JP2718643B2 - 電気コネクターおよびその使用方法 - Google Patents

電気コネクターおよびその使用方法

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JP2718643B2 JP7064443A JP6444395A JP2718643B2 JP 2718643 B2 JP2718643 B2 JP 2718643B2 JP 7064443 A JP7064443 A JP 7064443A JP 6444395 A JP6444395 A JP 6444395A JP 2718643 B2 JP2718643 B2 JP 2718643B2
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に電気コネクターに
関する。更に詳しくは、高さが低く、それ故に相互に電
気的に連結される部材間の距離を減少させる電気コネク
ターに関する。本発明は限定するわけではないが、特に
並置されるプリント回路基板の間の電気回路の完結に有
用である。
【０００２】
【従来の技術】電気装置は、典型的にその装置の適切な
作動を得るための信頼性を有する相互連結を必要とする
電気的部材を幾つか含んでいる。多くの応用例では、装
置は出来る限り小さく小型化されることが必要である。
従って電気装置の個々の部材を最少限にする多くの努力
が払われてきた。更に、電気装置の電気的部材が小型化
されると、それらの部材間に電気通路を確立するコネク
ターの寸法を減少させる必要性も生じた。更に、これら
のコネクターは装置性能を損なうことなく装置部材の取
外し及び交換を容易にできねばならない。
【０００３】電気装置の様々な部材間の電気的接続を行
うことに使用する為の非常に多数の様々な電気コネクタ
ーが設計され、開発された。この目的に使用された１つ
の形式の電気コネクターは、撓み可能な接触アームに基
づくものである。典型的に、このようなコネクターの接
触アームはベースに取付けられた固定端部を有し、又ベ
ースから延在して電気的部材との電気的接触を確立する
ようになされる撓み可能な端部を有している。この形式
のコネクターでは、電気的部材はベース又はその近くに
配置されて接触アームの撓み可能な端部を圧縮するよう
になされる。ベース及び部材のこの並置は、接触アーム
の撓み可能な端部が電気的部材上の電気的パッドに押圧
されるようにする。部材と接触アームの撓み可能な端部
との間の電気的接触により、固定端部は他の電気装置か
らの電気的部材に対する電気的なアクセスを可能にす
る。このようなコネクターの例は、モウリー氏に付与さ
れ、本願出願人に譲渡された「片持ちコネクターの反応
ベース」と題する米国特許第５１６１９８２号明細書に
記載されている。
【０００４】上述したモウリー氏の米国特許第５１６１
９８２号明細書に記載された装置のような幾つかの応用
例は１つの電気的部材に対する電気的アクセスを確立す
ることに強く方向付けられているが、２つの電気的部材
の間の直接的な電気的接触を確立するために１つのコネ
クターを使用することもしばしば望まれる。同様に撓み
可能な接触アームを使用した２部材コネクターの例は、
モウリー氏に付与された「圧力の釣り合わされたコネク
ター」と題する米国特許第５１４７２０７号明細書に記
載されており、この特許は本願出願人に譲渡されてい
る。モウリー氏に付与されたこの米国特許第５１４７２
０７号明細書は、ベースが２つの電気的部材間の電気的
連結を確立すること、及び電気的部材がベースに対して
保持される係止装置を提供することの両方の為に使用さ
れるようなコネクターに強く方向付けられている。この
結果、コネクターの寸法はこの両方の目的を叶えるため
に大きくなる。特に、モウリー氏に付与されたこの米国
特許第５１４７２０７号明細書に於いて、コネクターベ
ース及び電気的部材は、その電気的部材をコネクターに
対して保持するボルト用の穴を有する。電気的部材間の
間隔を減少させる為のこのようなコネクターの小型化は
ベースを弱体化し、これによりコネクターベースに対す
る電気的部材の係止の質を損なう。
【０００５】しかしながら２部材を電気的に相互連結す
る装置は、典型的に部材に対してコネクターが何かの方
法で物理的に保持されることを必要とする。これに留意
して、本発明はコネクターがハウジング内に挿入部とし
て取付けることのできることを認めた。更に、電気的部
材はコネクターベースではなくハウジングに係止するこ
とができる。従って、挿入部は電気的部材間に電気通路
を形成するだけであるので、コネクターベースは寸法を
小さくできる。ハウジング内に取付けられたコネクター
挿入部では、以下の考慮が成されねばならない。即ち、
１）機能的且つ信頼性のある電気的連結を保証するため
に必要な力が撓み可能な接触アームと電気的部材との間
に発生されねばならない、２）適当な電気的連結を行う
ために接触アームの必要とされる撓み量が与えられねば
ならない、３）正確な電気的連結を保証するために電気
コネクター挿入部とハウジングとの適当な整合が行われ
なければならない、及び４）電気的部材間の電気的連結
の長期化及び繰り返し性が保証されねばならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述に照らし、本発明
の目的は、極めて高さの低い電気コネクターを提供する
ことである。本発明の他の目的は、相互連結された電気
的部材間の間隔を最少限にする電気コネクターを提供す
ることである。本発明の更に他の目的は、撓み可能なア
ームを有し、これらのアームが適当な電気的連結を保持
するために十分な力を発生する、高さの低い電気コネク
ターを提供することである。本発明の更に他の目的は、
連結される電気的部材に高さの低い電気コネクターを正
確に整合させる装置を提供することである。更に、本発
明の目的は、容易に製造でき、比較的コストにみあって
いる高さの低い電気コネクターを提供することである。
【０００７】
【課題を達成するための手段】本発明による電気コネク
ターは、ハウジングプレートに取付けられた挿入部を含
む。挿入部は第１側及び第２側を有する非導電性のベー
スを含む。各々が第１端部及び第２端部を有する複数の
接触アームがベースに取付けられる。各接触アームは２
つの端部間に電気通路を形成する。接触アームの第１端
部及び第２端部はそれぞれベースの第１側及び第２側か
ら延在し、又各端部はベースに対して撓み可能とされ
る。接触アームの第１端部及び第２端部の各々に接点が
形成される。各接点は実質的に半球形又は実質的に円錐
形の面として形成できる。実際に、接点はコネクターと
しての特定の使用に応じて様々な幾何学形状をすること
ができる。更に、ベースは複数の凹部を含み、端部がベ
ースへ向けて撓められたときに接触アームの端部を受入
れるように各凹部はベース上に形成され位置決めされ
る。
【０００８】また、実質的に平坦なハウジングプレート
が備えられ、このハウジングプレートはベースの第１側
及び第２側に対応する第１側及び第２側を有する。ハウ
ジングプレートは、そのハウジングプレート上で挿入部
を配向する為に、挿入部を受入れる為の開口を２つの側
の間に形成されて有する。少なくとも１つのキーがベー
スに形成され、少なくとも１つのキー溝がハウジングプ
レートに形成される。ベースが開口内に位置されると、
キーはキー溝と係合してハウジングプレートに対するベ
ースの適当な配向を保証する。
【０００９】さらに第１電気的部材及び第２電気的部材
がそれぞれハウジングプレートの第１側及び第２側に配
置される。ハウジングプレートに取付けられたクランプ
は各々の電気的部材をハウジングプレートのそれぞれの
側に係合させ、その電気的部材をベースに取付けられた
接触アームの端部と電気的に接触させるようになす。従
って、第１電気的部材が接触アームの第１端部との電気
的接触をなし、第２電気的部材が接触アームの第２端部
との電気的接触をなすので、２つの電気的部材間に接触
アームを通しての電気的連結が確立される。最も重要な
ことに、電気的部材がハウジングプレートと並置された
ときに挿入部及びハウジングプレートは入れ子関係とな
るので、相互に電気的に連結された部材間の距離は約
３．０４８ｃｍ（０．１２０インチ）より小さい距離に
保持できる。
【００１０】本発明の新規な特徴、並びに発明それ自体
が、何れもその構造及び作動に関して以下の説明に関連
する添付図面から最も良く理解されよう。添付図面では
同じ符号は同じ部品を示している。
【００１１】
【実施例】先ず第１図及び第２図を参照すれば、高さの
低い圧縮コネクターが示され、全体的な符号１０を付さ
れている。図示のように、コネクター１０は挿入部１１
及びハウジングプレート２４を含む。挿入部１１の主構
造部材はモールド成形されたプラスチック又は他の誘電
材料のベース１２である。複数の可撓性の接触アーム２
０がベース１２に取付けられる。図３に見られるよう
に、各接触アーム２０の中間部分１００はベース１２内
にモールド成形される。各接触アーム２０は第１接触端
部１４及び第２接触端部１８を有する。各第１接触端部
１４は第１接点１６を有する。同様に、各第２接触端部
１８は第２接点４６を有する。第１接点１６及び第２接
点４６は実質的に半球形状の面として成形されるか、又
は実質的に円錐形状の面として成形できる。接点１６，
４６の形状はコネクター１０の作動条件に応じて多くの
様々な幾何学形状に出来る。図示されるように、電気的
部材は第１接点１６及び第２接点４６と電気的に連結す
ることで接触アーム２０を通して相互に連結される。
【００１２】コネクター１０は１０個の接触アーム２０
で形成されて示されている。コネクター１０は特定の応
用例において要求されるように何れの個数の接触アーム
を有した態様にも形成し得る。
【００１３】コネクター１０はベース１２に形成された
Ｕ形凹部４０を有し、各凹部４０は第１接触端部１４及
び第２接触端部１８を受入れるように成形されている。
更に、ベース１２は複数のキー２２ａ，２２ｂを有して
形成されている。
【００１４】ベース１２はハウジングプレート２４内に
位置されるように成形されている。更に詳しくは、図４
に示されるように、ハウジングプレート２４はベース１
２を受入れるように成形されて延在する開口２６を有す
る。開口２６の中にキー溝３２ａ，３２ｂがある。ベー
ス１２が開口２６の中に適正に位置決めされると、ベー
ス１２のキー２２ａ，２２ｂはそれぞれハウジングプレ
ート２４のキー溝３２ａ，３２ｂと嵌合する。キー２２
ａ，２２ｂ及びキー溝３２ａ，３２ｂのこの構造はハウ
ジングプレート２４の中のベース１２の正確な整合を生
む。この正確な整合は、コネクター１０が連結されるべ
き電気的部材と正確に整合されることを保証する基本で
ある。ベース１２は開口２６の中にただ嵌合されるだけ
であり、ベース１２はハウジングプレート２４に取付け
又は固定される必要がない。更に詳しくは、後で示され
るように、本発明はコネクター１０で相互連結される電
気的部材に対してベース１２を取付け又は固定する如何
なる手段も必要でない。典型的に、これらの電気的部材
はプリント回路基板である。
【００１５】図４は、コネクター１０により相互連結さ
れる第１プリント回路基板３４及び第２プリント回路基
板３８を示している。更に詳しくは、図５に示されるよ
うに、第１プリント回路基板３４はハウジングプレート
２４の第１側２８に係合される。適正に配置されるなら
ば、第１プリント回路基板３４の接触パッド３６は第１
接点１６にて接触アーム２０の第１接触端部１４と電気
的連結を確立する。同様に第２プリント回路基板３８は
ハウジングプレート２４の第２側３０に係合される。適
正に配置されるならば、第２プリント回路基板３８の接
触パッド３７は第２接点４６にて接触アーム２０の第２
接触端部１８と電気的連結を確立する。
【００１６】開口２６内にベース１２が配置された後、
第１プリント回路基板３４は第２プリント回路基板３８
からハウジングプレート２４の厚さに実際的に等しい距
離に配置できる。好ましい実施例に於いて、この厚さは
矢印８０で示されており、約３．０４８ｃｍ（０．１２
０インチ）より小さい。
【００１７】図３を参照すれば、接触アーム２０の中間
部分１００がベース１２内にモールド成形されて示され
ている。第１接触端部１４が中間部分１００の第１の端
部から延在している。接触端部１４は中間部分１００か
ら斜めに延在する。この結果、第１接触端部１４はベー
ス１２の上に位置される。同様に、第２接触端部１８が
中間部分１００の第２の端部から延在している。第２接
触端部１８は中間部分１００から斜めに延在する。この
結果、第２接触端部１８はベース１２の下に位置され
る。
【００１８】図３に示されるように、第１接触端部１４
及び第２接触端部１８は撓みのない状態で示されてい
る。第１接触端部１４のこの撓みのない状態は、第１プ
リント回路基板３４がハウジングプレート２４の第１側
２８に係合されていない時に生じる。同様に第１接触端
部１４の撓みのない状態は、第２プリント回路基板３８
がハウジングプレート２４の第２側３０に係合されてい
ない時に生じる。第１プリント回路基板３４及び第２プ
リント回路基板３８がハウジングプレート２４のそれぞ
れの側に係合されると、第１接点１６は第１プリント回
路基板３４のパッド３６に押圧され、第２接点４６は第
２プリント回路基板３８のパッド３７に押圧される。こ
の結果、第１接触端部１４は図５に示される撓み位置へ
押圧される。同様に、第２接触端部１８は撓み位置へ押
圧される。この撓み位置に於いて、第１接触端部１４及
び第２接触端部１８は凹部４０内に位置する。最も重要
なことに、第１接点１６及び第２接点４６の間の距離
は、撓み状態に於いて約３．０４８ｃｍ（０．１２０イ
ンチ）より小さい。
【００１９】図５に於いて、第１プリント回路基板３４
及び第２プリント回路基板３８はコネクター１０との係
合位置に示されている。特に、第１クランプ４２とベー
ス１２との間の第１プリント回路基板３４の存在が第１
接触端部１４を撓み位置へ押圧する。同様に、第２クラ
ンプ４４とベース１２との間の第２プリント回路基板３
８の存在が第２接触端部１８を撓み位置へ押圧する。こ
の結果、第１接点１６は第１プリント回路基板３４のパ
ッド３６に対して押圧される。同様に、第２接点４６は
第１プリント回路基板３８のパッド３７に対して押圧さ
れる。この後、第１プリント回路基板３４は接触アーム
２０により確立された電気通路を通して第２プリント回
路基板３８に電気的に連結される。
【００２０】図４及び図５に示されるように、第１クラ
ンプ４２及び第２クランプ４４は穴８８，９０，９２，
９４，９６及び９８を通してねじ７２及びナット７４で
ハウジングプレート２４に取付けられる。ハウジングプ
レート２４の第１側２８に対して配置された第１プリン
ト回路基板３４が存在して第１クランプ４２がハウジン
グプレート２４に取付けられると、第１接点１６は第１
プリント回路基板３４のパッドを拭い又は切り込む。同
様に、ハウジングプレート２４の第２側３０に対して配
置された第２プリント回路基板３８が存在して第２クラ
ンプ４４がハウジングプレート２４に取付けられると、
第２接点４６は第２プリント回路基板３８のパッドを拭
い又は切り込む。接触アーム２０は、撓んだ位置に於い
て接触パッド３６，３７に少なくとも１５０グラムの力
を伝えるために、十分に剛性の金属で形成される。従っ
て、第１プリント回路基板３４のパッド３６及び第１接
点１６の間に機密の電気的接触が得られる。第２プリン
ト回路基板３８のパッド３７及び第２接点４６の間も機
密の電気的接触が得られる。これらの気密の電気的接触
は４ボルト程の低い電圧で電気的連結を保持する為に適
切である。
【００２１】ここに図示し、詳細に説明した特に高さの
低い電気コネクターは、先に記載した目的を十分に達成
し、かつ利点を与えることができるが、それは本発明の
好ましい実施例を単に図解するだけのものであり、しか
も、ここに示されている構造又は設計の細部に特許請求
の範囲に記載以外の限定を意図するものではないことが
理解されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気コネクターの斜視図。
【図２】図１に示された電気コネクターの平面図。
【図３】電気コネクターの挿入部の断面図。
【図４】図１に示された電気コネクターの斜視図であっ
て、コネクターで電気的に連結される電気的部材を示す
分解図。
【図５】図４に示される電気コネクター及び電気的部材
から組立てられた電気コネクターの断面図。
【符号の説明】
１０ 電気コネクター １１ 挿入部 １２ ベース １４ 第１端部 １６ 第１接点 １８ 第２端部 ２０ コネクターアーム ２２ａ，２２ｂ キー ２４ ハウジングプレート ２６ 開口 ２８ 第１側 ３０ 第２側 ３２ａ，３２ｂ キー溝 ３４ 第１プリント回路基板 ３６，３７ パッド ３８ 第２プリント回路基板 ４０ 凹部 ４２ 第１クランプ ４４ 第２クランプ ４６ 第２接点 ８８〜９８ 穴 １００ 中間部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−107589（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−325810（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−165987（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベースと、 第１端部及び第２端部を有し、該第１端部及び第２端部
    を前記ベースから延在させて該ベースに取付けられるコ
    ネクターアームと、 第１側及び第２側を有する実質的に平坦なハウジングで
    あって、該ハウジングの前記第１側から前記第２側へ前
    記コネクターアームを介して電気通路を確立させる為
    に、前記ベースを受入れると共に、前記コネクターアー
    ムの前記第１端部及び第２端部をそれぞれ前記ハウジン
    グの前記第１側及び第２側から突出させて静止状態に保
    持する為の開口が形成された該実質的に平坦なハウジン
    グとを含む電気コネクター。
  2. 【請求項２】 第１電気的部材を第２電気的部材に相互
    連結するための電気コネクターであって、 第１端部及び第２端部を有するコネクターアームを保持
    する保持装置と、該 保持装置を安定化させる為に該保持装置を受入れる受
    入装置であって、前記第１端部を前記第２端部から分離
    し、該各端部が前記受入装置から延在される該受入装置
    と、 前記第１電気的部材を前記第１端部と電気的に接触させ
    て位置決めし、前記第２電気的部材を前記第２端部と電
    気的に接触させて位置決めし、前記電気的部材の間に前
    記コネクターアームを介して電気通路を確立するように
    なす位置決め装置とを含む電気コネクター。
  3. 【請求項３】 第１端部及び第２端部を有すると共に、
    電気通路を画成するコネクターアームを取付けて有する
    ベースと、 第１側及び第２側を有すると共に、前記コネクターアー
    ムの前記第１端部及び第２端部を前記第１側及び第２側
    からそれぞれ突出させて前記ベース保持するための開口
    が形成されたハウジングとを含む電気コネクターの使用
    方法であって、 第１電気的部材を前記ハウジングの前記第１側に係合さ
    せ、前記第１電気的部材が前記ベースに対して前記コネ
    クターアームの前記第１端部を撓ませて、前記第１電気
    的部材と前記コネクターアームとの間に電気的連結を確
    立させるようになし、又第２電気的部材を前記ハウジン
    グの前記第２側に係合させ、前記第２電気的部材が前記
    ベースに対して前記コネクターアームの前記第２端部を
    撓ませて、前記第２電気的部材と前記コネクターアーム
    との間に電気的連結を確立させるようになす諸段階を含
    む電気コネクターの使用方法。
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