説明

基板実装用及びケーブル取付け用コネクタファミリー

【解決手段】コネクタファミリーは、コネクタ嵌合面(42)及び基板実装インタフェース(194)を有する中央ハウジング(12,112)を具備する。コンタクト(56,58;156,158)は、中央ハウジング内に保持される。中央ハウジング上に嵌められ、基板実装インタフェースを少なくとも部分的に覆うように、外側シェル(14)が形作られる。外側シェルは、ケーブルに結合されるよう構成されたケーブルインタフェース(26)を有する。コンタクト、中央ハウジング及び外側シェルは、第1用途及び第2用途のうち意図された一方に依存して、互いに異なる第1構成及び第2構成で使用される。外側シェルは、第1用途では、第1構成を形成するために中央ハウジング上に実装され、第2用途では、第2構成を形成するために取り除かれて中央ハウジングの基板実装インタフェースを露出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異なる用途で選択的に使用できる共通部品を有するモジュラーコネクタファミリーに関する。
【背景技術】
【0002】
今日、種々の用途用に、多様なコネクタが存在している。例えば、コネクタは、回路基板を結合するため、ケーブルを結合するため、ケーブル及び回路基板を結合するため等に使用される。一般に、各コネクタは具体的な用途用に設計されており、コネクタの全体構造は、所与の用途で使用するためにオーダーメイドであり且つ最新式である。多くの用途は、異なる物理的設計及び性能要求事項を有する。このため、基板実装用途用に設計されたコネクタは、基板実装用途の制約及び性能要求事項に最適化される。これとは別に、ケーブル用途を意図されたコネクタは、ケーブル用途の物理的及び性能要求事項を満足するよう最適化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
特定のコネクタが所与の用途用に一旦設計されると、次に、この特定のコネクタを大量に生産するために、専用工具が構成される。一般に、従来の基板実装型コネクタに関連する工具は、従来のケーブルコネクタに関連する工具と大きく異なっている。このため、各タイプのコネクタ用に、別々の工具を構成し維持しなければならない。各タイプのコネクタ用の別々の工具は、製造に関連する全体のコストを増加させてしまう。
【0004】
信号コンタクト及び電源コンタクトの数多くのパターンで基板実装用途及びケーブル用途等の多様な用途で使用するよう容易に構成されたコネクタに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この課題は、請求項1に従ったコネクタファミリーにより解決される。
【0006】
コネクタファミリーは、コネクタ嵌合面及び基板実装インタフェースを有する中央ハウジングを具備する。コンタクトは、中央ハウジング内に保持される。中央ハウジング上に嵌められ、基板実装インタフェースを少なくとも部分的に覆うように、外側シェルが形作られる。外側シェルは、ケーブルに結合されるよう構成されたケーブルインタフェースを有する。コンタクト、中央ハウジング及び外側シェルは、第1用途及び第2用途のうち意図された一方に依存して、互いに異なる第1構成及び第2構成で使用される。外側シェルは、第1用途では、第1構成を形成するために中央ハウジング上に実装され、第2用途では、第2構成を形成するために取り除かれて中央ハウジングの基板実装インタフェースを露出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、添付図面を参照して、本発明を例示により説明する。
【0008】
本発明の実施形態は一般に、複数の分離可能な部品を有するコネクタファミリーに関する。これらの部品は、意図された要素に依存して異なる組合せ及びコンタクトパターンで結合される。単一のコネクタファミリーは、2以上の用途を支持してもよい。以下に記載する実施形態において、典型的用途は基板実装及びケーブル組立体であるが、他の用途にも適用できる。実施形態において、コネクタファミリーは、取外し可能な外側シェル(図1及び図2参照)及び異なる信号コンタクト及び電源コンタクトの組(図1ないし図10参照)を有する共通の中央ハウジング(図1、図2、図5、図6、図9及び図10参照)からなる。図1ないし図10の部品は、コネクタファミリーの種々の組合せを形成し、単一のコネクタファミリーを形成するために全てが利用可能である必要はないことを理解されたい。
【0009】
図1は、本発明の一実施形態に従った一コネクタファミリーから形成されると共にケーブル用途用に組み立てられたケーブル組立体(ケーブルプラグ組立体)10を示す。ケーブル組立体10は、上側シェル半体16及び下側シェル半体18から形成される外側シェル14内に保持される中央ハウジング12(ヘッダとも称される)を有する。上側シェル半体16及び下側シェル半体18は、中央ハウジング12を部分的に閉じるよう継目20で結合する。中央ハウジング12は、外側シェル14の前面24から露出すると共に前面24から延びる先端部22を有する。外側シェル14はまた、電源電線すなわち電源ケーブル28及び信号電線すなわち信号ケーブル30をそれぞれ受容するよう構成された後面すなわちケーブルインタフェース26を有する。上側シェル半体16及び下側シェル半体18は、取付けポスト34と整列すると共に取付けポストを受容する開口32を有する。取付けポスト34は、中央ハウジング12に形成され、中央ハウジング12から上方及び下方に延びる。ねじ36は、中央ハウジング12上に上側シェル半体16及び下側シェル半体18をしっかりと保持する。外側シェル14の両端部は、開口40を有する保持ソケット38を具備する。これらの開口40は、相手コネクタにケーブル組立体10を保持する固定具を受容するよう構成される。
【0010】
中央ハウジング12は、コネクタ嵌合面42に開口する内部キャビティ44を有する。内部キャビティ44は、中央ハウジング12の外郭をまとめて区画する上壁46、下壁48及び端壁50により囲まれる。整列スロット52は、ケーブルプラグ組立体10を相手コネクタに正しく整列させるために、嵌合作業の際にピンを受容するよう内部キャビティ44の両端に設けられる。内部キャビティ44は、内部輪郭を有し、電源コンタクト56及び信号コンタクト58を所望の所定のコンタクトパターンに保持する後壁54により閉じられる。
【0011】
ケーブル組立体、中央ハウジング及びコンタクトの別の構造は、「電気コネクタ及びバックシェル」という発明の名称の2004年12月23日に出願された米国出願(出願番号:11/022528号)に示される。
【0012】
図2は、図1のケーブル組立体10の分解図である。上側シェル半体16及び下側シェル半体18は、個別部品をよりよく示すために分離されている。中央ハウジング12の上壁46、下壁48及び端壁50は、矩形のブロック状外郭を形成するためにほぼ平坦である。取付けポスト34は、上壁46及び下壁48からそれぞれ上方及び下方に延びる。取付けポスト34は、上側シェル半体16及び下側シェル半体18の開口32に整列する。上側シェル半体16及び下側シェル半体18は、互いにほぼ鏡像である内部構造を有する。このため、上側シェル半体16の内部は、詳細に図示しない。上側シェル半体16及び下側シェル半体18の各々は、前面24、側面60及び後壁62を有する。後壁62は、対応する電源ケーブル28及び信号ケーブル30を受容するよう形作られた切り欠かれた部分すなわち開口64,66を有する。延長ブラケット68が、上側シェル半体16及び下側シェル半体18の各々の内部に配置されている。この延長ブラケット68は、湾曲した電線隙間スロット70を有する。上側シェル半体16及び下側シェル半体18が共に結合すると、切り欠かれた部分64及び電線隙間スロット70は、電源ケーブル28及び信号ケーブル30をそれぞれ適当に配置する載置部(nest)を形成する。
【0013】
下側シェル半体18は、矢印C方向に沿って横列に配列された複数の整理要素71を有する。これらの整理要素71は、端子収容(cradle)要素78及び端子保持要素72を交互に有する。整理要素の同様の列は、上側シェル半体16に形成されている。上側シェル半体16の端子収容要素78及び端子保持要素72は、下側シェル半体18の同様の整理要素から横方向にずれている。すなわち、下側シェル半体18の各端子収容要素78は、上側シェル半体16の端子保持要素72の一方と垂直方向に整列するが、上側シェル半体16の端子収容要素78から横方向にずれている。同じ関係は、端子保持要素72にも存在する。
【0014】
図3は、図1の中央ハウジング12に保持された電源コンタクト56を示す斜視図である。電源コンタクト56は、一体の金属板を打抜き加工及び曲げ加工してもよい。電源コンタクト56は、平行に整列した側部204を有するU形状の本体202を有する。各側部204は、互いに前方へ延びると共に互いに整列する一連のコンタクトビーム206〜208を有する。対向するコンタクトビーム206〜208は、間隙210により分離されている。本体202は、広がった心線圧着要素214を有する基部212で一体に形成されている。心線圧着要素214は、間に心線保持領域218を形成するよう分離された側部216を有する。基部212はまた、対向する脚部222を有する絶縁体圧着要素220と一体的に形成される。これら脚部222は、ケーブルの導電部が心線保持領域218の内側に配置されると、ケーブルの絶縁体の周りに巻き付けられるよう構成されている。
【0015】
図4は、導電性心線が内部でしっかりと圧着された図3の電源コンタクト56を示す。図4に示されるように、心線圧着要素214の側部216は、電源ケーブル226の導電体224としっかりと係合し且つ保持するまで曲げられる。脚部222はまた、電源ケーブル226の絶縁体228の周りにしっかりと巻き付けられると共に絶縁体228に確実に係合する。
【0016】
図5は、所望の用途及びコンタクトパターンに従って形成された中央ハウジング112を示す斜視図である。中央ハウジング112は、内部キャビティ144を区画する上壁146、下壁148及び端壁150を有する。後壁154は、後壁154を貫通する複数の信号コンタクト用開口182及び電源コンタクト用開口184を有する。図5の例において、信号コンタクト用開口182は、4×6のパターンに配列されており、各々は個別の信号コンタクト158を内部にしっかりと保持する。図5の例において、コンタクトの構成には、4×6のパターンに形成された一群の信号コンタクト158が設けられ、1対の電源コンタクト156が一側に設けられ、4個の電源コンタクト156が反対側に設けられている。1個以上の電源コンタクト156が接地コンタクトを代表し、より多い数又は少ない数の電源コンタクト156及び信号コンタクト158を使用してもよいことを理解されたい。
【0017】
上壁146及び下壁148は、一連のライン147,149をそれぞれ有する。これらのライン147,149は、信号コンタクト用開口182及び電源コンタクト用開口184の種々のパターンを区画するため、成形工具に配置される分離成形インサートを示す仮想のモジュラー区分を表わす。ライン147,149は、中央ハウジング112の構造的側面を表わしてはいない。例えば、分離した電源コンタクト成形インサートは、参照番号190で示される各部分用、参照番号192で示される各部分用に成形工具内に装填できる。工具インサート部190は電源コンタクト用開口184に対応するのに対し、工具インサート部192は信号コンタクト用開口182に対応する。工具インサートの組合せ及び構成は、中央ハウジング112が意図される特定要素に依存して変更してもよい。
【0018】
図6は、図5の中央ハウジング112を後部から見た斜視図である。中央ハウジング112は、ほぼ平坦である基板実装インタフェース194を有する。信号コンタクト用開口182及び電源コンタクト用開口184は、内部キャビティ144(図5参照)から後壁154を通って基板実装インタフェース194に延びる。図6の例において、電源コンタクト156及び信号コンタクト158(図5参照)は、基板実装インタフェース194から突出する電源コンタクトテール部196及び信号コンタクトテール部198をそれぞれ有する。電源コンタクトテール部196及び信号コンタクトテール部198は、回路基板(例えば、印刷回路基板)の孔(例えば、バイア)に圧入される「針の目」ピンとして構成される。図6の例において、各電源コンタクト156(図5参照)は、一体に形成された一群の8個の電源コンタクトテール部196を有するが、より少ない又は多い数の電源コンタクトテール部196を使用してもよい。各信号コンタクト158(図5参照)は、基板実装インタフェース158から延びる対応する単一の信号コンタクトテール部198を有するが、1個以上の信号コンタクトテール部198を各信号コンタクト158と共に使用してもよい。
【0019】
中央ハウジング112はまた、中央ハウジング112を貫通して設けられると共に両端壁150近傍に配置されたラッチ開口186を有する。これらのラッチ開口186は、中央ハウジング112が実装される回路基板に設けられた相手ラッチ機構内にスナック係合するよう構成されたラッチ要素188を受容する。図5と同様に、図6は、工具インサート部190、192を分離するライン147を示す。これらのライン147は、一旦成形されると、必ずしも中央ハウジング112上に現れる必要はない。
【0020】
図7は、図5及び図6の中央ハウジング112内に保持される電源コンタクト156を示す。電源コンタクト156はU形状の本体部302を有し、本体部302は、互いに平行に形成されると共に互いに離間する側部304を有する。側部304の先縁305は、コンタクトビーム306〜308と一体に形成されている。コンタクトビーム306〜308は、間隙310により互いに離間している。側部304はまた後縁307を有し、後縁307からはコンタクトテール部196が延びている。図7の例において、「針の目」コンタクトテール部196は、電源コンタクト156と一体に形成されている。ここで、コンタクトテール部196は、平行な側部304から延びる平行な2列に整列しているが、より多い又は少ない数のコンタクトテール部196を設けてもよい。
【0021】
図8は、基板実装要素に使用することができる電力コンタクト456の別の一実施形態を示す。電力コンタクト456は、平行且つ離間した側部404を有するU形状本体402を有する。側部404は、先縁405及び後縁407をそれぞれ有する。各側部404の先縁405は、一連のコンタクトビーム406〜408と一体に形成されており、その各々は外側先端411を有する。コンタクトビーム406〜408は、間隙410により離間している。後縁407は、回路基板内のバイアに半田付けされるよう構成されたピンコンタクトテール部496と一体に形成されている。ピンコンタクトテール部496は、一様な矩形断面を有しており、対応する側部404から下方へ延びる平行列に配列されている。
【0022】
図9は、回路基板500に実装された状態の図3及び図4の中央ハウジング112を示す。回路基板500に実装されると、基板実装インタフェース194は、回路基板500にしっかりと且つ直接的に当接する。図9の基板実装用途において、外側シェル14(図1参照)が取り除かれ、1組の電源コンタクト156及び信号コンタクト158が、中央ハウジング112に装填され、基板実装(例えば、圧入、半田付け等)されるよう構成されたコンタクトテール部を有する。
【0023】
図10は、別の一実施形態に従って形成された中央ヘッダ612を示す。中央ヘッダ612は、信号コンタクト658が括弧657で示される一部分で一端に全て整列するが、電源コンタクト656は括弧655で示される共通部分で反対側の端に全て整列するように、異なるコンタクトパターンを有する。一例として、図10の構成は、8個の電源コンタクトを有する、4×8パターンに配列された32個の信号コンタクトを表わしてもよい。
【0024】
説明した実施形態は、種々のコネクタファミリーを提供する。ここで、共通の中央ハウジングは、基板実装用途及びケーブル組立体用途等の異なる用途で使用することができる。基板実装用途で使用するために、共通の中央ハウジングは、回路基板に実装されるよう構成されたコンタクトテール部を有する、信号コンタクト及び電源コンタクトの所望パターンで装填される。次に、共通の中央ハウジングは、中央ハウジングの後面に形成された回路基板インタフェースで回路基板に直接実装される。ケーブル組立体用途で使用される場合は、共通の中央ハウジングは、異なる組のコンタクトで、すなわち信号電線に直接接触するよう結合された構成の組で装填される。次に、中央ハウジングは、ケーブルコネクタの外側ハウジングを形成する外側シェル内に囲まれる。コンタクト及び外側シェルはまた、ケーブルと係合してストレインリリーフ機能を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の一実施形態に従って形成されたケーブル組立体を前から見た斜視図である。
【図2】図1のケーブル組立体の斜視図である。
【図3】本発明の一実施形態に従って形成されたケーブルコンタクトを示す斜視図である。
【図4】ケーブルに圧着された図3のケーブルコンタクトを示す斜視図である。
【図5】図1のケーブル組立体に使用される中央ハウジングを上から見た斜視図である。
【図6】図5の中央ハウジングを下から見た斜視図である。
【図7】本発明の別の実施形態に従って形成された圧入テール部を有する電源コンタクトの斜視図である。
【図8】本発明の一実施形態に従って使用するための半田テール部を有する電源コンタクトの斜視図である。
【図9】本発明の別の実施形態に従って形成されたコンタクトパターンを有する中央ハウジングを示す斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態に従った基板実装用途の中央ハウジングを示す斜視図である。
【符号の説明】
【0026】
12,112 中央ハウジング
14 外側シェル
26 ケーブルインタフェース
42 コネクタ嵌合面
44,144 内部キャビティ
54,154 後壁
56,156 電源コンタクト(コンタクト)
58,158 信号コンタクト(コンタクト)
62 後壁
64,66 開口
182 信号コンタクト用開口(コンタクト保持開口)
184 電源コンタクト用開口(コンタクト保持開口)
194 基板実装インタフェース
196 電源コンタクトテール部(コンタクトテール部)
198 信号コンタクトテール部(コンタクトテール部)
214 心線圧着要素

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コネクタ嵌合面(42)及び基板実装インタフェース(194)を有する中央ハウジング(12,112)を具備し、コンタクト(56,58;156,158)は、前記中央ハウジング内に保持されるコネクタファミリーにおいて、
前記中央ハウジング上に嵌められ、前記基板実装インタフェースを少なくとも部分的に覆うように、外側シェル(14)が形作られており、
該外側シェルは、ケーブルに結合されるよう構成されたケーブルインタフェース(26)を有し、
前記コンタクト、前記中央ハウジング及び前記外側シェルは、第1用途及び第2用途のうち意図された一方に依存して、互いに異なる第1構成及び第2構成で使用され、
前記外側シェルは、前記第1用途では、前記第1構成を形成するために前記中央ハウジング上に実装され、前記第2用途では、前記第2構成を形成するために取り除かれて前記中央ハウジングの前記基板実装インタフェースを露出することを特徴とするコネクタファミリー。
【請求項2】
前記中央ハウジングは、前記コネクタ嵌合面に開口する内部キャビティ(44,144)を有し、
該内部キャビティは、前記コンタクト(156,158)を保持する後壁(54,154)を有し、
前記コンタクトは、前記基板実装インタフェースから突出するコンタクトテール部(196,198)を有することを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項3】
前記コネクタ嵌合面及び前記基板実装インタフェースは、前記中央ハウジングの互いに対向する前面及び後面に配置されていることを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項4】
前記外側シェルは、該外側シェルを貫通する開口(64,66)を有する後壁(62)を有し、
該後壁は、前記基板実装インタフェースを覆うよう構成されると共に前記ケーブルと係合してストレインリリーフを形成することを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項5】
前記コンタクトは、各々が心線圧着要素(214)を有する第1組のコンタクト(56,58)と、コンタクトテール部(196,198)を有する第2組のコンタクト(156,158)とを有し、
前記第1組のコンタクトは、前記第2用途ではなく前記第1用途で使用するために前記中央ハウジングに設けられ、
前記第2組のコンタクトは、前記第1用途ではなく前記第2用途で使用するために前記中央ハウジングに設けられることを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項6】
前記第1用途はケーブル組立体を構成し、
前記第2用途は基板実装を構成することを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項7】
前記中央ハウジングは、後壁(54,154)を有する内部キャビティ(44,144)を有し、
前記後壁は、コンタクト保持開口(182,184)を有し、
該コンタクト保持開口は、前記第1及び第2の用途に対応する互いに異なる第1及び第2のパターンのうち一方で成形されることを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項8】
前記中央ハウジングは、前記第1及び第2の用途の双方で使用するために共通の外郭を有することを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。
【請求項9】
前記コネクタ嵌合面は、内部輪郭を有する内部キャビティ(44,144)を有し、
前記内部輪郭は、前記第1及び第2の用途をそれぞれ構成するケーブル組立体及び基板実装の双方で相手コネクタに対して共通であることを特徴とする請求項1記載のコネクタファミリー。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公表番号】特表2009−517812(P2009−517812A)
【公表日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−542474(P2008−542474)
【出願日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【国際出願番号】PCT/US2006/045523
【国際公開番号】WO2007/064632
【国際公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【出願人】(399132320)タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション (234)
【氏名又は名称原語表記】Tyco Electronics Corporation
【Fターム(参考)】