KR101144255B1

KR101144255B1 - Ｒｆ 커넥터 조립체

Info

Publication number: KR101144255B1
Application number: KR1020090064371A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 토머스 주니어. 필립스
Original assignee: 델피 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2012-05-11
Also published as: KR20100013261A; US20100029132A1; CN101640344A; US7794274B2; CN101640344B

Abstract

RF 커넥터는 제 1 동축 케이블용 단자 단부를 접속가능하게 수용하도록 구성된 제 1 단부를 갖는 제 1 커넥터와, 제 2 동축 케이블용 상보적인 단자 단부를 접속가능하게 수용하도록 구성된 제 1 단부를 갖는 제 2 커넥터를 갖는다. 상기 단자 단부 및 상보적인 단자 단부는 서로 결합하기 위해 상보적으로 구성된다. 상기 제 1 및 제 2 커넥터 하우징은 서로 접속하도록 각각의 제 2 단부에 구성된다. 상기 제 1 커넥터 하우징은 각각의 상기 단자 단부 둘레에 장착되며 각각의 상기 단자 단부에 접속되는 관형 쉴드(tubular shield)를 수용한다. 상기 관형 쉴드는, 상기 제 2 커넥터 하우징이 상기 제 1 커넥터 하우징에 접속되면, 상기 상보적인 단자 단부 둘레에 전기적으로 접속하기 위한 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거(contact finger)의 제 1 세트를 갖는다.

Description

ＲＦ 커넥터 조립체{RF CONNECTOR WITH INTEGRATED SHIELD}

본 발명은 RF 커넥터에 관한 것이다.

대부분 RF 커넥터로 지칭되는 무선주파수(radio Frequency: RF) 커넥터는 종종 동축 케이블을 접속하는 한편, 특정 정도의 차폐를 제공한다. 최근에, FM/AM 라디오, 인공위성 기반의 통신 시스템(예컨대, OnStarTM), 무건 차량 진입 시스템(keyless vehicle entry systems), 예컨대 위치추적 시스템(Global positioning systems), 충돌 회피 시스템(collision avoidance systems) 및 다른 통신 장치용 네비게이션 시스템의 출현에 의해, 이와 같은 커넥터와 동축 케이블이 자동차에 많이 적용되고 있다.

자동차용 커넥터는 -45 dB의 Fakra 및 Uscar-17 명세 사항 등으로 표준 고안된 것이 공통적이다. 또한, 낮은 내접촉성 등의 다른 명세 사항이 형성되고 있다. 이러한 명세 사항을 충족하는 근래의 단자 커넥터는 서로 스냅 결합하며 고가의 냉간식 관형의 RF 단자를 구비하는 플라스틱 외측 하우징들의 조합체이다. 저가의 스탬핑된 RF 단자들은 2 GHz까지만 부분적으로 차폐한다. 3 또는 4 GHz의 새로이 요구되는 주파수는 다수의 단자 커넥터에 대한 누설 문제를 형성한다.

또한, 다수의 상기한 특징을 갖는 하나의 자동차는 차량에 설치된 40개 이상의 RF 파크라(Fakra) 커넥터를 가질 수 있다. 더욱이, 다수의 자동차 통신 장치는 3 GHz 범위 이상의 보다 높은 주파수에서 작동한다. 또한, 오늘날의 커넥터는 적절한 차폐를 제공하도록 적당히 안착될 필요가 있으며, 다시 말하면 부적절한 배치는 상당한 RF 누설을 야기한다. 이에 따라, 오늘날의 RF 커넥터는, 각각의 커넥터의 비용을 높이는 적절한 안착을 보장하기 위한 엄격한 제조 공차를 갖는다.

모든 알려진 명세 사항을 충족하고 3 GHz 이상의 주파수까지의 개선된 차폐를 가지며 단자 및 커넥터 하우징을 위한 보다 큰 제조 공차를 허용하는 스탬핑된 단자 커넥터를 갖는 저가의 RF 커넥터에 대한 필요성이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, RF 커넥터 조립체는 제 1 동축 케이블용의 단자 단부를 접속가능하게 수용하도록 구성된 제 1 단부를 갖는 제 1 커넥터 하우징; 및 제 2 동축 케이블용의 상보적인 단자 단부를 접속가능하게 수용하도록 구성된 제 1 단부를 갖는 제 2 커넥터 하우징;을 포함한다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 커넥터 하우징은 서로 접속하도록 각각의 제 2 단부에 구성된다. 상기 단자 단부 및 상보적인 단자 단부는 상기 커넥터 하우징들이 서로 접속되면 서로 결합을 위해 상보적으로 구성된다. 상기 제 1 커넥터 하우징은 각각의 상기 단자 단부 둘레에 장착되며 각각의 상기 단자 단부에 접속되는 관형 쉴드(tubular shield)를 수용한다. 상기 관형 쉴드는, 상기 제 2 커넥터 하우징이 상기 제 1 커넥터 하우징에 접속되면, 상기 상보적인 단자 단부 둘레에 전기적으로 접속하기 위한 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거(contact finger)의 제 1 세트를 갖는다.

바람직하게, 상기 관형 쉴드는 상기 제 1 커넥터 하우징 내의 상기 단자 단부 둘레에 접속하기 위한 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거의 제 2 세트를 갖는다. 상기 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 제 1 및 제 2 콘택 핑거는 상기 관형 쉴드의 대향 단부에 근접하게 서로 축방향으로 이격된다. 상기 콘텍 핑거의 각 세트는 상기 관형 쉴드의 각각의 단부로부터 내측으로 연장되는 것이 바람직하다.

일 실시예에 있어서의 상기 쉴드는 축방향으로 연장되는 시임(seam)을 갖는 다. 다른 실시예에 있어서, 상기 시임은 상기 관형 쉴드의 길이를 따라 연장되는 중첩하는 탭(overlapping tabs)을 구비한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 시임은, 상기 시임이 펼쳐지는 것을 방지하도록 상보적인 맞물리는 탭과 노치를 구비한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, RF 단자 커넥터 조립체용 관형 쉴드는, 제 1 및 제 2 동축 케이블용의 상보적인 단자의 각각의 접속 단부에 접속하도록, 상기 쉴드의 각각의 단부에 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거의 제 1 세트를 구비한다.

도 1을 참조하면, RF 커넥터(10)는 수형 플라스틱 하우징(14)의 일 단부(13)를 통해 접속된 수형 단자 조립체(12)를 갖는다. 암형 단자 조립체(16)는 암형 플라스틱 하우징(18)의 일 단부(17)를 통해 접속된다. 수형 및 암형 플라스틱 하우징(14, 18)은, 각각의 수형 및 암형 하우징(14, 18) 상에 탭(20), 릴리스 래치(22) 및 작동 래치 핸들(25)을 갖는 각각의 제 2 단부(21, 23)에 서로 탈착가능하게 스냅 결합하도록 구성된다.

도 2에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 수형 플라스틱 하우징(14)은 제 2 단부(21)에 설치된 관형 쉴드 부재(24)를 갖는다. 상기 제 2 단부는 강제 끼워맞춤에 의해 관형 쉴드(24)를 잘 수용하는 둥근 원통형의 공동(26)을 갖는다. 또한, 공동(26)의 단부(21)는 넥다운(necked down)될 수 있고, 쉴드(24)는 넥다운된 단부(21)를 통해 끼워맞추도록 반경방향으로 압착되어, 넥다운된 단부(21)를 처리한 후에 공동(26)에 대해 인접하는 보다 큰 직경으로 다시 탄성식으로 구부릴 수 있다.

도 3에 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 쉴드(24)는 관형이며, 시임(27)은 종축을 따라 연장된다. 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 핑거(28)의 제 1 및 제 2 세트(30, 32)는 관형 쉴드(24)의 대향 단부(33)에 있다. 관형 쉴드는 강, 또는 다른 전기 전도성 및 RF 쉴드 재료, 예컨대 전기코팅될 수 있는 다른 금속으로 제조된다. 쉴드는 평편한 핑거를 형성하도록 시트 재료를 스탬핑하여 제조되어, 핑거를 위로 말아올린 다음, 핑거가 반경방향 내측으로 연장되도록 쉴드의 관형 형상을 형성할 수 있다. 핑거(28)는 관형 단자를 결합할 때 탄성의 가요성 크기를 얻도록 원호 형상을 갖는다.

도 4를 참조하면, RF 커넥터가 완전히 조립되면, 각각의 동축 중앙 코어(44) 및 외측 동축 쉴드(46)를 갖는 2개의 동축 케이블(40, 42)은 접속되며, 중앙 핀(48)은 중앙 내측 컨덕터(50)와 결합한다. 더욱이, 조립체(12)의 수형 외측 단자(52)는 암형 단자(54) 상에 위치된 콘택 아암(56)을 거쳐 조립체(16)의 외측 암형 단자(54)에 접속한다. 페룰(ferrule)(55)은 단자(52) 둘레에 종래와 같이 주름 형성되며, 단자 조립체(12)를 하우징(14)에 보유하지만 단자 조립체(12)에 대해 하우징(14)의 상대 회전을 허용하도록 수형 하우징(14) 내에 원형의 슬롯(36)을 결합하는 로킹 탭(34)을 갖는다. 쉴드(24)는 하우징(14) 내에 보유되는 한편, 단자(12)는 단자(12)와의 낮은 접촉력 및 넥다운된 단부(21)를 지난 견고한 강제 끼워맞춤으로 인해 설치된다. 유사한 페룰(57)은 암형 하우징(18)의 단부(17)를 통 해 연장되는 암형 단자(54) 둘레에 종래와 같이 주름 형성되며, 단자 조립체(16)를 하우징(18)에 보유하지만 단자 조립체(16)에 대해 하우징(18)의 상대 회전을 허용하도록 원형의 슬롯(40)과 결합하는 유사한 탭(38)을 갖는다. 또한, 페룰(55, 57)은 외측 동축 쉴드(46) 둘레에 종래와 같이 주름 형성된다(도시하지 않음).

수형 페룰(55)은 단부(13)를 통해 연장되며 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 핑거(28)의 제 1 세트(30)와 결합한다. 핑거는 낮은 접촉력으로 외측으로 탄성 강제된다. 그 다음, 하우징(14, 18)은 탭 및 래치 기구(20, 22)를 통해 서로 접속된다. 2개의 단자 조립체(12, 16)는 서로 결합한다. 또한, 단자 조립체(12, 16)는 서로에 대해 회전가능하다. 또한, 단자(57)는 쉴드(24)와 결합하며 핑거(28)의 제 2 세트(32)에 접속한다. 제 2 세트의 핑거(28)는 마찬가지로 낮은 접촉력을 제공하도록 외측으로 탄성 굴곡한다. 하우징(14) 내의 숄더(31)는 단자 조립체(12)가 설치되는 동안 소정 위치에 쉴드(24)를 보유한다. 설치 시에, 관형 쉴드(24)는 2개의 단자(52, 54)의 전체 접속부의 양끝을 연결한다.

이로써, 수형-암형 갭(58)을 통한 임의의 RF 누설이 더욱 감소되며 관형 쉴드(24)에 의해 차폐된다. 이와 같은 감소는 2개의 페룰(52, 54) 내의 시임(70, 72)에 대해 임의의 상대 각도로 발생한다.

2개의 하우징(14, 18)이 서로 분리되면, 2개의 단자 조립체(12, 16)도 분리된다. 쉴드(29)는 넥다운된 단부(21)의 로킹 간섭과 함께 하우징(14) 내의 쉴드의 견고한 강제 끼워맞춤 및 콘택 핑거(28)의 낮은 접촉력으로 인해 단자의 인력에 대해 하우징(14) 내에 보유된다.

변형된 관형 쉴드(124)를 도 5에 도시하며, 시임(127)은 내측 및 외측 탭(160, 162)을 중첩함으로써 봉입된다. 이와 같이 중첩하는 탭 구성은 RF 누설을 더욱 감소시킨다.

관형 쉴드(224)의 제 3 실시예를 도 6에 도시하며, 시임(227)의 양끝을 연결하며 시임(227)을 폐쇄 위치에 더욱 고정하도록 상호고정하는 노치(262)와 결합하는 로킹 탭(260)을 도시한다.

도 7에 나타낸 그래프는 관형 쉴드의 사용 없이 유사하게 구성된 RF 파크라(Fakra) 커넥터와 비교된 모든 3가지의 실시예를 위한 차폐 효율을 도시한다. 3 GHz에서 작동하는 1 와트의 전력에서, 조립된 하우징으로부터 1 미터 떨어진 지점에서 측정되었다. 그래프에서는, 관형 쉴드가 없는 단자 연결부를 위한 -20 dB 내지 50 dB의 범위로부터 2개의 단자(12, 16)의 모든 상대 회전각도에서 임의의 3가지 실시예를 위해 3 GHz에서 작동하는 경우의 -60 dB 내지 -90 dB의 보다 효과적인 범위로 상당한 dB의 감소를 나타낸다.

본 발명이 광범위한 유용성 및 적용을 할 수 있다는 점을 당업자를 쉽게 이해할 것이다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명은 변형 및 수정될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명이 바람직한 실시예를 기초로 기술되었지만, 이들은 단지 예시일 뿐이다. 전술한 내용은 다른 실시예, 수정 및 변형을 배제하지 않으며, 본 발명은 하기의 청구범위에 의해 제한된다.

도 1은 RF 동축 단자 및 커넥터 하우징 조립체의 부분 분해사시도,

도 2는 관형 쉴드를 내장한 제 1 하우징 부재의 사시도,

도 3은 관형 쉴드의 사시도,

도 4는 완전히 조립된 RF 동축 단자 및 하우징 부재의 단면도,

도 5는 관형 쉴드의 제 2 실시예의 절결 사시도,

도 6은 관형 쉴드의 제 3 실시예의 사시도,

도 7은 3 GHz, 1 W의 전력에서 작동하며 1 미터의 거리로부터 측정된 수형 단자에 대한 암형 단자의 회전 각도 대 복사성 방출을 나타낸 그래프.

Claims

제 1 동축 케이블의 단자 조립체 단부를 접속가능하게 수용하도록 구성된 제 1 단부를 갖는 제 1 커넥터 하우징; 및

제 2 동축 케이블의 상보적인 단자 조립체 단부를 접속가능하게 수용하도록 구성된 제 1 단부를 갖는 제 2 커넥터 하우징;을 포함하며,

상기 단자 조립체 단부 및 상기 상보적인 단자 조립체 단부는 서로 결합하기 위해 상보적으로 구성되고,

상기 제 1 및 제 2 커넥터 하우징은 각각의 제 2 단부에서 서로 접속하도록 구성되고,

상기 제 1 커넥터 하우징은 상기 제 1 동축 케이블의 상기 단자 조립체 단부를 반경방향으로 봉입하여 전기적으로 접속하도록 구성된 전도성 관형 쉴드(conductive tubular shield)를 수용하고,

상기 관형 쉴드는, 상기 제 2 커넥터 하우징이 상기 제 1 커넥터 하우징에 접속되면, 상기 제 2 동축 케이블의 상기 상보적인 단자 조립체 단부를 반경방향으로 봉입하여 전기적으로 접속하기 위한 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거(contact fingers)의 제 1 세트를 갖고,

상기 관형 쉴드는, 상기 제 1 커넥터 하우징 내의 상기 단자 조립체 단부를 반경방향으로 봉입하여 전기적으로 접속하기 위한 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거(contact fingers)의 제 2 세트를 가지며,

각각의 상기 콘택 핑거의 제 1 및 제 2 세트는 상기 관형 쉴드의 각각의 단부로부터 내측으로 연장되고, 상기 콘택 핑거의 제 1 및 제 2 세트는 원호 형상을 가지며, 상기 관형 쉴드는 축방향으로 연장되는 시임(seam)을 갖는 것을 특징으로 하는

RF 커넥터 조립체.
삭제
제1항에 있어서,

상기 탄성의 반경방향 내측으로 연장되는 콘택 핑거의 제 1 및 제 2 세트는 상기 관형 쉴드의 대향 단부에 근접하게 서로 축방향으로 이격된 것을 특징으로 하는

RF 커넥터 조립체.
삭제
제1항에 있어서,

상기 시임은, 상기 시임이 펼쳐지는 것을 방지하도록 상기 관형 쉴드의 길이를 따라 연장되는 중첩하는 탭(overlapping tabs)을 구비하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는

RF 커넥터 조립체.
제1항에 있어서,

상기 시임은, 상기 시임이 펼쳐지는 것을 방지하도록 상기 관형 쉴드의 축방향 길이를 따라 연장되는 상보적으로 맞물리는 탭과 노치를 구비하는 것을 특징으로 하는

RF 커넥터 조립체.
삭제
제3항에 있어서,

상기 단자 조립체 단부의 외측 단자부는, 상기 단자 조립체 단부가 상기 관형 쉴드 내에 수용되면, 상기 제 1 동축 케이블 상의 외측 동축 쉴드와 전기적 접속하고, 상기 관형 쉴드의 콘택 핑거의 제 2 세트와 전기적 접속하고,

상기 상보적인 단자 조립체 단부의 외측 단자부는, 상기 상보적인 단자 조립체 단부가 상기 관형 쉴드 내에 수용되면, 상기 제 2 동축 케이블 상의 외측 동축 쉴드와 전기적 접속하고, 상기 관형 쉴드의 콘택 핑거의 제 1 세트와 전기적 접속하며,

상기 제 1 및 제 2 동축 케이블 각각의 동축 중앙 코어는 상기 단자 조립체 단부와 상기 상보적인 단자 조립체 단부 각각이 상기 관형 쉴드 내에 수용되면, 상기 관형 쉴드 내에 중앙 내측 컨덕터를 형성하도록 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는

RF 커넥터 조립체.