JP3068854B2 - 混信減少コネクタ - Google Patents

混信減少コネクタ

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    • Y10S439/00—Electrical connectors
    • Y10S439/941—Crosstalk suppression

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信号伝送接触子の２以上の対の間の混信が
減少される電気コネクタに関する。
静電（容量）または磁気（誘導）結合のために、信号
が電磁的に交差結合する危険性があるため、各対が個々
の信号を伝送することを要求される多数の導体の対を接
続するために設計されたコネクタには問題がある。この
ような交差結合は、混信と呼ばれ、信号の周波数が増大
するにしたがって悪化する。混信は、平衡２線式の対の
最も近いラインの間の容量および誘導結合の結果発生
し、逆の位相や別の対の最も遠いラインからの消去効果
を抑制する。結果的に、これは、各対の各ラインと別の
対のラインとの間でキャパシタンスの差を実効的に生じ
させる。例えば、接触子１と２はオレンジ対を形成し、
接触子３と６はグリーン対を形成し、接触子４と５はブ
ルー対を形成し、接触子７と８はブラウン対を形成する
ラインコネクタにおける８個の接触子に対して、例えば
慣例的なEIA/TIA 568B配線における配線上の約束事項に
よって問題が時々さらに悪化する。各対の各ラインが別
の対のラインに隣接して位置しており、また静電および
電磁結合がそれらの間に存在するため、このような配列
混信はブルーとグリーン対の間で主要な問題があること
が理解されるであろう。各対のあるラインが別の対の１
ラインに隣接して位置しているため、グリーン対とオレ
ンジおよびブラウンの両対との間にも結合が少し存在す
る。
電気コネクタの隣接したラインにおける混信の影響を
減少する試みがなされている。例えば、AT ＆ T社の欧
州特許出願第93301116.5（0558225A1）号明細書には、
コネクタの隣接した端子が、消去を実効するために接触
子の逆の半分において逆の位相で混信が誘導されるよう
に、端子が半分の距離まである間隔の配列で延在し、半
分の位置からそれと逆の配列で延在するように端子の両
端の中間にある凹形屈曲によってクロスオーバーされる
装置が記載されている。このような装置は、凹形屈曲に
よる結合が要求され、交差点が非常に臨界的である点で
製造し難い。
別の技術は、消去のために混信の逆相結合が行われる
ように、コネクタが妨害ラインと二重交差で結合した印
刷回路板を使用するシーメンス社の欧州特許出願第9211
2808.8（0525703A1）号明細書に記載されている。この
装置には、印刷回路板および回路板上の多数の交差装置
の両方が要求される。混信を受けるラインに対する、あ
る対の非妨害線の間におけるディスクリートな容量また
は誘導結合が、対向する混信素子を導入するために行わ
れる別の装置が記載されている。ディスクリートな素子
の使用は不便であり、費用がかかる。
本発明は、信頼性が高く、比較的製造し易く、ディス
クリートな素子を使用しない混信補償を行う電気コネク
タを提供する。
本発明によると、入力端子と出力端子との間に延在す
る４以上の接触子を含む電気コネクタにおいて、前記接
触子の異なる特定の割当て信号伝送対の互いに最も遠い
接触子のオーバーラップが、それらの間に容量結合を生
じさせて、異なる割当信号伝送対の互いに最も近い接触
子の間で誘導された混信と逆方向の混信を誘起し、混信
全体を減少させるように構成されていることを特徴とす
る。
前記最も遠い各接触子の各々は、別の対の別の協同す
る接触子に重なって、それらの間にオーバーラップと容
量結合を生じさせる横方向の延在部分を備えていてもよ
い。前記最も遠い接触子の他方のものは、横方向の延在
部分が重なる大きい表面積の部分を有し、それによって
それらの間の容量結合を増加させてもよい。このように
して、協同する接触子と別の対の各接触子との間のキャ
パシタンス差が減少され、或は理想的にはゼロにされ
る。接触子は、コネクタから横断方向に間隔を隔てられ
ており、接触子の互いに最も遠いものが１つの信号伝送
対として割当てられ、横方向の延在部分が内側に延在す
る。
電気コネクタは、多数の接触子を含んでいてもよく、
対として選択された前記接触子の任意の４以上のもの
が、別の対の互いに最も遠い接触子とオーバーラップさ
せられ、それらの間に容量結合を生じさせて、別の対の
互いに最も近い接触子の間に誘導された混信と逆の混信
を誘導してもよい。
本発明の別の実施形態において、接触子の２つの付加
的な信号伝送対が前記４つの接触子の両側に１つづつ配
置され、前記４つの接触子の外側の接触子は、最も近い
付加的な対の最も遠い接触子にオーバーラップして、そ
れらの間に結合を生じさせ、その外側の接触子とその付
加的な対の最も近い端子との間に誘導された混信と逆の
混信を誘導するように構成されている。
接触子は、オーバーラップした接触子の間に誘導体を
形成する絶縁分離装置の両側にいくつかづつ設けられて
もよい。分離装置は、ポリイミド薄膜であってもよい。
本発明およびその種々の別の好ましい特徴をさらに容
易に理解するために、以下、単なる一例として図面を参
照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、８つの接触子コネクタにおいて発生する混信
の主な問題を示した概略図である。
図２は、本発明にしたがって構成されたコネクタの６
つの端子を提供するリードフレームの平面図である。
図３は、本発明にしたがって構成されたコネクタの２
つの付加的な端子を提供する第２のリードフレームの平
面図である。
図４は、絶縁する誘電性薄膜の両側に１つづつ取付け
られた図３のリードフレームの配置を示した平面図であ
る。
図５は、図４の装置を含み、本発明の特徴を使用した
完成したコネクタの素子部分を示した分解図である。
図６は、絶縁されたワイヤを接続する準備ができてい
る組立てられた図５のコネクタの素子部分を示す。
図１を参照すると、実際的なEIA/TIA568 B配線により
使用することを意図されたラインコネクタ中の８個の端
子が示されている。ライン４と５および３と６は互いに
近接しており、キャパシタC1とC2によってシミュレート
される容量性素子の電磁結合によってそれらの間で混信
が誘導される。このような混信を補償するために、本発
明は、３と５および４と６との間に混信を誘導し、この
混信は隣接したラインの間に誘導された望ましくない混
信に対して逆相である。これは、破線で示され、C1′お
よびC2′としてそれぞれ示されるように、３と５および
４と６との間の容量結合を高めることによって行われる
ことができる。C3およびC4によって表されているよう
に、隣接した端子の対のライン２と３および６と７との
間にも混信が存在し、これは破線で示され、C3′および
C4′としてそれぞれ示されるように、１と３および６と
７との間の容量結合を高めることによって同様にして補
償されることができる。本発明は、４以上の端子を有す
るコネクタにおいてこのように補償を行うことに関す
る。図２を参照すると、1,2,4,5,7,8と符号を付けられ
た６個の端子を形成するために例えばベリリウム・銅等
の薄い金属シートからプレスすることによって形成され
たリードフレーム10が平面図で示されている。図３は、
２個の端子を３と６を形成するために同様にして形成さ
れた別のリードフレーム11の平面図を示す。両リードフ
レームにおいて、各端子の一方の端部は、細長いテール
12として形成され、このテールは実質的に互いに平行な
配列で延在しており、他方の端部はサイドレール14から
分離されたときに、絶縁変位コネクタのフォークを形成
する細長いカットアウト13を具備している。図２におい
て、端子1,4,5および８は大きい幅および表面積の部分1
5A,15B,15Cおよび15Dをそれぞれ有していることが認め
られ、これらの部分は図３から認められるように端子３
と６上にそれぞれ設けられた横方向の延在部16A,16B,16
Cおよび16Dと協同するように設計されている。
図４を参照すると、一方が他方に重なるように２つの
リードフレームが絶縁薄膜17によって分離されてどのよ
うにして取付けられるかが平面図で示されている。図面
では、リードフレーム10は一番下に配置され、図示を容
易にするために透明な薄膜によってリードフレーム11か
ら分離されている。薄膜は、例えば、商標名カプトン
（Kapton）で市販されているポリイミドのような任意の
適切な誘導性材料であってよい。この薄膜の厚さは、0.
003インチである。効果的な混信の消去が達成される場
合、正確に限定された厚さ、誘導定数およびオーバーラ
ップの制御が大切である。例えば薄膜の両側にアクリル
コーティングを形成して、加熱結合でそこにフレームを
固定する等により、フレームが接着剤によって薄膜に固
定される。図面において、部分15A,15B,15Cおよび15D上
にそれぞれ重なった横方向の延在部16A,16B,16Cおよび1
6Dは、識別を助けるために斜線を付けられていることが
認められることができる。絶縁薄膜に結合された中央部
分は、図５から理解できるように、符号20で示され、８
つの平行な細長いスロット21を備えた実質的に方形のブ
ロック状の形態のプラスチック材料の中に収容され、こ
れらスロットは一方の端部において行き止まりになって
おり、接続ケーブルの絶縁されたワイヤを受ける。収容
後、リードフレームのレールが切り取られて、テール12
を解放し、カットアウト13の端部を開いて絶縁変位フォ
ーク22を限定する。フォーク端部は図面に示されている
ように上方に直角に屈曲され、テール12はブロック20の
底部に関して下方に傾斜されるように下方および後方に
屈曲される。図２から、カットアウト13は、リードフレ
ームのレールから分離している間に適切に切断すること
によって、以下説明するように、屈曲されたときに、異
なる高さのフォークの行が生成され、絶縁されたワイヤ
の結合を容易にするように異なる距離だけ突出するフォ
ークを限定するように端子の縦方向に相対的に変位され
ていることが認められる。
以下、図５の分解図を参照して種々の付加的な素子お
よびそれらの接続を説明する。方形ブロックに類似した
形状の歪み緩和素子23が設けられており、それはスロッ
ト21に類似したスロット24Aを有し、スロット24Aは絶縁
変位コネクタフォーク22および絶縁されたワイヤを受け
て支持する。認めることができるように、歪み緩和素子
23は、絶縁変位フォーク22がそのスロット中に配置され
たときにブロックの延長部分を効果的に形成する。
鋳造されたプラスチックハウジング24は、ブロック20
および歪み緩和素子23のスライド可能な挿入を可能にす
るように成形された凹部25を一側に備えた上部を有して
いる。凹部25の底部には、挿入端から凹部に沿って延在
して、ブロック20から現れるテール12の間隔と等しい間
隔で設けられた８つの平行なスロット26が設けられてい
る。スロットはハウジングの底部の凹部を通って延在
し、このハウジングは反対側に協同するコネクタを受け
る入口を有している。スロット26は、ブロック20のテー
ル端が凹部25中に挿入されたときにそれぞれテール12を
受け、挿入中テールを案内し、挿入後にそれらを分離す
るようにそれぞれ機能するので、テールは結合コネクタ
と協同するハウジングの底部で凹部における接触子とし
て傾斜した配置に保持される。凹部25の対向した壁およ
び歪み緩和素子23は、説明された実施形態では凹部25の
対向した壁に内部に向かってテーパーを有する突出部27
から構成された互いに結合可能なラッチ素子をそれぞれ
備え、歪み緩和素子23の両側面に設けられた凹部28に凹
部25への挿入が終了したときに突出部の両端がスナップ
動作で結合する。歪み緩和素子23上に協同ラッチ素子28
を設ける代わりに、それらはブロック20の両側に設けら
れてもよい。
ハウジング24はまた上方に突出している蓋29を備え、
この蓋29はハウジングの鋳造中に形成され、蝶番のライ
ン30でハウジングの上部と結合され、サイド接続部分31
によって開放位置に固定されており、サイド接続部分31
は蓋を閉じる前に切断される。蓋29は、スロット21,24A
と整列し、絶縁されたワイヤがスロット中に位置された
ときにそれらを絶縁変位コネクタフォーク22中に押込
み、蓋を閉じるときに完全に閉じられると絶縁されたワ
イヤをクランプするように機能する８つの細長い突出部
32を備えている。
金属またはプラスチックから形成され、ハウジング24
の蝶番端部がぴったりと挿入されることを可能にするよ
うに成形された外部シェル33もまた設けられている。ハ
ウジング24にブロック20および歪み緩和素子23を挿入
し、その後ブロック20のスロット21および歪み緩和素子
23のスロット24A中にワイヤを配置した後、シェル中に
ハウジング24を押込むだけで絶縁変位コネクタにワイヤ
が効果的に接続され、この動作により蓋が閉じられて、
突出部32が絶縁されたワイヤをフォーク22中に押込み、
それによってワイヤに対する絶縁変位および接続が実行
され、また歪み緩和素子23のスロット24A中に押込まれ
たワイヤの絶縁がワイヤの保持を助ける。絶縁変位コネ
クタのフォークの高さが異なるために、ワイヤのいくつ
かはその他のものの前にコネクタ中に押込まれるので、
蓋を閉じるために必要とされる力が減少され、絶縁変位
が順次行われる。シェルはコネクタに対する電気遮蔽体
として作用し、さらに金属ケーブル端部遮蔽体34および
固定クリップ35によって遮蔽が強化される。
図６には、絶縁されたワイヤを受ける準備ができた組
立てられたコネクタ素子が示されている。
オーバーラップした横方向の延在部16A乃至16Dと広い
部分15A乃至15Dがテール12にできるだけ近接するように
設けられた場合、混信が最もよく補償されることが認め
られている。
記載された実施形態は４対のワイヤを使用している
が、本発明は、混信が減少されることが要求される３と
6,4と５のような２以上の対を含む任意のコネクタに対
して有効であり、多数の対を有するコネクタにおいて使
用されることができることが理解されるであろう。
この点で、混信は接触子が対にされる全ての構造にお
いて問題になる。簡単化のために、１乃至４の符号を順
に付けられたラインコネクタ中の４つの接触子を考える
と、対は最悪の場合１と4,2と３（上述した実施形態に
おける３と6,4と５と同様に）として示されることがで
きるが、１と2,3と４または１と3,2と４として示される
ことができる。それぞれの場合に、異なる対に関連した
互いに近接したワイヤが存在しており、本発明の技術に
よる混信の減少または消去が行われることができる。こ
のような構造は、本発明の技術的範囲内であると考えら
れる。
本発明の原理は多数の接触子を有するコネクタに適用
可能であり、各対の接触子とその他全ての対の接触子と
の間に混信の可能性があり、本発明の原理は各対の接触
子と任意の１以上の別の対の接触子との間に適用可能で
ある。
説明された実施形態は、誘電体薄膜に取付けられたリ
ードフレームを使用しているが、別の構造が使用される
ことが可能であり、例えば接触子がエッチングによって
印刷回路板の両側に形成されてもよく、或は例えば金属
パターンをスクリーン印刷することによって接触子が誘
電体薄膜または回路板上に印刷されることができること
が理解されるであろう。このような構造は、本発明の技
術的範囲内に含まれるものと考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピニー、デイビッド・ラルフ イギリス国、アールジー16・７ディーエ フ、バークシャー、ニューベリー、ジー ティー・シェフォード、ウォンテージ・ ロード、“トールフレック“（番地無 し) (72)発明者 スタントン、ケビン イギリス国、エヌエヌ15・５エーゼッ ト、ノーサンプトンシャー、ケタリン グ、セント・ジョンズ・ロード 149 (56)参考文献 特開 昭62−104376（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−196477（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−106958（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27673（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−84562（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−205826（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−20690（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−104375（ＪＰ，Ｕ) 特表 平11−505363（ＪＰ，Ａ) 国際公開94−5092（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 13/719 H01R 13/33 H04B 3/32 H04M 1/00

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力端子と出力端子との間に並列に延在す
    る４以上の接触子を含む電気コネクタにおいて、 前記接触子の中の信号を伝送する１つの接触子に隣接す
    る異なる信号を伝送する接触子対は前記１つの接触子に
    近いほうの位置にある第１の接触子とその第１の接触子
    よりも遠い位置にある第２の接触子とを含み、 前記１つの接触子と前記第２の接触子とはそれらの間に
    結合容量を生成するために互いにオーバーラップする部
    分をそれぞれ設けられており、 それらのオーバーラップする部分はそれらの間の容量結
    合が第１の接触子によって前記１つの接触子に誘導され
    た混信の除去に十分な逆相の混信を結合できるように構
    成されていることを特徴とする電気コネクタ。
  2. 【請求項２】前記遠い位置の第２の接触子は、別の対の
    別の協同する接触子に重なって、それらの間にオーバー
    ラップと容量結合を生じさせる横方向の延在部分を備え
    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】前記遠い位置の第２の接触子と別の協同す
    る前記１つの接触子は、横方向の延在部分が重なる大き
    い表面積の部分を有し、それによってそれらの間の容量
    結合を増加させ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】接触子は、コネクタから横断方向に間隔を
    隔てられており、接触子の互いに最も遠いものが１つの
    信号伝送対として割当てられ、横方向の延在部分が内側
    方向に延在することを特徴とする請求項２または３記載
    の電気コネクタ。
  5. 【請求項５】多数の接触子を含んでおり、前記接触子の
    任意の４以上のものが対として選択され、別の対の互い
    に最も遠い接触子とオーバーラップさせられ、それらの
    間に容量結合を生じさせて、別の対の互いに最も近い接
    触子の間に誘導された混信と逆の混信を誘導することを
    特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電気コ
    ネクタ。
  6. 【請求項６】２つの付加的な信号伝送接触子対は、前記
    ４つの接触子の両側に１対づつ配置され、前記４つの接
    触子の外側の接触子は、最も近い付加的な対の最も遠い
    接触子にオーバーラップして、それらの間に結合を生じ
    させ、その外側の接触子とその付加的な対の最も近い端
    子との間に誘導された混信と逆の混信を誘導するように
    構成されていることを特徴とする請求項４または５記載
    の電気コネクタ。
  7. 【請求項７】接触子は、オーバーラップした接触子の間
    の誘導体を形成する絶縁分離装置の両側にいくつかづつ
    設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいず
    れか１項記載の電気コネクタ。
  8. 【請求項８】絶縁分離装置は、ポリイミド薄膜であるこ
    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】接触子は、絶縁分離装置の両側に取付けら
    れた導電材料のシートから打抜かれた複数のリードフレ
    ームの一部分として形成されていることを特徴とする請
    求項７または８記載の電気コネクタ。
  10. 【請求項１０】接触子の一方の端部はフォーク形状にさ
    れ、絶縁変位コネクタを形成していることを特徴とする
    請求項９記載の電気コネクタ。
  11. 【請求項１１】各接触子の他方の端部は細長いテールで
    ある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】リードフレームが取付けられた絶縁分離
    装置は、プラスチック材料の中に収容され、接触子の端
    部がそこから突出することを特徴とする請求項11記載の
    電気コネクタ。
  13. 【請求項１３】絶縁変位コネクタを限定する端部は実質
    的に直角に上方に屈曲され、テールは容器の下方後方に
    屈曲されていることを特徴とする請求項12記載の電気コ
    ネクタ。
  14. 【請求項１４】プラスチック材料の容器は、終端される
    べきワイヤの端部を受けるために絶縁変位コネクタと一
    致した直線上で実質的に互いに平行に延在する個々のス
    ロットを備えた方形ブロックとして形成されていること
    を特徴とする請求項13記載の電気コネクタ。
  15. 【請求項１５】テールを支持する端部をスライド可能に
    挿入することによって、方形ブロックを受けるように成
    形された絶縁ハウジングが設けられ、ハウジングはブロ
    ックから突出したテールと等しい間隔で配置されたスロ
    ットを有しており、このスロットはブロックのテール端
    が挿入されたときにテールをそれぞれ受け、挿入中にテ
    ールを案内し、挿入後にそれらを分離し、テールが結合
    コネクタを受けるハウジングの両側の開口中の接触子と
    して傾斜した配置で保持されていることを特徴とする請
    求項14記載の電気コネクタ。
  16. 【請求項１６】方形ブロックに類似した方形形状であ
    り、絶縁変位コネクタ端部を受けて支持し、それがブロ
    ックと共にハウジング中にスライドできるようにブロッ
    クの実効的な延長部分を形成する類似したスロットを備
    えている歪み緩和素子が設けられていることを特徴とす
    る請求項15記載の電気コネクタ。
  17. 【請求項１７】ハウジングおよびブロックまたは歪み緩
    和素子は、ハウジング中にブロックおよび歪み緩和素子
    を保持する協同するラッチ部分を備えていることを特徴
    とする請求項15または16記載の電気コネクタ。
  18. 【請求項１８】ハウジングは上部が開放され、ハウジン
    グ上に閉じることが可能であり絶縁されたワイヤがブロ
    ック或はブロックと歪み緩和部材におけるスロット中に
    位置されたときにそれらと結合して、絶縁変位コネクタ
    中にワイヤを押込む形成部分を有する蓋を具備している
    ことを特徴とする請求項15,16または17記載の電気コネ
    クタ。
  19. 【請求項１９】蓋はハウジングに蝶番で取付けられてい
    ることを特徴とする請求項18記載の電気コネクタ。
  20. 【請求項２０】ハウジングが押込まれて適合させられる
    外部シェルが設けられており、ハウジングの挿入は効果
    的に蓋を閉じて、蓋上の形成部分を絶縁されたワイヤと
    結合させ、それらを絶縁変位コネクタの１つに押込むこ
    とを特徴とする請求項19記載の電気コネクタ。
  21. 【請求項２１】外部シェルは金属から形成されているこ
    とを特徴とする請求項20記載の電気コネクタ。
  22. 【請求項２２】絶縁変位コネクタのフォークは高さが異
    なっており、いくつかが異なる時期にそれらの特定の絶
    縁されたワイヤと接触し、下方への圧力によって絶縁変
    位が次第に行われ、それによって必要な接続力を減少し
    ていることを特徴とする請求項13乃至21のいずれか１項
    記載の電気コネクタ。
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