JP6121537B2 - プラグコネクション - Google Patents

Description

本発明は、第１および第２のプラグコネクタを備えるプラグコネクションに関する。特に、本発明は、無線周波数信号の伝送のために２つの回路基板を導電接続するための多重プラグコネクションに関する。

そのようなプラグコネクションは、２つの回路基板間における平行整列およびスペーシングに関する所定公差範囲内での無線周波数信号の可能な限り損失のない伝送を確実にしなければならない。そのようなコンタクト要素の他の要件は、経済的製造および単純な組み立てを含む。

２つの回路基板間の単純な接続（すなわち、無線周波数信号経路を形成する）が、回路基板と確り接続される２つの同軸プラグコネクタと、両同軸プラグコネクタを接続するアダプタ、いわゆる「ブレット」とによって成されることが知られている。このアダプタは、軸方向および径方向の公差補償を可能にし、また、平行整列に関する公差の補償も可能にする。この目的のために使用される典型的な同軸プラグコネクタは、ＳＭＰ、Ｍｉｎｉ−ＳＭＰまたはＦＭＣである。

別法として、２つの回路基板間の電気的接続は、単一導体構成または多重導体構成の、ばね装填コンタクトピン、いわゆる「ポゴピン」によっても実現される。そのようなばね装填コンタクトピンは、スリーブ、およびスリーブ内に部分的に案内されるヘッド、ならびにヘッドおよびスリーブ間に支持されるコイルばねを備える。コイルばねのばね力およびブロック長に関する要求特性は、比較的長いばね長さを要求し、それは、ばね装填コンタクトピンの軸方向構造高さに対して相応する影響を与える。加えて、単一導体構成のばね装填コンタクトピンの使用は、十分な電気出力を達成するために、これらが信号ピンおよび接地ピンとして特定のパターンに配置されなければならないことを必要とする。他方で、多重導体は、その複雑な構造故に故障しやすく高価である。

この先行技術から出発して、本発明は、改良されたプラグコネクションを提供するという課題に基づくものであった。特に、プラグコネクションは、公差補償特性を持ちながらも、経済的な製造、単純な構造および／または単純な組み立てによって傑出したものでなければならない。

この課題は、独立請求項１の主題によって解決される。本発明によるプラグコネクションの有利な態様は、従属請求項の主題であり、以下の本発明の説明で解説される。

少なくとも１つの第１のプラグコネクタおよび１つの第２のプラグコネクタを備え、プラグコネクタが各々、少なくとも２つのコンタクト要素を有し、第１のプラグコネクタのコンタクト要素が、プラグコネクションのプラグ接続状態でのコンタクトポイントにおいて第２のプラグコネクタのコンタクト要素と接触する、この一般的な種類のプラグコネクションは、本発明により、両プラグコネクタのコンタクト要素が、自由空間に突出する（さらに好ましくは空間に完全に自由に突出する）弾性撓み可能なコンタクトラグの形態に設計されるという点において、さらに開発される。

この態様では、コンタクトの両側、すなわち、一方のプラグコネクタのコンタクト要素および他方のプラグコネクタのコンタクト要素が、弾性撓みの可能性により必要な限り公差補償に貢献できるため、単純な構造にも拘わらず、比較的大きな公差の補償でさえも可能となる。

本発明によれば、「コンタクトラグ」は、コンタクト要素であって、他の構成要素と確り接続される接続ポイントからその長手方向に（少なくとも部分的な、好ましくは完全な）自由空間に延在し、それにより、長手方向に対して横方向にかかる圧力によって弾性的に撓み、その結果、機能性の公差補償弾性効果を提供するコンタクト要素を意味すると理解される。好ましくは、そのような本発明によるコンタクトラグは、構造形態が平坦である（高さが幅および長さの一部にしか満たなく、幅も好ましくは長さより小さい）。

本発明によるプラグコネクションは、好ましくは、無線周波数信号の伝送を意図したものである。特にこの用途向けには、各プラグコネクタのコンタクトラグは、同軸コンタクト要素対の形態に配置されうると有利である、すなわち、第１のコンタクトラグは各々の場合において、対応するプラグコネクタの内側導体の一部であり、第２のコンタクトラグは各々の場合において、内側導体を包囲する対応するプラグコネクタの外側導体の一部である。特に好ましくは、内側導体のコンタクトラグは各々の場合において、外側導体のコンタクトラグに包囲されてもよい。この態様では、信号導体として働く内側導体がコンタクトラグの領域においてでさえも外側導体による電磁干渉から遮蔽されることが可能となり、さらに、多重プラグコネクションとしてのプラグコネクションの好適な態様において、コンタクト要素対の相互間のクロストークが極減される。

本発明によるプラグコネクションの別の好適な態様では、第１のプラグコネクタのコンタクトラグは、ばね装填コンタクトラグとして設計されうる。

本発明によれば、「ばね装填コンタクトラグ」は、弾性撓みが、公差補償を可能にするためだけではなく、対応する相手方コンタクト要素と接触する際にも発生するコンタクトラグであると理解される。したがって、ばね装填コンタクトラグの１つの機能は、弾性復元力によりコンタクトポイントにおいて十分なコンタクト圧力を提供することでもある。

非常に大きな公差の場合でも２つのプラグコネクタのコンタクト要素間に特に良好で堅固なコンタクトを達成するために、一方のプラグコネクタの二重のコンタクトラグが他方のプラグコネクタの単一のコンタクトラグをピンセットのような方式で把持するようにしてもよい。特に好ましくは、それにより二重のコンタクトラグは、ばね装填コンタクトラグの形態に設計される。

本発明によるプラグコネクションの製造のための単純で、したがって経済的な可能性は、コンタクトラグと、特に内側導体および外側導体全体とを、打ち抜き曲げ加工構成要素の形態に設計することを包含する。

本発明によるプラグコネクションの別の好適な態様では、絶縁体は各々の場合において、プラグコネクタの外側導体および内側導体間に配置されうる。それによりこれらの絶縁体は、絶縁機能を持つだけでなく、プラグコネクタの安定性に寄与し、また特に好ましくは、内側導体および外側導体を（好ましくは、コンタクト要素も）少なくとも部分的に包囲する一方または両方のプラグコネクタ用のハウジングを形成する。それによりハウジングは、例えばプラグコネクタの相互プラグ接続の動きを導き、そのような動きをプラグコネクタが互いに対して正しく整列したときにのみ許容する、および／または、プラグコネクタのプラグ接続状態での機械的固定を成す、プラグインターフェースの一部ともなりうる。

本発明によるプラグコネクションによって無線周波数信号の低反射伝送を達成するために、信号導体のインピーダンスの変化を回避しなければならない。インピーダンスは信号導体（材料および断面、特に断面のサイズ）ならびに信号導体を包囲する誘電体によって大きく影響されるため、別の好適な態様において、内側導体によって形成されるコンタクトラグの断面は、実質的に一定のインピーダンスが得られるように、絶縁体によって包囲される内側導体の部分の断面とは異なるように選択される。概して、誘電体としての空気に通常は包囲されるコンタクトラグの断面積は、絶縁体に包囲される内側導体の部分の断面積より大きくなるように設計される。

本発明による態様は、有利な方式で、第１のプラグコネクタおよび第２のプラグコネクタが複数の内側／外側導体対を有する多重プラグコネクションの形成を可能にする。そのような多重プラグコネクションにおいて有利には、単一部品として好ましくは形成される絶縁体が、内側／外側導体対の内側導体および外側導体間と、内側／外側導体対自体の相互間との両方に延在してもよい。そのため特に好適な態様において、多重プラグコネクタの一方または両方は、内側導体および外側導体を内部に配置または固定する単一の一体型絶縁体として形成されうる。そのような多重プラグコネクタは、製造および組み立てが特に経済的である。

本発明によるプラグコネクションは、２つの回路基板の接続、すなわち、いわゆるＢｏａｒｄ−ｔｏ−Ｂｏａｒｄ（基板対基板）接続またはＢ２Ｂ接続に有利に適している。このため、少なくとも一方のプラグコネクタ、好ましくは両プラグコネクタの（複数の）内側導体および／または（複数の）外側導体は、コンタクトラグと反対側のそれらの端部において、回路基板の導電路と接触するためのコンタクト領域を形成しうる。これらのコンタクト領域は、好ましくは、内側導体および／または外側導体の湾曲或いは傾斜した部分の形態に設計されうる。

また好ましくは、絶縁体は、回路基板と接続するための接続手段を形成してもよい。これらの接続手段は、例えばスナップインタブの形態に設計されうる。

本発明を、図面に示す例示的実施形態を参照して以下でより詳細に説明する。

本発明によるプラグコネクションのプラグ接続状態の斜視図である。 図１によるプラグコネクションの下面図である。 図１および２によるプラグコネクションの導体構成要素の分離状態の斜視図である。 プラグコネクションの第１のプラグコネクタの斜視図である。 プラグコネクションの第１のプラグコネクタの正面図である。 プラグコネクションの第２のプラグコネクタの第１の斜視図である。 プラグコネクションの第２のプラグコネクタの第２の斜視図である。

図１乃至７に示すプラグコネクションは、第１のプラグコネクタ１および第２のプラグコネクタ２を備える。プラグコネクタ１，２の各々は複数の（特定的には４つの）導体対を備え、導体対は各々の場合において同軸構成に配置される内側導体３および外側導体４から構成される。プラグコネクタ１，２の内側導体３および外側導体４は各々の場合において絶縁体５内または絶縁体５上に保持され、絶縁体５は個々の導体対の内側導体３を外側導体４から電気的に絶縁するだけでなく、導体対の相互間を絶縁し、全ての導体を機械的に固定し、加えて、各々の場合においてプラグコネクタ１，２を回路基板（図示せず）に取り付けることを可能にする固締手段を持つハウジングを形成する。

全ての導体は、打ち抜き加工された構成要素、または打ち抜き曲げ加工された構成要素として製造される、すなわち、導体は導電性金属板から打ち抜かれ、その後、必要に応じて成形され、それが経済的な大量生産を可能にする。また全ての導体は、少なくとも一方の側において、関連する絶縁体５に隣接するとともにこれらに対してほぼ不動である部分を有する。さらに、全ての導体は、対応する回路基板の関連するコンタクト領域と接触するために設けられるコンタクト領域６を形成する。加えて、導体は、他方のプラグコネクタ１，２の関連する（相手方）コンタクトラグ７と接触するためのコンタクトポイントを形成するコンタクトラグ７を形成する。

第２のプラグコネクタ２の内側導体３は単純な打ち抜き加工構成要素として設計され、したがって、特に単純な幾何学的形状を有する。これらは、自由空間に突出する比較的大きな側方コンタクト面を持つ平坦なコンタクトラグ７を形成する。対応する回路基板と接触するためのコンタクト領域６は、コンタクトラグ７と反対側の端面に設けられる。第２のプラグコネクタ２のコンタクトラグ７は、各々の場合において第１のプラグコネクタ１のいくつかの（特定的には３つの）ばね装填コンタクトラグ８によってピンセットのような方式で接触される。ばね装填コンタクトラグ８はＳ字型の形態である。このことが、比較的大きなばね変位、すなわち、横方向への撓み性が達成されることを可能にする。加えて、内側導体３の３つのばね装填コンタクトラグ８間にＶ字型の入口が形成され、これが第２のプラグコネクタ２の関連するコンタクトラグ７のピンセットのような方式での把持を比較的大きな位置決め公差も伴って確実にする。Ｓ字型の形態は、ばね装填コンタクトラグ８の比較的小さな表面積のコンタクトポイントをも形成する。第１のプラグコネクタ１の絶縁体５内に配置される内側導体３の部分は、平坦に延出し、下側では２つのコンタクト領域６で約９０°斜出して終端し、それにより関連する回路基板とのコンタクトが成立する。

両プラグコネクタ１，２の外側導体４はハウジングの形態であり、その結果、それらは対応する内側導体３を包囲し、絶縁体５の部分を包囲することにより、これと機械的に接続される。

第２のプラグコネクタ２の外側導体４は３方のハウジング部分とともに、空間に自由に突出し、そこで２つの対向する側部はコンタクトラグ７として働き、コンタクトラグ７は、内側導体３の場合と同様に、第１のプラグコネクタ１のいくつかの（特定的には３つの）Ｓ字型のばね装填コンタクトラグ８によってピンセットのような方式で接触される。

２つのプラグコネクタ１，２の全コンタクトラグ７は設計上比較的長く、または大きな表面積で設計され、その結果、十分に強度がありしたがって負荷に耐えうるものでありながら、全コンタクトラグ７は、プラグコネクタ１，２を相互にプラグ接続する際に発生する力によって比較的遠くまで撓むことが可能である。この比較的高い撓み性は、全コンタクト要素が弾性的に撓み可能に設計されるプラグコネクションの特定の実施形態によってさらに増強される。この可撓性が、プラグコネクタ１，２の公差要求を低く保つことを可能にし、それがひいてはプラグコネクタ１，２の製造を簡略化する。

同時に、第１のプラグコネクタ１のばね装填コンタクトラグ８による、第２のプラグコネクタ２の内側導体３によって形成されるコンタクトラグ７のピンセットのような方式での接触は、ばね装填コンタクトラグ８の少なくともいくつかへの十分なコンタクト圧力を常に保証し、したがって、非常に大きな公差も伴う無線周波数信号の信頼性の高い伝送を常に保証する。

プラグコネクションのこの特定の実施形態は、第２のプラグコネクタ２の内側導体３の長軸方向における比較的大きな公差を補償することを可能にするが、それは、これにより形成されるコンタクトラグ７の側方コンタクト面が非常に大きいため、対応した広い公差範囲内で第１のプラグコネクタのばね装填コンタクトラグ８により接触されうるからである。

両プラグコネクタ１，２の絶縁体５はプラスチックの単一体として製造される。これらは二部品式金型から離型されうるように形成される。金型からの離型方向（これは第２のプラグコネクタ２の内側導体３の長手方向に相当する）におけるアンダーカットは完全または大幅に回避される。そのため、絶縁体５の射出成形が非常な複雑さを伴わずに可能となる。この製造方法は、全ての導体の打ち抜き加工、または打ち抜き曲げ加工と同様に、プラグコネクションの全ての構成要素の特に経済的な大量逐次生産を可能にする。

加えて、組み立ても非常に単純であり、特に自動化が可能である。この目的のため、既に概ね予備成形された第２のプラグコネクタ２の内側導体３ならびに外側導体４が、単に絶縁体５の対応する貫通開口に挿入されて、定位置に固定されるだけでよい。第１のプラグコネクタ１の内側導体３および第２のプラグコネクタ２の外側導体４の場合、コンタクト領域６はこの目的のために曲げられる。第２のプラグコネクタ２の内側導体３の場合、固定は、接着接合による材料係合により成される。しかし、もちろん、摩擦ロック手段、または例えばスナップロック要素を介した形状ロック手段による固定も可能である。第１のプラグコネクタ１の外側導体４が絶縁体５の対応する部分に押し込まれて、ロックタブ９を折り曲げることによって定位置に固定されると、ロックタブ９は絶縁体５の凹部に係合する。

もちろん、タブを折り曲げることによる形状ロック固定の代わりに、またはそれに加えて、材料係合によって（例えば、接着接合によって）または圧力ロック手段によって固定が行われてもよい。スナップロック要素による形状ロック固定も設けられてもよい。

プラグコネクタ１，２の、対応する回路基板との機械的接続のために、両絶縁体５は取り付けピン１０を有し、取り付けピン１０は、回路基板の対応する貫通開口に押し込まれて、それらの自由端のプラスチック変形によって定位置に固定される。

Claims (9)

1. 第１のプラグコネクタおよび第２のプラグコネクタを備えるプラグコネクションであり、前記プラグコネクタは各々、少なくとも２つのコンタクト要素を有し、前記第１のプラグコネクタのコンタクト要素は、前記プラグコネクションのプラグ接続状態でのコンタクトポイントにおいて前記第２のプラグコネクタのコンタクト要素と接触し、前記２つのプラグコネクタのコンタクト要素は、自由空間に突出し弾性的に撓み可能であるコンタクトラグを形成し、各コンタクト要素の第１のコンタクトラグは、内側導体の一部であり、各コンタクト要素の第２のコンタクトラグは、同軸配置で前記内側導体を包囲する外側導体の一部であるプラグコネクションであって、前記第２のプラグコネクタのコンタクトラグは各々、前記第１のプラグコネクタのいくつかのばね装填コンタクトラグによって挟まれて接触されることを特徴とするプラグコネクション。
2. 前記内側導体のコンタクトラグは各々の場合において、前記外側導体のコンタクトラグに包囲されることを特徴とする請求項１に記載のプラグコネクション。
3. 前記コンタクトラグは、打ち抜き加工構成要素または打ち抜き曲げ加工構成要素を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のプラグコネクション。
4. 各々の場合において、前記プラグコネクタの外側導体および内側導体間に配置される絶縁体を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラグコネクション。
5. 前記内側導体によって形成される前記コンタクトラグの断面は、実質的に一定のインピーダンスが得られるように、前記絶縁体によって包囲される前記内側導体の部分の断面より大きいことを特徴とする請求項４に記載のプラグコネクション。
6. 前記第１のプラグコネクタおよび／または前記第２のプラグコネクタは、複数の内側／外側導体対を有し、前記絶縁体は、前記内側／外側導体対の内側導体および外側導体間ならびに前記内側／外側導体対自体の相互間の両方に延在することを特徴とする請求項４または５に記載のプラグコネクション。
7. 前記プラグコネクタの少なくとも一方の絶縁体は、前記コンタクトラグを包囲するハウジングを形成することを特徴とする請求項６に記載のプラグコネクション。
8. 前記プラグコネクタの少なくとも一方の内側導体および外側導体は、前記コンタクトラグと反対側のそれらの端部において、回路基板と接触するためのコンタクト領域を形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプラグコネクション。
9. 前記プラグコネクタの少なくとも一方の絶縁体は、回路基板と接続するための固締手段を形成することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載のプラグコネクション。

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