JP2017117801A - プラグおよびプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】公知のプラグ実施形態には、最大で数十ダースの個別部品が含まれている。【解決手段】本発明によると、電気プラグ型コネクタ用のプラグが提供される。このプラグは、それ自体が公知なように、対応する数の接続要素（８）に接続されるかまたは接続可能な複数のプラグ接点（６．１）を備える。接続要素（８）は、絶縁変位接点、挟着接点、または場合によってははんだ継手等であり、それぞれが１つの電気ケーブル芯線を接続する。プラグは、プラグ接点（６．１）ごとに１つの導体が導体トラック（６）として形成されることを特徴とする。導体トラック（６）は、鋳造プラスチック部品の形態をしたプラグ本体（１）の表面で三次元的に成長し、プラグ接点（６．１）を形成しつつ、このプラグ接点（６．１）を接続要素に電気的に接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、電気的データ伝送用のプラグ型コネクタに関する。
詳細には、本発明は、プラグに関する。

標準型のＲＪ−４５プラグまたはその他のカテゴリ７対応プラグは、通常、機械的機能と電磁的機能の両方を実行する多数の個別要素でできている。
公知のプラグ実施形態には、最大で数十ダースの個別部品が含まれている。
ハウジングに加えて、プリント基板、接触要素、ＩＤＣ、遮蔽板等が含まれており、電気的に相互接触させる必要がある要素は、相互にはんだ接合または圧接されている。
このことは、特に組み立てに起因して、製造コストに大きな影響を及ぼす。
さらに、機械公差によって、伝送性能に関する問題が生じることがある。

本発明の目的は、先行技術の欠点を克服し、詳細には、構成部品の数が少なく、好ましくは高い性能（たとえば、少なくともカテゴリ６、詳細には少なくともカテゴリ６Ａ）を実現するプラグを提供することである。

この目的は、特許請求の範囲に記載した発明によって実現される。

本発明によると、電気プラグ型コネクタ用のプラグが提供される。このプラグは、それ自体が公知なように、対応する数の接続要素に接続されるかまたは接続可能な複数のプラグ接点を備える。接続要素は、絶縁変位接点（Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔａｃｔ：ＩＤＣ）、挟着接点、または、場合によっては、はんだ継手等であり、それぞれが１つの電気ケーブル芯線を接続する。
プラグは、プラグ接点ごとに１つの導電体（以下、「導体」と呼ぶ）が導体トラックとして実装されることを特徴とする。この導体トラックは、プラスチック部品の表面に付着して三次元的に成長し、プラグ接点を形成しつつ、このプラグ接点を接続要素に電気的に接続する。また導体トラックは、所望の性能を実現するために電磁補償を含む。

導体トラックは、二次元平面に制限されていない場合（つまり、トラック全体が伸びる二次元平面が存在しない場合）は、三次元的に伸びる。
この場合の導体は、三次元物体の表面を通る。この三次元物体は、三次元構成を有するという点で、（印刷回路）基板（ＰＣＢ）と異なる。
詳細には、たとえばプラスチック製の本体がプラグ本体を形成し、そのプラグ本体のプラグ部を形成する少なくとも１つの領域が、プラグ標準によって要求される形状を実質的に備える。すなわち、かかる領域が、プラグ面を形成する（導体トラックを備えたプラグ本体に嵌めるプラグハウジングを別途設けることもできる）。

本発明のプラグは、一般的にはツイストペアケーブル接続用のプラグである。
このプラグは、たとえば、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも６個、または多くの場合は少なくとも８個のプラグ接点を有する。
プラグ接点は、通常はプラグ本体の表面で、少なくとも部分的に、平行な細長い形状をした接点の形態をとる。
これらの接点は、公知のＲＪ−４５プラグでよく利用されているように、すべての接点を相互に平行な状態でプラグ本体の同じ面に相互に隣接して配置するか、またはカテゴリ７およびカテゴリ７Ａの要件を満たす標準に対応するプラグ等で見られるように、１つの面で相互に隣接する平行なプラグ接点のペアを複数設けることができる。

プラスチック本体は、一般的には鋳造法、詳細には射出成形法で製造される。
多くの実施形態では、プラグ本体が熱可塑性プラスチックまたは複数の熱可塑性プラスチックから製造される。
導体は、成形回路部品（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ：ＭＩＤ）技術からそれ自体が公知である方法を利用して適用される。
したがってプラグ本体は射出成形回路キャリア（成形回路部品ＭＩＤ）と解釈することができる。

レーザーダイレクトストラクチャリングが特に適しているが、二成分射出成形法も利用できる。
レーザーダイレクトストラクチャリング（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ：ＬＤＳ）法では、鋳造後にプラグ本体を選択的に表面活性化する。導体トラックは、レーザービーム（ＵＶレーザー等）によって表面に擬似的に書き込まれる。
その後、導体トラックを槽内で無電流様式または直流電気的に金属化する。

この方法の代替となる二成分射出成形法では、導体トラックを生成する表面領域を形成するために金属化可能なプラスチックを提供し、その他の表面領域を形成するために金属化不可能なプラスチックを提供する。
この場合、金属化可能（非導電）なプラスチックでプラスチック部品の実際の本体を形成することができ、そのようなプラスチックを最初の操作で射出成形しておくことができる。または、金属化不可能なプラスチックでプラスチック本体を形成する。

減殺法等のさらなる代替ソリューションも考えられる。
現時点では、ＬＤＳと二成分射出成形が、本発明の目的に特に適していると思われる。

一般的には、ＭＩＤ、詳細にはＬＤＳおよび二成分射出成形は、それ自体が公知な方法であり、その詳細についてはこれ以上説明しない。
今日まで、これらの方法は、特殊な物理構造を持った従来型の相互接続を製造したり、移動無線アンテナ等としてハウジング部品に導体トラックを製造したりするためのものとして知られてきた。
本発明は、これらの方法によってプラグの製造で大きな利点が得られるという知識に基づいている。詳細には、必要な構成部品の数を減らし、製造コストを節約できる。

導体は、たとえば、プラグ接点を形成するポイントから接続要素（ＩＤＣ等）まで伸びる。結果として、導体に加えて、一体化等によりケーブル軸線を挟持し、および／またはケーブル軸線に切れ込む最大１個の接続要素が、プラグ接点が接触するジャック接点とケーブル芯線との間に設けられる。
言い換えると、成長した導体は、唯一必要な導体であり、成長した導体を備えるプラグ本体が多数の個別部品（接点対、補償、プラグ本体）を置き換える。

導体は、プラスチック本体の表面で部分的に相互に平行に伸びることができる。
詳細には、導体は、プラグ接点を接続要素に接続する局所的に平行な移行部のペアを、たとえば、４組形成する。

導体は、プラグ接点から（またはプラグ接点ゾーンから）接続要素（接続ゾーン）に向かう方向で、プラグ本体の異なる面で伸びていてよい。たとえば、少なくとも２つの異なる面（「上面」と「底面」。なお、「上」、「底」等の用語は、当然ながらプラグを使用する向きを限定するものではない）またはその他の面で伸びていてよい。
必要に応じて、下面に沿って案内される領域を有する導体の別の領域など、一部の導体の領域を遠位端面に沿って案内することもできる。

プラスチック本体の表面に形成された導体は、補償領域も有する。
このような補償領域は、導体トラックの一部によって形成される。この部分は、プラグ接点から接続要素への直接接続とは異なる伸び方をしており、たとえば、分岐、迂回、および／または複数のトラックが相互に平行して伸びるように実装される。これは、「ツイストペア」ケーブルの導体ペアを形成しない導体間に、それ自体が公知である所定の態様により、電磁的（通常は誘導的および静電的）結合を生じさせ、それによって漏話を補償するためである。
漏話を補償するには、特に繊細に分岐した導体部分がしばしば必要となる。本発明がなされたのは、第１に、プラスチック部品の表面で三次元的に成長した導体トラックを利用する方法がそのような補償部に適しているからであり、第２に、かかる方法の利点が、この場合には特に顕著になるからである。

実施形態では、導体は、プラスチック本体の表面に限定され、表面より下の深い層を通りビア（ｖｉａｓ）等を介して表面に接続される導体トラックの区間を持たない。同様に、導体はいかなるビアも持たないのが好ましい。
これにより、導体は、表面で成長した導体のみで形成される。

ただし、そのような多層実施形態（二成分射出成形等）を除外するものではない。

少なくとも２個、好ましくは少なくとも６個のプラグ接点を有するプラグの製造方法は、以下のステップを含む。
‐三次元（つまり、平板形状（プレート形状）とは異なる形状）のプラグ本体を、プラスチックから鋳造する。
‐プラグ本体に金属の導体トラックを選択的に取り付ける。このとき、導体トラックが、プラグ接点を形成し、且つケーブル芯線を接続する接続要素とプラグ接点との間の電気接続を形成する態様で配置および実装された導体を形成するように取り付ける。
‐導体トラックを部分的に覆うプラグハウジングを嵌める。

選択した方法とは無関係に、プラグハウジングを使用して、導体のプラグ接点ではない領域を保護することができる。
プラグハウジングは、プラグ本体と共に、プラグの形状を画定できる。
さらに、プラグハウジングは、プラグを係止するために、ジャックまたはアダプタの対応する手段と相互作用するラッチ等の係止手段を備えていてもよい。

本発明の例示的な実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
これらの図面で、同一の符号は同一または類似の要素を示す。

本発明のプラグのプラグ本体の図。 代替のプラグ本体の図。 ＧＧ４５（カテゴリ７およびカテゴリ７Ａ）型のプラグの図。 ＧＧ４５（カテゴリ７およびカテゴリ７Ａ）型のプラグの図。 プラグの製造方法のステップを示す図。

図１に示すプラグ本体１は、好適な熱可塑性物質から射出成形法により形成される。
この熱可塑性物質は、非導電金属キレート錯体など、レーザーダイレクトストラクチャリング法での使用に適した好適な構成部分を備える。結果として、金属化核をレーザー活性化により表面に形成できる。
対応する教示を、ＷＯ ９８／５５６６９、ＥＰ １ ２７４ ２８８等に見出すことができる。
導体トラック６がプラグ本体１の表面に形成される。これらの導体トラック６は、金属化槽での活性化領域への析出によって作成されている。

金属キレート錯体により提供される表面の活性化を利用した方法の代わりに、ＭＩＤ技術を使用したその他の方法も考えられる。これには、層（プライマ層、金属被覆等）を事前に析出させる方法や、二成分射出成形法が含まれる。

プラグ本体１は、前方（遠位）のプラグ部２と、後方（近位）の接続部３とを有する。

表面の導体トラック６は、図示された実施形態では、プラグの導体システム全体を形成する。ただし、ケーブル芯線を接続するための（たとえば、ＩＤＣ）接続要素は含まれない。
導体トラック６の平行な等間隔領域６．１は、この例では、ＲＪ−４５グループの標準によって要求されるプラグ接点を形成する。
さらに、導体トラック６は、プラグ接点６．１を接続要素８（図１では図示せず）に接続する移行領域６．２を含む。
さらに、補償領域６．３が示されている。この補償領域６．３では、導体トラック６がプラグ接点から接続要素８への直接接続とは異なる伸び方をしており、それ自体が公知である所定の態様で漏話を補償するために分岐、蛇行等して実装されている。

図示されているＲＪ−４５プラグの実施形態は、カテゴリ６Ａの仕様を満たす。
同様に、ＧＧ４５またはカテゴリ７およびカテゴリ７Ａプラグ型接続用のプラグを作成することもできる。

ＲＪ−４５プラグ型接続からそれ自体が公知なように、導体は、導体ペアを形成する。
これらの導体ペアを、「ツイストペア」ケーブル接続の相互に撚り合わされたケーブル芯線ペアに割り当てる必要がある。
詳細には、１−２、３−６、４−５、７−８の導体がそれぞれペアを形成する。図示された例では、１−２および３−６のペアがプラグ本体１の上面に沿って案内され、４−５および７−８のペアが下面に沿って案内されている。

プラグは、導体トラック６と共に図示されたプラグ本体１に加えて、既に説明した接続要素８（ＩＤＣ等）を備え、場合によっては、接続要素８を保持する独立したプラグ部品も備える。
さらに、プラグ部２と、場合によっては、接続部３とを囲むプラグハウジング１２を設けることもできる。プラグハウジング１２では、ＲＪ−４５プラグハウジング１２からそれ自体が公知なように、プラグ接点６．１の位置にスロットが設けられる。これらのスロットを介して、ばね付きのジャック接点がプラグ接点６．１に係合し接触することができる。

プラグ本体１のさらなる実施形態を図２に示す。
図１に示す実施形態と比較すると、補償領域６．３が、プラグの遠位端面に主として設けられるのではなく、上面と下面とに設けられている。追加または代替で、補償領域６．３を側面に設けることも考えられる。
これら２つの方法を組み合わせて、補償領域６．３を遠位端面と、上面、下面、および／または側面とに設けることも考えられる。

図１と図２に示す実施形態には、すべての移行領域６．２が、プラグ本体１の同じ側面にあるのではなく、漏話を低減するために異なる面に沿って案内されている、という共通の特徴がある。
図１では、導体移行領域６．２の２つのペアが上面および下面にそれぞれ配置されている。
図２の実施形態では、１つのペアが上面、下面、および各側面でそれぞれ案内されている。
図２の実施形態では、導電体（ケーブル芯線）用の接続要素８も示されている。
接続要素８は、先行技術の任意の所望の公知構成を備え得る。
ケーブル芯線を挿入する金属化された有底孔のように、導体を形成する金属被覆６を直接使用する接続要素８や、ケーブル芯線の露出端を挟着する接点閉路面も、原理的に考えられる。

図３および図４に概略的に示すように、本発明の方法は、詳細にはツイストペアケーブル用であるＲＪ−４５以外のプラグにも適している。
図３および図４は、カテゴリ７ケーブルおよびカテゴリ７Ａケーブルに適したＧＧ４５型のプラグ１０を概略的に示している。
この型では、プラグ接点６．１が上面と下面の両方に形成される。これにより、対応する導体の間隔を広げて漏話をさらに低減することができる。
図示されたプラグ１０の場合、ラッチ１３を備えたプラグハウジング１２がプラグ本体１の上に置かれている。そのため、プラグハウジング１２の対応するスロットで露出しているプラグ接点６．１だけが見えている。

また図５は、プラグの製造方法を概略的に示している。最初のステップで、射出成形等の鋳造により、プラグ本体１を最終的な形状で直接製造する。
次に、好適なレーザーを使用して、表面を選択的に活性化する。次に、活性化した表面領域の金属化を非通電金属化槽等で行う。
金属化が完了すると、プラグ本体１は、既に完成している。
次に、一般的には、プラグハウジング１２を固定し、場合によっては、接続要素を挟着、はんだ付け、または、その他の接続手法により固定する（図５に図示せず）。
接続要素８の取り付けは、プラグハウジング１２を取り付ける前または後に行うことができる。
接続要素８がはんだ継手である場合、それらの接続要素８は、配線時にのみ嵌めることができ、その場合は、プラグ自体に属さない。

Claims (9)

1. 複数のプラグ接点（６．１）と、それぞれが１つの電気ケーブル芯線を接続する対応数の接続要素（８）への電気接続とを備えた、電気プラグ型コネクタ用のプラグであって、
   プラグ本体（１）を形成し、三次元の形状を有するプラスチック部品を含み、該三次元の形状を有するプラスチック部品が、
   該三次元の形状を有するプラスチック部品の表面に付着し、該三次元の形状を有するプラスチック部品の表面の三次元経路に沿って伸び、前記プラグ接点（６．１）を形成しつつ該プラグ接点（６．１）をそれぞれに割り当てられた前記接続要素（８）に接続するように配置および実装され、漏話を低減する補償部（６．３）を該三次元の形状を有するプラスチック部品の表面に形成する複数の導体（６）を備えることを特徴とするプラグ。
2. 少なくとも８個のプラグ接点（６．１）を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラグ。
3. 前記導体（６）のトラックが、前記プラグ接点（６．１）から接続要素（８）に向かう方向で前記プラグ本体（１）のプラグ接点（６．１）を形成した面と異なる面に伸びていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラグ。
4. 前記プラグ接点（６．１）を形成する導体（６）が、前記プラグ接点（６．１）を導体（６）以外の要素を介さずに接続要素（８）に直接接続することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のプラグ。
5. 前記プラグ本体（１）を少なくとも部分的に囲み前記導体（６）を部分的に覆うプラグハウジング（１２）を含み、
   前記プラグ接点（６．１）が、前記プラグハウジング（１２）の開口部で露出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のプラグ。
6. 前記プラグハウジング（１２）の内部の形状が、前記プラグ本体（１）の外形に少なくとも局所的に対応することを特徴とする請求項５に記載のプラグ。
7. 少なくとも２個のプラグ接点（６．１）を含み、詳細には請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載されているプラグを製造する方法であって、
   プラスチックから三次元のプラグ本体（１）を鋳造するステップと、
   前記プラグ接点（６．１）を形成しつつ該プラグ接点（６．１）とケーブル芯線を接続する接続要素（８）との間の電気接続を形成するように配置および実装される導体（６）が形成されるように、前記プラグ本体（１）に金属導体トラックを選択的に取り付けるステップと、
   前記導体トラック（６）を部分的に覆うプラグハウジング（１２）を取り付けるステップとを含む特徴とする方法。
8. 前記プラグ本体（１）が、射出成形法を利用して製造されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記導体（６）が、第１ステップで、前記プラグ本体（１）の表面を局所的にのみ金属化可能に構成して該導体（６）を設ける部分に金属化領域が提供されるようにし、第２ステップで、これらの領域を金属化して該導体（６）を適用することにより、プラグ本体（１）に金属導体として適用されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の方法。

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