JP4951377B2 - 電子部品を接続するためのプラグインコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、互いに嵌合する一対のプラグインコネクタ要素を備え、各コネクタ要素が略立方体のボディに配置された電気コンタクトを有する、電子部品を接続するためのプラグインコネクタに関する。

上述した種類のプラグインコネクタは、例えば、上下に配置された複数のプリント回路基板、一つの電子部品を有する一つのプリント回路基板あるいは同様のものを接続するために使用される。多くの場合、プラグインコネクタは、一方が他方に嵌合される２つのプラグインコネクタ要素を備えるマルチウェイプラグ、特に、互いに嵌合するマルチポイントピンコネクタ要素およびマルチポイントソケットコネクタ要素である。プラグインコネクタは、略立法体形状のボディを備える。当該ボディ内に配置される電気コンタクトは、電子信号およびパルスを伝達する役割を果たす。プラグインコネクタを一つの所望の位置にのみ確実に接続可能にするためには、２つのプラグインコネクタ要素がそれぞれコーディング（coding）およびカウンタコーディング（counter-coding）を備えていなければならない。当該コーディングおよびカウンタコーディングは、例えば、特許文献１に記載されているように、特にコネクタハウジングに直接形成された開口部で構成されてもよい。
ドイツ特許公開番号１９９３２９４２

しかしながら、かかる従来のプラグインコネクタ要素を設計することにより、製造が複雑になる。さらに、当該コーディングの構成では、例えばコーディングの一部である薄型ブリッジに強い力が加えられると、一方が他方に取り付けられる部分が折れて、結果的に好ましくないコンタクトが形成される場合がある。以上の観点から、本発明の目的は、極めて容易に製造可能であり、プラグインコネクタ要素に強い力が加えられても、不完全で好ましくない差し込みを回避できるコーディングおよびカウンタコーディングを備えたプラグインコネクタを提供することにある。

本発明は、請求項１に記載された特徴を有するプラグインコネクタにより本目的を達成する。

本発明のプラグインコネクタでは、ボディ（body）の一側壁に配置された段部（shoulder）、即ち、溝（groove）が所定の位置に形成され、当該溝は差し込み方向（plugging direction）に延びる。また、一方のプラグインコネクタ要素のボディにおいては、その一方のプラグインコネクタ要素が正しい位置に配置される場合に溝に他方のプラグインコネクタ要素のリブを収容し、一方のプラグインコネクタ要素が誤った位置に配置される場合に、他方のプラグインコネクタ要素のリブに対する当接面が形成されるように、ボディの一側壁に配置された段部を使用することにより、２つのコネクタ要素のあらゆる好ましくない接続が防止される。

２つのプラグインコネクタ要素は、当該２つのプラグインコネクタ要素が同一型ではなく、異なる型のプラグインコネクタに属する場合と、２つのプラグインコネクタ要素が同一型のプラグインコネクタに属するが、上下誤った位置、例えば一方が他方に対してある角度で配置される場合に、上記配置によって互いに嵌合することができない。この場合、２つのプラグインコネクタ要素が上下に配置される方法自体は問題にならない。この場合、コーディング、即ち、リブおよび溝の配置によって一方の要素を他方の要素に差し込むことが不可能となる。

当該段部を備えることにより、強い力が加えられても、特に２つのプラグインコネクタ要素のあらゆる誤った接続が不可能となる。これは、プラグインコネクタ要素が誤った位置に配置される場合に備えて、当該段部が強固な当接面（solid abutting surface）を形成するからである。

原理的に、当該段部および側壁間に任意の所望の角度が形成される。特に有利な実施形態によれば、当該段部および側壁間に形成された角度は直角である。直角を使用することにより、プラグインコネクタ要素のあらゆる誤った接続が特に効果的に防止される。

同様にリブは、例えば外形が半円筒形のリブ、あるいは外形が多角形のリブとして様々な方法で形成してもよい。とくに有利な実施形態では、立方体形状がリブに対して使用される。特に複数のリブおよび溝がプラグインコネクタ要素に備えられる場合、コーディングの提供に加えて、２つのプラグインコネクタ要素の互いに最適な案内（guidance）が達成される。

一つの有利な実施形態によれば、リブは段部に対向する側にプラグインコネクタ要素の段部面と平行に延びる平坦な面が備えられている。プラグインコネクタ要素が誤った位置に配置される場合に備えて、当該平坦な面は段部に当接する。したがって、強い力が加えられても、当該当接面によって２つのコネクタ要素の接続が防止される。

ボディはプラスチック材料からなり、特に、射出成形プラスチック部として形成されることが好ましい。当該設計は製造プロセスを容易にするだけでなく、同時に電気絶縁の目的を果たす。

原理的には、第２プラグインコネクタ要素上のリブは、例えばボンディング、溶接あるいは同等な方法により、別個の構成要素として取り付けられてもよい。特に有利な実施形態では、リブが第２プラグインコネクタ要素に一体形成されている。これにより、プラグインコネクタ要素が射出成形プラスチック部として製造される場合、製造が特に容易になる。

より詳細には、本発明の特徴および利点は、後述の、本発明の特定の実施形態を示す図面で説明された明細書の主題（subject matter）である。

図１ａ、図１ｂ、図２ａ及び図２ｂで説明されるプラグインコネクタは、これら図面を通じて参照番号１００が付与される第１プラグインコネクタ要素と、参照番号２００が付与される第２プラグインコネクタ要素と、を有する。

例えば、第１プラグインコネクタ要素１００は、マルチポイントピンコネクタ要素として設計してもよく、第２プラグインコネクタ要素２００は、差し込み接続を行うためのマルチポイントピンコネクタ要素と嵌合するマルチポイントソケットコネクタ要素として設計してもよい。

第１プラグインコネクタ要素１００は、側壁１０１、１０２、１０３、１０４を有する略立方体状のボディを備え、同様に第２プラグインコネクタ要素２００は、側壁２０１、２０２、２０３、２０４を有する略立方体状のボディを備える。

溝１２０が略差し込み方向に延びる段部１１０は、好ましくは、ボディにおいて、対向する２つの側壁１０１および１０３上に形成される。

溝１２０に適合し、同様に差し込み方向に延びるリブ２２０は、第２プラグインコネクタ要素の側壁２０１上に備えられている。説明される実施形態においては、溝１２０とリブ２２０の両方は立方体状の断面を有する。

図１ａ及び１ｂは、異なる型のプラグインコネクタに属するために接続不可能な２つのプラグインコネクタ要素１００および２００の接続を試みる場合を図示している。

図１ａは、第２プラグインコネクタ要素２００（即ち、マルチポイントソケットコネクタ要素）が第１プラグインコネクタ要素１００（即ち、マルチポイントピンコネクタ要素）上に配置された場合を示している。

この場合、２つのプラグインコネクタ要素が同一型のプラグインコネクタに属さないので、段部１１０と対向する側に段部面と略平行に延びる端面２２１が備えられたリブ２２０は、段部１１０に当接する。

このように、段部１１０は第１プラグインコネクタ要素１００の側壁１０１に対して略直角に突出するように配置されている。

２つのプラグインコネクタ要素１００および２００は、段部１１０と平行に延びる端面２２１のために、誤って配置された場合、強い力が加えられたとしても互いに嵌合することができないようになっている。

図１ｂに示されるように、マルチポイントコネクタ要素を回転させても、第２プラグインコネクタ要素２００（即ち、マルチポイントソケットコネクタ要素）を第１プラグインコネクタ要素１００（即ち、マルチポイントピンコネクタ要素）に差し込み、これにより電気的コンタクトを確立することは不可能である。

この場合、同様にリブ２２０は段部１１０に当接するようになり、溝１２０に適合しない。これは、２つのプラグインコネクタ要素１００が異なる型のプラグインコネクタに属しているからである。

したがって、当該配置によって２つの要素が誤って互いに嵌合することが防止される。

図２ａおよび２ｂはプラグインコネクタ要素１００および２００を説明している。この図では、プラグインコネクタ１００および２００は、単一のプラグインコネクタに属しているので、第２プラグインコネクタ２００が図２ａで説明される第１プラグインコネクタ要素１００上に正しく配置された場合、互いに嵌合することが可能である。

図２ａおよび２ｂに図示される実施形態の場合、２つのプラグインコネクタ要素１００および２００の特徴は、図１で説明されたプラグインコネクタ要素の特徴と同一の場合、同一の参照符号で示される。

プラグインコネクタ要素２００が第１プラグイン要素１００上の正しい位置に配置される場合、リブ２２０は溝１２０に適合し（収容され）、溝１２０において案内（guide）される。

この場合、２つのプラグインコネクタ要素１００および２００は、電気的コンタクトを確立するために互いに嵌合することが可能であり、リブ２２０および溝１２０は、それぞれ適合する直方体形状（rectangular shape）であるので、プラグインコネクタ要素１００および２００に対する正確な案内（guidance）が提供され、これにより、極めて安全で正確な電気接続が保証される。

しかし、図２ｂに示されているように、第１プラグインコネクタ要素１００（即ち、マルチポイントピンコネクタ要素）が１８０度回転される場合、プラグインコネクタの２つのプラグインコネクタ要素１００および２００は、互いに嵌合することができない。この場合、非対称的に配置されるリブ２２０が溝１２０に適合せず、段部１１０において、リブ２２０と当接する平坦な端面２２１を有するからである。

差し込まれた状態では、第１プラグインコネクタ要素１００の電気コンタクトは、ピン１４０の形式で、公知の方法でピン１４０に嵌合する第２プラグインコネクタ要素２００のソケットに嵌合する。

第２プラグインコネクタ要素２００は、上部端面２０５において、例えば圧着により配線（lines）を接続可能な接続コンタクト２４０が配置される開口部を備えている。

２つのプラグインコネクタ要素１００および２００のそれぞれは、射出成形プラスチック部としてプラスチック材料からなることが好ましく、第２プラグインコネクタ要素２００には一体形成されたリブ２２０が備えられることが好ましい。

射出成形プラスチック部として２つのプラグインコネクタ要素１００および２００を形成することにより、コーディングおよびカウンタコーディングを極めて容易に変更することが可能となる。この場合、金型において溝１２０およびリブ２２０の配置をある程度変更することが必要となるに過ぎない。

図３乃至６で説明された他の実施形態によれば、２つのプラグインコネクタ要素は、マルチポイントピンコネクタ要素およびマルチポイントソケットコネクタ要素ではなく、マルチポイントピンコネクタ要素およびマルチポイントソケットコネクタ要素の両方として機能する単一部品で構成されている。当該プラグインコネクタ要素は、側壁３０１、３０２、３０３、３０４を有する略正方形状のボディ３００を備える。

この場合、同様にプラグインコネクタ要素３００は、電気コンタクト３４０が例えば嵌め込み、ボンディングあるいはこれと同様の公知の方法で取り付けられる射出成形プラスチック部で構成されている。

本実施形態では、電気コンタクト３４０はこのようにマルチポイントピンコネクタ要素およびマルチポイントソケットコネクタ要素として同時に機能するように設計されており、図４に示されるように、同一設計の他のプラグインコネクタ要素３００がプラグインコネクタ要素３００上に「逆さまに」配置される場合、マルチポイントピンコネクタ要素３４１は開口部３４２に嵌合可能である。

マルチポイントピンコネクタ要素３４１が開口部３４２に嵌合する場合、上端から略半円形状に突出するバルジ部３４４を有する第２弾性コンタクト３４３が備えられる。第２弾性コンタクト３４３は、プラグインコネクタ要素の差し込み状態においてマルチポイントピンコネクタ要素３４１と接触状態となる。これによりバネ要素が形成される。

コンタクト３４０のそれぞれには、例えばプリント回路基板上に導電状態で固定可能な手段により、半田付け面３４５が備えられている。

プラグインコネクタ要素３００は、一側壁３０１から直角に突出する段部３１０が備えられることが好ましい。

段部３１０の連続的な形成は、立方体形状の溝３２０によって中断されている。

リブ３３０は側壁３０１と対向する側壁３０３上に備えられている。当該リブ３３０は、溝３２０と同様に立方体形状を示す。図４に図示されているように、プラグインコネクタ要素３００が図３に図示されたプラグインコネクタ要素３００上で逆さまに、即ち、コンタクト３４１が下向きになるように正しく配置される場合には、リブ３３０は溝３２０に適合し（収容され）、その中で案内可能となる。一方、誤って配置される場合には、段部３１０と平行に延びるリブ３３０の下部端面３３１は、段部３１０に当接する。すなわち、２つのプラグインコネクタ要素３００に対して加え得る強い力にも耐えることができる当接面が形成されている。

図５および６で説明するプラグインコネクタは、より多くの電気コンタクト３４１を備える点を除き、図３および４で説明したプラグインコネクタと同一である。

図５および６で説明される実施形態では、図３および４で説明された実施形態と同一要素に対しては、同一の参照番号が付与される。同一の参照番号に対しては、上記実施形態の説明を完全に参照可能である。

図５および６で説明されるプラグインコネクタは、２つの要素、即ち、溝３２０とリブ３３０がそれぞれ各側壁に備えられているという点で、図３および４に図示された実施形態と異なる。

図５および６は、リブ３３０に関して誤った位置に配置された２つのプラグインコネクタ要素を示す。特に図６の部分断面図から明白であるが、この図の状態では、リブ３３０が段部３１０に当接してしまうので、リブ３３０が溝３２０に適合することができず、２つのプラグインコネクタ要素３００が互いに接続不可能である。

この場合も同様に、リブ３３０には、段部３１０と対向する下側に、段部３１０の面と略平行に延びる端面３３１が備えられ、リブ３３０の端面３３１と、段部３１０との間に大きな接触面が得られる。これにより、強い力が２つのプラグインコネクタ要素に加えられても、好ましくない誤った接続を防止する。

上記すべての実施形態では、溝およびリブが非対称的な配置で備えられており、これにより同一型プラグのプラグインコネクタ要素が所定の位置のみで互いに嵌合可能である。

このように、本発明は、異なる型のプラグに属するプラグインコネクタ要素が互いに嵌合するのを防止するだけでなく、同一型のプラグのプラグインコネクタ要素が誤った位置に配置される場合における同要素のあらゆる好ましくない接続を排除する。

本発明は長方形形状のリブおよび溝に限定されないことに注意すべきである。原理的には、リブおよび溝は、例えば円筒形形状、多角形形状あるいはこれと同等な形状など如何なる形状であってもよい。

さらに、段部１１０および３１０の配置は、段部が側壁に対して垂直に突出する場合に限定されない。原理的には、段部を側壁に対して斜めに（例えば上方向斜めあるいは下方向斜めに）延ばすことも可能である。この場合、下部端面２２１および３３１は当該斜めの段部に有利に適合するはずである。

上下２つの異なる位置に配置された異なるプラグインコネクタ型の２つのプラグインコネクタ要素に関する図。 上下２つの異なる位置に配置された異なるプラグインコネクタ型の２つのプラグインコネクタ要素に関する図。 第２プラグインコネクタ要素が第１プラグインコネクタ要素上の異なる位置に配置されたプラグインコネクタを示す図。 第２プラグインコネクタ要素が第１プラグインコネクタ要素上の異なる位置に配置されたプラグインコネクタを示す図。 本発明を使用するプラグインコネクタの他の実施形態に関するプラグインコネクタ要素を示す図。 図３で説明された第１プラグインコネクタ要素上の同一設計の第２プラグインコネクタ要素の配置を示す図であり、当該第２プラグインコネクタ要素は、第１プラグインコネクタ要素に対して正しい位置に配置されている状態を示す図。 本発明を使用するプラグインコネクタの他の実施形態を示す図であり、第２プラグインコネクタ要素が同一設計の第１プラグインコネクタ要素上の誤った位置に配置されている状態を示す図。 図５で説明されたプラグインコネクタを示す図であり、第２プラグインコネクタ要素の部分断面図である。

Claims (7)

1. 互いに嵌合する一対のプラグインコネクタ要素（１００、２００、３００）を備え、各コネクタ要素が略立方体のボディに配置された電気コンタクト（１４０、２４０、３４０）を有する、電子部品を接続するためのプラグインコネクタであって、
   対向する２つの側壁（１０１、１０３、３０１、３０３）の各々に、複数の段部（１１０、３１０）が形成され、
   前記複数の段部（１１０、３１０）の間には、差し込み方向に延びる溝（１２０、３２０）が形成され、
   一方のプラグインコネクタ要素のボディにおいては、その一方のプラグインコネクタ要素（２００、３００）が正しい位置に配置される場合に、溝（１２０、３２０）に他方のプラグインコネクタ要素（２００、３００）のリブ（２２０、３３０）を収容し、一方のプラグインコネクタ要素（２００、３００）が誤った位置に配置される場合に、段部（１１０、３１０）に他方のプラグインコネクタ要素のリブ（２２０、３３０）が当接するように、前記溝（１２０、３２０）と前記リブ（２２０、３３０）のそれぞれは非回転対称的な位置に備えられ、
   前記段部（１１０、３１０）および側壁（１０１、３０１）がなす角は直角であることを特徴とするプラグインコネクタ。
2. 前記リブ（２２０、３３０）は、半円筒形形状、多角柱形状または立方体形状を有することを特徴とする、請求項１に記載されたプラグインコネクタ。
3. 前記リブ（２２０、３３０）には、前記段部（１１０、３１０）と平行に延びる平坦な端部（２２１、３３１）が前記少なくとも一つの段部（１１０、３１０）と対向する側に備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載されたプラグインコネクタ。
4. 前記ボディはプラスチック材料からなることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載されたプラグインコネクタ。
5. 前記ボディは射出成形プラスチック部であることを特徴とする、請求項４に記載されたプラグインコネクタ。
6. 前記少なくとも一つの段部（１１０、３１０）は、前記側壁（１０１、３０１）と一体形成されることを特徴とする、請求項１乃至５の何れかに記載されたプラグインコネクタ。
7. 前記リブ（２２０、３３０）は、前記側壁（２０１、３０３）と一体形成されることを特徴とする、請求項１乃至６の何れかに記載されたプラグインコネクタ。