(57)【要約】【課題】自立するのに十分な機械的安定性と共に、高導電性及び低抵抗性を有する電気コンタクトの提供。【解決手段】コンタクト12は、先端部52及び尾部54間の長さに沿って延びる導体40を具備する。導体は内面46及び外面48を有し、外面は長さの一部に沿って嵌合インタフェース60を形成する。尾部は第１相手部品28との係合に適し、嵌合インタフェースは第２相手部品18との係合に適する。導体は、第１及び第２の相手部品を電気的に相互接続するよう構成されている。コンタクトは、導体の長さの一部に沿って延びる長さを有する可撓性基板42を有する。可撓性基板は、導体の内面に固定される第１面62と、第２面64とを有する。コンタクトは、導体の長さの一部に沿って延びる長さを有する機械的支持梁44を有する。機械的支持梁は、可撓性基板の第２面の一部に固定される内面74と、外面76とを有する。可撓性基板は、機械的支持梁及び導体間の相対移動を可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尾部（５２）及び先端部（５４）間の長さに沿って延びる導体（４０，１１４）を具備する電気コンタクト（１２，１１２）であって、前記導体は、内面（４６）及び外面（４８）を有し、前記外面は、前記導体の長さの一部に沿って嵌合インタフェース（６０，１２４）を形成し、前記尾部は第１相手部品（２８）と係合するのに適しており、前記嵌合インタフェースは第２相手部品（１８）と係合するのに適しており、前記導体は、前記第１相手部品及び前記第２相手部品を電気的に相互接続するよう構成されている電気コンタクトにおいて、
前記導体の長さの少なくとも一部に沿って延びる長さを有する可撓性基板（４２）と、前記導体の長さの少なくとも一部に沿って延びる長さを有する機械的支持梁（４４）とを具備し、
前記可撓性基板は、第１面（６２）及び第２面（６４）を有し、
前記第１面は、前記導体の前記内面に固定され、
前記機械的支持梁は、内面（７４）及び外面（７６）を有し、
前記内面は、前記可撓性基板の前記第２面の少なくとも一部に固定され、
前記可撓性基板は、前記機械的支持梁及び前記導体間の相対移動を可能にすることを特徴とする電気コンタクト。
【請求項２】
前記導体、前記可撓性基板及び前記機械的支持梁は、等しい幅（９０，９４，９６）を有することを特徴とする請求項１記載の電気コンタクト。
【請求項３】
前記導体及び前記機械的支持梁は、前記導体の導電率が前記機械的支持梁の導電率より大きくなるように、互いに異なる材料から製造され、
前記機械的支持梁の機械的強度は、前記導体の機械的強度より大きいことを特徴とする請求項１記載の電気コンタクト。
【請求項４】
前記機械的支持梁は、前記導体、前記第１相手部品及び前記第２相手部品から電気的に分離されていることを特徴とする請求項１記載の電気コンタクト。
【請求項５】
前記機械的支持梁は、前記可撓性基板の長さの異なる部分に沿って前記可撓性基板の前記第２面に固定された２本の機械的支持梁（１１８）からなり、
前記２本の機械的支持梁は、間隙（１１９）により互いから分離されていることを特徴とする請求項１記載の電気コンタクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的安定性が改善された電気コンタクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気コネクタは、相手部品の相手コンタクトと電気接続するために１個以上のコンタクトを有する。１タイプの電気コネクタとして、相手部品の一部を受容するスロットに沿って互いに平行に配列されたコンタクトアレーを有するソケットコネクタがある。特定の１タイプのソケットコネクタとしてカードエッジコネクタがある。カードエッジコネクタは回路基板の一縁を受容し、この回路基板は、対応するソケットコンタクトと嵌合する一縁にコンタクトパッドを有する。コンタクトは、電気コネクタ及び相手部品間の嵌合インタフェースを越えて、電力又はデータのいずれかを伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７４５２２４９号明細書
【特許文献２】米国特許第７４２５１４５号明細書
【特許文献３】米国特許第７１０４８１２号明細書
【特許文献４】米国特許第６９７４３２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知の電気コネクタには不都合が無い訳ではない。例えば、各コンタクトの電気性能は、コンタクトの材料のタイプ等の、コンタクトの物理的特性により決定される。コンタクトの導電性は、コンタクトの材料のタイプに少なくとも部分的に基づく。例えば、銅は優れた導体であり、コンタクトの銅の含有率が高いほど、コンタクトの導電性は良好になる。しかし、銅の含有率が高いコンタクトは、一般に、機械的に不安定である。或る特定用途において、コンタクトは、電気コネクタのハウジングによりコンタクトのほぼ全長が支持される。この結果、ハウジングがコンタクトを支持するため、コンタクトはコンタクト自体が機械的に安定である必要はない。他の用途において、コンタクトは自立するので、コンタクトの長さの一部に沿ってコンタクト自体を支持する必要がある。この結果、コンタクトは、銅の含有率が低く且つ高強度であるものの低導電性である他の金属の含有率が高い合金で製造される。電気コンタクトで広く使用されている材料の一特定例は、3.5〜10％の錫及び１％までの量の燐を有する銅合金である燐青銅である。電気コネクタで広く使用されている材料の別の例は、鉄変性された錫黄銅である。他にも多くの材料が存在し、使用されている。これらの材料は、純銅の約10〜18％の導電率を有するのが代表的である。
【０００５】
コンタクトは、これまで小型化の方向に向っており、性能及びスループットが増大している。このため、特に、より小さい電気コネクタ内に嵌まるようコンタクトの寸法が小さくなると、代表的な燐青銅コンタクトは、電力スループット、データスループットの観点から限界まで押し進められつつある。自立するのに十分な機械的安定性と共に、高導電性及び低抵抗性を有するコンタクトに対するニーズが残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気コンタクトは、先端部及び尾部間の長さに沿って延びる導体を具備する。この導体は内面及び外面を有し、外面は長さの一部に沿って嵌合インタフェースを形成する。尾部は第１相手部品と係合するのに適しており、嵌合インタフェースは第２相手部品と係合するのに適している。導体は、第１相手部品及び第２相手部品を電気的に相互接続するよう構成されている。電気コンタクトは可撓性基板を有し、この可撓性基板は、導体の長さの少なくとも一部に沿って延びる長さを有する。可撓性基板は第１面及び第２面を有し、第１面は導体の内面に固定される。電気コンタクトは機械的支持梁を有し、機械的支持梁は導体の長さの少なくとも一部に沿って延びる長さを有する。機械的支持梁は内面及び外面を有し、内面は可撓性基板の第２面の少なくとも一部に固定される。可撓性基板は、機械的支持梁及び導体間の相対移動を可能にする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電気コンタクトは、高い導電性と良好な機械的強度が両立する。本発明に係る電気コンタクトは、自立するのに十分な機械的安定性を有しながら、十分に横方向に撓むことが可能な細長の構成を有する。本発明の電気コンタクトは、高コストの材料の使用量が最小限であるので、低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の典型的な一実施形態に従って形成されたコンタクトアレーを有する電気コネクタを上側から見た斜視図である。
【図２】図１の１個のコンタクトを示す側面図である。
【図３】図２のコンタクトを前側から見た斜視図である。
【図４】図２のコンタクトを後側から見た斜視図である。
【図５】コンタクトの非撓み状態を破線で示した、図２のコンタクトの撓み状態を示す側面図である。
【図６】図１に示された電気コネクタ用の別のコンタクトを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。
【００１０】
図１は、本発明の典型的な一実施形態に従って形成されたコンタクト１２のアレーを有する電気コネクタ１０を上側から見た斜視図である。図示の実施形態において、電気コネクタ１０はソケットコネクタに代表されており、以下ではソケットコネクタ１０と称することがある。コンタクト１２は同様に、ソケットコンタクト１２と称することがある。他の実施形態において、電気コネクタ１０は、ソケットコネクタ以外の異なるタイプのコネクタであってもよい。このため、ソケットコネクタ１０は、例示目的のためにのみ提供されるものであり、本発明をソケットコネクタに限定する意図はない。
【００１１】
電気コネクタ１０は、スロット１６を有するハウジング１４を具備する。スロット１６は、相手コンタクト２０と、相手コンタクト２０に電気接続される１個以上の電気部品２１とを有する相手部品１８を受容するよう構成されている。図示の実施形態において、相手部品１８は電源モジュールに代表されるが、電源モジュールに限定する意図はない。相手部品１８は、一縁２４を有する回路基板２２を有する。相手コンタクト２０は、回路基板２２の一つ以上の辺の一縁２４付近に又は一縁２４に設けられている。このため、相手部品１８は、電気コネクタ１０と嵌合可能なカードエッジ部品を代表する。別の一実施形態において、相手部品１８は、電気コネクタ１０と嵌合可能なハウジングを有するプラグコネクタ等の、異なるタイプの部品であってもよい。
【００１２】
ハウジング１４は、個別のコンタクト１２を受容する複数のコンタクト通路２６(図２参照)を有する。コンタクト通路２６は、ハウジング１４の内壁により区画される。コンタクト通路２６は、相手部品がスロット１６内に受容される際にコンタクト１２が相手部品１８に対して露出するように、スロット１６の少なくとも一部に沿って開放している。任意であるが、コンタクト１２は、相手部品１８と係合するために、コンタクト通路２６からスロット１６内へ延びてもよい。コンタクト１２はコンタクト通路２６内でしっかりと保持されており、コンタクト１２の部分は、コンタクト１２が自立するように、ハウジング１４から離れて位置する。
【００１３】
電気コネクタ１０は回路基板２８に取り付けられる。コンタクト１２は、スルーホール実装、表面実装等により、回路基板２８に個別に終端される。相手部品１８の相手コンタクト２０及び回路基板２８間に、コンタクト１２を介して電気回路が形成される。コンタクト１２は、電源コンタクト、信号コンタクト、或いは接地コンタクトであってもよい。典型的な一実施形態において、いくつかのコンタクト１２は電源コンタクトであり、いくつかのコンタクト１２は信号コンタクトである。他の実施形態において、全てのコンタクト１２が電源コンタクトであるか、又は全てのコンタクト１２が信号コンタクトである。
【００１４】
図２は、ハウジング１４及び回路基板２８を破線で示した状態の１個のコンタクト１２を示す側面図である。コンタクト１２は、導体４０、可撓性基板４２及び機械的支持梁４４からなる複数層を有する。可撓性基板４２は、導体４０及び機械的支持梁４４間に配置される。
【００１５】
導体４０は、内面４６及び外面４８を有する。外面４８は、相手部品１８と嵌合するために、前部嵌合インタフェース６０を形成する。導体４０は、コンタクト１２の縦軸５０にほぼ沿った縦方向の長さに沿って延びている。典型的な一実施形態において、導体４０は、良好な電気特性を示す金属材料から製造される。例えば、導体４０は、例えば銅の含有率が約30％超の合金で製造されてもよい。導体４０は、純銅の約１／２の導電率を有する材料から製造されてもよい。別の実施形態において、導体４０は、純銅の導電率に近い高導電率を有してもよい。実施形態によっては、導体４０は純銅であってもよい。導体４０は、通常動作中に導体４０自体を機械的に支持できないという点で導体４０が機械的に弱い、と考えられる程度の安定性特性を有する材料から製造されてもよい。導体４０は、相手部品１８との嵌合時に相手部品１８に対して十分な偏倚を維持する、相手部品１８に対して十分なスプリングバック特性を有していなくてもよい。例えば、導体４０は、導体４０が相手部品１８との嵌合時に通常動作で自立できないほど銅の含有率が十分に高くてもよい。導体４０の断面積を増大させることにより導体４０を大きくしてコンタクト１２のコストを高くしたり、又は材料のタイプを変更して導体４０の導電性を低下させたりするのではなく、導体４０の機械的な短所を克服するために、機械的支持梁４４が使用される。
【００１６】
導体４０は、その一端に尾部（テール）５２を、他端に先端部５４を有する。尾部５２は回路基板２８に終端接続されている。例えば、尾部５２は、回路基板２８のスルーホール内へ延びてもよく、スルーホール内で半田付け又は圧入されてもよい。
【００１７】
導体４０は、基部５６及び嵌合部５８を有する。基部５６は、尾部５２及び嵌合部５８間に配置される。嵌合部５８は、基部５６及び先端部５４間に配置される。導体４０はさらに他の部分を有してもよい。基部５６はコンタクト通路２６内でしっかりと保持されており、コンタクト通路２６を区画する１個以上の壁と係合してもよい。嵌合部５８の少なくとも一部は、相手部品１８の相手コンタクト２０と係合して電気接続するよう構成された前部嵌合インタフェース６０を形成する。
【００１８】
導体４０の嵌合部５８は、基部５６及び先端部５４間でほぼ外方へ湾曲する。このような非嵌合形状により、相手部品１８がスロット１６内に受容される際に相手部品１８と係合するために、前部嵌合インタフェース６０がスロット１６（図１参照）内に配置する。嵌合の際、嵌合部５８の少なくとも一部は、相手部品１８によって縦軸５０に向かう内方へ撓んでもよい。嵌合部５８の形状は、非嵌合形状（図２参照）から、平坦に近い嵌合部５８を有する嵌合形状（図５参照）に変化する。典型的な一実施形態において、先端部５４は、縦軸５０に沿って基部５６とほぼ整列する。
【００１９】
可撓性基板４２は、第１面６２及び第２面６４を有する。典型的な一実施形態において、可撓性基板４２は、非導電性シート又は非導電性フィルムである。可撓性基板４２は約0.025mmの厚さ６５を有するが、これに限定されない。任意であるが、可撓性基板４２は、ポリイミド材料又は他の適当な材料から製造されてもよい。
【００２０】
可撓性基板４２は、縦軸５０にほぼ沿った縦方向１０２の長さに沿って延びる。第１面６２は、可撓性基板４２及び導体４０を互いに接合する等により、導体４０の内面４６に固定される。任意であるが、可撓性基板４２及び導体４０間に接着剤を使用してもよい。接着剤は選択的に配置してもよい。第２面６４は、可撓性基板４２及び機械的支持梁４４を互いに接合する等により、機械的支持梁４４に固定される。任意であるが、可撓性基板４２及び機械的支持梁４４間に接着剤を使用してもよい。接着剤は選択的に配置してもよい。典型的な一実施形態において、可撓性基板４２は、導体４０を機械的支持梁４４から電気的に分離する。可撓性基板４２により、嵌合部５８が撓む間、機械的支持梁４４及び導体４０間の相対移動が可能になる。
【００２１】
可撓性基板４２は、基部６６及び嵌合部６８を有する。基部６６は、導体４０の基部５６とほぼ整列する。嵌合部６８は、導体４０の嵌合部５８とほぼ整列する。嵌合部６８は、可撓性基板４２の先端部７０及び基部６６間に配置される。先端部７０は、可撓性基板４２の基部端７２のほぼ反対側にある。可撓性基板４２はさらに他の部分を有してもよい。
【００２２】
機械的支持梁４４は、内面７４及び外面７６を有する。機械的支持梁４４は、コンタクト１２の縦軸５０に沿ったほぼ縦方向１０２の長さに沿って延びる。典型的な一実施形態において、機械的支持梁４４は、導体４０とは異なる機械的特性及び電気的特性を有する金属材料から製造される。機械的支持梁４４は、良好な機械的強度特性を示す金属材料から製造される。例えば、機械的支持梁４４は、燐青銅合金、ベリリウム銅合金、銅ニッケル珪素合金等から製造される。
【００２３】
機械的支持梁４４は、基部７８及び嵌合部８０を有する。基部７８は、導体４０の基部５６とほぼ整列する。嵌合部８０は、導体４０の嵌合部５８とほぼ整列する。嵌合部８０は、機械的支持梁４４の基部７８及び先端部８２間に配置される。先端部８２は、機械的支持梁４４の基部端８４のほぼ反対側にある。機械的支持梁４４はさらに他の部分を有してもよい。
【００２４】
典型的な一実施形態において、先端部８２は、スロット１６に対してコンタクト１２の上端を支持するために、ハウジング１４の一表面に近接して又は当接して設けられる。先端部８２は、縦軸５０に沿って基部７８とほぼ一致して保持される。嵌合部８０は縦軸５０から外方へ湾曲する。
【００２５】
図３は、コンタクト１２を前側から見た斜視図である。図４は、コンタクト１２を後側から見た斜視図である。図３及び図４は、導体４０が可撓性基板４２の第１面６２に固定され、機械的支持梁４４が可撓性基板４２の第２面６４に固定されたコンタクト１２の種々の層を示す。
【００２６】
導体４０は、その長さに沿って、幅９０及び厚さ９２により画定される断面を有する。幅９０は厚さ９２より大きい。典型的な一実施形態において、幅９０は長さに沿ってほぼ一定であり、厚さ９２は長さに沿ってほぼ一定である。導体４０は、ブランクを打抜き加工され、最終の平坦でない形状に曲げ加工されてもよい。導体４０は、可撓性基板４２と結合する前、又は可撓性基板４２と結合した後に、最終形状に曲げ加工されてもよい。
【００２７】
可撓性基板４２は、その長さに沿って、幅９４及び厚さ６５により画定される断面を有する。幅９４は厚さ６５より大きい。典型的な一実施形態において、幅９４は長さに沿ってほぼ一定であり、厚さ６５は長さに沿ってほぼ一定である。
【００２８】
機械的支持梁４４は、その長さに沿って、幅９６及び厚さ９８により画定される断面を有する。幅９６は厚さ９８より大きい。典型的な一実施形態において、幅９６は長さに沿ってほぼ一定であり、厚さ９８は長さに沿ってほぼ一定である。機械的支持梁４４は、導体４０とは異なるブランクを打抜き加工される。導体４０及び機械的支持梁４４のブランクは、異なる機械的特性及び電気的特性を有する異なる材料から製造される。機械的支持梁４４は、導体４０の最終形状に酷似する最終の非平坦形状に曲げ加工される。任意であるが、機械的支持梁４４及び導体４０は、それらが同形状を有するように、同時に曲げ加工されてもよい。可撓性基板４２及び機械的支持梁４４の一方又は双方は、導体４０を最終形状に曲げ加工する前に、導体４０に固定されてもよい。
【００２９】
典型的な一実施形態において、導体４０、可撓性基板４２及び機械的支持梁４４の幅９０，９４，９６は、互いにほぼ等しくてもよい。図示の実施形態において、可撓性基板４２の幅９４は幅９０，９６とほぼ等しいが、幅９０，９６よりも若干幅広である。コンタクト１２の取扱いのために、可撓性基板４２に追加幅を設けられてもよい。
【００３０】
図５は、ハウジング１４及び相手部品１８の位置と共にコンタクト１２の非撓み状態を破線で示した、撓み状態のコンタクト１２を示す。動作中、相手部品１８がスロット１６（図１参照）内に挿入されると、相手部品１８は、導体４０の嵌合インタフェース６０（図２参照）と係合する。導体４０は、相手部品１８により内方へ強制される。
【００３１】
機械的支持梁４４は、導体４０の全体形状を保持すると共に相手部品１８に向って導体４０を外方へ強制するために、導体４０を機械的に支持する。機械的支持梁４４の基部７８及び先端部８２はハウジング１４により保持されるのに対し、導体４０及び機械的支持梁４４の嵌合部５８，８０は撓み方向１００に沿って内方へ撓む。例えば、基部７８をハウジング１４に対して所定位置に保持することができ、先端部８２はハウジング１４の一壁に沿って摺動することができる。ハウジング１４の壁は、先端部８２の内方への移動を阻止する。撓み方向１００は、縦方向１０２をほぼ横断する方向である。任意であるが、撓み方向１００は、縦方向１０２に対して直交してもよい。
【００３２】
嵌合部５８，８０が内方へ撓むと、嵌合部５８，８０の形状が、非嵌合形状（破線で図示）から、嵌合部５８，８０が相対的に平坦になる嵌合形状に変化する。導体４０の嵌合部５８は、機械的支持梁４４の嵌合部８０とは異なる形状に変化してもよい。例えば、嵌合部８０は嵌合部５８よりも平らにされてもよい。嵌合部８０は嵌合部５８よりも真っ直ぐになってもよい。
【００３３】
可撓性基板４２により、機械的支持梁４４及び導体４０間の相対移動が可能になる。例えば、可撓性基板４２は、嵌合部５８，８０の形状の変化に適応するために伸長されてもよい。
【００３４】
図６は、電気コネクタ１０（図１参照）用の別のコンタクト１１２の側面図である。コンタクト１１２は、導体１１４、可撓性基板１１６及び複数の機械的支持梁１１８を有する。これら機械的支持梁１１８は間隙１１９により分離される。別の一実施形態においては、任意の数の機械的支持梁１１８を設けてもよい。
【００３５】
導体１１４は、基部１２０及び嵌合部１２２を有する。嵌合部１２２は嵌合インタフェース１２４を有する。図示の実施形態において、機械的支持梁１１８は、導体１１４の基部１２０及び嵌合インタフェース１２４と整列する。基部１２０及び嵌合インタフェース１２４は、導体１１４の追加の機械的支持部を有する領域である。基部１２０は、コンタクト通路２６（図２参照）内に受容されるので、追加の機械的支持部を有する。嵌合部１２２が相手部品１８と係合する際に、嵌合部１２２は相手部品１８（図２参照）と係合し且つ撓むので、嵌合インタフェース１２４は追加の機械的支持部を有する。
【符号の説明】
【００３６】
１２，１１２      電気コンタクト
１８              第２相手部品
２８              回路基板（第１相手部品）
４０，１１４      導体
４６                内面
４８                外面
５２                尾部
５４                先端部
６０，１２４        嵌合インタフェース
４２，１１６      可撓性基板
６２                第１面
６４                第２面
４４，１１８      機械的支持梁
７４                内面
７６                外面
９０，６４，９６  幅
１１９            間隙
【図１】
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【図２】
2010212239.tif 000004
【図３】
2010212239.tif 000005
【図４】
2010212239.tif 000006
【図５】
2010212239.tif 000007
【図６】
2010212239.tif 000008