CN1248081A - 具有边缘安装的插座的电信模块及用于它的开关 - Google Patents

Abstract

一种设有带耦合边的电路板的电信模块,包括耦合到电路板边缘的插座,容纳有效和无效状态的插头。开关安装在电路板上,开关操纵杆机械和电气耦合到开关并从中延伸,使开关操纵杆靠近插座。插头插入插座时,转动开关操纵杆改变开关状态。斜角滑片耦合到开关操纵杆并与开关隔开。插座还包括容纳斜角滑片的开口。把插头插入插座时,插头接触插座内的斜角滑片,使得开关操纵杆旋转,从而随斜角滑片在插座内的偏离而改变开关状态。

Description

具有边缘安装的插座的电信模块及用于它的开关

本申请要求1998年9月16日提交的名为“用于插座的电信开关”的60/100,604号临时专利申请的优先权。

本发明涉及电信开关，尤其是，本发明涉及诸如数字信号交连(CrossConnect)(DSX)模块等电信模块，该模块具有安装在印刷电路板(PCB)边缘的插座和用于它的开关。

诸如DSX模块等电信模块被用作使来自电信器件或网络的电信号相互交连的接口。在目前的设计中，DSX模块的每个插座(通常为WECO或BNC插座)被耦合到并安装在开关的顶部，此开关继而安装在PCB上。这样使得包围插座、开关和模块的至少一部分PCB的模块外壳变厚。因而，目前的插座的尺寸、成本和适用性受到了限制。

此外，在把相连的DSX模块耦合到底板时，由于包含在模块内的开关通常是断开的，所以目前的插座具有通过这些插座延续的电功率。因此，如果把诸如钢笔或回形针等导电的物体插入插座，则可能发生触电。目前的DSX模块的插座在没有插头插入插座时是“带电”的。

本发明通过提供一种通信模块来消除以上困难和缺点，在该模块中设置了具有耦合边(bounding edge)的电路板。该模块包括耦合到电路板的边缘用以在其中容纳插头的插座。开关安装在电路板上，开关操纵杆机械及电气地耦合到开关并从中向外延伸，从而开关操纵杆靠近插座。当把插头插入插座时，开关操纵杆旋转，从而改变插座的状态，从而允许电信号流过插座。由于插座耦合到电路板的边缘，所以该模块具有可把更多的模块包含在较小的物理空间中的薄的轮廓。

本电信模块的进一步优点在于，有斜角滑片(angled ramp)耦合到开关操纵杆并与开关隔开。插座还包括设置在其中的开口，用于在开口中容纳斜角滑片。当把插头插入插座时，插头与插座内的斜角滑片接触，使得开关操纵杆旋转，从而使开关的状态随斜角滑片在插座内的偏离而改变。

另一个优点在于，有凸轮轴耦合到开关操纵杆且沿轴向与其对准，该凸轮轴在开关操纵杆旋转时旋转以改变开关的状态。然而，每个输出和输入插座最好有用于在其中容纳斜角滑片的两个隔开的开口，从而可把开关和有关的开关操纵杆安装到电路板上的插座的任一侧。此开关还包括安装到其上的多个片簧以及自然地偏离多个片簧的相应的多个L形部件。

在一个实施例中，凸轮轴包括多个伸出部分，每个伸出部分用于解除与多个片簧中一个片簧的机械接触，从而使得在多个L形部件同沿轴向与其对准的多个片簧之间形成机械和电气连接。在另一个示例中，摇臂起到具有伸出部分的凸轮轴的功能。

图1是本发明的模块的透视图。

图2是本发明的模块的透视图，示出安装在模块的PCB边缘的多个插座。

图3是本发明的模块的透视图，示出安装在模块的PCB边缘的多个插座，有插头正插入模块的插座中。

图4是本发明的模块的部分剖面图，示出安装在模块的PCB边缘的多个插座，有插头正插入模块的一个插座中。

图5是本发明的开关的第一实施例的分解图。

图6是本发明的开关的第一实施例的侧视图。

图7是本发明第一实施例和第二实施例模块的电路板的电路示意图。

图8是本发明的开关的第二实施例的透视图。

图9是本发明的可边缘安装的插座之一的透视图。

图10是本发明的模块的多个插座的正视图。

现在将在以下详细描述和附加的权利要求书中讨论本发明的以上和其它特征、方面和优点，它们是结合附图来进行考虑的，在图中，相同的标号表示相同的元件。图1中示出诸如数字信号交连(DSX)模块等电信模块10，该模块通常可拆卸地固定在底板中，以便在一片电信设备和诸如电话网络等电信网络之间进行通信。最好，本模块10接收DS-3信号，该信号处于每秒44.736兆比特数量级的高频速率，但也可以是诸如DS-1等每秒1.544兆比特数量级的频率较低的信号或诸如DS-4等每秒274.176兆比特数量级的频率较高的信号。模块10包括塑料外壳12用以保护模块10的内部。一接头片(tab)穿过壳体12伸出用以把模块10固定在底板内。

如图3所示，模块10具有诸如BNC等至少一个插座，用于在其中容纳插头22，但模块10最好具有多个WECO插座，包括第一监视器插座14、输出插座16、输入插座18和第二监视器插座20。如以下将详细讨论的，第一监视器插座14和第二监视器插座20用于对来自电信网络的信号的采样，输出插座16和输入插座18分别用于接收来自电信网络的信号并把信号输入电信网络。

如图2、3、4和7所示，印刷电路板(PCB)50被放置在模块10内，它具有与用于在其中安装插头22的第一监视器插座14、输出插座16、输入插座18和第二监视器插座20耦合的耦合边28。每个插座包括如图图6和9所示的整体基座(integral pad)74，基座74具有从中延伸的多个脚30，用于可滑动地接纳在电路板50周围且最好通过摩擦配合固定就位。然而，应理解，脚30还可以其它方式固定于PCB 50，诸如焊接到PCB 50或安装在PCB 50中的狭槽内。还可理解，插座只需要利用一个脚30，可通过焊接把该脚装到PCB 50或通过摩擦配合接纳在狭槽内。同轴杆64用于把插座固定于PCB 50，不管是通过摩擦配合、焊接还是安放在狭槽内。脚30用于把插座固定于PCB 50，不管是通过摩擦配合、焊接还是安放在狭槽内。然而，应理解，同轴杆64、脚30中的任一个都可把插座固定于PCB 50。脚30被固定在装有开关32和34(以下将讨论)的PCB 50的一侧，如图2、3和4所示的接触接地点(contact groundingpad)52使PCB 50接地到插座。

基座74安装在电路板50的耦合边28上。通过把插座安装在电路板50的边28上，可把模块10的整个厚度减到最小，从而可在给定的物理空间中安装数目最多的模块。如图9所示，每个插座14、16、18和20的杆64向插座外伸出，且最好与PCB 50上的搭接点(landing pad)92接触并与其电气和机械连接，如图2、3和4所示。然而，也应理解，杆64除了与搭接点92摩擦接触以外，还可焊接到其上或者安放在包含毗邻或环绕搭接点92的端口内。以固体的环状电介质72包围每根杆64，电介质72最好由美国DuPont公司制造的聚四氟乙烯(Teflon)构成。电介质72防止把杆64上存在的任何电磁频率转移到插座的外壳。

本电信模块10还包括至少一个开关，但最好包括用于输出插座16的第一开关32以及用于输入插座18的第二开关34，如图2、3、4和7所示。每个开关32、34具有以下将更详细讨论的第一状态和第二状态。如图6和8所示，通过插入电路板50的通孔中的多个插脚68把每个开关32、34安装在电路板50上并焊接到其上。如图5所示，插脚68耦合到每个开关32、34的底座58。底座58最好由诸如热塑料或尼龙等非导电材料构成，且在底座58内具有沿其长度形成的狭长的凹槽，用于在其中安放(至少部分)可旋转的凸轮轴44。凸轮轴由诸如钢或铝等导电金属构成。

如图3和4所示，分开的凸轮轴44机械和电气耦合到开关32、34并耦合到分开的开关操纵杆40，这些操纵杆40经由凸轮轴44机械和电气耦合到开关32、34。每个开关操纵杆40从开关32、34向外延伸，从而每个开关操纵杆40靠近插座16、18之一。斜角滑片(angled ramp)42耦合到开关操纵杆40并与开关32、34隔开。当开关操纵杆40旋转时，凸轮轴44与旋转的开关操纵杆40轴向对准，以改变每个开关32、34的状态。如图2、3、4、6和7所示，在电路板50上形成卡片式边缘70用以耦合到卡片式边缘70的接头。如图7所示，卡片式边缘70仅在一面具有电气触点，并在与电路板50上的插座14、16、18、20相对形成，以下将对此作更详细地讨论。

如图4和10所示，在每个插座中设置开口，但最好是在其中安放斜角滑边42的两个隔开的开口66，从而可把开关和相连的开关操纵杆40安装在电路板50上的插座14、16、18、20的任一侧。在把插头22插入插座14、16、18、20之一且插头22与插座内的斜角滑片42接触时，使得滑片42通过一个开口66偏离插座，继而使开关操纵杆40旋转，从而把开关的状态从没有电信号进入插座的正常闭合状态变为有电信号进入插座的状态。

在图5中示出本开关32的一个实施例，开关32还包括安装到底座58上的多个电气导电片簧46以及安装在底座58中所形成的狭槽52内多个相应和相对的L形电气导电部件54。片簧46和L形部件54最好由导电的铜构成。塑料盖60扣接到底座58上并覆盖L形部件54、片簧46、凸轮轴44、狭槽52和底座58。

凸轮轴44包括多个伸出部分56，用于在未把插头22装入有关的插座时使开关32具有第一正常闭合状态，在此状态下，两个伸出部分56解除了多个片簧中的两个片簧46b和46c以及沿轴向与这两个片簧对准的两个L形部件之间的机械接触。这是通过两个伸出部分56在片簧46b和46c“下面”推动片簧46b和46c从而抬起片簧46b和46c使它们不与L形部件54接触来实现的。此外，在此正常闭合状态下，中间的片簧46a接触沿轴向与其对准的一个L形部件54。

图8中示出本开关32的第二实施例，开关32还包括安装到底座58的多个导电片簧46以及安装在底座58中形成的狭槽52中的多个相应和相对的L形导电部件54。片簧46和L形部件54最好由导电的铜构成。替代凸轮轴，通过摩擦配合把摇臂78安装在本实施例的底座58内。耦合圆柱体80整体地耦合到摇臂78，在圆柱体80中有十字形的通孔，用以安放连到开关操纵杆40的配套的十字形耦合器。塑料盖60扣接到底座58上并覆盖L形部件54、片簧46、摇臂78和底座58。

在静止时，当插头22未装入有关的插座时，摇臂78防止了多个片簧中的两个片簧46b和46c与沿轴向与这两个片簧对准的两个L形部件54之间的机械接触。这是通过把摇臂78置于片簧46b和46c“下面”从而抬起片簧46b和46c使它们不与L形部件54接触来实现的。此外，在此正常闭合状态下，中间的片簧46a与沿轴向与其对准的一个L形部件54接触。

如图7所示，在两个开关实施例的正常闭合状态下，在插头22未插入插座16、18之一时，卡片式边缘70上的交连X-OUT线94和交连X-IN线104上的电信信号被分别传送到信号OUT线96和信号IN线102。如上所述，这样对常闭电路提供了常开插座来防止电击，除非插头22插入其中且有关的DSX模块插入底板才供电。

当把插头22部分地插入一个插座时，例如输出插座16，则凸轮轴44或摇臂78沿顺时针部分旋转，从而所有的片簧46a、46b和46c都与L形部件54接触，继而开关32的开关SW1、SW2和SW3闭合。同样，当把插头22部分地插入输入插座18时，凸轮轴44部分旋转，从而开关34的开关SW4、SW5和SW6闭合。因而，这是一种先“通”后“断”电路配置，在该配置中，插头22在通过开关SW3和/或SW6运行的闭合电路断开前先与滑片42接触。

然而，如图4所示，当把插头22完全插入例如输出插座16时，插头22的同轴引脚62与置于输出插座16中的同轴杆64形成电气和机械联系。在同轴杆64内最好设有空腔，用于至少部分地容纳插头22的同轴引脚62。在插入的同时，一个伸出部分56或摇臂78将抬起片簧46a，从而该滑片不再同沿轴向与其对准的L形部件54接触。这是在开关32的凸轮轴顺时针旋转时发生的，它代表如图7所示开关SW3的断开，与此同时，开关SW1和SW2变为闭合。此时，交连X-OUT线94上的信号将横过电阻器R2，电阻器R2的电阻最好为七十五欧姆。然后，该信号前进到第一接地线98。

此外，OUT线上的信号经过开关SW1，这是因为SW3将成为开路，且在输出插座16中接收该信号。同样，当把插头22插入第一监视器插座14时，卡片式边缘70的OUT线96上的信号通过电阻器R1，电阻器R1的较佳值为七百六十八欧姆。这样的相对大的电阻值允许近似于百分之五的信号可以通过，然后可由第一监视器插座14监测到这百分之五的信号，从而电信网络的性能没有下降。

当把插头22完全插入输入插座18时，第二开关34的一个伸出部分56或摇臂78将逆时针旋转，并“抬起”位于中间的片簧使之不与沿轴向与其对准的L形部件接触，这代表了图7所示开关SW6的断开，与此同时，开关SW4和SW5变为闭合。此时，交连X-IN线104上的信号将通过电阻器R4，电阻器R4的电阻最好为七十五欧姆。然后，信号前进到第二接地线100。

此外，IN线102上的信号经过输入插座18。同样，当把插头22插入第二监视器插座20时，卡片式边缘70的IN线102上的信号通过电阻器R3，电阻器R3的较佳值为七百六十八欧姆。如此相对高的电阻值只允许百分之五的信号通过，然后可由第二监视器插座20监测到这百分之五的信号。可以理解，这里所使用的术语“顺时针”和“逆时针”只是示例，如果颠倒开关32和34，则可容易地颠倒这两个方向，从而与图4所示相反，开关操纵杆40分别位于输入和输出插座18和16另一侧。

虽然以上对本发明进行了详细的描述，但清楚地知道，可对本发明进行修改而不背离本发明的精神，这对相关领域内的技术人员来说是明显的。可对本发明进行各种形式、设计或配置上的改变，而不背离本发明的精神和范围。因此，认为以上的描述只是示例，而不是限制，本发明的真实范围应由以下权利要求书来限定。

Claims (30)

1.一种用于容纳插头且其中设有具有耦合边的电路板的电信模块，其特征在于所述电信模块包括：

安装在电路板上用于在其中容纳插头的插座；

安装在电路板上且具有至少两个状态的开关；

机械并电气耦合到开关并从中向外延伸的开关操纵杆，从而所述开关操纵杆靠近插座；以及

当把插头插入插座时，开关操纵杆被推动从而改变开关的状态。

2.如权利要求1所述的电信模块，其特征在于还包括耦合到开关操纵杆并与开关隔开的斜角滑片。

3.如权利要求2所述的电信模块，其特征在于插座还包括开口，所述开口用于在其中容纳斜角滑片。

4.如权利要求3所述的电信模块，其特征在于当把插头插入插座时，插头与插座内的斜角滑片接触，使得开关操纵杆旋转，从而使开关的状态随斜角滑片在插座内的偏离而改变。

5.如权利要求1所述的电信模块，其特征在于还包括耦合到开关操纵杆并沿轴向与所述开关操纵杆对准的凸轮轴，所述凸轮轴用于在开关操纵杆旋转时旋转以改变开关的状态。

6.如权利要求1所述的电信模块，其特征在于开关操纵杆在被推动时旋转。

7.如权利要求2所述的电信模块，其特征在于插座具有两个隔开的开口，所述开口用于在其中容纳斜角滑片，从而可把开关和有关的开关操纵杆安装在电路板上的插座的任一侧。

8.如权利要求5所述的电信模块，其特征在于开关还包括安装在其上的多个片簧和沿轴向与所述片簧对准的多个L形部件，所述多个片簧与所述多个L形部件自然偏离。

9.如权利要求8所述的电信模块，其特征在于凸轮轴包括多个伸出部分，在旋转时，所述多个伸出部分防止在多个L形部件中的至少一个部件和多个片簧中的至少一个片簧之间形成机械和电气连接而改变开关的状态。

10.如权利要求1所述的电信模块，其特征在于开关还包括安装在其上的多个片簧以及与多个片簧自然偏离的相应的多个L形部件。

11.如权利要求10所述的电信模块，其特征在于开关还包括摇臂，在旋转时，所述摇臂防止在多个L形部件中的至少一个部件和多个片簧中的至少一个片簧之间形成机械和电气连接而改变开关的状态。

12.如权利要求11所述的电信模块，其特征在于摇臂包括设置在其上的耦合圆柱体，所述耦合圆柱体用于在其中部分地容纳开关操纵杆。

13.一种安装在具有耦合边的双面电路板上的电信插座，多个搭接点和多个接地点附着于所述电路板，其特征在于所述插座包括：

毗邻电路板的耦合边的焊接点；

耦合到插座并从中延伸的脚；

固定在焊接点中的电介质；

部分地伸出插座外并被电介质包围的杆，所述杆与电路板的多个搭接点中的一个形成电气和机械连接；以及

用于把插座固定到电路板的附着装置。

14.如权利要求13所述的电信插座，其特征在于开关的脚与电路板的多个接地点中的一个形成电气和机械连接。

15.如权利要求13所述的电信插座，其特征在于还包括多个成对的脚，每对脚毗邻电路板的两面。

16.如权利要求15所述的电信插座，其特征在于每对脚通过摩擦配合把插座固定就位。

17.如权利要求13所述的电信插座，其特征在于所述杆与只在电路板两面中的一面上的电路板的多个搭接点中的一个形成机械连接。

18.如权利要求13所述的电信插座，其特征在于所述杆通过摩擦配合与电路板的多个搭接点中的一个形成机械连接。

19.一种用于容纳插头且其中设有具有耦合边的电路板的电信模块，其特征在于所述电信模块包括：

安装在电路板的边上用于在其中容纳插头的插座；

安装在电路板上的开关；

安装在开关上的多个片簧；

安装在开关上并与多个片簧自然偏离的多个L形部件；

安装在开关中的摇臂，当旋转摇臂时防止在多个L形部件中的至少一个部件与多个片簧中的至少一个片簧之间形成机械和电气连接而改变开关的状态；

机械并电气耦合到开关并从中向外延伸的开关操纵杆，从而所述开关操纵杆靠近插座；以及

当把插头插入插座时，开关操纵杆被推动从而改变开关的状态。

20.如权利要求19所述的电信模块，其特征在于还包括耦合到开关操纵杆并与开关隔开的斜角滑片。

21.如权利要求20所述的电信模块，其特征在于插座还包括开口，所述开口用于在其中容纳斜角滑片。

22.如权利要求21所述的电信模块，其特征在于当把插头插入插座时，插头与插座内的斜角滑片接触，使得开关操纵杆旋转，从而使开关的状态随斜角滑片在插座内的偏离而改变。

23.如权利要求19所述的电信模块，其特征在于还包括耦合到开关操纵杆并沿轴向与所述开关操纵杆对准的凸轮轴，所述凸轮轴用于在开关操纵杆旋转时旋转以改变开关的状态。

24.如权利要求19所述的电信模块，其特征在于开关操纵杆在被推动时旋转。

25.一种安装在具有耦合边的双面电路板上的电信插座，多个焊接点附着于所述电路板用以进行电气连接，其特征在于所述插座包括：

毗邻电路板耦合边的焊接点；

固定在焊接点中的电介质；

伸出插座外并与电路板的多个焊接点中的一个形成电气和机械连接的固定结构；以及

用于把插座固定到电路板的附着装置。

26.如权利要求25所述的电信插座，其特征在于固定结构被电介质所包围。

27.如权利要求25所述的电信插座，其特征在于固定结构包括多个成对的脚，每对脚毗邻电路板的两面。

28.如权利要求27所述的电信插座，其特征在于每对脚通过摩擦配合把插座固定就位。

29.如权利要求25所述的电信插座，其特征在于固定结构包括被电介质包围的杆。

30.如权利要求29所述的电信插座，其特征在于所述杆只与电路板两面中的一面上的电路板形成机械连接。

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