JP2004527081A - 印刷回路基板の表面搭載用コネクタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】特にプリント基板カードに取付けられる入出力コネクタの提供。
【解決手段】平面(9)を有する少なくとも1つの固定部材(2、4)と、平坦な接続面(5)を有する少なくとも1つの接点部材(3)を備えた第1の部材(1)、および、第1の部材(1)を部分的に覆う箱型の第2の部材(50)とを具備し、前記平坦な接続面(5)は固定部材(2、4)の平面(9)とほぼ同じ面に位置し、その面がコネクタの設置面を定めると共に、接点部材が、第2の部材で覆われていない、第1の部材の絶縁部分を金属被覆した部分にあたることを特徴とするプリント基板カードの表面に取付けられる入出力コネクタ。
【選択図】 図7
【解決手段】平面(9)を有する少なくとも1つの固定部材(2、4)と、平坦な接続面(5)を有する少なくとも1つの接点部材(3)を備えた第1の部材(1)、および、第1の部材(1)を部分的に覆う箱型の第2の部材(50)とを具備し、前記平坦な接続面(5)は固定部材(2、4)の平面(9)とほぼ同じ面に位置し、その面がコネクタの設置面を定めると共に、接点部材が、第2の部材で覆われていない、第1の部材の絶縁部分を金属被覆した部分にあたることを特徴とするプリント基板カードの表面に取付けられる入出力コネクタ。
【選択図】 図7
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は入出力コネクタに関し、特にプリント基板カードに取付ける入出力コネクタに関するものである。
【0002】
具体的には、請求項1に記載されたように、電気絶縁部分をはじめ、固定部材とコンタクトの部分を少なくとも1つずつ有し、第2の部分が第1の部分を部分的に覆う箱型のプリント基板に表面実装するためのコネクタである。また、本発明は、請求項14に記載されているように、表面実装が可能なコネクタの製造方法も含む。
【0003】
当該コネクタは、無線通信機器などの持ち運び可能な通信機器に好適に使用されるものである。通常、そのような機器は小さく、使いやすく出来ているため、入出力コネクタ(I/Oコネクタともいわれる)を取付ける場所は限られ、SMD(表面実装型デバイス)の手法でプリント基板カードの表面に通常取付けられる。そのようなコネクタはデーターの伝送モデム等、様々の周辺機器を取付けられるメカニカルインターフェースとして使用される。この小さなコネクタは、プリント基板カード上の所定の位置に正確に取付けられなければならない。また、無線電話を使用している間、強い機械的な外力に抵抗出来なければならない。さらに、必要に応じて、相手方のコネクタとの電気的接続を達成するものでなければならない。
【0004】
コネクタの設置面がプリント基板カードの表面にほぼ一致すれば、これらの条件は満足できることがわかった。またコネクタの設置面が製造可能であることは必要条件である。
【0005】
正確な位置にコネクタを取付けるための、側面に突出部が刻み込まれている着脱可能な2つのL字型の挟持部材を有するI/Oコネクタは米国特許第6060953号公報に記載されている。
【特許文献1】
米国特許第6060953号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
取付けるとき、あるいは位置決めをする際、この2つの突出部のみがプリント基板カードと接触するため、コネクタはこの位置に取り付けられた状態で回転可能である。回転時、コネクタの一番低い位置にある接触軸が一番にカードの表面と接触し、2つの突出部と共に、コネクタの設置面を定める3つの脚になる。
【0007】
問題は、接触コネクタの軸部分の柔軟性によって、基板カードに対する長手方向の傾斜が大きすぎたり、小さすぎたりすることである。また、この設置面の製造を可能にするには、接続プラグの長さや形状は非常に正確でなければならない。箱の中に接触軸を設置する際の長さ方向の許容誤差は非常に小さい。そのため、必然的に生産のコストの上昇が招来される。
【0008】
また、成形された突出部の高さの誤差が大きくなることを認識しなくてはならない。現在の製品に関しては、突出部の高さが突出部の間隔より低いため、この方向の誤差の影響は小さい。しかし、幅の狭いI/Oコネクタの場合、その誤差の影響は大きくなる(接点数の少ないコネクタ等の場合)。そのため、長手方向の傾きに加え、斜め方向にも傾斜が生じることになる。例えばボックスとの間に異物などが介在すると、挟持部材の組立てが悪くなり同様の結果を招く。
【0009】
また、コネクタは、取外し可能な挟持部材や、ボックス、またボックス内にある接触軸、そして緊結フックのように、様々な基本部位から成り立っているため、製造過程が多くなり、結果的に生産コストが上昇する。また、幅の狭い接触軸は強い電流に耐えられる様にはできていない。
【0010】
本発明はプリント基板カードの表面に取付けられる入出力コネクタを提案するものであり、当該コネクタは、平面を有する少なくとも1つの固定部材と、平坦な接続面を有する少なくとも1つの接点部材を備えた第1の部材、ならびに、第1の部材を部分的に覆う箱型の第2の部材とを具備するものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述の問題は、設置面の平坦な接続面を固定部分の下面とほぼ同一平面上に位置させることにより解消でき、その平面はコネクタ設置面となる。さらに、コンタクトの部分が第1の部材の電気絶縁部材に金属被覆を設けたものであって、ボックスに覆われない部分であることも問題の解決に寄与している。
【0012】
この発明に基づく好ましい製造方法の利点は、第1の部材をインジェクションモールディングし、また、第2の部材を第1の部材上から部分的に覆うようにモールディングすることに起因するものである。
【0013】
それゆえに、第1の部材が全部材を含む1つの部材となり、第1の部材の全部材が相互にずれることがない。唯一注意すべき点は、第1の部材の鋳型、この場合はインジェクションモールドを正確に形成することである。CNCコンピュータ数値制御機器により、その点は解決される。第2の部材は、第1の部材の空き領域を埋めて強化し、機械的に1つの強固なコネクタとなるように成形される。
【0014】
また、本発明に基づく他の好ましい製造方法は、第1の部材の両側面に各ひとつずつ固定部材を設け、その固定部材に位置決め用の穴を形成したものである。
【0015】
特に、コネクタは強い電力の伝達のための電源モジュールのような、強い電流を流すことができる部材を備え、その電源モジュールは金属製の中央にある接触部分と、弾力性のある金属製部分と保持用薄板部材により構成されるのが好ましい。
【0016】
本発明の好ましい実施態様の1つによれば、電源モジュールは中央に設けられた金属製のコンタクトと、弾性を有する金属性のコンタクトと、保持用薄板部材を備え、コンタクトは合成樹脂バンドによって、プリント基盤カードに電気的に接続可能である。
【0017】
本は爪に基づくコネクタは、固定部分と電気コンタクト部分を少なくとも1つ有する、第1の部材の電気絶縁部分および、第1の部材を部分的に覆うボックス部分により構成されている。強固なコンタクト部分の、水平に広がる接触平面は、固定部材の下面とほぼ同じ面にあり、その面がコネクタの設置面を定める。
【0018】
コネクタは2つの部材のみで作られており、場合によっては電源モジュールが加わる。第1の部材のみが、切離す事のできない固定部分と設置面を示す、切離す事のできないコンタクトにより、コネクタの設置面を定める。コネクタの位置決めや取付けには挟持部材やフックなどを別途設けることは一切必要でない。コネクタが複数のコンタクトを有する場合、設置面は全部同じ面の上にあるという点が重要である。
【0019】
本発明に基づく他の好ましい実施態様は、その電源モジュールが中央に設けられた金属製の接触部分と、弾力性のある金属部分と、保持用薄板部材を備えていること、および、それらのコンタクト部分が、金属被覆を有する合成樹脂バンドによってプリント基盤カードに電気的に接続可能であることを特徴としている。また、第1の部材に設けられた2つの金属被覆を有する合成樹脂バンドは、コネクタの背面に広がり、強固なコンタクト部分の接続面と同じ平面上にある、複数の分離したコンタクト部分に続いている。
【0020】
このように作られた電源モジュールは、接続された装置に対して非常に良好な導電性が保証されている。
【0021】
また、この発明の他の好ましい実施態様は中央にある細長い接触部分が軸対称で、背面より前面のほうが直径が小さく、1つ以上の球状の突起を有して外部に突出し、中央の一番目のバンドまたは導電体へのコンタクトの機械的かつ電気的接続を保証していることが特徴である。
【0022】
その様な中央のコンタクトは、金属表面の磨耗を防ぐと同時に、機械的に良好な構造を保証する。
【0023】
この発明のさらなる目標は、コストの低い表面実装コネクタの製造方法を提案することである。
【0024】
この目標は、表面実装コネクタの下記のような製造過程により可能となる。まず、第1の部材をインジェクションによりモールドし、そしてその部分の表面を化学的に活性化させた後、第1の部材を第2の部材のインジェクションモールドのなかに緊結しながら固定する。その時点で、第2の部材が部分的に第1の部材の上からモールドされる。そして、第1の部材の自由表面のみを金属被覆する。そして、場合によって、電源モジュールの金属部材を当該部材に相当する各収容部に入れる。
【0025】
第2の部材のインジェクションモールドには、第1の部材と同じ熱可塑性プラスチックを使用する。本発明の特徴の1つは、第1の部材の表面の化学的活性化にある。これは金属を熱可塑性プラスチックのような合成樹脂に入り込ませ、密着させるために行われる。第1の部材を第2の部材のインジェクションモールドに入れ、移動できなくなるように緊結しながら固定する。第2の部材は、第1の部材の空き部分を覆い、強固な電気絶縁ボックスの役割を果たす。金属被覆の工程では、第2の部材はマスクの役割を果たす。合成樹脂は金属に化学的に結合しにくいため、第2の部材には金属は残らない。反対に、第1の部材の空いている、化学的に活性化された部分には、金属被覆が形成される。同時に、第1の部材の様々な金属部分が第2の部材により分離され、電気的に遮断される。このようにしてコンタクトとして使える導通ゾーンが形成される。それらの金属製の部分の下側には硬くて強固な基盤となる、圧力に変形しない、あるいは変形しにくい第1の部材がある。この発明の製造方法で製造される、信号伝達用のコネクタには、コンタクトプラグが使用されていないという利点がある。プラグやバネ接点は電源モジュールにのみ使用される。それによって、コストを高めずに、2つのテクノロジーの利点を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
図面を参照してコネクタの好ましい実施例を以下に説明する。
【実施例1】
【0027】
図1と2は、発明によるI/Oコネクタを上および下から見た図である。コネクタは2回に分けてモールディングされる。一回目に第1の部材が図5に示すように成形され、第1の部材を部分的に覆う第2の部材50が二回目に成形される。理解の便宜上、第1の部材の要素は1から49の番号で表記し、第2の部材の要素は50以上の番号で表記する。図1の上面図はほとんど長方形の第2の部材50のみを表している。
【0028】
第1の部材1と第2の部材50は電気絶縁の熱可塑性プラスチックで作られるのが好ましい。コネクタには少なくとも1つのコンタクトバンド3が形成されている。該コンタクトバンド3は、第1の部材1の表面を部分的に金属被覆して作られる。当該金属被覆は、第1の部材表面であって、化学的活性化されて金属と結合できるようになった部分のみに形成される。
【0029】
金属被覆されたこの表面は、接続面5の少なくとも一部分であって、この面は、第1の部材の固定部分2と4の平面とほぼ同じ面に位置する。金属層は非常に薄く、第1の部材を作るため使用したモールドは、その後に金属被覆することをあらかじめ予想して、接続面5と固定部分2と4の面とが同じ平面上になるように作られている。例えば、固定部分の面は、固定部分2と4の下面9に相当する。下面9と接続面5は同じ平面上にある。下面9と接続面5の間には、最大50ミクロンのずれがあっても良い。
【0030】
第1の部材1にはコンタクトリブ7が設けられている。そのコンタクトリブ7は3のような接点部材を周辺に有することが予定されている。固定部分2と4とそれぞれの中央穴6と8は第1の部材1のモールド時にコンタクトリブ7と共に成形される。固定部分2と4の下面9と接続面5を同じ平面上に作るため、それらは第2の部材のインジェクションモールドの平坦な底面に置かれる。この多重モールディングは前記部材が同一平面上に位置することに影響を与えない。
【0031】
第2の部材50を、第1の部材1の全部分を覆わないように多重モールディングする。第1の部材1の活性化された部分は、第2の部材50のモールディング後にもアクセス可能であって、金属被覆が可能である。
【0032】
第2の部材50は、2つの短辺に耳のような突起57と58を持つ長方形である。その突起57、58の各中心に穴64、65が設けられている。ボディの上面にある下向きの停止部材59に、三つの長方形の窓61、62、63見られる。穴64、65と窓61から63は、第1の部材1を第2の部材50のインジェクションモールド内に固定するために、既に形成されている面22の位置まで上方から下に向かって、支え挟持部材により圧力をかけて作られる。支え挟持部材のおかげで窓と穴を作ることができる。したがって、この部分には、熱可塑性プラスチックがモールディングされない。
【0033】
第1の部材1の固定部分2と4は第2の部材50の同じ短辺の突起57、58と重なり合うように外側に伸びている。固定部分2と4の中央穴6と8は、プリント基板カードの上にコネクタを位置決めするときに使用できる。
【0034】
このコネクタはモジュール構造であることが好ましい。コネクタは、少なくとも1つ、接点モジュールを備えている。接点モジュールは7のようなコンタクトリブ状の導電部材を少なくとも1つ有する。この発明の1つの好ましい実施態様によれば、図2に示されているように、コネクタの第1の部材1は接点モジュールを3つ有する。コネクタの側面には、左から右へ、第1の部材1に2個のコンタクトリブ7が形成された、1つ目の接点モジュール14が設けられている。次に、9個のコンタクトリブ7をもつ2つ目の接点モジュール15がある。そして1個のコンタクトリブ7をもつ3つ目の接点モジュール16がある。
【0035】
モジュール14から16は、プラグの側面に一体で作られている枠71のなかに埋め込まれている。コンタクトリブは平行に並んでいて、2つ目の部分11を少なくとも1つ、接続方向に対して直角方向に有する。
【0036】
図3はB−B面に沿った、図1のコネクタの断面図を示している。B−B面は接続方向に対して平行に伸び、縦方向にコンタクトリブ7を横切っている。左上から右に下がっている斜線の部分は第2の部材50を示す。枠組み71はコネクタの外側10の上部と下部に見られる。他方のコネクタとのコンタクト用に備えた収容部32は中間部分にある。左下から右上に斜線を施した部分は第1の部材1の部材であるコンタクトリブ7である。コンタクトリブ7の下部と前面(図上、左部分)は第2の部材に覆われていない。それにより、金属製の接点部材3で被覆することができる。この金属製の接点部材3はコネクタの下部に平行な面の一部となり、プリント基板カードに接続する接触部分となる。この第一部は接続面5の上にある金属の部分にあたる。
【0037】
金属はコンタクトリブ7の全長にわたって延びて、接点部材3を形成する。図上で垂直に伸びている前部の接触面11の上と、図上平面に伸びる後部の接続面5の上に、周辺機器と、他方のコネクタとプリント基板カードと電気コンタクトを結ぶように、金属が流される。接続面5と11は、接点部材3の別の部分で接続されている。
【0038】
金属層はコンタクトリブ7のサイズを変えるような厚いものではないことを強調する必要がある。接触部分は、第1の部材1のコンタクトリブ7の覆われていない部分に設けた導電体である接点部材3と、外面10の反対にある、接点部材3のプリント基板カード用の電気接続面5の部分と、外面10の方面に向いている、接点部材3のその他の周辺機器用の電気接続面11とで構成されている。
【0039】
本体の背面67の下部分の側面から、コンタクトリブ7から尾の形をした突起23が出ている。図4の右から、50の部分の背面67よりコンタクトリブ7から出ている突起23が見える。
【0040】
図4はA−A面による図1の断面図である。A−A面による断面図は接続方向に平行であり、窓61を横切りコネクタの接続部分を少なくとも1つ横断する。図4の斜線部は、3のような接点部材の切り離しと、各モジュールの連結を可能にする、下部と上部の接続部分12と13を示す。このような接続部分は、7のようなコンタクトリブの間の仕切りとして使用される。斜線部は図3と同じ意味で使用している。図4では、左右共に窓61が見える。その下にある、上部の接続部分13は2回目のモールディングの際に、上から下に圧力をかけ、挟持部材でインジェクションモールドに取付けられる。挟持部材は上部の接続部分13の上部リッジ22に当接する。
【0041】
図5は、インジェクションモールディングされた直後の第1の部材における1つ目の接点モジュール14のみを表す。このモジュールには平行に伸びる2つのコンタクトリブ7が形成されている。それらは機械的に2つの接続部分12と13によって連結されている。中間のスペース28は第2の部材50の素材によって2回目のモールディングの時に埋められ、段部55が作られる。
【0042】
本発明の実施形態においては、コネクタは少なくとも1つの緊結方法を有する。図2のコネクタは、第一のモジュール51と第二のモジュール52の、2つの緊結モジュールを有する。緊結モジュールは第2の部材50内に造られた又はモールドされた収容部70にあたり、その収容部はここに図示してない、他方の緊結コネクタ用の緊結フックにあたる。第二の緊結モジュール52は第一のモジュール51と同様に第2の部材50内で作られている。2つの緊結モジュール51と52は接点モジュールの間にあり、第二の接点モジュール15の両側にあるのが好ましい。
【0043】
図6から9に示した変形例では、接点モジュール14には、コンタクトリブは設けられておらず、その代わり、接点モジュール14は、中央コンタクト81と弾力性コンタクト82と保持用薄板部材83を有する電源モジュール14で置き換えられている。発明の2つ目のバリエーションでは、上記のような電源モジュール14に、第一の緊結モジュール51が連結されている。したがって、前に述べたように、9個のコンタクトリブ7がある第二の接点モジュール15が予定される。第一のモジュール51とは違う形のくぼみをもつ、第二の他方の緊結モジュール52がここに設けられる。そして、2つのコンタクトリブ7を持つ第三の接点モジュール16が接続される。また、このバリエーションでは、モジュール14aから16は、コネクタの表面上に一体に作られている枠組み71に埋め込まれている。2つの緊結モジュール51と52の形の違いはコネクタに間違いを回避する手段を与えることになる。
【0044】
このバリエーションでは、特に電源モジュール14の特徴を記載する。このようなコネクタを作るには、2回にわたってモールディングし、そして7のようなコンタクトリブの金属被覆後、最後の過程で中央にあるコンタクト81と、弾力性のあるコンタクト82と保持用薄板部材83の金属部材を各収容部に挿入する。より解りやすくするため、電源モジュールの部材には80以上の部材番号を付番した。
【0045】
図7は、コネクタの背面を下から見た図である。ここでは、コンタクトリブ7は平行に伸び、段部55によって分離されている。図7では、2つの接続面5′と5″がコンタクトリブ7と平行に設けられている。電源モジュール14のコンタクト81、82が電気的に接続面5′と5″に接続されるように、合成樹脂からなり金属被覆されたトラック84、85から伸びている。
【0046】
図8と9の右には、電源モジュール14の背面にバネ接点82の収容部92と、中央にあるコンタクト81の収容部91と、保持用薄板部材83用の収容部93とが図示されている。
【0047】
コンタクトリブ7の尾のような突起23が、ボディ56の背面下67より突き出しているように、接続トラック5′と5″も背面67より同様に突出した部分がある。その突起はそこに接続される各プリント基板カードの接続コンタクトにそって並んでいる。当該部分によって、面5、5′と5″のコンタクトとの間に確実で速い半田付けが可能になる。
【0048】
モジュール14の側面14aに、中央にあるコンタクト81の第一のトラック84は、収容部91の中に埋没する前、モジュール14の背面14bの上にまず水平に、次に垂直に、そしてまた水平に伸びる。第二のトラック85が、モジュール14内にある窓87から、弾力性のあるコンタクト82の92の収容部に接続される前に、弾力性のあるコンタクト87の第2のトラック85は側面14aの上をまず水平に、次に垂直に伸びる。
【0049】
図8はF−F面に沿った図6のコネクタの断面図である。当該断面は、電源モジュール14の中心を通る。この上から下の断面図には、保持用薄板部材83、中央にあるコンタクト81と弾力性のあるコンタクト87の第二の突起物82bが示されている。保持用薄板部材83の収容部93の上部の3分の1が見える。表示していない他方のコネクタをブロックすることができる、下を向いている突起83がある。中央の3分の1には、中央のコンタクト81が水平に伸び、後部81bに3つの区間81a、81bと81cを有する。これらの左の区間は第2の部材50の中に入り込んでいる。右と横に第一のモールディングから繋がった88のブロックがある。下の辺は金属被覆され、接続面5″に電気的に接続されている、第二のトラック85の端にあたる。ブロック88の下の円筒部分も金属被覆され、接続面5に繋がっている、第一のトラック84の端にあたる。
【0050】
中央にあるコンタクト81は、長細い形で軸対称であり、前部81aに、背面81bより小さな直径で、第一のバンドあるいはトラック84と、中央にあるコンタクトとの機械的かつ電気的接続を行う、外側に突き出た円形部分81cを有する。
【0051】
それにより、2つの真直ぐな部分81cはブロック88の中で移動が阻止され、第一のバンドまたはトラック84と接触することになる。中央にあるコンタクトを収容部91に挿入する際、81cの円形はブロック88の金属で覆われた表面を傷つけることを防ぐ。
【0052】
弾力性のあるコンタクト82には2つの突起82aと82bがあり、第一の82aは第二のバンド85と接触し、第二の突起82bは他方のコネクタの収容部78に入り込む。
【0053】
図9は図6のコネクタ部分G−G面で切断した断面図である。ブロック88と弾力性のあるコンタクト82の第一の突起82aは断面で示されている。上部の3分の1には保持用薄板部材が窓から見える。その下部に、点線で中央にあるコンタクトが図示されている。この部分にある、L字のブロック88が後部14bより突出している。垂直の濃い線で表されている第一のトラック84が見える。ブロック88の下面は金属被覆され、前述のとおり第一の突起82aが機械的に接触する、トラック85の先端部分を作る。弾力性のあるコンタクト82は電気的に接続面5につながっている。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明のコネクタを上から見た図
【図2】図1に示した本発明に係るコネクタを下から見た図
【図3】B−B面に沿った図1の断面図
【図4】A−A面に沿った図1の断面図
【図5】第1の部材の小部分、これを覆う第2の部材を図示していない
【図6】本発明に係るコネクタAの製造方法、正面図
【図7】図6のコネクタの製造方法、下面図
【図8】F−F面に沿った図6の断面図
【図9】G−G面に沿った図6の断面図
【0001】
本発明は入出力コネクタに関し、特にプリント基板カードに取付ける入出力コネクタに関するものである。
【0002】
具体的には、請求項1に記載されたように、電気絶縁部分をはじめ、固定部材とコンタクトの部分を少なくとも1つずつ有し、第2の部分が第1の部分を部分的に覆う箱型のプリント基板に表面実装するためのコネクタである。また、本発明は、請求項14に記載されているように、表面実装が可能なコネクタの製造方法も含む。
【0003】
当該コネクタは、無線通信機器などの持ち運び可能な通信機器に好適に使用されるものである。通常、そのような機器は小さく、使いやすく出来ているため、入出力コネクタ(I/Oコネクタともいわれる)を取付ける場所は限られ、SMD(表面実装型デバイス)の手法でプリント基板カードの表面に通常取付けられる。そのようなコネクタはデーターの伝送モデム等、様々の周辺機器を取付けられるメカニカルインターフェースとして使用される。この小さなコネクタは、プリント基板カード上の所定の位置に正確に取付けられなければならない。また、無線電話を使用している間、強い機械的な外力に抵抗出来なければならない。さらに、必要に応じて、相手方のコネクタとの電気的接続を達成するものでなければならない。
【0004】
コネクタの設置面がプリント基板カードの表面にほぼ一致すれば、これらの条件は満足できることがわかった。またコネクタの設置面が製造可能であることは必要条件である。
【0005】
正確な位置にコネクタを取付けるための、側面に突出部が刻み込まれている着脱可能な2つのL字型の挟持部材を有するI/Oコネクタは米国特許第6060953号公報に記載されている。
【特許文献1】
米国特許第6060953号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
取付けるとき、あるいは位置決めをする際、この2つの突出部のみがプリント基板カードと接触するため、コネクタはこの位置に取り付けられた状態で回転可能である。回転時、コネクタの一番低い位置にある接触軸が一番にカードの表面と接触し、2つの突出部と共に、コネクタの設置面を定める3つの脚になる。
【0007】
問題は、接触コネクタの軸部分の柔軟性によって、基板カードに対する長手方向の傾斜が大きすぎたり、小さすぎたりすることである。また、この設置面の製造を可能にするには、接続プラグの長さや形状は非常に正確でなければならない。箱の中に接触軸を設置する際の長さ方向の許容誤差は非常に小さい。そのため、必然的に生産のコストの上昇が招来される。
【0008】
また、成形された突出部の高さの誤差が大きくなることを認識しなくてはならない。現在の製品に関しては、突出部の高さが突出部の間隔より低いため、この方向の誤差の影響は小さい。しかし、幅の狭いI/Oコネクタの場合、その誤差の影響は大きくなる(接点数の少ないコネクタ等の場合)。そのため、長手方向の傾きに加え、斜め方向にも傾斜が生じることになる。例えばボックスとの間に異物などが介在すると、挟持部材の組立てが悪くなり同様の結果を招く。
【0009】
また、コネクタは、取外し可能な挟持部材や、ボックス、またボックス内にある接触軸、そして緊結フックのように、様々な基本部位から成り立っているため、製造過程が多くなり、結果的に生産コストが上昇する。また、幅の狭い接触軸は強い電流に耐えられる様にはできていない。
【0010】
本発明はプリント基板カードの表面に取付けられる入出力コネクタを提案するものであり、当該コネクタは、平面を有する少なくとも1つの固定部材と、平坦な接続面を有する少なくとも1つの接点部材を備えた第1の部材、ならびに、第1の部材を部分的に覆う箱型の第2の部材とを具備するものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述の問題は、設置面の平坦な接続面を固定部分の下面とほぼ同一平面上に位置させることにより解消でき、その平面はコネクタ設置面となる。さらに、コンタクトの部分が第1の部材の電気絶縁部材に金属被覆を設けたものであって、ボックスに覆われない部分であることも問題の解決に寄与している。
【0012】
この発明に基づく好ましい製造方法の利点は、第1の部材をインジェクションモールディングし、また、第2の部材を第1の部材上から部分的に覆うようにモールディングすることに起因するものである。
【0013】
それゆえに、第1の部材が全部材を含む1つの部材となり、第1の部材の全部材が相互にずれることがない。唯一注意すべき点は、第1の部材の鋳型、この場合はインジェクションモールドを正確に形成することである。CNCコンピュータ数値制御機器により、その点は解決される。第2の部材は、第1の部材の空き領域を埋めて強化し、機械的に1つの強固なコネクタとなるように成形される。
【0014】
また、本発明に基づく他の好ましい製造方法は、第1の部材の両側面に各ひとつずつ固定部材を設け、その固定部材に位置決め用の穴を形成したものである。
【0015】
特に、コネクタは強い電力の伝達のための電源モジュールのような、強い電流を流すことができる部材を備え、その電源モジュールは金属製の中央にある接触部分と、弾力性のある金属製部分と保持用薄板部材により構成されるのが好ましい。
【0016】
本発明の好ましい実施態様の1つによれば、電源モジュールは中央に設けられた金属製のコンタクトと、弾性を有する金属性のコンタクトと、保持用薄板部材を備え、コンタクトは合成樹脂バンドによって、プリント基盤カードに電気的に接続可能である。
【0017】
本は爪に基づくコネクタは、固定部分と電気コンタクト部分を少なくとも1つ有する、第1の部材の電気絶縁部分および、第1の部材を部分的に覆うボックス部分により構成されている。強固なコンタクト部分の、水平に広がる接触平面は、固定部材の下面とほぼ同じ面にあり、その面がコネクタの設置面を定める。
【0018】
コネクタは2つの部材のみで作られており、場合によっては電源モジュールが加わる。第1の部材のみが、切離す事のできない固定部分と設置面を示す、切離す事のできないコンタクトにより、コネクタの設置面を定める。コネクタの位置決めや取付けには挟持部材やフックなどを別途設けることは一切必要でない。コネクタが複数のコンタクトを有する場合、設置面は全部同じ面の上にあるという点が重要である。
【0019】
本発明に基づく他の好ましい実施態様は、その電源モジュールが中央に設けられた金属製の接触部分と、弾力性のある金属部分と、保持用薄板部材を備えていること、および、それらのコンタクト部分が、金属被覆を有する合成樹脂バンドによってプリント基盤カードに電気的に接続可能であることを特徴としている。また、第1の部材に設けられた2つの金属被覆を有する合成樹脂バンドは、コネクタの背面に広がり、強固なコンタクト部分の接続面と同じ平面上にある、複数の分離したコンタクト部分に続いている。
【0020】
このように作られた電源モジュールは、接続された装置に対して非常に良好な導電性が保証されている。
【0021】
また、この発明の他の好ましい実施態様は中央にある細長い接触部分が軸対称で、背面より前面のほうが直径が小さく、1つ以上の球状の突起を有して外部に突出し、中央の一番目のバンドまたは導電体へのコンタクトの機械的かつ電気的接続を保証していることが特徴である。
【0022】
その様な中央のコンタクトは、金属表面の磨耗を防ぐと同時に、機械的に良好な構造を保証する。
【0023】
この発明のさらなる目標は、コストの低い表面実装コネクタの製造方法を提案することである。
【0024】
この目標は、表面実装コネクタの下記のような製造過程により可能となる。まず、第1の部材をインジェクションによりモールドし、そしてその部分の表面を化学的に活性化させた後、第1の部材を第2の部材のインジェクションモールドのなかに緊結しながら固定する。その時点で、第2の部材が部分的に第1の部材の上からモールドされる。そして、第1の部材の自由表面のみを金属被覆する。そして、場合によって、電源モジュールの金属部材を当該部材に相当する各収容部に入れる。
【0025】
第2の部材のインジェクションモールドには、第1の部材と同じ熱可塑性プラスチックを使用する。本発明の特徴の1つは、第1の部材の表面の化学的活性化にある。これは金属を熱可塑性プラスチックのような合成樹脂に入り込ませ、密着させるために行われる。第1の部材を第2の部材のインジェクションモールドに入れ、移動できなくなるように緊結しながら固定する。第2の部材は、第1の部材の空き部分を覆い、強固な電気絶縁ボックスの役割を果たす。金属被覆の工程では、第2の部材はマスクの役割を果たす。合成樹脂は金属に化学的に結合しにくいため、第2の部材には金属は残らない。反対に、第1の部材の空いている、化学的に活性化された部分には、金属被覆が形成される。同時に、第1の部材の様々な金属部分が第2の部材により分離され、電気的に遮断される。このようにしてコンタクトとして使える導通ゾーンが形成される。それらの金属製の部分の下側には硬くて強固な基盤となる、圧力に変形しない、あるいは変形しにくい第1の部材がある。この発明の製造方法で製造される、信号伝達用のコネクタには、コンタクトプラグが使用されていないという利点がある。プラグやバネ接点は電源モジュールにのみ使用される。それによって、コストを高めずに、2つのテクノロジーの利点を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
図面を参照してコネクタの好ましい実施例を以下に説明する。
【実施例1】
【0027】
図1と2は、発明によるI/Oコネクタを上および下から見た図である。コネクタは2回に分けてモールディングされる。一回目に第1の部材が図5に示すように成形され、第1の部材を部分的に覆う第2の部材50が二回目に成形される。理解の便宜上、第1の部材の要素は1から49の番号で表記し、第2の部材の要素は50以上の番号で表記する。図1の上面図はほとんど長方形の第2の部材50のみを表している。
【0028】
第1の部材1と第2の部材50は電気絶縁の熱可塑性プラスチックで作られるのが好ましい。コネクタには少なくとも1つのコンタクトバンド3が形成されている。該コンタクトバンド3は、第1の部材1の表面を部分的に金属被覆して作られる。当該金属被覆は、第1の部材表面であって、化学的活性化されて金属と結合できるようになった部分のみに形成される。
【0029】
金属被覆されたこの表面は、接続面5の少なくとも一部分であって、この面は、第1の部材の固定部分2と4の平面とほぼ同じ面に位置する。金属層は非常に薄く、第1の部材を作るため使用したモールドは、その後に金属被覆することをあらかじめ予想して、接続面5と固定部分2と4の面とが同じ平面上になるように作られている。例えば、固定部分の面は、固定部分2と4の下面9に相当する。下面9と接続面5は同じ平面上にある。下面9と接続面5の間には、最大50ミクロンのずれがあっても良い。
【0030】
第1の部材1にはコンタクトリブ7が設けられている。そのコンタクトリブ7は3のような接点部材を周辺に有することが予定されている。固定部分2と4とそれぞれの中央穴6と8は第1の部材1のモールド時にコンタクトリブ7と共に成形される。固定部分2と4の下面9と接続面5を同じ平面上に作るため、それらは第2の部材のインジェクションモールドの平坦な底面に置かれる。この多重モールディングは前記部材が同一平面上に位置することに影響を与えない。
【0031】
第2の部材50を、第1の部材1の全部分を覆わないように多重モールディングする。第1の部材1の活性化された部分は、第2の部材50のモールディング後にもアクセス可能であって、金属被覆が可能である。
【0032】
第2の部材50は、2つの短辺に耳のような突起57と58を持つ長方形である。その突起57、58の各中心に穴64、65が設けられている。ボディの上面にある下向きの停止部材59に、三つの長方形の窓61、62、63見られる。穴64、65と窓61から63は、第1の部材1を第2の部材50のインジェクションモールド内に固定するために、既に形成されている面22の位置まで上方から下に向かって、支え挟持部材により圧力をかけて作られる。支え挟持部材のおかげで窓と穴を作ることができる。したがって、この部分には、熱可塑性プラスチックがモールディングされない。
【0033】
第1の部材1の固定部分2と4は第2の部材50の同じ短辺の突起57、58と重なり合うように外側に伸びている。固定部分2と4の中央穴6と8は、プリント基板カードの上にコネクタを位置決めするときに使用できる。
【0034】
このコネクタはモジュール構造であることが好ましい。コネクタは、少なくとも1つ、接点モジュールを備えている。接点モジュールは7のようなコンタクトリブ状の導電部材を少なくとも1つ有する。この発明の1つの好ましい実施態様によれば、図2に示されているように、コネクタの第1の部材1は接点モジュールを3つ有する。コネクタの側面には、左から右へ、第1の部材1に2個のコンタクトリブ7が形成された、1つ目の接点モジュール14が設けられている。次に、9個のコンタクトリブ7をもつ2つ目の接点モジュール15がある。そして1個のコンタクトリブ7をもつ3つ目の接点モジュール16がある。
【0035】
モジュール14から16は、プラグの側面に一体で作られている枠71のなかに埋め込まれている。コンタクトリブは平行に並んでいて、2つ目の部分11を少なくとも1つ、接続方向に対して直角方向に有する。
【0036】
図3はB−B面に沿った、図1のコネクタの断面図を示している。B−B面は接続方向に対して平行に伸び、縦方向にコンタクトリブ7を横切っている。左上から右に下がっている斜線の部分は第2の部材50を示す。枠組み71はコネクタの外側10の上部と下部に見られる。他方のコネクタとのコンタクト用に備えた収容部32は中間部分にある。左下から右上に斜線を施した部分は第1の部材1の部材であるコンタクトリブ7である。コンタクトリブ7の下部と前面(図上、左部分)は第2の部材に覆われていない。それにより、金属製の接点部材3で被覆することができる。この金属製の接点部材3はコネクタの下部に平行な面の一部となり、プリント基板カードに接続する接触部分となる。この第一部は接続面5の上にある金属の部分にあたる。
【0037】
金属はコンタクトリブ7の全長にわたって延びて、接点部材3を形成する。図上で垂直に伸びている前部の接触面11の上と、図上平面に伸びる後部の接続面5の上に、周辺機器と、他方のコネクタとプリント基板カードと電気コンタクトを結ぶように、金属が流される。接続面5と11は、接点部材3の別の部分で接続されている。
【0038】
金属層はコンタクトリブ7のサイズを変えるような厚いものではないことを強調する必要がある。接触部分は、第1の部材1のコンタクトリブ7の覆われていない部分に設けた導電体である接点部材3と、外面10の反対にある、接点部材3のプリント基板カード用の電気接続面5の部分と、外面10の方面に向いている、接点部材3のその他の周辺機器用の電気接続面11とで構成されている。
【0039】
本体の背面67の下部分の側面から、コンタクトリブ7から尾の形をした突起23が出ている。図4の右から、50の部分の背面67よりコンタクトリブ7から出ている突起23が見える。
【0040】
図4はA−A面による図1の断面図である。A−A面による断面図は接続方向に平行であり、窓61を横切りコネクタの接続部分を少なくとも1つ横断する。図4の斜線部は、3のような接点部材の切り離しと、各モジュールの連結を可能にする、下部と上部の接続部分12と13を示す。このような接続部分は、7のようなコンタクトリブの間の仕切りとして使用される。斜線部は図3と同じ意味で使用している。図4では、左右共に窓61が見える。その下にある、上部の接続部分13は2回目のモールディングの際に、上から下に圧力をかけ、挟持部材でインジェクションモールドに取付けられる。挟持部材は上部の接続部分13の上部リッジ22に当接する。
【0041】
図5は、インジェクションモールディングされた直後の第1の部材における1つ目の接点モジュール14のみを表す。このモジュールには平行に伸びる2つのコンタクトリブ7が形成されている。それらは機械的に2つの接続部分12と13によって連結されている。中間のスペース28は第2の部材50の素材によって2回目のモールディングの時に埋められ、段部55が作られる。
【0042】
本発明の実施形態においては、コネクタは少なくとも1つの緊結方法を有する。図2のコネクタは、第一のモジュール51と第二のモジュール52の、2つの緊結モジュールを有する。緊結モジュールは第2の部材50内に造られた又はモールドされた収容部70にあたり、その収容部はここに図示してない、他方の緊結コネクタ用の緊結フックにあたる。第二の緊結モジュール52は第一のモジュール51と同様に第2の部材50内で作られている。2つの緊結モジュール51と52は接点モジュールの間にあり、第二の接点モジュール15の両側にあるのが好ましい。
【0043】
図6から9に示した変形例では、接点モジュール14には、コンタクトリブは設けられておらず、その代わり、接点モジュール14は、中央コンタクト81と弾力性コンタクト82と保持用薄板部材83を有する電源モジュール14で置き換えられている。発明の2つ目のバリエーションでは、上記のような電源モジュール14に、第一の緊結モジュール51が連結されている。したがって、前に述べたように、9個のコンタクトリブ7がある第二の接点モジュール15が予定される。第一のモジュール51とは違う形のくぼみをもつ、第二の他方の緊結モジュール52がここに設けられる。そして、2つのコンタクトリブ7を持つ第三の接点モジュール16が接続される。また、このバリエーションでは、モジュール14aから16は、コネクタの表面上に一体に作られている枠組み71に埋め込まれている。2つの緊結モジュール51と52の形の違いはコネクタに間違いを回避する手段を与えることになる。
【0044】
このバリエーションでは、特に電源モジュール14の特徴を記載する。このようなコネクタを作るには、2回にわたってモールディングし、そして7のようなコンタクトリブの金属被覆後、最後の過程で中央にあるコンタクト81と、弾力性のあるコンタクト82と保持用薄板部材83の金属部材を各収容部に挿入する。より解りやすくするため、電源モジュールの部材には80以上の部材番号を付番した。
【0045】
図7は、コネクタの背面を下から見た図である。ここでは、コンタクトリブ7は平行に伸び、段部55によって分離されている。図7では、2つの接続面5′と5″がコンタクトリブ7と平行に設けられている。電源モジュール14のコンタクト81、82が電気的に接続面5′と5″に接続されるように、合成樹脂からなり金属被覆されたトラック84、85から伸びている。
【0046】
図8と9の右には、電源モジュール14の背面にバネ接点82の収容部92と、中央にあるコンタクト81の収容部91と、保持用薄板部材83用の収容部93とが図示されている。
【0047】
コンタクトリブ7の尾のような突起23が、ボディ56の背面下67より突き出しているように、接続トラック5′と5″も背面67より同様に突出した部分がある。その突起はそこに接続される各プリント基板カードの接続コンタクトにそって並んでいる。当該部分によって、面5、5′と5″のコンタクトとの間に確実で速い半田付けが可能になる。
【0048】
モジュール14の側面14aに、中央にあるコンタクト81の第一のトラック84は、収容部91の中に埋没する前、モジュール14の背面14bの上にまず水平に、次に垂直に、そしてまた水平に伸びる。第二のトラック85が、モジュール14内にある窓87から、弾力性のあるコンタクト82の92の収容部に接続される前に、弾力性のあるコンタクト87の第2のトラック85は側面14aの上をまず水平に、次に垂直に伸びる。
【0049】
図8はF−F面に沿った図6のコネクタの断面図である。当該断面は、電源モジュール14の中心を通る。この上から下の断面図には、保持用薄板部材83、中央にあるコンタクト81と弾力性のあるコンタクト87の第二の突起物82bが示されている。保持用薄板部材83の収容部93の上部の3分の1が見える。表示していない他方のコネクタをブロックすることができる、下を向いている突起83がある。中央の3分の1には、中央のコンタクト81が水平に伸び、後部81bに3つの区間81a、81bと81cを有する。これらの左の区間は第2の部材50の中に入り込んでいる。右と横に第一のモールディングから繋がった88のブロックがある。下の辺は金属被覆され、接続面5″に電気的に接続されている、第二のトラック85の端にあたる。ブロック88の下の円筒部分も金属被覆され、接続面5に繋がっている、第一のトラック84の端にあたる。
【0050】
中央にあるコンタクト81は、長細い形で軸対称であり、前部81aに、背面81bより小さな直径で、第一のバンドあるいはトラック84と、中央にあるコンタクトとの機械的かつ電気的接続を行う、外側に突き出た円形部分81cを有する。
【0051】
それにより、2つの真直ぐな部分81cはブロック88の中で移動が阻止され、第一のバンドまたはトラック84と接触することになる。中央にあるコンタクトを収容部91に挿入する際、81cの円形はブロック88の金属で覆われた表面を傷つけることを防ぐ。
【0052】
弾力性のあるコンタクト82には2つの突起82aと82bがあり、第一の82aは第二のバンド85と接触し、第二の突起82bは他方のコネクタの収容部78に入り込む。
【0053】
図9は図6のコネクタ部分G−G面で切断した断面図である。ブロック88と弾力性のあるコンタクト82の第一の突起82aは断面で示されている。上部の3分の1には保持用薄板部材が窓から見える。その下部に、点線で中央にあるコンタクトが図示されている。この部分にある、L字のブロック88が後部14bより突出している。垂直の濃い線で表されている第一のトラック84が見える。ブロック88の下面は金属被覆され、前述のとおり第一の突起82aが機械的に接触する、トラック85の先端部分を作る。弾力性のあるコンタクト82は電気的に接続面5につながっている。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明のコネクタを上から見た図
【図2】図1に示した本発明に係るコネクタを下から見た図
【図3】B−B面に沿った図1の断面図
【図4】A−A面に沿った図1の断面図
【図5】第1の部材の小部分、これを覆う第2の部材を図示していない
【図6】本発明に係るコネクタAの製造方法、正面図
【図7】図6のコネクタの製造方法、下面図
【図8】F−F面に沿った図6の断面図
【図9】G−G面に沿った図6の断面図
Claims (15)
- 平面(9)を有する少なくとも1つの固定部材(2、4)と、平坦な接続面(5)を有する少なくとも1つの接点部材(3)を備えた第1の部材(1)と、
第1の部材(1)を部分的に覆う箱型の第2の部材(50)とを具備し、
前記平坦な接続面(5)は固定部材(2、4)の平面(9)とほぼ同じ面に位置し、その面がコネクタの設置面を定めると共に、接点部材が、第2の部材で覆われていない、第1の部材の絶縁部分を金属被覆した部分にあたることを特徴とするプリント基板カードの表面に取付けられる入出力コネクタ。 - 前記金属被覆された部分は、プリント基板カード用の電気接続面(5)を構成する第一の部分と、コネクタの外面を向いて他のコネクタと電気的に接触する接触面(11)とを有し、第一と第二の部分が連続していることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
- 前記第1の部材(1)はコネクタの両面に固定部材(2、4)を有し、固定部材には中央穴(6、8)が設けられていることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のコネクタ。
- 第1の部材(1)には、少なくとも1つの接点モジュール(14、15、16)と、金属被覆を形成する、導電性コンタクトリブ(7)を少なくとも1つ有するモジュールを少なくとも1つ有する請求項1ないし3のいずれかに記載のコネクタ。
- モジュール(14、15、16)は、平行に設けられた少なくとも2つのコンタクトリブ(7)を有し、機械的に第1の部材(1)の接続部分(12、13)により連結され、当該接続部分により電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項4に記載のコンタクト。
- 接点モジュール(14、15、16)の複数のコンタクトリブ(7)は、第2の部材(50)の段部(55)によって分離させられていることを特徴とする請求項4又は5のいずれかに記載のコンタクト。
- 前記第2の部材(50)は、他方のコネクタを機械的に固定するための緊結モジュール(51、52)を少なくとも1つ含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のコンタクト。
- 強い電流を伝達するための電源モジュール(14)を有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のコネクタ。
- 前記電源モジュール(14)は、中央に設けられたある金属製のコンタクト(81)と、弾力性のある金属製のコンタクト(82)と、保持用薄板部材(83)とを有し、該コンタクト(81、82)は金属被覆された合成樹脂バンド(84、85)によってプリント基板カード(79)に電気接続されることを特徴とする請求項8に記載のコネクタ。
- 前記電源モジュール(14)は、中央に設けられた金属製のコンタクト(81)と、弾力性のある金属製のコンタクト(82)と、保持用薄板部材(83)を含み、該コンタクト(81、82)は金属被覆された合成樹脂バンド(84、85)によってプリント基板カード(79)に電気接続されることを特徴とする請求項8又は9のいずれかに記載のコネクタ。
- 前記第1の部材(1)の合成樹脂合成樹脂の2つのバンド(84、85)がコネクタの背面(67)に伸び、硬いコンタクトリブ(7)の接続面(5)と同じ平面上にある別々の接続面(5′、5″)を構成している請求項8ないし10のいずれかに記載のコネクタ。
- 前記中央に設けられたコンタクト(81)は、細長い形で軸対称であり、前部(81a)の直径は後部(81b)の直径より小さく、第一のバンドあるいはトラック(84)と、中央にあるコンタクトとの機械的かつ電気的接続のために外側に突出した円形部分(81c)を少なくとも1つ有することを特徴とする請求項8ないし11のいずれかに記載のコネクタ。
- 前記弾力性のあるコンタクト(82)は、2つの突起(82a、82b)を有し、第一の突起(82a)は第二のバンド(85)と接触し、第二の突起(82b)は他方のコネクタの収容部(78)に挿入されることを特徴とする請求項8ないし12のいずれかに記載のコネクタ。
- −第1の部材(1)のインジェクションモールディング、
−第1の部材(1)の表面の化学的活性化、
−第1の部材(1)の第2の部材(50)のインジェクションモールド内部への緊結固定、
−第2の部材(50)の第1の部材(1)の上からの部分的モールド、
−第1の部材の空いている部分のみに金属を密着させる、コネクタの金属被覆、
の各工程を含む表面搭載型コネクタの製造方法。 - 前記第1の部材(1)を緊結固定する工程は、固定部分(2、4)上の表面(17、19)接続部分(12、13)の上部の少なくとも1つの止端部(22)に、固定部分(2、4)の平面(9)と接続面(5)が、第2の部材(50)のインジェクションモールドと平坦になる様に圧力をかけて行われることを特徴とする請求項14に記載の方法。
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