JPS622434B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ゼロ挿入力（ZIF）型プリント配線
板エツジ・コネクタに用いる短絡しないピン構造
に関するものである。

［従来技術］ プリント配線板をゼロ挿入力（ZIF）型以外の
エツジ・コネクタに挿入するには、同配線板の電
気接点パツドと、相手のコネクタのピンまたはス
プリングの接触領域の間にこすりつけるような係
合関係が生ずるため、かなりの力を必要とするこ
とは周知の事実である。接点の数が多くなるほ
ど、挿入に要する力が増大し、遂には実用の範囲
を超えるようになる。また配線板の挿入、引抜を
繰返すと、接点パツドと接点スプリングの間のこ
すりつけを繰返すことになり、接点パツドが過度
に摩耗することがある。

この問題を解決するためには、一般にゼロ挿入
力（ZIF）型のコネクタを使用する。このような
コネクタでは、コネクタに取付けた接点ピンが２
つの位置間を移動できるようになつている。第１
の位置では、ピンは配線板挿入の経路から引込
み、これにより配線板が障害なく、弱い力でコネ
クタは挿入される。第２の位置では、ピンは作動
機構により移動し、配置板の接点パツドと係合接
触する。

［発明が解決しようとする問題点］ ゼロ挿入力コネクタを設計する場合、プリント
配線板および相手側のコネクタの機械的許容誤差
を考慮しなければならない。これらの機械的許容
誤差は、製品ごと、およびロツトごとの、さける
ことのできない偏差や、環境的な作業条件による
機械的寸法の変化によつて生じる。大量生産を意
図して、ゼロ挿入コネクタを慎重に設計すれば、
機械的許容誤差の累積が最悪の場合でも、すべて
のプリント配線板はすべてのコネクタに合うはず
である。さらに従来のコネクタは、向き合つて整
列したピンを有し、「最悪例設計」であつても、
コネクタにプリント配線板が挿入されていない状
態でピンを作動させると向き合つた接点ピンが
夫々相対するピンに接触するおそれがあつた。本
発明はかかる問題を除去するものである。

複数のゼロ挿入コネクタを使用する拡張可能な
システムでは、いくつかのコネクタがあき状態、
すなわちプリント配線板が挿入されないで残され
た状態をとる場合がある。美観上または他の都合
により、これらの未挿入のあきコネクタは、作動
された即ち閉成された状態にしておきたいことが
ある。若しもあき状態または閉じた状態のコネク
タの向き合つたピンが互に接触し、これによつて
電気的に短絡を生じると、残りの電気的回路の破
損が生じたり、誤つた信号が発生することがあ
る。

したがつて、コネクタにプリント配線板が挿入
されずにピンに通電したとき、向き合つて対面し
ているピンが接触し、短絡を生じることのないゼ
ロ挿入力型のコネクタを提供することが望まれ
る。このコネクタはまた、いかなる配線板とコネ
クタの組合せでも互換性が保てるようにするた
め、従来から行われている「最悪例設計」思想を
持続しなければならない。

［発明の要約］ 本発明は先行技術における欠点を解消するもの
であつて、機械的許容誤差の累積が最悪の場合で
あつても電気的接続を確実にするゼロ挿入力プリ
ント配線板エツジ・コネクタを提供し、しかもコ
ネクタに配線板が挿入されていない場合も、コネ
クタの接点ピンが短絡することを防止する。本発
明は、独特のコネクタ接点ピン配置及び駆動方式
を取入れた。

コネクタの自立したスプリング状の接点ピン
は、接点ピンの接触部分が少くとも２つの高さ
（レベル）に組分けされている。コネクタの片側
に位置する長いピンは、コネクタの他の側にある
短いピンと向き合つて位置している。プリント配
線板がコネクタに挿入されていないときに、コネ
クタを作動したとしても、短いピンは反対側の長
いピンの下側に入り込むので長いピンと短いピン
は接触したり短絡したりすることはない。作動中
はピンの接触領域はコネクタの開口部の幅の半分
以上移動し、これにより寸法上の許容誤差または
コネクタ開口部内のカードの位置に関係なく、ど
のカードにもこすりつけるような接触および電気
的接続が保証される。

本発明のピンは、プリント配線板の少くとも１
つの縁部に取付けた独特な形状の接点パッドと対
になる。接点パツドの列は、接触の確率を高く保
ちながら、接点パツドが占有する配線板上の面積
を最小にするため石垣状のパターン（第２図参
照）で交互配置されている。

［実施例］ 第１図で、母配線板（マザー・カード）１０１
にゼロ挿入力（ZIF）型のコネクタ１０２が取付
けられている。コネクタ１０２は、内部作動機構
を説明するため、一部断面で示してある。ZIFコ
ネクタ１０２は、例えばプリント配線板（又はケ
ーブル接続端板）１０３および母配線板１０１を
電気的に接続されるために用いられる。プリント
配線板１０３には、電気部品１０５を上に取付け
たプリント配線板１０４を含んでもよい。第１図
には電気部品１０５が１個しか示されていない
が、プリント配線板１０４には２個以上の電気部
品１０５を取付けてもよい。回路線１０６は電気
部品１０５を相互に接続し且つプリント配線板１
０４の縁部に沿つて配列した電気接点パツド１０
７と接続する。

電気接点パツド１０７は、第１図に示すよう
に、プリント配線板１０４の縁部の近くに２列に
配置されている。長い電気接点ピン１０８の先端
にある接触領域１０９はプリント配線板１０４の
下縁部から遠い位置に配した接点パツド１０７と
接触する。短い電気接点ピン１１０の先端にある
接触領域１１１はプリント配線板１０４の下縁部
から近い位置に配した接点パツド１０７と接触す
る。

コネクタ１０２の作動ハンドル１１２は、ヒン
ジ・ピン１１３を中心に回転し、ピン１１３′を
介してカム棒１１４をその長さ方向に動かす。ハ
ンドル１１２を反時計方向に回転すると、カム棒
１１４は、その縦長の穴１１３ａに係合したピン
１１３ｂによつて右方へ押されるので長さ方向に
平行に右へ動く。ハンドル１１２を時計方向に回
転すると、カム棒１１４は左へ動く。

カム棒１１４は、垂下部１１５を含み、カム棒
１１４を右に水平移動させると、垂下部１１５は
カムホロワ棒１１６に突当つて垂直方向に押上げ
られる。垂下部１１５のこの相互作用により、カ
ム棒１１４は右方へ水平移動すると共に上方へ垂
直移動する。カム棒１１４はその上にハウジング
１１７を乗せているので、その垂直移動成分がハ
ウジング１１７を上方に垂直移動させる。

ハウジング１１７は電気絶縁材料で製作されて
おり、その上部は細長い開口部１２２となつてい
る。プリント配線板１０３は、細長い開口部１２
２へ挿入されてハウジング１１７に入る。配線板
挿入経路は、細長い開口部１２２を通り母配線板
１０１に達する垂直面である。

ハウジング１１７の内壁には長い接点ピン１０
８と共働する上部斜突起面１１８と、短い接点ピ
ン１１０と共働する下部斜面突起面１１９が設け
られている。ハウジング１１７がカム棒１１４に
より、母配線板１０１に対して上方へ押上げられ
ると、斜突起面１１８および１１９は、それぞれ
電気接点ピン１０８および１１０を、プリント配
線板１０４上の電気接点パツド１０７の方向に移
動させる。電気接点ピン１０８および１１０は、
プリント配線板１０４の面よりも引込んだ平常位
置をとるように自己バイアスされており、ハウジ
ング１１７が母配線板１０１に向つて引下げられ
ると、電気接点ピン１０８および１１０は、プリ
ント配線板１０４から離れる方向に移動する。こ
のようにして、電気接点ピン１０８および１１０
は、ハンドル１１２の回転により、パツドと接触
したり離れたりする。

電気接点ピン１０８および１１０は、ZIFコネ
クタ１０２の基部１２０および母配線板１０１の
穴１２１を通つて伸びている。穴１２１は通常母
配線板１０１の表面にある回路線（図示していな
い）に接続している。これらの回路線は、ピン１
０８および１１０と、母配線板１０１の他の場所
に位置する電気回路を接続する役割を果してい
る。

ハウジング１１７内のその他の接点ピンの列も
ピン１０８および１１０と同様に、第１図ではプ
リント配線板ユニツト１０３の見えない側に位置
している。このピンの列も、ハンドル１１２の回
転により、プリント配線板１０４の見えない面の
縁部に設けた接点パツドと接触したり離れたりす
る。向き合つたピンの列の構造の詳細を第３図に
示す。

第１図に示すように、ピン１０８および１１０
をプリント配線板１０４の方へ移動させるために
例示したハンドル１１２、ピン１１３ｂ、カム棒
１１４、カムホロワ１１６のリンク作動機構は、
いくつかの実現可能な機構の１つにすぎないこと
に注意する必要がある。この特定のリンク作動機
構を例示したのは説明のためであり、本発明をこ
れに限定するものではない。

第２図は、本発明によるプリント配線板２００
の縁部に設けた、例えば２列の違う高さで石垣状
に交互配置された電気接点パッドのパターンを示
す。

このパツドのパターンは接点ピンが接点パツド
に接触し、こすりつけられるための理想的な目標
部分は楕円部分２０１であるという理解に基くも
のである。この楕円部分２０１は、周知の統計的
機械許容誤差分析技法から得られたものである。
部分２０１は、接点ピンの長さおよび幅にともな
う許容誤差と、プリント配線板２００の寸法およ
び、相手のコネクタ内の水平および垂直位置にと
もなう許容誤差を考慮して計算したものである。
楕円部分２０１の周囲（破線部分）は、接点ピン
およびプリント配線板２００の接触の確率が等し
いことを示す。部分２０１は、接触の確率が高い
ことを、部分２０１の外側部分は、接触の確率が
低いことを示している。特定の楕円部分２０１は
特定のプリント配線板用途の必要条件により選択
したものである。小さい楕円部分を選択すると、
電気接点パツド２０２の間隔をせまくすることが
できるが、電気的接触の確率が低くなる。大きい
楕円部分を選択すると、電気的接触の確率は大き
くなるが、電気接点パツドは間隔を広げて配置し
なければならない。

第２図では、２列のパツド・パターンを実線で
示す。列２０３はプリント配線板２００の縁部の
近くに位置し、列２０４は縁部から遠くに位置す
る。各個別の接点パツド２０２および２０６は、
１つの楕円部分２０１を包含する。パツド２０２
および２０６の縁部は、プリント配線板２００の
レイアウトを便利にするため、直線になつてい
る。

列２０４のパツド２０６は、列２０３のパツド
２０２に対して横方向にずらされており、石垣の
パターンで交互配置されている。このようにパツ
ド・パターンがずらされ且つ入組み配置されてい
ることにより、列２０４は、プリント配線板２０
０の下縁部に一層近く配置することができ、これ
によりプリント配線板を占めるパツドの所要占有
面積を小さくし、プリント配線板２００の内部の
残つた部分に電気部品の取付けることも可能にす
る。

第３列目２０７の電気接点２０８は、第２図に
破線で示すように加えることができる。列２０７
を収容するため、パツド２０６は破線で示すよう
に、菱形に修正する必要がある。３列のパツド・
パターンで各個別のパツド２０２，２０６，２０
８は、接触確率の高い楕円部分２０１を含んでい
る。

第３の列２０７のバツド２０８は、例２０４の
パツド２０６に対して横方向にずらされ且つ交互
（入組み）配置されている。再び、これにより第
３の列２０７は、プリント配線板２００の縁部近
くに配置することができ、これにより、プリント
配線板２００の内部に電気部品を取付ける部分を
残すことができる。

上述の列２０７を追加したのと同じ方法で、電
気接点パツドは何列でも追加することができる。
この新しいパツド・パターンの総合的効果は、電
気的接触に必要なプリント配線板の面積を少く
し、しかも接点ピンと接点パツドとの接触の確率
を高く保つことができることである。

第３Ａ図で、母配線板３０１に取付けたZIFコ
ネクタ３００を断面で示す。このコネクタ３００
は第１図のZIFコネクタ１０２と同種のものであ
る。例えば第３Ａ図の母配線板３０１、短い接点
ピン３０２、長い接点ピン３０３、カム棒３２
０、カムホロワ棒３０４、ハウジング３０５は第
１図の母配線板１０１、短い接点ピン１１０、長
い接点ピン１０８、カム棒１１４、カムホロワ棒
１１６、ハウジング１１７に夫々対応する。

第３Ａ図では、プリント配線板ユニツトをコネ
クタ３００から取外してハンドルを反時計方向に
回転した状態で示し、従つて短い接点ピン３０２
および長い接点ピン３０３は相互に向合い且つ中
心線をこえた状態になる。何故ならばカム棒３２
０がカムホロワ３０４によつて上昇されるのでハ
ウジング３０５を母配線板３０１から離れる方向
（上方）に駆動するからである。斜突起面３０６
および３０７および３１１は、ハウジング３０５
の内壁に設けられており、それぞれ短い接点ピン
３０２および長い接点ピン３０３を、コネクタ３
００の中心線３０８に向つて押しつける。中心線
３０８は実質的に第１図で説明した配線板挿入経
路と同一平面上にある。

第３Ａ図で、接点ピン３０２および３０３の接
触領域３０９および３１０は、中心線３０８を越
えるが、第３Ａ図に示すように、互いに接触する
ことはない。短いピン３０２の接触領域３０９は
長いピン３０３の接触領域３１０の下にある。

ここで、すべてのコネクタの相対する接点ピン
の対すべての接触領域が中心線３０８を越える必
要はないことに注意されたい。前に述べた機械的
許容誤差のため、製造ロツト中のどのコネクタも
接触領域が中心線３０８を越えずまたは一部しか
越えないほどに累積することがある。他のコネク
タではすべての向き合つた接点ピンの対のすべて
の接触領域が、中心線３０８を越えるほどに機械
的許容誤差が累積することもある。何れにしても
本発明の独特な構造は、どのロツトの製品でも、
向き合つたピンが接触し、短絡することがないこ
とを保証する。

接点ピン３０２′および３０３′は、それぞれピ
ン３０２および３０３が、自己バイアスし、引込
んだ位置にある場合を示し、これにより中心線３
０８との間に間隔を生じ、プリント配線板ユニツ
トがコネクタ３００に入ることができる。ピン３
０２および３０３はカム棒３２０を移動すること
によつてハウジング３０５が母配線板３０１に向
つて引下けられると、引込んだ位置３０２′およ
び３０３′をとる。

斜面３１１および３１２はハウジング３０５内
に含まれ、ピン３０２に隣接する長い接点ピンの
組、及びピン３０３に隣接する短いピンの組を移
動させる。この隣接のピンの組は、混乱をさける
ため、第３Ａ図には示されていない。

第３Ｂ図は、第３Ａ図のＡ−Ａ断面を示す。第
３Ｂ図で、長いピン３１３は短いピン３０２に隣
接して示されている。斜面３１１はハウジング３
０５に取付けられ、ハウジング３０５がカム棒３
２０により駆動されると長いピン３１３を移動さ
せる。長いピン３１３は、実質的に第３Ａ図に示
す長いピン３０３の接触領域３１０と同じ高さに
ある接触領域３１４を有する。ZIFコネクタ３０
０内のすべての残りの長いピンの接触領域はこの
高さを有する。

第３Ｂ図で長いピン３１３に隣接するのは短い
ピン３１５で、ハウジング３０５に取付けた斜突
起面３１６と共働する。短いピン３１５の接触領
域３１７は、実質的に、短いピン３０２の接触領
域３０９と同じ第２の高さにある。ZIFコネクタ
３００内のすべての残りの短いピンの接触領域
も、実質的にこの第２の高さを有する。

片側に長いピンと短いピンが交互に配される好
ましい構造は、第３Ｂ図および第１図に示すとお
りである。第３Ａ図のコネクタは２列のパツド・
パターン（例えば第２図の列２０３および２０
４）に接触する構造なので、接触領域は高低２つ
の高さのみあるように示されている。３列のパツ
ド・パターン（たとえば第２図の列２０３，２０
４および２０７）に接触し、こすりつけられるた
めには、接点ピンの接触領域は、実質的に、３つ
の異なる高さを持ち接点ピンは３つの異なる長さ
でなければならない。これを第４図に示す。

一般に、接点ピンの接触領域は、実質的に相手
側のプリント配線板に対応する接点パツドの列の
数と同数の高さを持つ。また、上述のごとく、交
互にピンの長さを変えているため、ピンの接触領
域の高さも交互に変わる。

第４図はZIFコネクタ４００を、対応するプリ
ント配線板４０１とともに部分的断面図で示す。
ZIFコネクタ４００は、ハンドル４０２、垂下部
４０４を有するカム棒４０３、カムホロワ４０５
およびハウジング４０６から成る作動機構を含
む。この作動機構の部品は第１図の作動機構と同
様に作動し、ハンドル４０２を反時計方向に回転
すると、ハウジング４０６を上方へ持上げる。こ
の特定の作動機構は、例示にすぎず本発明を限定
すると考えてはならない。

ハウジング４０６は、短いピン４１０、中間の
長さのピン４１１、および長いピン４１２とそれ
ぞれ共働する斜突起面４０７，４０８および４０
９を有する。ハウジング４０６が、ハンドル４０
２の反時計方向の回転により上方へ移動すると、
斜突起面４０７，４０８および４０９は、それぞ
れピン４１０，４１１、および４１２をプリント
配線板４０１がZIFコネクタ４００に挿入された
場合、プリント配線板４０１の方向に移動させ
る。

長いピン４１２はプリント配線板４０１の縁部
に位置する列４１３の電気接点パツドと接触す
る。中間の長さのピン４１１は、プリント配線板
４０１の縁部に位置する列４１４の電気接点パツ
ドと接触する。短いピン４１０は、プリント配線
板４０１の縁部に位置する列４１５の電気接点パ
ツドと接触する。

コネクタ４００内にプリント配線板４０１がな
い状態でハンドル４０２を反時計方向に回転する
と、接触ピンの各接触領域は配線板挿入経路（第
３Ａ図の１点鎖線３０８参照）を横切る。向き合
つたピンの接触をさけるため、ハウジング内の一
方の側にある中間の長さのピンは、他方の側にあ
る短いピン、および長いピンと向き合うように配
置される。このため中間の長さのピンの接触領域
は向い側の短いピンの接触領域の上且つ向い側の
長いピンの接触領域の下で配線板挿入経路を横切
る。このようにして、向き合つたピンの接触領域
は、コネクタ４００内にプリント配線板４０１が
ない場合にZIFコネクタ４００が作動しても、接
触し短絡することがない。

この向き合つた接点の設計は、プリント配線板
の縁部に接点パツドを何列設けても、夫々と接続
が可能なZIFコネクタを形成するように拡張する
ことができる。向き合つた接点ピン短絡はコネク
タ内の各接点ピンが同じ高さの接触領域を有する
同じ長さの接点ピンと向き合わないようにするこ
とにより、防止することができる。

第４図に於て同じ側に植設される長、短接点ピ
ンが接触しない理由は次の通りである。即ち、本
発明の特徴的構成によれば、植設位置から上方へ
伸びる各ピンは更に配線板挿入経路（第３Ａ図の
１点鎖線参照）へ向つて湾曲して伸びるので、こ
の湾曲のふところへ、同じように湾曲した短いピ
ンを並設しても長、短ピンが接触しない道理であ
る。従つて配線板挿入経路に近い位置に短いピン
を植設し、それよりも遠い位置（側壁に近い位
置）に長いピンを植設すれば、ハンドル４０が作
動されないときは勿論のこと、ハンドル４０の作
動によつて夫々のピンの湾曲部が斜面部材によつ
て押されて配線板挿入経路の方へ一斉に移動して
も長、短ピンが接触することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気的接点ピンの列および２列の接点
パツドのパターンを有するプリント配線板を示す
ZIF型コネクタの部分断面図、第２図はプリント
配線板の縁部にある２列の電気的接点パツドのパ
ターン、および３列の電気的接点パツドのパター
ンを示す図、第３Ａ図は、第１図のコネクタの断
面図であつて、１対の向き合つたピンの作動シー
ケンスを簡単のため他の一部のピンを除いて示す
図、第３Ｂ図は第３Ａ図のＡ−Ａ断面図、第４図
は電気的接点ピンの列、および３列の電気的接点
パツドを有するプリント配線板を示すZIF型コネ
クタの部分断面図である。 １０１……母配線板、１０３……プリント配線
板、１０７……電気接点パツド、１０８，１１０
……電気接点ピン、１１２……ハンドル、１１４
……カム棒、１１５……垂下部、１１６……カム
ホロワ棒、１１７……ハウジング、１１８，１１
９……斜突起面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板体の少くとも一つのエツジの両面に電気的
   接点パツドの列を有する電気的接続板体を受入れ
   るゼロ挿入力型電気的コネクタにおいて、 上記コネクタの基部をなす構体に対して垂直方
   向に移動可能に組立てられたハウジングであつ
   て、上記の電気的接続板体の挿入を許すための細
   長い開口部を上部に有し、且つ上記ハウジングを
   上記基部に対して垂直方向に移動させたとき電気
   接点ピンを押して水平方向に駆動するのに適した
   突起を内壁に備えた２個の対向側壁を有する電気
   的絶縁性のハウジングと、 一方の側壁寄りの上記基部に上記開口部の長さ
   方向に沿つて植設され、夫々の上端部が上記の開
   口部を通る垂直面へ向つて湾曲して伸びる複数個
   の接点ピンの第１の列と、 上記第１の列の各接点ピンに対し夫々挿間して
   植設され、上端部が上記の開口部を通る垂直面へ
   向つて湾曲して伸び、且つ夫々の上端部の高さが
   上記第１の列の各接点ピンの高さよりも低い、複
   数個の接点ピンの第２の列と、 上記一方の側壁と対向する他方の側壁寄りの上
   記基部に上記開口部の長さ方向に沿つて且つ夫々
   が上記第２の列の各ピンと対向して植設され、上
   端部が上記の開口部を通る垂直面へ向つて湾曲し
   て伸び且つ夫々の上端部の高さが上記第１の列の
   各接点ピンの高さに等しい、複数個の接点ピンの
   第３の列と、 上記第３の列の各接点ピンに対し夫々挿間し且
   つ上記第１の列の各接点ピンと対向して植設さ
   れ、上端部が上記の開口部を通る垂直面へ向つて
   湾曲して伸び且つ夫々の上端部の高さが上記第２
   の列の各接点ピンの高さに等しい、複数個の接点
   ピンの第４の列と、 ハンドルを動かすことにより上記ハウジングを
   上記基部に対して垂直方向に移動させる機構を含
   んだハンドル付き作動部材とより成り、 上記第２及び第４の列の各接点ピンの上端部の
   高さは、上記電気的接続板体が上記開口部に挿入
   されていない状態で上記作動部材が作動されたと
   き、該第２及び第４の列の各接点ピンの上端部が
   夫々対向する上記第１及び第３の列の各接点ピン
   と接触しない高さに選定されていることを特徴と
   するエツジ・コネクタ。