JP2004513490A - 開放空洞インサートをもつマイクロエレクトロニクスコネクター - Google Patents

開放空洞インサートをもつマイクロエレクトロニクスコネクター Download PDF

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Abstract

【解決手段】開示される組み合わせマイクロエレクトロニクスコネクターは素早くコネクター要素の組み立てを可能にする。コネクターはインサートとコネクター本体とを含む。インサートは少なくとも一つの電気的要素を受け入れる形状の空洞を有する。インサートはまた,モジュールプラグと電気的要素とを電気的に接続するリード線をもつ。コネクター本体は,正面,背面おび正面と背面を分離する分割壁を有する。コネクター本体の正面は,中にモジュールプラグを受け入れるための空洞を有する。背面はインサートを中に受け入れる空洞を有する。分割壁は,正面にある空洞と,平面にある空洞との間を連通する開口部のセットを有する。インサートのリード線のセットは,分割壁にある開口部のセットを通して,コネクター本体の正面にある空洞内に突き出る形状をもつ。

Description

【0001】
発明の分野
本発明は一般的に,プリント回路板および他のマイクロエレクトロニクス分野において使用される電気的コネクターを小型化することに関し,特に改良されたモジュール性をもつマイクロエレクトロニクスコネクターおよびその製造方法に関する。
【0002】
関連技術の説明
既存のマイクロエレクトロニクスコネクター(RJ45またはRJ11タイプといったもの)は,信号電圧変換または雑音抑制などの,種々の信号調整機能を与えるために,磁気的素子または他の電気的要素を組み込む。一般的なコネクターの設計において,磁気的素子または要素パッケージは,続いて,コネクターの他の要素内に挿入またはその要素と組み合う別のデバイスとして作られる。たとえば,米国特許第5,647,767号(“信号伝送のための電気的コネクタージャック組立体”(‘767号特許という)),および米国特許第5,587,884号(“エンキャプシュレーテッド信号調整要素をもつ電気的コネクタージャック”(‘884号特許という))を参照。米国特許第5,178,563号(“接触組み立ておよびその製造方法”)に説明された,関連設計は,‘767号特許および‘884号の多重要素構成を採用はしているが,電気的な要素を説明していない。前記の各設計に共通することは,モジュラープラグ接触子と電気的要素(またはコネクターのリード線)とを接続する電気的リード線を絶縁し,分離する,別個のリード絶縁体または“キャリア”を使用することである。この一般的なリードキャリア構成は図1aに示されている。
【0003】
上記した機能に加え,図1bに示されているように,リードキャリア110はまは,挿入したときに,リード線120に対して,機械的な支点のように機能する。特に,リード線の先端部115は,モジュラープラグ130がコネクター本体100内に挿入されたときにモジュラープラグ130の接触子と係合し,これにより,リード線120はプラグ130の上方でそしてそこから離れるように曲がる。プラグ130は図1bに示されているように,プラグの下側にラッチ131(ラッチダウン構成と参照する)をもつ。キャリア110は,リード線120をモジュラープラグ130上の各接触子と係合し,これにより,コネクターの信頼性が増す。このことは,コネクター本体100内でのプラグ130の相対移動中または挿入/除去という負荷サイクルの後に,特にそうである。
【0004】
上記の機能を与える一方で,リードキャリア110の使用はいくつかの欠点をもつ。特に,リードキャリア110を成形し,検査することに関連して労力および材料が増加することは,最終製品のコストを著しく増すことになる。さらに,コネクター本体(“スリーブ”)100はキャリア110を収納するための器具を必要とし,さらにコスト増をもたらす。キャリアの挿入後,リード線120の先端部は最終位置へと曲げられなければならない。このことは他のプロセス工程を付加し,コネクター本体100からのリード線120およびキャリア110の連続した除去を不可能にする。また,キャリア110は,コネクター本体100から,要素パッケージ140(およびキャリア110)の分離に何らバイアスや抵抗を与えず,そのため,これらの要素をしっかりと接続するための接着剤または他の手段が必要となる。
【0005】
既存のマイクロエレクトロニクスコネクターが,たとえばプリント回路ボードに挿入されると,要素パッケージ140の取り外しは,コネクター全体の除去,取り外しを必要とする。さらに,機械的な安定性および確実な電気的な接続を与えるために,リード線の一つのセットが典型的に,回路板に半田付けされる。したがって,コネクターおよび取り付けられた要素パッケージ140の除去を困難にする。
【0006】
したがって,より単純でより信頼性のあるコネクターを生産し,より経済的な製造を容易にする,改良されたマイクロエレクトロニクスコネクターの設計を提供することが望ましい。このようなコネクターの設計は,別個のリードキャリアの使用や接合接着剤を避け,これにより製造プロセスを単純化し,デバイスのコストを軽減する。改良されたコネクターはまた,一層の製造コストの軽減を図るために,単純化され,コンパクトな取り付けシステムを利用する。さらに,改良されたコネクターは単純な要素の取り外しを行うことができる。
【0007】
発明の要約
本発明は,改良されたマイクロエレクトロニクスコネクターおよびその製造方法を提供することにより,上記ニーズを満足させる。
【0008】
本発明の一態様にしたがい,マイクロエレクトロニクスコネクター組立体は,少なくとも一つの電気的要素を受け入れる形状となった第一の空洞をもつインサート,該インサートから伸長したリード線のセット(リード線のセットは,電気的な要素とモジュラープラグとの間に電気的な接続を与えるための形状をもつ),および正面,背面および正面と背面を分離する分割壁を有するコネクター本体(正面はモジュラープラグを中に受け入れる第二の空洞をもち,背面はインサートを受け入れるための第三の空洞をもち,分割壁は第二の空洞と第三の空洞との間を連通する開口部のセットをもち,リード線は開口部のセットを通して第二の空洞内に突出する形状をもつ)を含む。
【0009】
本発明の他の態様にしたがい,マイクロエレクトロニクスコネクターの製造方法は,モジュラープラグを受け入れる第一の空洞をもつ正面,インサートを受け入れる第二の空洞をもつ第二の空洞をもつ背面,および正面と背面を分離する分割壁を有するコネクター本体(分割壁はリード線が第一の空洞と第二の空洞との間を通過することができる開口部をもつ)を用意し,インサートを第二の空洞に挿入すること(インサートはリード線のセットおよび第三の空洞を有し,リード線のセットは開口部を通過し,第二の空洞に至り,第三の空洞は少なくとも一つの電気的要素を受け入れる)を含む。
【0010】
本発明の他の態様にしたがい,マイクロエレクトロニクスコネクター組立体は,インサート(インサートは,少なくとも一つの電気的要素を受け入れる手段および電気的要素とモジュラープラグとを電気的に接続する手段を含む)とコネクター本体(コネクター本体は,モジュラープラグを第一の位置で受け入れる手段,インサートを,第一の位置とは異なる第二の位置で受け入れる手段,およびモジュラープラグを受け入れる手段と,インサートを受け入れる手段とを分離する手段を含む。その分離手段は,モジュラープラグを受け入れる手段とインサートを受け入れる手段との間に,電気的に接続する手段を通過させる手段を含む)とを含む。
【0011】
本発明の他の態様にしたがい,マイクロエレクトロニクスコネクター組立体は,少なくとも一つの電気的要素を受け入れる形状をもつ第一の空洞,および正面,背面,および正面と背面とを分離する分割壁を有するコネクター本体を含み,正面はモジュラープラグを中に受け入れる第二の空洞を有し,背面はインサートを受け入れる第三の空洞を有し,分割壁は第二の空洞と第三の空洞との間を連通する開口部のセットを有する。
【0012】
発明の詳細な説明
図において,同じ要素には同じ符号が付されている。
図2A,図2Bおよび図3は本発明のコネクター本体200の第一の実施例を示す。まず,図2Aに示されているように,コネクターは一体構造で作られた本体200を含む。コネクター本体200は他の材料およびプロセスで置き換えることができるが,理想的には,従来より周知のタイプの,射出成形プロセスを使用して,ナイロン(登録商標)のような非伝導性材料から作られる。コネクター本体200は頂部壁220および側壁230(側壁は頂部壁の面に垂直な面で,頂部壁220の反対側に伸長する)をもつ。分離壁240がコネクター本体200の背面とその正面210とを分離する。分離壁240は側壁230の面に垂直な面で,頂部壁220から下方に延びる。正面210は中にモジュールプラグ(図示せず)を収納するための空洞260を有する。空洞260は分離壁240で終了する。背面250はまた,分離壁240で終わる空洞280(図2Aには示されていない)を有する。
【0013】
分離壁240は垂直な開口部270のセットを有する。セットになった開口部270の数はモジュールプラグと接触するために与えられるリード線の数に対応する。分離壁240の開口部270は分離壁240が頂部壁220にぶつかるところの線で始まり,分離壁240にそって下方に延びる。開口部270はコネクター本体200の背面250にある空洞280と,コネクター本体200の正面210にある空洞260との間を連通する。
【0014】
図2Bに示されているように,背面250にある空洞280は側壁282をもつが,その側壁282はその内面にそって画成されるラッチングスロット282をもつ。ラッチングスロット284は,空洞280の内面282の後端から,ラッチングポイント(図3を参照)へと内側に延びる。ラッチングスロット284は,頂部壁220と側壁230とがぶつかるところの線に平行な向きに延びるが,ラッチングポイント285は側壁230から突出し,ラッチングスロット284に垂直に延びる。
【0015】
コネクター本体200の背面250にある空洞280はインサートを受け入れる。図4および図5はインサート400の一実施例を示す。インサート400は信号電圧変換または雑音抑制のようないろいろな機能を与えるために,磁気的要素または要素パッケージ(図示せず)を収納するための空洞410を含む。一つ以上の電気的要素が要素パッケージと一体となってもよい。
【0016】
本発明に関し,“電気的要素”という用語は,限定的ではないが,(i)抵抗,コンデンサー,およびインダクタのような分離した要素,(ii)(チョークコイルおよびトランスのような)電磁気デバイス,ならびに(iii)半導体デバイスを含むことに留意されたい。
【0017】
図4および図5に図示の実施例において,インサート400は実施的に矩形のボックスのような形状をもつ。図4に示されているように,インサート400の背面420が空洞410の外輪を画成する。正面490(図5を参照)が矩形の壁のように形成され,背面420と向かい合う。正面490は背面420の面と実質的に平行な面にある。インサート400はまた,頂部面460および反対側の底部面470を有し,それぞれの面は側壁430および背面420に垂直で,背面420から延びている。インサート400はまた,頂部面460および底部面470からそれぞれ延びる電気的リード線の第一のセット440および第二のセット450を含む。
【0018】
二つの側面430は正面490および背面420へと延び,正面490および背面420の面に実質的に垂直な面にある。各側面430は側面430および背面420の交差する付近の位置に突出部432をもつ。突出部432は,その交差付近の側面430から出っ張り,その交差付近から側面430と一体となるように傾斜し,ラッチングスロット284(図2Bに示されている)内に挿入でき,コネクター本体200のラッチングポイント(図3に示されている)と係合する形状をもつ。したがって,インサート400は,たとえば,インサート400の突出部432とコネクター本体200の対応するラッチングポイント285とが連結することにより,コネクター本体200の背面250にある空洞280(図3に示されている)に確実に止め付けることができる。
【0019】
第一の端部442および第二の端部444をもつリード線の第一のセットは,たとえば,図2Aおよび図3に示されているコネクター本体の正面210にある空洞260内で,モジュラープラグと接触することができる。リード線440の第一の端部442近くにある第一のセットの部分446が,たとえば,リード線の周りにインサート400を成形することにより,インサート400の頂部面460内に完全に埋め込まれている。リード線440の第一のセットの第一の端部442は空洞410の開口部の第一の縁422にそって背面420から突出している。これに代えて,図4および図5に示されているように,好適には,部分446は空洞410の上壁412から部分的に露出してもよい。リード線440の第一のセットは,インサート440の頂部面460から上に延びている。リード線440は,そのリード線にそって,ほぼ90度曲がり,第一の曲がり部441を形成し,リード線440はインサート400の頂部面460とほぼ平行となり,インサート400の正面490の面へと水平に伸長する。第一の部分444と第一の曲がり部441との間の位置で,リード線440は,第二の曲がり部443を形成するために,再度ほぼ150度曲がる。
【0020】
第一の端部452および第二の端部454をもつリード線の第二のセットは,たとえば,プリント回路板と電気的に接触できるようになる。この接触のために,リード線450の第二のセットの,第一の端部452近くの部分456が,たとえば,リード線の周りにインサート400を成形することにより,インサート400の底面470内に完全に埋め込まれている。リード線450の第二のセットの第一の端部452は,空洞420の開口部の第二の縁424にそって,背面420から突出している。これに代えて,図5に示されているように,好適には,部分456は空洞410の下壁414から部分的に露出してもよい。リード線450の第二のセットは,インサート400の底部面470から下に延びている。リード線450は,たとえば,プリント回路板と接触できるように,必要な向きに曲げてもよい。
【0021】
図6はコネクター本体200内へのインサート400の挿入を示す。インサート400はコネクター本体200の背面250にある空洞280へと滑入する。空洞280は,インサート400の形そのものを収納できる形となっている。インサート400の側壁430の突出部432は,コネクター本体200の背面250にある空洞280の側面282のラッチングスロット284へと滑入する。インサート400の,リード線440の第一のセットは,コネクター本体200の正面210にある空洞260にある開口部270のセット(図2Aを参照)を通る。したがって,リード線440は正面210にある空洞260に挿入されるモジュラープラグと接触する位置まで延びる。インサート400が空洞280に完全に挿入されると,インサート400の突出部432は,突出部432とラッチングポイント285(図3)との連結により,ラッチングポイント285と係合する。インサート400はこれにより,コネクター本体200に確実に取り付けられる。
【0022】
インサート400の空洞410は電気的要素(図示せず)を中に収納することができる。電気的要素は,コネクター本体200へのインサート400の挿入の前後のいずれでも,空洞410へ挿入することができる。電気的要素はリード線440の第一のセットおよびインサート400のリード線450の第二のセットと接する。この接触は,リード線440,450の第一の端部442,452,または空洞410の上壁412および下壁414から部分的に突出した,リード線440,452の部分446,456(図4および図5に示されている)とである。電気的要素は,非伝導性の接着剤または機械的なラッチを使用することで,空洞41に止め付けてもよい。接着剤は,電気的用を,リード線440,450の第一および第二のセットに,確実で恒久的な接続を可能にする。機械的なラッチは,電気的要素を容易に着脱することができる。
【0023】
図4ないし図6に示されたインサート400の実施例は,インサート400がコネクター本体200へと挿入されると,組立体の背面に開口部をもつ空洞410を有することになる。図7は,インサート400の空洞410が前に開口部をもつ,本発明の他のインサート400の他の実施例を示す。この構成では,電気的要素(図示せず)の挿入は,空洞410への接近が挿入後ではできないことから,コネクター本体200へのインサート40の挿入前に行わなければならない。
【0024】
インサート400は,コネクター本体200(図6および図7に示されているように)に挿入されても,容易に取り外すことことができる。上述したように,インサート400は,突出部432がラッチングポイント285に連結されると,コネクター本体200に取り付けられる。この連結係合は恒久的なものではない。インサートを外すためには,突出部432を,平坦で小さな道具により内側に押し付け,これにより突出部432はラッチングポイント285から外れる。インサート400は,突出部432がラッチングポイント285から外れるまで突出部432を押さえ続けると,コネクター本体200から外れ,インサート400はコネクター本体200の空洞280から完全に取り外すことができる。
【0025】
したがって,本発明は単純な製造および組み立てを行える信頼性のあるマイクロエレクトロニクスコネクターを提供できる。本発明にしたがって,コネクターは電気的要素の簡単な取り外しを行え,コネクターの要素のモジュール化を高める。
【0026】
上記説明は,種々の実施例への適用により,本発明の新規な特徴を示し,説明し,指摘しているが,図示したデバイスの詳細および形態において種々の削除,置き換えおよび変化が本発明の思想から逸脱することなく,当業者によりなし得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1aはリードキャリア組立体を利用する,従来の電気的要素コネクターの分解斜視図であり,図1bは,リード線,プラグ接触子,リードキャリアの相対関係を示す,モジュラープラグが挿入された,図1aの従来のコネクターの断面図である。
【図2A】
図2Aは,本発明にしたがったコネクター本体の一実施例の前方からの斜視図である。
【図2B】
図2Bは,図2Aのコネクター本体の後方からの斜視図である。
【図3】
図3は,図2Aの線3‐3にそった,図2Aおよび図2Bのコネクター本体の断面図である。
【図4】
図4は,本発明にしたがったインサートの斜視図である。
【図5】
図5は,図4の線5−5にそった,図4のインサートの縦断面図である。
【図6】
図6は,図4および図5のインサートと図2A,図2Bおよび図3のコネクターとの配置を示す斜視図である。
【図7】
図7は,本発明の他の実施例にしたがったマイクロエレクトロニクスコネクターの断面図である。

Claims (27)

  1. マイクロエレクトロニクスコネクター組立体であって,
    少なくとも一つの電気的要素を受け入れる第一の空洞を有するインサートと,
    前記少なくとも一つの電気的要素とモジュラープラグとの間に電気的な接続を与えるための形状をもつ,前記インサートから延びる複数のリード線と,
    正面,背面および前記正面と前記背面を分離する分割壁を有するコネクター本体と,
    を含み,
    前記正面はモジュラープラグを中に受け入れるための第二の空洞を有し,前記背面はインサートを受け入れるための第三の空洞を有し,前記分割壁は前記第二の空洞と前記第三の空洞との間を連通するための複数の開口部を有し,複数のリード線は第二の空洞に,複数の開口部を通して突出する形状をもつ,
    ところのマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  2. 第三の空洞は,インサートを中に受け入れる形状のスロットを含む,請求項1に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  3. インサートは,スロットと係合するノッチを含む,請求項2に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  4. 第一の空洞はコネクター本体から外に向く開口部をもつ,請求項1に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  5. 第一の空洞はコネクター本体に向く開口部をもつ,請求項1に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  6. さらに,インサートから伸長するリード線の第二のセットを含み,
    前記リード線の第二のセットは,電気的要素とプリント回路板との間に電気的接続を与える形状をもつ,ところの請求項1に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  7. マイクロエレクトロニクスコネクターを製造する方法であって,
    少なくとも一つのモジュラープラグを受け入れる第一の空洞をもつ正面,インサートを受け入れる第二の空洞をもつ背面,および前記正面と前記背面とを分離する分割壁であって,前記第一の空洞と前記第二の空洞との間で,リード線が通過する開口部を有するところの分割壁を有するコネクターを用意する工程と,
    複数のリード線および第三の空洞を有するインサートを,第二の空洞に挿入する工程と,
    を含み,
    前記複数のリード線は,第二の空洞の開口部を通過し,前記第三の空洞は少なくとも一つの電気的要素を受け入れる,
    ところの方法。
  8. インサートはノッチを有し,第二の空洞はスロットを有し,
    さらに,インサートを前記第二の空洞内に止め付けるために,第二の空洞のスロットとインサートのノッチとを係合する工程を含む,請求項7に記載の方法。
  9. インサートの第三の空洞はコネクター本体から外に向く開口部を有する,請求項7に記載の方法。
  10. インサートの第三の空洞は,コネクター本体に向く開口部を有する,請求項7の方法。
  11. インサートは,電気的要素とプリント回路板との間に,電気的な接続を与える形状をもつ,第二の複数のリード線を有する,請求項7に記載の方法。
  12. マイクロエレクトロニクスコネクター組立体であって,
    インサートと,コネクター本体とを含み,
    前記インサートは,少なくとも一つの電気的要素を受け入れる手段,
    前記電気的要素をモジュラープラグに電気的に接続する手段,
    を含み,
    前記コネクター本体は,モジュラープラグを第一の位置で受け入れる手段,
    前記インサートを第一の位置とは異なる第二の位置で受け入れる手段,および
    モジュラープラグを受け入れる手段とインサートを受け入れる手段とを分離する手段,
    を含み,
    前記分離手段は,前記モジュラープラグを受け入れる手段と前記インサートを受け入れる手段との間で,前記電気的な接続手段を通過させる手段を含む,
    ところのマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  13. 前記インサートを受け入れる手段は,インサートを中に保持する形状をもつスロットからなる,請求項12に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  14. インサートはスロットと係合するノッチを有する,請求項13に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  15. 少なくとも一つの電気的要素を受け入れる手段は,コネクター本体から外に向く開口部を有する,請求項12に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  16. 少なくとも一つの電気的要素を受け入れる手段は,コネクター本体に向く開口部を有する,請求項12に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  17. インサートはさらに,電気的要素をプリント回路板に電気的に接続する手段を含む,請求項12に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  18. マイクロエレクトロニクスコネクター組立体であって,
    少なくとも一つの電気的要素を受け入れる形状の第一の空洞を有するインサートと,
    正面,背面,および前記正面と前記背面とを分離する分割壁を有するコネクター本体と,
    を含み,
    前記正面はモジュラープラグを中に受け入れる第二の空洞を有し,背面はインサートを受け入れる第三の空洞を有し,前記分割壁は前記第二の空洞と前記第三とを連通する複数の開口部を有する,ところのマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  19. 前記開口部は前記第二の空洞と前記第三の空洞との間で,リード線を通過させる,請求項18に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  20. 第三の空洞はインサートを中に維持する形状のスロットを有する,請求項18に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  21. インサートはスロットに係合するノッチを含む,請求項20に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  22. 第一の空洞はコネクター本体から外に向く開口部を有する,請求項18に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  23. 第一の空洞はコネクター本体に向く開口部を有する,請求項18に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  24. マイクロエレクトロニクスコネクター組立体であって,
    少なくとも一つの電気的要素を受け入れる第一の空洞,
    前記第一の空洞を覆う複数の外壁,
    前記外壁の少なくとも一つ上の複数のノッチ,
    前記少なくとも一つの電気的要素とモジュラープラグとの間に電気的な接続を与える形状をもつ,前記インサートから伸長する複数のリード線,
    を有するインサートと,
    モジュラープラグを中に受け入れる第二の空洞を有する正面部,
    インサートを受け入れるための第三の空洞と,該第三の空洞に前記インサートを止め付けるために,前記第一の空洞を覆う前記外壁上の突出部と係合する形状をもつ複数のスロットとを有する背面部,および
    前記正面部を前記背面部から分離し,前記第二の空洞と前記第三の空洞との間を連通する複数の開口部を有する分割壁
    を有するコネクター本体と,
    を含み,
    前記リード線は開口部を通過して第二の空洞に突出する形状をもつ,
    ところのマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  25. 第一の空洞は,コネクター本体の外に向く開口部を有する,請求項24に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  26. 第一の空洞は,コネクター本体に向く開口部を有する,請求項24に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
  27. さらに,インサートから伸長する第二の複数のリード線を含み,
    前記第二の複数のリード線は電気的要素とプリント回路板との間に電気的な接続を与える形状をもつ,請求項24に記載のマイクロエレクトロニクスコネクター組立体。
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