JP2005506655A - 基板取り付け電気コネクタ組み立て体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】複数の穴を有するプリント回路基板の表面に取り付ける電気コネクタを提供する。このコネクタは、複数の端子収容通路を有する絶縁性ハウジングを有する。複数の第１の導電性端子が通路の内の幾つかに嵌（は）め込まれ、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴の挿入方向に挿入可能な第１のテール部を備える。複数の第２の導電性端子が通路の内の他の通路に嵌め込まれ、プリント回路基板の表面と係合可能な第２のテール部を備える。第２のテール部は、挿入方向と反対の方向であるプリント回路基板から離れる方向にコネクタ上に力を及ぼすように構成されている。
【選択図】図５

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気コネクタの技術に関し、詳細には、端子の少なくとも幾つかが基板の穴に挿入可能な、プリント回路基板に取り付けるための電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板に取り付けられるように設計された種々様々な電気コネクタがある。そのような基板取り付けコネクタは、例えば、信号端子やアース端子である複数の端子を取り付ける絶縁性ハウジングを有する。一般に、端子は、信号回路トレースやアース回路トレースなどのプリント回路基板上の導電回路と電気的に係合されるテール部を有する。幾つかのコネクタでは、はんだ付けに代えて、信号端子及び／又はアース端子のテール部が、基板上及び／又は穴内の回路に接続するためにプリント回路基板の穴に差し込まれる。他のコネクタでは、テール部は基板の穴に差し込まれず、その代わりに、端子がプリント回路基板の表面の回路トレースと表面係合する。
【０００３】
さらに、コネクタによっては、プリント回路基板の穴に挿入可能なテール部を有する端子を備え、テール部が、「変形可能」すなわち少なくとも穴内で接続可能な可撓部を有するものがある。換言すると、変形可能なテール部の幅寸法は、穴の直径よりもわずかに大きい。したがって、テール部は、穴に差し込まれたときに、わずかに撓（たわ）み、テール部の可撓性により穴の内側と締まり嵌（ば）めを確立する。そのような変形可能な端子テールは、穴の中がプリント回路基板の導電回路トレース材料でめっきされているときに、良好で確実な接触を確立するために使用される。そのような可撓テールを使用して、コネクタを基板に少なくとも部分的に固定又は保持することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述されたような可撓端子テール又はテール部を使用するときに問題が生じる場合が多い。そのような問題は、増加し続けている基板取り付け電気コネクタの端子密度が高い場合に大きくなることが多い。具体的には、プリント回路基板の穴に差し込まれた可撓テール部を有する多数の端子を有するコネクタの場合、基板からコネクタを取り外し、基板の各穴から多数の可撓テール部を引き抜くことが極めて困難である。電気的な接触のためには、可撓テール部とプリント回路基板の穴のめっきされた内側との間に良好な締まり嵌めを有することが望ましいが、高密度コネクタでのそのような大きな力は、基板からコネクタを取り外すのには望ましくない。本発明は、基板取り付けコネクタの一部の端子が可撓テール部を有し、他の端子が基板からコネクタを取り外すのを補助するように設計された独特なシステムを提供することによって、そのような問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、複数の穴を有するプリント回路基板の表面に取り付けるための新規で、かつ、改良された電気コネクタを提供することである。
【０００６】
本発明の例示的な実施形態においては、コネクタは、複数の端子収容通路を有する絶縁性ハウジングを含む。複数の第１の導電性端子が、通路の内の幾つかに嵌め込まれ、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴の挿入方向に挿入可能な第１のテール部を含む。複数の第２の導電性端子が、通路の内の他の通路に嵌め込まれ、プリント回路基板の表面と係合可能な第２のテール部を含む。第２のテール部は、挿入方向と反対の方向であるプリント回路基板から離れる方向にコネクタ内に大きな力（substantial force)を及ぼすように構成される。
【０００７】
本明細書に開示するように、第１の端子の第１のテール部は、可撓テールを含む。具体的には、第１のテール部は、締まり嵌めによってプリント回路基板の穴内で係合可能な第１の端子の穴開き部（eyelet）を含む。
【０００８】
本明細書においては、本発明が、一対のコネクタを含むコネクタ組み立て体の形態で示され、両方のコネクタは、互いにほぼ平行なプリント回路基板に取り付け可能である。一方のコネクタの第２の端子の第２のテール部は、第２の端子の湾曲ばね部によって形成されている。湾曲ばね部は、一方のプリント回路基板の表面と接続可能な凸状面を画定する。各第２の端子の湾曲ばね部は、対向する両端部を含む。一方の端部は、第２の端子に固定され、他方の端部は、湾曲ばね部がプリント回路基板の表面との係合に応じて撓むときに動き得るように自由端となっている。
【０００９】
他方の結合コネクタの第２の端子の第２のテール部は、挿入方向と斜めに延在するばね部を含む。このばね部は、挿入方向に対して約３０度の角度で延在する。本発明は、ばね部が挿入方向に対して１５度乃至７５度の角度で延在することを意図している。
【００１０】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連して行われる以下の詳細な説明から明らかであろう。
【００１１】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連して行われる以下の詳細な説明から明らかであろう。
【００１２】
新規と考えられる本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。本発明は、その目的及び利点とともに、添付図面と関連して行われる以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解することができ、図面において、同じ参照符号は同じ要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面をより詳細に参照して説明する。最初に図１及び図２を参照すると、本発明が、全体を１２で示した電気コネクタ組み立て体として具体化されたものとして示されており、該電気コネクタ組み立て体１２は、全体を１４で示した複数の第１のコネクタモジュールを含み、該第１のコネクタモジュール１４は、全体を１６で示した複数の第２のコネクタモジュールと結合する。図１及び図２に示したように、三つの第１のコネクタモジュール１４が、四つの第２のコネクタモジュール１６と互いに嵌め合い係合している。後でより詳しく説明し、また分かるように、第１のコネクタモジュール１４は、プラグコネクタモジュール又はプラグモジュールと呼ばれ、第２のコネクタモジュール１６は、レセプタクルコネクタモジュール又はレセプタクルモジュールと呼ばれる。何故なら、プラグコネクタモジュールが、レセプタクルコネクタモジュールによって画定された差し込み口に挿入可能なプラグ部を有するからである。プラグコネクタモジュール１４は、組み合わさって、第１のプリント回路基板の表面にプラグコネクタモジュールを取り付けるための基板取り付け面１８を画定する。レセプタクルコネクタモジュール１６は、複数のスタンドオフ２０（図１）を有し、これらのスタンドオフ２０は、組み合わさって、レセプタクルコネクタモジュールを第２のプリント回路基板の表面に第１のプリント回路基板と平行な関係で取り付けるための複合基板取り付け面を画定する。プラグコネクタモジュール１４は、全体を２２で示した複数の信号端子と、全体を２４で示した複数のアース端子が取り付けられており、これらの端子は、図２に示したように基板取り付け面１８から突出するテール部を有する。レセプタクルコネクタモジュール１６は、全体を２６で示した複数の信号端子と、全体を２８で示した複数のアース端子とを有し、これらの端子は、図１に示したように基板取り付け面２０から突出するテール部を有する。
【００１４】
図３を参照すると、特に、図２とともに図３を参照すると、各プラグモジュール１４は、全体を３０で示した一体形ハウジングを含み、このハウジングは、プラスチックなどの絶縁材料から成形することができる。ハウジングは、両端に直立したアーム３４を有する細長いベース３２を有する。複数のプラグ部３６が、ベース３２から上方に突出しており、アーム３４間においてベースの長手方向に等距離に離間されている。各プラグ３６は、後述する一対の信号端子を収容するための一対の端子収容通路３８を有する。各プラグ３６の両側に、各プラグの一対のアース端子２４を収容するための一対の端子収容通路４０が、ベース３２を貫通して形成されている。最後に、ベース３２の両端にあるアーム３４の内面に一対の溝４２が形成されている。
【００１５】
図４を参照すると、特に、図１とともに図４を参照すると、例示のために、一対のレセプタクルモジュール１６が並置された状態で図４に示されている。各レセプタクルモジュール１６は、全体を４４で示す一体形ハウジングを含み、このハウジングは、プラスチックなどの絶縁体から一体成形することができる。各ハウジングは、複数の直立した交差壁４８を有するベース４６を含む。図４から分かるように、二つのレセプタクルモジュール１６が、並べて配置されているとき、二つのモジュールの交差壁４８が組み合わさって、プラグモジュール１４のプラグ３６（図３）を受ける長方形差し込み口５０を画定する。実際には、各モジュールは、各差し込み口５０の片側を構成する。レセプタクルモジュールの両端から、複数の舌状部、すなわち、リブ５２が外方に突出している。舌状部５２は、プラグモジュール１４の溝４２（図３）に滑り込むように設計されている。しかしながら、図１で最もよく分かるように、コネクタ組み立て体１２のアセンブリでは、プラグモジュール１４は、レセプタクルモジュール１６と「互い違い」にされていることが分かる。したがって、各プラグモジュールの各対の溝４２は、図４の両端のブラケット５４によって示されたように、一対の隣接するレセプタクルモジュール１６の各々から一つのリブ５２を受ける。相互係合する舌状部と溝との構成は、コネクタ組み立て体１２を間に取り付けるプリント回路基板とほぼ平行な方向にすべてのプラグとレセプタクルモジュールを保持するのに有効である。また、レセプタクルモジュール１６は組み合わさって、後述する目的のために複数のソケット５５を構成する。最後に、各ハウジング４４は、全体が導電金属材料でめっきされていることが好ましく、ハウジング４４は、スタンドオフ２０によってプリント回路基板にはんだ付けされる。
【００１６】
コネクタ組み立て体１２の他のアセンブリの特徴に進む前に、図３とともに図６を参照すると、プラグモジュール１４のアース端子２４が示されている。各アース端子２４は、導電性シートメタル材料から打ち抜き成形され、外方に突出する一対の翼状部５８と外方に突出する一対のかえり部６０を有する本体５６を含む。外方湾曲部６２がアース端子の一方の端に形成されており、テール部６４が端子の他端から突出し、可撓部６６において穴開き部の形で終わっている。
【００１７】
図３のプラグモジュール１４を参照すると、各アース端子２４は、矢印「Ａ」の方向に、ハウジング３０のベース３２にある端子収容通路４０のそれぞれに差し込まれる。図のように完全に差し込まれたとき、翼状部５８は、ベース３２に当接して停止制限手段（stop-limit means）を構成する。図面では見えないが、かえり部６０（図６）は、通路４０内においてベースのプラスチック材料に食い込む。アース端子の外方湾曲部６２は、レセプタクルモジュール１６の差し込み口５０の交差壁４８の内側と確実に係合するようにプラグ３６の両側から外方に突出している。前述されたように、レセプタクルモジュール１６のハウジング４４全体を導電材料でめっきして、ハウジングを各プリント回路基板にアースすることができる。したがって、アース端子２４の外方湾曲部６２は、レセプタクルモジュールが取り付けられたプリント回路基板に、レセプタクルモジュール１６を介して共通接続される。可撓部６６は、プラグモジュール１４が取り付けられるプリント回路基板の穴に締まり嵌めの状態で嵌まるように寸法が決められている。換言すると、可撓部６６を構成する穴開き部は、穴の直径よりもわずかに大きく、したがって、穴開き部は、基板の穴の中で撓んで締まり嵌めの状態を確立する。
【００１８】
図７と図８に、プラグモジュール１４の信号端子２２の内の一つを示す。各信号端子２２は、導電性シートメタル材料から打ち抜き成形され、一対の接点アーム７０が一端から突出する本体６８を含む。接点アームは、外方に広がった遠位端７０ａを有する。湾曲ばね部７２が反対側の端に形成され、凸状の外側面７２ａを画定する。湾曲ばね部７２は、本体６８に固定された一端７４と、プラグモジュール１４が取り付けられるプリント回路基板の表面との係合に応じて湾曲ばね部が撓むときに自由に動く反対側の自由端７６とを有する。最後に、本体６８は、後述する目的のための停止肩部７８を画定する。信号端子２２は、矢印「Ｂ」（図２）の方向にプラグモジュール１４の端子収容通路３８に差し込まれる。完全に差し込まれたとき、信号端子の停止肩部７８が、端子収容通路３８内に一体的に成形された停止肩部８０（図５）と係合する。
【００１９】
動作において、プラグモジュール１４の一つが、それぞれに対応するプリント回路基板の表面に取り付けられるとき、前述されたように、可撓部６６が、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴に差し込まれ、穴の中で基板との確実な接続が実現される。これと同時に、凸状面７２ａが、基板の表面と係合し、それにより、信号端子２２の湾曲ばね部７２が内方に撓み、それにより、本質的に、ばね荷重が生じる、すなわち、エネルギーが湾曲ばね部内に蓄積される。したがって、プラグモジュールが、基板の穴からアース端子２４の可撓部６６を引き抜くことによって基板から取り外される時、湾曲ばね部７２内に蓄積されたエネルギーが、基板の穴から可撓部を引き抜くのを補助する力を提供する。
【００２０】
図９は、レセプタクルモジュール１６のアース端子２８の内の一つを示す。各アース端子は、本体８２と、レセプタクルモジュールが取り付けられるプリント回路基板の対応する穴に挿入される穴開き部８６を有する可撓テール部８４とを含む。アース端子２４の穴開き部６６と同じように、アース端子２８の穴開き部８６は、差し込まれる穴よりわずかに大きく、それにより、可撓部が撓み、穴の中に締まり嵌め及び良好な接触が確立される。アース端子の本体８２は、図１に示したように、アース端子の本体８２がハウジング上の導電性めっきと共通接続されるように、ハウジング４４によってオーバーモールドされている。
【００２１】
図１０は、レセプタクルモジュール１６の信号端子２６の内の一つを示す。各信号端子は、ピン８８と傾斜ばね部９０とを含む。図１は、信号端子２６の傾斜部９０並びにアース端子２８の可撓部８６が、レセプタクルモジュール１６の基板取り付け面からどのように突出しているかを示す。
【００２２】
図１において、矢印「Ｃ」は、レセプタクルモジュール１６が取り付けられるプリント回路基板の穴にアース端子２８の可撓部８６を挿入する方向を表す。図１０に戻ると、挿入方向「Ｃ」は、信号端子２６のピン部８８とほぼ同じ方向である。両方向矢印「Ｄ」は、傾斜ばね部９０と前述の挿入方向「Ｃ」との間の角度を表す。この角度は、傾斜部が矢印「Ｅ」の方向に曲げられたときに、挿入方向と反対方向であるプリント回路基板から離れる方向にコネクタに大きな力が働くようなものでなければならない。換言すると、レセプタクルモジュールが、対応するプリント回路基板に取り付けられたとき、傾斜部９０の遠位端９２が基板と係合し、傾斜部９０がピン部８８に対して曲がったときにばねとして働くようにする。この曲げ動作により、曲げられた傾斜部にばね力が蓄えられる。したがって、レセプタクルモジュールが、基板の各穴からアース端子２８の可撓部８６を引き抜きながら基板から取り外されるとき、傾斜部９０に蓄積されたばね力が、この取り外し操作を補助する。傾斜部は、角度「Ｄ」が約３０度のときに効果的であることが証明されている。しかしながら、本発明では、アース端子の基板の穴内への挿入方向と反対方向にコネクタに大きな力（substantial force ）を及ぼすように信号端子が作成されている限り、この角度は１５度乃至７５度の範囲でよい。
【００２３】
図５に戻り参照すると、レセプタクルモジュール１６がプラグモジュールと結合されるとき、信号端子２６のピン部８８が、プラグモジュール１４の信号端子２２の接点アーム７０の間に差し込まれることが分かる。また、図５は、信号端子２６が、レセプタクルモジュールのハウジング内のソケット５５に差し込まれる絶縁性ブロック９６内にオーバーモールドされていることを示す。絶縁性ブロックは、レセプタクルモジュールのハウジング上のめっき材料から信号端子を絶縁している。図４は、レセプタクルモジュールの差し込み口５０内に信号端子のピン部８８を位置決めするために、絶縁性ブロック９６がソケット５５内にどのように位置決めされているかを示す。絶縁性ブロックは、ソケット５５内に圧入されてもよく、接着剤によってソケット内に接着されてもよく、ブロック上のクラッシュリブ（塑性変形可能なリブ）でソケット内に保持されてもよい。
【００２４】
以上のことから、プラグモジュール１４の可撓端子２４とレセプタクルモジュール１６の可撓端子２４が、締まり嵌めの状態で対応するプリント回路基板の穴に差し込まれている間に、プラグモジュールの信号端子２２の湾曲ばね部７２とレセプタクルモジュールの信号端子２６の傾斜ばね部９０がエネルギーを蓄え、可撓アース端子を対応するプリント回路基板の穴から引き抜く際に、基板からモジュールを取り外すのを補助することが分かる。
【００２５】
本発明の精神及び主要な特徴から逸脱することなく本発明を他の特定の形態で実施できることが理解されよう。したがって、本明細書の実施例及び実施形態は、すべての点において限定ではなく例示と見なされるべきであり、本発明は本明細書に示した細部に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の概念を具体化した電気コネクタ組み立て体の斜視図である。
【図２】図１に示したようなコネクタ組み立て体の下側から見た斜視図である。
【図３】組み立て体のプラグコネクタモジュールの内の一つの斜視図である。
【図４】組み立て体のレセプタクルコネクタモジュールの内の一つの斜視図である。
【図５】図１のほぼ線５−５に沿った断面図である。
【図６】図３に示したプラグコネクタモジュールのアース端子の内の一つの斜視図である。
【図７】プラグコネクタモジュールの信号端子の内の一つの斜視図である。
【図８】図７の信号端子の正面図である。
【図９】レセプタクルコネクタモジュールのアース端子の内の一つの斜視図である。
【図１０】レセプタクルコネクタモジュールの信号端子の内の一つの側面図である。

Claims (13)

1. 複数の穴を有するプリント回路基板の表面に取り付ける電気コネクタであって、
   複数の端子収容通路を備えた絶縁性ハウジングと、
   前記通路の内の幾つかに嵌め込まれ、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴の挿入方向に挿入可能な第１のテール部を備えた複数の第１の導電性端子と、
   前記通路の内の他の通路に嵌め込まれ、プリント回路基板の表面と係合可能な第２のテール部を備えた複数の第２の導電性端子とを有し、前記第２のテール部が、前記挿入方向と反対の方向であるプリント回路基板から離れる方向の力をコネクタに及ぼすように構成された電気コネクタ。
2. 前記第１の端子の第１のテール部が可撓部を備える、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記第１のテール部は、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴と係合可能な第１の端子の穴開き部を備える、請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 前記第２の端子の第２のテール部は、プリント回路基板の表面と係合可能な凸状面を画定する第２の端子の湾曲ばね部を備えた、請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 各第２の端子の湾曲ばね部の両端部の内、一方の端部は第２の端子本体に固定されており、他方の端部は、湾曲ばね部がプリント回路基板の表面との係合に応じて撓むときに動き得るようになっている、請求項４に記載の電気コネクタ。
6. 前記第２の端子の第２のテール部は、プリント回路基板の表面と係合するように前記挿入方向に対して斜めに延在する傾斜ばね部を備える、請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 前記ばね部は、前記挿入方向に対して約３０度の角度で延在する、請求項６に記載の電気コネクタ。
8. 前記ばね部は、前記挿入方向に対して１５度乃至７５度の角度で延在する、請求項７に記載の電気コネクタ。
9. 複数の穴を有するプリント回路基板の表面に取り付ける電気コネクタであって、
   複数の端子収容通路を備えた絶縁性ハウジングと、
   前記通路の内の幾つかに嵌め込まれ、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴と係合可能な穴開き部を備える可撓テール部を備えた複数の第１の導電性端子と、
   前記通路の内の他の通路に嵌め込まれ、プリント回路基板の表面と係合可能な凸状面を画定する湾曲ばね部を備える複数の第２の導電性端子とを有する電気コネクタ。
10. 各第２の端子の湾曲ばね部の両端部の内、一方の端部は第２の端子本体に固定されており、他方の端部は、湾曲ばね部がプリント回路基板の表面との係合に応じて撓むときに動き得るようになっている、請求項９に記載の電気コネクタ。
11. 複数の穴を有するプリント回路基板の表面に取り付ける電気コネクタであって、
    複数の端子収容通路を備えた絶縁性ハウジングと、
    ハウジングに取り付けられ、プリント回路基板の穴の挿入方向に挿入可能な可撓テール部を備え、締まり嵌めの状態でプリント回路基板の穴と係合可能な穴開き部を備える複数の第１の導電性端子と、
    ハウジングに取り付けられ、プリント回路基板の表面と係合するように前記挿入方向に対して斜めに延在する傾斜ばね部を備えた複数の第２の導電性端子とを有する電気コネクタ。
12. 前記ばね部は、前記挿入方向に対して約３０度の角度で延在する、請求項１１に記載の電気コネクタ。
13. 前記ばね部は、前記挿入方向に対して１５度乃至７５度の角度で延在する、請求項１２に記載の電気コネクタ。