KR20130126678A - 높은 데이터 전송율을 위한 플러그 커넥터 - Google Patents

높은 데이터 전송율을 위한 플러그 커넥터 Download PDF

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KR20130126678A
KR20130126678A KR1020137019248A KR20137019248A KR20130126678A KR 20130126678 A KR20130126678 A KR 20130126678A KR 1020137019248 A KR1020137019248 A KR 1020137019248A KR 20137019248 A KR20137019248 A KR 20137019248A KR 20130126678 A KR20130126678 A KR 20130126678A
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마르크 린트캄프
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하르팅 에렉트로닉스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 데이터 센터에서 고출력 플러그 커넥터를 위해 이른바 QSFP-플러그 커넥터에 관한 것이며, 상기 고출력 플러그 커넥터는 단일품의 금속의 외부 하우징를 통해서 제공되고, 내부에는 단일품의 로킹 장치가 배치되며, 이 로킹 장치는 상응하게 형성된 케이지 유형의 대응 커넥터로부터 로킹 장치에 형성된 러그를 이용하여 해제 가능하다.
로킹 장치는 프리즘 가이드를 이용해 축방향으로 이동 가능하고, 외부 하우징의 측벽부에 상응하게 형성되는 슬롯 내에 배치된다.
이때 구리를 기반으로 하는 트윈 축 방향의 케이블 연결 시 직접적인 접촉을 위해 인쇄 회로 기판이 제공되고, 인쇄 회로 기판은 외부 하우징 내에서 상기 외부 하우징 내에 배치된 전도체들과 연결된다. 이때 전도체들은 케이블 매니저를 이용해 인쇄 회로 기판에 연결하기 위해 축방향으로 정렬된 홈을 둘러싸는 고정 클립 중 하나를 이용해 상기 홈 내에서 고정된다.

Description

높은 데이터 전송율을 위한 플러그 커넥터{CONNECTORS FOR HIGH DATA TRANSMISSION RATES}
본 발명은 전기 접촉부들과 대응 커넥터의 직접적인 접촉을 위해, 래칭 장치와, 케이블 연결측 및 플러그측과, 외부 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판을 구비한 외부 하우징으로 구성된 플러그 커넥터에 관한 것이다.
이 같은 방식의 이른바 QSFP-플러그 커넥터는 높은 데이터 속도로 지정된 신호들을 예컨대 이더넷에서 전송하기 위해 필요하다. 이를 통해 목표되는 데이터량은 40Gb/s 내지 100Gb/s에 달하고, 여기서 우선 예컨대 컴퓨터실 또는 교환실에서 캐비닛에 있는 스위치와 연산 유닛을 상호 연결하기 위한 최소 10m의 길이의 연결을 위해 단지 수동적인 트윈 축방향의 케이블 연결들이 중요하다.
문헌 US 7,445,485 B1호에는, 다양한 부품들로부터 로킹 매커니즘을 가지는 상당히 비용 소모적으로 제조된 플러그 슬리브를 포함하는, 고속 데이터 전송을 위한 플러그 모듈이 공지되어 있고, 당김 밴드를 이용해 플러그 모듈의 로킹은 해제 가능하다.
본 발명의 과제는, 우선 간단하게 제조되는 플러그 바디와 플러그 커넥터에 삽입되어 연결되는 전도체의 더 용이한 취급을 제공하는 것을 근간으로 한다.
본 발명의 과제는, 단일품의 외부 하우징 내에 로킹 해제 러그가 부착되는 단일품의 로킹 장치와 단일품의 고정 프레임이 배치되어 있고, 로킹 장치는 프리즘 가이드를 이용해 슬롯 내에 동일면으로 그리고 외부 하우징의 대면하는 두 측벽부들의 양면으로 축방향으로 이동 가능하도록 안내되고, 고정 프레임은 다수의 개별 도체들을 위한 고정과 전체 케이블 고정을 위해 케이블 매니저로서 케이블 고정부를 포함하고, 고정 프레임은 단심 케이블들이 삽입된 종방향 홈을 구비하는 것을 통해 해결된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속항들에서 기재된다.
본 발명은 10 내지 100 Gb-이더넷의 영역에서 적용되는 플러그 커넥터에 관한 것이다.
이 같은 플러그 커넥터는 매우 날렵하게 구성되고, 전송 매체로서 유리섬유 뿐만 아니라 구리 와이어도 제공된다.
수동 구리 도체들은 경우에 따라 이 영역에서 마찬가지로 사용되는 광도체-변형예에 비해 전류 소모가 더 낮은 장점을 지닌다.
이러한 이른바 QSFP-플러그 커넥터(QSFP=Quad Small Formfactor Pluggable)의 플러그측은 여기서 플러그-인 가능한 인쇄 회로 기판을 포함하고, 이 인쇄 회로 기판에서 최대 38개의 전도체가 인쇄 회로 기판의 상부와 하부에 연결되는데, 0.8mm의 도체레일 간격에서 0.6mm 너비의 납땜면과 납땜된다.
플러그 커넥터 하우징는 금속으로 차폐되면서 케이블 연결측에 제공되는 당김 루프를 이용해 작동될 수 있는 로킹 매커니즘으로 장착된다.
이러한 유형의 플러그 커넥터는, 주로 다시 스위치, 라우터 또는 버스 어댑터용 하우징 내에서, 즉 이더넷 영역의 기기들에서 직접 인쇄 회로 기판에 설치되는 이른바 케이지(Cage), 즉 케이지 유형의 차폐형 대응 커넥터 내에로 연결된다. 이때 상응하는 하우징의 나란히 배치된 개구 내에 플러그 커넥터가 삽입 가능하고 거기에 즉시 강제적으로 래칭한다.
본 발명이 목표하는 장점들은, 특히 커넥터 하우징이 단일품의 하우징으로 제조되는 데에 있으며, 상기 하우징 내에는 개별 도체와 연결될 수 있는 인쇄 회로 기판으로서 직접적인 플러그-인을 하기 위해 제공되는 인쇄 회로 기판이 배치된, 케이블 매니저로서 형성되는 고정 프레임 같이 추가로 필요한 부품들이 제공된다.
추가로 대응 커넥터의 로킹 해제를 위한 당김 러그를 구비한 완충 로킹 매커니즘 및 케이블 꺾임 보호 부재가 통합된다. 이때 특별한 장점은, 종래 기술에 비해 로킹 장치가 플러그 하우징의 내부에 배치됨으로써, 그렇지 않은 경우라면 매커니즘의 외부에 위치하는 다른 부품들이 구부러질 수 없다는 것이다.
케이블 매니저는 인쇄 회로 기판에 개별 도체의 납땜을 위해 그리고 조립 시에 현저히 용이해지는 전도체의 고정에서 특별한 장점을 가진다.
케이블 매니저에는 축방향으로 나란히 형성된 홈들이 평평한 형태로 제공되고, 이들 홈 내에 개별 전기 도체가 배치될 수 있고 이어서 클립으로 고정될 수 있어서, 전도체 단부는 인쇄 회로 기판에서 납땜을 위한 납땜 패드 위에 직접 놓인다.
특히 이러한 과정은 지금까지 상응하게 형성된 프레임에서 모든 개별 도체의 접착에 의해 이루어졌다.
반면에 두 개의 하우징 돌출부 간에 배치된 인쇄 회로 기판을 갖는 플러그 커넥터의 플러그 면은 플러그측의 보호를 위해 IEEE 802.3ba 40 GBASE SR4의 내역에 상응하게 제조된다.
본 발명의 일 실시예는 도면에 도시되어 이하에서 더욱 자세히 설명된다.
도 1은 케이지 유형의 대응 커넥터에 플러그-인 되는 본 발명에 따른 플러그 커넥터이다.
도 2는 플러그 커넥터의 분해도이다.
도 3은 전기 케이블을 가지는 고정 프레임을 도시한 도면이다.
도 4는 전도체들이 놓여 있는 고정 프레임을 도시한 도면이다.
도 5는 고정 프레임, 인쇄 회로 기판, 및 전도체가 조립된 조합을 도시한 도면이다.
도 6은 로킹 장치를 갖는 도 5의 조립된 조합을 도시한 도면이다.
도 7은 외부 하우징 내에 삽입되기 전에 내부 플러그 커넥터 부품의 조립을 도시한 도면이다.
도 8은 로킹 매커니즘 및 로킹 해제 매커니즘을 가지는 외부 하우징의 상세도이다.
도 9는 변경 가능한 로킹 해제 러그를 가지는 본 발명에 따른 플러그 커넥터를 도시한 도면이다.
도 1에는 단일품의 외부 하우징(10)으로부터 다이 캐스트 방법을 이용해 제조되는 본 발명에 따른 플러그 커넥터(1)가 도시되고, 로킹 장치(30) 및 인쇄 회로 기판(50)을 갖는 고정 프레임(20)을 구비하며, 인쇄 회로 기판은 각각 외부 하우징의 폭을 차지하는 두 개의 하우징 돌출부(12) 사이에서 플러그측(11)으로 배치된다.
여기에 플러그 커넥터(1)가 삽입되는 케이지 유형의 상응하는 대응 커넥터(2)가 도시된다.
그러나 이때 플러그측의 형태와 크기는 규정에 맞게 제공된다.
도 2에서 플러그 커넥터(1)는 모든 개별 부품들과 함께 분해도로 도시된다.
플러그 커넥터(1)의 외부 하우징(10)은 플러그측(11) 및 케이블 연결측(14)을 갖는 단일품으로 형성되고, 두 개의 좁은 측벽부(13)에 로킹 장치(30)가 축방향으로 이동 가능하도록 배치되는 각각 하나의 슬롯(15)이 제공된다.
또한 인쇄 회로 기판(50)이 부착된 고정 프레임(20)이 도시되고, 인쇄 회로 기판은 상응하는 접촉 섹션을 포함하고, 접촉 섹션에서 개별 전기 도체들(6)의 단부들이 접촉하며, 개별 도체들(6)은 이들의 삽입 목적으로 제공되는 홈(21)들에 삽입되고, 두 개의 고정 클립들(24)을 이용해 삽입되는 플러그측(11) 반대편의 케이블 연결측(14)에 로킹 해제 러그(40)가 배치되고, 플러그-인 과정 시 강제적으로 이루어지는 로킹은 로킹 해제 러그에 의해 대응 커넥터(2)와 다시 해제될 수 있다. 또한 플러그 커넥터(1)의 내부에 고정되어 있는 케이블(5)은 국부적으로 케이블 꺾임 보호 부재(55)로 둘러싸인다.
플러그 커넥터(1)의 조립을 위한 작업 순서는 도 3, 도 4, 도 5에 도시된다.
우선 케이블 꺾임 보호 부재(55)가 케이블(5) 외피 상에 끼워진 다음, 전기 개별 도체들(6)이 노출되고 순서에 상응하게 고정 프레임(20)의 조립면(21) 상부와 하부에 약간 펼쳐진다. 여기서 케이블 꺾임 보조 부재(55)와 함께 케이블(5)은 뒷벽부(27)의 케이블 관통부 내로 삽입되어 케이블(5)은 케이블 클램프(29)로 고정된다. 상응하는 개별 도체들(6)이 홈들(21.2)에 성공적으로 배치된 후에, 이어서 인쇄 회로 기판(50)에 개별 도체들(6)의 탈피되는 단부를 납땜하기 위해, 고정 클립들(24)로 개별 도체들이 조립 면(21)의 상부와 하부에 고정될 수 있다.
도 3에서는 고정 프레임(20)에서 장방형의 타원형 개구(25)가 도시되고, 고정 프레임(20)의 폭에 걸쳐 연장되는 평평한 조립면(21)이 축방향으로 나란히 배치된 홈들(21.2)과 더불어 플러그측 방향으로 상기 개구에 연결된다.
이때 홈들(21.2)은 고정 프레임(20)의 조립면(21)의 양측에 몰딩 형성된다.
도 4는 케이블 연결측(14)에서 이미 조립된 케이블 꺾임 보호 부재(55) 및 이미 홈들(21)에 나란히 배치된 개별 전기 도체들(6)을 가진 고정 프레임(20)을 도시한다.
도 5에서는 두 개의 고정 클립(24)이 추가되어 있어서, 도 6에서는 인쇄 회로 기판에 개별 전기 도체들의 단부들이 납땜 될 수 있다.
고정 프레임(20)은, 우선 인쇄 회로 기판(50)에서 개별 전기 도체들(6)의 하우징 외부의 조립을 위해, 이어서 외부 하우징(10)으로 삽입되기 위해, 인쇄 회로 기판(50)과 함께 제공된다. 이때 전도체들(6)은 인쇄 회로 기판(50)에서 양측에 접촉될 수 있다는 것에 주목해야 한다.
인쇄 회로 기판(50)은 이러한 조립 시 고정 장치(22)에 몰딩 형성된 고정 핀(23)을 이용해 고정 프레임(20)의 전방 플러그-인 영역에 조립을 위해 제공되는 보어들 내에 고정된다. 인쇄 회로 기판(50)의 인쇄된 도체 경로는 플러그측(11)에서 대응 커넥터(2)의 상응하는 접촉부에 대해 직접적으로 접촉한다.
고정 프레임(20)에 인쇄 회로 기판(50)을 조립함으로써 케이블(5)은 고정 프레임(20)의 뒷벽부(27)의 영역에서 케이블 클램프(29)를 이용하여 삽입홈(28) 내에 삽입되어 고정될 수 있다.
이어서 로킹 장치(30)는 뒷벽부(27)와 고정 클립(24) 사이에서 고정 프레임(20)에 안착된다.
로킹 장치(30)의 두 개의 측면 레그(31)를 연결하는 브래킷(32)의 영역에서, 뒷벽부(27)의 모서리 영역으로도 연장되는 리세스(33)가 각 모서리 영역에 형성된다.
하나의 압력 스프링(48)이 이러한 리세스(33) 내에로 각각 삽입되며, 상기 스프링은 항상 뒷벽부(27)로부터 로킹 장치(30)에 대해 압력을 가한다. 이를 통해 케이지 유형의 대응 커넥터(2) 내로의 변위 시 플러그 커넥터(1)의 강제 로킹이 작동된다.
플러그 커넥터(1)의 결속 시 외부 하우징(10)은, 도 7에 따라 결합된 유닛의 경우 로킹 프레임(20)의 뒷벽부(27)까지 이동하고, 이어서 외부 하우징(10)과 여기에는 더 도시되지 않은 상응하는 고정 프레임(20) 내의 보어를 관통하는 두 개의 고정 나사(29.2)로 내부에 위치하는 케이블 클램프(29)와 나사 고정된다.
단지 로킹 해제 러그(40)만이 로킹 장치(30)와 함께 변위 가능하도록 위치한다.
고정 프레임(20)의 뒷벽부(27)의 개구 내에 또는 더 정확히 케이블 꺾임 보호 부재(55) 내에 케이블(5)의 고정과 더불어, 케이블 클램프(29)에 의한 추가 고정 및 고정 핀(23)에 의한, 고정 프레임(20)에 부착된 인쇄 회로 기판(50)의 조립에 의해, 전체적으로 매우 안정적인 접촉이 이루어지며, 두 개의 고정 나사(29.2)로 고정되기 위해 외부 하우징(10) 내로 로킹 장치(30)와 함께 삽입되기만 하면 된다.
상기 로킹 장치(30)는 도 6에서 더 자세히 도시되고, 단부에서 브래킷(32)과 연결되는 두 개의 평행하게 정렬된 측면 레그(31)가 도시된다.
측면 레그(31)의 외측에는 외부 하우징(10)의 슬롯(15)내로 안내되도록, 각각 하나의 프리즘 스트립(35)이 형성된다.
측면 레그(31)에는 T자형 홈들(36)이 제공되고, 이 홈들 내에 로킹 해제 러그(40)의 상응하게 형성된 로킹 후크(45)가 맞물림으로써, 대응 커넥터(2)와 플러그 커넥터(1)를 서로 끼울 때에 플러그-인 방향과 반대 방향으로 로킹 해제 러그(40)를 당김으로 강제적 로킹이 해제된다.
계속해서 도 7에서 도시된 것처럼, 당김 영역(41)을 포함하는 로킹 해제 러그(40)가 제공되고, 당김 영역에는 래칭 후크(45)를 갖는 각각 하나의 당김 아암(43)이 고정 프레임(20)의 방향으로 연결되며, 상기 아암은 뒷벽부(27) 측면의 리세스(26.1) 내에 맞물린다.
도 8은 플러그 커넥터(1)의 플러그-인 방향에 대한 횡방향 단면을 도시하고, 고정 프레임(20)의 뒷벽부(27)의 후면이 절단되어 있다. 이때 전기 케이블(5) 측면에서 두 개의 압력 스프링(48)과 당김 아암(43)을 볼 수 있다.
로킹 해제 후크(37)의 위치는 로킹 해제된 상황으로 도시된다.
상기 단면도에서 외부 하우징(10)의 하우징 슬롯(15) 내에 로킹 장치(30)의 몰딩 형성된 프리즘 스트립(35)을 통해 프리즘 안내가 명확하게 식별가능하다.
또한 대응 커넥터(2)에 대한 로킹 매커니즘 및 로킹 해제 매커니즘도 측벽부(13)에서 플러그-인 방향으로 식별가능하다.
외부 하우징(10)의 슬롯(15) 내에 프리즘 스트립(35)의 단부는, 플러그-인 방향과 반대로 내부로 경사지게 향하도록 형성된 로킹 해제 후크(37)를 통해 형성되고, 로킹 해제 후크는 로킹된 상태에서 슬롯 돌기(18) 내에 외부 하우징(10)의 외부 벽부(13)와 동일면으로 종료되면서 안착된다.
계속해서 여기에 슬롯 돌기(18) 전방 좌측에서 외부 벽부(13) 내로 경사지게 내부로 몰딩 형성되고 플러그-인 방향으로 연장되며 대략 정사각형 크기의 리세스(16)가 제공되고, 상기 리세스는 도시된 로킹 해제 후크(37)의 양측에서 래칭 에지(17)로 종결된다.
이러한 래칭 에지(17)는 대응 커넥터(2)의 상세히 도시되지 않는 래칭 후크에 걸리게 되어 플러그 커넥터(1)를 고정한다.
로킹 해제 러그(40)의 재당김 시 로킹 해제 후크(37)는 슬롯 돌기(18)로부터 리세스(16) 내로 재당겨짐으로써 래칭 에지(17)에 걸린 래칭 후크는 리세스(16)로부터 빠져나와 플러그 커넥터(1)가 연결 해제된다.
도면 부호 목록
1 전체 커넥터
2 케이지 유형의 대응 커넥터
5 케이블
6 개별 전기 도체
10 외부 하우징
11 플러그측
12 하우징 돌출부
13 측벽부
14 케이블 연결측
15 양측의 슬롯
16 정사각형의 경사진 리세스
17 래칭 에지
18 슬롯 돌기
19 꺾임 보호부와 케이블을 위한 관통부
20 고정 프레임(케이블 매니저)
21 개별 전기 도체를 위한 조립면
21.2 개별 도체를 위한 홈
22 고정 장치
23 인쇄 회로 기판(50)용 고정 핀
24 개별 도체용 고정 클립
25 종방향의 홈, 케이블(5)을 위한 개구
26 압력 스프링(48)용 리세스
26.1 당김 아암(43)용 고정 프레임(20)에서의 리세스
27 케이블 관통부를 가진 뒷벽부
28 케이블 클램프용 삽입부
29 케이블 클램프
29.2 케이블 클램프(29)용 고정 나사
30 로킹 장치
31 두 개의 측면 레그
32 측면 레그 사이의 브래킷
33 스프링 용 리세스
34
35 하우징 슬롯(15) 내에 프리즘 스트립
36 래칭 후크 및 당김 아암(45,43)용 리세스
37 로킹 해제 후크
38 내부로 향하는 벽면 경사부
40 로킹 해제 러그
41 당김 영역
43 당김 아암
45 리세스(36)용 래칭 후크
48 압력 스프링
50 인쇄 회로 기판
55 케이블 꺾임 보호 부재

Claims (7)

  1. 전기 접촉부들과 대응 커넥터의 직접적인 접촉을 위해, 래칭 장치와, 전기 케이블용 케이블 연결측 및 플러그측과, 외부 하우징 내에 배치된 인쇄 회로 기판을 구비하는 외부 하우징으로 구성된 플러그 커넥터에 있어서,
    단일품의 외부 하우징(10) 내에는 단일품의 고정 프레임(20)과, 로킹 해제 러그(40)가 부착되는 단일품의 로킹 장치(30)가 배치되어 있고, 로킹 장치(30)는 프리즘 가이드(35)를 이용해 외부 하우징(10)의 슬롯(15) 내에 동일면으로 그리고외부 하우징의 대면하는 두 측벽부들(13)의 양면에서 축방향으로 이동 가능하도록 안내되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 고정 프레임(20)은 다수의 개별 도체들(6)의 고정을 위한 케이블 매니저로서 제공되고, 개별 도체들(6)이 축방향으로 종방향 홈(21)에 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.
  3. 제1항에 있어서, 고정 프레임(20)의 종방향 홈(21) 내에 배치된 개별 도체들(6)은 인쇄 회로 기판(50)과 접촉하기 위해 고정 클립(24)을 이용해 고정 프레임(20)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.
  4. 제1항에 있어서, 슬롯들(15)의 연장부를 갖는 외부 하우징(10)의 측벽부들 내에는 플러그측으로 내부로 경사지게 연장되는 리세스(16)가 래칭 에지(17)와 함께 몰딩 형성됨으로써, 대응 커넥터(2)의 상응하는 래칭 러그가 이에 래칭되는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.
  5. 제1항에 있어서, 고정 프레임(20)과 로킹 장치(30) 사이에는 압력 스프링(48)이 배치되어, 로킹 장치(30)는 케이블 연결측의 상부 또는 하부에 배치된 로킹 해제 러그(40)를 이용해 외부 하우징(10)으로부터 압력 스프링(48)의 압력방향에 대해 당겨져 빠져나올 수 있는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.
  6. 제1항에 있어서, 외부 하우징(10)은 케이블 클램프(29)와 고정 나사(29.2)를 이용해 고정 프레임(20) 및 로킹 해제 장치(30)에 나사로 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.
  7. 제6항에 있어서, 로킹 해제 러그(40)에 형성된 당김 아암(43)은 로킹 장치(30)의 중앙에 작용하면서, 케이블 연결측(14)에 당김 아암(43)에 접하는 당김 영역(41)의 축방향으로 평행하게 옵셋된 배치를 통해 로킹 해제 러그(40)가 선택적으로 케이블(5)의 상부 또는 하부에 배치되는 방식으로 외부 하우징(10) 내에 배치되며, 이때 외부 하우징(10)의 측면의 외부 경계를 넘지 않는 것을 특징으로 하는, 플러그 커넥터.


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