JPH07176352A

JPH07176352A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JPH07176352A
Application number: JP6224652A
Authority: JP
Inventors: Billy E Olsson; エリックオルソンビリー
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1995-07-14
Also published as: EP0644626A3; US5370556A; EP0644626A2

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度のコンタクトを有し相互に嵌合するプ
ラグ及びリセプタクルコネクタの誤嵌合を効果的に阻止
するキー付き電気コネクタを提供する。【構成】電気コネクタは、コンタクトが配列されたプ
ラグハウジング２６とリセプタクルハウジング１６を有
する。これらの対向する両側壁（２８、３０；１８、２
０）には対向する開口（５２、５３；３６、３７）が形
成され、その中にキー部材（４０、５１；５４、５６、
５８）が挿入される。一方のキー部材（４０、５１）に
は突起（４４）が形成され、他方のキー部材（５４、５
６、５８）には溝（６２、７２）が形成されている。こ
れらキー部材（４０、５１；５４、５６５８）は対角
位置に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、嵌合されるべきでない
コネクタ同士の誤嵌合又は部分的な嵌合を防ぐことがで
きるキーシステムを有する超高密度の電気コネクタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】相互接続される多数のモジュール又はユ
ニットを有する電気機器において、嵌合されるべきプラ
グとリセプタクルの対を一義的に決定するキーシステム
が望まれている。このようなシステムは業界で多く用い
られている。このようなシステムは、一般的には、相互
にするコネクタ半体壁の肉厚を増して、その壁内に成形
されるか、又は簡単に既存の壁の表面にキー構造を設け
ることによって得られる。一例として、米国特許第４、
７６４、１２９号が挙げられる。ここでは、幅が可変の
プラグキーとやはり幅が可変の対応リセプタクル開口を
形成された嵌合コネクタハウジング半体が開示されてい
る。他の例として、米国特許第４、３７６、５６５号が
開示する嵌合電気プラグハウジング及びリセプタクルハ
ウジングにおいて、キー構造がプラグ壁の外側に設けら
れ、プラグキーを受容する開口がリセプタクル壁の突起
部に設けられている。さらに他のキー配置として、プラ
グとリセプタクルの組合せを一義的に決定するために、
コネクタ半体のそれぞれに設けられる分離式キー構造が
挙げられる。このキー構造の例として、米国特許第５、
０４４、９９４号が挙げられる。そこに開示されている
小形の高密度コネクタにおいて、プラグは一対のフラン
ジによって外壁に固定されたキーを有し、リセプタクル
は壁の内面に固定された対応キー（嵌合時にプラグキー
と対向する）を有する。リセプタクルキーとプラグキー
は、互いに嵌合されるような溝と突起の組合せを有して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の分離式キー構造は、キーを受容するというそれだけ
のために、コネクタの幅を広げる必要がある。また、全
てのキーがコネクタの同じ側にあるので、コネクタのキ
ーのない側の端部に沿ったコンタクトの誤嵌合を防ぐこ
とができない。なお、このような誤嵌合は、コネクタの
コンタクトだけでなく回路基板の回路及び関連機器にも
悪影響を与える。

【０００４】そこで、本発明は、リセプタクルコンタク
トに対するプラグコンタクトのコネクタの縁部又は端部
に沿った誤嵌合又は部分的な嵌合を効果的に防ぐコネク
タキー配置を有する電気コネクタを提供することを目的
としている。さらに、本発明は、キーを収容しても、そ
れに伴う回路基板上に付加的な空間を形成せず、コネク
タの寸法を大きくする必要のないキー配置を有する電気
コネクタを提供することを目的にしている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の電気コネクタは、嵌合方向に広がる、所定の
厚みを有する側壁がそれぞれに形成された互いに嵌合す
るプラグ及びリセプタクルと、該プラグ及び該リセプタ
クルの誤嵌合を防止するキーとを備えた電気コネクタに
おいて、前記キーが、嵌合方向に延びる溝を有する第１
キー部材と、前記溝に挿入される突起を有し、前記第１
キー部材に嵌合する第２キー部材とを備え、前記第１キ
ー部材及び前記第２キー部材が互いに嵌合する位置にこ
れら第１キー部材及び第２キー部材をそれぞれ受容する
第１開口及び第２開口が、前記プラグ及び前記リセプタ
クルの前記側壁の互いに摺動する側面に形成されてなる
ことを特徴とするものである。

【０００６】上記の目的を達成するために、本発明の、
プラグとリセプタクルを備えた電気コネクタは以下に述
べる特徴を有する。すなわち、プラグとリセプタクル
が、それぞれ、電気コンタクトが配列されたハウジング
を備え、プラグの各コンタクトがリセプタクルの各コン
タクトと嵌合する電気コネクタにおいて、嵌合中にリセ
プタクルに対してプラグを適切に方向付けする第１キー
配置と、プラグを所定のリセプタクルとのみ嵌合させる
第２キー配置が設けられる。第２キー配置は、リセプタ
クルハウジングの第１側面に第１開口を、そして、第１
側面と対向する第２側面に第２開口を有する。また、第
３開口は、プラグハウジングの第１側面に、プラグハウ
ジングとリセプタクルハウジングが嵌合されたときにリ
セプタクルハウジングの第１開口と実質的に対向するよ
うに設けられる。さらに、第４開口は、プラグハウジン
グの第２側面に、プラグハウジングとリセプタクルハウ
ジングが嵌合されたときにリセプタクルハウジングの第
２開口と実質的に対向するように設けられる。コネクタ
は、１対の第１キーと１対の第２キーを備えている。第
１キーは各々、第１及び第２開口のいずれか、又は第３
及び第４開口のいずれかにあり、予め選択された位置に
開口に延出する突起を有する。また、第２キーは各々、
第１及び第２開口と、第３及び第４開口のうちの上記と
対向する開口にあり、上記の突起を受容する空洞を有す
る。そして、第１キーの突起が第２キーの空洞にそれぞ
れ受容されたときのみプラグとリセプタクルの各ハウジ
ングが嵌合されるように、突起と空洞は各々任意に選択
される複数の位置の１つに位置決めされる。

【０００７】さらに詳細に述べると、本発明の電気コネ
クタは、プラグハウジングを有する嵌合プラグと、リセ
プタクルハウジングを有するリセプタクルを備え、プラ
グ及びリセプタクルは各々それらの間の電気接続のため
の嵌合可能な電気コンタクトを有し、さらにリセプタク
ルに対してプラグを適切に方向付ける第１キー配置と、
所定のリセプタクルに対してプラグを適切に嵌合する第
２キー配置を備えている。本発明において、前記第２キ
ー配置は、リセプタクルハウジングの対向側壁に第１開
口を備え、また、プラグハウジングの対向側壁に第２開
口を、プラグハウジングとリセプタクルハウジングが嵌
合されたときに実質的に第１開口と対向するように備え
ている。さらに、前記第２キー配置は、第１開口に嵌着
される、予め選択された位置に突起を有する第１キー
と、第２開口に嵌着され、前記突起を受容するために予
め選択された位置に設けられた溝を有する第２キーを備
えている。こうして、突起と溝は各々任意に選択された
複数の位置の１つに位置決めされ、プラグハウジングと
リセプタクルハウジングは、第１キーの突起が第２キー
の溝にそれぞれに受容されたときのみ嵌合される。

【０００８】

【作用】本発明の電気コネクタによれば、プラグ及びリ
セプタクル双方の側壁の互いに摺動する側面の、第１キ
ー部材及び第２キー部材が互いに嵌合する位置に、第１
キー部材及び第２キー部材をそれぞれ受容する第１開口
及び第２開口が形成されており、これら第１開口及び第
２開口に第１キー部材及び第２キー部材が挿入される。
従って、プラグとリセプタクルを嵌合するに当たって
は、第１キー部材と第２キー部材が嵌合されることとな
る。このため、第１キー部材又は第２キー部材が嵌合で
きないときは、プラグ又はリセプタクルが所定のものと
は違うものであると判断でき、誤嵌合を防ぐことができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の電気コネクタ
の一実施例を詳細に説明する。リセプタクル１２と嵌合
プラグ１４を有する電気コネクタ１０が図１に示され、
それらの各嵌合面は図２及び図３に示される。図２に特
に示されるように、リセプタクル１２は、内部空洞２１
を形成する対向側壁１８，２０を有する絶縁ハウジング
１６（リセプタクルハウジング１６）を備えている。な
お、このリセプタクルハウジングの内部のコンタクト空
洞及び他の特徴は図示されていない。長方形の開口２２
がリセプタクルハウジング１６の一端に形成され、一対
のＬ字形の開口２４がその他端に形成されている。プラ
グ１４は、図３に特に示されるように、対向側壁２８，
３０を有する絶縁ハウジング２６（プラグハウジング２
６）を備えている。この対向側壁２８，３０は、プラグ
がリセプタクルに嵌合されるとき、リセプタクルハウジ
ング１６の内部空洞２１内に密接に嵌着されるように離
間されている。なお、プラグハウジングのコンタクト空
洞及びその他の特徴は図示されていない。プラグとリセ
プタクルの各ハウジングが嵌合されるとき、側壁１８は
側壁２８と隣接し、側壁２０は側壁３０と隣接する。図
３に示されるように、プラグハウジング２６は、その一
端に長方形の突起３２、そして他端に一対のＬ字形の突
起３４を備えている。これらの突起３２，３４は、プラ
グがリセプタクルに嵌合されるとき、開口２２，２４内
に密接に嵌着されるような寸法を有する。これらの突起
及び開口は、嵌合中、プラグとリセプタクルに適切な方
向性を与える方向付けキーシステムである。

【００１０】次に、第２キーシステムについて説明す
る。このシステムは、プラグが所定のリセプタクルに対
してのみ嵌合するように、プラグハウジングを所定のリ
セプタクルハウジングと一義的に結合させる。リセプタ
クルハウジング１６は４つの開口を備えている。すなわ
ち、図２に示すように、開口３６と開口３７が側壁１
８，２０に設けられている。各側壁の開口３６，３７
は、それらがハウジングの両端部に隣接するように、ま
た対向側壁の開口と対向して実質的に心合わせされるよ
うに、離間されている。２つの開口３６は、後述の理由
により、対角位置に設けられている。開口３７について
も同様である。図４及び図５に示すように、第１リセプ
タクルキー４０は１対の側耳４２と中心突起４４を有し
ている。第１リセプタクルキー４０は、リセプタクルハ
ウジング１６内の開口３６，３７のいずれかに緊密に嵌
合されるような寸法を有する。１対の低い突起４６は、
キーが開口に挿入されたときにわずかに締まりばめされ
てキーが適切な位置に保持されるように、耳４２の側端
に形成されている。開口３６，３７は、ハウジング側壁
の内面に形成された溝であり、耳４２を受容して開口内
にキーを保持するアンダーカット４８を備えている。開
口３６，３７は各々、キー４０が着座される肩部５０で
終端している。各キー４０の突起４４は、後述の理由に
より、リセプタクルハウジング１６の内部空洞２１内に
延出している。第２リセプタクルキー５１は、図６に示
すように、突起４４が左に移行している点を除けばキー
４０と同じである。

【００１１】プラグハウジング２６は４つの開口を備え
ている。すなわち、図３に示すように、側壁２８，３０
の各々に開口５２，５３が設けられている。各側壁の開
口５２，５３は、それらがハウジングの両端部に隣接す
るように、またプラグハウジング２６がリセプタクルハ
ウジング１６に嵌合されるとき開口３６，３７と対向し
た位置にあるように、互いに隣接している。開口５２は
対角位置にある。これは開口５３についても同様であ
る。１対の側耳６０を有する、３つのプラグキー５４，
５６，及び５８が、それぞれ、図７、図８および図９に
示されている。プラグキー５４は、１対の耳６０の間の
中心に、リセプタクルキー４０の突起４４を受容可能な
幅と深さを有する溝６２を備えている。プラグキー５
４，５６，及び５８はいずれもプラグハウジング２６の
開口５２あるいは開口５３に緊密に嵌着され、キー４０
の突起４６の場合と同じように締まりばめに使われる低
い突起５９を耳の端部に備えている。開口５２，５３
は、プラグキーが着座される肩部６８で終端している。
図９に示されるキー５８は、図７に示されるキー５４の
溝６２を左に移行することによって得られ、左側の耳６
０に隣接するラベット（案内溝）７０が形成されてい
る。プラグキー５８がプラグハウジングの開口５２内の
適所に配置されると、ラベット７０は、開口５２の端部
と協働してキー５４の溝６２と同じ幅を有する溝を形成
する。開口５２，５３は各々は、プラグキー５４，５８
が適所に配置されると、互いに整列された３本の長溝７
２（図３参照）、又は、ラベット７０と中心溝６２と協
働して別の２通りの溝（ラベットの位置による）を形成
する。ここで、キー５８は、開口５２，５３に、それら
に対して左右いずれかの方向で面するラベット７０を介
して嵌着され、その開口の左側又は右側に溝が形成され
る、という点に留意すべきである。

【００１２】本発明の電気コネクタの動作について、図
２、３、１０、１１及び１２を参照して説明する。図２
に示すように、一対のリセプタクルキー４０がリセプタ
クルハウジングの２つの対角位置にある開口３６内に挿
入される。他の２つの開口３７は空のままである。同様
に、１対のプラグキー５４が、そのプラグがリセプタク
ルに嵌合されたときにプラグキーがリセプタクルキーと
対向するように、プラグハウジング２６の対角位置の開
口５２内に挿入される。２つの空の開口５３には、この
位置に対応キー４０を持つリセプタクルとの嵌合を防ぐ
ために、溝のないプラグキー５６（図８参照）が挿入さ
れる。

【００１３】図１０は、嵌合直前の、垂直方向に位置合
わせされた状態のリセプタクル１２とプラグ１４の断面
図を示している。これは、図３に示される位置と実質的
に同じである。図１０には、一連の電気コンタクト７４
をプラグハウジング２６の空洞内に備える代表的な用途
でのリセプタクル１２とプラグ１４が示されている。図
において、コンタクト７４は、回路基板８０の主表面上
の回路パッド７８に半田付けされた半田尾部７６を有す
る。一連のアースコンタクト８２は回路基板の端部の開
口に突出する尾部８４を有し、回路基板のアース回路に
電気的に接続される。同様に、リセプタクル１２は、他
の回路基板９２のパッド９０に半田付けされた半田尾部
８８と、回路基板の穴に延出して回路基板９２のアース
回路と係合する尾部９６を有するアースコンタクト９４
を備えている。プラグとリセプタクルが嵌合されると、
通常の方法で、コンタクト７４とコンタクト８６が嵌合
し、アースコンタクト８２とアースコンタクト９４が嵌
合する。

【００１４】プラグ１４が、リセプタクル１２に対して
図１０に示されるような位置に到達すると、突起３２，
３４が長方形の開口２２及びＬ字形の開口２４（図１参
照）に入り、これによって、プラグはリセプタクルに対
して適当に方向付けされる。プラグの挿入がさらに続く
と、２つのプラグキー５４の溝６２が対角線上にある２
つのリセプタクルキー４０の突起４４を受容し、これに
より、そのプラグとリセプタクルが嵌合されてもよい所
定の対であるかどうかを確認できる。プラグ１４の挿入
は、図１１に示すように、リセプタクル１２に完全に着
座するまで継続される。（突起４４は図１０のリセプタ
クル１２の右側の最端部に見えているが、嵌合中は長溝
７２内にあってプラグ１４の開口５２には存在しないの
で、図１１において、それは隠れて見えない状態になっ
ている）。ここに示すように、プラグキー５４は対応す
るリセプタクルキー４０を完全に通過しているので、リ
セプタクルキーの突起４４はその突起のためのみに隙間
を設けている長溝７２内にある。図１２は、プラグ１４
と部分的に嵌合されたリセプタクル１２を示す断面図で
あり、それらが係合状態にあるときのリセプタクルキー
４０とプラグキー５４の関係を示している。図示したよ
うに、リセプタクルハウジング１６内の対角線上にある
開口３７は空のままであるが、プラグハウジング２６の
対向開口５３にはキー５６が挿入されている。これによ
り、この位置にキー４０又はキー５１を有するリセプタ
クルに対するプラグの挿入が防止される。

【００１５】図１３及び図１４は、図２及び図３とほぼ
同じ図であるが、２つの対角線上の開口３６内にキー４
０の代わりにリセプタクルキー５１が挿入され、また、
対応する開口５２内にキー５４の代わりにプラグキー５
８が挿入され、これにより、第２キー配置が構成され
る。２つのリセプタクルキー５１を１８０°回転して、
それらを対角位置にある開口３６に挿入することによ
り、突起４４は開口の反対側の端部に隣接する。そし
て、それに対応して、ラベット７０を突起４４の反対側
に移行させるようにプラグキー５８の位置を変更し、こ
れにより、第３キー機構を得られる（図示せず）。リセ
プタクルキーを対角線上の開口３６から開口３７に移動
させ、プラグキーを開口５２から対角線上の開口５３に
移動させることにより、図１５及び図１６に示される３
つの新たなキー配置が得られる。リセプタクルキー５１
はリセプタクルハウジング１６の開口３７内に挿入さ
れ、プラグキー５８はプラグハウジング２６の開口１６
に挿入され、これにより、第４キー配置が得られる。ま
た、前述した方法で、キー５１，５８をそれぞれ開口３
７，５３内で１８０°回転することによって、第５キー
配置が得られる。そして、最後に、キー５１，５８を、
開口３７，５３内で、キー４０，５４とそれぞれ取り替
えることによって、第６のキー配置が得られる。

【００１６】当業者にとっては明瞭なことだが、これら
のキー配置の１つで組まれたプラグは、他のキー配置で
組まれたリセセプタクルと嵌合しない。プラグの突起３
２，３４がリセプタクルの開口２２，２４に入って適切
な方向付けがなされた場合でも、２つのリセプタクルキ
ーの突起４４は対向するプラグキーの表面と係合して、
そのプラグがリセプタクル内にさらに挿入されるのを防
止する。これらの条件下で、最大の挿入量は、図１０に
示される挿入量である。なお、プラグのコンタクトはリ
セプタクルのコンタクトから十分に離間されているの
で、コンタクトが誤って相互接続される可能性はない。
仮にプラグの一端がリセプタクルの端部内に押し込まれ
ようとしても、キーがリセプタクルの両端にあるので、
貫通が避けられ、偶発的な相互接続を防ぐことができ
る。さらに、キー４０が対角線上で対向して位置してい
るので、プラグの片側のみを偶発的な相互接続を引き起
こすまでリセプタクルに押し込むことは不可能である。
この実施例においては、６つのキー配置しか示されてい
ないが、空間的な余裕があれば、キーと開口の幅を長く
して、突起４４と対応する溝６２，７２の設置位置を増
すことにより、さらにキー配置の数を増すことができ
る。なお、突起４４と溝６２は、設置位置が増すと、狭
くなる。しかし、この実施例において、部品の寸法が非
常に小さいので、キーの組合せが制限されている。例え
ば、リセプタクルハウジングの肉厚は約０．７６２ｍｍ
（約０．０３０インチ）に過ぎない。その壁に開口３６
を形成すると、約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）
の材料厚さしか残されないことになる。プラグハウジン
グの場合はさらに条件が悪く、肉厚が約０．６６０４ｍ
ｍ（約０．０２６インチ）しかなく、その結果、開口５
２が形成された後、約０．２０３２ｍｍ（約０．００８
インチ）の材料厚みしか残されていない。これらのコネ
クタの一実施例では、１インチ（２５．４ｍｍ）当り１
０４個の２列のコンタクトを有する。そして、このよう
な寸法が一般的になりつつあり、効果的なキー配置を妥
当なコストで製造するのが非常に困難になってきてい
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明の重要な効果は、非常に小さくか
つ高密度で、空間が著しく制限されているコネクタにお
いて、誤リセプタクルに対してプラグ端部の部分的嵌合
でさえ効果的に防止できる一義的なキー配置を有する電
気コネクタを提供することができる、という点にある。
また、キーは、必要なら、変更可能である。このキーは
プラグハウジングとリセプタクルハウジングの壁で形成
された開口内に配置されるので、キーに対して余分の空
間が必要でないばかりか、コネクタの寸法を大きくする
必要もない。これにより、回路基板の空間が重要な業界
において、回路基板の空間を確保することができる。キ
ーの開口は壁を貫通しないので、ハウジングの強度を犠
牲にすることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】リセプタクルと部分的に係合しているプラグを
示す、本発明の電気コネクタの一実施例の正面図であ
る。

【図２】リセプタクルの嵌合面を示す、図１に示される
リセプタクルの正面図である

【図３】プラグの嵌合面を示す、図１に示されるプラグ
の正面図である。

【図４】リセプタクルキーの側面図である。

【図５】図４に示すリセプタクルキーの上面図である。

【図６】他のリセプタクルキーの上面図である。

【図７】プラグキーの上面図である。

【図８】他のプラグキーの上面図である。

【図９】さらに他のプラグキーの上面図である。

【図１０】嵌合直前のプラグとリセプタクルを示す、図
１の線１０−１０に沿った断面図である。

【図１１】リセプタクルに完全に嵌合されたプラグを示
す、図１０と同様の図である。

【図１２】リセプタクルにさらに完全に嵌合されたプラ
グを示す、図１の線１２−１２に沿った断面図である。

【図１３】異なったキー配置を示す、図２と同様の図で
ある。

【図１４】異なったキー配置を示す、図３と同様の図で
ある。

【図１５】代替え位置にあるキーを示す、図１３と同様
の図である。

【図１６】代替え位置にあるキーを示す、図１４と同様
の図である。

【符号の説明】

１０電気コネクタ１２リセプタクル１４プラグ１８，２０，２８，３０側壁３６，３７，５２，５３開口４０，５１第２キー部材４４突起５４，５６，５８第１キー部材６２，７０溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の厚みを有する側壁がそれぞれに形
成された互いに嵌合するプラグ及びリセプタクルと、該
プラグ及び該リセプタクルの誤嵌合を防止するキーとを
備えた電気コネクタにおいて、前記キーが、嵌合方向に延びる溝を有する第１キー部材
と、前記溝に挿入される突起を有し、前記第１キー部材
に嵌合する第２キー部材とを備え、前記第１キー部材及び前記第２キー部材が互いに嵌合す
る位置にこれら第１キー部材及び第２キー部材をそれぞ
れ受容する第１開口及び第２開口が、前記プラグ及び前
記リセプタクルの前記側壁の互いに摺動する側面に形成
され、前記キー部材は前記プラグ及びリセプタクルの対
角位置の前記開口に配置することを特徴とする電気コネ
クタ。