(57)【要約】【解決手段】印刷回路板用の相互接続システムが開示されている。本相互接続システムは、印刷回路板の間で高速信号を伝送する信号ウェーハを含んでいる。本相互接続システムは、更に、ウェーハから成る電力モジュールを含んでいる。電力モジュールは小型で、製造し易く、信号接点ウェーハと容易に一体化して単一のコネクタを形成する。【選択図】図１
2004524653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互連結可能な第１部片と第２部片を有するパワーコネクタにおいて、
前記第１部片は、
ａ）中央キャビティを有する絶縁性ハウジングと、
ｂ）前記中央キャビティの周辺部に配置されている複数のブレードと、を備えており、
前記第２コネクタ部片は、
ａ）中を通って走る電力接点を有する第１ウェーハであって、前記ウェーハはフロントエッジを有しており、前記電力接点は、前記ウェーハの前記フロントエッジから伸張する連結部分を有している第１ウェーハと、
ｂ）前記第１ウェーハに取り付けられている、中を通って走る電力接点を有する第２ウェーハであって、前記第２ウェーハはフロントエッジを有しており、前記電力接点は、前記ウェーハの前記フロントエッジから伸張する連結部分を有している第２ウェーハと、
ｃ）前記第１ウェーハと前記第２ウェーハの電力接点の連結部分の間に配置されている絶縁壁を有している、前記第１ウェーハ及び第２ウェーハに取り付けられているキャップと、を備えており、
前記第１及び第２コネクタ部片が連結されるときに、前記第２コネクタ部片の前記電力接点は、前記第１コネクタ部片のブレードと整列する、パワーコネクタ。
【請求項２】
前記第１部片のハウジングは、中にチャネルが形成されている相対する側壁を有しており、前記側壁の前記チャネル内に前記ブレードが配置されている、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項３】
前記第２コネクタ部片の電力接点は、二重ビーム接点を備えている、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項４】
前記第１ウェーハ及び前記第２ウェーハには取り付け造形が設けられており、それによって前記第１ウェーハを前記第２ウェーハに取り付けるようになっている、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項５】
前記第２コネクタ部片の電力接点には造形が設けられており、前記造形は、前記キャップと係合して前記キャップを前記第１及び第２ウェーハに取り付けるようになっている、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項６】
前記第２コネクタ部片の電力接点は、直角に曲がっている、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項７】
前記キャップは、更に、前記第１及び第２ウェーハそれぞれの隣接する電力接点の間に複数の絶縁壁を有している、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項８】
前記キャップはフロントエッジを有していて、前記フロントエッジに沿って複数のリップが設けられており、前記電力接点の連結部分の先端は、それぞれ、前記リップの下に配置されている、請求項１に記載のパワーコネクタ。
【請求項９】
前記第１部片のハウジングは、中にチャネルが形成されている相対する側壁を有しており、前記側壁の前記チャネル内に前記ブレードが配置されている、請求項８に記載の電気コネクタ。
【請求項１０】
前記第２コネクタ部片の電力接点には造形が設けられており、前記造形は、キャップと係合して前記キャップを前記第１及び第２ウェーハに取り付けるようになっている、請求項９に記載のパワーコネクタ。
【請求項１１】
相互連結可能な第１部片と第２部片を有するパワーコネクタにおいて、
前記第１部片は、
ａ）キャビティを有する絶縁性ハウジングと、
ｂ）前記キャビティの周辺部に配置されている複数のブレードと、を備えており、
前記第２コネクタ部片は、
ａ）複数のウェーハから成る電力サブアッセンブリであって、前記ウェーハは、それぞれ主表面を有しており、前記ウェーハの前記主表面は、互いに並行で且つ第１方向と垂直に整列しており、前記電力サブアッセンブリは、更に、前記ウェーハの前記主表面に並行に走る複数の電力接点を備えており、前記電力接点は、それぞれ、前記第１及び第２コネクタ部片を連結させ、前記第１コネクタ部片のブレードと係合させるときに、前記キャビティに入るよう配置されている連結部分を有している電力サブアッセンブリと、
ｂ）それぞれが主表面を有している複数の信号ウェーハであって、前記信号ウェーハの前記主表面は前記電力ウェーハの前記主表面と並行に整列している複数の信号ウェーハと、を備えている、パワーコネクタ。
【請求項１２】
前記第２コネクタ部片は、所定のピッチで間隔を空けて設けられているウェーハ取付ポイントを有している支持部材を備えており、前記信号ウェーハと前記電力ウェーハは、それぞれ、前記取付ポイントに取り付けられている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の信号ウェーハは、所定のピッチで反復し、前記電力サブアッセンブリは、前記所定のピッチの整数倍の幅を有している、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記整数倍は３倍である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記信号ウェーハは、それぞれ複数の接点テイルの対を有する差分信号ウェーハを含んでおり、前記接点テイルの間の間隔は第１距離であり、異なる対の接点の間の間隔は第２のより大きな距離であり、前記電力サブアッセンブリは、前記差分信号ウェーハの前記接点テイルと整列している複数の接点テイルを含んでいる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
一定の間隔でホールが開けられている反復パターンを有する支持部材を更に備えており、前記信号ウェーハと電力ウェーハとは、前記ホールで前記支持部材に取り付けられている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
相互連結可能な第１部片と第２部片を有するパワーコネクタにおいて、
前記第１部片は、
ａ）相対して内側に面している壁を有する第１絶縁性ハウジングと、
ｂ）前記内側に面している壁に沿って前記絶縁性ハウジング内に配置されている複数の電力接点と、を備えており、
前記第２コネクタ部片は、
ａ）前記第１絶縁性ハウジングの前記内側に面している壁の間に嵌るようになっている連結部分を有する第２絶縁性ハウジングであって、前記絶縁性ハウジングは、前記第１絶縁性ハウジングの前記内側に面している壁と並行な、第１及び第２の外側に向いている面を有している第２絶縁性ハウジングと、
ｂ）前記内側に向いている面と並行な面内で直角に曲げられ、前記第１の外側に向いている側壁上で露出している露出接点部分を有している、前記第２絶縁性ハウジング内の第１の複数の電力接点要素と、
ｃ）前記内側に向いている面と並行な面内で直角に曲げられ、前記第２の外側に向いている側壁上で露出している露出接点部分を有している、前記第２絶縁性ハウジング内の第２の複数の電力接点要素と、を備えている、パワーコネクタ。
【請求項１８】
前記第２絶縁性ハウジングは、複数の分離可能な部片を備えており、前記第１の複数の電力接点は、第１の分離可能な部片内にモールドされ、前記第２の複数の電力接点は、第２の分離可能な部片内にモールドされている、請求項１７に記載のパワーコネクタ。
【請求項１９】
前記第２絶縁性ハウジングは、更に、前記第１の複数の電力接点の前記露出接点部分と、前記第２の複数の電力接点の前記露出接点部分との間に配置されている絶縁壁を有する第３部片を備えている、請求項１８に記載のパワーコネクタ。
【請求項２０】
電力接点には、かえりが設けられており、前記絶縁性ハウジングの第３部片は、前記かえりに固定されている、請求項１９に記載のパワーコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には電気的相互接続システムに、厳密にはパワーコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子システムは、複数の印刷回路板上に作られることが多い。ルーターのような計算機化された製品の典型的な構成には、バックプレーンとして働く印刷回路板が含まれている。ドータカードと呼ばれる何枚かの別の印刷回路板が、バックプレーンに接続される。ドータカードは、システムの電子回路を保有している。バックプレーンは、信号及び電力をドータカードへ送るトレース又はプレーンを含んでいる。電気コネクタが印刷回路板に取り付けられ、コネクタを通して電気的接続が形成される。
【０００３】
信号と電力接続には、一般的には、異なる型式のコネクタが用いられる。信号コネクタは、小さな面積で多くの信号を伝達しなくてはならない。しかし、信号は高周波であることも多いので、漏話の危険がある。従って、信号コネクタには、特殊な遮蔽を施さなければならないことも多い。
【０００４】
パワーコネクタは、信号コネクタよりも遙かに高い電流を流さなければならない。更に、電子システムの電力は危険電圧に達することもあるので、バックプレーンパワーコネクタは、人間が偶然に電力導線に接触するのを防ぐため保護構造を必要とすることが多い。この様に、信号コネクタとパワーコネクタに対する要件の多くは異なっている。
【０００５】
信号コネクタには不要でパワーコネクタには必要な１つの要件は、様々な連結レベルに関する要求である。連結レベルは、「ホットスワップ」と呼ばれる機能には特に有用である。ホットスワップになっていれば、システム電力をオンにしたままで、接続、切断を行うことができる。例えば、電力がオンのときでも、ドータカードをバックプレーンに差し込むことができる。ドータカード上の回路を確実に適切に作動させるため、又はドータカード回路への損傷を回避するためには、電力を特定の順序で各構成要素に掛けるのが望ましいことが多い。この可能性を実現するために、複数の連結レベルが利用される。
【０００６】
最初に電力を受け取ることになっている回路は、最長の電力接点と接続される。これらの接点が先ず連結され、従って、選択された回路へ電力を提供する。電子システムが複雑になるに従って、必要な連結レベルの数が増える。
【０００７】
システムが更に複雑になると、回路は、正確に作動するために更に多くの電圧レベルを必要とするようになる。
多くの電圧レベルと連結レベルを柔軟に取り扱えるパワーコネクタを備えるのが望ましい。
【０００８】
更に、高速相互接続には、低インダクタンスの電力／戻りループを有するのが望ましいことを、我々は理解している。
【特許文献１】
米国特許仮出願第６０／１７９，２２２号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記背景を考慮して、本発明の目的は、改良されたパワーコネクタを提供することである。
上記及びその他の目的は、ウェーハ型パワーコネクタで実現できる。本コネクタは、２つの異なる型式のウェーハから組み立てられ、絶縁性キャップを備えている。本コネクタは、閉鎖型接点を有するバックプレーンパワーモジュールと連結する。
【００１０】
本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照すれば、よく理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、高速相互接続システムの信号コネクタ部分を示している。バックプレーン１０４の一部が示されており、バックプレーンコネクタ１１０がそれに取り付けられている。ドータカード１０２の一部も示されており、ドータカードコネクタ１２０は、分解図で示されている。ドータカードコネクタは、複数のサブアッセンブリ１３６から組み立てられている。サブアッセンブリ１３６は、ホール１６２ａ、１６２ｂ、及びスロット１６２ｃのような、サブアッセンブリを位置決めして固定する取付造形を有するスチフナ１４２に取り付けられている。
【００１２】
図２は、本発明によるパワーコネクタ２００の好適な実施形態を示している。パワーコネクタ２００は、図１に示されているような信号コネクタと組み合わせて作動させるようになっており、これについては、鶏卵間仕切りケース型シールド付コネクタに関する２０００年２月３日出願の米国特許仮出願第６０／１７９，２２２号で丁寧に説明されており、参考文献としてここに援用する。具体的には、パワーコネクタ２００のドータカード部分は、信号コネクタと並んでスチフナ１４２に取り付けられ、パワーコネクタ２００のバックプレーン部分は、バックプレーンコネクタ１１０と並んでバックプレーン１０４に取り付けられることになる。
【００１３】
図２は、コネクタ２００を分解図で示している。バックプレーンコネクタは、ハウジング２１０と複数の電力接点２１２を含んでいる。ハウジング２１０は、絶縁材料で作るのが望ましい。好適な実施形態では、ハウジング２１０は、モールディング成形によって形成されているが、射出成形によって形成されるのが望ましい。
【００１４】
電力接点２１２は、導電性材料で作られている。電力接点には銅合金を用いることが多いが、適当な剛性を備えた他の高導電率金属を用いてもよい。各電力接点２１２は、ブレード２１４と複数の接点テイル２１６を有している。図示の実施形態では、２つの圧入接点テイルが示されている。使用時、圧入接点テイルは、バックプレーンのメッキ付貫通穴に押し込まれ、バックプレーンの電力プレーンとの接点を形成する。
【００１５】
図２の実施形態では、ハウジング２１０の内側に８個の電力接点２１２がある。電力接点２１２は、ハウジング２１０のフロアの開口（図示せず）を通して押し込まれる。各ブレード２１４は、ハウジング２１０の壁に形成されているグルーブ２１８に沿って進む。図示の実施形態では、ブレード２１４は、ハウジング２１０の反対側の壁に向かって並び、両者の間にキャビティ２２０が形成される。バックプレーンコネクタ内のブレードの数自体は、本発明で重要ではない。しかし、バックプレーンハウジング２１０は、信号コネクタとパワーコネクタの両方が一列になって嵌合するように、信号コネクタシュラウド１１０と同じ幅であるか、又はそれよりも小さいのが望ましい。
【００１６】
ハウジング２１０には、更にグルーブ２２２も形成されている。グルーブ２２２は、ドータカードとバックプレーンコネクタとを連結する間に、ドータカードコネクタからの突起２５２を受け入れる。グルーブ２２２は、電力接点が適切に整列するのを保証するアライメント造形である。
【００１７】
ドータカードコネクタは、キャップ即ちアライメントガイド２５０と、ウェーハ２６０と、ウェーハ２７０の３つの構成要素から組み立てられている。ウェーハ２６０及び２７０は、電力接点を含んでいる。ウェーハ２６０と２７０は、概ね同じである。しかし、電力接点の連結部分２６２と２７２は、互いに反対方向に湾曲し、外方向に向いた連結面を形成している。
【００１８】
ウェーハ２６０と２７０は、それぞれ、接点ブランク３００（図３）のような接点ブランクの周囲にハウジング２６３と２７３を成形することによって形成される。ハウジングは、プラスチックのような絶縁材料で形成されるのが望ましい。ハウジングには、ウェーハをスチフナ１４２に取り付けるための突起２６４、２６５、２６６のような取り付け造形が形成されている。取り付け造形は、グルーブ内へ滑動するタブでも、穴に押し込むハブでもよい。
【００１９】
ハウジング２６３及び２７３には、ハウジングを整列させるアライメント造形も設けられている。図２では、突起２７８が、ウェーハ２７０の内側表面から伸張している。突起２７８は、ウェーハ２６０の内側表面（図示せず）のホールに嵌ってウェーハを整列させる。突起２７８は、更に、締まりばめを形成して、ウェーハ２６０と２７０を一体に保持し、製造中に部品を容易に取り扱えるようにしている。スナップばめを形成するタブ又はラッチのような別の型式のアライメント及び取り付け造形を用いてもよい。
【００２０】
接点テイル３１２Ａ及び３１２Ｂは、それぞれ、ウェーハ２６０及び２７０の底部エッジから伸張している。これらの接点テイルは、パワーコネクタをドータボードに取り付ける。図示の実施形態では、接点テイル３１２Ａと３１２Ｂは、コネクタのコラムに沿って、ドータカード信号コネクタ１２０の接点テイル１４６と同じ間隔で配置されている。同じ間隔にしておくと、印刷回路板を通して均一なホールパターンにできるという利点が生じ、場合によっては、製造、特にＰＣＢ設計のレイアウト段階が簡単になる。
【００２１】
接点部分２６２及び２７２は、各ウェーハのフロントエッジから伸張している。図示の実施形態では、各接点は、二重ビームを有しており、ブレード２１４に２つの接点を形成している。図示のように、各ビームは、湾曲部分と、前記湾曲部分に形成されているディンプル２９１を有している。ディンプル２９１は、バックプレーンコネクタのブレード２１４との接点を形成する助けとなる。
【００２２】
接点部分は、アライメントガイド２５０へ挿入される。アライメントガイドは絶縁材料で形成されており、接点同士が短絡しないようになっている。アライメントガイドはプラスチックで成形されるのが望ましい。アライメントガイド２５０には、複数のチャネル２５４が形成されている。各チャネル２５４は、接点２６２、２７２の内の一方を受け入れる。アライメントガイド２５０は、接点を互いに絶縁する壁２５６及び２５８を有しており、その壁でチャネル２５４を形成している。
【００２３】
各チャネル２５４は、アライメントガイド２５０の連結エッジ付近に形成されたリップ２５９を有している。組み立てられるとき、接点２６２及び２７２のフロントエッジは、リップ２５９の下になっている。接点２６２及び２７２は、ドータカードコネクタの中心から外方向に予荷重が加えられるのが望ましい。リップ２５９は、接点のリーディングエッジをドータカードコネクタの輪郭内に保持しているので、壊すことなくキャビティ２２０内に挿入することができる。しかし、接点は、ブレード２１４に対し外方向に押すように予荷重を掛けられ、力を高めてディンプル２９１をブレード２１４に押し付けるようになっているので、接点の完全性が高まる。
【００２４】
アライメントガイド２５０をウェーハ２６０及び２７０に固定するため、各信号接点にはかえり２６９が設けられている。アライメントガイド２５０をウェーハに押し付けると、かえり２６９が壁２５８上の造形と係合し、アライメントガイドをウェーハに固定するようになっている。他の取り付け方法を用いることもできる。例えば、アライメントガイド２５０とハウジング２６３及び２７３に造形を成形して、締まりばめ又はスナップばめを形成してもよい。
【００２５】
図３は、製造の初期段階におけるウェーハ２７０を示す。電力接点ブランク３００を示している。このブランクは、電力接点を作るのに用いられる材料から型押し形成される。好適な実施形態では、銅合金が用いられている。巻き取って容易に取り扱うことのできる一枚の大型金属シートから、このようなブランクを数多く型押し成形するのが望ましい。ブランク３００は、所望する数の電力接点と共に型押し成形されるが、ここでは電力接点３０１、３０２、３０３、３０４である。各接点は、連結部分２７２と接点テイル３１２を有している。図示の実施形態では、各接点３０１．．．３０４は、２つの圧入接点を備えた接点テイル３１２を有している。複数の接点を利用すると、前記テイルを受け入れるドータカードのホールを信号接点ホールのピッチと一致するピッチに保持した状態で、電力伝達能力が増大する。
【００２６】
電力接点３０１．．．３０４は、それぞれ、テイル３１２を接点２７２に接続する中間部分を有している。
個々の接点は、タイバー３５０によって１つに保持されている。タイバーが切り離されると、電気的に独立した接点が作り出される。タイバーは、ハウジング２７３が成形された後で切り離されるのが望ましい。接点ブランク３００は、更に、キャリアストリップ３５２に保持されている。これらのキャリアストリップも、成形の後で必要がなくなったら切断される。好適な実施形態では、キャリアストリップには、接点を位置決めするのに用いられる穴が形成されており、必要がなくなるまで切断されない。
【００２７】
図３は、電力接点３０１．．．３０４に屈曲部３１４が形成されていることを示している。屈曲部３１４は、接点テイル３１２を、ドータカードコネクタの中心から遠ざける。屈曲部３１４は、ウェーハ２６０と２７０の接点テイル３１２の間の間隔を広げる。従って、接点テイルが入ることになる印刷回路板のホールとホールの間は、屈曲部３１４が無い場合と比べて間隔が空くことになる。比較的高い電圧を送る印刷回路板のホールとホールの間は、広いことが望ましい。
【００２８】
更に、屈曲部３１４は、接点テイル３１２を、信号コネクタを取り付けるのに用いられる列に沿うホールと同じピッチで間隔を空けられたホールと、一列に並ばせる。図示の実施形態では、パワーコネクタは、信号接点の３つのコラムを支えるのに必要なウェーハと同じ幅である。従って、屈曲部３１４が、ウェーハ２６０と２７０のテイル３１２の間の間隔を、２つの信号ウェーハ１３６の間の間隔に等しくする。
【００２９】
図４は、製造の後の段階における電力接点ブランクを示している。ハウジング２７３が、電力接点ブランク３００を覆って成形されている。図４は、キャリアストリップ３５２とタイバー３５０が切断される前のウェーハ２７０を示している。
【００３０】
ウェーハ２６０は、同じプロセスで形成される。相補的な電力接点ブランクが用いられている。具体的には、連結部分２７２は反対方向に湾曲しており、屈曲部３１４は反対方向に向いている。これらの部分は、両方のウェーハにおいて、ドータカードコネクタの中心から離れる方向に曲がっている。図５は、ハウジング２６３が電力接点ブランクを覆って成形された後のウェーハ２６０を示している。
【００３１】
図６は、組立中のドータカードコネクタを示している。ウェーハ２６０及び２７０が取り付けられている。更に、アライメントガイド２５０がウェーハに挿入され、固定されている。簡単に取り扱えるようにするために、キァリアストリップ３５２の部分が残っているが、製造の後続段階で除去される。
【００３２】
図６は、リップ２５９の下にある接点の連結部分２６２を示している。ドータカードコネクタを組み付けるために、連結部分２６２及び２７２は、アライメントガイド２５０の壁２５６に向けて押し付けられるので、リップ２５９の下に滑動することになる。
【００３３】
図６は、更に、図１に示している信号ウェーハを含むバックプレーンアッセンブリにおいてパワーコネクタを利用し易くするための接点テイルの間の距離を示している。図６に示すように、各電力接点は、３１２（１）及び３１２（２）のような２つの接点テイルを有している。これらの接点テイルは、図１の信号コネクタの信号接点テイルと同じピッチである。接点テイル３１２（１）と３１２（２）の間の距離は、接点のコラムに沿った間隔である。
【００３４】
差分信号を取り扱うのに最適な信号コネクタでは、信号接点は対に配置されている。１つの対のテイルと隣接する対の最も近いテイルとの間の距離は、同じ対の接点テイルの間の距離よりも大きい。好適な実施形態では、本発明のパワーコネクタは、この同じ間隔を有している。テイル３１２（２）と３１２（５）の中心間の距離は、図１に示す信号接点テイルの対と対との間の距離と一致している。
【００３５】
１つの列内での信号接点のピッチは、全ての電力接点テイルで同じである。図６では、この距離は、テイル３１２（３）と３１２（４）の中心線間の距離として与えられる。ウェーハ２６０及び２７０を含んでいるパワーコネクタサブアッセンブリは、図１に示す２つの信号ウェーハよりも幅が広いが、パワーコネクタサブアッセンブリは、信号接点ウェーハの幅の整数倍の幅を有しているのが望ましい。この幅にしておけば、信号及び電力接点を、ウェーハ用の取り付け造形が事前に成形されている金属スチフナのような支持部材に容易に取り付けることができる。コネクタを取り付けるために、印刷回路板に、均一なピッチを有するパターンで穿孔することができるようになるが、パワーコネクタを使用するところでは、ホールのコラムを使用したり穿孔することはない。或いは、パワーコネクタ取付に用いられるホールは、おそらく、より多くの電流を送るために直径がもっと大きくなる。図示の実施形態では、１つの列のテイルの間の間隔は、テイル３１２（３）と３１２（４）の間の距離として示されており、ぞの距離は、信号接点テイルの隣接するコラムの間の間隔の２倍の距離である。
【００３６】
使用する際には、パワーコネクタを利用して、８個まで個々の電力信号を送ることができる。替わりに、幾つかの電力接点を電気的に一体に接続してもよい。
上記パワーコネクタには幾つかの利点がある。先ず、簡単に製造できる。第２に、信号接続システムと互換性がある。信号コネクタと同じスチフナに取り付けることができる。更に、僅かなスペースしか必要としない。図示の実施形態では、信号接点の３つのコラム分のスペースよりも小さい。そのような小さなスペースに８つの別の電力接点を嵌め込むことができるのは、非常に有用である。
【００３７】
もう１つの利点は、本設計によるパワーコネクタは非常に柔軟性があり、より大きな電力容量の利用を達成できることである。この様なコネクタは、好適な実施形態では、各コネクタの定格電流は低いが、先行技術のパワーコネクタよりも多くの電力接点を有している。例えば、先行技術のパワーコネクタは、４つの大容量電力接点を有しており、それぞれ定格電流１０アンペアで、合計最大４０アンペアである。ある実施形態では、本発明のパワーコネクタは、太さ１２ミルのストックを使って電力接点ブランク３００を作っている。このような接点で送ることができるのは、それぞれ５アンペアであるが、合計では最大４０アンペアとなる。各パワーコネクタは最大電力伝送能力が同じであるが、本発明のコネクタは、特に多数の電圧レベルが要求されるシステムで、より効率的である。
【００３８】
例えば、１ボルトで２アンペアのレベルと、０ボルトで５アンペアのレベルと、２．５ボルトで２アンペアのレベルと、５ボルトで１５アンペアのレベル、の４つの電圧レベルが必要なシステムを考えてみよう。先行技術のパワーコネクタでは、それぞれが１０アンペア未満の電流レベルを有しているので、１つの１０アンペア接点が、１ボルト、０ボルト及び２．５ボルトで電圧を送ることができる。しかし、５ボルトで合計１５アンペアを送るには２つの接点が必要である。従って、合計５つの接点が必要となる。各コネクタは４つの接点を有しているので、２つのパワーコネクタが必要となる。この例では、２つのパワーコネクタで８０アンペアという合計電流伝送容量に対して、２４アンペアが送られるにすぎない。つまり、僅か３０％の電力容量利用率が達成されているに過ぎない。
【００３９】
好適な実施形態に示されているコネクタを使えば、１つの接点で、それぞれ１ボルト、０ボルト及び２．５ボルトの信号を送ることができる。１５アンペアで５Ｖの信号を送るには、３つの接点が必要である。しかし、１つのコネクタに８個の接点があるので、全信号を１つのパワーコネクタで送ることができる。その結果、６０％の電力容量利用率が達成され、必要なパワーコネクタは２つではなく１つになるので、パワーコネクタに必要な領域がずっと小さくなる。
【００４０】
更に、好適な実施形態では、開示されているパワーコネクタは、４つの大型ブレードを備えた先行技術のコネクタよりも幅が狭い。
更に、電力接点の中間部分３０１．．．３０４は、概ね一つの面内にあり、この面は、信号接点の面に並行となっていることに注目して頂きたい。その結果、電力導線は、概ね信号接点と並んで、それと並行に走ることになる。この構成によって、電流をドータカードへ流したり止めたりすることによって形成される導電性ループ内のインダクタンスが最小となり、これは高速相互接続システムにとって非常に望ましい。
【００４１】
１つの実施形態について説明してきたが、多数の代替実施形態が考えられ、また変更を加えることもできる。例えば、コネクタを、直角のバックプレーンコネクタとして説明してきた。コネクタは、中二階ボード又はマザーボードで、或いは、ケーブル構造、又は中間面のような他の方法で利用することもできる。コネクタを具体的な基板に取り付ける方法を変えることによって、これらの代替実施形態を作ることができる。同様に、図示の実施形態では、印刷回路板への取り付けに圧入接点を使っている。バックプレーン構造に用いられるコネクタでも、接点テイルを変更することによって、取付機構を変更することができる。はんだ付けテイル又は他の取付機構を用いてもよい。
【００４２】
更に、パワーコネクタでは、決まった順序で連結が行われるようにするのが望ましいこともある。各ブレード２１４の長さを変えて、ドータカードとバックプレーンコネクタを互いに押し付けるときに、或る電力接点が最初に連結するようにすることもできる。
【００４３】
なお、好適な実施形態は、３つの信号ウェーハ幅のパワーコネクタである。しかし、もっと太いストックを使って電力接点を作り、より高い電力容量を達成することもできる。例えば、２５ミルのストックを用いて、それぞれ１０アンペアの接点としてもよい。そのような構成では、パワーコネクタは、４つの信号ウェーハの幅ほど幅広になる。パワーコネクタは、信号ウェーハの整数倍に作っておけば、同じスチフナに容易に嵌るので、小型のパワーコネクタの替わりに、又はそれに追加して、大型のパワーコネクタを使えるようになる。
【００４４】
更に、図３に示す電力接点の形状は説明用のものであると理解頂きたい。中間部分３０１．．．３０４は、インピーダンスを下げるため、できるだけ広くするのが望ましい。更に、電力接点は、インダクタンスを下げるため、できるだけ短くすることが望ましい。従って、中間部分は、中間部分３０１．．．３０３に示すような鋭い角部が無く、中間部分３０４に示すような滑らかな曲線で直角に曲がるようにするのがよい。
【００４５】
もう１つの変形例として、パワーコネクタを使用する前に、タイバー３５０を切り離すと説明した。しかし、大電流伝送容量が必要な場合、電力接点は互いに共用されることも多い。電力接点を共用する場合、電力接点を連結しているタイバー３５０をそのまま残しておいて、電力の流れのバランスを改善するのに使うのが望ましいこともある。更に別の実施形態として、バックプレーンコネクタのブレードを、コネクタの内側で電気的に接続してもよい。例えば、２つのブレードの替わりにＵ字型の構造としてもよい。
【００４６】
更に、印刷回路板のホールは、信号接点へ接続するのに用いられるホールと同じピッチであると説明した。パワーコネクタのホール配置は、どんなパターンでもよい。
更なる変形例として、接点の形状を変えることもできる。例えば、好適な実施形態では、ドータカードコネクタの連結接点部分２６２及び２７２は、バックプレーンコネクタの連結接点に対してばね力を働かせるため、ビームとして示している。コネクタの連結接点は、単なる平面ブレードである。ドータカードの接点をブレードにして、コネクタのバックプレーン部分の連結接点に、ばね力を作り出すビームを形成することもできる。
【００４７】
従って、本発明は、特許請求の範囲に述べる精神と範囲によってのみ、制限されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明で使用する信号コネクタの分解図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に従って作られたパワーコネクタの分解図である。
【図３】図２のコネクタのウェーハを作るのに用いられる接点ブランクの略図である。
【図４】図２の第１ウェーハの略図である。
【図５】図２の第２ウェーハの略図である。
【図６】本発明によるドータカードパワーコネクタの略図である。
【国際公開パンフレット】
2004524653.tif 000003
2004524653.tif 000004
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2004524653.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月19日(2003.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互連結可能な第１部片と第２部片を有するパワーコネクタ（２００）において、
前記第１部片は、
ａ）中央キャビティ（２２０）を有する絶縁性ハウジング（２１０）と、
ｂ）前記中央キャビティ（２２０）の周辺部に配置されている複数のブレード（２１４）と、を備えており、
前記第２コネクタ部片は、
ａ）中を通って走る電力接点（３０１−３０４）を有する第１ウェーハ（２６０）であって、前記ウェーハ（２６０）はフロントエッジを有しており、前記電力接点は、前記ウェーハの前記フロントエッジから伸張する連結部分（２６２）を有している第１ウェーハと、
ｂ）前記第１ウェーハ（２６２）に取り付けられている、中を通って走る電力接点（３０１−３０４）を有する第２ウェーハ（２７０）であって、前記第２ウェーハ（２７０）はフロントエッジを有しており、前記電力接点は、前記ウェーハの前記フロントエッジから伸張する連結部分（２７２）を有している第２ウェーハと、
ｃ）前記第１ウェーハ（２６０）と前記第２ウェーハ（２７０）の電力接点の連結部分（２６２、２７２）の間に配置されている絶縁壁（２５６）を有している、前記第１ウェーハ（２６０）及び第２ウェーハ（２７０）に取り付けられているキャップ（２５０）と、を備えており、
前記第１及び第２コネクタ部片が連結されるときに、前記第２コネクタ部片の前記電力接点は、前記第１コネクタ部片のブレードと整列する、パワーコネクタ（２００）。
【請求項２】
前記第１部片のハウジング（２１０）は、中にチャネル（２１８）が形成されている相対する側壁を有しており、前記側壁の前記チャネル内に前記ブレードが配置されている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項３】
前記第２コネクタ部片の電力接点は、二重ビーム接点（２６２、２７２）を備えている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項４】
前記第１ウェーハ（２６０）及び前記第２ウェーハ（２７０）には取り付け造形（２７８）が設けられており、それによって前記第１ウェーハを前記第２ウェーハに取り付けるようになっている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項５】
前記第２コネクタ部片の電力接点には造形（２６９）が設けられており、前記造形は、前記キャップ（２５０）と係合して前記キャップを前記第１及び第２ウェーハに取り付けるようになっている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項６】
前記第２コネクタ部片の電力接点（３０１−３０４）は、直角に曲がっている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項７】
前記キャップ（２５０）は、更に、前記第１及び第２ウェーハそれぞれの隣接する電力接点の間に複数の絶縁壁（２５８）を有している、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項８】
前記キャップ（２５０）はフロントエッジを有していて、前記フロントエッジに沿って複数のリップ（２５９）が設けられており、前記電力接点の連結部分（２６２、２７２）の先端は、それぞれ、前記リップの下に配置されている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項９】
前記第１部片のハウジング（２１０）は、中にチャネル（２１８）が形成されている相対する側壁を有しており、前記側壁の前記チャネル内に前記ブレードが配置されている、請求項８に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項１０】
前記第２コネクタ部片の電力接点には造形（２６９）が設けられており、前記造形は、前記キャップ（２５０）と係合して前記キャップを前記第１及び第２ウェーハに取り付けるようになっている、請求項９に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項１１】
前記第２コネクタ部片は、更に、複数の信号ウェーハ（１３６）を備えている、請求項１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項１２】
前記第２コネクタ部片は、更に、所定のピッチで間隔を空けて設けられているウェーハ取付ポイント（１６２ａ−ｃ）を有している支持部材（１４２）を備えており、前記信号ウェーハと前記第１及び第２ウェーハは、前記取付ポイントに取り付けられている、請求項１１に記載のパワーコネクタ（２００）。
【請求項１３】
前記信号ウェーハ（１３６）は、それぞれ複数の接点テイルの対（１４６）を有する差分信号ウェーハを含んでおり、前記接点テイルの間の間隔は第１距離であり、異なる対の接点の間の間隔は第２のより大きな距離であり、前記第１及び第２ウェーハは、前記差分信号ウェーハの前記接点テイル（１４６）と整列している複数の接点テイル（３１２Ａ、３１２Ｂ）を含んでいる、
【国際調査報告】
2004524653.tif 000026
2004524653.tif 000027
2004524653.tif 000028