JP5427303B2 - 埋設された傾斜コイルバネを備えた電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は電気コネクタに関する。

電気コネクタは２つの番い合う部品間の機械的及び電気的なインターフェースを提供する。一般に、すべての電気コネクタは同じ要求即ち低抵抗性及び環境に耐えるための強靭な機械的接続特性を有する。抵抗は接触地点の数、表面状態及び接触地点での垂直力の関数である。垂直力はいかなる表面フィルムをも破断するのに十分なほど大きくなければならないが、接続を阻害するほど大きくてはならない。酸化物又は表面フィルムを除去する補助として、スクレーパ又はクリーニング作用も望ましい。

電気的な性能を悪化させることなく、公差及び表面偏心性の広い範囲にわたって作動する接続装置を提供することも極めて望ましい。そして、もちろん、コストや寸法は普通、同様に、高振動環境における高導電性の維持に加えて、重要な考察事項である。

導体のために多数の技術が開発されてきた。一般に、このような技術は十分な垂直力レベルでの複数の接触地点を提供するために種々の形式のルーバー又はバスケットを使用する。米国特許第３，１０７，９６６号明細書はワイヤバスケットを教示している。米国特許第４，７２０，１５７号明細書はストリップバネの使用を教示している。米国特許第３，９８０，３８７号明細書はルーバー付きシートメタルの使用を教示している。これら３つのすべてにおいて、垂直力はバスケット、ストリップ又はルーバーのバネ作用により供給される。装置により適用される垂直力は個々の素子の偏向量の関数である。

米国特許第３，１０７，９６６号明細書 米国特許第４，７２０，１５７号明細書 米国特許第３，９８０，３８７号明細書 米国特許第４，８９３，７９５号明細書 米国特許第４，８７６，７８１号明細書 米国特許第４，９７４，８２１号明細書 米国特許第５，１０８，０７８号明細書 米国特許第５，１３９，２４３号明細書 米国特許第５，１３９，２７６号明細書 米国特許第５，０８２，３９０号明細書 米国特許第５，０９１，６０６号明細書 米国特許第５，４１１，３４８号明細書 米国特許第５，５４５，８４２号明細書 米国特許第５，６１５，８７０号明細書 米国特許第５，７０９，３７１号明細書 米国特許第５，７９１，６３８号明細書

本発明では、ルーバー、ワイヤバスケット及びストリップバネの代わりに、コネクタハウジングの螺旋状の溝内に装着された傾斜したコイルバネを使用する。傾斜したコイルバネはコネクタの雄型部分に対する複数の接触地点を提供する。ハウジングは、コネクタの末端使用に応じて、絶縁材料からモールド成形することができるか又は導電性材料から製造することができる。バネはプラチナイリジウムのような種々の金属合金から製造することができる。バネは導電性を向上させるためにメッキすることができる。傾斜したコイルバネは幅広い偏向範囲にわたってほぼ一定の力を提供するという利点を有し、そのため、コネクタは幅広い公差範囲及び表面偏心性に適応することができる。軸方向のバネは、特にバネデザインにより、卓越した表面フィルム除去特性を有する。傾斜したコイルバネを使用する能力は、他の技術に比べて一層コンパクトなコネクタを許容する極めて高い接触地点密度を許容する。

本発明に係る雌型電気コネクタは一般に、ボア内に形成された螺旋状の溝を備えた、電気プラグを収容するための貫通ボアを有する本体を含む。

傾斜したコイルバネは螺旋状の溝内に位置し、プラグに対する電気的接続を提供すると共に、ボア内でプラグを保持するために、螺旋状の溝から突出する。

接続ラグは本体内に埋設され、ボアを取り囲み、バネと相互接続し、更に、ラグコイルバネ及びプラグを通しての外部の源からの電気的な連通を提供するために本体の外部へ延びるワイヤセグメントを有する。

本体は非導電性材料から形成することができ、溝は平坦な底部、Ｖ字状の底部又はテーパ状の底部を有することができる。このような種々の溝形状は、ボア内でプラグを保持するための及び電気的な継続性を確立し維持するための所望の力特性に応じて、半径方向の傾斜したコイルバネ又は軸方向の傾斜したコイルバネのいずれかと一緒に使用することができる。

本発明の構造を利用した、本発明に係る電気プラグに対する電気的接続を提供する方法は、ボア内に形成された螺旋状の溝を備えた、電気プラグを収容するための貫通ボアを有する本体を含む雌型電気コネクタを提供する工程を有する。

傾斜したコイルバネが設けられ、このコイルバネは螺旋状の溝内に位置し、プラグへの電気的接続及びボア内でのプラグの保持を提供するために螺旋状の溝から突出し、接続ラグは本体内に埋設され、ボアを取り囲み、バネと相互接続し、更に本体の外部へ延びるワイヤセグメントを有する。

本発明に係る方法は、プラグをボア内に挿入して、バネによりプラグ及びボアを保持させ、これらの間の電気的接続を提供することにより、完了する。

本発明の利点及び特徴は、添付図面に関連して考察した場合に、以下の説明により良好に理解できるであろう。

ボア内に形成された螺旋状の溝を備えた、電気プラグを収容するための貫通ボアを有する本体、螺旋状の溝内に位置する傾斜したコイルバネ及び埋設された接続ラグを一般的に示す、本発明に係る雌型コネクタの断面図である。 本体の外部へ延びるワイヤセグメントを備えた、埋設された導電性ラグに溶接されたバネ長さを一層明確に示す、図１に示すコネクタの端面図である。 平坦な底部を備えた溝を有する、本発明の代わりの実施の形態を示す図である。 平坦な底部を備えた溝を有する、本発明の代わりの実施の形態を示す図である。 テーパ状の底部を備えた螺旋状の溝を有する、本発明の更に別の実施の形態を示す図である。 テーパ状の底部を備えた螺旋状の溝を有する、本発明の更に別の実施の形態を示す図である。 本発明に適した軸方向のバネ長さの平面図である。 本発明に使用するのに適した半径方向のバネ長さの平面図である。

図１、２を参照すると、本発明に係る雌型電気コネクタ１０を示し、それと共に、コネクタ１０の本体２０のボア１８を通して挿入された雄型コネクタ即ちプラグ１２を鎖線で示し、ボア１８はプラグ１２のプラグヘッド２２を受け入れるように寸法決めされる。

本体２０は好ましくは絶縁材料から形成され、螺旋状の溝２６がボア１８内に形成される。実施の形態１０においては、溝はＶ字状の底部３０を有し、傾斜したコイルバネが溝２６内に位置し、露出した部分３８はプラグヘッド２２に接触し、ボア１８内でプラグヘッド２２を保持するのに十分な接触力を提供する。

接続ラグ４２が設けられ、このラグは好ましくは本体２０の端部４４上に位置し、好ましくは本体２０内に埋設されたラグ端部４８により本体に固定される。

図２に一層明瞭に示すように、バネ３４はボア１８を取り囲む接続ラグに溶接された長さ５２を有し、ラグは本体２０の外部へ延びるワイヤセグメント５６を有する。

図３、４は平坦な底部６６を備えた螺旋状の溝６４を有する本体６２を含む、本発明に係る別の実施の形態６０を示す。

代わりに、図５、６に示すように、本発明に係る実施の形態７０はテーパ状の底部７６を備えた螺旋状の溝７４を有する本体７２を含むことができる。

図７に示すような軸方向のバネ８０又は図８に示すような半径方向のバネ８２は種々の溝２６、６４、７４の形状を持つ溝２６、６４、７４内に位置することができ、電気的な特性と組み合わされた挿入及び保持力要求は半径方向又は軸方向を問わずバネの特定のデザイン、バネ長さ及び材料を決定する。

更に、挿入及び保持力はバネのデザイン及び材料により決定される。本発明に使用するのに適した半径方向及び軸方向のバネの完全な記述及び挿入及び保持力を決定するための溝形状は米国特許第４，８９３，７９５号、同第４，８７６，７８１号、同第４，９７４，８２１号、同第５，１０８，０７８号、同第５，１３９，２４３号、同第５，１３９，２７６号、同第５，０８２，３９０号、同第５，０９１，６０６号、同第５，４１１，３４８号、同第５，５４５，８４２号、同第５，６１５，８７０号、同第５，７０９，３７１号及び同第５，７９１，６３８号各明細書に記載されている。これらすべての特許は、半径方向及び傾斜したコイル軸方向バネ、溝及び力の考察を述べる目的で明細書及び図面をすべて含むその全体をここに組み込む。

本発明を有利に使用できるような方法を示す目的で、本発明に係る埋設された傾斜したコイルバネを備えた特定の電気コネクタを以上で説明したが、本発明はこれに限定されないことを認識すべきである。すなわち、本発明は列挙した素子から適当に構成され、それのみからなり又はそれから本質的になることができる。更に、ここで述べる本発明はここで特別に開示されない任意の素子を含まない状態で適当に実施できる。従って、当業者が行える任意の及びすべての修正、変更又は等価物は特許請求の範囲で規定されるような本発明の要旨内に入るものと考えるべきである。

Claims (16)

1. 雌型電気コネクタにおいて、
   電気プラグを受け入れるための貫通ボアを備えた本体であって、非導電性材料で形成された本体と、
   上記本体の上記ボアの内面に形成された螺旋状の溝であって、底部を有する溝と、
   上記螺旋状の溝内に位置し、上記電気プラグへの電気的接続及び上記ボア内での当該電気プラグの保持の双方を提供するように当該螺旋状の溝から突出する傾斜したコイルバネと、
   上記本体上に位置する接続ラグであって、当該接続ラグを当該本体に取り付けるように当該本体内に埋設された端部を有し、上記傾斜したコイルバネと電気的接続状態にある接続ラグと、
   を有することを特徴とするコネクタ。
2. 上記接続ラグは、上記本体の外部へ延びるワイヤセグメントを含むことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 上記溝がＶ字状の底部を備えた溝であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
4. 上記傾斜したコイルバネが軸方向の傾斜したコイルバネであることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 上記傾斜したコイルバネが半径方向の傾斜したコイルバネであることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
6. 上記溝が平坦な底部を備えた溝であることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
7. 上記バネが軸方向の傾斜したコイルバネであることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
8. 上記バネが半径方向の傾斜したコイルバネであることを特徴とする請求項６に記載のコネクタ。
9. 上記溝がテーパ状の底部を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
10. 上記バネが軸方向の傾斜したコイルバネであることを特徴とする請求項９に記載のコネクタ。
11. 上記バネが半径方向の傾斜したコイルバネであることを特徴とする請求項９に記載のコネクタ。
12. 上記接続ラグが上記本体の端部上に位置することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
13. 上記接続ラグは、上記傾斜したコイルバネに溶接されることを特徴とする請求項１２に記載のコネクタ。
14. 上記傾斜したコイルバネは、上記電気的プラグへの挿入及び保持力を生み出すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
15. 上記傾斜したコイルバネは、上記接続ラグに溶接されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
16. 電気プラグへの電気的接続を提供する方法であって、雌型電気コネクタを提供する工程を有する方法において、
    上記コネクタが、
    電気プラグを受け入れるための貫通ボアを備えた本体であって、非導電性材料で形成された本体と、
    上記ボアの内面に形成された螺旋状の溝と、
    上記螺旋状の溝内に位置し、上記電気プラグへの電気的接続及び上記ボア内での当該電気プラグの保持の双方を提供するように当該螺旋状の溝から突出する傾斜したコイルバネと、
    上記本体上に位置する接続ラグであって、当該接続ラグを当該本体に取り付けるように当該本体内に埋設された端部を有し、上記傾斜したコイルバネと電気的接続状態にある接続ラグと、
    を有することを特徴とする方法。

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