特許 6997320 複数の係合部を有するコンプライアントピン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-20

(45)【発行日】2022-01-17

(54)【発明の名称】複数の係合部を有するコンプライアントピン

(51)【国際特許分類】

   H01R 12/58 20110101AFI20220107BHJP

【ＦＩ】

H01R12/58

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020532724

(86)(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 IB2018059584

(87)【国際公開番号】W WO2019123063

(87)【国際公開日】2019-06-27

【審査請求日】2020-06-12

(31)【優先権主張番号】15/844,816

(32)【優先日】2017-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】399132320

【氏名又は名称】ティーイー・コネクティビティ・コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】マイアー，ジョン マーク

(72)【発明者】

【氏名】モール，ハーレイ チェスター

(72)【発明者】

【氏名】マリオン，ロナルド ルイス

(72)【発明者】

【氏名】フライ，ジュニア．ダニエル ウイリアムズ

【審査官】藤島 孝太郎

(56)【参考文献】

【文献】実開平０１－０８６１７９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０５１０６３１０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９０７９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ １２／００－１２／９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の孔（１２）に挿入するための電気コンタクト（１６）であって、
前記電気コンタクト（１６）は、
コンタクトアーム（２６、２８）間に延びる開口部（２４）を有するコンプライアント部（１０）を備え、
前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの第１のコンタクトアーム（２６）が、前記コンプライアント部（１０）の前記開口部（２４）を狭める方向へ延びる複数の弾性係合部（４０、４２）と、前記開口部（２４）から離れる方向へ前記弾性係合部（４０、４２）から延びる第１～第３の弾性コンタクト部（３０、３２、３４）とを有し、
前記第２の弾性コンタクト部（３２）は、前記電気コンタクト（１６）の長手方向の軸（３８）の方向において前記第１の弾性コンタクト部（３０）と前記第３の弾性コンタクト部（３４）との間に位置し、
前記第２の弾性コンタクト部（３２）の前記軸（３８）の方向における長さは、前記第１の弾性コンタクト部（３０）および前記第３の弾性コンタクト部（３４）のそれぞれの前記軸（３８）の方向における長さよりも長く、
前記コンプライアント部（１０）を前記基板の前記孔（１２）に挿入すると、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記弾性係合部（４０、４２）が前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの対向する第２のコンタクトアーム（２８）に係合することにより、前記弾性係合部（４０、４２）の位置でそれぞれ、前記第１、第２のコンタクトアーム（２６、２８）が互いに実質的に固定された状態で、前記弾性コンタクト部（３０、３２、３４）の各々が他の弾性コンタクト部（３０、３２、３４）から独立して動き、
前記弾性係合部（４０、４２）および前記弾性コンタクト部（３０、３２、３４）の各々は、変形し、独立した保持力を発生させ、前記保持力が組み合わさって、前記コンプライアント部（１０）の総保持力を発生させる、
電気コンタクト。

【請求項2】

前記電気コンタクト（１６）は、コネクタ係合部（２０）と自由端部（２２）とを有し、
前記コンプライアント部（１０）は、前記コネクタ係合部（２０）と前記自由端部（２２）との間に延び、前記自由端部（２２）の直径が前記基板の前記孔（１２）の直径より小さい、
請求項１に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項3】

前記弾性係合部（４０、４２）は、第１の弾性係合部（４０）と第２の弾性係合部（４２）とを含み、
前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の弾性係合部（４０）および前記第２の弾性係合部（４２）は、前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの対向するコンタクトアーム（２８）に係合する、
請求項２に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項4】

前記弾性コンタクト部（３０、３２、３４）は、前記第１の弾性係合部（４０）と前記第２の弾性係合部（４２）との間に延びる前記第２の弾性コンタクト部（３２）を含み、
前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の弾性係合部（４０）および前記第２の弾性係合部（４２）が前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの前記対向するコンタクトアーム（２８）に係合すると、前記第２の弾性コンタクト部（３２）は単純支持ばねとして作用する、
請求項３に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項5】

前記弾性コンタクト部（３０、３２、３４）は、前記電気コンタクト（１６）の前記コネクタ係合部（２０）と前記第１の弾性係合部（４０）との間に延びる前記第１の弾性コンタクト部（３０）を含み、
前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の弾性係合部（４０）が前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの前記第２のコンタクトアーム（２８）に係合すると、前記第１の弾性コンタクト部（３０）は第１の片持ちばねとして作用し、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の弾性係合部（４０）が前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの前記第２のコンタクトアーム（２８）に係合すると、前記第１の弾性コンタクト部（３０）および前記第２の弾性コンタクト部（３２）が独立して動作することにより、前記第２の弾性コンタクト部（３２）および前記第１の弾性コンタクト部（３０）が独立した前記保持力を発生させる、
請求項４に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項6】

前記弾性コンタクト部（３０、３２）は、前記第２の弾性係合部（４２）と前記電気コンタクト（１６）の前記自由端部（２２）との間に延びる前記第３の弾性コンタクト部（３４）を含み、
前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第２の弾性係合部（４２）が前記コンタクトアーム（２６、２８）の前記第２のコンタクトアーム（２８）に係合すると、前記第３の弾性コンタクト部（３４）は第２の片持ちばねとして作用し、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第２の弾性係合部（４２）が前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの前記第２のコンタクトアーム（２８）に係合すると、前記第２の弾性コンタクト部（３２）および前記第３の弾性コンタクト部（３４）が独立して動作することにより、前記第２の弾性コンタクト部（３２）および前記第３の弾性コンタクト部（３４）が独立した前記保持力を発生させる、
請求項５に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項7】

前記第１の弾性係合部（４０）および前記第２の弾性係合部（４２）は弧状構成を有する、
請求項４に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項8】

前記第２の弾性コンタクト部（３２）は弧状構成を有する、
請求項３に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項9】

前記開口部（２４）は前記コネクタ係合部（２０）から前記自由端部（２２）へ延びる、
請求項６に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項10】

前記第２のコンタクトアーム（２８）は、前記コネクタ係合部（２０）から前記自由端部（２２）へ延び、
前記第１のコンタクトアーム（２６）および前記第２のコンタクトアーム（２８）は、前記軸（３８）に対して線対称に形成されている、
請求項６に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項11】

前記第１の弾性コンタクト部（３０）および前記第３の弾性コンタクト部（３４）は異なる長さを有する、
請求項６に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項12】

前記第１の弾性コンタクト部（３０）および前記第３の弾性コンタクト部（３４）は同じ長さを有する、
請求項６に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項13】

前記開口部（２４）から離れた方を向く前記コンタクトアーム（２６、２８）の外面が曲線構成を有する、
請求項１に記載の電気コンタクト（１６）。

【請求項14】

基板の孔（１２）に挿入された電気コンタクト（１６）から保持力を発生させる方法であって、
前記電気コンタクト（１６）は、コンタクトアーム（２６、２８）間に延びる開口部（２４）を有するコンプライアント部（１０）を備え、
前記コンタクトアーム（２６、２８）のうちの第１のコンタクトアーム（２６）が、前記開口部（２４）を狭める方向へ延びる複数の弾性係合部（４０、４２）と、前記開口部（２４）から離れる方向へ前記弾性係合部（４０、４２）から延びる第１～第３の弾性コンタクト部（３０、３２、３４）とを有し、
前記電気コンタクト（１６）の長手方向の軸（３８）の方向において前記第１の弾性コンタクト部（３０）と前記第３の弾性コンタクト部（３４）との間に位置する前記第２の弾性コンタクト部（３２）の前記軸（３８）の方向における長さは、前記第１の弾性コンタクト部（３０）および前記第３の弾性コンタクト部（３４）のそれぞれの前記軸（３８）の方向における長さよりも長く、
前記方法は、
- 前記電気コンタクト（１６）のコンプライアント部（１０）を前記基板の前記孔（１２）に挿入するステップと、
- 前記コンプライアント部（１０）の第１のコンタクトアーム（２６）と第２のコンタクトアーム（２８）とを互いに向かって押すステップと、
- 前記第１のコンタクトアーム（２６）の第１の係合部（４０）を前記第２のコンタクトアーム（２８）に係合させて、前記第１の係合部（４０）のさらなる動きを防ぐステップと、
- 前記第１のコンタクトアーム（２６）の第２の係合部（４２）を前記第２のコンタクトアーム（２８）に係合させて、前記第２の係合部（４２）のさらなる動きを防ぐステップと、
- 前記コンプライアント部（１０）の前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の弾性コンタクト部（３０）、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第２の弾性コンタクト部（３２）、および前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第３の弾性コンタクト部（３４）を互いに独立して動かすステップと、
- 前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の係合部（４０）、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第２の係合部（４２）、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第１の弾性コンタクト部（３０）、前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第２の弾性コンタクト部（３２）、および前記第１のコンタクトアーム（２６）の前記第３の弾性コンタクト部（３４）により発生した力を組み合わせることによって、前記コンプライアント部（１０）の総保持力を発生させるステップと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気コンタクト孔と無はんだ電気接続するためのコンプライアント部を有する電気コンタクトに関する。特に、本発明は、コンプライアント部が大きい保持力を発生させてコンプライアント部を電気コンタクト孔に維持することができる、係合部を有するコンプライアント部に関する。

【背景技術】

【0002】

電気コネクタアセンブリを回路基板に取り付けるために、無はんだ圧入電気コンタクトが一般に使用されている。そのような電気コンタクトの一例として、対のビームを形成するように成形されたコンプライアントコンタクトテールが挙げられ、これらのビームは、間にコンタクトボイドを有してそれぞれの端部で互いに接合する。このような電気コンタクトの一部を、針穴電気コンタクトとして特徴付けることができる。ビームは、取付け動作中に、回路基板の対応するめっき貫通孔の内壁に係合するように構成されている。コンタクトテールがめっき貫通孔に挿入されると、ビームおよびコンタクトボイドの構成により、ビームを内壁によって半径方向内方へたわまさせることができる。ビームの外面は、めっき貫通孔と摩擦係合（例えば、締まり嵌め）を形成する。
このようにして、剛性電気コンタクトを使用するときに生じ得るめっき貫通孔および／またはプリント回路基板の損傷の可能性を低くして、はんだを使用せずに、電気コンタクトとめっき貫通孔との電気接続を確立することができる。

【0003】

しかしながら、コンタクトおよびプリント貫通孔の大きさが小さくなると、保持力（引抜き抵抗）が、しばしば最小指定保持力よりも小さくなる。保持力が小さいことは、薄い板金を使用しなければならないことに大きく起因する。コンタクトの密度を高める必要に対応するためにコンタクトが小型になるにつれて、非常に小さい孔に嵌入する小型のコンタクトのための相当な保持力の必要性が増加している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、解決すべき課題は、コンタクトの大きさまたはコンタクトを挿入する開口部の大きさに関係なく十分な保持力をもたらす、コンプライアント部を有する電気コンタクトを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、基板の孔に挿入するための電気コンタクトであって、コンタクトアーム間に延びる開口部を有するコンプライアント部を備える電気コンタクトを提供することによって解決される。コンタクトアームのうちの第１のコンタクトアームが、コンプライアント部の開口部内に延びる複数の弾性係合部と、開口部から離れる方向へ係合部から延びる弾性コンタクト部とを有する。コンプライアント部を基板の孔に挿入すると、第１のコンタクトアームの弾性係合部がコンタクトアームのうちの対向する第２のコンタクトアームに係合することにより、弾性コンタクト部の各々が弾性係合部から独立して、かつ他の弾性コンタクト部から独立して動く。弾性係合部および弾性コンタクト部の各々は、変形し、独立した保持力を発生させ、これらの保持力が組み合わさって、コンプライアント部の総保持力を発生させる。

【0006】

以下で、添付図面を参照しながら本発明について例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明によるコンプライアントピンの第１の例示的な実施形態の２次元正投影図であり、コンプライアントピンがプリント回路基板のめっき貫通孔に挿入される前の状態を示す図である。

【図2】プリント回路基板に部分的に挿入された、図１のコンプライアントピンの断面図である。

【図3】プリント回路基板に完全に挿入された、図１のコンプライアントピンの断面図である。

【図4】本発明によるコンプライアントピンの第２の例示的な実施形態の２次元正投影図である。

【図5】本発明によるコンプライアントピンの第３の例示的な実施形態の２次元正投影図である。

【図6】本発明によるコンプライアントピンの第４の例示的な実施形態の２次元正投影図である。

【図7】実施形態についての力対たわみのプロットを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１～図３に示すコンプライアント部１０は、プリント回路基板１４などの基板のめっき貫通孔１２のような孔に取り付けられる、いくつかの異なる電気コンタクトまたはピン１６のうちの１つに含まれ得る。コンプライアント部１０は、めっき貫通孔１２に押し込まれ、コンプライアント部１０の弾性特性によりめっき貫通孔１２内で保持される、電気コンタクトまたはピン１６の一部である。コンプライアント部１０を孔１２に挿入するのに必要な力およびコンプライアント部１０を孔から引き抜くのに必要な力は、コンプライアント部１０の重要な特性である。コンプライアント部１０の構成および動作は、コンプライアント部１０を孔１２に挿入するのに必要な力とコンプライアント部１０を引き抜くのに必要な力との両方に寄与する。

【0009】

コンプライアント部１０は、コネクタ係合部２０と自由端部２２との間に位置する第１のコンタクトアーム２６および第２のコンタクトアーム２８を備える。コネクタ係合部２０および自由端部２２は任意の形状であってよく、本発明に直接関連しないため、詳細に図示しない。図１に最もよく見られるように、自由端部２２の直径は、基板１４の孔１２の直径より小さく、コンプライアント部１０が孔１２に挿入される前のコンプライアント部１０の幅より小さい。

【0010】

ピン１６およびコンプライアント部１０は、ストック（stock、図示せず）の平坦部分を型打ちすることによって形成され、これにより、第１のコンタクトアーム２６と第２のコンタクトアーム２８との間に位置し、かつコネクタ係合部２０と自由端部２２との間に延びる開口部２４を有するコンプライアント部１０が得られる。コンプライアント部１０は、コネクタ係合部２０と自由端部２２との間に延びる。

【0011】

図１～図３に示す例示的な実施形態において、第２のコンタクトアーム２８は第１のコンタクトアーム２６の鏡像である。各コンタクトアーム２６、２８は、第１の弾性コンタクト部３０、第２の弾性コンタクト部３２、および第３の弾性コンタクト部３４を有する。各コンタクトアーム２６、２８は、第１の係合部４０および第２の係合部４２も有する。

【0012】

第１の弾性コンタクト部３０は、第１のセグメント３０ａおよび第２のセグメント３０ｂを含む。第１のセグメント３０ａは、コネクタ係合部２０に連結し、電気コンタクト１６の長手方向軸３８から下方および斜め外方へ延びる。第２のセグメント３０ｂは、弧状移行部３０ｃによって第１のセグメント３０ａに連結する。第２のセグメント３０ｂは、電気コンタクト１６の長手方向軸３８に向かって下方へ斜めに延びる。第１の係合部４０は、弧状移行部３０ｃから離間した第２のセグメント３０ｂの端部に位置する。

【0013】

第２の弾性コンタクト部３２は、第３のセグメント３２ａおよび第４のセグメント３２ｂを含む。第３のセグメント３２ａは、第１の係合部４０に連結し、電気コンタクト１６の長手方向軸３８から下方および斜め外方へ延びる。第４のセグメント３２ｂは、弧状移行部３２ｃによって第３のセグメント３２ａに連結する。第４のセグメント３２ｂは、電気コンタクト１６の長手方向軸３８に向かって下方へ斜めに延びる。第２の係合部４２は、弧状移行部３２ｃから離間した第４のセグメント３２ｂの端部に位置する。

【0014】

第３の弾性コンタクト部３４は、第５のセグメント３４ａおよび第６のセグメント３４ｂを含む。第５のセグメント３４ａは、第２の係合部４２に連結し、電気コンタクト１６の長手方向軸３８から下方および斜め外方へ延びる。第６のセグメント３４ｂは、弧状移行部３４ｃによって第５のセグメント３４ａに連結する。第６のセグメント３４ｂは、電気コンタクト１６の長手方向軸３８に向かって下方へ斜めに延びる。自由端部２２は、弧状移行部３４ｃから離間した第６のセグメント３４ｂの端部に位置する。

【0015】

図１に示すように、第１の係合部４０および第２の係合部４２は、開口部２４内に延び、または開口部２４を狭める。第１の弾性コンタクト部３０、第２の弾性コンタクト部３２、および第３の弾性コンタクト部３４は、第１の係合部４０および第２の係合部４２から外方へ延びて開口部２４を広げる。

【0016】

例示的な本実施形態において、第１の弾性コンタクト部３０は、第３の弾性コンタクト部３４と等しいか、または同じ長さを有する。加えて、第２の弾性コンタクト部３２は、第１の弾性コンタクト部３０と概ね等しいか、または同じ長さを有する。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、他の構成を使用してもよい。

【0017】

コンタクトアーム２６、２８の外向き面は、左右に、すなわちコンタクト１６の軸３８に対して横方向に湾曲している。湾曲は、対称であっても非対称であってもよい。

【0018】

コンタクトアーム２６、２８の全体構成は、第１の係合部４０および第２の係合部４２によって分断された状態で、角度を有して曲がったコンプライアント部を画定するようになっている。

【0019】

図２および図３に、コンプライアント部１０がめっき貫通孔１２に挿入される様子が示される。図２を参照し、コンタクト１６が下方に押されると、コンタクトアーム２６、２８が孔１２に入り、第３の弾性コンタクト部３４の第６のセグメント３４ｂが孔１２の壁に係合する。第６のセグメント３４ｂが孔１２の壁に係合すると、コンタクトアーム２６、２８の第６のセグメント３４ｂおよび第３の弾性コンタクト部３４が軸３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0020】

挿入を続けると、孔１２の大きさおよびコンプライアント部１０の幅により、コンタクトアーム２６、２８の第３の弾性コンタクト部３４は、第１の弾性アーム２６の第２の係合部４２と第２の弾性アーム２８の第２の係合部４２とが係合することによって第２の係合部４２がさらに内方へ動けなくなるまで、内方への変形を続ける。開口部１２の大きさおよびコンプライアント部１０の幅により、第１のアーム２６および第２のアーム２８の全体のたわみが変化することに留意されたい。

【0021】

第２の係合部４２は、係合すると、実質的に固定点となるため、第３の弾性コンタクト部３４のさらなる動きまたは変形が、弾性コンタクト部３０および第２の弾性コンタクト部３２のさらなる動きまたは変形から独立したものになる。

【0022】

挿入を続けると、第３の弾性コンタクト部３４は、動きまたは弾性変形を続け、第３の弾性コンタクト部３４が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。自由端部２２への第３の弾性コンタクト部３４の連結が固定され、第２の係合部４２の係合によって第２の係合部４２が固定されるという点で、力が増強される。

【0023】

挿入を続けると、第２の弾性コンタクト部３２の第４のセグメント３２ｂが孔１２の壁に係合する。第４のセグメント３２ｂが孔１２の壁に係合すると、コンタクトアーム２６、２８の第４のセグメント３２ｂおよび第２の弾性コンタクト部３２が軸３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0024】

挿入を続けると、孔１２の大きさおよびコンプライアント部１０の幅により、コンタクトアーム２６、２８の第２の弾性コンタクト部３２は、第１の弾性アーム２６の第１の係合部４０と第２の弾性アーム２８の第１の係合部４０とが係合することによって第１の係合部４０がさらに内方へ動けなくなるまで、内方への変形を続ける。

【0025】

第１の係合部４０は、係合すると、実質的に固定点となるため、第２の弾性コンタクト部３２のさらなる動きまたは変形が、第１の弾性コンタクト部３０のさらなる動きまたは変形から独立したものになる。

【0026】

挿入を続けると、第２の弾性コンタクト部３２は、動きまたは弾性変形を続け、第２の弾性コンタクト部３２が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。第２の係合部４２の係合点に第２の弾性コンタクト部３２が連結していることによって第２の係合部４２が固定され、第１の係合部４０の係合によって第１の係合部４０が固定されるという点で、力が増強される。

【0027】

挿入を続けると、第１の弾性コンタクト部３０の第２のセグメント３０ｂが孔１２の壁に係合する。第２のセグメント３０ｂが孔１２の壁に係合すると、コンタクトアーム２６、２８の第２のセグメント３０ｂおよび第１の弾性コンタクト部３０が軸３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0028】

挿入を続けると、第１の弾性コンタクト部３０は、動きまたは弾性変形を続け、第１の弾性コンタクト部３０が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。第１の係合部４０の係合点に第１の弾性コンタクト部３０が連結していることによって第１の係合部４０が固定され、第１の係合部４０の係合によって第１の係合部４０が固定され、コネクタ係合部２０への第１の弾性コンタクト部３０の連結が固定されるという点で、力が増強される。

【0029】

コンプライアント部１０を挿入する開口部または孔の大きさに応じて、第１の弾性コンタクト部３０、第２の弾性コンタクト部３２、および／または第３の弾性コンタクト部３４の一部が、めっき貫通孔と電気的に係合する。

【0030】

第１の係合部４０および第２の係合部４２を使用することにより、コンプライアント部１０は、開口部１２に最初に挿入されるときに従来の針穴コンプライアント部として動作することができるため、コンプライアント部１０が最初に挿入されるときの挿入力を小さくすることができる。しかしながら、係合部４０、４２が係合すると、弾性コンタクト部３０、３２、３４は独立したばね部材として作用するため、図７の曲線７０２で表されるように、公知のコンプライアントピンによって発生させることのできる保持力よりも著しく大きい保持力をもたらす。

【0031】

第１の弾性コンタクト部３０、第２の弾性コンタクト部３２、および第３の弾性コンタクト部３４が固定点の周りで内方へ動く、または圧縮されて湾曲の少ない経路を形成するにつれて、コンプライアント部１０の全長が増加し得る。

【0032】

図４に、第２の例示的なコンプライアント部４１０が示される。図１に示す実施形態と同様に、各コンタクトアーム４２６、４２８は、第１の弾性コンタクト部４３０、第２の弾性コンタクト部４３２、および第３の弾性コンタクト部４３４を有する。各コンタクトアーム４２６、４２８は、第１の係合部４４０および第２の係合部４４２も有する。

【0033】

本実施形態において、第２の弾性コンタクト部４３２の大きさは、第１の弾性コンタクト部４３０および第３の弾性コンタクト部４３４の大きさより大きい。これにより、第２の弾性コンタクト部４３２に関連する力を、第１の弾性コンタクト部４３０および第３の弾性コンタクト部４３４に関連する力とは異ならせることができ、第２の弾性コンタクト部４３２に関連する力とは異ならせることができる。しかしながら、コンプライアント部４１０の挿入および動作は、図１～図３に関して説明したものと同様である。

【0034】

第１の係合部４４０および第２の係合部４４２を使用することにより、コンプライアント部４１０は、開口部に最初に挿入されるときに従来の針穴コンプライアント部として動作することができるため、コンプライアント部４１０が最初に挿入されるときの挿入力を小さくすることができる。しかしながら、係合部４４０、４４２が係合すると、弾性コンタクト部４３０、４３２、４３４は独立したばね部材として作用するため、図７の曲線７０４で表されるように、公知のコンプライアントピンによって発生させることのできる保持力よりも著しく大きい保持力をもたらす。

【0035】

図５に、第３の例示的なコンプライアント部５１０が示される。コンプライアント部５１０は、コネクタ係合部５２０と自由端部５２２との間に位置する第１のコンタクトアーム５２６および第２のコンタクトアーム５２８を備える。コネクタ係合部５２０および自由端部５２２は任意の形状であってよく、本発明に直接関連しないため、詳細に図示しない。

【0036】

ピン５１６およびコンプライアント部５１０は、ストック（図示せず）の平坦部分を型打ちすることによって形成され、これにより、第１のコンタクトアーム５２６と第２のコンタクトアーム５２８との間に位置し、かつコネクタ係合部５２０と自由端部５２２との間に延びる開口部５２４を有するコンプライアント部５１０が得られる。コンプライアント部５１０は、コネクタ係合部５２０と自由端部５２２との間に延びる。

【0037】

第２のコンタクトアーム５２８は、第１のコンタクトアーム５２６の鏡像である。各コンタクトアーム５２６、５２８は、第１の弾性コンタクト部５３０、第２の弾性コンタクト部５３２、および第３の弾性コンタクト部５３４を有する。各コンタクトアーム５２６、５２８は、第１の係合部５４０および第２の係合部５４２も有する。

【0038】

第１の弾性コンタクト部５３０は、第１のセグメント５３０ａを含む。第１のセグメント５３０ａは、コネクタ係合部５２０に連結し、電気コンタクト５１６の長手方向軸５３８に基本的に平行に下方へ延びる。第１の係合部５４０は、第１のセグメント５３０ａの端部に位置する。

【0039】

第２の弾性コンタクト部５３２は、第２のセグメント５３２ａを含む。第２のセグメント５３２ａは、第１の係合部５４０に連結し、電気コンタクト５１６の長手方向軸５３８から弧状構成で下方および外方へ延びる。第２の係合部５４２は、第２の係合部５４２から離間した第２のセグメント５３２ａの端部に位置する。

【0040】

第３の弾性コンタクト部５３４は、第３のセグメント５３４ａを含む。第３のセグメント５３４ａは、第２の係合部５４２に連結し、電気コンタクト５１６の長手方向軸５３８に向かって下方および斜め内方へ延びる。自由端部５２２は、第１の係合部５４０から離間した第３のセグメント５３４ａの端部に位置する。

【0041】

第１の係合部５４０および第２の係合部５４２は、開口部５２４内に延び、または開口部５２４を狭める。コンタクトアーム５２６、５２８の全体構成は、第１の弾性コンタクト部５３０によって分断された状態で、角度を有して曲がったコンプライアント部を画定するようになっている。

【0042】

コンタクトアーム５２６、５２８の外向き面は、左右に、すなわちコンタクト５１６の軸５３８に対して横方向に湾曲している。湾曲は、対称であっても非対称であってもよい。

【0043】

コンプライアント部５１０をめっき貫通孔５１２に挿入する間、コンタクト５１６は下方へ押され、コンタクトアーム５２６、５２８は孔に入り、第３の弾性コンタクト部５３４の第３のセグメント５３４ａは孔の壁に係合する。第３のセグメント５３４ａが孔の壁に係合すると、コンタクトアーム５２６、５２８の第３のセグメント５３４ａおよび第３の弾性コンタクト部５３４が軸５３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0044】

挿入を続けると、孔の大きさおよびコンプライアント部５１０の幅により、コンタクトアーム５２６、５２８の第３の弾性コンタクト部５３４は、第１の弾性アーム５２６の第２の係合部５４２と第２の弾性アーム５２８の第２の係合部５４２とが係合することによって第２の係合部５４２がさらに内方へ動けなくなるまで、内方への変形を続ける。開口部の大きさおよびコンプライアント部５１０の幅により、第１のアーム５２６および第２のアーム５２８の全体のたわみが変化することに留意されたい。

【0045】

第２の係合部５４２は、係合すると、実質的に固定点となるため、第３の弾性コンタクト部５３４のさらなる動きまたは変形が、第１の弾性コンタクト部５３０および第２の弾性コンタクト部５３２のさらなる動きまたは変形から独立したものになる。

【0046】

挿入を続けると、第３の弾性コンタクト部５３４は、動きまたは弾性変形を続け、第３の弾性コンタクト部５３４が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。自由端部５２２への第３の弾性コンタクト部５３４の連結が固定され、第２の係合部５４２の係合によって第２の係合部５４２が固定されるという点で、力が増強される。

【0047】

挿入を続けると、第２の弾性コンタクト部５３２の第２のセグメント５３２ａが孔の壁に係合する。第２のセグメント５３２ａが孔の壁に係合すると、コンタクトアーム５２６、５２８の第２のセグメント５３２ａおよび第２の弾性コンタクト部５３２が軸５３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0048】

挿入を続けると、孔の大きさおよびコンプライアント部５１０の幅により、コンタクトアーム５２６、５２８の第２の弾性コンタクト部５３２は、第１の弾性アーム５２６の第１の係合部５４０と第２の弾性アーム５２８の第１の係合部５４０とが係合することによって第１の係合部５４０がさらに内方へ動けなくなるまで、内方への変形を続ける。

【0049】

第１の係合部５４０は、係合すると、実質的に固定点となるため、第２の弾性コンタクト部５３２のさらなる動きまたは変形が、第１の弾性コンタクト部５３０のさらなる動きまたは変形から独立したものになる。

【0050】

挿入を続けると、第２の弾性コンタクト部５３２は、動きまたは弾性変形を続け、第２の弾性コンタクト部５３２が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。第２の係合部５４２の係合点に第２の弾性コンタクト部５３２が連結していることによって第２の係合部５４２が固定され、第１の係合部５４０の係合によって第１の係合部５４０が固定されるという点で、力が増強される。

【0051】

挿入を続けると、第１の弾性コンタクト部５３０の第１のセグメント５３０ａが孔の壁に係合する。第１のセグメント５３０ａが孔の壁に係合すると、コンタクトアーム５２６、５２８の第１のセグメント５３０ａおよび第１の弾性コンタクト部５３０が軸５３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0052】

挿入を続けると、第１の弾性コンタクト部５３０は、動きまたは弾性変形を続け、第１の弾性コンタクト部５３０が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。第１の係合部５４０の係合点に第１の弾性コンタクト部５３０が連結していることによって第１の係合部５４０が固定され、第１の係合部５４０の係合によって第１の係合部５４０が固定され、コネクタ係合部５２０への第１の弾性コンタクト部５３０の連結が固定されるという点で、力が増強される。

【0053】

コンプライアント部５１０を挿入する開口部または孔の大きさに応じて、第１の弾性コンタクト部５３０、第２の弾性コンタクト部５３２、および／または第３の弾性コンタクト部５３４の一部が、めっき貫通孔と電気的に係合する。

【0054】

第１の係合部５４０および第２の係合部５４２を使用することにより、コンプライアント部５１０は、開口部に最初に挿入されるときに従来の針穴コンプライアント部として動作することができるため、コンプライアント部５１０が最初に挿入されるときの挿入力を小さくすることができる。しかしながら、係合部５４０、５４２が係合すると、弾性コンタクト部５３０、５３２、５３４は独立したばね部材として作用するため、公知のコンプライアントピンによって発生させることのできる保持力よりも著しく大きい保持力をもたらす。

【0055】

第２の弾性コンタクト部５３２および第３の弾性コンタクト部５３４が固定点の周りで内方へ動く、または圧縮されて湾曲の少ない経路を形成するにつれて、コンプライアント部５１０の全長が増加し得る。

【0056】

図６に、第４の例示的なコンプライアント部６１０が示される。コンプライアント部６１０は、コネクタ係合部６２０と自由端部６２２との間に位置する第１のコンタクトアーム６２６および第２のコンタクトアーム６２８を備える。コネクタ係合部６２０および自由端部６２２は任意の形状であってよく、本発明に直接関連しないため、詳細に図示しない。

【0057】

ピン６１６およびコンプライアント部６１０は、ストック（図示せず）の平坦部分を型打ちすることによって形成され、これにより、第１のコンタクトアーム６２６と第２のコンタクトアーム６２８との間に位置し、かつコネクタ係合部６２０と自由端部６２２との間に延びる開口部６２４を有するコンプライアント部６１０が得られる。コンプライアント部６１０は、コネクタ係合部６２０と自由端部６２２との間に延びる。

【0058】

第２のコンタクトアーム６２８は、第１のコンタクトアーム６２６の鏡像である。各コンタクトアーム６２６、６２８は、第１の弾性コンタクト部６３０、第２の弾性コンタクト部６３２、および第３の弾性コンタクト部６３４を有する。各コンタクトアーム６２６、６２８は、第１の係合部６４０および第２の係合部６４２も有する。

【0059】

第１の弾性コンタクト部６３０は、第１のセグメント６３０ａを含む。第１のセグメント６３０ａは、コネクタ係合部６２０に連結し、電気コンタクト６１６の長手方向軸６３８から弧状構成で下方および外方へ延びる。第１の係合部６４０は、第１のセグメント６３０ａの端部に位置する。

【0060】

第２の弾性コンタクト部６３２は、第２のセグメント６３２ａを含む。第２のセグメント６３２ａは、第１の係合部６４０に連結し、電気コンタクト６１６の長手方向軸６３８から弧状構成で下方へ延びる。第２の係合部６４２は、第２の係合部６４２から離間した第２のセグメント６３２ａの端部に位置する。

【0061】

第３の弾性コンタクト部６３４は、第３のセグメント６３４ａを含む。第３のセグメント６３４ａは、第２の係合部６４２に連結し、電気コンタクト６１６の長手方向軸６３８に向かって弧状構成で下方および内方へ延びる。自由端部６２２は、第１の係合部６４０から離間した第３のセグメント６３４ａの端部に位置する。

【0062】

第１の係合部６４０および第２の係合部６４２は、開口部６２４内に延び、または開口部６２４を狭める。第１の係合部６４０と第２の係合部６４２との間に補強部６４１を設けて、第２の弾性コンタクト部６３２にさらなる強度を与えてもよい。コンタクトアーム６２６、６２８の全体構成は、角度を有して曲がったコンプライアント部を画定するようになっている。

【0063】

コンタクトアーム６２６、６２８の外向き面は、左右に、すなわちコンタクト６１６の軸６３８に対して横方向に湾曲している。湾曲は、対称であっても非対称であってもよい。

【0064】

コンプライアント部６１０をめっき貫通孔６１２に挿入する間、コンタクト６１６は下方へ押され、コンタクトアーム６２６、６２８は孔に入り、第３の弾性コンタクト部６３４の第３のセグメント６３４ａは孔の壁に係合する。第３のセグメント６３４ａが孔の壁に係合すると、コンタクトアーム６２６、６２８の第３のセグメント６３４ａおよび第３の弾性コンタクト部６３４が軸６３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0065】

挿入を続けると、孔の大きさおよびコンプライアント部６１０の幅により、コンタクトアーム６２６、６２８の第３の弾性コンタクト部６３４は、第１の弾性アーム６２６の第２の係合部６４２と第２の弾性アーム６２８の第２の係合部６４２とが係合することによって第２の係合部６４２がさらに内方へ動けなくなるまで、内方への変形を続ける。開口部の大きさおよびコンプライアント部６１０の幅により、第１のアーム６２６および第２のアーム６２８の全体のたわみが変化することに留意されたい。

【0066】

第２の係合部６４２は、係合すると、実質的に固定点となるため、第３の弾性コンタクト部６３４のさらなる動きまたは変形が、弾性コンタクト部６３０および第２の弾性コンタクト部６３２のさらなる動きまたは変形から独立したものになる。

【0067】

挿入を続けると、第３の弾性コンタクト部６３４は、動きまたは弾性変形を続け、第３の弾性コンタクト部６３４が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。自由端部６２２への第３の弾性コンタクト部６３４の連結が固定され、第２の係合部６４２の係合によって第２の係合部６４２が固定されるという点で、力が増強される。

【0068】

挿入を続けると、第２の弾性コンタクト部６３２の第２のセグメント６３２ａが孔の壁に係合する。第２のセグメント６３２ａが孔の壁に係合すると、コンタクトアーム６２６、６２８の第２のセグメント６３２ａおよび第２の弾性コンタクト部６３２が軸６３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0069】

挿入を続けると、孔の大きさおよびコンプライアント部６１０の幅により、コンタクトアーム６２６、６２８の第２の弾性コンタクト部６３２は、第１の弾性アーム６２６の第１の係合部６４０と第２の弾性アーム６２８の第１の係合部６４０とが係合することによって第１の係合部６４０がさらに内方へ動けなくなるまで、内方への変形を続ける。

【0070】

第１の係合部６４０は、係合すると、実質的に固定点となるため、第２の弾性コンタクト部６３２のさらなる動きまたは変形が、第１の弾性コンタクト部６３０のさらなる動きまたは変形から独立したものになる。

【0071】

挿入を続けると、第２の弾性コンタクト部６３２は、動きまたは弾性変形を続け、第２の弾性コンタクト部６３２が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。第２の係合部６４２の係合点に第２の弾性コンタクト部６３２が連結していることによって第２の係合部６４２が固定され、第１の係合部６４０の係合によって第１の係合部６４０が固定されるという点で、力が増強される。

【0072】

挿入を続けると、第１の弾性コンタクト部６３０の第１のセグメント６３０ａが孔の壁に係合する。第１のセグメント６３０ａが孔の壁に係合すると、コンタクトアーム６２６、６２８の第１のセグメント６３０ａおよび第１の弾性コンタクト部６３０が軸６３８に向かって内方へ弾性変形する。

【0073】

挿入を続けると、第１の弾性コンタクト部６３０は、動きまたは弾性変形を続け、第１の弾性コンタクト部６３０が変形するにつれて挿入力および保持力を増加させる。第１の係合部６４０の係合点に第１の弾性コンタクト部６３０が連結していることによって第１の係合部６４０が固定され、第１の係合部６４０の係合によって第１の係合部６４０が固定され、コネクタ係合部６２０への第１の弾性コンタクト部６３０の連結が固定されるという点で、力が増強される。

【0074】

コンプライアント部６１０を挿入する開口部または孔の大きさに応じて、第１の弾性コンタクト部６３０、第２の弾性コンタクト部６３２、および／または第３の弾性コンタクト部６３４の一部が、めっき貫通孔と電気的に係合する。

【0075】

第１の係合部６４０および第２の係合部６４２を使用することにより、コンプライアント部６１０は、開口部に最初に挿入されるときに従来の針穴コンプライアント部として動作することができるため、コンプライアント部６１０が最初に挿入されるときの挿入力を小さくすることができる。しかしながら、係合部６４０、６４２が係合すると、弾性コンタクト部６３０、６３２、６３４は独立したばね部材として作用するため、図７の曲線７０６で表されるように、公知のコンプライアントピンによって発生させることのできる保持力よりも著しく大きい保持力をもたらす。

【0076】

第２の弾性コンタクト部６３２および第３の弾性コンタクト部６３４が固定点の周りで内方へ動く、または圧縮されて湾曲の少ない経路を形成するにつれて、コンプライアント部６１０の全長が増加し得る。

【0077】

図７は、各実施形態についての代表的な力対変位のプロットを示す。これらのプロットは、コンプライアント部の構成により十分な回復可能なエネルギーが得られるため、各実施形態についての保持力が強いままであることを示し、これにより、本発明のコンプライアント部を、振動などが存在する厳しい環境、例えば、自動車の適用において使用することができる。曲線７０２は、図１に示す例示的な実施形態についての力対変位のプロットの代表例である。曲線７０４は、図４に示す例示的な実施形態についての力対変位のプロットの代表例である。曲線７０６は、図６に示す例示的な実施形態についての力対変位のプロットの代表例である。特定の実施形態が示されているが、他の実施形態が、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる力対変位のプロットを有していてもよい。

【0078】

本発明による、基板の開口部に挿入された電気コンタクトから保持力を発生させる方法は、電気コンタクトのコンプライアント部を基板の開口部に挿入するステップと、コンプライアント部の第１のコンタクトアームと第２のコンタクトアームとを互いに向かって押すステップと、第１のコンタクトアームの第１の係合部を第２のコンタクトアームに係合させて、第１の係合部のさらなる動きを防ぐステップと、第１のコンタクトアームの第２の係合部を第２のコンタクトアームに係合させて、第２の係合部のさらなる動きを防ぐステップと、コンプライアント部の第１のコンタクトアームの第１の弾性コンタクト部、第１のコンタクトアームの第２の弾性コンタクト部、および第１のコンタクトアームの第３の弾性コンタクト部を動かして、互いに独立して、かつ第１のコンタクトアームの第１の係合部および第１のコンタクトアームの第２の係合部から独立して動くようにするステップと、第１のコンタクトアームの第１の係合部、第１のコンタクトアームの第２の係合部、第１のコンタクトアームの第１の弾性コンタクト部、第１のコンタクトアームの第２の弾性コンタクト部、および第１のコンタクトアームの第３の弾性コンタクト部により発生した力を組み合わせることによって、コンプライアント部の総保持力を発生させるステップとを含む。

【0079】

方法は、第２のコンタクトアームの第１の係合部を第１のコンタクトアームの第１の係合部に係合させて、第１の係合部のさらなる動きを防ぐステップと、第２のコンタクトアームの第２の係合部を第１のコンタクトアームの第２の係合部に係合させて、第２の係合部のさらなる動きを防ぐステップと、コンプライアント部の第２のコンタクトアームの第１の弾性コンタクト部、第２のコンタクトアームの第２の弾性コンタクト部、および第２のコンタクトアームの第３の弾性コンタクト部を動かして、互いに独立して、かつ第２のコンタクトアームの第１の係合部および第２のコンタクトアームの第２の係合部から独立して動くようにするステップと、第１のコンタクトアームの第１の係合部、第１のコンタクトアームの第２の係合部、第１のコンタクトアームの第１の弾性コンタクト部、第１のコンタクトアームの第２の弾性コンタクト部、第１のコンタクトアームの第３の弾性コンタクト部、第２のコンタクトアームの第１の係合部、第２のコンタクトアームの第２の係合部、第２のコンタクトアームの第１の弾性コンタクト部、第２のコンタクトアームの第２の弾性コンタクト部、および第２のコンタクトアームの第３の弾性コンタクト部により発生した力を組み合わせることによって、コンプライアント部の総保持力を発生させるステップとをさらに含む。

【0080】

本明細書に記載のコンプライアント部を、材料ストック厚さが０．４０ｍｍ以下である０．５０ｍｍ×０．４０ｍｍの大きさのピンを含む、あらゆる大きさおよびあらゆる材料のピンと共に使用することができる。加えて、弾性コンタクトアームが公知のコンプライアント部より長いため、本発明のコンプライアント部によって、コンプライアント部が孔に挿入されるときに生じる破損の可能性が最小限になる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】