JP2001519077A - 可視表示器付き積み重ねられた電気コネクタ - Google Patents
可視表示器付き積み重ねられた電気コネクタInfo
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Abstract
(57)【要約】
縦に配置された直角RJ−45モジュラジャック(4)を有する積み重ねられた電気コネクタ(2)は、その前側嵌合面(18)に配置されたLED(38)も有する。内部通路(28)が、ジャックハウジング(16)の嵌合面(18)から延びると共に、コネクタ(2)及びジャック(4)が半田付けされる底側の印刷基板実装面(22)に延びるチャンネル(34)と交差する。LEDリード(42)は通路(28)内に配置され、コンタクト(44)はチャンネル(34)内に配置される。コンタクト(44)の頂部の圧接スロット(48)はリード(42)に接続する。接続点はスタガ配置され、縦列内のリード(42)が異なる長さを有するので、異なる長さのコンタクト(44)は対応するリード(42)と係合することができる。このため、LED(38)は、状態表示をするためにコネクタ(2)の前面の嵌合開口(20)の側方に配置することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
可視表示器付き積み重ねられた電気コネクタ
本発明は、電気コネクタに関し、特に、コンピュータ、コンピュータネットワ
ーク装置、又は周辺機器等の印刷回路基板にケーブルを接続するために使用され
る電気コネクタに関する。さらに詳しくは、本発明は、モジュラジャックに関し
、モジュラジャックにより接続される回路の通信状況を可視表示するLED(発
光ダイオード)の使用に関する。
コンピュータ、コンピュータの周辺機器、コンピュータネットワークに、又は
機器、長距離通信、検査又は同様のデバイス又はネットワークに対し電気的接続
状態を簡単に知らせるインジケータ(表示器)を有することが望ましい例が多数
ある。このタイプのインジケータは、特にネットワークハブ、スイッチ及びルー
タ等の製品に特に有用である。入出力コネクタに隣接して配置されたLEDによ
り形成された単純な可視表示器が望ましい場合は多い。例えば、デバイス又はそ
の入力ケーブルが適切に配線又は接続された表示器は、設置が適切であることの
保証に役立つ。回路で通信されていることを示す手段として、点灯するLEDが
役立つことが多い。この可視表示器は、専門家の助けを要することなく、ユーザ
が問題を診断するのを補助することができる。例えば、モデムのインジケータが
点灯しないことは、通信が適正に行われていないか、又は接続が断たれているこ
とを示す。
デバイス、ケーブル又はネットワークが適正に配線され、接続され又は組立て
られていることを保証する、従来からの一つの方法は、独立単体の試験装置を使
用することである。部品自体に可視又は他の手段によるLED又は他のインジケ
ータを一体化することにより、この別体の試験装置を無くすことは、設置の際の
みならず、デバイスの動作中においても利点がある。しかし、既に設置されたデ
バイスにLED又は他のインジケータを付加することにより、スペースの問題が
生ずる。示唆される方法の一つは、電気コネクタの前面即ち嵌合面にLEDを付
加し、印刷回路基板の占有面積を小さくすることである。
いくつかの特許は、モジュラジャックの嵌合面、特に8極のRJ−45モジュ
ラジャックの前面にLEDを一体化することを示唆している。米国特許第4,9
78,317号には、ジャックの嵌合面に実装された2個のLEDを有するRJ
−45ジャックが示されている。この特許において、LEDはジャックの嵌合開
口の側面に沿って実装され、端子の嵌合端は開口の反対側に取り付けられる。こ
の1極ジャックハウジングの反対側の面に沿ってLEDを印刷回路基板に接続す
るために、LEDのリード線はジャックの2側面の周囲に延び、ジャックの印刷
回路基板嵌合面から突出しなければならない。これらのLEDリード線は、典型
的には多くのスルーホールLED用に使用されるリードの長さより長い長さを要
するように見える。複数極又は積み重ねられたジャックにとって、LEDリード
線の長さは、この方法で構築されるデバイス用により長いことが必要であろう。
米国特許第5,601,451号は、LEDが印刷回路基板に隣接して実装さ
れる別の方法を示す。しかし、この方法は、1極のモジュラジャックに限定され
、積み重ね配置で実装されるか、又は印刷回路基板の縁に実装される単一のハウ
ジングに含まれる複数のジャックの各々に対して、複数のLEDを設けることの
解決を与えるものではない。
別の方法は、印刷回路基板の下に位置する表面実装型LEDを使用することで
ある。しかし、その方法は、標準的なスルーホール型モジュラジャックが使用さ
れるなら、同一印刷回路基板上で使用される表面実装型部品及びスルーホール型
部品の両方を要する。この方法は、同一基板上にスルーホール半田接合及び表面
実装半田接合が十分に形成されることを保証するために、半田工程の際に問題を
生ずるか、又は余分な注意を要しかねない。表面実装型LEDの上に実装された
スルーホール型ジャックは、露出していない表面実装半田接合部を残すので、半
田接合の信頼性を低くしてしまう。スルーホール型ジャックリード線及び表面実
装型LEDの両方のために、おそらく2工程が必要になるであろう。
さらに別の方法、即ちコネクタ又はジャックの前に直立した可撓性フィルム上
に実装され印刷回路基板上に実装されたLEDの使用が示唆されている。この方
法は、別部品を付加することと、印刷回路基板の相手開口と位置決めした状態で
フィルムが配置されることを要する。この方法で別々に実装した部品は、一方の
上に他方が積み重ねられたジャックを使用する、積み重ねされたコネクタを用い
る場合は、さらに複雑になる。
本発明の電気コネクタは、電気コネクタの前面即ち嵌合面に発光ダイオード等
の表示器を有する。本発明においては、複数のLEDがコネクタの前面に配置可
能である。各LEDはコネクタ上のキャビティ内に配置され、LED本体からの
リードはコネクタの前面から延びるハウジング通路内に延びる。これらの通路の
各々はチャンネルを横切り、チャンネル内に位置するコンタクト端子は、後方に
延びる通路及び上方に延びるチャンネルとの交差する位置で電気的接続する。
本発明は、個々のコネクタの嵌合開口が単一の非導電性コネクタハウジングの
上に配置された、積み重ねされた電気コネクタ用に特に有用である。LEDは各
開口の側方に位置し、複数のLEDは縦方向に並んで位置する。好適な実施径庭
では、2列のLEDが各コネクタ嵌合開口の側方には位置される。1個のLED
は回路が正しく接続されていることを表示することができ、他のLEDは通信が
回路上に生じていることを表示することができる。
この積み重ねされた配置において、好適実施形態では、最も長いリードが縦列
の最上位置に配置されるように、複数のLEDのリード長さを徐々に変えている
。また、LEDリードを印刷回路基板等の外部部品に電気的接続するコンタクト
も、後方の最も長いコンタクトが最上位置の最も長いリードの接続されるように
、長さを変えている。このため、リード及びコンタクトの交差する位置に形成さ
れた電気接続部は、列内で他のコンタクトの背後に位置するように配置された状
態で後方から前方にスタガ(千鳥)配置される。
本発明の好適な実施形態は、LED表示器がモジュラジャック開口の側方に位
置し、且つLEDリードがモジュラジャック端子の側方の通路を貫通した状態の
モジュラジャックである。印刷回路基板実装型直角モジュラジャックに対しては
、コンタクトがモジュラジャックの下面のチャンネル内に挿入される。これらの
コンタクトは、後方に延びる通路内へのLEDリードの挿入に先立ち、部分的に
挿入できる。LEDリードが挿入された後、コンタクトは、LEDリードと交差
し且つLEDリードに電気的に接続する挿入完了位置に押し込まれる。好適実施
形態では、コンタクトはその最上位置に圧接スロットを有し、これらのスロット
はLEDリードを受容すると共にLEDリードと係合して気密な電気的接続を形
成する。
図1は、モジュラジャックの前面の状態表示器として配置された、各モジュラ
ジャックに付き2個の発光ダイオードを有する4個のRJ−45モジュラジャッ
クを具備する積み重ねられたコネクタ組立体の分解斜視図である。
図2は、図1の積み重ねられたコネクタ組立体の正面図である。
図3は、モジュラジャック用のリード端子、LEDコンタクト及びこれらのL
EDコンタクトから延びる半田テールの配置を示し、且つコネクタ組立体を印刷
回路基板に接続するためのスルーホール半田リード即ち半田テールのパターンを
示す、積み重ねられたコネクタ組立体の底面図である。
図4は、図3の4−4線に沿った断面図である。この断面図は、積み重ねられ
たジャックの各側方の最も長い印刷回路基板コンタクトの断面をとっている。
図5は、図2の5−5線に沿った断面図である。この断面図は、4個のLED
の縦列用の単一チャンネル内に延びる対応する通路内の全てのLEDリードを示
す。交差する位置即ち接続位置でのLEDリードへの8個の圧接コンタクトも示
される。
図6は、LEDリード及びLEDリード支持部の部分の詳細図である。この図
において、圧接コンタクトは予加重が加えられた状態で示される。コンタクトは
、この状態から上方に押圧されて、支持された半田リードと圧接接続を形成する
。
本発明はモジュラジャック又は他の印刷回路基板実装型電気コネクタを用いる
が、図1に示された、積み重ねられた4極のRJ−45モジュラコネクタ等の積
み重ねられたコネクタ組立体を用いる場合は、付加的な利点を有する。RJ−1
1等の他のジャックも用いることができる。4個のモジュラジャック4がこの単
一のコネクタ組立体2内に含まれている。上下のジャック4が、縦2列に並んで
配置されている。好適実施形態では、各ジャック4は、シリアル通信用に使用さ
れるタイプの8極のRJ−45ジャックである。標準的なプラグ即ち雄コネクタ
6は、個々のジャック4のいずれに対しても嵌合可能なコネクタである。
各モジュラジャック4は、従来からの構造の8個の端子8を有する。各端子8
は、プラグ6との嵌合時に、従来からのブレードと電気的に接触するための弾性
的なばねを形成する嵌合端10を有する。ここに説明されている代表的な実施形
態において、各端子12は、図3及び図4に示されるようにプラスチック製本体
14内にインサート成形されている。本体の方は、各ジャック4の整列した端子
の嵌合端10が、相手プラグ6を受容するような形状の嵌合開口20内に配置さ
れた状態で、一体の非導電性ハウジング16内に配置されている。4個の嵌合開
口20は、この直角ジャック形状内で横方向を向いた嵌合面18に配置されてい
る。積み重ねられたモジュラジャック2は、ハウジングの底面即ち実装面22が
直立嵌合面18に対して直交して延びた状態で、印刷回路基板の縁への実装を意
図されている。嵌合面18は、積み重ねられたモジュラジャック2が使用される
デバイスの垂直外壁の切欠に配置され得る。
上述のように、積み重ねられたモジュラジャック2は従来の構造を有する。し
かし、このジャック2は、前面即ち嵌合面18に実装されたLED38の形態の
可視表示器の配列を有する。本実施形態において、2個のLED38は、各嵌合
開口20の側方に配置されるので、各ジャック4の側方に配置されることになる
。2個のLED38が各ジャック4の側方に実装されるので、4個のLED38
が縦2列に配置され、各縦列は2個の積み重ねられたジャックの一側に配置され
る。各LED38は、嵌合面18から内方に延びる実装キャビティ26内に実装
され
る。図5によく示されるように、内部通路28は、各LED実装キャビティ26
から延びて、嵌合面18に直交し且つ実装面22に平行にハウジングを貫通する
。各内部通路28は、嵌合面18と略平行なハウジング実装面22から延びるチ
ャンネル34と交差する。従って、チャンネル34は、この積み重ねられた直角
モジュラジャック内で交差する通路28に対して略直角に延びる。
各内部通路28は、本体又はLED38のレンズから延びる2本のリード42
を受容するのに十分な断面領域を有する。これらの通路は、非導電性ハウジング
16が成形される際にコアピンにより形成され、好適な実施形態では、各通路2
8は矩形断面を有する。4個のLEDが嵌合面18の1縦列に配置されているの
で、4個の個別の通路が上下に並んで形成される。図5に示されるように、リー
ドが非導電性ハウジング16の前面即ち嵌合面18から通路28内に挿入される
際にLEDリード42の端部を捕捉し克つ整合するために、各通路28が後部で
狭くなって中央のテーパ部が傾斜面を形成する。縦列内で上下に配置される4個
の内部通路28は、各内部通路28の後端で単一のチャンネル34と交差する。
図5に示されるように、通路28はハウジング16内にさらに前方に延び、短い
通路28が実装面22に隣接する底部に配置される。好適実施形態において、単
一のチャンネル34は、4個の通路28と合体即ち交差する。チャンネル34は
、ハウジング16が成形される際に、単一のコアピンにより成形され得る。
図5に示されるように、各LED38は、2本のリード42、即ち長いアノー
ドリード42’及び短いカソードリード42”を有する。長いリード42’は、
各内部通路内に実装される際に短いリード42”の頂部側に配置されるので、2
本の対応するリードの後端はスタガ(千鳥)配置され、このため、単一のLED
用の他のリードと接触することなく適切なリード42と接触するように、チャン
ネル34内に配置されたコンタクト44用の部屋を提供する。単一の縦列内に積
み重ねられた他のLED38用のリード42は徐々に長くされ、短いカソードリ
ード42”は実装面22に隣接するコネクタ2の底部に位置し、長いリード42
’はコネクタ2の頂部側に配置される。このため、LEDリード42の後端はス
タガ状である。スタガ配置されたリード42は、単−LEDのリードを所定長さ
に切断することにより製造できる。また、標準的なLEDではカソードがアノー
ドより短いので、異なる標準的なLEDも使用できる。一般には、LEDのアノ
ードリードは27mmであり、カソードリードは25.5mmである。徐々に長くなるリー
ドを有する標準的なLEDは、リードがスタガ配列になるように使用することが
できる。本実施形態では、アノードリードがカソードリードの上に配置されたが
、リードが所定長さに切断される場合は、方向性を逆にしてもよい。
圧接コンタクト44はチャンネル34内に配置される。これらのコンタクト4
4は、その頂部に位置する圧接接触部即ちスロット48をそれぞれ有する。この
スロット48は、個々のコンタクトが交差する、対応するリード42の端部と係
合するように幅及び深さが選択される。コンタクト44は、圧接接触を形成する
のに好適な燐青銅等の弾性を有する金属を打抜き加工及び曲げ加工される。また
、平坦な各コンタクト44はその下端に半田テール46を有し、隣接する半田テ
ールはスタガ配置されて、コンタクト44が印刷回路基板のトレース54に導か
れる印刷回路基板スルーホール内で半田付けされる際に、付加的な空間を提供す
る。コンタクトは44前後に1列に配置される。隣接する2個のコンタクトは、
単一のLED38のアノード及びカソードリードに接続する。1個のLED38
のア
ノードリード42’に接続されるアノードコンタクト44’は、同じLEDの対
応するカソードリード42”に接続されたカソードコンタクト44”より長い。
また、隣接するコンタクト44の対は、図5に示されるように、頂部後方から底
部前方にかけて徐々に短くなる。従って、圧接スロット48でのリード42の電
気的接続は、各コンタクト44が下から対応するLEDリード42へアクセスで
きるようにスタガ配置されている。各チャンネルは、対向するチャンネル壁に沿
って溝36を有する。コンタクト44は、その縁がこれらの溝36内に嵌まって
、チャンネル34内に支持される。
積み重ねられた電気コネクタ2は、本体14内にインサート成形された端子1
0を、非導電性成形ハウジング16内に最初に挿入することにより組み立てられ
る。次に、コンタクト44は、その頂部の圧接スロット48がチャンネル34の
頂部に対して窪むと共にリード42が挿入される位置から離隔する予荷重状態へ
、下からチャンネル34内に挿入される。この予荷重位置は図6に示される。コ
ンタクト44がこの予荷重位置にある場合、リードの端部が対応するコンタクト
44の接触スロット48の上に配置されるまで、LED38は、対応する通路2
8内に前面即ち嵌合面から挿入完了される。
図6に示されるように、リード42の端部は、通路28の後部且つチャンネル
34の頂部に位置する支持リブ30に沿って配置される。この支持リブ30は、
スロット48の幅及びLEDリード42の幅より狭く、チャンネル34を形成す
るコアピンの凹部により成形で形成される。リード42が適正に配置された状態
では、コンタクト44がその最終位置に至るまでチャンネル34内にさらに押し
込まれるので、リード42は、各コンタクト44の頂部で対応するスロット48
内に挿入される。LEDリード42と共に形成された圧接コンタクトは、リード
42との間に電気的接続を形成するのみならず、LED本体40に対して接着剤
塗布を要することなくLEDキャビティ26内にLEDを機械的に保持する。次
に、コネクタ2は、印刷回路基板52上に実装することができる。端子8の後端
12は、コンタクト44の端部46と同様に、ハウジング実装面22を超えて延
びる。次に、ハウジング16の底面の取付けポスト24がコネクタ2を印刷回路
基板に固定するために使用され、端子8及びコンタクト44を、印刷回路基板孔
の周囲のパッド又は印刷回路基板のめっきされたスルーホールに半田付けするこ
とができる。
積み重ねられたコネクタ2は本発明で使用され得るコネクタの代表例であるが
、本発明は積み重ねられたモジュラジャックと共に使用することに限定されない
。例えば、本発明は、他に、印刷回路基板に半田付けされる従来のピンヘッダを
使用することができる。また、本発明は表面実装型コネクタを使用することもで
き、コンタクトの半田テールは表面実装型半田テールでもよい。また、本発明は
、LED端子を接続する圧接スロットと共に使用することに限定されないし、リ
ードはコンタクトに半田付けされることさえも可能である。別の機械的接続の例
は、コンタクトの頂部で用いられるコンタクトの突き剌し部(poke)であろう。
コンタクトの突き刺し部が用いられる場合、コンタクトはハウジング内に挿入さ
れ、次にリードが端子の開口内に軸線方向に沿って挿入されるであろう。コンタ
クト開口内のタブは、LEDリードと係合し、このリードを電気的に接続する。
本発明の他の等価な変形例は、より長いLEDリードが組立体の底部に配置され
た状態で、チャンネルがコネクタハウジングの頂部から挿入されるコネクタを具
備す
るであろう。また、アノードリード及びカソードリードが水平面内に並んで配置
された状態で、LEDが挿入されてもよい。そこで、同一のLEDからの各リー
ドは同じ長さにされ、リード接続が並んだ状態で、対応するコンタクトが同じ長
さにされる。さらに、本発明は、ハウジングに実装される表示器としてLEDを
使用することに限定されない。他の状態表示器又はセンサを同じ態様で実装して
もよい。従って、本発明の範囲は、添付の請求の範囲により定義されるものであ
り、本明細書に例示された実施形態に限定されない。
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,
NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L
S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ
,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL
,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,
BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E
E,ES,FI,GB,GE,HU,IL,IS,JP
,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,
LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M
W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD
,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,
UA,UG,UZ,VN
(72)発明者 シモンズ、ランディ グレー
アメリカ合衆国 27023 ノースカロライ
ナ州 ルイスビル ブラッドフォード プ
レース レーン 196
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.相手電気コネクタ6と嵌合可能な電気コネクタ2であって、前記相手電気コ ネクタ6と嵌合する形状の嵌合面18を有する非導電性ハウジング16と、該ハ ウジング16内に配置される複数の端子8と、前記嵌合面18に配置された少な くとも1個の表示器とを具備する電気コネクタ2において、 前記ハウジング16は、前記嵌合面18から後方に延びる少なくとも1個の内 部通路28を有し、 前記表示器38は、そのリード42が前記表示器38から対応する前記通路2 8を貫通した状態で配置され、 前記コネクタ2は、横方向に前記通路28へ延びて前記実装面18に開口する 前記通路28を横切るチャンネル手段34と、該チャンネル手段34内に配置さ れると共に前記表示器リード42に電気的に接続されるコンタクト44とを有し 、 該コンタクト44がハウジング実装面22に延びていることを特徴とする電気 コネクタ。 2.前記嵌合面18は、前記内部通路28が前記実装面22と平行に延びた状態 で、前記実装面22に対して直角に延び、 前記チャンネル手段34が前記嵌合面18と平行に延びていることを特徴とす る請求の範囲第1項記載の電気コネクタ。 3.前記表示器38が発光ダイオードを有し、 前記コンタクト44が圧接コンタクトを有し、 前記各表示器リード42が前記コンタクト44の頂部で圧接コンタクトのスロ ット48内に受容されることを特徴とする請求の範囲第2項記載の電気コネクタ 。 4.複数の前記発光ダイオード38が前記嵌合面18に縦に配置されていること を特徴とする請求の範囲第3項記載の電気コネクタ。 5.前記表示器リード42の長さが、前記ハウジング嵌合面18に接近するに従 って徐々に短くなることを特徴とする請求の範囲第4項記載の電気コネクタ。 6.前記電気コネクタは、前記非導電性ハウジング16内に配置された複数の雌 型電気コネクタ4を含む、積み重ねられた電気コネクタ2からなり、 別体の前記雌型電気コネクタ4は、前記非導電性ハウジング16の嵌合面18 に嵌合開口20を有し、 雄型電気コネクタ6が、対応する前記雌型コネクタ4と電気的に接触するため に前記嵌合開口20内に挿入可能であり、 前記表示器38が前記嵌合開口20の各々に隣接して配置され、前記表示器リ ード42が前記非導電性ハウジング16内の通路28を貫通することを特徴とす る請求の範囲第1項記載の電気コネクタ。 7.前記表示器リード42及び前記コンタクト44の交差する位置が千鳥配置さ れていることを特徴とする請求の範囲第6項記載の電気コネクタ。 8.前記電気コネクタは、プラグ6と嵌合可能な印刷回路基板用ジャック4を具 備し、 該ジャック4は、前記非導電性ハウジング16内に配置される複数の端子8を 有し、 該端子8の各々は、前記ジャック4の嵌合面18に隣接して配置された嵌合端 10を有し、 前記コンタクト44は、前記表示器リード42に対して直角に前記チャンネル 34を貫通すると共に前記通路28及び前記チャンネル34の交差する位置で前 記表示器リード42と接触する印刷回路基板用コンタクトを具備し、この結果、 前記表示器リード42が印刷回路基板トレース54に接続可能であることを特徴 とする請求の範囲第1項記載の電気コネクタ。 9.前記表示器38の各々は、アノードリード42’及びカソードリード42” を有し、 前記ジャック4は、前記アノードリード42’と係合する第1コンタクト44 '、及び前記カソードリード42”と係合する第2コンタクト44”を前記各表 示器に対して有することを特徴とする請求の範囲第8項記載の電気コネクタ。 10.複数の前記表示器38が前記嵌合面18に配置され、 1個の通路28が、前記表示器38の各々に対して前記嵌合面18から延び、 単一のチャンネル34が前記複数の表示器38用の通路38を横切るこkとを特 徴とする請求の範囲第1項記載の電気コネクタ。
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