(57)【要約】少なくとも１個の電子部品（１２、１３、１４、１５）と、電子デバイス（１０）と動作的に関連する外部システムに電気的に接続される少なくとも２個の結合ポスト（１２ａ、１６）と、を搭載する印刷回路基板（１１）を備えるタイプの電子デバイス用の電気的接続装置である。電気的接続装置は、外部システムに電気的に接続された接点素子（２１、２５）が内部に設けられ、各接点素子が電子デバイス（１０）の対応した結合ポスト（１２ａ、１６）に着座させられるようにされた非導通材料製のハウジング（２０）を備え、電子デバイスがハウジング（２０）に組み込まれたとき、上記接点素子のうちの少なくとも一方（２１）は、弾性変形によって電子デバイス（１０）の対応した結合ポスト（１２ａ、１６）に着座させられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の電子部品（１２、１３、１４、１５）と、電子デバイス（１０）に動作上関連する外部システムに電気的に接続される少なくとも２個の結合ポスト（１２ａ、１６）を搭載する印刷回路基板（１１）と、を備えるタイプの電子デバイス用の電気的接続装置であって、
前記外部システムに電気的に接続され前記電子デバイス（１０）の対応した結合ポスト（１２ａ、１６）に着座させられるべき接点素子（２１、２５）を内部に有する非導通性材料から作製されるハウジング（２０）を備え、前記電子デバイスが前記ハウジング（２０）に組み込まれたとき、前記接点素子のうちの少なくとも一方が、弾性変形によって前記電子デバイス（１０）の前記対応した結合ポスト（１２ａ、１６）に着座させられることを特徴とする、電気的接続装置。
【請求項２】
弾性変形する前記接点素子（２１、２５）は、前記電子デバイス（１０）に少なくとも１個の別の接点素子（２５、２１）を前記対応した結合ポスト（１２ａ、１６）へ押し付けさせることを特徴とする、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記電子デバイス（１０）の前記結合ポスト（１２ａ、１６）は、前記印刷回路基板（１１）の同一面側に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記接点素子（２１）は、弾性変形によって、前記対応した結合ポスト（１２ａ、１６）を押圧し、前記電子デバイス（１０）を前記ハウジング（２０）の停止手段に押し付けることを特徴とする、請求項３に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記電子デバイス（１０）の前記結合ポスト（１２ａ、１６）は前記印刷回路基板（１１）の両面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記結合ポストのうちの少なくとも一方（１２ａ）は、対応した電子部品（１２）の外面部分によって画成されることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
外面部分に結合ポスト（１２ａ）を組み込んでいる電子部品（１２）はパワー電子部品であり、その熱放散ベースが前記結合ポスト（１２ａ）を画成することを特徴とする、請求項６に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
前記結合ポストのうちの少なくとも一方（１６）は、前記印刷回路基板（１１）の対応した面に組み込まれた導電性アイランドによって画成されることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項９】
弾性変形する各接点素子（２１）は薄板スプリングによって画成され、第１の部分（２１ａ）が前記ハウジング（２０）に付着させられ、第２の部分（２１ｂ）が前記電子デバイス（１０）の結合ポスト（１２ａ、１６）に着座させられることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
前記接点素子（２１）は、弾性変形しやすい少なくとも１個の接点素子（２１）の他に、前記ハウジング（２０）に取り付けられた第１の部分（２５ａ）と対応した結合ポスト（１２ａ、１６）に着座させられる第２の部分（２５ｂ）とを有する可撓性が低い導電性ロッドの形の少なくとも１個の接点素子（２５）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気的接続装置。
【請求項１１】
前記ハウジング（２０）は、前記印刷回路基板（１１）用のガイド手段（２３）が内部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷回路基板上に形成された電子デバイスと、この電子デバイスに動作的に接続されるべき外部システムと、の間に新規性のある電子接続を提供する構造的な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、一般的に、電気絶縁材料から製作され、その上に銅製の薄い導電性層が堆積させられた構造的基板印刷回路基板によって画成されたベースに形成された電子デバイスは周知である。これらの印刷回路基板は、１層以上の導電性層を有するが、多数の導電性層がある場合、多数の導電性層は構造的基板に設けられた金属化された孔によって相互に接続される。
【０００３】
従来の工業的プロセスは、導電性層からある領域を除去することにより、プレートと共に形成された電子デバイスの回路を仕上げるために、後で印刷回路基板に溶接される電子部品の間に接続状態を生成する。電子部品はプレートの片面又は両面に溶接することができる。
【０００４】
しかし、印刷回路基板を少なくとも１個の電子部品と接合することにより、このようにして形成された電子デバイスは、この電子デバイスが動作的に関連する外部システムに電気的に接続又は結合することが要求される。外部システムは、電気モータ、電磁弁、変圧器などの様々な形態をとり得る。
【０００５】
これらの電子デバイスは、更に、放散させられるか、又は、外部へ伝導させられるべき熱を発するパワー電子部品を含むことがある。
【０００６】
一般的に、これらの部品は、その部品を熱放射面に熱的に結合する機能を備えた金属ベース上に構築される。しかし、殆どの場合に、これらの金属ベースは、部品の端子の一方に電気的に接続されるので、熱伝導手段と通電手段の両方として動作する二つの機能を持つ。
【０００７】
しかし、ここで対象としているタイプの電子デバイスと外部素子との間に電気接続を設けるために一般的に適用されている従来の手法は、製造及び組立が非常に複雑であり、高価であり、間違いを生じやすく、非常に多数の部品を必要とし、それに応じて、印刷回路基板の寸法が増大し、望ましい電気接続を確立するための多数の正確な工程を要求する。公知の従来技術による一つの手法は、印刷回路基板に直接的に溶接し、ねじで取り付け、或いは、印刷回路基板の金属化された孔に圧入することによって印刷回路基板に実装されるべきコネクタを使用する。これら選択可能な組立のうち最初の二つのものは、十分に信頼性の高い製品を得ることを困難にさせる骨の折れる工程を必要とする。これに対して、３番目の手法は、印刷回路基板に金属孔を設けることが必要であり、印刷回路基板の製造コストが増大し、接続に対する機械的安定性が低下する。上述の不都合に加えて、このような従来のコネクタは、屡々、何らかの外部システムに結合された導体へ接続することが求められ、生産プロセス又は組立プロセスに更なる工程が必要になる。
【０００８】
別の従来の手法は、いわゆるエッジコネクタを使用し、この場合、印刷回路基板の縁の表面の一部分は、受入手段のスロットへの電気的接続のための端子として使用される。この場合、印刷回路基板は、必ず、そのエッジが別の受入手段への電気的接続のための素子を画成するように構成しなければならない。
【０００９】
電子デバイスがパワー電子部品であるとき、パワー電子部品からの熱放散は、一般的に、以下に説明する３形態のうちのいずれかによって実現される。第１の形態によれば、電子部品は熱放射面にねじで取り付けられ、この熱放射面は、通常、アルミニウム製又は銅製の部品である。第２の形態によれば、電子部品はクランプ又はスプリングによって熱放射面に固定される。第３の公知の形態によれば、パワー電子部品は、熱放射面に用いられたリベットによって固定される。これらのすべての構造では、付加的な固定手段が必要とされ、デバイスの部品数を更に増加させ、かなり複雑な製造工程及び組立工程を必要とし、これらの工程は適切な信頼性パターンから外れることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ここで対象としているタイプの電子デバイスと外部システムとの間の電気的接続装置であって、部品の数が削減され、その結果として、印刷回路基板の寸法が縮小し、関連素子の製造工程及び組立工程が減少し、印刷回路基板だけではなく、電気的接続が行われた後の最終的な組立体の最終的なコストが削減される、電気的接続装置を提供することである。
【００１１】
本発明の更なる目的は、電子デバイスの接続受入手段への結合工程が容易に行えるようにして、高速自動組立を可能にさせる上述の電気的接続装置を提供することである。
【００１２】
また、本発明の更なる目的は、電子デバイスに動作上結合される外部システムへ電気的に接続するための結合ポストとして、もし存在するならば、熱放射面及びパワー電子部品を使用することができる上述の電気的接続装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電気的接続装置は、片面又は両面を有し、少なくとも１個の電子部品と、電子デバイスと動作的に関連し異なる形態をとり得る外部システムに電気的に接続される少なくとも２個の結合ポストと、を搭載する印刷回路基板により形成された電子デバイスを対象としている。本装置は、外部システムに電気的に接続されそれぞれ電子デバイスの対応した結合ポストに着座させられる接点素子を内部に有する非導通性材料から作製されるハウジングを備える。電子デバイスがハウジングに組み込まれたとき、前記接点素子のうちの少なくとも一方は、弾性変形によって、電子デバイスのそれぞれの結合ポストに着座させられる。
【００１４】
本発明のその他の目的及び効果は添付図面を参照することによってより明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
添付図面に示されるように、当該電気的接続装置は、片面又は両面の印刷回路基板１１を含むタイプの電子デバイス１０を対象とする。印刷回路基板１１上には、形成されるべき電子回路の設計に応じて定められた電子部品１２、１３、１４、１５が適切なプロセスによって搭載される。
【００１６】
図示された実施形態では、一つの電子部品は、熱放散性の外部表面１２ａを含むパワー電子部品１２の形態をなし、この外部表面は、前記パワー電子部品１２の端子の一方に電気的に接続され、通常は、印刷回路基板１１と平行な平面に位置する。しかし、電子部品は、別の形態でもよく、電子デバイスのそれぞれの結合ポストを画成する表面を組み込んでいても、いなくてもよいことは理解されよう。
【００１７】
図１ａ及び図１ｂに示された実施形態では、電子デバイス１０には、外部表面１２ａそのものによって画成され印刷回路基板１１の一方の面のパワー電子部品１２からの熱を放散する結合ポストと、導通アイランドの形状に形成され印刷回路基板１１の他方の面に直接的に形成される別の結合ポスト１６とが設けられる。例示される全ての実施形態において、電子デバイス１０には、（図示されない）外部システムへ接続されるべき結合ポストは２個しか設けられていないが、電子デバイス１０は、本電気的接続装置に使用される３個以上の結合ポストを備えていてもよいことは理解されよう。
【００１８】
図１ａに示されるように、本電気的接続装置は、ベークライト、プラスチック、セラミックなどのような非導通材料製の箱形のハウジング２０を備え、このハウジングは、内部に、電子デバイス１０を収容するように寸法が決められる。ハウジング２０は、内部に、少なくとも２個の接点素子２１を固定し、これらの接点素子は、通常、ハウジング１０に取り付けられた端部で、外部システム（図示せず）と電気的に接続され、各接点素子は、電子デバイス１０がハウジング２０に組み込まれたとき、電子デバイス１０の対応した結合ポスト１２ａ、１６に着座する。
【００１９】
図１ａ及び図１ｂの実施形態では、接点素子２１の各々は、薄板スプリングの形をなす。第１の位置２１ａは、ハウジング２０に付着させられ、適切な導体（図示せず）を用いて外部システムに電気的に接続され、第２の位置２１ｂは、通例、凸状の円弧の形状をなし、電子デバイス１０の対応した結合ポスト１２ａ、１６に着座させられる。
【００２０】
上記の構造によって、電子デバイス１０がハウジング２０に組み込まれたとき、接点端子２１は、動作不能休止位置から動作可能位置へ弾性変形し、動作可能位置で、接点端子は電子デバイス１０の対応した結合ポスト１２ａ、１６を押圧する。
【００２１】
結合ポストが印刷回路基板１１の両面に設けられている実施形態では、接触素子２１を対応した結合ポスト１２ａ、１６へ押圧することは、図１ａ、図１ｂ、図４及び図５に示されているように、他の結合ポストに対応した接点素子２１へ押圧するために役立つ。
【００２２】
電子デバイス１０をハウジング２０内の位置に合わせることを補助すべく、ハウジング２０は、内部に、印刷回路基板１１の側面エッジ又は端面エッジに対応した拡張部を受け容れるため、溝形のガイド手段２３を有していてよい。
【００２３】
図２に示された実施形態の場合、両方の結合ポスト１２ａ、１６が印刷回路基板１１の同一面に設けられる。一方の結合ポストはパワー電子部品１２の外面１２ａによって画成され、もう一方の結合ポストは印刷回路基板１１の面に隣接して組み込まれた導電性アイランドによって画成される。この場合、印刷回路基板は、電子デバイス１０をハウジング２０の内部に組み込んだときに接点端子２１が弾性変形を生じることができるようにするため、ハウジング２０に設けられた停止手段（図示せず）によって、反対側の面又は側面エッジで、支持される。本実施形態では、両方の接点端子２１は、弾性変形可能であり、印刷回路基板１１の同一面側に設けられ、電子デバイス１０をハウジング２０に設けられた停止手段へ押圧する。
【００２４】
図３に示された実施形態は図２の実施形態に類似しているが、両方の結合ポスト１６が、印刷回路基板１１の同一面に組み込まれた対応した導電性アイランドによって画成されている点で相違している。
【００２５】
図４及び図５に示された実施形態は、図１ａ及び図１ｂに示された実施形態と類似しているが、一方の接点素子が可撓性の低い導電性ロッド２５の形をなし、ハウジング２０に取り付けられた第１の位置２５ａと電子デバイス１０の対応した結合ポスト１２ａ、１６に着座させられる点で相違している。最後の二つの実施形態の場合、電子デバイス１０は、印刷回路基板１１の各面に少なくとも１個の結合ポストを有する。
【００２６】
尚、本発明の電気的接続装置は、片面だけを有する印刷回路基板にも適用可能であり、プレートに実装される通常のコネクタを取り除くことができるので、部品の個数が減少する。通常の端子、大寸法のトラック、及び、トラックと導電性アイランドの間の取り付け場所のために設計されたスペースは縮小され、印刷回路基板のサイズを実質的に縮小することが可能である。
【００２７】
接点素子は、パワー電子部品１２の熱放散外面１２ａに着座させられると、上記接点端子２１が熱を電子デバイス１０の外部へ放射するので、熱交換をより効果的にする。
【００２８】
機器の組立の際に、コネクタは決定的な素子であるため、ここで提案した部品の個数が削減された装置は、非常に簡略化された組立プロセスを実現することが可能であり、製造コスト及び組立コストを低減させる。
【００２９】
本発明の特定の特徴は、便宜上、図面に表されているが、各特徴は本発明に従って他の特徴と組み合わせることが可能である。当業者は代替的な実施形態を構成することも可能であり、これらの代替的な実施形態は請求項に記載された事項の範囲に含まれることが意図されている。したがって、上記の記載は、例示のためのものとして解釈されるべきであり、本発明の保護範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。自明な代替及び変更のすべては請求項に記載された保護範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】本発明の一実施形態による電気的接続装置の概略的な縦断面図である。
【図１ｂ】図１ａに示された電子デバイスの完全な斜視図と、ハウジングの接点素子の対の部分的な斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による電子デバイスと部分的に例示された対応した接点素子のペアとの間にある電気的接続装置の概略的な側面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による電気的接続装置を部分的に示す図２と類似した図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による電気的接続装置を部分的に示す図２と類似した図である。
【図５】本発明の第５の実施形態による電気的接続装置を部分的に示す図２と類似した図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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