JP6689956B2 - 通信プラグ - Google Patents

Description

本発明は全般的に、電気コネクタに関し、より具体的には、高性能ＲＪ４５タイププラグに関する。

ＴＩＡ及び国際規格では、ＲＪ４５プラグ性能をＣＡＴ５Ｅ、ＣＡＴ６、及びＣＡＴ６Ａ嵌合コネクタとの互換性があるものと規定している。低い方のカテゴリのＣＡＴ５Ｅプラグは、電気的性能が低い一方で、性能変動が大きい可能性があると規定された。バンド幅が高い方のプラグ（ＣＡＴ６及びＣＡＴ６Ａ）は、より高い性能とともに、はるかに小さい性能変動が要求される。後方互換性を得るために、ＣＡＴ６及びＣＡＴ６Ａプラグの許容性能範囲は、ＣＡＴ５Ｅプラグ性能範囲の一部であると仕様決めされている。業界では、ＣＡＴ５Ｅ、ＣＡＴ６、及びＣＡＴ６Ａプラグと後方互換性のあるべき更に高いバンド幅を検討している。プラグは、ＣＡＴ６及びＣＡＴ６Ａプラグ性能の一部の範囲において最も高い性能を有することが要求されている。

規定されているように、導体ペア３−６が導体ペア４−５の周りで分割されている。ほとんどのプラグデザイン、例えば米国特許第６，８１１，４４５号及び第５，７２７，９６２号（本明細書において参照により全体として組み込まれている）におけるものは、３−６導体ペアを分割して接点３及び６で終端する。その分割、４−５ペア分割に対する３−６ペア分割は終端ごとに変化して、プラグ性能に対する主な変動源となっている。加えて、ケーブルの一端からケーブルの他端までの導体ペア配列は、時計回りから反時計回りへと変わるため、結果的に、３−６導体は一端では最上部にあり他端では最下部にある。ケーブルにおける３−６導体ペア位置に起因して、４−５導体ペアに対する３−６導体ペアの移行はケーブルの一端からケーブルの他端まで変化するため、プラグ性能に変動が導入される。結合導体及び結合導体長さに対する導体位置がプラグ性能に影響を与える。プラグ性能は、導体ゲージ、導体誘電体材料厚さ、及び材料電気特性とともに変化する。

一実施形態では、本発明は、ＲＪ４５プラグであって、組立済みプラグ接点、終端ブロックアセンブリ、及びストレインリリーフブートを有するプラグハウジングを特徴とするＲＪ４５プラグである。終端ブロックは、一端においてワイヤ終端用のＩＤＣを有し、他端においてプラグ接点インターフェースを有する一体型リードフレーム接点を特徴とすることができる。プラグ接点は、工場で組み立てることができ、安定した圧着深さを可能にできる。プラグ接点の一端は、終端ブロックリードフレーム接点インターフェース端部と接続するための干渉スロットを含むことができる。一実施形態では、干渉スロットの中心、終端ブロックを受け取るプラグハウジング開口部の中心、終端ブロック垂直高さの中心、及び終端ブロックリードフレーム接点インターフェース端部厚さの中心を通る平面は同じである。ペア１−２及び７−８に対するＩＤＣは側面上に位置し、一方で、ペア４−５及び３−６に対するＩＤＣは最上部及び最下部上に位置する。終端ブロックリードフレーム接点は、接点１、２、４及び５と結合する接点３が、接点７、８、５及び４と結合する接点６と同じになるようにデザインされている。これによって、終端ブロックはケーブル軸に沿って１８０度回転することができるため、ＩＤＣ３−６はケーブル上で導体３−６と同じ側にある。１８０度回転することによって、終端ブロックリードフレーム接点１、２、３、４、５、６、７、８は、ピン８、７、６、５、４、３、２、１に、それぞれなる。終端ブロックは、ワイヤペアセパレータとクロスディバイダーとを特徴とする。ペアセパレータによって、終端用に最小ペアのよりが戻ることが容易になる。クロスディバイダーを、導体ペアの分離を行うためにケーブル外皮の下で押す。ＩＤＣはペア間の結合を最小にする位置にある。所望のプラグ性能にとって必要な結合は、信号電流経路の外側に配置されたプラグ／ジャック嵌合点により近い固定接点内で結合することによって実現される。ＩＤＣは、複数ゲージ固体又は撚り導体を終端させるようにデザインされている。両方によって、異なるケーブルデザインに適した１つのプラグデザインが可能になる。

高性能プラグを用いてもよい通信システムの等角図である。 高性能プラグの第１の実施形態の組立分解等角図である。 高性能プラグの第１の実施形態の組立分解等角図である。 図２の高性能プラグの平面図である。 図２の高性能プラグの図４の線分５−５に沿って見た断面図である。 図２の高性能プラグを用いたパッチコードの組立分解等角図である。 図２の高性能プラグに対する終端ブロックの組立分解等角図である。 図２の高性能プラグに対する終端ブロックの組立分解等角図である。 高性能プラグの第２の実施形態の組立分解等角図である。 図９の高性能プラグの終端ブロックとともに用いるべきＰＣＢアセンブリの等角図である。 図９の高性能プラグの終端ブロックとともに用いるべきＰＣＢアセンブリの等角図である。 高性能プラグの第３の実施形態の組立分解等角図である。 図１２の高性能プラグに対する終端ブロックの組立分解等角図である。 高性能プラグの第４の実施形態の組立分解等角図である。 高性能プラグの第５の実施形態の組立分解等角図である。 図１５の高性能プラグの別の組立分解等角図であり、ブロックハウジングの拡大図を伴い、高性能プラグに対するケーブルの終端に注目した図である。 図１６のケーブル及びプラグ配置の別の組立分解等角図である。 図１５の高性能プラグの組立分解等角図であり、ブロックハウジングの拡大図を伴い、高性能プラグに対する図１６のケーブルの反対端の終端に注目した図である。 図１８のケーブル及びプラグ配置の別の組立分解等角図である。 図１６〜１９の高性能プラグ及びケーブルアセンブリの等角図であり、どのようにカラーを高性能プラグに取り付けるかを示す図である。 図１６〜１９の高性能プラグ及びケーブルアセンブリの等角図であり、どのようにカラーを高性能プラグに取り付けるかを示す図である。 図１６〜１９の高性能プラグ及びケーブルアセンブリの等角図であり、どのようにカラーを高性能プラグに取り付けるかを示す図である。 カラーが取り付けられた図１５の高性能プラグの端面図である。

本発明の実施形態による通信システム１０を図１に示す。通信システム１０は、機器１４に接続されている少なくとも１つの通信ケーブル１２を含む。図１では機器１４をパッチパネルとして例示しているが、機器は受動的機器とすることもできるし、又は能動的機器とすることもできる。受動的機器の例は以下であり得る（しかし、これらに限定されない）。モジュラーパッチパネル、パンチダウンパッチパネル、カプラパッチパネル、壁ジャックなど。能動的機器の例は以下であり得る（しかし、これらに限定されない）。イーサネット（登録商標）スイッチ、ルータ、サーバ、物理層管理システム、及びパワーオーバーイーサネット（ＰＯＥ）機器（データセンタ及び／又は電気通信室において見つけることができる）；セキュリティデバイス（カメラ及び他のセンサなど）及びドアアクセス機器；並びに電話機、コンピュータ、ファックス装置、プリンタ、及び他のワークステーション周辺機器。通信システム１０は更に、キャビネット、ラック、ケーブル管理及びオーバーヘッドルーティングシステム、並びに他のこのような機器を含むことができる。

プラグ２０（８つの接点２２を含む）が、ケーブル１２内の対応する撚線ペア導体に接続されて、パッチパネル１４内の対応するジャック１８と嵌合している。ジャック１８をモジュラージャックとして示しているが、パンチダウン又は他のタイプのジャックとすることができる。ＣＡＴ６Ａ通信システム１０を図１に示すが、本発明による通信システム１０は、いずれかのＣＡＴ５Ｅ、ＣＡＴ６、ＣＡＴ６Ａ、ＣＡＴ７、ＣＡＴ７Ａ、及びＣＡＴ８又は他のカテゴリ通信システム規格で用いるように構成することが、適用可能な規格準拠のプラグ、ジャック、ケーブル及び機器を適切に選択することによって可能である。

図２〜８に示すのは、高性能プラグの第１の実施形態である。プラグ２０を、図２及び３において分解組み立て図で示す。プラグハウジング２４を接点２２と組み立てる。接点２２はスロット４２を特徴とする。終端ブロック３２は、接点４６を囲むプラスチックハウジング３０を含んでいる。接点４６は、終端点２８（この場合、終端点２８は絶縁変位接点（ＩＤＣ）である）と接点インターフェース２６とを特徴とする。水平面３８と垂直面３６とによって、開口部内部の終端ブロック３２とプラグハウジング２４とを、垂直方向及び水平方向にそれぞれ分割している。軸４０が平面３６及び３８の交差部を通っている。ケーブル１２の導体ペアが終端点２８で終端している。個々のインターフェース２６は、スロット４２において対応する接点２２と嵌合する。プラグブート３４によって、ケーブルストレインリリーフ、ケーブル曲げ半径制御が得られ、終端ブロック３２が前方へ押され続ける。プラグブート３４は歯ジオメトリー１００を特徴とする。プラグハウジング形体１０２はブート歯ジオメトリー１００と嵌合する。複数の歯があると保持力が増す。

終端するために、ケーブル１２外皮を剥がし、導体４４ペアを外側に湾曲させ、ケーブル１２クロスウェブを平らに切断し（もしあれば）、終端ブロック３２を回転させて３−６ＩＤＣを３−６ケーブルペアと位置合わせし、クロスディバイダー９８をケーブルクロスウェブの周りでケーブルペア間で押し、撚線ペアの適切な導体を適切なＩＤＣ上で位置合わせする。位置合わせは、ねじれを加えるか又は取り除き、導体をペアセパレータ９６上でＩＤＣスロット内に押すことによって行なう。余分な導体４４長さを切断してアセンブリを仕上げる。

図４に例示するのは、プラグアセンブリ２０平面図であり、接点２２厚さの中心線を通る断面線５−５を示している。この図ではプラグブート３４を示していない。

図５は、図４の線５−５について取った断面図であり、スロット４２高さの中心と、接点２６厚さと、終端ブロックハウジング３０高さと、開口部高さ中心線の内部のプラグハウジング２４とを通る平面３８上に配置された中心線４６を例示する。

プラグ端部を分解組み立て図で示したパッチコード２１の等角図を図６に例示する。コンポーネントＩＤの次の下付き文字は、対応するケーブル端部を示し、コンポーネントＩＤの次の下付き数は、ＡＮＳＩ／ＴＩＡ−５６８−Ｃ．２によって規定されるＲＪ４５ピン位置を表す。ケーブル端部Ａ導体４４は反時計回りの順序にあり、導体４４_４Ａ及び４４_５Ａが最上部にある。ケーブル端部Ｂ導体４４は時計回りの順序にあり、導体４４_４Ｂ及び４４_５Ｂが最下部にある。

終端ブロック３２Ａ分解図を図７に例示する。この端部において、ＩＤＣ２８_４Ａ及び２８_５Ａは最上部にあり、一方で、ＩＤＣ２８_３Ａ及び２８_６Ａは最下部にある。図８に例示するのは、端部Ｂの終端ブロック３２Ｂの分解図である。この端部において、ＩＤＣ２８_４Ｂ及び２８_５Ｂは最下部にあり、一方で、ＩＤＣ２８_３Ｂ及び２８_６Ｂは最上部にある。終端ブロック３２Ａを軸４０の周りに１８０度回転させて３２Ｂ配向となる。隣接する接点１、２、及び４と結合する接点３は、接点５、７、及び８と結合する接点６と同じである。

図９を参照して、終端ブロック５２、終端ブロックハウジング５４、プリント回路基板（ＰＣＢ）アセンブリ６０、及びインターフェース接点５６を伴う代替的な実施形態５０を例示する。図１０及び１１に、ＰＣＢアセンブリ６０Ａ及び６０Ｂをそれぞれ示す。ＰＣＢ６２は、インターフェースパッド６６及びＩＤＣ６４を特徴とする。インターフェースパッド６６は、ＰＣＢ６２の最上部及び最下部側にあり、接点５６との冗長接続をもたらす。ＰＣＢ６２の特徴は、アートワーク接続接点１、２、４及び５と結合するアートワーク接続接点３が、アートワーク接続接点７、８、５及び４と結合するアートワーク接続接点６と同じことである。これによって、１つの終端ブロックデザインとして、端部が軸４０の周りに他端と比べて１８０度回転した両方のケーブル端部に対して用いて、３６ペアを位置合わせすることができるものが可能になる。

図１２及び１３に例示するのは、終端ブロック７６、ＰＣＢ７４、終端ブロックハウジング８０、及びインターフェース接点７２を有する別の実施形態７０である。終端ブロックＩＤＣ接点ＰＣＢインターフェース端部７８の特徴は、ＰＣＢパッド上でスライドして接続を確立する干渉デザインである。接点７２は、結合及び結合変動を最小限にするためにより小さく形成されている。

図１４に例示するのは、フレキシブルＰＣＢ９４及びより小さいインターフェース接点９２を有する別の実施形態９０である。インターフェース接点デザインが小さいほど、変動が小さくなり、信号電流経路の外側のプラグジャック嵌合点の付近のＰＣＢ上での正確なクロストーク／補償配置が可能になる。ＰＣＢ９４はリジッドフレックスＰＣＢとすることができる。

図１５〜２３に例示するのは、プラグハウジング９６、ＰＣＢ１０２、プラグ接点９８、終端ブロックハウジング１５４、ＩＤＣ１０８、ワイヤマネージャ１１２、最下部シェル１０６、最上部シェル１１０、カラー１１８、カラーストップ１１４、及びストレインリリーフストラップ１１６を伴う代替的な実施形態１００である。プラグインターフェース接点９８はＰＣＢ１０２に電気的に接続されている。ＰＣＢパッド１２２が、対応するプラグ接点９８に接続配線を介して接続されている。ＰＣＢ１０２は、クロストーク及びリターンロス調整用の配線及び結合回路構成を含んでいる。ＰＣＢ回路構成は図示していない。終端ブロック１０４は、機械組立又はインサート成形又は同様のプロセスを用いた終端点（ＩＤＣを図中に示す）１０８と終端ブロックハウジング１５４とのアセンブリである。ＩＤＣ１０８の特徴は、ワイヤマネージャインターフェース端部における絶縁変位スロット幾何学的形状と、ＰＣＢパッド１２２インターフェースにおけるワイピング接点１２６とである（ＩＤＣ及びワイピング接点以外の他のタイプの終端点を用いてもよい）。ストレインリリーフストラップ１１６は、シェル１０６及び１１０に機械的及び電気的に接続されている。カラーストップ１１４は最上部シェル１１０に接続されている。ワイヤマネージャ１１２はワイヤペアセパレータ１５２を特徴とする。最下部シェル１０６、最上部シェル１１０、及びストレインリリーフカラー１１８を、シールドされたコネクタに対して導電性材料を用いて形成する。ストレインリリーフストラップ１１６及びカラーストップ１１４はバネ材料を用いて形成されている。接点位置３、４、５、及び６に対するＰＣＢパッド１２２が、ＰＣＢ１０２の最上及び最下表面の両方に配置されている。ケーブル１２導体１２４_１／１２４_２をプラグ左側に位置合わせして、導体１２４_７／１２４_８をプラグ右側に位置合わせしたとき、導体１２４_３及び１２４_６は最上部又は最下部のいずれかにある。

図１６及び１７に例示するのは、導体１２４_３及び１２４_６を最下部に有するケーブル１２端部である。終端するために、カラー１１８をケーブル１２上に螺合し、ドレイン線１２０を外皮の周りに巻き付け、編みひもが存在する場合には、それを後方にケーブル外皮上に引く。ケーブルペアを、ワイヤマネージャ１１２の中を通して、ペアセパレータ上に引き出すことを、左側の導体１２４_１／１２４_２及び右側の１２４_７／１２４_８を位置合わせした後に行なう。導体１２４_３／１２４_６及び１２４_４／１２４_５を引き出して、最下部及び最上部ワイヤスロット内にそれぞれ入れる。終端ブロックを回転させて３／６ＩＤＣを導体１２４_３／１２４_６と一致させ、ワイヤマネージャ上で押してワイヤを終端させる。終端ブロックインターフェース１２６がＰＣＢ１０２上で押されて、ＰＣＢパッド１２２において接点が形成される。

図１８及び１９に例示するのは、導体１２４_３及び１２４_６が最上部にあるケーブル１２の他の端部における終端である。

図２０に例示するのは、最下部シェル１０６及び最上部シェル１１０に対して組み立てられたプラグハウジング９６である。カラー１１８はスロット１３８及び１４２を含んでいる。これらのスロットによって、カラー１１８アセンブリをシェルパッド１３６及び１４０上に置くことができる。最下部シェルレール１２８がプラグハウジングスロット１３２内にスライドして、プラグ接点９８及びワイヤ終端を、プラグハウジング９６に対する固定位置に配置する。最上部シェル前方のピボット１３４が、前端部における最下部シェル留め具１３０と後端部におけるクロスオーバーケーブル外皮との下に保持される。この位置では、ストラップ１１６は、最下部では左側に、最上部では右側に向けて外側に延びる。最上部シェルは、カラー中心軸に対して８０度の角度に配置されたパッド１４０及び１３６を特徴とする。最下部シェルも、最上部シェル上の対応するパッドに対して１８０度にあるパッド１４０及び１３６を特徴とする。カラーは、最上部及び最下部シェル上でパッド１４０及び１３６に一致するスロット１３８及び１４２を特徴とする。カラー１１８を組み立てるために、カラースロット１５６をストラップ１１６と位置合わせし、パッド１３６及び１４０をスロット１３８及び１４２と位置合わせし、カラーをパッド１３６及び１４０上に動かす。パッド最下部が軸方向スロット内に出てきた時点で、カラーを時計回りに回転させて、ストラップ１１６をケーブルの周りで所望の負荷までしっかり締める。カラー歯１４６は、カラーストップ１１４と嵌合して、カラーを回転位置に保つ。パッド１３６及び１４０はカラー溝１４８内に拘束されて、カラー１１８が外れることを防いでいる。プラグを再終端させるために、カラーストップ１１４を歯１４６から離れるように押圧し、カラーを反時計回りに装填位置に戻るまで回転させて、後方に引く。パッド１４０及び１３６の相対位置によって、回転中にカラーが、開始位置又は３６０度回転位置以外の何らかの他の位置で外れることが防止される。この実施形態では、パッド１３６及び１４０間で８０度の角度、及び他のシェル上の対応するパッド間で１８０度の角度を用いているが、シェル間のパッド角度の倍数である整数以外の任意の角度とすることができる。開口部内部のカラー１１８は、より厚い絶縁体及び２２ＡＷＧ導体を有する最大直径ケーブルにフィットするようにデザインされている。カラーが回転することによって、ストラップがより小さい直径のケーブルの周りに巻き付いて、ケーブルシールドとの効果的な結合及び適切なストレインリリーフを実現することが可能になる。ＩＤＣのサイズは、固体及び撚り複数ゲージ導体に対する効果的な終端を可能にする一方で、複数の再終端サイクルを可能にするように取られている。

本発明の特定の実施形態及び適用が図示及び説明されているが、本発明が、本明細書に記載の正確な構成及び組成に限定されず、かつ記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正、変更、及び変形が前述から明らかであり得ることを理解されたい。

１０ 通信システム
１２ 通信ケーブル
１４ 機器（パッチパネル）
１８ ジャック
２０ プラグ
２２ 接点
２４ プラグハウジング
２６ 接点インターフェース
２８ 終端点
３０ プラスチックハウジング
３２ 終端ブロック
３４ プラグブート
３６ 垂直面
３８ 水平面
４０ 軸
４２ スロット
４４ 導体４４ペア
４４_４Ａ 導体
４４_５Ａ 導体
４４_４Ｂ 導体
４４_５Ｂ 導体
４６ 接点
９６ ペアセパレータ
９８ クロスディバイダー
１００ 歯ジオメトリー
１０２ プラグハウジング形体

Claims (13)

1. 通信プラグであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングの前方部分の内部に収容された８つのプラグ接点であって、前記ハウジングの第１の側面から前記ハウジングの第２の側面に向かって１から８の番号が付されるように一列に並べられた前記プラグ接点と、
   前記ハウジングの内部に収容された終端ブロックであって、前記終端ブロックは８つの接点インターフェースを有し、８つの前記接点インターフェースは、前記ハウジングの第１の側面から前記ハウジングの第２の側面に向かって１から８の番号が付されるように一列に並べられて、対応するプラグ接点に電気的に接続される、前記終端ブロックと、
   を含む前記通信プラグ。
2. 前記終端ブロックは、電気経路を形成するように前記接点インターフェースそれぞれに電気的に接続された終端点を有し、前記終端点及び前記接点インターフェースは、前記終端ブロックが前記終端ブロックの長手方向中心軸線の周りに１８０度回転したときに、プラグ接点１〜８に接続された前記接点インターフェースそれぞれが、プラグインターフェース８〜１にそれぞれ接続されるように配列されている請求項１に記載の通信プラグ。
3. 前記電気経路それぞれは、その接点インターフェースの番号に対応付けられ、電気経路番号３から電気経路番号１、２、４、及び５までの結合が、電気経路番号６から電気経路番号７、８、５、及び４までの結合とそれぞれ同じになるように配列されている請求項２に記載の通信プラグ。
4. 電気経路３及び６についての前記終端点は、前記終端ブロックの最上部又は最下部上に配置され、電気経路４及び５についての前記終端点は、前記電気経路３及び６についての前記終端点の位置と反対側に配置され、電気経路１及び２についての前記終端点は、前記ハウジングの前記第１の側面に位置しており、電気経路７及び８についての前記終端点は、前記ハウジングの前記第２の側面に位置している請求項３に記載の通信プラグ。
5. 前記プラグ接点は、前記接点インターフェースによって嵌合されるインターフェーススロットを含む請求項４に記載の通信プラグ。
6. 前記プラグ接点は前記接点インターフェースに回路基板を介して電気的に接続されている請求項３に記載の通信プラグ。
7. 前記終端ブロックは、ワイヤペアセパレータを含む請求項１に記載の通信プラグ。
8. 前記終端ブロックは、クロスディバイダーを含む請求項１に記載の通信プラグ。
9. 通信プラグであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングの前方部分の内部に収容された８つのプラグ接点であって、前記ハウジングの第１の側面から前記ハウジングの第２の側面に向かって１から８の番号が付されるように一列に並べられた前記プラグ接点と、
   終端ブロックハウジングであって、前記プラグ接点に電気的に接続された８つの接点インターフェースを有する前記終端ブロックハウジングと、
   前記終端ブロックハウジングの内部に少なくとも部分的に挿入されるように構成されたワイヤマネージャと、を含む前記通信プラグ。
10. 前記終端ブロックハウジングは、電気経路を形成するように前記接点インターフェースそれぞれに電気的に接続された終端点を有し、前記終端点及び前記接点インターフェースは、前記終端ブロックハウジングが前記終端ブロックハウジングの長手方向中心軸線の周りに１８０度回転したときに、プラグ接点１〜８に接続された前記接点インターフェースそれぞれが、プラグインターフェース８〜１にそれぞれ接続されるように配列されている請求項９に記載の通信プラグ。
11. 前記終端ブロックハウジングは、前記接点インターフェースそれぞれに電気的に接続された終端点を有し、前記ワイヤマネージャは、前記終端ブロックハウジングの前記終端点で終端するために内部に保持されたワイヤを有し、前記ワイヤマネージャは、前記ワイヤマネージャが前記長手方向中心軸線の周りに１８０度回転したときに、プラグインターフェース１〜８に電気的に接続された前記ワイヤそれぞれが、接点インターフェース８〜１にそれぞれ接続されるように配列されている請求項９に記載の通信プラグ。
12. 前記電気経路それぞれは、その接点インターフェースの番号に対応付けられ、前記終端ブロックハウジングは、電気経路番号３から電気経路番号１、２、４及び５までの結合それぞれが、電気経路番号６から電気経路番号７、８、５、及び４までの結合とそれぞれ同じになるように配列されている請求項１０に記載の通信プラグ。
13. 前記プラグ接点は前記接点インターフェースに回路基板を介して電気的に接続されている請求項１２に記載の通信プラグ。

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