KR20100053578A - 전기 종단 접속 장치 - Google Patents

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KR20100053578A
KR20100053578A KR1020107004154A KR20107004154A KR20100053578A KR 20100053578 A KR20100053578 A KR 20100053578A KR 1020107004154 A KR1020107004154 A KR 1020107004154A KR 20107004154 A KR20107004154 A KR 20107004154A KR 20100053578 A KR20100053578 A KR 20100053578A
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insulator
electrical
electrical contacts
shield element
termination device
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KR1020107004154A
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스티븐 펠드만
알렉산더 알 매튜스
제임스 지 주니어 바나
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
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Abstract

전기 종단 접속 장치는 전기 전도성 실드 요소, 실드 요소 내에 배치되는 절연체, 및 절연체 내에 지지되고 절연체에 의해 실드 요소로부터 전기적으로 절연되는 하나 이상의 전기 접촉자를 포함한다. 절연체는 하나 이상의 전기 접촉자를 절연체 내로의 그들의 삽입 중에 안내하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아를 포함한다. 하나 이상의 스페이서 바아는 절연체의 스트레이트 풀 사출 성형을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 절연체는 임피던스 제어 관계로 하나 이상의 전기 접촉자의 길이의 적어도 대부분을 따라 하나 이상의 전기 접촉자로부터 이격되어 위치될 수 있다. 전기 종단 접속 장치는 전기 커넥터 내에 포함될 수 있다.

Description

전기 종단 접속 장치{ELECTRICAL TERMINATION DEVICE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2006년 1월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/763,733호 및 2006년 9월 1일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/824,332호의 우선권을 주장하는, 현재 계류중인, 2007년 1월 25일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/627,258호의 일부 계속 출원이다. 전술된 출원들 각각의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 고속 전기 커넥터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 높은 신호 라인 밀도 및 신호 라인에 대한 차폐 제어 임피던스(shielded controlled impedance, SCI)를 촉진시키기 위해 이들 고속 전기 커넥터에 사용될 수 있는 전기 종단 접속 장치에 관한 것이다.
집적 회로를 다른 회로 기판, 케이블 또는 전자 장치에 상호 접속하는 것은 당업계에 공지되어 있다. 그러한 상호 접속은 전형적으로, 특히 신호 라인 밀도가 비교적 낮은 경우에, 그리고 신호를 상호 접속체 또는 인쇄 회로 기판 내의 전도체를 통해 전하는 데 필요한 시간 길이와 비교할 때 회로 스위칭 속도(또한 에지율(edge rate) 또는 신호 상승 시간(signal rise time)으로 지칭됨)가 느린 경우에는, 형성하기가 어렵지 않았다. 상호 접속체 크기 및 회로 스위칭 속도 둘 모두에 대한 사용자의 요구가 점점 더 많은 것을 요구함에 따라, 물리적 크기 및 전기적 성능 둘 모두의 측면에서 만족스럽게 수행할 수 있는 상호 접속체의 설계 및 제조가 점점 더 어려워지고 있다.
고속 회로, 즉 적어도 5 GHz의 전송 주파수를 갖는 회로에 필요한 임피던스 제어를 제공하기 위한 커넥터들이 개발되어 왔다. 이들 커넥터 중 많은 것이 유용하지만, 여전히 당업계에서는 신호 무결성(integrity)의 만족스러운 제어를 달성하기 위해, 엄밀하게 제어되는 전기적 특성을 가지며 증가된 신호 라인 밀도를 갖는 커넥터 설계에 대한 필요성이 존재한다.
일 태양에서, 본 발명은 전기 전도성 실드 요소(shield element), 실드 요소 내에 배치되는 절연체, 및 하나 이상의 전기 접촉자를 포함하는 전기 종단 접속 장치를 제공한다. 하나 이상의 전기 접촉자는 절연체 내에 지지되며 절연체에 의해 실드 요소로부터 전기적으로 절연되고, 실드 요소의 전방 단부와 후방 단부를 통해 전기 접속을 형성하도록 구성된다. 절연체는 하나 이상의 전기 접촉자를 절연체 내로의 그들의 삽입 중에 안내하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아(spacer bar)를 포함한다. 절연체는 임피던스 제어 관계로 하나 이상의 전기 접촉자의 길이의 적어도 대부분을 따라 하나 이상의 전기 접촉자로부터 이격되어 위치될 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명은 전기 케이블, 하나 이상의 전기 접촉자, 하나 이상의 전기 접촉자 둘레에 배치되는 절연체, 및 전기 전도성 실드 요소를 포함하는 전기 커넥터를 제공한다. 전기 케이블은 하나 이상의 전도체 및 하나 이상의 전도체를 둘러싸는 접지 실드(ground shield)를 포함한다. 하나 이상의 전기 접촉자는 하나 이상의 전도체에 접속된다. 전기 전도성 실드 요소는 절연체 둘레에 배치되며, 접지 실드에 접속된다. 절연체는 하나 이상의 전기 접촉자를 절연체 내로의 그들의 삽입 중에 안내하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 절연체를 제공하며, 이 절연체는 하나 이상의 전기 접촉자를 절연체 내로의 그들의 삽입 중에 안내하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아를 구비한다. 하나 이상의 스페이서 바아는 절연체의 스트레이트 풀(straight pull) 사출 성형을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 절연체는 절연체와 하나 이상의 전기 접촉자가 조립된 구성에 있을 때, 임피던스 제어 관계를 가능하게 하도록 구성되는 하나 이상의 전기 접촉자의 길이의 적어도 대부분을 따라 하나 이상의 전기 접촉자로부터 이격되어 위치될 수 있다.
본 발명의 상기 개요는 본 발명의 모든 구현예 및 각각 개시된 실시예를 기술하도록 의도된 것은 아니다. 이어지는 도면 및 상세한 설명은 예시적인 실시예를 보다 상세하게 예시한다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 전기 종단 접속 장치의 예시적인 실시예의 분해 사시도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 태양에 따른 전기 종단 접속 장치의 실드 요소의 평면도.
도 3a 내지 도 3i는 도 1의 전기 종단 접속 장치의 절연체의 평면도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 일 태양에 따른 절연체의 다른 예시적인 실시예의 단면도.
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 전기 종단 접속 장치의 전기 접촉자의 평면도 및 단면도.
도 6a 및 도 6b는 도 3a 내지 도 3i의 절연체를 형성하는 데 사용될 수 있는 스트레이트 풀 사출 주형의 개략적인 단면도.
바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서, 그의 일부를 형성하는 첨부된 도면이 참조된다. 첨부된 도면은 본 발명이 실시될 수 있는 구체적인 실시예를 예시적으로 도시한다. 다른 실시예가 이용될 수 있고, 구조적 또는 논리적 변화가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 그러므로, 하기의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해지지 않아야 하고, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된다.
도 1 내지 도 3과 도 5는 본 발명의 일 태양에 따른 전기 종단 접속 장치(12)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 1은 전기 케이블(20)과 함께 사용되는 예시적인 전기 종단 접속 장치(12)의 분해도를 도시하며, 한편 도 2, 도 3 및 도 5는 본 발명의 일 태양에 따른 전기 종단 접속 장치의 개별 구성요소들의 상세도를 제공한다. 전기 종단 접속 장치(12)는 종방향 전기 전도성 실드 요소(40), 절연체(42), 및 단일 전기 접촉자(44)를 포함한다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 전기 전도성 실드 요소(40)는 전방 단부(46), 후방 단부(48), 및 비-원형 횡단면을 형성하는 측부 표면(50a 내지 50d)(본 명세서에서 총칭하여 "측면(50)"으로 지칭됨)을 구비한다. 도시된 실시예는 실질적으로 정사각형의 횡단면을 형성하는 4개의 측면(50)을 포함하지만, 실드 요소(40)는 다른 대체로 직사각형 또는 비-원형의 횡단면을 형성하는 다른 개수의 측면을 구비할 수 있다. 다른 실시예에서, 실드 요소(40)는 (예컨대, 원형과 같은) 대체로 곡선의 횡단면을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 실드 요소(40)는 대향하는 측부 표면(50a, 50c) 상에 배치되는 측방향으로 돌출하는 탄성 접지 접촉 비임(52)을 포함한다. 다른 실시예에서, 실드 요소(40)는 단지 하나의 접지 접촉 비임(52)만을 포함한다. 래치 부재(54)가 측면(50) 중 적어도 하나로부터 연장한다. 래치 부재(54)는 복수의 전기 종단 접속 장치를 수용, 고정 및 조작하도록 구성되는 리테이너(retainer) 또는 오거나이저(organizer) 플레이트(도시 안됨) 내에 종단 접속 장치(12)를 보유시키도록 구성된다. 일 실시예에서, 래치 부재(54)는 부착되는 전기 케이블(20)을 파단시키는 데 필요한 것보다 더 작은 힘에서 항복(즉, 변형)되도록 설계되어, 전기 종단 접속 장치(12)는 개별 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체를 교체 또는 수리할 목적으로 리테이너 또는 오거나이저 플레이트로부터 빼내질 수 있다. 도 1의 도시된 실시예에서, 래치 부재(54)는 접지 접촉 비임(52) 중 하나와 동일한 측면(50a) 상에 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 래치 부재(54)는 추가적으로 또는 대안적으로 접지 접촉 비임(52)을 포함하지 않은 실드 요소(40)의 측면(50) 상에 위치될 수 있다(도 2a 내지 도 2d). 실드 요소(40)는 실드 요소(40)의 후방 단부(48)로부터 측방향으로 연장하는, 탭(60) 형태의 키이 결합 부재(keying member)를 추가로 포함할 수 있다. 탭(60)은 전기 종단 접속 장치(12)가 정확한 미리설정된 배향으로 리테이너 또는 오거나이저 플레이트 내로 삽입되는 것을 보장하도록 구성된다. 전기 종단 접속 장치(12)가 리테이너 또는 오거나이저 플레이트 내에서 적절하게 배향되지 않은 경우, 전기 종단 접속 장치(12)는 완전히 삽입될 수 없다. 일 실시예에서, 탭(60)은 (예컨대, 공구의 사용 또는 삽입 방향으로의 과도한 힘의 인가에 의해) 변형가능하며, 손상된 또는 결함이 있는 종단 접속 장치(12)가 리테이너 또는 오거나이저 플레이트를 통해 완전히 밀릴 수 있도록 평평하게 될 수 있어서, 손상된 또는 결함이 있는 구성요소가 교체되거나 수리될 수 있게 한다. 도면들은 실드 요소(40)가 접지 접촉 비임(52)을 포함하는 것을 도시하고 있지만, 접촉 비임(52) 대신에 헤르츠 범프(Hertzian bump)와 같은 다른 접촉 요소 구성을 사용하는 것이 본 발명의 범주 내에 속한다.
이제 도 1 및 도 3a 내지 도 3i를 참조하면, 본 발명의 일 태양에 따른 절연체(42)는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아(74)를 포함한다. 하나 이상의 스페이서 바아(74)는 하나 이상의 전기 접촉자(44)(도 5a 내지 도 5c)를 수용하도록 형상화되고 실드 요소(40) 내로 활주가능하게 삽입되도록 구성되어, 하나 이상의 전기 접촉자(44)는 실드 요소(40)의 종축에 실질적으로 평행하게 놓인다. 하나 이상의 스페이서 바아(74)는 절연체(42) 내로의 하나 이상의 전기 접촉자(44)의 삽입 중에 그들을 안내 및 선택적으로 지지하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 전기 종단 접속 장치(12)의 유효 유전 상수를 낮추고 그럼으로써 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체의 특성 임피던스를 예컨대 50 옴(ohm)과 같은 원하는 목표 값에 보다 근접하게 낮추기 위해, 하나 이상의 전기 접촉자(44)를 둘러싸는 지배적인 유전체 재료가 공기이도록, 하나 이상의 스페이서 바아(74)는 하나 이상의 전기 접촉자(44) 및 실드 요소(40)에 대해 형상화 및 위치된다.
본 발명의 일 태양에 따른 절연체의 중요한 이점은 그의 골격화된 구성(skeletonized configuration)이다. 예컨대 전술된 것과 같은 골격화된 구성은, 비록 더 높은 유전 상수를 갖는 재료가 절연체를 형성하는 데 사용된다 하더라도, 절연체가 1인 공기의 유전 상수에 근접한 값의 유효 유전 상수를 갖도록 할 수 있다. 절연체(42)의 낮은 유효 유전 상수는 전기 종단 접속 장치(12)의 전기 접촉자(44) 및 실드 요소(40)의 설계에서의 더 큰 자유도 및 그들의 제조에서의 더 큰 허용오차를 가능하게 하면서도, 여전히 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체의 특성 임피던스의 원하는 목표 값을 충족시키도록 한다. 이는 동축 케이블의 특성 임피던스를 계산하는 바로 아래의 수학식을 사용하여 예시될 수 있다.
[수학식 I]
Figure pct00001
여기서,
Z0는 옴 단위의 특성 임피던스이고,
ε는 유전 상수이며,
D는 케이블 실드의 내경이고,
d는 중앙 전도체의 직경이다.
이러한 수학식은 특히 동축 케이블에 대해 의도된 것이지만, 이는 일반적으로 실드 요소(40)(케이블 실드의 내경(D)으로서 표현됨), 전기 접촉자(44)(중앙 전도체의 직경(d)으로서 표현됨), 및 절연체(42)의 유효 유전 상수(유전 상수(ε)로서 표현됨) 사이의 관계를 보여준다. 예를 들어, 전기 커넥터의 지속적인 소형화의 관점에서, 절연체(42)의 보다 낮은 유효 유전 상수는 더 작은 크기의 실드 요소(40) 및 이에 따른 더 작은 크기의 전기 종단 접속 장치(12)를 가능하게 하면서도, 전기 접촉자(44)의 크기를 줄일 필요 없이 여전히 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체의 특성 임피던스의 원하는 목표 값을 충족시키도록 한다. 또한, 예컨대 전술된 것과 같은 골격화된 구성은 절연체(42)의 총 질량의 적어도 상당한 부분이 임피던스 제어 관계로 하나 이상의 전기 접촉자(44)의 길이의 적어도 대부분을 따라 하나 이상의 전기 접촉자(44)로부터 이격되어 위치되도록 한다(즉, 하나 이상의 전기 접촉자(44)보다 실드 요소(40)에 더 근접하게 위치되도록 함). 임피던스 제어 관계는 하나 이상의 전기 접촉자(44), 절연체(42), 및 실드 요소(40)가 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체의 특성 임피던스를 제어하도록 상호작용하는 방식으로 구성되는 것을 의미한다. 이는 절연체(42)의 총 질량의 적어도 상당한 부분을 전기장 강도가 최저인 영역으로 만들 것이며, 이는 비록 더 높은 유전 상수를 갖는 재료가 절연체를 형성하는 데 사용된다 하더라도, 절연체가 1인 공기의 유전 상수에 근접한 값의 유효 유전 상수를 갖도록 한다. 이는 공기 간극형(air gap type) 동축 케이블(즉, "공기 지지식 유전체"(air supported dielectric)를 구비한 동축 케이블)의 유효 유전 상수를 계산하는 바로 아래의 수학식을 사용하여 예시될 수 있다.
[수학식 II]
Figure pct00002
여기서,
εr은 유효 유전 상수이고,
ε1은 중앙 전도체 주위의 공간의 유전 상수로서, 1인 공기의 유전 상수와 동일하며,
ε2는 케이블 유전체의 유전 상수이고,
ε3은 케이블 유전체 주위의 공간의 유전 상수로서, 1인 공기의 유전 상수와 동일하며,
D1은 중앙 전도체 주위의 공간의 외경이고,
D2는 케이블 유전체의 외경이며,
D3은 케이블 실드의 내경이고,
d는 중앙 전도체의 직경이다.
이러한 수학식은 특히 공기 간극형 동축 케이블에 대해 의도된 것이지만, 이는 일반적으로 실드 요소(40)(케이블 실드의 내경(D3)으로서 표현됨), 전기 접촉자(44)(중앙 전도체의 직경(d)으로서 표현됨), 및 절연체(42)의 유효 유전 상수(유효 유전 상수(εr)로서 표현됨) 사이의 관계를 보여준다. 절연체(42)의 총 질량의 적어도 상당한 부분을 전기 접촉자(44)로부터 이격되어(즉, 전기 접촉자(44)보다 실드 요소(40)에 더 근접하게) 위치시키는 것은 절연체(42)의 유효 유전 상수를 감소시켜서, 전기 종단 접속 장치(12)의 전기 접촉자(44) 및 실드 요소(40)의 설계에서의 더 큰 자유도 및 그들의 제조에서의 더 큰 허용오차를 가능하게 하면서도, 여전히 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체의 특성 임피던스의 원하는 목표 값을 충족시키도록 한다.
도 1 및 도 3a 내지 도 3i를 참조하면, 절연체(42)는 전방 단부(94), 후방 단부(96), 및 비-원형 형상을 형성하는 외부 표면(98a 내지 98d)(본 명세서에서 총칭하여 "외부 표면(98)"으로 지칭됨)을 구비한다. 도시된 실시예는 실질적으로 정사각형의 형상을 형성하는 외부 표면(98)을 포함하지만, 절연체(42)는 대체로 직사각형, 비-원형, 또는 곡선형(예컨대, 원형)의 형상을 비롯한 다른 적합한 형상을 형성하는 외부 표면(98)을 구비할 수 있다.
도 4는 대체로 원형의 형상을 형성하는 외부 표면(98')을 구비한 절연체(42')의 예시적인 실시예의 단면도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예는, 전기 접촉자(44)(도시 안됨)를 수용하도록 형상화되고 실드 요소(도시 안됨) 내로 활주가능하게 삽입되도록 구성되는 3개의 스페이서 바아(74')를 포함하여, 전기 접촉자(44)가 실드 요소의 종축에 실질적으로 평행하게 놓인다. 3개의 스페이서 바아(74')는 전기 접촉자(44) 둘레로 동심으로 그리고 실질적으로 균일하게 이격되며, 전기 접촉자(44)를 절연체(42') 내로의 그의 삽입 중에 안내하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 전기 종단 접속 장치(12)는 동축 전기 종단 접속 장치로서 역할할 수 있으며, 그럼으로써 전기 접촉자(44)는 예를 들어 단일 동축 케이블에 접속될 수 있다. 도시된 실시예는, 전기 접촉자(44) 둘레로 동심으로 그리고 실질적으로 균일하게 이격되고 하나의 전기 접촉자(44)를 수용하도록 구성되는 3개의 스페이서 바아(74')를 포함한다. 다른 실시예에서, 절연체(42')는 하나 이상의 스페이서 바아(74')를 포함할 수 있고, 이 스페이서 바아(74')는 하나 이상의 전기 접촉자(44) 둘레로 균일하게 또는 불균일하게 이격될 수 있다.
도 1 및 도 3a 내지 도 3i의 예시적인 실시예에서, 절연체(42)는 전방 단부(46)에 인접하게 실드 요소(40) 내에 배치되는 제1 절연성 부재(70), 및 후방 단부(48)에 인접하게 실드 요소(40) 내에 배치되는 제2 절연성 부재(72)를 추가로 포함한다. 제1 및 제2 절연성 부재(70, 72)는 절연체(42)에 구조적 지지를 제공하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 제1 및 제2 절연성 부재(70, 72)를 서로에 대해 적절하게 위치시키고 이격시키는 3개의 스페이서 바아(74)가 제공된다. 제1 및 제2 절연성 부재(70, 72)와 3개의 스페이서 바아(74)는 전기 접촉자(44)를 수용하도록 형상화되고 실드 요소(40) 내로 활주가능하게 삽입되도록 구성되어, 전기 접촉자(44)가 실드 요소(40)의 종축에 실질적으로 평행하게 놓인다. 제1 및 제2 절연성 부재(70, 72)와 3개의 스페이서 바아(74)는 전기 접촉자(44)를 절연체(42) 내로의 그의 삽입 중에 안내하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 전기 종단 접속 장치(12)는 동축 전기 종단 접속 장치로서 역할할 수 있으며, 그럼으로써 전기 접촉자(44)는 예를 들어 단일 동축 케이블에 접속될 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 이상의 스페이서 바아(74)는 2개의 전기 접촉자(44)를 수용하도록 형상화되고 실드 요소(40) 내로 활주가능하게 삽입되도록 구성되어, 2개의 전기 접촉자(44)는 실드 요소(40)의 종축에 실질적으로 평행하게 놓인다. 하나 이상의 스페이서 바아(74)는 2개의 전기 접촉자(44)를 절연체(42) 내로의 그들의 삽입 중에 안내하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 전기 종단 접속 장치(12)는 쌍축 전기 종단 접속 장치로서 역할할 수 있으며, 그럼으로써 2개의 전기 접촉자(44)는 예를 들어 단일 쌍축 케이블에 접속될 수 있다.
다른 실시예에서, 절연체(42)는 2개 이상의 정합하는 절연체 부분(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 각각의 절연체 부분은 별개로 형성될 수 있거나, 사출 성형 또는 기계가공을 용이하게 하기 위해 또는 하나 이상의 전기 접촉자(44)의 용이한 조립을 제공하기 위해 클램쉘(clamshell) 방식으로 일체로 힌지 연결될 수 있다. 2개 이상의 정합하는 절연체 부분은 스냅 끼워맞춤, 마찰 끼워맞춤, 가압 끼워맞춤, 기계식 클램핑, 및 접착제를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적합한 방법/구조를 사용하여 조립될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 절연체(42)는 각각 하나 이상의 전기 접촉자(44)의 길이를 따라 종방향으로 연장하는 2개의 정합하는 절연체 부분을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 절연체(42)는 암수동체(hermaphroditic)일 수 있는 각각의 절연체 부분이 하나 이상의 전기 접촉자(44)의 길이의 실질적으로 절반을 둘러싸는 2개의 정합하는 절연체 부분을 포함할 수 있다.
절연체(42)는 예를 들어 사출 성형, 기계가공 등과 같은 임의의 적합한 방법에 의해, 예컨대 중합체 재료와 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 절연체(42)는 스트레이트 풀(straight pull) 사출 성형에 의해 형성되며, 그에 따라 절연체(42)의 하나 이상의 스페이서 바아(74)는 절연체(42)의 스트레이트 풀 사출 성형을 가능하게 하도록 구성된다. 스트레이트 풀 사출 성형의 이점은 스트레이트 풀 사출 주형이 사이드 코어 풀(side core pull) 사출 주형과는 대조적으로 절연체(42)를 형성하는 데 사용될 수 있다는 것이다. 일반적으로, 스트레이트 풀 사출 주형은 더 복잡한 사이드 코어 풀 사출 주형에 비해, 상당히 덜한 제조 정밀도를 요구하고, 제조하기에 상당히 덜 고가이며(약 25 내지 30%), 상당히 덜 고가인 사출 성형 기계의 작동을 요구한다. 특히, 다수의 공동을 구비한 사출 주형을 제조할 때, 사이드 코어 풀 사출 주형 내의 캠(cam)은 공동들 사이에 구현시키는 것이 어려우며, 주형의 크기 및 중량의 상당한 증가를 초래한다. 또한, 스트레이트 풀 사출 주형은 일반적으로 더 높은 생산 용량을 달성할 수 있는데, 이는 그것들이 사이드 코어 풀 사출 주형보다 더 작게 제조될 수 있고, 덜한 유지보수를 요구하며, 오작동 가능성이 덜하기 때문이다.
도 6a 및 도 6b는 절연체(42)를 형성하는 데 사용될 수 있는 스트레이트 풀 사출 주형(400)의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 사출 주형(400)은 절연체(42)와 그의 절연성 스페이서 바아(74a 내지 74c)를 상호작용하는 방식으로 형성하도록 구성되는 제1 주형 반부(402) 및 제2 주형 반부(404)를 포함한다. 도 6b는 절연성 스페이서 바아(74a 내지 74c)가 스트레이트 풀 사출 주형(400)에 의해 형성될 수 있는 방식을 도시한다. 제1 주형 반부(402)는 스페이서 바아(74a)의 측면(1, 2, 4), 스페이서 바아(74b)의 측면(1, 4), 및 스페이서 바아(74c)의 측면(1, 2)을 형성하도록 구성된다. 제2 주형 반부(404)는 스페이서 바아(74a)의 측면(3), 스페이서 바아(74b)의 측면(2, 3), 및 스페이서 바아(74c)의 측면(3, 4)을 형성하도록 구성된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 절연체(42)의 스페이서 바아(74)는, 절연체(42)를 실드 요소(40) 내에 적절하게 위치 및 보유시키기 위해 실드 요소(40) 내의 정합 개구(82) 내로 스냅 체결되는 측방향으로 돌출하는 위치설정 및 래칭 요소(80)를 포함한다. 절연체(42)(하나 이상의 전기 접촉자(44)를 포함함)가 실드 요소(40) 내로 삽입됨에 따라, 위치설정 및 래칭 요소(80)를 구비한 스페이서 바아(74)는 실드 요소(40) 내의 정합 개구(82)와 맞물릴 때까지 내향으로(하나 이상의 전기 접촉자(44)를 향해) 편향된다. 유리하게는, 절연체(42)가 실드 요소(40) 내에 부적절하게 조립되는 경우(즉, 위치설정 및 래칭 요소(80)가 개구(82)와 정렬되거나 맞물리지 않음), 위치설정 및 래칭 요소(80)의 존재는 실드 요소(40)가 불룩해지도록 할 것이므로, 전기 종단 접속 장치(12)가 리테이너 또는 오거나이저 플레이트 내에 끼워맞춰지지 않을 것이며, 그럼으로써 부적절하게 조립된 전기 종단 접속 장치(12)의 설치 및 사용을 방지한다. 다른 실시예에서, 절연체(42)의 적절한 위치설정 및 보유는 별개의 요소에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 절연체(42)는 절연체(42)를 실드 요소(40) 내에 적절하게 위치시키도록 구성되는 하나 이상의 위치설정 요소, 및/또는 절연체(42)를 실드 요소(40) 내에 적절하게 보유시키도록 구성되는 하나 이상의 래칭 요소를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전기 종단 접속 장치(12)는 전기 케이블(20)의 종단 접속을 위해 구성되어, 납땜과 같은 종래의 수단을 사용하여, 전기 케이블(20)의 전도체(90)가 전기 접촉자(44)에 부착되고, 전기 케이블(20)의 접지 실드(92)가 전기 종단 접속 장치(12)의 실드 요소(40)에 부착되도록 한다. 본 발명의 일 태양에 사용되는 전기 케이블의 유형은 단일 와이어 케이블(예컨대, 단일 동축형 또는 단일 쌍축형) 또는 다중 와이어 케이블(예컨대, 다중 동축형, 다중 쌍축형, 또는 꼬임 쌍선형(twisted pair))일 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 전기 접촉자(44)를 전기 케이블(20)의 하나 이상의 전도체(90)에 부착시키기 전에, 접지 실드(92)가 솔더 딥 공정(solder dip process)에 의해 강화된다. 하나 이상의 전기 접촉자(44)가 하나 이상의 전도체(90)에 부착된 후에, 하나 이상의 전기 접촉자(44)는 절연체(42) 내로 활주가능하게 삽입된다. 전기 케이블(20)의 준비된 단부와 절연체(42)는 하나 이상의 전기 접촉자(44)가 절연체(42)의 단부(70)에 대해 완전히 안착되기 전에 강화된 접지 실드(92)가 절연체(42)의 단부(72)에 맞대어지도록 구성된다. 따라서, 절연체(42)(내부에 하나 이상의 전기 접촉자(44)를 구비함)가 이어서 실드 요소(40) 내로 활주가능하게 삽입될 때, 강화된 접지 실드(92)는 절연체(42)를 실드 요소(40) 내로 밀어 넣도록 작용하고, 하나 이상의 전기 접촉자(44)가 삽입 방향으로 절연체(42)에 대해 밀어 넣어지는 것이 방지된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 전기 접촉자(44)와 헤더의 적절한 접속을 방해할 수 있는, 실드 요소(40) 내로의 절연체(42)의 삽입 중에 인가되는 힘에 대한 반작용에 의해 하나 이상의 전기 접촉자(44)가 다시 전기 케이블(20)로 밀리는 것이 방지된다.
일 실시예에서, 전기 종단 접속 장치(12)는 2개의 전기 접촉자(44)를 포함하며, 2개의 전도체(90)를 포함하는 전기 케이블(20)의 종단 접속을 위해 구성된다. 예컨대, 납땜과 같은 종래의 수단을 사용하여, 전기 케이블(20)의 각각의 전도체(90)가 전기 종단 접속 장치(12)의 전기 접촉자(44)에 접속되고, 전기 케이블(20)의 접지 실드(92)가 전기 종단 접속 장치(12)의 실드 요소(40)에 부착된다. 이러한 실시예에 사용되는 전기 케이블의 유형은 단일 쌍축 케이블일 수 있다.
일 실시예에서, 절연체(42)의 제2 절연성 부재(72), 전기 케이블(20)의 적어도 일부분, 및 하나 이상의 전기 접촉자(44)의 적어도 일부분은 임피던스 제어 관계로 상호작용하는 방식으로 구성된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시예를 참조하면, 전기 종단 접속 장치(12)의 전기 접촉자(44)로의 전기 케이블(20)의 전도체(90)의 접속을 용이하게 하기 위해, 전기 케이블(20)의 유전체(91)의 일부분이 제거될 수 있다. 유전체(91)의 일부분을 제거하는 것은 이러한 영역에서 유효 유전 상수 및 이에 따른 조립체의 특성 임피던스를 변화시킨다. 전기 케이블(20)의 유전체(91)의 일부분의 제거로 인한 유효 유전 상수의 변화는 전기 종단 접속 장치 및 케이블 조립체의 특성 임피던스를 예컨대 50 옴과 같은 원하는 목표 값에 더 근접하게 하도록 제2 절연성 부재(72)의 설계를 조절함으로써 대처될 수 있다.
일 실시예에서, 절연체(42)의 제1 및 제2 절연성 부재(70, 72)와 스페이서 바아(74)는, 접지 실드(92)에 납땜될 실드 요소(40)의 영역과 실드 요소(40)의 래치(54) 아래의 영역 사이에 개방 경로를 제공하도록 구성되어, 납땜 동안에 땜납 용제(solder flux) 증기가 통기될 수 있게 한다.
본 명세서에 설명된 각각의 실시예와 구현예에서, 전기 종단 접속 장치의 다양한 구성요소와 그의 요소는 임의의 적합한 재료로 형성된다. 재료는 의도된 응용에 따라 선택되며, 금속 및 비-금속(예컨대, 중합체, 유리, 및 세라믹을 포함하지만 이에 한정되지 않는 비-전도성 재료 중 임의의 재료 또는 조합) 둘 모두를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 절연체(42)는 예컨대 사출 성형, 압출, 주조, 기계가공 등과 같은 방법에 의해 중합체 재료로 형성되며, 한편 전기 전도성 구성요소는 예컨대 성형, 주조, 스탬핑, 기계가공 등과 같은 방법에 의해 금속으로 형성된다. 재료 선택은 몇 가지 예를 들면 화학적 노출 조건, 온도 및 습도 조건을 비롯한 환경적 노출 조건, 난연성(flame-retardancy) 요건, 재료 강도 및 강성을 포함하지만 이에 한정되지 않는 인자들에 좌우될 것이다.
특정 실시예가 바람직한 실시예의 설명을 목적으로 본 명세서에서 도시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기에 적합한 매우 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 도시되고 설명된 특정 실시예를 대신할 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 기계, 전기-기계 및 전기 분야의 숙련자는 본 발명이 매우 다양한 실시예로 구현될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에서 논의된 바람직한 실시예의 임의의 적응 또는 변경을 포함하도록 의도된다. 그러므로, 본 발명은 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 명백하게 의도된다.

Claims (20)

  1. 전방 단부 및 후방 단부를 구비하는 전기 전도성 실드 요소(shield element);
    실드 요소 내에 배치되며, 하나 이상의 절연성 스페이서 바아(spacer bar)를 포함하는 절연체; 및
    절연체 내에 지지되며 절연체에 의해 실드 요소로부터 전기적으로 절연되고, 실드 요소의 전방 단부와 후방 단부를 통해 전기 접속을 형성하도록 구성되는 하나 이상의 전기 접촉자
    를 포함하며,
    하나 이상의 절연성 스페이서 바아는 절연체 내로의 하나 이상의 전기 접촉자의 삽입 중에 하나 이상의 전기 접촉자를 안내하도록 구성되는 전기 종단 접속 장치.
  2. 제1항에 있어서, 절연체의 적어도 상당한 부분은 하나 이상의 전기 접촉자보다 실드 요소에 더 근접하게 위치되는 전기 종단 접속 장치.
  3. 제1항에 있어서, 절연체는 임피던스 제어 관계로 하나 이상의 전기 접촉자의 길이의 적어도 대부분을 따라 하나 이상의 전기 접촉자로부터 이격되어 위치되는 전기 종단 접속 장치.
  4. 하나 이상의 전도체 및 하나 이상의 전도체를 둘러싸는 접지 실드(ground shield)를 포함하는 전기 케이블;
    하나 이상의 전도체에 접속되는 하나 이상의 전기 접촉자;
    하나 이상의 전기 접촉자 둘레에 배치되는 절연체 - 상기 절연체는 절연체 내로의 하나 이상의 전기 접촉자의 삽입 중에 하나 이상의 전기 접촉자를 안내하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아를 포함함 - ; 및
    절연체 둘레에 배치되며, 접지 실드에 접속되는 전기 전도성 실드 요소
    를 포함하는 전기 커넥터.
  5. 제4항에 있어서, 절연체는 하나 이상의 절연성 부재를 추가로 포함하며, 하나 이상의 절연성 부재, 전기 케이블의 적어도 일부분, 및 하나 이상의 전기 접촉자의 적어도 일부분은 임피던스 제어 관계로 상호작용하는 방식으로 구성되는 전기 커넥터.
  6. 제4항에 있어서, 전기 케이블은 2개의 전도체를 포함하며, 각각의 전도체는 전기 접촉자에 접속되는 전기 커넥터.
  7. 절연체로서,
    절연체 내로의 하나 이상의 전기 접촉자의 삽입 중에 하나 이상의 전기 접촉자를 안내하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 스페이서 바아를 포함하는 절연체.
  8. 제7항에 있어서, 절연체는 절연체와 하나 이상의 전기 접촉자가 조립된 구성에 있을 때, 임피던스 제어 관계를 가능하게 하도록 구성되는 하나 이상의 전기 접촉자의 길이의 적어도 대부분을 따라 하나 이상의 전기 접촉자로부터 이격되어 위치되는 절연체.
  9. 제7항에 있어서, 하나 이상의 절연성 스페이서 바아는 절연체 내로의 2개의 전기 접촉자의 삽입 중에 2개의 전기 접촉자를 안내하도록 구성되는 절연체.
  10. 제7항에 있어서, 하나 이상의 스페이서 바아는 절연체의 스트레이트 풀(straight pull) 사출 성형을 가능하게 하도록 구성되는 절연체.
  11. 제7항에 있어서, 절연체에 구조적 지지를 제공하도록 구성되는 하나 이상의 절연성 부재를 추가로 포함하는 절연체.
  12. 제11항에 있어서, 하나 이상의 절연성 부재는 절연체 내로의 하나 이상의 전기 접촉자의 삽입 중에 하나 이상의 전기 접촉자에 대한 안내를 제공하는 절연체.
  13. 제7항에 있어서, 2개 이상의 정합하는 절연체 부분을 추가로 포함하는 절연체.
  14. 제7항에 있어서, 절연체를 실드 요소 내에 위치시키도록 구성되는 위치설정 요소를 추가로 포함하는 절연체.
  15. 제7항에 있어서, 절연체를 실드 요소 내에 보유시키도록 구성되는 래칭 요소를 추가로 포함하는 절연체.
  16. 제7항에 있어서, 절연체를 실드 요소 내에 위치설정 및 보유시키도록 구성되는 위치설정 및 래칭 요소를 추가로 포함하는 절연체.
  17. 제7항에 있어서, 절연체는 대체로 직사각형의 형상을 형성하는 외부 표면을 포함하는 절연체.
  18. 제7항에 있어서, 절연체는 대체로 곡선형의 형상을 형성하는 외부 표면을 포함하는 절연체.
  19. 제7항에 있어서, 절연체는 사출 성형 및 기계가공 중 적어도 하나에 의해 형성되는 절연체.
  20. 제7항에 있어서, 절연체는 스트레이트 풀 사출 성형에 의해 형성되는 절연체.
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