JPS587779A - 電気的回路接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生３男五至！ 本発明は、電気的回路の２つの部分を相互接続するため
の装置に係り、特に多数の電気的回路を相互接続するた
めに同時に動作されるその様な装置に係る。

本発明の背景 電気的回路接続装置の発展は長い歴史を有している。従
来に於て、電気的回路を相互接続するための極めて多数
の異な・る機構が考案され、用いられている。電気的回
路技術の進歩とともに、電気的回路接続装置にも新しい
条件が課せられる様になった。電気的回路接続装置に於
ける厄介な問題の１つは、多数の電気的回路を単純な手
で操作される装置によって同時に相互接続するための満
足し得る結合装置を得ることである。例えば、数百側又
は数十個の個々の電気的回路を接続装置の２次元配列体
を用いることにより簡単に相互接続するための装置が必
要とされている。

本発明の要旨 １つ又は多数の電気的回路のための本発明による接続装
置は、互いに異なるが相補的な２つの部分より成る。相
互接続されるべき各回路は、１つの導電性の突起（ｐｒ
ｏｎｇ）と電気的導体の１つのスタンドとを必要とし、
上記導体は上記突起が少くとも２つの上記導体の間に挿
入されて上記突起と上記導体との間に拭い接触（ｗｉｐ
ｉｎｇ　ｃｏｎｔａｃｔ　）が生じ得る様に１好ましく
は成る短い距離だけ相互に離隔されて、相互に実質的に
平行に配置されている０突起が導体間に挿入されると、
導体と突起との間にそれらの２つの構成素子の長手方向
軸に沿って拭い接触が生じる。突起が引き抜かれると、
弾性を有する導体はそれらの始めの位置に戻る０挿入中
に導体の弾性限界を越える力が加えられることはないの
で、多くの反復挿入が可能である０導体が実質的に細長
い導電材の円柱でありそして突起が凹面状の表面を有す
る回転体である構造関係により、挿入に要する力が最小
限される０１好実施例に於ては、上記表面は次式により
定義される線に沿っている。

Ｙ、＝　（ＷＸ２／２４　Ｅ　Ｉ　）　（Ｘ　２−４　
ＬＸ＋６Ｌ２）上記式に於て、 Ｘ＝突起の軸に沿った寸法 Ｙ＝曲線上の成る点の上記軸からの距離Ｗ＝突起に沿う
単位長さ当りの一定の力Ｅ＝スタンド内の導体のヤング
率 ■−導体の断面慣性モーメント Ｌ＝導体の長さ である。

上記曲線は１、均一な負荷を加えられた片持ばりの形に
於ける１つの導体の曲線であることが理解されよう。拭
い動作は、最小量の挿入力で接触を可能にするとともに
、低い電気的接触抵抗を得るために最も有効な相互接続
を達成する。成る相互接続装置は単一の突起に接続する
多数のその様な導体より成る。

この相互接続装置は、簡単に゛プラグ及びソケット°の
関係で配置されそしてその様な方法で手により操作され
得る、多数のその様な装置の１つとして設けられ得る◎
例えば、ケーブルが導電性突起の２次元のマトリックス
を有するプラグに於　　　　′て終端され、該プラグが
ソケット中に又は機械のパネルの背後に配置された導体
のスタンドの同様なマトリックス中に組合わされる〇 先行技術 本発明に関連する先行技術については、例えば、米国特
許第ＲＥ１１９７５８号、第６６３７．５０号１第２１
５＜５２７２号、第２９６９５２０号、第３４２７５５
１号、第３５６０９０９号、第３７２５８４４号、及び
第４０５０７７３号の明細書、並びに英国特許第１０４
５７３５号、仏画特許第１２２４２８’１号及び第１３
８７２７４号の明細書等に記載されているが、それらは
いずれも本発明による電気的回路接続装置については何
ら開示していない〇 上記の米国特許第ＲＥ１１９６８号及び第６６３７５０
号の明細書は、本発明の部分に成る点で似ている２つの
部分を含む電気的回路接続装置について開示している。

−束の細長い導体が凹所中に配置されそして比較的直径
の大きい凸面状の導電性突起が電気的回路の２つの部分
の間に接触を達成するために上記導体の束の中に挿入さ
れるＯその凸面状の突起が導体の束に挿入されるために
は相当な圧力を要し、本発明による凹面状の突起につい
ては何ら提案していない。

上記米国特許第２１５６２７２号及び第４０５０７７３
号の各明細書は、成る長さのより針金の端部中に挿入さ
れる円錐状の導電性突起について開示している。この場
合も、同様な欠点を有し、本発明による装置の如き凹面
状の突起については何ら提案していない０ 上記米国特許第２９６９５２０号の明細書は、応力の軽
減に関するものであるが、構成る程度の変位が許容され
得る、円錐状の導電性突起及びより針金から成る接続装
置を示している。上記米国特許第３５６０９０９号の明
細書は、上記米国特許第２９６９５２０号の明細書に開
示された装置と同様な装置を開示している。これらの装
置は、本発明による装置の如き凹面状の突起を用いてい
ない。′ 上記米国特許第３４２７５５１号及び第３７２５８４４
号の各明細書は、相当に長いぬぐい接触領域を有する、
相互に組合わされる電気的導体について開示している。

前者は余り可撓性のない接触器に関するものであり、後
者は直接挿入することによって多数の細い可撓性のベリ
リウム銅の針金（一対のより針金の如き）を結合させる
ものである０弾性を有する針金の束の中に挿入される凹
面状の先細の導体の概念は何ら示されていない〇上肥仏
国特許第１２２４２８１号の明細書は、包囲している円
筒形スリーブ中の導体の束を拡げるためにそれらの導体
の１つの上に配置された１つの先細のスリーブを用いて
いる点を除いて、特に関連する技術を示していない。同
様に、上記仏画特許第１３８７２７４号の明細書に開示
されている接続装置は、永久的接続が得られる様に、よ
り針金の端部を円錐状の導電性の管の内壁に対して拡げ
るために、絶縁体であってもよい円錐形のくさびを用い
ているｋすぎないり本発明に於ては、再使用可能な一時
的接続が得られる。更に、上記明細書に於ては、凹面状
の突起に似たくさびも示されていない。

上記の従来技術はいずれも、凹面状の導電性突起を示し
ておらず、又以下に示す如き本発明による接続装置の場
合の如く、突起を定義する曲線がスタンド中の幾つかの
導体の変形に関連していることについても何ら提案して
いない。

本発明の好実施例 第１図は、互いに異るが相補的に共働する一対の本発明
による電気的回路接続部材を示す縦断面図である。それ
らの部材は、実質的に硬い導電性の突起１０及び実質的
に可撓性の多数の導体１２より成り、上記突起１０は上
記導体１２のスタンド中に挿入される。２つ以上の導体
１２が、図示されている如く、突起１０の表面に沿って
ぬぐい接触する＠導体１２は、通常はプリント回路配線
である電気的回路導体１６が取付けられているパッド１
４中に埋設されている。導体１２のスタンドは、絶縁部
材１８により然るべき位置に保持され、絶縁部材１９に
より保護されている０それらの絶縁部材は何ら本発明の
要旨を成すものではない・同様に、導電性突起１０は、
通常はプリント回路配線である電気的回路導体２２が取
りけられているヘッド２０に固定されており、プリント
配線構造体２４に機械的及び電気的に接続されている◎
第２図は、突起１０が挿入される前の導体１２のスタン
ドを示している。好ましくは、導体１２は、それらの導
体の直径の２倍のオーダーの中心間隔で離隔されている
。

第３図は導体の多数のスタンドの配列体を示す平面図で
あるＯ以下の説明から理解され得る如く、本発明による
接続は、大きな配列体に於て特に有利である。この接続
装置の単純さは、小さい寸法を可能にして、単位面積に
つき極めて多数の接続を可能にする。第３図に於て、ス
タンド３０は、第２図に示されたスタンドの横断面図と
して示されているＯ同様なスタンド３２は、突起１０カ
を挿入されている場合の第１図の３−３に於ける横断面
図として示されている。スタンド３４は、突起１０が少
し異なる状況で挿入された場合の横断面図として示され
ており、伺らかの理由による誤りた整合によって中心が
著しくずれて示されている。

従って、この接続装置は、寸法の変動に対して極めて大
きな許容性を有していることが理解されよう０絶縁部材
１９は、突起１０の挿入のためのストップ手段として働
くとともに、導体１２を損傷から保護する。又、成る適
用例に於ては、多数の突起１０を有するプラグが、該プ
ラグがソケット中に挿入されていないときに突起を保護
する、はめ込み式のスリーブに固定されてもよい。突起
よりもｉい一対のビン又は同様なインデックス手段が、
穴３６及び３８中に挿入されて、プラグをイケット中に
案内する様に、プラグ中に配置されている。これは、当
技術分野に於て周知であるので、特に示さない０ 本発明による接続装置の構成素子の組合わせ動作が第１
図に示されているＯ低抵抗接触及び可撓性を得るために
、各スタンド中の導体１２は、燐青銅又はベリリウム銅
合金或は同様な材料で形成される。その材料は、永久に
変形することなく必要なスプリング動作を行わせるため
に、高いヤング率及び高い降伏強さを有すべきである。

導体１２は、良好な接触特性を得るために金又はパラジ
ウム或は他の適当な材料でめっきされることが好ましい
。

導体１２は、好ましくは、７１．５重量％の金と、１４
．５重量％の銅と、８．５重量％の白金と、４．５重量
％の銀と、１．０重量％の亜鉛とより成る組成を有する
、直径０．００６３５乃至０．　ＯＯ’７；６：　２ｅ
ｍの・Ｈｅｙｏｒｏ−Ｇ（商品名）針金を用いて形成さ
れる。それらの導体は、各々の一端をマザー・ボード上
のパッド１４に溶接、硬ろう付け、又ははんだ付けする
ことによって、結合され得る。

円筒状の管内に於ける機械的クリンピング（ｃｒｉｍｐ
ｉｎｇ　）又は上下を−続きにする操作も用いられ得る
。導体１２の長さは０看、５乃至０．２０ｃｍである。

これらの寸法は、接続装置の配列体を、第３図に示され
ている如く、０．１２ｃｍ平方の格子上に離隔して配置
させる。

導電性突起１０は、挿入される時に小さい力及び小さい
接触角で導体を°分離“させる動作を生じるために必要
な形状に機械的に形成させる。突起１０の形状は、前述
の式により与えられる、均一な負荷を加えられた片持ば
りのための弾性を有する線に関する式から引出される。

前述の式により定義された曲線のための座標は、第４図
に示されている如く、Ｘｏが突起１ｏの尖端でありそし
てＹ。が実質的に導体１２の固定された端部である原点
に基いている。それらのＸ−Ｙ座標は、片持ばりの湾曲
を描くためのより一般的な配向と一致する様に配向され
る。本発明ｉよる接続装置に於ては、この形状を有する
組合ゎされた突起は、第４図に示されている如く、スタ
ンド中の導体に均一な負荷が加えられる様にする。

第４図は、任意の一定の組合せのパラメータに関して、
突起の上記尖端からの距離に対する突起の半径のプロッ
トをグラフ的に示している。好ましい形状は第４図の（
ｃ）に示されている。その形状は、突起１０の長手方向
軸でもあるＸ軸に関し　　　　□て前述の弐〇四次曲線
を回転させることによって形成された回転面の形状であ
る。その曲率は、大きな接触面及び長いぬぐい接触を生
ぜしめる様な曲率である。接続装置が充分に係合される
に従って、より多数の導体が突起に接触して、相互に信
頼性を有する低抵抗接続を生じる電気的径路を設ける。

円錐状突起５０又はロケット頭部状突起４０に優る四次
曲線状突起１０の利点は、該突起１０が最大の深さの挿
入を可能にし、従って接続装置のインダクタンスを最小
限にすることである・スタンド中の導体は、より長い接
続−分離サイクル寿命を有する様に、均一な応力を受け
る。導体に沿う単位長さ当りの応力が小さく、従って用
いられる貴金属めっき厚が最小限にされる。ぬぐい接触
されている長さの導体が応力を受は続けて突起と接触し
ており、汚染に極めて耐え得る。

第４図はこれらの６つの型の突起に関する組合せ動作を
示している。ロケット頭部状の突起４０の場合には、応
力の集中及びスタンド中の隣接する導体４２を邪魔する
針金の外方への張出しくｓｐｌａｙｊｎｇ）が生じる。

直線的円錐状の突起５０の場合には、導体５２は突起と
接触してはいるが、曲線部分の小さい接触領域よりも上
方には接触力が存在していない。本発明による四次曲線
状の突起１０の場合には、導体１２の全長に沿って均一
な応力が存在している。

特に多数の接続装置の配列体に於ては、第５図に示され
ている如く、１つ又はそれ以上の突起が導体の頭部にぶ
つかる可能性がある。これは、出来る限り小さい直径の
導体を用いることによって最小限にされる。導体の端部
を食刻方法により丸くしたり又は尖らせることによって
、この問題はより小さくなる。又、大きな縦横比を有す
る、ばねの如き導体は両部材が然るべき位置に移動され
ることを助ける。

第６図は、本発明による突起を導体のスタンド中に挿入
するために要する挿入力を他の構造の突起の場合と比較
してグラフ的に示している。曲線６０は示されている如
きロケット頭部状の突起４０に関して必要とされる力を
表わし、曲線６２は実質的に円錐状の突起５０に関して
必要とされる力を表わし、曲線６４は本発明による凹面
状の突起１０に関して必要とされる力を表わしている。

曲線６４はより小さい挿入力を示しており、これは多数
の回路のプラグ及びソケットに於て凹面状の突起１０を
用いる場合に極めて有利である０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一対の相補的な電気的回路接続部
材を示す縦断面図、第２図は本発明による導体のスタン
ドを示す縦断面図、第３図は接続装置に用いられている
導体のスタンドの配列体を本発明による異なる整合状態
とともに示している平面図、第４図は本発明による相補
的な突起及び導体の基本的概念を従来技術による構造の
場合と比較して示している概略図、第５図は本発明によ
る接続部材の使用に於て生じる成る特定の状態を示す図
、第６図は本発明による突起を導体のスタンド中に挿入
するために要する挿入力を挿入深さに関して他の構造の
突起の場合とともに示しているグラフである。 １０・・・・硬い導電性の突起（凹面状の突起）、１２
．４２．５２・・・・可撓性の導体、１４・・・・パッ
ド、１６．２２・・・・電気的回路導体、１８．１９・
・・・絶縁部材、２０・・・・ヘッド、２４・・・・プ
リント配線構造体、３０．３２．３４・・・・スタンド
、３６．３８・・・・穴、４０・・−・ロケット頭部状
の突起、５０・・・・円錐状の突起。 出願人　インタボん４けル・ビジネス・マシ←２ズ・コ
＋βン代理人　弁理士　　岡　　　１）　　次　　　生
（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 細長い電気的導体と 一方の端部が固定されている導電性の突起とを有し、 上記突起が、上記突起の長手方向軸と一方の端部が固定
   されている片持ばりの態様で均一な負荷を加えられた上
   記導体の長手方向軸とによって定義される位置に上記導
   体が横方向に変位される様な、上記長手方向軸及び上記
   長手方向軸まわりの構造を有する、電気的回路接続装置
   ０