JP2014060144A - 高速の電気コンタクトアッセンブリ - Google Patents

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
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Abstract

【課題】高密度の用途向けに、より優れた信号品位で高いデータスピードに対応することができ、サイズも縮小されたコンタクトアッセンブリを提供する。
【解決手段】コンタクトアッセンブリ１００，は、外部周囲を形成する導電性のある外装体１１０と、外装体１１０に収容可能な絶縁性のある挿入体１２０とを備える。挿入体１２０は、第1の接触子１３０および第2の接触子１３２を離隔した配置で支持する。挿入体１２０は、導体と外装体１１０の外部周囲との間で導体を取り囲む領域を含み、導体と、挿入体１２０の領域によって画定された外装体１１０の外部周囲との間の距離は、実質的に一定である。
【選択図】図１Ａ

Description

関連出願
本出願は、2011年5月11日出願で現在係属中の、High Speed Electrical Contact Assemblyという名称の共同所有された米国特許出願第13/105,447号と関連し得て、その内容が参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、高速データ転送に対応する、電気性能が改善された電気コンタクトアッセンブリに関する。
現行の接続システムは、ますますより高い信頼性およびデータスピードの伝送を必要とする。例えば、現行の接続システムは、IEEE 802.3などの基準を満たす必要がある。IEEE 802.3(イーサネット（登録商標）に関する規格集)は、最も一般的なコンピュータ間のデータ通信方法の1つである。しかし、高速では、導体間のクロストーク干渉によって信号が劣化する。特に信号が劣化するのは、導体をツイストせずに、ピンまたはソケットなどのコネクタに対して終端処理する場合である。また、現行の接続システムの設計は、ハウジングが丸形であることによって信号品位に悪影響があり、電気性能が低下する。さらに、現行の接続システムの設計は大抵の場合大きく、したがって付属配線の密度が制限される。
したがって、高密度の用途向けに、より優れた信号品位で高いデータスピードに対応することができ、サイズも縮小されたコンタクトアッセンブリが必要とされている。
本発明は、一般に、外部周囲を形成する導電性のある外装体と、外装体に収容可能な絶縁性のある挿入体とを備えるコンタクトアッセンブリを提供する。挿入体は、第1の接触子および第2の接触子を離隔された配置で支持する。挿入体は、導体と外装体の外部周囲との間で導体を取り囲む領域を含み、導体と、挿入体の領域によって画定された外装体の外部周囲との間の距離は、実質的に一定である。
本発明は、外部周囲を形成する導電性のある外装体と、外装体に収容可能な絶縁性の挿入体とを備えるコンタクトアッセンブリも提供することができる。挿入体は、インターフェース末端と、インターフェース末端の反対側のケーブル終端とを含む。挿入体は、第1の接触子および第2の接触子を離隔された配置で支持する。挿入体は、導体と外装体の外部周囲との間で導体を取り囲む領域を含む。絶縁体は、挿入体のケーブル終端に隣接した外装体に収容される。絶縁体は、第1の接触子の端子終端を受容する第1の通路および第2の接触子の端子終端を受容する第2の通路をそれぞれ含み、導体と、挿入体の領域によって画定された外装体の外部周囲との間の距離は、実質的に一定である。
本発明の他の目的、利点および顕著な特徴が、以下の詳細な説明から明らかになるはずであり、これらは、添付図面と併せて本発明の好ましい実施形態を開示する。
本発明のより十分な評価および付随する利点の多くは、添付図面に関連して考慮すれば、以下の詳細な説明を参照することによって一層よく理解されるので、容易に得られるであろう。
本発明の例示的実施形態によるソケットコンタクトアッセンブリの分解斜視図である。 本発明の例示的実施形態によるピンコンタクトアッセンブリの分解斜視図である。 図1Aに示されたソケットコンタクトアッセンブリの挿入体の斜視図である。 図1Bに示されたピンコンタクトアッセンブリの挿入体の斜視図である。 図1Aに示されたソケットコンタクトアッセンブリの断面図である。 図1Bに示されたピンコンタクトアッセンブリの断面図である。 図1Aに示されたソケットコンタクトアッセンブリの端面図である。 図1Bに示されたピンコンタクトアッセンブリの端面図である。
図1A、図1B、図2A、図2B、図3A、図3B、図4A、および図4Bを参照して、本発明は、縮小されたサイズおよびプロファイルで、クロストークが低減し、信号品位が向上するコンタクトアッセンブリに関する。コンタクトアッセンブリは、ソケットコンタクトアッセンブリ100(図1A、図2A、図3A、および図4A)およびピンコンタクトアッセンブリ100'(図1B、図2B、図3B、および図4B)の両方に関連する。
本発明のコンタクトアッセンブリは、一般に、外装体110(図1A)および110'(図1B)と、前記外装体110および110'に収容された挿入体120(図1A)および120'(図1B)と、前記挿入体120および120'で支持された第1の接触子130(図1A)および130'(図1B)ならびに第2の接触子132(図1A)および132'(図1B)とを含む。接触子は好ましくは1対の差動信号接触子である。本発明の挿入体は、接触子と外装体との間の距離が、接触子のまわりの全域にわたって一定または均一であるように、第1の接触子および第2の接触子を外装体に対して支持する。これは、外装体と接触子との間の距離が不揃いな、または一貫していない、円形の本体などの従来の設計とは異なる。差動の接点対の断面形状が不均衡であると、より大きなキャパシタンスをもたらし、コンタクトアッセンブリの全体にわたって減衰が強くなる可能性がある。また、従来のコンタクトアッセンブリの外部ハウジングが丸形であることにより、コンタクトアッセンブリの内部で空間が浪費されてコンタクトアッセンブリのサイズが大きくなり、したがって所与のコネクタに設置することができる接触子の量が制限される。したがって、本発明のコンタクトアッセンブリが楕円形または類似の形状であることにより、コネクタのコンタクトアッセンブリを高密度にすることが可能になり、縮小されたサイズのコンタクトアッセンブリを提供する。
外装体110および110'は、挿入体120および120'を収容するように中空であり、組立体に対する接地を形成するために、好ましくは導電材料で形成される。外装体110および110'は、ケーブルを終端させるための終端112(図3A)および112'(図3B)と、嵌合するコンタクトアッセンブリと係合するための反対端114(図3A)および114'(図3B)とを有する。外装体110および110'の少なくとも1つの表面上には、挿入体が挿入されるとき、挿入体と結合するための凸縁116(図1A)および116'(図1B)などの1つまたは複数の係合部材が含まれてよい。凸縁116および116'は、挿入体をキャッチするために、好ましくは外装体に対して内側へ延在する。ピンコンタクトアッセンブリ100'の外装体110'は、好ましくは、ソケットコンタクトアッセンブリ100のインターフェース末端114(図3A)に挿入するために、図3Bで最もよく見られるように、外装体110'の縮小された部分118'を形成するステップダウン117'を含む。外装体110および110'の終端には、挿入体をその中に保持するために、止め具136(図4A)および136'(図4B)が設けられてよい。
挿入体120(図2A)および120'(図2B)は、好ましくは、第1の接触子130および130'と第2の接触子132および132'とを離隔した配置で支持するように、これらの接触子を覆ってインサート成形される絶縁性材料で製作される。挿入体は、液晶ポリマーなどの絶縁性材料で形成されてよい。挿入体は、ケーブル終端122(図3A)および122'(図3B)および反対側のインターフェース末端124(図3A)および124'(図3B)を有する。挿入体は、外装体110および110'の凸縁116および116'に対応してこれらと係合する切込み126(図2A)および126'(図2B)などの1つまたは複数の係合部材を含んでよい。
図2A、図2B、図4Aおよび図4Bで最もよく見られるように、挿入体120および120'は、第1の接触子130および130'ならびに第2の接触子132および132'のまわりに領域128(図2A)および128'(図2B)を形成し、同領域は、好ましくは楕円形の断面形状または丸みの付いた終端もしくはコーナーを有する長方形などの他の類似の形状を有し、この形状が、接触子と、外装体によって接触子のまわりの全域にわたって形成された外部周囲134および134'との間に、一定の距離Dをもたらす。同様に、外装体110および110'は、好ましくは、図4Aおよび図4Bに見られるように、挿入体と一致する断面形状を有する。高速の電気信号伝送路の内部では、幾何学的境界条件(接地外装体)が変化する度に回路の信号速度が変化するので、信号速度に対して形状に基づく固有の関係が存在する。これらの変化がより小さく、より制御されると、信号は、より速く進むことができ、「よりクリーンに」保たれ、したがって正確に解釈するのがより容易になる。このことは、本発明の外装体および挿入体の、楕円形の断面形状または他の類似の形状によってもたらされる。それと対照的に、従来の接触体は断面形状が一般的には円形であり、したがって接触子のまわりの全域にわたって外装体から接触子への距離が一貫しない。第1の接触子130および130'と第2の接触子132および132'との間の距離も、好ましくは、これらの接触子と外装体の外部周囲134および134'との間の距離Dと同様である。ピンコンタクトアッセンブリ100'の挿入体120'は、図3Bで最もよく見られるように、外装体110'のステップダウン117'に対応するステップダウン部分127'も含んでよい。
図1A、図2A、図3A、および図4Aに見られるように、ソケットコンタクトアッセンブリ100の第1の接触子130および第2の接触子132のそれぞれが、ケーブルを終端させるように構成された端子終端150と、ピンコンタクトアッセンブリ100'の接触子130'および132'と嵌合するように適合された反対側の接触端152とを含む。端子終端150は、挿入体120のケーブル末端122を通って延在し、接触端152は、挿入体120のインターフェース末端124を通って延在する。ピンコンタクトアッセンブリ100'と係合するために、外装体110の終端114と接触子130および132の接触端152との間に、嵌合領域154が形成される。
ピンコンタクトアッセンブリ100'の接触子130'および132'は、ソケットコンタクトアッセンブリ100の接触子に類似して、図1B、図2B、図3B、および図4Bで最もよく見られるように、ケーブルに対して終端処理するように適合された端子終端150'と、反対側の接触端152'とを含む。端子終端150'は、挿入体120'のケーブル末端122'を通って延在する。接触子の反対側の接触端152'は、図3Bで最もよく見られるように、挿入体120のインターフェース末端124'に配置された第1の嵌合領域154'および第2の嵌合領域156'の中にそれぞれ延在する。
図1A、図1B、図3A、および図3Bに見られるように、ソケットコンタクトアッセンブリ100およびピンコンタクトアッセンブリ100'には、挿入体120および120'とケーブルに対する終端との間に接触子の端子終端150および150'を支持する絶縁体160(図3A)および160'(図3B)が含まれてよい。絶縁体160および160'は、第1の接触子130および130'の端子終端150および150'を収容する第1の通路162(図3A)および162'(図3B)と、第2の接触子132および132'の端子終端150および150'を収容する第2の通路164および164'とを含む。絶縁体160および160'を設けることにより、第1の接触子130および130'ならびに第2の接触子132および132'の信号品位が、挿入体120および120'からケーブルへと保たれる。絶縁体により、剛体のコンタクトアッセンブリから集合ケーブルの制御された可撓性への移行がより制御され、また、接触子の中で適切に終端処理されない可能性がある弛み線ストランド(loose wire strand)、または組立て中に生じ得る(could be picked up)FOD(異物損傷)で接触子が短絡されるリスクの低減が支援される。絶縁体160および160'は、接触子との組立てを容易にするために、好ましくは同一の2つの二分割体166および166'で形成される。また、当技術分野で周知のように、ケーブルを圧着するために、好ましくはケーブル末端112および112'に圧着口金(crimp ferrule)170および170'が与えられる。
以下の組立てステップは、ソケットコンタクトアッセンブリ100およびピンコンタクトアッセンブリ100'の両方に適応する。本発明のコンタクトアッセンブリを組み立てるために、ケーブルの外側ジャケットが、ケーブルのシールド編組(shield braid)を露出するように所定の長さにわたって取り除かれ、圧着口金170および170'がシールド編組の上のケーブル上にスライドされ、ケーブルの内部電線が適切な長さに調節され、ケーブルの中心導体を露出するために、所定の長さの絶縁体が内部電線から取り除かれ、挿入体120および120'の接触子の端子終端150および150'のそれぞれが、ケーブルの中心導体に対して(製品番号および設計に基づいて、はんだまたは圧着終端方法のいずれかを用いて)終端処理され、終端処理された接触端150および150'ならびにケーブルワイヤを覆って絶縁体160および160'が導入され、ケーブルを終端させた接触子を有する挿入体120および120'ならびに絶縁体160および160'は、挿入体の切込み126および126'が凸縁116および116'にキャッチされてその間にスナップイン係合するまで、外装体110および110'の中にスライドされ、ケーブルのシールド編組は、圧着口金170および170'ならびに外装体110および110'を終端させる。
ソケットコンタクトアッセンブリ100とピンコンタクトアッセンブリ100'は、ピンコンタクトアッセンブリ110'の縮小された部分118'を、ソケットコンタクトアッセンブリ100の外装体110のインターフェース末端114の中に挿入することによって嵌合される。ピンコンタクトアッセンブリ100'の接触子130'および132'は、ソケットコンタクトアッセンブリの嵌合領域154に収容され、ソケットコンタクトアッセンブリ100の接触子130および132は、ピンコンタクトアッセンブリ100'の嵌合領域154'および156'の中に、接触子130、130'、132、および132'の接触端152と152'が、その間の電気的かつ機械的な係合ために接続するように収容される。
図1A、図1B、図4Aおよび図4Bに見られるように、ソケットコンタクトアッセンブリ100の外装体110およびピンコンタクトアッセンブリ100'の外装体110'は、主コネクタと係合してその中にコンタクトアッセンブリが保持されるように、1つまたは複数の外側に延在するタブ190および190'を備えてよい。
本発明を説明するために特定の実施形態が選択されているが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更形態および修正形態がそこで作製され得ることが当業者には理解されよう。例えば、コンタクトアッセンブリは、2対の導体向けに設計されているが、1対以上の導体を含む任意数の接触子を受容するように設計されてよい。
100 ソケットコンタクトアッセンブリ100
100' ピンコンタクトアッセンブリ100
110 外装体
110' 外装体
112 終端
112' 終端
114 反対端
114' 反対端
116 凸縁
116' 凸縁
117' ステップダウン
118' ピンコンタクトアッセンブリの縮小された部分
120 挿入体
120' 挿入体
122 ケーブル末端
122' ケーブル末端
124 インターフェース末端
124' インターフェース末端
126 切込み
126' 切込み
128 領域
128' 領域
130 第1の接触子
130' 第1の接触子
132 第2の接触子
132' 第2の接触子
134 外装体の外部周囲
134' 外装体の外部周囲
136 止め具
136' 止め具
150 接触子の端子終端
150' 接触子の端子終端
152 接触端
152' 接触端
154 嵌合領域
154' 第1の嵌合領域
156' 第2の嵌合領域
160 絶縁体
160' 絶縁体
162 第1の通路
162' 第1の通路
164 第2の通路
164' 第2の通路
166 絶縁体の二分割体
166' 絶縁体の二分割体
170 圧着口金
170' 圧着口金
190 タブ
190' タブ

Claims (22)

  1. 外部周囲を形成する導電性のある外装体と、
    前記外装体内に収容可能な絶縁性のある挿入体であって、第1の接触子及び第2の接触子を離隔された配置で支持すると共に導体と前記外装体の前記外部周囲との間で前記導体を取り囲む領域を含む挿入体と、
    を備えるコンタクトアッセンブリであって、
    前記導体と、前記挿入体の前記領域によって画定された前記外装体の前記外部周囲との間の距離が、実質的に一定であるコンタクトアッセンブリ。
  2. 前記挿入体および前記外装体のそれぞれが、実質的に楕円形の断面形状を有する、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  3. 前記挿入体がインターフェース末端を有し、前記第1の接触子および前記第2の接触子が別のコンタクトアッセンブリと嵌合するように前記インターフェース末端を通って延在し、
    前記挿入体が前記インターフェース末端の反対側にケーブル末端を有し、前記ケーブル末端がケーブルを終端させるように構成されている、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  4. 前記第1の接触子および前記第2の接触子のそれぞれが、ケーブルを終端させるための端子終端と、嵌合接触子と係合するための接触端と、を有する、請求項3に記載のコンタクトアッセンブリ。
  5. 前記挿入体が液晶ポリマーで形成される、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  6. 前記挿入体が、前記第1の接触子および前記第2の接触子を覆ってインサート成形される、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  7. 前記挿入体および前記外装体が、対応する係合部材を含む、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  8. 前記係合部材がスナップ係合を形成する、請求項7に記載のコンタクトアッセンブリ。
  9. インターフェース体が、ソケットインターフェース末端を有し、前記第1の接触子および前記第2の接触子の接触端は、ピンインターフェースと係合するために、前記接触端と前記外装体との間に嵌合領域が形成されるように前記ソケットインターフェース末端を通って延在する、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  10. 前記インターフェース体が、ソケットインターフェースと係合するための、前記第1の接触子の接触端を収容する第1の嵌合領域および前記第2の接触子の接触端を収容する第2の嵌合領域をそれぞれ含むピンインターフェース末端を有する、請求項1に記載のコンタクトアッセンブリ。
  11. 前記外装体および前記挿入体が、ステップダウン部を含むことにより、前記ピンインターフェース末端において前記外装体および前記挿入体の縮小された部分を形成する、請求項10に記載のコンタクトアッセンブリ。
  12. 外部周囲を形成する導電性のある外装体と、
    前記外装体に収容可能な絶縁性のある挿入体であって、インターフェース末端と前記インターフェース末端の反対側のケーブル終端とを含み、第1の接触子および第2の接触子を離隔した配置で支持すると共に導体と前記外装体の前記外部周囲との間で前記導体を取り囲む領域を含む挿入体と、
    前記挿入体の前記ケーブル終端に隣接した前記外装体に収容される絶縁体であって、前記第1の接触子の端子終端を受容する第1の通路および前記第2の接触子の端子終端を受容する第2の通路をそれぞれ含む絶縁体と、
    を備え、
    前記導体と、前記挿入体の前記領域によって画定された前記外装体の前記外部周囲との間の距離が、実質的に一定であるコンタクトアッセンブリ。
  13. 前記絶縁体が、同一の第1および第2の二分割体を含む、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  14. 前記第1の接触子および前記第2の接触子が、ケーブルを終端するための、前記接触子終端の反対側の端子終端を含む、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  15. 前記外装体の中に配置された圧着口金であって、前記絶縁体を、前記挿入体の前記ケーブル終端との間に挟むような圧着口金をさらに備える、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  16. 前記挿入体が液晶ポリマーで形成される、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  17. 前記挿入体が、前記第1の接触子および前記第2の接触子を覆ってインサート成形される、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  18. 前記挿入体および前記外装体が、対応する係合部材を含む、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  19. 前記係合部材がスナップ係合を形成する、請求項18に記載のコンタクトアッセンブリ。
  20. 前記インターフェース体が、ソケットインターフェース末端を有し、前記第1の接触子および前記第2の接触子の接触端が、ピンインターフェースと係合するために、前記接触端と前記外装体との間に嵌合領域が形成されるように前記ソケットインターフェース末端を通って延在する、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  21. 前記インターフェース体が、ソケットインターフェースと係合するための、前記第1の接触子の接触端を収容する第1の嵌合領域および前記第2の接触子の接触端を収容する第2の嵌合領域をそれぞれ含むピンインターフェース末端を有する、請求項12に記載のコンタクトアッセンブリ。
  22. 前記外装体および前記挿入体が、ステップダウン部を含むことにより、前記ピンインターフェース末端において前記外装体および前記挿入体の縮小された部分を形成する、請求項21に記載のコンタクトアッセンブリ。
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