DE69009641T2

DE69009641T2 - Koaxialer Stiftsteckverbinder mit einer Gruppierung von leitenden zylindrischen Hülsen.

Info

Publication number: DE69009641T2
Application number: DE69009641T
Authority: DE
Inventors: Yoshikatsu Okada; Katsuhiko Sakamoto; Shoji Umesato
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: EP0418045B1; DE69009641D1; US5064390A; CA2025095C; JPH0766843B2; JPH03101078A; EP0418045A1; CA2025095A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Stiftsteckverbinder und insbesondere einen Stiftgruppensteckverbinder für Koaxialkabel, die digitale Signale hoher Geschwindigkeit von Rechnern oder dergleichen übertragen.
Ein typisches Beispiel für bekannte koaxiale Stiftgruppensteckverbinder ist in der Japanischen Patentanmeldung (Tokugansho) 62-251 425 gezeigt und beschrieben. Dieser bekannte Steckverbinder weist einen Block mit durchgehenden Bohrungen zur Aufnahme von Stiften von Koaxialkabeln und ein Gehäuse zur Aufnahme des Blocks auf. Das Gehäuse ist mit durchgehenden Bohrungen ausgebildet, die denjenigen des Blocks entsprechen, um zu ermöglichen, daß die Signalstifte einer Schaltungsplatine durch sie hindurch mit den inneren Steckverbindern der Stifte der Koaxialkabel in Kontakt kommen. An der Nahtstelle zwischen dem Block und dem Gehäuse sind Laminate aus dünnen Metallplatten vorgesehen, die so geschnitten und geformt sind, daß verschiedene Kontakte auf einem zweidimensionalen Raum erzeugt werden, um elektrische Verbindungen zwischen den Außenleitern der koaxialen Stifte und den Massestiften der Schaltungsplatine herzustellen.
Die Zahl derartiger Koaxialstifte nimmt jedoch mit ständig zunehmender Komplexität integrierter Schaltungen zu und ein hoher Genauigkeitsgrad ist erforderlich, um viele Kontakte auf einer kleinen Fläche herzustellen. Eine jüngste Nachfrage zeigt, daß ein Stiftsteckverbinder nicht weniger als 40 x 40 Stifte auf einer zweidimensionalen Ebene haben soll. Ein Nachteil des bekannten koaxialen Stiftsteckverbinders ist, daß aufgrund der natürlichen Herstellungstoleranzen Schwierigkeiten bei der genauen Laminatherstellung der dünnen Metallplatten entstehen. Zusätzlich entstehen Schwierigkeiten beim geeigneten Isolieren der Versorgungsstifte der Schaltungsplatine von den umgebenden Metallteilen des Steckverbinders, wenn diese Versorgungsstifte die gleiche Länge wie die Signal- und Massestifte besitzen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten koaxialen Stiftgruppensteckverbinder bereitzustellen, der eine Gruppierung vieler Koaxialstifte auf einem kleinen Raum verbinden kann.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, daß für gedruckte Schaltungsplatinen Stifte gleicher Länge zur Verbindung mit Koaxialkabeln verwendet werden können.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen verbesserten koaxialen Stiftgruppensteckverbinder bereitzustellen, der leicht herzustellen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein koaxialer Stiftgruppensteckverbinder zum Verbinden mehrerer Stifte von Koaxialkabeln mit mehreren entsprechenden Stiften einer Schaltungsplatine bereitgestellt. Der Steckverbinder weist ein erstes Bauteil mit mehreren durchgehenden Bohrungen entsprechend den Koaxialkabeln auf. Ein zweites Bauteil aus isolierendem Material ist von dem ersten Bauteil beabstandet, wobei das zweite Bauteil mehrere erste durchgehende Bohrungen entsprechend den Signalstiften der Schaltungsplatine, mehrere zweite durchgehende Bohrungen zum Einführen der Massestifte der Schaltungsplatine und mehrere Aussparungen zur Aufnahme von Versorgungsstiften der Schaltungsplatine aufweist. Elektrisch leitende zylindrische Hohlstrukturen sind jeweils in den durchgehenden Bohrungen des ersten Bauteils angeordnet und erstrecken sich bis zum zweiten Bauteil, so daß die Stifte der Koaxialkabel dadurch bis zum zweiten Bauteil eingeführt werden und elektrischen Kontakt mit den Signal stiften herstellen können. Jede der Hohlstrukturen besitzt nach innen gebogene Kontaktabschnitte, um einen Druckkontakt mit dem Stift eines entsprechenden Koaxialkabels herzustellen, und einen nach außen gebogenen Kontaktabschnitt, der ein Paar Kontakte mit dem nach außen gebogenen Kontaktabschnitt einer benachbarten Hohlstruktur bildet, so daß jeder der Massestifte durch eine entsprechende zweite durchgehende Bohrung des zweiten Bauteils eingeführt werden kann und zwischen den gepaarten Kontakten in Eingriff kommt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das erste Bauteil auf einem elektrisch leitenden Material ausgebildet, um die Außenleiter der Koaxialstifte mit der Masse zu verbinden. Das erste Bauteil ist mit Aussparungen versehen, die benachbart zum Umfang jeder zugehörigen durchgehenden Bohrung liegen, und jede zylindrische Hohlstruktur ist mit Vorsprüngen zum Eingriff mit den Aussparungen versehen. Dies ermöglicht es, daß jede zylindrische Struktur während der Herstellung leicht in eine gewünschte Richtung bezügl. des Winkels ausgerichtet werden kann. Jede der zylindrischen Hohlstrukturen kann mit elastischen, nach außen gebogenen Abschnitten ausgebildet sein, die nach innen gebogen werden, wenn während der Herstellung die Hohlstruktur durch eine der durchgehenden Bohrungen des ersten Bauteils hindurchgedrückt wird, und springt auf die ursprüngliche Position zurück, um die zylindrische Struktur positioniert zu halten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird detaillierter mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden; es zeigen:
Fig. 1 eine ebene Draufsicht eines koaxialen Stiftgruppensteckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung;
die Fign. 2A und 2B teilweise unterbrochene Vorderansicht des Verbinders, wie er in Richtung der Pfeile A bzw. B in Fig. 1 gesehen wird;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Metallkontakts dieser Erfindung;
Fig. 4 eine Ansicht, die die abgewickelte Form der Kontakte aus Fig. 3 veranschaulicht;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Steckverbinders entlang der Linie 5-5 in Fig. 2A;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Steckverbinders entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht des Steckverbinders entlang der Linie 7-7 in Fig. 5; und
Fig. 8 eine Querschnittsansicht des Steckverbinders, wenn Koaxialkabelstifte und Stifte der gedruckten Schaltungsplatine eingesetzt sind.

Detaillierte Beschreibung

Gemäß den Fign. 1, 2A und 2B weist der koaxiale Stiftgruppensteckverbinder dieser Erfindung ein oberes isolierendes Bauteil 10, ein dazwischenliegendes leitendes Bauteil 11 und ein unteres isolierendes Bauteil 12 auf, die alle in einem Rahmen l3 untergebracht sind. Das obere Bauteil 10 ist mit einer Matrixgruppierung koaxialer Stiftführungsbohrungen 10a versehen, und genauso ist das Zwischenbauteil 11 mit Bohrungen 11a, die Kontakte beinhalten, ausgebildet, die bezüglich der Bohrungen des oberen Bauteils 10 ausgerichtet sind. Metallkontakte 14 erstrecken sich jeweils durch die Bohrungen 11a des Zwischenbauteils 11 und sind zwischen dem oberen und unteren Bauteil 10 und 12 fest positioniert befestigt. Das untere Bauteil 12 ist mit benachbarten Säulen oder kurzen Vorsprüngen 12a und benachbarten Säulen oder langen Vorsprüngen 12b ausgebildet, wobei jeder Vorsprung zwischen benachbarten Kontakten 14, die in einer Reihe angeordnet sind, angeordnet ist. Fine Gruppierung fester leitender Stifte 15 gleicher Länge ist auf einer gedruckten Schaltungsplatine 16 nebeneinander angeordnet. Stifte 15 erstrecken sich jeweils durch Stiftbohrungen 12c, wenn die gedruckte Schaltungsplatine 16 mit dem unteren Bauteil 12 des Steckverbinders in Eingriff kommt.
Wie in Fig. 3 detailliert veranschaulicht ist, besitzt jeder Kontakt 14 eine allgemein zylindrische Hohlstruktur, die mit vier sich nach unten und außen verjüngenden gebogenen Vorsprüngen 14a, die voneinander unter 90 Grad auf dem Umfang der zylindrischen Struktur beabstandet sind, und mit vier nach außen gebogenen waagrechten kurzen Vorsprüngen 14b ausgebildet ist, die jeweils unter den Vorsprüngen 14a angeordnet sind. Der Kontakt 14 besitzt drei Randabschnitte 14c, die voneinander unter 120 Grad beabstandet sind, wobei jeder Randabschnitt nach innen gebogen ist, um als Federkontakt zu wirken. Zwischen zwei Randabschnitten 14c ist ein nach außen gebogener Kontaktabschnitt 14d ausgebildet, dessen oberes Ende gebogen ist, um einen Punktkontakt mit einem Massestift zu bilden, was später beschrieben wird. Fig. 4 zeigt eine abgewickelte Form des Kontakts 14. Jeder Kontakt 14 wird aus einem Metallrohblech hergestellt, indem es in eine ausgeschnittene Form gestanzt wird und sie in die Form eines Zylinders entlang ihrer Längsachse gerollt wird.
Wie aus den Fign. 5, 6 und 7 ersichtlich ist, ist ein Zwischenbauteil 11 mit mehreren Sätzen von vier Vertiefungen oder Aussparungen 11b versehen, wobei die Aussparungen jedes Satzes in Winkeln von 90 Grad entlang dem Umfang jeder Bohrung 11a beabstandet sind, um jeweils die waagrechten kurzen Vorsprünge 14b eines entsprechenden Kontakts 14 aufzunehmen, so daß die Winkelausrichtung jedes Kontakts 14 leicht und genau bestimmt werden kann.
Während der Herstellung werden zwei Spannvorrichtungen zum Einführen der Kontakte 14 in die Bohrungen 11a des Zwischenbauteils 11 verwendet. Dies wird bewerkstelligt, indem eine der Spannvorrichtungen in einen Kontakt 14 von dessen Ende eingeführt wird, und indem die andere Spannvorrichtung durch eine Bohrung 11a in den Kontakt von dessen anderen Ende eingeführt wird. Die Spannvorrichtungen werden gegen die Kräfte der sich verjüngenden Vorsprünge 14a des Kontakts bewegt, während er um seine Achse gedreht wird, bis seine waagrechten Vorsprünge 14b mit den Aussparungen 11b in Eingriff kommen und die sich verjüngenden Vorsprünge 14a in ihre ursprüngliche Position zurückspringen. Wenn der Kontakt 14 positioniert ist, werden die Spannvorrichtungen von ihm entfernt.
Das untere Ende jeder Führungsbohrung 10a ist nach außen versetzt, um das obere Ende des entsprechenden Kontakts 14 korrekt aufzunehmen. Die Randabschnitte 14c jedes Kontakts 14 sind in Richtung seiner Mittenachse nach innen gebogen, um in Druckkontakt mit einem Koaxialstift zu kommen, wenn der letztere durch die Führungsbohrung 10a nach unten in das untere Bauteil 12 gedrückt wird. Die Kontakte 14 sind so angeordnet, daß die Kontaktabschnitte 14d benachbarter Kontakte 14 mit einem der benachbarten kurzen Vorsprünge 12a in Kontakt gebracht werden, um ein Paar vorgespannter Federkontakte 14d zu bilden, und daß jeweils einer der Randabschnitte 14c benachbarter Kontakte 14 auf jeder Seite eines langen Vorsprungs 12b angeordnet ist. Das untere Bauteil 12 ist ferner mit Stiftbohrungen 12c ausgestattet, um jeweils die festen Stifte 15 der gedruckten Schaltungsplatine 16 aufzunehmen.
In Fig. 8 sind Koaxialstifte 17 gezeigt, die in entsprechende Metallkontakte 14 eingeführt sind. Koaxialkabel 18 zum Übertragen von Hochgeschwindigkeitssignalen sind durch die entsprechenden Koaxialstifte 17 abgeschlossen. Jeder Koaxialstift 17 ist, um das Einsetzen zu erleichtern, aus einem Hohlzylinder mit einem sich verjüngenden Ende 17a und einem nach innen versetzten Abschnitt 17b ausgebildet, mit dem die Randabschnitte 14c in Druckkontakt gebracht werden, so daß die Koaxialstifte 17 fest positioniert gehalten werden. Der Hohlzylinder des Koaxialstifts 17 dient als ein Außenleiter des Koaxialkabels. Die Außenleiter aller Metallkontakte 14 werden jeweils mit den Außenleitern der zugehörigen Koaxialkabel verbunden und sind durch das Zwischenbauteil 11 miteinander elektrisch verbunden, wenn sie mit den Randabschnitten 14c der entsprechenden Kontakte 14 in Kontakt stehen. Der Koaxialstift 17 besitzt einen inneren Hohlleiter, der sich von dem Kern des zugehörigen Kabels in sein sich verjüngendes Ende erstreckt und von seinem Außenleiter isoliert ist.
Die gedruckte Schaltungsplatine 16 besitzt Signalstifte 15S, Massestifte 15G und Versorgungsstifte 15P. Die Signalstifte 15S machen fünfzig Prozent aller Stifte 15 aus und die Massestifte 15G und die Versorgungsstifte 15P machen je fünfundzwanzig Prozent der Stifte 15 aus. In Gebrauch werden die Signalstifte 15S in den Innenleiter des Koaxialstifts 17 eingeführt, wie es mit gestrichelten Linien in Fig. 8 gezeigt ist, und die Massestifte 15G werden durch die gepaarten Klappen 14d gedrückt, während der Versorgungsstift 15P in die Bohrung des Vorsprungs 12b eingeführt wird.
Deshalb werden Signale von der gedruckten Schaltungsplatine 16 jeweils zu den zugehörigen Koaxialkabeln 18 übertragen, und die Außenleiter aller Koaxialstifte 17 sind mit dem Masseanschluß der gedruckten Schaltungsplatine durch Klappen 14d verbunden. Da es eine der Aufgaben dieser Erfindung ist, daß identische Stifte durch die gedruckte Schaltungsplatine unabhängig von ihrer Verwendung verwendet werden können, erscheinen die Leistungsspannungen der gedruckten Schaltungsplatine an den Versorgungsstiften 15P. Sie sind jedoch durch die Vorsprünge 12h von den umgebenden Elementen isoliert.
Die vorangehende Beschreibung zeigt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Verschiedene Änderungen sind für Fachleute ersichtlich, ohne den Schnittbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, die lediglich durch die angehängten Patentansprüche eingeschränkt ist. Deshalb ist die gezeigte und beschriebene Ausführungsform lediglich veranschaulichend, nicht einschränkend.

Claims

1. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder zum Verbinden mehrerer Stifte (17) von Koaxialkabeln (18) mit mehreren entsprechenden Stiften (15) einer Schaltungsplatine, mit

einer ersten Eaueinheit (11) mit mehreren durchgehenden Bohrungen (11a) entsprechend den Koaxialkabeln,

gekennzeichnet durch

eine zweite isolierende Eaueinheit (12), die von der ersten Baueinheit beabstandet ist, wobei die zweite Baueinheit mehrere erste durchgehende Bohrungen (12c) entsprechend Signal stiften (15S) der Schaltungsplatine, mehrere zweite durchgehende Bohrungen (12c) für Massestifte (15S) der Schaltungsplatine und mehrere Aussparungen (12c) zur Aufnahme von Versorgungsstiften (15P) der Schaltungsplatine aufweist, und durch

mehrere elektrisch leitende zylindrische Rohlstrukturen (14) , die entsprechend in den durchgehenden Bohrungen der ersten Baueinheit (11) angeordnet sind und sich zu der zweiten Baueinheit (12) erstrecken, so daß die Stifte (17) der Koaxialkabel sich durch die Hohlstrukturen (14) in elektrischem Kontakt mit den entsprechenden Signalstiften (15S) erstrecken können, wobei jede Rohlstruktur (14) nach innen gebogene Kontaktabschnitte (14c) aufweist, um einen Druckkontakt mit dem Stift (17) eines entsprechenden Koaxialkabels herzustellen, und einen nach außen gebogenen Kontaktabschnitt (14d) aufweist, um ein Paar Kontakte mit dem nach außen gebogenen Kontaktabschnitt (14d) einer benachbarten Hohlstruktur (14) zu bilden, so daß jeder Massestift (15G) durch eine entsprechende zweite durchgehende Bohrung des zweiten Bauteils eingeführt wird und zwischen den gepaarten Kontakten (14d) in Eingriff kommt.

2. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder nach Anspruch 1, wobei das erste Bauteil (11) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist.

3. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder nach Anspruch 2, ferner mit einem dritten Bauteil (10) aus isolierendem Material mit mehreren Führungsbohrungen (10a), die den Koaxialkabeln (18) entsprechen und mit den durchgehenden Bohrungen (11a) des ersten Bauteils (11) entsprechend ausgerichtet sind, so daß die Stifte (17) der Koaxialkabel durch die Führungsbohrungen in die zylindrischen Hohlstrukturen (14) einsetzbar sind.

4. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das erste Bauteil (11) mit einer oder mehreren Aussparungen (11b) benachbart zum Umfang jeder zugehörigen durchgehenden Bohrung ausgebildet ist und jede zylindrische Rohlstruktur (14) mit einem oder mehreren Vorsprüngen zum Eingriff mit der einen bzw. mehreren Aussparungen versehen ist.

5. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder nach Anspruch 4, wobei jede zylindrische Hohlstruktur (14) mit mehreren elastischen Abschnitten (14) ausgebildet ist, die von deren Umfang nach außen gebogen sind, wobei die nach außen gebogenen elastischen Abschnitte zum Einwärtsbiegen ausreichend flexibel sind, so daß die zylindrische Hohlstruktur durch eine entsprechende durchgehende Bohrung (11a) des ersten Bauteils (11) hindurchgedrückt werden kann und in die ursprüngliche Position zurückspringt, um die Struktur positioniert zu halten, wenn die Vorsprünge der zylindrischen Struktur (14) mit den Aussparungen (11b) in Eingriff stehen.

6. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Bauteil (12) mit mehreren ersten benachbarten Vorsprüngen (12a) versehen ist, durch die sich die zweiten durchgehenden Bohrungen des zweiten Bauteils (12) entsprechend erstrecken, und mit mehreren zweiten benachbarten Vorsprüngen (12b) , in denen die Aussparungen entsprechend ausgebildet sind, und wobei jeder der ersten benachbarten Vorsprünge zwischen den Kontakten (14d) jedes Paares angeordnet ist, um den dazwischenliegenden Abstand zu definieren bevor ein Massestift (15G) durch die gepaarten Kontakte eingeführt wird.

7. Koaxialer Stiftgruppensteckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede zylindrische Struktur (14) aus einem Ausschnitt aus einem Metallrohblech geformt und zu einem Zylinder gerollt ist.