JP2014513404A - ヘッダーコネクタアセンブリ - Google Patents

Abstract

ヘッダーコネクタアセンブリとヘッダーコネクタアセンブリを製造する方法が開示される。ヘッダーコネクタアセンブリは、ヘッダーサブアセンブリとモジュールを含む。ヘッダーサブアセンブリは、外側ハウジングと内側サブアセンブリを含む。内側サブアセンブリは、接点と回路ボードを有する。ヘッダーサブアセンブリは、モジュールへ組み付けられる。シールが、ヘッダーサブアセンブリをモジュール内へ密閉するために設けられることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気アセンブリ、電気アセンブリ用コンポーネント、及び電気アセンブリと電気アセンブリ用コンポーネントの製造方法に関する。より具体的には、本発明は、ヘッダーコネクタアセンブリ、ヘッダーコネクタアセンブリ用コンポーネント、及びそのようなコンポーネントとアセンブリを製造するための方法に関する。

電気接続用ヘッダーは、種々の用途のために使用されている。ヘッダーは、例えば、車両、船舶とボート、航空宇宙システム、電気工具、制御システム、又は他の適切な電気製品のための電気システムにおいて使用されることができる。そのようなヘッダーは、温度変化及び／又は水分のような環境物質のような環境条件に曝されると損傷を受けやすい回路ボードを含むことができる。

ヘッダーは、回路ボードを包むためのモジュール及び回路ボードをコントローラ、モーター、センサ、他のモジュール（例えば、制御モジュール）又はそれらの組み合わせのような他のデバイスへ電気的に接続するためのモジュールと係合できる。回路ボードは、更に、プラグ、トランスミッター、信号源、又はモジュールとの電気接続状態において電気信号をモジュール及び／又はデバイスへ提供するための他のデバイスのような他の電気コンポーネントとのインターフェースのためのヘッダーのようなデバイスへ固定されることができる。

現在のヘッダー設計では、幾つかの問題がある。既知のヘッダーは、それらが環境条件及び／又はヘッダーとモジュールとの間で密閉されていないインターフェースを介してヘッダー内の回路ボートに影響を及ぼす物質に対して敏感であることの欠点に悩まされている。加えて、既知のヘッダーの製造は、ヘッダーの材料が温度及びヘッダーを回路ボードへ固定するための方法を制限していることの欠点に悩まされている。

他の既知のヘッダーは、輸送中に損傷される。例えば、そのような既知のヘッダーにおいて、ピンや他の脆弱な機能部が輸送中に破損される可能性がある。

これらの問題は、ここで記述されるヘッダーコネクタアセンブリ及びヘッダーコネクタアセンブリを製造する方法によって解決される。ヘッダーコネクタアセンブリは、ヘッダーサブアセンブリと、外側ハウジングと内側ハウジングを含むモジュールを有する。内側ハウジングは、接点と回路ボードを有し、そこでは、回路ボードは、流動はんだ付け及び表面実装の内の一つ以上でヘッダーサブアセンブリへ取り付けられる。

本発明は、添付の図面を参照して例として記述される。そこでは、

本開示に従う例示的分解ヘッダーコネクタアセンブリの斜視図である。

本開示に従う例示的分解ヘッダーコネクタアセンブリの斜視図である。

本開示に従う例示的ヘッダーサブアセンブリの係合端部の図である。

本開示に従う例示的ヘッダーサブアセンブリのためのヘッダーハウジングの係合端部の図である。

本開示に従う例示的ヘッダーサブアセンブリのためのヘッダーハウジングのモジュールの端部の図である。

本開示に従う例示的ヘッダーサブアセンブリの内部コネクタのヘッダーハウジング端部の図である。

本開示に従う例示的ヘッダーサブアセンブリの内部コネクタのモジュール端部の図である。

本開示に従う例示的分解ヘッダーコネクタアセンブリのカット断面図である。

本開示に従う例示的分解ヘッダーコネクタアセンブリのカット断面図である。

例示的ヘッダーコネクタアセンブリ及びヘッダーコネクタアセンブリを製造する例示的方法が提供される。本開示の実施形態は、密閉されることによって環境条件及び／又は環境物質に耐えることができ、他の電気コンポーネントと電気的に通信することができ、種々の設計のモジュールとインターフェースを取ることができ、水平へ配向されたモジュールと共に使用されることができ、種々の以前は利用できなかった方法によって製造されることができ、輸送中にコンポーネントが破損されることから保護され、及びそれらの組み合わせである。例えば、幾つかの実施形態において、ヘッダーの幾つかの部分を分離することによって、製造及び／又は輸送が損傷のリスクを減少して実行されることができる。同様に、幾つかの実施形態において、シュラウドのような追加の機能部は、嵌合端子及び／又はピンを囲むことによってそれらを保護する。

図１と図２を参照すると、ヘッダーコネクタアセンブリ１００は、ヘッダーサブアセンブリ１０２、シール１１８、及びモジュール１０８を含む。ヘッダーサブアセンブリ１０２は、外側ハウジング３０２と内側ハウジング７０２を含む。ヘッダーサブアセンブリ１０２とシール１１８をモジュール１０８内に位置決めすると、内側サブアセンブリ７０２は、水分又は他の環境物質及び／又は環境条件から密閉される。外側ハウジング３０２は、組み立てられると環境に露出されたままとなる。一実施形態において、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、水平方向へモジュール１０８内に取り付けられる。ここで使用されるように、用語“水平の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）”やそれの文法的変異は、印刷回路ボードのような回路ボード１０６の表面と平行な方向や配向を指す。例えば、回路ボード１０６と水平な方向は、回路ボード１０６の表面と平行な平面内である。一実施形態において、モジュール１０８は、回路ボード１０６（図８と図９を参照）のモジュール１０８への水平挿入のために配列され且つ配置される回路ボードアラインメント機能部１０７（図８と図９を参照）を含む。一実施形態では、モジュール１０８は、例えば、車両、船舶とボート、航空宇宙システム、電気工具、制御システム、又は他の適切な電気製品のための電気システムの一部であることができる。一実施形態において、モジュールは、シート重量センサモジュールである。シート重量センサからの入力は、処理されて、エアバッグ（図示せず）が展開されるべきか否か及びどのような力でエアバッグが展開されるべきかを決定する主エアバッグ制御モジュール（図示せず）へ送られる。

シール１１８は、組み付けられる時に、シール（密閉）を促進するためのモジュールの波状の部分１１２を有するエラストマー材料（例えば、シリコンラバー）を含む。エラストマー材料は、図２に示される実施形態におけるように、ヘッダーサブアセンブリ１０２のシュラウド１０４内に位置されるか、図１に示される実施形態におけるように、シュラウド１０４によって囲まれる。ヘッダーコネクタアセンブリ１００は、ヘッダーサブアセンブリ１０２、シール１１８、とモジュール１０８の間の密閉された又は実質的に密閉された係合を可能にする任意の適切な機能部である係合機能部１１０を含む。適切な機能部は、制限するものではないが、締りばめを促進するための一つ以上の波形部分１１２（図１を参照）及び／又は機械的係合を促進するための一つ以上のクリッピング機構１１４（図２を参照）を含む。係合機能部１１０は、組み付けられると、密閉された状態にヘッダーコネクタアセンブリ１００を維持する。

図１と図２を参照すると、シール１１８は、エラストマー材料で作られる。この実施形態において、シール１１８は、モジュール１０８及び／又はヘッダーサブアセンブリ１０２のシュラウド１０４のサイズや幾何学形状に対応する実質的に矩形の幾何学形状である。波形部分１１２は、モジュール１０８内に位置決めされることができ、且つ組み付けられると、シール１１８は、モジュール１０８に当接してシールを形成する。図１と図９を参照すると、更なる実施形態において、モジュール１０８の当接は、所定量の平面又は表面（例えば、少なくとも三つ、少なくとも六つ、少なくとも九つ、又は少なくとも十二）に対してであり、且つヘッダーコネクタアセンブリ１００の外側に延出する。一実施形態において、モジュール１０８は、ヘッダーサブアセンブリ１０２と係合するための対応する機能部（図示せず）を含む。

図１と図２を参照すると、シール１１８は、更に、ヘッダーサブアセンブリ１０２との締りばめを形成することができるヘッダー係合機能部１２０を含む。ヘッダー係合機能部１２０は、ヘッダーサブアセンブリ１０２と係合することができる任意の適切な機能部である。適切な機能部は、制限するわけではないが、一つ以上の周辺シール１２２（図１を参照）、キー機能部、一つ以上のクリッピング機構、ねじ切りされた又は部分的にねじ切りされた部分、テーパー状の部分、ファスナー（例えば、ボルト、螺子、接着剤、磁石、他の機械的締結機能部、及びそれらの組み合わせ）、他の適切な固定機能部、又はそれらの組み合わせを含む。

図１に示されるヘッダーコネクタアセンブリ１００の実施形態を組み付けるために、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、緊密な締りばめ及び／又は機械的係合がシール１１８とヘッダーサブアセンブリ１０２のシュラウド１０４との間に形成されるように、シール１１８内に位置決めされる。次に、ヘッダーサブアセンブリ１０２とシール１１８は、モジュール１０８内へ挿入される。一実施形態において、シール１１８は、ヘッダーサブアセンブリ１０２の回りに位置決めされ、一緒にモジュール１０８内へ挿入される。他の実施形態において、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、モジュール１０８内へ挿入され、次に、シール１１８がヘッダーサブアセンブリ１０２の回りに位置決めされる。

組み付けられると、図８のカット断面図に示されるように、図１に示されるヘッダーコネクタアセンブリ１００の実施形態は、電気デバイスや嵌合コネクタ（図示せず）からモジュール１０８（図１を参照）へ電気信号及び／又は電力を提供することができる。図８に示されるように、一実施形態において、シール１１８は、完全にシュラウド１０４内にあり、内側サブアセンブリ７０２を包み、それによって、接点１２６及び／又は回路ボード１０６を保護する。

図１と図２を参照すると、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、外側ハウジング３０２と内側サブアセンブリ７０２を含む。外側ハウジング３０２は、嵌合端部３０３と取付け端部３０５を含む。一つ以上の筐体や嵌合インターフェース１２４は、一つ以上の嵌合コネクタ（図示せず）や他のデバイス（図示せず）への取付け及び／又は嵌合のために嵌合端部３０３から延出する。シュラウド１０４は、取付け端部３０５で外側ハウジング３０２を囲む。嵌合インターフェース１２４は、内部コネクタ１２６を包むサイズと形状にされ、そこでは、各内部コネクタ２１０が、電気的に導電性のリード、ピン又は他の適切な導電性構造体のような一つ以上の接点１２６を支持する。一つ以上の接点１２６は、例えば、流動はんだ付け、圧入、表面実装、他の適切な固定機構、又はそれらの組み合わせによって回路ボード１０６へ取り付けられる。

図２を参照すると、一実施形態において、外側ハウジング３０２は、モジュール係合機能部１１０を含む。組み付けられると、シール１１８は、モジュール１０８に当接し、一実施形態において、シュラウド０４によって完全に包囲される。例えば、この実施形態において、シール１１８は、シュラウド１０４内にある。一実施形態において、シュラウド１０４及び／又はシール１１８は、更に、ヘッダーサブアセンブリ１０２と締りばめを形成することができるヘッダー係合機能部１２０を含む。ヘッダー係合機能部１２０は、ヘッダーサブアセンブリ１０２と係合することができる任意の適切な機能部である。適切な機能部は、制限するわけではないが、キー機能部２０２、一つ以上の周辺シール、一つ以上のクリッピング機構、螺子が切られた又は部分的に螺子が切られた部分、テーパー状部分、ファスナー（例えば、ボルト、螺子、接着剤、磁石、他の機械的締結機能部、及びそれらの組み合わせ）、他の適切な固定機能部、又はそれらの組み合わせを含む。

一実施形態において、モジュール１０８は、シュラウド１０４、シュラウド１０４を有するヘッダーハウジング２０４、及び／又はシール１１８と係合するための嵌合機能部１１６のような対応する機能部を含む。そのような対応する機能部は、モジュール１０８の内側及び／又はモジュール１０８の外側に位置されることができる。

図３は、ヘッダーサブアセンブリ１０２の例示的実施形態の嵌合端部３０３からの眺めを示す。図１に示される実施形態と整合して、この実施形態において、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、回路ボード１０６（図１を参照）に固定され且つ電気デバイス（図示せず）及び／又はハーネスコネクタ、プラグ、トランスミッター、信号源、又はモジュール１０８（図１を参照）との電気的結合状態において電気信号及び／又は電力をモジュール１０８及び／又はコンポーネント（図示せず）へ提供するための他のコンポーネントのような嵌合コネクタ（図示せず）と係合するように構成される一つ以上の嵌合インターフェース１２４を含む単一の構造体である。図３において３つの嵌合インターフェース１２４が示されているが、ヘッダーサブアセンブリ１０２の他の実施形態は、一つの嵌合インターフェース１２４、二つの嵌合インターフェース１２４、又は三つを超える嵌合インターフェース１２４を含む。図３に示されるように、一実施形態において、嵌合インターフェース１２４の各々は、ヘッダーサブアセンブリ１０２内から突出する接点１２６の回りに延出する立方体状外周部３０４を含む。ヘッダーサブアセンブリ１０２は、更に、チャネル３０８やスロット、一つ以上の凹所３１０、及びヘッダーサブアセンブリ１０２の嵌合コネクタ（図示せず）への解除可能な固定のための一つ以上の突起３１２を含む。

図４は、ヘッダーサブアセンブリ１０２の例示的実施形態の嵌合端部３０３から見た図を示す。一実施形態において、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、流動はんだ付け及び／又は表面実装によって損傷され得る材料（例えば、シール１１８及び／又はエラストマー材料）であるか又はその材料を含む。図２に示されるように、そのような可能性を有する一実施形態において、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、ヘッダーハウジング２０４と内部コネクタ２１０を含む２部品の構造体である。

ヘッダーサブアセンブリ１０２は、ハーネスコネクタ、プラグ、トランスミッター、信号源、又はモジュール１０８との電気的結合状態において電気信号をモジュール１０８及び／又はコンポーネント（図示せず）へ提供するための他のコンポーネントのような嵌合コネクタ（図示せず）と係合することができる一つ以上の嵌合インターフェース１２４を含む。図２に示される実施形態は、三つの嵌合インターフェース１２４を含むが、他の実施形態において、唯一つの嵌合インターフェース１２４、唯二つの嵌合インターフェース１２４、又は三つを超える嵌合インターフェース１２４がヘッダーサブアセンブリ１０２に含まれる。図４に示されるように、一実施形態において、嵌合インターフェース１２４の各々は、分解される時に、ピンを有さない開口領域回りに延出する立方体状外周部３０４を含む。嵌合インターフェース１２４は、更に、チャネル３０８やスロット、一つ以上の凹部３１０、及び嵌合インターフェース１２４の嵌合コネクタ（図示せず）への解除可能な固定のための一つ以上の突起３１２を含む。

図５は、ヘッダーハウジング２０４の取付け端部３０５から見た図を示す。ヘッダーハウジング２０４の取付け端部３０５は、内部コネクタ２１０（図２を参照）と係合するためのキー機能部２０２、及びモジュール１０８（図２を参照）の嵌合機能部１１６（図２を参照）と係合できるクリッピング機構１１４を含むモジュール係合機能部１１０を示す。一実施形態において、クリッピング機構１１４は、モジュール１０８の嵌合機能部１１６（図２を参照）内に位置決めされることができ、それによって、シュラウド１０４（図２を参照）をモジュール１０８（図２を参照）へ固定する。キー機能部２０２と係合のためのクリッピング部材５０６に加えて、ヘッダーハウジング２０４は、更に、ヘッダーサブアセンブリ１０２の内部コネクタ２１０（図２を参照）を受け取るように構成される内部室２０８を含む。一実施形態において、内部室２０８は、ヘッダーサブアセンブリ１０２（図２を参照）の複数の内部コネクタ２１０（図２を参照）を受け取るための、実質的に矩形凹所のような単一室である。他の実施形態において、内部室２０８は、ヘッダーサブアセンブリ１０２における内部コネクタ２１０（図２を参照）の数に対応する、立方体状凹所のような個々の副室（図示せず）を含む。ヘッダーハウジング２０４は、更に、ヘッダーサブアセンブリ１０２（図２を参照）の内部コネクタ２１０（図を参照）を解放可能に固定するための他の適切な機能部を含む。

図６は、図２に示される実施形態と整合する内側サブアセンブリ７０２の内部コネクタ２１０のヘッダーハウジング端部６０２から見た図を示す。この実施形態において、内部コネクタ２１０は、内部室（単数又は複数）２０８（図５を参照）に対応する湾曲角部２１２のような幾何学形状機能部、キー機能部２０２（図５を参照）に対応するアラインメントチャネル２１４、ヘッダーハウジング２０４の機能部（例えば、図５に示されるようなクリッピング部材５０６）に解放可能に（例えば、手作業で又は工具で）又は永続的に係合するための固定機構２１６、他の適切なアラインメント及び／又は固定機能部、又はそれらの組み合わせを含む。

図７は、図２に示される実施形態に整合する内側サブアセンブリ７０２の例示的実施形態のモジュール端部３０７の図である。この実施形態において、内部コネクタ２１０は、例えば、螺子、戻り止め、ボルト、又は他の固定機構のようなファスナー７０４を介して、回路ボード１０６（図２を参照）へ固定される。接点１２６は、ヘッダーサブアセンブリ１０２（図２を参照）が組み付けられる時に、ヘッダーハウジング２０４から内部コネクタ２１０を通って回路ボード１０６（図２を参照）へ延出する。流動はんだ付け及び／又は表面実装によって固定される接点１２６を有する実施の形態において、ヘッダーサブアセンブリ１０２の内部コネクタ２１０は、流動はんだ付け及び／又は表面実装によって損傷され得る材料を有さない。更なる実施形態において、ヘッダーハウジング２０４（図２を参照）は、例えば、シール１１８のような、流動はんだ付け及び／又は表面実装によって損傷され得る材料を含む。この実施形態において、ヘッダーハウジング２０４は、任意の流動はんだ付け及び／又は表面実装が完了された後、ヘッダーサブアセンブリ１０２の内部コネクタ２１０と組み付けられる。

再び、図２を参照すると、ヘッダーコネクタアセンブリ１００を製造する例示的方法において、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、回路ボード１０６の上に位置決めされ、回路ボード１０６へ固定される。ヘッダーサブアセンブリ１０２は、任意の適切な固定方法を介して回路ボード１０６へ固定される。適切な固定方法は、制限されるわけではないが、流動はんだ付け、圧入、表面実装、又はそれらの他の適切な組み合わせを含む。次に、ヘッダーサブアセンブリ１０２は、シュラウド１０４を介して挿入される。次に、ヘッダーサブアセンブリ１０２とシュラウド１０４は、モジュール１０８内へ水平方向に挿入され、そこでは、回路ボード１０６が固定及び／又は電気的に接続され、且つそこで波形部分１１２がモジュール１０８との緊密な締りばめを形成する。この実施形態では、シュラウド１０４は、ヘッダーサブアセンブリ１０２から分離している。他の類似の実施形態において、シュラウド１０４は、ヘッダーサブアセンブリ１０２の回りに位置決めされ、且つモジュール１０８内へ挿入される。

組み立てられると、図９のカット断面図に示されるように、図２に示されるヘッダーコネクタアセンブリ１００は、電気信号及び／又は電力を電気コンポーネント（図示せず）からモジュール１０８（図２に示される）へ供給することができる。一実施形態において、モジュールは、コントローラ、モーター、センサ、他のモジュール（例えば、制御モジュール）、又はそれらの組み合わせのような他の適切なコンポーネントへ電気的に又は機械的に接続される。シール１１８は、コネクタアセンブリ１００の外部へ延出し、且つ内部コネクタ（単数又は複数）２１０は、包囲され、それによって、接点１２６及び／又は回路ボード１０６を保護する。

本発明が好適な実施形態を参照して記述されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変化が行われることができ、且つ等価物が本発明の要素に対して置き換えられ得ることが当業者によって理解される。従って、本発明が開示された特定の実施形態へ制限されないが、本発明が添付の請求項の範囲内に入る全ての実施形態を含むことが意図されている。

Claims (11)

1. ヘッダーサブアセンブリ（１０２）とモジュール（１０８）を有するヘッダーコネクタアセンブリ（１００）であって、前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）は、
   外側ハウジング（３０２）と、
   内側サブアセンブリ（７０２）を備え、前記内側サブアセンブリ（７０２）が接点（１２６）と回路ボード（１０６）を有し、そこでは、前記回路ボード（１０６）が流動はんだ付けと表面実装の内の一つ以上によって前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）に取り付けられるヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
2. 更に、前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）と前記モジュール（１０８）との間の密閉係合を可能とする係合機能部１１０を備える請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
3. 前記モジュール（１０８）が回路ボードアラインメント機能部（１０７）を含み、前記回路ボードアラインメント機能部が、前記回路ボード（１０６）の前記モジュール（１０８）への水平方向の挿入のために、配列及び配置される請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
4. 前記接点が前記回路ボード（１０６）から前記内側サブアセンブリ（７０２）を通して延出して、且つ前記外側ハウジング（３０２）の嵌合端部で嵌合されることができる請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
5. 更に、前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）と前記モジュール（１０８）との間にシール（１１８）を備える請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
6. 前記シール（１１８）が前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）の外側の一部の回りに延出する請求項５に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
7. 前記シール（１１８）が前記外側ハウジング（３０２）のシュラウド（１０４）内に全体的に位置決めされる請求項５に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
8. 前記内側サブアセンブリ（７０２）が前記外側ハウジング（３０２）から分離している請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
9. 前記回路ボード（１０６）が流動はんだ付けによって取付けられる請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
10. 前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）が一つ以上の嵌合インターフェース（１２４）を備える請求項１に記載のヘッダーコネクタアセンブリ（１００）。
11. ヘッダーサブアセンブリ（１０２）とモジュール（１０８）を有するヘッダーコネクタアセンブリ（１００）を製造する方法であって、前記方法は、
    前記ヘッダーコネクタアセンブリ（１００）の内側サブアセンブリ（７０２）に回路ボード（１０６）を組み付けることと、
    前記ヘッダーコネクタアセンブリ（１００）の外側ハウジング（３０２）内へ前記内側サブアセンブリ（７０２）を設置することと、前記外側ハウジング（３０２）が前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）を形成するために嵌合インターフェース（１２４）を有することと、
    前記ヘッダーサブアセンブリ（１０２）を前記モジュール（１０８）内へ水平方向に組み付けること、を備える方法。

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