JP5129295B2 - コネクタ装置用保持部材 - Google Patents

Description

この発明は、電気コネクタに関する。さらに特別には、この発明は、電気コネクタにおけるリード組立を整列して、安定化するための保持部材に関する。

この出願は、２００４年５月１０日出願の米国特許出願第１０／８４２３９７号および２００３年８月６日出願の米国特許第６０／４９２９０１号に対する優先権を主張する。

この特許出願に記述された主題は、米国特許第６６５２３１８号および第６６９２２７２号の一部継続出願である、２００２年１１月１４日出願の米国特許出願１０／２９４、９６６の一部継続出願である、２００３年８月５日出願の米国特許出願第１０／６３４５４７号に開示され請求される主題に関する。

電気コネクタは、信号接点を使用する電子装置間の信号接続を有する。多くの場合、信号接点は、近接して離間しているので、近くの信号接点間で望ましくないクロストークが生じる。クロストークは、１つの信号接点がそれによって信号完全性を損なう近くの信号接点において電子的妨害を有するときに生じる。

このように、電子化のスピードが増加するにつれて、高速通信であることが望ましい。殆んどのコネクタは、クロストークを減少するためにシールドに考えを集中しており、それによって、高速度通信を可能にしている。しかしながら、シールドすることに集中することは、通信速度の１概念にのみ焦点を当てるだけである。

したがって、シールドの使用を超えて、高速通信に考えを集中する高速電気コネクタ設計のための要求がある。

この発明は、電気コネクタにおける１つまたはそれ以上の挿入モールドされたリード組立（ＩＭＬＡ）を整列し、かつ安定化するための保持部材を提供する。この保持部材は、ｘ-、ｙ-、およびｚ-方向における整列および安定を供与する。このような保持部材の実施例が図示され、直角ヘッダコネクタと接続することができる。この保持部材は、接点の端子端の真の位置を保持することによって安定性を備える。この保持部材は、長さを調整でき、単一ヘッダ組立または複数位置形状に適合するために寸法どりされ、形づくられる。

この発明のさらなる特徴および利点は、付属の図面に関してなされる図示の実施例について引続く詳細な説明から明らかにされる。

この発明による代表的な保持部材および代表的なハウジングを有する直角ヘッダコネクタ組立を示す。 この発明による代表的な保持部材および代表的なハウジングを有する直角ヘッダコネクタ組立を示す。 この発明による代表的突起を示す。 この発明による代表的突起を示す。 この発明による挿入モールドされたリード組立の側面図 この発明による挿入モールドされたリード組立の側面図 図１Ａおよび１Ｂに示される保持部材の等大図 図１Ａおよび１Ｂに示される保持部材の側面図 図１Ａおよび１Ｂに示される保持部材の正面図 図１Ａおよび１Ｂに示される保持部材の平面図 図１Ａおよび１Ｂに示される保持部材の代りの実施例の平面図 この発明による他の代表的ハウジングを有する直角ヘッダコネクタを描く。 この発明による他の代表的ハウジングを有する直角ヘッダコネクタを描く。 この発明による他の代表的保持部材を有する直角ヘッダ組立を描く。

図１Ａおよび１Ｂは、この発明による代表的な保持部材１２０を有する直角ヘッダコネクタ組立１００を示している。図示されているように、ヘッダ組立１００は、複数の挿入モールドされたリード組立（ＩＭＬＡ）１０２Ａ、１０２Ｂであって、それぞれ図２Ａおよび２Ｂに関して詳細に説明される。この発明の概念によれば、各ＩＭＬＡ １０２Ａ、１０２Ｂが、非平衡終端された信号投入、差動信号投入、または非平衡終端された信号投入および差動信号投入の組合せのために、変更なしで、使用される。

各ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂは、複数の電気的に導電性の接点１０４を有し、この接点はそれぞれのリニア接点アレイに配置されている。ヘッダ組立１００は、１０個のＩＭＬＡを有するが、理解されるべきは、コネクタはあらゆる数のＩＭＬＡを有することができることである。

ヘッダ組立１００は、それを介して接点１０４が延びる電気絶縁リードフレーム１０８を有する。好ましくは、リードフレーム１０８は、プラスチックのような誘電体材料を有する。この発明の概念によれば、リードフレーム１０８は、可能な限り少ない材料で構成され、コネクタは、可能な限界まで空気充填である。すなわち、接点１０４は、第２誘電体として空気を使用して相互から絶縁することができる。空気の使用は、クロストークの減少および（例えば、より重量のある誘電体を全体に使用するコネクタと比較して）軽量コネクタを提供する。

接点１０４は、回路基板と係合するための端子端１１０を有する。好ましくは、端子端１１０は、従順な端子端であり、それでも、その端子端が、例えば、プレス嵌めであるか、あるいはあらゆる面実装、または貫通実装の端子端であることができる。また接点は、補完的なレセプタクル接点と係合するための結合する端１１２を有する。図示されるように、コネクタ１００は、また第１実施例ハウジング１１４を有する。このハウジング１１４は、それぞれ単一のノッチ１１４Ｂを規定するそれぞれ区画する壁を有する、複数の離間した区画壁１１４Ａを有する。区画壁１１４Ａは、ハウジング１１４に沿って離間され、充分に離れて離間して、各ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂの結合する端１１２のための貫通するに充分大きく、かつ、ＩＭＬＡ １０２Ａ、１０２Ｂが第１方向（例えば、図１Ａに示される負のｘ-方向に、すなわちハウジング１１４に向かって）移動するのを阻止するために充分に小さい、開口またはスロットＳＴを創り出す（例えば、ほぼ０.９ｍｍ又はそれ以下）。好ましい実施例においては、また、各ＩＭＬＡが負のｘ-方向に移動することを阻止する各ＩＭＬＡによって規定する機械的阻止ＭＳがある。

ハウジング１１４は、1つまたはそれ以上のノッチ１１４Ｂを有する。各ノッチ１１４Ｂは、望ましくは、各ＩＭＬＡ １０２Ａ、１０２Ｂにおける半分テーパーまたは半分傾斜突起１１４Ｃを受ける。したがって、ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂは、ハウジング１１４内に挿入された後に、反対方向にロックされる（例えば、ＩＭＬＡは、通常ｘ-方向、図１Ａに示されるように負のｘ-方向に引き止められる）。追加の修理および増強のために、突起１１４Ｃは、２方向の一方または両方に傾斜することができ、かつこのように、それぞれ図１Ｃおよび１Ｄに示されるように、断面三角形１１４Ｃ（１）、または、断面台形１１４Ｃ（２）を有することができる。この設計は、独立したＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂが、ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂの搭載後に、正のｘ-方向に（すなわちハウジングから離れるように）取除かれることができる。

ヘッダ組立１００は、また、ｘ-、ｙ-、ｚ-方向にＩＭＬＡ １０２Ａ、１０２Ｂの整列および安定化を提供する保持部材１２０を有する。保持部材１２０は、接点１０４の端子端１１０の真の位置を維持されることによって、安定化を与える。保持部材１２０は、あらゆる長さを有し、単一ヘッダ組立、または複数位置構成に嵌合するために寸法どりされ、形づくられる。例えば、保持部材１２０の長さＬは、図示されるように単一ヘッダ組立の幅Ｗと対応することができ、また、相互に近接して配置される多数のヘッダ組立との組合せに対応することができる。

ＩＭＬＡは、例えば、約１.０から１.５ミリメータの厚さＴを有する。隣接するＩＭＬＡ間のＩＭＬＡ間隙ＩＳは、ほぼ０.７５−１.０ミリメータである。代表的な形状は、すべてシールドを介装することなく、１.０インチスロットセンタ、１５０位置、０.８インチスロットセンタ１２０位置を有する。ＩＭＬＡは、スタンドアロンであり、そのことは、ＩＭＬＡは、カスタマ密度または製造工程考慮のために望まれるあらゆる中心線間隔内に積上げることができることを意味する。実例は、これに限らないが、２.０ｍｍ、２.５ｍｍ、３.０ｍｍ、４.０ｍｍを有する。

図２Ａは、この発明によるＩＭＬＡ１０２Ａの側面図である。ＩＭＬＡ１０２Ａは、電気的に導電性の接点１０４のリニア接点アレイおよび少なくともそれを介して部分的に延びるリードフレーム１０８を有する。接点１０４は、選択的に、接地また信号接点として指定される。

例えば、接点ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｇ、ｈ、ｊ、ｋ、ｍ、およびｎは、信号接点であることを規定され、その一方で、接点ｃ、ｆ、ｉ、ｌ、およびｏが、接地接点であるように規定される。そのような指定において、信号接点ペアａ-ｂ、ｄ-ｅ、ｇ-ｈ、ｊ-ｋ、およびｍ-ｎは、差動信号ペアを形成する。代りに、例えば、接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｊ、ｋ、ｍ、およびｏは、信号接点を規定することができ、その一方で、接点ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、接地接点であることを規定することができる。そのような指定において、信号接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｊ、ｋ、ｍ、およびｏは、非平衡終端された信号導体を形成する。その他の指定において、例えば信号接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｊ、ｋ、ｍ、およびｎは、信号接点であると規定することができ、その一方で、接点ｂ、ｄ、ｆ、ｉ、ｌ、およびｏは、接地接点であると規定できる。そのような指定において、信号接点ａ、ｃ、およびｅは、非平衡終端された信号導体を形成し、さらに信号接点ペアｇ-ｈ、ｊ-ｋ、およびｍ-ｎは、差動信号ペアを形成する。再び、理解されるべきは、通常、各接点は、このように用途の要求によって、信号接点か、接地接点かのいずれかとして規定される。

ＩＭＬＡ１０２Ａに関して上述した各指定において、接点ｆとｌとは、接地接点である。理解されるべきことは、必要ではないが、接地接点が、信号接点がっ接触する前に接触するように、信号接点よりも接地接点用にさらに延びることが望ましいことである。このように、このシステムは、信号接点が結合する前に接地するようにされることができる。接点ｆとｌとは、いずれかの指定において接地接点であるので、あらゆる信号接点が結合する前に、接地接点ｇとｍとが結合するように、接地接点ｆとｌとの端子端は、他の接点の端子端を越えて延びることができ、さらにＩＭＬＡは、変更なしに、いずれかの指定を支持することができる。

図２Ｂは、電気的に導電性の接点１０４のリニア接点アレイと、それを介して接点１０４が少なくとも部分的に延びるリードフレーム１０８とを有するＩＬＭＡ １０２Ｂの側面図である。再度、接点１０４は、選択的に接地または信号接点として指定される。

例えば、接点ｂ、ｃ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉ、ｋ、ｌ、ｎ、およびｏは、信号接点であると規定され、その一方で、接点ａ、ｄ、ｇ、ｊ、およびｍは、接地接点であると規定される。そのような指定において、信号接点ペアｂ-ｃ、ｅ-ｆ、ｈ-ｉ、ｋ-ｌ、およびｎ-ｏは、差動信号ペアを形成する。代りに、接点ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、例えば、信号接点であると規定され、その一方で、接点ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｉ、ｋ、ｍ、およびｏは、接地接点であると規定される。そのような指定において、信号接点ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、ｎは、非平衡終端された信号導体を形成する。他の指定において、接点ｂ、ｃ、ｅ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、例えば、信号接点であると規定され、その一方で、接点ａ、ｄ、ｇ、ｉ、ｋ、ｍ、およびｏは、接地接点であると規定される。そのような指定において、信号接点ペアｂ-ｃおよびｅ-ｆは、差動信号ペアを形成し、さらに信号接点ｈ、ｊ、ｌ、およびｎは、非平衡終端された信号導体を形成する。理解されるべきことは、通常、各接点は、このように、用途の要求に応じて、信号接点か、接地接点かのいずれかとして規定することができる。

ＩＭＬＡ １０２Ｂに関連して上述した指定のそれぞれにおいて、接点ｇおよびｍは、接地接点であり、その端子端は、接地接点ｇおよびｍが、あらゆる信号接点が結合する前に結合するように、その端子端は、他の接点の端子端を越えて延びることができる。

また、図２Ａおよび２Ｂに示されるＩＭＬＡは、それぞれ１５個の接点を有するように示されているが、ＩＭＬＡは、あらゆる所望の数の接点を有することができる。例えば、１２個または９つの接点を有するＩＭＬＡも、また考えられる。したがって、この発明によるコネクタは、あらゆる数の接点を有することができる。

各ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂは、ボタン端１５２を有するアーム部分１５０を有する。以下に詳細に説明するように、このアーム部分１５０は、そのアーム部分１５０とＩＭＬＡ１０２の第１面１５６との間にぴったりと嵌るように、構成される。このアーム部分１５０は、さらにＩＭＬＡ１０２の第２面１５４が保持部材１２０の頂上に設置されるように構成される。このように、ＩＭＬＡ１０２は、アーム部分１５０が保持部材１２０に跨って立つように設計される。実施例が、図４Ａに示され、ＩＭＬＡ１０２のアーム部分１５０は、保持部材１２０を越えて延びる。しかしながら、例えば、図１Ａに示されるように、ボタン端１５２は負のｘ-方向に（ハウジング１１４に向かって）保持部材１２０を押圧し、または偏倚するように作用する。

図３Ａ-３Ｄは、それぞれ、この発明による保持部材の、等大の、側面、正面、平面図である。図示されるように、保持部材１２０は、一体の材料として、例えばモールディングによって成形される。材料は、例えばプラスチックのような電気絶縁材料である。一例として、保持部材は、約１４ｍｍの高さ、約２０ｍｍの長さ、約２−５ｍｍの深さを有する。図示される保持部材は、単一のコネクタに１０のＩＭＬＡを保持するようにされる。このように、図示される保持部材は、１０ＩＭＬＡを有するコネクタの典型的な幅に対応する長さＬを有する。

保持部材１２０は、第１側１２２Ａおよび第２側１２２Ｂを有する壁部分１２２を有する。コネクタに固定するときは、壁部分１２２の第１側１２２Ａは、ＩＭＬＡと接合する。このように、壁部分１２２は、ＩＭＬＡがｘ-方向に(例えば図１Ａに示されるように)移動することを阻止する。上述したように、各ＩＭＬＡのアーム部分１５０は、壁部分１２２の頂上１２２Ｔに跨って立つ。アーム部分１５０の端１５２は、保持部材１２０の壁部分１２２の第２側１２２Ｂに接合する。保持部材１２０は、壁部分１２２の第１側１２２Ａに沿って配置され、それから延びる複数の突起、または小片１２４を有する。この小片１２４は、この小片１２４が複数の溝１２６を形成するように寸法どりされ、形づくられ、位置される。各溝１２６は、溝間隔ＣＳを有し、この溝間隔ＣＳは、小片１２４の与えられた列に隣接する小片１２４間に距離を有する。この溝間隔ＣＳは、ＩＭＬＡが隣接する小片１２４間の各溝１２６内に受入れられ、ぴったりと嵌るように選定される。小片１２４は、ＩＭＬＡをｚ-方向に正しく整列するように作用し、ＩＭＬＡがｙ-方向に（例えば、図１Ａに示されるように）大きく動くことを阻止する。リブＲＢは、また各ＩＭＬＡの第２側１２２Ｂに追加されて、負のｚ-方向におけるＩＭＬＡの移動を阻止することを助ける。各ＩＭＬＡのアーム部分１５０のボタン端１５２は、好ましくは対応するリブＲＢを覆うようにスナップ嵌合する。

各小片１２４は、幅ｗ、長さｌ、深さｄを有する。各小片１２４の深さｄは、望ましくは、所望の溝間隔ＣＳを有するように選定される。一実施例においては、各小片の幅ｗは、ほぼ１ｍｍであり、その溝間隔ＣＳは、各ＩＭＬＡの幅と同一寸法か僅かに大きい。それによって、ＩＭＬＡと保持部材との間に隙間嵌めが得られるからである。しかしながら、また、ＩＭＬＡと保持部材との間のあり継ぎのような他の適切な接続方法が考えられる。各小片１２４の深さｄは、望ましくは、ｙ-方向に充分な抵抗を有して、ＩＭＬＡがｙ-方向に移動することを維持するように選定される。一実施例においては、小片の深さｄは、ほぼ１ｍｍである。各小片１２４の長さｌは、望ましくは、保持部材１２０を形成するために必要な材料の量を最小にするようにし、なお、ＩＭＬＡの所望の安定性および整列性を供与するように、選定される。一実施例において、小片の長さｌは、ほぼ１ｍｍである。しかしながら、理解されるべきことは、小片１２４は、特定の用途のために望まれるあらゆる幅ｗ、長さｌ、深さｄを有する。

保持部材１２０における材料の量の最小化は、コネクタの重量の最小化に寄与する。例えば、図示されるように、各小片１２４は、図３Ｅに示されるように、ＩＭＬＡと保持部材１２０との係合を容易にすることと同様に、保持部材１２０の重量を減少するように作用する丸形の端１２４ｅを有する。小片１２４の２列が図示されているけれども、理解されるべきことは、小片１２４の単一列は充分であり、または２列以上の小片１２４が使用することができることである。

保持部材１２０はまた、壁部分１２２の第１側１２２Ａに沿って配置され、それから延びる複数の座１２８を有する。ＩＭＬＡは、好ましくは、座１２８間を通る。このように、保持部材１２０は、ＩＭＬＡがｚ-方向に（例えば、図１Ａに示されるように）移動することを阻止する。座１２８は、例えば、図３Ｃに示されるようにその間に座間隔ＳＳを有するように形成される。座間隔ＳＳは、図示されるように、溝間隔ＣＳよりも小さく、座１２８の領域内における一定の厚さを有しないリードフレーム１０８を有するＩＭＬＡとの対応を有する。

代表的な保持部材１２０の第２側１２２Ｂは、好ましくは、例えば図３Ｂに示されるように、肩部１３０と、１対の溝１３２、１３４と、足部１３６とを有する。

図４Ａおよび４Ｂは、この発明による代表的なハウジング３００を有する直角ヘッダコネクタ組立の部分として、代表的な保持部材１２０を示している。このハウジング３００は、上述したハウジング１１４と同様であり、複数の離間した区画壁３００Ａを有し、そのそれぞれは、１つ、またはそれ以上のノッチ３００Ｂ（１）、３００Ｂ（２）を有する。区画壁３００Ａは、望ましくは、充分遠くに離間して、それらの間に各ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂの結合する端１１２にとって通過するに充分な大きさ（例えば、ほぼ９ｍｍまたはそれ以下）であり、かつ、ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂがｘ-方向に（すなわち、ハウジング３００に向かって）移動することを阻止するのに充分小さい開口を創り出す。

各ノッチ３００Ｂ（１）、３００Ｂ（２）は、各ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂにおける半分テーパーまたは半分傾斜の突起３００Ｃを受ける。追加の修理および増強のために、突起３００Ｃは、２方向のいずれか、または両方に傾斜することができ、かつ、このように、上述したように３角形状または台形断面を有する。この設計は、独立したＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂが、ＩＭＬＡ１０２Ａ、１０２Ｂの搭載後、負のｘ-方向に（すなわちハウジング３００から離れて）除去されることができる。代表的なハウジング３００は、望ましくは、ＩＭＬＡのために千鳥模様にハウジング３００に取付けられることができる。例えば、１つの突起３００Ｃは、第１ノッチ３００Ｂ（１）を係合し、隣接したＩＭＬＡの突起３００Ｃは、第２ノッチ３００Ｂ（２）を係合する。この配置は、コネクタ全体の安定性を増進する。

図５は、この発明による、保持部材４００の代りの実施例を示している。保持部材４００は、通常、各ＩＭＬＡの背骨によって規定された凹所４２０内にスナップ嵌めするストリップ４１０の形状である。離間されて分かれた離間部材４３０は、例えば、独立したＩＭＬＡ間に、ほぼ１-２ｍｍ延びている。ストリップ４１０の長さおよび離間部材４３０は、望ましくは、ＩＭＬＡの数に依存する。図５に示される例においては、ストリップ４１０の全長ＳＬは、ほぼ１９ｍｍであり、各離間部材の全長Ｌは、ほぼ９ｍｍである。

この発明は、多様な図の好ましい実施例に関して説明されてきたが、理解されるべきは、他の同様の実施例が使用され、変形や追加が、それらから逸脱することなく、この発明の同一の機能を果たすための前述の実施例に対してなされることである。したがって、この発明は、あらゆる単一の実施例に限定されることなく、むしろ、付属の請求項に関する幅および範囲内で解釈されるべきものである。

この発明は、電気コネクタにおける１またはそれ以上の挿入モールドされたリード組立（ＩＭＬＡｓ）を整列して安定するための保持部材を有する。この保持部材は、ｘ-、ｙ-、ｚ-方向における整列および安定性を提供する。このような保持部材の実施例は、直角ヘッダコネクタに関連して図示されている。保持部材は、接点の端子端の真の位置決めを維持することによって安定性を有する。保持部材は、長さについて伸長可能であり単一のヘッダ組立または複数位置構成に適合するために、寸法どりされ、形づくられる。

この発明の更なる特徴および利点については、付属の図面に関連して続く例証的な実施例の以下に続く詳細な説明から明らかになる。

好ましい実施例の、以下に続く詳細な説明と同様に、付属の図面と関連して読むときに、先行する概略がよりよく理解される。この発明を例証することの目的のために、この発明の代表的な構成を図面に示している。しかしながら、この発明は、開示された特別な方法や開示された手段に限定されない。

Claims (4)

1. 第１および第２の区画壁を有し、このそれぞれの区画壁は、それぞれのノッチを規定し、このノッチは、千鳥模様に配置されてその電気コネクタの安定性を増強するコネクタハウジングと、
   前記第１の区画壁のノッチ内に受けられる第１突起であって、この第１突起は、前記第１リードフレーム組立が結合する方向とは反対方向に移動することを阻止する第１突起を有する第１リードフレーム組立と、
   前記第２の区画壁のノッチ内に受けられる第２突起であって、この突起は、前記第２リードフレーム組立がその結合する方向とは反対方向に移動することを阻止するようにする第２突起を有する第２リードフレーム組立と、
   を有する電気コネクタ。
2. 前記第１突起は、傾斜する構成を有する請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記第１突起は、３角形状の断面を有する請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記第１突起は、台形形状の断面を有する請求項１記載の電気コネクタ。

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