JP3789940B2 - 多方向インターフェースヘッダ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタ、特に、相手リセプタクルコネクタ組立体との多方向嵌合接触を許容するために印刷回路基板上に実装される電気ヘッダコネクタ組立体に関する。
欧州特許出願公開第０６５３８１７号公報は、回路基板上に実装されたヘッダと嵌合する、バッテリーパック等のパッケージ用の電気コネクタ、及び代表的なヘッダを開示する。パッケージのリセプタクルコネクタがヘッダとの間で水平、垂直、又はあらゆる方向で嵌合できるようにヘッダに受容可能となっていること、即ち、ヘッダが多方向インターフェースを有することの要求が多い。
１９９８年２月２５日に日本国内において発行された「電子工学ジャーナル」（Journal of Electronic Engineering）第２５４号の第３０頁乃至第３５頁には、３方向において嵌合するために露出したブレードコンタクトを有するヘッダ組立体が開示されている。又、略平面のコンタクトの上縁に形成された１対の短い突起、及び薄い後端から横方向に延びる第３の短い突起も開示されている。１対の短い突起は、コンタクトのブレード部から後方に向けて延びると共にコンタクトのブレード部の略平面内にあり、ハウジング内への完全挿入後に前方及び後方への移動を停止することによってハウジング内に保持するためのものである。又、第３の短い突起は、キャビティの後方部分内に滑合するためのものである。
特定の応用分野向けの電気ヘッダコネクタ組立体を設計する際には、満足しなければならない非常に多くのパッケージ拘束が存在する。通常はヘッダ組立体ハウジングの最大サイズに関連した寸法制限をヘッダ組立体に適用することが代表的である。たとえ、かかるサイズの制限が適切であっても、パッケージに耐久性があり、多方向嵌合を備えているという要求が未だ存在する。
従って、本発明の目的は、相手リセプタクルコネクタ組立体との多方向嵌合を許容する小型のハウジングにおける電気ヘッダコネクタ組立体を提供することにある。
本発明は、相手リセプタクルコネクタ組立体との多方向嵌合接触を許容するようにされた電気ヘッダコネクタ組立体である。ブレード状接触部は、組立の際にブレードの通過を許容するために前面、即ち嵌合面、後面、即ち挿入面、及び底面に開いているキャビティ内に挿入された後、いずれかの方向においても嵌合するために露出されるように嵌合面から突出すると共に隣接面の下に延びる。コンタクトは、嵌合のための整合性を維持しつつ挿入後において移動及び回転に対して確実に保持される。特定の使用実施形態において、コネクタは回路基板の縁に実装されるようになっており、コンタクト端子部は基板への接続のために底面、即ち基板実装面から延びている。
各キャビティはハウジングの前面、後面、及び底面に開いている略平面の第１部を有し、このキャビティ第１部の平面は１対の側面に対して略平行となっている。各キャビティは、又、第１部から横方向に延びると共に後面に開いている第２部を有する。接触本体部は、各キャビティ第１部内の略平面の主部分と、本体主部分から直交して各キャビティ第２部内に延び、キャビティ第２部の端壁と干渉係合するタブとを有している。コンタクトの端子部は、本体主部分と略同一平面であると共に、ハウジングの底面を超えて各キャビティから外側に延びている。コンタクトのブレード部は、本体主部分と略同一平面であると共に、ハウジングの前面を超えて各キャビティの外側に延び、更にハウジングの底面を超えて垂直に延びている。曲げられたタブは、キャビティ内におけるコンタクトの垂直移動を防止する。
本発明によれば、コンタクトの上縁は略直線に形成され、コンタクトの本体主部分は後方に延びる少なくとも１つの逆刺をその上縁に形成している。逆刺はキャビティの上壁に係合してキャビティからのコンタクトの抜けを妨げ、後方への移動を防止する。各キャビティ第２部は、コンタクトタブの前縁が当接する前壁を有し、これによって各キャビティへのコンタクトの挿入に対する前方制限を提供する。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の電気ヘッダコネクタ組立体用のハウジングの正面側上方から見た斜視図である。
図２は、図１のハウジングの背面側下方から見た斜視図である。
図３は、図１及び図２に示されたハウジング用の電気コンタクトの正面側上方から見た斜視図である。
図４乃至図６は、図１乃至図３に示すハウジング及びコンタクトを使用した完全なヘッダ組立体の正面側上方、背面側下方から見た斜視図、及び背面図である。
図７は、図６の７−７線に沿った断面図である。
図８は、図６の８−８線に沿った断面図である。
図９は、コンタクトの逆刺を取り除いた他の実施形態を示すハウジングの部分拡大背面図である。
図１０は、図９の１０−１０線に沿った断面図である。
図１１は、本発明のヘッダ組立体を利用した例示環境を示している。
図面を参照すると、図面には、回路基板上に実装される本発明の電気ヘッダコネクタ組立体が示されている。ここで、垂直方向は回路基板の表面に対して直交する方向であり、水平方向は回路基板の表面に対して平行の方向であり、ヘッダ組立体ハウジングの底は回路基板に隣接するハウジングの側であり、ハウジングの前はヘッダ組立体の嵌合面である。
図示されるように、ヘッダ組立体は、符号２０で示された絶縁ハウジングを含んでいる。ハウジングは、プラスチック材料の成形体であることが好ましく、又、略六面体（６個の側面がある）形状である。即ち、ハウジング２０は、前面２２、後面２４、頂面２６、底面２８、及び１対の側面３０，３２を有する。図示されるように、ハウジング２０は、６個のコンタクト受容キャビティ３４を有するが、本発明はいかなる数にも限定されない。各キャビティ３４は、略平面の第１、即ち主部分３６を有する。この主部分３６は、ハウジング２０の前面２２、後面２４、及び底面２８に対して開いている。キャビティ第１部分３６の平面は、ハウジング２０の側面３０，３２に対して略平行となっていると共に、キャビティ第１部分３６の幅は、後述するコンタクトが最小隙間を伴ってその中に受容されるのに十分な幅である。更に、各キャビティ３４は、第２、即ち補助部分３８を有する。補助部分３８は、第１部分３６から横方向に延びると共にハウジング２０の後面２４に対して開いている。キャビティ３４がハウジング２０の後面２４と交差するところでは、コンタクトの挿入を容易にするために、ハウジング２０は図２に明瞭に示すように面取りされていることが好ましい。
更に、ハウジング２０は、従来技術にあるように、底面２８から直交して延びると共に回路基板の開口を貫通する１対の整合ポスト４０を形成している。又、ハウジング２０は、従来技術にあるように、回路基板の実装面から底面２８を離隔するための複数のスタンドオフ４２を形成している。このスタンドオフ４２により、コンタクトが回路基板に半田接続された後に洗浄を行うことができる。更に、ハウジング２０は、ハウジング２０の底面２８を超えて突出するボードロックを挿入するようになっている１対の離間した貫通孔４４を形成している。又、ハウジング２０には、従来技術にあるように、壁厚を略均一に維持するために１対の中空部４６が形成されている。
以下において十分に詳細に説明するように、ハウジング２０は、又、前方に延びる１対の平面側壁４８を形成している。各側壁４８の外面５０は、ハウジング２０の各側壁３０，３２と同一平面である。各側壁４８の頂縁５２は、ハウジング２０の頂面２６の延長部である直線である。しかし、各側壁４８の底縁５４は、ハウジング２０の底面２８の下に延びている。この理由は後述される。
図３は、符号５６で示された電気コンタクトを示す。この電気コンタクト５６は、ハウジング２０のキャビティ３４内に受容可能である。コンタクト５６は、導電性のシート材料から打抜き及び曲げ加工されることが好ましく、所望の場合には、相手コネクタとの嵌合接触性及び半田付け性を高めるために選択的に局部にめっきをしてもよい。いずれにせよ、コンタクト５６は、略平面であると共に、ブレード部５８、本体部６０、及び端子部６２を含んでいる。本体部６０は、略平面の主部分６４と、横方向に曲げられたタブ６６とを含んでいる。ブレード部５８、本体主部分６４、及び端子部６２はすべて同一平面であり、タブ６６はその平面に対して直交して延びている。コンタクト５６の上縁６８は、略直線に形成されている。本体主部分６４は、上縁６８に沿って後方を向く１対の逆刺（barb）７０を形成し、ブレード部５８は、コンタクト５６の前端に位置している。更に、タブ６６の端縁７２も後方を向く１対の逆刺７４を形成している。
電気ヘッダコネクタ組立体を組立てるために、各コンタクト５６は、ブレード部５８を最初にして各キャビティ３４内に挿入される。コンタクト５６はキャビティ内に一方向のみにおいて挿入されうることに留意されたい。タブ６６及びキャビティ第２部３８がキーイング構造を形成するからである。上縁６８から下縁７６までのブレード部５８の垂直寸法は、キャビティ３４の高さよりも大きいので、コンタクト５６をキャビティ３４内に挿入すると、ブレード部５８の下領域はハウジング２０の底面２８を超えて延びる。同様に、コンタクト５６の端子部６２も底面２８を超えて延びる。ハウジング２０の後面２４からのコンタクト５６の挿入によってタブ６６はキャビティ第２部３８内に受容されることになる。この際に、コンタクト５６の前方位置はタブ６６の前縁７８がキャビティ第２部３８の前壁８０に当接する位置で制限される（図８参照）。コンタクト５６の上縁６８における逆刺７０は、キャビティ第１部３６の上壁８２（図７参照）と係合し、コンタクト５６の後方への移動（即ち、抜け）を規制する。かかる抜け規制は、キャビティ第２部３８の側壁８４に係合するタブ６６の逆刺７４によって補助される（図８参照）。キャビティ３４内におけるコンタクト５６の垂直移動は、キャビティ第２部３８の上壁及び下壁に係合するタブ６６によって防止される。
１対のボードロック８６のそれぞれを各開口４４に挿入することにより組立体は完成する。公知のように、コンタクト５６の端子部６２が所定位置に半田接続されるまでボードロック８６はヘッダ組立体を回路基板に保持する。
図４、図５、及び図８に最もよく見られるように、２個の外側コンタクト５６のブレード部５８は、４個の内側コンタクトのブレード部５８よりも大きな水平寸法を有し、ハウジング２０の前面２２を超えて更に前方に延びる。これにより、相手リセプタクル組立体との嵌合及び嵌合解除の際に、２個の外側コンタクト５６は４個の内側コンタクト５６の前に接触すると共にそれらの後に接触解除される。ここに開示された実施形態では、最初に接触し最後に接触解除されるのは２個の外側コンタクトであるが、特定の応用分野ではいずれか１つ又はそれ以上のコンタクトが同様に配置されうることが理解されよう。
ハウジング２０の側壁４８は、２つの機能を有する。第１の機能は、側壁４８を収容するように設計された相手リセプタクル組立体との整合機能である。側壁４８の第２の機能は、全体として露出した拡大ブレード部５８を有するコンタクト５６を保護する機能である。ブレード部５８に対する横方向の係合は、ブレード部５８が曲がって整合しなくなることによりヘッダ組立体に損傷を与えることになるからである。従って、かかる横方向の係合を防止するために、側壁４８は、ハウジング２０の前面２２を超えて各キャビティ３４の外方に延びるブレード部５８の最も大きな水平及び垂直寸法と少なくとも同じ大きさの水平及び垂直寸法を有している。このため、各ブレード部５８の像が直交する横方向に側壁４８に投影されると、かかる投影された像は側壁４８内に完全に含まれる。
図９及び図１０は、説明されたヘッダ組立体に対して逆刺７０，７４を除いた他の実施形態を示している。この他の実施形態において、図３のコンタクト５６の上縁６８及びコンタクト５６のタブ６６の端縁７２は、双方とも平坦である。変更されたハウジング２０'は、変更されたキャビティ第２部３８'の上壁８８及び下壁９０を変えることにより前述したハウジング２０と異なっている。すなわち、キャビティ第２部３８'の上壁８８及び下壁９０には、それぞれリブ９２，９４が設けられる。図９及び図１０に示すように、リブ９２，９４はハウジング２０'の側面３０，３２と略平行な方向に延長されている。これらリブ９２，９４は、コンタクト５６のタブ６６と干渉係合する。図９に最もよく見られるように、リブ９２，９４は、ハウジング２０'の側面３０，３２と略平行な平面において互いに対向していることが好ましい。このようにリブ９２，９４を対向させることにより、タブ６６及びコンタクト５６を傾ける傾向にある、タブ６６に作用するアンバランスな力が発生しない。図９及び図１０に示すように干渉リブを使用する際には、干渉を垂直方向においてのみ維持することが望まれる。これは、仮に干渉がキャビティ第１部３６を横切って水平に作用するとすると、キャビティ３４の底が開いているので、ハウジング２０が曲がって変形しようとするからである。
図１１は、本発明の電気ヘッダコネクタ組立体が実装される回路基板９８を含むシステムへのバッテリーパック９６の接続を示している。回路基板９８へのヘッダ組立体の実装は、側壁４８及びコンタクト５６のブレード部５８が回路基板９８の縁１００を超えて延びるように行われる。このため、ブレード部５８は、バッテリーパック９６内において回路基板１０６に実装された相手リセプタクルコネクタ組立体１０４のコンタクト１０２に対する水平嵌合又は垂直嵌合のために露出される。
図１１に示すように、本発明の電気ヘッダコネクタ組立体は、小型のハウジングを具えることによって比較的小さな限られた空間内に適合するように設計されている。かかるハウジングは、多方向嵌合を許容すると共に、ハウジング内のコンタクトを強固に保持する。
従って、相手リセプタクルコネクタ組立体との多方向嵌合接触を許容する、回路基板に実装される改良された電気ヘッダコネクタ組立体が開示される。

Claims (8)

1. 前面（２２）、後面（２４）、頂面（２６）、底面（２８）、及び１対の側面（３０，３２）を有する略六面体形状の絶縁ハウジング（２０）を有し、該ハウジングが、少なくとも１つのコンタクト受容キャビティ（３４）を有すると共に、該少なくとも１つのキャビティのうちの各１つに受容された少なくとも１個の電気コンタクト（５６）を含み、該少なくとも１個のコンタクト（５６）の各々が、ブレード部（５８）、該ブレード部（５８）と同一平面の本体部（６０）、及び前記ブレード部（５８）に対して直角に延びると共に前記ブレード部（５８）と同一平面の端子部（６２）を含む電気ヘッダコネクタ組立体において、
   前記少なくとも１つのキャビティ（３４）の各々は前記ハウジングの前面、後面、及び底面に開く略平面の第１部（３６）を有し、該第１部（３６）の前記平面は前記対の側面（３０，３２）に対して略平行となっており、前記少なくとも１つのキャビティの各々は、前記第１部（３６）から側壁（８４）に至るまで横方向に延びると共に前記後面（２４）に対して開く第２部（３８）を有し、
   前記コンタクトの前記本体部（６０）は、前記各第１部（３６）内の略平面の主部分（６４）と、該主部分（６４）から直交して前記各第２部（３８）内に延びるタブ（６６）とを有し、前記端子部（６２）は、前記ハウジングの底面（２８）を超えて前記各キャビティ（３４）の外側に延び、前記ブレード部（５８）は、前記ハウジングの前面（２２）を超えて前記各キャビティの外側に延び、前記各キャビティ（３４）の外側に延びる前記ブレード部（５８）の一部分は、前記ハウジングの底面（２８）を超えて垂直に離れた下縁（７６）を有し、
   前記少なくとも１個のコンタクトのタブ（６６）は、前記直交方向において干渉係合の状態で前記キャビティ第２部（３８）の前記側壁（８４）と係合し、
   前記少なくとも１個のコンタクト（５６）は、前記ブレード部を最初にして前記ハウジングの後面（２４）から前記各キャビティ（３４）内へ挿入可能であり、この際に、前記ブレード部（５８）は前記ハウジングの底面（２８）を超えて前記各キャビティの外側に延びると共に、その一方で前記コンタクトは完全挿入の後のすべての移動に対して抗するように強固に前記ハウジング（２０）内に保持され、前記組立体は前記ブレード部（５８）によって相手リセプタクルコネクタ組立体（１０４）との多方向嵌合接触を許容するようになっていることを特徴とする電気ヘッダコネクタ組立体。
2. 前記少なくとも１個のコンタクト（５６）の上縁（６８）は略直線に形成され、前記少なくとも１個のコンタクトの主部分（６４）は後方を向く少なくとも１つの逆刺（７０）を前記上縁（６８）に形成し、前記逆刺（７０）は前記各キャビティ第１部（３６）の上壁（８２）と係合して前記各キャビティ（３４）からの前記少なくとも１個のコンタクト（５６）の抜けを妨げることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。
3. 前記少なくとも１個のコンタクトのタブ（６６）は、後方を向く少なくとも１つの逆刺（７４）を端縁（７２）に形成し、前記逆刺（７４）は前記各キャビティ第２部（３８）の側壁（８４）と係合して前記各キャビティからの前記少なくとも１個のコンタクトの抜けを妨げることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。
4. 前記各キャビティ第２部（３８）は、１対の対向した壁面（８８，９０）の各々に前記各キャビティ第２部（３８）内に延びるリブ（９２，９４）を有し、該リブ（９２，９４）の各々は、前記ハウジングの側面（３０，３２）に対して略平行の方向に延長され、前記対のリブ（９２，９４）は前記少なくとも１個のコンタクトのタブ（６６）と干渉係合することを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。
5. 前記少なくとも１個のコンタクトのタブ（６６）は、前記少なくとも１個のコンタクトの主部分（６４）に対して直交して延び、前記各キャビティ第２部（３８）は、前記各キャビティ第１部（３６）に対して直交して延びて各々が前記対のリブ（９２，９４）のうちの１つを有する上壁（８８）及び下壁（９０）を有し、前記対のリブは、前記ハウジングの側面（３０，３２）に対して略平行な平面において互いに対向していることをことを特徴とする請求の範囲第４項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。
6. 前記各キャビティ第２部（３８）は、前記少なくとも１個のコンタクトのタブ（６６）の前縁が当接して前記各キャビティ（３４）への前記少なくとも１個のコンタクト（５６）の挿入に対する前方制限を提供する前壁（８０）を有していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。
7. 前記ハウジング（２０）は、更に、前方に延びる１対の平面側壁（４８）を有し、該側壁（４８）の各々は、各ハウジング側面（３０，３２）と同一平面の外面（５０）を有し、更に前記側壁（４８）の各々は、前記各キャビティ（３４）の外側に延びる前記少なくとも１個のブレード部（５８）の一部分の最も大きな水平寸法及び垂直寸法と少なくとも同じ大きさの水平寸法及び垂直寸法を有し、その結果、前記少なくとも１個のコンタクトのブレード部（５８）の直交する横方向の投影像は前記各側壁（４８）上に完全に含まれることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。
8. 前記ハウジング（２０）には、平行に並んだ複数のコンタクト受容キャビティ（３４）と、各々が前記キャビティの各１つに配置された等しい数の電気コンタクト（５６）とが設けられ、該コンタクトの各々は、少なくとも１個のコンタクト（５６）の第１グループかあるいは少なくとも１個のコンタクト（５６）の第２グループにあり、前記第１グループにおける前記コンタクトの各々の前記ブレード部（５８）は、前記第２グループにおける前記コンタクトの各々の前記ブレード部（５８）よりも更に前記ハウジングの前面（２２）から延び、その結果、前記リセプタクル組立体（１０４）との嵌合及び嵌合解除の際に、前記第１グループの前記コンタクトは前記第２グループの前記コンタクトより前に接触すると共に後に接触解除されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気ヘッダコネクタ組立体。

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