JP4907813B2 - 電力およびガイダンスコネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景および要約
本発明は、電気コネクタに関し、特に、マザーボードとドーターカードとの間に電力を提供し、マザーボードに対してドーターカードの適切な整列配置を提供する電気コネクタに関する。
【０００２】
マザーボードと呼ばれる主要プリント回路基板を備え、これに第２のプリント回路基板（「ドーターカード」）を接続するためのサイトを有する電子機器、特にコンピュータを製造することは公知である。これらのサイトは単に、電力線および連通線に接続されたトレースに隣接したマザーボードを通る孔であることが多い。マザーボードは一般にその上にプリントされた回路を含み、これは、主要電源に接続され、主要電源とマザーボードの部品およびドーターカードの接続用のサイトとの間に連通を提供する。したがって、マザーボードは、電力を主要電源から適切に接続された部品およびドーターカードに分配するように配列され、そのため、部品およびドーターカードは、自己の専用電源を必要としない。
【０００３】
マザーボードからドーターカードへ電力を適切に分配するためには、ドーターカードが、マザーボードに接続されるときに適切に整列配置されることを必要とする。マザーボードからドーターカードへ電力を分配するのに一般に使用されるコネクタの１つの型は、一般に、直角電力コネクタと称されている。直角電力コネクタは、マザーボードへ接続するためのピン等を有するマザーボード部品と、ドーターカードへ接続するためのピン等を有するドーターカード部品と、を含む。マザーボード部品およびドーターカード部品は、適切に整列配置されたときにマザーボードの回路に存在する信号が、ドーターカードの適切な回路へ伝えられるように、互いに嵌合するように設計される。
【０００４】
ドーターカードは、スワップされて、マザーボードを含む装置を再構成してもよい。装置への電力を切ることなしに、この再構成を達成することが望ましいことが多い。電力を切らずに１つのドーターカードを別のものと取り替えることによって装置を再構成することは、「ホットスワッピング」と称される。電力を落とさずに装置を再構成することを望む電子機器のユーザは、マザーボードの通電しているコンタクトを露出しない電気コネクタの価値を認めるであろう。
【０００５】
本発明にしたがって、電源を有するマザーボードと電力消費部品群を有するドーターカードに連結するための電気コネクタは、ボード部分と、ボード部分に嵌合するように構成されたカード部分と、を含む。ボード部分は、マザーボードへ連結するためのボードコンタクトと、ガイドピンと、ボードコンタクトに電気的に連結された電気コンタクトと、を含む。カード部分は、ドーターカードへ連結するためのカードコンタクトと、ガイドピン受取開口部と、カードコンタクトに電気的に連結されて、カード部分がボード部分に嵌合するときにボード部分の電気コンタクトへ連結するように構成された電気コンタクトと、を含む。
【０００６】
電力消費部品群を有する第１ボードを電源を有する第２ボードへ連結するための本発明による電気コネクタは、第１ボード部品と、第１ボード部品に嵌合するように構成された第２ボード部品と、を含む。第１ボード部品は、第１ボードへ連結するためのボードコンタクトと、第１の整列配置部分と、ボードコンタクトに電気的に連結された電気コンタクトと、を含む。第２ボード部品は、第２ボードへ連結するためのボードコンタクトと、ボードコンタクトに電気的に連結されて、第１および第２ボード部品が適切に整列配置されて嵌合するときに第１ボード部品の電気コンタクトへ連結するように構成された電気コンタクトと、第２の整列配置部分と、を含む。第２の整列配置部分は、第１の整列配置部分に嵌合して、第１および第２ボード部品を嵌合のために適切に整列配置するように構成される。
【０００７】
本発明のさらなる特徴および利点は、現在認められるように本発明を実施する最良の形態を例証する下記の好適な実施形態の詳細な説明を考慮することによって、当業者に明らかになる。
以下の図面を参照して本発明を説明する。
【０００８】
図面の詳細な説明
図１を参照すると、電子機器のマザーボード１４へ連結するためのマザーボード部品１２と、電子機器のドーターカード１８へ連結するためのドーターカード部品１６と、を有するコネクタ１０が示される。マザーボード部品１２はハウジング２０を含み、ドーターカード部品１６はハウジング２２を含み、両方のハウジング２０、２２は、たとえば図１に示されるように、マザーボード部品１２がドーターカード部品１６に嵌合するのを容易にするように構成されている。例示されたコネクタ１０は、図１に示されるように、ドーターカード１８をマザーボード１４に垂直に接続するのを容易にするため、一般に直角コネクタと称される型である。
【０００９】
マザーボード部品１２は、接続ピン２６と、垂直に延在するガイドピン３０（端でＤ字型断面を有する）（図２、４参照）のねじ切り端２８と、を有するボード係合面２４を含む。例示された実施形態において、１２本の接続ピン２６が、６本のピンずつの２列に配列されており、各々がボード係合面２４から延在し、６個ずつの２列に配列された１２個の通し孔３２に受け取られるように配列され、マザーボード１４を通って延在する。マザーボード部品１２のマザーボード１４への接続は、例示されているように、接続ピン２６を通し孔３２にプレス嵌めし、ガイドピン３０のねじ切り端２８をマザーボード１４に形成された開口部３４を通り抜けさせ、ねじ切り端２８をマザーボード１４にナット３６で固定することによって、達成される。
【００１０】
図示のように、たとえば図１、図３および図５において、ドーターカード部品１６はカード係合面３８を有するハウジング２２を含み、カード係合面３８を通って、６本ずつの２列に配列された１２本の接続ピン４０が、６個ずつの２列に配列された１２個の通し孔４２に受け取られるように垂直に延在し、ドーターカード１８を通って延在する。一列に配列された３つの通し孔４８に受け取られるように一列に配列された３本の接続ピン４６も、頂面４４近傍のハウジング２２のカード係合面から垂直に延在し、ドーターカード１８を通って延在する。例示されているように、接続ピン４０は、ドーターカード１８の通し孔４２で終端する回路（図示せず）を通って連結されたドーターカード１８の電力使用部品（図示せず）へ、電力移送を容易にするように設計される。接続ピン４６は、ドーターカード部品１６をドーターカード１８へより確実に連結するのを容易にするように作用し、後述されるようにマザーボード１４およびドーターカード１８の特定の構成によって他の機能を果たしてもよい。
【００１１】
図２および図４を参照すると、コネクタ１０のマザーボード部品１２が例示される。マザーボード部品１２は、ハウジング２０と、ガイドピン３０と、４つの電力コンタクト５０と、を有する。マザーボード部品１２のハウジング２０は、電気的に絶縁の材料から形成され、箱形部分５２と、それから延在するフランジ５４とを含む。箱形部分５２は、箱形部分５２の本体を通って延在する４つの電力コンタクトキャビティ５８に連通するボード係合面２４を通って延在する４つの開口５６を含むように形成される。電力コンタクトキャビティ５８は、仕切り壁６０によって互いから分離され、電気的に絶縁される。箱形部分５２の頂面６２は、４つの電力ブレード受取スロット６４を含むように形成され、その各々は、４つの電力コンタクトキャビティ５８の別々の１つに連通する。フランジ５４は、ボード係合面２４とフランジ５４の頂面６８との間に延在するＤ字型開口部６６を含むように形成される。
【００１２】
ガイドピン３０は、Ｄ字型断面を備えたねじ切り端２８と、円錐形先端７２を有する円筒形シャフト７０と、円筒形シャフト７０とねじ切り端２８との接合点に円錐台ストップ７４と、を含む。ガイドピン３０のねじ切り端２８は、ストップ７４がフランジ５４の頂面６８に係合するまで、フランジ５４のＤ字型開口部６６に挿入される。ねじ切り端２８は、たとえば図２に示されるように、ボード係合面２４から実質的に垂直に延在する。ガイドピン３０のねじ切り端２８が、前述のようにナット３６を使用してマザーボード１４へ連結されるときには、ガイドピン３０は、マザーボード１４の開口部３４にすぐ隣接するいずれのコンタクトに電気的に連結される。これらのコンタクトは、存在する場合は、電力回路、接地回路または静電放電回路に接続されてもよい。したがって、マザーボード１４の構成によって、ガイドピン３０は、電力コンタクト、接地コンタクトまたは静電放電コンタクトとして作用してもよく、且つ、マザーボード部品１２をドーターカード部品１６に適切に接続するのを容易にするためにガイダンスを提供するというその主要機能を果たしてもよい。
【００１３】
例示された実施形態において、各電力コンタクト５０は、たとえば図４に示されるように、まったく同じに構成されている。各電力コンタクト５０は、３本の接続ピン２６と、ブレードレセプタクル７６と、ブレードレセプタクル７６を全３本の接続ピン２６に連結するための内部電流経路７８と、を含む。各電力コンタクト５０は、電力コンタクトキャビティ５８の別々の１つに挿入される。挿入後、ブレードレセプタクル７６は、ブレード受取スロット６４に隣接するように位置決めされ、接続ピン２６はボード係合面２４から実質的に垂直に延在する。ブレードレセプタクル７６は、対向する対に配列された４本の片持ちアーム８０を含み、ブレード受取スロット６４を通って挿入されて片持ちアーム８０の対向する対の間にあるブレードを接続ピン２６に連結するのを容易にする。４つの電力コンタクト５０の各々は、仕切り壁６０によって他方から電気的に絶縁される。
【００１４】
図３および図５を参照すると、コネクタ１０のドーターカード部品１６が例示される。ドーターカード部品１６は、ハウジング２２と、ガイドピンコンタクト８２と、４つの電力ブレード８４ａ、８４ｂと、を含む。ドーターカード部品１６のハウジング２２は、電気的に絶縁の材料から形成され、本体８６と、本体８６から延在するボス８８と、本体８６から延在するフランジ９０と、を含む。本体８６、ボス８８およびフランジ９０は、たとえば図１に示されるように、コネクタ１０のマザーボード部品１２の箱形部分５２を受け取るサイズの箱状窪み９２を画成する。本体８６は、中に形成された仕切り壁９６によって分離された２つのスロット９４を含むように形成されたカード係合面３８を含む。スロット９４は、ドーターカード部品１６の頂面４４の開口（不明瞭）から、本体８６を通って、窪み９２の下方に向いた面１００に形成された４つのブレードスロット９８へ延在するブレード受取キャビティ（不明瞭）に連通している。本体８６は、頂面４４に形成された矩形開口１０４から、本体８６およびボス８８を通って、ボス８８の底面１０８に形成された円形開口１０６へ延在する矩形開口部１０２を含むようにも形成される。矩形開口部１０２は、絶縁壁（不明瞭）によってブレード受取キャビティから分離されている。
【００１５】
下方に向いた面１００のブレードスロット９８は、それを通って延在するブレードが、箱形部分５２が窪み９２に受け取られてマザーボード部品１２がドーターカード部品１６に嵌合するときに、マザーボード部品１２の箱形部分５２の頂面６２のブレード受取スロット６４を通っても延在するように構成される。底面１０８の円形開口１０６は、マザーボード部品１２がドーターカード部品１６に嵌合するときに、ガイドピン３０を受け取るようなサイズでありそのように配列される。円錐台ストップ７４は、噛み合い中に円形開口の壁に係合し、ガイドピン３０の円筒形シャフト７０の中心を、ドーターカード部品１６の矩形開口部１０２内に置く。
【００１６】
ガイドピンコンタクト８２は、３本の接続ピン４６と、ガイドピンレセプタクル１１０と、ガイドピンレセプタクル１１０を全３本の接続ピン４６に連結する内部電流経路１１２と、を含む。ガイドピンレセプタクル１１０は、３本の片持ちアーム１１４を含み、そのうちの２本は対向する対の形態であり、ガイドピン３０を接続ピン４６に電気連結するのを容易にする。片持ちアーム１１４は、本体８６の矩形開口部１０２に受け取られるように配列される。マザーボード部品１２がドーターカード部品１６に噛み合っている間にガイドピン３０が円形開口１０６を通って矩形開口部１０２内に挿入されるときには、ガイドピン３０の円錐形先端７２は、ガイドピンレセプタクル１１０の片持ちアーム１１４を付勢するので、片持ちアーム１１４が、ガイドピン３０の円筒形本体７０に沿って摺動し、ガイドピン３０とガイドピンコンタクト８２との間に電気コンタクトを提供する。例示された実施形態において、内部電流経路１１２は、ガイドピンレセプタクル１１０から接続ピン４６へ垂直に延在する。内部電流経路１１２は、矩形形状であり、たとえば図１、３に示されるように、本体８６の頂面４４の開口（不明瞭）を覆う。マザーボード１４の構成によって、ガイドピン３０は、電力コンタクト、接地コンタクトまたは静電放電コンタクトとして作用してもよい。コネクタ１０のマザーボード部品１２とドーターカード部品１６とが嵌合するときにガイドピンコンタクト８２はガイドピン３０へ電気的に連結されるため、接続ピン４６は、ドーターカード１８の適切な接地回路、電力回路または静電放電回路に連結されてもよい。
【００１７】
例示された実施形態において、ブレード８４ａ、８４ｂの２つの構成が、たとえば図５に例示される。各ブレード８４ａ、８４ｂは、複数の接続ピン４０と、電力ブレード１１６と、電力ブレード１１６を全接続ピン４０に連結するための内部電流経路１１８と、を含む。例示された実施形態では、ブレード８４ａは２本の接続ピン４０を含み、ブレード８４ｂは４本の接続ピン４０を含む。ブレード８４ａ、８４ｂの各構成の一方は、電力コンタクトキャビティの別々の１つに挿入され、そのため、電力ブレード１１６は、ブレードスロット９８を通って延在し、接続ピン４０はカード係合面３８から実質的に垂直に延在する。
【００１８】
マザーボード部品１２がドーターカード部品１６に嵌合するときには、ガイドピン３０は、ドーターカード部品１６の底面１０８の円形開口１０６に受け取られ、円錐台ストップ７４は円形開口１０６の壁に係合し、ガイドピン３０の円筒形シャフト７０の中心を、ドーターカード部品１６の矩形開口部１０２内に置く。ドーターカード部品１６の各ブレード１１６は、マザーボード部品１２のブレード受取スロット６４を通って受け取られ、それに隣接して位置するブレードレセプタクル７６に係合する。したがって、ドーターカード部品１６の接続ピン４０は、マザーボード部品１２の対応する接続ピン２６に連結される。電源は、通し孔３２に隣接するマザーボード１４の回路を通して接続ピン２６に電気的に接続される。前述のように、マザーボード部品１２がドーターカード部品１６に嵌合するときに、接続ピン２６は接続ピン４０に連結されるため、接続ピン４０も電源に連結される。通し孔４２および電力使用部品を連結するドーターカード１８の回路は、次いで、その電力使用部品に電力を提供することができる。
【００１９】
コネクタ１０は、ガイダンスおよび電力を提供する逆直角コネクタとして構成される。マザーボード部品１２のブレードレセプタクル７６が電源に連結されるため、コネクタ１０は逆コネクタとみなされる。したがって、「ホット」電気コンタクト、すなわち、ブレードレセプタクル７６は、ホットスワッピング中にユーザによってコンタクトに対して絶縁にされる。本発明は、直角コネクタを参照して説明されているが、本発明の範囲は、コネクタの特定の構成に限定されるべきものではないと理解されるべきである。
【００２０】
本発明は、一定の好適な実施形態を参照して詳細に説明されてきたが、変形例および修正例が、下記の特許請求の範囲に記載され規定される本発明の範囲および精神内に存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 逆ライトアングルコネクタの部分分解斜視図であり、ガイドピンのＤ字型ねじ切り端とマザーボードの適切に構成された孔に受け取られるようにハウジングのボード係合面から延在する複数の接続ピンとを有するマザーボード部品と、マザーボードに実質的に垂直に配向されたドーターカードの適切に構成された孔に受け取られるようにカード係合面から延在する複数の接続ピンを有するドーターカード部品と、を含み、マザーボード部品はドーターカード部品に噛み合い、コネクタを形成するように示される。
【図２】 図１の逆ライトアングルコネクタのマザーボード部品の斜視図であり、ハウジングを通って延在して滑らかで丸みを帯びたピンを形成するガイドピンのＤ字型ねじ切り端を示し、ピンは、なかんずく、ドーターカード部品（図１、図３および図５に示される）を適切な整列配置にガイドしてマザーボード部品に嵌合するように作用し、さらに、ドーターカード部品のブレードを受け取るためにハウジングに形成された４つのレセプタクルスロットを示す。
【図３】 図１の逆ライトアングルコネクタの、ドーターカード部品の斜視図であり、４つの電力ブレード（そのうちの２つは部分的に不明瞭である）が、マザーボード部品（図１、２、４に示される）のブレードレセプタクルに受け取られるようにハウジングの窪んだ領域の下方を向いた面から延在するのを示す。
【図４】 図２のマザーボード部品の分解図であり、２本の軸を中心にして回転して、４つの電力コンタクトを受け取るためにハウジングのボード係合面に形成された４つの開口と、ボード係合面に形成されてガイドピンを受け取るためにハウジングを通って延在するＤ字型開口部と、を示し、各々が電力ブレードを受け取るために他方の端に片持ちアームを有するブレードレセプタクルに連結された３本の接続ピンを一方の端に有する４つの電力コンタクトと、Ｄ字型断面を備えた第１のねじ切り端と円錐形先端を有する円筒形シャフトと円筒形シャフトとねじ切り端との接合点に円錐台ストップとを有するガイドピンと、をさらに示す。
【図５】 図３のコネクタのドーターカード部品の分解図であり、２本の軸を中心にして回転して、ハウジングの窪みの下方を向いた面を表し、窪みの下方を向いた面を通って延在する４つのブレードと、ハウジングの矩形開口部に連通するボスの底面を通る円形開口と、ハウジングのカード係合面に形成され各々がブレードスロットの２つに連通する２つのピンスロットと、各々が、他方の端で直角に延在する複数のピンへ電気的に連結された電力ブレードを一方の端に有する４つのブレードと、ガイドピンを受け取るように形成されたガイドピンレセプタクルに電気的に接続された３本の接続ピンを有するガイドピンコンタクトと、を表す。

Claims (4)

1. 電源を有する第２ボードに電力消費部品群を有する第１ボードを連結するための電気コネクタであって、
   前記第１ボードへ連結するためのボードコンタクトと、ガイドピンレセプタクルと、前記ボードコンタクトに電気的に連結される電気コンタクトとを有する第１ボード部品と、
   前記第１ボード部品に嵌合するように構成された第２ボード部品であって、前記第２ボードへ連結するボードコンタクトと、該ボードコンタクトに電気的に連結されて、前記第１ボード部品と前記第２ボード部品とが嵌合するときに前記第１ボード部品の前記電気コンタクトに連結されるように構成された電気コンタクトと、前記第１ボード部品と前記第２ボード部品とを適切に整列配置するために前記ガイドピンレセプタクルと係合するガイドピンとを有する第２ボード部品と、を備え、
   前記ガイドピンレセプタクルと前記ガイドピンとの少なくとも一方が、前記第１ボード又は第２ボードに機械的及び電気的に連結されるように構成され、前記ガイドピンレセプタクルと前記ガイドピンとが、協働して、前記第１ボード部品と前記第２ボード部品との嵌合の際に、前記第２ボード部品の前記電気コンタクトと嵌合させるための前記第１ボード部品の前記電気コンタクトの整列配置を容易にし、前記第１ボード部品の前記電気コンタクトは電力ブレードであり、前記第２ボード部品の前記電気コンタクトは前記電力ブレードを受容する寸法を有するブレードレセプタクルであり、前記ガイドピンと前記ガイドピンレセプタクルとは、電力接続や、接地接続や、静電放電接続を提供する、電気コネクタ。
2. 前記第２ボードはマザーボードであり、前記第１ボードはドーターカードであり、
   前記第２ボード部品は前記マザーボードに連結する前記ボードコンタクトと前記マザーボードに機械的及び電気的に連結するガイドピンとを有するボード部分であり、
   前記第１ボード部品は前記ボード部分と嵌合するカード部分であり、該カード部分は前記ドーターカードに連結するカードコンタクトを含む前記第１ボード部品の前記ボードコンタクトとガイドピン受取開口部とを有する、請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記ボード部分は、ハウジングと、任意の相対配置で該ハウジングに取り付けられた電気コンタクトに連結する複数のボードコンタクトとを備え、前記カード部分は、ハウジングと、対応する相対配置で前記ハウジングに取り付けられた電気コンタクトに連結される複数のカードコンタクトとを備える、請求項２記載の電気コネクタ。
4. 前記カード部分は、前記ガイドピンが前記ガイドピン受取開口部に受容されるときに該ガイドピンに係合するように位置決めされた前記ガイドピン受取開口部に隣接するガイドピンコンタクトを有する、請求項３記載の電気コネクタ。

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