JP6304805B2 - 差動対を有する電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、差動対を有する電気コネクタに関する。

軍事及び航空等の高度の信頼性が要求される用途では最新の電子システムの需要及び複雑さが増大し、限定されたスペースにより多くの電子機器を組み込むと同時に、苛酷な環境での信頼性を保証する継続したニーズがある。このような用途において、コネクタシステムは、物理的に分離した電子デバイス間の重大な通信リンクを提供する。コネクタシステムは、多くの競合する要求事項を満足しなければならない。例えば、電気コネクタは、振動、幅広い温度変動、湿気、危険物及び化学的汚染物質に曝されることを含む厳しい環境に耐えられることが必要である。電気コネクタは、多くの相互接続部を小面積にし、少数の個別品を含むようコンパクトにする必要がある。電気コネクタは、インピーダンスが整合し、信号損失が極めて低く、クロストークを最小にし、高品質の電気特性を有する必要がある。電気コネクタは、コネクタ全体を交換する必要を無くすようにするために交換可能な個別コンタクトを有し現場で交換される必要がある。

高信頼のコネクタシステムは、市販の航空電子システムに見られる用途等の100Base T、1000Base T及び10GBase Tイーサネット（登録商標）用途を促進するのに用いられることが多い。例えば、追加の用途には、航空機データネットワーク、機内娯楽システム（ＩＦＥ）及びギガビットイーサネット（登録商標）IEEE 802.3、ファイバチャンネルXT11.21、1934、ＵＳＢ、1553、ファイバチャンネル、ＶＭＥ、Can-Buss、J1708又は他のマルチギガビット接続アーキテクチャが要求される他の軍事航空ネットワーク用途が含まれる。100メートルまでの距離にわたり高速でデータを伝送することが望ましいこのような通信ネットワークにおいて、インピーダンス整合した平衡銅ケーブル配線を用いることが公知である。銅ケーブルは、差込み型モジュラ電気コネクタを用いて通信ネット内で様々なインタフェースに接続される。データ伝送に用いられる従来のケーブルは、複数対の銅線を収容する絶縁ケーブルシースを具備する。これらの導線対は、クロストークを低減するために一緒にツイストされる。イーサネット（登録商標）プロトコルはチャンネル当たり４対を使用し、対間にクロストークが生じないようにするために、各対は他の対からシールドする必要がある。また、チャンネルが全二重方式で使用される、すなわち同時双方向通信を支えるために、他の対からの近端クロストーク及び遠端クロストークによるかく乱を防止する必要もある。このように、所与のイーサネット（登録商標）チャンネルでは、対当たり６つのかく乱源がある。この結果、電線の位置及びモジュラコネクタの部品の位置の双方が、信号劣化を防止する上で役割を果たす。

解決しようとする課題は、最小のフォームファクタでパッケージ化される苛酷な作動環境用の、高速データ伝送用の改良されたインピーダンス整合のシールド対相互接続システムに対するニーズが残っていることである。

解決手段は、室、嵌合端及びケーブル端を有するシェルを具備する電気コネクタにより提供される。シェルは導電性を有し、電気シールドを提供する。室にはインサート組立体が受容され、インサート組立体は複数のチャンネルを有するモジュールを具備する。モジュールは導電性を有し、各チャンネルの全長に対して各チャンネル周囲全体に周囲電気シールドを提供する。モジュールは、シェルと係合すると共にシェルに電気的に共通接続される。また、インサート組立体は、各々が１対のコンタクトを保持する複数の絶縁ハウジングを具備する。絶縁ハウジングは、対応するチャンネルに受容され、コンタクトをモジュールから電気的に絶縁する。各コンタクト対は、モジュールにより他のコンタクト対から電気的にシールドされる。シェルのケーブル端部に後方シェルが結合され、後方シェルはシェルの室にインサート組立体を保持する。

本発明の典型的な一実施形態に係るコネクタシステムを示す斜視図である。 本発明のコネクタシステムのリセプタクルの分解斜視図である。 リセプタクルのインサート組立体を前から見た斜視図である。 リセプタクルのシェルに挿入されたインサート組立体を示す斜視図である。 本発明のコネクタシステムのプラグの分解斜視図である。 プラグのインサート組立体を前から見た斜視図である。 プラグのシェルに挿入されたインサート組立体を示す斜視図である。 リセプタクルと嵌合したプラグを示す、コネクタシステムの一部を断面した斜視図である。 本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタを前から見た斜視図である。 本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタを前から見た斜視図である。 図９及び図１０に示された電気コネクタと嵌合するよう構成された、本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタを前から見た斜視図である。 図９及び図１０に示された電気コネクタと嵌合するよう構成された、本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタを前から見た斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。

一実施形態において、電気コネクタはシェルを具備し、シェルは、室、嵌合端及びケーブル端を有する。シェルは導電性を有し、電気シールドを提供する。室にはインサート組立体が受容され、インサート組立体は、複数のチャンネルを有するモジュールを具備し、モジュールは導電性を有し、各チャンネルの全長に対して各チャンネル周囲全体に周囲電気シールドを提供する。モジュールは、シェルと係合すると共にシェルに電気的に共通接続される。また、インサート組立体は、各々が１対のコンタクトを保持する複数の絶縁ハウジングを具備する。絶縁ハウジングは、対応するチャンネルに受容され、コンタクトをモジュールから電気的に絶縁する。各コンタクト対は、モジュールにより他のコンタクト対から電気的にシールドされる。シェルのケーブル端部に後方シェルが結合され、後方シェルはシェルの室にインサート組立体を保持する。

任意であるが、モジュールは筒状であり、前面及び後面間に延びている。通路は、前面及び後面間を延びる。各通路は、前面及び後面間でモジュールにより周囲全体が取り囲まれる。通路は、水平軸及び垂直軸に関して対称的に配列される。任意であるが、モジュールの四分割した各区画に同数の通路が配列される。通路は、楕円形の断面を有してもよい。

任意であるが、シェルは室内に内部壁を具備し、内部壁は、モジュールの通路と整列した通路を有する。内部壁の通路及びモジュールの通路は、電気コネクタと嵌合するよう構成されたプラグの相手コンタクトを受容する。

任意であるが、後方シェルは、シェルのケーブル端に螺合されてもよい。インサート組立体は、後方シェルがシェルに結合する際にシェル及び後方シェル間に挟まれる。インサート組立体は、シェル及び後方シェルに直接電気結合され、電気コネクタの全長に沿って電気シールドのための電気的連続性を形成する。

任意であるが、コンタクトは、対応する絶縁ハウジング内に取り外し可能に結合されてもよい。コンタクトは、電線の端部に圧着されてもよい。コンタクトは、各コンタクトの全長に沿って絶縁ハウジング内に全体が収容されてもよい。コンタクトは、対応する絶縁ハウジングの前面から前方へ延びる嵌合端を有してもよい。絶縁ハウジングの前面は、モジュールの前面の後方へ凹んでもよい。コンタクトの嵌合端は、嵌合端を保護するためにモジュールの通路内に収容されてもよい。

任意であるが、インサート組立体は、モジュールの後方にケーブルサポートを有してもよい。ケーブルサポートは、対応するコンタクトに終端接続する電線を保持するケーブルを支持してもよい。ケーブルサポートは導電性を有し、ケーブルサポートを通過するケーブル及び電線を電気シールドしてもよい。ケーブルサポートは、対応するケーブル及び電線を受容するケーブル通路を有してもよい。ケーブルのケーブル編組は、ケーブル通路内でケーブルサポートに直接電気結合されてもよい。ケーブルサポートには帯が結合されてもよい。帯は、ケーブルをケーブルサポートに固定する。帯は導電性を有し、ケーブルのケーブル編組と係合してもよい。帯は、ケーブル編組をケーブルサポートに電気的に共通接続してもよい。ケーブルサポート及びモジュールは共に、室内に受容されてもよい。後方シェルは、ケーブルサポート及びモジュールを室内に保持してもよい。

本明細書に記載される実施形態は、高速データ通信用のインピーダンス整合されたシールドコンタクト対を有する電気コネクタを具備する。本明細書に記載される実施形態は、振動、幅広い温度変動、湿気、危険物及び化学的汚染物質に曝されることを含む厳しい環境に耐えられる高耐久化された電気コネクタを具備する。本明細書に記載された実施形態は、電気コネクタを小面積に配置でき、多くの電気コネクタを小面積に設けられるようコンパクトにされた電気コネクタを具備する。本明細書に記載される実施形態は、従来の電気コネクタと比較して一緒に組み立てられる少数の個別部品を有する電気コネクタを提供する。本明細書に記載される実施形態は、インピーダンスが整合し、信号損失が極めて低く、クロストークを最小にする等の高品質の電気特性を有する電気コネクタを提供する。本明細書に記載される実施形態は、現場で交換であり、コネクタ全体を交換する必要を無くすようにするために交換可能な個別コンタクトを有する電気コネクタを提供する。

図１は、本発明の典型的な一実施形態に係るコネクタシステム１００を示す。コネクタシステム１００は、複数の導体対間に電気接続部を形成するよう互いに結合するよう配置された第１電気コネクタ１０２及び第２電気コネクタ１０４を具備する。第１電気コネクタ１０２及び第２電気コネクタ１０４は、それぞれ対応するケーブル１０６，１０８の端部に設けられたケーブル実装型電気コネクタである。任意であるが、複数のケーブル１０６は電気コネクタ１０２に終端接続される。任意であるが、複数のケーブル１０８は電気コネクタ１０４に終端接続される。任意であるが、各ケーブル１０６，１０８は、対応する導体に終端接続された複数の個別電線を有してもよい。典型的な一実施形態において、電線は複数対に配列される。任意であるが、電線はツイストペア線であってもよい。電気コネクタ１０２，１０４は、導体、電線や、電線に保持されるケーブルに電気シールドを提供する。典型的な一実施形態において、導体の各対は、電気コネクタ１０２，１０４にわたって他の対からシールドされる。

典型的な一実施形態において、第１電気コネクタ１０２は、第２電気コネクタ１０４の一部を受容するよう構成されたリセプタクルからなる。以下では、第１電気コネクタ１０２は、リセプタクルコネクタ１０２又は単にリセプタクル１０２と称することがある。第２電気コネクタ１０４は、第１電気コネクタ１０２に差し込まれるよう構成される。以下では、第２電気コネクタ１０４は、プラグコネクタ１０４又は単にプラグ１０４と称することがある。本明細書に記載されたコネクタのいくつかの実施形態は寸法１７の高耐久化されたコネクタに１６対の導体を収容するが、従来のコネクタは寸法２５のコネクタにこのような多数の対を収容できるだけである。

典型的な一実施形態において、第１電気コネクタ１０２及び第２電気コネクタ１０４は、螺合接続部により一緒に結合される。リセプタクル１０２は外ねじ部１１０を有する。プラグ１０４は、回転可能であると共に内ねじ部１１４を有するカラー１１２を具備する。プラグ１０４はリセプタクル１０２内に差し込まれ、カラー１１２はリセプタクルに螺合可能に結合される。カラー１１２の内ねじ部１１４は、リセプタクル１０２の外ねじ部１１０と係合する。カラー１１２は、プラグ１０４をリセプタクル１０２に固定するよう回転され締め付けられる。他の実施形態では、他のタイプの固定手段を用いてもよい。例えば、リセプタクル１０２やプラグ１０４は、バヨネットコネクタからなっていてもよい。リセプタクル１０２及びプラグ１０４は、解除可能なボールベアリング又はプラグ１０４をリセプタクル１０２に固定する他の固定手段を有する速結接続型コネクタであってもよい。

典型的な一実施形態において、電気コネクタ１０２，１０４はキーイング構造を有してもよい。例えば、リセプタクル１０２は、プラグ１０４の対応するキー１１８を受容するキー溝１１６を有してもよい。キー１１８及びキー溝１１６は、リセプタクル１０２に対してプラグ１０４を方向付ける。キー溝１１６及びキー１１８は、一旦嵌合すると、リセプタクル１０２に対してプラグ１０４が回転することに抗する。キー溝１１６及びキー１１８は、リセプタクル１０２に対してプラグ１０４を方向付けるために異なる幅を有してもよい。

典型的な一実施形態において、第１電気コネクタ１０２は、電気機器の物品、万能ラック、接続箱、隔壁、壁、パネル又は別の面等の平坦面に第１電気コネクタ１０２を実装するために用いられる実装フランジ１２０を有する。第１電気コネクタ１０２の一部は、実装フランジ１２０が取り付けられる物品を例えば物品の開口を通って貫通してもよい。

コンタクト１２２はリセプタクル１０２に保持される。典型的な一実施形態において、コンタクト１２２は複数対に配置される。任意であるが、コンタクト１２２は差動対信号を伝送してもよい。図示の実施形態において、コンタクト１２２はピンコンタクトである。しかし、別の実施形態では、他のタイプのコンタクト１２２を用いてもよい。プラグ１０４は、プラグ１０４に保持された複数のコンタクト１２４を具備する。プラグ１０４は、コンタクト１２４を電気的にシールドする。典型的な一実施形態において、コンタクト１２４は複数対に配置される。任意であるが、コンタクト１２４は差動対信号を伝送してもよい。図示の実施形態において、コンタクト１２４はソケットコンタクトである。しかし、別の実施形態では、他のタイプのコンタクトを用いてもよい。

図２は、リセプタクル１０２及び複数のケーブル１０６の分解斜視図である。各ケーブル１０６はその外部に外被１３０を具備し、外被１３０の内側には、外被１３０内に収容される個別電線１３４を電気的にシールドするケーブル編組１３２を具備する。任意であるが、電線１３４は、例えば個別の電線シールドで個別にシールドされてもよい。典型的な一実施形態において、電線１３４は複数対で配置される。任意であるが、電線１３４は、ツイストペア線であってもよい。電線１３４は、リセプタクル１０２の対応するコンタクト１２２（図１参照）に終端接続されるよう構成される。

リセプタクル１０２は、シェル２００、インサート組立体２０２及び後方シェル２０４を具備する。インサート組立体２０２は、シェル２００の内側に受容されるよう構成される。後方シェル２０４は、シェル２００内にインサート組立体２０２を固定するために用いられる。ケーブル１０６は、インサート組立体２０２により保持されるコンタクト１２２に接続するために後方シェル２０４を通り抜ける。

シェル２００は、その嵌合端２１２及びケーブル端２１４間を延びる室２１０を有する。室２１０は、インサート組立体２０２を受容する寸法及び形状に設定される。典型的な一実施形態において、シェル２００は、室２１０を前室部及び後室部に分離する内部壁２１６を具備する。前室部は嵌合端２１２に設けられ、後室部はケーブル端２１４に設けられる。前室部は、プラグ１０４の一部を受容するよう構成される。後室部は、インサート組立体２０２を受容するよう構成される。典型的な一実施形態において、内部壁２１６は、それを貫通する複数の通路２１８を有する。コンタクト１２２は、プラグ１０４（図１参照）のコンタクト１２４（図１参照）と嵌合するために通路２１８を通って露出する。

外ねじ部１１０は、嵌合端２１２近傍のシェル２００の外部に設けられる。実装フランジ１２０は、シェル２００から外方へ延びており、嵌合端２１２及びケーブル端２１４間のシェル２００に沿ってほぼ中心に位置する。典型的な一実施形態において、シェル２００は、実装フランジ１２０の後方に外ねじ部２２０を有する。外ねじ部２２０は、シェル２００に後方シェル２０４を固定するために用いられる。別の実施形態では、シェル２００に後方シェル２０４を固定する外ねじ部２２０以外に、他のタイプの固定手段を用いてもよい。

インサート組立体２０２は、モジュール２３０及びケーブルサポート２３２を具備する。典型的な一実施形態において、ケーブルサポート２３２はモジュール２３０とは分離しているが、別の実施形態ではケーブルサポートはモジュールと一体であってもよい。

モジュール２３０は、前面２３４及び後面２３６間に延びる。典型的な一実施形態において、モジュール２３０は、前面２３４及び後面２３６間で筒状をなす。モジュール２３０は、前面２３４及び後面２３６間を貫通する複数の通路２３８を有する。典型的な一実施形態において、モジュール２３０は導電性を有する。例えば、モジュール２３０は、金属材料又は金属化された複合材料から製造される。モジュール２３０の本体は、各通路２３８を電気的にシールドする。コンタクト１２２は、対応する通路２３８内に受容されると共に、モジュール２３０により電気的にシールドされる。モジュール２３０は、前面２３４及び後面２３６間に画定された各通路２３８の全長にわたった各通路２３８の周囲全体に周囲電気シールドを与える。モジュール２３０がシェル２００内に挿入されると、モジュール２３０は、シェル２００と係合し且つ電気的に共通接続され、コンタクト１２２を電気シールドするための電気的連続性を形成する。

インサート組立体２０２は複数の絶縁ハウジング２４０を具備する。各絶縁ハウジング２４０は１対のコンタクト１２２を保持する。絶縁ハウジング２４０は、対応する通路２３８に受容され、モジュール２３０の本体からコンタクト１２２を電気的に絶縁する。各絶縁ハウジング２４０及び対応するコンタクト１２２の対は、モジュール２３０により他の絶縁ハウジング２４０及び対応するコンタクト１２２の対から互いに電気的にシールドされる。典型的な一実施形態において、通路２３８は楕円形状であるが、他の実施形態では通路２３８は他の形状を有してもよい。通路２３８の寸法及び形状は、ケーブル及び導体にインピーダンス整合を提供したり、信号の完全性を提供したりするよう設計されてもよい。コンタクト１２２及び絶縁材料の間隔は、インピーダンス整合や信号の完全性を提供するよう設計されてもよい。絶縁ハウジング２４０は、通路２３８と相補的な形状を有する。任意であるが、絶縁ハウジング２４０は、圧入で通路２３８に保持されてもよい。或いは、絶縁ハウジング２４０は、他の固定手段により通路２３８に保持されてもよい。典型的な一実施形態において、モジュール２３０及び絶縁ハウジング２４０は、モジュール２３０内に予め挿入された絶縁ハウジング２４０を用いて予めパッケージ化されてもよい。コンタクト１２２は、絶縁ハウジング２４０内に挿入することのみが必要である。このような設計では、個別部品の数が減少し、組立及び現場での修復作業が容易である。

ケーブルサポート２３２は、対応するケーブル１０６を受容するよう構成された複数のケーブル通路２５０を有する。ケーブル通路２５０は、ケーブル１０６がケーブルサポート２３２の側方から挿入されるように、ケーブルサポート２３２の側面に沿って開放する。ケーブル通路２５０は、ケーブル１０６を受容する寸法及び形状に設定される。任意であるが、ケーブル通路２５０は、湾曲すると共に、ケーブル１０６の対応する直径にほぼ等しい直径を有してもよい。

ケーブルサポート２３２は、その外部に複数の側壁２５２を有する。それらの側壁２５２からはフランジ２５４が延びている。前方及び後方のフランジ２５４間にはスロット２５６が画定される。これらのスロット２５６は、ケーブルサポート２３２内にケーブル１０６を固定するために用いられる導電性の帯２５８を受容する。任意であるが、帯２５８は導電性を有し、各ケーブル１０６のケーブル編組１３２に電気的に接続されてもよい。帯２５８は、ケーブル通路２５０に対してケーブル編組１３２を押圧するのに用いられる。帯２５８は、ケーブル１０６のためにストレインリリーフを提供する。

ケーブル１０６がケーブル通路２５０に挿入される際に、ケーブル編組１３２はケーブル１０６の外部に沿って露出する。ケーブル編組１３２は、ケーブルサポート２３２と係合してケーブル編組１３２をケーブルサポート２３２に電気接続する。ケーブルサポート２３２は、複数のケーブル１０６間を電気的にシールドする。ケーブルサポート２３２は、モジュール２３０、シェル２００や後方シェル２０４でケーブルシールド１３２を電気的に共通接続するのに用いられる。ケーブルサポート２３２は、ケーブル１０６、シェル２００、モジュール２３０や後方シェル２０４間を電気シールドするための電気的連続性を形成する。

典型的な一実施形態において、ケーブルサポート２３２は、水平部材及び垂直部材を有する十字形状をなす。ケーブル通路２５０は、ケーブルサポート２３２の四分割された区画に設けられる。水平部材及び垂直部材は、ケーブル通路２５０を互いに分離する。任意であるが、ケーブルサポート２３２は、４個より多い又は少ないケーブル通路２５０を有してもよい。

ケーブルサポート２３２は、前面２４６及び後面２４８間を延びている。前面２４６は、インサート組立体２０２がシェル２００に挿入される際に、モジュール２３０の後面２３６に対して押圧されるよう構成される。後面２４８は後方シェル２０４と係合する。後方シェル２０４は、後面２４８に対して押圧し、シェル２００内にインサート組立体２０２を押圧する。後面２４８は、ケーブルサポート２３２及び後方シェル２０４間の物理的直接接続部により、後方シェル２０４に電気接続される。ケーブルサポート２３２は、前面２４６及びモジュール２３０間の物理的直接接続部により、モジュール２３０に電気接続される。

後方シェル２０４は、嵌合端２７２及びケーブル端２７４間を延びる室２７０を有する。嵌合端２７２は、シェル２００のケーブル端２１４に結合されるよう構成される。任意であるが、後方シェル２０４は、シェル２００の外ねじ部２２０と螺合するよう構成された内ねじ部２７６を有してもよい。後方シェル２０４は、内ねじ部２７６を用いてシェル２００上に締め付けられる。後方シェル２０４は、室２７０内に延びる肩２７８を有する。肩２７８は、ケーブルサポート２３２の後面２４８と係合し、組立時にシェル２００の室２１０内にインサート組立体２０２を押圧する。典型的な一実施形態において、後方シェル２０４は、室２７０内に保持されたガスケット２８０を具備する。ガスケット２８０は、ケーブル１０６に対して周辺をシールする。ガスケット２８０は、ケーブル１０６のためにストレインリリーフを提供する。ケーブル１０６は、リセプタクル１０２が組み立てられる際に後方シェル２０４のケーブル端２７４から出る。

図３は、ケーブル１０６に実装されたインサート組立体２０２を前から見た斜視図である。組立の際、コンタクト１２２は、対応する電線１３４に終端接続される。典型的な一実施形態において、コンタクト１２２は電線１３４に圧着される。しかし、他の実施形態では、別の取付け手段を用いてもよい。コンタクト１２２は、対応する絶縁ハウジング２４０内に挿入される。絶縁ハウジング２４０は、モジュール２３０内の対応する通路２３８内に予め挿入される。典型的な一実施形態において、組立の際、コンタクト１２２は、各絶縁ハウジング２４０の前面２９０から前方へ延びる。コンタクト１２２は、モジュール２３０の前面２３４から前方へ延びる。絶縁ハウジング２４０の前面２９０は、通路２３８内に凹んでいる。

ケーブル１０６は、ケーブル編組１３２及び電線１３４を露出するために外被１３０の一部をストリップすることにより処理される。電線１３４はコンタクト１２２に終端接続される。ケーブル編組１３２は、外被１３０上に折り返されるか、或いは外被１３０の前方に露出されるのみでもよい。図示の実施形態において、ケーブル編組１３２は外被１３０上に折り返される。

コンタクト１２２を組み込んだ後、ケーブルサポート２３２は、モジュール２３０の後面２３６に配置される。典型的な一実施形態において、ケーブルサポート２３２は、モジュール２３０の後面２３６に当接する。ケーブル１０６は、ケーブル編組１３２がケーブル通路２５０内に位置するように、ケーブルサポート２３２のケーブル通路２５０内に配置される。ケーブル１０６及びケーブルサポート２３２の周囲に帯２５８が締め付けられ、ケーブルサポート２３２内にケーブル１０６を固定する。典型的な一実施形態において、帯２５８は、ケーブルサポート２３２に対してケーブル編組１３２を押圧し、ケーブル編組１３２をケーブルサポート２３２に電気接続する。帯２５８は、ケーブル編組１３２及び側壁２５２と係合し、ケーブル編組１３２をケーブルサポート２３２に電気接続する。フランジ２５４は、スロット２５６内に帯２５８を保持する。

図４は、シェル２００に挿入されたインサート組立体２０２を示す斜視図である。室２１０は、インサート組立体２０２を受容する寸法に設定される。典型的な一実施形態において、モジュール２３０及びケーブルサポート２３２の双方は、室２１０内に受容される。リセプタクル１０２の全長は、シェル２００の後方にケーブルサポート２３２を有すると後方シェル２０４（図２参照）の長さ及びリセプタクル１０２の全長が長くなるので、シェル２００の内側に受容されるモジュール２３０及びケーブルサポート２３２を有することで比較的短い。

典型的な一実施形態において、電気コネクタ１０２はモジュラ設計を有する。モジュラ設計は、異なるモジュール２３０や異なるインサート組立体２０２をシェル２００に挿入することで電気コネクタ１０２のタイプを変更する。例えば、モジュール２３０は、コネクタのタイプを変更するために異なるタイプのコンタクトを保持してもよく、異なるモジュールは、異なる配列でコンタクトを配列するか、コンタクトの数を異ならせてコネクタのタイプを変更してもよい。異なるモジュールは、コネクタのタイプを変更するよう容易に交換できるように、シェル２００に嵌る同一輪郭（例えば、寸法及び形状）を有してもよい。

図５は、プラグ１０４及び複数のケーブル１０８の分解斜視図である。各ケーブル１０８はその外部に外被１４０を有し、外被１４０の内側には、外被１４０内に収容される個別電線１４４を電気的にシールドするケーブル編組１４２を有する。任意であるが、電線１４４は、例えば個別の電線シールドで個別にシールドされてもよい。典型的な一実施形態において、電線１４４は複数対で配置される。任意であるが、電線１４４は、ツイストペア線であってもよい。電線１４４は、プラグ１０４の対応するコンタクト１２４（図１参照）に終端接続されるよう構成される。

プラグ１０４は、シェル３００、インサート組立体３０２及び後方シェル３０４を具備する。インサート組立体３０２は、シェル３００の内側に受容されるよう構成される。後方シェル３０４は、シェル３００内にインサート組立体３０２を固定するために用いられる。ケーブル１０８は、インサート組立体３０２により保持されるコンタクト１２４に接続するために後方シェル３０４を通り抜ける。

シェル３００は、その嵌合端３１２及びケーブル端３１４間を延びる室３１０を有する。嵌合端３１２は、リセプタクル１０２（図１参照）内に差し込まれるよう構成される。室３１０は、インサート組立体３０２を受容する寸法及び形状に設定される。カラー１１２は、シェル３００に回転可能に結合される。典型的な一実施形態において、カラー１１２は、シェル３００の嵌合端３１２のほぼ周囲に配置される。典型的な一実施形態において、シェル３００は、カラー１１２の後方のケーブル端３１４に外ねじ部３２０を有する。外ねじ部３２０は、シェル３００に後方シェル３０４を固定するために用いられる。別の実施形態では、シェル３００に後方シェル３０４を固定する外ねじ部３２０以外に、他のタイプの固定手段を用いてもよい。

インサート組立体３０２は、モジュール３３０及びケーブルサポート３３２を具備する。典型的な一実施形態において、ケーブルサポート３３２はモジュール３３０とは分離しているが、別の実施形態ではケーブルサポートはモジュールと一体であってもよい。

モジュール３３０は、前面３３４及び後面３３６間に延びる。典型的な一実施形態において、モジュール３３０は、前面３３４及び後面３３６間で筒状をなす。モジュール３３０は、前面３３４及び後面３３６間を貫通する複数の通路３３８を有する。典型的な一実施形態において、モジュール３３０は導電性を有する。例えば、モジュール３３０は、金属材料又は金属化された複合材料から製造される。モジュール３３０の本体は、各通路３３８を電気的にシールドする。コンタクト１２４は、対応する通路３３８内に受容されると共に、モジュール３３０により電気的にシールドされる。モジュール３３０は、前面３３４及び後面３３６間に画定された各通路３３８の全長にわたった各通路３３８の周囲全体に周囲電気シールドを与える。モジュール３３０がシェル３００内に挿入されると、モジュール３３０は、シェル３００と係合し且つ電気的に共通接続され、コンタクト１２４を電気シールドするための電気的連続性を形成する。

インサート組立体３０２は複数の絶縁ハウジング３４０を具備する。各絶縁ハウジング３４０は１対のコンタクト１２４を保持する。絶縁ハウジング３４０は、対応する通路３３８に受容され、モジュール３３０の本体からコンタクト１２４を電気的に絶縁する。各絶縁ハウジング３４０及び対応するコンタクト１２４の対は、モジュール３３０により他の絶縁ハウジング３４０及び対応するコンタクト１２４の対から互いに電気的にシールドされる。典型的な一実施形態において、通路３３８は楕円形状であるが、他の実施形態では通路３３８は他の形状を有してもよい。通路３３８の寸法及び形状は、ケーブル及び導体にインピーダンス整合を提供したり、信号の完全性を提供したりするよう設計されてもよい。コンタクト１２４及び絶縁材料の間隔は、インピーダンス整合や信号の完全性を提供するよう設計されてもよい。絶縁ハウジング３４０は、通路３３８と相補的な形状を有する。任意であるが、絶縁ハウジング３４０は、圧入で通路３３８に保持されてもよい。或いは、絶縁ハウジング３４０は、他の固定手段により通路３３８に保持されてもよい。典型的な一実施形態において、絶縁ハウジング３４０の嵌合部３４２は、モジュール３３０の前面３３４から前方へ延びている。嵌合部３４２は、リセプタクル１０２の通路２１８，２３８（図２参照）内に差し込まれるよう構成される。通路２１８，２３８は、対応する嵌合部３４２のために電気シールドを提供する。

ケーブルサポート３３２は、対応するケーブル１０８を受容するよう構成された複数のケーブル通路３５０を有する。ケーブル通路３５０は、ケーブル１０８がケーブルサポート３３２の側方から挿入されるように、ケーブルサポート３３２の側面に沿って開放する。ケーブル通路３５０は、ケーブル１０８を受容する寸法及び形状に設定される。任意であるが、ケーブル通路３５０は、湾曲すると共に、ケーブル１０８の対応する直径にほぼ等しい直径を有してもよい。

ケーブルサポート３３２は、その外部に複数の側壁３５２を有する。それらの側壁３５２からはフランジ３５４が延びている。前方及び後方のフランジ３５４間にはスロット３５６が画定される。これらのスロット３５６は、ケーブルサポート３３２内にケーブル１０８を固定するために用いられる導電性の帯３５８を受容する。任意であるが、帯３５８は導電性を有し、各ケーブル１０８のケーブル編組１４２に電気的に接続されてもよい。帯３５８は、ケーブル通路３５０に対してケーブル編組１４２を押圧するのに用いられる。帯３５８は、ケーブル１０８のためにストレインリリーフを提供する。

ケーブル１０８がケーブル通路３５０に挿入される際に、ケーブル編組１４２はケーブル１０８の外部に沿って露出する。ケーブル編組１４２は、ケーブルサポート３３２と係合してケーブル編組１４２をケーブルサポート３３２に電気接続する。ケーブルサポート３３２は、複数のケーブル１０８間を電気的にシールドする。ケーブルサポート３３２は、モジュール３３０、シェル３００や後方シェル３０４でケーブルシールド１４２を電気的に共通接続するのに用いられる。ケーブルサポート３３２は、ケーブル１０８、シェル３００、モジュール３３０や後方シェル３０４間を電気シールドするための電気的連続性を形成する。

典型的な一実施形態において、ケーブルサポート３３２は、水平部材及び垂直部材を有する十字形状をなす。ケーブル通路３５０は、ケーブルサポート３３２の四分割された区画に設けられる。水平部材及び垂直部材は、ケーブル通路３５０を互いに分離する。任意であるが、ケーブルサポート３３２は、４個より多い又は少ないケーブル通路３５０を有してもよい。

ケーブルサポート３３２は、前面３４６及び後面３４８間を延びている。前面３４６は、インサート組立体３０２がシェル３００に挿入される際に、モジュール３３０の後面３３６に対して押圧されるよう構成される。後面３４８は後方シェル３０４と係合する。後方シェル３０４は、後面３４８に対して押圧し、シェル３００内にインサート組立体３０２を押圧する。後面３４８は、ケーブルサポート３３２及び後方シェル３０４間の物理的直接接続部により、後方シェル３０４に電気接続される。ケーブルサポート３３２は、前面３４６及びモジュール３３０間の物理的直接接続部により、モジュール３３０に電気接続される。

後方シェル３０４は、嵌合端３７２及びケーブル端３７４間を延びる室３７０を有する。嵌合端３７２は、シェル３００のケーブル端３１４に結合されるよう構成される。任意であるが、後方シェル３０４は、シェル３００の外ねじ部３２０と螺合するよう構成された内ねじ部３７６を有してもよい。後方シェル３０４は、内ねじ部３７６を用いてシェル３００上に締め付けられる。後方シェル３０４は、室３７０内に延びる肩３７８を有する。肩３７８は、ケーブルサポート３３２の後面３４８と係合し、組立時にシェル３００の室３１０内にインサート組立体３０２を押圧する。典型的な一実施形態において、後方シェル３０４は、室３７０内に保持されたガスケット３８０を具備する。ガスケット３８０は、ケーブル１０８に対して周辺をシールする。ガスケット３８０は、ケーブル１０８のためにストレインリリーフを提供する。ケーブル１０８は、プラグ１０４が組み立てられる際に後方シェル３０４のケーブル端３７４から出る。

図６は、ケーブル１０８に実装されたインサート組立体３０２を前から見た斜視図である。組立の際、コンタクト１２４（図１参照）は、対応する電線１４４に終端接続される。典型的な一実施形態において、コンタクト１２４は電線１４４に圧着される。しかし、他の実施形態では、別の取付け手段を用いてもよい。コンタクト１２４は、対応する絶縁ハウジング３４０内に挿入される。絶縁ハウジング３４０は、モジュール３３０内の対応する通路３３８内に予め挿入される。典型的な一実施形態において、組立の際、コンタクト１２４は、その全長に沿って絶縁ハウジング３４０により全体が取り囲まれる。

ケーブル１０８は、ケーブル編組１４２及び電線１４４を露出するために外被１４０の一部をストリップすることにより処理される。電線１４４はコンタクト１２４に終端接続される。ケーブル編組１４２は、外被１４０上に折り返されるか、或いは外被１４０の前方に露出されるのみでもよい。図示の実施形態において、ケーブル編組１４２は外被１４０上に折り返される。

コンタクト１２４及び絶縁ハウジング３４０がモジュール３３０に挿入された後、ケーブルサポート３３２は、モジュール３３０の後面３３６に配置される。典型的な一実施形態において、ケーブルサポート３３２は、モジュール３３０の後面３３６に当接する。ケーブル１０８は、ケーブル編組１４２がケーブル通路３５０内に位置するように、ケーブルサポート３３２のケーブル通路３５０内に配置される。ケーブル１０８及びケーブルサポート３３２の周囲に帯３５８が締め付けられ、ケーブルサポート３３２内にケーブル１０８を固定する。典型的な一実施形態において、帯３５８は、ケーブルサポート３３２に対してケーブル編組１４２を押圧し、ケーブル編組１４２をケーブルサポート３３２に電気接続する。帯３５８は、ケーブル編組１４２及び側壁３５２と係合し、ケーブル編組１４２をケーブルサポート３３２に電気接続する。フランジ３５４は、スロット３５６内に帯３５８を保持する。

図７は、シェル３００に挿入されたインサート組立体３０２を示す斜視図である。室３１０は、インサート組立体３０２を受容する寸法に設定される。典型的な一実施形態において、モジュール３３０（図５参照）及びケーブルサポート３３２の双方は、室３１０内に受容される。プラグ１０４の全長は、シェル３００の後方にケーブルサポート３３２を有すると後方シェル３０４の長さ及びプラグ１０４の全長が長くなるので、シェル３００の内側に受容されるモジュール３３０及びケーブルサポート３３２を有することで比較的短い。

典型的な一実施形態において、電気コネクタ１０４はモジュラ設計を有する。モジュラ設計は、異なるモジュール３３０や異なるインサート組立体３０２をシェル３００に挿入することで電気コネクタ１０４のタイプを変更する。例えば、モジュール３３０は、コネクタのタイプを変更するために異なるタイプのコンタクトを保持してもよく、異なるモジュールは、異なる配列でコンタクトを配列するか、コンタクトの数を異ならせてコネクタのタイプを変更してもよい。異なるモジュールは、コネクタのタイプを変更するよう容易に交換できるように、シェル３００に嵌る同一輪郭（例えば、寸法及び形状）を有してもよい。

図８は、リセプタクル１０２と嵌合したプラグ１０４を示す、コネクタシステム１００の一部を断面した斜視図である。後方シェル２０４（図２参照），３０４（図５参照）は図８には図示されていない。ケーブルサポート２３２（図２参照），３３２（図５参照）は図８には図示されていない。図８は、モジュール２３０，３３０が挿入されたシェル２００，３００を示す。

組立の際、コンタクト１２２及び絶縁ハウジング２４０は、モジュール２３０に保持される。コンタクト１２４及び絶縁ハウジング３４０は、モジュール３３０に保持される。絶縁ハウジング３４０の嵌合部３４２は、モジュール２３０の通路２３８に挿入される。モジュール２３０は、絶縁ハウジング３４０の嵌合部３４２及びコンタクト１２４の対応する嵌合部の周囲を電気シールドする。

典型的な一実施形態において、コンタクト１２２は、絶縁ハウジング２４０に取り外し可能に保持される。コンタクト１２２は、コンタクト１２２を修理又は交換等をするために、絶縁ハウジング２４０から解放可能である。このような構造により、特定の導体のためにリセプタクル１０２が現場で修理可能になり、１個以上のコンタクト１２２が損傷又は適切に機能しない場合でも、リセプタクル１０２全体を廃棄する必要はない。

図示の実施形態において、コンタクトクリップ４００は、絶縁ハウジング２４０の穴４０２に受容され、コンタクト１２２を穴４０２に保持する。コンタクトクリップ４００は、穴４０２の肩４０４に当接して穴４０２内に保持される。コンタクトクリップ４００は、コンタクト１２２の後方を向く肩４０８と係合するタイン４０６を有する。これらのタイン４０６は解放され、穴４０２からコンタクト１２２を解放してもよい。絶縁ハウジング２４０内にコンタクト１２２を保持するために、他のタイプの固定構造を用いてもよい。例えば、絶縁ハウジング２４０は、その内部でコンタクト１２２を係合し保持する一体のラッチと共に成形されてもよい。

図示の実施形態において、コンタクトクリップ４２０は、絶縁ハウジング３４０の穴４２２に受容され、コンタクト１２４を穴４２２に保持する。コンタクトクリップ４２０は、穴４２２の肩４２４に当接して穴４２２内に保持される。コンタクトクリップ４２０は、コンタクト１２４の後方を向く肩４２８と係合するタイン４２６を有する。これらのタイン４２６は解放され、穴４２２からコンタクト１２４を解放してもよい。絶縁ハウジング３４０内にコンタクト１２４を保持するために、他のタイプの固定構造を用いてもよい。例えば、絶縁ハウジング３４０は、その内部でコンタクト１２４を係合し保持する一体のラッチと共に成形されてもよい。

図９及び図１０は、本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタ５０２を前から見た斜視図である。図１１及び図１２は、図９及び図１０に示された電気コネクタ５０２と嵌合するよう構成された、本発明の典型的な一実施形態に係る電気コネクタ５０４を前から見た斜視図である。電気コネクタ５０２は、電気コネクタ５０４の一部を受容するよう構成されたリセプタクルからなり、以下ではリセプタクルコネクタ５０２又は単にリセプタクル５０２と称することがある。第２電気コネクタ５０４は、第１電気コネクタ１０２に差し込まれるよう構成され、以下ではプラグコネクタ１０４又は単にプラグ１０４と称することがある。

リセプタクル５０２及びプラグ５０４は、リセプタクル１０２及びプラグ１０４（図１参照）がほぼ筒状の外形を有するのに対し、リセプタクル５０２及びプラグ５０４がほぼ矩形の外形を有する点で、リセプタクル１０２及びプラグ１０４とは異なる。リセプタクル５０２及びプラグ５０４は、それらを一緒に固定するために異なるタイプのラッチシステムを有する。例えば、リセプタクル５０２はラッチ５０６を有し、プラグ５０４は、ラッチ５０６を受容すると共にリセプタクル５０２をプラグ５０４にロックするよう構成された係止部５０８を有する。

典型的な一実施形態において、リセプタクル５０２及びプラグ５０４は共に、複数対の導体（例えば、コンタクト、電線等）を有し、これらの導体対を電気シールドする。例えば、リセプタクル５０２及びプラグ５０４は共に、導体の長さに沿って電気シールドして導体対を他の導体対から電気シールドするモジュール及びケーブルリテーナを具備してもよい。

１０２ リセプタクル（電気コネクタ）
１２２ コンタクト
１２４ コンタクト（相手コンタクト）
２００ シェル
２０２ インサート組立体
２０４ 後方シェル
２１０ 室
２１２ 嵌合端
２１４ ケーブル端
２１６ 内部壁
２１８ 通路
２３０ モジュール
２３２ ケーブルサポート
２３４ 前面
２３６ 後面
２３８ 通路
２４０ 絶縁ハウジング
２５８ 帯

Claims (17)

1. 室、嵌合端及びケーブル端を有するシェルと、前記室内に受容されたインサート組立体と、前記シェルの前記ケーブル端部に結合された後方シェルとを具備する電気コネクタであって、
   前記シェルは導電性を有し、電気シールドを提供し、
   前記インサート組立体は、複数の通路を有するモジュールを具備し、
   前記モジュールは導電性を有し、前記通路の各々の全長に対して各通路周囲全体に周囲電気シールドを提供し、
   前記モジュールは、前記シェルと係合すると共に該シェルに電気的に共通接続され、
   前記インサート組立体は、各々が１対のコンタクトを保持する複数の絶縁ハウジングを具備し、
   前記絶縁ハウジングは、対応する前記通路に受容され、前記コンタクトを前記モジュールから電気的に絶縁し、前記コンタクトの各対は、前記モジュールにより他のコンタクト対から電気的にシールドされ、
   前記後方シェルは前記シェルの前記室に前記インサート組立体を保持し、
   前記インサート組立体は、対応する前記コンタクトに終端接続する電線を保持するケーブルを支持するケーブルサポートを前記モジュールの後方に有し、
   導電性を有する前記ケーブルサポートは、前記インサート組立体が前記シェルに挿入されると、前記ケーブルサポートの前面が前記モジュールの後面に押圧されると共に前記ケーブルサポートの後面が導電性を有する前記後方シェルに押圧されることにより、前記シェル、前記モジュール及び前記後方シェル間に連続的な電気シールドを形成することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記モジュールは、前面及び後面間に延びる筒状であり、
   前記通路は、前記前面及び前記後面間を延びており、
   前記通路の各々は、前記前面及び前記後面間で前記モジュールにより周囲全体が取り囲まれることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記通路は、水平軸及び垂直軸に関して対称的に配列されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記モジュールの四分割した各区画に同数の前記通路が配列されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
5. 前記通路は、楕円形の断面を有することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
6. 前記シェルは、前記室内に内部壁を具備し、
   前記内部壁は、前記モジュールの前記通路と整列した通路を有し、
   前記内部壁の前記通路及び前記モジュールの前記通路は、前記電気コネクタと嵌合するよう構成されたプラグの相手コンタクトを受容することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
7. 前記コンタクトは、対応する前記絶縁ハウジング内に取り外し可能に結合されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
8. 前記コンタクトは、電線の端部に圧着されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
9. 前記シェルの前記ケーブル端に、後方シェルが螺合されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
10. 前記インサート組立体は、前記後方シェルが前記シェルに結合する際に前記シェル及び前記後方シェル間に挟まれ、
    前記インサート組立体は、前記シェル及び前記後方シェルに直接電気結合され、前記電気コネクタの全長に沿って電気シールドのための電気的連続性を形成することを特徴とする請求項９記載の電気コネクタ。
11. 前記コンタクトは、該コンタクトの各々の全長に沿って前記絶縁ハウジング内に全体が収容されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
12. 前記コンタクトは、対応する前記絶縁ハウジングの前記前面から前方へ延びる嵌合端を有し、
    前記絶縁ハウジングの前記前面は、前記モジュールの前記前面の後方へ凹んでおり、
    前記コンタクトの前記嵌合端は、該嵌合端を保護するために前記モジュールの前記通路内に収容されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
13. 前記ケーブルサポートは、前記ケーブルサポートを通過する前記ケーブル及び前記電線を電気シールドすることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
14. 前記ケーブルサポートは、対応する前記ケーブル及び前記電線を受容するケーブル通路を有し、
    前記ケーブルのケーブル編組は、前記ケーブル通路内で前記ケーブルサポートに直接電気結合されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
15. 前記ケーブルサポートに結合された帯をさらに具備し、
    前記帯は、前記ケーブルを前記ケーブルサポートに固定することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
16. 前記帯は導電性を有し、前記ケーブルのケーブル編組と係合し、
    前記帯は、前記ケーブル編組を前記ケーブルサポートに電気的に共通接続することを特徴とする請求項１５記載の電気コネクタ。
17. 前記ケーブルサポート及びモジュールは共に、前記室内に受容され、
    後方シェルは、前記ケーブルサポート及び前記モジュールを前記室内に保持することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。

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