JP2009535766A - コンタクトプレートを有する電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【解決手段】電気コネクタ（１００）は、相手コネクタを受容するよう構成されたキャビティ（１０８）を有する誘電性ハウジング（１０２）と、コンタクト（１１８）のアレーを有するコンタクト副組立体（１１０）とを有する。各コンタクトは、相手コネクタと係合するよう構成された嵌合接触部（１２０）を区画する。各コンタクトは、コンタクト接続端（１７４）まで嵌合接触部の下流に延びるビーム部（１７２）を有する。キャビティ内には、各コンタクトプレートがコンタクトのビーム部でコンタクトの対応する一つと係合するように、コンタクトプレート（１３６）が配置される。

Description

本発明は、電気コネクタに関し、具体的にはコンタクトプレートを有する電気コネクタに関する。

電気通信システムにおけるデータ伝送速度の増大により、クロストークが重要な問題になってきた。クロストークは、容量性又は誘導性の結合により１信号線から隣接する信号線に結合されるエネルギーと定義することができる。このクロストークは、伝送される信号の純度に干渉する信号ノイズという結果になる。

広く使用されている電気通信配線システムは、電線対が互いにツイストされるツイストペア配線である。ツイストペアの電線は、差動信号を搬送するので信号対として知られている。信号対の各電線は、大きさが等しいが逆位相の信号を搬送する。すなわち、これら電線は、同じ大きさで各々正及び負の信号を搬送する。これら信号は、大きさが等しいが逆位相であるので、大きさが等しいが逆の電磁場を発生する。ツイストペアにおいて、これら大きさが等しく逆の電磁場は互いに打ち消しあう。このため、一つのツイストペア及び隣接するツイストペアの間には、クロストークが殆ど生じないか全く生じない。

ツイストペア配線システムにおけるクロストークは、システム内の後続のケーブル間に干渉を生ずる電気コネクタ内に主に生ずる。クロストークの一発生源は、電気通信システム内のモジュラプラグ及びジャック間の嵌合界面である。これらのコネクタは、互いに接近し且つ平行に離間した端子を有する。この接近且つ平行な配置は、信号対の異なる対における隣接する電線間のクロストークを伝導する。さらに、モジュラプラグ内の端子は、米国電子工業会／米国電気通信工業協会（ＥＩＡ／ＴＩＡ）５６８等の公知の工業規格に従ったツイスト線の特定の電線専用である。従って、電線の端部は、プラグ内で接近且つ平行に配置されなければならない。

クロストークを低減するための従来技術の技法は、モジュラジャック及びモジュラジャックの基板に主に重点的に取り組んでいた。例えば、回路基板は、端子間のクロストークを補償するために所定のパターンで回路を形成する。問題は、信号の周波数が増大するにつれてクロストークが対数的に増大するので、より高速のデータ伝送速度への一定の傾向の結果、さらにクロストークの低減する必要が生じた。また、電気通信ケーブルのモジュラジャックに称するクロストークは、250〜500ＭHzのオーダーの非常の高い周波数で著しく生ずる。

解決手段は、本明細書に開示された、クロストークを低減するためのコネクタにより提供される。このコネクタは、相手コネクタを受容するよう構成されたキャビティを有する誘電性ハウジングと、コンタクトのアレーを有するコンタクト副組立体とを有する。各コンタクトは、相手コネクタと係合するよう構成された嵌合接触部を区画する。各コンタクトは、コンタクト接続端まで嵌合接触部の下流に延びるビーム部を有する。キャビティ内には、各コンタクトプレートがコンタクトのビーム部でコンタクトの対応する一つと係合するように、コンタクトプレートが配置される。

以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。

図１は、典型的な電気コネクタ（以下、単にコネクタという）１００を前側から見た斜視図である。図示の実施形態において、コネクタ１００は、ＲＪ−４５アウトレットすなわちジャック等の８ピンのモジュラコネクタである。コネクタ１００は、相手プラグ（図示せず）と結合するよう構成されている。

コネクタ１００は、嵌合端１０４及び装填端１０６の間を延びるハウジング１０２を有する。嵌合端１０４及び装填端１０６の間を、キャビティ１０８が延びる。キャビティ１０８は、嵌合端１０４を通って相手プラグを受容する。

コネクタ１００は、ハウジング１０２の装填端１０６を通ってハウジング１０２内に受容されるコンタクト副組立体１１０を有する。コンタクト副組立体１１０は、タブ１１２によりハウジング１０２に固定される。コンタクト副組立体１１０は、嵌合端１１４及び電線接続端１１６の間を延びており、コンタクト副組立体１１０の嵌合端１１４がハウジング１０２の嵌合端１０４近傍に配置されるように、ハウジング１０２内に保持される。電線接続端１１６は、ハウジング１０２の装填端１０６から外方すなわち後方に延びている。コンタクト副組立体１１０は、ピンすなわちコンタクト１１８のアレーを有する。各コンタクト１１８は、キャビティ１０８内に配置された嵌合接触部１２０を有し、相手プラグがコネクタ１００に結合する際に相手プラグの対応するピンすなわちコンタクト（図示せず）と接触する。コンタクト１１８の配列は、ＥＩＡ／ＴＩＡ５６８等の工業規格により管理されてもよい。典型的な一実施形態において、コネクタ１００は、差動対として配列された８個のコンタクト１１８を有する。

コンタクト副組立体１１０の接続部１２４には、複数の通信線１２２が取り付けられる。これら接続部１２４は、コンタクト副組立体１１０の電線接続端１１６に配置されている。電線１２２は、ケーブル１２６から延びていると共に接続部１２４に接続されている。任意であるが、接続部１２４は、コンタクト副組立体１１０に電線１２２を接続するための圧接部（ＩＤＣ）を有する。或いは、電線１２２は、半田接続、圧着接続等によりコンタクト副組立体１１０に接続されてもよい。典型的な一実施形態において、コネクタ１００は、差動対として配列された８本の電線１２２を有する。任意であるが、各電線１２２は、コンタクト１１８の対応する１個に電気的に接続される。例えば、各電線１２２に沿って伝送された信号は、コネクタ１００を介して対応するコンタクト１１８に送られてもよい。

図２は、コネクタ１００を後側から見た分解斜視図である。図示の実施形態において、ハウジングの装填端１０６は、キャビティ１０８に開放している。ハウジング１０２は、キャビティ１０８内に配置された中央壁１３０を有する。この中央壁１３０は、スロット壁１３４により互いに分離された互いに平行な複数のスロット１３２を有する。任意であるが、スロット壁１３４は絶縁材料製であってもよい。これらスロット１３２は、内部にコンタクトプレートすなわち容量性プレート１３６を受容するよう配列されている。任意であるが、コンタクトプレート１３６は、スロット壁１３４により完全に分離されてもよい。或いは、スロット壁１３４は、隣接するコンタクトプレート１３６間を空隙が延びるように、コンタクトプレート１３６の一部のみを分離してもよい。コンタクトプレート１３６は、スロット壁１３４と摩擦嵌合することにより、スロット１３２内に保持されてもよい。或いは、コンタクトプレート１３６は、コンタクトプレート１３６を所定位置に保持するようハウジング１０２と係合するバーブ（逆刺）を有してもよい。別の一実施形態において、コンタクトプレート１３６は、コンタクト副組立体１１０に結合され且つコンタクト副組立体１１０により支持される。コンタクトプレート１３６は、コンタクトプレート１３６が互いに近接することにより、互いに容量結合される。組立時に、コンタクトプレート１３６は、コンタクト１１８に係合し、コンタクトプレート１３６間の容量結合により、コンタクト１１８間のクロストーク及び相手プラグ内のクロストークを補償する。

図２に図示された実施形態において、４枚のコンタクトプレート１３６がコネクタ１００内に受容される。任意であるが、コネクタ１００は、コンタクト１１８よりも少ない数のコンタクトプレート１３６を有する。或いは、コネクタ１００は、コンタクト１１８と同数のコンタクトプレート１３６を有してもよい。各コンタクトプレート１３６は本体１３８を有する。本体１３８は、上面１４０、底面１４２、前面１４４、後面１４６及び両側面１４８を有する。任意であるが、各コンタクトプレート１３６の後面１４６は、切欠部１４９を有してもよい。両側面１４８は、上面１４０、底面１４２、前面１４４及び後面１４６により区画される表面積を有する。各コンタクトプレート１３６は、隣接するコンタクトプレート１３６から距離１５０だけ離間している。この距離１５０及び両側面１４８の表面積は、隣接するコンタクトプレート１３６間の容量結合量に影響を与える。例えば、隣接するコンタクトプレート１３６間の距離１５０が増大すると、又は隣接するコンタクトプレート１３６の一方又は両方の表面積が減少すると、コンタクトプレート１３６間の容量結合量が減少する。隣接するコンタクトプレート１３６間の距離１５０が減少すると、又は隣接するコンタクトプレート１３６の一方又は両方の表面積が増大すると、コンタクトプレート１３６間の容量結合量が増大する。任意であるが、コンタクトプレート１３６は異なる寸法及び形状を有してもよいし、コンタクトプレート１３６はいくつかのコンタクトプレート１３６間に異なる間隔を有してもよい。任意であるが、スロット壁１３４の絶縁材料のタイプ又はスロット壁１３４の厚さを、コンタクトプレート１３６間に所定の容量結合量を得るよう選択してもよい。さらに、コンタクトプレート１３６の一部は、コンタクトプレート１３６間に所定の容量結合量を得るよう空隙により分離してもよい。

典型的な一実施形態において、各コンタクトプレート１３６は、コンタクト副組立体１１０のコンタクト１１８と係合するために本体１３８から延びるコンタクト部材１５２を有する。図示の実施形態において、コンタクト部材１５６２は、基部１５４及び先端部１５６間を延びるばねコンタクトである。このコンタクト部材１５２は、底面１４２近傍の本体１３８の後面１４６から延びている。

コンタクト副組立体１１０は、嵌合端１１４から集積回路１６２まで後方に延びる基部１６０を有する。この基部１６０はコンタクト１１８を支持する。コンタクト副組立体１１０は、集積回路１６２から接続部１２４まで後方に延びる接続本体１６４を有する。接続本体１６４は、キャビティ１０８の後部をほぼ充填する寸法に設定されている。任意であるが、接続部本体１６４は、組立中、ハウジング１０２に関してコンタクト副組立体１１０を方向付けるためのキー機構１６６を有してもよい。

組立中、コンタクトプレート１３６は、ハウジング１０２の装填端１０６を通ってハウジング１０２のスロット１３２内に装填される。コンタクトプレート１３６は、各コンタクト部材１５２がコンタクト副組立体１１０と係合するよう方向付けられるように、装填される。次に、コンタクト副組立体１１０は、ハウジング１０２の装填端１０６を通ってハウジング１０２内に装填される。装填時に、基部１６０はハウジング１０２の嵌合端１０４近傍に配置されるので、コンタクト１１８はキャビティ１０８に露出する。接続部本体１６４は、キャビティ１０８内に部分的に受容されると共に、キャビティ１０８の後部をほぼ充填する。接続部本体１６４から延びるタブ１１２は、ハウジング１０２と係合すると共に、ハウジング１０２にコンタクト副組立体１１０を固定する。さらに、組立時に、接続部１２４は、露出すると共に、電線１２２（図１参照）を受容するよう構成される。或いは、電線１２２は、ハウジング１０２へのコンタクト副組立体１１０の装填に先立って、接続部１２４に接続されてもよい。

図３は、コンタクト副組立体１１０を前側から見た斜視図である。図３に図示されているように、基部１６０は、コンタクト副組立体１１０の嵌合端１１４及び集積回路１６２間に延びている。平行な複数の溝１７０は、嵌合端１１４から後方に延びている。コンタクト１１８の部分は、対応する溝１７０内に受容される。任意であるが、コンタクト１１８は、溝１７０内で移動可能であり、コネクタ１００が相手プラグと嵌合する際にコンタクト１１８の撓みを可能にする。各コンタクト１１８は互いにほぼ平行に延びており、各コンタクト１１８の嵌合接触部１２０は互いにほぼ整列している。

コンタクト１１８は、接続部１７４（図４参照）から延びるビーム部１７２と、前端すなわち先端１７８から延びるテール部１７６とをそれぞれ有する。各コンタクト１１８の嵌合接触部１２０は、ビーム部１７２及びテール部１７６の間に配置される。ビーム部１７２は、嵌合接触部１２０から接続端１７４の方へ下流に延びている。テール部１７６は、嵌合接触部１２０から先端１７８の方へ上流に延びている。嵌合接触部は、テール部１７６がビーム部１７２に対して傾斜するように、曲げ部すなわち湾曲部を有してもよい。任意であるが、図３に図示されているように、ビーム部１７２は、テール部１７６の下流に交差部１８０を有してもよい。交差部１８０は、交差部の上流及び下流のビーム部１７２及びテール部１７６のパターンすなわち順番を変更する。

図４は、コンタクト副組立体１１０がハウジング１０２に受容されたコネクタ１００の断面図である。接続部１２４は、電線１２２（図１参照）に接続するためにコネクタ１００の後部へ露出している。コンタクト１９０は、接続部１２４から集積回路１６２まで延びている。集積回路１６２は、コンタクト１９０からコンタクト１１８まで信号を送るためのトレース（図示せず）を有する。コンタクト１１８の接続端１７４は、集積回路１６２に接続されている。コンタクト１１８は、集積回路１６２に表面実装又はスルーホール実装されてもよい。次に、コンタクト１１８のビーム部１７２は、コンタクト副組立体１１０の基部１６０に沿って形成される。コンタクト１１８のテール部１７６は、コンタクト副組立体１１０の嵌合端１１４の方へビーム部１７２から前方へ延びている。任意であるが、テール部１７６は基部１６０から上昇しているので、相手プラグがコネクタ１００と嵌合する際にコンタクト１１８が基部１６０の方へ撓んでもよい。テール部１７６は、相手プラグと接触するようコンタクト１１８を配置するために、嵌合接触部１２０に円弧部１９２を有してもよい。

図４に図示されているように、キャビティ１０８は、中央壁１３０によって、中央壁１３０及びハウジング１０２の嵌合端１０４間に延びる相手コネクタ用キャビティ１９４と、中央壁１３０及びハウジング１０２の装填端１０６間に延びるコンタクト副組立体キャビティ１９６とに分割される。相手コネクタ用キャビティ１９４及びコンタクト副組立体キャビティ１９６間の中央壁１３０を通って、開口１９８が延びている。コンタクト副組立体１１０の基部１６０は、コネクタ１００の組立の際に開口１９８を通って装填されるので、コンタクト副組立体１１０の少なくとも一部は、相手コネクタ用キャビティ１９４に露出する。例えば、コンタクト１１８は、相手コネクタ用キャビティ１９４に露出している。

中央壁１３０は、コンタクトプレート１３６を受容するスロット１３２を有する。これらスロット１３２は、コンタクトプレート１３６をしっかりと保持する前壁部２００、底壁部２０２及び上壁部２０４により区画される。典型的な一実施形態において、組立時に、コンタクト１１８の一部は、底壁部２０２のほぼ直ぐ下に延びている。任意であるが、コンタクト１１８は、底壁部２０２と係合してもよい。

コンタクト部材１５２は、コンタクトプレート１３６の本体１３８から延び、プレート接触部２０６でコンタクト１１８のビーム部１７２と係合する。核コンタクトプレート１３６は、コンタクト１１８の異なる一つと係合する。容量プレート１３６は、互いに容量結合し、種々のコンタクト１１８間のクロストーク及び相手プラグ（図示せず）内のクロストークを補償する。コンタクトプレート１３６は、所定の補償量を提供するよう寸法、形状、間隔が設定されている。別の実施形態では、寸法、形状、間隔は、補償量を変えるよう変更されてもよい。

典型的な一実施形態において、プレート接触部２０６は、テール部１７６近傍のビーム部１７２に配置される。任意であるが、プレート接触部２０６は、交差部１８０に直ぐ隣接した下流に配置される。また、プレート接触部２０６は、コンタクト１１８の接続部１７４に対して離れて配置されている。例えば、プレート接触部２０６は、ビーム部１７２に沿って嵌合接触部１２０から第１距離２０８に、且つ接続端１７４から第２距離２１０に配置されている。ここで、第１距離２０８は、第２距離２１０より短い。換言すると、プレート接触部２０６は、接続端１７４よりも嵌合端１２０により接近している。この結果、コンタクト１１８間のクロストーク及び相手プラグ（図示せず）内のクロストークの補償部は、集積回路１６２等の接続端に隣接して補償部が配置された場合よりもクロストーク源（例えば、相手プラグ）により接近して配置される。このため、クロストーク源及び補償部間の電気的遅延が減少し、補償はより効果的である。

こうして、クロストークを補償しない、又はクロストーク源及びクロストークの補償部間で電気的遅延の大きなクロストークを補償するコネクタと比較すると、全体のクロストーク性能が改良されたコネクタ１００が提供される。コネクタ１００は、低コスト及び信頼性高く形成される。コネクタ１００は、ハウジング１０２に受容されたコンタクトプレート１３６を有する。コンタクトプレート１３６は、コンタクト１１８の接続端１７４から上流でコンタクト１１８と係合する。このため、クロストークの補償部は、クロストーク源（例えば、相手プラグ）により接近して位置する。このようにして、コネクタ１００は、改良された電気的性能を有して提供される。

種々の特定実施形態により本発明を説明したが、当業者には、特許請求の範囲の真髄及び範囲内で変更して本発明を実施することができることを理解されよう。

本発明の典型的な電気コネクタを前側から見た斜視図である。 図１の電気コネクタを後側から見た分解斜視図である。 図２の電気コネクタの典型的なコンタクト副組立体を前側から見た斜視図である。 図１に示された電気コネクタの断面図である。

符号の説明

１００ 電気コネクタ
１０２ ハウジング
１０８ キャビティ
１１０ コンタクト副組立体
１１８ コンタクト
１２０ 嵌合接触部
１３６ コンタクトプレート
１３８ 本体
１５２ コンタクト部材（ばねコンタクト）
１７２ ビーム部
１７４ コンタクト接続部
１８０ 交差部
２０６ プレート接触部
２０８ 第１距離
２１０ 第２距離

Claims (10)

1. 相手コネクタを受容するよう構成されたキャビティ（１０８）を有する誘電性ハウジング（１０２）と、コンタクト（１１８）のアレーを有するコンタクト副組立体（１１０）とを有する電気コネクタ（１００）であって、
   前記コンタクトの各々は、前記相手コネクタと係合するよう構成された嵌合接触部（１２０）を区画し、
   前記コンタクトの各々は、コンタクト接続端（１７４）まで前記嵌合接触部の下流に延びるビーム部（１７２）を有し、
   前記キャビティ内には、コンタクトプレート（１３６）が配置され、
   該コンタクトプレートの各々は、前記コンタクトの前記ビーム部で前記コンタクトの対応する一つと係合することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記コンタクトプレートの各々は、前記コンタクトの前記コンタクト接続端に対して離れた位置で前記コンタクトの対応する一つと係合することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記コンタクトプレートの各々は、前記ハウジングに結合されていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
4. 前記コンタクトの各々は、前記嵌合接触部の下流に交差部（１８０）を有し、
   前記コンタクトプレートは、前記交差部に隣接する前記コンタクトの対応する一つと係合することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
5. 前記コンタクトプレートは、プレート接触部（２０６）で前記コンタクトの対応する一つに係合し、
   前記プレート接触部は、前記嵌合接触部から第１距離（２０８）に、且つ前記コンタクト接続端から第２距離（２１０）に配置されており、
   前記第１距離は、前記第２距離より短いことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
6. 前記コンタクトプレートは、平坦であり、且つ互いに平行に配列されていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
7. 前記コンタクトプレートは、本体（１３８）と、該本体から延びるばねコンタクト（１５２）を有しており、
   該ばねコンタクトは、前記コンタクトの対応する一つと係合することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
8. 前記コンタクトのアレーのコンタクト数と異なる数の前記コンタクトプレートを有することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
9. 隣接する前記コンタクトプレートは、互いに容量結合されており、
   前記隣接するコンタクトプレート間の容量結合量は、前記コンタクトプレート間の間隔、前記コンタクトプレートの寸法及び前記コンタクトプレート間の絶縁材料の量の少なくとも一つにより制御されていることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
10. 前記隣接するコンタクトプレートは、隣接する前記コンタクトに係合していることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。

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