(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラグ（７）に設けられた複数のコンタクト（８）と、
基板（２）上に配置された複数の対向コンタクト（４）と
を有し、
該複数のコンタクトが該複数の対向コンタクトに電気的に接続される、
差し込みコネクタにおいて、
前記プラグが前記基板上に配置された素子（１０）を収容するための少なくとも１つの切欠（１８）を有している
ことを特徴とする差し込みコネクタ。
【請求項２】
前記基板はプリント回路板（１）の要素である、請求項１記載の差し込みコネクタ。
【請求項３】
前記素子は少なくとも１つの前記対向コンタクトへ通じる電気的接続部を有している、請求項１または２記載の差し込みコネクタ。
【請求項４】
前記素子は前記複数の対向コンタクトの近傍に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項５】
前記素子は前記複数の対向コンタクトと前記基板の所定の縁（６）とのあいだに配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項６】
前記切欠の寸法は前記素子の寸法に相当する、請求項１から５までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項７】
前記プラグは、前記基板に装着された後、前記複数の対向コンタクトを有する対向コンタクト領域（５）を包囲する、請求項１から６までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項８】
前記プラグが装着されると、前記切欠は閉鎖される、請求項１から７までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項９】
前記素子は、障害除去装置の要素であるかまたは障害除去装置を形成している、請求項１から８までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項１０】
前記素子は、コンデンサおよび／または障害除去コイルである、請求項１から９までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項１１】
前記基板内に、２つの対向コンタクトを相互に離隔するための少なくとも１つの絶縁切欠（２８）が設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項１２】
前記プラグは、２つのコンタクトを相互に離隔するための少なくとも１つの支柱（２９）を備えたケーシング（１４）を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
【請求項１３】
前記支柱は前記絶縁切欠に対応するように配置されている、請求項１２記載の差し込みコネクタ。
【請求項１４】
前記ケーシングの前記支柱は差し込み室（３０）を形成しており、該差し込み室はパッキンを有する、請求項１２または１３記載の差し込みコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグに設けられた複数のコンタクトと基板上に配置された複数の対向コンタクトとを有しており、コンタクトと対向コンタクトとが電気的に接続される、差し込みコネクタに関する。
【０００２】
従来技術
冒頭に言及した形式の差し込みコネクタは従来技術から公知である。当該の差し込みコネクタは、例えばプリント回路板の電気的接続、特にダイレクトプラグインに用いられる。独国公開第３９２５６４８号明細書には、例えば、少なくとも２つの異なる電子素子群を有する基板を含むプリント回路板が記載されている。各電子素子は、導体を介して、プリント回路板の縁に配置された複数のプラグソケットのコンタクトに接続されている。プラグソケットはプラグを収容するために用いられる。この場合、プラグが複数のコンタクトを有し、プラグソケットが複数の対向コンタクトを有する。プラグには、例えば、ケーブルまたはケーブルツリーを接続することができる。ケーブルまたはケーブルツリーはコンタクトに電気的に接続されているので、プラグをプラグソケットへ差し込むと、プリント回路板とケーブルまたはケーブルツリーとのあいだの電気的接続が形成される。これに対して、ダイレクトプラグインでは、対向コンタクトが基板上に配置されているので、プラグが直接に基板へ差し込まれる。
【０００３】
できるだけ大きな機能密度を達成するために、基板上にできるだけ多くの電子素子を配置することが望まれる。しかし、プラグソケットまたはプラグがあるために基板上のスペースは制限されている。
【０００４】
発明の開示
本願の請求項１の特徴を有する差し込みコネクタによれば、電子素子の配置に利用できる基板上のスペースが拡大されるという利点が得られる。この利点は、プラグが、基板上に配置された電子素子を収容するための少なくとも１つの切欠を有していることによって達成される。当該の差し込みコネクタは特にダイレクトプラグイン装置として構成される。このことは、対向コンタクトが基板上に配置され、プラグに設けられたコンタクトによって電気的な接続が形成されることを意味する。ただし、本発明の"プラグ"とは、必ずしも一般的な差し込みコネクタの雄部材でなくてよく、いずれの形態の差し込み可能な部材であってもよいと理解されたい。したがって、電気的接続を形成するために、プラグが基板の一部の領域を把持する形態であってもよい。また、本発明の対向コンタクトは基板の一方側または両側に配置することができる。これに代えてまたはこれに加えて、複数の対向コンタクトを１列または複数列で配置可能である。例えば、対向コンタクトは、基板上および／または基板内を延在する導体路に、電気的に接続される。有利には、対向コンタクトは基板の縁領域に設けられる。
【０００５】
本発明によれば、プラグは、基板上に配置された電子素子を収容する少なくとも１つの切欠を有している。このようにすれば、基板のうち、電気的接続のためのプラグが通常配置される領域にも、電子素子を配置することができる。電子素子の収容は、特にプラグの基板への装着中または装着後に（つまり、プラグが差し込まれた位置において）行われる。切欠は例えば孔または縦長孔として構成される。これは、当該の切欠がプラグを完全に貫通してもよいし、キャビティとして構成されてもよいことを意味する。ただし、基本的には、電子素子を収容できさえすれば、切欠は任意の形状を有していてよい。プラグの形状によっては、電子素子を対向コンタクトの近傍に配置するのも良い。このようにすると、対向コンタクトから電子素子への電気信号路をきわめて短く選定できるので、有利である。こうして、電子素子の配置に利用可能な基板面積がいちじるしく拡大される。これは、特に、電子素子が対向コンタクトと基板の縁とのあいだに配置される場合に有利である。なお、プラグ内の切欠は電子素子との衝突を回避するために設けられる。
【０００６】
本発明の有利な実施形態では、基板はプリント回路板の要素である。この場合、例えば、基板上または基板内を延在する導体路を設けることができる。少なくとも１つの対向コンタクトは１つの電子素子および／または別の電子素子に接続される。
【０００７】
本発明の別の有利な実施形態では、電子素子は少なくとも１つの対向コンタクトへ通じる電気的接続部を有している。これにより、対向コンタクトと電子素子とが直接に接続される。この接続は例えば導体路を介して行われる。また、電子素子と対向コンタクトとのあいだの電気的接続が、コネクタが差し込み位置にあるとき、すなわち、コンタクトと対向コンタクトとの電気的接続が形成されている場合にのみ生じるようにしてもよい。この場合、電子素子と対向コンタクトとのあいだの電気的接続はプラグまたはそこに設けられているコンタクトによって形成される。
【０００８】
本発明の別の有利な実施形態では、電子素子は複数の対向コンタクトの近傍に配置されている。このようにすれば、電子素子と対向コンタクトとのあいだの信号伝搬にかかる時間を短縮することができる。対向コンタクトの近傍での電子素子の配置は、特に、電子素子間の電気的接続が形成される場合に有利である。対向コンタクトの近傍とは、電子素子が特に直接に対向コンタクトに隣接するか、または、電子素子と対向コンタクトとの距離がきわめて小さくなることを意味する。
【０００９】
本発明の別の有利な実施形態では、電子素子は複数の対向コンタクトと基板の所定の縁とのあいだに配置されている。こうした電子素子の配置は、基板上で電子素子の配置に利用できるスペースが大きくなるうえ、プラグが基板を充分に把持し、確実な支持が保証されるので、特に有利である。基板の縁とは基板の側辺に相当する。
【００１０】
本発明の別の有利な実施形態では、切欠の寸法は電子素子の寸法にほぼ相当する。したがって切欠は電子素子によく適合する。この適合化は、切欠の大きさの点で実現されても形状の点で実現されてもよい。後者の場合、有利には、切欠の形状は電子素子の外輪郭にほぼ対応する。
【００１１】
本発明の別の有利な実施形態では、プラグは、基板に差し込まれた後、複数の対向コンタクトを有する対向コンタクト領域を包囲する。対向コンタクト領域には複数の対向コンタクトが設けられている。つまり、プラグが基板に差し込まれ、コンタクトと対向コンタクトとのあいだの電気的接続が形成されると、プラグが対向コンタクト領域をほぼ包囲するのである。これは、プラグが対向コンタクト領域を外部影響から保護することを意味する。プラグは特に対向コンタクト領域の表面を覆う。
【００１２】
本発明の別の有利な実施形態では、プラグが差し込まれると切欠が閉鎖される。これは、プラグの差し込み後に外部からのアクセスが不可能になるということである。したがって、切欠内に配置された電子素子は外部影響から確実に保護される。
【００１３】
本発明の別の有利な実施形態では、電子素子は障害除去装置の要素であるかまたは障害除去装置を形成している。つまり、電子素子は障害除去装置そのものであってもその一部であってもよい。障害除去装置は基板上に配置された回路の電磁ヒステリシスを改善するために設けられる。よって、障害除去装置はフィルタ作用を有する。
【００１４】
本発明の別の有利な実施形態では、電子素子は、コンデンサおよび／または障害除去コイル、特にフェライトコアを有する障害除去コイルである。例えば、当該のコンデンサおよび／または障害除去コイルは、障害除去装置の要素である。
【００１５】
本発明の別の有利な実施形態では、基板内に、２つの対向コンタクトを相互に離隔するための少なくとも１つの絶縁切欠が設けられている。基板内には、例えば、２つの対向コンタクトを相互に離隔または絶縁するスリットが設けられている。当該の絶縁切欠またはスリットは、電気分解または短絡に対するバリアとして用いられ、例えば、基板上に生じる湿分膜による２つの対向コンタクト間の短絡が阻止される。特に有利には、アース電位ＧＮＤの対向コンタクトと正の電位の対向コンタクトとが絶縁切欠によって相互に分離される。この２つの電位はできるだけ大きく離隔され、そのあいだに、同様に絶縁切欠によって分離されて、信号電位の対向コンタクトが配置される。絶縁切欠は例えば基板からフライスによって切り出されるか、あるいは、基板の製造時に一体に成形される。
【００１６】
本発明の別の有利な実施形態では、プラグは、２つのコンタクトを相互に離隔するための少なくとも１つの支柱を備えたケーシングを有する。当該のケーシングは例えばコネクタケーシングであり、それぞれ２つずつのコンタクトのあいだに配置される少なくとも１つの支柱を有する。当該の支柱は、絶縁切欠が各対向コンタクトを相互に分離または絶縁するのと同様に、各コンタクトを相互に分離する。したがって、プラグ側においても、例えば湿分膜による２つのコンタクト間の短絡が阻止される。
【００１７】
本発明の別の有利な実施形態では、支柱は絶縁切欠に対応するように配置されている。これは、プラグを基板へ差し込む際および／または差し込んだ後に、支柱が絶縁切欠内に嵌合するように構成されていることを意味する。有利には、プラグが装着位置すなわち差し込み位置に達したとき、支柱は絶縁切欠をほぼ充填する。
【００１８】
本発明の別の有利な実施形態では、ケーシングの支柱は差し込み室を形成しており、差し込み室はパッキンを有している。ここでのパッキンは、プラグの装着後（つまりプラグが差し込まれた位置において）、差し込み室を周囲に対して密閉するために用いられる。よって、プラグの差し込み位置では、差し込み室へ物体や湿分が浸入して、コンタクトと対向コンタクトとの電気的接続が損なわれることが阻止される。伝送される信号に障害が生じる場合には、１つのコンタクトに特に固有の差し込み室を対応させるとよい。有利には、アース電位および／または正の電位にそれぞれ１つの差し込み室が対応する。
【００１９】
以下に本発明を図示の実施例に則して詳細に説明する。ただし、実施例は本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】基板上に配置された対向コンタクトおよび導体路を示す図である。
【図２】２つの対向コンタクト領域を有する基板であって、第１の対向コンタクト領域に１列の対向コンタクトが配置され、第２の対向コンタクト領域に２列の対向コンタクトが配置される様子を示す図である。
【図３】基板およびプラグの第１の例の側面図である。
【図４】電子素子を有する基板およびプラグの第２の例の側面図である。
【図５】図４のプラグが差し込み位置にある場合の側面図である。
【図６】電子素子が対向コンタクトと基板の縁とのあいだに配置され、プラグが電子素子を収容する切欠を有する本発明の実施例を示す側面図である。
【図７】図６のプラグが差し込み位置にある場合の側面図である。
【図８】複数のコンタクトを有するプラグの２つのコンタクト支持部を示す図である。
【図９】弦状ばねで接続された２つのコンタクト支持部を示す図である。
【図１０】ケーシング内に配置されたコンタクト支持部と弦状ばねとを示す図である。
【図１１】図１０の装置のコンタクト支持部および弦状ばねを別の方向から見た図である。
【図１２】プラグの装着前の基板の様子を示す図である。
【図１３】プラグの装着中の基板の様子を示す図である。
【図１４】プラグの装着後、すなわち、プラグが差し込み位置にある場合の基板の様子を示す図である。
【図１５】対向コンタクト間に切欠を設けた基板を示す図である。
【図１６】図１５とは異なるように対向コンタクト間に切欠を設けた基板を示す図である。
【図１７】プラグが支柱を有し、この支柱がケーシングとともに差し込み室を形成する様子を示す正面図である。
【００２１】
図１から図５には従来技術が示されている。図１には、基板２上に導体路３および対向コンタクト４が配置されたプリント回路板１が示されている。各対向コンタクト４はコンタクト面として構成されており、基板２上でほぼ長方形の所定の領域を占有している。対向コンタクト４は"ランド"とも称される。各対向コンタクト４はプリント回路板１の部分領域である対向コンタクト領域５に設けられている。
【００２２】
図２には、２つの対向コンタクト領域５’，５’’を有するプリント回路板１の例が示されている。第１の対向コンタクト領域５’では各対向コンタクト４が１列に、第２の対向コンタクト領域５’’では各対向コンタクト４が２列に、配置されている。第２の対向コンタクト領域５’’の場合、それぞれの対向コンタクト列は基板２の縁６から異なる距離で配置されている。つまり、ここでは、各対向コンタクト４が互い違いに配置されている。
【００２３】
図３には、基板２および導体路３および対向コンタクト４を有するプリント回路板１の側面図が示されている。ここでは、導体路３および対向コンタクト４が基板２の両側に設けられていることが見て取れる。すなわち、複数の対向コンタクト４は、図２に示されているように基板に１列または複数列に配置することもできるし、図３に示されているように基板のさらに両側に配置することもできる。図３には、複数のコンタクト８を含むプラグ７が示されている。この場合、有利には、プラグ７内のコンタクト８は基板２上の対向コンタクト４と同数だけ配置される。ただし、プラグ７は唯一のコンタクト８を有してもよいし、対向コンタクト４とは異なる数のコンタクト８を有してもよい。各コンタクト８は例えば図示されていないケーブルツリーに電気的に接続されている。プラグ７は、差し込み位置でコンタクト８と対向コンタクト４との電気的接触が生じるように、基板２に配置される。つまり、プラグ７により、対向コンタクト４への電気的接続が行われる。
【００２４】
図４には、プラグ７の別の例が示されている。ここからは、基板２上の対向コンタクト４に第１の導体路領域９が接続され、この第１の導体路領域９に電子素子１０を介して第２の導体路領域１１が接続されていることが見て取れる。ここでは２つの導体路領域９，１１が１つの導体路３を形成している。電子素子１０は例えばコンデンサまたは障害除去コイルである。この場合、電子素子１０は、基板２上またはプリント回路板１上に設けられた、図示されていない回路の電磁ヒステリシスを改善する障害除去装置の一部であってもよい。図４の例では、プラグ７は、それぞれコンタクト８の配置された２つのコンタクト支持部１２を有する。各コンタクト支持部２１は可動であって、例えば、相対的に回動できる。２つのコンタクト支持部１２は共通のケーシング部１３とともにプラグケーシング１４を形成している。２つのコンタクト支持部１２は図示の例では回動可能にケーシング部１３に支承されている。ここでは、プラグ７は、コンタクト支持部１２の開放状態から、図４に示されているように、基板２に装着される。これは、プラグ７を矢印１５の方向へ差し込んでいくことによって行われる。
【００２５】
図５には、２つのコンタクト支持部１２が回動して閉鎖された状態が示されている。この位置で、プラグ７は基板２のうち対向コンタクト４の設けられた領域を包囲している。当該の領域は図１，図２に示されている対向コンタクト領域５；５’，５’’に相当する。図５に示されているコンタクト支持部１２の閉鎖位置で、プラグ７は差し込み位置にあり、つまり、プラグ７は基板２に装着されているのである。この状態において、コンタクト８と対向コンタクト４とのあいだに電気的接触が生じる。プラグ７は、対向コンタクト領域５または対向コンタクト４が完全に包囲または被覆されるように配置される。こうして、プラグ７の領域に位置する対向コンタクト４は、第１の導体路領域９を介して電子素子１０に接続され、さらにこの電子素子１０を介して第２の導体路領域１１へ接続される。よって、第１の導体路領域９と第２の導体路領域１１とは直接には接続されていない。図５には、矢印１６で、電子素子１０とプラグ７の前縁１７とのあいだの最小距離が示されている。これは、プラグ７の装着後にプラグ７から電子素子１０までのあいだに矢印１６で示されている最小距離が置かれるように、プリント回路板１が形成されていることを意味する。
【００２６】
図６には、本発明の実施例のプラグ７とプリント回路板１とが示されており、このプリント回路板１では電子素子１０が基板２の縁６近くに配置されている。このように配置できるのは、プラグ７に切欠１８が設けられているためである。切欠１８は電子素子１０に適合する寸法および形状を有している。図６の実施例では、切欠１８は、プラグ７が差し込み位置に来たときに、１つまたは複数の電子素子１０を収容するように形成されている。プラグ７のプリント回路板１への装着は、図４，図５と同様に、矢印１６の方向で行われる。電子素子１０は導体路３上に配置されており、図６では見えない各対向コンタクト４と電子素子１０との電気的接続が生じている。
【００２７】
図７には、図５に似た状況で、本発明のプラグ７がプリント回路板１に差し込まれた様子が示されている。この図７から、プラグ７のコンタクト８がプリント回路板１の対向コンタクト４に電気的に接触していることがわかる。このとき、電子素子１０は切欠１８内に位置しているが、このことは図７では概略的に示されているのみである。こうして、前述したように、電子素子１０と対向コンタクト４とのあいだの電気的接続が形成されている。
【００２８】
図８にはプラグ７の構造が示されている。まず、それぞれ同じに構成された２つのコンタクト支持部１２が設けられる。ここでは、一方のコンタクト支持部を矢印１９の方向へ回動させた後、２つのコンタクト支持部が相互に固定されることが示されている。このために、各コンタクト支持部１２は、一方側に支承用端部２０を有し、他方側に支承用収容部２１を有する。２つのコンタクト支持部１２を組み合わせると、１つずつの支承用端部２０が支承用収容部２１へ嵌合するのである。こうして、２つのコンタクト支持部１２は回動して相互に固定されることになる。なお、各コンタクト支持部１２には、図示されていないコンタクト８に対する複数の収容スリット２２も設けられている。
【００２９】
図９には、２つのコンタクト支持部１２が組み合わされ、弦状ばね２３によって相互に固定された状態が示されている。弦状ばね２３のばね弾性により、支承用端部２０と支承用収容部２１とを結んだ軸線を中心として、２つのコンタクト支持部１２を所定の程度だけ回動させることができる。ここで、プラグ７がプリント回路板１へ差し込まれると、プラグ７は弦状ばね２３のばね作用によってクランプされて保持される。
【００３０】
図１０には、内部にコンタクト８を有する２つのコンタクト支持部１２が弦状ばね２３によってクランプされてケーシング１４内に配置されている様子が示されている。ケーシング１４はいわゆるプラグケーシングを形成している。ケーシング１４は、プラグ７が装着される際にプリント回路板１を挟み込むための側方スリット２４を有している。つまり側方スリット２４はプリント回路板１へのプラグ７の差し込みを可能にする。図１０はプラグ７を後方から見た図、図１１はプラグ７を前方から見た図である。図１１から、２つのコンタクト支持部１２が弦状ばね２３とともにケーシング１４内に配置されていることがわかる。図１１では、収容スリット２２内のコンタクト８および側方スリット２４も示されている。
【００３１】
図１２−図１４には、プリント回路板１へのプラグ７の装着過程が示されている。プリント回路板１はプリント回路板ケーシング２５内に配置され、そこに固定されている。プリント回路板ケーシング２５はプリント回路板１の領域に、断面が例えばほぼ楕円状でありかつ少なくとも一部の領域がプリント回路板１または基板２よりも大きな高さを有する偏向部材２６を有している。偏向部材２６は、プラグ７がプリント回路板１に差し込まれたときに、プラグ７のコンタクト８が基板２の縁６に接触しないよう、コンタクト支持部１２を回動させる。偏向部材２６はコンタクト支持部１２またはコンタクト支持部１２に固定された対向部材２７と協働する。このようにすれば、プラグ７のコンタクト８は、まず縁６を通過してから、プリント回路板１の対向コンタクト４に電気的に接続することになる。
【００３２】
図１３には、プラグ７がプリント回路板１に途中まで差し込まれたときの様子が示されている。この場合、偏向部材２６が対向部材２７と協働し、コンタクト支持部１２が回動し、これによってコンタクト８が前述したように縁６を通過する。
【００３３】
図１４には、プラグ７が完全に差し込まれ、プリント回路板１に装着された後の様子が示されている。対向部材２７は、コンタクト支持部１２がきちんと回動すると、偏向部材２６に適合する。こうして、図１４には示されていないが、コンタクト支持部１２に設けられているコンタクト８がプリント回路板１の対向コンタクト４に電気的に接触する。
【００３４】
図１５には、プリント回路板１の別の実施例として、対向コンタクト４間および場合により導体路３間の所定の領域に、絶縁切欠２８が設けられる様子が示されている。当該の絶縁切欠２８はスリット状に、基板２、特にプリント回路板１または基板２の縁６に設けられる。絶縁切欠２８は対向コンタクト４を相互に分離するために用いられ、これにより、例えば、プリント回路板１上に生じた液膜に起因する対向コンタクト４間の電気的接続が回避される。
【００３５】
図１６には、複数の対向コンタクト領域５’，５’’，５’’’，５’’’’がそれぞれ絶縁切欠２８によって分離される様子が示されている。
【００３６】
図１７には、図１５，図１６のプリント回路板１に適するプラグ７が示されている。プラグケーシング１４には、各コンタクト８または各コンタクト群を相互に分離する２つの支柱２９が設けられている。支柱２９は、プラグ７がプリント回路板１に装着されたときに基板２の絶縁切欠２８内に嵌合するように、プラグケーシング１４に配置されている。つまり、支柱２９は絶縁切欠２８に対応するように配置されている。支柱２９はプラグ８内に３つの差し込み室３０を形成しており、ここで、各差し込み室３０には、例えば、アース電位に対するコンタクト、正の電位に対するコンタクト、信号電位に対するコンタクトが配置されている。プラグ７は、ここでは図示されていないが、差し込み位置において差し込み室３０を外界に対して封止するパッキンを有していてもよい。これにより、差し込み室３０内に湿分や汚染物が浸入してコンタクト８間の短絡を引き起こすことが阻止される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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