BRPI0710703A2

BRPI0710703A2 - conector elétrico tendo placas de contato

Info

Publication number: BRPI0710703A2
Application number: BRPI0710703-0A
Authority: BR
Inventors: Paul John Pepe; Linda Ellen Shields; Ned Sigmon
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2012-11-27
Also published as: WO2007127342A3; US7407417B2; EP2016650A2; WO2007127342A2; KR20080105155A; KR101021025B1; US20070254529A1; CN101432935A; AU2007243343A1; MX2008013519A; CA2649383A1; JP2009535766A

Abstract

CONECTOR ELéTRICO TENDO PLACAS DE CONTATO. Um conector elétrico (100) inclui um alojamento dielétrico (102) tendo uma cavidade (108) configurada para receber um conector de união nela e um subconjunto de contato (110) tendo um aranjo de contatos (118). Cada um dos contatos (118) define uma interface de união (120) para uma extremidade de terminação de contato (174). Placas de contato (136) são dispostas dentro da cavidade (108), tal que cada uma das placas de contato (136) engata um contato engata um contato correspondente dos contatos (118) na porção de viga (172) dos contatos.

Description

"CONECTOR ELÉTRICO TENDO PLACAS DE CONTATO"

Essa invenção refere-se, de forma geral, a conectores elétricos, e mais especifica- mente, a conectores elétricos tendo placas de contato.

Devido aos aumentos nas taxas de transmissão de dados nos sistemas de teleco- municações, a linha cruzada se tornou um problema significativo. A linha cruzada pode ser definida como energia que é acoplada de uma linha de sinal sobre uma linha de sinal próxi- ma pelo acoplamento capacitivo ou indutivo. Essa linha cruzada resulta em ruído de sinal que interfere com a pureza do sinal sendo transmitido.

Um sistema de ligações de telecomunicações geralmente usado é a ligação do par torcido em que pares de fios são torcidos ao redor um do outro. Os fios em um par torcido transportam sinais diferenciais e são assim conhecidos como pares de sinal. Cada um dos fios em um par de sinal transporta um sinal igual, porém oposto; isto é, os fios transportam sinais da mesma magnitude que são respectivamente positivos e negativos. Desde que es- ses sinais são iguais, porém opostos, ele geram campos que são iguais, porém opostos. Em um par torcido, esses campos iguais e opostos se cancelam. Assim, pouca ou nenhuma linha cruzada pode ocorrer entre um par torcido e um par torcido próximo.

A linha cruzada nos sistemas de ligações de par torcido surge primariamente nos conectores elétricos que provêem uma interface entre séries sucessivas de cabo em um sistema. Uma fonte da linha cruzada é a interface entre plugues modulares e tomadas no sistema de telecomunicações. Esses conectores têm terminais que são espaçados rente e paralelos entre si, e esse arranjo próximo e paralelo é conducente para a linha cruzada entre linhas próximas em pares diferentes dos pares de sinal. Além do que, os terminais em um plugue modular são dedicados para fios específicos dos fios torcidos de acordo com um padrão industrial conhecido tal como Electronics Industries Alliance / Telecommunications Industry Association ("EIA/TIA") 568. Portanto, as extremidades dos fios devem ser dispos- tas em uma seqüência paralela espaçada rente no plugue e essas extremidades paralelas são também conducentes para a linha cruzada.

Técnicas da técnica anterior para reduzir a linha cruzada focalizaram primariamente em tomadas modulares e nas placas de circuito das tomadas modulares. Por exemplo, as placas de circuito podem guiar traços em um padrão predeterminado para compensar a li- nha cruzada entre os terminais. O problema é que desde que a linha cruzada aumenta Ioga- ritmicamente à medida que a freqüência do sinal aumenta, a tendência constante para taxas de transmissão de dados mais elevadas resultou em uma necessidade de mais redução da linha cruzada. Também, a linha cruzada que ocorre na tomada modular de um cabo de co- municações se eleva significativamente em freqüências muito altas na ordem de 250-500 MHz.

A solução é provida pelo conector para reduzir a linha cruzada como descrito aqui que inclui um alojamento dielétrico tendo uma cavidade configurada para receber um conec- tor de união nela e um subconjunto de contato tendo um arranjo de contatos. Cada um dos contatos define uma interface de união configurada para engatar o conector de união e cada um dos contatos tem uma porção de viga que se estende a jusante da interface de união para uma extremidade de terminação de contato. As placas de contato são dispostas dentro da cavidade, tal que cada uma das placas de contato engata um contato correspondente dos contatos na porção de viga dos contatos.

A invenção será agora descrita por meio de exemplo com referência aos desenhos acompanhantes nos quais: A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva frontal de um conector elétrico exemplar.

A figura 2 ilustra uma vista em perspectiva traseira explodida do conector elétrico da figura 1.

A figura 3 ilustra uma vista em perspectiva frontal de um subconjunto de contato exemplar para o conector elétrico da figura 1. A figura 4 ilustra uma vista de seção transversal do conector elétrico mostrado na figura 1.

A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva frontal de um conector elétrico exemplar 100. Na modalidade ilustrada, o conector 100 é um conector modular de 8 pinos, tal como uma saída ou tomada RJ-45. O conector 100 é configurado para se unir com um plugue de união (não mostrado).

O conector 100 inclui um alojamento 102 que se estende entre uma extremidade de união 104 e uma extremidade de carga 106. Uma cavidade 108 se estende entre a extremi- dade de união 104 e a extremidade de carga 106. A cavidade 108 recebe o plugue de união através da extremidade de união 104. O conector 100 inclui um subconjunto de contato 110 recebido dentro do alojamen- to 102 através da extremidade de carga 106 do alojamento 102. O subconjunto de contato 110 é preso no alojamento 102 via projeções 112. O subconjunto de contato 110 se estende entre uma extremidade de união 114 e uma extremidade de terminação de fio 116 e é man- tido dentro do alojamento 102, tal que a extremidade de união 114 do subconjunto de conta- to 110 fica posicionada próxima à extremidade de união 104 do alojamento 102. A extremi- dade de terminação de fio 116 se estende para fora ou para trás da extremidade de carga 106 do alojamento 102. O subconjunto de contato 110 inclui um arranjo de pinos ou contatos 118. Cada um dos contatos 118 inclui uma interface de união 120 disposta dentro da cavi- dade 108 para fazer interface com pinos ou contatos correspondentes (não mostrados) do plugue de união quando o plugue de união é unido com o conector 100. O arranjo dos con- tatos 118 pode ser controlado por padrões industriais, tal como o EIA/TIA 568. Em uma mo- dalidade exemplar, o conector 100 inclui oito contatos 118 dispostos como pares diferenci- ais.

Uma pluralidade de fios de comunicação 122 é presa nas porções de terminação .124 do subconjunto de contato 110. As porções de terminação 124 ficam localizadas na ex- tremidade de terminação de fio 116 do subconjunto de contato 110. Os fios 122 se esten- dem de um cabo 126 e são terminados nas porções de terminação 124. Opcionalmente, as porções de terminação 124 incluem conexões de deslocamento de isolamento (IDCs) para terminar os fios 122 no subconjunto de contato 110. Alternativamente, os fios 122 podem ser terminados no subconjunto de contato 110 via uma conexão de solda, uma conexão de a- molgadura e assim por diante. Em uma modalidade exemplar, o conector 100 inclui oito fios .122 dispostos como pares diferenciais. Opcionalmente, cada fio 112 é eletricamente conec- tado em um contato correspondente dos contatos 118. Por exemplo, um sinal transmitido ao longo de cada fio 122 pode ser guiado através do conector 100 para o contato correspon- dente 118.

A figura 2 ilustra uma vista em perspectiva traseira explodida do conector elétrico .100. Na modalidade ilustrada, a extremidade de carga 106 do alojamento é aberta para a cavidade 108. O alojamento 102 inclui uma parede central 130 posicionada dentro da cavi- dade 108. A parede central 130 inclui uma pluralidade de fendas paralelas 132 separadas umas das outras po? paredes de fenda 134. Opcionalmente, as paredes de fenda 134 po- dem ser feitas de um material de isolamento. As fendas 132 são dispostas para receber pla- cas de contato ou placas capacitivas 136 nelas. Opcionalmente, as placas de contato 136 podem ser completamente separadas pelas paredes de fenda 134. Alternativamente, as paredes de fenda 134 podem separar somente uma porção das placas de contato 136, tal que uma abertura de ar se estende entre placas de contato 136 adjacentes. As placas de contato 136 podem ser mantidas dentro das fendas 132 por um ajuste de atrito com as pa- redes de fenda 134. Alternativamente, as placas de contato 136 podem incluir farpas que engatam o alojamento 102 para reter as placas de contato 136 na posição. Em uma modali- dade alternativa, as placas de contato 136 são unidas a e suportadas pelo subconjunto de contato 110. As placas de contato 136 são capacitivamente acopladas uma na outra devido à proximidade das placas de contato 136 umas com as outras. Quando montadas, as placas de contato 136 engatam os contatos 118 e provêem compensação para a linha cruzada en- tre os contatos 118 e a linha cruzada dentro do plugue de união através do acoplamento capacitivo entre as placas de contato 136.

Na modalidade ilustrada da figura 2, quatro placas de contato 136 são recebidas dentro do conector 100. Opcionalmente, o conector 100 inclui menos placas de contato 136 do que contatos 118. Alternativamente, o conector 100 pode incluir um número igual de pla- cas de contato 136 e contatos 118. Cada placa de contato 136 tem um corpo 138 incluindo um topo 140, um fundo 142, uma parte frontal 144, uma parte traseira 146 e lados 148. Op- cionalmente, a parte traseira 146 de cada placa de contato 136 pode incluir uma porção en- talhada 149. Os lados 148 têm uma área de superfície definida pelo topo 140, o fundo 142, a parte frontal 144 e a parte traseira 146. Cada placa de contato 136 é separada de uma placa de contato adjacente 136 por uma distância 150. A distância 150 e a área de superfície dos lados 148 afetam a quantidade do acoplamento capacitivo entre placas de contato adjacen- tes 136. Por exemplo, quando a distância 150 entre as placas de contato adjacentes 136 é aumentada, ou quando a área de superfície de uma ou ambas as placas de contato adja- centes 136 é diminuída, então a quantidade de acoplamento capacitivo entre as placas de contato 136 é diminuída. Quando a distância 150 entre as placas de contato adjacentes 136 é diminuída, ou quando a área de superfície de uma ou ambas as placas de contato adja- centes 136 é aumentada, então a quantidade de acoplamento capacitivo entre as placas de contato 136 é aumentada. Opcionalmente, as placas de contato 136 podem ser diferentes no tamanho e forma ou as placas de contato 136 podem ter espaçamento diferente entre algumas das placas de contato 136. Opcionalmente, o tipo de material isolante das paredes de fenda 134 ou a espessura das paredes de fenda 134 pode ser selecionado para prover uma quantidade predeterminada de acoplamento capacitivo entre as placas de contato 136. Adicionalmente, uma porção das placas de contato 136 pode ser separada por uma abertura de ar para prover uma quantidade predeterminada de acoplamento capacitivo entre as pla- cas de contato 136.

Em uma modalidade exemplar, cada placa de contato 136 inclui um elemento de contato 152 que se estende do corpo 138 para engatar o contato 118 do subconjunto de contato 110. Na modalidade ilustrada, o elemento de contato 152 é um contato de mola que se estende entre uma porção de base 154 e uma porção de ponta 156. O elemento de con- tato 152 se estende da parte traseira 146 do corpo 138 próxima ao fundo 142.

O subconjunto de contato 110 inclui uma base 160 que se estende para trás da ex- tremidade de união 114 para um circuito integrado 162. A base 160 suporta os contatos 118. O subconjunto de contato 110 inclui um corpo da porção de terminação 164 que se estende para trás do circuito integrado 162 para as porções de terminação 124. O coppo da porção de terminação 164 é dimensionado para encher substancialmente a porção traseira da cavi- dade 108. Opcionalmente, o corpo da porção de terminação 164 pode incluir aspectos de chaveamento 166 para orientar o subconjunto de contato 110 com relação ao alojamento102 durante a montagem.

Durante a montagem, as placas de contato 136 são carregadas no alojamento 102 através da extremidade de carga 106 do alojamento 102 para dentro das fendas 132. As placas de contato 136 são carregadas tal que cada elemento de contato 152 é orientado para engatar o subconjunto de contato 110. O subconjunto de contato 110 é então carrega- do para dentro do alojamento 102 através da extremidade de carga 106 do alojamento 102. Quando carregada, a base 160 fica posicionada próxima à extremidade de união 104 do alojamento 102, tal que os contatos 118 ficam expostos para a cavidade 108. O corpo da porção de terminação 164 é parcialmente recebido dentro da cavidade 108 e substancial- mente enche a porção traseira da cavidade 108. As projeções 112 que se estendem do cor- po da porção de terminação 164 engatam o alojamento 102 e prendem o subconjunto de contato 110 no alojamento 102. Adicionalmente, quando montadas, as porções de termina- ção 124 ficam expostas e configuradas para receber os fios 122 (mostrados na figura 1). Alternativamente, os fios 122 podem ser terminados nas porções de terminação 124 antes da carga do subconjunto de contato 110 para dentro do alojamento 102.

A figura 3 ilustra uma vista em perspectiva frontal do subconjunto de eontato 110. Como ilustrado na figura 3, a base 160 se estende entre a extremidade TJe união 114 do subconjunto de contato 110 e o circuito integrado 162. Uma pluralidade de canais paralelos .170 se estende para trás da extremidade de união 114. Porções dos contatos 118 são rece- bidas em canais correspondentes 170. Opcionalmente, os contatos 118 são móveis dentro dos canais 170 para permitir a flexão dos contatos 118 quando o conector 110 é unido com o plugue de união. Cada um dos contatos 118 se estende geralmente em paralelo um com o outro e as interfaces de união 120 de cada contato 118 são geralmente alinhadas uma com a outra.

Cada um dos contatos 118 inclui uma porção de viga 172 que se estende de uma extremidade de terminação 174 (mostrada na figura 4) e uma porção traseira 176 que se estende de uma extremidade frontal ou ponta 178. A interface de união 120 de cada contato .118 é posicionada entre a porção de viga 172 e a porção traseira 176. A porção de viga 172 se estende a jusante da interface de união 120 para a extremidade de terminação 174 e a porção traseira 176 se estende a montante da interface de união 120 para a ponta 178. A interface de união pode incluir uma curva ou porção curvada, tal que a porção traseira 176 fica inclinada com relação à porção de viga 172. Opcionalmente, como ilustrado na figura 3, a porção de viga 172 pode incluir uma seção de interseção 180 a jusante da porção traseira .176. A seção de interseção 180 muda o padrão ou a ordem das porções de viga 172 e das porções traseiras 176 a montante e a jusante da seção de interseção.

A figura 4 ilustra uma vista de seção transversal do conector elétrico 100 com o subconjunto de contato 110 recebido dentro do alojamento 102. As porções de terminação .124 estão expostas para a porção traseira do conector 100 para fazer interface com os fios .122 (mostrados na figura 1). Os contatos 190 se estendem das porções de terminação 124 para o circuito integrado 162. O circuito integrado 162 inclui traços (não mostrados) para guiar os sinais dos contatos 190 para os contatos 118. As extremidades de terminação 174 dos contatos 118 são terminadas no circuito integrado 162. Os contatos 118 podem ser montados na superfície ou montados com furo direto no circuito integrado 162. As porções de viga 172 dos contatos 118 são então formadas ao longo da base 160 do subconjunto de contato 110 e as porções traseiras 176 dos contatos 118 se estendem para frente das por- ções de viga 172 em direção à extremidade de união 114 do subconjunto de contato 110. Opcionalmente, as porções traseiras 176 são elevadas da base 160 de modo que os conta- tos 118 podem ser flexionados para a base 160 quando o plugue de união é unido com o conector 100. As porções traseiras 176 podem incluir uma seção arqueada 192 na interface de união 120 para posicionar os contatos 118 para fazer interface com o plugue de união.

Como ilustrado na figura 4, a cavidade 108 é dividida pela parede central 130 em uma cavidade do conector de união 194 que se estende entre a parede central 130 e a ex- tremidade de união 104 do alojamento 102, e uma cavidade do subconjunto de contato 196 que se estende entre a parede central 130 e a extremidade^de carçjà 106 do alojamento 102. Uma abertura 198 se estende através da parede central 130 entre a cavidade do conector de união 194 e a cavidade do subconjunto de contato 196. A base 160 do subconjunto de contato 110 é carregada através da abertura 198 durante a montagem do conector 100, tal que pelo menos uma porção do subconjunto de contato 110 fica exposta para a cavidade do conector de união 194. Por exemplo, os contatos 118 ficam expostos para a cavidade do conector de união 194.

A parede central 130 inclui as fendas 132 que recebem as placas de contato 136. As fendas 132 são definidas por uma porção de parede frontal 200, uma porção de parede inferior 202 e uma porção de parede superior 204, que retém seguramente as placas de contato 136. Em uma modalidade exemplar, quando montada, uma seção dos contatos 118 geralmente se estende diretamente abaixo da porção da parede inferior 202. Opcionalmen- te, os contatos 118 podem engatar a porção da parede inferior 202.

O elemento de contato 152 se estende do corpo 138 da placa de contato 136 para engatar a porção de viga 172 do contato 118 em uma interface de contato da placa 206. Cada uma das placas de contato 136 engata um diferente dos contatos 118. As placas ca- pacitivas 136 são capacitivamente acopladas entre si para prover compensação para a linha cruzada entre os vários contatos 118 e a linha cruzada dentro do plugue de união (não mos- trado). As placas de contato 136 são dimensionadas, formadas e espaçadas para prover uma quantidade predeterminada de compensação, e em modalidades diferentes, o tama- nho, forma e/ou espaçamento podem ser variados para variar a quantidade de compensa- ção.

Em uma modalidade exemplar, a interface de contato da placa 206 é posicionada na porção de viga 172 próxima à porção traseira 176. Opcionalmente, a interface de contato da placa 206 é posicionada imediatamente adjacente e a jusante da seção de interseção 180. Além do mais, a interface de contato da placa 206 é posicionada distante com relação à extremidade de terminação 174 do contato 118. Por exemplo, a interface de contato da placa 206 fica localizada ao longo da porção de viga 172 por uma primeira distância 208 da interface de união 120 e uma segunda distância 210 da extremidade de terminação 174, em que a primeira distância 208 é mais curta do que a segunda distância 210. Em outras pala- vras, a interface de contato da placa 206 fica mais perto da interface de união 120 do que a extremidade de terminação 174. Como um resultado, a compensação para a linha cruzada entre os contatos 118 e a linha cruzada dentro do plugue de união (não mostrado) fica posi- cionada mais perto de uma fonte da linha cruzada (por exemplo, o plugue de união) do que se a compensação fosse posicionada adjacente à extremidade de terminação, tal como no circuito integrado 162. O retardo elétrico entre a fonte da linha cruzada e a compensação é assim reduzido e a compensação é mais efetiva.

Um conector 100 é assim provido que provê aTPielhora do desempenho geral de li- nha cruzada quando comparado com conectores que não proveem compensação para a linha cruzada ou proveem compensação para a linha cruzada que tem um grande retardo elétrico entre a fonte da linha cruzada e a compensação da linha cruzada. Um conector 100 é formado em uma maneira de custo efetivo e confiável. O conector 100 inclui placas de contato 136 recebidas no alojamento 102 que engatam os contatos 118 a montante da ex- tremidade de terminação 174 dos contatos 118. A compensação para a linha cruzada é, assim, posicionada mais perto da fonte da linha cruzada (por exemplo, o plugue de união). Um conector 110 é, assim, provido tendo desempenho elétrico melhorado.

Embora a invenção tenha sido descrita em termos de várias modalidades específi- cas, aqueles versados na técnica reconhecerão que a invenção pode ser praticada com mo- dificação dentro do espírito e do escopo das reivindicações.

Claims

1. Conector elétrico (100), compreendendo um alojamento dielétrico (102) tendo uma cavidade (108) configurada para receber um conector de união nela, um subconjunto de contato (110) tendo um arranjo de contatos (118), cada um dos contatos (118) definindo uma interface de união (120) configurada para engatar o conector de união e cada um dos contatos (118) tendo uma porção de viga (172) que se estende a jusante da interface de união (120) para uma extremidade de terminação de contato (174), e CARACTERIZADO por: placas de contato (136) dispostas dentro da cavidade (108), cada uma das placas de contato (136) engatando um contato correspondente dos contatos (118) na porção de viga (172) dos contatos.

2. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das placas de contato (136) engata o contato correspondente dos conta- tos (118) distante com relação à extremidade de terminação de contato (174) dos contatos.

3. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das placas de contato (136) é acoplada no alojamento (102).

4. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um dos contatos (118) inclui uma porção de interseção (180) a jusante da inter- face de união, as placas de contato (136) engatando o contato correspondente dos contatos (118) adjacente à porção de interseção (180).

5. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as placas de contato (136) engatam um contato correspondente dos contatos (118) em uma interface de contato da placa (206), a interface de contato da placa (206) sendo espaçada por uma primeira distância (208) da interface de união (120) e a interface de con- tato da placa sendo espaçada por uma segunda distância (210) da extremidade de termina- ção do contato (174), a primeira distância (208) sendo mais curta do que a segunda distân- cia.

6. Conector elétrico, de acordo eom a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as placas de contato (136) são planas e dispostas paralelas entre si.

7. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das placas de contato (136) inclui uma porção de corpo (138) e um conta- to de mola (152) que se estende da porção de corpo (138), o contato de mola (152) enga- tando o contato correspondente dos contatos (118).

8. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um número diferente de placas de contato (136) é provido quando comparado com um número de contatos (118) no arranjo de contatos.

9. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que placas de contato adjacentes (136) são capacitivamente acopladas entre si, uma quantidade de acoplamento capacitivo entre as placas de contato adjacentes (136) sendo controlada por pelo menos um de um espaçamento entre as placas de contato, um tamanho das placas de contato e uma quantidade de material isolante entre as placas de contato.

10. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que placas de contato adjacentes (136) engatam adjacentes dos contatos (118).