JP2526792B2 - 低挿抜力コネクタシステム - Google Patents

低挿抜力コネクタシステム

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JP2526792B2 JP5185917A JP18591793A JP2526792B2 JP 2526792 B2 JP2526792 B2 JP 2526792B2 JP 5185917 A JP5185917 A JP 5185917A JP 18591793 A JP18591793 A JP 18591793A JP 2526792 B2 JP2526792 B2 JP 2526792B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低挿抜力コネクタシステ
ムに関し、特に多ピンコネクタを使用した電子回路パッ
ケージの挿入時および抜去時に低挿抜力となる機能を有
する低挿抜力コネクタシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】図5乃至図7は従来の低挿抜力コネクタ
を示す概略構成図である。
【0003】従来の低挿抜力コネクタは、図5(A)に
示すようにカバー絶縁体51内に保持されたソケットコ
ンタクト52に、LSI素子のリードピンなどの相手プ
ラグコンタクト53をソケットコンタクト52へ挿入す
る構成である。このコネクタのソケットコンタクト52
にプラグコンタクト53を電気的に接触させるには、ソ
ケットコンタクト52を挿入後、人手によりカバー絶縁
体51を図5(B)に示すように図面視右側にスライド
させると、内蔵のソケットコンタクト52にプラグコン
タクト53が弾性的に挟み込まれて電気的に接触する。
【0004】あるいは、図6に示すようにU字状に折り
曲げ、更にその両脚部を内側に折り返したばね片61の
外周面より内側に導電性材料62をめぐらして保持さ
せ、かつばね片61の内側に形状記憶合金63を保持さ
せて構成したものがある。プラグコンタクト64を挿入
する時は、温度を加えて、形状記憶合金63を開いて、
ばね片61の両脚部をばね力に抗して開かせてプラグコ
ンタクト23を挿入し、その後、温度が低下すると、ば
ね片61のばね力により両脚部分が狭まり、電気的に接
触される。
【0005】あるいは、図7(A)に示すようにソケッ
トコンタクト71と圧電アクチュエータ72を一体化し
圧電アクチュエータ72へ通電させ、アクチュエータの
圧電特性により発生する力によりソケットコンタクト7
1とプラグコンタクト73との間隔を広げた状態で挿抜
を行い、その後、電圧を断つ。挿入を行った場合には、
図7(B)に示すようにソケットコンタクト71が狭ま
り、プラグコンタクト73とが導電性材料74を通し電
気的に接続される。
【0006】上記のいずれの例においても、挿抜時に必
要とされる力は、ソケットとプラグとが嵌合状態にある
ときよりも低減されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の説明において、図5に示したレバー式のものは
機械的な構成が複雑であり、形状も大きくなり、コンタ
クトが狭ピッチのものには不適当であり、その上レバー
操作のために比較的大きな力を必要とするという問題点
があった。
【0008】図6に示した形状記憶合金を使用するもの
は、温度制御を必要とするもので応答の遅延が生じると
いう問題点があった。
【0009】図7に示した圧電アクチュエータを使用す
るものはアクチュエータの小さな動き(30μm〜10
0μm)を拡大する機能がない為、圧電アクチュエータ
の動作範囲でコネクタを作製しなければならない。この
ことにより、作製時に大変高い寸法精度が必要となり、
実用化は難しいという問題点があった。
【0010】さらに、図5乃至図7に示したものに共通
した問題点は、コンタクト間を広げる行為を人間が意識
して手で力を加える又は電気を加えるなどしなければな
らず、挿抜作業が煩雑になるうえに多極の電子回路パッ
ケージ用コネクタとしては実用化が難しいという問題点
があった。
【0011】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであって、多極コネクタを有する電子回路パ
ッケージの挿抜力を挿抜時に自動的に下げる低挿抜力コ
ネクタシステムを提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、バックプレート基板上に設けられた雄コネ
クタと、電子回路パッケージの一端に設けられた雌コネ
クタと、前記雄コネクタと雌コネクタとを低挿抜力で挿
抜可能に制御するコネクタ制御回路とを有する低挿抜力
コネクタシステムであって、前記雄コネクタは、多数の
信号用ピンと該多数の信号用ピンよりも長さが長い電源
用ピンとを備え、前記雌コネクタは、前記電源用ピンに
対応して設けられ電気的に接続される電源用接触子と、
前記多数の信号用ピンに対応してそれぞれ設けられ、前
記各信号用ピンを挟持して電気的に接続される一対の弾
性部材からなる多数の信号用接触子と、前記多数の信号
用接触子の各一対の弾性部材間にそれぞれ設けられた、
前記電源用接触子を介して電源供給がなされたときに前
記各一対の弾性部材間の間隔を広げる圧電アクチュエー
タとを備え、前記コネクタ制御回路は、前記圧電アクチ
ュエータに、前記電源用ピンと電源用接触子の接続時に
電力を供給し、供給時より所定時間経過した前記雄コネ
クタと雌コネクタの挿入完了時に電力供給を停止し、前
記雄コネクタと雌コネクタの抜去時には再び電力を供給
するように構成されていることを特徴とする。また、前
記コネクタ制御回路には、前記信号ピンと信号用接触子
の抜去時に連動し、前記圧電アクチュエータに再び電力
を供給するための抜去スイッチが接続されていることを
特徴とする。
【0013】
【作用】上記構成のとおりの本発明では、バックプレー
ト基板上の雄コネクタに、一端に設けた雌コネクタによ
って電子回路パッケージを挿入すると、まず先に雌コネ
クタの電源用接触子が雄コネクタの電源用ピンと電気的
に接続される。このとき、コネクタ制御回路により、信
号接触子を構成する一対の弾性部材間に設けられた圧電
アクチュエータに電力が供給されて圧電アクチュエータ
が作動し、その一対の弾性部材間の間隔が前記圧電アク
チュエータによって信号用ピンの径よりも広がる。この
ため、雌コネクタは雄コネクタに対して電源用ピンと電
源用接触子との抵抗のみとなり、挿入時に大きな力を必
要としない。
【0014】圧電アクチュエータへの電力供給時より所
定時間経過した雌コネクタと雄コネクタとの挿入完了時
には、コネクタ制御回路の働きによって圧電アクチュエ
ータへの電力供給が停止され、前記間隔がもとの信号ピ
ンを挟持する狭い状態に戻る。これにより、各信号ピン
とこれらに対応する各信号用接触子とは電気的に接続さ
れる。
【0015】抜去時にはコネクタ制御回路によって圧電
アクチュエータに再び電力を供給することにより、各信
号用ピンを挟持して電気的に接続された一対の弾性部材
間の間隔は拡大され、挿入時と同様の低い力で抜去可能
となる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0017】図1は本発明の低挿抜力コネクタシステム
の一実施例を示す断面図であり、(A)は電気的に未接
続の状態、(B)は電源のみ接続された状態、(C)は
電源および信号ともに完全に電気的に接続された状態を
示している。図2は図1に示した低挿抜力コネクタシス
テムを構成するソケットコネクタの断面拡大図である。
【0018】図1に示す電子回路パッケージ基板6の一
端部にはフロントプレート8が設けられ、フロントプレ
ート8には抜去スイッチ4が取り付けられている。抜去
スイッチ4は、てこの原理を利用してコネクタを抜去さ
せるエジェクタ機構(不図示)に連動するものである。
フロントプレート8と反対側後部となる電子回路パッケ
ージ基板6の他端近傍には雌コネクタとしてのソケット
側コネクタ1が固定されている。ソケット側コネクタ1
は、電子回路パッケージ基板6をバックプレート基板7
に固定された雄コネクタとしてのプラグ側コネクタ2に
挿入することにより、プラグ側コネクタ2と電気的に接
続されるものである。
【0019】プラグ側コネクタ2の凹部には、電源ライ
ンを有する電源用ピンとしての電源用プラグピン10
と、2本の信号ラインを有する信号用ピンとしての信号
用プラグピン13とが突設されており、電源用プラグピ
ン10は信号用プラグピン13よりも長く形成されてい
る。
【0020】一方、プラグ側コネクタ2が内挿されるソ
ケット側コネクタ1の凹部には、電源用プラグピン10
の1本の電源ラインと電気的に接続される弾性部材から
なる電源用接触子としての電源用ソケットピン9と、信
号用プラグピン13の2本の信号ラインとそれぞれ電気
的に接続される一対の弾性部材からなる信号用接触子と
しての信号用ソケットピン12とが突設されている。信
号用ソケットピン12を形成する一対の弾性部材は先端
へいくほどその間隔が狭く形成されており、その先端部
の間隔は信号用プラグピン13の2本の信号ラインを挟
み込み電気的に接続するためのソケットコンタクト14
となっている。ソケット側コネクタ1の凹部にて突出さ
れた信号用ソケットピン12を形成する一対の弾性部材
の間にはソケットコンタクト14間を拡大するための圧
電アクチュエータ5が設けられている。圧電アクチュエ
ータ5の両端には2本のアクチュエータ駆動ピン11が
接続され、圧電アクチュエータ5は2本のアクチュエー
タ駆動ピン11を通じて電子回路パッケージ基板6に設
けられたコネクタ制御回路3により制御される。
【0021】また、圧電アクチュエータ5は一般に変位
量が小さい為、拡大機構が無いと実使用上難しいが、本
発明にかかる低挿抜力コネクタシステムでは図2に示す
ように圧電アクチュエータ5をソケットコンタクト14
間に挟み、支点Oの近くに配設する事により、圧電アク
チュエータ5の変位量が支点Oからアクチュエータまで
の長さXと支点Oからソケットコンタクト14までの長
さYとの比で拡大される構造となっており、その比率を
大きくすることにより十分にソケットコンタクト14の
間隔を広くすることができる。
【0022】尚、上述の構成では便宜上、プラグ側コネ
クタの信号用プラグピンおよびこれに対応するソケット
側コネクタの信号用ソケットピンを1本のピンとして説
明したが、本来多数のピンから構成されているものであ
り、本発明の低挿抜力コネクタシステムは多ピンから構
成されるコネクタに特に適している。
【0023】次に、本実施例の低挿抜力コネクタシステ
ムの動作について説明する。
【0024】図1(A)に示した状態では電源用ソケッ
トピン9と電源プラグピン10とは接続されていないた
め、コネクタ制御回路3は動作しない。このとき、圧電
アクチュエータ5には電圧が印加されないので押圧が発
生せず、ソケットコンタクト14の間隔は狭くなってい
る。
【0025】図1(B)に示した状態は図1(A)に示
した状態より電源用ソケットピン9をさらに奥に挿入し
た状態であり、電源用ソケットピン9と電源プラグピン
10とが接続されると、コネクタ制御回路3は動作す
る。これにより、圧電アクチュエータ5に電圧が印加さ
れて押圧15が発生し、ソケットコンタクト14の間隔
が広がる。
【0026】図1(C)に示したように完全に奥まで挿
入された状態では、コネクタ制御回路3の働きにより圧
電アクチュエータ5への電圧供給が停止されて押圧15
がなくなることで、逆にソケットコンタクト14間に接
圧16が発生し、信号用ソケットピン12と信号用プラ
グピン13とが電気的に接続される。
【0027】次に、本実施例の低挿抜力コネクタシステ
ムを構成するコネクタ制御回路3について説明する。
【0028】図3は本発明の低挿抜力コネクタシステム
の一実施例を構成するコネクタ制御回路3の回路図、図
4は図3に示したコネクタ制御回路3における各測定点
の挿入および抜去時のシーケンス状況を示す図である。
【0029】図3および図4に基づいて説明すると、コ
ネクタ制御回路3のコネクタ挿入時の挿入シーケンス
は、挿入直後電源端子18から電源が供給され、測定点
Aの電位は「1」(電圧が印加されている状態)とな
る。このとき、NAND回路19の出力側の測定点Dの
電位は「1」であり、このため圧電アクチュエータ駆動
回路20が働き、測定点Eの電位も「1」となる。よっ
て、圧電アクチュエータ5に電圧が供給され、圧電アク
チュエータ5による押圧によりソケットコンタクト間が
広がり、信号用プラグピンが低い力で挿入できる。
【0030】挿入後、パワーオンリセット回路17に設
定したタイマーにより測定点Bおよび測定点Cの電位が
「0」から「1」へ変化し、NAND回路19の入力電
位が2つの入力端子側ともに「1」となる為、出力であ
る測定点Dが「1」から「0」へ変化し、圧電アクチュ
エータ5の押圧が無くなりコンタクト間に接圧が発生し
コネクタとして接続が完了する。
【0031】抜去時には、図示しないエジェクタ機構に
よってコネクタを抜き去ろうとすると、これと連動して
抜去スイッチ4がOFFとなる。このとき、測定点Cの
電位は「1」から「0」へ変化し、NAND回路19の
出力である測定点Dは「0」から「1」へ変化するの
で、圧電アクチュエータ駆動回路20の出力側の測定点
Eの電位は「1」となる。これにより、圧電アクチュエ
ータ5が動作し、その圧電アクチュエータ5による押圧
によりソケットコンタクト間が広がり低い力で信号用プ
ラグピンが抜去できる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、多数の信
号用接触子を構成する各一対の弾性部材間にぞれぞれ、
各一対の弾性部材間の間隔を広げるための圧電アクチュ
エータを設けたことにより、圧電アクチュエータの配置
しだいで拡大される間隔が自由に設定できる為、コネク
タ自体の寸法精度が十分でなくても実現性が高い。
【0033】特に、信号用ピンと嵌合する信号用接触子
を構成する一対の弾性部材間に配置された圧電アクチュ
エータに、挿入時には電力が供給されてが拡大され、挿
入完了時には電力供給が停止されて信号用接触子の一対
の弾性部材間が狭まり、抜去するときは再び電力供給さ
れるように形成されたコネクタ制御回路を設けたことに
より、コンタクト間を広げる行為を人間が意識して力を
加えたり、電気を加えたりしなくても挿抜時に自動的に
でき、今後出現する1000ピン以上の超多極コネクタ
を使用した電子回路パッケージの挿入も特に治具など必
要なく簡単にできる。
【0034】また、信頼性についても、多数の信号用ピ
ンにそれぞれ挟持して接続される多数の信号用接触子を
構成する各一対の弾性部材間の接圧を下げるわけではな
いので従来の信頼性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低挿抜力コネクタシステムの一実施例
を示す断面図であり、(A)は電気的に未接続の状態、
(B)は電源のみ接続された状態、(C)は電源および
信号ともに完全に電気的に接続された状態を示してい
る。
【図2】図1に示した低挿抜力コネクタシステムを構成
するソケットコネクタの断面拡大図である。
【図3】本発明の低挿抜力コネクタシステムの一実施例
を構成するコネクタ制御回路の回路図である。
【図4】図3に示したコネクタ制御回路における各測定
点の挿入および抜去時のシーケンス状況を示す図であ
る。
【図5】従来の低挿抜力コネクタを示す概略構成図であ
る。
【図6】従来の低挿抜力コネクタを示す概略構成図であ
る。
【図7】従来の低挿抜力コネクタを示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 ソケット側コネクタ 2 プラグ側コネクタ 3 コネクタ制御回路 4 抜去スイッチ 5 圧電アクチュエータ 6 電子回路パッケージ基板 7 バックプレート基板 8 フロントプレート 9 電源用ソケットピン 10 電源用プラグピン 11 アクチュエータ用駆動ピン 12 信号用ソケットピン 13 信号用プラグピン 14 ソケットコンタクト 15 押圧 16 接圧 17 パワーオンリセット回路 18 電源端子 19 NAND回路 20 圧電アクチュエータ駆動回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バックプレート基板上に設けられた雄コ
    ネクタと、電子回路パッケージの一端に設けられた雌コ
    ネクタと、前記雄コネクタと雌コネクタとを低挿抜力で
    挿抜可能に制御するコネクタ制御回路とを有する低挿抜
    力コネクタシステムであって、 前記雄コネクタは、多数の信号用ピンと該多数の信号用
    ピンよりも長さが長い電源用ピンとを備え、 前記雌コネクタは、 前記電源用ピンに対応して設けられ電気的に接続される
    電源用接触子と、 前記多数の信号用ピンに対応してそれぞれ設けられ、前
    記各信号用ピンを挟持して電気的に接続される一対の弾
    性部材からなる多数の信号用接触子と、 前記多数の信号用接触子の各一対の弾性部材間にそれぞ
    れ設けられた、前記電源用接触子を介して電力供給がな
    されたときに前記各一対の弾性部材間の間隔を広げる圧
    電アクチュエータとを備え、 前記コネクタ制御回路は、前記圧電アクチュエータに、
    前記電源用ピンと電源用接触子の接続時に電力を供給
    し、供給時より所定時間経過した前記信号用ピンと信号
    用接触子の嵌合完了時に電力供給を停止し、前記信号用
    ピンと信号用接触子の抜去時には再び電力を供給するよ
    うに構成されていることを特徴とする低挿抜力コネクタ
    システム。
  2. 【請求項2】 前記コネクタ制御回路には、前記信号用
    ピンと信号用接触子の抜去時に連動し、前記圧電アクチ
    ュエータに再び電力を供給するための抜去スイッチが接
    続されていることを特徴とする請求項1記載の抵挿抜力
    コネクタシステム。
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JP3592181B2 (ja) * 2000-02-28 2004-11-24 Necアクセステクニカ株式会社 コネクタ接続構造

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