JP2014165181A - ポークインワイヤコンタクトを有する電気コネクタ - Google Patents

ポークインワイヤコンタクトを有する電気コネクタ Download PDF

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Abstract

【課題】電線に損傷を与えることなく、電線をリセプタクルに挿入、取り外すことができる電気コンタクトを提供する。
【解決手段】電気コネクタは、内部に電線を受容するよう構成されたリセプタクルを有するハウジングを具備する。電気コンタクトはハウジングにより保持される。電気コンタクトは、電線と係合するよう構成されたワイヤインタフェースを有するコンタクトビームを有する。コンタクトビームは、閉位置及び開位置間を移動可能である。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが閉位置に位置すると電線と係合するよう構成される。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが開位置に位置すると電線を係合解除するよう構成される。電気コネクタは、弾性的に撓むことができるばねを有する押しボタンアクチュエータを具備する。ばねは、コンタクトビームと摺動可能に係合することによりコンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるよう構成される。
【選択図】図6

Description

本発明はポークインワイヤコンタクトを有する電気コネクタに関する。
電気コネクタの中には電線を終端接続するものがある。このような電気コネクタは、電線と係合して電線との間に電気接続部を形成する電気コンタクトを具備する。電線を終端接続する、電気コネクタの電気コンタクトは、ポークインワイヤコンタクトである。ポークインワイヤコンタクトは、電気コネクタのリセプタクル内に延びるワイヤインタフェースを有する。電線は、ポークインワイヤコンタクトと係合することによりポークインワイヤコンタクトと電気接続部を形成するように、リセプタクル内に挿入、すなわちポークインされる。
ポークインワイヤコンタクトには欠点が無い訳ではない。例えば、状況によっては、製品試験、検査、交換や、電気コネクタの修理を容易にするために、電線がリセプタクルから取り外される。しかし、電線やポークインワイヤコンタクトに損傷を与えることなく、電線をポークインワイヤコンタクトから解放して電線をリセプタクルから取り外すことは困難である。電線やポークインワイヤコンタクトへの損傷は、電線やポークインワイヤコンタクトの不要な修理や交換を要し、電気コネクタのコストが増大させてしまう。
また、少なくともいくつかの公知のポークインワイヤコンタクトは、コンタクトから電線を解放する特殊専用工具を要する。特殊専用工具は、現場では容易に入手できないので、使用することができない。その代わり、作業者が電線をポークインワイヤコンタクトから解放するよう設計されていない別の工具を用いることがあるが、これは電気コネクタを損傷させるおそれがある。
いくつかの公知の電気コネクタのハウジングは、ポークインワイヤコンタクトを押圧して電線をポークインワイヤコンタクトから解放する可撓部材を具備する。しかし、ハウジングのプラスチック材料又は同様の材料は、電気コネクタが半田リフロー工程の熱に晒されると脆弱になり、可撓部材を損傷するおそれがある。例えば、半田リフロー工程からの熱は、可撓部材の弾性域を減少させたり、可撓部材に破砕、破損等を引き起こしたりする。損傷により、可撓部材はポークインワイヤコンタクトを十分に押すことができず、電線をポークインワイヤコンタクトから解放不能にする。
課題を解決する手段は、内部に電線を受容するよう構成されたリセプタクルを有するハウジングを具備する電気コネクタにより提供される。電気コンタクトはハウジングにより保持される。電気コンタクトは、電線と係合するよう構成されたワイヤインタフェースを有するコンタクトビームを有する。コンタクトビームは、閉位置及び開位置間を移動可能である。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが閉位置に位置すると電線と係合するよう構成される。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが開位置に位置すると電線を係合解除するよう構成される。電気コネクタは、弾性的に撓むことができるばねを有する押しボタンアクチュエータを具備する。ばねは、コンタクトビームと摺動可能に係合することによりコンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるよう構成される。
本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタの斜視図である。 図1に示された電気コネクタの一実施形態に係る電気コンタクトの斜視図である。 図2に示された電気コンタクトを別の角度から見た斜視図である。 図1に示された電気コネクタの典型的な一実施形態の押しボタンの斜視図である。 図1に示された電気コネクタの一部を断面した斜視図である。 図1及び図5に示された電気コネクタの一部を示す斜視図である。 図4に示された典型的な一実施形態の押しボタンが撓んだ状態を示す、図1、図5及び図6に示された電気コネクタの一部を断面した斜視図である。 電気コネクタの電気コンタクトに取り付けられた電線を示す、図1及び図5ないし図7に示された電気コネクタの一部を断面した斜視図である。 電線が電気コンタクトから取り外すことができる電気コンタクトの開位置を示す、図1及び図5ないし図8に示された電気コネクタの一部の断面図である。 図1及び図5ないし図9に示された電気コネクタに使用できる別の典型的な実施形態に係る電気コンタクトの斜視図である。 図10に示された電気コンタクトを別の角度から見た斜視図である。
以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。
一実施形態において、電気コネクタは、内部に電線を受容するよう構成されたリセプタクルを有するハウジングを具備する。電気コンタクトはハウジングにより保持される。電気コンタクトは、電線と係合するよう構成されたワイヤインタフェースを有するコンタクトビームを有する。コンタクトビームは、閉位置及び開位置間を移動可能である。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが閉位置に位置すると電線と係合するよう構成される。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが開位置に位置すると電線を係合解除するよう構成される。電気コネクタは、弾性的に撓むことができるばねを有する押しボタンアクチュエータを具備する。ばねは、コンタクトビームと摺動可能に係合することによりコンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるよう構成される。
別の実施形態において、電気コネクタは、内部に電線を受容するよう構成されたリセプタクルを有するハウジングを具備する。電気コンタクトはハウジングにより保持される。電気コンタクトは、電線と係合するよう構成されたワイヤインタフェースを有するコンタクトビームを有する。コンタクトビームは、閉位置及び開位置間を移動可能である。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが閉位置に位置すると電線と係合するよう構成される。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが開位置に位置すると電線を係合解除するよう構成される。電気コネクタは、ばねを有する押しボタンアクチュエータを具備する。ばねは、弾性的に撓むことにより、ばね及びコンタクトビームの摺動可能に係合がコンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるように、コンタクトビームに対して移動するよう構成される。
別の実施形態において、電気コネクタは、内部に電線を受容するよう構成されたリセプタクルを有するハウジングを具備する。電気コンタクトはハウジングにより保持される。電気コンタクトは、電線と係合するよう構成されたワイヤインタフェースを有するコンタクトビームを有する。コンタクトビームは、電線側及び反対側を有する。電線側は、コンタクトビームのワイヤインタフェースを有する。コンタクトビームは、閉位置及び開位置間を移動可能である。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが閉位置に位置すると電線と係合するよう構成される。ワイヤインタフェースは、コンタクトビームが開位置に位置すると電線を係合解除するよう構成される。電気コネクタは、弾性的に撓むことができるばね及びばねビームを有する押しボタンアクチュエータを具備する。ばねは、コンタクトビームに摺動可能に係合することにより、コンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるよう構成される。ばねビームは、コンタクトビームを閉位置に付勢するために、コンタクトビームの反対側と物理的に接触した状態で係合する。
図1は、本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタ10の斜視図である。電気コネクタ10は、1本以上の電線12と電気接続するよう構成される。複数の電線12は、1本のケーブル(図示せず)内に一緒にされてもよいし、されなくてもよい。典型的な一実施形態において、電気コネクタ10は、電線12及び基板14間に電気経路を提供するために基板14に実装される。他の実施形態において、電気コネクタ10は、電線12及び別の電線間に電気経路を形成するために1本以上の他の電線(図示せず)を終端接続してもよい。別の電線は、1本のケーブル(図示せず)内に一緒にされてもよいし、されなくてもよい。基板14は、回路基板等の任意のタイプの基板であってもよいが、それに限定されない。
電気コネクタ10は、ハウジング16と、1個以上の電気コンタクト18(図2及び図3によりよく示される)とを具備する。電気コンタクト18はポークインコンタクトである。例えば、ハウジング16は1個以上のリセプタクル20を有する。電気コンタクト18はリセプタクル20内に保持される。各リセプタクル20は、対応する電線12を内部に受容するよう構成される。具体的には、リセプタクル20は、電線12が挿入される入口22を有する。言い換えると、電線12は、入口22を通ってリセプタクル20内に挿入すなわちポークインされる。各リセプタクル20は、対応する電線12を挿入軸24に沿って内部に受容する。複数の電線12がリセプタクル20内に一旦挿入されると、各電線12は対応する電気コンタクト18に係合することにより電気コンタクト18に電気接続し、電気コネクタ10及び電線12間に電気接続部を形成する。
以下に説明されるように、電気コンタクト18は、ワイヤインタフェース28(図2、図3、図7ないし図9参照)を有するコンタクトビーム26(図2、図3、図5ないし図9参照)を有する。コンタクトビーム26は、開位置及び閉位置間を移動可能である。閉位置において、ワイヤインタフェース28は、対応する電線12と係合するよう構成される。開位置において、ワイヤインタフェース28は、対応する電線12から係合解除されるよう構成される。コンタクトビーム26を閉位置から開位置に移動させて電線12をリセプタクル20から取り外すことを可能にするために、押しボタンアクチュエータ30が設けられる。任意であるが、押しボタンアクチュエータ30は、リセプタクル20内に電線12を挿入するために、閉位置から開位置までコンタクトビーム26を移動するのに用いられる。以下に詳細に説明されるように、各押しボタンアクチュエータ30は弾性的に撓むことができるばね32を有し、可撓ばね32は、対応する電気コンタクト18のコンタクトビーム26と摺動可能に係合することによりコンタクトビーム26を閉位置から開位置に移動させるよう構成される。各押しボタンアクチュエータ30のばね32は、対応する電気コンタクト18のコンタクトビーム26に沿ってばね32を摺動させるために押圧されるよう構成された押しボタン34を有する。図1に見られるように、押しボタン34は、ハウジング16の対応する窓36を通して露出する。
電気コネクタ10は、押しボタンアクチュエータ30の数が電気コンタクト18の数と同じかどうかにかかわらず、任意の数の電気コンタクト18と摺動可能に係合するために任意の数の押しボタンアクチュエータ30を有してもよい。2個の押しボタン34を露出させる2個の窓36が図示されているが、ハウジング16は、窓36の数が押しボタン34の数と同じかどうかにかかわらず、任意の数の押しボタン34を露出する任意の数の窓36を有してもよい。例えば、他の典型的な一実施形態において、ハウジング16は、2個以上の押しボタン34を露出させる単一の窓36を有してもよい。
2個のリセプタクル20が図示されているが、ハウジング16は、任意の数の電線12を受容する任意の数のリセプタクル20を有してもよい。各リセプタクル20は、任意の数の電線12を内部に受容してもよい。典型的な実施形態において、各リセプタクル20は、対応する単一の電線12を内部に受容する。明確化のために、1本の電線12のみが図1に示される。ハウジング16は、任意の数の電気コンタクト18を保持してもよい。典型的な実施形態において、ハウジング16は4個の電気コンタクト18を保持する。各リセプタクル20は、任意の数の電気コンタクト18を内部に保持してもよい。典型的な実施形態において、各リセプタクル20は、対応する単一の電気コンタクト18を保持する。各電気コンタクト18は、任意の数の電線12と係合することで任意の数の電線12に電気接続してもよい。典型的な実施形態において、各電気コンタクト18は、対応する単一の電線12と係合する。
図2及び図3は、典型的な一実施形態の電気コンタクト18を示す斜視図である。電気コンタクト18は、基部38と、1本以上のコンタクトビーム26とを有する。コンタクトビーム26は基部38から延びる。各コンタクトビーム26は、一端40から他端42まで所定長さで延びる。コンタクトビーム26は、内面44と、内面44とは逆側の外面46と、端面48とを有する。端面48は、縁50で内面44と交差する。縁50は、内面44の一部や端面48の一部を構成してもよい。言い換えると、内面44や端面48は、縁50を有するものと考えてもよい。端面48は、縁52で外面46と交差する。各コンタクトビーム26の他端42は、縁50,52、端面48、縁50に隣接して延びる内面44の一部、及び縁52に隣接して延びる外面46の一部を有する。内面44は「電線側」と称されるのに対し、外面46は「反対側」と称されることがある。
また、コンタクトビーム26は、ばね32がコンタクトビーム26と摺動可能に係合する駆動面51を有する。駆動面51は、コンタクトビーム26の内面44及び縁面53間を延びる縁である。駆動面51は、内面44の縁や縁面53を構成してもよい。典型的な実施形態において、各駆動面51は、対応するコンタクトビーム26の内面44及び縁面53間を延びる丸みを帯びた縁を画定する丸みを帯びた面である。或いは、一方又は双方の駆動面51は、内面44及び縁面53間を延びるほぼ平坦縁を画定するほぼ平坦面である。他の実施形態において、一方又は双方の駆動面51は、内面44及び縁面53間を延びる先鋭縁を画定する先鋭(すなわち鋭利な)面であってもよい。駆動面51は、図示されるコンタクトビーム26の長さに沿った位置に限定されない。その代り、駆動面51は、図示や説明されているように駆動面51が機能できるようにするコンタクトビーム26の長さに沿った他の位置にあってもよい。
コンタクトビーム26は、対応する電線12(図1、図8及び図9参照)と係合することでコンタクトビーム26が電気コンタクト18及び対応する電線12間に電気接続部を形成するよう構成されたワイヤインタフェース28を有する。各コンタクトビーム26に対して、ワイヤインタフェース28はが対応する電線12と係合する際に、ワイヤインタフェース28は対応する電線12を押圧してもしなくてもよい。典型的な実施形態において、各コンタクトビーム26のワイヤインタフェース28は、縁50により少なくとも部分的に区画される。言い換えると、典型的な実施形態において、ワイヤインタフェース28は縁50を有する。また、縁50に隣接する端面48の一部や縁50に隣接する内面44の一部は、例えばコンタクトビーム26が対応する電線12を押圧する実施形態では、対応する電線12と係合する。言い換えると、いくつかの実施形態では、ワイヤインタフェース28は、縁50に隣接する端面48の一部や縁50に隣接する内面44の一部を有する。縁50に加えて又は縁50に代えて、縁50に隣接する端面48の一部、縁50に隣接する内面44の一部やコンタクトビーム26に沿った他の位置は、コンタクトビーム26のワイヤインタフェース28の一部又は全体を区画する。
典型的な実施形態において、電気コンタクト18は、2本のコンタクトビーム26すなわちコンタクトビーム26a,26bを有する。しかし、電気コンタクト18は任意の数のコンタクトビーム26を有してもよい。例えば、他の実施形態において、電気コンタクト18は単一のコンタクトビーム26(例えばコンタクトビーム26a又はコンタクトビーム26b)を有する。コンタクトビーム26a,26bの内面44は互いに対向する。コンタクトビーム26a,26bは、互いに対向するワイヤインタフェース28a,28bをそれぞれ有する。典型的な実施形態において、対応する電線12は、コンタクトビーム26a,26bのワイヤインタフェース28a,28b間に受容され固定されるよう構成される。ワイヤインタフェース28aやワイヤインタフェース28bが対応する電線12を押圧する実施形態では、対応する電線12は、コンタクトビーム26a,26bのワイヤインタフェース28a,28b間にそれぞれ押し付けられる。本明細書では、各コンタクトビーム26a,26bは「第1」コンタクトビームや「第2」コンタクトビームと称することがある。本明細書では、ワイヤインタフェース28a,28bはそれぞれ「第1」ワイヤインタフェースや「第2」ワイヤインタフェースと称することがある。
各コンタクトビーム26は、開位置及び一つ以上の閉位置間を移動可能である。具体的には、各コンタクトビーム26a,26bは、開位置及び一つ以上の閉位置間を円弧A及び円弧Bに沿って移動可能である。図7及び図8は、コンタクトビーム26a,26bの開位置を示す。開位置では、コンタクトビーム26は、対応する電線12から係合解除されるよう構成される。具体的には、コンタクトビーム26のワイヤインタフェース28は、コンタクトビーム26が開位置に位置する際に、対応する電線12から係合解除されるよう構成される。少なくとも一つの閉位置では、コンタクトビーム26は、ワイヤインタフェース28で対応する電線12と係合するよう構成される。
典型的な実施形態において、各コンタクトビーム26は、対応する電線12が無いときの完全な閉位置と、コンタクトビーム26が対応する電線12と係合するときの部分的閉位置とを有する。コンタクトビーム26a,26bは、図2、図3、図5及び図6では完全な閉位置で図示される。図8は、コンタクトビーム26a,26bの部分的な閉位置を示す。各コンタクトビーム26は、対応する電線12を収容するために、完全な閉位置から部分的な閉位置に移動可能である。各コンタクトビーム26は、部分的な閉位置から開位置にさらに移動可能である。言い換えると、各コンタクトビーム26は、完全な閉位置から開位置まで移動可能である。他の実施形態において、1本以上のコンタクトビーム26は、完全な閉位置に位置する際に対応する電線12と係合するよう構成される。
図2及び図3に見られるように、典型的な実施形態において、各コンタクトビーム26a,26bのワイヤインタフェース28a,28bは、コンタクトビーム26a,26bが完全な閉位置に位置する際に互いに係合しない。しかし、他の実施形態では、ワイヤインタフェース28a,28bは、コンタクトビーム26a,26bがそれぞれ完全な閉位置に位置する際に互いに係合してもよい。
コンタクトビーム26の開位置は、対応する電線12の寸法に依存することを理解されたい。例えば、小寸法の電線12に関して開いた(コンタクトビーム26が対応する電線12と係合しない)コンタクトビーム26の位置は、大寸法の電線12に関して閉じている(コンタクトビーム26は対応する電線12と係合する)。コンタクトビーム26の開位置は、コンタクトビーム26の移動域の端にあってもなくてもよい。言い換えると、コンタクトビーム26は、部分的な閉位置から開位置に移動すると、コンタクトビーム26がその移動域の端に到達する前に対応する電線12と係合解除してもしなくてもよい。例えば、コンタクトビーム26の開位置は、その撓み範囲や弾性範囲の端にあってもなくてもよい。
任意であるが、1本以上のコンタクトビーム26は、完全な閉位置から開位置まで弾性的に撓み得るばねである。各コンタクトビーム26a,26bの典型的な実施形態は、完全な閉位置から開位置まで弾性的に撓み得るばねである。言い換えると、コンタクトビーム26a,26bは各々、円弧A,Bに沿って各向きC,Dに弾性的に撓み得る。このため、コンタクトビーム26a,26bは各々、完全な閉位置から部分的な閉位置まで、及び部分的な閉位置から開位置まで弾性的に撓み得る。他の実施形態では、コンタクトビーム26a,26bは、弾性的に撓むことなく閉位置から開位置まで移動可能である。
典型的な実施形態において、基部38は、例えば図1に示されるように、基板14(図1参照)のコンタクトパッド56(図1参照)に実装された表面となるように構成された1個以上の表面実装テール54を有する。表面実装テール54に加えて又は代えて、電気コンタクト18の基部38や1個以上の他の部分は、基板14の電気バイア(図示せず)に圧入されるよう構成された圧入テール(図示せず)、基板14の開口(例えば電気バイア)内に受容されるよう構成された半田テール(図示せず)、電線を終端接続するよう構成された構造等の1個以上の他の実装構造を有してもよいが、これらに限定されない。電気コンタクト18は、1個のみが図示されるが、任意の数の実装構造(例えば、任意の数の表面実装テール54)を有してもよい。
電気コンタクト18は、ハウジング16(図1及び図5ないし図9参照)の対応するリセプタクル20(図1、図5、図7及び図9参照)内に電気コンタクト18を保持する1個以上の保持構造を有する。典型的な実施形態において、コンタクトビーム26は、圧入でハウジング16の対応する空所(図示せず)内に受容されるよう構成されたエンボス56を有する。また、電気コンタクト18は、典型的な実施形態で基部38から延びる逆刺付き脚58を有する。逆刺付き脚58は、対応するリセプタクル20内に電気コンタクト18を保持するために圧入でハウジング16と係合するよう構成された逆刺60を有する。エンボス56や逆刺付き脚58に加えて又は代えて、電気コンタクト18は、ハウジング16に電気コンタクト18をつなぐためのスナップ嵌め構造(図示せず)、開口(図示せず)等の、対応するリセプタクル20内に電気コンタクト18を保持する1個以上の他の構造を有してもよいが、それらには限定されない。エンボス56及び逆刺付き脚58は、電気コンタクト18に沿った他の位置にあってもよい。電気コンタクト18は、任意の数のエンボス56及び任意の数の逆刺付き脚58を有してもよい。
図4は、典型的な一実施形態に係る押しボタンアクチュエータ30の斜視図である。押しボタンアクチュエータ30は、基部62及びばね32を有する。ばね32は、基部62からばね32の一端64まで所定長さで外方へ延びる。典型的な実施形態において、ばね32の一端64は楔66を有する。楔66は、互いに対向する広い面68,70と、広い面68,70の間に延びる縁面72,74とを有する。以下に説明するように、楔66は、対応する電気コンタクト18(図1ないし図3及び図5ないし図9参照)のコンタクトビーム26(図2、図3、図5ないし図9参照)と摺動可能に係合し、コンタクトビーム26を部分的な閉位置から開位置に移動させることで、対応する電線12が対応する電気コンタクト18から取り除かれすなわち取り外されるよう構成される。また、楔66は、対応する電気コンタクト18のコンタクトビーム26と摺動可能に係合し、コンタクトビーム26を完全な閉位置から開位置まで移動させることで、対応する電線12が対応する電気コンタクト18に取り付けることができるようにするよう構成される。ばね32は「アクチュエータ」と称されることもある。
縁面72,74は、楔66が電気コンタクト18のコンタクトビーム26と摺動可能に係合するばね32の駆動面を画定する。具体的には、楔66の縁面72はコンタクトビーム26の駆動面51(図2、図3、図6及び図7参照)と摺動可能に係合するのに対し、縁面74はコンタクトビーム26の駆動面51と摺動可能に係合する。電気コンタクト18が1本のコンタクトビーム26のみを有する実施形態において、1個の縁面72又は74のみがコンタクトビーム26と摺動可能に係合することを理解されたい。縁66は、ばね32の一端64に配置されることに限定されない。代わりに、楔66は、本明細書で説明されるように楔66が機能できるようにするばね32の長さに沿った他の位置にあってもよい。
ばね32は、その中立休止位置から弾性的に撓むことができる。具体的には、ばね32の一端64は、駆動方向Fの円弧Eに沿って弾性的に撓むことができる。ばね32は、図4では中立休止位置で図示される。以下に説明するように、駆動方向Fのばね32の撓みは、係合状態でコンタクトビーム26に沿ってばね32の楔66と摺動する。言い換えると、楔66及びコンタクトビーム26は、ばねの一端64が駆動方向Fに撓むと、互いに摺動可能に係合する。
ばね32の押しボタン34は、駆動方向Fにばね32を撓め、コンタクトビーム26に沿ってばね32を摺動させるために用いられる。押しボタン34は、ばね32の一端64に配置されるものとして図示されているが、本明細書で説明されたように押しボタン34が機能できるようにするばね32の長さに沿った他の位置にあってもよい。いくつかの実施形態において、図1を再度参照すると、押しボタン34及び窓36は、押しボタン34を押して駆動方向Fにばね32を撓めるために特殊専用工具を必要としないように、構成される(例えば、寸法、形状、位置等が設定される)。例えば、使用者は、従来の工具(例えば、鉛筆、ペン、ワイヤ、棒等)、体の一部(例えば、人の指、親指等)等を用いて押しボタン34を押すことでばね32を撓める。
図4を再度参照すると、押しボタンアクチュエータ30は、基部62から延びる1本以上のばねビーム76を有する。各ばねビーム76は、基部62からばねビーム76の一端78まで外方へ所定長さで延びる。典型的な実施形態において、押しボタンアクチュエータ30は、2本のばねビーム76、すなわちばねビーム76a,76bを有する。ばねビーム76a,76bの内面80は互いに対向する。各ばねビーム76a,76bは、「第1」ばねビームや「第2」ばねビームと称されることがある。
各ばねビーム76a,76bは、ばねビーム76の中立休止位置から弾性的に撓み得る。具体的には、ばねビーム76a,76bの端部78は、各向きI,Jに各円弧G,Hに沿って弾性的に撓み得る。ばねビーム76a,76bは、図4に中立休止位置で示される。
以下に説明されるように、ばねビーム76a,76bは、コンタクトビーム26a,26bと物理的に接触した状態でそれぞれ係合し、コンタクトビーム26により与えられる保持力を増大させるよう構成される。押しボタンアクチュエータ30は、2個図示されているが、任意の数のばねアーム76を有してもよく、電気コンタクト18のコンタクトビーム26の数と同じであってもなくてもよい。
押しボタンアクチュエータ30及び電気コンタクト18は、各々任意の材料から作製されてもよい。電気コンタクト18の材料の例として、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、プラチナ等の導電性材料が挙げられるが、これらに限定されない。任意であるが、電気コンタクト18は、1以上の異なる材料でコーティング(例えばめっき等)された基材(図示せず)を有してもよい。押しボタンアクチュエータ30の材料の例として、鋼、ステンレス鋼、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、プラチナ、マグネシウム等が挙げられるが、これらに限定されない。任意であるが、押しボタンアクチュエータ30は、1以上の異なる材料でコーティング(例えばめっき等)された基材(図示せず)を有してもよい。
押しボタンアクチュエータ30は任意の導電性材料からなっていてもなっていなくてもよい。実施形態によっては、押しボタンアクチュエータ30は1以上の金属材料から作製される。例えば、ばね32は1以上の金属材料から作製されてもよい。押しボタンアクチュエータ30のばね32や他の部分を1以上の金属材料から作製することは、半田リフロー作業の際に熱によるばね32の損傷を防止することを容易にする。
実施形態によっては、押しボタンアクチュエータ30は、電気コンタクト18と異なる1以上の材料から作製される。例えば、押しボタンアクチュエータ30のばねビーム76は、電気コンタクト18のコンタクトビーム26よりも大きな引張降伏強度を有する押しボタンアクチュエータ30のばねビーム76を提供するよう、電気コンタクト18のコンタクトビーム26と異なる1以上の材料から作製されてもよい。
押しボタンアクチュエータ30は、ハウジング16(図1及び図5ないし図9参照)の対応するリセプタクル20(図1、図5、図7及び図9参照)内で押しボタンアクチュエータ30を保持する1個以上の保持構造を有する。典型的な実施形態において、基部62は、対応するリセプタクル20内で押しボタンアクチュエータ30を保持するために圧入でハウジング16と係合するよう構成された逆刺82を有する。逆刺82に加えて又は代えて、押しボタンアクチュエータ30は、押しボタンアクチュエータ30をハウジング16につなぐスナップ嵌め構造(図示せず)、開口(図示せず)等の、対応するリセプタクル20内に押しボタンアクチュエータ30を保持するための1個以上の他の構造を有してもよいが、これらに限定されない。各逆刺82は、押しボタンアクチュエータ30に沿った任意の他の位置にあってもよい。押しボタンアクチュエータ30は、任意の数の逆刺82を有してもよい。典型的な実施形態において、押しボタンアクチュエータ30は、基部62から互いに逆向きの外方へ延びる2個の逆刺82を有する。
図5は、電気コネクタ10の一部を断面した斜視図である。図5は、電線12が取り付けられていない状態のハウジング16により保持された押しボタンアクチュエータ30及び電気コネクタ18を示す。具体的には、押しボタンアクチュエータ30及び電気コンタクト18の双方は、ハウジング16の対応するリセプタクル20内で保持される。図2ないし図5から明白であるように、押しボタンアクチュエータ30及び電気コンタクト18は、互いに物理的に接触した状態で係合する、互いに独立した部品である。従って、押しボタンアクチュエータ30のばね32(図5に不図示)は、電気コンタクト18とは独立した部品である。或いは、押しボタンアクチュエータ30は、電気コンタクト18と一体に形成されてもよい。
押しボタンアクチュエータ30のばねビーム76a,76bの内面80は、それぞれ電気コンタクト18のコンタクトビーム26a,26bの外面46と物理的に接触した状態で係合する。典型的な実施形態において、コンタクトビーム26a,26bは、図5に見られるように、ばねビーム76a,76b間に受容され係合する。以下に説明されるように、ばねビーム76a,76bは、部分的閉位置及び完全閉位置へのコンタクトビーム26a,26bの付勢を増大させることで、コンタクトビーム26a,26bが電線12に及ぼす保持力を増大させるよう構成される。コンタクトビーム26a,26bは、図5では完全閉位置で示される。
図6は、電気コネクタ10の一部の斜視図である。図6は、電線12(図1、図8及び図9参照)が取り付けられていない状態のハウジング16により保持された押しボタンアクチュエータ30及び電気コネクタ18を示す。電気コネクタ10のハウジング16は、明確化のために図6では破線で示される。図6において、押しボタンアクチュエータ30のばね32の一端64は、ばね32の中立休止位置から撓んでいない状態で示される。言い換えると、図6は、ばね32の中立休止位置のばね32を示す。典型的な実施形態において、ばね32の楔66の縁面72,74は、ばね32が図6に見られるように中立休止位置にあるときにコンタクトビーム26a,26bの駆動面51と物理的に接触した状態で係合する。或いは、ばね32の楔66の縁面72,74は、ばね32が中立休止位置にあるときにコンタクトビーム26a,26bの駆動面51と物理的に接触した状態から係合解除される。
上述したように、ばね32は、中立休止位置から駆動方向Fに撓み、楔66をコンタクト18のコンタクトビーム6に摺動可能に係合させることで、コンタクトビーム26を完全閉位置又は部分的閉位置から開位置に移動させる。図6に見られるように、駆動方向Fは挿入軸24と平行ではない。実施形態(例えば、ばね32の一端64が円弧Eに沿う代わりに直線方向に撓む実施形態)によっては、駆動方向Fは、挿入軸24とほぼ直交する。
コンタクトビーム26a,26bは、図6では完全閉位置で示される。ばね32の端部32は、駆動方向Fに沿って撓むことができ、コンタクトビーム26a,26bを完全閉位置から開位置に移動させる。ばね32の楔66が駆動方向Fに沿って撓むと、楔66の縁面72,74は、コンタクトビーム26a,26bの駆動面51とそれぞれ摺動可能に係合する。言い換えると、縁面72,74は、駆動方向Fに沿って(駆動面51と係合した状態で)駆動面51に沿って摺動する。楔66及びコンタクトビーム26a,26bの摺動可能な係合は、コンタクトビーム26a,26bを完全閉位置から開位置までそれぞれ向きC,Dに円弧A,Bに沿って移動させる。
図7は、駆動方向F(図4及び図6参照)に撓んだばね32を示す、電気コネクタ10の一部を断面した斜視図である。コンタクトビーム26a,26bは、図7では開位置で示される。図6及び図7の比較から明白であるように、ばね32の楔66は、各コンタクトビーム26a,26bの駆動面51と摺動可能に係合し、コンタクトビーム26a,26bを開位置に移動させる。電気コンタクト18が2本のコンタクトビーム26を有する実施形態において、ばね32の楔66は、コンタクトビーム26a,26b間に受容され、コンタクトビーム26a,26bを互いに離れる向きに広げる。具体的には、ばね32の楔66が駆動方向Fに沿って移動すると、楔66及びコンタクトビーム26a,26bの摺動可能な係合は、コンタクトビーム26a,26bを互いに離れる向きに広げることによりコンタクトビーム26a,26bを開位置に移動させる。電気コンタクト18が単一のコンタクトビーム26を有する実施形態では、ばね32の楔66は、いずれかのコンタクトビーム26a,26bに対してほぼ同様な方法で単一のコンタクトビーム26と摺動可能に係合し、単一のコンタクトビームを閉位置から開位置に移動させることを理解されたい。
図7に示された開位置において、電気コンタクト18のコンタクトビーム26a,26bは、電線12(図1、図8及び図9参照)が電気コンタクト18に取り付けられるように位置する。具体的には、対応する電線12は、対応するリセプタクル20内へ挿入軸24に沿って挿入すなわちポークインすることができる。電線12がリセプタクル20に挿入されると、電線12は、例えば図8及び図9の比較から明白であるように、コンタクトビーム26a,26bのワイヤインタフェース28a,28bの間、及び電気コンタクト18の楔66及び基部38(図2、図3及び図8参照)の間に受容される。次に、コンタクトビーム26a,26bは、ワイヤインタフェース28a,28bが電線12と係合するように開位置から部分的な閉位置に移動し、これにより電気コンタクト18及び電線12間の電気接続部を構築する。具体的には、ばね32は、ばね32の弾性(すなわち、中立休止位置へのばね32の付勢)がばね32の端部62をばね32の中立休止位置に戻すように開放される。ばね32が開放されるので、コンタクトビーム26a,26bの弾性(及びばねビーム76によりさらに与えられる付勢)により、コンタクトビーム26a,26bが部分的な閉位置に移動することができる。
いくつかの代替の実施形態において、押しボタンアクチュエータ30は、電線12を電気コンタクト18に取り付けることには用いられない。例えば、ばね32は撓んでいない中立休止位置に位置したままであり、コンタクトビーム26a,26bに及ぼされる電線12の挿入力は、電線12がばね32を撓ませることなくワイヤインタフェース28a,28b間に捕捉されるように、完全閉位置から開位置に向かって十分な量でコンタクトビーム26a,26bを移動させるのに十分である。
図8は、電気コンタクト18に取り付けられた電線12を示す、電気コネクタ10を断面した斜視図である。コンタクトビーム26a,26bは、図8では部分的な閉位置で示される。コンタクトビーム26a,26bのワイヤインタフェース28a,28bはそれぞれ、電線12に電気コンタクト18を電気接続するよう電線12と係合する。
電線12を電気コンタクト18から取り外すために、ばね32(図1、図4、図6、図7及び図9参照)の一端64(図4、図6及び図7参照)は、上述したように駆動方向Fに撓む。図9を参照すると、図7について上述したように、ばね32が駆動方向Fに十分に撓むと、楔66は、コンタクトビーム26a,26bが開位置となるように、コンタクトビーム26a,26bと係合する。開位置において、コンタクトビーム26a,26bのワイヤインタフェース28a,28bはそれぞれ電線12から係合解除される。コンタクトビーム26a,26bの開位置は、電線12が電気コンタクト18から取り外されることができる電気コンタクト18の開位置を表す。具体的には、電線12は、電線12を電気コンタクト18及び対応するハウジングリセプタクル20から取り外すよう挿入軸24に沿って引っ張られる。
図8を再度参照すると、電線12が図8に示されるように電気コンタクト18に取り付けられると、押しボタンアクチュエータ30のばねビーム76a,76bはそれぞれ、電気コンタクト18のコンタクトビーム26a,26bの外面46と物理的に接触した状態で係合する。コンタクトビーム26の開位置では、ばねビーム76a,76bは、それぞれ向きI,Jに沿って中立休止位置から撓んでしまっている。ばねビーム76a,76bの弾性(すなわち、ばねビーム76a,76bの中立休止位置への付勢)は、コンタクトビーム26a,26bを完全閉位置に付勢する。このため、ばねビーム76a,76bは、完全閉鎖位置へのコンタクトビーム26a,26bの固有の付勢を増大させ、コンタクトビーム26a,26bが電線12に及ぼす保持力を増大させ、電線12及びコンタクトビーム26を電気的及び機械的接続状態に保持する。
従って、ばねビーム76は、コンタクトビーム26単独で提供する保持力よりも大きな保持力を電気コンタクト18に与える。増大した保持力により、電気コンタクト18は異なる寸法の範囲が大きい電線12を収容することができる。また、上述したように、ばねビーム76は、電気コンタクト18のコンタクトビーム26とは異なる1以上の材料から作製され、押しボタンアクチュエータ30のばねビーム76に電気コンタクト18のコンタクトビーム26より大きな引張降伏強度を与える。例えば、コンタクトビーム26は銅で作製されるのに対し、ばねビーム76は銅より大きな引張降伏強度を有するステンレス鋼で作製される。ばねビーム76の大きな引張降伏強度は、コンタクトビーム26及びばねビーム76が同じ材料から作製される実施形態よりも大きな保持力を提供する。これにより、電気コンタクト18は、異なる寸法の範囲が大きい電線12を収容することができる。
上述したように、押しボタンアクチュエータ30は、電気コンタクト18とは独立した部品であることに限定されない。代わりに、押しボタンアクチュエータ30は、電気コンタクト18と一体に形成されてもよい。例えば、図10及び図11は、電気コンタクト118の典型的な一実施形態の斜視図である。以下に説明されるように、電気コンタクト118は、それと一体に形成されたばね132を有する押しボタンアクチュエータ130を具備する。
電気コンタクト118は、基部138と、基部138から延びる1本以上のコンタクトビーム126とを有する。コンタクトビーム126は、ばね132がコンタクトビーム126と摺動可能に係合する駆動面151を有する。コンタクトビーム126は、対応する電線12(図1、図8及び図9参照)と係合することでコンタクトビーム126が電気コンタクト118及び対応する電線12間に電気接続部を形成するよう構成されたワイヤインタフェース128を有する。各コンタクトビーム126は、本明細書では「第1」コンタクトビームや「第2」コンタクトビームと称されることがある。各ワイヤインタフェース128は、本明細書では「第1」ワイヤインタフェースや「第2」ワイヤインタフェースと称されることがある。
押しボタンアクチュエータ130は、電気コンタクト118及び押しボタンアクチュエータ130が一体構造を形成するように、電気コンタクト118の一部と一体に形成される。従って、押しボタンアクチュエータ130及び電気コンタクト118は、2部品の独立した電気コンタクト18(図1ないし図3及び図5ないし図9参照)及び押しボタンアクチュエータ30(図1及び図4ないし図9参照)とは異なり1部品を形成する。典型的な実施形態において、押しボタンアクチュエータ130は、電気コンタクト118の基部138と一体に形成される。しかし、押しボタンアクチュエータ130は、電気コンタクト118の他の部分(例えば、1本以上のコンタクトビーム126)と追加で又は代えて一体に形成されてもよい。
押しボタンアクチュエータ130はばね132を有する。ばね132は、基部138からばね132の一端164まで所定長さで外方へ延びる。典型的な実施形態において、ばね132の一端164は楔166を有する。楔166は、コンタクトビーム126と摺動可能に係合し、コンタクトビーム126を部分的な閉位置から開位置に移動させることで、対応する電線12が電気コンタクト118から取り除かれすなわち取り外されるよう構成される。また、楔166は、コンタクトビーム126と摺動可能に係合し、コンタクトビーム126を完全な閉位置から開位置まで移動させることで、対応する電線12が電気コンタクト118に取り付けることができるようにするよう構成される。ばね132は、本明細書では「アクチュエータ」と称されることもある。楔166は、電気コンタクト118のコンタクトビーム126と摺動可能に係合する駆動面172を有する。楔166は、ばね132の一端164に位置するものに限定されない。代わりに、楔166は、本明細書で説明されたように楔166が機能できるばね132の長さに沿った別の位置にあってもよい。
ばね132は、その中立休止位置から弾性的に撓むことができる。具体的には、ばね132の一端164は、駆動方向Lの円弧Kに沿って弾性的に撓むことができる。ばね132は、図10及び図11では中立休止位置で図示される。駆動方向Lのばね132の撓みは、係合状態でコンタクトビーム126に沿ってばね132の楔166と摺動する。言い換えると、楔166及びコンタクトビーム126は、ばねの一端164が駆動方向Lに撓むと、互いに摺動可能に係合する。
典型的な実施形態において、ばね132の楔166の駆動面172は、ばね132が図10及び図11に見られるように中立休止位置に位置するとコンタクトビーム126の駆動面151との物理的接触から係合解除される。或いは、楔166の駆動面172は、ばね132が中立休止位置に位置するとコンタクトビーム126の駆動面151と物理的接触状態で係合する。
ばね132は押しボタン134を有する。押しボタン134は、駆動方向Lにばね132を撓ませることでコンタクトビーム126に沿ってばね132と摺動するのに用いることができる。押しボタン134は、本明細書で説明されたように押しボタン134が機能できるばね132の長さに沿った別の位置にあってもよい。いくつかの実施形態において、押しボタン134やハウジング16(図1及び図5ないし図9参照)の窓36(図1参照)は、押しボタン134を押して駆動方向Lにばね132を撓めるために特殊専用工具を必要としないように、構成される(例えば、寸法、形状、位置等が設定される)。例えば、使用者は、従来の工具(例えば、鉛筆、ペン、ワイヤ、棒等)、体の一部(例えば、人の指、親指等)等を用いて押しボタン134を押すことでばね132を撓める。
押しボタンアクチュエータ130及び電気コンタクト118の残余部分はそれぞれ、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、プラチナ等の任意の材料から作製されるが、これらに限定されない。任意であるが、押しボタンアクチュエータ130や電気コンタクト118の別の部分は、1以上の異なる材料でコーティング(例えばめっき等)された基材(図示せず)を有してもよい。押しボタンアクチュエータ130のばね132や他の部分を1以上の金属材料から作製することは、半田リフロー作業の際に熱によるばね132の損傷を防止することを容易にする。
コンタクトビームを完全閉位置及び部分的に閉位置から開位置に移動させる押しボタンアクチュエータ130の操作は、押しボタンアクチュエータ30の操作と同様であるので、ここでは詳細に説明しない。
本明細書で説明された実施形態は、電線から係合解除できるワイヤインタフェースを有する電気コンタクトを提供する。本明細書で説明された実施形態は、電線や電気コンタクトに損傷を与えることなく、電線をリセプタクルに挿入され取り外すことができる電気コンタクトを提供する。本明細書で説明された実施形態は、少なくともいくつかの公知の電気コンタクトよりも大きな範囲の異なる寸法の電線を収容できる電気コンタクトを提供する。
本明細書で説明された実施形態は、電気コンタクトから電線を解放するアクチュエータを有する電気コンタクトを提供する。ここで、アクチュエータは、特殊専用工具を用いることなく電線を解放するよう駆動できる。本明細書で説明された実施形態は、電気コンタクトから電線を解放するアクチュエータを有する電気コンタクトを提供する。ここで、アクチュエータは、従来の工具(例えば、鉛筆、ペン、ワイヤ、棒等)、体の一部(例えば、人の指、親指等)等を用いて駆動することができる。
本明細書で説明された実施形態は、電気コンタクトから電線を解放するアクチュエータを有する電気コンタクトを提供する。ここで、アクチュエータは、少なくともいくつかの公知の電気コンタクトよりも熱にさらされる際に損傷し難い。例えば、アクチュエータは、非金属材料(例えばプラスチック)で作製されたアクチュエータよりも熱にさらされる際に損傷し難い。
10 電気コネクタ
12 電線
16 ハウジング
18 電気コンタクト
20 リセプタクル
24 挿入軸
26 コンタクトビーム
26a 第1コンタクトビーム
26b 第2コンタクトビーム
28 ワイヤインタフェース
28a 第1ワイヤインタフェース
28b 第2ワイヤインタフェース
30 押しボタンアクチュエータ
32 ばね
34 押しボタン
36 窓
44 内面(電線側)
46 外面(反対側)
51 駆動面(縁)
66 楔
72 縁面(駆動面)
74 縁面(駆動面)
76 ばねビーム
76a 第1ばねビーム
76b 第2ばねビーム
110 電気コネクタ
118 電気コンタクト
130 押しボタンアクチュエータ
132 ばね

Claims (13)

  1. 内部に電線を受容するよう構成されたリセプタクルを有するハウジングと、該ハウジングにより保持され、前記電線と係合するよう構成されたワイヤインタフェースを有するコンタクトビームを有する電気コンタクトと、弾性的に撓むことができるばねを有する押しボタンアクチュエータとを具備する電気コネクタであって、
    前記コンタクトビームは、閉位置及び開位置間を移動可能であり、
    前記ワイヤインタフェースは、前記コンタクトビームが閉位置に位置すると前記電線と係合するよう構成され、
    前記ワイヤインタフェースは、前記コンタクトビームが開位置に位置すると前記電線を係合解除するよう構成され、
    前記ばねは、前記コンタクトビームと摺動可能に係合することにより前記コンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるよう構成されることを特徴とする電気コネクタ。
  2. 前記ばねは、前記コンタクトビームと摺動可能に係合し前記コンタクトビームを閉位置から開位置に移動させるよう構成された楔を具備することを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  3. 前記コンタクトビームは第1コンタクトビームであり、
    前記ワイヤインタフェースは第1ワイヤインタフェースであり、
    前記電気コンタクトは、前記第1ワイヤインタフェースに対向する第2ワイヤインタフェースを有する第2コンタクトビームを具備し、
    前記第1コンタクトビーム及び前記第2コンタクトビームは、それらの間に前記押しボタンアクチュエータの前記ばねを受容し、前記ばねが前記第1コンタクトビーム及び前記第2コンタクトビームと摺動可能に係合すると互いに離れる向きに前記第1コンタクトビーム及び前記第2コンタクトビームを広げるよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  4. 前記ハウジングの前記リセプタクルは、挿入軸に沿って内部に前記電線を受容するよう構成され、
    前記押しボタンアクチュエータの前記ばねは、前記挿入軸と平行でない駆動方向に沿って前記コンタクトビームと摺動可能に係合するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  5. 前記電気コンタクトの前記コンタクトビームは、電線側及び反対側を有し、
    前記電線側は、前記コンタクトビームの前記ワイヤインタフェースを有し、
    前記押しボタンアクチュエータは、前記コンタクトビームの前記反対側と物理的接触状態で係合するばねビームを具備することを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  6. 前記コンタクトビームは第1コンタクトビームであり、
    前記ワイヤインタフェースは第1ワイヤインタフェースであり、
    前記電気コンタクトは、前記第1ワイヤインタフェースに対向する第2ワイヤインタフェースを有する第2コンタクトビームを具備し、
    前記押しボタンアクチュエータは、第1ばねビーム及び第2ばねビームを有し、
    前記第1コンタクトビーム及び前記第2コンタクトビームは、該第1及び第2のコンタクトビームが前記第1ばねビーム及び前記第2ばねビームとそれぞれ物理的接触状態で係合するように、該第1及び第2のばねビームの間に受容されることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  7. 前記押しボタンアクチュエータは、前記電気コンタクトと一体に形成されることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  8. 前記押しボタンアクチュエータは、前記電気コンタクトとは独立した部品であることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  9. 前記押しボタンアクチュエータは、前記電気コンタクトとは独立した部品であり、
    前記ばねは、前記電気コンタクトの前記コンタクトビームとは異なる材料からなることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  10. 前記押しボタンアクチュエータの前記ばねは、前記コンタクトビームに沿って前記ばねを摺動するために押圧されるよう構成された押しボタンを具備し、
    前記押しボタンは、前記ハウジングの窓を通って露出することを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  11. 前記ばねは、その中立休止位置から撓んで前記コンタクトビームに沿って摺動するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  12. 前記電気コンタクトの前記コンタクトビームは、前記ワイヤインタフェースを有する電線側を具備し、
    前記押しボタンアクチュエータの前記ばねは、前記コンタクトビームの前記電線側の縁と摺動可能に係合するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
  13. 前記ばねは、該ばねの駆動面で前記コンタクトビームと係合し、
    前記駆動面は、前記ばねが該ばねの中立休止位置から撓まないときに前記コンタクトビームと物理的接触から係合解除されることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
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