JPH10500806A

JPH10500806A - プリント回路基板ソケット

Info

Publication number: JPH10500806A
Application number: JP7529941A
Authority: JP
Inventors: シュエルケ，ハリー; ウィルヘルムロヴィザ，ノエル
Original assignee: ジェームズクックユニヴァーシティオブノースクイーンズランド
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1998-01-20
Also published as: EP0761075A1; WO1995032605A1; AUPM583594A0; US5823800A; EP0761075A4

Abstract

(57)【要約】電気ソケットは、標準の自動プリント回路基板（PCB）製造技法を使用して、PCB に形成されている。ソケット（20）は、雄プラグの各ピン（11）に対応する３本脚の長穴開口部（22）を備える。長穴開口部（22）は、２つのカンチレバー部分（23）を形成し、これらカンチレバー部分（23）間に形成された長穴内に対応するピン（11）を受容する。この長穴は、対応するピン（11）よりも僅か狭い幅のものであるが、カンチレバー部分（23）は弾性的に可動であるので、長穴が、ピンをその中に受容し、かつ摩擦保持することができる。メッキされた接触面が、長穴の両側に形成されて、ピンと物理的および電気的な接触をする。変形ソケット（40）は、一体で形成される絶縁スイッチを備える。そのカンチレバー部分（41）は、ピン（11）がそれらの間に挿入される箇所を越えて延設されている。カンチレバー部分（41）の末端部には、対応する接触面（43、44）が設けられ、それらの面は、通常離間しているが、カンチレバー部分（41）が、ピンをそれらの間に挿入することにより広がると、それらは接触しスイッチを閉じる。また、カンチレバー部分上の接点（32）は、回路基板上の対応する接点（33）と接触するように配置してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】プリント回路基板ソケット本発明は、プリント回路基板用の電気ソケットに関する。特に本発明は、任意選択の絶縁スイッチを備える、集積プリント回路基板用ソケットを指向する。背景技術プリント回路基板上に一組の開口部を設けて電気ソケットとして機能させることが知られている。各開口部の内側は、金属で被覆され、基板上の対応する導体と電気的に接続されている。しかしながら、そのような既知のソケット配置は、 ICチップおよび個別トランジスタなどの小型で低出力の器具または取付具だけに適切である。さらにそのような器具は、ハンダ付けによりソケット開口部中に通常恒久的に挿入されている。標準240 ボルトの３ピンプラグと回路基板との間で着脱自在の接続器具を提供するために、従来式汎用コンセント（GPO）ソケットが通常使用されている。GPO ソケットからの配線は、プリント回路基板（PCB）へハンダ付けされている。そしてプラグは、GPO ソケットを経てPCB へ電気的に接続され得る。しかしながら、そのような構造は、付加的な製造時間及びコストを必要とし、またPCB へ恒久的に接続される嵩高なソケットは、PCB の取付けを妨害するか、または好ましくない付加物である。個々の金属端子を使用して、事前に形成されたPCB 上に従来式GPO ソケットを構築することも知られている。しかしながら、この既知のPCB 取付けソケットは、その複雑に形成された構成部材および付随する組立コストにより、製造コストが比較的高い。本発明の目的は、上記の欠点を克服または改善するプリント回路基板ソケットを提供することにある。本発明の好ましい目的は、絶縁スイッチを有する回路基板ソケットを提供することにある。発明の概要１つの広い形態において、本発明は、基板に少なくとも１つの開口部を備えた基板上の電気ソケットを提供し、その開口部の縁部を形成する基板の少なくとも一部は、弾性的に可動であるので、開口部が、ピン部材をその中に受容し、かつ摩擦保持することができる。この基板は、典型的にはプリント回路基板である。好ましい具体例において、回路基板は、その間に長穴を形成する一対のカンチレバー部分を備える。それらの部分は、ピンが長穴に挿入されるとき、外方へ広がってピンを受容する。回路基板材料の固有の弾性により、２つのカンチレバー部分は、それらの間にピンを把握して摩擦保持する。しかもピンは、手の力を十分加えることにより取外すことができる。好適には、長穴に隣接するカンチレバー部分の縁部は、面取りされて、ピンの長穴への挿入を容易にしている。好ましくは、カンチレバー部分の縁部間に形成された長穴は、徐徐に細くなっている。長穴におけるカンチレバー部分の対向する内縁部は、適切な金属被覆材で被覆されて、ピン用の接触端子を提供する。この接触端子は、通常基板上の導体に接続されるので、ピンと基板回路との間の確実な電気接続部を提供する。このソケットは、関連する（雄）プラグを受容するように設計されている。ソケットの各開口部は、プラグにおける該当するピンに対応するように、成形、位置決めおよび配向されている。本発明のソケットは、自動PCB 技法を使用して、回路基板の一体部分として製造することができ、しかも電気接続部に関する規定された規格に合致する。したがって製造時間とコストは、大幅に削減される。本発明の別の形態において、電気ソケットには、絶縁スイッチとして適切に機能する付属スイッチが設けられる。本発明のこの形態において、弾性的に可動である基板の部分は、その部分が外方へ動いて開口部にピン部材を受容するときに、接触端子が隣接する関連端子と接触してスイッチ接続部を形成するように、その上に接触端子を有する。１つの好ましい具体例において、開口部は、回路基板の２つのカンチレバー部分により形成される。接触端子は、カンチレバー部分の少なくとも１つに設けられ、また関連する端子は、回路基板の隣接する部分に設けられている。ピンが、カンチレバー部分間に形成された開口部内に挿入されると、カンチレバー部分が広がることにより、一対の接触端子間で電気接触がなされる。典型的には、接触端子は、各カンチレバー部分の末端部に設けられ、また開口部は、その末端部と各カンチレバー部分のベースとの間に設けられている。このようにして、開口部においてカンチレバー部分が外方へ広がる動きは、それらの末端部で拡大される。本発明を一層十分に理解し、かつ実施することができるように、ここで添付図面を参照して好ましい実施例を挙げて説明する。図面の簡単な説明図１は、従来の３ピンプラグの透視図である。図２は、本発明の一実施例に従うプリント回路基板ソケットの部分平面図である。図３は、図２のソケットの一部の斜視図である。図４は、図２のA-A についての断面図である。図５は、本発明の他の実施例に係る、絶縁スイッチを有するプリント回路基板ソケットの部分平面図である。図６は、本発明のさらに他の実施例に係る、絶縁スイッチを有するプリント回路基板ソケットの部分平面図である。好ましい実施例の詳細な説明図１は、汎用コンセント（GPO）ソケットへの挿入に適した従来の雄プラグ10 （「GPO プラグ」）を示す。プラグ10は、絶縁体12から突き出る３つの平らな金属尖部、すなわちピン11を備える。ピン11は、絶縁体12に接続された電気コードから延びる、絶縁体12内の各配線へ接続されている。典型的には３つのピン、すなわち能動ピン、中立ピンおよび接地ピンが設けられている。図１に概略図示される３ピンの従来式GPO プラグは、ほんの一例として示される。下記の実施例は、図１に図示されるGPO プラグを使用したものを特に参照して説明するが、本発明は、そのようなプラグを使用したものに限定されるものではない。例えば本発明のソケットは、単一のピンプラグを含む任意の適切な数のピンを有するプラグを使用してもよい。さらにピンは、方形（図示のような）および円形などの任意の適切な断面形状とすることができる。図２に示されるように、ソケット20は、一組の長穴開口部22によりプリント回路基板21に形成されている。開口部は、任意の適切な技法、例えばフライス削り、穴あけ、ルーティング、押し抜きおよびエッチングなどにより基板に形成することができる。開口部22は、PCB 製作プロセスにおいて導体および他の電気構成部材が基板20へ取り付けられる前に形成される。各長穴開口部22は、好ましくは、その間に長穴24を形成する、回路基板の一対のカンチレバー部分23を形成するように、３本脚形状をなす。好ましくは長穴24の幅は、その開口端部へ向けて内側へ僅かにテーパが付けられている。理想的には、そのテーパは、ピンが長穴へ挿入され、かつカンチレバー部分が広がったときに、長穴の内側面が平行になるように形成されている。これにより、ピン接触面積が増加するので、磨耗が減る。またそのテーパはピンの挿入を容易にする。長穴24の幅は、雄プラグ10の付属ピン11の厚さよりも僅かに狭い。図２〜４に示されるように、GPO プラグ10のピン11が、対応する長穴24へ挿入されると、カンチレバー部分23は、ピン11をその間に受容するように外側へ押し広げられる。回路基板の固有の弾性特性により、ピン11をカンチレバー部分23間に摩擦保持することができる。長穴24を形成するカンチレバー部分23の対向面すなわち表面は、標準的なプリント回路製造技法を使用して、ピン11と接触する部位において導電性金属被覆材で適切にメッキされている。各対のメッキされた接触部の少なくとも一方は、基板上の導体に接続されている。このようにして、基板上において各ピン11と回路との間で確実な電気接続がなされる。カンチレバー部分は、ほぼ均一な強度のカンチレバーを形成するように、互いに左右対称であり、かつテーパが付けられていることが好ましい。これにより、各カンチレバー部分23の長さに沿ってほぼ一定の応力が生じるので、弾性たわみが最大となる。カンチレバー部分23には、GPO プラグの付属ピン11の挿入を容易にする面取りされた縁部25を設けることが適している。カンチレバー部分23間の隙間、すなわち長穴24の幅、およびカンチレバー部分 23の長さと厚さ、ならびにカンチレバー部分23の対向面上の金属被覆の摩擦係数は、オーストラリア規格協会のAS 3112 により設定するなど、電気的、機械的設計要求に合致するように選択されている。各組の長穴開口部22は、関連するプラグ10のピン11の相対間隔と配向に対応するするように回路基板21上に位置決めおよび配向されるので、プラグ10は、図２に示す如く、その適正な仕方でソケット20に挿入するだけでよい。図５に図示される本発明の他の実施例において、プリント回路基板ソケット30 は絶縁スイッチを備える。ソケット30は、その間に長穴を形成し、かつその間にピン11が挿入される箇所を越えて延びる一組のカンチレバー部分31を除き、図２のソケットと同様である。各カンチレバー部分31は、その末端部の外側縁部に金属接点を有し、この接点は、主回路基板34の長穴縁部の対応する接点33に対向している。またここでも、カンチレバー部分31間の長穴は、その関連するピン11よりも幅が狭い。ピン11が長穴に挿入されると、カンチレバー部分31は外方へ広がるので、関連する一対の接点32、33の少なくとも１つが物理的、電気的接続をして絶縁スイッチを起動する。上述した構造により、スイッチ一体型ソケット−コンセントに関するAS 3000 の節4.14.6の要求事項が満足される。図６に図示されるさらに他の実施例において、プリント回路基板ソケット40はスイッチを含む。ソケット40は、図５のソケットと同様である。２つのカンチレバー部分41は、それらの間に長穴42を形成し、その長穴に雄プラグのピンが挿入される。ピンが長穴42に挿入されると、カンチレバー部分41は外方へ広がる。１つのカンチレバー部分の自由端部は、他のカンチレバー部分の上端の回りに延び、また他のカンチレバー部分の外側の部分44に対向して配置された部分43を有する。部分43、44はそれぞれ、基板上の対応する導体に接続された導電層で被覆されている。ピンが長穴42に挿入されると、２つの対向するカンチレバーは反対方向へ動く。１つのカンチレバ一部分の端部が他のカンチレバー部分の端部に重なるので、この移動により対応するカンチレバーの金属接点43、44が接触し、これにより、雄プラグがソケット40に挿入されるとスイッチが自動的に閉じる。図６に図示される構造は、下記を含む幾つかの利点を有する。 (1) カンチレバーの対向する移動は累積的であるので、一定のカンチレバー長さについて非常に大きい空気間隙ができる、また (2) 接点密着は挿入されたピンの厚さにのみ依存するので、ピンの不整合に対応することができる。接点密着が生じた後、ピンの挿入によりさらに生じるたわみは、カンチレバー部分41の一方または両方により弾性的に吸収されるので、接触が均一化される。カンチレバー部分41には、好適には、過度のたわみを吸収できるように幅を狭くしたネック部分45が設けられている。上述した全てのソケットは、プリント回路基板自体に長穴開口部として形成されているので、基板の厚さを実質的に増すことはない。ソケットはPCB と一体にされており、その形成およびメッキは標準自動PCB 製造技法を使用してPCB の製造中に行える。したがってソケットは、大幅な余分の組立時間を必要とすることなく経済的に製造することができる。さらにソケットは、挿入力と故障電流容量について規定された規格を満足する。上述のものは、本発明の一部の実施例だけについて説明しており、その分野における熟練者にとって明らかである変形は、本発明の範囲から逸脱することなく実施できる。例えば、カンチレバー部分、およびカンチレバー部分を形成する長穴の形状及び構成は、特定の設計要求事項に適するように変えることができる。図２、５、６に示されるソケット形成部は、図１に示される３ピンプラグに適するように設計されている。このプラグは、オーストラリアで一般に使用される標準型のものである。ソケット形成部は、欧州で使用される双頭丸ピンプラグまたは米国で使用される双頭並列刃ピンプラグのような、他の国で使用されるプラグに適するように変えることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年７月１日【補正内容】特許請求の範囲１．（補正済）ピン部材を受容するために、少なくとも１つの電気ソケット形成部をそれ自体に有する基板であって、該ソケット形成部は、それ自体に開口部を備え、開口部の縁部を形成する少なくともその一部は、該開口部がピン部材を受容しかつ摩擦保持できるようにその平面内で弾性的に可動である基板。２．前記ソケット形成部は、その間に開口部を形成する一対のカンチレバー部分を含むことを特徴とする請求項１記載の基板。３．それの各カンチレバー部分は、その自由端部へ向けて狭くなるテーパ状の幅を有することを特徴とする請求項２記載の基板。４．前記開口部は、伸長した長穴の形状であることを特徴とする請求項２記載の基板。５．前記長穴は、カンチレバー部分の自由端部へ向けて狭くなるテーパ状の幅を有することを特徴とする請求項４記載の基板。６．前記長穴の両側にあるカンチレバー部分の縁部が面取りされていることを特徴とする請求項４記載の基板。７．プリント回路基板であり、前記ソケット形成部は、プリント回路基板の製造中に基板上の導体に電気的に接続された１つ以上の接点を有することを特徴とする請求項１記載の基板。８．それの弾性的に可動な部分に少なくとも１つの接触面を有する接触スイッチを備え、前記部分が前記開口部へのピン部材の挿入により動かされるときに、前記接触面が他の接触面と物理的および電気的に接触することを特徴とする請求項１記載の基板。９．他の接触面は、その固定部分に設けられていることを特徴とする請求項８記載の基板。１０．それの可動部分はカンチレバー部分であり、前記接触面は該カンチレバー部分の自由端部に、またはこれに隣接して設けられて

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】部分上の接点（32）は、回路基板上の対応する接点（3 3）と接触するように配置してもよい。

Claims

【特許請求の範囲】１．ピン部材を受容するために、少なくとも１つの電気ソケット形成部をそれ自体に有する基板であって、該ソケット形成部は、それ自体に開口部を備え、開口部の縁部を形成する少なくともその一部は、該開口部がピン部材を受容しかつ摩擦保持できるように弾性的に可動である基板。２．前記ソケット形成部は、その間に開口部を形成する一対のカンチレバー部分を含むことを特徴とする請求項１記載の基板。３．それの各カンチレバー部分は、その自由端部へ向けて狭くなるテーパ状の幅を有することを特徴とする請求項２記載の基板。４．前記開口部は、伸長した長穴の形状であることを特徴とする請求項２記載の基板。５．前記長穴は、カンチレバー部分の自由端部へ向けて狭くなるテーパ状の幅を有することを特徴とする請求項４記載の基板。６．前記長穴の両側にあるカンチレバー部分の縁部が面取りされていることを特徴とする請求項４記載の基板。７．プリント回路基板であり、前記ソケット形成部は、プリント回路基板の製造中に基板上の導体に電気的に接続された１つ以上の接点を有することを特徴とする請求項１記載の基板。８．それの弾性的に可動な部分に少なくとも１つの接触面を有する接触スイッチを備え、前記部分が前記開口部へのピン部材の挿入により動かされるときに、前記接触面が他の接触面と物理的および電気的に接触することを特徴とする請求項１記載の基板。９．他の接触面は、その固定部分に設けられていることを特徴とする請求項８記載の基板。１０．それの可動部分はカンチレバー部分であり、前記接触面は該カンチレバー部分の自由端部に、またはこれに隣接して設けられており、また前記開口部はカンチレバー部分の端部の中間に設けられていることを特徴とする請求項８記載の基板。１１．それぞれがカンチレバー部分の対応する１つに設けられた一対の接触面を有するスイッチを備え、カンチレバー部分間の前記開口部にピン部材が挿入されると、これらのカンチレバー部分は動かされて、接触表面が互いに物理的および電気的に接触することを特徴とする請求項２記載の基板。１２．前記接触表面は前記カンチレバー部分の自由端部に、またはこれに隣接して設けられており、また前記開口部は前記カンチレバー部分の端部の中間に設けられていることを特徴とする請求項11記載の基板。