JP2014500602A

JP2014500602A - 高いデータ転送速度用の差込みコネクタ

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Publication number: JP2014500602A
Application number: JP2013545048A
Authority: JP
Inventors: リントカンプマーク
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2014-01-09
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: DE102010055851A1; US9071003B2; CN103262353A; WO2012083939A3; US20130273766A1; KR20130126678A; WO2012083939A2; JP5661945B2; CN103262353B; EP2656448A2

Abstract

データセンタにおける高出力差込み接続用に、いわゆるＱＳＦＰ差込みコネクタを提案する。このＱＳＦＰ差込みコネクタは、単一構造の金属製の外側ハウジングを有し、内部に単一構造のロック装置が形成されている。このロック装置は、ロック装置に接合されたタブにより、対応して形成されているケージ状の対応プラグから解除可能である。ロック装置は、角柱案内部により、外側ハウジングの側壁に対応して構成されているスリット内で軸線方向に摺動可能に配置されている。本発明において、銅ベースの二軸式ケーブル接続において直接的な差込みのために、プリント配線板が設けられている。このプリント配線板は、外側ハウジングの内側で、この外側ハウジング内に配置されている導電体に接続されている。導電体は、ケーブル管理体により、軸線方向に方向付けられている条溝においてプリント配線板に接合するために、導電体を取り囲む固定締め具により条溝に保持される。

Description

本発明は、ロック装置と、ケーブル接続側と、差込み側とを備えた外側ハウジングから成り、外側ハウジング内に配置されているプリント配線板を備えた、対応プラグと電気的なコンタクトとを直接的に接触接続する差込みコネクタに関する。

上記、いわゆるＱＳＦＰ差込みコネクタは、高いデータレートが割り当てられた信号を、例えばイーサネットにおいて転送するために必要とされる。この構成においては、これによって得られるデータ量は、４０Ｇｂ／ｓから最高１００Ｇｂ／ｓである。この構成では、まず、１０ｍの最低長さを備えた接続のために、二軸によるパッシブなケーブル接続だけが考慮される。これにより、例えばキャビネットにあるスイッチと、データセンタ又は媒介個所における中央処理装置とが互いに接続される。

先行技術
米国特許第７４４５４８５号明細書において、高速データ通信用の差込みモジュールが公知になっている。この差込みモジュールは、種々異なる構成部材から成っていて、ロック機構を備えた、まさに手間を掛けて製造された差込みスリーブを有し、引張ストラップを介して、差込みモジュールのロックはロック解除可能である。

目的提示
したがって、本発明の根底にある目的は、まず簡単に製造されるプラグボディ及び差込みコネクタ内に挿入されかつ接続される導電体の比較的簡単な取扱いを提示することである。

上記目的は、単一構造の外側ハウジングに、単一構造のホルダフレームと、単一構造のロック装置とが配置されていて、このロック装置には、ロック解除タブが接合されており、ロック装置は、角柱案内部を介して、スリットの内側で整合してかつ外側ハウジングの相対する側壁において両側で、軸線方向に摺動可能に案内されており、ホルダフレームがケーブル管理体として、複数の個別導体の保持のために設けられていて、かつケーブル全体の固定のためにケーブル取付部を有し、ホルダフレームは、複数の単心線が挿入されている長手方向条溝を有することにより達成される。

本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

本発明は、１０〜１００ギガビット−イーサネットの領域において使用される差込みコネクタである。上記差込みコネクタは、極めて細身に構成されていて、転送媒体として、ガラスファイバや銅ワイヤも設けられている。パッシブな銅線路は、同様にこの領域において使用される導光体のバリエーションとは異なり、低電力消費という利点を有する。上記いわゆるＱＳＦＰ差込みコネクタの差込み側（ＱＳＦＰ＝ＱｕａｄＳｍａｌｌＦｏｒｍｆａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）は、差込み可能なプリント配線板を有し、このプリント配線板において、最高３８個の導電体を、プリント配線板の上側及び下側に接続することができ、かつ０．６ｍｍ幅のろう接面を備えた０．８ｍｍの導体路間隔において、ろう接することができる。

差込みコネクタハウジングは、金属により被覆されていて、ロック機構を備えている。このロック機構は、ケーブル接続側に設けられている引張ストラップにより操作することができる。いわゆるケージ、つまり遮断する、ケージ状の対応プラグ内に上記差込みコネクタが差し込まれる。対応プラグは、通常、やはりスイッチ、ルータ又はブスアダプタのためのハウジングの内側で、つまりイーサネットの領域の装備において、プリント配線板に直接的に構成される。この構成において差込みコネクタは、対応するハウジングの、相並んで配置されている開口に押込み可能であり、そこで即座に自動ロックされる。

本発明によって得られる利点は、特に、プラグハウジングが、単一構造のハウジングとして製造される点にある。このハウジング内に、ケーブル管理体として構成されているホルダフレームといった、付加的に必要不可欠な構成部材が組み込まれている。ホルダフレームには、直接的な差込みのために設けられている、個別導体に接続できるプリント配線板が配置されている。

さらに、対応プラグをロック解除するための引張タブを備えた、ばね弾性的なロック機構及びケーブル屈曲保護部が組み込まれている。この構成において、ロック装置が、先行技術とは異なり、プラグハウジングの内部に配置されているので、ロック機構の、この構成でなければ外側に位置する部分は曲げられ得ないということが特に有利である。導電体の固定時にケーブル管理体が特に有利であることが認識された。このケーブル管理体は、プリント配線板における個別導体の組付け及びろう接のための簡略化となる。平坦な構成であるケーブル管理体には、軸線方向で相並んで方向付けられている条溝が備え付けられている。これらの条溝に、個々の導電体を挿入することができる。個々の導電体は、次いで締め具でもって固定することができるので、導体端部は、プリント配線板上における、ろう接するための半田パッド上に直接的に載置されている。上記工程はこれまで、とりわけ、適切に形成されたフレームにおける全ての個別導体の接着によって行われていた。

２つのハウジング突出部の間に配置されているプリント配線板に対する差込みコネクタの差込み面は、差込み側の保護のために、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ４０ＧＢＡＳＥＳＲ４の仕様に対応して製造されている。

本発明に係る差込みコネクタが、ケージ状の対応プラグに差し込まれた状態を示す図である。差込みコネクタの分解図である。電気的なケーブルを備えたホルダフレームを示す図である。導電体を載着した状態のホルダフレームを示す図である。ホルダフレーム、プリント配線板及び導電体から成る組合せを取り付けた状態で示す図である。図５に示した取り付けられた状態にある組合せと、ロック装置とを示す図である。外側ハウジング内に挿入する前の、内側の差込みコネクタ構成部材の組付けを示す図である。ロック機構及びロック解除機構を備えた外側ハウジングの詳細図である。交換可能なロック解除タブを備えた、本発明に係る差込みコネクタを示す図である。

本発明の実施の形態を図示し、以下に詳細に説明する。

図１に、本発明に係る差込みコネクタ１を示す。この差込みコネクタ１は、射出成形法により単一構造の外側ハウジング１０から製造されている。この外側ハウジング１０は、ロック装置３０と、プリント配線板５０を備えたホルダフレーム２０とを有する。プリント配線板５０の差込み側５１は、夫々が外側ハウジングの幅を占める２つのハウジング突部１２の間に配置されている。さらに、差込みコネクタ１が押し込まれている、対応するケージ状の対応プラグ２が示されている。この実施の形態において、差込み側の構成及び寸法は、標準規格に合わせて設定されている。

図２には、差込みコネクタ１を、その個々の全部品と一緒に分解図で示す。差込みコネクタ１の外側ハウジング１０は、差込み側１１とケーブル接続側１４とを備えて単一構造で成形されていて、この実施の形態において、２つの狭幅な側壁１３には夫々スリット１５が設けられていて、これらのスリット１５に、ロック装置３０が軸線方向に摺動可能に配置されている。

さらに、プリント配線板５０が接合されるホルダフレーム２０が示されている。プリント配線板５０は対応する接触部分を有していて、この接触部分に、電気的な個別導体６の端部が接触接続或いはコンタクトしている。個別導体６は、この個別導体６のために設けられている条溝２１．２に挿入することができ、ロック解除タブ４０が、挿入される差込み側１１とは反対のケーブル接続側１４で、２つの固定留具２４を介して配置されている。ロック解除タブ４０を介して、差込みプロセス時に自動的に或いは強制的に行われる対応プラグ２とのロックを再び解除することができる。さらに、差込みコネクタ１の内部において固定されているケーブル５が、部分的にケーブル屈曲保護部５５によって取り囲まれている。

差込みコネクタ１の組付けのための作業フローが、図３，図４，図５に開示されている。まず、ケーブル屈曲保護部５５をケーブル５の被覆部に被嵌し、次いで電気的な個別導体６を露出させ、電気的な個別導体６の配置に応じて、ホルダフレーム２０の取付面２１の上側及び下側で少しだけ扇状に広げる。その後、ケーブル屈曲保護部５５を備えたケーブル５を、背壁２７のケーブル案内部内に挿入し、ケーブル５をケーブル締め具２９で固定する。条溝２１．２に対応する個別導体６を効果的に載置した後に、個別導体６を、固定留具２４によって、取付面２１の下側及び上側に固定することができる。これにより続いて、絶縁部材を除去した個別導体６の端部が、プリント配線板５０にろう接される。

図３から、ホルダフレーム２０における細長い楕円形の開口２５が看取可能である。この楕円形の開口２５に、ホルダフレーム２０の幅に亘って延在する、軸線方向で隣合って配置されている条溝２１．２を備えた平らな取付面２１が、差込み側に向かって続いている。この実施の形態において、条溝２１．２は、ホルダフレーム２０の取付面２１の両面に成形されている。

図４に、ケーブル接続側１４に既に取り付けられているケーブル屈曲保護部５５と、取付面２１に既に並んで配置されている電気的な個別導体６とを備えたホルダフレーム２０を示す。

図５に、２つの固定留具２４が付加されていて、図６においては導電体の端部を、プリント配線板にろう接することができる。

ホルダフレーム２０は、プリント配線板５０と一緒になってまず、プリント配線板５０における個々の導電体６の、外側ハウジングでの取付けのために設けられていて、次いで外側ハウジング１０内に押し込まれる。この実施の形態においては、導電体６は、プリント配線板５０において両面で接触接続することができる、ということが看取できる。

プリント配線板５０は、その取付け時に、取付けのために設けられた孔により、ホルダフレーム２０の前側の差込み領域において、保持装置２２に一体成形された保持ピン２３を介して固定される。差込み側１１でのプリント配線板５０にプリントされた導体路は、対応プラグ２の対応するコンタクトに対する直接的な接触接続部である。

ホルダフレーム２０におけるプリント配線板５０の取付けと共に、ケーブル５を、ホルダフレーム２０の背壁２７の領域において、挿入間隙２８内に挿入されるケーブル締め具２９により固定することができる。次いで、ロック装置３０が、背壁２７と固定留具２４との間においてホルダフレーム２０に載着される。

ロック装置３０の２つの側方脚部３１をまとめる湾曲部材３２の領域の、夫々の角領域に、背壁２７の角領域内にも延在している切欠き３３が成形されている。

切欠き３３内に夫々、ばね４８が挿入される。このばね４８は常に、背壁２７から圧力をロック装置３０に加える。これによって差込みコネクタ１の自動ロックが、ケージ状の対応プラグ２内への押込み時にもたらされる。

差込みコネクタ１の接合時に、外側ハウジング１０は、図８の記載によれば、組み合わされたユニットに、ホルダフレーム２０の背壁２７に至るまで被嵌され、次いで外側ハウジング１０及びホルダフレーム２０における対応する孔（図示せず）を案内される２つの取付けねじ２９．２は、内側にあるケーブル締め具２９にねじ締結される。ロック解除タブ４０だけは、ロック装置３０と共に摺動可能なままである。ホルダフレーム２０の背壁２７の開口における若しくは具体的にケーブル屈曲保護部５５の内側における、ケーブル５の保持、ケーブル締め具２９による付加的な固定、及び保持ピン２３による、ホルダフレーム２０に接合されたプリント配線板５０を伴う構成は、総じて極めて安定的な構造をもたらす。この構造は、ロック装置３０と一緒にのみ、外側ハウジング１０内に押し込むことができ、これにより、２つの取付けねじ２９．２によって固定される。

ロック装置３０を図６において詳細に記載し、２つの平行に方向付けられた側方脚部３１を示す。この側方脚部３１は、湾曲部材３２でもって一端部において結合されている。側方脚部３１の外面に夫々、外側ハウジング１０のスリット１５における案内のために、角柱条片３５が一体成形されている。

側方脚部３１には、Ｔ字形の切欠き３６が設けられている。これらの切欠き３６内には、適切に成形された、ロック解除タブ４０のロックフック４５が係合して、差込みコネクタ１と対応プラグ２との差合い時の自動的なロックは、差込み方向とは反対での、ロック解除タブ４０の引抜きでもって解除される。

さらに図７に示すように、引張領域４１を有するロック解除タブ４０がさらに設けられている。引張領域４１に、係止フック４５が設けられている夫々１つの引張アーム４３が、ホルダフレーム２０に向かって続いている。係止フック４５はまた、背壁２７の側面に設けられている切欠き２６．１に係合する。

図８に、差込みコネクタ１の、差込み方向に対して横方向での断面図を示す。ホルダフレーム２０の背壁２７の背面は切り取られている。この図において、電気的なケーブル５を観察すると、２つの圧縮ばね４８及び引張アーム４３が看取可能である。ロック解除フック３７の位置は、ロック解除された状況において示されている。

断面図において、外側ハウジング１０のハウジングスリット１５におけるロック装置３０の、一体成形された条片３５による角柱案内が明確に看取可能である。さらに、対応プラグ２に対するロック機構及びロック解除機構が、差込み方向において側壁１３にさらに看取可能である。

外側ハウジング１０のスリット１５における角柱条片３５の端部は、差込み方向とは反対で斜め内方を向いている、一体成形されたロック解除フック３７により形成される。このロック解除フック３７は、ロックされた状態においてはスリット延長部１８に留まっていて、外側ハウジング１０の外壁１３と面一を成して整合している。

さらに、スリット延長部１８の左手前には、外壁１３に加工されている、斜め内方にかつ差込み方向に延びている、ほぼ正方形で大きな切欠き１６が設けられている。この切欠き１６は、図示されていないロック解除フック３７の両側において、係止エッジ１７で終わっている。この係止エッジ１７に、対応プラグ２の係止フック（図示せず）が引っ掛かり、差込みコネクタ１を固定する。ロック解除タブ４０の引戻し時に、ロック解除フック３７は、スリット延長部１８から切欠き１６内に引き戻されるので、係止エッジ１７に係合した係止フックが、切欠き１６から持ち上げられ、差込みコネクタ１を解放する。

１差込みコネクタの全体
２ケージ状の対応プラグ
５ケーブル
６電気的な個別導体
１０外側ハウジング
１１差込み側
１２ハウジング突部
１３側壁
１４ケーブル接続側
１５両側にあるスリット
１６正方形で斜めになっている切欠き
１７係止エッジ
１８スリット延長部
１９屈曲保護部及びケーブル用の貫通部
２０ホルダフレーム（ケーブル管理部）
２１電気的な個別導体のための取付面
２１．２個別導体用の条溝
２２保持装置
２３プリント配線板のための保持ピン
２４個別導体用の固定留具
２５細長い切欠き、ケーブル５用の開口
２６圧縮ばね４８用の切欠き
２６．１引張アーム４３用の、ホルダフレーム２０にある切欠き
２７ケーブル貫通案内部を備えた背壁
２８ケーブル締め具用の挿入部
２９ケーブル締め具
２９．２ケーブル締め具２９用の取付けねじ
３０ロック装置
３１２つの側方脚部
３２その間の湾曲部材
３３ばね用の切欠き
３４
３５ハウジングスリット１５における角柱条片
３６引張アーム４３及び係止フック４５用の切欠き
３７ロック解除フック
３８内方に方向付けられている壁傾斜部
４０ロック解除タブ
４１引張領域
４３引張アーム
４５切欠き３６用の係止フック
４８圧縮ばね
５０プリント配線板
５５ケーブル屈曲保護部

本発明は、独立請求項１の上位概念部に記載した差込みコネクタに関する。

上記、いわゆるＱＳＦＰ差込みコネクタは、高いデータ率が割り当てられた信号を、例えばイーサネットにおいて転送するために必要とされる。この構成においては、これによって得られるデータ量は、４０Ｇｂ／ｓから最高１００Ｇｂ／ｓである。この構成では、まず、１０ｍの最低長さを備えた接続のために、二軸によるパッシブなケーブル接続だけが考慮される。これにより、例えばキャビネットにあるスイッチと、データセンタ又は媒介個所における中央処理装置とが互いに接続される。

先行技術
米国特許第７４４５４８５号明細書において、高速データ通信用の差込みモジュールが公知になっている。この差込みモジュールは、種々異なる構成部材から成っていて、ロック機構を備えた、まさに手間を掛けて製造された差込みスリーブを有し、引張ストラップを介して、差込みモジュールのロックはロック解除可能である。
欧州特許出願公開第２２２４５５２号明細書において、ロック解除機構が設けられている、二部材から成るハウジングから構成されている、電気的な差込みコネクタが公知になっている。ハウジングの内部には、電気的なケーブルの個別の導体が、対応コネクタとの直接的な接触接続のために設けられているプリント配線板に取り付けられている。電気的なケーブルの個々の導体は、プリント配線板に対する導体の係止を保証するために鋳造されている。

上記目的は、独立請求項１の特徴部により達成される。

本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る差込みコネクタが、ケージ状の対応プラグに差し込まれた状態を示す図である。差込みコネクタの分解図である。電気的なケーブルを備えたホルダフレームを示す図である。導電体を載着した状態のホルダフレームを示す図である。ホルダフレーム、プリント配線板及び導電体から成る組合せを取り付けた状態で示す図である。図５に示した取り付けられた状態にある組合せと、ロック装置とを示す図である。

本発明の実施の形態を図示し、以下に詳細に説明する。

ホルダフレーム２０におけるプリント配線板５０の取付けと共に、ケーブル５を、ホルダフレーム２０の背壁２７の領域において、挿入間隙２８内に挿入されるケーブル締め具２９により固定することができる。

差込みコネクタ１の接合時に、外側ハウジング１０は、組み合わされたユニットに、ホルダフレーム２０の背壁２７に至るまで被嵌され、次いで外側ハウジング１０及びホルダフレーム２０における対応する孔（図示せず）を案内される２つの取付けねじ２９．２は、内側にあるケーブル締め具２９にねじ締結される。ロック解除タブ４０だけは、ロック装置３０と共に摺動可能なままである。ホルダフレーム２０の背壁２７の開口における若しくは具体的にケーブル屈曲保護部５５の内側における、ケーブル５の保持、ケーブル締め具２９による付加的な固定、及び保持ピン２３による、ホルダフレーム２０に接合されたプリント配線板５０を伴う構成は、総じて極めて安定的な構造をもたらす。この構造は、ロック装置３０と一緒にのみ、外側ハウジング１０内に押し込むことができ、これにより、２つの取付けねじ２９．２によって固定される。

１差込みコネクタの全体
２ケージ状の対応プラグ
５ケーブル
６電気的な個別導体
１０外側ハウジング
１１差込み側
１２ハウジング突部
１３側壁
１４ケーブル接続側
１５両側にあるスリット
１６正方形で斜めになっている切欠き
１７係止エッジ
１８スリット延長部
１９屈曲保護部及びケーブル用の貫通部
２０ホルダフレーム（ケーブル管理部）
２１電気的な個別導体のための取付面
２１．２個別導体用の条溝
２２保持装置
２３プリント配線板のための保持ピン
２４個別導体用の固定締め具
２５細長い切欠き、ケーブル５用の開口
２６圧縮ばね４８用の切欠き
２６．１引張アーム４３用の、ホルダフレーム２０にある切欠き
２７ケーブル貫通案内部を備えた背壁
２８ケーブル締め具用の挿入部
２９ケーブル締め具
２９．２ケーブル締め具２９用の取付けねじ
３０ロック装置
３１２つの側方脚部
３２その間の湾曲部材
３３ばね用の切欠き
３４
３５ハウジングスリット１５における角柱条片
３６引張アーム４３及び係止フック４５用の切欠き
３７ロック解除フック
３８内方に方向付けられている壁傾斜部
４０ロック解除タブ
４１引張領域
４３引張アーム
４５切欠き３６用の係止フック
４８圧縮ばね
５０プリント配線板
５５ケーブル屈曲保護部

Claims

ロック装置と、電気的なケーブル用のケーブル接続側と、差し込み側とを備えた外側ハウジングから成っていて、該外側ハウジング内に配置されているプリント配線板を備えた、対応プラグと電気的なコンタクトとの直接的な接触接続用の差込みコネクタであって、
単一構造の外側ハウジング（１０）に、単一構造のホルダフレーム（２０）と、単一構造のロック装置（３０）とが配置されていて、該ロック装置（３０）にロック解除タブ（４０）が接合されて設けられており、
前記ロック装置（３０）は、角柱案内部（３５）を介してスリット（１５）の内側で、整合してかつ両側で前記外側ハウジング（１０）の相対する側壁（１３）において、軸線方向に移動可能に案内されていることを特徴とする、差込みコネクタ。
前記ホルダフレーム（２０）は、複数の個別導体（６）を保持するケーブル管理体として設けられており、前記個別導体（６）は、軸線方向で相並んで長手方向条溝（２１）に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の差込みコネクタ。
前記ホルダフレーム（２０）の長手方向条溝（２１）内に配置されている個別導体（６）は、プリント配線板（５０）と接触接続するために、固定留具（２４）を介して前記ホルダフレーム（２０）に保持されていることを特徴とする、請求項１記載の差込みコネクタ。
前記スリット（１５）の出口を備えた前記外側ハウジング（１０）の側壁に、差込み側に向かって、斜め内方に延びている切欠き（１６）が、係止エッジ（１７）を持って加工されていて、前記対応プラグ（２）の対応する係止タブが、前記係止エッジ（１７）に係止されていることを特徴とする、請求項１記載の差込みコネクタ。
前記ホルダフレーム（２０）と、前記ロック装置（３０）との間に圧縮ばね（４８）が配置されていて、前記ロック装置（３０）は、前記ケーブル接続側の上側又は下側に配置されているロック解除タブ（４０）により、前記圧縮ばね（４８）の押圧方向とは反対方向に、前記外側ハウジング（１０）から引抜き可能であることを特徴とする、請求項１記載の差込みコネクタ。
前記外側ハウジング（１０）は、取付けねじ（２９．２）及びケーブル締め具（２９）により、前記ホルダフレーム（２０）及び前記ロック装置（３０）にねじ締結可能であることを特徴とする、請求項１記載の差込みコネクタ。
前記ロック解除タブ（４０）に一体成形されている引張アーム（４３）が、前記ロック装置（３０）の真ん中に係合するように、前記外側ハウジング（１０）に配置されていて、
前記引張アーム（４３）に隣接している引張領域（４１）の、前記ケーブル接続側（１４）における軸線方向で平行にずらされた配置により、前記ロック解除タブ（４０）は選択的に前記ケーブル（５）の上側又は下側に配置されており、前記外側ハウジング（１０）の側方の外側の境界部は超えられないことを特徴とする、請求項６記載の差込みコネクタ。