JPH0362468A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気コネクタに関し、且つ特にコネクタが回路
盤の一体部品として成形されている印刷回路盤へ直接に
取付けるためのコネクタに関する。

（従来の技術） 現在、印刷回路盤の電気的パッケージ化において、入力
／出力コネクタは、もしそれらが電気的接続部のたわみ
部分であるならば印刷回路盤と別体の装置である。時に
は、印刷回路盤の縁部、即ち舌部は電気的接続部の一部
分であるが、それはたわまない、即ち、それは機械的イ
ンタフェースの変更に適合しない。この責務は電気的接
続のたわみ部材の責任である。複数接続及び断絶のため
に設計された全ての電気コネクタは少なくとも１つのた
わみ部材を有しなければならない。しばしば金属ばねで
あるたわみ部材は、それ自体とそれが接続する他の部材
との間に一定量のインタフェース圧力即ち垂直力を発生
し且つ維持することを必要とする。この垂直力は、製作
公差、組立公差、温度変化による膨張及び収縮、並びに
衝撃や振動のような物理的外乱の変化する状態のもとて
維持されねばならない。他の部材はたわみ性をもつこと
ができ又はもたないことがある。

たわみ部材は通常は銅合金のような導電性材料で作られ
る。それ故、たわみ部材は一般的にそれ自体を通して電
流を通す。この導電性材料はばねに機械加工され又は成
形され且つ一般的に錫又は金のような保護導電性被膜で
めっきされる。

電気的接続の他のたわみ部材は、圧縮される時に接続の
ために充分な垂直ツノを提供するエラストマー（ゴム状
の）材料で作られている。材料は最初非導電性であるの
で、それはそれに導電性材料を選択的に含浸することに
よって又（よ導電路を通すフィルムシートを上に重ねる
ことによって導電性にされる。別の構成即ちエラストマ
ーコネクタはエラストマー材料の周りに巻かれた金属ス
トラングを使用している。エラストマー材料は、金属の
導電性被膜がエラストマーコネクタが作用を受ける圧縮
及び膨張によって亀裂するので、金属ばねで使用される
金属導電性被膜で直接にめっきされない。

上述した印刷回路盤のための人力／出力コネクタの異な
る形式は素子を構成するため及び素子をそれらの種々の
最終構成に組立てるために多くの製作作業を必要とする
。追加の組立コストはそこではこれらのコネクタを印刷
回路盤へ取付けるために必要とされる。

成形及び選択的めっきによって印刷回路盤を構成する考
えは知られている。銅クラツドガラスエポキシの平らな
積層品から始めるよりはむしろ、成形回路盤の基板が成
形加工によって製作される。

この成形加工は構造に種々の三次元的特徴をもたせるこ
とを可能にする。通常の平らな板に三次元的特徴をもた
せるために、これらの特徴は別々に製作され（例えばボ
ス又はブラケットを）且つ後で第２の加工によって取付
けられ又は合体されねばならない。

成形された構造はそれに導電性表面を選択的に適用する
ことによって更に加工される。該加工はサンドプラスチ
ング又は研磨のような機械的手段によって又は成形構造
への導電性層の付着性を増すように成形構造の表面に作
用する化学的手段によって表面を粗くすることからなる
０表面は次に幾つかの製作作業を通して１つ又はそれ以
上の導電性層で選択的に被覆される。成形された回路盤
は次に最も頻繁にははんだ付けによって、たの方法では
導電性接着剤によって電気的に相互連結される構成部品
を取付けられることができる。

本発明はたわみばね及びこれらばねのための剛固な保護
ハウジングと一緒に回路盤を成形することに関する。い
ま述べた成形方法は１つの作業ステップ程度に少ないス
テップで行われることができる。たわみばねは成形回路
盤へ取付けられ且つそれから延びる片持梁のように成形
される。これらのたわみばねは成形回路盤の電気人力／
出力コネクタとして作用する。

ばね部材としてブラスチンク類を使用することは、それ
らが金属と同様に応力に対して応動しないので相当な注
意を要する。応力を受けたポリマーと金属との間の第一
の相違は、ポリマーでは時間と共により大きな応力緩和
があることである。

より新しく加工されたポリマーが試験され、且つ時間に
わたって起こる応力緩和の量を予測できるデータが得ら
れた。予測される値はたわみ及び温度の異なる条件で変
化する。この応力緩和の予測可能性は本発明のための基
本である。

本発明の要素は片持梁の形状に成形加工で作られた非導
電性たわみ部材である。梁は次に銅、ニッケル、錫又は
金のような導電性材料で直接にめっきされる。これらの
ばねは全く小さく、他の通常のコネクタインタフェース
と組合うように設計される。そのような小さい部材は設
計限界を越えるたわみによる破損を防止するように物理
的に保護されることは必要である。そのようなたわみは
意図された方向以外の方向へ又は意図された方向へ設計
量よりも大きい量までなることがある。そのようなたわ
みは保護胴又はハウジングによって制限されることがで
きる。更に、梁上の導電性表面は表面上の薄いめっきの
破損又は亀裂を防止するために過大にたわむのを制限さ
れねばならない。

保護上の制限は、保護障壁又はハウジングを、もしその
ような障壁が非常に正確に配置されることができるなら
ば、ばねに近接して配置することによって行われること
ができる。

本発明の別の要素はばねに近接して配置された非導電性
材料で製作された正確に配置された剛固な保護障壁又は
ハウジングである。障壁をばねに関して非常に正確に配
置するために、障壁は製作作業中にそれらのばね上に整
合される。保護障壁又はハウジングは成形によってばね
と同じ製作方法によって作られる。好適な方法は同じ材
料のハウジングを同じ金型中でばねと同じ時間で成形す
ることである。またそれは同様な非導電性材料の第２の
成形作業中に成形によって行われることができる。この
場合、ハウジングは第２の金型キャビティ中で又は同じ
金型の金型キャビティ中でばねに関して注意深く且つ特
別に配置されねばならない。それにもかかわらず、この
注意深い配置はハウジングが異なるステップにおいてで
あるがばねと同じ方法で作られるので行われている。

（発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段） 本発明は、複数個の受入れ開口をブロックパターンで有
し、回路構成パターンを上に形成して有する印刷回路盤
用電気コネクタ受容体に関する。

更に詳しくは、本発明は表面を導電性にするように表面
処理によって金属化された接地又は導電性表面を有する
受入れコネクタ受容体に関する。各受入れコネクタ受容
体はコネクタ受容体と同時に成形された熱可塑性樹脂の
たわみばねを有する。

各たわみばね部材の周りに成形保護ハウジングがある。

該保護ハウジングは接続ポスト又はヘッダピンが挿入さ
れた時にばね部材のたわみを制限する。保護ハウジング
及びたわみばねは回路盤へその一体部品として成形され
ることができる。

それ故、導電性金属対金属接触部において対応する嵌め
合い接点と信頼性をもって嵌め合うたわみばね導電性接
点を提供することは本発明の目的である。

２つの導電性接点部材を嵌め合うための受容体コネクタ
であって、該導電性接点部材の一方が他方の接点部材、
即ち挿入又は指状部材と係合するための導電性ばね接点
を受容体ハウジングと一体にその中に成形し−で有する
受容体又は穴状部材の部分である受容体コネクタを提供
することは本発明の別の目的である。

本発明の目的として、各受容体又は穴状部材の外方ハウ
ジングが挿入部材の挿入時にたわみばねのたわみに対す
る物理的障壁として行うことを提供することは意図され
る。

本発明の別の目的は、設計限界を越えるたわみばねのた
わみ過ぎを防ぐために、そうでなければ非導電性材料の
剛固な保護障壁又はハウジングを同時に且つ同じたわみ
ばね製作方法によってたわみばねに近接して設けること
である。

本発明の更に別の目的は、ばねの製作と同じ方法でたわ
みばねの周りに又はそれに近接して剛固な保護障壁又は
ハウジングを製作する方法、即ち障壁又はハウジングが
同じ非導電性材料で同じ金型中で且つたわみばねの成形
と同時に成形される方法を提供することである。ハウジ
ング及びばねの成形後、たわみばねの選択的めっきがそ
れを導電性にし且つそれが成形される印刷回路盤への電
気的接続を備える。

代替的に、ハウジング又は障壁は同様な非導電性材料の
第２の成形作業で成形されることができる。このニステ
ップ方法は、第２の金型キャビティ中で、又はハウジン
グ及びばねが整合され且つ成形によって製作された同じ
金型の他の金型キャビティ中で、ハウジングをたわみば
ね部材に関して注意深く配置することを必要とする。

本発明のより良い理解並びに本発明の追加の利益及び目
的は、詳細な説明及び添付図面を参照することによって
当業者に明らかになろう。

（実施例） 本発明の一実施例において、導電体は第１図、第２図、
第３図及び第４図に示すように接触する。

受容体は制限体又は物理的障壁としても作用する概ね矩
形又は円筒系のハウジング−障壁を含む。

受容体コネクタは典型的な指状又はピン状の嵌め合うコ
ネクタ構成部品を収容し且つ受入れるようになっている
。個々の受容体コネクタは内部に配置された平行なたわ
みばね粱１及び２の周りに空間的に配置されたハウジン
グ−障壁２１を有する。

平行なたわみばね梁ｌ及び２は、それぞれがハウジング
−障壁の内方基部上で終端する対向した片持梁である。

前記たわみばねは、対向した片持梁にされた側部の間の
空間２４中への接続ピン９１の挿入を一層容易にし且つ
案内するために形成された湾曲をもって可撓性接続端を
それらのぞれぞれの自由端に構成している。たわみばね
の間の空間は挿入部材よりも僅かに小さい横断面積を有
し、それにより２つの部分の嵌合はそのＬの導電性表面
の確実な接触を行うために充分な力を有する。

梁ｌ及び２の接触部分８及び９は金のような優れた導電
特性を有する金属で薄くめっきされ、かつカード縁台部
のような嵌め合う接触要素９ｉと嵌め合うように構成さ
れている。接触部分８及び９は梁１及び２の内側面上で
それぞれ互いに離れて且つ向い合って空間的に配置され
ている。好ましくは、与えられた意図される使用のため
に、対向した面８及び９の空間的分離は嵌め合う接触要
素９１の有効幅よりも僅かに小さい。前記空間的分離は
梁ｌ及び２のたわみを生じさせるに充分である。これは
嵌め合う接触要素を接触面８及び９の間で所定の位置に
しっかり保持する緩和を伴う。

第２図及び第３図において、挿入のための嵌め合う要素
の方向は梁１及び２と平行である。これに対して、第４
図においては、導電性表面６１及び６２との挿入又は接
触方向は梁を分離する空間４２中で湾曲した梁５３及び
５４と平行であることができる。代替的に、挿入方向は
湾曲した梁５３及び５４に対して垂直であることができ
る。梁５３及び５４を分離する空間４２中への線、ビン
又は類似物の水平方向の挿入による。梁のたわみは許容
され且つハウジング−障壁５１及び５２によってだけ制
限される。

第２図及び第３図での接触部分８及び９又は第４図での
接触部分６１及び６２は好ましくはハウジング−障壁の
壁と平行に且つそれに対して内側に配置されるようにハ
ウジング−障壁と共に構成される。ハウジング−障壁は
比較的小さい距離だけたわみばねから分離されている。

ハウジング障壁は嵌め合う要素がたわみばね梁の間に挿
入された時にたわみばね梁１及び２又は５３及び５４の
過大なたわみ又は水平方向変位を停止するように作用す
る。

本発明の必須の要素は非導電性材料でたわみばねに近接
して製作された剛固な保護ハウジング障壁であり、それ
らは両方共に同じ方法で製作される。たわみばねの水平
方向の変位がそれぞれのたわみばねの背面と剛固なハウ
ジング−障壁との接触を生しることを予期される時、た
わみばね梁全体又はその選択的に内部の対向した表面は
導電性材料で金属化され、且つ障壁−ハウジングは金属
化されない０代替例として、もし剛固なハウジング−障
壁が導電性であり且つハウジングが異なる電位を有する
複数の接点を含むならば、ハウジングのこれらの部分は
ハウジング−障壁接触領域の間に非導電性障壁又は領域
を残すハウジングの選択的めっきの適当な方法によって
選択的に絶縁される。ハウジング−障壁の選択的金属化
部分のこの系は接点の短絡を防止するために必要である
。

第４図は別の好適な実施例を示し、そこではハウジング
−障壁５５及び５６はハウジング−障壁を２つの部分５
５及び５６に分離するように長手方向分離を間に有する
内側同心状片持梁５３及び５４を有する実質的に円形の
形状であり、且つたわみばね梁５３及び５４を分離する
協働する平行な細長い溝４１及び４２はピン又は線のよ
うな導電要素を横断方向に挿入することを許す。梁５３
及び５４の内方表面６１及び６２は導電性になるように
金属化される。金属化された表面６１及び６２は回路盤
７１上の導電性ストリップ７２と接触する。

それ故、本発明は接地インサートを有する嵌め合うモジ
ュラ−ユニットを相互接続するための電気コネクタであ
り、該電気コネクタは相互接続する嵌め合う部材の間の
共通の接触表面全体を導電性にするように表面処理によ
って金属化された成形ポリマーのハウジング又はコネク
タ胴を含む。

相互接続する嵌め合、う部材は、導電性である挿入又は
指状部材とコネクタ胴中に形成された対応する受入れ又
は穴状部材とからなる。受入れ部材は挿入部材がその上
の導電性表面と充分に且つしっかり接触するのを可能に
する内方形状を有する。

受入れ又は穴状部材はコネクタ胴又はハウジング内での
制限されたたわみを可能とする少なくとも１つの成形さ
れたたわみばね部材を有する。好適な実施例では、受入
れ又は穴状部材はコネクタ胴又はハウジング内での制限
されたたわみを可能とする一対の対向したたわみばね部
材を有する。それ故、本発明は片持梁状に形成され且つ
対応する挿入又は指状部材と嵌め合う電気コネクタとし
て作用するたわみばねを備える。

たわみ部材は成形加工でばねに成形された非導電性材料
で作られる。挿入部材に対応する接続領域で導電性にな
るために、たわみ部材は銅、ニッケル、錫、金又は銀の
ような導電性材料で選択的にめっきされる。

たわみばねは小さく、たわみばねを収容する穴又はハウ
ジング中へ挿入される他の通常のコネクタインタフェー
スと確実に嵌め合うように設計される。そのように小さ
いたわみばね部材はインサートがそれに嵌め合わされた
時に過大なたわみから物理的に保護され、その上の薄い
導電性めっき又はたわみばね自体の基部の破損、亀裂又
は他の損傷を防止することは必要である。たわみばねは
片持梁と同様であるので、梁が設計限界を越えて又は設
計時に意図した方向以外の方向へたわむのを防止するた
めに注意をしなければならない。そのようなたわみは剛
固な保護障壁又はハウジングによって制限される。

この故に、過大なたわみ及び意図した方向からのたわみ
の制限は、剛固な保護障壁又はハウジングを可撓性たわ
みばねに近接して配置することによって行われる。これ
はそのような障壁又はハウジングを可撓性たわみばねの
周りにたわみばねに近接して且つそれから空間的に離間
して正確に配置することによって行われることができる
ゆ障壁又はハウジングをたわみばねと近接した空間的関
係で非常に正確に配置するために、整合が障壁−ハウジ
ングをばねと直接的な関係で所定の位置に製作すること
によって行われるべきであることは判明している。好ま
しくは、ハウジング又は障壁及びたわみばねは同じ加工
で同時に整合され且つ製作される。好適な製作方法はた
わみばねの成形加工と同時に同じ金型中で同じ材料でハ
ウジング又は障壁を成形することである。また、製作は
たわみばね成形後第２の成形作業で同様な非導電性材料
でハウジング又は障壁を成形することによって実行され
ることができる。同様に、この場合、ハウジング又は障
壁は同じ金型中の第２の金型キャビティ又は別の金型キ
ャビティ中でたわみばねと相対的関係で注意深く且つ特
別に配置することを必要とする。結果はハウジング又は
障壁の内側に配置されたたわみばねと近接した空間的関
係でハウジング又は障壁を注意深く整合されるにちがい
ない。

たわみばねは定義では弾性を有する。個々のたわみばね
の弾性は嵌め合うインサート導体のための抵抗性ある挿
入力を備える。対で使用される時、嵌め合う導体は個々
のたわみばねとたわみの制限された距離との間の距離よ
りも大きい横断面積を有する。各たわみばねのたわみ距
離はたわみばねとハウジング−障壁との間の距離に関し
て空間的形状によって限定され又は制限される。単一の
たわみばねが使用される時、嵌め合う導体は、個々のた
わみばねと固定又は静止対向表面との間の距離よりも大
きいが個々のたわみばねと固定又は静止対向表面の間の
距離と制限されたたわみ距離とよりも小さい横断面積を
有する。たわみばねのたわみ距離はハウジング−障壁に
対するたわみばねの空間的形状によって制限される。嵌
め合うインサートはハウジング−障壁内に配置されたた
わみばねの間の空間中の開口内に圧縮可能に受入れられ
る。圧縮の力はたわみばねの内面とインサート嵌め合い
導体との間に導電性表面を形成する助けをする。

個々のたわみばねは、蒸着、スパッタリング、写真陰画
又は写真陽画マスキング、電気化学的めっき等によって
内側接触表面上に選択的にｗｔ膜され得る非導電性成形
プラスチックで構成されるように意図される。そのよう
な準備された弾性を有する成形可能な熱可塑性樹脂のた
わみばねは導電性インサートへの電気的接続を可能にす
る。ポリエーテルスルホンのような高温熱可塑性樹脂は
種々の方法で金属化めっきに有利な適当な特性を有する
ことが判明している。それは例えば化学的付着方法及び
写真マスキング又は導電性金属の電着方法による。金属
化可能でもあるこの熱可塑性樹脂は本発明でうまく採用
されるために必要なばね力を備える。

従って、本発明に従い弾性熱可塑性樹脂を採用し且つ導
電性インサートを受入れる改良された電気コネクタの構
造がここで説明されたことは理解され得る。同時に、高
い信頼性を有し且つ安定な電気的接続がたわみばね及び
ハウジング又は障壁を互いに近接して空間的関係で珪つ
単一の一部片の一体構造で配置する構造によって作られ
る。

上述した発明の多くの変更が可能である。角度、めっき
材料、これまで知られていないが望ましいクリープ及び
応力特性を有する構造材料及び／又は必要とされる適当
な特性を有する他のプラスチックのような変更したもの
の使用は特許請求の範囲の範囲内であると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は印刷回路盤上の所定の位置にあるたわみばねを
もつ受容体コネクタの斜視図であり、第２図は片持梁が
接続部材の挿入に先立って応力を加えられていない受容
体コネクタのハウジングのクローズアップ詳細図であり
、第３図は第２図の平面Ａ−Ａに沿う側面図であって、
単一のたわみばね及びその対応する保護ハウジング−障
壁の内部構成を示す図であり、第４図は独立型のたわみ
ばね部材の別の好適な構成のクローズアップ詳細斜視図
であって、障壁に対するたわみばねの空間的関係を有す
る内部構成を示す図である。 １．２・・・たわみばね梁、８．９・・・接触部分、２
１．５１，５２．５５．５６・・・ハウジング−障壁、
２４．４２・・・空間、５３．５４・・・湾曲した梁、
６１． ６２・・・導電性表面、 ７１・・・印刷回路盤、７２ ・・・導電性ストリップ、 １・・・接続ピン。 Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分離可能な導電性部材を接続するための電気コネク
   タであって、 少なくとも１つの受容体開口を有する剛固なハウジング
   −障壁を備え、 前記受容体開口がそれに対して内部に、導電性の相補し
   た嵌め合う部材と係合する少なくとも１つの導電性片持
   梁状にされたたわみばね部材を有し、 前記たわみばねが前記ハウジング−障壁の一体的内部部
   分として成形され且つ前記ハウジング−障壁の内部から
   離れる方へ近接して空間的に配置されている、 電気コネクタ。 ２、たわみばねが一端において弾性的に片持梁状にされ
   、且つたわみの際にハウジング−障壁との接触により物
   理的に制限されるようにその中で離間されている請求項
   第１項に記載の電気コネクタ。 ３、一対の平行なたわみばねがハウジング−障壁の受容
   体内で内側に配置され、且つ嵌め合う導電性部材をその
   間に挿入することによって受入れるようにその中で空間
   的に配置され、且つたわみの際にハウジング−障壁との
   接触により物理的に制限されるようにその中で空間的に
   配置されている請求項第１項に記載の電気コネクタ。 ４、対にされたたわみばねが嵌め合う部材の横断面積よ
   りもやや小さい距離だけ離間され、且つ前記たわみばね
   のたわみの距離が剛固なハウジング−障壁との係合によ
   って非破壊的距離に制限される請求項第３項に記載の電
   気コネクタ。 ５、ハウジング−障壁及びたわみばね部材が同じ熱可塑
   性樹脂材料で連続した一体部品として成形される請求項
   第１項又は第３項に記載の電気コネクタ。 ６、ハウジング−障壁及びたわみばね部材が二ステップ
   成形加工によって一体化されたユニットとして成形され
   る請求項第１項又は第３項に記載の電気コネクタ。 ７、ハウジング−障壁及びたわみばね部材が二ステップ
   成形加工で同様な熱可塑性樹脂材料で成形される請求項
   第６項に記載の電気コネクタ。 ８、たわみばねが導電性になるように金属化されるが、
   ハウジング−障壁は非導電性に維持される請求項第１項
   に記載の電気コネクタ。 ９、導電性の嵌め合う挿入部材を受入れるための開口を
   有する剛固なハウジング−障壁を備え、前記開口によっ
   て少なくとも１つの金属化された片持梁状にされたたわ
   みばねが空間的に配置され且つ前記挿入部材を受入れ且
   つそれと係合協働するように構成され、前記ハウジング
   −障壁の一体部品である前記たわみばねが成形によって
   同時に同様な材料で製作され、前記たわみばねが挿入部
   材上に力を加えてその間に導電性インタフェースを達成
   するように弾性的に可撓性を有し、たわみばねのたわみ
   がハウジング−障壁に対するたわみばねの近接した空間
   的配置によって制限される多位置電気受容体コネクタ。 １０、ハウジング−障壁及びたわみばねが同じ熱可塑性
   樹脂材料から成形され且つたわみばねが前記ハウジング
   −障壁の一体部品である請求項第７項に記載の電気受容
   体コネクタ。 １１、コネクタが印刷回路盤の一体部品である請求項第
   ２項、第４項、第７項、第８項、第９項及び第１０項の
   いずれかの１項に記載の電気受容体コネクタ。 １２、たわみばねが金属化され且つ前記印刷回路盤上の
   導電性ストリップへ連結される請求項第１１項に記載の
   電気受容体コネクタ。 １３、たわみばねが嵌め合う部材の挿入時に制限する障
   壁として当接するハウジング−障壁を有する請求項第１
   項、第２項、第３項、第４項、第７項、第８項、第９項
   、第１０項、第１１項及び第１２項のいずれかの１項に
   記載の電気受容体コネクタ。