JPH0142480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プリント回路板を電気的に相互接続
するモジユールコネクタ装置に関し、更に詳細に
は離間して積層した回路板の回路通路を電気的及
び機械的に相互接続する両端子接点に関する。

パツケージの寸法を小さくするため、プリント
回路板を積層パツケージすることが最近一般的に
なつてきた。現在、回路板上のプリント回路を電
気的に接続する一つの方法として積層プリント回
路板のめつきした孔にまつすぐな銅柱を貫通させ
たものがある。めつきした孔に銅柱を電気的に接
続するには、リフロー（feflow）半田技術をしば
しば用いている。1959年11月17日特許された米国
特許第2913634号、発明の名称「電気モジユール
ユニツト」は半田付された積層プリント回路板装
置について述べている。この装置は、積層回路板
のいずれかを修理しなければならない場合、全て
の銅柱を積層回路板から取りはずしてから修理す
べき回路板を取りはずさなければならないという
欠点を有していた。これには銅柱とプリント回路
板間のすべての半田を除去しなくてはならず、時
間的及び経済的ロスを伴うものであつた。さら
に、回路板を正確に離間させて保持することは困
難で、しかも銅柱を収容する各回路板の孔を整合
するには、製造許容差を厳密に保持しなければな
らなかつた。

また、銅柱を孔内に締り嵌めする場合、結合及
び分解するのに大きな力を要する。しかし装置を
組立てたり修理するには、小さな力で結合及び分
解できることが望ましい。

一方、所定の離間関係に回路板を保持するた
め、ロツドのまわりに金属スペーサが包囲してい
る場合がある。しかし、余分な部品はない方がよ
い。

発明者Mattinglyによる1979年４月17日特許の
米国特許第4149764号、発明の名称「積層プリン
ト回路板装置及びその接点」は、修理の際回路板
を容易に分解できかつ回路板間に離間するのに特
にスペーサを必要としない積層回路板について述
べている。これには、回路板の製造許容差を厳密
に保持することなく、積層回路板を機械的に離間
させかつ電気的に相互接続する二端子ピン及びソ
ケツト接点が示されている。これを使用する際、
特に問題はないがこれらピピンとソケツト接点を
結合するにはかなり力を要し、50個またはそれ以
上のピンを備えた代表的な装置では、これらを結
合するのに要する力は、非常に大きなものとなつ
てしまう。従つて、実際に積層される回路板の数
は制限される。

このような積層コネクタの問題の解決を試みた
例として、発明者Bensonによる1961年３月28日
特許の米国特許第2997562号、発明の名称「浸漬
半田付したプリント回路ソケツト」がある。この
装置は、複数のピン及びソケツト形接点をパネル
に関して配置する絶縁体ハウジングを有し、これ
らを半田浴に浸漬するものである。しかし、上述
と同様にこのような接点を結合するには大きな力
を要し、またソケツト接点は必ずしもこのような
半田付に適している訳ではない。すなわち、開放
端を有するソケツト接点は、円筒ソケツトの直径
が0.10インチ程であるので、半田に浸漬すると詰
まる恐れがある。またカバーをはずしたり修理す
るために半田を取り除くには時間がかかつた。

発明者Mckeownによる1973年４月３日特許の
米国特許第3725844号は、小さい結合力の電気接
点について述べている。これは所期の目的を果し
てはいるが、このプリント回路板とともに接点を
一直線を積み重ねることは考慮されてなく、また
接点を結合するには別個にカーラを必要とする。
実際には、このような別個の部材を使用すること
は望ましくなく、積重ねることのできる自蔵部材
であることが望ましい。

従つて、本発明は回路板と、複数の通路を有す
る相互接続装置と、所定数の通路に配置された複
数の両端子ブラシ形接点とを高周波半田付したモ
ジユールコネクタ装置に関し、高周波半田付によ
り接点と回路板上の回路とを電気的に接続しかつ
回路板と相互接続装置と接点とを物理的に固定し
てコネクタ装置を形成する。接点は、半田付に適
した材料から成るホルダにより固定されて結合可
能なブラシを形成する複数の直線ワイヤを有し、
このブラシは相互接続装置の通路内で保護された
露出端部と、半田付に適していない材料から成る
スリーブにより包囲されかつ保護されている他端
部とを有している。接点を相互接続装置に取りつ
けかつ回路板に配置する場合、スリーブとホルダ
の一端はプリント回路板の開口を貫通する。高周
波半田付を行なう際、半田をスリーブには付着せ
ずにホルダの突出端部のまわりに施して、接点を
回路板に固定している。回路板から突出するスリ
ーブの寸法は、他の相互接続装置の通路にある他
の接点の露出したブラシ端部と結合できる程の長
さである。このようにしてコネクタの所定の回路
通路及び／または導線を電気的に相互接続する。

本発明のコネクタの一つの利点は、接点のパツ
ケージを高密度にする一方、小さい力で結合でき
ることである。

本発明の他の利点は、価格が低廉でありかつ現
場での修理が簡単なことである。

以下、添付の図面に基づいて本発明を詳述す
る。

第１図は本発明の電気接点を示している。電気
接点１０は導電材料から出来たホルダ２０を有し
ている。ホルダ２０は、両端部２２，２４とこれ
ら端部間に延びる内部孔２６とを有している。ホ
ルダの端部２２は、取付の際に使用する突出した
環状壁面２３を有している。ホルダの端部２４
は、他の部品を収容する凹状環状壁面２５を有し
ている。ホルダの材料は、導電性がありかつ良好
な半田付け適性を有する仕上加工（たとえば、め
つき）が施されており、具体的な材料はベリリウ
ム銅合金や周知の他の材料でよい。ホルダ２０
は、導電材料の複数のまつすぐな軸方向ワイヤ３
０の両端がホルダの両端から軸方向外側に延びて
ブラシ状になるように、ワイヤ３０を固定してい
る。第１のブラシ端部３２は、ホルダの端部２２
の外側に延び、第２のブラシ端部３４はホルダの
他端部２４の外側に延びている。半田付に適さな
い材料のスリーブ４０は、上記凹状環状壁面２５
の周囲に嵌合する後端部４２と、ブラシ端部３４
を保護するように包囲した前端部４４を有してい
る。スリーブは、ステンレス鋼で出来ていること
が望ましいが、用途に応じて絶縁材料でもよい。
各ワイヤの端部３４は、スリーブの前端部４４か
ら後方に離間している。

第２図は、本発明によるモジユール電気コネク
タ装置５０を示している。この装置は、プリント
回路板６０と相互接続装置７０と電気接点１０か
ら成つている。

プリント回路板６０は、上面６２と底面６４と
これら面間に延びた複数のめつきした開口６６
（図面では１つしか示していない）とを有する絶
縁材料のパネル６１から成つている。上面６２
は、回路板６０上の導電素子（図示せず）間に１
つまたは複数の回路通路を形成するプリント回路
を有している。回路板上の導電素子（図示せず）
はめつきされている。

相互接続装置７０は、上面７２と、底面７４と
これら面間に延びる複数の通路７６（図面では１
つしか示していない）とを有する絶縁材料の本体
７１から成つている。通路７６は、通路壁面から
外側に延びた弾性部材７８とシヨルダ７５とを有
している。弾性部材７８はシヨルダから離間し、
通路内に接点を保持している。相互接続装置の通
路７６は、回路板の開口６６と一致するように位
置している。

図示のように、ブラシの露出端部３２が通路内
を延び、スリーブ４０で保護されているブラシの
端部２４が回路板の底面６４から突出し、かつス
リーブ４０が開口６６と遊び嵌合して上面７４か
ら外側に突出するように、接点１０は通路７６内
に取りつけられている。これにより接点ホルダの
一部は、底面６４から突出し露出する。この突出
端部は半田付用のもので、その長さは約0.5ミリ
（約0.020インチ）である。なおこの半田付はスリ
ーブには施さない。半田９０は、この突出端部に
付着し、底面６４の下の領域と、めつきした開口
６６と、上面６２の上の領域におけるホルダのま
わりにメニスカスを形成する。相互接続装置７０
の上面７２は、通路７６の出口の周囲に凹部７３
を有している。この凹部は、回路板からの熱放散
を行なう空隙として作用する。また底面７４も、
通路７６の他の出口の周囲に凹部７３を有し、こ
れは適当な溶剤を使用して半田付した後に融剤を
除去するためのものである。

モジユール電気コネクタ装置５０は、各通路内
に接点を配置し、回路板上に相互接続装置を置く
ことにより形成される。次に、これら部材を適当
な取付具（図示せず）で固定して、高周波半田付
装置内に配置し、かつ回路板の底面を露出したス
リーブとホルダの突出部とを半田付高周波にさら
す。ホルダの突出端部のみに半田が付着し、半田
付に適さない材料から成るスリーブには半田は付
着しない。その結果、半田はホルダの周囲の開口
６６により形成された環状空隙に流入し、ホルダ
の突出端部と、開口内に位置するホルダとに付着
して、接点を回路板に半田付する。このようにし
て回路板を相互接続装置に取りつけて本発明に基
づくモジユールコネクタ装置を形成する。

半田メニスカスは、半田濡れのよい材料を使う
とか、所定の回路板の厚さに関して半田濡れする
面積を選ぶとかにより制御される。たとえば、ホ
ルダの端部の半田濡れする部分は、回路板の下か
ら0.381〜0.762ミリ（0.015〜0.030インチ）の範
囲であれば十分である。なお、ホルダの半田濡れ
する突出部分は、面７２と凹部７３との間の空間
より長く突出してはいけない。

第３図は、モジユールコネクタ装置５０の底部
に位置する端部接点８０を示している。この接点
８０は、ソケツト８２を有するカツプ形ホルダ８
１と、ソケツトの開放端８３から結合端８６に延
びる複数の軸方向直線ワイヤ８４とから成つてい
る。ホルダ８１は、半田付に適した材料から成
り、高周波半田付を行なう際半田に露出する接点
部分を形成している。

続いて、複数のモジユールコネクタ装置を順次
積重ねる。従つて、高密度にパツケージされた接
点でも小さな力で結合できるので、１つまたは複
数の回路板を、接続すべき回路通路に従つて取り
換えることができる。

第４図は、モジユールコネクタ装置を積重ねた
電気コネクタ装置１００を示している。これは、
第１（底部）装置５０ａと、第２（中間）装置５０
と、第３（上部）装置５０ｂとから成つている。
各相互接続装置７０ａ，７０，７０ｂに接点を選
択的に配置することにより、複数の回路板６０
ａ，６０，６０ｂの回路通路を電気的に相互接続
するようにしている。上記のモジユールコネクタ
装置５０ｂは、第１図の接点１０を有し、そのホ
ルダ２０はプリント回路板の開口６６の半田付さ
れており、スリーブ４０の前端部は、装置５０の
同様の接点１０の他端と結合している。底部のモ
ジユールコネクタ装置５０ａは接点８０を有し、
この接点の一端は、回路板の開口６６ａに半田付
されており、他端は装置５０の接点１０のスリー
ブの前端部と結合している。このようにして、回
路板６０ａ，６０の回路通路を電気的に相互接続
している。接点のワイヤは、他の接点のワイヤと
押し広げるように相互係合する。さらに、第２図
の装置５０と同様の別のモジユールコネクタ装置
５０ｃ（図示せず）を上部のモジユールコネクタ
装置５０ｂ上に積重ねた場合でも、装置５０ｃ，
５０，５０ａの回路通路を電気的に相互接続する
ことができる。

以上のように、本実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず、改変
が可能なことは当業者には明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気接点の実施例、第２
図は本発明によるモジユールコネクタ装置の実施
例、第３図は本発明による電気接点の別の実施
例、第４図は本発明による積重ねたモジユールコ
ネクタ装置の実施例を示している。 １０，８０……接点、２０，８１……ホルダ、
３０，８４……ワイヤ、４０……スリーブ、５
０，８０……コネクタ装置、６０，６０ａ，６０
ｂ……回路板、７０，７０ａ，７０ｂ……相互接
続装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上面６２と底面６４とこれら面間に延びる複
   数の開口６６とプリント回路とを有し絶縁材から
   成るプリント回路板６０と、上面７２と底面７４
   とこれら面間に延び所定のパターンに配置された
   複数の通路７６とを有し上記プリント回路板６０
   の一面６２に取りつけられた絶縁性相互接続装置
   ７０と、上記相互接続装置７０の通路７６の一つ
   に取りつけられた接点１０とから成り、上記接点
   １０は半田付に適した材料から成るホルダ２０と
   半田付に適さない材料から成るスリーブ４０とを
   有し、上記スリーブはホルダに固定した一端４２
   とホルダの前方に延びた他端とを有し、上記ホル
   ダ２０の一端と上記スリーブ４０は上記開口６６
   の一つを貫通して上記プリント回路板の底面６４
   から突出し、ホルダ２０の突出部分はプリント回
   路板に高周波半田付されていることを特徴とする
   モジユールコネクタ装置５０。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   スリーブ４０は、ステンレス鋼から成ることを特
   徴とするモジユールコネクタ装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   接点１０は、導電材から成る複数の軸方向ワイヤ
   ３０を含み、これらワイヤの中間部分はホルダ２
   ０に固定されて、ワイヤの端部３２，３４が結合
   可能なブラシ形接点を形成していることを特徴と
   するモジユールコネクタ装置。 ４ 上面６２，６２ａと底面６４，６４ａとこれ
   ら面間に延びかつ回路通路と連結する開口６６，
   ６６ａとから成りそれぞれの一方の面に一つの回
   路通路を含んでいる絶縁材の一対のプリント回路
   板６０，６０ａと、上面７２，７２ａと底面７
   ４，７４ａとこれら面間に延び所定の開口６６，
   ６６ａと一致するよう位置する通路７６，７６ａ
   とを有し、かつ絶縁材から成る一対の相互接続装
   置７０，７０ａと、それぞれ結合可能なブラシを
   形成している端部３４，８４を有する複数の軸方
   向ワイヤ３０，８４を有しかつ一方１０が相互接
   続装置７０の通路７６に取りつけられかつ他方８
   ０が相互接続装置７０ａの通路７６ａに取りつけ
   られている一対の接点１０，８０とから成り、一
   方の接点１０はワイヤ３０のまわりに固定され半
   田付に適した材料から成るホルダ２０とホルダに
   固定され半田付に適していない材料から成るスリ
   ーブ４０とを有し、上記スリーブ４０はホルダ２
   ０から前方に延びて結合可能なブラシを包囲し、
   かつスリーブ４０とホルダ２０の一端は開口６６
   を貫通して回路板６０から外側に突出しており、
   また他方の接点８０は、ワイヤ８４のまわりに固
   定されかつ回路板６０ａの開口６６ａ内に位置す
   る半田付に適した材料の第２ホルダ８１を有し、
   上記一方の接点１０の突出端部と他方の接点８０
   の第２ホルダ８１は、それぞれのプリント回路板
   ６０，６０ａに高周波半田付されておりかつ接点
   １０の結合可能なブラシは、他の接点８０の結合
   可能なブラシと係合し、これら接点を各回路板の
   所定のプリント回路と選択的に相互接続するよう
   にしたことを特徴とする、電気回路の第１電気回
   路通路を第２電気回路通路に接続する電気コネク
   タ装置。 ５ 上面７２と底面７４とこれら面間に延び回路
   板６０の開口６６と一致して位置する複数の通路
   ７６とを有し絶縁材料から成る相互接続装置７０
   を供給する工程と、ワイヤ端部の一方３４を包囲
   しかつこの端部からわずかに突出し、他のワイヤ
   端部３２を露出するように、半田付に適していな
   い材料から成るスリーブ４０をホルダ２０の一端
   ２５に取りつける工程と、スリーブ４０が底面７
   ４から前方に突出しワイヤの他端３４が相互接続
   装置７０の通路７６内を延びているようにスリー
   ブ４０とともにホルダ２０を通路７６の１つに取
   りつける工程と、ホルダの半田付に適した一部と
   スリーブが回路板の底面６４から突出するように
   相互接続装置７０の底面７４を回路板６０の上面
   ６２上に重ねる工程と、半田をホルダの半田付に
   適した部分に付けて電気的及び機械的に接続する
   一方スリーブには半田をつけないように回路板の
   底面を高周波半田付する工程とから成り、上面６
   ２と底面６４とこれら面間に延びる複数の開口６
   ６と上記面の一方にプリントされた回路とを有し
   絶縁材から成る回路板６０と、半田付に適した材
   料から成るホルダ２０と各端部３２，３４の中間
   がホルダ内に固定された複数の導電材ワイヤ３０
   を含む電気接点１０とを有するモジユールコネク
   タ装置５０の製造方法。