JP2017515280A - 一体的固定部材を備えるコンタクトシールドを有する印刷回路基板コネクタアセンブリ - Google Patents

Abstract

印刷回路基板（ＰＣＢ）に電気的且つ機械的に嵌合するように構成されるコネクタアセンブリ（１０）は、ハウジング（１４）とハウジング（１４）に保持されるコンタクトシールド（１２）を含む。コンタクトシールド（１２）は、本体とコネクタアセンブリ（１０）をＰＣＢに固定するように構成される少なくとも１つの固定部材（３０，４０）を含むことができる。固定部材（単数又は複数）は、材料の単一片から本体と共に一体的に形成されることができる。【選択図】図１

Description

本開示の実施の形態は、一般的に、電気コネクタアセンブリに関し、より具体的には、一体的固定部材を備えるコンタクトシールドを有する電気コネクタアセンブリに関する。

直角コネクタは、印刷回路基板同士を接続するために使用さている。典型的なコネクタは、多数の複数のピンに対して直角に配向された複数の受容端子を含むことができる。

ＵＳＣＡＲ３０は、自動車用途で使用されるためのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタのための標準である。既知のＵＳＣＡＲ３０直角（９０°）ヘッダＰＣＢコネクタは、コンタクトシールドを保持するハウジングを含む。そのシールドは、ピンに直角に接続する端子を有する電気コンタクトを保持し且つシールドするように構成される。典型的には、ハウジングをＰＣＢに接続するために使用される独立した別個のはんだ爪は、ＰＣＢ内に形成される相互開口内に保持されるように構成される。さらに、はんだ爪は、典型的には、独立した別個のルーズピースであり、それらは、別々に製造およびパッケージされて、置き違えられる又は誤配置される可能性がある。

既知の９０°コネクタのハウジングは、各ハウジングを他の一つのハウジングに固定することができる連結構造体を含む。そのように、ハウジングは、モジュールアセンブリを提供できる。特に、連結構造体は、典型的には、ハウジングの長手軸に対して垂直である。ハウジング上の連結構造体は、形成するための特殊なツールを必要とすることが分かる。例えば、特殊な側動ツールは、典型的には、連結構造体を別々に形成することを必要とされる。

理解されることができるように、典型的な９０°コネクタのシールドとハウジングを形成するプロセスは、時間と労力がかかり、それによって、各コネクタの製造のコストを増加する可能性がある。シールドと別個のはんだ爪は、典型的には、ハウジングに別個に付着される。さらに、シールドを受容するように構成されるハウジングは、典型的には、連結構造体を形成するために複雑な工具を使用して形成される。理解され得るように、集団構造体を有するＵＳＣＡＲ３０コネクタの典型的なハウジングを形成するプロセスは、複雑なツールを必要とし、それによって、各コネクタのための製造のコストを増加することになる。加えて、別々のはんだ爪を使用することによって、追加の部品が使用されることにおいて仕上げられたコネクタのコストを増加することになる。単純化され且つより効率的に製造プロセスを可能とするコネクタアセンブリ設計の必要性がある。

この課題は、請求項１に係るコネクタアセンブリによって解決される。このコネクタアセンブリは、ハウジングに保持されるコンタクトシールドを含むことができる。コンタクトシールドは、１つ以上の電気コンタクトを保持する誘電部品を含んでもよく或いはその誘電部品を保持してもよい。従って、誘電部品を含むことができるコンタクトシールドは、１つ以上の電気コンタクトを保持するように構成されることができる。コンタクトシールドは、本体とコネクタアセンブリをＰＣＢに固定するように構成される少なくとも１つの固定部材を含むことができる。固定部材（単数又は複数）は、本体と一体的に形成されることができる。例えば、本体と固定部材（単数又は複数）は、材料の単一片から一体的に形成されることができる。少なくとも一実施形態では、本体と固定部材（単数又は複数）は、材料の単一片から打ち抜かれ形成されることができる。少なくとも一実施形態では、本体と固定部材（単数又は複数）は、溶融金属が単一のモールド内に射出され又は注入されて且つその単一のモールド内で冷却および硬化されること等によって単一のモールドから共に成形および形成されることができる。

本発明は、添付の図面を参照して例としてここに記載される。

本開示の一実施形態に係る印刷回路基板アセンブリの背面の分解斜視図である。

本開示の一実施形態に係るコンタクトシールドの正面斜視図である。

本開示の一実施形態に係るハウジングの正面斜視図である。

本開示の一実施形態に係る印刷回路基板アセンブリの正面図である。

本開示の一実施形態に係る印刷回路基板アセンブリの側面図である。

本開示の一実施形態に係る印刷回路基板アセンブリの背面図である。

本開示の一実施形態に係る印刷回路基板の貫通孔内に固定された印刷回路基板コネクタアセンブリの固定部材の側部断面図である。

図１は、本開示の一実施形態に係る印刷回路基板（ＰＣＢ）コネクタアセンブリ１０の背面の分解斜視図である。ＰＣＢコネクタアセンブリ１０は、ハウジング１４内に固定されるように構成されるコンタクトシールド１２を含む。コンタクトシールド１２は、端子（図１の図から隠されている）に接続するピン１８を有する１つ以上の電気コンタクト１６を保持する誘電部品を含む或いはその誘電部品を保持することができる。従って、コンタクトシールド１２は、より多くの数の電気コンタクト（単数又は複数）１６を保持できる。ピン１８は、直角に端子に接続することができる。電気コンタクト１６は、電導性があり且つ電気信号が通過することができるように構成される金属の一体的に形成された片であることができる。ピン１８は、第１のＰＣＢに形成される相互貫通孔（図示せず）内に受容され且つ保持されるように構成される。端子は、例えば、一方では、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）に接続されることができる他の一つのコネクタの端子と電気的に嵌合するように構成される。

図２は、本開示の一実施形態に係るコンタクトシールド１２の正面斜視図を示す。図１と図２を参照すると、コンタクトシールド１２は、金属のような材料の単一片として一体的に形成されることができる。コンタクトシールド１２は、一方では、頂壁２８に接続する側壁２６に接続されるベース２４を有する本体２０を含み、それによって、ベース２４と頂壁２８との間に中央チャネル２９を区画する。電気コンタクトの端子は、中央チャネル２９内に延在するように構成される。図示のように、ベース２４は、コンタクトシールド１２の全長Ｌにわたって延在しなくてもよい。代わりに、ベース２４は、コンタクトシールド１２の縁部のみに近接していてよい。任意ではあるが、ベース２４は、図２に示されるよりもより大きな（又はより少ない）距離にわたって延在してよい。

内側固定部材３０は、側壁２６から下方に延在し且つインターフェース縁部３２から離間されてよい。内側固定部材３０は、ＰＣＢに形成された相互開口内に受容され且つ保持されるように構成される脚部、アーム、尾部、爪、梁、ポスト、スタッド、かかり、などであり得る。例えば、内側固定部材３０は、はんだ脚部であってもよい。内側固定部材３０は、ＰＣＢの相互開口内に配置されることができ且つコンタクトシールド１２をＰＣＢに確実に固着するために中にはんだ付けされることができる。そのように、内側固定部材３０は、はんだ尾部や爪であってもよい。各内側固定部材３０は、ＰＣＢに形成された相互開口内に内側固定部材３０を整列し且つ配向するように構成されることができる先端が斜角の引き込み先端部３６を有する平坦な梁３４を含むことができる。各内側固定部材３０は、また、ＰＣＢの上表面に当接するように構成されることができる当接隆起部３８を含むことができる。当接隆起部３８は、内側固定部材３０がＰＣＢの相互開口内に挿入される深さを制御するように構成されることができる。例えば、当接隆起部３８は、相互開口がはまり込むには大き過ぎるようにすることができる。

図示のように、各内側固定部材３０は、各側壁２６の外表面と同一平面であることができる。或いは、内側固定部材３０は、側壁２６の平面の外側（又は内側）に配置される梁を介して等によって側壁２６に対して変位されてもよい。

コンタクトシールド１２は、また、ＰＣＢに形成された相互開口内に受容され且つ保持されるように構成される脚部、尾部、爪、梁、スタッド、ポスト、などであり得る。例えば、外側固定部材４０は、はんだ脚部であってもよい。外側固定部材４０は、コンタクトシールド１２をＰＣＢに確実に固定するために、ＰＣＢの相互開口内に配置されることができ且つその中にはんだ付けされることができる。外側固定部材４０は、コンタクトシールド１２の中心長手軸４２に対して内側固定部材３０の外側にある。各外側固定部材４０は、側壁２６に対して垂直であり得る延長梁４４を含むことができる。延長梁４４は、延長梁４４に対して垂直であり且つ側壁２６と平行であり得る平坦な梁４６を含むことができる。平坦な保持梁４６は、ＰＣＢに形成された相互開口内に外側固定部材４０を整列し且つ配向するように構成されることができる先端が斜角の引き込み先端部４８を有することができる。或いは、固定部材４０は、外側固定部材ではなくてもよいが、代わりに、固定部材３０と同じ平面に整列されてもよい。例えば、固定部材４０は、延長梁４４を含まなくてもよい。また、或いは、固定部材４０が内側固定部材４０であると共に、固定部材３０は、外側固定部材であってもよい。

図示のように、コンタクトシールド１２は、合計で２つの内側固定部材３０と２つの外側固定部材４０を含むことができる。或いは、コンタクトシールド１２は、図示のものよりも多い又は少ない固定部材を含んでもよい。例えば、コンタクトシールド１２は、５個以上の固定部材を含んでもよい。他の一例では、コンタクトシールド１２は、３個以下の固定部材を含んでもよい。

既知のコンタクトシールドとは異なり、固定部材３０と４０は、間に配置される（別個のジョイント、接着剤等のような）固定インターフェース無しで単一の連続する片として本体２０と一体的に形成される。例えば、固定部材３０と４０は、金属の単一片として一体的に成形および形成されてもよい。他の一例として、固定部材３０と４０は、金属の単一片から打ち抜かれることができ、固定部材３０と４０を所定位置に曲げ、挟持等することよって示されるように形成されることができる。既知のコンタクトシールドとは異なり、固定部材３０と４０は、本体２０に別々に付着される独立した別個のルーズピースではない。

少なくとも一実施形態では、コンタクトシールド１２は、金属の単一片から一体的に形成されることができる。例えば、本体２０および固定部材３０と４０を含むコンタクトシールド１２の全体的な連続する本体は、金属の単一の平坦なシートから切断されることができる。単一の連続する本体は、次に、図２に示されるように、コンタクトシールド１２を製造するために湾曲される、又は丸められる、或いは曲げられる。

少なくとも一実施形態では、単一のモールドが、本体２０および固定部材３０と４０を含むコンタクトシールド１２を形成するために使用されることができる。単一のモールドは、コンタクトシールド１２の形状を区画する内部空洞を有する別個の構造物を含むことができる。溶融金属のような形成材料が、モールド内に注入される又は射出されることができる。次に、形成材料は、コンタクトシールド１２を形成するためにモールドで冷却および硬化される。コンタクトシールド１２が冷却され且つ完全に形成された後、モールドは、開かれることができ且つ形成されたコンタクトシールド１２が除去されることができる。

図１と図２に示されるように、本体２０の頂壁２８は、他の相手シールドと接触するように構成される偏向可能なスプリング部材５０と５２を含むことができる。図示のものよりも多い又は少ない数の部材が使用されてもよい。

図３は、本開示の一実施形態に係る、ハウジング１４の斜めから見た正面図である。ハウジング１４は、例えば、射出成形プラスチックのような誘電材料の一体的に形成され且つ成形された片であってもよい。ハウジング１４は、一方で、上壁６４に接続される側壁６２に接続された基部６０を含む。インターフェースチャンバ６６が、基部６０、側壁６２、および上壁６４の間に区画される。コンタクトシールド１２のインターフェース縁部３２（例えば、図２に示される）は、例えば、他のコンタクト端子と嵌合するためにコンタクト端子が中に露出されるようにインターフェースチャンバ６６内に保持されるように構成される。

図１と図３を参照すると、ハウジング１４は、また、側部の接続すなわち連結壁７２に一体的に接続される後壁７０を有するシールド保持ブロック６８を含むことができる。図１に示されるように、シールド保持部材７４が、後壁７０を貫通するように形成される。相互ラッチング部材７６は、シールド保持部材７４内に延在すると共に偏向可能スプリング部材５０と５２および／又はコンタクトシールド１２をハウジング内１４に確実に接続するためのコンタクトシールド１２の他の機能部と確実に嵌合するように構成される。

側部ハウジング連結壁７２は、複数のハウジング１４を互いに固定することができるようにするために、他の一つのハウジング１４上のハウジング連結機能部８２と８０に夫々確実に嵌合するように構成されるハウジング連結機能部８０と８２を含む。このように、連結機能部８０と８２は、望ましい数のハウジング１４を含むことができるモジュールアセンブリ、従って、ＰＣＢコネクタアセンブリを提供する。

図示のように、連結機能部８０と８２は、ハウジング１４の長手軸９０に対して平行であるように整列され且つ配向される。例えば、図３に示されるように、連結機能部８０と８２は、ハウジング１４に対して水平方向に配向される。連結機能部８０と８２は、各側部連結壁７２の長さに対して垂直に配向されるのとは反対に、各側部連結壁７２の長さに整列し且つそれ沿って延在する。例えば、連結機能部８０と８２は、各側部連結壁７２の長さに対して垂直には配向されなくてよい。（連結機能部８０と８２が各側部連結壁７２の長さに整列し且つそれに沿って延在するように）連結機能部８０と８２をハウジング１４の長手軸に対して平行に整列し且つ配向することによって、ハウジングが連結機能部８０と８２を形成するための独立した別個のツールを必要とすることなく、単一片として一体的に成形および形成されることができる。そのように、既知のハウジングとは異なり、ハウジング１４は、大量生産により適している。

図４は、本開示の一実施形態に係るＰＣＢコネクタアセンブリ１０の正面図を示す。図５はＰＣＢコネクタアセンブリ１０の側面図を示すと共に、図６はＰＣＢコネクタアセンブリ１０の背面図を示す。図４〜図６を参照すると、連結機能部８０は、ハウジング１４の第１の側部９２から延在できるが、連結機能部８２は、第１の側部９２とは反対の第２の側部９４から延在できる。

連結機能部８０は、ハウジング１４の長手軸９０に対して整列され且つ配向される中心長手接続梁９６を含むことができる。ガイドトラック９８が、その接続梁９６の上下に配置される。ガイドトラック９８は、接続梁９６と保持隆起部１００との間に区画される。

連結機能部８２は、連結機能部８０によって保持されることができる相互機能部として形成される。連結機能部８２は、垂直梁１０８が一体的に形成される延長梁１０６を有する壁クリップ１０４同士間に配置される中心ラッチ１０２を含む。

第１のハウジングを第２のハウジングにモジュール式に接続するために、連結機能部８０が連結機能部８２内にスライドされる（又は連結機能部８２が連結機能部８０内にスライドされる）。この移動中に、壁クリップ１０４が接続梁９６上をスライドする。ハウジングは、中心ラッチ１０２が接続梁９６の相互機能部にラッチ可能に固定するまで、互いに向かってスライドされ続け、それによって、ハウジング同士が共に確実に固定される。

従って、各ハウジング１４は、連結機能部８０のような１つ以上の接続又は連結部材を有する一側部を備え且つ連結機能部８２のような１個以上の相互的且つ相補的接続連結部材を備える反対側部を備える単一片として一体的に形成され且つ成形されることができる。連結機能部８０と８２は、連結機能部を形成するための独立した別個のツールを使用することなく、ハウジング１４が連結機能部８０と８２を含む単一片として一体的に形成および成形されることができるハウジング１４の中心長手軸９０に対して平行に整列され且つ配向される。

連結機能部８０と８２以外の様々な連結機能部が使用されてもよい。例えば、ハウジング１４の一側部が、長手軸９０に平行な外方へ延在するフィンを含んでもよく、他方、ハウジング１４の反対側が、他のフィンを受容し且つ保持するように構成される相互チャネルを含む。

図４に示されるように、コンタクトシールド１２によって保持される電気コンタクト１６のコンタクト端子１２０は、シールド保持ブロック６８内に配置されることができる。或いは、コンタクト端子１２０は、ハウジング１４のインターフェースチャンバ６６に延在できる。図６に示されるように、電気コンタクト１６のコンタクトピン１８は、コンタクト端子１２０に対して直角にハウジング１４のシールド保持ブロック６８の下方に向かって延在する。

さらに、図５と図６に示されるように、固定部材３０と４０は、ハウジング１４のシールド保持ブロック６８の下に延在する。固定部材３０と４０は、例えば、ＰＣＢ内に受容され且つ保持されるように構成される。

図７は、本開示の一実施形態に係る、印刷回路基板１４０の貫通孔１３０内に固定されたＰＣＢコネクタアセンブリ１０の固定部材３０と４０の側部断面図を示す。図示のように、ＰＣＢ１４０の前端部１４２は、ハウジング１４のインターフェースシュラウド１４４の後壁内に当接してもよい。他の一つのハウジングの相互機能部は、インターフェースシュラウド１４４と嵌合するように構成されることができる。例えば、他の一つのハウジングのプラグは、コンタクト端子を一緒に嵌合するためにインターフェースシュラウド１４４によって区画されるインターフェースチャンバ内に固定されてもよい。

図１〜図７を参照すると、ＰＣＢコネクタアセンブリ１０は、直角コネクタとして構成されることができる。或いは、ＰＣＢコネクタアセンブリ１０は、様々な他の配向に構成されてもよい。例えば、ＰＣＢコネクタアセンブリ１０は、コンタクトシールドが（湾曲されたコンタクトとは反対の）真直ぐな電気コンタクトを保持するインラインすなわち垂直なコネクタアセンブリとして構成されてもよい。

本開示の実施形態は、例えば、材料の単一片から一体的に形成されることができるコンタクトシールドを含むＰＣＢコネクタアセンブリを提供する。固定部材は、本体と一体的に形成されることができる。そのように、コンタクトシールドは、本体に別個に付着される独立した別個の固定部材を使用しなくてよい。代わりに、固定部材は、本体から一体的に延在する。従って、製造プロセスが単純化され且つより効率的である。

加えて、本開示の実施形態は、側動ツールのような別個のツールを使用することなく一体的に成形され且つ形成されることができる連結機能部を有するハウジングを含むＰＣＢコネクタアセンブリを提供する。連結機能部は、ハウジングの長手軸に配向され且つ整列されることができる。

本開示の実施形態は、単一の部品（本体と独立した別個の固定部材とは対照的な）として形成される本体と固定部材を有するコンタクトシールドを含むコネクタアセンブリを提供する。本体と固定部材は、金属の単一片のような、材料の単一片から形成される（およびそれに対して接続される）ができる。

また、本開示の実施形態は、既知のハウジングに対して９０°配向されることができる連結機能部を有するハウジングを提供する。例えば、既知の連結機能部は、ハウジングに対して垂直に配向される（或いは、それの長手軸に対して平行である）が、本開示の実施形態は、ハウジングに対して水平方向に配向されることができる（或いは、ハウジングの長手軸に平行でかつそれに整列されることができる）連結機能部を提供する。連結機能部をこのように配向することによって、ツールおよび製造プロセスが単純化される。

上部の、底の、下部の、中間の、側部の、水平な、垂直な等のような様々な空間的用語が本開示の実施形態を記載するために使用されることができるが、そのような用語は、それらの図面に示される配向に関して使用されているに過ぎないことが理解される。配向は、上部が下部である、およびその逆である、水平が垂直になる等のように、反転される、回転される、或いは変化されることができる。

上記記載は、例証であり、制限的ではないことを意図していることが理解されるべきである。例えば、上記の実施形態（および／又はそれらの態様）は、互いに組み合わされて使用されることができる。加えて、多くの変更は、本開示の教示の範囲から逸脱することなく、特定の状況や材料をその教示に適合するように行われることができる。本明細書で記載される寸法、材料のタイプ、様々な部材の配向、および様々な部材の数と位置は、特定の実施形態のパラメータを定義すること意図しており、且つそれらを決して制限せず、且つ単に例示的実施形態である。請求項の精神と範囲内での多くの他の実施形態および変更は、上記記載を検討すると、当業者にとって明白である。従って、本開示の範囲は、添付の請求項を参照して、それらの請求項が権利を有する均等物の全範囲と共に決定されるべきである。

Claims (9)

1. 印刷回路基板（ＰＣＢ）（１４０）に電気的に且つ機械的に嵌合するように構成されるコネクタアセンブリ（１０）であって、前記コネクタアセンブリ（１０）は、
   ハウジング（１４）と
   前記ハウジング（１４）によって保持されるコンタクトシールド（１２）を備え、
   前記コンタクトシールド（１２）は、本体（２０）と前記コネクタアセンブリ（１０）を前記ＰＣＢ（１４０）に固定するように構成される少なくとも１つの固定部材（３０又は４０）を含み、
   前記少なくとも１つの固定部材（３０又は４０）は、前記本体（２０）と一体的に形成されるコネクタアセンブリ（１０）。
2. 前記本体（２０）と前記少なくとも１つの固定部材（３０又は４０）は、材料の単一片から共に一体的に形成される請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
3. 前記本体（２０）と前記少なくとも１つの固定部材（３０又は４０）は、単一のモールドから共に一体的に成形され且つ形成される請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
4. 前記少なくとも１つの固定部材（３０又は４０）は、２つの内側固定部材（３０）と２つの外側固定部材（４０）を備える請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
5. 前記２つの内側固定部材（３０）の各々は、前記コンタクトシールド（１２）の側壁（２６）と同一平面である平坦な梁（３４）を備え、且つ、
   前記２つの外側固定部材（４０）の各々は、前記コンタクトシールド（１２）の前記側壁（２６）の平面の外側にある請求項４に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
6. 前記少なくとも１つの固定部材（３０又は４０）は、前記ＰＣＢ（１４０）内に形成される相互開口内に受容され且つ保持されるように構成されるはんだ尾部を備える請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
7. 前記ハウジング（１４）は、
   第１の側部の第１の連結機能部（８０又は８２）と、
   前記第１の側部に対向する第２の側部の第２の連結機能部（８０又は８２）を備え、
   前記第２の連結機能部（８０又は８２）は、前記第１の連結機能部（８０又は８２）に対して相互的である請求項１に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
8. 前記第１および第２の連結機能部（８０又は８２）は、前記ハウジング（１４）の長手軸に対して平行である請求項７に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
9. 前記第１の連結機能部（８０又は８２）は、前記ハウジング（１４）の長手軸に配向され且つ整列される請求項７に記載のコネクタアセンブリ（１０）。
   

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