KR20190050700A - 차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템 - Google Patents

차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190050700A
KR20190050700A KR1020180124265A KR20180124265A KR20190050700A KR 20190050700 A KR20190050700 A KR 20190050700A KR 1020180124265 A KR1020180124265 A KR 1020180124265A KR 20180124265 A KR20180124265 A KR 20180124265A KR 20190050700 A KR20190050700 A KR 20190050700A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
receptacle
plug
shield
terminals
terminal
Prior art date
Application number
KR1020180124265A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102108641B1 (ko
Inventor
클라라 피. 카본
레슬리 엘. 존스
이준
니콜 엘. 립택
Original Assignee
앱티브 테크놀러지스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/803,125 external-priority patent/US10109958B2/en
Application filed by 앱티브 테크놀러지스 리미티드 filed Critical 앱티브 테크놀러지스 리미티드
Publication of KR20190050700A publication Critical patent/KR20190050700A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102108641B1 publication Critical patent/KR102108641B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2442—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted with a single cantilevered beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/646—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00 specially adapted for high-frequency, e.g. structures providing an impedance match or phase match
    • H01R13/6473—Impedance matching
    • H01R13/6474—Impedance matching by variation of conductive properties, e.g. by dimension variations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/002—Pair constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/02—Cables with twisted pairs or quads
    • H01B11/06—Cables with twisted pairs or quads with means for reducing effects of electromagnetic or electrostatic disturbances, e.g. screens
    • H01B11/10—Screens specially adapted for reducing interference from external sources
    • H01B11/1091—Screens specially adapted for reducing interference from external sources with screen grounding means, e.g. drain wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/1875—Multi-layer sheaths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/6592—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a shielded cable
    • H01R13/6593—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a shielded cable the shield being composed of different pieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2107/00—Four or more poles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

전기 전도체(102, 104)를 종단하고 초당 5 기가비트(Gb/s) 이상의 데이터 전송률을 갖는 디지털 전기 신호를 송신하도록 구성된 전기 연결 시스템. 이 시스템은 평면형 연결부(164, 166)를 갖는 제1 평행한 경면대칭 단자 쌍(160, 162), 및 외팔보부(136, 140)와 제1 단자(160, 162)의 평면형 연결부(164, 166)에 접촉하도록 구성된 접촉점(138, 142)을 갖는 제2 평행한 경면대칭 단자 쌍(132, 134)을 포함한다.

Description

차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템{ELECTRICAL CONNECTION SYSTEM FOR SHIELDED WIRE CABLE}
본 출원은 2017년 11월 3일 자로 출원된 특허 출원 번호 15/803,125의 이익을 청구하며, 이의 개시내용 전문이 본원에 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 전기 연결 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로는 7.5 기가헤르츠(GHz)까지의 주파수 성분을 추가로 필요로 하는 초당 5 기가비트(Gb/s) 이상의 데이터 전송률을 갖는 디지털 전기 신호를 차등적으로 송신할 수 있는 차폐식 와이어 케이블을 연결하도록 설계된 전기 연결 시스템에 관한 것이다.
디지털 데이터 프로세서 속도의 증가는 데이터 전송 속도의 증가를 초래하였다. 디지털 데이터 프로세서에 전자 구성요소를 연결하기 위해 사용된 송신 매체는 다양한 구성요소 사이에서 고속 디지털 신호를 효율적으로 송신하도록 구성되어야 한다. 연결되어 있는 구성요소들이 고정된 위치에 있고 비교적 가까이 근접한, 예를 들어 100 미터 미만만큼 분리되어 있는 적용예에는 광섬유 케이블, 동축 케이블 또는 꼬임 쌍선 케이블(twisted pair cable)과 같은 와이어형 매체가 적합할 수도 있다. 광섬유 케이블은 거의 100 Gb/s까지의 데이터 전송률을 지원할 수 있는 송신 매체를 제공하며, 사실상 전자기 간섭에 면역적이다. 동축 케이블은 통상적으로 초당 100 메가비트(Mb/s)까지의 데이터 전송률을 지원하고, 전자기 간섭에 양호한 내성(immunity)을 갖는다. 꼬임 쌍선 케이블은 약 5 Gb/s까지의 데이터 전송률을 지원할 수 있지만, 이 케이블은 통상적으로 송신 또는 수신 라인에 전용되는 케이블 내에 다중 꼬임 쌍선을 필요로 한다. 꼬임 쌍선 케이블의 전도체는 케이블 내의 꼬임 쌍선을 위한 차폐부를 포함함으로써 향상될 수 있는 전자기 간섭에 대한 양호한 저항을 제공한다.
범용 직렬 버스(USB) 3.0 및 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI) 1.4와 같은 데이터 전송 프로토콜은 5 Gb/s 이상의 데이터 전송률을 필요로 한다. 기존의 동축 케이블은 이러한 속도와 가까운 데이터 전송률을 지원하도록 경제적으로 또는 신뢰적으로 구현될 수 없다. 광섬유 및 꼬임 쌍선 케이블 모두는 이러한 전송률에서 데이터를 송신하는 것이 가능하지만, 광섬유 케이블은 꼬임 쌍선보다 상당히 고가여서, 높은 데이터 전송률 및 전자기 간섭 내성을 필요로 하지 않는 비용에 민감한 적용예에 대해 덜 매력적이게 된다.
자동차 및 트럭의 인포테인먼트(infotainment) 시스템 및 다른 전자 시스템은 높은 데이터 전송률 신호를 운반할 수 있는 케이블을 요구하기 시작했다. 자동차 등급 케이블은 환경 요건(예를 들어, 내열성 및 내습성)을 충족해야 할 뿐만 아니라, 차량 배선 하니스(wiring harness) 내에서 라우팅되기에(routed) 충분히 가요성이어야 하고 차량 연료 경제 요건을 충족하는 것을 돕도록 낮은 질량을 가져야 한다. 따라서, 낮은 질량을 갖고 차량 배선 하니스 내에서 패키징되기에 충분히 가요성이면서, 광섬유 케이블에 의해 현재 충족될 수 없는 비용 목표를 충족하는 높은 데이터 전송률을 갖는 와이어 케이블에 대한 요구가 있다. 이러한 와이어 케이블을 위해 주어진 특정 적용예는 자동차이지만, 이러한 와이어 케이블은 또한 항공우주, 해양, 산업 제어 또는 다른 데이터 통신과 같은 다른 적용예에서도 또한 발견될 수 있을 것이다.
배경기술 섹션에서 설명되는 청구 대상은, 단지 배경기술 섹션에서의 그 언급의 결과로서 종래의 기술로 간주되지 않아야 한다. 유사하게, 배경기술 섹션에서 언급된 또는 배경기술 섹션의 청구 대상과 연관된 문제가 종래의 기술에서 이전에 인지되었던 것으로 간주되지 않아야 한다. 배경기술 섹션 내의 청구 대상은, 그들 자체 내에서 그리고 그들 자체가 또한 발명이 될 수 있는, 단지 상이한 접근 방식들을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 연결 시스템이 제공된다. 전기 연결 시스템은 제1 일정 간격이 제1 전기 전도체와 제2 전기 전도체 사이에 유지되는 제1 전기 전도체 및 제2 전기 전도체, 그리고 제2 일정 간격이 제3 전기 전도체와 제4 전기 전도체 사이에 유지되는 제3 전기 전기 전도체와 제4 전기 전도체를 포함한다. 전기 연결 시스템은 대체로 직사각형인 단면 및 제1 전기 전도체에 부착된 제1 부착부를 특징으로 하는 평면형 제1 연결부를 포함하는 제1 플러그 단자를 갖고, 대체로 직사각형인 단면 및 제2 전기 전도체에 부착된 제2 부착부를 특징으로 하는 평면형 제2 연결부를 포함하는 제2 플러그 단자를 갖는 플러그 커넥터를 추가로 포함한다. 제1 부착부와 제2 부착부 사이의 간격은 제1 전기 전도체와 제2 전기 전도체 사이의 제1 일정 간격을 유지한다. 제1 및 제2 플러그 단자는 종방향 축에 대해 쌍방 대칭성을 갖는 제1 경면대칭 단자 쌍 및 상기 플러그 커넥터와 정합하도록 구성된 리셉터클 커넥터를 형성한다. 리셉터클 커넥터는 제3 전기 전도체에 부착된 제3 부착부 및 제1 외팔보부를 포함하는 제1 리셉터클 단자를 갖고, 상기 제1 외팔보부는 대체로 직사각형인 단면을 특징으로 하고 제1 외팔보부로부터 현수하는 볼록형 제1 접촉점을 형성한다. 제1 접촉점은 제1 플러그 단자의 제1 연결부에 접촉하도록 구성된다. 리셉터클 커넥터는 또한 제4 전기 전도체에 부착된 제4 부착부를 포함하고 제2 외팔보부를 포함하는 제2 리셉터클 단자를 갖고, 상기 제2 외팔보부는 대체로 직사각형인 단면을 특징으로 하고 제2 외팔보부로부터 현수하는 볼록형 제2 접촉점을 형성한다. 제2 접촉점은 제2 플러그 단자의 제2 연결부에 접촉하도록 구성된다. 제3 부착부와 제4 부착부 사이의 간격은 제3 전기 전도체와 제4 전기 전도체 사이의 제2 일정 간격을 유지한다. 제1 및 제2 리셉터클 단자는 종방향 축에 대해 쌍방 대칭성을 갖는 제2 경면대칭된 단자 쌍을 형성한다. 플러그 커넥터가 리셉터클 커넥터에 연결될 때, 제1 연결부의 주요 폭은 제1 외팔보부의 주요 폭에 실질적으로 수직이고, 제2 연결부의 주요 폭은 제2 외팔보부의 주요 폭에 실질적으로 수직이다.
제1 리셉터클 단자는 제2 리셉터클 단자를 향해 내향으로 연장된 제1 탭을 형성할 수 있고, 제2 리셉터클 단자는 제1 리셉터클 단자를 향해 내향으로 연장된 제2 탭을 형성할 수 있으며, 이에 의해 제1 리셉터클 단자와 제2 리셉터클 단자 사이의 거리가 감소되고, 제1 리셉터클 단자와 제2 리셉터클 단자 사이의 용량성 결합은 증가된다.
제1 및 제2 플러그 단자는 유전 재료로 형성된 플러그 단자 홀더 내에 부분적으로 수용되고 제1 및 제2 부착부의 측방향 분리를 유지하도록 구성된다. 제1 및 제2 리셉터클 단자는 유전 재료로 형성된 리셉터클 단자 홀더 내에 부분적으로 수용되고 제3 및 제4 부착부의 측방향 분리를 유지하도록 구성된다. 리셉터클 단자 홀더는 제1 및 제2 리셉터클 단자의 수직 편향을 허용하도록 구성된 제1 및 제2 리셉터클 단자에 인접한 한 쌍의 채널을 형성할 수 있다.
전기 연결 시스템은 플러그 커넥터로부터 전기적으로 격리되며 제1 차폐부 전도체에 부착되고 플러그 커넥터를 종방향으로 둘러싸도록 구성된 플러그 차폐부, 및 리셉터클 커넥터로부터 전기적으로 격리되며 제2 차폐부 전도체에 부착되고 리셉터클 커넥터를 종방향으로 둘러싸도록 구성된 리셉터클 차폐부를 추가로 포함할 수 있다. 플러그 차폐부는 리셉터클 차폐부의 내부와 활주가능하게 맞물리도록 구성된다.
플러그 차폐부는 제1 및 제2 플러그 단자의 제1 및 제2 부착부의 위치에 근접한 외향 부조부(embossment)를 형성할 수 있고, 이에 의해 제1 및 제2 부착부와 플러그 차폐부 사이의 거리가 증가되고, 제1 및 제2 플러그 단자와 플러그 차폐부 사이의 용량성 결합은 감소된다. 리셉터클 차폐부는 제1 및 제2 리셉터클 단자의 제3 및 제4 부착부의 위치에 근접한 외향 부조부를 형성할 수 있고, 이에 의해 제3 및 제4 부착부와 리셉터클 차폐부 사이의 거리는 증가되고, 제1 및 제2 리셉터클 단자와 리셉터클 차폐부 사이의 용량성 결합은 감소된다.
리셉터클 차폐부는 제1 리셉터클 단자의 제1 탭 및 제2 리셉터클 단자에서 연장된 제2 탭의 위치에 근접한 내향 부조부를 형성할 수 있고, 이에 의해 제1 및 제2 탭과 리셉터클 차폐부 사이의 거리가 감소되고 제1 및 제2 리셉터클 단자와 리셉터클 차폐부 사이의 용량성 결합이 증가된다.
제1 및 제2 전기 전도체는 차폐식 와이어 케이블 또는 전도성 회로 보드 트레이스에 있을 수 있다. 제3 및 제4 전기 전도체는 또한 차폐식 와이어 케이블 또는 전도성 회로 보드 트레이스에 있을 수 있다.
본 발명의 그 이상의 구성 및 이점은 첨부 도면을 참고로 하여 비제한적인 예로써 주어진 하기 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽으면 더 명백하게 드러날 것이다.
본 발명은 이제 첨부되는 도면을 참조하여 예시를 통해 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 차폐식 와이어 케이블의 절결 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 와이어 케이블의 단면도이다.
도 3은 신호 상승의 10 내지 90%로부터 측정된 여러 고속 디지털 송신 표준의 신호 상승 시간 및 요구되는 케이블 임피던스를 도시하는 차트이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 1 및 도 2의 와이어 케이블의 다양한 성능 특성을 도시하는 차트이다.
도 5은 일 실시예에 따른 도 1 및 도 2의 와이어 케이블의 차등 삽입 손실 대 신호 주파수의 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 와이어 케이블 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 도 6의 와이어 케이블 조립체의 전기 커넥터 시스템의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 도 7의 전기 커넥터 시스템의 분해 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 도 7의 전기 커넥터 시스템의 평면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 도 9의 전기 커넥터 시스템의 저면 사시도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 도 9의 전기 커넥터 시스템의 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 도 9의 전기 커넥터 시스템의 길이에 따른 임피던스의 그래프이다.
USB 3.0 및 HDMI 1.4 성능 사양 모두를 지원하기 위해 초당 5 기가비트(Gb/s)(초당 5십억 비트)까지의 전송률로 디지털 신호를 운반할 수 있는 차폐식 와이어 케이블 조립체를 위한 전기 커넥터 조립체가 본원에 제시된다. 와이어 케이블 조립체는 한 쌍의 전도체(와이어 쌍)와 전도성 시트를 갖는 와이어 케이블, 및 전자기 간섭으로부터 와이어 쌍을 격리시키고 케이블의 특성 임피던스를 결정하기 위한 편조 전도체를 포함한다. 와이어 쌍은 와이어 쌍과 차폐부 사이에 일정한 반경방향 거리를 제공하는 것을 돕는 유전성 벨트부(belting) 내에 수용된다. 벨트부는 또한 와이어 쌍이 꼬이면 이들 와이어 쌍 사이에 일정한 꼬임각을 유지하는 것을 도울 수도 있다. 와이어 쌍과 차폐부 사이의 일정한 반경방향 거리 및 일정한 꼬임각은 와이어 케이블에 더 일정한 임피던스를 제공한다. 와이어 케이블 조립체는 와이어 쌍에 연결된 플러그 단자의 경면대칭 쌍을 갖는 전기 리셉터클 커넥터 및/또는 전기 플러그 커넥터의 플러그 단자와 정합하도록 구성된 와이어 쌍에 연결된 리셉터클 단자의 경면대칭 쌍을 갖는 전기 플러그 커넥터를 또한 포함할 수 있다. 리셉터클 및 플러그 단자는 각각 대체로 직사각형인 단면을 갖고, 제1 및 제2 전기 커넥터가 정합될 때 리셉터클 단자의 주요 폭은 플러그 단자의 주요 폭에 실질적으로 수직이며 리셉터클 단자와 플러그 단자 사이의 접촉점은 리셉터클 및 플러그 단자에 대해 외부에 있다. 리셉터클 및 플러그 커넥터 모두는 리셉터클 또는 플러그 단자를 종방향으로 둘러싸고 와이어 케이블의 편조 전도체에 연결되는 차폐부를 포함한다. 와이어 케이블 조립체는 리셉터클 또는 플러그 단자 및 차폐부를 수납하는 절연성 커넥터 본체를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2는 와이어 케이블 조립체에서 사용된 와이어 케이블(100)의 비제한적인 예를 도시한다. 와이어 케이블(100)은 이하에서 제1 전도체(102)로 지칭되는 제1 내부 전도체 및 이하에서 제2 전도체(104)로 지칭되는 제2 내부 전도체를 포함하는 전도체의 중앙쌍을 포함한다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)는 비도금 구리 또는 은 도금 구리와 같은 우수한 전도성을 갖는 전도성 재료로 형성된다. 본원에서 사용될 때, 구리는 구리 원소 또는 구리계 합금을 지칭한다. 또한, 본원에서 사용될 때, 은은 은 원소 또는 은계 합금을 지칭한다. 구리 및 은 도금 구리 전도체의 설계, 구성 및 소스는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 알려져 있다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)는 각각 약 0.321 밀리미터(mm)의 직경을 갖는 노출된(도금되지 않은) 구리 와이어 또는 은 도금 구리 와이어와 같은 고체 와이어 전도체를 포함하는데, 이는 일반적으로 28 AWG 고체 와이어에 동등하다. 대안적으로, 제1 및 제2 전도체(102, 104)는 각각 30 AWG 또는 26 AWG와 같은 더 크거나 작은 규격을 갖는 고체 와이어로 형성될 수 있다. 와이어 케이블의 대체 실시예는 제1 및 제2 전도체(102, 104)를 위해 연선 와이어(stranded wire)를 사용할 수 있다.
제1 및 제2 전도체(102, 104)의 중앙쌍은 배설 길이(L)에 걸쳐 예를 들어 매 15.24 mm마다 1회 종방향으로 꼬일 수 있다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)를 꼬는 것은 중앙 쌍에 의해 운반된 신호의 저주파수 전자기 간섭을 감소시키는 이익을 제공한다. 그러나, 본 발명자는 제1 및 제2 전도체(102, 104)가 상호간에 꼬이지 않은 와이어 케이블에 의해서도 만족스러운 신호 송신 성능이 제공될 수 있다는 것을 발견하였다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)를 꼬지 않는 것은 꼬임 프로세스를 제거함으로써 와이어 케이블의 제조 비용을 감소시키는 이익을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)를 꼬지 않는 것은 차등 삽입 손실을 감소시키지만 차량 라우팅, 특히 연장된 케이블 길이에 따른 불균일 굽힘에 특정 제한을 요구하는 단점을 갖는다.
제1 및 제2 전도체(102, 104) 각각은 이하에서 제1 및 제2 절연체(108, 110)로 지칭되는 각각의 제1 유전성 절연체 및 제2 유전성 절연체 내에 에워싸여진다. 제1 및 제2 절연체(108, 110)는 함께 접합된다. 제1 및 제2 절연체(108, 110)는 와이어 케이블(100)을 종단하기 위해 케이블의 단부에서 제거되는 부분을 제외하고 와이어 케이블(100)의 전체 길이로 연장된다. 제1 및 제2 절연체(108, 110)는 폴리프로필렌과 같은 가요성 유전성 재료로 형성된다. 제1 및 제2 절연체(108, 110)는 약 0.85 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1 절연체(108)를 제2 절연체(110)에 접합하는 것은 제1 전도체(102)와 제2 전도체(104) 사이에 일정 간격(S)을 유지하는 것을 돕는다. 접합된 절연체들을 갖는 한 쌍의 전도체를 제조하는데 요구되는 방법은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
제1 및 제2 전도체(102, 104)와 제1 및 제2 절연체(108, 110)는 와이어 케이블(100)을 종단하기 위해 케이블의 단부에서 제거되는 부분을 제외하고는 이하에서 벨트부(112)로 지칭되는 제3 유전성 절연체 내에 완전히 에워싸인다. 제1 및 제2 절연체(108, 110)와 벨트부(112)는 유전성 구조(113)를 함께 형성한다.
벨트부(112)는 폴리에틸렌과 같은 가요성 유전성 재료로 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 벨트부는 2.22mm의 직경(D)을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 와이어 케이블(100)의 종단부를 형성하기 위해 제1 및 제2 절연체(108, 110)의 단부가 제1 및 제2 전도체(102, 104)로부터 박리될 때, 제1 및 제2 절연체(108, 110)로부터 벨트부(112)의 제거를 용이하게 하기 위해, 탈크계 분말과 같은 이형제(114)가 접합된 제1 및 제2 절연체(108, 110)의 외부 표면에 적용될 수 있다.
벨트부(112)는 와이어 케이블(100)을 종단하기 위해 케이블의 단부에서 제거될 수 있는 부분을 제외하고, 이하에서 내부 차폐부(116)로 지칭되는 전도성 시트 내에 완전히 에워싸인다. 내부 차폐부(116)는 벨트부(112) 주위에 단일층으로 종방향으로 감싸져서, 제1 및 제2 전도체(102, 104)의 중앙 쌍에 대체적으로 평행하게 연장되는 단일 이음매(118)를 형성한다. 내부 차폐부(116)는 벨트부(112) 주위에 나선형으로 감싸지거나 또는 소용돌이형으로 감싸지지 않는다. 내부 차폐부(116)의 이음매 엣지는 내부 차폐부(116)가 벨트부(112)의 외부 표면의 적어도 100 퍼센트를 덮기 위해 중첩될 수 있다. 내부 차폐부(116)는 알루미나화된 2축방향 배향 PET 필름과 같은 가요성 전도성 재료로 형성된다. 2축방향으로 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 상표명 MYLAR로 통상적으로 알려져 있고, 알루미나화된 2축방향 배향 PET 필름은 이하에 알루미나화된 MYLAR 필름으로 지칭될 것이다. 알루미나화된 MYLAR 필름은 주요 표면들 중 하나에만 적용된 전도성 알루미늄 코팅을 갖고, 다른 주요 표면은 비-알루미나화되고, 따라서 비전도성이다. 단일-면(single-sided) 알루미나화된 MYLAR 필름을 위한 설계, 구성 및 소스는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 내부 차폐부(116)의 비-알루미나화된 표면은 벨트부(112)의 외부 표면과 접촉한다. 내부 차폐부(116)는 0.04 mm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
벨트부(112)는 송신 라인 특성을 유지하고 제1 및 제2 전도체(102, 104)와 내부 차폐부(116) 사이에 일정한 반경방향 거리를 제공하는 장점을 제공한다. 벨트부(112)는 제1 및 제2 전도체(102, 104) 사이의 꼬임 배설 길이를 일정하게 유지하는 장점을 추가로 제공한다. 종래 기술에서 발견되는 차폐식 꼬임 쌍선 케이블은 통상적으로 꼬임 쌍선과 차폐부와의 사이에 유전체로서 단지 공기만을 갖는다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)와 내부 차폐부(116) 사이의 거리, 및 제1 및 제2 전도체(102, 104)의 유효 꼬임 배설 길이 모두는 와이어 케이블 임피던스에 영향을 미친다. 따라서, 제1 및 제2 전도체(102, 104)와 내부 차폐부(116) 사이에서 더욱 일정한 반경방향 거리를 갖는 와이어 케이블은 더욱 일정한 임피던스를 제공한다. 제1 및 제2 전도체(102, 104)의 일정한 꼬임 배설 길이는 또한 제어되는 임피던스를 제공한다.
대안적으로, 제1 및 제2 절연체 사이의 일정한 측방향 거리 및 제1 및 제2 절연체와 내부 차폐부와의 사이의 일정한 반경방향 거리를 유지하기 위해 제1 및 제2 절연체를 수용하는 단일 유전성 구조를 통합하는 와이어 케이블이 고려될 수 있다. 유전성 구조는 또한 제1 및 제2 전도체의 꼬임 배설 길이를 일정되게 유지시킬 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어 케이블(100)은 내부 차폐부(116)의 외측에 배치되는, 이하 드레인 와이어(120)로 지칭되는 접지 전도체를 추가적으로 포함한다. 드레인 와이어(120)는 제1 및 제2 전도체(102, 104)에 대체적으로 평행하게 연장되고, 내부 차폐부(116)의 알루미나화된 외부 표면과 친밀하게 접촉하거나 또는 적어도 전기적 통신을 한다. 드레인 와이어(120)는 일반적으로 28 AWG 고체 와이어와 동등한 약 0.321 mm2의 단면을 갖는 비도금 구리 전도체, 주석 도금 구리 전도체 또는 은 도금 구리 전도체와 같은 고체 와이어 전도체를 포함한다. 대안적으로, 드레인 와이어(120)는 30 AWG 또는 32 AWG와 같은 더 작은 규격을 갖는 고체 와이어로 형성될 수 있다. 와이어 케이블의 대체 실시예는 드레인 와이어(120)를 위해 연선 와이어를 사용할 수 있다. 구리 및 주석 도금 구리 전도체의 설계, 구성 및 소스는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어 케이블(100)은 와이어 케이블(100)을 종단하기 위해 케이블의 단부에서 제거될 수 있는 부분을 제외하고, 내부 차폐부(116)와 드레인 와이어(120)를 에워싸는, 이하에서 외부 차폐부(124)로 지칭되는 편조 와이어 전도체를 추가로 포함한다. 외부 차폐부(124)는 복수의 직조된 전도체, 예를 들어 구리 또는 주석 도금 구리로 형성된다. 본원에서 사용될 때, 주석은 주석 원소 또는 주석계 합금을 지칭한다. 이러한 외부 차폐부를 제공하기 위해 사용된 편조 전도체의 설계, 구성 및 소스는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 외부 차폐부(124)는 내부 차폐부(116)와 드레인 와이어(120) 모두와 친밀한 접촉을 하거나 또는 적어도 전기적 통신을 한다. 외부 차폐부(124)를 형성하는 와이어는 내부 차폐부(116)의 외부 표면의 적어도 65 퍼센트와 접촉할 수 있다. 외부 차폐부(124)는 0.30 mm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 와이어 케이블(100)은 이하에 재킷(126)으로 지칭되는 외부 유전성 절연체를 추가로 포함한다. 재킷(126)은 와이어 케이블(100)을 종단하기 위해 케이블의 단부에서 제거될 수 있는 부분을 제외하고 외부 차폐부(124)를 에워싼다. 재킷(126)은 와이어 케이블(100)을 위한 전기 절연 및 환경적 보호 모두를 제공하는 외부 절연층을 형성한다. 재킷(126)은 폴리비닐 클로라이드(PVC)와 같은 가요성 유전성 재료로 형성된다. 재킷(126)은 약 0.2 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
와이어 케이블(100)은 내부 차폐부(116)가 벨트부(112)에 밀접하고, 외부 차폐부(124)가 드레인 와이어(120) 및 내부 차폐부(116)에 밀접하고, 재킷(126)이 외부 차폐부(124)에 밀접해서 이들 요소 사이의 공기 간극의 형성이 최소화 또는 치밀화되도록 구성된다. 이는 제어된 자기 투과율을 갖춘 와이어 케이블(100)을 제공한다.
와이어 케이블(100)은 95 Ohm의 차등 임피던스를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 3은 USB 3.0 및 HDMI 1.4 성능 사양을 위한 신호 상승 시간[피코초(ps) 단위] 및 차등 임피던스[오옴(Ω) 단위]를 위한 요건을 도시한다. 도 3은 또한 USB 3.0 및 HDMI 1.4 표준 모두를 동시에 충족시킬 수 있는 와이어 케이블을 위한 조합된 요건을 도시한다. 와이어 케이블은, 도 7에 도시된, 조합된 USB 3.0 및 HDMI 1.4 신호 상승 시간 및 차등 임피던스 요건을 충족시키는 것으로 예상된다.
도 4는 0 내지 7500 MHz(7.5 GHz)의 신호 주파수 범위에 걸쳐 와이어 케이블(100)에 대해 예상되는 차등 임피던스를 도시한다.
도 5는 0 내지 7500 MHz(7.5 GHz)의 신호 주파수 범위에 걸쳐 7 m의 길이를 갖춘 와이어 케이블(100)에 대해 예상되는 삽입 손실을 도시한다.
따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 최대 7 미터의 길이를 갖는 와이어 케이블(100)은 20 dB 미만의 삽입 손실을 갖춘 최대 초당 5 기가비트의 속도에서 비제로 복귀(NRZ) 디지털 데이터를 송신하는 것이 가능한 것으로 예상된다.
도 6의 비제한적인 예에 도시된 바와 같이, 와이어 케이블 조립체는 전기 커넥터 조립체를 포함한다. 커넥터 조립체는, 도 7에 도시된 바와 같이, 리셉터클 커넥터(128) 및 리셉터클 커넥터(128)를 수용하도록 구성된 플러그 커넥터(130)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 리셉터클 커넥터(128)는 2개의 단자, 즉 와이어 케이블(100)의 제1 내부 전도체(102)에 연결된 제1 리셉터클 단자(132) 및 제2 내부 전도체(도면의 관점에 기인하여 도시되지 않음)에 연결되는 제2 리셉터클 단자(134)를 포함한다. 제1 리셉터클 단자(132)는 제1 외팔보부(136)를 포함하고 제1 외팔보부는 대체로 직사각형인 단면을 갖고 제1 외팔보부(136)의 자유 단부 부근에서 제1 외팔보부(136)로부터 현수하는 볼록형 제1 접촉점(138)을 형성한다. 제2 리셉터클 단자(134)는 또한 유사한 제2 외팔보부(140)를 포함하고 제2 외팔보부는 대체로 직사각형인 단면을 갖고 제2 외팔보부(140)의 자유 단부 부근에서 제2 외팔보부(140)로부터 현수하는 볼록형 제2 접촉점(142)을 형성한다. 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134) 각각은 와이어 케이블(100)의 내부 전도체의 단부를 수용하도록 구성된 부착부(144)를 포함하고 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)를 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)에 부착하기 위한 표면을 제공한다. 부착부(144)는 제1 내부 전도체(102)와 제2 내부 전도체(104) 사이의 일정 간격(S)을 유지하도록 구성된다. 리셉터클 단자 홀더(148)는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)를 부분적으로 수용한다. 리셉터클 단자 홀더(148)는 제1 내부 전도체(102)와 제2 내부 전도체(104) 사이의 일정 간격(S)을 유지하기 위해 제1 리셉터클 단자(132)와 제2 리셉터클 단자 (134) 사이의 공간적 관계를 유지한다. 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)는 종방향 축(X)에 대해 쌍방 대칭성(bilateral symmetry)을 갖고, 종방향 축(X) 및 서로에 대해 실질적으로 평행한 경면대칭 단자 쌍을 형성한다. 도시된 실시예에서, 제1 외팔보부(136)와 제2 외팔보부(140) 사이의 거리는 중심간에 2.85 mm이다. 와이어 케이블(100)의 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)는 초음파 용접 프로세스를 사용하여 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 부착부(144)에 부착된다.
도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)는 제1 리셉터클 단자가 제2 리셉터클 단자를 향해 연장된 탭(146)을 형성하고, 제2 리셉터클 단자가 제1 리셉터클 단자의 탭(146)을 향해 연장된 탭(146)을 형성하도록, 내향으로 연장된 탭(146)을 각각 형성한다. 탭(146)은 제1 리셉터클 단자(132)와 제2 리셉터클 단자(134) 사이의 용량성 결합을 증가시키는 역할을 한다.
도 8을 다시 한번 참조하면, 플러그 커넥터(130)는 2개의 단자, 즉 제1 내부 전도체(102)에 연결된 제1 플러그 단자(160) 및 와이어 케이블(100)의 제2 내부 전도체(104)에 연결된 제2 플러그 단자(162)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 플러그 단자(160)는 대체로 직사각형인 단면을 갖는 제1 세장형 평면부(164)를 포함한다. 제2 플러그 단자(162)는 또한 유사한 제2 세장형 평면부(166)를 포함한다. 플러그 단자의 평면부는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 제1 및 제2 접촉점(138, 142)을 수용 및 접촉하도록 구성된다. 평면부의 자유 단부는, 플러그 커넥터(130) 및 리셉터클 커넥터(128)가 정합될 때, 정합하는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)가 제1 및 제2 평면부(164, 166)의 자유 단부를 타고 올라가(ride up) 위에 있도록 하기 위해 경사진 형상을 갖는다. 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162) 각각은 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 부착부(144)와 유사한 부착부(144)를 포함하며, 이들은 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)의 단부를 수용하고 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)에 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)를 부착하기 위한 표면을 제공하도록 구성된다. 부착부(144)는 제1 내부 전도체(102)와 제2 내부 전도체(104) 사이의 일정 간격을 유지하도록 구성된다. 플러그 단자 홀더(170)는 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)를 부분적으로 수용한다. 플러그 단자 홀더(170)는 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104) 사이의 일정 간격(S)을 유지하기 위해 제1 플러그 단자(160)와 제2 플러그 단자(162) 사이의 공간적 관계를 유지한다. 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)는 종방향 축(X)에 대해 쌍방 대칭성을 갖고, 종방향 축(X) 및 서로에 대해 실질적으로 평행한 경면대칭 단자 쌍을 형성한다. 도시된 실시예에서, 제1 평면부와 제2 평면부 사이의 거리는 중심간에 2.85 mm이다. 본 발명자는 경면대칭 평행 리셉터클 단자 및 플러그 단자가 와이어 케이블 조립체의 임피던스 및 삽입 손실과 같은 고속 전기 속성에 대해 강한 효과를 갖는다는 것을 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 획득된 데이터를 통해 관찰하였다. 와이어 케이블(100)의 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)는 초음파 용접 프로세스를 사용하여 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)의 부착부(144)에 부착된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)는, 플러그 및 리셉터클 커넥터(128, 130)가 정합될 때 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 주요 폭이 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)의 주요 폭과 실질적으로 수직이도록, 플러그 및 리셉터클 커넥터(128, 130) 내에 배향된다. 본원에서 사용될 때, 실질적인 수직은 주요 폭이 절대적인 직각의 ± 15°라는 것을 의미한다. 본 발명자는 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134) 사이의 이러한 배향이 삽입 손실에 대해 강한 효과를 갖는다는 것을 관찰하였다. 또한, 플러그 및 리셉터클 커넥터(128, 130)가 정합될 때, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)는 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 중첩된다. 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 제1 및 제2 접촉점(138, 142)만이 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)의 평면형 블레이드 부분과 접촉하고, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162) 사이에 형성된 접촉 영역이 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162) 사이의 중첩 영역보다 작도록 플러그 및 리셉터클 커넥터(128, 130)가 구성된다. 따라서, 때때로 와이프 거리(wipe distance)으로 지칭되는 접촉 영역은 단자들 사이의 중첩부에 의해서가 아니라 제1 및 제2 접촉점(138, 142)의 영역에 의해 결정된다. 따라서, 리셉터클 및 플러그 단자는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 제1 및 제2 접촉점(138, 142)이 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 완전히 맞물려 있는 한, 일정한 접촉 영역을 제공하는 이익을 제공한다. 플러그 및 리셉터클 단자 모두가 경면대칭 쌍이기 때문에, 제1 리셉터클 단자(132)와 제1 플러그 단자(160) 사이의 제1 접촉 영역 및 제2 리셉터클 단자(134)와 제2 플러그 단자(162) 사이의 제2 접촉 영역은 실질적으로 동일하다. 본원에서 사용될 때, 실질적으로 동일하다라는 것은 제1 접촉 영역과 제2 접촉 영역 사이의 접촉 영역 차이가 0.1mm2 미만이라는 것을 의미한다. 본 발명자는 플러그 단자와 리셉터클 단자 사이의 접촉 영역 및 제1 접촉 영역과 제2 접촉 영역 사이의 차이는 와이어 케이블 조립체의 삽입 손실에 강한 영향을 갖는다는 것을 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 획득된 데이터를 통해 관찰하였다.
제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134) 내에 수용되지 않고, 따라서 플러그 커넥터(130)가 리셉터클 커넥터(128)에 정합될 때 제1 접촉 영역은 제1 플러그 단자(160)의 외부에 있고, 제2 접촉 영역은 제2 플러그 단자(162)의 외부에 있다.
제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)는 구리계 재료의 시트로부터 형성될 수 있다. 제1 및 제2 외팔보부(136, 140)와 제1 및 제2 평면부(164, 166)는 구리/니켈/은계의 도금을 사용하여 선택적으로 도금될 수 있다. 단자는 5 스킨 두께로 도금될 수 있다. 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)는 리셉터클 커넥터(128) 및 플러그 커넥터(130)가 약 0.4 뉴턴(45 그램)의 낮은 삽입 수직력을 나타내도록 구성된다. 낮은 수직력은 연결/분리 사이클 중에 도금의 마모를 감소시키는 이익을 제공한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 플러그 커넥터(130)는 와이어 케이블(100)의 외부 차폐부(124)에 부착된 플러그 차폐부(172)를 포함한다. 플러그 차폐부(172)는 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 플러그 단자 홀더(170)로부터 분리되고 종방향으로 그들을 둘러싼다. 리셉터클 커넥터(128)는 또한 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134), 리셉터클 단자 홀더(148) 및 리셉터클 단자 커버(152)로부터 분리되고 그들을 종방향으로 둘러싸는 와이어 케이블(100)의 외부 차폐부(124)에 부착된 리셉터클 차폐부(174)를 포함한다. 리셉터클 차폐부(174) 및 플러그 차폐부(172)는 서로 활주식으로 접촉하도록 구성되고, 정합시, 플러그 및 리셉터클 커넥터(128, 130)에 대한 전자기 차폐와 부착된 와이어 케이블(100)의 외부 차폐부들 사이의 전기적 연속성을 제공한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 플러그 차폐부(172)는 2개의 부분, 제1 플러그 차폐부(172A) 및 제2 플러그 차폐부(172B)로 이루어진다. 제1 플러그 차폐부(172A)는 와이어 케이블(100)을 수용하도록 구성된 부착부에 인접한 두 쌍의 크림핑 윙, 즉 전도체 크림프 윙(176) 및 절연체 크림프 윙(178)을 포함한다. 전도체 크림프 윙(176)은, 전도체 크림프 윙(176)이 와이어 케이블(110)에 크림핑될 때 와이어 케이블(100)의 노출된 외부 차폐부(124)를 둘러싸도록 오프셋 및 구성되는 바이패스형 크림프 윙이다. 와이어 케이블(100)의 드레인 와이어(120)가 와이어 케이블(110)의 내부 차폐부(116)와 외부 차폐부(124) 사이에 개재되기 때문에, 제1 플러그 차폐부(172A)가 외부 차폐부(124)에 크림핑될 때 드레인 와이어(120)가 제1 플러그 차폐부(172A)에 전기적으로 결합된다. 이는 크림핑 이전에 차폐부에 관해 드레인 와이어(120)를 배향해야할 필요가 없이, 드레인 와이어(120)에 대해 플러그 차폐부(172)를 결합하는 이익을 제공한다. 드레인 와이어를 포함하지 않는 와이어 케이블의 다른 실시예가 고려될 수 있다.
또한 절연 크림프 윙은, 플러그 차폐부(172)가 와이어 케이블(110)에 크림핑될 때 와이어 케이블(100)의 재킷(126)을 둘러싸도록 오프셋 및 구성되는 바이패스형 윙이다.
제1 플러그 차폐부(172A)는 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)와 플러그 단자의 부착부(144) 사이의 연결부에 근접한, 외향 부조 부분(184)을 형성한다. 부조된 부분(184)은 부착부(144)와 제1 플러그 차폐부(172A) 사이의 거리를 증가시켜서, 그들 사이의 용량성 결합이 감소된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 리셉터클 차폐부(174)는 유사하게 2개의 부분, 즉 제1 리셉터클 차폐부(174A) 및 제2 리셉터클 차폐부(174B)로 이루어진다. 제1 리셉터클 차폐부(174A)는 와이어 케이블(110)을 수용하도록 구성된 부착부에 인접한 두 쌍의 크림핑 윙, 즉 전도체 크림프 윙(176) 및 절연체 크림프 윙(178)을 포함한다. 전도체 크림프 윙(176)은, 전도체 크림프 윙(176)이 와이어 케이블(100)에 크림핑될 때 와이어 케이블(100)의 노출된 외부 차폐부(124)를 둘러싸도록 오프셋 및 구성되는 바이패스형 크림프 윙이다.
또한 절연 크림프 윙은, 플러그 차폐부(172)가 와이어 케이블(100)에 크림핑될 때 와이어 케이블(100)의 재킷(126)을 둘러싸도록 오프셋 및 구성되는 바이패스형 윙이다.
제1 리셉터클 차폐부(174A)는 제1 및 제2 내부 전도체(102, 104)와 플러그 단자의 부착부(144) 사이의 연결부에 근접한, 외향으로 부조된 부분(186)을 형성한다. 부조된 부분(186)은 부착부(144)와 제1 플러그 차폐부(172A) 사이의 거리를 증가시켜서, 부착부(144)와 리셉터클 차폐부(174) 사이의 용량성 결합이 감소된다. 제1 리셉터클 차폐부(174A)는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 탭 (146)의 위치에 근접한, 내향으로 부조된 부분(188)을 추가로 형성한다. 이러한 내향으로 부조된 부분(188)은 제1 및 제2 탭(146)과 리셉터클 차폐부(174) 사이의 거리를 감소시켜서, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 리셉터클 차폐부(174) 사이의 용량성 결합이 증가된다.
도시된 예의 플러그 차폐부(172)의 외부는 리셉터클 차폐부(174)의 내부와 활주가능하게 맞물리도록 구성되지만, 리셉터클 차폐부(174)의 외부가 플러그 차폐부(172)의 내부와 활주가능하게 맞물리는 대체 실시예가 고려될 수 있다.
리셉터클 차폐부(174) 및 플러그 차폐부(172)는 구리계 재료의 시트로부터 형성될 수 있다. 리셉터클 차폐부(174) 및 플러그 차폐부(172)는 구리/니켈/은 또는 주석계 도금을 사용하여 도금될 수 있다. 제1 및 제2 리셉터클 차폐부(174A, 174B)와 제1 및 제2 플러그 차폐부(172A, 172B)는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 스탬핑 프로세스에 의해 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 와이어 케이블의 일정 간격(S)을 유지하기 위한 부착부(144)의 간격, 제1 리셉터클 단자(132)와 제2 리셉터클 단자(134) 사이의 용량성 결합을 증가시키는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 탭(146), 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 탭(146)과 리셉터클 차폐부(174) 사이의 용량성 결합을 감소시키는 리셉터클 차폐부의 내향으로 부조된 부분(188), 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 리셉터클 차폐부(174) 사이의 용량성 결합을 증가시키는 플러그 차폐부(172)의 외향으로 부조된 부분(184) 및 리셉터클 차폐부(174)의 외향으로 부조된 부분(186), 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 플러그 차폐부(172)를 포함하는 커넥터 시스템의 구성 모두는 미국 특허 번호 9,142,907에 제시된 것과 같은 이전의 커넥터 시스템 설계(196)에 의해 제공되는 것보다 커넥터 시스템(194)의 길이를 따라 더욱 일정한 임피던스를 제공하도록 협력한다.
본원에 도시된 플러그 커넥터 및 리셉터클 커넥터의 예는 와이어 케이블에 연결되지만, 회로 보드 상의 전도성 트레이스에 연결되는 플러그 커넥터 및 리셉터클 커넥터의 다른 실시예들이 고려될 수 있다.
진동 및 분리 저항과 같은 자동차 환경에서의 적용예의 요건에 부합하기 위해, 와이어 케이블 조립체는 도 8에 도시된 바와 같이, 리셉터클 커넥터 본체(190) 및 플러그 커넥터 본체(192)를 추가로 포함할 수 있다. 리셉터클 커넥터 본체(190) 및 플러그 커넥터 본체(192)는 폴리에스테르 재료와 같은 유전성 재료로 형성된다.
따라서, 커넥터 조립체가 제공된다. 커넥터 조립체는 변조 또는 인코딩 없이 3.5 Gb/s 이상의 데이터 전송률로 디지털 데이터 신호를 송신할 수 있는 와이어 케이블(100)을 종단하는 것에 적합하다. 커넥터 조립체는 커넥터 시스템의 길이를 따라 일정한 전기적 임피던스를 유지함으로써 임피던스 매칭의 이익을 제공하고, 이에 의해 신호 저하가 감소된다.
본 발명이 그의 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 오히려 이하의 청구범위에서 제시된 범위로만 제한되는 것을 의도한다. 예를 들어, 전술된 실시예(및/또는 그의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 교시 내용에 대해서 그 범주를 벗어나지 않는 한도 내에서 특정 상황 또는 재료에 맞게 다양한 수정이 이루어질 수 있다. 본원에 설명된 치수, 재료의 유형, 다양한 구성요소의 배향 및 다양한 구성요소의 수와 위치는 소정의 실시예의 파라미터를 정의하기 위한 것이며, 결코 제한적이지 않고, 단지 원형의 실시예에 불과하다.
청구범위의 사상 및 범주 내의 다수의 다른 실시예 및 수정은 상기 설명의 검토 시에 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 이러한 청구범위가 부여되는 등가의 전체 범주와 함께 다음의 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.
다음의 청구범위에서, 용어 "포함하는(including)" 및 "여기서(in which)"는 각각의 용어들 "포함하는(comprising)" 및 "여기서(wherein)"의 간결한 영어 등가어로서 사용된다. 또한, 제1, 제2, 등의 용어의 사용은 어떠한 중요성의 순서도 나타내지 않고, 오히려 제1, 제2, 등의 용어는 하나의 요소를 다른 요소로부터 구분하기 위해서 사용된 것이다. 또한, 단수 표현의 사용은 수량의 제한을 나타내지 않고, 오히려 언급된 아이템의 적어도 하나의 존재를 나타낸다. 추가적으로, 상위, 하위 등과 같은 방향적 용어는 어떠한 특정 배향도 나타내지 않으며, 오히려 용어 상위, 하위 등은 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 다양한 요소 사이의 관계를 위치적으로 정립하기 위해 사용된다.
또한, 다음의 청구범위에 대한 제한은 기능식 청구항(means-plus-function format)으로 기록되지 않으며, 이러한 청구범위 제한들이 추가 구조의 기능 공백(function void)의 선언에 선행하는 구문 "~하기 위한 수단"을 명시적으로 사용하지 않는 한, 35 USC § 112(f) 조항에 기초하여 해석되도록 의도되지 않는다.

Claims (11)

  1. 전기 연결 시스템이며,
    제1 전기 전도체(102) 및 제2 전기 전도체(104)로서, 상기 제1 전기 전도체(102)와 상기 제2 전도체(104) 사이에 제1 일정 간격이 유지되는, 제1 전기 전도체(102) 및 제2 전기 전도체(104);
    제3 전기 전도체(102) 및 제4 전기 전도체(104)로서, 상기 제3 전기 전도체(102)와 상기 제4 전기 전도체(104) 사이에 제2 일정 간격이 유지되는, 제3 전기 전도체(102) 및 제4 전기 전도체(104);
    플러그 커넥터(130)로서, 대체로 직사각형인 단면 및 제1 전기 전도체(102)에 부착된 제1 부착부(144)를 특징으로 하는 평면형 제1 연결부를 포함하는 제1 플러그 단자(160)를 갖고, 대체로 직사각형인 단면 및 제2 전기 전도체(104)에 부착된 제2 부착부(144)를 특징으로 하는 평면형 제2 연결부를 포함하는 제2 플러그 단자(162)를 가지며, 제1 부착부(144)와 제2 부착부(144) 사이의 간격이 제1 전기 전도체(102)와 제2 전기 전도체(104) 사이의 제1 일정 간격을 유지하고, 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)가 종방향 축에 대해 쌍방 대칭성을 갖는 제1 경면대칭 단자 쌍을 형성하는, 플러그 커넥터(130); 및
    상기 플러그 커넥터(130)와 정합하도록 구성된 리셉터클 커넥터(128)로서,
    제3 전기 전도체(102)에 부착된 제3 부착부(144) 및 제1 외팔보부(136)를 포함하는 제1 리셉터클 단자(132)로서, 상기 제1 외팔보부는 대체로 직사각형인 단면을 특징으로 하고 볼록형 제1 접촉점(138)을 형성하며 제1 외팔보부(136)로부터 현수하는 상기 제1 접촉점은 제1 플러그 단자(160)의 제1 연결부와 접촉하도록 구성되는 제1 리셉터클 단자(132)를 갖고,
    제4 전기 전도체(104)에 부착된 제4 부착부(144)를 포함하고 제2 외팔보부(140)를 갖는 제2 리셉터클 단자(134)로서, 상기 제2 외팔보부는 대체로 직사각형인 단면을 특징으로 하고 볼록형 제2 접촉점(142)을 형성하며 제2 외팔보부(140)로부터 현수하는 상기 제2 접촉점은 제2 플러그 단자(162)의 제2 연결부와 접촉하도록 구성되는 제2 리셉터클 단자(134)를 갖는 리셉터클 커넥터(128)를 포함하고,
    제3 부착부(144)와 제4 부착부(144) 사이의 간격이 제3 전기 전도체(102)와 제4 전기 전도체(104) 사이의 제2 일정 간격을 유지하고, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)가 종방향 축에 대해 쌍방 대칭성을 갖는 제2 경면대칭 단자 쌍을 형성하고, 플러그 커넥터(130)가 리셉터클 커넥터(128)에 연결될 때 제1 연결부의 주요 폭이 제1 외팔보부(136)의 주요 폭에 실질적으로 수직이고 제2 연결부의 주요 폭이 제2 외팔보부(140)의 주요 폭에 실질적으로 수직인, 전기 연결 시스템.
  2. 제1항에 따라서, 제1 리셉터클 단자(132)는 제2 리셉터클 단자(134)를 향해 내향으로 연장된 제1 탭(146)을 형성하고, 제2 리셉터클 단자(134)는 제1 리셉터클 단자(132)를 향해 내향으로 연장된 제2 탭(146)을 형성하며, 이에 의해 제1 리셉터클 단자(132)와 제2 리셉터클 단자(134) 사이의 거리가 감소되고, 제1 리셉터클 단자(132)와 제2 리셉터클 단자(134) 사이의 용량성 결합은 증가되는, 전기 연결 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)는 유전 재료로 형성되고 제1 및 제2 부착부(144)의 측방향 분리를 유지하도록 구성되는 플러그 단자 홀더(170) 내에 부분적으로 수용되는, 전기 연결 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)는 유전 재료로 형성되고 제3 및 제4 부착부(144)의 측방향 분리를 유지하도록 구성되는 리셉터클 단자 홀더(148) 내에 부분적으로 수용되는, 전기 연결 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 리셉터클 단자 홀더(148)는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 수직 편향을 허용하도록 구성된 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)에 인접한 한 쌍의 채널을 형성하는, 전기 연결 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    플러그 커넥터(130)로부터 전기적으로 격리되며, 제1 차폐부 전도체에 부착되고 플러그 커넥터(130)를 종방향으로 둘러싸도록 구성되는, 플러그 차폐부(172); 및
    리셉터클 커넥터(128)로부터 전기적으로 격리되며, 제2 차폐부 전도체에 부착되고 리셉터클 커넥터(128)를 종방향으로 둘러싸도록 구성되는 리셉터클 차폐부(174)를 추가로 포함하며, 리셉터클 차폐부(174)는 플러그 차폐부(172)의 내부와 활주가능하게 맞물리도록 구성되는, 전기 연결 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 리셉터클 차폐부(174)는 제1 리셉터클 단자(132)의 제1 탭(146) 및 제2 리셉터클 단자(134)에서 연장된 제2 탭(146)의 위치에 근접한 내향 부조부를 형성하며, 이에 의해 제1 및 제2 탭(146)과 리셉터클 차폐부(174) 사이의 거리가 감소되고 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 리셉터클 차폐부(174) 사이의 용량성 결합이 증가되는, 전기 연결 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 전기 전도체(102, 104)는 차폐식 와이어 케이블(100) 내의 와이어 전도체 및 전도성 회로 보드 트레이스로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 전기 연결 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 플러그 차폐부(172)는 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)의 제1 및 제2 부착부(144)의 위치에 근접한 외향 부조부를 형성하며, 이에 의해 제1 및 제2 부착부(144)와 플러그 차폐부(172) 사이의 거리가 증가되고, 제1 및 제2 플러그 단자(160, 162)와 플러그 차폐부(172) 사이의 용량성 결합은 감소되는, 전기 연결 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 리셉터클 차폐부(174)는 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)의 제3 및 제4 부착부(144)의 위치에 근접한 외향 부조부를 형성하며, 이에 의해 제3 및 제4 부착부(144)와 리셉터클 차폐부(174) 사이의 거리는 증가되고, 제1 및 제2 리셉터클 단자(132, 134)와 리셉터클 차폐부(174) 사이의 용량성 결합은 감소되는, 전기 연결 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 제3 및 제4 전기 전도체(102, 104)는 차폐식 와이어 케이블(100) 내의 와이어 전도체 및 전도성 회로 보드 트레이스로 구성된 그룹에서 선택되는, 전기 연결 시스템.
KR1020180124265A 2017-11-03 2018-10-18 차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템 KR102108641B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/803,125 US10109958B2 (en) 2013-12-10 2017-11-03 Electrical connection system for shielded wire cable
US15/803,125 2017-11-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190050700A true KR20190050700A (ko) 2019-05-13
KR102108641B1 KR102108641B1 (ko) 2020-05-08

Family

ID=63914914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180124265A KR102108641B1 (ko) 2017-11-03 2018-10-18 차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3480899B1 (ko)
JP (1) JP2019106355A (ko)
KR (1) KR102108641B1 (ko)
CN (1) CN109755815A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120553A (ko) 2019-04-11 2020-10-21 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 가열식 담배의 담뱃잎 장착 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230155328A1 (en) * 2020-04-08 2023-05-18 Samtec, Inc. High-speed electrical connector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150079845A1 (en) * 2013-02-27 2015-03-19 Molex Incorporated High Speed Bypass Cable For Use With Backplanes
US20150311643A1 (en) * 2010-08-31 2015-10-29 3M Innovative Properties Company Connector arrangements for shielded electrical cables
US20160268739A1 (en) * 2013-10-25 2016-09-15 FCI Amricas Technology LLC Electrical cable connector

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW553545U (en) * 2001-09-25 2003-09-11 Molex Inc High speed transmission connector
JP2005149770A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Japan Aviation Electronics Industry Ltd コネクタ
JP4566076B2 (ja) * 2005-06-29 2010-10-20 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 コネクタ
JP5514053B2 (ja) * 2010-09-08 2014-06-04 矢崎総業株式会社 シールドコネクタ
US8888533B2 (en) * 2012-08-15 2014-11-18 Tyco Electronics Corporation Cable header connector
US8845364B2 (en) * 2013-02-27 2014-09-30 Molex Incorporated High speed bypass cable for use with backplanes
JP2015130326A (ja) * 2013-12-10 2015-07-16 デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 遮蔽ケーブルアセンブリ
US9142907B2 (en) * 2013-12-10 2015-09-22 Delphi Technologies, Inc. Electrical connection system
KR20170102011A (ko) * 2015-01-11 2017-09-06 몰렉스 엘엘씨 바이패스 루트설정 조립체에 사용하기 적합한 와이어-대-기판 커넥터
CN107017489B (zh) * 2016-01-28 2019-09-06 莫列斯有限公司 电连接器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150311643A1 (en) * 2010-08-31 2015-10-29 3M Innovative Properties Company Connector arrangements for shielded electrical cables
US20150079845A1 (en) * 2013-02-27 2015-03-19 Molex Incorporated High Speed Bypass Cable For Use With Backplanes
US20160268739A1 (en) * 2013-10-25 2016-09-15 FCI Amricas Technology LLC Electrical cable connector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120553A (ko) 2019-04-11 2020-10-21 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 가열식 담배의 담뱃잎 장착 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN109755815A (zh) 2019-05-14
EP3480899A1 (en) 2019-05-08
EP3480899B1 (en) 2023-02-08
KR102108641B1 (ko) 2020-05-08
JP2019106355A (ja) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102286311B1 (ko) 차폐형 케이블 조립체
EP2779176B1 (en) Shielded cable assembly
KR101611101B1 (ko) 전기 접속 시스템
US11336058B2 (en) Shielded cable assembly
KR102091944B1 (ko) 차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템
KR101676123B1 (ko) 전기 커넥터 단자
EP3096331B1 (en) Shielded cable assembly
KR102108641B1 (ko) 차폐식 와이어 케이블을 위한 전기 연결 시스템
KR20160140444A (ko) 전기 차폐 커넥터
US10211546B2 (en) Electrical connection system for shielded wire cable
KR102265050B1 (ko) 저프로파일 접속 잠금 기구
US10109958B2 (en) Electrical connection system for shielded wire cable

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant