CN101536272A - 具有两件式壳体和插入件的模块插座 - Google Patents

具有两件式壳体和插入件的模块插座 Download PDF

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Abstract

一种模块插座系统，其中插座包括具有腔室的两个半部，所述半部被构造成彼此相对接。过滤组件放置于壳体的任一半部或者两个半部的腔室内，并且在装配之前被密封。在两个半部之间随后放置有减震插入件，以保护位于磁滤模块插座的壳体内的任何过滤组件或者装置。所述壳体的两个半部然后被结合在一起形成外壳或者壳体。

Description

具有两件式壳体和插入件的模块插座
技术领域
本发明通常涉及电信模块插座，更特别地，涉及一种具有两件式壳体和减震插入件的模块插座。
背景技术
安装于印刷电路板(PC板)上的模块插座(modjack)连接器在电信工业中广为人知。这些连接器通常用于两个电通信装置之间的电连接。随着数据和通信系统的操作频率不断增加，以及所传输信息的密度的增加，这种连接器的电学特性变得越来越重要。特别是，应该保证这些模块插座类连接器不会对所传输的信号具有有害影响，并且也不会引入额外的干扰。基于这些要求，人们已经提出了各种提议，用以将特别是用于通信或者传输链路的模块连接器的负面影响最小化。
当作为以太网连接器使用时，模块插座通常从一个电学装置处接收输入信号，然后将相应的去干扰后的(cleaned up)输出信号传输到与之耦合的第二装置。磁路被用在将一个装置的输入信号转移至第二装置的输出信号的过程中，并且在将输入信号从第一装置传输到第二装置的过程中对输入信号进行去干扰。目前，模块插座用单通道铁素体节流圈制成。通常这些节流圈是用于各种过滤连接器中的环形的磁性铁素体共模节流圈。这些节流圈被用来在差分信号应用中减少不需要的共模信号的数目。
对于同相干扰信号噪声组件的消除，美国专利No.5,015,204教导了使用设置于连接器壳体中的共模节流圈，所述连接器壳体周围集成地环绕有RJ-45模块插座连接器的接触导线。在该设计中，尽管其中只使用了两个信号导线，所述共模节流圈占据了连接器壳体的相当大的一部分。进一步地，各导线需要一定的刚性来提供弹性力以持续地促进与相关联的模块插头连接器的稳固接触。可惜的是，这会使得制造条件复杂化，特别是在刚性的金属线必须被弯曲环绕在节流线圈的导电芯周围，并且整个装置必须被放置于模块插座的壳体内的情况下。
更特别地，制造中的困难在于目前可获得的模块插座都是用单个框架结构形成。这就是说，所述模块插座包括中空的盒状壳体，所述壳体被形成为单件的组件。磁体、节流线圈和其他过滤组件于是通过相对窄的开口被放置于框架内。这些组件随后使用硅胶而被密封，所述硅胶必须再一次通过相对小的开口被应用于模块壳体中。
因此，可以得知组件的插入和密封是困难的，因为单件的模块插座的壳体内部是相对难以进入的。进一步地，如果电路中应用了不平衡的直流电，那么已知模块插座设计中的节流圈的性能会被极大地削弱。因为铁素体芯的饱和度，这可能在以太网供电类型的应用中削弱节流圈的性能。
发明内容
为了提供一种能够避免现有技术的问题、能够提高性能和简化制造的磁滤模块插座(magjack)，本发明提供一种模块插座系统，所述插座包括两个组件壳体半部，所述组件壳体半部被构造为彼此对接。可包括多通道节流圈的过滤组件或者过滤磁体被放置于壳体的任一半部或者两个半部内，并在装配之前被密封。在两个半部之间还放置有减震插入件，以保护位于组件壳体内的任何过滤组件或者装置。所述壳体的两个半部于是被结合在一起形成已装配组件的外壳或者壳体。
附图说明
结合附图，本发明的各种其他的目的、特征和附带的优势将会变得更加清楚明白且有益理解，在全部的几张附图中，相同的参考标记表示相同的或者相似的部件，其中：
图1为根据本发明一实施方式的模块插座的前立体图；
图2为图1的模块插座移除了外部屏蔽罩的部分分解图；
图3为图2的模块插座的后立体图；
图4为图3的模块插座移除了内部模块的部分分解图；
图5为单个内部模块的立体图；
图6为图5的内部模块的分解图；
图7为图6的内部模块的组件壳体的分解图，显示了噪声减少组件；
图8为用于变压器绕线装置的接线图；
图9为用于变压器和节流圈绕线部件的接线图；
图10为用于PoE节流圈绕线部件的接线图；
图11为内部模块的壳体的部分装配立体图，在所述壳体中插有噪声减少组件；
图12为内部模块的壳体的部分装配立体图，在所述壳体中放置有减震插入件；以及
图13为图6的组件壳体完全装配的截面图。
具体实施方式
图1示出了本发明一示例性实施方式在其完全装配形式下的前侧。如图所示，磁滤模块插座100为一种多输入、层叠式插座，用于容置多个以太网或者RJ-45类型的插头(未图示)。磁滤模块插座100包括磁滤模块插座壳体102和前侧开口103，所述磁滤模块插座壳体102由诸如填充有30％玻璃的PBT或者其他类似材料的绝缘材料制成，所述前侧开口103被构造为容置以太网或者RJ-45类型的插座(未图示)。磁滤模块插座100被安装于电路板104上。金属的或者其他导电的屏蔽罩106被用来环绕在磁滤模块插座壳体102的周围，用作屏蔽射频(RF)和电磁干扰(EMI)的目的以及提供接地。应该注意到当只需要单个单元的磁滤模块插座的情况下，也可能采用相似的结构。
如图2所示的屏蔽罩106被构造为能够在磁滤模块插座100被装配并安装到电路板104上之后安装在磁滤模块插座100上。屏蔽罩106包括前屏蔽罩106a和后屏蔽罩106b。当屏蔽罩106装置被放置于围绕磁滤模块插座100并位于电路板104上的位置中时，这些可连接的屏蔽罩通过互锁的突出部108、110彼此接合并固定在一起。屏蔽罩106a、106b中的每一个包括引导柱112、114，所述引导柱112、114被放置于电路板104上的通孔116内。如图3所示，示例的磁滤模块插座壳体102的后部包括相对较大的开口115，所述开口115的尺寸和形状被形成为容置内部部件模块118(如图4所示)。这些模块118提供用于接合以太网插头的物理接触，并且提供插座的电学功能，诸如以太网供电(POE)。本模块系统的一特别优势是整个磁滤模块插座100根本不需要与相同的内部部件模块或者与不止单个的外部模块在板上组装。这有助于保持低的制造成本，并有助于制造商根据客户的需要定制所述磁滤模块插座。
图5示出了部件模块118的外部的详图。所述模块118包括电连接至顶部印刷电路板(PCB)122的接触模块120。所述顶部PCB 122安装至组件壳体126，所述壳体126包括磁路和过滤组件。组件壳体126随后被安装到底部PCB124上。
如图6更清楚示出的，接触模块120包括顶部接触装置121a和底部接触装置121b，用于提供层叠式的或者双层的插座功能。顶部接触装置121a提供物理和电学的界面，包括向上延伸的接触端子128，用于与以太网插头相连接。底部接触装置121b被物理连接到顶部接触装置121a，并包括向下延伸的接触端子130，所述底部接触装置121b在单个端口的磁滤模块插座的结构中也可以被省略。接触端子可以由具有导电性的任何材料制造，并且至少稍微有点延展性，这样可形成特定的形状。接触模块120通过导线132被功能性地连接到顶部PCB 122上，导线132被焊接或者通过其他手段被电连接到顶部PCB焊盘134上。
顶部PCB 122和底部PCB 124包括电阻、电容和其他与节流圈相关联的组件，以及位于组件壳体126内的变压器，所述顶部PCB 122和底部PCB 124共同包括磁滤模块插座的过滤电路。
图7示出了在本发明第一方面中的组件壳体126。如图所示，组件壳体126为具有用于固定磁体151或者过滤组件的右壳体136a和左壳体136b的两件式装置。组件壳体126中还设有用于缓冲磁体的减震插入件150。如图所示，右壳体136a和左壳体136b优选地物理上相同，用于减少制造成本和增加装配容易度。锁扣138a从每个壳体的右侧壁142、144延伸。优选地，每个壳体由30％玻璃纤维(GF)LCP的塑料树脂或者其他类似的材料形成。锁扣138a包括孔139，所述孔139与每个壳体的左侧壁140、146上的相应的肩部138b相接合。肩部138b被构造成当其从壳体136a的开口140移开时高度逐渐增加然后突然向下终止的斜坡。每个壳体136a、136b被形成有大的开口140，类似于无盖的盒子。这个开口使得过滤磁体151能够被容易地放入每个半部中。这样会提高制造的效率。
磁体151提供阻抗匹配、信号整形与调节、高压绝缘和共模噪声减少。这在例如使用非屏蔽双绞线(UTP)传输电缆的10/100Base-T以太网中是必需的。所述UTP线易于受噪声影响，其会导致传导的和辐射的噪声发射。所述磁体有助于过滤掉噪声，提供优良的信号完整性和电绝缘。
磁体151包括变压器芯158、PoE节流圈芯156和变压器节流圈芯152。对于10/100Mbps的通信来说，使系统通过FCC测试的共模节流圈是必要的。所述节流圈对共模噪声呈现高阻抗，但是对差模信号却呈现低阻抗。优选地，传输和容置通道具有节流圈，在此两个节流圈被直接接线到RJ-45连接器。另外一个考虑是传输通道和容置通道之间的交调(crosstalk)。交调可能在电磁兼容(EMC)测试的过程中造成问题。相应地，在两个通道之间具有屏蔽罩的磁体能够将交调最小化。另外，由于PoE磁滤模块插座中存在额外的直流电流，PoE系统需要可调整大小的共模节流圈。
由于上述需求，本发明提供了一种独特的变压器和节流圈的结构来使得在现有可获得的所有通信系统中的磁滤模块插座起到合适的作用。如示例的实施方式所示，磁体151包括多个芯装置。第一个是标准的或者非PoE芯装置153，第二个是PoE芯装置157。每个壳体136a、136b容置并储存一个标准的芯装置153和一个PoE芯装置157。两种类型的芯装置包括一对变压器芯158，例如那些由Steward所出售的、部件号为46TOI45-00P的变压器芯。同样也是由Steward所出售的、部件号为28N0277-11P的变压器节流圈芯152位于变压器芯158的顶部。应该注意到，这个示例的实施方式中所使用的变压器节流圈芯在可称作“双环孔”的结构中包括两个孔154a、154b。通过提供两个孔154a、154b，该芯能够支撑多个变压器通道。在此示出了两个通道，但是如果有需要，还可以提供额外的通道。
因为相对于两个分开的节流圈只需要单个部件，双环孔结构的使用降低了材料的成本，并为多通道的应用提供好的方案。应该注意到，从功能上来说，使用一对分离的单孔节流圈芯能够具有相同的效率，但是可能会增加成本。在另一个示例的实施方式中(未图示)，PoE芯可以从中心分离，这样在两个孔154a和154b之间延伸有一个细长的缝隙。这种结构的特别优点在于能够使卷绕过程可自动化。
PoE芯装置157还包括用于对PoE系统的增加电流提供必要尺寸的PoE节流圈芯156。这种PoE变压器芯同样也可以从Steward获得，部件号为28TOI55-00P。图8～10分别示出了变压器绕线装置、变压器和节流圈绕线部件以及PoE节流圈绕线装置的接线图。
图11和12示出了组件壳体126是如何装配的。首先，磁体151的芯装置被导线包裹，如图8～10所示。然后，每个壳体136a、136b容置两个芯装置，包括标准的芯装置153和PoE芯装置157。橡胶减震插入件150被放置在壳体之一136a中。所述插入件150的大小使其一部分能部分地从壳体的开口处延伸出去(如图12所示)。
当壳体136a、136b被结合到一起时，锁扣138a轻微地向外弯曲并上移到肩部138b的斜坡部分。当锁扣138a横穿斜坡138b的后边缘后，锁扣孔139与肩部138充分接合在一起。锁扣139通过肩部138b后部的平坦端部被稳固地固定在适当位置。
在壳体136a、136b装配后，减震插入件150压靠磁体151。如图13所示，插入件150变形至填满各种变压器和节流圈(例如变压器芯158和变压器节流圈芯152)之间的空间和狭缝。所述插入件150还将这些组件压靠在它们各自的壳体的内部侧壁上，来防止可能会使组件破裂或者导致线圈破裂的突然的或者猛烈的移动。因此，可以由多孔硅树脂橡胶或者其他柔软材料制成的插入件150提供了组件可能需要的软缓冲。
尽管本发明根据现有优选的实施方式被描述，但是应该理解到，这样的公开不能被理解为限制。本领域的技术人员在阅读上述的公开内容后，会清楚地知道各种变化和改进。因此，所附的权利要求书应该被解释为覆盖落入本发明的本质精神和范围内的所有变化和改进。

Claims (20)

1、一种模块插座，包括：
壳体，其具有第一和第二部分，其中，所述第一和第二部分被构造成互相接合以形成盒状的外壳，该外壳内具有用于容纳一个或者多个组件的腔室，以及用于容置可配对的连接器的开口；
多个接触端子，其安装于壳体内，当可配对的连接器被插入到模块插座的壳体内时，所述接触端子用于接合可配对的连接器的接触端子；以及
过滤装置，其包括一个或者多个过滤组件，所述过滤组件位于模块插座的壳体的腔室中，用于过滤多个接触端子中的至少一个接触端子上的信号。
2、根据权利要求1所述的模块插座，进一步包括位于第一和第二壳体部分之间的插入件，用于保护所述过滤装置不受机械力影响。
3、根据权利要求2所述的模块插座，其特征在于，所述插入件由弹性材料形成，当第一和第二部分接合时，所述插入件压靠固定所述过滤装置。
4、根据权利要求1所述的模块插座，进一步包括用于在模块插座壳体中固定所述过滤组件于适当位置的化合物。
5、根据权利要求3所述的模块插座，其特征在于，所述弹性材料为橡胶。
6、根据权利要求5所述的模块插座，其特征在于，所述橡胶包括多孔硅树脂橡胶。
7、根据权利要求4所述的模块插座，其特征在于，固定的所述化合物包括密封材料。
8、根据权利要求6所述的模块插座，其特征在于，所述密封材料为硅胶化合物。
9、根据权利要求1所述的模块插座，其特征在于，所述过滤组件包括至少一个变压器节流圈芯。
10、根据权利要求9所述的模块插座，其特征在于，所述变压器节流圈芯包括两个孔。
11、根据权利要求10所述的模块插座，其特征在于，所述变压器节流圈芯包括在两个孔之间延伸的缝隙。
12、一种装配模块插座的方法，包括：
形成具有第一和第二部分的壳体，其中，所述第一和第二部分被构造成互相接合，以形成盒状的外壳，该外壳内具有用于容纳一个或者多个组件的腔室，以及用于容置可配对的连接器的开口；
安装多个接触端子于壳体内，当可配对的连接器被插入到模块插座的壳体内时，所述接触端子用于接合可配对的连接器的接触端子；以及
在模块插座的壳体的腔室中放置包括一个或者多个过滤组件的过滤装置，用于过滤多个接触端子中的至少一个接触端子上的信号。
13、根据权利要求11所述的方法，进一步包括从橡胶材料形成插入件，并且当所述第一和第二部分接合时，将所述插入件压靠固定在所述过滤组件上的步骤。
14、根据权利要求12所述的方法，进一步包括利用至少一个变压器节流圈芯作为一个过滤组件的步骤。
15、根据权利要求14所述的方法，进一步包括形成具有两个孔的变压器节流圈芯的步骤。
16、根据权利要求15所述的方法，进一步包括在变压器节流圈芯的两个孔之间延伸形成缝隙的步骤。
17、一种组件壳体，包括：
第一壳体部分和互补且互锁的第二壳体部分，每个壳体部分都包括当壳体部分互锁时形成中空腔的腔室；
芯装置，包括变压器芯和变压器节流圈芯，用于过滤信号，所述芯装置的尺寸和形状被构造成能容置于第一壳体部分的腔室内；以及
柔性插入件，用于在壳体部分被互锁时填满所述中空腔，以防止芯装置的移动。
18、根据权利要求17所述的组件壳体，其特征在于，所述柔性插入件由橡胶化合物形成。
19、根据权利要求17所述的组件壳体，其特征在于，所述变压器节流圈芯被构造成具有多个孔。
20、根据权利要求19所述的组件壳体，其特征在于，在一个或者多个孔之间延伸有缝隙。
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