JP3682413B2 - 電子相互接続アセンブリ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、電子相互接続に関し、特に、高速信号伝送用の相互接続に用いるキー構造の電子相互接続アセンブリとその制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子試験測定機器は、電子回路や装置を試験するのに使用されている。典型的には、デジタル・アナライザやオシロスコープなどの測定機器を用い、ケーブルを介して電子プローブ又は光プローブを測定機器に接続することによって、被測定装置に測定機器を接触させて、かかる被測定装置を試験している。ケーブルの一端のコネクタを測定機器の正面のレセプタクルに差し込んで、高周波数信号をプローブ上の回路から測定機器の回路に伝送している。
【0003】
ケーブルにより伝送される主要な高周波信号の他に、他のデータ信号も、プローブ及び測定機器の間を伝送され、電源及び制御信号をプローブに供給したり、測定機器をイネーブル(付勢)して、選択した時点のみにて高周波信号をアクティブにモニタしたりしている。かかるシステムは、多数の接点コネクタを用いており、測定機器/プローブの相互接続部分の同軸コネクタ付近にいくつかのデータ接点がある。既存のシステムは、高周波ケーブル用にBNCコネクタを一般に用いており、ケーブルのコネクタ・ハウジングが、測定機器の導電ランド(端子領域)に伸びているいくつかのポーゴー(pogo)ピンを支持する。ケーブルを固定し、アライメント(位置合わせ)をするために、BNCコネクタは、その効果を検証する。いくつかのサンプリング・オシロスコープや、他の装置では、SMAコネクタを用いて、電力やデータ制御信号用に独立にバスを接続している。
【0004】
BNC相互接続部分は、各側に堅いスリーブを有する。これらスリーブが、望遠鏡の筒式に互いに合わさり、シャーシに取り付けられたコネクタから、ケーブル・コネクタの角度的な配置を制限する。プローブ・ケーブルは、電子回路を収容するために、コネクタ端部に重いハウジングを有するので、強固な機械的支持が重要である。さらに、BNCコネクタは、差し込み接続システムを有し、この差し込み接続システムが、コネクタ・ハウジングの回転アライメントを与える。これを用いて、望ましくない引き抜きを防止する。ある高周波レンジにて有効であるためには、BNCコネクタは、システム要求及び回路設計に応じて、約1〜3GHz以上の周波数に対して、信号を劣化させる。
【0005】
したがって、別の高周波数が許容されるコネクタを用いて、この範囲以上の周波数に対して信号の完全性を保証する。SMA標準の如きある形式のねじコネクタは、高周波性能(約12〜20GHz)に適するが、ねじコネクタは、別のデータ・コネクタと共に用いるのには適さない。これは、コネクタ・ハウジング及びデータ接点が、ねじコネクタ部分を回転するのに必要なアクセスを妨害するからである。BMA標準の如きプッシュ・オン又はブラインド・メート(目隠し合わせ)コネクタは、適切な高周波性能を有し、ねじコネクタが周囲データ・コネクタ・ハウジングと両立性がなくなるのを防止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、BMAコネクタは、適度以上の力により角度的に配置した際に破損する可能性があり、任意のラッチ又は保持機構を設けられない。BMAコネクタの雌部分(雌側部)のシールド又は接地接点は、挿入された雄シールド接点に適合する小さな板バネにより係合する内側側壁を有する筒状チャンバ(室)を有する。この整合及び柔軟性は、わずかな角度のアライメントのずれがあっても、高周波数性能を達成する。しかし、繊細な板バネ接点は、コネクタに対する適度な角度力により破損され、突出コネクタが衝突したり、重圧がかかる研究室などでは、BMAコネクタは安定しない。
【0007】
したがって、本発明は、コネクタのアライメントを確実に合わせることができると共に、接続も確実である電子相互接続アセンブリを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子相互接続アセンブリは、中心信号導体(81、120)及び周囲シールド導体(76、112、114)を有する同軸伝送ライン用高速同軸相互接続部分(72、104)を具え;この同軸相互接続部分が、雄側部(72)及び雌側部(104)を有し;雌側部(104)が、雄側部の雄シールド接点(76)を受けるチャンバ(107)を形成するシールド・スリーブ(106)を有し;このシールド・スリーブが、雄シールド接点(76)を柔軟に把持するように機能するコンプライアント部分(112、114)を有する接点機構を含んでおり;大雑把な調整用の機械的アライメント機構部分及び細かな調整用の機械的アライメント機構部分を有する機械的アライメント機構(22、26)を更に有し、大雑把な調整用の機械的アライメント機構部分は、密着合わせ本体(26の本体)及びポケット(90で囲まれる部分)を有し;ポケットは、リム(90)と、このリムから窪んだフロア・パネル(94)とを有し、リムが密着合わせ本体を位置決めし;細かな調整用の機械的アライメント機構部分は、ポケット及び密着合わせ本体の一方に設けられたノッチ(46)と、ポケット及び密着合わせ本体の他方に設けられてノッチとぴったりと適合するキー(96)とを含み、ノッチが肩案内部(47)を有し、この肩案内部がキーを受けて、ノッチが密着合わせ本体をリムよりも正確に位置決めし;ポケット及び密着合わせ本体の一方が雄側部に結合し、ポケット及び密着合わせ本体の他方が雌側部に結合し;少なくとも1個の突出要素(96、220)、及びこの突出要素を受ける少なくとも1個のアパーチャ要素(46、224)を有するキー構造を更に有し;突出要素及びアパーチャ要素の一方がポケットに設けられ、突出要素及びアパーチャ要素の他方が本体に設けられて位置決めを行う。
【0009】
本発明は、上述の従来技術の欠点を克服するために、中心信号導体及び周囲シールド導体を有する同軸伝送ライン用の高速同軸相互接続部分を電子相互接続アセンブリに設ける。同軸相互接続部分は、雄側部及び雌側部を有し、雌側部は、雄側部の雄シールド接点と接触するチャンバを有するシールド・スリーブを含んでいる。シールド・スリーブは、雄シールド接点を柔軟に把持するコンプライアント部分を有する接点を有する。機械的アライメント機構は、密着に合わせポケット付きアライメント機構部分及び本体付きアライメント機構部分を有し、各々が相互接続部分の雄部又は雌分各々に取り付けられている。突出要素及びアパーチャ要素を有するキー構造は、ポケット付きアライメント機構部分及び本体付きアライメント部分に設けられている。付加的なデータ・コネクタを、これらポケット付きアライメント機構部分及び本体付きアライメント部分に設けてもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、被試験回路又は装置14を試験するために接続されたプローブ12を有するデジタル・オシロスコープ10の如き電子測定機器の斜視図である。このプローブ12は、プローブ相互接続ハウジング20に延びるケーブル(同軸伝送ライン)16を含んでいる。ケーブル16は、好適には、中心信号導体及び周囲接地又はシールド導体を有する単一の同軸ワイヤ(ケーブル)を含んでいる。このケーブル16は、更に、プローブ12及び測定機器10の間で制御信号及び電力を伝送するためのマルチ・ライン・バスも含んでいる。ハウジング20は、測定機器のフロント・パネル24上のいくつかの相互接続レセプタクル22の1つに、取り外し可能に接続される。
【0011】
図2、3、4及び5は、本発明による電子相互接続アセンブリに用いる電子相互接続アセンブリを実施するための機構要素を示している。なお、図2は、本発明の好適な第1実施例によるプローブ相互接続部分の斜視図であり、図3は、本発明の好適な第1実施例によるシャーシ相互接続部分の斜視図である。図4は、本発明の好適な第1実施例によるプローブ相互接続部分及びシャーシ相互接続部分の斜視図であるが、プローブ相互接続部分は、図2に示された構成要素の総てではなく、図2では視角の関係で見えない部分も示しており、また、シャーシ相互接続部分は図3の裏から見たようになっている。図5は、本発明の好適な第2実施例により、第1実施例と異なるノッチ及びリブ構造を有するプローブ及びシャーシ相互接続部分の斜視図である。図2に示すように、プローブ相互接続ハウジングは、相互接続本体(密着合わせ本体を有する、即ち、本体付きアライメント機構部分)26により終端される。この相互接続本体26は、高速信号及びデータを効果的に伝送する電気コネクタを含んでおり、測定機器に確実且つ一線上に機械的を接続するための構造的アライメント特性を有する。本体26は、好ましくは、ニッケル鍍金の亜鉛、ダイカストで製造したアルミニウムなどの如き頑丈な材料で形成された適度に伸びた剛体部材である。この本体26は、プローブ相互接続ハウジング20に結合された後縁面30と、コネクタ軸34に垂直であり且つ後縁面30と反対方向に向いた平行前縁面、即ち、ノーズ32とを有する。残りの上壁36、下壁40及び側壁42、44は、本体26の断面をほぼ矩形とし、後述の特徴を除いて、前縁面32及び後縁面30の間の本体26の長さの変化範囲を最小にする。鋳造処理にて製造を容易にし、ぴったりと合わさった機械接続を行うために、前縁面(ノーズ)32がわずかに小さくなるように本体26にテーパ(こう配)を付ける。
【0012】
本体26は、側壁42、44の各々にアライメント・ノッチ(アパーチャ要素)46を有する。ノッチ46の各々の輪郭は、前縁面32から延びる細長い台形であり、軸34に平行に延びる。ノッチ46の各々の末端は、精密なサイズ許容度で製造された肩案内部47を有し、後述のように、対応するキーの端部とぴったりとはまるようになっている。ノッチ46は、本体26の水平中心線からオフセットされており、相互接続レセプタクル(ポケットを有する、即ち、ポケット付きアライメント機構部分)22に対して180度回転した位置で本体26が挿入されるのを防止する。図4から判るように、本体26は、上壁(上面)36及び下壁(下面)40にアライメント・キー50を有する。これらキー50は、後述のように、対応するノッチの端部に密接に適合するように、精密なサイズ許容度で作られている。肩案内部47及びアライメント・キー50は、前縁面32に対して位置合わせされているので、これら案内部47及びキー50が、レセプタクル22の対応するキー及びノッチと同時に合わさる。
【0013】
本体26の上面36には、開口が設けられ、この開口を介して、スプリング負荷のカム・ロック52が突き出ている。このカム・ロック52は、その前縁が表面36とつらいちであり、突起後縁に向かって傾斜している。ハウジング20から延びたロック・ボタン54は、このロック52と機械的に係合するので、ボタン54を押すことにより、ロック52が本体26内に引っ込むので、詳細に後述するように、コネクタを非接続にできる。
【0014】
上面36及び下面40は、対向し対称に位置決めされたラッチ傾斜部56を有する。これら傾斜部56の各々は、傾いた前縁傾斜面60と、傾いた後縁傾斜面62とを有する。これら傾斜面は次第に高くなり、峰、即ち、頂部64にて合う。この頂部64は、わずかに丸まっている。これら傾斜面60、62は、上面36に対して窪んでいるので、頂部64は上面36の上に突出していない。各頂部64は、面36、40に平行で、本体26の前縁面32にも平行なラインを有する。なお、頂部64が面36、40に平行となることにより、傾斜ができる。好ましくは、傾斜面60、62及び頂部64は、滑らかで研磨された表面仕上げで形成されて、後述のラッチ動作期間中の摩耗を減らす。
【0015】
本体26の前縁面32には、2個の異なる電気コネクタ用の開口が設けられる。第1開口66は、本体26に設けられたチャンバの内側に設けられたプリント回路基板70にアクセスできるようにする。このプリント回路基板70は、開口66を介してアクセス可能である接点面を有する。プリント回路基板70は、ハウジング20内の回路及び/又はプローブに接続され、露出された導伝ランドの配列を有する。後述の如く、これらランドのいくつかは、電気的に識別可能なパターンとして、これらランドに接触する相手側のコネクタに接続できる。このオプションにより、たとえ、データ・ランドが、複雑ではないが両立性のあるプローブ又は他の回路に接続されなくても、測定機器は、プローブ・コネクタを適切に識別できる。代わりに、プローブの回路は、EPROM又は他の非揮発性装置を具えて、識別機能を果たしてもよい。
【0016】
アメリカ合衆国マサチューセッツ州ロウェルのエイエムピー・インコーポレイテッドのM/A−Com部門が製造販売している如き標準BMA又はブラインド合わせコネクタの雄側部72を、本体26に形成された窪み74内に設ける。このBMA雄側部(高速同軸相互接続部分)72は、軸34と並行に延びる。BMA雄側部72は、自由端にテーパのかかった外側部分80を有するシールド・スリーブ部分(周囲シールド導体、雄シールド接点)76を含んでおり、これは、前縁面32の手前でわずかに引っ込んだレベルまで延びており、コネクタへの損傷を防止する。中心信号導体81は、基部82と、シールド・スリーブ部分76と同軸になった延長自由端部分84とを有する。自由端部分84は、基部82よりも小さい直径であり、肩86が主要方向に面している。中心信号導体81の自由端は、シールド部分76の手前に引っ込んで、損傷を防止すると共に、後述の如く、信号導体81が接触や非接触になっても、シールドが確実に行われるようにする。すなわち、信号導体81が接触する前にシールド接触が行われ、信号導体81が外れた直後は、まだシールド接触が行われる。
【0017】
図3は、測定機器に取り付けられたレセプタクル22を示す。このレセプタクル22は、剛体のプラスチック本体、ダイカスト・アルミニウムなどであり、コネクタの雌側部を形成し、プローブ相互接続本体26を受ける。このレセプタクル22は、ポケット又はボックス形式の本体であり、その開放側が測定機器フロント・パネル24から離れる方に対向している。この開放側は、フロア・パネル94にも対向し、本質的には、断面が矩形の筒状となる。図4に更に明瞭に示すレセプタクル22には、保持ナット用チャネル(溝)170が形成されている。これらチャネル170の各々は、ボア(穴)172を有する。保持ナット174は、チャネル170の各々に保持され、ナットのねじ切りボアが対応するチャネル用ボア172と一線上になる。フロア・パネル94は、好ましくは、鍛造金属シートであり、EMI(電気磁気障害)漏れを防止するために、留め具用穴及び電気コネクタ用穴を設けるのに必要な範囲のみに貫通孔を有する。ねじボルト(図示せず)が留め具用穴を通り、保持ナット174にねじ込まれて、レセプタクル22をフロント・パネル24に固定する。
【0018】
レセプタクル22は、パネル24から突出したリム(へり)90を有すると共に、このリム90及びパネル24から充分に窪んだフロア・パネル94に延びる側壁92も有する。各側壁92は、リム90からフロア・パネル94に延びる延長キー(突出要素)96を有する。これらキー96の各々の端部の寸法は、プローブ・コネクタ本体26のノッチ46内の対応する肩案内部47を密接に受けるように正確なものである。よって、ノッチ46及びキー96がキー構造を構成する。本体26内のノッチ46の長さは、後述の如く、大きめであり、BMAコネクタが完全に接続する前に、キー96がノッチ46内の底に付かないようになっている。さらに、側壁42、44の面の下に窪んだこれらノッチ46の深さは、わずかに深すぎるようになっており、キー96との間に適切な隙間をあける。レセプタクル22は、リム90の頂部及び底部に形成されたノッチ98も含んでおり、これらノッチ98は、本体26のキー50(図4)と一致する。肩案内部47、キー端部97、キー50、及びノッチ98の幅はぴったりと調整されて、たとえ本体26及びレセプタクル22の全体の寸法が精密でなくても、レセプタクル22のリム90に対する本体26の正確な位置決めが、垂直及び水平の両方向に対して行える。
【0019】
レセプタクル22及び本体26内のキー及びノッチは、本発明の第2実施例の図5に示すように、逆にすることもできる。この第2実施例において、本体26は、この本体の主面36、40、42、44の各々にアライメント(心合わせ)キー(突出要素)220を有する。キー220の各々は、細長い矩形の輪郭を有し、軸34に平行に延びている。これらキー220は、後述の如く、対応するノッチとぴったりと適合するように、精密なサイズ許容度で製造される。これらキー220は、互いに位置合わせされて、これら総てのキーの前縁端部222は、前縁面(ノーズ)32から等しく離れている。レセプタクル22の各側壁92には、リム90から延びる細長いノッチ(アパーチャ要素)224が設けられる。これらノッチ224の各々は、プローブ相互接続本体26の対応するキー220を密着して受けるような正確なサイズになっている。ノッチ224の各々の長さ、即ち、レセプタクル22のチャンバに延びるノッチ224の深さは、大きめであるので、後述の如く、BMAコネクタが完全に接続される前に、キー220は、ノッチ224の底に付かない。さらに、ノッチ224が形成されたパネルの下方に窪んだこれらノッチ224の深さは、わずかに深めになっており、キー220との間に適切な隙間を作る。第1実施例と同様に、これらノッチ及びキーの幅は、正確に調整されているので、本体26及びレセプタクル22の全体的な寸法が厳密でなくても、レセプタクル22のリム90に対する本体26の位置決めを正確に行える。他の実施例としては、各側部にノッチ及びキーの両方を設けてもよく、この場合、対向する側部は、反対の対応要素(ノッチに対するキーと、キーに対するノッチ)を有する。
【0020】
よって、ノッチ及びキーの配置により、軸34に沿った挿入及び引き抜きが可能になるが、フロント・パネル面24により決まる2方向の自由度と、軸の周囲での回転自由度においては、横方向の移動が制限される。後述の如く、残りの(軸に沿った)移動の自由度は、ラッチ機構により制限され、残りの回転自由度(フロント・パネルの垂直からプローブ・コネクタ本体の横及び水平曲げ)は、接続されたBMAコネクタにより制限される。
【0021】
再び、図4を参照する。この図4は、相互接続本体26の前縁面32から突出した突出部176を代表的に示している。この突出部176は、レセプタクル22に形成され下方に延びるタブ180内に形成された対応開口178と一致する。突出部176及び開口178により、両立性のないプローブ・コネクタが測定機器と適切に接続しないようにする。相互接続本体26の突出部176の位置は、レセプタクル22の挿入を可能とするために、開口178の位置に対応する。図4では、2個の突出部176及び開口178を示すが、相互接続本体26及びレセプタクル22内に突出部及び開口を配列として設けて、異なるキー配列の相互接続のファミリを設けてもよい。相互接続本体26において、この本体26の前縁面32の先に延びる細長い植え込みボルト(スタッド)を受ける開口の配列と一緒に突出部の配列を実現してもよい。これら植え込みボルトは、多くの独特なパターンを生じる配列で配置できる。開口の配列は、レセプタクル22のタブ180内で実現できる。また、プラスチック差し込み(インサート)を、突出配列の植え込みボルト配置に対応しない開口に挿入してもよい。この場合、開口配列に対応しない植え込みボルト配列を有する相互接続本体26は、相互接続レセプタクル22と電気的に接続できない。突出部及び開口の多くの可能な位置と、コネクタのいずれかの側にて突出部又は開口を用いるオプションとにより、非常に多くの構成により、関心のあるプローブのみを所定のレセプタクルと確実に接続できる。
【0022】
開口配列の別な構造は、レセプタクル22からタブ180を除去して、電子測定機器10のフロント・パネル24内に開口配列を形成してもよい。この場合、突出部配列内の植え込みボルトは、フロント・パネル24内の開口内に延びる。プラスチック又は金属の差し込みをフロント・パネル24内の開口に挿入して、突出部配列の植え込みボルトのパターンの配列を構成する。理解できる如く、この構造における植え込みボルトは、上述の実施例のものよりも長い。
【0023】
再び図3を参照する。スプリング負荷のラッチ100の対称な対向対は、レセプタクルの上壁及び下壁に設けられた開口を介してレセプタクル22のチャンバ内に垂直方向に突出している。これらラッチ100は、本体26のラッチ傾斜部56とかみ合う。各ラッチ100は、丸みのある頂部の峰に向かう傾斜面を有する屋根形状であり、その傾斜は、本体26のラッチ傾斜面62の表面と一致するように選択されている。これら傾斜の選択により、傾斜面62及びその対応ラッチ面ではなく、傾斜面60の緩やかな傾斜及びその対応ラッチ面を用いて、小さな挿入力及び大きな抜き取り力が得られる。本体26及びレセプタクル22のインタフェースの丸まった頂部及び厳密な機械的許容度により、ラッチ100が頂部付近で安定状態にならないことを確実にする。ここで、一方のラッチは、頂部の挿入側にあり、他方のラッチは、引き抜き側にある。よって、後述の如く、ラッチにより、コネクタが完全に接続されるか、適切に引き抜かれて、望ましくない部分的電気接触を確実に防止できる。
【0024】
レセプタクル22内のフロア・パネル94に2つの電気コネクタ構成要素が取り付けられており、各構成要素は、本体26のコネクタの片割れとなる。スプリング負荷のかかったポーゴー(pogo:一端が十字になった竹馬状)ピン(コンプライアント接点)のコネクタ(電子データ相互接続部分)102の配列を、回路基板(電子データ相互接続部分)70のランド(固定面接点)と合うように位置決めする。コネクタ102のこれらピンは、適切なスプリング・バイアス力による動きの範囲にあり、BMAコネクタが、接続のための挿入の深さに対して自由になるようにしている。BMAコネクタの雌側部(高速同軸相互接続部分)104は、フロア・パネル94上に取り付けられるが、この点は、図6に詳細に示されている。なお、図6は、コネクタの軸に沿った拡大断面図である。このコネクタは、筒状シールド・スリーブ106を有し、筒状チャンバ107を形成する。
【0025】
チャンバ107のフロア及び側壁は、板バネ・スリーブ110と一列になっている。側面スプリング(周囲シールド導体)112は、チャンバに向かってわずかに弓のように曲がっており、端部スプリング部分(周囲シールド導体)114は、フロアからチャンバに向かって弓のように曲がっている。これら側面スプリング112及び端部スプリング部分114は、コンプライアント部分でもある。たとえ、雄シールド・スリーブ部分76がいくらか角度的に外れていても、側面スプリング112は、この雄シールド・スリーブ部分76を素直に把持する。BMA標準にとっては、5度までのずれは、接続の劣化を伴うことなく許容できる。しかし、かかるずれにより、上述の如く、繊細なスプリングを損傷するかもしれない。端部スプリング部分114は、雄シールド・スリーブ部分76の端部表面116と素直に接触して、挿入深さのわずかな範囲を許容するので、信号接続による挿入深さを正確にできる。中心信号導体(雌信号導体)120は、雄信号導体81の自由端部分84をぴったりと受けるような大きさのボア122を有する剛体のスリーブである。コンプライアント・スプリング部分(図示せず)は、ボアと一列になり、効果的なオーム接触を行う。
【0026】
中心信号導体120は、シールド・スリーブ106の自由端面126の下の適切な深さにまで窪んだ自由端面124を具えて、損傷に対する保護を行う。さらに、シールド・スリーブ106は、信号導体120に対して適切な距離まで延びて、信号接触が行われたときにはシールド接触が既に行われ、信号接触が外れたときにもシールド接触が依然行われることを確実にする。
【0027】
レセプタクル22に本体26を挿入することにより、レセプタクル22のキー96を本体26内のノッチ46に位置決めする。レセプタクル22に本体を連続的に挿入することにより、雄シールド・スリーブ部分76が雌筒状チャンバ107に入る。コンプライアント側面スプリング112は、雄シールド・スリーブ部分76を把持して、雄信号導体81の自由端部分84が雌中心信号導体120のボア122と位置が合う。レセプタクル22に本体26を連続的に挿入することにより、キー96の端部97がノッチ46の肩案内部47とかみ合う。同様に、本体26の頂部及び底部のキー50(図4)がリム90内のノッチ98とかみ合う。図8を参照して後述の如く、肩86を雌信号導体120の自由端面124に対して押すと、コネクタが完全に挿入される。さらに、雌信号導体120の自由端面124に対して肩86を押すと、雄シールド・スリーブ部分76の端面116が板バネ・スリーブ110の端部スプリング部分114を押す。スプリング・ラッチにより、このバイアス力が与えられる。
【0028】
図7は、本発明の好適な第1実施例による相互接続部分の詳細な分解斜視図である(図4と逆向きになっている)。ロック52及びボタン54は、ロック・フレーム126に結合され、ハウジング20に取り付けられたハウジング端部プレート130に対してスライドでき、本体26に取り付けられている。BMAコネクタ72の雄側部の後部132は、プレート130の穴を通過するので、この後部132は、ハウジング20に延びて、ハウジング内の回路又はケーブルに接続される。後部132は、標準SMAねじコネクタと共に図示されているが、BNC、BMA、N又は任意の高周波数可能なコネクタを含む任意の形式を用いてもよい。ラッチ傾斜部56を図示しているが、挿入力よりも大きい引き抜き力が必要な場合は、傾斜が異なる。
【0029】
スプリング・ラッチ100は、延長バー134に夫々取り付けられている。各バー134は、レセプタクル22の幅よりもわずかに延びており、1つのバーが上面の上になり、他方のバーが下面の下になる。これらバーは、レセプタクル22の上面及び下面から延びるチャネル壁135により位置的に制限される。コイル引っ張りスプリング136は、レセプタクル22の各側に位置決めされ、各スプリング136の端部がバー134の延長端部に結合されて、バーを互いにバイアスする。よって、バイアスされたバー134により、ラッチ100が互いに方向にバイアスされる。本実施例においては、ラッチ100は、プラスチックであり、金属補強バー142を受ける細長いプラスチック梁(ビーム)と一体になっている。代わりに、固定スプリング保持面をラッチ100の上に設けてもよく、スプリング保持面及びラッチ100の間に圧縮スプリングが捕獲される。窪み141がスプリング136の後のレセプタクル側壁に形成される。ここには、高密度発泡体差し込み(high density foam insert)143を受ける。この差し込み143は、例えば、アメリカ合衆国コネチカット州イースト・ウッドストックのロジャー・コーポレーションが製造販売している。差し込み143は、本体26をレセプタクル22に挿入したり、そこから取り外したりする間の過剰なスプリング・ノイズをなくす。
【0030】
図8は、完全に挿入した状態のコネクタの断面図を示す。相互接続ケーブル144、好ましくは、可撓性回路を回路基板70に接続する。この回路基板70は、ねじ、かしめ等により本体22に機械的に固定されている。データ及び電力ケーブルをプローブ相互接続ハウジング20内の回路(図示せず)に接続する。ポーゴー・ピン・コネクタ102は、測定機器に延びたリード線に固定され、このリード線が回路基板146に半田付けされる。データ・ケーブル150が延びて、測定機器10内の回路に接続される。代わりに、ポーゴー・ピン・コネクタ102は、フロント・パネル回路基板に直接半田付けされてもよい。プローブ・ケーブル16はBMAの雄側部72に接続される。図8では、肩86(図2)が雌信号導体120(図3)の面に完全に接触している。測定機器信号ケーブル152は、雌側部104の裏側に接続され、測定機器内の回路に接触する。雌中心導体120の面に対するBMAの雄側部の肩84をバイアスするために、ラッチ100が本体26の平面に対して底に付かないようにラッチを配列するが、傾いた傾斜面62に圧力を加える。これにより、適切な高周波数接続を確実にするのに必要な軸バイアス力が生じる。
【0031】
コイル圧縮スプリング154によりロック・フレーム126にスプリング・バイアスを与える。このスプリング154は、プレート130から軸方向に延びた固定アーム156と、ロック・フレーム126の一部との間に捕捉される。このロック52とノッチ160がかみ合って、偶然に引き抜かれないようにする。このロック機構は、ラッチ機構と独立している。すなわち、レセプタクル22上のスプリング・ラッチ100と、相互接続本体26上のラッチ傾斜60及び62との組合せが、ロック52及びボタン54がなくても、レセプタクル22内に相互接続本体26確保するための適切なラッチ力を与える。好適な実施例においては、ロック機構は、電子測定機器10からプローブ相互接続ハウジング20が偶発的に外れるのを防止する2次保護として設けられている。このロック機構も独特なものであり、「フェイル・セイフ」機能となる。ユーザがロック・ボタン54を押すことなく装置を外そうとすると、ロック機構により、ロック機構又は保持機構を破損させる前に、カムが外れ、装置が開放される。これは、ロック機構の可動部分の正面上の傾斜角度により部分的に制御される。プローブのアプリケーションに応じて、プローブ相互接続ハウジング20内にロック機構を用いなくてもよい。
【0032】
図9のA、B及びCは、上述した好適実施例のカスタム・コネクタ・レセプタクルに接続できる標準コネクタをインタフェースするように構成された本発明による異なるコネクタ・アダプタ200A、200B及び200Cを示す。これらにより、本発明用に設計されていない一般的なプローブ又は他の被試験回路接続装置でも信号を測定機器に供給することができる。特に、高周波数コネクタは、BMA形式であり、曲げ及び突発的な引き抜きに対して他の援助を必要としないプローブには適さないので、かかるプローブ用にはBMA形式ではない他のコネクタ形式が必要となる。そこで、本発明による好適実施例における各アダプタは、同じ雄BMAコネクタと、ラッチと、オプションとしてのロックとを有する標準的なポケット及び密着合わせ本体26を具えている。図示したアダプタは、追加的なデータ・ラインを必要としなくてもよいので、回路基板70は、上述の好適実施例の如く、ケーブル144に接続する必要がない。しかし、コネクタを適切に挿入した場合のみに、動作が確実になるためのフェイル・セイフ対策を施すことができるので、回路基板を、2つ以上のランドの間に選択的に接続してもよい。また、アダプタに設けられたEPROM又は他の不揮発性メモリに蓄積された情報によって、適切なコネクタが配置されていることを測定機器に知らせてもよい。
【0033】
図9に示す好適な実施例では、ハウジング20を一層小形のハウジングと交換し、BMA雄側部72に接続されるプローブ・ケーブルをなくしている。しかし、アダプタ200Aでは、雌SMAコネクタ入力端202を設けて、中心信号導体及び周囲シールド導体を有する高速同軸相互接続部分を介して、入力端202と反対側のBMA雄側部に接続する。また、アダプタ200Bでは、雌BNCコネクタ入力端204を設けて、高速同軸相互接続部分を介して、入力端204と反対側のBMA雄側部72に接続する。この雌BNCコネクタ入力端204は、アメリカ合衆国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス・インコーポレイテッドが製造販売しているP6139A型及びP6245型に用いるような既存の信号又はマルチライン・コネクタ構造をサポートできる両立性とするために、電力及びデータ・インタフェースを含んでもよい。アダプタ200Cでは、雌Nコネクタ入力206を設けて、高速同軸相互接続部分を介して、入力端206と反対側のBMA雄側部72に接続する。Nコネクタなどに重いケーブルを接続する際に、測定機器に一層強固な接続を行うために、オプションとして1対の蝶ねじを設けて、測定機器のフロント・パネル内の雌ねじの穴又はPEM(商標)ナットとかみ合わせてもよい。好適実施例において、雄BMAコネクタは、充分に長いカスタムねじ機構部品であるので、ハウジング面に種々のコネクタを設けることができる。代わりに、SMAコネクタ端部を有する標準BMAコネクタを、SMA対BNCコネクタ、SMA対Nコネクタの如き種々のアダプタ・コネクタと共に用いてもよい。
【0034】
図9Cにおいて、フロント・パネルを破損させる過度のトルクを避けるために、蝶ねじは、挿入時にねじ回しを用いることを防止するために、カミング表面を有する。留め具(蝶ねじ)がきつく締まった場合や、又は、器用でないユーザがねじを抜き取る必要がある場合には、これらねじに対して、必要に応じて、抜き取りようの工具を利用できる。これらねじは、通常用いているねじと異なり、一般構造の破壊及び破損を防止する。この場合、これらねじは、工具の助けによる取り外しを容易にするが、工具の助けによる締め付けは防止する。
【0035】
図9Dにおいて、アダプタ200Dは、BNC、SMA又はN型の如き一般的な入力部分を有する測定機器と一緒に、上述の本発明の好適実施例用に設計したプローブを用いるために変換を行うものである。このアダプタ200Dは、一側(図の裏側)にレセプタクル22が設けられており、そこに上述の好適実施例のBMA雌側部を設けるが、シャーシに取り付けなくてもよい。従来の雄コネクタ212は、反対側(図の表側)から延びて測定機器の雌コネクタに接続される。従来のコネクタ212及びBMA雌側部との間は、高速同軸相互接続部分である。雄コネクタ212の代わりに雌コネクタを設けて、アダプタ200D及び測定機器入力の間に、雄コネクタを両端に有するケーブル端部を挿入してもよい。図を明瞭にするために、スプリング及びラッチ・バーを露出して示したが、好適実施例においては、囲い板がこれら構成要素を囲んで、破損を防止すると共に、滑らかな外観を与える。
【0036】
本発明の好適実施例について上述したが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。例えば、電気コネクタは、コネクタの異なる側で、位置決めしてもよい。ポーゴー・ピンのコネクタがプローブ側に設けられているならば、引き出し内に収容している際に他のハードウェアと接触したり、落としたりすることにより、プローブが破損を受ける可能性(リスク)を減らすために、ポーゴー・コネクタを測定機器の側部に設けてもよい。しかし、ポーゴー・コネクタを点検したり交換する必要がある場合、ポーゴー・コネクタをプローブの側部に設けてもよい。なお、これは、測定機器よりもプローブにとって一層実際的である。同様に、必要性に応じて、BMAの雄及び雌側部を交換してもよい。ポーゴー及びBMAコネクタは、互いに独立した構成として設けてもよい。
【0037】
固定した雌BMAコネクタに関して本発明を示したが、単一のプローブ・コネクタ・ハウジングでの単一又は多数のBMA接続を有する実施例に対して、フローティング又はスプリング負荷のコネクタ構成要素を用いることが可能であり、ハウジングの複数のコネクタの間での位置変動に適応させられる。しかし、これには、測定機器ハウジング内の各フローティングBMAの各々を結ぶ可撓性ケーブルが必要である。これは、測定機器の内部配線が複雑となる。また、測定機器のケーブルが他の回路に接続する場合、動きにより、疲労や損傷が生じる可能性がある。よって、単一のBMAコネクタは、測定機器の固定コネクタに用いるのが好ましい。
【0038】
キー及びノッチなどのアライメント機構を設けて、許容度が0.5度未満の変動内で正確なアライメントを実現できる。これは、BMAコネクタによる公称的な信号性能を達成するのに適切であると共に、過度のぶれによる損傷から保護できる。より厳密な許容度を達成することも可能であるが、いくらかの最小のぶれを許容できるという利点もある。この場合、接続により、ランドに対してポーゴー・ピンを「洗浄(scrubbing)」し、低抵抗接点とし、ランドの高抵抗層又は破片を除去又は摩耗させる必要がある。キー及びノッチの機構(アライメント機構)は、全体としては除去してもよいが、しかし、ぶれを和らげたり、ぶれを約1〜2度の許容範囲内の増加にとどめることができる。多数のコネクタを測定機器に挿入する場合、品質を適性範囲にし、均一な外観とするために、一層正確なアライメントが望ましい。また、キー及びノッチの一部が破損又はなくなったとしても、適切なアライメントの保証がある。
【0039】
BMAコネクタに関連して本発明の好適実施例を図示し説明したが、本発明の原理は、種々の形式のコネクタに適用できる。本発明の他の原理も、ねじ締め取り付けのない任意の同軸高速コネクタにも適用可能である。また、コンプライアント接触スリーブや、肩接触の如き挿入深さ検知コネクタや、横方向の曲げ負荷に対する支持を行わない任意のコネクタにも本発明を適応可能である。
【0040】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の電子相互接続アセンブリによれば、コネクタのアライメントを確実に合わせることができると共に、接続も確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適実施例により、プローブが取り付けられた測定機器の斜視図である。
【図2】本発明の好適な第1実施例によるプローブ相互接続部分の斜視図である。
【図3】本発明の好適な第1実施例によるシャーシ相互接続部分の斜視図である。
【図4】本発明の好適な第1実施例によるプローブ及びシャーシ相互接続部分の斜視図である。
【図5】本発明の好適な第2実施例による別のノッチ及びリブ構造を有するプローブ及びシャーシ相互接続部分の斜視図である。
【図6】本発明の好適な第1実施例によるコネクタの軸に沿った拡大断面図である。
【図7】本発明の好適な第1実施例による相互接続部分の分解斜視図である。
【図8】本発明の好適な第1実施例による中心軸に沿った側面の断面図である。
【図9】本発明による図3に示す相互接続部分と両立性のあるコネクタ・アダプタの斜視図である。
【符号の説明】
10 測定機器
12 プローブ
14 被試験機器
16 ケーブル(同軸伝送ライン)
20 プローブ相互接続ハウジング
22 レセプタクル(ポケットを有するアライメント機構部分)
24 フロント・パネル
26 相互接続本体(本体を有するアライメント機構部分)
30 後縁面
32 前縁面
36 上面
40 下面
42、44 側壁
46 アライメント・ラッチ(アパーチャ要素)
47 肩案内部
50 アライメント・キー
52 カム・ロック
54 ロック・ボタン
56 ラッチ傾斜部
60 前縁傾斜面
62 後縁傾斜面
70 プリント回路基板(電子データ相互接続部分)
72 雄側部(高速同軸相互接続部分)
74 窪み
76 シールド・スリーブ部分(周囲シールド導体、シールド接点)
80 テーパのかかった外側部分
81 中心信号導体
82 基部
84 自由端部分
86 肩
90 リム
92 側壁(側部)
94 フロア・パネル
96 延長キー(突出要素)
97 キー端部
98 ノッチ
100 ラッチ
102 ポーゴー・ピン・コネクタ(電子データ相互接続部分)
104 雌側部(高速同軸相互接続部分)
106 シールド・スリーブ
112 側面スプリング(周囲シールド導体、コンプライアント部分)
114 端部スプリング部分(周囲シールド導体、コンプライアント部分)
120 中心信号導体(雌信号導体)
176 突出部
200 アダプタ
202、204、206 コネクタ入力端
212 コネクタ
220 アライメント・キー(突出要素)
224 ノッチ(アパーチャ要素)
Claims (1)
- 中心信号導体及び周囲シールド導体を有する同軸伝送ライン用高速同軸相互接続部分を具え、
該同軸相互接続部分が、雄側部及び雌側部を有し、
上記雌側部が、上記雄側部の雄シールド接点を受けるチャンバを形成するシールド・スリーブを有し、
該シールド・スリーブが、上記雄シールド接点を柔軟に把持するように機能するコンプライアント部分を有する接点機構を含んでおり、
大雑把な調整用の機械的アライメント機構部分及び細かな調整用の機械的アライメント機構部分を有する機械的アライメント機構を更に有し、
上記大雑把な調整用の機械的アライメント機構部分は、密着合わせ本体及びポケットを有し、
上記ポケットは、リムと、該リムから窪んだフロア・パネルとを有し、上記リムが上記密着合わせ本体を位置決めし、
上記細かな調整用の機械的アライメント機構部分は、上記ポケット及び上記密着合わせ本体の一方に設けられたノッチと、上記ポケット及び上記密着合わせ本体の他方に設けられて上記ノッチとぴったりと適合するキーとを含み、上記ノッチが肩案内部を有し、該肩案内部が上記キーを受けて、上記ノッチが上記密着合わせ本体を上記リムよりも正確に位置決めし、
上記ポケット及び上記密着合わせ本体の一方が上記雄側部に結合し、上記ポケット及び上記密着合わせ本体の他方が上記雌側部に結合し、
少なくとも1個の突出要素、及び該突出要素を受ける少なくとも1個のアパーチャ要素を有するキー構造を更に有し、
上記突出要素及び上記アパーチャ要素の一方が上記ポケットに設けられ、上記突出要素及び上記アパーチャ要素の他方が上記本体に設けられて位置決めを行う電子相互接続アセンブリ。
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