NO973654L

NO973654L - Elektrisk kontakt for trykte kretskort

Info

Publication number: NO973654L
Application number: NO973654A
Authority: NO
Inventors: Toshitaka Kushuhara
Original assignee: Whitaker Corp
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1997-08-08
Also published as: EP0808520B1; MY114986A; CN1096127C; EP0863585B1; EP0808520A1; NO973654D0; DE69509136D1; KR19980702071A; DE69509136T2; WO1996024969A1; DE69523786D1; EP0863585A1; DE69523786T2; CN1175322A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk konnektor utstyrt med to konnektorhalvdeler som henholdsvis er montert på forskjellige kort og som kopler disse kortene til hverandre.

Tidligere har elektriske konnektorer blitt mye brukt for å forbinde trykte kretskort, heretter omtalt som "PCB-er" med hverandre. Slike elektriske konnektorer som fremgår av US-patent nr. 5.224.866, er utstyrt med en pluggkonnektor og en kapselkonnektor som er montert på forskjellige kort, og som sammenkoples med hverandre. PCB-ene forbindes med hverandre ved å sammenkople pluggkonnektoren og kapselkonnektoren. Pluggkonnektoren og kapselkonnektoren har begge en rekke kontakter og et hus som disse kontaktene er opplinjert i med en gitt mellomavstand. Vanligvis oppviser kontaktene som er oppstilt i huset i pluggkonnektoren, fjærkrefter, slik at når pluggkonnektoren og kapselkonnektoren sammenkoples, forårsakes det at kontaktene som er oppstilt i de henholdsvise husene, går i kontakt med hverandre med en gitt kraft som resultat av disse fjærkreftene, og således etableres en elektrisk forbindelse.

Som resultat av miniatyriseringen av elektriske konnektorer i de senere år, har det vært en tendens til at kontaktene blir mindre, og til at mellomavstanden som kontaktene er opplinjert med, blir smalere. Det har også vært en tendens til at kontaktene blir kortere, for å redusere avstanden mellom de sammenkoplede kortene når kortene er koplet flate mot flate ved hjelp av en slik elektrisk konnektor. I tilfeller hvor kontaktene således er gjort mindre og kortere, synker kontaktenes fjærkrefter, slik at det blir et fall i kontakttrykk mellom kontaktene, hvilket igjen fører til fare for utilstrekkelig elektrisk forbindelse.

US-patent nr. 5.224.866 viser en elektrisk konnektormontasje for elektrisk forbindelse med ledende puter på kortelementer, innbefattende pluggkonnektorer og mottaker-konnektorer (stikkontakter). Hver konnektor har elektriske terminaler festet i et hus, hvor terminalene innbefatter kontaktseksjoner og termineringsseksjoner for elektrisk forbindelse med de ledende putene på et av kortelementene. Terminalene i mottaker- eller kapselkonnektoren har en lineær konfigurasjon, festet i huset, og innbefatter kontaktseksjoner for elektrisk forbindelse med kontaktseksjonene i pluggkonnektoren når pluggkonnektoren og mottaker-konnektoren er ført sammen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en elektrisk konnektor som gjør det mulig å bevirke at de henholdsvise terminalene eller kontaktene går i elektrisk og mekanisk kontakt med hverandre med et høyt kontakttrykk, selv om kontaktene er laget mindre eller kortere.

Den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse, som benyttes for å oppnå det ovennevnte formålet, er en elektrisk konnektor som er utstyrt med en pluggkonnektor og en kapselkonnektor hvor pluggen eller første kontakter og kapselen eller andre kontakter som går i kontakt med hverandre, rettes henholdsvis inn med hverandre. Konnektorene er montert henholdsvis på et første kort og et andre kort, og forbinder det første kortet og det andre kortet med hverandre.

Den elektriske konnektoren for elektrisk forbindelse med ledende puter på kortelementer omfatter en pluggkonnektor med første elektriske kontakter festet i et plugghus og som innbefatter kontaktseksjoner og termineringsseksjoner for elektrisk forbindelse med de ledende putene på et av kortelementene, og en kapselkonnektor med andre elektriske kontakter med en lineær konfigurasjon, festet i et kapselhus og innbefattende kontaktseksjoner i elektrisk forbindelse med kontaktseksjonene i pluggkonnektoren når pluggkonnektoren og kapselkonnektoren er ført sammen, og termineringsseksjoner for elektrisk forbindelse med de ledende putene på de andre av kortelementene. Konnektoren kjennetegnes ved at: hver kontakt i pluggkonnektoren innbefatter en basisdel med en bjelke som strekker seg opp fra basisdelen, hvor bjelken innbefatter en kontaktseksjon på denne for sammenføring med en tilsvarende lineær kontakt i kapselkonnektoren. Bjelken innbefatter videre en S-formet fjærdel som strekker seg fra enden av denne, hvilken fjærdel strekker seg til en endedel som er hovedsakelig i samme høyde som kontaktseksjonen på den oppstående bjelken. Ved sammen-føring av plugg- og kapselkonnektorene presses fjærens endedel mot en sentral vegg i pluggkonnektoren, slik at de S-formede kontaktseksjonene i pluggkonnektoren klemmes fjærende mellom kapselkonnektorens lineære kontaktseksjoner og plugghusets vegg.

Som resultat kan, selv om kontaktene gjøres mindre og kortere for å redusere kontaktenes mellomavstand, de første eller pluggkontaktene og de andre eller kapselkontaktene fås til å gå i kontakt med hverandre med en strykende bevegelse og med et høyt kontakttrykk. Videre oppstilles de første kontaktene i to rader, slik at de S-formede fjærelementene er innbyrdes symmetriske i de motstående radene. Som resultat balanseres de henholdsvise kreftene fra veggoverflatene og de andre kontaktene mellom de to radene, slik at de første kontaktene og de andre kontaktene kan fås til å gå i kontakt med hverandre med et høyt, godt balansert kontakttrykk. En elektrisk konnektor som gir en sikker, elektrisk forbindelse kan således oppnås.

Utførelser av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives ved hjelp av eksempler og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor

fig. 1-4 illustrerer pluggkonnektoren i en første utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 er et grunnriss, fig.2 er et sideriss, fig. 3 er et enderiss, og fig. 4 er et skjematisk grunnriss over et kort som pluggkonnektoren er montert på.

Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom pluggkonnektoren som vises i fig. 1-4. Fig.6-9 illustrerer kapselkonnektoren i den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 er et grunnriss, fig. 7 er et sideriss, fig. 8 er et enderiss, og fig. 9 er et skjematisk grunnriss av et kort som kapselkonnektoren er montert på. Fig. 10 viser et tverrsnitt gjennom kapselkonnektoren som vises i fig. 6-9. Fig. 11 viser et tverrsnitt som illustrerer den koplede tilstand for pluggkonnektoren som vises i fig. 1-4 og kapselkonnektoren som vises i fig. 6-9. Fig. 12-14 illustrerer kapselkonnektoren i en andre utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 12 er et grunnriss, fig.

13 er et sideriss og fig. 14 er et enderiss.

Fig. 15 viser et tverrsnitt gjennom kapselkonnektoren som vises i fig. 12-14. Fig. 16 er et sideriss som illustrerer kapselkonnektoren i en tredje utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 17 er et tverrsnitt som viser kapselkonnektoren i fig. 16 koplet til en pluggkonnektor, og illustrerer den elektriske kontakten mellom jordkontaktene i kapselkonnektoren og jordkontaktene i pluggkonnektoren. Fig. 18 er et tverrsnitt som viser kapselkonnektoren i fig. 16 sammenkoplet med en pluggkonnektor, og illustrerer den elektriske kontakten mellom signalkontaktene i kapselkonnektoren og signalkontaktene i pluggkonnektoren. Fig. 19 er et sideriss som illustrerer kapselkonnektoren i en fjerde utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse.

En første utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse skal beskrives med henvisning til fig. 1-11.

Fig. 1-5 illustrerer pluggkonnektoren i den elektriske konnektoren. En pluggkonnektor er et eksempel på den konnektor som omtales som den "første konnektor" i foreliggende oppfinnelse. Fig. 6-10 illustrerer kapselkonnektoren. En kapselkonnektor er et eksempel på den konnektor som omtales som den "annen konnektor" i foreliggende oppfinnelse. Fig. 11 viser pluggkonnektoren og kapselkonnektoren koplet sammen med hverandre.

Den elektriske konnektoren 10 (fig. 11) haren pluggkonnektor20 og en kapselkonnektor 60 som er koplet til hverandre. Pluggkonnektoren 20 er montert på et kort 12, og kapselkonnektoren 60 er montert på et kort 14. Når pluggkonnektoren 20 og kapselkonnektoren 60 er koplet til hverandre, er kortene 12 og 14 forbundet med hverandre flate mot flate, slik det vises i fig. 11.

Pluggkonnektoren 20 (fig. 1-5) er utstyrt med et hus 30 og kontakter 40. Kontaktene 40 har fremspring 41 for resttilpasning inn i kontakt-mottakende hulrom i huset 30 for å bli festet til huset 30, og de er rettet inn i to rader i samme retning som lengden av huset 30. Huset 30 har stendere 32 og 34 som henholdsvis er innført i stender-hull 12a, 12b dannet i kortet 12, og en metall-festedel eller forankring 36 som loddes til en festepute 12c på kortet 12. Videre er det tildannet en sentral vegg 38 som strekker seg i retning av husets 30 lengde i den sentrale del av huset 30. Denne sentrale veggen 38 har to veggoverflater 38a og 38b. Kontakter 40 består av kontaktseksjoner 41 innbefattende S-formede, første fjærelementer 42 som har to bøyde partier 42a og 42b, andre fjærelementer 44 som har kontaktfremspring 44a som er i elektrisk kontakt med kontaktseksjonene 82 på kontaktene 80 som skal beskrives senere, og termineringsseksjoner 46 som loddes til ledende puter 12d på kortet 12. Kontaktbena 42c på de første fjærelementene 42 er hovedsakelig i kontakt med veggoverflatene 38a og 38b, mens de andre fjærelementene 44 er i kontakt med kontaktseksjonene 82 på kontaktene 80 via kontaktfremspring 44a. Kontaktene 40 er dannet ved utstansing fra metalliske enkeltplater, som er overlegene hva angår ledningsevne og fjæregenskaper. Kontaktene 40 installeres med et mellomrom på 0,6 mm, og høyden av kontaktene 40 fra kortet 12 er omtrent 3,00 mm.

Kapselkonnektoren 60 er utstyrt med et hus 70 og kontakter 80. Kontaktene 80 er oppstilt i linje i to rader langs lengden av huset 70. Huset 70 er utstyrt med stendere 72 og 74 slik som vist i fig. 7, hvilke stendere henholdsvis innføres i stender-hull 14a og 14b tildannet i kortet 14, og en metall-festedel eller forankring 76 som loddes til en festepute 14c på kortet 14. Dessuten er det tildannet sidevegger 78 som strekker seg i retning av husets 70 lengde, på begge sidedeler av huset 70. Kontaktene 80 består av kontaktseksjoner 82 som er i elektrisk kontakt med kontaktfremspringene 44a på de andre fjærelementene 44 på kontaktene 40, og termineringsseksjoner 84 som loddes til ledende puter 14d på kortet 14. Kontaktene 80 tildannes ved utstansing og bøying av metalliske enkeltplater, som er overlegne hva angår ledningsevne og fjæregenskaper. Kontaktene 80 installeres med et mellomrom på 0,6 mm, og høyden av kontaktene 80 fra kortet 14 er omtrent 3,0 mm.

Når pluggkonnektoren 20 og kapselkonnektoren 60 er sammenkoplet, slik som vist i fig. 11, er de første og andre fjærelementene 42 og 44 på kontaktene 40 klemt mellom veggoverflatene 38a og 38b, og kontaktseksjonene 82 på kontaktene 80. Videre, når kontaktfremspringene 44a på de andre fjærelementene 44 presses mot kontaktseksjonene 82 på kontaktene 80, påfører de første og andre fjærelementene 42 og 44 en kraft på kontaktene 80. Når pluggkonnektoren

20 og kapselkonnektoren 60 koples sammen, klemmes således kontaktene 40 mellom veggoverflatene 38a og 38b og kontaktene 80, og presses kraftig mot

både veggoverflatene 38a og 38b og kontaktene 80. Følgelig, selv om kontaktene 40 er laget mindre og kortere for å redusere mellomavstanden mellom kontaktene 40, går kontaktene 40 og kontaktene 80 elektrisk i kontakt med hverandre med en strykende bevegelse og med et høyt kontakttrykk. Dessuten, siden kontaktene 40 er anordnet i to rader, slik at de første og andre fjærelementene 42 og 44 på kontaktene 40 er gjensidig symmetriske i de motstående radene, balanseres de

henholdsvise kreftene mellom kontaktene 40 og 80 mellom radene av kontakter 40, slik at kontaktene 40 og kontaktene 80 kontakter hverandre med et høyt og godt balansert kontakttrykk, og således gjøres det mulig å oppnå en elektrisk konnektor som tilveiebringer sikre elektriske forbindelser.

En andre utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse skal beskrives med henvisning til fig. 12-15: Den elektriske konnektoren i den andre utførelsen kjennetegnes ved formen av kapselkonnektoren. Pluggkonnektoren har samme form som pluggkonnektoren i den første utførelsen. Følgelig skal kapselkonnektoren beskrives her.

Kapselkonnektoren 90 er utstyrt med et hus 100 og kontakter 120. Kontaktene 120 er stilt opp på linje i to rader langs lengden av huset 100. Sammenlignet med kontaktene 80 i kapselkonnektoren 60 som vises i fig. 6-9, er kontaktene 120 lengre, med en lengde på omtrent 9,0 mm. Huset 100 er utstyrt med stendere 102 og 104, som henholdsvis innføres i stender-hull 14a og 14b tildannet i kortet 14, og en metall-festedel eller forankring 106 som loddes til en festepute 14c på kortet 14. Videre strekker sidevegger 108 seg i samme retning som husets 100 lengde, og er tildannet med åpninger 8a. Disse åpningene er et karakteristisk trekk ved kapselkonnektoren 90. Grunnen for å danne åpningene 108a skal beskrives nedenfor.

Huset 100 er vanligvis laget av en syntetisk harpiks, og er dannet ved sprøytestøping ved bruk av en form som tilsvarer formen av huset 100. Kontaktene 100 innføres i huset 100 etter at huset 100 er støpt. Rommene som kontaktene 120 innføres i, dannes i husets sprøytestøpte vegger ved bruk av lange, smale stifter kjent som kjernestifter. Etter at huset 100 er sprøytestøpt, fjernes disse kjemestiftene fra huset 100. I tilfeller hvor kontaktene 120 er lange, er naturlig nok også kjemestiftene lange, slik at det foreligger en fare for at det vil forekomme bøyning når kjemestiftene trekkes ut av huset 100. Følgelig er det tildannet åpninger 108a i husets sidevegger 108 for å tillate forkortelse av kjemestiftene selv i tilfeller hvor kontaktene 120 er lange. Ved å tildanne åpningene 108a er det således mulig å bruke en metallform i de områder som tilsvarer åpningene 108a under sprøytestøping. Videre benyttes to korte kjernestifter som henholdsvis innføres ovenfra og nedenfra, i hvert område som tilsvarer et rom som en av kontaktene 120 skal innføres i. Ved å bruke to korte kjernestifter til å danne rom for innføring av lange kontakter, er det således mulig å forhindre bøyning av kjemestiftene når de trekkes ut av huset 100 etter sprøytestøping.

En tredje utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse skal beskrives med henvisning til fig. 16-18.

Den elektriske konnektoren 128 i den tredje utførelsen kjennetegnes ved skjermplater 170 som er festet til sideoverflatene på vegger 158 i huset 152 til kapselkonnektoren 150, og ved formen av jordkontaktene blant pluggkonnektorens kontakter.

Den elektriske konnektoren 128 ifølge den tredje utførelser er utstyrt med en pluggkonnektor 130 og en kapselkonnektor 150 som hovedsakelig har tilsvarende-form som pluggkonnektoren 20 og kapselkonnektoren 60 i den elektriske konnektoren 10 ifølge den første utførelse som er illustrert i fig. 1-11. Jordkontakter 134 og signalkontakter 136 er anordnet i huset 132 til pluggkonnektoren 130. Videre er det også anordnet jordkontakter 154 og signalkontakter 156 i huset 152 til kapselkonnektoren 150. Dessuten er skjermplater 170 festet henholdsvis til begge sideoverflater på veggene 158 på huset 152 til kapselkonnektoren 150. Denne festingen utføres ved å bevirke at skjermplatene 170 glir i forhold til huset 152, slik at respektive fremspring 158a dannet på sideoverflatene av veggene 158, entrer de smale partiene 172a i åpningene 172 tildannet i skjermplatene 170. Bro-kontaktseksjoner S1 (understøttet i begge ender) som det er tildannet fordypninger 174 i, og tungedeler S2, som benyttes til å oppnå fjernkontakt med jordkontaktene 154 i kapselkonnektoren 150, er tildannet på skjermplatene 170.

Når pluggkonnektoren 130 og kapselkonnektoren 150 er sammenkoplet, er bro-kontaktseksjonene S1 på skjermplatene 170 i kontakt med forlengelsene 134a av jordkontaktene 134, og tungedelene S2 er i fjærende kontakt med termineringsseksjonene 154a på jordkontaktene 154. Om nødvendig kan tungedelene S2 og termineringsseksjonene 154a på jordkontaktene 134 loddes. Videre, i monteringsprosessen loddes termineringsseksjonene 154a på jordkontaktene 154 til de ledende putene 14d på kortet 14. Følgelig kan varmen som genereres når kapselkonnektoren 150 monteres på kortet 14, utnyttes til å lodde tungedelene S2 og termingeringsseksjonene 154a på jordkontaktene 154. Slik det vises i fig. 18 er signalkontaktene 136 og 156 ikke i kontakt med skjermplatene 170. Videre har kapselkonnektorens 150 hus 152 fremstikkende deler 159 og riller 160 som opptar de fremstikkende delene 138 på huset 132 som kontaktseksjonene S1 og forlengelsene 134a befinner seg på. Monteringsprosessen er som følger: skjermplatene 170 festes først til huset 152 på kapselkonnektoren 150, hvoretter kontaktene 154 og 156 plasseres i huset 152. Lodding utføres bare når kapselkonnektoren 150 er festet til kortet. Fordypningene 174 dannes i skjermplaten 170 og disse fordypningene 174 kontakter elektrisk forlengelsene 134a av jordkontaktene 134. Det vil imidlertid også være mulig å utelate fordypningene 174.1 den elektriske konnektoren ifølge denne tredje utførelsen kan de respektive jordkontaktene-134 og 154, slik det ble beskrevet ovenfor, enkelt forbindes ved å feste en enkelt skjermplate 170 til huset 152 på kapselkonnektoren 150.

Fig. 19 illustrerer en fjerde utførelse av den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse. Forskjellen mellom denne elektriske konnektoren og den elektriske konnektoren ifølge den tredje utførelsen, ligger i formen av skjermplatene. I skjermplatene 180 i den elektriske konnektoren ifølge denne fjerde utførelsen, er det ikke tildannet noen fremspring i tungedelene, for å forhindre at slissene 182 siger. En virkning som ligner på den virkning som oppnås ved bruk av skjermplatene 170 som vises i fig. 16, kan også oppnås ved bruk av disse skjermplatene 180.

Slik det ble beskrevet ovenfor, klemmes de første kontaktene i den elektriske konnektoren ifølge foreliggende oppfinnelse mellom veggoverflatene og de andre kontaktene, og presses således kraftig mot både veggoverflatene og de andre kontaktene, når den første og den andre konnektoren koples sammen. Følgelig, selv i tilfeller hvor kontaktene gjøres mindre og kortere for å redusere mellomavstanden mellom kontaktene, kan de første og andre kontaktene fås til å kontakte hverandre elektrisk med et høyt kontakttrykk. Siden de første kontaktene er stilt opp på linje i to rader slik at de første og andre fjærelementene er gjensidig symmetriske i de motstående radene, balanseres dessuten de respektive krefter fra veggoverflatene og de andre kontaktene mellom de to radene, slik at de første kontaktene og de andre kontaktene kan forbindes elektrisk med hverandre med et høyt og godt balansert kontakttrykk, for således å gjøre det mulig å oppnå en elektrisk konnektor som gir en sikker elektrisk forbindelse.

Claims

1. Elektrisk konnektor for elektrisk forbindelse til ledende puter på kortelementer (12, 14), omfattende en pluggkonnektor (20) med elektriske kontakter festet i et plugghus og innbefatfende kontaktseksjoner og termineringsseksjoner for elektrisk forbindelse med de ledende putene på et av kortelementene, og en kapselkonnektor (60) med elektriske kontakter (80) med lineær konfigurasjon festet i et kapselhus og innbefattende kontaktseksjoner som gir elektrisk forbindelse med pluggkonnektorens kontaktseksjoner når pluggkonnektoren og kapselkonnektoren føres sammen, og termineringsseksjoner for elektrisk forbindelse med de ledende putene på de andre av kortelementene, karakterisert ved at hver-kontakt (40) i pluggkonnektoren (20) innbefatter en basisdel med en bjelke (44) som strekker seg opp fra basisdelen, hvor bjelken (44) innbefatter en kontaktseksjon (44a) på denne for sammenføring med en tilsvarende lineær kontakt (82) i kapselkonnektoren (60), hvor bjelken (44) videre innbefatter en S-formet fjærdel (42) som strekker seg fra enden av denne, og fjærdelen strekker seg til en endedel som er hovedsakelig ved samme høyde som kontaktseksjonen (44a) på den oppstående bjelken (44); hvorved fjærens endedel ved sammenføring av plugg- og kapselkonnektoren (20, 60) presses mot en sentral vegg (38) i pluggkonnektoren (20) slik at pluggkonnektorens S-formede kontaktseksjoner klemmes fjærende mellom kapselkonnektorens (60) lineære kontaktseksjoner (82) og plugghusets (30) vegg (38).

2. Elektrisk konnektor ifølge krav 1, karakterisert ved at kapselkonnektoren innbefatter skjermplater (170) festet til sideoverflater på kapselkonnektoren og som kopler jordkontakter (154) i kapselkonnektoren til jordkontakter (134) i pluggkonnektoren.

3. Elektrisk konnektor ifølge krav 2, karakterisert ved at pluggkonnektoren innbefatter jordkontakter (134) som strekker seg langs sideoverflater på pluggkonnektoren og sammenføres med kapselkonnektorens skjermplater (170).