FI96458B

FI96458B - Interference-proof cable connector housing

Info

Publication number: FI96458B
Application number: FI944324A
Authority: FI
Inventors: Reijo Nurmi
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-03-15
Also published as: FI96458C; AU3389095A; WO1996008856A1; FI944324A0

Description

, 96458 Häiriösuojattu kaapeliliitinkotelo, 96458 Interference-proof cable connector housing

Keksintö koskee häiriösuojattua kaapeliliitinkote-loa, joka käsittää metallisen suojavaipparakenteen ja ym-5 päröivän ulkokuoren ja jota käytettäessä kaapelin vaippa maadoitetaan laitteen runkorakenteeseen, piirilevyyn tai vastaavaan erityisesti sähkömagneettisia häiriöitä (EMI) vastaan.The invention relates to a shielded cable connector housing comprising a metallic shield structure and an enclosing outer sheath, in which case the cable sheath is grounded to the device structure, circuit board or the like, in particular against electromagnetic interference (EMI).

Kaapeliliitinkoteloiden yhteydessä on ongelmana se, 10 miten kaapelin vaipan saa maadoitettua laitteen runkorakenteeseen niin hyvin, että se antaa riittävän hyvän häiriösuojauksen. Tämä ongelma on yleinen käytettäessä liittimiä, jotka on valmistettu sähköä johtamattomista materiaaleista (esimerkiksi EURO-liitin).The problem with cable connector housings is how to ground the cable sheath to the body structure of the device so well that it provides sufficient interference protection. This problem is common when using connectors made of non-conductive materials (for example, the EURO connector).

15 Aikaisemmin tätä ongelmaa on yritetty ratkaista esimerkiksi ns. D-liittimien yhteydessä käyttämällä rakenteita, jotka on tehty siten, että muovikotelon sisällä on kaksiosainen pelti, joka yhdistää kiinteästi kaapelin vaipan liittimen metalliseen runkoon, josta maadoitus tapah-20 tuu liittimen kiinnityspisteiden (yleensä kahden) kautta. Kiinnityspisteiden väli on kuitenkin yleensä liian pitkä hyvän suojauksen aikaansaamiseksi.15 In the past, attempts have been made to solve this problem, for example, the so-called In the case of D-connectors, using structures made in such a way that inside the plastic housing there is a two-part damper which permanently connects the cable sheath to the metal body of the connector, from which earthing takes place via the connector attachment points (usually two). However, the distance between the attachment points is usually too long to provide good protection.

Liitinkotelo voidaan valmistaa myös kokonaan metallista, esimerkiksi alumiinivalusta. Tällaisia koteloita 25 löytyy valmistajien luetteloista D-liittimille. Näissä alumiinikotelo saa kontaktin liitinrunkoon, josta se johdetaan maihin piirilevyn liittimen kiinnityspisteistä. Johtamattomille liittimille tämä tapa ei sovellu. Lisäksi myös tässä kiinnityspisteiden väli voi olla liian pitkä 30 riittävän suojauksen aikaansaamiseksi.The connector housing can also be made entirely of metal, for example aluminum casting. Such housings 25 can be found in the manufacturers' lists for D-connectors. In these, the aluminum housing makes contact with the connector body, from where it is routed to the ground from the mounting points of the circuit board connector. This method is not suitable for non-conductive connectors. In addition, here too, the distance between the attachment points may be too long to provide adequate protection.

Tunnetaan myös muovisia liitinkoteloita, joiden pinta on niklattu, jolloin kotelon pinnalle saadaan sähköä johtava pinnoite. Liitinrunko on sitten kytketty maihin yhdestä pisteestä. Tämän kotelon häiriösuojauskyky on 35 heikko.Plastic connector housings with a nickel-plated surface are also known, in which case an electrically conductive coating is obtained on the surface of the housing. The connector body is then connected to ground from a single point. The interference immunity of this housing is poor.

2 964582 96458

On myös käytetty muovisia liitinkoteloita, joissa kaapelin vaipasta on vedetty vaippaa kiertävä maadoitus-johdin johonkin liittimen vapaana olevaan liitinnastaan, josta mainittu johdin on viety edelleen piirilevylle tai 5 laitteen runkorakenteeseen. Tämä ei anna riittävää suojausta, sillä yksi johdin ei pysty tasaamaan vaipan potentiaalieroja eikä estämään muiden johtojen häiriösäteilyä ympäristöön.Plastic connector housings have also been used, in which a ground conductor rotating the sheath is pulled from the sheath of the cable to one of its free connectors on the connector, from which said conductor is passed on to the circuit board or to the body structure of the device. This does not provide adequate protection, as one conductor will not be able to compensate for potential differences in the sheath or prevent interference radiation from other conductors into the environment.

Yksi tapa on ollut kuoria kaapeli ennen liitintä ja 10 liitinkoteloa ja maadoittaa se laitteen tai laitetelineen runkoon esimerkiksi kiinnityspannalla. Ongelmana tässä on ollut se, että häiriöt pääsevät etenemään edelleen maadoi-tuspisteen ja liittimen väliltä.One way has been to strip the cable before the connector and the 10 connector housings and ground it to the body of the device or equipment stand, for example with a mounting bracket. The problem here has been that interference can continue to propagate between the ground point and the connector.

Häiriösuojauksessa esiintyy ongelmia erityisesti 15 muovia olevien EURO-liittimien tai vastaavien yhteydessä kuten jo alussa todettiin. Näissä liittimissä ei ole itsessään mitään suojausta sähkömagneettisia häiriöitä vastaan, vaan ne on suojattava erillisillä koteloilla ja maadoituksilla. Suojauksen tarve syntyy siitä, että samassa 20 laitteessa voi risteillä sekä RF-tasoiset signaalit että normaalit datakaapelit. Näin häiriöt pääsevät kytkeytymään avoimista paikoista datakaapeleihin. Avoimet liittimet toimivat myös häiriölähteenä, kun niistä joudutaan siirtämään, esimerkiksi kellosignaaleja.There are problems with interference protection, especially with 15 plastic EURO connectors or the like, as stated at the outset. These connectors do not have any protection against electromagnetic interference per se, but must be protected by separate housings and earthing. The need for protection arises from the fact that both RF-level signals and normal data cables can cross in the same 20 devices. This allows interference to connect from open locations to data cables. Open connectors also act as a source of interference when they need to be moved, for example clock signals.

25 Millään tunnetulla ratkaisulla ei pystytä poista maan edellä kuvattuja ongelmia varsinkaan johtamatonta materiaalia olevia liittimiä käytettäessä.25 No known solution can eliminate the above-described problems of the ground, especially when using connectors made of non-conductive material.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin tämän ongelman poistaminen lähtien liikkeelle alussa kuvatusta 30 kaapeliliitinkoteloratkaisusta. Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisella kaapeliliitinkotelolla, jolle on tunnusomaista, että suojavaipparakenne muodostuu yhtenäistä rakennetta olevasta joustavasta suojavaipasta, - joka ympäröi liitintä, 35 - jonka sisäpintaan kaapelin vaippa on maadoitettuIt is therefore an object of the present invention to overcome this problem starting with the cable connector housing solution 30 described at the outset. This object is achieved by a cable connector housing according to the invention, which is characterized in that the protective sheath structure consists of a flexible protective sheath of uniform construction, - which surrounds the connector, 35 - on the inner surface of which the cable sheath is grounded.

IIII

3 96458 välittömällä kontaktilla, - jonka laitetta vasten tulevat reunat on muodostettu kielekkeiksi, jotka ovat tiiviissä kontaktissa laitteen runkorakenteeseen, piirilevyyn tai 5 vastaavaan liittimen ollessa paikalleen kiinni tettynä, ja - joka on kiinnitetty liittimeen ja ulkokuoren sisälle näistä kummastakin irrotettavasti.3 96458 by direct contact, - the edges of which against the device are formed as tongues in close contact with the device body, the circuit board or the like with the connector attached, and - which is detachably attached to the connector and inside the outer shell.

Keksintö perustuu kaksiosaiseen koteloon, jossa 10 kotelon ulkokuori (esimerkiksi muovia) toimii tukirakenteena ja sisäosa (ohutta peltiä) varsinaisena EMI-suojana. Olennaista rakenteessa on se, että näin saadaan hyvä ja RF-tasoisia signaaleja ajatellen tiivis kontakti kaapelin vaipan ja laitteen rungon välille. Suojavaipan kielekkeil-15 lä on jousimaiset ominaisuudet, jotka varmistavat kontaktin laitteen runkoon laajalta alueelta.The invention is based on a two-part housing, in which the outer shell of the housing (e.g. plastic) acts as a support structure and the inner part (thin sheet metal) as the actual EMI protection. What is essential in the design is that in this way a good contact between the cable sheath and the device body is obtained in terms of RF-level signals. The tabs 15 of the protective sheath have spring-like features that ensure contact with the body of the device over a wide area.

Keksinnön mukaista kaapeliliitinkoteloa käytettäessä kaapelin suojavaippa kytkeytyy lyhintä tietä laitteen runkoon ja varmistaa luotettavan suojauksen koko liittimen 20 ympärille. Näin kaapelin suojausvaimennuskyvystä saadaan maksimihyöty irti, koska se on vähintään samaa luokkaa kuin kaapelin vaipankin.When using the cable connector housing according to the invention, the protective sheath of the cable connects to the body of the device by the shortest path and ensures reliable protection around the entire connector 20. In this way, the maximum benefit of the shielding attenuation of the cable is obtained, as it is at least in the same class as the sheath of the cable.

Suojavaipan muotoilumahdollisuudet joustavien kielekkeiden osalta ovat rajattomat ja sen materiaalivaihto-25 ehtoja ja paksuuksia voi olla useita. Kotelon rakenne on yksinkertainen (vain kaksi osaa) ja se on halpa valmistaa. Suojavaipan voi lisäksi haluttaessa poistaa käytöstä, mikäli liitintä käytetään yhteyksissä, joissa ei tarvita EMI-suojausta.The design possibilities of the protective sheath with respect to the flexible tongues are limitless and there can be several conditions and thicknesses for its material exchange. The construction of the case is simple (only two parts) and it is cheap to manufacture. In addition, the shield can be disabled if desired if the connector is used in connections where EMI protection is not required.

30 Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa ’ kuvio 1 esittää keksinnön mukaista kaapeliliitinko teloa ja laitteen rungossa olevaa vastaliitintä perspektiivikuvana ja osittain leikattuna, 35 kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitetyn kaapeliliitin- 4 96458 kotelon osia ennen niiden kokoonpanoa, kuvio 3 poikkileikkausta edellisten kuvioiden mukaisesta kaapeliliitinkotelosta ja laitteen vastaliitti-mestä, ja 5 kuviot 4A, 4B ja 4C keksinnön mukaisen kaapelilii- tinkotelon ulkokuoren erästä edullista lukitustapaa laitteen vastaliittimeen.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a cable connector housing and a mating connector in the body of the device in perspective and in partial section; Figures 4A, 4B and 4C show a preferred method of locking the outer shell of the cable connector housing according to the invention to the mating connector of the device.

Piirustuksissa esitetty keksinnön mukainen kaapeli-liitinkotelo koostuu kahdesta osasta, nimittäin sähköä 10 johtavasta metallisesta suojavaipasta 1 ja suojavaippaa 1 ympäröivästä, edullisesti muovisesta ulkokuoresta 2.The cable connector housing according to the invention shown in the drawings consists of two parts, namely an electrically conductive metal shield 1 and a, preferably plastic, outer shell 2 surrounding the shield 1.

Suojavaippa 1 muodostuu yhtenäistä rakennetta olevasta ohuesta, esimerkiksi 0,1 mm:n vahvuisesta jousimai-set ominaisuudet omaavasta pellistä, joka kuvion 2 mukai-15 sesti taivutellaan ja puristetaan kuvioissa 1 ja 3 esitettyyn käyttöasentoon pitkänomaiseksi, poikkileikkaukseltaan oleellisesti U-muotoiseksi kappaleeksi. Suojavaippa 1 on tarkkaan ottaen oleellisesti U-muotoinen vasta sen ollessa työnnettynä vastaavasti muotoillun ulkokuoren 2 sisälle, 20 sillä ulkokuoresta 2 erillään ollessaan suojavaipan 1 haarat 4 ja 5 ovat enemmän erillään toisistaan kuin sen ollessa paikalleen asennettuna.The protective sheath 1 consists of a thin structure of uniform construction, for example a 0.1 mm thick sheet with spring-like properties, which according to Figure 2 is bent and pressed into the operating position shown in Figures 1 and 3 into an elongate body with a substantially U-shaped cross-section. Strictly speaking, the protective sheath 1 is substantially U-shaped only when it is inserted inside the correspondingly shaped outer shell 2, because when the outer shell 2 is separated the branches 4 and 5 of the protective sheath 1 are more separated from each other than when it is installed in place.

Suojavaipan 1 haarojen 4 ja 5 laitetta 3 vasten tulevat reunat on taivutettu haaroista 4 ja 5 sivulle ulko-25 nevaksi (sisään- tai ulospäin), leikkauksilla 6 toisistaan erotetuksi useaksi kielekkeeksi 7, jotka tulevat tiiviiseen kontaktiin laitteen 3 runkorakenteen 8, piirilevyn 9 maafolion tai vastaavan maadoituksen aikaansaavan pinnan kanssa, kun suojavaippaan 1 sijoitettu liitin 10 on kiin-30 nitetty laitteessa 3 olevaan vastaliittimeen 11.The edges of the arms 4 and 5 of the protective sheath 1 facing the device 3 are bent from the branches 4 and 5 to the side outwards (inwards or outwards) into a plurality of tongues 7 separated by cuts 6 which come into close contact with the ground foil or with a corresponding grounding surface when the connector 10 placed in the protective sheath 1 is attached to the mating connector 11 in the device 3.

Kaapelin 12 ollessa liitettynä kotelon sisälle, suojavaipan l muodostaman U:n sisäpuolinen pohja-alue 13 tulee tiiviiseen kontaktiin kaapelin 12 esillekuoritun suojavaipan 14 kanssa, ja vastaavasti liitin 10, johon 35 · kaäpelin 12 johdot 15 on kytketty, tulee oleellisesti suo li 5 96458 javaipan 1 ympäröimäksi, jolloin tehty kytkentä tulee maadoitetuksi ja suojatuksi sähkömagneettisia häiriöitä vastaan mahdollisimman hyvin. Kaapelin 12 kiinnitys koteloon on toteutettu siten, että sekä suojavaipassa 1 että ulko-5 kuoressa on tällä alueella aukkoja 16 ja 17, joiden kautta kaapeli 12 on kiristettävissä tiukasti U:n pohja-aluetta 13 vasten esimerkiksi nippusiteillä 18.When the cable 12 is connected inside the housing, the inner bottom area 13 of the U formed by the shield 1 comes into close contact with the exposed sheath 14 of the cable 12, and correspondingly the connector 10 to which the wires 15 of the cable 12 are connected becomes substantially shielded. 1, in which case the connection made must be earthed and protected against electromagnetic interference as well as possible. The fastening of the cable 12 to the housing is implemented in such a way that both the protective sheath 1 and the outer shell 5 have openings 16 and 17 in this area, through which the cable 12 can be tightened tightly against the bottom area 13 of the U, for example by cable ties 18.

Kuvioiden 1-3 mukaisessa toteutuksessa liitin 10 tukeutuu suojavaipassa 1 suojavaipan 1 haarojen 4 ja 5 10 päätyulkonemista 19 muodostettuihin päätyseinämiin, jotka estävät liittimen 10 siirtymisen U:n pohjaa kohti ja toimivat lisähäiriösuojana. Ulkokuoren 2 avulla liitin 10 lukitaan taas paikalleen siten, ettei se pääse irtoamaan kotelosta. Koska kaikkien osien tulee kuitenkin olla tar-15 vittaessa helposti toisistaan irrotettavissa, esimerkiksi siinä tapauksessa, kun kaapeliliitinkoteloa käytetään kohteissa, jolloin häiriösuojausta ei tarvita ja jolloin suo-javaippa 1 halutaan poistaa, on edullista, että liittimen 10 ja ulkokuoren 2 lukitus on toteutettu esimerkiksi näp-20 sähdysliitoksen tai vastaavan muotolukituksen avulla.In the embodiment according to Figures 1-3, the connector 10 rests in the protective sheath 1 on end walls formed by the end projections 19 of the branches 4 and 5 10 of the protective sheath 1, which prevent the connector 10 from moving towards the bottom of the U and act as additional interference protection. By means of the outer shell 2, the connector 10 is locked in place again so that it cannot become detached from the housing. However, since all parts must be easily detachable if necessary, for example when the cable connector housing is used in areas where interference protection is not required and where the protective sheath 1 is to be removed, it is preferred that the connector 10 and the outer shell 2 are locked, e.g. -20 by means of a snap connection or similar shape lock.

Kuvioissa 4A - 4C on esitetty eräs edullinen tapa toteuttaa edellä mainittu ulkokuoren 2 ja liittimen 10 lukitus toisiinsa. Siinä yksiosainen pitkänomainen, poikkileikkaukseltaan oleellisesti U-muotoinen ulkokuori kasit-25 tää kaksi haaraa 20 ja 21, jotka ovat jännitettävissä toisistaan poispäin ja joiden päätyihin on muodostettu tar-tuntaleuat 22 liittimen päihin tarttumista varten. Rakenne on myös sellainen, että se pitää liittimen 10 paikallaan vaikka se ei tukeutuisikaan edellä mainittuihin suojavai-30 pan 1 päätyseinämiin. Tämä mahdollistaa myös ulkokuoren 2 käytön haluttaessa ilman suojavaippaa 1.Figures 4A to 4C show a preferred way of realizing the above-mentioned locking of the outer shell 2 and the connector 10 to each other. In it, a one-piece elongate outer shell with a substantially U-shaped cross-section comprises two arms 20 and 21 which can be tensioned apart and at the ends of which gripping jaws 22 are formed for gripping the ends of the connector. The structure is also such that it holds the connector 10 in place even if it does not rest on the above-mentioned end walls of the protective sheath 30. This also makes it possible to use the outer shell 2 if desired without a protective sheath 1.

Edellä esitetty on ainoastaan tarkoitettu havainnollistamaan keksintöä, sillä alan ammattimies voi toteuttaa sen yksityiskohdat monella vaihtoehtoisella tavalla 35 oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The foregoing is merely intended to illustrate the invention, as those skilled in the art may implement its details in many alternative ways within the scope of the appended claims.

Claims

1. Häiriösuojattu kaapeliliitinkotelo, joka käsittää metallisen suojavaipparakenteen (1) ja ympäröivän ul- 5 kokuoren (2) ja jota käytettäessä kaapelin (12) vaippa (14) maadoitetaan laitteen (3) runkorakenteeseen (8), piirilevyyn (9) tai vastaavaan erityisesti sähkömagneettisia häiriöitä vastaan, tunnettu siitä, että suoja-vaipparakenne muodostuu yhtenäistä rakennetta olevasta 10 joustavasta suojavaipasta (1), - joka ympäröi liitintä (10), - jonka sisäpintaan (13) kaapelin (12) vaippa (14) on maadoitettu välittömällä kontaktilla, - jonka laitetta (3) vasten tulevat reunat on muo- 15 dostettu kielekkeiksi (7), jotka ovat tiiviissä kontaktissa laitteen runkorakenteeseen (8), piirilevyyn (9) tai vastaavaan liittimen (10) ollessa paikalleen kiinnitettynä, ja - joka on kiinnitetty liittimeen (10) ja ulkokuoren 20 (2) sisälle näistä kummastakin irrotettavasti.A shielded cable connector housing comprising a metal shield structure (1) and a surrounding outer sheath (2), in which the cable sheath (14) is grounded to the body structure (8), circuit board (9) or the like of the device (3), in particular electromagnetic interference, characterized in that the sheath structure consists of 10 flexible shields (1) of uniform construction, - which surround the connector (10), - on the inner surface (13) of which the sheath (14) of the cable (12) is earthed by direct contact, the edges facing the device (3) are formed as tongues (7) which are in close contact with the device frame structure (8), the circuit board (9) or the like with the connector (10) fixed in place, and - which is fixed to the connector (10) and inside the outer shell 20 (2) removably from each of them.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaapeliliitinkotelo, tunnettu siitä, että suojavaippa (1) on pitkänomainen, paikalleen asennettuna poikkileikkaukseltaan pääasiassa U-muotoinen kappale, joka on muodostettu pel- 25 listä taivuttelemalla.Cable connector housing according to Claim 1, characterized in that the protective sheath (1) is an elongate body, when installed, having a substantially U-shaped cross-section which is formed by bending the sheet metal.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kaapeliliitinkotelo, tunnettu siitä, että U:n pohja (13) muodostaa kontaktipinnan kaapelin (12) vaipalle (14), ja että suojavaipan (1) ja ulkokuoren (2) seinämissä on tällä 30 alueella aukkoja (16, 17), joiden kautta mainittu vaippa (14) on lukittavissa kotelon ulkopuolelta sidontaelimillä, esimerkiksi nippusiteillä (18) tiiviiseen kontaktiin U:n pohjaan (13) .Cable connector housing according to Claim 2, characterized in that the base (13) of the U forms a contact surface with the sheath (14) of the cable (12) and that the walls of the protective sheath (1) and the outer shell (2) have openings (16, 17) in this region. ), through which said sheath (14) can be locked from outside the housing by fastening means, for example cable ties (18) in close contact with the bottom (13) of the U.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaapeliliitinko-35 telo, tunnettu siitä, että kielekkeet (7) on muo- 7 96458 dostettu U:n haarojen (4, 5) päitä taivuttamalla, ja että kumpaankin haaraan (4, 5) on muodostettu useita kielekkeitä (7) haaroihin tehtyjen leikkausten (6) avulla.Cable connector roll according to Claim 1, characterized in that the tongues (7) are formed by bending the ends of the branches (4, 5) of the U, and in that a plurality of tongues (4, 5) are formed in each branch (4, 5). 7) by means of cuts made in the branches (6).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 5 kaapeliliitinkotelo, tunnettu siitä, että myös ulkokuori (2) on yksiosainen pitkänomainen, edullisesti muovinen kappale, jonka poikkileikkaus on pääasiassa U-muotoinen, ja että sen päätyihin on järjestetty tartunta-elimet (22) liittimeen (10) tarttumiseksi ja sen lukitse-10 miseksi paikalleen.Cable connector housing 5 according to one of the preceding claims, characterized in that the outer housing (2) is also a one-piece elongate, preferably plastic body with a substantially U-shaped cross-section, and that gripping elements (22) are arranged at its ends in the connector (10). to grip and lock it in place.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kaapeliliitinkotelo, tunnettu siitä, että ulkokuori (2) käsittää kaksi haaraa (20, 21), jotka on jännitettävissä toisistaan poispäin, ja että mainitut tartuntaelimet on muodostuvat 15 haarojen päätyihin tehdyistä tartuntaleuoista (22). 96458 8Cable connector housing according to claim 5, characterized in that the outer shell (2) comprises two branches (20, 21) which can be tensioned away from each other, and that said gripping members are formed by gripping jaws (22) made at the ends of the branches. 96458 8