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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung
Nr. 2004-355045, welche mittels Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
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Die
Erfindung betrifft einen Einpressanschluss zum Einpressen in ein
Durchgangsloch und zum elektrischen Kontaktieren eines elektrisch
leitfähigen
Elements, das an die Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs
angeformt ist, sowie eine Leiterplatte, bei der der Einpressanschluss
verwendet wird.
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Üblicherweise
ist an einer Leiterplatte ein Durchgangsloch ausgebildet, in welches
ein Einpressanschluss einsetzbar ist. Der Einpressanschluss weist
einen Einpressabschnitt auf, der mechanisch in dem Durchgangsloch
gehalten wird, wenn der Einpressabschnitt in das Durchgangsloch
eingesetzt ist. Eine Ausgestaltung eines Einpressanschlusses ist
in dem japanischen Patentanmeldungsdokument JP-A, H05-114427 (Seite
2 und 5) beschrieben
und in 14 der vorliegenden Anmeldung
gezeigt.
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Der
Einpressanschluss 50 ist mittels Formpressens geformt und
aus beispielsweise einer Kupferlegierung, einer Aluminiumlegierung
oder dergleichen hergestellt. Der Einpressabschnitt 52 ist
zwischen einem Einführabschnitt
und einem an einem hinteren Ende des Einpressanschlusses 50 vorgesehenen
elektrischen Kontaktabschnitt angeordnet. Der Einpressabschnitt 52 weist
in seiner Mitte einen dünn
ausgeführten
Abschnitt 52a auf. Daher wird, wenn der Einpressanschluss 50 in
das Durchgangsloch 55a eingepresst wird, jede Seite des
Einpressabschnitts 52 bei dem dünn ausgeführten Abschnitt 52a elastisch
verformt.
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Jedoch
besteht ein Problem darin, dass der Verformungsgrad des Einpressabschnitts 52 gering ist.
In diesem Zusammenhang ist in dem japanischen Patentanmeldungsdokument
JP-A, 2003-283093 (Seiten 3 bis 4 und 1)
eine andere Ausgestaltung eines Einpressanschlusses 60 beschrieben,
welche in 15 der vorliegenden
Anmeldung gezeigt ist.
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Wie
in 15 gezeigt, weist
ein Einpressanschluss 60 ein Paar von federnden Kontakten 63 als den
Einpressabschnitt 63 auf. Die federnden Kontakte 63 sind
an beiden Seiten eines als Verformungsraum 62 vorgesehenen
Schlitzes ausgebildet und können
sich in eine Verengungsrichtung des Verformungsraums 62 elastisch
verformen. Als ein Einführabschnitt 61 ist
in Verlängerung
der federnden Kontakte 63 ein distales Ende des Einpressanschlusses 60 an
seinem Ende spitz zulaufend ausgebildet, so dass es in ein Durchgangsloch 65a einer
Leiterplatte 65 problemlos eingeführt bzw. eingepresst werden
kann.
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Wenn
der Einpressanschluss 60 in das Durchgangsloch 65a eingepresst
wird, werden das Paar von federnden Kontakten 63 an der
Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs 65a verformt.
Die federnden Kontakte 63 sind dann in einer vorbestimmten
Tiefe in dem Durchgangsloch 65a platziert und werden von
ihrer eigenen Rückstellkraft gegen
die Verformung mechanisch in dem Durchgangsloch 65a gehalten.
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Da
der Verformungsgrad der federnden Kontakte groß ist, ist es möglich, den
Einpressanschluss 60 mit geringer Einpresskraft einzupressen.
Jedoch besteht, da die federnden Kontakte 63 dünn ausgeführt sind,
ein Problem darin, dass die auf der Rückstellkraft der federnden
Kontakte 63 basierende Anschlusshaltekraft zum Halten des
Einpressanschluss 60 in dem Durchgangsloch 65a gering
ist.
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Andererseits
wird, wenn die federnden Kontakte 63 dick ausgeführt sind,
um deren Rückstellkraft
zu erhöhen,
die Anschlusshaltekraft erhöht.
Jedoch ist eine große
Einpresskraft erforderlich, um den Einpressanschluss 60 in
das Durchgangsloch 65a einzupressen. Dies führt zu Problemen,
wie beispielsweise einem Abschaben der an der Innenseite der Umfangswand
des Durchgangslochs 65a vorgesehenen elektrisch leitfähigen Schicht,
so dass der Kunstharz des Trägermaterials
der Leiterplatte 65 hervortritt, einem derartigen Beschädigen der
Leiterplatte 65, dass sie durch teilweises Trennen ihrer
Leiterbahnen ihre vorgesehene elektrische Leitfähigkeit verliert, einem Verbiegen
des Einpressanschlusses 60 und dergleichen.
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Ferner
kann sich, wenn die Rückstellkraft
der federnden Kontakte 63 groß ist, die Anschlusshaltekraft
leicht durch die Endabmessungen des Durchgangslochs 65a und
des Einpressanschlusses 60 verändern. Daher ist die Kontaktbeständigkeit
bzw. Kontaktzuverlässigkeit
dieser Einpressanschluss-Anordnung reduziert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einpressanschluss und
ein den Einpressanschluss aufnehmendes Leiterplattenmodul bereitzustellen,
bei denen die Anschlusshaltekraft erhöht, die Einpresskraft reduziert
und die elektrische Kontaktbeständigkeit
verbessert sind.
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Dies
wird erfindungsgemäß mit einem
Einpressanschluss erreicht, der in ein Durchgangsloch eines Anschlussaufnahmeelementes
einpressbar ist zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit der Innenseite
der Umfangswand des Durchgangslochs, wobei der Einpressanschluss
ein Paar federnde Kontakte, die Innenseiten aufweisen, an denen
jeweils ein Anlageabschnitt ausgebildet ist, und einen Verformungsraum
aufweist, in welchen hinein die federnden Kontakte verformbar sind,
wobei die federnden Kontakte zum aneinander Anliegen in einer Verengungsrichtung
des Verformungsraums verformbar und zusätzlich in einer von der Verengungsrichtung bzw.
Anlagerichtung verschiedenen Richtung verformbar sind, und wobei
die verformten, federnden Kontakte von in zwei Richtungen wirkenden
Rückstellkräften der
federnden Kontakte in Druckkontakt mit der Innenseite der Umfangswand
des Durchgangslochs haltbar sind.
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Gemäß dem Obigen
wird, wenn der erfindungsgemäße Einpressanschluss
in das Durchgangsloch eingepresst wird, das Paar von an beiden Seiten
des Verformungsraums separierten, federnden Kontakten so elastisch
in eine Richtung verformt, dass die Anlageabschnitte aneinanderstoßen und der
Verformungsraum verengt wird. Dann liegen die Anlageabschnitte der
federnden Kontakte aneinander an und die weitergehende Verformung
in der Anlagerichtung, d.h. in der Richtung, in der die beiden federnden
Kontakte aneinander zum Anliegen kommen, wird gesteuert durchgeführt. Dann
wird, wenn die federnden Kontakte weiter in das Durchgangsloch eingepresst
werden, das Paar federnde Kontakte in eine von der Anlagerichtung
verschiedenen Richtung verformt.
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Gemäß dem Obigen
kann das Paar federnde Kontakte in zwei Richtungen elastisch verformt
werden. Daher ist es im Vergleich mit federnden Kontakten, die in
nur eine Richtung verformbar sind, möglich, an den in zwei Richtungen
verformbaren, federnden Kontakten einen größeren Gesamtverformungsgrad
zu erzielen. Daher kann, sogar wenn das Paar federnde Kontakte zum
Erhöhen
der Anschlusshaltekraft dick ausgeführt ist und folglich der Verformungsraum
enger wird, das Paar federnde Kontakte ohne Erhöhen der Einpresskraft in das
Durchgangsloch eingepresst werden. Ferner kontaktiert das Paar von federnden
Kontakten die Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs fest
mit der Summe von Rückstellkräften in
zwei Richtungen. Daher ist die elektrische Kontaktbeständigkeit
verbessert. Hierbei ist die Einpresskraft definiert als Druckkraft
zum Drücken
des Einpressanschlusses in seine Axialrichtung. Die Anschlusshaltekraft
ist hier definiert als Haltekraft, die als nach außen gerichtete
Kraft an der Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs zum
Halten des Einpressanschlusses wirkt.
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Bevorzugt
weist jeder der Anlageabschnitte eine schräge Wand bzw. Schrägwand auf,
mittels welcher eine Relativverlagerung des jeweiligen Kontakts
in der von der Anlagerichtung verschiedenen Richtung bewirkt wird.
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Gemäß dem Obigen
geben die aneinanderstoßenden
Anlageabschnitte an dem Paar federnde Kontakte die nur in Anlagerichtung
stattfindende, elastische Verformung der federnden Kontakte vor. Dann
wird das Paar federnde Kontakte durch ein gegeneinander Verschieben
der Schrägwände zusätzlich in
der von der Anlagerichtung verschiedenen Richtung elastisch verformt.
Dadurch wirken an der Umfangswand des Durchgangslochs Rückstellkräfte in zwei
Richtungen.
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Bevorzugt
ist das Paar federnde Kontakte im Querschnitt senkrecht zu seiner
Längsachse
im Wesentlichen V-förmig
ausgebildet und weist einen Abschnitt auf, der als Abstützpunkt
für eine
elastische Verformung in der von der Anlagerichtung verschiedenen
Richtung dient.
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Gemäß dem Obigen
geben die aneinanderstoßenden
Anlageabschnitte an dem Paar federnde Kontakte die nur in Anlagerichtung
stattfindende, elastische Verformung der federnden Kontakte vor. Dann
wird das Paar federnde Kontakte an den aneinanderstoßenden Anlageabschnitten
so in Verengungsrichtung bzw. entlang einer Verengungsbahn verbogen,
dass sich ein Öffnungswinkel
zwischen den v-förmigen,
federnden Kontakten verkleinert.
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Zur
Lösung
der o.g. Aufgabe der Erfindung ist ferner ein Leiterplattenmodul
bereitgestellt, das einen erfindungsgemäßen Einpressanschluss und eine
Leiterplatte aufweist mit einem Durchgangsloch zum Einpressen und
Halten des Paars von federnden Kontakten.
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Gemäß dem Obigen
kann, sogar wenn die Rückstellkraft
des Paars von federnden Kontakten groß ist, der Verformungsgrad
des Paars von federnden Kontakten groß sein. Daher können die
Anschlusshaltekraft des Paars von federnden Kontakten groß und die
Einpresskraft gering sein.
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Bevorzugt
ist ein Verbindergehäuse
zum Halten der Einpressanschlüsse
an die Leiterplatte montiert.
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Gemäß dem Obigen
sind eine Mehrzahl von Einpressanschlüssen gemeinsam in dem Verbindergehäuse gehalten.
Mittels des Verbindergehäuses wird
eine Verstärkung
der dünnen
Einpressanschlüsse
erzielt und wird ein Kurzschluss zwischen den Einpressanschlüssen verhindert.
Ferner verbessert ein Montieren des die Einpressanschlüsse haltenden Verbindergehäuses an
die Leiterplatte die Möglichkeit,
die Einpressanschlüsse
an der Leiterplatte anzuschließen.
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Die
Erfindung wird nun anhand bevorzug er Ausführungsformen mit Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung detaillierter beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einpressanschlusses.
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2 zeigt
eine Vorderansicht des in 1 gezeigten
Einpressanschlusses.
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3 zeigt
eine Schnittansicht, gesehen entlang einer Linie A-A' in 2.
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4 zeigt
eine Schnittansicht einer Leiterplatte mit einem Durchgangsloch,
in welches der Einpressanschluss von 1 in einer
vorbestimmten Position eingepresst ist.
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5 zeigt
eine Schnittansicht, gesehen entlang einer Linie B-B' in 4.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einpressanschlusses.
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7 zeigt
eine Vorderansicht des in 6 gezeigten
Einpressanschlusses.
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8 zeigt
eine Schnittansicht, gesehen entlang einer Linie C-C' in 7.
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9 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines Paars federnde Kontakte des Einpressanschlusses von 6.
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10 zeigt
eine Schnittansicht einer Leiterplatte mit einem Durchgangsloch,
in welches der Einpressanschluss von 6 geringfügig eingeführt bzw.
eingedrückt
ist.
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11 zeigt
eine Schnittansicht, gesehen entlang einer Linie D-D' in 10.
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12 zeigt
eine Schnittansicht einer Leiterplatte mit einem Durchgangsloch,
in welches der Einpressanschluss von 6 in eine
tiefe Position eingepresst ist.
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13 zeigt
eine Schnittansicht, gesehen entlang einer Linie E-E' in 12.
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14A zeigt eine erläuternde Ansicht einer Ausgestaltung
eines üblichen
Einpressanschlusses bevor dieser in ein Durchgangsloch eingepresst
wird.
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14B zeigt eine erläuternde Ansicht des in 14A gezeigten, üblichen Einpressanschlusses nachdem
dieser in ein Durchgangsloch eingepresst wurde.
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15 zeigt
eine Schnittansicht einer anderen Ausgestaltung eines üblichen
Einpressanschlusses.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 eine
erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Einpressanschlusses
beschrieben.
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Ein
Einpressanschluss 1 gemäß der ersten Ausführungsform
ist mittels Pressens eines elektrisch leitfähigen Trägermaterials, das beispielsweise von
einer Kupferlegierung gebildet ist, in einer Streifenform ausgebildet.
Der Einpressanschluss 1 weist auf: einen Einführabschnitt 2 zum
Einsetzen in ein Durchgangsloch 13a einer Leiterplatte 12 (siehe 2),
ein Paar federnde Kontakte 3, die in Fortsetzung des Einführabschnitts 2 und
im Verhältnis
zu diesem vergrößert, d.h.
nach außen
vorstehend, ausgebildet sind, einen Trägermaterial-Einpressabschnitt 27,
der den Einführabschnitt 2 und
die federnden Kontakte 3 aufweist, einen Gehäuse-Einpressabschnitt 4,
der in Fortsetzung der federnden Kontakte 3 ausgebildet
ist zum Einpressen in ein Verbindergehäuse 16 (siehe 4),
und einen dünnen
bzw. flachen, elektrischen Kontakt 5, der in Fortsetzung des
Gehäuse-Einpressabschnitts 4 ausgebildet
ist.
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Ein
Direktmontage-Verbinder 15 weist das Verbindergehäuse 16,
das beispielsweise aus Kunstharz hergestellt ist, und eine Mehrzahl
von Einpressanschlüssen 1 auf,
die in das Verbindergehäuse 16 eingepresst
sind. Wie in 4 gezeigt, weist ein Leiterplattenmodul 20 die
Leiterplatte 12 und den Direktmontage-Verbinder 15 auf,
der direkt an die Leiterplatte 12 montiert ist.
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Wie
in 2 gezeigt, weist die Leiterplatte 12 ein
isolierendes Trägermaterial 13 und
eine elektrische Leiterbahn 14 auf, die in einem Schaltkreismuster
auf dem isolierenden Trägermaterial 13 ausgebildet
ist. Das isolierende Trägermaterial 13 ist
von einem organischen Material, wie beispielsweise Epoxydharz, gebildet
und weist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 13a auf, die
mittels eines Hartmetallbohrers mit einem sehr kleinen Durchmesser oder
mittels eines Lasers hergestellt sind. Die Innenseiten der Umfangswände der
Durchgangslöcher 13a sind
jeweils mit elektrisch leitfähigem
Material, wie beispielsweise einer Kupferfolie, beschichtet, so dass
sie elektrisch mit der elektrischen Leiterbahn 14 verbunden
sind. Wenn das Paar federnde Kontakte 3 des Einpressanschlusses 1 in
ein jeweiliges Durchgangsloch 13a eingepresst ist, ist
eine gedruckte Schaltung auf der Leiterplatte 12 elektrisch
an einen externen Schaltkreis angeschlossen.
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Wie
in 2 gezeigt, lokalisiert und führt der Einführabschnitt 2 des
Einpressanschlusses 1 diesen in das Durchgangsloch 13a.
Der Einführabschnitt 2 weist
einen kleineren Durchmesser als das Durchgangsloch 13a auf.
Die vier Kanten des Kopfendes des Einführabschnitts 2 sind
abgefast.
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Das
Paar federnde Kontakte 3, das in Fortsetzung des Einführabschnitts 2 ausgebildet
ist, ist in seinen Außenabmessungen
größer als
der Durchmesser des Durchgangslochs 13a und sind an ihren beiden
Enden jeweils gehalten, einander gegenüberliegend und können sich
in einer Verengungsrichtung eines Verformungsraums 6 elastisch
verformen. Dadurch ist es möglich,
dass die jeweilige Umfangswand der Durchgangslöcher 13a das Paar
federnde Kontakte 3 halten kann.
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Wie
in 1 gezeigt, ist in der Mitte eines jeden der federnden
Kontakte 3 in Axialrichtung des Einpressanschlusses 1 zum
Kontaktieren der Umfangswand des betreffenden Durchgangslochs 13a ein
gerader Abschnitt 3a ausgebildet. Wie in 5 gezeigt,
ist es, da die Ecken 21, 21', 22, 22' an der Außenseite
des geraden Abschnitts 3a bogenförmig abgerundet sind, möglich, dass
die Umfangswand des betreffenden Durchgangslochs 13a und
der Einpressanschluss 1 über eine große Kontaktfläche miteinander
in Kontakt sind.
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An
seiner Unterseite geht der gerade Abschnitt 3a sich allmählich neigend
bzw. sich verjüngend
gleichmäßig in den
Einführabschnitt 2 über. Daher
können
die federnden Kontakte 3, ohne hängen zu bleiben, gleichmäßig in das
Durchgangsloch 13a eingepresst werden. An seiner Oberseite
geht der gerade Abschnitt 3a sich allmählich neigend bzw. sich verjüngend gleichmäßig in den
Gehäuse-Einpressabschnitt 4 über. Dadurch
wird ein Zerbrechen oder ein Verbiegen des Einpressanschlusses 1 beim Einpressen
in das jeweilige Durchgangsloch 13a verhindert.
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Wie
in 4 gezeigt, ist der Gehäuse-Einpressabschnitt 4 in
das Verbindergehäuse 16 des
Direktmontage-Verbinders 15 eingepresst. Der Gehäuse-Einpressabschnitt 4 weist
eine Schulter bzw. einen Ansatz 4a zum Positionieren und
eine Mehrzahl von Vorsprüngen 4b unterhalb
des Ansatzes 4a auf, die als an der Innenseite der Umfangswand
eines Einpresslochs 16a eingreifende Gleitstopper ausgebildet
sind. Wenn der Gehäuse-Einpressabschnitt 4 in
das Einpressloch 16a eingepresst ist, sind das Paar federnde
Kontakte 3 in einer vorbestimmten Tiefe in den Durchgangslöchern 13a gehalten.
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Der
flache, elektrische Kontakt 5 dient dazu, elektrisch an
einen elektrischen Kontakt einer Anschlussbuchse eines nicht gezeigten,
passenden Verbinders zum Verbinden mit dem Direktmontage-Verbinder 15 angeschlossen
zu werden. Wenn der elektrische Kontakt 5 an den elektrischen
Kontakt des passenden Anschlusses angeschlossen ist, ist die gedruckte
Schaltung auf der Leiterplatte 12 elektrisch mit einem äußeren bzw.
externen Schaltkreis gekoppelt.
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Nun
wird das Paar federnde Kontakte 3 unter Bezugnahme auf 3 detaillierter
erläutert.
An den Innenwänden
bzw. Innenseiten der federnden Kontakte 3 sind Anlageabschnitte 7 so
ausgebildet, dass sie eine elastische Verformung der federnden Kontakte 3 in
einander entgegengesetzten Kollisionsrichtungen F vorgeben bzw.
steuern und bewirken, dass die federnden Kontakte 3 in
schräg
zu den Kollisionsrichtungen F verlaufenden Schrägrichtungen S elastisch verformt
werden.
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Wie
in 3 gezeigt, weisen die Anlageabschnitte 7 parallel
zueinander verlaufende Parallelwände 7a und
parallel zueinander und schräg
zu den Parallelwänden 7a verlaufende
Schrägwände 7b auf. Die
Schrägwände 7b sind
jeweils in Fortsetzung der zugehörigen
Parallelwand 7a ausgebildet. Mit zunehmender Dicke der
federnden Kontakte 3 nimmt die Rückstellkraft der federnden
Kontakte 3 zu. Jedoch sind die Parallelwände 7a und
die Schrägwände 7b und
die Dicke der federnden Kontakte 3 so gestaltet, dass die
einander kontaktierenden, federnden Kontakte 3 in das betreffende
Durchgangsloch 13a eingesetzt werden können.
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Wenn
die Schrägwände 7b der
Anlageabschnitte 7 aneinanderstoßen, wird die elastische Verformung
der federnden Kontakte 3 in den Kollisionsrichtungen F
gesteuert. D.h., dann werden die federnden Kontakte 3 jeweils
gleichzeitig sowohl in Kollisionsrichtung F als auch in Schrägrichtung
S verformt. Die Größe eines
Neigungswinkels θ der Schrägwände 7b ist
optional entsprechend dem Durchmesser der Durchgangslöcher 13a,
der Querschnittsform der federnden Kontakte 3 oder dergleichen
gestaltet. Bei dieser Ausführungsform
ist der Neigungswinkel θ auf
50 Grad festgelegt. Ein kleiner Neigungswinkel θ der Schrägwände 7b bewirkt, dass die
federnden Kontakte 3 leicht aneinander gleiten können, wohingegen
ein großer
Neigungswinkel θ der
Schrägwände 7b bewirkt,
dass die federnden Kontakte 3 schwer, d.h. mit größerem Widerstand, aneinander
gleiten können.
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4 zeigt
das Paar federnde Kontakte 3, das auf eine bestimmte Position
in das betreffende Durchgangsloch 13a eingepresst ist.
Wenn das Paar federnde Kontakte 3 allmählich von einem Kopfende des
Paars von federnden Kontakten 3 aus in das betreffende
Durchgangsloch 13a eingepresst wird, werden die Paare von
federnden Kontakten 3 an einem oberen Ende und an einem
unteren Ende des Verformungsraums 6 in den Kollisionsrichtungen
F umgebogen, bis die Anlageabschnitte 7 aneinanderstoßen. Wenn
die Anlageabschnitte 7 aneinander anliegen, wird die Verformung
der federnden Kontakte 3 in den Kollisionsrichtungen F
gesteuert. Wenn das Paar federnde Kontakte 3 weiter eingepresst
wird, werden diese entlang der Schrägwände 7b der Anlageabschnitte 7 in
ihren Schrägrichtungen
S elastisch verformt. Folglich wird, wie in 5 gezeigt,
das Paar federnde Kontakte 3 unter Wirkung von Rückstellkräften gegen
sowohl eine Biegebeanspruchung P1, P1' in jeweiliger Kollisionsrichtung F
als auch gegen eine Scher- bzw.
Querbeanspruchung P2, P2' in
jeweiliger Schrägrichtung
S an den Ecken 21, 21', 22, 22' fest in dem
Durchgangsloch 13a gehalten.
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Der
Direktmontage-Verbinder 15 weist das Verbindergehäuse 16 und
eine Mehrzahl von in das Verbindergehäuse 16 eingepressten
Einpressanschlüssen 1 auf.
Wenn der Direktmontage-Verbinder 15 an die Leiterplatte 12 montiert
ist, sind die Einpressanschlüsse 1 elektrisch
an die Leiterplatte 12 angeschlossen und das Leiterplattenmodul 20 als
ein Zwischenprodukt ist fertiggestellt.
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Da
die Einpressanschlüsse 1 von
dem Verbindergehäuse 16 gehalten
werden, werden die Einpressanschlüsse 1 mittels des
Verbindergehäuses 16 verstärkt und
wird ein Kurzschluss zwischen den Einpressanschlüssen 1 verhindert.
Ferner ist, da der Direktmontage-Verbinder 15 an die Leiterplatte 12 montiert
ist, die Möglichkeit
verbessert, die Einpressanschlüsse 1 und
die Leiterplatte 12 miteinander zu koppeln.
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Gemäß dem Einpressanschluss
der im Obigen beschriebenen, ersten Ausführungsform der Erfindung wird,
da die die Schrägwände 7b aufweisenden
Anlageabschnitte 7 an den Innenseiten des Paars von federnden
Kontakten 3 ausgebildet sind, die elastische Biegeverformung
in jeweiliger Kollisionsrichtung F gesteuert und die elastische
Scher- bzw. Querverformung in jeweiliger Schrägrichtung S entlang der Schrägwände 7b hervorgerufen.
Daher ist der elastische Gesamtverformungsgrad des Paars von federnden
Kontakten 3 des Einpressanschlusses 1 größer als
jener des Paars von federnden Kontakten 63 des üblichen
Einpressanschlusses, das lediglich in einer Richtung elastisch biegeverformt
wird. Ferner kann, sogar wenn die federnden Kontakte 3 zum
Erhöhen
der Rückstellkraft
dick ausgeführt
sind, der Einpressanschluss 1 mit relativ geringem Druck in
das Durchgangsloch 13a eingepresst werden.
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Da
die Rückstellkraft
verteilt in zwei Richtungen gegen die Umfangswand des Durchgangslochs 13a drückt, wird
das Paar federnde Kontakte 3 in Balance gehalten und die
Schwankungsbreite der Anschlusshaltekräfte, welche durch die Endabmessungen
des Durchgangslochs 13a und des Einpressanschlusses 1 verursacht
wird, ist reduziert.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 13 eine
zweite Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Einpressanschlusses
beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden identische
Elemente mittels identischer Bezugszeichen bezeichnet und nur die
im Vergleich zur ersten Ausführungsform
existierenden Unterschiede werden beschrieben.
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Wie
in 9 gezeigt, weist ein Paar federnde Kontakte 10 eines
Einpressanschlusses 1A einen im Wesentlichen V- förmigen Querschnitt senkrecht zur
Längsachse
des Einpressanschlusses 1A auf. Wie in 6 gezeigt,
weist ein Einpressabschnitt 28 des Einpressanschlusses 1A einen
Einführabschnitt 2 und
die federnden Kontakte 10 auf.
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Wie
in 9 gezeigt, weisen die federnden Kontakte 10 jeweils
einen im Wesentlichen halbkreisförmigen
Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des
jeweiligen federnden Kontaktes 10 auf. Wie in 8 gezeigt,
ist ein Öffnungswinkel η definiert
als ein Winkel zwischen inneren flachen Wänden der federnden Kontakte 10.
Die Größe des Öffnungswinkels η ist optional
und bei der zweiten Ausführungsform
auf 30 Grad festgelegt. Das Paar federnde Kontakte 10 kann,
um den Öffnungswinkel η zu verkleinern,
elastisch und aufeinander zu in Umfangsrichtung T verformt werden.
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Wie
in den 8 und 9 gezeigt, ist das Paar federnde
Kontakte 10 in einem Zustand, in dem der Einpressanschluss 1A nicht
eingepresst ist, an beiden Seiten des Verformungsraums 6 separiert und
weist eine achssymmetrische Form auf. Das Paar federnde Kontakte 10 weist
an seinen Innenseiten an der nahsten Stelle zu einer Achssymmetrie-Achse
P jeweils einen Anlageabschnitt 10a auf, an welchem die
federnden Kontakte 10 aneinander zum Anliegen kommen. In
dem Zustand, in dem der Einpressanschluss 1A nicht eingepresst
ist, existiert zwischen den Anlageabschnitten 10a ein Spalt 6c.
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Die
Anlageabschnitte 10a sind Hebelstützpunkte zum elastischen Verformen
des Paars von federnden Kontakten 10 in Umfangsrichtung
T, wie in den 8 und 13 gezeigt.
Wenn das Paar federnde Kontakte 10 in ein Durchgangsloch 13a eingepresst
wird, kommen die Anlageabschnitte 10a aneinander zum Anliegen
und steuern somit eine Biegeverformung in einer Kollisionsrichtung
F, wie in den 8 und 12 gezeigt.
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Dann
wird das Paar federnde Kontakte 10 über die Anlageabschnitte 10a in
Umfangsrichtung T elastisch verformt, so dass sich der Öffnungswinkel η entsprechend
dem Durchmesser des Durchgangslochs 13a verengt bzw. verkleinert.
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Die
Außenseite
der jeweiligen federnden Kontakte 10 weist eine gleichmäßig gekrümmte Fläche auf.
Daher ist das Paar federnde Kontakte 10 entlang der Innenseite
der Umfangswand des Durchgangslochs 13a mit geringem Reibungswiderstand verschiebbar
und weist einen großen
Kontaktbereich mit der Umfangswand des Durchgangslochs 13a auf. Wie
in 13 gezeigt, ist das Paar federnde Kontakte 10 so
gestaltet, dass zwischen den Außenseiten der
federnden Kontakte 10 und der Innenseite der Umfangswand
des Durchgangslochs 13a Spalten 23 ausgebildet
sind, wenn die federnden Kontakte 10 in das Durchgangsloch 13a eingepresst
sind.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 ein
Verformungsvorgang des Paars von federnden Kontakten 10,
die in ein Durchgangsloch 13a eingepresst werden, detailliert
erläutert. 10 zeigt
einen Zustand, in dem das Paar federnde Kontakte 10 einen
oberen Rand bzw. eine Öffnungskante des
Durchgangslochs 13a kontaktiert. Wie in 11 gezeigt,
wird das Paar federnde Kontakte 10, das die Umfangswand
des Durchgangslochs 13a kontaktiert, elastisch in jeweiliger
Kollisionsrichtung F so verformt, dass sich der Verformungsraum 6 verengt. Dann
stoßen
die Anlageabschnitte 10a der federnden Kontakte 10 aneinander
an, so dass die nur in Kollisionsrichtung F stattfindende, elastische
Verformung gesteuert bzw. vorgegeben wird.
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12 zeigt
den Einpressabschluss 1A auf eine vorbestimmte Position
in das Durchgangsloch 13a hinein eingepresst. Wie in 13 gezeigt,
werden die federnden Kontakte 10 über die Anlageabschnitte 10a in
entgegengesetzte Richtungen T verdreht bzw. verschwenkt und entlang
der Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs 13a elastisch
verformt. D.h., das Paar federnde Kontakte 10 wird in solch
eine Richtung elastisch verformt, dass sich der Öffnungswinkel η verkleinert,
wie in 8 gezeigt.
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Während des
Einpressens des Einpressanschlusses 1A wird das Paar federnde
Kontakte 10 so elastisch verformt, dass sich die Kontaktpunkte
mit der Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs 13a verändern. Dadurch
wird die Rückstellkraft nicht
auf eine bestimmte Stelle an der Innenseite der Umfangswand des
Durchgangslochs 13a konzentriert. Folglich wird verhindert,
dass die elektrisch leitfähige
Folie bzw. Schicht von der Umfangswand des Durchgangslochs 13a abgeschabt
wird bzw. abblättert.
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Wie
in 12 gezeigt, weist ein Direktmontage-Verbinder 15A das
Verbindergehäuse 16 und eine
Mehrzahl von Einpressanschlüssen 1A auf,
die in das Verbindergehäuse 16 eingepresst
sind. Ein Leiterplattenmodul 20A weist die Leiterplatte 12 und den
Direktmontage-Verbinder 15A auf, der direkt an die Leiterplatte 12 montiert
ist.
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Gemäß dem Einpressanschluss 1A der zweiten
Ausführungsform
wird, da die Anlageabschnitte 10a an den Innenseiten des
Paars von federnden Kontakten 10 ausgebildet sind, die
Biegeverformung in Kollisionsrichtung F gesteuert, und dann tritt
in Umfangsrichtung T entlang der Umfangswand des Durchgangslochs 13a die
Verdrehverformung auf. Daher ist der elastische Gesamtverformungsgrad
des Paars von federnden Kontakten 10 des Einpressanschlusses 1A größer als
jener des Paars von federnden Kontakten 63 des üblichen
Einpressanschlusses, bei dem die federnden Kontakte nur in einer
Richtung elastisch biegeverformt werden. Ferner kann der Einpressanschluss 1A,
sogar wenn die federnden Kontakte 10 zum Erhöhen der
Rückstellkraft
dick ausgeführt
sind, mit relativ geringem Druck in das Durchgangsloch 13a eingepresst
werden.
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Wie
in 13 gezeigt, wird das Paar federnde Kontakte 10 unter
Wirkung einer Rückstellkraft
sowohl gegen eine Biegebeanspruchung P3, P3' in jeweiliger Kollisionsrichtung F
als auch gegen eine Querbeanspruchung bzw. Scherbeanspruchung P4, P4' in jeweiliger Umfangsrichtung
T an Abschnitten 24, 24', 25, 25' fest an der
Umfangswand des Durchgangslochs 13a gehalten.
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Da
die Rückstellkraft
verteilt in zwei Richtungen gegen die Innenseite der Umfangswand
des Durchgangslochs 13a drückt, kontaktieren die federnden
Kontakte 10 diese mit einem großen Flächenbereich und Probleme, wie
beispielsweise ein Durchreiben des elektrisch leitfähigen Materials,
so dass der Kunstharz der Leiterplatte 12 durchscheint, oder
ein partielles Zertrennen des Schaltkreismusters, werden verhindert.
Ferner wird ein Herausfallen des Einpressanschlusses 1A aus
dem Durchgangsloch 13a verhindert. Außerdem wird die Schwankungsbreite
in der Anschlusshaltekraft, welche durch die Endabmessungen des
Durchgangslochs 13a und des Einpressanschlusses 1A beeinflusst
wird, reduziert.
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In 5 und
in 13 können
die Außenformen
der federnden Kontakte 3 bzw. 10 so ausgebildet
sein, dass sie die Innenseite der Umfangswand des Durchgangslochs 13a ohne
Spalt kontaktieren.
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Gemäß den Ausführungsformen
der Erfindung ist eine Leiterplatte 12 mit Durchgangslöchern 13 verwendet.
Jedoch können
auch Sammelschienen bzw. Steckleisten verwendet werden zum Ausbilden
eines vorbestimmten Schaltkreismusters in einem Verteilerkasten
eines Fahrzeugs. Die Sammelschienen bzw. Steckleisten werden mittels
Stanzpressens aus einem elektrisch leitfähigen Roh-Trägermaterial
hergestellt. Die Sammelschienen bzw. Steckleisten werden elektrisch
miteinander verbunden, indem das Paar federnde Kontakte 10 des
Einpressanschlusses 1A in Löcher in der Sammelschiene bzw.
Steckleiste eingepresst werden, die den Durchgangslöchern 13a entsprechen.
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Gemäß den Ausführungsformen
der Erfindung ist bei jedem der Paare von federnden Kontakten 3, 10 des
Einpressanschlusses 1 bzw. 1A jeder federnde Kontakt 3, 10 an
seinen beiden Enden gehalten. Jedoch ist es auch möglich, dass
die federnden Kontakte 3, 10 so ausgebildet sind,
dass sie nur an ihrem einen Ende in der Nähe des Einführabschnittes 2 gehalten
sind und somit freitragend sind.
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Gemäß den Ausführungsformen
der Erfindung weist jedes Leiterplattenmodul 20, 20A den
Direktmontage-Verbinder 15, 15A und die Leiterplatte 12 auf.
Jedoch kann, wenn die Anzahl der Einpressanschlüsse 1, 1A gering
ist, das Leiterplattenmodul 20, 20A nur die Einpressanschlüsse 1, 1A und
die Leiterplatte 12 aufweisen.