JP5469094B2 - 打抜き加工されたビーム・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、電気システムの構成要素間を電流が流れるための分離可能な経路を提供するために使用される。多くの用途で、構成要素間の多くの接続により、所与の電気コネクタ内部で多くのデータ及び／又は電力接続が必要とされることがある。昨今、典型的な電子構成要素に求められる接続の数が増加しており、そのため、より多数の電気的接続が求められている。また、電子構成要素のサイズが全般的に減少しており、そのため、より小さい電気コネクタが求められている。上記のような性能に対する要求の高まりがそれぞれあるにも関わらず、低コストのコネクタを求める要求も変わらずにある。本出願人は、比較的サイズが小さく、最小の損失で電流を搬送することができる低コストの電気コネクタの必要性があることを認識している。

本発明の一観点によれば、組合せコネクタと結合するための電気コネクタが開示される。電気コネクタは、ベースから延びる第１の可撓性ビーム・アレイ（ｂｅａｍ ａｒｒａｙ）を有する。第１の可撓性ビーム・アレイは、組合せコネクタを受け入れるように構成された空洞部の周りに配置される。第１のアレイの可撓性ビームの遠位部分は、空洞部に向かって内側に延びて第１の組の接点を画定し、これら接点は、組合せコネクタが空洞部内に受け入れられたときに組合せコネクタとの電気的接続を提供する。第２の可撓性ビーム・アレイは、ベースから延び、第１の可撓性ビーム・アレイの内側に入れ子にされる。第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分は、空洞部に向かって内側に延びて第２の組の接点を画定し、これら接点は、組合せコネクタが空洞部内に受け入れられたときに組合せコネクタとの電気的接続を提供する。

本発明の別の観点によれば、組合せコネクタに接続するための電気コネクタが開示される。電気コネクタは、ベースから延びる第１の可撓性ビーム・アレイを有する。第１の可撓性ビーム・アレイは、組合せコネクタを受け入れるように構成された実質的に円筒形の空洞部の周りに配置される。第１のアレイの各可撓性ビームの遠位部分は、空洞部に向かって内側に延び、また組合せコネクタが空洞部内に受け入れられたときに組合せコネクタとの電気的接続を提供するように２以上の接点を画定する表面を有する接触領域を有している。２以上の接点は、実質的に円筒形の空洞部の周りを巡る半径に沿って互いに離隔される。

本発明の別の観点によれば、電気コネクタを形成する方法が開示される。この方法は、導電材料のシートを提供するステップを含む。第１の可撓性ビーム・アレイを第２の可撓性ビーム・アレイから分離するようにシートのいくつかの部分がランス切断される。第１及び第２の可撓性ビーム・アレイは、シートのベース部分を介して互いに接続されたままである。第１の組の接触領域を画定するために、第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分が湾曲される。第２の組の接触領域を画定するために、第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分が湾曲される。組合せコネクタを受け入れるように構成された実質的に円筒形の空洞部を画定するために、ベースと、第１及び第２の可撓性ビーム・アレイとが湾曲される。

さらなる別の実施例によれば、電気コネクタを形成する方法が開示される。この方法は、導電材料の第１及び第２のシート部分を提供するステップを含む。第１のベース部分と、そこから延びる第１の可撓性ビーム・アレイとを画定するように第１のシート部分が型抜きされる。第２のベース部分と、そこから延びる第２の可撓性ビーム・アレイとを画定するように第２のシート部分が型抜きされる。第１の組の接触領域を画定するために第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分が湾曲され、第２の組の接触領域を画定するために第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分が湾曲される。組合せコネクタを受け入れるように構成された実質的に円筒形の空洞部を画定するために、第１及び第２の可撓性ビーム・アレイが湾曲される。第２の可撓性ビーム・アレイは、第１の可撓性ビーム・アレイの内側に入れ子にされる。

添付図面は、正確な尺度で描くことは意図されていない。図面において、様々な図に例示される各同一の又はほぼ同一の構成要素が、同じ参照番号で表されている。見やすくするために、あらゆる図面であらゆる構成要素に符号を付しているわけではないことがある。

本発明の様々な実施例を、例として、添付図面を参照しながら以下に説明する。

一実施例による電気コネクタの概略切欠図である。 一実施例による、共通の材料シートから形成される第１の可撓性ビーム・アレイと第２の可撓性ビーム・アレイとを有する電気コネクタの概略切欠図である。 一実施例による、第２の組の接点に対して千鳥配置された第１の組の接点の概略図である。 一実施例による、可撓性ビームの接触領域を含むコネクタの端面図、及び複数の接点を有する１つの接触領域の拡大断面図である。 コネクタの一実施例の接点と組合せコネクタとの相互作用の概略図である。 製造段階中のコネクタの一実施例の構成要素を示す図である。 製造段階中のコネクタの様々な実施例の構成要素を示す図である。 製造段階中のコネクタの一実施例の構成要素を示す図である。

本明細書に記載する本発明の一観点は、コネクタ内に第１及び第２の可撓性ビーム・アレイを含むことに関する。可撓性ビームは、少なくともいくつかのビームの間にある空洞部内に組合せコネクタが受け入れられたとき、組合せコネクタに対して電気的に接続する。各可撓性ビームの遠位部分は、組合せコネクタと電気的に接触する接点を含む。第１の可撓性ビーム・アレイと第２の可撓性ビーム・アレイが互いに重ね合わされることがある。この点において、電気コネクタの全体のサイズを縮小することができ、それと同時に、組合せコネクタとの係合のためにより多数の接触部及び／又は接触領域を提供する。

本発明の別の観点によれば、可撓性ビームは、組合せコネクタに接触する複数の接点を画定するように形作られた接触領域を有することがある。この点において、接点の総数を増加させることができ、それに対応して、コネクタの電流搬送能力を増加させることができる。

本発明の別の観点によれば、コネクタを高い費用対効果で製造することができるように、コネクタを打抜き加工プロセスによって製造することができる。

別の観点によれば、第１の可撓性ビーム・アレイと第２の可撓性ビーム・アレイとを共通の材料シートからランス切断することができる。これは、第１のアレイと第２のアレイの可撓性ビームの間でなんら材料を除去することなく達成することができ、それにより、コネクタを製造するために使用される材料の量を減少させることができ、したがって製造コストを削減することができる。

さらに別の観点によれば、第１の可撓性ビーム・アレイと第２の可撓性ビーム・アレイの接点を、組合せコネクタが受け入れられる方向に沿って互いに離隔させることができ、それにより、コネクタの内部に追加の接触部を設けることができるようになることがある。

ここで図面を参照し、まず図１を見ると、図１は、一実施例による電気コネクタの切欠図である。このコネクタは、フード１０と、それぞれ１つ又は複数の接点１８を含む可撓性ビーム１６の第１のアレイ１２及び第２のアレイ１４とを含む。可撓性ビーム及び接点は、フードと共に、実質的に円筒形の空洞部２０を画定し、この空洞部２０内に組合せコネクタ２２を受け入れることができる。各可撓性ビーム・アレイは、一端でベース２４に接続され、他端で、１つ又は複数の接点１８を有する接触領域２６を有し、これらの接点１８は、円筒形空洞部の内部に延び、それにより、組合せコネクタが受け入れられたときに組合せコネクタと電気的に接続することができる。図２に示される別の例示的実施例は、共通の材料部分から形成され、共通のベース２４を有する第１の可撓性ビーム・アレイと第２の可撓性ビーム・アレイを含む。

本発明のいくつかの実施例は、コネクタが占める全体の外被のサイズを必ずしも増大させる必要なく、組合せコネクタとの接触領域の大きさを増大させるために様々な特徴を含む。１つのそのような特徴は、第１及び第２のアレイの接触部が位置する円周を含む。図１及び図２に示される可撓性ビームは、接触領域が位置する円周よりも大きい円周上に位置するベースに接続される。この点において、接触領域での各可撓性ビーム間の間隙２７を、ベース２４の近くでの可撓性ビーム間の間隙よりも小さくすることができる。接触領域でのこの間隙サイズの縮小により、コネクタ内に追加のビームを設けることができるようになり、且つ／又は各コネクタでの接触領域をより大きくすることができるようになり、これらはどちらも、組合せコネクタとの総接触面積を増加し、コネクタに関連する全体の電気抵抗を減少させることができる。いくつかの実施例では、少なくとも組合せコネクタが空洞部内にないときには、可撓性ビームが互いに接触していてよく、したがって可撓性ビーム間の間隙がなくされる。しかし、本発明の観点はこの点においては限定されないので、接触部間の間隙サイズを縮小するように構成された可撓性ビームをすべての実施例が含むわけではないことを理解されたい。例えば、組合せコネクタを受け入れるためのスロット状の空洞部を含む実施例などでは、コネクタは、可撓性ビームのベース及び（１つ又は複数の）アレイが湾曲面の周りに延びるのではない様式で構成されることがある。

可撓性ビーム・アレイは、コネクタの全体のサイズを必ずしも増大させる必要なく組合せコネクタと接触するのに利用可能な領域を増大させるために、互いに重ね合わせること又は入れ子にすることができる。そのような重ね合わされたコネクタの例が、図１及び図２の実施例に示される。図示されるように、入れ子にしてビームを構成することは、「挿入方向」、すなわち組合せコネクタがコネクタの空洞部に挿入される方向に沿ったコネクタの全長を短縮させる一助となることがある。重ね合わされた構成により、全体のコネクタ外被を増大せずに、可撓性ビームが、所望の接触力に適した長さ、変位範囲、及び／又は特定のコネクタに望ましいことがある他の特徴を備えるようにすることができる。図１及び図２は、一対の入れ子にされた可撓性アレイを示すが、ただ１つのアレイ又は３つ以上のアレイを有するコネクタも可能であることを理解されたい。例えば、いくつかの実施例は、３つ、４つ、５つ、さらには６つ以上の入れ子にした可撓性ビーム・アレイを有することがある。

本明細書で使用するとき、用語「重ね合わされる」又は「入れ子にされる」は、第２の可撓性ビーム・アレイのいくつかの部分が、少なくとも部分的に空洞部と第１の可撓性ビーム・アレイとの間に位置決めされることを表す。個々のビームが、「重ね合わされる」又は「入れ子にされる」と考えられる別のアレイの間隙又はビームを覆うように正確に位置合わせされる必要はない。コネクタ内部の異なるアレイの可撓性ビームが、「重ね合わされる」又は「入れ子にされる」と考えられるコネクタの内部で挿入方向で同じ長さで延びる必要もない。

追加として又は代替として、図１及び図２の実施例に示されるように、可撓性ビーム・アレイを重ね合わせることにより、コネクタの挿入長さを短縮できるようになることがある。本明細書で使用するとき、用語「挿入長さ」は、組合せコネクタが、初めに電気的に接触された後、電気コネクタと組合せコネクタの間で完全な電気経路が実現されるまで挿入方向に沿って進まなければならない長さを表す。図１及び図２の実施例では、挿入長さは、挿入方向に沿った第１のアレイ１２と第２のアレイ１４の接点１８の間の距離である。

可撓性ビームは、ベリリウム銅や他の導電材料など、弾性の材料からなることがあり、それにより、ビーム自体の撓みによってコネクタの接点と組合せコネクタとの間の接触力を与えることができる。この点において、偏倚力をもたらすための追加の機械的な要素をコネクタから完全に省くことができ、これもまた、コネクタ外被サイズに対する高い比率の接触面積を保つ一助となることがある。しかし、本発明の観点はこの点において限定されないので、接触力を提供するために追加の機械的な要素が含まれることもあることを理解されたい。

コネクタのいくつかの実施例は、組合せコネクタとの良好な電気的接続を促進するために様々なフィーチャ（または特徴的形状）を組み込んでいることがある。理解されるように、接続プロセス中に、コネクタの接点と組合せコネクタの表面との間で、ある程度のワイピングが望まれることがある。このワイピング作用は、接点及び／又は組合せコネクタに存在することがある望ましくない酸化、不純物、及び／又はデブリを除去することができる。しかし、あまりに強いワイピングは、組合せ要素及び／又は接点からコーティングを除去すること、或いはコネクタの一部分を損傷することがあり、したがって、任意の１つの領域内で行われるワイピングの量を制限することが望ましいことがある。

いくつかの実施例によれば、第１のアレイ及び第２のアレイに関連する接点は、空洞部の周りで、第２の組の接触部に対して回転させることができる（すなわち、図３に概略的に示されるように、挿入方向に平行な軸線の周りで回転される）。この点において、各接点は、組合せコネクタが挿入されたときに組合せコネクタの異なる領域をワイピングすることができ、任意の１つの特定の位置で過剰なワイピングが生じるのを防止する一助となる。いくつかの実施例によれば、図３に示されるように、且つ図２に示される実施例で生来的にそうなるように、第２のアレイの可撓性ビームは、第１のアレイの間隙を覆うようにして互いに位置合わせされることがある。本発明の観点はこの点において限定されないので、空洞部の周りで互いに対して回転される接点をすべての実施例が有するわけではないことを理解されたい。さらに、追加として又は代替として、接点と組合せコネクタの間のワイピングの量を制御するために他の手法が使用されることもある。

空洞部に面する接触領域の表面３０は、挿入方向に直交する方向で互いに離隔された複数の接点１８を提供するように形作られることがある。いくつかの実施例によれば、この効果を達成する一助となるように、表面３０は、図４に示されるような凹形曲率３２を有するように形作られることがある。図示されるように、この曲率は、組合せコネクタ２２の曲率よりも大きく、それにより、接触領域は、空洞部に面する表面上の左右の部分に位置決めされた２つの接点で組合せコネクタに接する。このように形成された各可撓性ビームの接点は、挿入プロセス中に実質的に同時に組合せコネクタと接触する。特に、通常では接点の曲率を組合せコネクタの曲率に合致させるのは実現が難しいことがあるので、各可撓性ビームごとに２つの接点を提供することにより、結局は、円形表面を有する組合せコネクタと電気的に接続するためのより大きな面積を提供することができる。接触領域の湾曲面は、圧印加工操作を含めた様々な手法によって、又は様々な他の技法によって形成することができ、本発明の観点はこの点において限定されない。また、表面は、凹形曲率以外の形状を含むこともでき、本発明の観点はこの点において限定されない。

本発明のいくつかの実施例は、組合せコネクタの適切な挿入を促すためのフィーチャを含むことがある。１つのそのようなフィーチャは、図１、２、及び５に示されるように、コネクタの開口にあるフード３４を含む。フードは、空洞部内に挿入されることがある組合せコネクタの最大直径を画定するアパーチャ３６を有する。この点において、アパーチャは、大きすぎる組合せコネクタが空洞部に誤って挿入されるのを防止することができ、大きすぎる組合せコネクタの挿入はコネクタを損傷することがある。

フード、又はコネクタの他のフィーチャが、先折れ（ｓｔｕｂｂｉｎｇ）を防止するように可撓性ビームに係合してもよい。先折れは、可撓性ビームが組合せコネクタの挿入後に空洞部から離れるときではなく、空洞部を通って移動するときに生じ、不適切な接続又は損傷をもたらすことがある。図１、２、及び５のフード実施例は、リップ３８を含み、リップ３８は、第１のアレイの可撓性ビームに係合して、特定の点を越える内側への移動を防止し、この点において先折れを防止することができる。先折れを防止するために他のフィーチャがコネクタ内に組み込まれることもあることを理解されたい。例えば、図１及び図２に示されるように、第２のアレイの可撓性ビームは、空洞部から離れるように角度を付けられた遠位端を含む。角度を付けられた端部は、組合せコネクタとの係合後に、ビームの外方向移動を促す一助となり、これが先折れを防止する一助となることがある。やはり図示されているように、第２のアレイにおける可撓性ビームの遠位端は、コネクタのフードを通して受け入れられることがあるピンの円周とほぼ同じ、又はそれよりも大きい円周に沿って位置する。この構成は、組合せコネクタが可撓性ビームの遠位末端に直接接触するのを防止することができ、それにより先折れを防止することができる。

この接触領域の形状は、組合せコネクタを挿入するのに必要な最大の挿入力を減少する一助となることがある。図５は、一実施例による、円形状の組合せコネクタをコネクタに挿入することに関連する力を概略的に示す。図示されるように、接触部及び組合せコネクタの構成により、挿入方向に沿って加えられる挿入力４２の初期成分４０は、コネクタの挿入方向に実質的に垂直な半径方向で、外側に向けられる。この半径方向外側への力４０は、第１のアレイ（又は任意の他のアレイ）の可撓性ビームを外方向に押す一助となることがある。ピンがコネクタの空洞部内にさらに移動するにつれて、組合せコネクタと接点との係合点４４は、組合せコネクタの円形状の表面の周りで移動することができ、それにより、挿入力は、半径方向外側にはほとんど向けられず、より大きな割合が挿入方向に沿って向けられる。

コネクタのフィーチャは、いくつか又はすべてのコネクタ点によって組合せコネクタに加えられる最小の接触力を制御するように構成されることがある。１つの例では、可撓性ビームは、図５に示されるようにフードに当接して予負荷を与えられることがあり、これは、対応する可撓性ビームがフードから完全に離れるように移動された場合に、予負荷に少なくとも等しい接触力が組合せコネクタに加えられることを保証する一助となる。いくつかの実施例によれば、少なくとも第１のアレイの可撓性ビームは、ビームに対して１つの接点につき約５グラムの力で予負荷されることがある。すなわち、ただ１つの接点を有するビームに関しては、予負荷は約５グラムでよく、図４に示されるように両側に接点を有する湾曲面を有するビームに関しては、予負荷は約１０グラムでよい。しかし、より大きな又はより小さな予負荷も可能であることを理解されたい。予負荷は、典型的には、直径が約０．２３９ｃｍ（０．０９４インチ）のピン（サイズ１２）と結合するように構成された実施例に関して、１つの接点につき約３グラム〜約７５グラムの間の範囲となると予想することができる。他のサイズの組合せコネクタに関する予負荷は、この範囲内にあることも、又はさらに大きいこともあり、本発明の観点はこの点において限定されない。

また、組合せコネクタを挿入するのに必要な最大の挿入力は、様々な方式によって制御することができ、例えば挿入中に異なる時点で組合せコネクタと接触するように構成されたいくつかの接点を有することによって制御することができる。これは、図１及び図２の実施例では、第１の可撓性ビーム・アレイに関連する接触部と第２の可撓性ビーム・アレイに関連する接触部を挿入方向に沿って離隔することによって達成される。理解されるように、組合せコネクタとコネクタの接点との間の初めの接触は、少なくとも接点がその移動域を通って外方向に移動されてコネクタの円筒形空洞部から離れるまでは、比較的大きな力と関連付けられることがある。図１及び図２の実施例では、第１の可撓性ビーム・アレイの接点は、組合せコネクタと第２の可撓性ビーム・アレイの接点とが接触する前に、それらの移動域を通って少なくとも部分的に移動される。第２のアレイに関連する接点は、より後の時点でそれらの移動域を通って移動されるので、これらの接点を初めに外方向に移動させることに関連する比較的大きな力は、挿入中、第１のアレイの接点を移動させることに関連する比較的大きな力と同時には生じない。その結果、全体的な最大挿入力を減少させることができる。

１つの例示的実施例によれば、第１のアレイ（又は任意の他のアレイ）の可撓性ビームは、接点が挿入方向で互いに千鳥配置されるように構成される。そのような実施例では、第１のアレイの接点は、異なる時点でそれらの移動域を通って移動して、組合せコネクタを挿入するための最大挿入力をさらに減少させる。

本明細書で述べたように、可撓性ビームのアレイがコネクタ内で重ね合わされることが、コネクタの挿入長さを短縮させる一助となることがある。本発明のこの観点は、共通のアレイの接点が挿入方向で互いに千鳥配置される上述したのと同様の実施例で特に有用となることが分かる。しかし、本発明の観点はこの点において限定されないので、いくつかの実施例は、図１及び図２と同様に、円２８を巡って位置するように配置された（すなわち千鳥配置でない）対応する接点を有する可撓性ビームを有することもあることを理解されたい。

コネクタのいくつかの例示的実施例は、挿入中に組合せコネクタを収容するのに所望の接触力及び適切な移動域を提供するように可撓性ビームを構成することを可能にする。ビーム力学によって、各可撓性ビームをそれらの移動域を通して移動させることに関連する力の量、したがって組合せコネクタに加えられる接触力が少なくともある程度は決定されることがあることを理解されたい。図１及び２に示されるものなど重なり合った可撓性ビームは、各可撓性ビームが所望の移動域を通して所望の接触力を及ぼすように構成されるように、コネクタ内部に空間を提供することができる。ビームの設計において変えることができる変数のいくつかとして、ビーム長さ、半径方向又は円周方向でのビーム幅、ビーム断面形状、材料などが挙げられる。図１及び図２に示される実施例は、典型的には、接点が、偏倚されていない位置から約０．０２０３ｃｍ（０．００８インチ）、又は予め負荷をかけられた位置から約０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）の半径方向移動域を通って移動した後、１つの接点につき約５グラム〜約２５グラムを組合せコネクタに対して及ぼすように構成される。しかし、他の実施例に関しては他の移動域及び接触力が望まれることもあり、本発明の観点は、任意の１組の値に限定されないことを理解されたい。

本発明の実施例は、高い費用対効果での製造を容易にすることができる。以下でより詳細に説明するように、図１の実施例を製造するための一手法は、導電材料のシートからコネクタの構成要素を打抜き加工することを含み、図６ａ〜６ｃに例示的に示される。

最初に、図６ａに示されるように、ベースから延びる可撓性ビームを画定するために、ベリリウム銅などの導電材料の平坦なシートを型抜きする。各可撓性ビームは、ただ１つのダイを用いて共通の時点で型抜きすることができ、又は可撓性アレイのいくつかの部分を漸進的に異なる時点で型抜きすることもでき、本発明の観点はこの様式に限定されない。型抜き後、組合せコネクタと接触する複数の接点を画定するために、各可撓性ビームの面を圧印加工することができる。ベースが占める平面以外の平面内に延びる接触領域を画定するため、及び特定の実施例に関して望まれることがあるように可撓性ビームを形作るために、型抜き及び／又は圧印加工の前又は後に可撓性ビームを湾曲させることができる。第１のアレイ及び第２のアレイの可撓性ビームの例が図６ｂに示されている。次いで、可撓性ビームに実質的に平行に位置する軸線の周りで、材料のシートを円筒形状に湾曲させる。この湾曲プロセス中、接触領域は、円筒形空洞部に向けて内側に延び、したがって、シートのベースよりも小さい円周に沿って位置し、それにより、本明細書で説明したように接触領域間の間隙を減少させることができる。次いで、図６ｃに示されるように、第２の可撓性ビーム・アレイを含む円筒形の材料シートを、第１のビーム・アレイを含む円筒形の材料シート内に入れ子にすることができる。次いで、入れ子にされた可撓性ビーム・アレイをフード内に位置決めしてコネクタを形成することができる。

図１の実施例を製造するための上記のステップは例にすぎず、他の手法が取られることもあり、本発明の観点がこの点において限定されないことを理解されたい。ステップの順序を変えることもでき、いくつかのステップを省くこともでき、及び／又はいくつかのステップを代替手法によって達成することもできる。製造プロセス全体は、自動化することができ、手動で行うことができ、又は自動化操作と手動操作との任意の組合せを含むこともできる。非限定的な例として、可撓性ビームを画定するためにシートが型抜きされる前に、可撓性ビームの形状を材料シートに与えることができる。さらに別の変形形態によれば、コネクタは、２つの別個の金属ストリップから第１及び第２の可撓性ビーム・アレイを連続的に打抜き加工することによって形成することができる。別個の材料ストリップを加工する機械は、第１の可撓性ビーム・アレイが第２の可撓性ビーム・アレイに隣接して形成されるように構成することができる。打抜き加工後、連続形成プロセスの一部として、アレイを相互に摺動させることによって、第１のアレイと第２のアレイを一体に組み立てることができる。同様に、連続形成プロセスの一部として、入れ子にされた可撓性ビーム・アレイの上にフードを摺動させることができる。他の実施例では、第１及び第２のアレイをそれぞれ共通の材料ストリップの異なる部分から漸進的に形成することができる。

図２に示される実施例は、上述したものと同様の処置によって形成することができ、ただし、可撓性ビーム・アレイが共通のベースを共有するように、第１の可撓性ビーム・アレイと第２の可撓性ビーム・アレイが材料シートの共通部分から打抜き加工されることがある。この点において、より大きな材料シート又は第２の材料シートの必要性をなくすことによって、且つ通常であれば可撓性ビーム間から除去される材料などの廃棄材料を減少させることによって、コネクタに関する材料コストを削減することができる。この実施例では、共通の材料シートから第１のアレイと第２のアレイの可撓性ビームを分離するためにランス切断プロセスを使用することができる。ランス切断プロセスの後、可撓性ビームを圧印加工することができ、さらに、ランス切断プロセスの前又は後に可撓性ビームに形状を与えることができる。

また、フードを形成するためにも様々なプロセスを使用することができる。いくつかの手法によれば、フードは、ステンレス鋼から形成され、深絞りプロセスによって形作られる。ここで、フードは、主に機械的な機能を果たすことができる。他の実施例では、コネクタの可撓性アレイと同様にフードも打抜き加工することができ、より高い導電性の材料から形成することができ、本発明の観点はこの点において限定されない。

また、入れ子にされたコネクタ・アレイを互いに組み立てるため及び／又はフードと組み立てるためにも様々な技法を使用することができる。一手法によれば、まず、入れ子にされるコネクタの第１のアレイをフードの内側に位置決めし、その後、第２のアレイを第１のアレイの内側に位置決めする。次いで、各可撓性ビーム・アレイ及びフードを、溶接、ろう付け、かしめなどの固定プロセスによって一体に保持することができる。かしめプロセスでは、アレイのベース又はフードの材料の一部分は、その材料部分が組合せ構成要素と干渉するまで変形され、それにより構成要素が分離するのを防止する。他の実施例では、まず、第１及び第２のアレイを一体に組み立て、次いで溶接、リベット、圧入、及び／又はかしめなど様々な固定技法によって一体に保持することができる。次いで、組み立てられた第１及び第２のアレイをフード内に位置決めすることができる。組み立てられた可撓性ビーム・アレイをフードに保持するためにも同様の固定技法を使用することができる。

フードの実施例は、様々な手法に従って組合せ構成要素に対して終端処理されることがある。一実施例では、フードのベース内部に銅などの材料の導電プラグが位置決めされることがある。このプラグは、コネクタを定位置に保持するために、１つ又は複数の材料シートのベースを圧入式にフードに対して押し付けることができる。別の実施例では、プラグは、組合せコネクタが通過できるように円筒形状でよい。

様々な用途に対応するように、コネクタに他の修正を組み込むこともできる。例えば、コネクタが、ケーブルなど組合せ構成要素に対する機械的な支持を提供すべき場合には、コネクタのベース部分を延長させること、したがって全長を延長させることができる。基板対基板タイプの接続など、機械的な支持がほとんど必要ないときには、そのような長さを短縮することができる。ホットプラグに関わる適用例は、導電性のフード、又は挿入中に組合せコネクタと初めに電気的に接触する導電材料を組み込んだフードを含むことがある。いくつかの実施例では、この導電材料が、フードの外部に位置決めされることがあり、フードのアパーチャの内部に延びることもあるが、他の構成も可能である。

本発明のいくつかの実施例は、電力又はデータを伝送するように構成することができる。例えば、図１及び図２に示される各実施例が、電力を伝送するように構成される。そのような実施例では、各接点は、典型的には、ベースなどコネクタでの共通点への電気経路を提供する。さらに、組合せ構成要素に電力を搬送するために、ベースをコネクタの外部の点で終端させることができる。コネクタ外被のサイズに対する高い比率の接触面積により、コネクタは、比較的低い損失で電力を伝送できるようになることがあり、それにより、実施例を電力伝送に適したものにすることができる。

本明細書で論じたように、図１及び図２の実施例は、円形のピン形状の組合せコネクタを受け入れるための実質的に円筒形の空洞部を含む。しかし、コネクタはまた、他の形状の組合せコネクタを受け入れるための空洞部を画定するように構成されることもあることを理解されたい。例えば、いくつかの実施例は、長方形又は正方形の組合せコネクタを受け入れるための長方形又は正方形の空洞部、カード縁部を受け入れるためのスロット形状の空洞部、又はバスバーの金属ブレードを画定するように構成された可撓性ビーム・アレイを含むことがある。また、本明細書で説明したコネクタが、いくつかの場合には本明細書で述べたようなコネクタを複数含むさらに大きなアセンブリの部分構成要素であってもよいことを理解されたい。

以上、本発明の少なくとも１つの実施例のいくつかの観点を説明してきたが、様々な変更、修正、及び改良が当業者には容易に想到されることを理解されたい。そのような変更、修正、及び改良は、本開示の一部であると意図され、本発明の精神及び範囲内にあると意図される。したがって、本明細書における説明及び図面は、単に例にすぎない。

本発明を、以下の実施例によってさらに説明する。実施例をさらなる限定と解釈すべきでは決してない。

図１に示されるように全体的に構成された一例は、厚さ約０．０１７８ｃｍ（０．００７インチ）のベリリウム銅のシートから打抜き加工された２３個の第１の可撓性ビーム・アレイと、厚さ約０．０１７８ｃｍ（０．００７インチ）のベリリウム銅のシートから打抜き加工された２１個の第２の可撓性ビーム・アレイとを有する。第１及び第２のアレイの可撓性ビームはそれぞれ幅が約０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）である。第１のアレイの可撓性ビームは、図５に示されるようにフードに当接して予め負荷を与えられ、それにより、対応する接点は、直径が約０．２１３４ｃｍ（０．０８４インチ）の空洞部の周りに位置する。第２のアレイの可撓性ビームは、対応する接点が、直径が約０．１９３ｃｍ（０．０７６インチ）の空洞部の周りに位置するように形成される。第１及び第２のアレイの接点は、挿入方向で約０．１３９７ｃｍ（０．０５５インチ）だけ互いに離隔されている（すなわち、コネクタの挿入長さが約０．１３９７ｃｍ（０．０５５インチ）である）。第１及び第２の可撓性ビーム・アレイはそれぞれ、約０．４７２ｃｍ（０．１８６インチ）の外径を有するフード内に位置される。コネクタの一実施例のこの例は、直径が約０．２３９ｃｍ（０．０９４インチ）（サイズ１２）のピン形状の組合せコネクタを受け入れるように構成される。

Claims (36)

1. 組合せコネクタと結合するための電気コネクタであって、
   ベースから延びる第１の可撓性ビーム・アレイと、
   前記ベースから延びる第２の可撓性ビーム・アレイと
   を有し、
   前記第１の可撓性ビーム・アレイが、前記組合せコネクタを受け入れるように構成された空洞部の周りに配置され、前記第１のアレイの可撓性ビームの遠位部分が前記空洞部に向かって内側に延び、それによって、前記組合せコネクタが前記空洞部内に受け入れられたときに前記組合せコネクタとの電気的接続を提供する第１の組の接点を画定しており、
   前記第２の可撓性ビーム・アレイが、第１の可撓性ビーム・アレイに対して入れ子にされ、前記第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分が前記空洞部に向かって内側に延び、それによって前記組合せコネクタが前記空洞部内に受け入れられたときに前記組合せコネクタとの電気的接続を提供する第２の組の接点を画定しており、また
   前記第１の組の接点が、前記空洞部の周囲の円に実質的に沿って位置決めされている電気コネクタ。
2. 前記第１の可撓性ビーム・アレイと前記第２の可撓性ビーム・アレイとがそこから延びている前記ベースが、共通の材料シートである請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記第１の可撓性ビーム・アレイと前記第２の可撓性ビーム・アレイとが、前記共通の材料シートから形成されている請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 前記第１のアレイの可撓性ビームと前記第２のアレイの可撓性ビームとが、前記第１のアレイのビームと前記第２のアレイのビームの間から材料を除去することなく、前記共通の材料シートから形成されている請求項３に記載の電気コネクタ。
5. 前記第１の組の接点が、前記第２の組の接点に対して前記空洞部の周りで千鳥配置されている請求項１に記載の電気コネクタ。
6. 前記第２の組の接点が、前記空洞部の周囲の円に実質的に沿って位置決めされている請求項１に記載の電気コネクタ。
7. 前記第１及び第２のアレイの各可撓性ビームが、ただ１つの接点を含む請求項１に記載の電気コネクタ。
8. 前記第１及び第２のアレイの各可撓性ビームが、一対の接点を有する請求項１に記載の電気コネクタ。
9. 前記第１及び第２のアレイの各可撓性ビームの断面が、実質的に長方形である請求項１に記載の電気コネクタ。
10. 前記第１及び第２の可撓性ビーム・アレイが内側に位置決めされるフードをさらに有し、
    前記フードは、実質的に円形のフードを含み、該フードを通して前記組合せコネクタが受け入れられる請求項１に記載の電気コネクタ。
11. 前記フードは、前記第１のアレイの可撓性ビームが設定点を越えて前記空洞部の内側に延びるのを防止するように前記第１のアレイの可撓性ビームに係合している請求項１０に記載の電気コネクタ。
12. 前記第１のアレイの前記可撓性ビームが、前記フードに当接して予め負荷を与えられる請求項１０に記載の電気コネクタ。
13. 前記ベースは、前記第１の可撓性ビーム・アレイがそこから延びる第１の材料シートと、前記第２の可撓性ビーム・アレイがそこから延びる第２の材料シートとを有している請求項１に記載の電気コネクタ。
14. 前記組合せコネクタと組み合わせた請求項１に記載の電気コネクタ。
15. 組合せコネクタと結合するための電気コネクタであって、ベースから延びる第１の可撓性ビーム・アレイと、前記ベースから延びる第２の可撓性ビーム・アレイとを有する電気コネクタにおいて、
    前記第１の可撓性ビーム・アレイが、前記組合せコネクタを受け入れるように構成された実質的に円筒形の空洞部の周りに配置されており、前記第１のアレイの各可撓性ビームの遠位部分が、前記空洞部に向かって内側に延び、且つ前記組合せコネクタが前記空洞部内に受け入れられたときに前記組合せコネクタとの電気的接続を提供するように２以上の接点を画定する表面を有する接触領域を有しており、また前記２以上の接点が、前記実質的に円筒形の空洞部の周りを巡る半径に沿って互いに離隔されており、
    前記第２の可撓性ビーム・アレイが、前記第１の可撓性ビーム・アレイの内側に入れ子にされており、前記第２のアレイの各可撓性ビームの遠位部分が、前記空洞部に向かって内側に延び、且つ前記組合せコネクタが前記空洞部内に受け入れられたときに前記組合せコネクタとの電気的接続を提供するように２以上の接点を画定する表面を有する接触領域を有しており、前記第２のアレイの各可撓性ビームの２以上の接点が、前記実質的に円筒形の空洞部の周りを巡る半径に沿って互いに離隔されており、また
    前記第１の可撓性ビーム・アレイの接触領域が、前記空洞部の周囲の円に実質的に沿って位置決めされている電気コネクタ。
16. 前記第１の可撓性ビーム・アレイと前記第２の可撓性ビーム・アレイがそこから延びている前記ベースが、共通の材料シートである請求項１５に記載の電気コネクタ。
17. 前記第１のアレイの可撓性ビームと前記第２のアレイの可撓性ビームとが、前記第１のアレイのビームと前記第２のアレイのビームの間から材料を除去することなく、共通の材料シートから形成されている請求項１６に記載の電気コネクタ。
18. 前記第１の可撓性ビーム・アレイの接触領域が、前記第２の可撓性ビーム・アレイの接触領域に対して前記空洞部の周りで千鳥配置されている請求項１５に記載の電気コネクタ。
19. 前記第１及び第２の可撓性ビーム・アレイが内側に位置決めされるフードをさらに有し、該フードが、実質的に円形のフードを含み、該フードを通して前記組合せコネクタが受け入れられる請求項１５に記載の電気コネクタ。
20. 前記フードは、前記第１のアレイの可撓性ビームが設定点を越えて前記空洞部の内側に延びるのを防止するように前記第１のアレイの可撓性ビームに係合している請求項１９に記載の電気コネクタ。
21. 前記第１のアレイの前記可撓性ビームが、前記フードに当接して予め負荷を与えられる請求項１９に記載の電気コネクタ。
22. 前記組合せコネクタと組み合わせた請求項１５に記載の電気コネクタ。
23. 電気コネクタを形成する方法であって、
    導電材料のシートを提供するステップと、
    第１の可撓性ビーム・アレイを第２の可撓性ビーム・アレイから分離するように前記シートのいくつかの部分をランス切断するステップであって、前記第１の可撓性ビーム・アレイと前記第２の可撓性ビーム・アレイとは、前記シートのベース部分を介して互いに接続されたままであるステップと、
    第１の組の接触領域を画定するように前記第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップと、
    第２の組の接触領域を画定するように前記第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップと、
    組合せコネクタを受け入れるように構成された実質的に円筒形の空洞部を画定するように、前記ベースと、第１及び第２の可撓性ビーム・アレイとを湾曲させるステップと
    を含む方法。
24. 前記第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップと、前記第２の組の可撓性ビームの遠位部分を湾曲させるステップとが、ランス切断の前に行われる請求項２３に記載の方法。
25. 第１のアレイの前記可撓性ビームのそれぞれに関連する一対の接点を画定するように前記第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を圧印加工するステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
26. 前記第２のアレイの各可撓性ビームに関連する一対の接点を画定するように第２の可撓性ビーム・アレイの前記遠位部分を圧印加工するステップをさらに含む請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップが、前記円筒形空洞部の周囲の円上に実質的に位置する第１の組の接触領域を画定するように前記遠位部分を湾曲させるステップを含む請求項２３に記載の方法。
28. 前記第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップが、前記円筒形空洞部の周囲の円上に実質的に位置する第２の組の接触領域を画定するように前記遠位部分を湾曲させるステップを含む請求項２７に記載の方法。
29. フード内に、前記ベースと、第１及び第２の組の可撓性ビームとを取り付けるステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
30. 前記フードに当接させて第１の可撓性ビーム・アレイに予め負荷を与えるステップをさらに含む請求項２９に記載の方法。
31. 電気コネクタを形成する方法であって、
    導電材料の第１及び第２のシート部分を提供するステップと、
    第１のベース部分と、前記第１のベース部分から延びる第１の可撓性ビーム・アレイとを画定するように、前記第１のシート部分を型抜きするステップと、
    第２のベース部分と、前記第２のベース部分から延びる第２の可撓性ビーム・アレイとを画定するように、前記第２のシート部分を型抜きするステップと、
    第１の組の接触領域を画定するように前記第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップと、
    第２の組の接触領域を画定するように前記第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を湾曲させるステップと、
    組合せコネクタを受け入れるように構成された実質的に円筒形の空洞部を画定するように前記第１及び第２の可撓性ビーム・アレイを湾曲させるステップと、
    前記第２の可撓性ビーム・アレイを前記第１の可撓性ビーム・アレイの内側に入れ子にするステップと
    を含む方法。
32. 実質的に円筒形の空洞部を画定するように前記第１及び第２の可撓性ビーム・アレイを湾曲させるステップが、前記第２の可撓性ビーム・アレイを前記第１の可撓性ビーム・アレイの内側に入れ子にする前に行われる請求項３１に記載の方法。
33. 前記第１のアレイの各可撓性ビームに複数の接点を画定するように前記第１の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を圧印加工するステップをさらに含む請求項３１に記載の方法。
34. 前記第２のアレイの各可撓性ビームに複数の接点を画定するように前記第２の可撓性ビーム・アレイの遠位部分を圧印加工するステップをさらに含む請求項３１に記載の方法。
35. フード内に第１及び第２の可撓性ビーム・アレイを取り付けるステップをさらに含む請求項３１に記載の方法。
36. 前記フードに当接させて前記第１の可撓性ビーム・アレイに予め負荷を与えるステップをさらに含む請求項３５に記載の方法。

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