JP3630225B2 - 通信コネクタの容量性漏話補正構成 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波通信コネクタの信号路間に容量性漏話補正結合を提供する構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コネクタを通る異なる信号路間の漏話を補正する（つまり打ち消すか減少させる）、耐久性がある高周波通信コネクタに対する需要がある。本明細書で広く定義されているように、漏話は、例えば通信コネクタに関連する１対の端末接触線など、第１信号路上で伝達される信号が、誘導および／または容量性結合によって、例えば同じコネクタの別の端末接触線対などの第２信号路に部分的に移動する場合に発生する。伝達された信号は、第２信号路で「漏話」を規定し、このような漏話は、第２路を経由する全ての信号を劣化させる。
【０００３】
例えば、産業のタイプＲＪ−４５通信コネクタは、コネクタ内に４つの異なる信号路を規定する４対の端子線を有する。典型的なＲＪ−４５のプラグとジャックのコネクタでは、４対の端子線が全て、関連するコネクタ本体の長さにわたって、互いに密接に平行して延在する。したがって、信号漏話は、典型的なＲＪ−４５プラグ・ジャック式コネクタ内の異なる端子線対間に誘発されることがある。コネクタが互いに接続されている場合は、特にそうである。漏話の振幅は、結合された信号の周波数またはデータ転送率が増加するにつれ、強くなる。
【０００４】
通信コネクタが漏話を呈する程度を等級付けるために適切な産業規格は、いわゆる近端漏話つまり「ＮＥＸＴ」に関して等級付けている。さらにＮＥＸＴの等級は、通常、例えばタイプＲＪ−４５プラグ・ジャックの組合せなど、結合するコネクタの構成に関して特定され、ここではプラグ・コネクタの端子を基準面として使用する。
【０００５】
銅線の非遮蔽撚り線対（ＵＴＰ）を使用する通信リンクは、現在、最大１００ＭＨｚ、つまり産業基準の「カテゴリー５」のデータ転送率を支援するばかりでなく、２５０ＭＨｚで少なくとも４６ｄＢの近端漏話を要求する「カテゴリー６」性能レベルに適合すると予想される。
【０００６】
プリント配線板の層内に漏話補正回路類を設けることもでき、これにジャック筐体内で通信ジャックのばね端子接触線を接続する。１９９７年９月２９日に出願され、本出願および発明の譲渡人に譲渡された米国特許出願第０８／９２３，７４１号を参照されたい。’７４１出願の関連する部分は全て、参照により本明細書に組み込まれる。米国特許第５，２９９，９５６号（１９９４年４月５日）も参照されたい。
【０００７】
米国特許第５，５４７，４０５号（１９９６年８月２０日）は、異なるリード・フレーム上に形成された信号搬送接点を有する電気コネクタを開示している。１つのリード・フレームからの接点は、別のリード・フレームの接点の拡大隣接部分と重なる一体の横延長部を有し、容量性結合を提供する。誘電性スペーサを１つの接点の延長部と、別の接点の拡大隣接部分との間に組み付ける。したがって、’４０５特許のコネクタの信号搬送接点は、２つの異なるリード・フレームの工作が必要であり、コネクタの組立中に、接点を、その間にある誘電性スペーサと適切に位置合わせしなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
典型的なＲＪ−４５プラグ・コネクタと結合した場合に、結合したコネクタがカテゴリー６の性能に適合するか、それを上回る通信ジャック・コネクタに対する要求が、現在もある。このようなコネクタを、既存の構成要素を使用し、高価な器具類またはアセンブリの要件を使用せずに製造できれば、特に望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、通信コネクタの漏話補正用容量性補正アセンブリは、筐体と、筐体内に支持された漏話補正キャパシタとを含む。キャパシタは、第１端子を伴う第１金属電極、第２端子を伴う第２金属電極、および電極間に配置された誘電性スペーサを有する。筐体は、細長い端子接触線を有する通信コネクタに関連するような寸法および配置構成である。電極の端子は、筐体の外側の位置で露出し、したがってコネクタの選択された端子接触線が電極の対応する端子と電気的に接触し、接触線が結合するコネクタと噛み合うと、選択された端子接触線間に容量結合を提供する。
【００１０】
本発明の別の態様によると、通信ジャック・コネクタは、前面を有するジャック・フレーム、および結合するプラグ・コネクタを受ける前面のプラグ開口を含む。数本の細長い端子接触線がジャック・フレームを通って延在し、接触線は、結合するコネクタの対応する端子と電気的に接触するよう構成される。１つまたは複数の漏話補正キャパシタが、端子接触線に対して作動する関係で取り付けられる。各キャパシタは、第１端子を伴う第１電極、第２端子を伴う第２電極、および第１電極と第２電極との間に配置される誘電性スペーサを含む。電極の端子は、選択された端子接触線の自由端部分が電極の対応する端子と電気的に接触し、接触線が結合したコネクタと噛み合うと、選択された端子接触線間に容量性結合を提供するよう配置され、構成される。
【００１１】
本発明をさらによく理解するため、添付図面および請求の範囲と組み合わせて、以下の記述を参照されたい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、高周波通信ジャック・コネクタ１０の組立分解図である。ジャック・コネクタ１０は、ジャック・フレーム４０、および１つまたは複数の誘電層を有するプリント配線板１２を含む。基板の層は、前述した’７４１出願で開示されたように、１つまたは複数の段階の漏話補正を提供する、特定の構成で自身の上にプリントされた導電性トレースまたは路でよい。導電トレースの代わりに、あるいはそれに追加して、配線板１２は抵抗器、キャパシタおよび誘導器などの関連する別個の構成要素を有し、コネクタ１０を通る信号路間で発生するような漏話を補正するか、これを減少させることができる。
【００１３】
例えば８本など、数本の細長いばね端子接触線１６ａから１６ｈが、基板１２の下から互いに平行に延在し、基板の前縁２０付近のジャック配線ブロック１８の周囲で、特定の曲げ半径で配向される。接触線１６ａ〜１６ｈの平行な自由端部分は、ジャック・フレーム４０のプラグ開口４２が結合するプラグ・コネクタの対応する端子を受けると、後者に対面し、これと電気的に接触するよう、配線板１２の上面に対して鋭角を形成する（図４参照）。隣接する端子接触線間の典型的な中心間隔は、約０．０４０インチ（１．０２ｍｍ）である。
【００１４】
配線板１２の下にある端子接触線１６ａ〜１６ｈの基部は、基板のめっきした端子開口２２に挿入される。端子開口２２は基板の層を通って延在し、基板上または基板内の導電トレースまたは他のデバイスに接触する。接触線１６ａ〜１６ｈは、ジャック・ブロック１８の先端部に形成された対応する平行な溝に収まり、ここで溝の基部は接触線の曲げ半径を画定する。１９９７年８月１日に出願され、本出願および発明の譲渡人に譲渡された共願米国特許出願第０８／９０４，３９１号を参照のこと。’３９１の関連する部分は全て、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１５】
図１に示すように、配線板１２の後部のいずれかの側に、絶縁変位コネクタ（ＩＤＣ）端子３０ａから３０ｈが装着される。ＩＤＣ端子３０ａ〜３０ｈは、基板１２の対応する端子開口内に圧入または他の方法で保持される装着部分または「尾部」を有する。したがって、ＩＤＣ端子３０ａ〜３０ｈは、基板層の導電トレースに電気的に接続され、端子３０ａ〜３０ｈは端子接触線１６ａ〜１６ｈの対応する端子も伴う。ＩＤＣ端子３０ａ〜３０ｈについては、さらに、上述した’３９１出願に記載されている。
【００１６】
ジャック・フレーム４０は、第’３９１号出願で開示されたジャック・フレームと同様でもよい。フレーム４０のプラグ開口４２は、開口４２を通るプラグ軸Ｐの方向に沿って、結合するプラグ・コネクタを受ける。フレーム４０は、ジャック配線ブロック１８および端子接触線１６ａ〜１６ｈの平行な自由端部分を含む配線板１２の前部を受ける寸法にされた後部開口を有する（図４参照）。配線板１２の前部をジャック・フレーム４０に挿入し、装着すると、端子接触線の自由端部分が、ジャック・フレームの「櫛」状後壁の対応する垂直スロットを通過する。ジャック・フレーム４０の後部垂直スロットは、プラグ・コネクタの作用によって接触線の自由端部分が基板１２の方向に撓むと、これを案内する働きをする。垂直スロットの上端で、接触線の自由端部分に所望の予荷重バイアス力も加える。図４を参照のこと。
【００１７】
電気的に絶縁されるか、誘電性の端子筐体５０が、配線板１２の後部上面部分を保護し、リード線が基板頂部のＩＤＣ端子３０ａ〜３０ｈにアクセスし、接続できるようにする。端子筐体５０は、電気的絶縁性および可燃性に関して該当する規格全てに適合するプラスチック材料で形成することができる。このような材料には、ポリカーボネート、ＡＢＳおよびその混合物などがある。
【００１８】
端子筐体５０は、図面で示すように、筐体の下面から突き出す１対の締付または取付ポストを有する。筐体５０をＩＤＣ端子３０ａ〜３０ｈと整列させ、端子を囲むように下降させると、締付ポスト５２が基板１２の対応する開口５４と整列し、開口５４を通過して、基板の下面にあるカバー６０と噛み合う。したがって、配線板１２は、端子筐体５０とカバー６０との間に挟まれ、または捕捉され、したがって基板の後部のほぼ全部が上下から保護される。
【００１９】
ジャック・フレーム４０は、図１で見られるように、フレームの下面から後方に突き出すラッチ６４を有する。配線板カバー６０は、カバーの前端に隣接して下肩６８を有する。配線板１２、端子筐体５０およびカバー６０を組み立てた後、フレームのラッチ６４がカバー底部にある肩６８にスナップ留めされるまで、配線板１２の前部をジャック・フレーム４０の後部開口に挿入する。
【００２０】
図２は、ジャック・コネクタ１０に漏話補正を提供するキャパシタ補正アセンブリ８０の組立分解図である。図３は、組み立てた状態の図２の補正アセンブリの拡大斜視図である。
【００２１】
キャパシタ補正アセンブリ８０は、第１開口または空隙８４および第２開口または空隙８６を有する筐体８２を備える。空隙８４、８６は、ほぼ同じ寸法で比較的狭く、概ね長方形の断面を有する。空隙は、筐体８２内に重ねて形成されるが、その側壁は例えば０．０４０インチ（１．０２ｍｍ）など、既定の距離ｄだけ水平方向に食い違う。この食い違いは、配線板１２の上にある端子接触線１６ａ〜１６ｈの隣接する自由端部分の、前述した中心間隔に対応する。
【００２２】
開示された実施形態では、キャパシタ補正アセンブリ８０は、２つの漏話補正キャパシタ８８、９０を有する。キャパシタ８８、９０はそれぞれ第１金属電極９２および第２金属電極９４で構成される。各電極９２、９４は、図示のように金属板の形態でよく、あるいは他の同様の形状および構成でよい。第１電極９２は、関連する導電性指形端子９６を有し、第２電極９４は、関連する導電性指形端子９８を有する。さらに、各キャパシタ８８、９０は、第１、第２金属電極９２、９４間に配置された関連の誘電性スペーサ１００を有する。
【００２３】
しかし、図示の実施形態では、第１および第２電極９２、９４は、概ね長方形の金属板である。第１電極９２は、第２電極９４より各側部が例えば０．０１インチ（０．２５ｍｍ）だけ長くてもよい。このような場合、第２電極９４は第１電極９２より面積が小さいので、電極端子間に所望のキャパシタンス値を獲得するために、電極を互いに精密に整列させることは必要不可欠ではなく、生産の変動は最小になる。つまり、小さい方の第２電極の総面積が、誘電スペーサ１００を通って第１電極９２の区域の反対側に配置される限り、キャパシタンス値は一定のままである。１９９９年６月８日に出願され、本出願の譲渡人に譲渡されたＥｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｗｉｔｈ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎと題した米国特許出願第０９／３２７，８８２号を参照のこと。’８８２出願の関連する全ての部分は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
誘電スペーサ１００は、金属電極９２、９４間を隔離する。スペーサは、例えば１０００ボルトなど、産業で規定された破壊電圧に耐えられなければならない。
誘電スペーサ１００が補正キャパシタ８８、９０の第１、第２電極９２、９４間に挟まれた状態で、２つのキャパシタをアセンブリ筐体８２の空隙８４、８６に挿入する。図２で見られるように、空隙８４、８６の側壁、上壁および下壁は、キャパシタ８８、９０の外周にほぼ適合し、したがって電極９２、９４および各キャパシタの誘電スペーサは、筐体８２に関して確実に支持される。筐体８２の空隙８４、８６の深さは、キャパシタの指形端子９６、９８が露出し、筐体８２の外側に所望の形状で延在するような深さである。キャパシタ８８、９０の相対的整列の水平方向食い違い距離ｄのため、一方のキャパシタの指形端子９６、９８は、図３で見られるように、他方のキャパシタの対応する指形端子に対して、距離ｄだけ水平方向に食い違う。
【００２５】
図３も、キャパシタの金属電極９２、９４を筐体８２にインサート成形できる配置構成を示す。特に、図３で見られるように、タブ１１０が各電極９２の右側に一体形成され、そこから突き出す。対応するタブ（図３には図示せず）が、各電極９２の左側から突き出している。同様に、タブ１１２が各キャパシタ電極の右側に一体形成され、そこから突き出し、対応するタブが各電極９４の左側から突き出す。したがって、タブ１１０、１１２は、アセンブリ筐体８２の射出成形プロセス中に、電極９２、９４を整列させ、成形ダイ内の所定の位置に保持する働きをする。成形後、図３で見られるように、タブをトリムして、アセンブリ筐体８２の側部と面一にしてもよい。
【００２６】
図１は、組み立てたキャパシタ補正アセンブリ８０を、ＩＤＣ端子筐体５０の前壁１２２に形成された窪み１２０で捕捉した状態を示す。したがって、アセンブリ８０は、プリント配線板１２の頂部および端子接触線１６ａ〜１６ｈの自由端部分に対してクランプするか、他の方法で固定することができる。図４および図５は、端子接触線の自由端部分に対して作動状態にある、ジャック・コネクタ１０内のキャパシタ補正アセンブリ８０を示す。図４および図５では、明快さを期して、コネクタ１０の一部が省略されている。図５に示すように、漏話補正キャパシタ８８、９０は、アセンブリ筐体８２内に支持され、したがって各キャパシタの端子９６、９８は、アセンブリ筐体８２の外側で、端子接触線１６ａ〜１６ｈの自由端部分を概ね横断する方向で、互いに整列する。
【００２７】
典型的なプラグ・コネクタ１３０をジャック・フレーム４０の前プラグ開口４２に挿入すると、プラグ・コネクタの端子ブレードが端子接触線１６ａ〜１６ｈに直面し、ジャック・フレーム４０の後部で接触線の自由端部分の予荷重を克服するのに十分な力を与える。キャパシタ補正アセンブリ８０の指形端子９６、９８は、アセンブリ筐体８２の外側に配置されて形成され、したがって、選択された端子接触線の自由端部分は、自由端部分がプラグ・コネクタの作用によって指形端子に向かって撓むか、その方向に押しやられると、補正キャパシタ８８、９０の対応する指形端子９６、９８と電気的に接触する。
【００２８】
選択された端子接触線の端部分が指形端子９６、９８に接触すると、関連する接触線が、さらに、プラグ・コネクタ１３０のブレードと接触した箇所で撓み、線の端部分がキャパシタの指形端子９６、９８をわずかに拭く動作をするようにすることができる。このような拭う動作は、選択された端子接触線と対応するキャパシタ端子との間の確実な電気的接触を保証する。
【００２９】
図６は、図５に示したように配置したキャパシタ補正アセンブリ８０を伴うジャック・コネクタ１０の同様の図である。図示の実施形態では、キャパシタ８８の指形端子９６、９８は、端子接触線１６ｃおよび１６ｅの自由端と接触するよう配置される。キャパシタ９０の指形端子９６、９８は、接触線１６ｄおよび１６ｆの自由端と接触するよう配置される。したがって、各補正キャパシタ８８、９０の指形端子９６、９８間の間隔は、端子接触線１６ａ〜１６ｈの隣接する端部分間の中心間距離の２倍に相当する。
【００３０】
例えば、タイプＲＪ−４５のコネクタでは、接触線対１６ｄおよび１６ｅを、信号線対「１」として使用し、接触線対１６ｃおよび１６ｆを信号線対「３」として使用する。したがって、図５および図６の配置構成は、漏話補正のために、対１と対３の信号線間に容量性結合を提供する。容量性結合は、線の通電部分ではなく、プラグ・コネクタ１３０との接点に対して、接触線の自由端で導入される。これは、容量性補正結合を選択された信号路に導入する際の遅延の効果を最小にする。
【００３１】
カテゴリー６の近端漏話損失は、コネクタ１０を典型的な既存のタイプＲＪ−４５プラグ・コネクタと結合した場合、各補正キャパシタの値が約０．５ピコファラド（ｐｆ）と３．０ｐｆの間にあり、配線板１２内にさらに２段階の漏話補正を設けると、達成されると考えられる。各キャパシタの最終値は、配線板１２と補正キャパシタ８８、９０の両方によって提供される補正の最適バランスを反映するはずである。
【００３２】
本明細書で開示した接続ジャック・コネクタは、コネクタ１０と結合コネクタとの接点に比較的近い箇所に配置されるキャパシタ補正アセンブリを特徴とする。この配置構成は、初期段階の容量性補正を提供し、さらなる漏話補正段階によってコネクタの電気的性能を「微調整」するため、配線板１２に追加の自由スペースを設けることができる。キャパシタ補正アセンブリ８０は、スタイル名称「ＭＧＳ２００」でＬｕｃｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．から入手できるジャック・コネクタに現在使用されているような、既存のジャック・フレームの後端領域に取り付けることができる。キャパシタ補正アセンブリ８０は、既存のジャック・コネクタと互換性があるので、事前の工作時間または費用を最小量にして、このようなコネクタに組み込むことができる。
【００３３】
以上の記述は、本発明の好ましい実施形態を表すが、請求の範囲で指摘する本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更および変形が実行できることが当業者には明白となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高周波通信ジャック・コネクタの組立分解図である。
【図２】図１のジャック・コネクタの容量性漏話補正結合を提供するキャパシタ補正アセンブリの拡大組立分解図である。
【図３】組み立てた状態の図２のキャパシタ補正アセンブリの拡大斜視図である。
【図４】部分的に組み立てた状態で、結合したプラグ・コネクタを示す、図１のジャック・コネクタの拡大側面図である。
【図５】キャパシタ補正アセンブリの対応する端子と電気的に接触した、選択された端子接触線の自由端部分を示す、前方から見た図４のジャック・コネクタの斜視図である。
【図６】キャパシタ補正アセンブリを含む図４および図５のジャック・コネクタの電気的概略図である。
【符号の説明】
１０ ジャック・コネクタ
１２ プリント配線板
１６ 端子接触線
１８ ジャック線ブロック
２０ 前縁
２２ 端子開口
３０ ＩＤＣ端子
４０ ジャック・フレーム
４２ プラグ開口
５０ 筐体
５２ 取付ポスト
５４ 開口
６０ カバー
６４ ラッチ
６８ 下肩
８０ キャパシタ補正アセンブリ
８２ 筐体
８４ 空隙
８６ 空隙
８８ キャパシタ
９０ キャパシタ
９２ 電極
９４ 電極
９６ 指形端子
９８ 指形端子
１００ 誘電スペーサ
１１０ タブ
１１２ タブ
１２０ 窪み
１２２ 前壁
１３０ プラグ・コネクタ

Claims (12)

1. 通信コネクタの漏話補正のキャパシタ補正アセンブリであって、
   筐体と、
   筐体内に支持された第１漏話補正キャパシタとを備え、キャパシタが、
   第１端子を有する第１金属電極と、
   第２端子を有する第２金属電極と、
   第１、第２金属電極間に配置された誘電スペーサとを含み、
   前記筐体が、細長い端子接触線を有する通信コネクタと関連するような寸法および配置にされ、金属電極の端子が、筐体の外側の位置に露出し、したがって前記通信コネクタの選択された端子接触線が電極の対応する端子と電気的に接触して、接触線が結合コネクタと噛み合うと、選択された接触線間に容量性結合を提供するキャパシタ補正アセンブリ。
2. 第２漏話補正キャパシタが前記筐体内に支持される、請求項１に記載のキャパシタ補正アセンブリ。
3. 第１および第２漏話補正キャパシタが、前記筐体内に支持され、したがって前記通信キャパシタの電極の端子が、筐体に対して任意の方向で概ね整列する、請求項２に記載のキャパシタ補正アセンブリ。
4. 第１および第２キャパシタの対応する端子が、前記通信コネクタの端子接触線間の中心間隔に対応する距離だけ、前記任意の方向に互いから食い違う、請求項３に記載のキャパシタ補正アセンブリ。
5. 前記キャパシタの端子が、前記通信コネクタの端子接触線の中心間隔の整数倍である距離だけ、互いから間隔をあける、請求項１に記載のキャパシタ補正アセンブリ。
6. 通信ジャック・コネクタであって、
   前面および前面にあるプラグ開口を有するジャック・フレームを備え、前記プラグ開口が軸を有し、結合プラグ・コネクタを受けるよう形成され、さらに、
   ジャック・フレームを通して延在する数本の細長い端子接触線を備え、接触線が、結合するプラグ・コネクタの対応する端子と電気的に接触するよう構成され、さらに、
   端子接触線に対して作動状態で取り付けられる１つまたは複数の漏話補正キャパシタを備え、各補正キャパシタが、
   第１端子を伴う第１金属電極と、
   第２端子を伴う第２金属電極と、
   第１、第２電極間に配置された誘電スペーサとを含み、
   金属電極の第１および第２端子は、接触線が結合プラグコネクタと噛み合うと、選択された端子接触線の自由端部分が電極の対応する端子と電気的に接触して、選択された接触線間に容量性結合を提供するよう配置され、構成される通信ジャック・コネクタ。
7. 前記通信ジャック・コネクタ内に取り付けた少なくとも２つの漏話補正キャパシタを含み、キャパシタの電極の端子が、端子接触線の自由端部分を横断する方向で概ね整列する、請求項６に記載の通信ジャック・コネクタ。
8. 一方のキャパシタの端子が、端子接触線の自由端部分間の中心間隔に対応する距離だけ、前記横断方向に沿って別のキャパシタの対応する端子から食い違う、請求項７に記載の通信ジャック・コネクタ。
9. 任意のキャパシタの端子が、端子接触線の自由端部分の中心間隔の整数倍である距離だけ、互いから間隔をあける、請求項６に記載の通信ジャック・コネクタ。
10. 一部がジャック・フレーム内に取り付けられた配線板を含み、前記漏話補正キャパシタが、端子接触線の自由端部分の近傍で配線板上に支持される、請求項６に記載の通信ジャック・コネクタ。
11. 配線板上に端子筐体を含み、端子筐体が、端子接触線の自由端部分に対面する前壁を有し、漏話補正キャパシタが端子筐体の前壁の窪みに取り付けられる、請求項１０に記載の通信ジャック・コネクタ。
12. 一部が前記ジャック・フレーム内に取り付けられる配線板を含み、前記配線板が、１段階以上の漏話補正を提供するよう構築され、配置される、請求項６に記載の通信ジャック・コネクタ。

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