JP3024050B2 - 電気コネクタ及び電気コネクタの電気接点間の漏話を低減する方法 - Google Patents

電気コネクタ及び電気コネクタの電気接点間の漏話を低減する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気コネクタに関し、
より詳しくは、低減された漏話干渉を具備した電気コネ
クタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来型の電話のＲＪ４５ジャックとプラ
グとのコネクタを用いて、音声伝送において要求される
よりも高い伝送周波数でのデータ伝送を行うための努力
が近年されている。このようなジャックとプラグのコネ
クタの性能基準は、ＥＵＡ／ＴＩＡ標準ＴＳＢ−４０
（ハードウエア接続仕様）、部類５によって管理されて
いる。この標準における部類５のレベルの１つに、電気
コネクタにおいて隣接する接点との間の漏話結合をより
低いレベルとすることがある。参考として、本出願の譲
受人による商用の標準のＯＭＮＩ ＲＪ４５ジャックコ
ネクタは、ＴＳＢ−４０性能要求についての漏話要求の
第３部類を満足している。
【０００３】漏話の低減あるいは中和は、電気コネクタ
においては、標準のＯＭＮＩジャック内において特定の
導体対あるいは接点対の間におけるキャパシタンスを付
加することにより達成できることが知られている。この
ことは、１９９３年１月２９日に出願された、「漏話低
減のための装置と方法」と称された、米国特許出願第０
８／０１１，０２０号に詳しく記載されている。この出
願に記載され図示されたように、選択されたコネクタ接
点間のキャパシタンスを増大するための技術は、それら
に個別のコンデンサを付加することである。この出願で
は更に、このような増大されたキャパシタンスは、配置
された及び／又はそこに述べられたコネクタ内において
選択された接点対を連結するために使用されるプリント
回路板上の適当なトレースの配列により派生する漂遊キ
ャパシタンスにより得られることが認識されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、部類５の漏
話要求を有するだけでなく、そのコネクタのコストを削
減し且つその製造能力を改良することができる、電気コ
ネクタが望まれている。更に、標準のＯＭＮＩプラグに
改良されたジャックを使用して部類５の性能レベルを申
し分なく満足するように、標準の装置を出来るだけ利用
し続けることが望まれている。
【０００５】
【発明の目的】従って、本発明の目的は、選択された電
気接点対の間の漏話結合を低減することができる電気コ
ネクタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい構成に
おいて、電気コネクタは、絶縁性のハウジングと、この
ハウジング上に支持された複数の電気接点とを含んで構
成される。接点は、各接点対の間に空間をあけて並んだ
配列で配置されている。誘電基板が接点の上に位置して
おり、導電性のトレースが誘電基板により支持されてい
る。導電性のトレースは、コネクタ内の１つの接点と空
間的に揃えて配置されている。導電性のトレースは、誘
電基板の誘電率および透磁率を所定の相互インダクタン
ス及びキャパシタンスに規定するための形状である。ま
た、導電性のトレースを電気コネクタ内の他の接点の１
つに接続するための導電性要素が設けられている。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１に
は、多接点の電気コネクタ内においてキャパシタンスを
増大する場合に使用される本発明の一態様が図式的に示
されている。図式的には、例示した電気コネクタは、並
んだ配列で配置された８つの接点１２を有している。好
ましい形状においては接点のそれぞれは、断面が略長四
角形状の断面と実質的に平らな上面を有し、またそれぞ
れの接点１２の上面は略共通面内に位置している。これ
らの接点１２は、標準のＯＭＮＩ ＲＪ４５ジャックコ
ネクタを表すように形成されている。
【０００８】接点１２上に位置するのは、誘電基板１６
を含んでなるプリント回路板１４である。銅のような導
電性材料でできたトレース１８が、選択された接点１
２、例えば図示した接点Ｎｏ．１、Ｎｏ．４、並びにＮ
ｏ．８と空間的に揃えて、誘電基板１６上に支持されて
いる。誘電材料とその透磁率をそれらの間に備えた状態
で接点１２上にトレース１８を配列することで、平行板
と考えられる導電性のトレースと接点との間の容量性の
関係が生成され、またインダクタンスとコンダクタンス
が同様に生じる。理論上は、平行板間のキャパシタンス
は、基本的には（１）板の面積Ａ、（２）板の間の距離
Ｄ、並びに（３）板の間の誘電材料の誘電率Ｋの関数で
ある。このようなキャパシタンス、ピコファラド（ｐ
Ｆ）は、式：Ｃ＝（０．２２４９Ａ／Ｄ）Ｋ、を用いて
計算される。接点対の間のキャパシタンスを増大するた
め、導電性のトレース１８を他のコネクタ接点１２と接
続しても良い。例えば、電線２０のような接続要素を用
いて導電性のトレース１８を接点８を越えて接点６に接
続し、また他の電線２２を用いて導電性のトレース１８
を接点４を越えて接点６に接続することもできる。また
この代わりに、導電性のトレース１８から接続トレース
１８ａを形成し、この接続トレース１８ａを、例えば、
接点３に接続する構成としても良い。そして、このよう
に構成することで、接点対１−３の間のキャパシタンス
２４を増大し、接点対４−６の間のキャパシタンス２６
を増大し、並びに接点対６−８の間のキャパシタンス２
８を増大することができる。一例として、ＭＩＣＡ基板
は０．００２インチ厚のものが選定され、また銅の導電
性のトレースは０．００２インチ厚のものが選定され
る。
【０００９】次に、図２から図４を参照する。図２、４
には、図１を参照して説明した本発明の原理が実際に漏
話低減を図るためにどのように実施化されるのかが示さ
れている。これらの図において、本発明に従って変更さ
れた、ＯＭＮＩ ＲＪ４５コネクタとして知られている
形式の電気コネクタが示されている。ここに示された実
施例では、工業的使用に従って４つの接点対を規定する
８つの接点が示されている。
【００１０】コネクタ３０は、その上に複数の電気接点
３４を並んだ配置で支持した絶縁性のハウジング３２を
有している。各接点３４は、ＯＭＮＩプラグコネクタ
（図示せず）内の補完的な接点と電気接続をする片持ち
梁形式で作られた前方端子部３４ａを有している。各接
点３４は更に、好ましくは、絶縁された電線の導体と電
気接続するための絶縁変位接点（ＩＤＣ）の形状であ
る、後方端子を有している。各前方端子３４ａと後方端
子３４ｂとの間に、各接点は、断面が略長四角形状であ
り前方と方向の端子の間に実質的に平らな面領域を有す
る境界部３４ｃを含んでいる。この平らな境界部３４ｃ
は、ＩＤＣ後方端子３４ｂと片持ち梁式の前方端子３４
ａのピッチ間のピッチ境界を作るために形成され、横に
離間された配列でコネクタハウジング３２上に支持され
て、境界部３４ｃの平らな面が実質的に共通面内に位置
するようになる。
【００１１】本発明によれば、コネクタ３０内の２つの
接点の信号路は、コネクタの漏話低減特性を助力するべ
く後述する目的のために再ルート決めされる。このよう
にして、コネクタの後方部においては、接点３の信号路
は接点５と７の間に位置される一方、図２に示したよう
に、信号路６は接点２と４の間に位置される。図２にお
いて、後方端子部３４ａは、接点１−８を正しい連続順
に維持される
【００１２】信号路の再ルート決めするため、接点３と
６が分割され、接点３のために前方部３４ｄと不連続の
後方部３４ｆが規定される。同様に、接点６のために、
前方部３４ｆが後方部３４ｇから不連続に規定される。
【００１３】絶縁された回路を含んだプリント回路板
（ＰＣＢ）３６が電気コネクタ３０に、好ましくはその
底部に取付けられる。このＰＣＢ３６は、その上に一対
の回路要素４０と４２を支持した誘電基板３８を有して
いる。回路要素４０は、導電性のトレース４０ａ、接続
トレース４０ｂ並びに再ルート決めトレース４０ｃを有
している。導電性のトレース４０ａは、接点７の上部に
空間的に揃えて位置して、これとともに容量性の関係を
形成する。接続トレース４０ｂは、導電性のトレース４
０ａから再ルート決めトレース４０ｃに向かって横方向
に延在し、それが適切に接続される場所において分割さ
れた接点６の後方部３４ｇに橋渡しされる。再ルート決
めトレース４０ｃは、与えられた長さに渡って接点５と
空間的に揃えて位置する範囲を有し、その前方部３４ｄ
に接続される場所において接点４の上部において接点３
に橋渡しされる。
【００１４】回路要素４２は、導電性のトレース４２
ａ、接続トレース４２ｂ並びに再編成トレース４２ｃを
有している。導電性のトレース４２ａは、接点２に空間
的に揃えて位置して、これとともに容量性の関係を形成
する。接続トレース４２ｂは、導電性のトレース４２ａ
から再ルート決めトレース４２ｃに向かって横方向に延
在し、それが接続される接点３の後方部３４ｅに橋渡し
される。再ルート決めトレース４２ｃは、与えられた長
さに渡って接点４と空間的に揃えて位置する範囲を有
し、接点５を橋渡しするように形成され、また接点６の
前方部３４ｆに接続される。回路要素４０と４２は、以
下に指摘するように、このような再ルート決めされた信
号路にキャパシタンスを付加する。
【００１５】図５に、プリント回路板３６をより詳細に
示した。図示した配列では、回路要素４０と４２は、各
回路要素を規定する導電性のトレース間にクロスオーバ
ー点がないように形成されている。このため、ＰＣＢ３
６は、回路要素４０と４２をそれらの間に挟持する一対
の誘電フィルム４４で形成される。好ましい構成では、
各導電フィルムは０．００１インチ厚のポリイミドで作
られ、このような材料はＫＡＰＴＯＮの商標で市販され
入手できるものである。回路要素は、好ましくは、それ
ぞれの厚さが約０．００４インチである銅の導電性のト
レースにより規定される。接続トレース４０ｂと４２
ｂ、並びに再ルート決め部４０ｃと４２ｃの回路幅は、
典型的には全て、約０．０１８インチの寸法である。接
続トレース４０ｂと４２ｂは、これら接続トレースが対
応する接点６と３に接続された位置において、それぞれ
拡張された溶接用パッド４０ｄと４２ｄを有している。
同様に、再ルート決めトレース４０ｃと４２ｃの、それ
ぞれ接点６と３に接続されるそれぞれの端子には、同様
に形成された拡張された溶接用パッド４０ｅと４２ｅが
ある。それぞれの溶接用パッド４０ｄ，４０ｅ並びに４
２ｄ，４２ｅに整列された誘電フィルム４４の部分は、
これらの溶接用パッドを露出させてそこに接点３と６の
対応する分割部分を溶接できるように、ＰＣＢ３６の上
面および下面において取り除かれる。
【００１６】更に、図５において、導電性のトレース４
０ａと４２ａは、接点７と２にそれぞれ予め定められた
キャパシタンスを提供するための長さと幅を有するよう
に形成される。例えば、各導電性のトレース４０ａと４
２ａは、約０．０５０インチの幅４６と約０．１００イ
ンチの長さを有するように形成されて、接点７とトレー
ス４０との間に約２ｐＦの大きさのキャパシタンスを提
供するものである。なお、所望のキャパシタンスに応じ
て他の寸法が選定されることは勿論である。
【００１７】誘電性フィルム４４を完全に通って延びる
透孔５０と５２が、ＰＣＢがコネクタ３０に取付けられ
た時にこれら透孔５０、５２が接点６と３の分割部分に
整列して位置するように、配置されている。
【００１８】次に、図６と７に、プリント回路板３６′
の他の構成例を示した。この配置において、回路要素４
０′と４２′は、導電性のトレースの相互に重なり合う
部分があるように、形成される。このようなプリント回
路板３６′を構成するため、回路要素４０′が第１の誘
電フィルム４４′上に形成され、また他の回路要素４
２′は第２の誘電フィルム４４′上に形成される。ま
た、回路要素４０′と４２′を一緒に挟み込んでＰＣＢ
３６′を組み立てる前に、０．００１インチ厚のＫＡＰ
ＴＯＮフィルムのような適当な絶縁物からなる中間層５
４が挿入されて、各回路要素が絶縁される。このように
して、回路パターンが相互に交差するように配列された
ＰＣＢ３６′の構成は、２つの回路要素４０と４２が１
枚のフィルム上に形成され次いで第２のフィルムにより
被覆される図５のＰＣＢ３６よりもやや厚く、また製造
するためには僅かに高価となる。
【００１９】図８に、本発明に従って構成された変更さ
れたＯＭＮＩジャックの接点と、標準の従来の構成であ
るＯＭＮＩプラグを図式的に示した。これらＯＭＮＩジ
ャックとＯＭＮＩプラグは、典型的には、比較的に長く
また近接した平行多芯回路を構成する。特に、対１（接
点４と５）並びに対３（接点３と６）は漏話問題のため
の最悪の状態を典型的に規定する。
【００２０】漏話を減じるために、ＯＭＮＩジャックの
広い導体領域により規定される領域「ａ」が、絶縁性の
回路をその上に備えたＰＣＢ３６を付加することにより
変更される。上記した２つの回路要素が分割された接点
３と６に適切に溶接される。第１の回路要素４０の導電
性のトレース４０ａは、接点７と容量性の関係を有して
いる。同様に、第２の回路要素４２の導電性のトレース
４２ａは、導体２と容量性の関係を有する。回路要素４
０と４２を分割された接点３と６に溶接することで、そ
の信号路を再ルート決めするだけでなく、この信号路に
導電性のトレース４０ａと４２ａにより生成されたキャ
パシタンスを付加することができる。
【００２１】更に、ＯＭＮＩプラグの回路「ｂ」はＯＭ
ＮＩジャックの回路「ａ」よりもずっと長く、従って電
磁力（ＥＭＦ）はより大きい。この効果を相殺するた
め、上記した接点３と６の、領域「ａ」内の信号路は、
ＰＣＢ３６上の回路要素４０と４２により再ルート決め
される。この領域「ａ」においては接点３と５が極めて
接近しており、また接点４と６も同様に極めて接近して
いるので、長さ当たりの誘導ＥＭＦは領域「ｂ」内の対
向部よりもずっと高い。こうして、領域「ａ」内のより
短い経路では、十分な量の誘導ＥＭＦが、領域「ｂ」の
誘導ＥＭＦを相殺するために発生される。本発明の改良
がされていない現用のＯＭＮＩコネクタでは、対１と対
３の間の漏話は、典型的には、１００ＭＨｚにおいて２
６．４ｄＢから２６．８ｄＢの間である。ここで、対１
は接点４と５により規定され、また対３は接点３と６に
より規定される。対１と対３との間の漏話は通常は非常
に高く、また主要因は相互インダクタンスである。そし
て、２つの回路要素４０と４２を用いることで、相互イ
ンダクタンスが釣り合い、対１と対３との間の漏話低減
が達成される。再ルート決めされた信号路と選択された
キャパシタンスによって変更されたＯＭＮＩコネクタで
は、測定された漏話は、１００ＭＨＺにおいて、一方向
において約４３．０ｄＢであり、逆方向において約４
２．３ｄＢであった。このように、上記のようにＯＭＮ
Ｉジャックコネクタを変更することで、所望の漏話低減
が図れ、このため、標準の、変更していないＯＭＮＩプ
ラグコネクタをそれとの接続のために用いることができ
る。
【００２２】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明の技術思想の範囲内において種々の変形が行
えることは勿論である。従って、この好ましい実施例は
例示を意図したものでこれに限定されるものではない。
【００２３】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、選択され
た電気接点対の間の漏話結合を低減することができる電
気コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多接点コネクタの漏話低減に使用される本発明
の一実施例の形態を図式的に示した説明図である。
【図２】コネクタ内の選択された接点対の間の漏話低減
を提供のに特に適合したプリント回路板を含むＯＭＮＩ
ジャックコネクタの上部平面図である。
【図３】図２のコネクタの前部正面図である。
【図４】図２のコネクタのII−II線に沿った断面図であ
る。
【図５】図２のコネクタと共に使用される回路板の上部
平面図である。
【図６】図２のコネクタと共に使用されるプリント回路
板の他の実施例を示した説明図である。
【図７】図６の他のプリント回路板の構成要素の分解図
である。
【図８】（ａ）と（ｂ）は、標準のＯＭＮＩプラグと関
連した、本発明の図示された改良されたＯＭＮＩジャッ
クの接点を図式的に示した説明図である。
【符号の説明】
１２ 接点 １４ プリント回路板 １６、３６ 誘電基板 １８ トレース ４０、４２ 回路要素
フロントページの続き (72)発明者 リチャード ディー．マロウスキイ アメリカ合衆国．テネシー，コリエルヴ ィル，クリークヴァレイ ドライヴ 1301 (72)発明者 ベン コーシュヌード アメリカ合衆国．フロリダ，パークラン ド，ヒアリー レーン 7121 (56)参考文献 特開 平６−243937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−33934（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−6836（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−20690（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 13/33 H01R 13/66 - 13/719 H04M 1/03

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁性のハウジング、 前記ハウジング上に並んだ配列で支持された複数の電気
    接点であって、前記接点の少なくとも２つは分割されて
    おり、これにより第１の接点の不連続な前方および後方
    部分と第２の接点の不連続な前方および後方部分が規定
    される電気接点、 前記ハウジング上の絶縁性の回路であって、一対の回路
    要素を含み、前記回路要素の一方は前記第１の接点の前
    方部分を前記第２の接点の後方部分に接続し、また前記
    回路要素の他方は前記第１の接点の後方部分を前記第２
    の接点の前方部分に接続し、これにより前記２つの電気
    接点の信号路を再ルート決めし、前記回路は更に前記再
    ルート決めされた信号路にそれぞれ接続された相互イン
    ダクタンスとキャパシタンスを含む絶縁性の回路を含ん
    でなることを特徴とする電気コネクタ。
  2. 【請求項２】 前記絶縁性の回路が前記接点の上に位置
    する誘電基板を含み、前記回路要素の対はそれぞれ前記
    誘電基板により支持されるとともに互いに絶縁されてい
    ることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
  3. 【請求項３】 前記回路要素が前記非分割された接点の
    選択された１つと空間的に並べて配置されてる導電性の
    トレースを含み、前記トレースはそれぞれ前記誘電基板
    の誘電率により前記予め定められた相互インダクタンス
    とキャパシタンスを規定することを特徴とする請求項２
    記載の電気コネクタ。
  4. 【請求項４】 各回路要素が前記導電性のトレースにそ
    れぞれ接続された接続トレースを更に含み、前記接続ト
    レースの一方は前記分割された第１の接点の後方部分に
    接続され、前記接続トレースの他方は前記分割された第
    ２の接点の後方部分に接続されることを特徴とする請求
    項３記載の電気コネクタ。
  5. 【請求項５】 回路要素がそれぞれ前記接続トレースに
    接続された再ルート決めトレースを更に含み、前記再ル
    ート決めトレースはそれぞれ前記非分割された接点の他
    の１つの上に空間的に揃えて位置した与えられた長さの
    範囲を有し、前記再ルート決めトレースの一方は前記分
    割された第１の接点の前方部分に接続されるとともに前
    記再ルート決めトレースの他方は前記分割された第２の
    接点の前方部分に接続されていることを特徴とする請求
    項４記載の電気コネクタ。
  6. 【請求項６】 各回路要素における前記導電性のトレー
    スと前記再ルート決めトレースが、前記第１および第２
    の分割された接点の反対側に直ぐに隣接した非分割の接
    点の上に位置し、各接続トレースはこのように分割され
    た接点の前記後方部分に接続され橋渡しされることを特
    徴とする請求項５記載の電気コネクタ。
  7. 【請求項７】 前記電気接点がそれぞれ、前方端子およ
    び後方端子およびそれらの間の境界部分を規定し、前記
    誘電基板が前記接点の前記境界部分の上に位置すること
    を特徴とする請求項６記載の電気コネクタ。
  8. 【請求項８】 前記接点の前記境界部分が断面略長四角
    形状であり、それぞれ前記誘電基板が位置する上に実質
    的に平らな面を有することを特徴とする請求項７記載の
    電気コネクタ。
  9. 【請求項９】 前記誘電基板が、前記回路要素の対を挟
    持する一対の誘電フィルムを有することを特徴とする請
    求項６記載の電気コネクタ。
  10. 【請求項１０】 前記再ルート決めトレースが空間的に
    且つ絶縁的に互いに相互にクロスオーバーしていること
    を特徴とする請求項６記載の電気コネクタ。
  11. 【請求項１１】 前記誘電基板が前記回路要素の対を挟
    持する誘電フィルムの対と、前記回路基板の対の間に位
    置して絶縁する絶縁性の中間層を含むことを特徴とする
    請求項１０記載の電気コネクタ。
  12. 【請求項１２】 電気コネクタの電気接点間の漏話を低
    減する方法であって、 複数の電気接点のうちの１つの電気接点の信号路を他の
    電気接点に沿って延びるように再ルート決めする工程
    と、 再ルート決めした前記信号路の相互インダクタンスをつ
    り合わせる工程とを含み、 前記再ルート決め工程は、複数の電気接点のうちの第１
    および第２の電気接点を分割して、それぞれ第１および
    第２部分を持つようにし、第１電気接点の第１部分を第
    ２電気接点の第２部分に接続するとともに第１電気接点
    の第２部分を第２電気接点の第１部分に接続するように
    して、第１および第２電気接点の第１および第２部分の
    上に絶縁された回路要素を配置することにより行われる
    ことを特徴とする電気コネクタの電気接点間の漏話を低
    減する方法。
  13. 【請求項１３】 第１および第２電気接点以外の電気接
    点は非分割電気接点とし、導電トレースを１つの非分割
    電気接点の上にこの非分割電気接点と空間的に揃えて配
    置することにより、さらに導電トレースがこの非分割電
    気接点と共に所定のキャパシタンスと相互インダクタン
    スを与えるように導電トレースの形状を定めることによ
    り、相互インダクタンスをつり合わせることを特徴とす
    る請求項１２記載の電気コネクタの電気接点間の漏話を
    低減する方法。
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