JP7772308B2 - インピーダンス制御のための誘電体クラムシェルコネクタを備えるケーブルアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、インピーダンスを制御するケーブルアセンブリに関する。特に、本発明は、誘電体クラムシェル部品を使用してケーブル終端インピーダンスを制御するケーブルアセンブリに関する。

通信においてシグナル・インテグリティ（signal integrity、信号品質、信号完全性）を維持することが、常に望まれている。シグナル・インテグリティに影響を与える要因には、ケーブル設計と、ケーブルを終端するまたは取り付けるために使用するプロセスとが含まれる。ケーブルは、一般的に、誘電体および編組および／または全体的に非導電性のジャケットを含む箔シールドプロテクタによって覆われた、少なくとも１つのめっきした、またはめっきしていない中心導体から形成される。編組をプリント回路基板（ＰＣＢ）またはコネクタなどのデバイスに終端することは、ケーブルの性能に大きな影響を与えることがある。

ワイヤの端部をＰＣＢ／コネクタ終端にはんだ付けする、レーザ終端パラレルギャップ抵抗溶接を含む、シールド、部品を終端する様々な方法が知られている。終端の別の一般的な方法は、フェルールを使用することである。フェルールに関する１つの重要な問題は、フェルールを付けるためにワイヤを圧着すると、ケーブル誘電体がつぶれやすいことである。編組を終端する既存の方法に関する別の問題は、ケーブルジャケット内の差動対の配置が変わりやすいことである。両方の問題がインピーダンスおよび他の電気パラメータに影響を与えることにより、シグナル・インテグリティに影響を与えるおそれがある。

解決すべき課題は、インピーダンスを制御し、かつ導体を損傷させることまたは導体の位置を変えることのないケーブルアセンブリを提供することである。特に、誘電体クラムシェル部品を使用してケーブル終端インピーダンスを制御するケーブルアセンブリが有利である。

この問題は、コネクタアセンブリで使用される、インピーダンスを制御するためのコネクタによって解決され、コネクタは、第１の導体受入開口部および第２の導体受入開口部を有するハウジングを有する。第１の導体受入開口部および第２の導体受入開口部は、ケーブルの露出導体を受け入れるように寸法決めされている。第１の導体受入開口部および第２の導体受入開口部は導体受入部を有し、導体受入部は、ハウジングの長手方向軸に対してある角度で延びている。第１の導体受入開口部および第２の導体受入開口部は、導体受入開口部から延びる導体離間部を有する。導体離間部は、ハウジングの長手方向軸に本質的に平行な方向に延びている。離間部は、距離をおいて離間している。離間部が離間する距離は、ケーブルのインピーダンスに整合するように選択されている。

以下で、添付図面を参照しながら、本発明を例として説明する。

本発明によるケーブルアセンブリの分解斜視図である。 図１の線２－２に沿って取ったケーブルの断面図である。 ケーブルアセンブリのクラムシェルコネクタの拡大斜視図である。 クラムシェルコネクタの第２の部分を分解した状態の、クラムシェルコネクタの第１の部分における導体位置の拡大斜視図である。 導体に完全に挿入されたクラムシェルコネクタの拡大斜視図である。 完全に組み立てられたケーブルアセンブリの斜視図である。 図６の線７－７に沿って取ったケーブルアセンブリの断面図である。

図１および図６に、ケーブル１０が示されている。ケーブル１０は、記憶デバイス、スイッチ、ルータ、プリント回路基板（ＰＣＢ）、アナログデジタル変換器、コネクタ、および他のデバイス間でデータを転送することができる。様々な実施形態において、ケーブル１０は、１００Ｍｂｐｓ以上のデータ転送速度をサポートすることができる。一部の実施形態において、ケーブル１０は、約４．２５Ｇｂｐｓ～約２５Ｇｂｐｓのデータ転送速度をサポートすることができる。ケーブル１０は、これらの例示的な速度を上回るまたは下回るデータ転送速度で使用されてもよい。図２に示すように、ケーブル１０は、ケーブルジャケット１２と、編組シールド１６と、金属化箔１４と、２つの中心導体１８、２０とを有する。導体１８、２０は互いに離間し、本質的に互いに平行に延びている。
導体１８、２０は、限定されないが、編組銅シールドなどの編組金属シールド１６によって囲まれている。中心導体１８、２０は、個々の誘電体２２、２３によって囲まれていてもよい。

図１および図７に示すように、ケーブル１０の端部はケーブルジャケット１２が取り除かれている。ケーブル１０の一部２４は、ケーブル１０の端部に近接して設けられたフェルール２６を含むことができる。このような適用において、編組シールド１６はフェルール２６上に折り返される。導体１８、２０の誘電体も取り除かれることにより、導体１８、２０の一部を露出させている。

導体１８、２０が露出した状態で、端子３０が導体１８、２０の端部に位置決めされる。図４に示すように、端子３０のワイヤ終端部３２が導体１８、２０に圧着される。しかしながら、端子３０を導体１８、２０に終端する他の方法を使用してもよい。図示の例示的な実施形態において、端子３０は、ワイヤ終端部３２から延びるピン部３４を有する雄端子である。しかしながら、限定されないが、雌ソケット端子を含む、端子の他の構成を使用してもよい。

端子３０が導体１８、２０に適切に終端された状態で、導体１８、２０の露出部分が、クラムシェルコネクタまたはハウジング４４内に位置合わせされる。クラムシェルコネクタ４４は、誘電材料から形成される。図３に示すように、クラムシェルコネクタ４４は、第１の部分または下側部分４２と第２の部分または上側部分４６とを有する。

図３および図４に示すように、下側部分４２は、導体１８、２０を受け入れるための導体受入凹部４０を有する。導体受入凹部４０は、導体受入部４１と導体移行または離間部４３とを有する。導体受入部４１は、ハウジング４４の長手方向軸４５に対してある角度で延びて、導体１８、２０がケーブル１０から出るときに、導体１８、２０を受け入れて離間させる。導体離間部４３は、ハウジング４４の長手方向軸４５に本質的に平行な方向に延びている。離間部４３は、距離４７をおいて離間している。

下側部分４２は、導体１８、２０を受け入れるための導体受入凹部４０を有する。導体受入凹部４０は、端子３０のワイヤ終端部３２を受け入れるように寸法決めされた端子受入凹部５８まで延びている。ラッチ受入開口部６０が、導体受入凹部４０間に位置決めされている。ラッチ受入開口部６０は、ラッチ受入開口部６０の側壁から延びるラッチ肩部６１を有する。ラッチ受入凹部６２が、端子受入凹部５８間に位置決めされている。ラッチ受入凹部６２は、ラッチ受入凹部６２の側壁から延びるラッチ肩部６３を有する。

上側部分４６は、導体１８、２０を受け入れるための導体受入凹部４８を有する。導体受入凹部４８は、導体受入部４９と導体移行または離間部５１とを有する。導体受入部４９は、ハウジング４４の長手方向軸４５に対してある角度で延びて、導体１８、２０がケーブル１０から出るときに、導体１８、２０を受け入れて離間させる。導体離間部５１は、ハウジング４４の長手方向軸４５に本質的に平行な方向に延びている。離間部５１は、距離４７をおいて離間している。

導体受入凹部４８は、端子３０のワイヤ終端部３２を受け入れるように寸法決めされた端子受入凹部５０まで延びている。ラッチ５２、５４が、上側部分４６から延び、導体受入凹部４８間に位置決めされている。ラッチ５２、５４はラッチ肩部５３、５５を有する。ラッチ５６が、上側部分４６から延び、端子受入凹部５０間に位置決めされている。ラッチ５６はラッチ肩部５７を有する。図示の例示的な実施形態において、ラッチ５２、５４、５６は同様の構成を有する。しかしながら、ラッチの他の構成を使用してもよい。

図５に示すように、下側部分４２および上側部分４６は、互いに固定されて導体１８、２０の露出部分を囲むように構成されている。固定されると、導体１８、２０の露出部分は、導体受入凹部４０、４８によって形成された第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６（図７）に位置決めされる。導体受入開口部６６は、第１の導体移行または離間部６５および第２の導体移行または離間部６５を含み、第１の導体移行または離間部６５および第２の導体移行または離間部６５は、下側部分４２を上側部分４６に嵌合したときに、第１の導体移行または離間部４３および第２の導体移行または離間部５１によって形成される。導体受入開口部６６は、第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７も含み、第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７は、下側部分４２を上側部分４６に嵌合したときに、第１の導体受入部４１および第２の導体受入部４９によって形成される。
端子３０のワイヤ終端部３２は、端子受入凹部５０、５８によって形成された第１の端子受入開口部６８および第２の端子受入開口部６８（図７）に位置決めされる。

下側部分４２と上側部分４６とは、ラッチ５２、５４のラッチ肩部５３、５５とラッチ受入開口部６０のラッチ肩部６１とが協働し、ラッチ５６のラッチ肩部５７とラッチ受入凹部６２のラッチ肩部６３とが協働することによって閉位置に保持される。

クラムシェルコネクタ４４の第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７に、導体１８、２０の露出部分を位置決めすることにより、導体１８、２０の露出部分の適切な位置決めおよび所望の間隔を維持して、相手側コネクタとの嵌合を可能にする。例示的な実施形態において、第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７における導体１８、２０の露出部分は、互いに略平行に、略同一平面で延びている。ハウジング４４が導体１８、２０の露出部分を囲むので、ハウジングは導体１８、２０の露出部分を保護して、導体１８、２０の露出部分を損傷させることを防ぎ、それにより、導体１８、２０の露出部分の完全性およびそれによって提供される信号経路を維持する。

クラムシェルコネクタ４４の第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７の間隔および寸法は、クラムシェルコネクタ４４の製造中に制御されるので、導体１８、２０の露出部分の間隔も、第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７に導体が位置決めされるときに制御される。したがって、クラムシェルコネクタ４４に使用される誘電材料を適切に選択することと、第１の導体受入部４１および第２の導体受入部４９によって形成された第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７間の間隔を適切に決定することとにより、クラムシェルコネクタ４４のインピーダンスを、ケーブル１０のインピーダンスに整合または略整合するように調整することができる。

クラムシェルコネクタ４４の第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の第１の導体移行または離間部６５および第２の導体移行または離間部６５に、導体１８、２０の露出部分を位置決めすることにより、ケーブル１０に設けられた導体１８、２０と、第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の第１の導体受入部６７および第２の導体受入部６７に位置決めされた露出導体１８、２０との間で、制御された移行角度７１を有する制御された移行が行われる。移行角度７１は、ハウジング４４の長手方向軸４５と移行部６５の表面との間で測定された角度である。

クラムシェルコネクタ４４の第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の移行角度７１、間隔、および寸法が、クラムシェルコネクタ４４の製造中に制御されるので、第１の導体受入開口部６６および第２の導体受入開口部６６の第１の導体移行または離間部６５および第２の導体移行または離間部６５に導体が位置決めされたときに、導体１８、２０の露出部分の移行角度７１および間隔も制御される。したがって、クラムシェルコネクタ４４に使用される誘電材料を適切に選択することと、第１の導体移行または離間部４３および第２の導体移行または離間部５１によって形成された第１の導体移行または離間部６５および第２の導体移行または離間部６５間の移行角度７１および間隔を適切に決定することとにより、クラムシェルコネクタ４４のインピーダンスを、ケーブル１０のインピーダンスに整合または略整合するように調整することができる。

クラムシェルコネクタ４４が導体１８、２０の露出部分および端子３０のワイヤ終端部３２に適切に位置決めされた状態で、端子ハウジング７０（図７）が設けられて、コンタクト３０の自由端に安定性をもたらす。

ケーブルアセンブリ７４の外側金属シールド部材７２が、ケーブル１０に固定される。図６および図７に示すように、外側金属部材７２の固定部分７６が、ケーブル１０の一部およびフェルール２６上に位置決めされる。その後、固定部分７６は、例えば圧着により固定され、圧着されて外側金属部材７２をケーブル１０に保持する。外側金属部材７２のくびれ部分７８が、クラムシェルコネクタ４４上に位置決めされて、追加のシールドを提供し、クラムシェルコネクタ４４を所定位置に維持する。図示の実施形態において、外側金属部材７２は、ラッチ、接着剤、または他の既知の取付方法によって機械的および電気的に接続される２つの部分を有する。

ケーブルアセンブリ７４、特にクラムシェルコネクタ４４は、インピーダンス制御を提供し、導体１８、２０を損傷させることがなく、または導体１８、２０の位置を変えることがない。クラムシェルコネクタ４４に使用される誘電材料を適切に選択することと、凹部４０、４８間の間隔を適切に決定することとにより、導体１８、２０は適切に位置決めされ、クラムシェルコネクタ４４のインピーダンスを、ケーブル１０のインピーダンスに整合または略整合するように調整することができ、それにより、ケーブル１０およびケーブルアセンブリ７４の性能を最適化する。

Claims (11)

1. コネクタアセンブリで使用される、インピーダンスを制御するためのコネクタであって、
   第１の導体受入開口部（６６）および第２の導体受入開口部（６６）を有するハウジング（４４）を備え、前記第１の導体受入開口部（６６）および前記第２の導体受入開口部（６６）は、ケーブル（１０）の露出導体（１８、２０）を受け入れるように寸法決めされ、
   前記第１の導体受入開口部（６６）は、一対の第１導体受入部（４１、４１）を有し、前記第２の導体受入開口部（６６）は一対の第２導体受入部（４９、４９）を有し、前記一対の第１導体受入部（４１、４１）および前記一対の第２導体受入部（４９、４９）はそれぞれ前記ハウジング（４４）の長手方向軸（４５）に対してある角度（７１）で延び、
   前記第１の導体受入開口部（６６）は、前記一対の第１導体受入部（４１、４１）から延びる一対の第１導体離間部（４３、４３）を有し、前記第２の導体受入開口部（６６）は、前記一対の第２導体受入部（４９、４９）から延びる一対の第２導体離間部（５１、５１）を有し、前記一対の第１導体離間部（４３、４３）は、前記ハウジング（４４）の前記長手方向軸（４５）に本質的に平行な方向に延び、前記一対の第１導体離間部（４３、４３）は距離（４７）をおいて互いに離間し、前記一対の第２導体離間部（５１、５１）は、前記ハウジング（４４）の前記長手方向軸（４５）に本質的に平行な方向に延び、前記一対の第２導体離間部（５１、５１）は前記距離（４７）をおいて互いに離間し、
   前記一対の第１離間部（４３、４３）が離間する前記距離（４７）および前記一対の第２離間部（５１、５１）が離間する前記距離（４７）は、それぞれ前記ケーブル（１０）のインピーダンスに整合するように選択されており、
   前記ハウジング（４４）は、
   第１の端子受入開口部（６８）および第２の端子受入開口部（６８）をさらに有し、
   前記第１の端子受入開口部（６８）および前記第２の端子受入開口部（６８）は、前記ケーブル（１０）の前記露出導体（１８、２０）の端部に終端される端子（３０）のワイヤ終端部（３２）が位置決めされるように構成されており、
   前記第１の導体受入開口部（６６）は、前記第１の端子受入開口部（６８）まで延び、前記第２の導体受入開口部（６６）は、前記第２の端子受入開口部（６８）まで延び、
   前記ハウジング（４４）は、第１の部分（４２）と第２の部分（４６）とを有し、
   前記第１の部分（４２）は前記露出導体（１８、２０）を受け入れるための一対の第１の導体受入凹部（４０、４０）を有し、前記第２の部分（４６）は前記露出導体（１８、２０）を受け入れるための一対の第２の導体受入凹部（４８、４８）を有し、
   前記一対の第１の導体受入凹部（４０、４０）は、前記一対の第１導体離間部（４３、４３）を有し、前記一対の第２の導体受入凹部（４８、４８）は、前記一対の第２導体離間部（５１、５１）を有し、
   前記一対の第１の導体受入凹部（４０、４０）は前記距離（４７）をおいて互いに離間し、前記一対の第２の導体受入凹部（４８、４８）は前記距離（４７）をおいて互いに離間し、
   第１のラッチ（５２、５４）が、前記第２の部分（４６）から延び、前記一対の第２の導体受入凹部（４８、４８）間に位置決めされており、
   前記第１の部分（４２）は、前記一対の第１の導体受入凹部（４０、４０）間に位置決めされた、前記第１のラッチ（５２、５４）と協働するラッチ受入開口部（６０）を有する、
   コネクタ。
   
2. 前記第２の部分（４６）は、前記第１の導体受入開口部（６６）および前記第２の導体受入開口部（６６）を形成するように位置合わせされる前記一対の第２の導体受入凹部（４８、４８）を有する、請求項１に記載のインピーダンスを制御するためのコネクタ。
   
3. 前記第１の端子受入開口部（６８）および前記第２の端子受入開口部（６８）は、一対の第１の端子受入凹部（５８、５８）および一対の第２の端子受入凹部（５０、５０）を含み、
   前記一対の第１の導体受入凹部（４０、４０）は前記一対の第１の端子受入凹部（５８、５８）まで延び、前記一対の第２の導体受入凹部（４８、４８）は前記一対の第２の端子受入凹部（５０、５０）まで延び、前記一対の第１の端子受入凹部（５８、５８）および前記一対の第２の端子受入凹部（５０、５０）は、前記ケーブル（１０）の前記露出導体（１８、２０）の前記端部に終端される前記端子（３０）の前記ワイヤ終端部（３２）を受け入れるように寸法決めされている、請求項２に記載のインピーダンスを制御するためのコネクタ。
   
4. 第２のラッチ（５６）が、前記第２の部分（４６）から延び、前記一対の第２の端子受入凹部（５０、５０）間に位置決めされている、請求項３に記載のインピーダンスを制御するためのコネクタ。
   
5. 前記第１のラッチ（５２、５４）および前記第２のラッチ（５６）はラッチ肩部（５３、５５、５７）を有する、請求項４に記載のインピーダンスを制御するためのコネクタ。
   
6. ラッチ受入凹部（６２）が、前記一対の第１の端子受入凹部（５８、５８）間に位置決めされている、請求項３に記載のインピーダンスを制御するためのコネクタ。
   
7. 前記ラッチ受入開口部（６０）および前記ラッチ受入凹部（６２）は、前記ラッチ受入開口部（６０）および前記ラッチ受入凹部（６２）の側壁から延びるラッチ肩部（６１、６３）を有する、請求項６に記載のインピーダンスを制御するためのコネクタ。
   
8. 露出導体（１８、２０）を有するケーブル（１０）を終端するためのケーブルアセンブリ（７４）であって、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の前記コネクタと、
   前記ケーブル（１０）から延び、誘電材料から形成された前記ハウジング（４４）上に位置決めされているシールド部材（７２）と
   を備え、
   前記誘電材料と、前記一対の第１導体離間部（４３、４３）が互いに離間する前記距離（４７）および前記一対の第２導体離間部（５１、５１）が互いに離間する前記距離（４７）とは、前記ケーブル（１０）のインピーダンスに整合するように選択されている、ケーブルアセンブリ。
   
9. 前記シールド部材（７２）の固定部分（７６）が、前記ケーブル（１０）の一部および前記ケーブル（１０）のフェルール（２６）上に位置決めされている、請求項８に記載のケーブルアセンブリ。
   
10. 前記シールド部材（７２）のくびれ部分（７８）が、前記ハウジング（４４）上に位置決めされて、追加のシールドを提供し、前記ハウジング（４４）を所定位置に維持する、請求項９に記載のケーブルアセンブリ。
    
11. シールド部材は、互いに機械的および電気的に接続される２つの部分を有する、請求項１０に記載のケーブルアセンブリ。