CN109861040B - Rj45插头 - Google Patents

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Abstract

一种高性能插头具有壳体、容纳在壳体的前部内的八个触点以及关于其轴线对称的端接块。在一个实施例中，端接块具有触点接口，该触点接口被配置为电接合插头触点并且被布置为使得连接到插头触点1‑8的触点接口在端接块旋转180度时变为连接到插头触点8‑1。在一个实施例中，从触点3分别到触点1、2、4以及5的路径的耦合与触点6分别到触点7、8、5以及4的耦合相同。

Description

RJ45插头
本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2015/044309，国际申请日为2015年8月7日，进入中国国家阶段的申请号为201580082254.5，名称为“RJ45插头”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体涉及电连接器，并且更具体地涉及高性能RJ45型插头。
背景技术
TIA和国际标准定义RJ45插头性能与CAT5E、CAT6以及CAT6A配合连接器兼容。较低类别的CAT5E插头被定义为具有较低的电性能，同时允许较高的性能变化。带宽较高的插头CAT6和CAT6A需要具有小得多的性能变化的较高的性能。为了向后兼容性，将CAT6和CAT6A插头可允许的性能范围指定为CAT5E插头性能范围的子集。业界正在考虑较高的带宽，该较高的带宽与CAT5E、CAT6以及CAT6A插头向后兼容。希望插头在作为CAT6和CAT6A插头性能的子集的范围内具有最高的性能。
如所定义的，导体对3-6在导体对4-5周围分开。包括美国专利第6,811,445号和第5,727,962号(该两个专利申请通过引用整体并入本文)中的插头设计的大多数插头设计将3-6导体对分开以与触点3和6端接。这种分开(3-6对使其相对于4-5对分开)从端接到端接进行变化并且成为插头性能变化的主要来源。另外，从电缆的一端到电缆的另一端的导体对序列从顺时针变为逆时针，这导致3-6导体在一端上位于顶部上，而在另一端处位于底部上。由于电缆中的3-6导体对位置，3-6导体对相对于4-5导体对的过渡从电缆的一端到电缆的另一端进行变化，并且这引起插头性能的变化。相对于耦合导体和耦合导体长度的导体位置影响插头性能。插头性能随导体规格(conductor gage)、导体介电材料厚度以及材料电特性而变化。
发明内容
在一个实施例中，本发明为RJ45插头，其特征在于具有预组装插头触点、端接块组件以及应变消除保护罩的插头壳体。端接块的特征在于整体的引线框触点，该整体的引线框触点在一端处具有用于导线端接的IDC，在另一端处具有插头触点接口。插头触点可以在工厂组装，并允许一致的压接深度。插头触点的一端可包括干涉狭槽以与端接块引线框触点接口端连接。在一个实施例中，穿过干涉狭槽的中心、接收端接块的插头壳体开口的中心、端接块竖直高度的中心以及穿过端接块引线框触点接口端厚度的中心的平面是相同的。1-2对和7-8对的IDC定位在侧面上，而4-5对和3-6对的IDC定位在顶部和底部上。端接块引线框触点被设计成使触点3与触点1、2、4以及5的耦合与触点6与触点7、8、5以及4的耦合相同。这允许端接块沿电缆轴线旋转180度，因此IDC 3-6与电缆上的导体3-6位于同一侧上。通过180度旋转，端接块引线框触点1、2、3、4、5、6、7、8分别变成引脚8、7、6、5、4、3、2、1。端接块的特征在于导线对分离器和交叉分隔器。导线对分离器便于最小对解扭以用于端接。交叉分隔器被推到电缆护套的下面，以用于导体对分离。IDC被定位成最小化该对之间的耦合。通过较靠近插头/插孔配合点的位于信号电流路径的外部的固定触点的耦合来实现期望的插头性能所需的耦合。IDC被设计成端接多种规格的实心或绞合导体，这两种导体都允许一种适用于不同电缆设计的插头设计。
附图说明
图1是其中可使用高性能插头的通信系统的等距视图。
图2和图3是高性能插头的第一实施例的分解等距视图。
图4是图2的高性能插头的俯视图。
图5是图2的高性能插头的沿图4的线5-5截取的剖视图。
图6是使用图2的高性能插头的接插线的分解等距视图。
图7和图8是图2的高性能插头的端接块的分解等距视图。
图9是高性能插头的第二实施例的分解等距视图。
图10和图11是与图9的高性能插头的端接块一起使用的PCB组件的等距视图。
图12是高性能插头的第三实施例的分解等距视图。
图13是图12的高性能插头的端接块的分解等距视图。
图14是高性能插头的第四实施例的分解等距视图。
图15是高性能插头的第五实施例的分解等距视图。
图16是图15的高性能插头的另一个分解等距视图，其中具有块壳体的放大视图并聚焦在电缆到高性能插头的端接上。
图17是图16的电缆和插头布置的另一个分解等距视图。
图18是图15的高性能插头的分解等距视图，其中具有块壳体的放大视图并聚焦在图16的电缆的相对端到高性能插头的端接上。
图19是图18的电缆和插头布置的另一个分解等距视图。
图20至图22是图16至图19的高性能插头和电缆组件的等距视图，示出如何将轴环固定到高性能插头。
图23是图15的附接有轴环的高性能插头的端视图。
具体实施方式
根据本发明的实施例的通信系统10示出在图1中，并且包括连接到设备14的至少一个通信电缆12。设备14在图1中被示出为接线板，但是该设备可以是无源设备或有源设备。无源设备的示例可以是但不限于模块化接线板、冲压接线板、耦合器接线板、壁装插孔等。有源设备的示例可以是但不限于如可发现于数据中心和/或通信机房的以太网交换机、路由器、服务器、物理层管理系统以及以太网供电(POE)设备；安全装置(摄像机和其它传感器等)和门禁设备；以及电话、计算机、传真机、打印机和其它工作站外围设备。通信系统10可另外包括机柜、机架、电缆管理和高架路由系统以及其它此类设备。
包括八个触点22的插头20连接到电缆12中的相应的双绞线导体并且与接线板14中的相应的插孔18配合。尽管插孔18被示出为模块化插孔，但它们可以是冲压或其它类型的插孔。CAT6A通信系统10示出在图1中；然而，根据本发明的通信系统10可被配置为通过适当选择可适用的符合标准的插头、插孔、电缆以及设备用于任何CAT5E、CAT6、CAT6A、CAT7、CAT7A以及CAT8或其它类别的通信系统标准中。
图2至图8示出高性能插头的第一实施例。图2和图3以分解形式示出插头20。插头壳体24与触点22进行组装。触点22的特征在于狭槽42。端接块32包括封闭触点46的塑料壳体30。触点46的特征在于端接点28(在这种情况下，端接点28是绝缘位移触点(IDC))和触点接口26。水平平面38和竖直平面36分别竖直和水平地分隔端接块32和插头壳体24内部开口。轴线40穿过平面36和38的相交线。电缆12导体对在端接点28处端接。单独的接口26与相应的触点22在狭槽42处配合。插头保护罩34提供电缆应变消除、电缆弯曲半径控制，并保持端接块32向前推进。插头保护罩34的特征在于齿几何结构100。插头壳体特征结构102与保护罩齿几何结构100接合。多个齿增加保持力。
为了端接，剥去电缆12护套，使导体44对向外弯曲，将电缆12交叉网切割齐平(如果存在)，将端接块32旋转以使3-6IDC与3-6电缆对对齐，在电缆对之间围绕电缆交叉网推动交叉分隔器98，通过增加或移除扭曲并且将导体推过线对分离器96并进入IDC狭槽而使双绞线适当导体在适当的IDC上对齐。切割多余的导体44长度以完成组装。
图4示出插头组件20的俯视图，其示出穿过触点22厚度中心线的剖面线5-5。在这个视图中，插头保护罩34未示出。
图5是沿图4中的线5-5截取的剖视图并示出位于平面38上的中心线46，该平面38穿过狭槽42高度的中心、触点26的厚度、端接块壳体30高度以及插头壳体24内部开口高度中心线。
图6示出具有分解的插头端部的接插线21的等距视图。如ANSI/TIA-568-C.2.所定义，部件ID旁边的下标字母描绘对应的电缆端部，并且组件ID旁边的下标数字表示的RJ45引脚位置。电缆端部A导体44按照逆时针顺序，其中导体444A和445A处于顶部上。电缆端部B导体44按照顺时针顺序，其中导体444B和445B处于底部上。
图7示出端接块32A的分解图。IDC 284A和285A位于顶部上，而IDC 283A和286A位于该端部的底部上。图8示出端部B端接块32B的分解图。IDC 284B和285B位于底部上，而IDC 283B和286B在该端部的顶部上。端接块32A围绕轴线40旋转180度以具有32B取向。触点3与邻近触点1、2以及4的耦合与触点6与触点5、7以及8的耦合相同。
参考图9，示出具有端接块52、端接块壳体54、印刷电路板(PCB)组件60以及接口触点56的替代的实施例50。图10和图11分别示出PCB组件60A和60B。PCB 62的特征在于接口焊盘66和IDC 64。接口焊盘66位于PCB 62的顶部侧和底部侧上，以与触点56具有冗余连接。PCB 62的特征在于图形连接触点(artwork connecting contact)3与图形连接触点1、2、4以及5的耦合与图形连接触点6与图形连接触点7、8、5以及4的耦合相同。这允许可用于两个电缆端部的一种端接块设计，其中一端与另一端相比时围绕轴线40旋转180度以对齐36对。
图12和图13示出具有端接块76、PCB74、端接块壳体80以及接口触点72的另一个实施例70。端接块IDC触点PCB接口端部78的特征在于干涉设计，该干涉设计在PCB焊盘上滑动并建立连接。触点72被制造得较小以使耦合和耦合变化最小化。
图14示出具有柔性PCB94和较小接口触点92的另一个实施例90。较小接口触点设计减少变化并允许在PCB上信号电流路径外部的插头插孔配合点附近进行精确的串扰/补偿放置。PCB94可以是刚性挠曲PCB。
图15至图23示出具有插头壳体96、PCB 102、插头触点98、端接块壳体154、IDC108、导线管理器112、底部外壳106、顶部外壳110、轴环118、轴环止动件114以及应变消除条带116的替代的实施例100。插头接口触点98电连接到PCB 102。PCB焊盘122经由连接迹线连接到相应的插头触点98。PCB102包括用于串扰和回波损耗调谐的迹线和耦合电路；未示出PCB电路。端接块104是使用机械组装或插入模制或类似工艺的端接点(附图中示出的IDC)108和端接块壳体154的组件。IDC 108的特征在于导线管理器接口端处的绝缘位移狭槽几何结构，以及在PCB焊盘122接口处的擦拭触点126(可使用除了IDC和擦拭触点之外的其它类型的端接点)。应变消除条带116机械并电连接到外壳106和110。轴环止动件114连接到顶部外壳110。导线管理器112的特征在于导线对分离器152。底部外壳106、顶部外壳110以及应变消除轴环118使用用于屏蔽连接器的导电材料制成。应变消除条带116和轴环止动件114使用弹簧材料制成。用于触点位置3、4、5以及6的PCB焊盘122位于PCB 102的顶部表面和底部表面两者上。当电缆12导体1241/1242对齐到插头左侧，并且导体1247/1248与插头右侧对齐时，导体1243和1246位于顶部或底部上。
图16和图17示出在底部具有导体1243和1246的电缆12端部。为了端接，将轴环118拧到电缆12上，将排扰线120缠绕在护套上，如果存在编织层，则将其拉回电缆护套上。在对齐左侧的导体1241/1242和右侧的导体1247/1248之后，将电缆对拧入穿过导线管理器112，并拉到线对分离器上。导体1243/1246和导体1244/1245分别被拉入底部导线狭槽和顶部导线狭槽中。旋转端接块以使3/6IDC与导体1243/1246相匹配，并将端接块推到导线管理器上以端接导线。端接块接口126被推到PCB 102上以在PCB焊盘122处进行接触。
图18和19示出电缆12另一端(其中导体1243和1246位于顶部上)处的端接。
图20示出组装到底部外壳106和顶部外壳110的插头壳体96。轴环118包括允许轴环118组装在外壳衬垫136和140上的狭槽138和142。底部外壳导轨128滑入插头壳体狭槽132中以使插头触点98和导线端接相对于插头壳体96定位在固定位置。顶部外壳前枢轴134在前端处保持在底部外壳压具(bottom shell hold down)130下方并且在后端处闭合在电缆护套上方。在这个位置中，条带116在底部上朝向左侧向外延伸，并且在顶部上朝向右侧向外延伸。顶部外壳的特征在于位于相对于轴环中心轴线成80度角度处的衬垫140和136。底部外壳的特征也在于与顶部外壳上的相应的衬垫成180度的衬垫140和136。轴环的特征在于与顶部外壳和底部外壳上的衬垫140和136相匹配的狭槽138和142。为了组装轴环118，轴环狭槽156与条带116对齐；衬垫136和140与狭槽138和142对齐，轴环被移动套到衬垫136和140上。一旦衬垫在轴向狭槽中降低到最低点，则顺时针转动轴环，以围绕电缆将条带116拧紧到所需的载荷。轴环齿146与轴环止动件114接合以将轴环保持在转动位置。衬垫136和140被约束在轴环凹槽148中并防止轴环118脱离。为了重新端接插头，轴环止动件114被按压远离齿146，轴环逆时针转动，直至其返回到载荷位置并被拉回。衬垫140和136的相对位置防止轴环在旋转期间在除了起始位置或360度转动位置以外的任何其它位置处脱落。该实施例使用衬垫136和140之间的80度角度以及另一个外壳上的对应的衬垫之间的180度角度，但是其可以是除了外壳之间的衬垫角度的整数倍数之外的任何角度。轴环118内部开口被设计成装配套在具有较厚绝缘和22AWG导体的最大直径电缆上。轴环旋转允许条带围绕较小直径电缆缠绕，以具有与电缆屏蔽层的有效结合，并具有足够的应变消除。IDC尺寸被设计成允许实心和绞合多规格导体的有效端接，同时允许多个重新端接循环。
虽然已经例示和描述了本发明的特定实施例和应用，但是应当理解，本发明不限于本文公开的精确构造和组成，并且在不脱离所述的本发明的实质和范围的情况下，各种修改、改变和变化可从前述内容中变得显而易见。

Claims (5)

1.一种通信插头，包括：
壳体：
至少一个应变消除条带，所述至少一个应变消除条带连接到所述壳体的后部；
圆筒形轴环，所述轴环限定前表面和后表面，所述轴环具有从所述前表面延伸到所述后表面的通道和从所述轴环的前表面延伸的位于所述轴环的壁中的至少一个轴环狭槽，并且另外其中所述至少一个轴环狭槽被配置为在所述轴环相对于所述壳体旋转之前接合所述至少一个应变消除条带；
其特征在于，所述轴环另外包括轴环凹槽和位于所述轴环的内壁上的至少一个狭槽，所述轴环凹槽在所述轴环的内周向方向上延伸，并且所述至少一个狭槽从所述轴环凹槽轴向延伸到所述前表面，并且另外其中所述壳体具有位于所述壳体的后部上的至少一个衬垫，所述至少一个衬垫被配置为通过以下方式与所述至少一个狭槽和所述轴环凹槽相接合：在所述至少一个狭槽与所述至少一个衬垫对齐且所述轴环朝向所述壳体轴向移动时使所述至少一个衬垫与所述至少一个狭槽接合，并且接着在所述轴环邻近所述壳体且相对于所述壳体旋转时使所述衬垫与所述轴环凹槽相接合。
2.根据权利要求1所述的通信插头，其特征在于，还包括位于所述轴环的所述前表面上的齿，所述齿被配置为与附接到所述壳体的所述后部的轴环止动件接合。
3.根据权利要求2所述的通信插头，其特征在于，所述轴环止动件和所述齿被配置为允许所述轴环相对于所述壳体在第一方向上旋转，但防止所述轴环在第二方向上旋转，所述第一方向与所述第二方向相反。
4.根据权利要求3所述的通信插头，其特征在于，所述应变消除条带由弹簧状材料构成。
5.根据权利要求4所述的通信插头，其中所述轴环止动件由弹簧状材料构成。
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