JPH11514789A - フレームを有するフィルタ回路コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気コネクタ組立体（１）はハウジング（１０）及び回路特性を劣化させるＥＭＩを防止すべくハウジング（１０）に取り付けられる副組立体（８０）を有する。副組立体（８０）はフレーム（３０）に装着された基板（２０）を含む。基板（２０）は回路トレース（２５、２６）、電気部品（２８）及びピンアレイ（２２）を有する剛性基板を有し、これにより電気回路パスが構成される。フレーム（３０）は回路パスに電気的に接続され、ハウジング（１０）に対して副組立体（８０）を電気的及び機械的に接続するためのロック用クリップを含む丈夫な金属片を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 フレームを有するフィルタ回路コネクタ 電気部品が実装される基板を含む電気コネクタは典型的にはコンピュータ、無 線、及び他の電子装置に電磁干渉（ＥＭＩ）をフィルタ除去するために使用され る。ＥＭＩは電子装置において、不本意な回路応答、回路特性劣化、又は完全な 不調を生ぜしめる電気又は電磁エネルギーである。回路を劣化させるところのＥ ＭＩを防止するために、回路は、その上に実装されるＥＭＩフィルタ部品を含み 得るが、それらは小型の又は「チップ」型のコンデンサ（Ｃ）、板状インダクタ （Ｌ）、及び数個の抵抗器（Ｒ）である。そのような回路はＲＣ及びＲＬ回路と して構成され、低域フィルタ（ローパスフィルタ）として知られている。更に、 接地面を含むシールドが回路を劣化させるＥＭＩを接地導通させるべく使用され る。 オーディオシステム及び自動制御エンジン制御モジュールの如き、自動車の電 気稼動部分が増すにつれて、フィルタ付コネクタの使用が、自動車電気システム の性能を保護するために重要となる。このようなフィルタ付コネクタは、自動車 部品が通常晒される機械振動、熱変動、及び湿気による汚染などの過酷な環境状 態に絶え得るように、構造的に丈夫な設計が成される必要がある。上の如き状態 では、フィルタ回路は特性劣化、破損、又は断線を生じ得る。しかしながら、一 般に自動車に使用されるのに好適なフィルタ付コネクタの製造コストは、作業装 置製造者及び供給者の両方にとって、部品の電子特性と同じ程度に重要である。 従って、部品供給者によって解決されるべき全ての問題は、フィルタ付コネクタ の電子特性又は丈夫さを犠牲にすることなくコストを最小 にすることである。 自動車バッククラウンド用フィルタコネクタはＫＡＰＴＯＮ材料の如き平坦な フレキシブルケーブル（ＦＦＣ）基板を使用し、電子部品はその上に実装される 。そのようなコネクタは米国特許第５２８６２２１号に開示されるが、それにお いてはＦＦＣはハウジングの一部に押し付けられ、導電性エポキシ材料の塗布に より接着され、これによりＦＦＣ上の導電性トレースとハウジングとの間の接地 パスが実現される。しかしながら、そのようなＦＦＣ接続は高価であり、機械的 振動により断線されやすく、よって十分に丈夫ではない。更に、エポキシの塗布 によれば硬化されたときに本質的にもろいので、ＦＦＣの接続は導電性エポキシ 接続の箇所に熱応力によるクラック及びひび割れを生じやすい。このようなクラ ック及びひび割れは、機械的振動或いはエポキシ、ＦＦＣ、及びハウジング材料 における熱膨張係数の不整合に由来する。その断線及びクラックはハウジングか らフィルタ回路を接続解除してしまうという不本意な結果を生じ、よって電気的 導通はハウジングとＦＦＣ上のトレースとの間で完全に失われてしまう。接続解 除は接地パスの電気的導通を完全に壊し、フィルタ回路を動作しないようにして しまい、コネクタの回路特性を悪くしてしまう。 上述の問題は本発明によって解決されるが、本発明は導電性ハウジング及びコ ネクタ副組立体を有する電気コネクタを提供し、そのハウジングはコネクタ副組 立体受容部、導電性副組立体ロック部を含み、副組立体受容部に置かれるコネク タ副組立体は回路トレース及び導電性部材を有しこれにより電気回路パスが決定 され、特に本発明は、コネクタ副組立体が更に導電性フレームを有し、そのフレ ームが接続部及びハウジングロック部材を有し、そのフレームは接続部によって 電気回路パスに電気的に接続され、そのフレームハウジングロック部材はそのハ ウジングの副組立体ロック部に電気的に接続され、これによりそ のフレームは回路パスとハウジングとの間を電気的に相互接続し、よって電気回 路パスからフレームを介してハウジングへの電気的導通が確保されることを特徴 とする。これによりフレームは回路パスとハウジングとの間の信頼性の高い機械 的及び電気的接続を実現する。 副組立体ロック部はポストを有し、ハウジングロック部材はフレームとハウジ ングとの間の低いインピーダンス接続を維持するために撓み可能なロッククリッ プを有する。フレーム及びハウジングのために選ばれる材料は熱膨張係数が整合 され、これにより熱応力によるクラックの発生が防止される。更に、副組立体は 基板、及び基板に一体とされ容量フィルタ回路パスを形成する導電性部品を含む 。フィルタ回路パスの誘導部分を形成するために、フレームは導電性支持部材を 有し、その支持部材はフレームから離れて延び、それらの間にフェライトブロッ クを支持してそれに電気的に接触する。フィルタパスはＥＭＩによる回路特性の 劣化を効果的に防止する。 本発明は以下に添付図面を参照して例示される。 図１は、本発明による電気コネクタ組立体の分解図である。 図２は、図１に示すフィルタ回路副組立体の斜視図である。 図３は、図１のフレーム部材の斜視図である。 図４は、図３のフレームの側面図である。 図５は、本発明によるフレーム−ＰＣＢ（印刷回路基板）副組立体である。 図６は、図１の電気コネクタ組立体の分解斜視図である。 図７は、図１の電気コネクタ組立体の組立完了時の側面側から見た部分断面図 である。 図８は、図３及び図４のフレームの他の実施形態を示す斜視図である。 図１によれば、本発明による電気コネクタ組立体１が示される。コネクタ組 立体１は、シール部材４、ハウジング１０、ピンアレイ２２を含むフィルタ回路 副組立体２０、導電性フレーム３０、フェライトブロック４０、及び電子部品基 板５０を有する。シール部材４は好ましくは従来の導電性を持たない熱硬化又は 紫外線硬化シール部材である。 ハウジング１０は好ましくはめっきされないダイキャストアルミニウム材であ るが、プラスチック材料も使用可能である。図１及び図６にもっとも良く示され るように、ハウジング１０は底面１１、ピンアレイ２２を貫通して受容するため の開口１２を含む副組立体受容部、傾斜面を有するポスト１３を含む導電性副組 立体受容部、フレーム支持部１４、各開口１２に位置合わせされてシール部材受 容キャビティ１８(図８参照)を含むヘッダ部１６、固定手段受容孔１７、及び位 置決めポスト１９を含む位置合わせ部を有する。ポスト１３は以下に示されるよ うに、フレーム３０に係合する各開口１２の周辺近傍に所定の位置に離して置か れる。 図１及び図２を参照すれば、フィルタ回路組立体２０はＰＣＢ（印刷回路基板 ）２１を含む剛性を有する電子部品基板からなる基板を含み、そのＰＣＢは頂側 に従来の回路トレース２５、底側に接地面２６を有する（図２参照）。フィルタ 回路副組立体２０は更にコンタクトピンアレイ２２のピンを含む導電性部材を含 み、ピンはＰＣＢ２１を貫通するように挿入され、回路トレース２５の各部分に 半田付けされる。副組立体２０は更に複数のめっきされたタブ受容孔２３を含む 導電性部材を含み、孔は接地面２６及び回路トレース２５の一部に電気的に接続 される。更に副組立体２０はピンアレイ２２の各ピンに回路トレース２５によっ て電気的に接続される電子部品２８を含む導電性部材を含む。電子部品２８は好 ましくはチップ型のコンデンサとされるが、部品２８はチューブ状のフィードス ルー型のコンデンサ、ダイオード、光学干渉部品、又は他 の基板実装可能な電子部品であっても良い。 図３及び図４に最も良く示されるように、フレーム３０は、好ましくは、打ち 抜き成形された銅合金又はリン青銅材料から成り、その上に半田めっきが構成さ れる。図１に示されるように、フレーム３０は外枠３１を含み、外枠３１から導 電性クリップ３２を有する支持部材がフェライトブロック４０に向けて延びる。 クリップ３２は、以下に更に説明するようにフェライトブロック４０をフレーム ３０に近接して保持する支持用変曲部３２ａを含む。外枠３１は更に複数の半田 付タブ３４を有する基板接続部を有するが、それらのタブはＰＣＢ２０に形成さ れるタブ受容孔に半田付けされるために挿入係合される寸法とされる。更に、ロ ック用クリップ部３６を有するハウジングロック部材が外枠３１から延びる。図 ４に最も良く示されるように、ロック用クリップ部３６は、以下に示すようにし てハウジング１０に形成されるポストに摩擦係合されて電気的に接触されるため に、撓み可能なタブ３６ｂ上に形成される端縁を含む鋭角部を有する。外枠３１ は更に、以下に示すようにしてフレーム３０をハウジング１０に位置合わせする ための孔３９を有する位置合わせ部受容領域を含む。外枠３１の外側端縁はＰＣ Ｂ受容領域３７を形成する曲げ端縁３５を有する。 ＰＣＢ受容領域３７は、図５に最も良く示されるようにフィルタ回路組立体２ ０をその内側に受容するが、それによってフレーム−ＰＣＢ副組立体８０が完成 する。本発明の目的を達成するために、フレーム−ＰＣＢ副組立体８０は効果的 に低インピーダンスの電気的導通接地パスを含むが、それは、電気コンタクト２ ２からＰＣＢ２１上の回路トレース２５によって電気部品２８に電気的に接続さ れ、次に電子部品２８から回路トレースによって電子部品２８に接続される複数 のめっきされた孔２３へ電気的に接続され、更にめっきされた孔２３からフレー ム３０のタブ３４への半田接続型の電気接続によって構成され るパスである。更にフレーム３０は以下に示すようにしたハウジング１０に電気 的に接続される。ＰＣＢ２１の接地面、めっきされた孔２３とタブ３４との間の 複数の半田接続を提供することによりインピーダンスを小さくすることによりフ ィルタ回路組立体２０のシールド効果を高める。 電気部品ブロックは図６にもっとも良く示すようにフェライトブロック４０を 有し、ピンアレイ２２の各ピンを受容するためのピン受容孔、及びフレーム３０ のクリップ３２に係合するための支持端縁４３を有する。ＰＣＢ５０は従来の如 き回路トレースとピン受容孔５２とを含む。固定手段５７が、以下に説明するよ うにしてＰＣＢ５０をハウジング１０に取付固定するために提供される。 電気コネクタ組立体１の組立は、前の図面と図６及び図７とを参照して以下に 説明される。フィルタ回路組立体１の組立は用意される組立体８０をハウジング １０の各開口１２に位置合わせして実現されるが、これによりフレーム３０は基 板２０とハウジング１０との間に略挟まれるようにされ、位置合わせ用ポスト１ ９はポスト受容開口部３９に位置合わせされる。更にポスト１３は各ロック用ク リップ部３６に位置合わせされる。フェライトブロック４０はフェライトブロッ ク４０を矢印Ａ方向への移動することにより副組立体８０に取り付けられ、これ によりピンアレイ２２のピンは各孔４２内に配置され、支持用変曲部３２ａは支 持端縁４３に対して電気的及び機械的に係合し、よって図７に示すようにブロッ ク４０は副組立体８０に固定される。クリップ３２がブロック４０に係合するこ とにより本発明のフィルタ回路の誘導部品が集積される。副組立体８０がハウジ ング１０に向けて移動される際に、ピンアレイ２２は開口１２内に位置し、位置 合わせ用ポスト１９は各ポスト受容部３６に挿入され、ポスト１３はロック用ク リップ部３６に位置決めされ、これによりタブ３６ｂ が撓まされる。端縁３６ｂは傾斜面を含むポスト１３の面に噛み込む。ハウジン グ１０からフレーム３０を分離させようとする分離力によって、ロック用クリッ プ部３６が傾斜ポスト１３により深く噛み込むように作用するので、副組立体８ ０のハウジング１０への機械的摩擦支持は信頼性が高く丈夫なものとされる。こ の支持により、機械的振動によるフィルタ回路の破壊又は断線を防止することで 、本発明の目的は達成される。更に、本発明の目的を達成するためにエポキシ接 続を必要とせず、エポキシに生じ得る断線箇所を無くすことにより良好な電気特 性が保証され、エポキシ樹脂を使用する必要が無いので製造コストが低く及び製 造時間が短く維持される。更にフレーム３０の銅合金又はりん青銅材料は、効果 的なことにハウジング１０のダイキャストアルミニウム材料と十分に整合する熱 膨張係数を有するよう予め選ばれるので、熱応力によるクラックの発生又はひび 割れで回路が破壊又は断線することを防止することで本発明の更なる目的を達成 する。更に、撓み可能なレグ３６はポスト１３に対する垂直方向の高い接触力を 提供し、これにより低いインピーダンスで電気接続を実現する。ポスト１３の外 側面における酸化物は鋭角端縁３６ａによってこすり落とされ、よってハウジン グ１０とフレーム３０との電気的接地パスは効果的に保証される。支持部１４は ハウジング１０に近接するようにフレームを支持すべく作用する。 更に、ＰＣＢ５０は固定手段５７によってハウジング１０に固定され、ピンア レイ２２のピンは孔５２内に位置し、ＰＣＢ５０の回路トレースに半田付けされ る。最後に、シール部材４はヘッダ部１６のキャビティ１８に配置され、湿気等 の汚染物からの保護を提供すべく硬化される。副組立体８０がコンデンサを有す るとき低域フィルタが構成され、それは本発明の更なる目的、即ち回路特性を劣 化させるＥＭＩに対するフィルタ回路保護を実現する。更にこの目 的は、ヘッダ１０のシールド特性、及びＰＣＢ２１の接地面によって実現される 。従って、コネクタ組立体１の機械的な丈夫さ及び電気的導通の保証により、コ ネクタ組立体１の電気的信頼性が実現される。 図８はフレーム３０の他の実施形態を示すが、それにおいては、クリップ３２ がブロック４０を副組立体８０に近接して保持するために略Ｌ形状の支持部材３ ２ａ’を有するよう変形される。Ｌ字形状の部材３２ａは、ブロック４０の底側 に近接して係合できるよう形成されているので、ブロック４０を副組立体８０に 対して確実に支持する。 以上のように、本発明の好適実施形態が説明されたが、本発明はこのような実 施形態に狭く限定されるものではなく、添付請求の範囲の中で他の様々な変形変 更が成され得ると解釈すべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年７月１０日 【補正内容】 フィルタコネクタの一つの型が米国特許第５０６６９３１号に開示されるが、 それは容量型フィルタを使用し、それは頂面側及び側面側にフィルタ容量素子又 は電極が形成される長方形基板である。ピンはフィルタ素子に半田付けされて、 取付フレームがフィルタ側面のフィルタ電極に半田付けされる。続いて取付フレ ームにおけるばねは金属シャーシハウジングに機械的及び電気的に係合される。 この試みは、ピン及び取付フレームの両方が直接係合されて容量フィルタに半田 付けされるので、対象となるフィルタコネクタに特に使用されるための限定的な 寸法とされる容量フィルタに限定される。 他の自動車バッククラウンド用フィルタコネクタはＫＡＰＴＯＮ材料の如き平 坦なフレキシブルケーブル（ＦＦＣ）を使用し、電子部品はその上に実装される ものであり、そのようなコネクタは米国特許第５２８６２２１号に開示される。 ＦＦＣはハウジングの一部に押し付けられ、導電性エポキシ材料の塗布により接 着され、これによりＦＦＣ上の導電性トレースとハウジングとの間の接地パスが 実現される。しかしながら、そのようなＦＦＣ接続は高価であり、機械的振動に より断線されやすく、よって十分に丈夫ではない。更に、エポキシの塗布によれ ば硬化されたときに本質的にもろいので、ＦＦＣの接続は導電性エポキシ接続の 箇所に熱応力によるクラック及びひび割れを生じやすい。このようなクラック及 びひび割れは、機械的振動或いはエポキシ、ＦＦＣ、及びハウジング材料におけ る熱膨張係数の不整合に由来する。その断線及びクラックはハウジングからフィ ルタ回路を接続解除してしまうという不本意な結果を生じ、よって電気的導通は ハウジングとＦＦＣ上のトレースとの間で完全に失われてしまう。接続解除は接 地パスの電気的導通を完全に壊し、フィルタ回路を動作しないようにしてしまい 、コネクタの回路特性を悪くしてしまう。 請求の範囲 １．フィルタ素子（４０）を有する電気コネクタ（１）にして、導電性ハウジン グ（１０）を有し、該ハウジングはコネクタ副組立体受容部（１６）及び導電性 副組立体ロック部（１３）を有し、コネクタ副組立体（８０）が前記副組立体受 容部（１６）内に位置して回路トレースと導電性部材（２３乃至２６）を含む基 板（２０）を有し、前記導電部材（２２）は前記フィルタ素子（４０）及び前記 回路トレース（２３乃至２６）に接触して、これによりフィルタ素子（４０）と 導電性ハウジング（１０）との間の電気回路パスを形成する電気コネクタ（１） において、 前記基板（２０）は回路トレース(２３乃至２６)が形成される印刷回路基板又 はＰＣＢ（２１）を有し、前記コネクタ副組立体（８０）は更に導電性フレーム （３０）を含み、前記フレームは接続部（３４）とハウジングロック部材（３２ ）を有し、前記フレームは前記印刷回路基板（２１）上の回路トレースに対して 前記接続部（３４）によって電気的に接続され、前記ハウジングロック部材（３ ６）は前記導電性ハウジング（１０）の前記副組立体ロック部（１３）に電気的 に接続され、これにより前記フレーム（３０）及び前記印刷回路基板（２１）は 前記フィルタ素子（４０）と導電性ハウジング（１０）との間の回路パスにより 電気的に相互接続され、よって前記フィルタ素子（４０）から前記印刷回路基板 （２１）及び前記フレーム（３０）を介して前記導電性ハウジング（１０）への 電気的導通が実現されることを特徴とする電気コネクタ。 ２．前記副組立体ロック部（１３）はポスト（１３）を有することを特徴とする 請求項１の電気コネクタ（１）。 ３．前記ハウジングロック部材はロック用クリップ（３６）を有することを特徴 とする上述の請求項の一つの電気コネクタ（１）。 ４．前記ロック用クリップ（３６）は可撓性を有することを特徴とする請求項３ の電気コネクタ（１）。 ５．前記フレーム（３０）は、導電性支持部材（３２）を有し、該支持部材（３ ２）は間に位置する前記フィルタ素子（４０）を支持してそれに電気的に接触す るために前記フレーム（３０）から離れて延びることを特徴とする上述の請求項 の一つの電気コネクタ（１）。 ６．前記フィルタ素子（４０）が前記フレーム支持部材（３２）によって支持さ れ、前記フレーム（３０）が前記印刷回路基板（２１）と前記ハウジングとの間 を電気的に相互接続することを特徴とする請求項５の電気コネクタ（１）。 ７．前記支持部材はクリップを有することを特徴とする請求項６の電気コネクタ （１）。 ８．前記フィルタ素子（４０）はフィルタ回路を構成するためのフェライトブロ ックを含むことを特徴とする請求項５乃至７の電気コネクタ（１）。 ９．前記副組立体（８０）は基板（２０）、該基板（２０）に一体とされフィル タ回路パスを構成する導電性部材（２３乃至２６）を有することを特徴とする上 述の請求項の一つの電気コネクタ（１）。 １０．前記ハウジング（１０）は位置合わせ用ポスト（１９）を有する位置合わ せ部を含み、前記フレーム（３０）は孔（３９）を含む位置合わせ部受容領域を 有し、前記位置合わせポスト（１９）は前記位置合わせ受容部（３９）に位置決 めされて、前記副組立体（８０）を前記ハウジング（１０）に位置合わせするこ とを特徴とする上述の請求項の一つの電気コネクタ（１）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カラー，ジェームズ アール アメリカ合衆国 ノースキャロライナ州 27284 カーナーズビル ブライティント ン コート 5716

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．導電性ハウジング（１０）を有し、該ハウジングはコネクタ副組立体受容部 （１６）及び導電性副組立体ロック部（１３）を有し、コネクタ副組立体（８０ ）が前記副組立体受容部（１６）内に位置して回路トレースと導電性部材(２２ 乃至２６)を有し、これにより電気回路パスを形成する電気コネクタ（１）にお いて、 前記コネクタ副組立体（８０）は更に導電性フレーム（３０）を有し、該フレ ーム（３０）は接続部（３４）及びハウジングロック部材（３６）を有し、前記 フレームは前記接続部によって前記電気回路パスに電気的に接続され、前記ハウ ジングロック部材（３６）は前記ハウジング（１０）の前記副組立体ロック部（ １３）に電気的に接続され、これにより前記フレーム（３０）は前記回路パスと 前記ハウジング（１０）との間を電気的に相互接続し、これにより前記電気回路 パスから前記フレームを介して前記ハウジングへの電気的導通が実現されること を特徴とする電気コネクタ（１）。 ２．前記副組立体ロック部（１３）はポスト（１３）とされることを特徴とする 請求項１の電気コネクタ（１）。 ３．前記ハウジングロック部材はロック用クリップ（３６）を有することを特徴 とする上述の請求項の一つの電気コネクタ（１）。 ４．前記ロック用クリップ（３６）は可撓性を有することを特徴とする請求項３ の電気コネクタ（１）。 ５．前記フレーム（３０）は、導電性支持部材（３２）を有し、前記支持部材（ ３２）は間に位置する電気部品ブロック（４０）を支持してそれに電気的に接触 するために前記フレーム（３０）から離れて延びることを特徴とする上述 の請求項の一つの電気コネクタ（１）。 ６．電気部品ブロック（４０）が前記フレーム支持部材（３２）によって支持さ れ、前記フレーム（３０）が前記電気部品ブロック（４０）、前記導電性部材（ ２２乃至２６）及び前記ハウジング（１０）間を電気的に相互接続することを特 徴とする請求項５の電気コネクタ（１）。 ７．前記支持部材はクリップを有することを特徴とする請求項６の電気コネクタ （１）。 ８．前記電気部品はブロックはフィルタ回路を構成するためのフェライトブロッ クを含むことを特徴とする請求項５乃至７の電気コネクタ（１）。 ９．前記副組立体（８０）は基板（２０）、該基板（２０）に一体とされフィル タ回路パスを構成する導電性部材（２２乃至２６）を有することを特徴とする上 述の請求項の一つの電気コネクタ（１）。 １０．前記ハウジング（１０）は位置合わせ用ポスト（１９）を有する位置合わ せ部を含み、前記フレーム（３０）は孔（３９）を含む位置合わせ部受容領域を 有し、前記位置合わせポスト（１９）は前記位置合わせ受容部（３９）に位置決 めされて、前記副組立体（８０）を前記ハウジング（１０）に位置合わせするこ とを特徴とする上述の請求項の一つの電気コネクタ（１）。