JP2005527071A - プリント回路基板を具備する電気コネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】複数の導電性端子を取付けた絶縁性ハウジングを備える第１のコネクタを有する電気コネクタ組立体。接地ハウジングを備える第２のコネクタ。両面プリント回路基板は第１と第２のコネクタの間に挟まれている。基板の一方の面が第１のコネクタの端子に接続される回路手段を備える。基板の第２の面が第２のコネクタの接地ハウジングに接続される接地回路手段を備える。

Description

本発明は、一般に、電気コネクタの技術分野に関し、詳細には、接地ハウジングを有する第２のコネクタに取付けられた第１のコネクタを含む電気コネクタ組立体に関する。

一般に、電気コネクタ組立体は、コネクタインターフェイスを介して回路を作動させるために互いに嵌（かん）合又は取付けられた１対のコネクタあるいはコネクタ部品を含む。一般に、導電性端子が、少なくとも一方のコネクタ部品の絶縁性ハウジングに取付けられている。多くの場合、プリント回路基板は様々な目的に使用され、端子に接続される。場合によっては、接地シェル又は接地ハウジング全体を含む接地システムが使用されることがある。

１つのタイプの電気コネクタ組立体は、ヘッダコネクタ（header connector）等の一以上の第１のコネクタを含み、該第１のコネクタは、例えば、ダイカスト金属材料で作製された接地ハウジング又はシャーシに取付けられている。ヘッダコネクタは、複数の端子ピンを取付けた絶縁性ハウジングを有する。ヘッダコネクタは、接地ハウジングの一方の側に取付けられる。端子ピンは、ピンから電気的に絶縁されたハウジングを貫通し、ハウジングの反対側のプリント回路基板内に延在する。プリント回路基板は、ハウジングに面した一方の側面に端子回路手段と接地回路手段とを有する。端子はプリント回路基板上の端子回路手段に接続され、ハウジングは回路基板の同じ側の接地回路手段と係合される。フィルタコンデンサ等の他の電気部品がプリント回路基板上に支持され、端子回路手段を介してヘッダコネクタの端子ピンに電気的に結合されることがある。最後に、接地ハウジングのヘッダコネクタを取付ける側と反対の側に、集積回路チップ、フェライトブロック、追加のプリント回路基板等の他の部品が取付けられることがある。

前述のような従来技術の電気コネクタ組立体には種々の問題がある。１つの問題は、接地ハウジングと反対側のプリント回路基板の同じ側に端子回路手段と接地回路手段が両方とも配置されることによるものであり、回路基板の外形寸法が必要以上に大きくなることである。これは、接地ハウジング上において非常に大きな空間又は「領域（real estate ）」が占有され、集積回路チップ等の他の部品を取付けるのに利用できる領域を制限する。更に、ヘッダコネクタ上の回路の密度が高くなるほど（すなわち、端子ピンの数が増加するほど）、プリント回路基板上で接地回路手段のために使用できる領域が小さくなる。

そのような組立体の大きな問題は、フィルタコンデンサをヘッダコネクタの端子ピンと組合せるときなど、実際に使用する前にヘッダコネクタ回路を検査することが望ましいことである。従来技術のコネクタ組立体の場合は、ヘッダコネクタがハウジングの一方の側に取付けられており、プリント回路基板とコンデンサがハウジングの反対側に取付けられていたため、ヘッダコネクタと接地ハウジングの組立体全体を一緒に検査しなければならなかった。検査工程で組立体が不合格だった場合は、かなり高価なダイカストハウジングを含む組立体全体を破棄しなければならなかった。接地ハウジングに取付けられる前にヘッダコネクタを単独で検査できることが望ましい。実際には、ヘッダコネクタだけをある場所で単独に検査した後、別の場所で接地ハウジングに取付けることが望ましい場合が多い。

本発明は、ヘッダコネクタ自体にプリント回路基板を組込むことによって、ヘッダコネクタを検査した後で、更には離れた場所でコネクタを接地ハウジングの取付ける前であっても、この独立した（self-contained）半組立体を接地ハウジングに取付けることができるようにして、前述の種類のコネクタ組立体の種々の問題を解決するものである。また、本発明は、プリント回路基板のサイズを大幅に小さくし、それにより、接地ハウジング上の集積回路チップや他の電気部品等を取付けるために利用できるスペースを増加できる。

したがって、本発明の目的は、新規でかつ改善された前述の種類の電気コネクタ組立体を提供することである。

本発明の例示的な実施形態では、コネクタ組立体は、複数の導電性端子を取付ける絶縁性ハウジングを有する第１のコネクタを有する。第２のコネクタは、接地ハウジングを有する。第１と第２のコネクタとの間に両面プリント回路基板が挟まれている。プリント回路基板の一方の面は、第１のコネクタの端子に接続される回路手段を有する。プリント回路基板の第２の面は、第２のコネクタの接地ハウジングに接続される接地回路手段を有する。

本発明の１つの形態では、第２のコネクタの接地ハウジングは、両面プリント回路基板の穴を貫通する複数のポストを備えたダイカスト金属ハウジングとすることができる。穴は、めっきされたスルーホールであり、ポストは、プリント回路基板の両面の接地回路手段に接続されている。

本発明の別の形態によれば、第１のコネクタの導電性端子は、プリント回路基板の穴を貫通する端子ピンであり、このピンは、プリント回路基板の第２の面の接地回路手段から電気的に分離されている。両面プリント回路基板は、端子ピンの基板への圧入によって第１のコネクタに取付けられる。複数のコンデンサチップを、プリント回路基板の一方の面の回路手段によって、少なくとも幾つかの端子ピンに結合させることができる。

本発明の他の目的、特長及び利点は、添付図面と関連して行う以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

新規であると考えられる本発明の特徴は、添付した特許請求の範囲に詳細に記載されている。本発明は、その目的及び利点とともに、添付図面と関連して行う以下の説明を参照することにより最もよく理解することができるであろう。図面において、同一の参照符号は同一の要素を示す。

図面をより詳細に参照して説明する。最初に図１〜４を参照すると、本発明は、全体を１０で示した電気コネクタ組立体として実施され、この組立体は、全体を１４で示した第２のコネクタに取付けられるか又は結合可能な、全体を１２で示した一以上の第１のコネクタを含む。例示した実施形態において、第１のコネクタ１２は、ヘッダコネクタとして知られており、３個のヘッダコネクタが、全体を１６で示した接地ハウジングを有する第２のコネクタ１４に取付けられている。接地ハウジングは、ダイカスト金属部品でもよく、シートメタル又は金属めっきしたプラスチック材料のものでもよい。複数の電気部品（図示せず）が、接地ハウジング１６の下面に取付けられている。後で分かるように、ヘッダコネクタ間の接地ハウジングの下側に、そのような電気部品を収容するのに十分な空間又は「領域」が設けられる。

図３で最もよく分かるように、コネクタ組立体１０の第２のコネクタ１４の接地ハウジング１６は、ヘッダコネクタ１２と位置合わせされた三つの貫通差込口２０を有する。ハウジングには、各差込口を取囲む溝２２が鋳造されている。また、各差込口の両側には、複数の直立接地ポスト２４が配置されている。基本的に、ハウジング１６は、ヘッダコネクタ１２を取付ける溝２２を有する第１の面又は実装面２８と、主プリント回路基板３２を取付ける第２又は下側実装面３０（図４）とを有する。

各ヘッダコネクタ１２は、全体を３４で示した絶縁性ハウジングを含み、該絶縁性ハウジングは、プラスチック材料等でモールド成形することができる。ハウジングは、嵌合面又はシュラウド３５を有する。ハウジングは、ダイカストハウジング１６の実装面２８の各溝２２内に取付けるための周囲垂下フランジ３６（図４）を有する。外側に突出している周辺フランジ３８は、ヘッダコネクタがハウジングに取付けられたときに、ダイカストハウジングの実装面２８と当接する。

各ヘッダコネクタ１２の絶縁性ハウジング３４内には、複数の端子ピン４０が取付けられている。ピンは、絶縁性ハウジング内の端子収容通路４２（図４）内に取付けられている。図３〜５は、ヘッダコネクタの各絶縁性ハウジングに差込まれようとしている端子ピンを示す。一方、図２は、ダイカスト接地ハウジング１６を完全に貫通して延在している端子ピンを示す。図４は、主プリント回路基板３２が端子ピンの下側遠位端が差込まれる複数の穴４４を有することを示す。端子ピンは、各絶縁性ハウジング３４内の端子収容通路４２の４つの列と、これに対応する主プリント回路基板３２の穴４４の列とに対応しているほぼ平行な４つの列に配列されていることが分かる。本質的に、端子ピンは、基板３２上の回路トレースに接続され、及び／又は穴４４に接続される。

図４は、各ヘッダコネクタ１２毎にフェライトブロック４６が設けられ、そのフェライトブロックを各ヘッダコネクタの端子ピン４０が通っていることを示す。素子４８は、フェライトブロックを密閉し端子ピン上に保持するために使用されるカプセル材料を表す。実際には、フェライトブロックは、ダイカスト接地ハウジング１６の差込口２０（図３）内に取付けられ、カプセル材料は、差込口の底部に付着されて、端子境界面を密閉するとともにフェライトブロックを保持する。カプセル材料は、液体の形態で付着させ硬化させることができる。素子４８は、カプセル材料の硬化した形態を多少概略的に示している。

本発明によれば、図４及び５で最もよく分かるように、全体を５０で示した両面プリント回路基板が、各ヘッダコネクタ１２の絶縁性ハウジング３４の終端面５２（図５）に並置されている。好ましい実施形態では、このプリント回路基板は、フレキシブル回路基板である。図５で最もよく分かるように、端子ピン４０は、両面プリント回路基板を貫通して延在している。一般に、絶縁性ハウジングの終端面５２と対向するプリント回路基板の上面５０ａは、端子ピンに接続される信号回路手段を有する。プリント回路基板の第２の面又は下面５０ｂは、各差込口２０を取囲むプラットホーム５４において接地ハウジング１６と係合されている。好ましい実施形態では、プリント回路基板５０がフレキシブルプリント回路基板の場合、プリント回路基板５０は、フレキシブル回路基板のスルーホール５６内へのすべての端子ピン４０の圧入によって保持される。

特に、図５と関連して図６及び７を参照すると、図６に、ヘッダコネクタ１２のそれぞれと対向するフレキシブル回路基板５０の上面５０ａを示す。図７に、接地ハウジング１６と係合する両面プリント回路基板の下面５０ｂを示す。これを理解した上で、図６は、回路基板の上面５０ａの回路パターン６０を示す。ピン端子４０を収容する穴５６が、これらの回路を貫通していることが分かる。端子ピン４０が、スルーホール５６に圧入によって差込まれるとき、導電性端子ピンは、フレキシブル回路基板の穴の周囲で回路と機械的かつ電気的に係合する。各回路６０は、フィルタコンデンサチップ６２等の能動電気部品に電気的に結合され、それにより、コンデンサチップが端子ピン４０に接続される。回路６０には、可変抵抗器等の様々な他の能動部品が接続されることもある。

次に、図７を参照すると、両面プリント回路基板の下面５０ｂは、基板の下面のかなりの部分を覆っている大きな接地回路めっき領域６６を有する。接地回路のめっきから端子ピンを電気的に絶縁するために、端子ピンを収容する穴５６の周囲の円形領域６８において接地回路又はめっきが除去されている。接地回路めっき６６が、各差込口２０の周りのプラットホーム領域５４（図３）の１つと係合するだけでなく、直立接地ポスト２４（図３）が、回路基板の対応する穴７０を貫通して突出している。最後に、フレキシブルプリント回路基板５０の接地性能を高めるために、回路基板の上面５０ａに追加の周辺接地回路めっき領域７２が設けられている。上側接地回路めっき７２は、上側接地回路めっきと下側接地回路めっきとの間に電気経路又は「ビア」を形成するめっきされたスルーホール７４によって、下側回路めっき６６に電気的に結合されている。実際には、回路基板の両側の導電性「めっき」は、一般に、基板に付着された導電膜である。

以上のことから、図５に示した半組立体のように、両面フレキシブルプリント回路基板５０を、端子ピン４０が貫通して延在する各ヘッダコネクタ１２に取付けることができることが分かる。この独立した半組立体又はユニットは、ダイカスト接地ハウジング１６を含むコネクタ１４等の第２のコネクタに取付ける前に検査することができる。実際には、独立したヘッダコネクタをある場所で検査し、別の場所でダイカスト接地ハウジングに取付けることができる。ヘッダコネクタが検査工程で不合格の場合は、従来技術で行われていたようにダイカストハウジング１６を含むコネクタ組立体１０全体を廃棄するのではなく、不合格だったヘッダコネクタだけを破棄する。更に、両面プリント回路基板を設けることによって、基板全体の寸法が小さくなり、他の電気部品を収容するためにダイカスト接地ハウジング１６上により広いスペース又は領域を残すことができる。図６及び７に示したように、高密度回路を使用するときでも、基板の両面の接地めっきを含む両面回路基板によって十分な接地性能が与えられる。

本発明を、その精神又は中心的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で実施できることが分かるであろう。したがって、上記の実施例と実施形態は、すべての点において例示的であり限定的でないものと考えるべきであり、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されるべきでない。

本発明の概念を具体化する電気コネクタ組立体の上から見た斜視図である。 組立体の下から見た斜視図である。 組立体の上から見た分解斜視図である。 組立体の下から見た分解斜視図である。 ヘッダコネクタの底部の拡大部分斜視図である。 両面プリント回路基板の一方の面の平面図である。 プリント回路基板の第２の面の平面図である。

Claims (32)

1. 複数の導電性端子を取付けた絶縁性ハウジングを含む第１のコネクタと、
   接地ハウジングを含む第２のコネクタと、
   第１と第２のコネクタの間に挟まれた両面プリント回路基板であって、一方の面が第１のコネクタの端子に接続される回路手段を備え、第２の面が第２のコネクタの接地ハウジングに接続される接地回路手段を備える両面プリント回路基板とを有する電気コネクタ組立体。
2. 前記第２のコネクタの接地ハウジングが、ダイカスト金属ハウジングを備える、請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
3. 前記接地ハウジングが、両面プリント回路基板の穴を貫通する複数のポストを備える、請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
4. 前記両面プリント回路基板に追加された穴を含み、該穴がめっきされたスルーホールであり、それにより、プリント回路基板の両面の接地回路手段にポストが接続された、請求項３に記載の電気コネクタ組立体。
5. 前記第１のコネクタの導電性端子が、プリント回路基板の穴を貫通する端子ピンを含み、該ピンが、プリント回路基板の第２の面上の接地回路手段から電気的に絶縁されている、請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
6. 前記プリント回路基板の一方の面上の前記回路手段によって前記端子ピンのうちの少なくとも幾つかに結合された複数のコンデンサチップを備える、請求項５に記載の電気コネクタ組立体。
7. 前記両面プリント回路基板が、端子ピンの基板への圧入によって第１のコネクタに取付けられた、請求項５に記載の電気コネクタ組立体。
8. 前記第１のコネクタの導電性端子が、プリント回路基板の前記一方の面上の回路手段と係合した状態でプリント回路基板の穴に圧入された端子ピンを含む、請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
9. 前記両面プリント回路基板が、平坦なフレキシブル回路を含む、請求項８に記載の電気コネクタ組立体。
10. 前記接地ハウジングが、プリント回路基板の前記第２の面上の接地回路手段と係合した状態でプリント回路基板の穴に圧入された複数のポストを含む、請求項８に記載の電気コネクタ組立体。
11. 前記両面プリント回路基板が、平坦なフレキシブル回路を備える、請求項１０に記載の電気コネクタ組立体。
12. 前記第１のコネクタの導電性端子が、プリント回路基板の前記一方の面上の回路手段と係合した状態でプリント回路基板内の穴に圧入された端子ピンを含む、請求項１１に記載の電気コネクタ組立体。
13. 嵌合面及び終端面を備える絶縁性ハウジングと、
    ハウジングに取付けられ、その終端面で突出している複数の端子ピンと、
    該端子ピンが貫通している状態でハウジングの終端面に配置された両面プリント回路基板であって、ハウジングの終端面と対向しているプリント回路基板の一方の面が、端子ピンに接続された回路手段を備え、ハウジングの終端面と反対側を向いているプリント回路基板の第２の面が、適切な接地部品に接続するための接地回路手段を備え、端子ピンが、前記接地回路手段から電気的に絶縁されている両面プリント回路基板とを有する電気コネクタ。
14. 前記プリント回路基板の一方の面上の前記回路手段によって、前記端子ピンのうちの少なくとも幾つかに結合された複数のコンデンサチップを含む、請求項１３に記載の電気コネクタ。
15. 前記両面プリント回路基板が、端子ピンの基板への圧入によってハウジングの終端面に取付けられた、請求項１３に記載の電気コネクタ。
16. 前記両面プリント回路基板が、平坦なフレキシブル回路を含む、請求項１５に記載の電気コネクタ。
17. 嵌合面と終端面とを備える絶縁性ハウジング、及び、ハウジング内に取付けられるとともに嵌合面と終端面との間で延在している複数の端子ピンを含む第１のコネクタと、
    該第１のコネクタの絶縁性ハウジングの終端面と対向する第１の実装面、及び、第２のプリント回路基板に取付けるように適合された第２の実装面とを備える接地ハウジングを含む第２のコネクタと、
    前記端子ピンが貫通している状態で第１のコネクタの絶縁性ハウジングの終端面に配置された両面プリント回路基板であって、前記終端面と対向するプリント回路基板の一方の面が、端子ピンに接続された回路手段を含み、プリント回路基板の第２の面が、第２のコネクタの接地ハウジングに接続された接地回路手段を含み、端子ピンが、前記接地回路手段から電気的に絶縁された両面プリント回路基板とを有する電気コネクタ組立体。
18. 前記第２のコネクタの接地ハウジングが、ダイカスト金属ハウジングを含む、請求項１７に記載の電気コネクタ組立体。
19. 前記接地ハウジングが、両面プリント回路基板の穴を貫通する複数のポストを含む、請求項１７に記載の電気コネクタ組立体。
20. 前記両面プリント回路基板に追加された穴を含み、該穴がめっきされたスルーホールであり、それにより、プリント回路基板の両面の接地回路手段にポストが接続された、請求項１９に記載の電気コネクタ組立体。
21. 前記プリント回路基板の一方の面上の前記回路手段によって、前記端子ピンのうちの少なくとも幾つかに結合された複数のコンデンサチップを含む、請求項１７に記載の電気コネクタ組立体。
22. 前記両面プリント回路基板が、第１のコネクタに取付けられた、請求項１７に記載の電気コネクタ組立体。
23. 前記両面プリント回路基板が、端子ピンの基板への圧入によって第１のコネクタに取付けられた、請求項２２に記載の電気コネクタ組立体。
24. 前記接地ハウジングの第２の実装面に取付けられるとともに、端子ピンが貫通するフェライトブロックを含む、請求項１７に記載の電気コネクタ組立体。
25. 第２のプリント回路基板が、前記フェライトブロック上に取付けられるとともに、前記端子ピンに接続された、請求項２４に記載のコネクタ組立体。
26. 第２のプリント回路基板が、前記接地ハウジングの第２の実装面に取付けられるとともに、前記端子ピンに接続された、請求項１７に記載のコネクタ組立体。
27. 前記両面プリント回路基板が、平坦なフレキシブル回路を含む、請求項１７に記載のコネクタ組立体。
28. 前記端子ピンが、平坦なフレキシブル回路の穴に、その一方の面の回路手段と係合した状態で圧入された、請求項２７に記載のコネクタ組立体。
29. 嵌合面及び終端面を備える絶縁性ハウジングと、
    ハウジングに取付けられ、終端面で突出する複数の端子ピンと、
    ハウジングの終端面に配置された両面プリント回路基板であって、前記終端面と対向しているプリント回路基板の一方の面が、第１の回路手段を備え、ハウジングの終端面と反対側を向いているプリント回路基板の第２の面が、適切な導体手段に接続する第２の回路手段を備える両面プリント回路基板とを有し、
    前記端子ピンが、プリント回路基板の前記一方の面上の第１の回路手段と係合している状態でプリント回路基板の穴に圧入され、プリント回路基板の前記第２の面上の第２の回路手段から電気的に絶縁された電気コネクタ。
30. 前記両面プリント回路基板が、平坦なフレキシブル回路を含む、請求項２９に記載の電気コネクタ。
31. 前記導体手段が、プリント回路基板の前記第２の面上の第２の回路手段と係合している状態でプリント回路基板の穴に圧入された少なくとも１つのポストを含む、請求項２９に記載の電気コネクタ。
32. 前記両面プリント回路基板が、平坦なフレキシブル回路を含む、請求項３１に記載の電気コネクタ。
    

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