JP2010538421A - 双曲面電気接触子 - Google Patents

Abstract

双曲面接触子ソケットは金属か、他の適切な導電材料の管状体を含んでいる。この管状体は第１と第２の端部を含んでいる。この第１の端部は対となるピン端子を受容する開口入口を区画形成する唇部を含む。管状体の第２に端部では、スプラインがかしめられるか管状体の対面する端部に付着させられる。スプラインはそこから延びる一体化端子を有する。管状体は複数の導電性ワイヤを含んでおり、該ワイヤの夫々の端部は、本体の外内端部又はその近くの各内面に付着させ、そして角度を有するように配設して一葉双曲面の形を形成する。ワイヤを管状体とスプラインへ永久的で導電的に付着させることは、ローリング、縮らせること、或いは他の適宜な手段で本体を変形させて提供される。
【選択図】図４ｂ

Description

関連出願の相互参照
本出願は２００７年８月２７日に提出された米国仮出願番号６０／９６６，２８３の優先権の利益を請求し、米国特許第６，７６７，２６０号と第７，１９１，５１８号に関係し、これらは共に本願の譲受人に譲渡されている。
連邦政府による資金提供を受けた研究や開発の記載
適用不可
発明の背景
双曲面の電気的接触子或いは接触子ソケットは、それらの信頼性、振動への抵抗力、挿入力の小ささ、電気抵抗の小ささ、及び挿脱耐久回数の多さのために知られている。

従来からの双曲面電気接触子が図１に描かれており、両端で開いていると共に、外側シェルを形成する２つの円筒状セクション内に同軸に位置する内側の管状スリーブを含んでいる。外側セクションのうちの１つの遠い端部は機械加工されて、接合するか縮らせることにより、接触子に対してワイヤを永久に付着するためのキャビティを形成している。あるいは、遠い端部は機械加工されて、回路板にはんだ付け接合されるか、あるいは圧入するピンを形成できるか、あるいはピン上にそれらを包むことによりワイヤを付着させるのに使用される。

第２の外側円筒状セクションの近接端部は、対となるコネクタか装置のオスピンを受容すべく開いたままである。緩い、あるいは浮いた複数のワイヤが、一葉双曲面の形を形成すべく内側スリーブ内に配置されている。内側スリーブの各端部において、ワイヤは内外のスリーブの間で軸方向に返るように１８０度外方に曲げられる。それによってワイヤの端部は、従来技術図１に示されるように、ワイヤと内外のスリーブとの間の圧入手段によって内側スリーブの各端部に保持される。

機械的で導電性のアタッチメントを提供するためのローリング、縮らせ、型鉄での曲げ、あるいは他の適切な手段は、内側スリーブの軸方向の中間点あるいはその中間点の近くで外側スリーブを付着させるために使用される。この接触子の形態は長年使用されており、困難な組立作業を呈し、かつ高価で高精度に機械加工された部品を要求することが知られている。さらに、ワイヤの圧入保持の特性により、ワイヤが、特に接触子の使用中に、内側スリーブと外側スリーブとの間から分離されるようになることは珍しくなく、それによって、それが使用されている装置の電気の停止（ｆｉｅｌｄ ｆａｉｌｕｒｅｓ）となる。

さらに、この種の電気停止は対となるオスコネクタ部品の損傷に結びつく場合があり、接触子が使われた全体系の修理の範囲とコストをさらに悪化させる。さらに、内外の円筒状セクションおよび保持されたトロリ線の同心状配置のために、接触子の構造は接触子の他の形態より直径においてより大きく、したがって、より高接触密度を要求する適用体においては使用できず、あるいは小型化が実現されなければならない上述の特性を要求する適用体において使用することができない。先の従来技術の例は、米国特許第３，１０７，９６６、３，２２９，３５６、３，４７０，５２７および６，１０２，７４６号において示されている。

より最近、ユーザー要求に望ましいものとして、異なるタイプの端部が接触子ソケットに付着できる自動高速製造工程を使用して製造することができる双曲面接触子ソケットが開発されて来ている。この種の双曲面接触子ソケットは図２に描かれており、本出願の譲受人によって所有されている米国特許第６，７６７，２６０号に記載されている。ソケットは管状体２０を含んでおり、その１つの端部は、対を成すピンを受け取るために入口開口２４を規定する唇部２２がある。ワイヤが溶接されているか、あるいはそうでなければ、それぞれの端部が管状体のそれぞれの端部において該管状体の内面に導電性を有して永久的に付着され、また双曲面形を形成するために長手方向軸に関して角度を成す方向の配列で配設された多くの導電性ワイヤ２８を管状体２０が含んでいる。管状体２０は、ローリング、縮らせ、型鉄で曲げること、あるいは機械的で導電性のアタッチメントを提供する他の適切な手段によって、接合部２７において端子（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）２６に取り付けられている。

ソケットは、間隔を設けて配置されて長手方向ワイヤを受容する複数の溝のあるマンドレルを使用して形成される。ワイヤがマンドレルの溝内に差し込まれ、それでワイヤは管状体の唇部の内側環状面に接するポイントへ差し込まれる。ワイヤの上方端部は、好ましくはレーザー溶接あるいは他の適切な手段によって、唇部に隣接する管状体の対面する内壁部分に永久に付着される。

その後、ワイヤに角度を持たせるために、マンドレルは管状体に対して部分的に引き出されて、予め定めた角度量だけ回転させられる。そしてそのワイヤの下方端部は、導電的に永久的に管状体の対面する壁部分に付着され、好ましくは、レーザー溶接、あるいは他の適切な手段によって付着させられる。その後、管状体とマンドレルは分離される。その結果の管状体は、開口２４を介して接触子ソケット内へ差し込まれる端子ピンを収容して電気的な係合を提供する双曲面形を形成するように、管状体内で角度をなして配設されたワイヤを有する。初期の双曲面接触子と比較された時、この種の双曲面接触子ソケットには、より小さな直径、機械加工される部品数の低減、および自動高速製造用の適応性という長所がある。

米国特許第６，７６７，２６０号に示された１つの実施形態では、マンドレルの一端部は管状体に付着され、また、端子は、図３で示されるようなマンドレルのもう一つの端部に付着される。この種の双曲面ソケット接触子用の１つの問題は、組み立てられたソケット中にマンドレルが存在するために接触子の全長が増加する。これは接触子を、プリント回路板コネクタ、あるいは軸方向のスペースが制限されているコネクタにおける場合のように、短い接触子を要求する高密度の適用品に適さなくさせる。更に、もし図３に示されるようなマンドレルの径方向外側に端子が取り付けられるようにすることが必要でなければ、より大きな接触密度を許容するように、この種の接触子は未だ更に直径を縮小することができるだろう。先の従来技術の例は、本出願の譲受人に譲渡された米国特許第６，７６７，２６０号と第７，１９１，５１８号において示されている。

プリント回路板コネクタ適用品においてその使用を許すために、より短い全長を持っている双曲面接触子ソケットを提供することは有用である。さらに、より接近している中心距離間隔を要求する適用品での使用を許すために、より小さな外径を持っている双曲面接触子ソケットを提供することは有益である。さらに、双曲面接触子領域を形成する接触子本体内の位置への接触子ワイヤの永久的な導電性アタッチメントによる組立効率における改善と不必要な部品の除去によって製造コストを低減させることは有用である。さらに、高価な機械加工される部品の必要性が縮小されるか除去される接触子ソケットを提供することも有用である。

発明の簡単な要約
本発明に従って、第１の端部と第２の端部を有し、金属あるいは他の適切な導電性材料の管状体（管状の本体）を含む双曲面接触子ソケットが提供される。第１の端部は、本体の第１の端部に環状のキャビティを区画形成し、対を成すピン端子を受け入れる開口入口を提供するＵ字状唇部を含む。この管状体は、ワイヤそれぞれの端部を本体の第１と第２の端部やその端部の近くのそれぞれの内面に付着し、一葉双曲面の形を形成するためにソケットの長手方向軸線に関して角度を有する方向に配置された多くの導電性ワイヤを含んでいる。管状体へのワイヤの永久的な導電性アタッチメントは、ローリング、縮らせ、型鉄で曲げること、あるいは他の適切な手段による本体の変形によって提供される。より具体的には、本体の第１の端部において、ワイヤはＵ字形状の唇部によって形成された環状のキャビティ内に配置されており、ローリング、縮らせ、又は型鉄で曲げることによって本体に付着され、ワイヤを、本体と本体内の空洞の中に延伸している唇部の部分によって形成された環状のキャビティ内に永久に捉える。

ワイヤは、そこから伸びる一体の端子を有するスプラインにおいて提供される長手方向の溝に配置される。端子の形状は、意図する適用品によって異なり得る。スプラインは、スプラインの各長手方向溝に配置されたワイヤを備えて管状体の第２の端部へ差し込まれ、そして、本体内で双曲面接触子を形成するために、スプラインは管状体内で回転させられる。ローリング、縮らせ、型鉄で曲げること、あるいは、管状体の内面とスプラインとの間の導電性を永久的に保障するようワイヤを捕捉する他の適切な手段によって管状体の第２の端部が変形させられる。

ここで開示された双曲面ソケットの他の特徴、形態および利点は、以下に続く発明の詳細な説明から当業者に明白になろう。

幾つかの視点の図面の簡単な説明
本発明は以下の図面と共に以下の発明の詳細な説明を参照することでより完全に理解されるであろう。
図１は、内側と外側にスリーブがある従来技術の双曲面接触子の縦断面図である。 図２は、管状体の第１と第２の端部における内面に付着したワイヤを有する従来技術の双曲面接触である。 図３は、管状のソケット体と端子部材との間に配設して導電性を図っているマンドレルを含む従来技術の双曲面接触子の縦断面図である。 図４ａは、本発明に係る双曲面接触子の側面図である。 図４ｂは、図４ａの双曲面接触子の部分破断側面図である。 図４ｃは、双曲面接触子のピンを受容する端部から見た図４ａと４ｂの双曲面接触子の端面図である。 図４ｄは、図４ａの管状体内に配設されたスプラインの側面図である。 図５ａは、端子として表面実装用の端子を有する本発明に係る双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図５ｂは、端子として第１のタイプのピン端子を有する本発明に係る双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図５ｃは、端子として第２のタイプのピン端子を有する本発明に係る双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図５ｄは、端子として従順（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）ピン端子を有する本発明に係る双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図５ｅは、端子として第１のタイプのカール付き樽端子を有する本発明に係る双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図５ｆは、端子として第２のタイプのカール付き樽端子を有し、保持クリップが接触子を保持する絶縁体中に位置する本発明に係る取り外し可能な双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図５ｇは、端子としてハンダカップ形端子を有する本発明に係る双曲面接触子の実施形態例の側面図である。 図６は、ハウジング内に接触子を保持するための管状体の中に形成された保持クリップを含んでいる本発明に係る取り外し可能な双曲面接触子の実施形態例の側面図である。

発明の詳細な説明
２００７年８月２７日に提出された米国の仮出願６０／９６６，２８３と、米国特許第６，７６７，２６０号および第７，１９１，５１８号の開示内容は、参照することによってここに組込まれる。
自動高速製造工程と装置を使用したコストに有効なやり方で製造することができる双曲面接触子ソケットが提供される。ユーザー要求に適する望ましいものとして接触子ソケットに異なるタイプの端子が付着し得る。

図４ａ〜４ｄを参照すると、接触子ソケットは、金属あるいは他の適切な導電性材料で製造される管状体４０を含んでいる。管状体４０は好ましくは、対を成すピン端子（図示せず）を受け入れるための入口開口４３を規定する唇部４２を一端に含んでいる。管状体の反対端においては、端子部材４５が、縮れるか、そうでなければ管状体４０の対面する内面に付着されるスプライン４６を含んでいる。端子部材４５はスプライン４６を含んでおり、さらに、接触子を、その端子と導電性部材との間の電気的な接続をする目的でプリント回路板、ワイヤ、或いは他の電気的な接触子に対して、機械的であって導電的に接続するための端子４８を含んでいる。端子４８は、単一のユニット片としてスプライン４６を一体に形成している。

管状体４０は複数の導電性ワイヤ４１を含んでおり、それぞれの端部が管状体の端部かその端部近くの各内面に付着され、管状体４０の長手方向軸線に関して角度を成す方向に配設されて単葉双曲面の形を形成している。より具体的には、管状体４０には、双曲面接触子用のピンを受容する開口を形成する唇部４２を有する第１の、或いは外部の端部がある。唇部と管状体４０の内面の間にＵ字状の環状キャビティを形成するように、唇部はＵ字状であって管状体４０の中へ伸びる。環状のキャビティは、管状体４０の第２の端部に向かって開口している。

管状体４０は、スプライン４６を受容するため、第１の端部から管状体４０の遠く離れた端部の第２の、或いは内部の端部を含んでいる。スプライン４６は、続いて述べるように双曲面形状のピン受容接触子を形成する導電性ワイヤの一端を受けるワイヤ受け用の長手方向の複数の溝４７を含む。

管状体４０内に挿入されるスプライン４６は、該管状体４０の内径に概ね相当する直径を持っている。スプライン４６はこうして、それが管状体４０の第２の端部内に配設された時に、挿入されたスプライン部の外径が管状体４０の内面に対面するように第２の端部に挿入され得る。

唇部４２によって形成されたキャビティ内にワイヤを整列させ、管状体４０の第１の端部をローリングか、縮らせるか、型鉄で曲げることにより、管状体４０の第１の端部内にワイヤ４１を捉えてしっかり締めるべく唇部を変形させてソケットが組み立てられる。スプラインが管状体４０の第２の端部内に差し込まれる一方、ワイヤ４１はスプライン４６の長手方向の溝４７に配設される。本体４０の第２の端部へのスプライン４６の挿入に続いて、協同のピン端子用のピン受容開口として作用する双曲面形を形成すべく、管状体４０の長手方向軸線に関して角度を成す方向にワイヤ４１を配置するために、スプライン４６は本体４０に対して回転させられる。

管状体４０の第２の端部内にスプライン４６を挿入した後、管状体４０の第２の端部はスプライン４６の領域において、ローリングか、縮らせるか、型鉄で曲げることにより変形させられて、安全に永久的に管状体４０とスプライン４６との間にワイヤ４１を捕らえ、かつ管状体４０に永久的に機械的に導電性を有してスプラインを付着させる。
したがって、組み立てられた双曲面接触子は、双曲面接触子を形成するワイヤ４１に加えて、２個すなわち管状体４０と端子部材４５から作り上げられる。
本体は、従来の設計によって通常要求される精密機械部品ほど高価でない深絞りによって好ましくは製造される。

端子４８はユーザーの要求に適する任意のタイプになり得る。例として、端子４８は、図５ａに図示されるような表面実装端子、図５ｂと図５ｃに図示されているようなピン端子、図５ｄに図示されるような従順ピン端子、図５ｅと図５ｆに図示されるようなカール付き樽端子、あるいは図５ｇに描写されるようなハンダカップ形端子でもよい。図示された特定端子に加え、スプライン４６を一体に形成した如何なる他の適切な端子も使用され得ることが理解されるべきである。

図６に描かれるように、停滞輪かクリップが管状体上に配設され得て、そのクリップは、接触子ソケットを関連ハウジングの中に指向させてロックできる、外方向に角度を有した１つ以上の翼あるいはタブ５０を有する。
開示した接触子ソケットは、管状体内でワイヤを方向付けて取り付けられた状態を維持し、様々な端子への接続ピンとして作用するマンドレルを有する従来技術において利用可能な構造よりも、長さにおいて実質的により短い。典型的な実施形態例では、本接触子ソケットは、´２６０特許の中で示される従来タイプより約６５％短くなり得る。さらに、スプラインの端子への一体化によって、管状セクションのそれとほぼ同じサイズになり得る、より小さな全体直径を許容する。

上記双曲面ソケットの変形と修正は、ここに開示された発明概念からずれることなく成され得ることが認識されるであろう。従って、添付した請求の範囲および精神による以外、本発明は制限して捉えられるべきではない。

Claims (15)

1. 第１の端部と第２の端部を有する双曲面接触子ソケットであって、該双曲面接触子ソケットは以下の要件を具備する。
   導電性材料で形成された管状体であって、該管状体は第１と第２の端部と長手方向軸線を有し、該管状体は内面を有し、該本体は前記接触子ソケットの第１の端部においてＵ字状唇部を含んでおり、該Ｕ字状唇部は管状体の第１の端部の中に延伸しており、前記本体の前記唇部と前記内面とは、前記第１の端部において前記管状体の前記第２の端部に向かって開いている環状キャビティを形成しており、
   第１と第２の端部を有する複数のワイヤであって、該ワイヤの前記第１の端部は前記管状体の前記第１の端部における前記環状キャビティの中に配設されており、
   前記管状体の前記第１の端部は、前記内面と前記唇部の間に前記ワイヤを永久的に捕捉するよう、前記本体内面を前記唇部に対して圧縮変形させられ、
   導電性材料で形成されたスプラインであって、該スプラインは、外面を有する第１の部分と、一つの部材として、かつ、対を成す電気部材への取り付け用に形成されて前記第１の部分と一体化された第２の端子部分とを含み、前記スプラインの前記第１の部分は、前記管状体の前記第２の部分の前記内面と対面する関係にある前記第１の部分の前記外面を有して前記管状体の第２の端部の中に配設され、前記管状体は前記スプラインと導電関係にあるように永久的に付着され、前記端子部分は前記接触子ソケットの第２の端部において終端しており、
   前記管状体内の前記長手方向軸線に対して角度を有するように配設された前記複数のワイヤであって、該ワイヤの前記第２の端部は管状体の第２の端部に永久的に付着させられていて、管状体内において双曲面ソケットを形成する形に配列されている。
2. 前記スプラインは、前記第１の部分に沿って、互いに離隔した長手方向の複数の溝を含み、前記ワイヤの前記第２の端部は前記スプラインの前記第１の部分の前記長手方向の溝内に配設されている請求項１記載の双曲面接触子。
3. 前記管状体の前記第２の端部は、前記スプラインの前記第１の部分の周囲において変形させられて、前記スプラインを前記管状体に永久的に付着させ、前記スプラインの前記第１の部分と前記管状体の前記内面との間に前記複数のワイヤを確実に捕捉している請求項２記載の双曲面接触子。
4. 前記端子は表面実装端子である請求項１記載の双曲面接触子。
5. 前記端子はピン端子である請求項１記載の双曲面接触子。
6. 前記端子は従順ピン端子である請求項１記載の双曲面接触子。
7. 前記端子はカール付き樽端子である請求項１記載の双曲面接触子。
8. 前記端子はハンダカップ形端子である請求項１記載の双曲面接触子。
9. 第１の端部と第２に端部を有する双曲面接触子ソケットであって、該双曲面接触子ソケットは以下の要件を具備する。
   導電性材料で形成された管状体であって、該管状体は第１と第２の端部と長手方向の軸線を有し、該管状体は内面を有し、前記管状体の前記第１の端部は前記接触子ソケットの前記第１の端部に対応し、
   第１と第２の端部を有する複数のワイヤであって、該ワイヤの前記第１の端部は、前記管状体の前記第１の端部において該管状体の前記内面と永久的に導電接触するように配設されており、
   導電材料で形成されたスプラインであって、該スプラインは、外面を有する第１の部分と、一つの部材として、かつ、対を成す電気部材への取り付け用に形成されて前記第１の部分と一体化された第２の端子部分とを含み、前記スプラインの前記第１の部分は、前記スプラインの前記第１の部分の前記外面と前記管状体の前記第２の端部の前記内面との間が導電関係になるように配設された前記複数のワイヤの前記第２の端部を伴って前記管状体の前記第２の端部の中に配設され、前記管状体の前記第２の端部は、前記ワイヤの前記第２の端部と前記スプラインの前記第１の部分の前記外面とに関して圧縮関係になるように変形させられて、前記管状体の前記第２の端部の前記内面と前記スプラインの前記第１の部分との間に前記ワイヤの前記第２の端部を永久的に締結しており、前記端子部分は前記接触子ソケットの第２の端部において終端しており、
   前記複数のワイヤは前記管状体内の前記長手方向軸線に対して角度を有する関係に配設されて、前記本体の前記第１の端部としてピン受容開口を有して管状体内に双曲面ソケットを形成している。
10. 前記スプラインの前記第１の部分は、外面に沿い、互いに離隔した長手方向の溝を含み、前記ワイヤの前記第２の端部は夫々の長手方向の溝に配設されている請求項９記載の双曲面接触子。
11. 前記端子は表面実装端子である請求項９記載の双曲面接触子。
12. 前記端子はピン端子である請求項９記載の双曲面接触子。
13. 前記端子は従順ピン端子である請求項９記載の双曲面接触子。
14. 前記端子はカール付き樽端子である請求項９記載の双曲面接触子。
15. 前記端子はハンダカップ形端子である請求項９記載の双曲面接触子。

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