KR100371658B1 - 고속 케이블의 차폐체를 연결하는 수단을 포함한 전기커넥터 - Google Patents

고속 케이블의 차폐체를 연결하는 수단을 포함한 전기커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전기 커넥터(14)는 유전성 하우징(60)과 그에 장착된 복수개의 단자(24, 32)를 포함한다. 전도성 접지 블레이드(28)는 하우징에 장착되고 한 쌍의 동축 케이블의 금속 차폐체와 결합되도록 돌출된 적어도 한 쌍의 위치 설정 아암(52)을 포함한다. 하우징의 구획부(96)는 동축 케이블을 분리하여 금속 차폐체를 위치 설정 아암 근처에 보유하도록 위치 설정 아암(52)들 사이에서 연장된다.

Description

고속 케이블의 차폐체를 연결하는 수단을 포함한 전기 커넥터{Electrical Connector Including Means for Terminating the Shield of a High Speed Cable}
본 발명은 일반적으로 전기 커넥터 기술, 특히 케이블의 금속 브레이드 등의 고속 케이블의 금속 차폐체를 연결하는 시스템을 구비하는, 복수개의 동축 케이블을 위한 커넥터에 관한 것이다.
전형적인 고속 케이블은 튜브형 내부 유전체에 의해 둘러싸인 중심 도체 또는 코어를 포함한다. 차폐체는 케이블을 차폐 및/또는 접지하도록 내부 유전체의 외부에 배치된다. 차폐체는 전형적으로 튜브형 금속 브레이드이다. 그러나, 하나이상의 종방향 전도성 와이어도 사용되었고 흔히 "드레인 와이어(drain wire)"로 불린다. 절연 재킷은 차폐체의 외부에서 복합 케이블을 둘러싼다.
각종의 커넥터가 고속 케이블을 연결하는 데 사용된다. 커넥터는 전형적으로 케이블의 중심 도체 또는 코어에 연결된 접촉부를 갖는다. 커넥터는 대개 접지 목적을 위한 고속 케이블의 금속 차폐체를 연결하는 하나의 형태 또는 또 다른 형태의 연결 부재도 갖는다. 이러한 커넥터의 전형적인 시스템은 납땜 또는 용접에 의해 금속 차폐체를 연결 부재에 연결한다. 다른 시스템은 연결 부재의 적어도 일부를 금속 브레이드에 견고하게 크림핑하는 크림핑 방법을 사용한다.
컴퓨터 및 무선 통신 산업 등의 다양한 산업에서의 전자 제품의 지속적인 소형화 및 부수적인 전기 커넥터의 소형화에 따라, 소형 고속 케이블을 연결하는 데 특히 케이블의 금속 차폐체를 연결하는 데 상당한 문제점이 발생되었다. 예컨대, 소형 동축 케이블의 외경은 0.229 ㎝(0.090 인치) 정도일 수도 있다. 도체/코어를 둘러싸는 내부 유전체의 외경은 0.130 ㎝(0.051 인치) 정도일 수도 있고, 중심 도체/코어의 직경은 0.030 ㎝(0.012 인치) 정도일 수도 있다. 훨씬 소형의 치수 변수를 갖는 동축 케이블이 사용되었다.
소형 동축 케이블을 연결하는 데 있어서의 문제점은 케이블의 금속 차폐체를 연결하는 것과 관련된 경우도 있다. 예컨대, 납땜 방법이 사용되면, 금속 차폐체에 직접 근접하게 (납땜에 필요한) 열을 인가하는 것은 아래의 내부 유전체에 열손상을 발생시켜 사실상 실질적으로 내부 유전체를 분열 또는 열화시킬 수 있다. 종래의 크림프형 연결이 사용되면, 전형적인 크림핑력이 케이블의 중심 도체/코어를둘러싼 내부 유전체를 뭉개거나 변형시킬 것이다. 어느 경우라도, 내부 유전체의 손상 또는 변형이 케이블의 전기 특성을 변화시킬 것이다.
상기 문제점은 고속 케이블의 금속 차폐체가 원통형 연결 부재가 아니라 평평한 연결 부재 또는 접촉부에 연결될 때 더욱 복잡하게 된다. 예컨대, 동축 케이블의 금속 차폐체 또는 브레이드를 평평한 접지 부재에 연결하는 예가 본 출원인에게 양도된 1994년 4월 19일자 미국 특허 제5,304,069호에 나타나 있다. 상기 특허에서, 복수개의 동축 케이블의 금속 브레이드는 고속 신호 전송 단자 모듈의 접지판에 연결된다. 동축 케이블의 도체/코어는 모듈의 신호 단자에 연결된다. 다른 예가 1998년 1월 27일자 미국 특허 제5,711,686호, 1998년 2월 10일자 미국 특허 제5,716,236호, 1998년 2월 17일자 미국 특허 제5,718,607호, 1998년 3월 10일자 미국 특허 제5,725,387호 및 1998년 7월 28일자 미국 특허 제5,785,555호에 나타나 있고, 상기 특허는 모두 본 출원인에게 양도되었다.
본 발명은 접지 블레이드 등의 연결 부재로의 복수개의 케이블의 금속 차폐체의 연결을 포함한 고속 동축 케이블의 연결을 취급하는 데 있어서의 추가적인 개선에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 고속 케이블의 금속 차폐체를 연결하는 시스템을 포함한 신규하고 개선된 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 개념을 구체화한 전기 커넥터의 사시도.
도2는 본 발명의 전기 커넥터의 정면도.
도3은 본 발명의 전기 커넥터의 배면도.
도4는 본 발명의 전기 커넥터의 평면도.
도5는 본 발명의 전기 커넥터의 측면도.
도6은 본 발명의 접지 블레이드의 정면 사시도.
도7은 본 발명의 접지 블레이드의 배면 사시도.
도8은 단자 및 접지 블레이드가 정면 하우징 부분에 장착된 2개 부분으로 된 하우징의 분해 사시도.
도9는 조립된 상태의 2개의 부분으로 된 하우징의 사시도.
도10은 후방 하우징 부분의 평면도.
도11은 후방 하우징 부분의 정면도.
도12는 2개의 부분으로 된 하우징에 조립된 정면 차폐체를 나타내는 후방 사시도.
도13은 도12의 사시도와 유사하지만 후방 차폐체가 완전히 조립된 상태에서의 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
14 : 전기 커넥터
16 : 전방 차폐체
17 : 후방 차폐체
18 : 전방 결합면
20 : 후방 연결면
22 : 시라우드
24 : 데이터 전송 단자
28 : 접지 블레이드
32 : 고속 신호 단자
본 발명의 실시예에서, 커넥터는 전방 결합 단부 및 후방 연결 단부, 대체로상기 단부들 사이에서 연장된 복수개의 단자 수용 통로 및 대체로 상기 단부들 사이에서 연장된 블레이드 수용 통로를 갖는 유전체 하우징을 포함한다. 복수개의 단자는 단자 수용 통로에 수용된다. 전도성 접지 블레이드는 블레이드 수용 통로에 수용된다. 접지 블레이드는 한 쌍의 동축 케이블의 금속 차폐체와 결합되도록 하우징의 후방 연결 단부에서 접지 블레이드로부터 돌출된 적어도 한 쌍의 위치 설정 아암을 포함한다. 하우징의 구획부는 동축 케이블을 분리하여 금속 차폐체를 위치 설정 아암 근처에 유지하도록 위치 설정 아암들 사이에서 연장된다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 하우징은 유전성 플라스틱 재료로 성형되고, 구획부는 하우징과 일체로 성형된다. 하우징은 블레이드가 블레이드 수용 통로로부터 후퇴되는 것을 방지하도록 접지 블레이드의 맞닿음 견부와 결합되는 맞닿음 견부를 포함한다. 접지 블레이드는 대체로 평면형이고 슬롯을 포함하며, 구획부는 슬롯을 통해 위치 설정 아암들 사이에서 돌출된 벽을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 한 쌍의 위치 설정 아암은 접지 블레이드의 각각의 대향측으로부터 돌출된다. 하우징의 구획부는 4개의 동축 케이블을 수용하는 4분면을 형성하도록 각각의 쌍의 아암 사이에서 연장된다. 4개의 단자 수용 통로는 4개의 신호 단자를 수용하는 4분면과 정렬되어 하우징에 제공된다. 4개의 단자는 4개의 동축 케이블의 내부 도체에 접속되는 꼬리 부분을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하우징은 단자를 장착하는 내부의 통로와 접지 블레이드를 갖는 전방 하우징 부분을 포함한다. 후방 하우징 부분은 전방 하우징 부분에 대해 병렬로 배치되고 구획부를 포함한다. 상호 보완적인 맞닿음수단은 접지 블레이드가 전방 하우징 부분의 블레이드 수용 통로로부터 후퇴되는 것을 방지하도록 후방 하우징 부분과 접지 블레이드 사이에 제공된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명의 신규한 특징은 특히 첨부된 특허청구범위에 기재되어 있다. 본 발명은 그 목적 및 장점과 함께 첨부 도면과 연계하여 취해진 다음의 설명을 참조하면 가장 잘 이해될 수도 있다. 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도면을 상세하게 참조하기로 하면서, 우선 도1 내지 도5를 참조하면, 본 발명은 실질적으로 전방 차폐체(16) 및 후방 차폐체(17)에 의해 실질적으로 둘러싸인 내부 유전성 하우징을 포함한다. 각각의 차폐체(16, 17)는 전도성 판금 재료로 스탬핑 및 성형되거나 드로잉된 일편 구조체이다.
커넥터는 전방 차폐체(16)가 커넥터의 전방 결합면(18)을 형성하고 후방 차폐체(17)가 후방 연결면(20)을 형성하는 입/출력(I/O) 전기 장치이다. 실제로, 전방면은 3열의 데이터 전송 단자(24)의 전방 돌출 접촉 부분을 둘러싼 차폐체의 시라우드 부분(22)에 의해 형성된다. 데이터 전송 단자는 커넥터 하우징의 단자 수용 통로(26)를 통해 돌출된다. 전도성 접지 블레이드(28)는 커넥터 하우징의 (도2의) 블레이드 수용 통로(30)를 통해 돌출된다. 한 쌍의 고속 신호 단자(32)는 접지 블레이드(28)의 각각의 대향측에서 (도2의) 하우징의 한 쌍의 단자 수용 통로(34)를 통해 돌출된다. 데이터 전송 단자(24) 및 고속 신호 단자(32)의 연결 또는 꼬리 부분(36, 38)은 커넥터 하우징의 후방 플랫폼(40)의 후방 차폐체(17)의후방으로 각각 돌출된다.
전방 차폐체(16)는 나중에 알게 되겠지만 하우징을 둘러싸도록 상부 및 저부에서 후방으로 형성된 한 쌍의 탭(42)을 갖는다. 후방으로 형성된 4개의 탭(44)은 전방 및 후방 차폐체를 커넥터 하우징 주위에 고정하도록 전방 차폐체(16)의 기부판(46)으로부터 후방 차폐체(17)의 기부판(48)에 걸쳐 굽혀져 있다.
커넥터 및 그 조립체의 내부에 대한 상세한 설명을 진행하기 전에, 전도성 접지 블레이드(28)를 상세하게 나타내는 도6 및 도7을 참조하기로 한다. 블레이드는 판금 재료로 스탬핑 및 성형된다. 도시된 바와 같이, 블레이드는 길이가 긴 접지판을 형성하도록 길이가 길며 대체로 평면형이다. 바브(50)는 하우징의 블레이드 수용 통로(30) 내에서 강제 끼워맞춤되도록 접지 블레이드의 양측 모서리에서 스탬핑된다. 한 쌍의 위치 설정 아암(52)은 후방 연결 단부(4)에서 접지 블레이드의 각각의 대향측으로부터 돌출된다. 각각의 위치 설정 아암은 스탬핑된 창(56)을 포함한다. 위치 설정 아암은 동축 케이블의 금속 브레이드 등의 금속 차폐체와 결합되도록 아치형이다. 위치 설정 아암은 금속 차폐체에 납땜되고, 창(56)은 차폐체와 결합되도록 납땜 재료의 유동을 허용한다. 슬롯은 블레이드의 후방 단부(54)에서 개방되고 목적은 나중에 설명되겠지만 맞닿음 견부를 형성하는 폐쇄 단부(58a)를 갖는다.
도8 내지 도11을 참조하면, 커넥터(14)는 전방 하우징 또는 하우징 부분(62) 및 후방 하우징 또는 하우징 부분(64)으로 형성된 2개의 부분으로 된 유전성 하우징(60)을 포함한다. 전방 하우징 부분은 하우징의 전방 결합 단부(66)를 형성하고, 후방 하우징 부분(64)은 하우징의 후방 단부(68)를 형성한다. 전방 하우징 부분은 데이터 전송 단자(24)를 수용하는 단자 수용 통로(26), 고속 신호 단자(32)를 수용하는 단자 수용 통로(34) 및 접지 블레이드(28)를 수용하는 블레이드 수용 통로(30)를 포함한다. 데이터 전송 단자(24)의 꼬리부(36) 및 고속 신호 단자(32)의 꼬리부(38)는 전방 하우징 부분의 후방으로 돌출된다. 위치 설정 아암(52)을 포함한 접지 블레이드의 후방 단부도 전방 하우징 부분의 후방으로 돌출된다. 전방 하우징 부분은 상향 및 하향으로 돌출된 탭(74)과 함께 단부 리세스(70)와 상부 및 저부 리세스(72)를 갖는다.
후방 하우징 부분(64)은 하우징 부분이 (도8의) 화살표 "A" 방향으로 조립될 때 전방 하우징 부분(62)의 후방에 대해 맞닿는 주요 횡방향 플랜지(76)를 포함한다. 후방 하우징 부분은 2개의 하우징 부분이 도9에 도시된 바와 같이 조립될 때 전방 하우징 부분의 리세스(70, 72) 내로 각각 이동되는 측부 날개부(78)와 상부 및 저부 날개부(80)를 갖는다. 또한, 후방 하우징 부분(64)은 도9에 도시된 바와 같이 조립될 때 전방 하우징 부분의 탭(74)과 병렬로 배치된 상향 및 하향으로 돌출된 탭(82)을 갖는다.
데이터 전송 단자(24), 고속 신호 단자(32) 및 접지 블레이드(28)가 전방 하우징 부분(62)에 장착되고 후방 하우징 부분(64)이 전방 하우징 부분에 대해 병렬로 배치된 후, 커넥터의 전방 및 후방 차폐체는 도12에 도시된 바와 같이 커넥터의 조립을 완료하도록 조립된다. 특히, 도12에 도시된 바와 같이, 2개의 부분으로 된 하우징(60), 데이터 전송 단자, 고속 신호 단자 및 접지 블레이드의 반조립체는도12에 도시된 바와 같은 전방 차폐체(16)에 조립된다. 전방 하우징 부분의 전방 단부(6)로부터 돌출된 (도8의) 오프셋 부분(84)은 전방 차폐체의 시라우드(22) 내에서 적절하게 배치된다. 다음에, 전방 차폐체의 기부판(46)의 상부 및 저부의 탭(42)은 전방 및 후방 하우징 부분의 (도8 및 도9의) 탭(74, 82) 주위에서 후방 하우징 부분(64)의 상부 및 저부의 리세스(86) 내로 굽혀진다. 따라서, 전방 차폐체의 탭(42)은 전방 차폐체를 하우징(60)으로의 전방 차폐체를 보유할 뿐만 아니라 2개의 하우징 부분을 함께 보유하는 데 효과적이다.
다음에, 하방 차폐체(17)는 도13에 도시된 바와 같이 조립된다. 후방 차폐체는 후방 하우징의 후방 연장 플랫폼(40)을 제외하면 2개의 부분으로 된 하우징을 실질적으로 둘러싼 시라우드(88)를 갖는다. 시라우드(88)는 전방 차폐체의 후방 형성 탭(42)을 수용하는 구멍(90)을 갖는다. 최종 조립에서, 전방 차폐체의 탭(44)은 2개의 차폐체와 함께 완전히 조립된 상태의 커넥터를 보유하도록 후방 차폐체의 기부판(48)의 후방측 주위에서 굽혀지거나 형성된다.
본 발명은 도1, 도4, 도5, 도12 및 도13의 케이블 취급 시스템(92)을 고려하고 있다. 기본적으로, 케이블 취급 시스템은 후방 하우징 부분으로부터 돌출되어 케이블의 금속 브레이드의 연결을 포함한 (4개까지의) 복수개의 동축 케이블의 연결 전에 적절하게 취급 및 배치하도록 접지 블레이드(28)의 위치 설정 아암(52)과 협력하는 구획 구조체(94)를 포함한다.
특히, 구획 구조체(94)는 접지 블레이드(28)의 후방 단부의 상부 및 하부 쌍의 위치 설정 아암(52) 사이에서 연장되는 대향으로 연장된 한 쌍의 구획부 또는벽(96)을 포함한다. 구획벽(96)은 케이블을 소정 위치로 안내하는 경사형 입구면(97)과 케이블이 내부에 삽입된 후 케이블을 보유하는 포획부(9)를 갖는다. 이와 같이, 구획부(96) 및 위치 설정 아암(52)은 케이블 취급 시스템(92)을 4개의 케이블을 수용하는 4분면으로 분할하는 데 효과적이다. 도3은 구획부(96) 및 위치 설정 아암(56)에 의해 형성된 4분면과 정렬된 고속 신호 단자(32)의 꼬리부(38)를 도시하고 있다. 도3은 구획 구조체(94)가 (도5 및 도6의) 슬롯(58)의 양측의 접지 블레이드의 평면형 부분을 사이에 수용하는 한 쌍의 종방향 플랜지(98)를 각각의 대향측에서 갖는 것도 도시하고 있다. 구획 구조체(94)의 (도13의) 전방 맞닿음면(100)은 접지 블레이드가 하우징의 통로로부터 후퇴되는 것을 방지하도록 슬롯(58)의 (도6 및 도7의) 폐쇄형 단부(58a)에 대해 맞닿는다. 즉, 접지 블레이드가 도8에 도시된 바와 같이 전방 하우징 부분의 후방부 내로 삽입된 후, 전방 하우징 부분으로의 후방 하우징 부분(64)의 조립은 구획 구조체의 맞닿음 견부(100)가 접지 블레이드에서 슬롯(58)의 맞닿음 단부(58a)와 결합되게 하며, 그에 따라 후방 하우징 부분은 접지 블레이드가 전방 하우징 부분으로부터 후퇴되는 것을 방지하는 데 효과적이다.
구획 구조체(92)와 접지 블레이드(28)의 위치 설정 아암(52)을 포함한 케이블 취급 시스템(92)은 4개의 고속 신호 동축 케이블이 고속 신호 단자(32) 및 접지 블레이드(28)에 연결될 수 있는 수단을 제공한다. 공지된 바와 같이, 각각의 동축 케이블은 전형적으로 내부 도체와, 내부 도체의 적어도 일부를 둘러싼 내부 유전체와, 내부 유전체의 적어도 일부를 둘러싼 금속 브레이드 등의 금속 차폐체와, 금속차폐체를 둘러싼 외부 절연 재킷을 갖는다. 동축 케이블은 금속 차폐체의 일부를 노출시키도록 외부 재킷의 일부를 제거하며 내부 도체를 노출시키도록 내부 유전체의 일부를 제거함으로써 제조된다. 다음에, 케이블은 구획부(96) 및 위치 설정 아암(52)에 의해 형성된 4분면에 배치된다. 4분면에 배치될 때, 동축 케이블은 금속 브레이드가 위치 설정 아암과 병렬로 되도록 배치되어 금속 차폐체와 결합되도록 납땜 재료의 유동을 허용하는 창(56)으로 위치 설정 아암에 용이하게 납땜될 수 있다. 또한, 내부 도체는 신호 단자(32)의 꼬리 부분(38)과 병렬로 배치되도록 정렬되고 함께 용이하게 납땜될 수 있다. 구획부(96)는 각각의 쌍의 위치 설정 아암(52) 사이의 각각의 쌍의 동축 케이블을 분리한다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 중심 특징을 벗어나지 않고 다른 특정한 형태로 실시될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 실시예는 모든 면에서 제한을 위한 것이 하니라 설명을 위한 것으로 고려되어야 하고, 본 발명은 본 명세서에 제공된 상세한 설명에 제한되지 말아야 한다.
본 발명에 따르면, 내부 유전체의 손상 또는 변형이 없어서 케이블의 전기 특성을 변화시키지 않는다.

Claims (5)

  1. 전방 결합 단부 및 후방 연결 단부, 대체로 상기 단부들 사이에서 연장된 복수개의 단자 수용 통로 및 대체로 상기 단부들 사이에서 연장된 블레이드 수용 통로를 구비한 유전체 하우징과,
    단자 수용 통로에 수용된 복수개의 단자와,
    블레이드 수용 통로에 수용되며, 하우징의 후방 연결 단부에서 접지 블레이드로부터 돌출된 적어도 한 쌍의 위치 설정 아암을 구비한 전도성 접지 블레이드와,
    위치 설정 아암들 사이에서 연장되는 하우징과 일체형인 구획부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 하우징은 접지 블레이드가 블레이드 수용 통로로부터 후퇴되는 것을 방지하도록 접지 블레이드의 맞닿음 견부와 결합되는 맞닿음 견부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  3. 제1항에 있어서, 접지 블레이드의 각각의 대향측으로부터 돌출된 한 쌍의 위치 설정 아암을 포함하며, 하우징의 구획부는 4분면을 형성하도록 각각의 쌍의 아암 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  4. 내부 도체, 내부 도체의 적어도 일부를 둘러싼 내부 유전체, 내부 유전체의 적어도 일부를 둘러싼 금속 차폐체 및 금속 차폐체의 적어도 일부를 둘러싼 외부 절연 재킷을 각각 가지며 외부 재킷의 일부가 제거되어 금속 차폐체의 노출 부분이 노출되는 한 쌍의 동축 케이블을 연결하는 연결 시스템에 있어서,
    유전성 하우징을 구비한 커넥터와,
    하우징에 장착된 복수개의 단자와,
    하우징에 장착되며, 한 쌍의 동축 케이블의 금속 차폐체과 결합되는 적어도 한 쌍의 이격된 위치 설정 아암을 구비한 전도성 접지 블레이드와,
    동축 케이블을 분리하여 금속 차폐체를 위치 설정 아암 근처에 유지하도록 위치 설정 아암들 사이에서 연장되는 하우징과 일체형인 구획부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 접지 블레이드의 각각의 대향측으로부터 돌출된 한 쌍의 위치 설정 아암을 포함하며, 하우징의 구획부는 4개의 동축 케이블을 수용하는 4분면을 형성하도록 각각의 쌍의 아암 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 연결 시스템.
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