JP2011513896A - 電気成端装置 - Google Patents
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Abstract
電気成端装置は、導電性遮蔽要素、遮蔽要素の内部に配置される絶縁体、及び絶縁体によって遮蔽要素の内部に支持されこれから電気的に絶縁される1つ以上の電気接触子を含む。絶縁体は、絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向しかつ保持するように構成される1つ以上の第1のキーイング要素を含む。1つ以上の第1のキーイング要素は、1つ以上の電気接触子及び絶縁体が正しく組み立てられた構成であるときに1つ以上の電気接触子が絶縁体内で回転するのを防ぎ、かつ、1つ以上の電気接触子が絶縁体内に不適切に配向されたときに絶縁体のアセンブリが導電性遮蔽要素内に入るのを防ぐように、構成され得る。電気成端装置は、電気コネクタ内に含まれ得る。
Description
本発明は、高速電気コネクタに関する。具体的に、本発明は、高信号線密度及び信号線のための遮蔽制御インピーダンス(SCI)を促進するために、これらの高速電気コネクタで使用され得る電気成端装置に関する。
集積回路を他の回路基板、ケーブル又は電子装置に相互接続することは当該技術分野において知られている。通常、特に信号線密度が比較的低い場合、また、相互接続部又はプリント基板の導体を通した信号伝搬に必要な時間の長さと比較して回路開閉速度(エッジ率又は信号立ち上がり時間とも呼ばれる)が遅い場合、かかる相互接続部の形成は困難ではない。相互接続部の寸法及び回路開閉速度の両方に対するユーザの要求がより高くなった場合、物理的寸法及び電気的性能の両方の観点で十分に機能し得る相互接続部の設計及び製造はより困難になってきている。
高速回路、すなわち少なくとも5GHzの伝送周波数の回路に必要なインピーダンス制御を提供するコネクタが開発されている。これらのコネクタの多くは有用であるが、当該技術分野においては、信号整合性を十分に制御するために、精密制御された電気的特性を有する、より高い信号線密度を有するコネクタ設計が依然として必要とされている。
一態様では、本発明は、導電性遮蔽要素、遮蔽要素の内部に配置される絶縁体、及び1つ以上の電気接触子を含む、電気成端装置を提供する。1つ以上の電気接触子が、絶縁体によって、遮蔽要素の内部で支持され及びこれから電気的に絶縁され、かつ遮蔽要素の前方端部及び後方端部を通して電気的接続をつくるために構成される。絶縁体は、絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向しかつ保持するために構成される1つ以上の第1のキーイング要素を含む
別の態様では、本発明は電気ケーブル、1つ以上の電気接触子、1つ以上の電気接触子の周囲に配置される絶縁体、及び導電性遮蔽要素を含む、電気コネクタを提供する。電気ケーブルは、1つ以上の導体及び1つ以上の導体を囲む接地シールドを含む。1つ以上の電気接触子が、1つ以上の伝導体に接続される。導電性遮蔽要素は、絶縁体の周囲に配置されて、接地シールドに接続される。絶縁体は、絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向しかつ保持するために構成される1つ以上の第1のキーイング要素を含む。
別の態様では、本発明は電気ケーブル、1つ以上の電気接触子、1つ以上の電気接触子の周囲に配置される絶縁体、及び導電性遮蔽要素を含む、電気コネクタを提供する。電気ケーブルは、1つ以上の導体及び1つ以上の導体を囲む接地シールドを含む。1つ以上の電気接触子が、1つ以上の伝導体に接続される。導電性遮蔽要素は、絶縁体の周囲に配置されて、接地シールドに接続される。絶縁体は、絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向しかつ保持するために構成される1つ以上の第1のキーイング要素を含む。
別の態様では、本発明は、絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向及び保持するため並びに1つ以上の電気接触子が絶縁体内で誤って配向されたときに絶縁体のアセンブリが導電性遮蔽要素内に入るのを防ぐために構成される、1つ以上の第1のキーイング要素を有する絶縁体を提供する。1つ以上の第1のキーイング要素は、1つ以上の電気接触子及び絶縁体が正しく組み立てられた構成であるときに1つ以上の電気接触子が絶縁体内で回転するのを防ぐように構成され得る。
本発明の上記の「課題を解決するための手段」は、本発明が開示するそれぞれの実施形態又は全ての実施例を説明することを意図したものではない。以下の図面及び発明を実施するための形態により、例証的な実施形態を更に具体的に例示する。
以下に、好ましい実施形態について詳しく説明する中で、その一部をなす添付の図面を参照する。添付の図面は、実例として、本発明を実施することができる具体的な実施形態を示す。他の実施形態を使用してもよく、また本発明の範囲から逸脱することなく構造上又は論理上の変更をなしてもよいことが理解されるものである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、また、本発明の範囲は、添付特許請求の範囲によって定義される。
図1〜5は、本発明の態様による、電気成端装置12の代表的な実施形態を例示する。図1は、電気ケーブル20と共に使用される代表的な電気成端装置12の分解図を示し、一方で、図2〜5は、本発明の態様による電気成端装置の個別の構成要素の詳細図を提供する。電気成端装置12は、長手方向の導電性遮蔽要素40、絶縁体42、及び単一の電気接触子44を含む。絶縁体42は、電気接触子44を導電性遮蔽要素40から絶縁する。
図1及び2A〜2Dを参照すると、導電性遮蔽要素40は、前方端部46、後方端部48、及び非円形横断面を画定する側面50a〜50d(本明細書では「側面50」と総称される)を有する。例示される実施形態は、実質的に正方形の横断面を画定する4つの側面50を含むが、遮蔽要素40は、他のほぼ矩形又は非円形の横断面を画定する、他の数の側面を有してもよい。他の実施形態では、遮蔽要素40は、概ね曲線状の(例えば、円形)の横断面を有してもよい。例示したように、遮蔽要素40は、対向する表面50a及び50cに配置された、横方向に突出する弾性接地接触ビーム52を含む。その他の実施形態において、遮蔽要素40は、1つの接地接触ビーム52のみを含む。ラッチ部材54は、少なくとも1つの側面50から延在する。ラッチ部材54は成端装置12を保持器に保持するために構成される、又はオーガナイザープレート(図示せず)は複数の電気成端装置を受容、固定及び管理するために構成される。一実施形態では、ラッチ部材54は、個々の電気成端装置及びケーブルアセンブリを取り換える、又は修理する目的のために、電気成端装置12が、保持装置又はオーガナイザープレートから引き抜かれ得るように、取り付けられた電気ケーブル20を破壊するために必要な力より小さな力で屈する(すなわち、変形する)ように設計される。図1に図示した実施形態では、ラッチ部材54は、接地接触ビーム52の1つとしての異なる側面50d上に示されている。しかし、他の実施形態では、ラッチ部材54は、追加的に又は代替手段として、接地接触ビーム52を含む遮蔽要素40の側面50上に配置することができる(図2A〜2D)。遮蔽要素40は、遮蔽要素40の後方端部48から横に延出したツメ60の形態のキーイング部材を更に含むことができる。ツメ60は、電気成端装置12が正しい既定の配向で保持装置又はオーガナイザープレート内に確実に挿入されるように構成される。電気成端装置12が、保持装置又はオーガナイザープレートの内部で適切に配向されない場合、電気成端装置12は、完全に挿入することができない。一実施形態では、タブ60は(例えば、用具を使用することにより、又は挿入方向に過剰な力を適用することにより)変形可能であり、及び、歪みをとり、損傷した又は欠陥のある構成要素を取りか又は修理することができるように、損傷した又は欠陥のある電気成端装置12を、保持装置又はオーガナイザープレートを通して完全に押すことを可能にすることがある。図は、遮蔽要素40が接地接触ビーム52を含むことを示すが、接触ビーム52の代わりにヘルツバンプのような他の接触要素構造を使用することは、本発明の範囲内である。
ここで図1から図3A〜3Iを参照すると、本発明の一態様による絶縁体42は、前方端部46に隣接して遮蔽要素40内に配置される第1の絶縁部材70と、後方端部48に隣接して遮蔽要素40内に配置される第2の絶縁部材72とを含む。第1及び第2の絶縁部材70、72は、絶縁体42に構造的支持を提供するために構成される。この実施形態では、第1及び第2の絶縁部材70、72を互いに正しく位置づけて隙間を与えるスペーサバー74が提供される。第1及び第2の絶縁部材70、72並びにスペーサバー74は、電気接触子44が遮蔽要素40の縦軸に対して実質的に平行に置かれるように、電気接触子44を受容するように形作られ、遮蔽要素40に摺動自在に挿入するように構成される。第1及び第2の絶縁部材70、72並びにスペーサバー74は、電気接触子44が絶縁体42内に挿入される間に電気接触子44を案内するように構成される。この構成では、電気成端装置12が同軸電気成端装置として作用し得ることによって、電気接触子44が例えば単一の同軸ケーブルに接続され得る。
別の実施形態では、2つの電気接触子44が遮蔽要素40の縦軸に対して実質的に平行に置かれるように、1つ以上のスペーサバー74は2つの電気接触子44を受容するように形作られ、遮蔽要素40内に摺動自在に挿入できるように構成される。1つ以上のスペーサバー74は、それらが絶縁体42に挿入される間に2つの電気接触子44を案内するように構成される。この構成では、電気成端装置12が二軸電気成端装置として作用し得ることによって、2つの電気接触子44が例えば単一の二軸ケーブルに接続され得る。
絶縁体42は、絶縁体42内に電気接触子44を配向及び保持するために構成される第1のキーイング要素76を更に含む。一態様では、絶縁体42内に電気接触子44を保持することは、電気接触子44の縦軸に実質的に平行な方向への電気接触子44の実質的な動きを防ぐ。一実施形態では、電気接触子44は、電気接触子44及び絶縁体42が正しく組み立てられた構成のときに第1のキーイング要素76と係合するように構成された第2のキーイング要素78を含む。第1のキーイング要素76は、電気接触子44及び絶縁体42が正しく組み立てられた構成にあるときに電気接触子44が絶縁体42内で回転するのを防ぐように構成され得る。
好ましい実施形態において、電気成端装置12の有効誘電率が低下するように、1つ以上の電気接触子44の周囲の主絶縁材料が空気となるようにスペーサバー74及び第1のキーイング要素76が1つ以上の電気接触子44及び遮蔽要素40に対して形作られ、位置づけられて、電気成端装置及びケーブルアセンブリの特性インピーダンスが所望の標的値(例えば50オーム)近くに低下する。
図1に図示する実施形態では、第1のキーイング要素76は絶縁部材70から延出しており(図3Dで最もよく見える)、弾力的ビーム80と、弾力的ビーム80の一端に配置された雄型のキー部分82とを含む。図5で最もよく見えるように、雄型キー部分82は電気接触子44の第2のキーイング要素78の雌型キー部分84と係合して、絶縁体42内に電気接触子44を適切に配置、配向及び保持する。電気接触子44が絶縁体42内に挿入されるにつれ、弾力的ビーム80を伴う第1のキーイング要素76及び雄型キー部分82は、雌型キー部分84と係合するまで外向きに(電気接触子44から離れるように)屈折する。有利なことに、電気接触子44が絶縁体42内に不正確に配向された又は不適切に組み立てられた場合(すなわち、雄型キー部分82が雌型キー部分84と整合又は係合されないように)、絶縁体42は遮蔽要素40内にフィットしないように雄型キー部分82の存在によって第1のキーイング要素が外向きに屈折したまま維持されるので、不適切な組み立ての電気成端装置12の据付け及び使用が防がれる。図1の実施形態では、第1のキーイング要素76は雄型キー部分82を含み、第2のキーイング要素78は雄型キー部分82を受容するように構成された雌型キー部分84を含むが、他の実施形態では、接触子44の適切な配置、配向及び保持、並びにその回転の予防は、第1のキーイング要素76及び第2のキーイング要素78の代替実施形態によって達成され得る。例えば、第2のキーイング要素78は雄型キー部分を含むことができ、第1のキーイング要素76は、雄型キー部分を受容するように構成された雌型キー部分を含むことができる別の例では、第1のキーイング要素76と第2のキーイング要素78は、例えば雄型及び雌型の特徴を両方含む相互のキー部分を含むことができる。別の実施形態では、絶縁体42は、絶縁体42内に1つ以上の電気接触子44を配向及び保持するように構成された2つ以上の第1のキーイング要素76を含むことができる。別の実施形態では、絶縁体42の第1のキーイング要素76は、絶縁体42の絶縁部材70と絶縁部材72との間に渡る弾力的ビーム80を含むことができる。
なお図1及び図3A〜3Iを参照すると、絶縁体42は前方端部94、後方端部96、及び非円形の形状を画定する外側表面98a〜98d(本明細書では、「外側表面98」と総称される)を有する。例示される実施形態は、実質的に正方形の形状を画定する外側表面98を含むが、絶縁体42は、ほぼ矩形、非円形、又は曲線状(例えば、円形)の形状を含む、他の好適な形状を画定する外側表面98を有してもよい。
絶縁体42は、例えば高分子材料などの任意の好適な材料から、例えば射出成形、機械加工などの任意の好適な方法によって形成することができる。
一実施形態では、絶縁体42及び1つ以上の第1のキーイング要素76はモノリシックであることができる。例えば、絶縁体42及び第1のキーイング要素76はモノリシック構造として射出成形できる。別の実施形態では、絶縁材42及び1つ以上の第1のキーイング要素76は、スナップ嵌め、摩擦嵌め、機械的クランプ及び接着剤を含む(ただし限定せず)任意の好適な方法又は構造によって組み立てられる別々の要素を有することができる。例えば、絶縁材42を射出成形し、1つ以上の第1のキーイング要素76を機械加工して押し嵌めることによって絶縁体42を組み立てることができる。
一実施形態では、電気成端装置12は、電気ケーブル20の伝導体90が電気接触子44に取り付けられ、電気ケーブル20の接地シールド92が、はんだ付けのような従来的な手段を用いて電気成端装置12の遮蔽要素40に取り付けられるように、電気ケーブル20の成端用に構成される。本発明の一態様において使用される電気ケーブルの種類は、単線ケーブル(例えば、単一同軸若しくは単一二軸)又は複線ケーブル(例えば、複数同軸、複数二軸若しくは撚り対線)とすることができる。一実施形態では、1つ以上の電気接触子44を電気ケーブル20の1つ以上の伝導体90に取り付ける前に、接地シールド92ははんだ浸漬プロセスによって強化される。1つ以上の電気接触子44が1つ以上の導電体90に取り付けられた後、1つ以上の電気接触子44が摺動自在に絶縁体42に挿入される。電気ケーブル20及び絶縁体42の準備された端は、1つ以上の電気接触子44が絶縁体42の前方端部94に完全に座する前に、堅固化された接地遮蔽92が絶縁体42の後方端部96を支えるように構成される。したがって、絶縁体42(内部に1つ以上の電気接触子44を有する)が次に遮蔽要素40内に摺動自在に挿入されるとき、堅固化された接地遮蔽92は絶縁体42を遮蔽要素40内に押し入れるように作用し、1つ以上の電気接触44が挿入方向で絶縁体42に対して押されるのが防がれる。この様式では、1つ以上の電気接触子44は、1つ以上の電気接触子44とヘッダの適切な接続を妨げ得る、遮蔽要素40に絶縁体42を挿入している間に適用される力に対する反応により、電気ケーブル20内に押し戻されることを防ぐ。一実施形態では、図5に図示するように、電気接触子44にいったん取り付けられた電気ケーブル20の導体90は、電気接触子44の第2のキーイング要素78の雌型キー部分84に付加的構造を提供して、絶縁体42内の電気接触子44の保持を助ける。
一実施形態では、電気成端装置12は2つの電気接触子44を含み、2つの導体90を含む電気ケーブル20の成端のために構成される。電気ケーブル20の各導体90が電気接触子44に接続され、電気ケーブル20の接地シールド92が、はんだ付けのような従来的な手段を用いて電気成端装置12の遮蔽要素40に取り付けられるように、電気ケーブル20の成端用に構成される。本実施形態で使用される電気ケーブルの種類は、単一二軸ケーブルであってもよい。
本明細書で説明した実施形態及び実施のそれぞれにおいて、電気成端装置、及びそれらの要素の様々な構成部品は、任意の好適な材料で形成されている。材料は意図される用途によって選択され、金属及び非金属の両方を含んでもよい(例えば、ポリマー、ガラス及びセラミックスが挙げられるがこれらに限定されない非導電性材料の、いずれか1つ又はこれらの組み合わせ)。一実施形態では、絶縁体42は、例えば、射出成形、押出成形、キャスティング、機械加工などの方法によってポリマー材料から形成され、一方で導電性構成要素は、成形、キャスティング、鍛造、機械加工などの方法によって金属から形成される。材料の選択は、例を挙げれば、化学物質暴露条件、温度及び湿度条件を含む環境暴露条件、難燃性要件、材料強度及び剛性などを含むが、これらに限定されない要因に依存する。
好ましい実施形態の説明の目的のために、特定の実施形態を本明細書において例示し記述したが、同じ目的を達成すると予測される種々多様な代替及び/又は同等の実施が、本発明の範囲を逸脱することなく、図示及び説明された特定の実施形態に置き換わり得ることを、当業者は理解するであろう。機械、電気機械及び電気の分野における当業者には、本発明が非常に多種多様な実施形態で実現されうることは容易に理解されよう。本出願は、本明細書で説明された好ましい実施形態のいかなる翻案又は変形をも包含すべく意図されている。したがって、本発明が請求項及びその等価物によってのみ限定されることを、明示的に意図するものである。
Claims (10)
- 電気成端装置であって、
前方端部及び後方端部を有する導電性遮蔽要素と、
前記遮蔽要素の内部に配置され、かつ1つ以上の第1のキーイング要素を含む絶縁体と、
前記絶縁体によって、前記遮蔽要素の内部で支持されかつこれから電気的に絶縁された1つ以上の電気接触子であって、前記遮蔽要素の前記前方端部及び前記後方端部を通して電気的に接続するように構成される、1つ以上の電気接触子と、を含む電気成端装置にして、
前記1つ以上の第1のキーイング要素は、絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向しかつ保持するように構成される、電気成端装置。 - 前記1つ以上の第1のキーイング要素が、前記絶縁体の少なくとも1つの絶縁部材から延出している、請求項1に記載の電気成端装置。
- 前記1つ以上の電気接触子が、前記1つ以上の電気接触子及び前記絶縁体が正しく組み立てられた構成であるときに前記第1のキーイング要素と係合するように構成された第2のキーイング要素を含む、請求項1に記載の電気成端装置。
- 電気コネクタであって、
1つ以上の導体及び前記1つ以上の導体を囲む接地シールドを含む電気ケーブルと、
前記1つ以上の導体に接続される1つ以上の電気接触子と、
前記1つ以上の電気接触子の周囲に配置された絶縁体であって、前記絶縁体が、前記絶縁体内に前記1つ以上の電気接触子を配向及び保持するように構成された1つ以上の第1のキーイング要素を含む、絶縁体と、
前記絶縁体の周囲に配置され、前記接地シールドに接続される、導電性遮蔽要素と、を含む、電気コネクタ。 - 1つ以上の第1のキーイング要素を含む絶縁体であって、前記絶縁体内に1つ以上の電気接触子を配向及び保持するため、及び1つ以上の電気接触子が前記絶縁体内で不適切に配向されたときに前記絶縁体のアセンブリが導電性遮蔽要素内に入るのを防ぐために構成される、絶縁体。
- 前記1つ以上の第1のキーイング要素が、弾力的ビームを含む、請求項1及び5に記載の絶縁体。
- 前記弾力的ビームが、前記絶縁体の2つの絶縁部材間に渡る、請求項6に記載の絶縁体。
- 前記1つ以上の第1のキーイング要素が、前記絶縁体の少なくとも1つの絶縁部材から延出している、請求項5に記載の絶縁体。
- 前記絶縁体及び1つ以上の第1のキーイング要素が、モノリシックである、請求項5に記載の絶縁体。
- 前記1つ以上の第1のキーイング要素が、前記1つ以上の電気接触子及び前記絶縁体が正しく組み立てられた構成であるときに前記1つ以上の電気接触子が前記絶縁体内で回転するのを防ぐように構成される、請求項1及び5に記載の絶縁体。
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