈曲され斜面２４Ａを有している。この接触片２４は、上記接触片用凹部１９の内壁面とは非接触で、撓みを可能とする弾性を有している。

このような本実施形態のコネクタ１０に対し、相手コネクタ３０は、平面形状そして高さ寸法において、上記コネクタ１０の孔部１４に完全に収まる形状そして大きさに作られている。なお、図１では相手コネクタが取り付けられる回路基板は図示が省略されている。

相手コネクタ３０のハウジング３１は、平面形状が上記孔部１４に一致した外形をもつ長方形で板状をなしている。該ハウジング３１には、長手方向に延びる両側部に、上下そして側方に開口した端子溝３２が配列形成され、図３そして図４に見られるように、各端子溝３２には内部下部に島状の固定部３２Ａが設けられている。

上記端子溝３２が形成されている位置では、上記ハウジング３１の側面は縦方向に延びる凹部３３Ａをなし、隣接する端子溝同士間にはこの凹部と平行な凸部３３Ｂが設けられ、この凹凸を交互にくり返して、歯状部３３を形成している。この歯状部３３は、上記コネクタ１０との嵌合時に、コネクタ１０の歯状部１７と噛み合う。

上記端子溝３２に収められている端子３４は、図３そして図４に見られるように、金属板の板面を維持して形状づけられており、逆Ｕ字状をなしている。下部には、逆Ｕ字状の取付凹部３４Ａが形成されていて、端子３４が上方から端子溝３２へ挿入されたとき、上記取付凹部３４Ａが島状の固定部３２Ａへ嵌着取付けされる。上記端子３４は、上記端子溝３２へ若干突出する接触部３５が側縁に形成され、上縁には上方に突出する接続部３６が設けられている。

上記ハウジング３１には、その長手方向両端近傍に、固定金具３７が取りつけられている。この固定金具３７は、金属板を屈曲加工して作られており、基部３７Ａから上方に突出する脚状の二つの接続部３７Ｂ、基部３７Ａから該基部３７Ａと同一面内でＪ字状に延びる弾性腕として形成された二つの被ロック部３７Ｃ、そして上記基部３７Ａに対して板面方向にＪ字状に形成された接触部３７Ｄとを有している。該固定金具３７には、図１にて下方からハウジング３１へ挿着され、上記接続部３７Ｂが上方へ、被ロック部３７Ｃの自由端部が側方へ、上記接触部３７Ｄが端面側へ、ハウジング３１からそれぞれ突出する。

本実施形態では、コネクタ１０と相手コネクタ３０は、次の要領で使用される。

（１）先ず、コネクタ１０がフレキシブル基板Ｆにそして相手コネクタ３０が回路基板に取りつけられる。コネクタ１０は、図１のごとく、該コネクタの長手方向がフレキシブル基板Ｆの長手方向と一致するように、フレキシブル基板Ｆ上に配されて、端子１２の接続部１２Ｃが対応回路部と半田接続される。又、金属シェル１３の当接部２１Ｂ，２２Ａがフレキシブル基板Ｆと当接するので、必要に応じ、ここでも半田接続固定を行ってもよい。また、相手コネクタ３０は、図１において、コネクタの上面が下方に向くようにして反転して回路基板Ｐ上に配されて（図２参照）、端子３４の接続部３６を対応回路部と半田接続すると共に、固定金具３７の接続部３７Ｂを対応部と半田接続固定する。かくして、コネクタ１０はフレキシブル基板付きコネクタ、相手コネクタ３０は回路基板付きコネクタとなる。

（２）二つの基板付きコネクタ１０，３０を接続するには、互に基板Ｆ，Ｐを対面させるようにして摘んだ状態で、コネクタ１０の孔部１４に相手コネクタ３０が位置合せされ、次に嵌合される。嵌合により、相手コネクタ３０の端子３４の接触部３５がコネクタ１０の端子１２の接触部１２Ｂ１と接触し、相手コネクタ３０の固定金具３７の被ロック部３７Ｃがコネクタ１０の金属シェル１３のロック部２３と係合し、相手コネクタ３０の固定金具３７の接触部３７Ｄがコネクタ１０の金属シェル１３の接触片２４と接触するようになる。かくして、二つのコネクタ１０，３０は、端子１２，３４同士で接続され、ロック部２３と被ロック部３７Ｃとの係合で互に抜けが防止され、金属シェル１３の接触片２４と固定金具３７の接触部３７Ｄとの接触によりグランドがなされる。相手コネクタ３０は、嵌合終了時には、その高さ方向にて、コネクタ１０の孔部１４内に完全に収まる。したがって、コネクタ１０の金属シェル１３はその当接部２１Ｃそして上面部２０にて相手コネクタ３０の回路基板Ｐと当接している。

（３）二つのコネクタ１０，３０の上述の嵌合、そしてその後の抜出時には、通常、コネクタ１０が接続されているフレキシブル基板Ｆを摘んで行なわれる。したがって、コネクタ１０，３０には、撓み易いフレキシブル基板Ｆから、該フレキシブル基板Ｆの長手方向に腕長をもつ大きな曲げモーメントが加わる。特に、コネクタ１０は、外形寸法が大きく、しかも中央に孔部１４が形成されているので、上記モーメントの影響を受けやすい。しかし、コネクタ１０には、モーメントが大きく作用するフレキシブル基板長手方向外側面に金属シェル１３の側面部２１が取りつけられているので、このモーメントに十分に対抗する。しかも、側面部２１は、上方の当接部２１Ｃにて相手コネクタ３０の回路基板Ｐと当接しているので、このコネクタ１０のフレキシブル基板Ｆからのモーメントや力を直接受けて下方の当接部２１Ｃでコネクタ３０の回路基板Ｐへ伝えてしまい、コネクタ１０のハウジング１１の負担を大幅に軽減する。これは、副側面部２２においても同様である。さらには、側面部２１、副側面部２２そして上面部２０が直交して一体に形成されているので、互に補強し合い高強度となっていて、上記モーメントや力には十分耐える。又、金属シェル１３は部分的ではあるが、シールドを行い、相手コネクタ３０の補強金具３７を介してグランドされる。

（４）コネクタ１０，３０同士が嵌合している状態で、これらコネクタを採用せる電子機器等が落下して、コネクタに衝撃力を受けたときには、ハウジング１１，３１がその歯状部１７，３３が互に多数の凹凸で噛み合っているので、端子の接触部には衝撃力が伝達されず端子が保護され接触状態が良好に保たれる。又、ハウジングは上記歯状部１７，３３の多数の噛い合い部分で応力を分散して受けるので、ハウジング自体も損傷の危険が低い。

本発明は、図示の形態に限定されずに種々変更が可能である。例えば、金属シェルの側面部や副側面部は、当接部を有してフレキシブル基板や相手コネクタの回路基板と当接していることを要せず、ハウジングの高さ方向での一部に設けられていてもよい。これでも、ハウジングの補強は十分になされる。

本発明の一実施形態としてのフレキシブル基板付きコネクタと相手コネクタとを嵌合前の状態で示す斜視図である。 図１のコネクタを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図１のコネクタ及び相手コネクタの嵌合前の断面斜視図である。 図３の両コネクタの断面図である。

符号の説明

１０ コネクタ １３ 金属シェル
１１ ハウジング １４ 受入部（孔部）
１２ 端子 ２１ 側面部
１２Ｂ１ 接触部 ３０ 相手コネクタ
１２Ｃ 接続部 Ｆ フレキシブル基板

Claims (6)

1. フレキシブル基板に取り付けられ、他の基板に取りつけられた相手コネクタと嵌合することにより、両基板を電気的に接続するフレキシブル基板付き電気コネクタであって、ハウジングは相手コネクタを受入れる空間をなす受入部が形成され、該受入部の一対の対向内壁に沿って相手コネクタの相手端子と接触する端子が配列されている電気コネクタにおいて、金属板から形成された金属シェルがハウジングに取りつけられており、該金属シェルはコネクタ嵌合方向に平行な面をなすハウジングの周囲外側面のうち、少なくともフレキシブル基板の長手方向に延びる外側面の周方向での少なくとも一部を覆う側面部を有していることを特徴とするフレキシブル基板付き電気コネクタ。
2. 金属シェルは、側面部がハウジングに取付られている部位にて該ハウジングの全高さ範囲に及んでいることとする請求項１に記載のフレキシブル基板付き電気コネクタ。
3. 金属シェルは側面部がフレキシブル基板の長手方向でハウジングの全長範囲に及んでいることとする請求項１又は請求項２に記載のフレキシブル基板付き電気コネクタ。
4. 金属シェルは、ハウジングと一体モールド成形されていることとする請求項１ないし請求項３のうちの一つに記載のフレキシブル基板付き電気コネクタ。
5. 金属シェルは、ハウジングと凹凸部をもって噛み合った状態で一体モールド成形されていることとする請求項４に記載のフレキシブル基板付き電気コネクタ。
6. 金属シェルはフレキシブル基板に対して、半田固定可能な接続部を有していることとする請求項１ないし請求項５のうちの一つに記載のフレキシブル基板付き電気コネクタ。

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