JP3143222U - 改良されたデュアルビームコンタクトを備えたコネクタ - Google Patents

Abstract

【解決手段】メザニン型コネクタは雄型係合部及び雌型係合部を備える。雌型部の端子は二股（また）のコンタクトアームを有し、雄型部の端子は突出嵌（かん）合ブレードを有する。コンタクトアームは雌型端子の本体部から片持ち梁（はり）状になっており、捩（ねじ）れ変形ではなく、片持ち梁状に変形するような構造になっている。
【選択図】図３及び５

Description

本考案は、低挿入力の雄型及び雌型端子構造、並びに、該構造を組込んだ電気コネクタに関する。本考案は、特に、一対の片持ち梁（はり）状コンタクトアームを備えた二股（また）の雌型端子に関する。該雌型端子のコンタクトアームは、相手側ブレード端子のコンタクト部を雌型端子に嵌（かん）合させたときに変形するが、捩（ねじ）れ変形は起こらない。

これまでに、ピン、ブレード、エッジカードコンタクトパッド等の雄型端子との電気接触を形成するために各種のシングルあるいはデュアルスプリングアーム式の雌型接触電気端子が提供されてきた。一般に、これらの端子配置においては、雌型端子による挿入抵抗に打勝つのに十分な力で雄型端子を雌型端子に挿入しなければならない。接触構造の挿入力は、雄型端子を雌型端子内に挿通することができるように雌型端子のコンタクト部同士を離間させるあるいは広げるのに必要な力を示す持上げ（lifting ）成分と、挿入時に雌型端子コンタクト部が雄型端子を擦るために起こる水平方向の摩擦成分とを含む。

多数の雌型端子が取付けられたコネクタが、雌型端子の数に相当する多数の雄型端子を含む雄型コネクタと嵌合するように構成された多回路構成においては、各組のコンタクトに要する個別の挿入力が合計されるため、雄型コネクタと雌型コネクタとを嵌合するのに要する全体の挿入力は非常に大きくなる。

１９８８年４月２６日に発行された米国特許第４，７４０，１８０号は低挿入力端子組立体を開示しているが、該組立体においては、雄型ブレード端子は捩れており、雌型端子は２本のコンタクトアームを有し、該アームは異なる２箇所の接点でブレード端子と係合する。雄型コンタクトブレードの捩れは複雑な形成工程を要し、端子及び組立体のコストは高くなる。さらに、雌型端子に打抜きによって形成されているスロットはコンタクトアームの形成開始点まで延在しているため、局所的応力集中が極めて高くなる領域が生じ、コネクタを繰返し嵌合することによってコンタクトアームを弱めてしまう。

したがって、本考案は、メザニンコネクタ等の高密度用途に用いることができ前記問題点を克服した信頼性のある安価な低挿入力端子組立体に関する。

したがって、本考案の一般的な目的は、新規で改良された低挿入力嵌合電気コンタクト構造を提供することである。

本考案の他の目的は、ブレード形状の細長い雄型端子と、二股のコンタクト部を備えた細長い雌型端子とを含む信頼性のある嵌合電気コンタクト構造であって、前記コンタクト部は端子の本体部から前方に延在する一対のコンタクトアームを含み、該コンタクトアーム同士は介在するスロットにより離間されており、２本のコンタクトアームの各々は、端子の本体部の長手方向中心線の両側において特定の経路に沿って延在する円弧形状を有する嵌合電気コンタクト構造を提供することである。

本考案の更に他の目的は、二股の雌型端子と嵌合するためのブレード端子であって、該ブレード端子は両側部に一対の凹部を備えた長手方向コンタクト部を有し、凹部は、コンタクト部の長手方向縁部に沿って延在する一対の接触面を画定し、接触縁部の各々は、対向する雌型端子の二股のコンタクトアームの一方と接触するブレード端子を提供することである。

本考案の更に他の目的は、細長いアーム形状の一対のコンタクト部を備えた雌型端子であって、各アームは円弧形状を有し、アームの対は介在するスロットによって離間され、該スロットは端子の自由端から本体部内に第１の所定の距離だけ延在し、コンタクトアームの円弧形状は端子の自由端から第２の所定の距離だけ離間した位置から始まっているため、コンタクトアームの曲がり部はいずれもスロットの端部から離間しており、これにより、コンタクトアームの変形時に発生する応力が低減される雌型端子を提供することである。

本考案の更に他の目的は、二股のコンタクトアームを備えた端子であって、各コンタクトアームは接触面を画定する拡大された自由端で終端し、接触面はコンタクトアームの自由端をコイニング（coining ）で加工することによって形成されており、該コイニングによって、接触面におけるコンタクトアームの厚さは低減されている端子を提供することである。

本考案の更に他の目的は、雄型及び雌型導電性端子を用いた新規で改良された低挿入力端子構造であって、雄型端子はブレードタイプであり、雌型端子は二股のコンタクトアームタイプであり、雌型端子のコンタクトアームは、雄型端子と雌型端子との接触を確実にするために、捩れに基づかずにブレード端子と信頼性のある接触をするための手段を提供する低挿入力端子構造を提供することである。

本考案の更に他の目的は、メザニン型コネクタとともに使用するための端子組立体であって、該組立体は両端の間において所定の方向に延在する絶縁性ベースを有し、該ベースの前記両端と嵌合する両側面を備え、ベースは、該ベースの軸線と位置合せされて配置された複数の端子を含み、さらに、ベースは片側に開口を備え、これにより、各端子の一部が空気に曝（さら）される端子組立体を提供することである。

本考案に従えば、改良された端子を有する新規な低挿入力コネクタが提供され、複数の導電性端子は絶縁性ハウジングに配置されている。コネクタの一方は雄型コネクタであり、他方は雌型コネクタである。両コネクタは、複数の端子アレイをユニットとして収容する絶縁性ハウジングを有する。これら端子アレイは絶縁性支持部材を含み、端子は支持部材に列を構成するように支持される。これらアレイはコネクタハウジングに形成されたスロット内に収容される。

雄型コネクタにおいては、端子は平坦（たん）なブレードコンタクト部を含み、該コンタクト部の縁部はロール加工されて丸みが付けられ、ブレード端子の縁部に沿って長手方向に延在する一対のコンタクト縁部を画定している。雌型コネクタにおいては、端子は平坦な本体部を含み、該本体部は、該本体部の自由端から端子内に向けて所定の距離だけ延在する長手方向スロットによって分割されており、これにより、一対の二股のコンタクトアームを画定している。

これらコンタクトアームは円弧形状となるように形成されるが、互いに反対方向に延在し、一方のコンタクトアームは本体部の軸線の上側に延在し、他方のコンタクトアームは本体部の軸線の下側に延在する。端子使用時に発生する応力集中を低減するため、コンタクトアームが間隔形成スロットの端部の近位には形成されないように、間隔形成スロットはコンタクトアームの長さよりも大きな距離だけ本体部内に延在している。さらに、これにより、コンタクトアームは嵌合時に捩れ変形ではなく、主に片持ち梁状に変形するように制限される。

コンタクトアレイは両端部の間に延在する絶縁性ベースを含み、各端部は外側ハウジングと係合するための手段を含む。これらの一連のベースがハウジング内に保持され、本考案のマルチコンタクト様相を形成している。ベースは中央の中空部分を有し、端子のグループが各ベースに保持されベースの所定の軸線に位置合せされている。ベースの中空部分は、端子の片側を空気に曝し、端子のグループの両側面を覆う。これにより、端子グループを外側ハウジングに容易に挿入することができる。

本考案のこれらの及びその他の目的、特徴並びに利点は、次の詳細な説明を検討することにより明確に理解することができるであろう。

この詳細な説明においては、しばしば添付図面を参照する。

図１は、本考案の原則に従って構成したコネクタ組立体５０を示す。該組立体５０は、２つの分離した相互係合コネクタ部品５２及び５３（図２）、すなわち、雄型コネクタ部品５２及び雌型コネクタ部品５３を含む。本明細書において使用する「雄型」及び「雌型」という用語は端子の構造を表し、本明細書においては、雄型コネクタ部品５２は複数の個別のブレードコンタクトを有し、該コンタクトは、雌型コネクタ部品５３に配設された対応する雌型端子のアーム間に収容される。

各コネクタ部品５２及び５３は、絶縁性ハウジング５４及び５５に支持された複数の導電性端子を含むことが分かる。このような図に示されるハウジング５４及び５５の各々は、コネクタ部品の外周を画定する外壁５６及び５７を含むことが分かる。雄型コネクタ部品５２は中空の内側キャビティ５８を含み、雌型コネクタ部品５３の嵌合部５９はこのキャビティの中に延在する。

図３は雌型コネクタ部品５３をより詳細に示す。該コネクタ部品５３は複数の導電性端子６０を含み、該端子６０は複数の端子支持部材７０内に保持されていることが分かる。好ましくは、雌型コネクタ部品のハウジング５５は複数の端子収容キャビティ４９を含み、各キャビティ４９は雌型端子６０の１つを収容する。すなわち、該雌型端子６０のコンタクト部６２はこれらキャビティ４９内に延在する。

図４に示されるように、端子は、複数の個別の絶縁性支持部材７０によって、直線状アレイを構成するように各コネクタ部品に保持される。各支持部材７０は本体部７１を含み、該本体部７１の両端面７３には一対の係合タブあるいは類似の突出部７２が配設されている。これら突出部７２は、各ハウジング５４及び５５に形成された対応する対向スロット４８（図１）内に挿入される。コネクタ部品ハウジングの側壁との締り嵌（ば）めを提供するため、突出部７２には１以上のボス７４（図４）を含むことができ、該ボス７４は、支持部材７０が挿入されると、コネクタハウジングのスロット４８に摩擦力によって係合する。図４及び７に示されるように、端子支持部材７０は中空とすることができ、これにより、端子支持部材７０は両端面７３の間に幅方向に延在する開口中央部７６を含む。これら中央部７６は、隣接する端子支持部材７０に埋込まれた端子の列の間に一連の空気チャネル７７を画定する。これら支持部材７０は端子６０を覆うように成形してもよいし、端子６０をスロット７８から支持部材に差込んでもよいが、好ましくは、端子６０を支持部材７０内の所定の位置に成形する。図１４Ａは、互いに隣接して配置された一対の雌型端子組立体７０の断面図である。図から分かるように、端子支持部材７０の半分だけが中空になっており、端子の片側にのみ開口７７が形成されている。この構造は、隣接する端子支持部材間に「ポケット」すなわち空気を画定していると考えることができる。

図５は雌型端子６０を示し、該端子は、本体部６３によって相互接続された対向するテール部６１とコンタクト部６２とを有する。本体部６３の両側面には、端子支持部材７０の形成にオーバーモールド法が採用される場合に、端子６０を支持部材７０内に保持しやすくする１以上の切欠き６４を含むことができる。端子のテール部を対向する回路基板（図示せず）上のトレースに固定するのを助けるため、はんだ付要素６５をテール部６１に配設することができる。

端子の前部、すなわち、コンタクト部６２は、二股に分かれた、すなわち、介在するスロット６７によって互いに離間された一対の離間コンタクトアーム６６を含む。スロット６７は、端子の長手方向軸線Ｒに沿って延在しており、前述のように２本の分離コンタクトアーム６６を形成している。該アーム６６は、対向する雄型（ブレード）端子９０と接触することを意図したものである。２本のコンタクトアーム６６の使用は、これら端子を用いたコネクタに対して冗長な接触経路を提供し、この冗長性によって、２つのコネクタ部品５２及び５３の雄型端子と雌型端子との間の接触が確実になるだけでなく、端子のインダクタンスも低減される。さらに、挿入力も低減される。

端子６０の基本形状は、最初に、シートメタルのブランク（図示せず）から端子構造全体を打抜くことによって形成される。図６Ａに示されるような離間した状態の一対のアームを形成するためにスロット６７が打抜かれる。コンタクトアーム６６は自由端部６９を有するが、該自由端部６９は好ましくは図に示されるように、厚さは低減されているが全体のサイズは大きい拡大接触面６８を含む。これら接触面は、上又は下から見たときにほぼ長方形であるが（図６Ａ）、図６Ｃに最もよく示されるように、円弧状にコイニング加工されている。拡大接触面６８は、自由端部６９を所定の程度だけコイニング加工することによって形成される。すなわち、厚さが本体部６３における厚さＴ（図６Ｃ）からより薄い厚さｔに減少し、接触面におけるコンタクトアームの幅が、図６Ａに仮想線で示される幅ｗから最終コイニング幅Ｗに増加する程度だけコイニング加工することによって形成される。好ましくは、低減された厚さｔは端子本体部の厚さＴの約半分である。

コンタクトアーム６６は、さらに、ある程度円弧状に、好ましくは半円状に形成され、図６Ｃに最もよく示されるように、円弧同士は反対向きに形成される。一方のコンタクトアームは本体部の長手方向軸線Ｒ及び端子６０の中心線Ｃより上側に延在し、他方のコンタクトアームはこれら軸線の下側に延在していることが分かる。これら２本のコンタクトアームは、該コンタクトアームの自由端６９の領域において、具体的には、その拡大接触面６８においてこれら軸線と出会う、すなわち、再びこれら軸線と交わる。接触面は円弧の一部を形成し、両接触面のベース８０（すなわち、底面）は図６Ｂに示される傾斜した線Ａに沿って互いにずれ、このような底部接触面８０の各々は、接触端から見たときに端子６０の本体部の上面又は下面より内側に位置している（図６Ｃ）。端子は打抜きによって形成されるが、打抜きであれば、スロット６７は容易に形成することができ、２本のコンタクトアーム、すなわち、ビーム６６を形成するための所望のクリアランスも容易に得ることができる。

２本のコンタクトアーム６６は端子本体部６３から延在する一対の片持ち梁状ビームとして作用するが、この端子構造は、使用時に本考案の端子にかかる応力を低減するのに役立つ。図５に示されるように、スロット６７は、コンタクトアーム６６の自由端６９から第１の所定の距離Ｄ１だけ延在するが、コンタクトアーム６６の円弧形状は同じ距離の位置から始まらず、第１の距離より小さな第２の所定の距離Ｄ２から始まる。これは、図６Ｃによりよく示されているが、スロット６７は、コンタクトアームが打抜き平面から上方（又は、下方）に曲がり始める位置より特定の距離だけ前から始まる（又は、終わる）。長さＤ１とＤ２との差は、コンタクトアームの曲がり始めからスロットが後方に延在する距離である。これに関連し、コンタクトアームの曲げあるいは形成は、スロット６７の先端縁部８２から離れた位置から始まっている。本考案の他の重要な様相においては、接触面６９の低減された厚さｔは、片持ち梁状のコンタクトアームにかかる応力を低減する。幅が拡大された接触面６９はコンタクトアームと独立して曲がるため、対向する相手側ブレードコンタクトの寸法のばらつきに対応することができる。２つの端子の接触の様子は図１１に最もよく示されている。

図８は、細長いブレード端子９０として形成した本考案の雄型端子を示す。該雄型端子９０は、コンタクト部９２とテール部９３との間に延在する本体部９１を有し、さらに、テール部ははんだ付部材９４を有するものとして示されている。本体部９１の両側面には、端子９０が支持部材７０内に成形される場合に端子を保持するための切欠き９５０が備えられている。図７は、前述のように開口７６と端部突出部７２とを有する絶縁性支持部材７０内に位置合せされた状態で維持されている雄型端子９０のアレイを示す。

雌型端子の接触面６８の幅が広いという利点を活かすため、ブレード端子９０は、コンタクト部９２の自由端９６に近接して２つの浅い凹部９５を備えているのが好ましい。これら凹部は２つの明確な側縁部９７を画定している。好ましくは、該側縁部９７は、円筒形側縁部を形成するため、図１１に最もよく示されるように、ロール加工されて丸みが付けられている。接触面６８は、コンタクトアームが従来技術の端子の場合のように捩れ変形するのではなく片持ち梁状に変形した状態で、これら側縁部との点接触を維持する。側縁部の円筒形は正確な円筒である必要はなく、縁部の外側面に平坦部９８を含んでもよい。ブレード端子の中央凹部９５の存在によって、２つの接触ビームの接触面６８の位置が若干ずれていても、ブレード端子と信頼性のある接触を維持することができる。ブレード端子９０は、図１１に示されるように、接触面６８の中心間距離と略等しい幅を有するのが好ましい。

ブレード端子９０も、同様に、絶縁性端子支持部材７０に保持される。各支持部材７０は雄型コネクタ部品５２に嵌（はめ）込まれる。好ましくは、端子支持部材７０は中空であって、両端面７３の間に幅方向に延在する開口中央部７６を備える。これら中央部７６は、隣接する端子支持部材７０間に一連のエアポケット７７を画定する。

本考案の原則に従って構成した端子を組込んだメザニン型コネクタ組立体として示したコネクタ組立体の斜視図である。 図１と同様の図であるが、２つのコネクタは分解した非嵌合状態で示される。 図１のコネクタ組立体の雌型コネクタ部品の分解図である。 図３の雌型コネクタ部品の端子組立体１つの斜視図であり複数の端子が直線状アレイを構成するように配置されている状態を示す。 図４のコネクタ部品に使用されている雌型端子の斜視図である。 図５のＡ−Ａ線に沿って見た図５の雌型端子の底面図である。 図６ＡのＢ−Ｂ線に沿って嵌合端部から見た立面図である。 図６Ａの雌型端子のＣ−Ｃ線に沿って見た側面図である。 図２の雄型コネクタ部品の端子組立体１つの斜視図であり複数の雄型端子が直線状アレイを構成するように配置されている状態を示す。 図２の雄型コネクタ部品に使用されている雄型端子の斜視図である。 図８の雄型端子の９−９線に沿った断面図である。 それぞれの端子支持部材から取出された係合状態の雄型端子及び雌型端子を示す斜視図である。 図１０の１１−１１線に沿った断面図である。 図１０の雄型端子及び雌型端子の側面図である。 対向する２つの雄型端子組立体及び雌型端子組立体の断面図でありその中の端子のサポートを示す。 図３の一部の断面図であり並設された一対のレセプタクル端子組立体を示す。 図１の一部の断面図であり並設された一対のブレード端子組立体、すなわち、雄型端子組立体を示す。

Claims (17)

1. 互いに嵌合可能な雄型コネクタ及び雌型コネクタを有する電気コネクタシステムであって、
   前記雄型コネクタは少なくとも１つの細長いブレード状の雄型端子を含み、該雄型端子は、コンタクト部、テール部及びコンタクト部とテール部とを相互接続する本体部を備え、
   前記雌型コネクタは少なくとも１つの雌型端子を含み、該雌型端子は、テール部、コンタクト部及びコンタクト部とテール部とを相互接続する本体部を備え、雌型端子は本体部に形成された長さ方向に延在するスロットを含み、該スロットは一対のコンタクトアームを画定し、各コンタクトアームは円弧状に形成され、２本のコンタクトアームは前記雌型端子の本体部の長手方向軸線の両側において長さ方向に延在し、各コンタクトアームの自由端には拡大接触面が形成されており、該拡大接触面はコイニング加工によって広くされているとともに厚さが前記雌型端子の本体部の対応する厚さよりも小さくされている電気コネクタシステム。
2. 前記雄型端子の前記コンタクト部内における雄型端子の両側には、前記雄型端子のコンタクト部の長さ方向に延在する長手方向縁部を画定するための凹部が形成されており、雄型端子の縁部は、前記雄型コネクタと雌型コネクタとが互いに嵌合したときに前記雌型端子の前記接触面に接触する、請求項１に記載のコネクタシステム。
3. 前記雄型端子の縁部は丸みを付けられてその外側に円弧を画定している、請求項２に記載のコネクタシステム。
4. 前記接触面は互いに反対方向を向いている、請求項１に記載のコネクタシステム。
5. 前記雌型端子は側縁部から見たときにＹ字形状を有する、請求項１に記載のコネクタシステム。
6. 前記雌型端子のスロットの長さはいずれの雌型端子のコンタクトアームの長さよりも大きい、請求項１に記載のコネクタシステム。
7. 前記雌型端子のコンタクトアームは、前記雄型端子と嵌合したとき片持ち梁状に変形する、請求項１に記載のコネクタシステム。
8. 前記雌型端子は絶縁性サポートによって支持され、該サポートの一方の側部には開口が形成されて前記雌型端子の本体部の一部が空気に曝されている、請求項１に記載のコネクタシステム。
9. 前記雄型コネクタは、別個の直線状アレイを構成するように配置された複数の雄型端子を含み、前記雌型コネクタは、同様に、別個の直線状アレイを構成するように配置された複数の雌型端子を含む、請求項１に記載のコネクタシステム。
10. 前記雄型端子のアレイ及び雌型端子のアレイの各々は、対応する絶縁性端子サポート内に支持され、各端子サポートの一方の側部に沿って開口が配設されて前記雄型端子の本体部及び雌型端子の本体部を空気に曝す、請求項９に記載のコネクタシステム。
11. コネクタであって、
    複数の端子収容キャビティが配設された嵌合面とベースとを備える絶縁性ハウジングと、
    該ハウジング内に収容された複数の端子サポートであって、各サポートは複数の導電性端子のアレイを支持しており、前記サポートの各々は、さらに、前記端子の一部が端子収容キャビティ内に収容される状態で前記サポートを所定の位置に保持するために前記ハウジングのベースと係合する手段を含む端子サポートとを有し、
    前記端子の各々は、テール端部、接触端部及びテール端部と接触端部とを相互接続する本体を備え、前記端子の各々は前記接触端部に形成された長さ方向の間隔形成スロットを更に備え、該間隔形成スロットは前記接触端部に一対のコンタクトアームを画定し、両コンタクトアームは円弧状に形成されて互いに反対方向に延在し、前記コンタクトアームの各々は拡大接触面を含み、該拡大接触面は互いに対向しているコネクタ。
12. 前記拡大接触面は前記端子の接触端部をコイニング加工することによって形成される、請求項１１に記載のコネクタ。
13. 前記間隔形成スロットは第１の長さを有し、前記コンタクトアームは第２の長さを有し、第１の長さは前記第２の長さよりも大きい、請求項１１に記載のコネクタ。
14. 前記間隔形成スロットは、前記接触端部から前記端子内に長さ方向に延在して第１の位置において終端し、前記コンタクトアームは前記端子の本体部から外側に曲げられ、この曲がり部は第１の位置から所定の距離だけ離れた位置から始まる、請求項１１に記載のコネクタ。
15. 前記拡大接触面は前記コンタクトアームの対応する幅よりも幅広である、請求項１１に記載のコネクタ。
16. 前記端子は、前記サポートの各々において直線状アレイを構成するように配置されている、請求項１１に記載のコネクタ。
17. 前記サポートの各々には開口が形成され、これにより、サポートが支持する前記端子の本体部の片側が空気に曝されている、請求項１６に記載のコネクタ。

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