JP7524163B2 - 現場で終端接続可能なシングルペアイーサネットコネクタ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体を参照することによりその主題が本明細書に組み込まれる、２０１９年９月５日に出願された米国仮特許出願第６２／７２７，１８９号に対する優先権を主張する。

本発明は、電気的導通を確立するだけではなく、ケーブルにストレインリリーフも提供するコネクタにシングルペアイーサネットケーブルを終端接続する手段である。また、本発明は、コネクタの電気的性能を改善するためにシールド特徴も組み込む。

銅コネクタは、セキュリティカメラ及び温度調節器装置などの遠隔装置にデータを送信する必要がある用途での使用のためだけではなく、所与の領域でデータチャネルのより高い密度を達成しようとしてますますコンパクトになりつつある。これらのコンパクトなコネクタは、一般的に、簡単な手動ツールを使用し、現場でケーブルに設置可能であることが求められている。通常、イーサネットデータ接続の場合、相互接続としてＲＪ４５ジャックを使用し、４ペアケーブル解決策が配備されるであろう。しかしながら、セキュリティカメラ及び他のスマートビルディングデバイスなどであるが、これに限定されるものではない低帯域幅の用途には、Ｃａｔ ６ａの全帯域幅は必要ではない。この場合、材料費を節約し、構造化配線システムによって使用される空間の量も低減するシングルツイストペア配線解決策を配備できる。銅メディアを使用するイーサネット帯域幅の最近の進展により、データスループットは大部分のスマートデバイスにとって十分になる。現場で終端接続可能な設計は、設置者がカスタム配線構造を構築することを可能にし、エンドユーザーの用途に必要な量のケーブルだけを使用することによって利点を提供する。このカスタマイズによって、追加のケーブル敷設管理技術の必要性は排除され、これにより構造化配線システムを配備する現場技術者の時間及び資源が節約される。

産業及びビル自動化の用途では、電力及び非常に低帯域幅のデータ伝送を実現させるために、長くシングルペアケーブルシステムを使用してきた。このケーブルの典型的な配備は、ネジ式端子台に終端接続されるであろう。本書で提案するシングルペアコネクタは、今日、使用され、ＩＥＥＥ ８０２．３ｃｇ規格によって支援されているのと同じ要件を達成するために低コストのデータ及び電源供給システムを配備する標準化された方法を提供する。シングルツイストペア銅解決策は、イーサネットデータ伝送の業界の知識、及びＰＯＥ（パワーオーバーイーサネット）を利用して、信頼性が高く堅牢な解決策を達成する。

必要とされているのは、複雑で高価なツールなしに設置者によって迅速にかつ容易に終端接続されるだけではなく、製造が簡略かつ安価である小さいフォームファクタに適合させることができる終端接続設計である。設計は、多様なゲージの遮蔽ケーブルと非遮蔽ケーブルの両方に対応する必要がある。

通信コネクタは、開口部を有する外側筐体と、外側筐体を少なくとも部分的に封じ込めるシールドラップと、外側筐体の開口部に関与するように構成されたコンタクトキャリヤアセンブリとを有する。コンタクトキャリヤアセンブリは、それぞれが圧接接点（ＩＤＣ）を有する少なくとも２つの接点を少なくとも部分的に封じ込める。また、コンタクトキャリヤアセンブリは、ヒンジ機構を利用してケーブルのケーブル導体をそのそれぞれのＩＤＣの中に押し込む一体型のワイヤキャップも有する。

カプラで接合した２つのシングルペアイーサネットコネクタの等角図を示す。 シングルペアイーサネットコネクタの等角図を示す。 図２のシングルペアイーサネットコネクタの分解等角図である。 ケーブルのない図２のシングルペアイーサネットコネクタの等角図である。 請求項２に記載のシングルペアイーサネットコネクタのシールドラップの等角図である。 図２のシングルペアイーサネットコネクタのコンタクトキャリヤアセンブリの等角図である。 図６のコンタクトキャリヤアセンブリの側面図である。 コンタクトキャリヤアセンブリへのケーブルの終端接続を示す、図２のシングルペアイーサネットコネクタの等角図である。 ケーブルが終端接続されたコンタクトキャリヤアセンブリの外側筐体の中への挿入を示す、図２のシングルペアイーサネットコネクタの等角図である。 ラッチがコンタクトキャリヤアセンブリを外側筐体の中にどのように係止するのかを強調する、請求項２に記載のシングルペアイーサネットコネクタの側面底面図である。 ストレインリリーフのために追加されたノッチ特徴を有する代替のコンタクトキャリヤアセンブリを備えたシングルペアイーサネットコネクタの分解等角図である。 シングルペアイーサネットコネクタの第１の代替実施形態の分解等角図である。 ケーブルがワイヤキャップの中にどのように挿入されるのかを強調する図１２のシングルペアイーサネットコネクタの等角図である。 ワイヤキャップの外側筐体及び接点保持器の中への挿入を示す、図１２のシングルペアイーサネットコネクタの等角図である。 完全に挿入されたワイヤキャップを示す図１２のシングルペアイーサネットコネクタの等角図である。 シングルペアイーサネットコネクタの第２の代替実施形態の分解等角図である。

図１は、カプラ８によって接合された２つのシングルペアイーサネットコネクタ１０を有する通信チャネル６を示す。カプラが示されているが、シングルペアイーサネットコネクタは、パッチパネル、ウォールジャック、イーサネットスイッチ、ルータ、サーバ、及びパワーオーバーイーサネットデバイスを含むが、これに限定されるものではない能動素子または受動素子とともに使用できる。通信チャネル６は、キャビネット、ラック、ゾーンエンクロージャ、及び他のそのような基部構造の中に位置付けることができる。

図２及び図３は、外側筐体１２と、シールドラップ１８と、コンタクトキャリヤアセンブリ２２とを有するシングルペアイーサネットコネクタ１０を示す。

外側筐体１２は図４に示される。外側筐体１２は、コンタクトキャリヤを封じ込める終端接続領域１４を有する。終端接続領域は、シールドラップが接地のためにケーブル遮蔽に接触できるようにするためのシールドタブリリーフ１６を有する場合がある。

シールドラップ１８は図５に示される。シールドラップは、外側筐体の終端接続領域を封じ込め、隣接するコネクタからのエイリアンクロストークの影響を低減するために金属から製造される。シールドラップは、シングルペアイーサネットケーブルのシールドスクリーンに接触するように設計された接地タブ２０を特徴とする。長穴２１は、コンタクトキャリヤ内のラッチと係合してキャリヤをコネクタ筐体の中にロックする。

コンタクトキャリヤアセンブリ２２の分解図は、図６に示される。キャリヤアセンブリは、２つの銅接点２６を適所に保持する成形されたプラスチック本体２４から構成される。チャネル２７は、シングルペアケーブルの導体をキャリヤの終端接続領域に位置付けるのに役立つ。接点２６は、同様に外部のノイズ源から不要な結合を拒絶するのに役立つ最強の差動結合を確立するように配置される。強結合は、ＩＥＥＥ規格及びＴＩＡ規格に定義される反射減衰量特性に準拠するように設計される。接点２６の配置は、接触面が並んでまたは上から下へのどちらかで重なり合う並行ランを含むが、これに限定されるものではない。当業者は、金属表面領域が並行して重なり合うことにより、最強の電場相互作用が生じることを理解する。また、キャリヤアセンブリは、リブ３０を使用してシングルペアケーブル外被の外側外被の上を把持するように設計されたストレインリリーフ特徴２８も有する。これにより、ケーブルがコネクタから分離され、接点終端接続領域の中から引き出されるのを防ぐ。コンタクトキャリヤは、ヒンジ機構３４を使用してワイヤキャップが下方に枢動し、ケーブル導体に圧力を印加して、ケーブル導体をそのそれぞれの圧接接点３６の中に駆動して、電気的導通を確立することを可能にする一体型のワイヤキャップ３２を有する。ランプ機構３８は、キャリヤアセンブリが外側筐体１２の中に押し込まれるにつれ、ワイヤキャップの上に力を下方に印加する。ワイヤキャップ３２は、キャリヤアセンブリが外側筐体終端接続領域１４の中に挿入されるにつれてケーブル外被の上部を把持するために本体２４に類似したストレインリリーフリブ３０を有する。

図７は、シールドラップ１８の長穴２１と係合してキャリヤをコネクタ筐体の中にロックするラッチ４０を有するコンタクトキャリヤ２２の下面を示す。

図８～図１０は、シングルペアケーブル４２の上にコネクタを終端接続するための手順を示す。終端接続の第１のステップは図８に示される。ケーブル４２の外側外被は剥がされ、シールドスクリーン４４はケーブルの外径に沿って引き戻される。導体４６は、所定の長さにトリミングされ、キャリヤ本体２４のチャネル２７に配置される。ワイヤキャップ３２は、次いでヒンジ機構３４の回りで導体４６の上に下方に枢動され、導体を圧接接点３６の中に駆動し、電気的導通を確立する。同時に、ワイヤキャップ３２のリブ３０は、外側ケーブル外被の上を把持する。

ワイヤキャップ３２が下方に枢動され、圧接接点がケーブル導体絶縁体を貫通すると、図９に示すように、コンタクトキャリヤアセンブリ２２はコネクタ外側筐体１２の後部に挿入される。キャリヤアセンブリ２２が設置されると、ランプ機構３８がワイヤキャップ３２の上に下方に力を印加して、ケーブル導体が圧接接点の中に完全に押圧されることを確実にする。ケーブルシールドスクリーン４４は、コンタクトキャリヤアセンブリ２２の側面に沿って露出しており、シールドラップ１８のタブ２０と接触することを可能にする。タブ２０及びケーブルシールドスクリーン４４の接続によって、配線システムに沿った接地の導通性が提供されて、差動信号の共通モード信号への不要な変換を排除する。カラー８６は、コンタクトキャリヤアセンブリの外側筐体への挿入を支援できる。当業者は、接地基準のいかなる不連続性または相違も、不要な共通モード信号の変換につながることを理解する。

図１０は、コンタクトキャリヤアセンブリ２２が、キャリヤ上のラッチ４０、ならびにシールド及びコネクタ筐体の長穴２１を介して外側筐体１２にロックされることを示す。

図１１は、図２～図７に示すアセンブリと同様のアセンブリを示す。この実施形態では、コンタクトキャリヤアセンブリ３００は、ストレインリリーフ領域にノッチ特徴３０２を有する。これによって、シングルペアケーブル４２のケーブル遮蔽４４を、コンタクトキャリヤの外部にルート設定することが可能になる。外側筐体シールドラップ３０８は、コンタクトキャリヤがシールドに挿入されると、接地のためにケーブル遮蔽編組３０４と接触するタブ３１０を有する。

図１２は、上述した本発明の第１の代替実施形態を示し、電気接点１０１は外側筐体１００に封入され、接点保持器１０２によって適所に保持される。接点保持器は、接点保持器側面ノッチ１０６と係合する外側筐体ラッチ１０４によって外側筐体に固定される。圧接接点１０８は、水平に向けられ、コネクタ筐体の後部から延びる。ワイヤキャップ及びケーブルストレインリリーフは、別個の部品１１０の中に組み込まれる。ワイヤキャップ／ストレインリリーフは、ケーブル導体を、ノッチ１１２を有する接点圧接接点に垂直に保持する。ユーザーがワイヤキャップ／ストレインリリーフをコネクタの後部に押し込むと、ケーブルの導体は圧接接点１０８の中に押し込まれ、同時にストレインリリーフ脚部１１４が外側ケーブル外被の上を把持する間電気接続を確立する。ワイヤキャップ／ストレインリリーフは、上部ノッチ及び底部ノッチ１１８と係合するラッチ特徴１１６を使用し、接点保持器の中にロックする。シールドラップ１２０は、外側筐体及び接点保持器を取り囲み、ケーブル遮蔽編組に接触する接地タブ１２２を特徴とする。

この実施形態の終端接続プロセスは、図１３から始まる。ユーザーは、事前に組み立てられた外側筐体１００、接点１０１、接点保持器１０２、及びシールドラップ１２０を備えたコネクタを受け取る。ケーブル４２の外側外被は剥がされ、シールドスクリーン４４はケーブルの各側に沿って引き戻される。導体４６は、ワイヤキャップ１１０の中心を通して送られ、ノッチ１１２の中に押し込まれ、次いでワイヤキャップの外面と同一平面になるようにトリミングされる。ストレインリリーフ脚部１１４は、次いでケーブル外被の上に下方に枢動され、ワイヤキャップがコネクタアセンブリの背部に押し込まれるとき、ユーザーがワイヤキャップを把持する場所として使用される。図１４は、ケーブルが取り付けられたワイヤキャップ１１０がコネクタアセンブリ１２４の背部に挿入されるのを示す。ケーブル４２のシールドスクリーン４４は、シールドラップの接地タブ１２２と一列に並び、ワイヤキャップ設置時にケーブルとコネクタとの間に電気的接続を生じさせる。ワイヤキャップ１１０がコネクタアセンブリ１２４の中に完全に挿入された後、ワイヤキャップは、図１５に示すようにラッチ特徴１１６及び接点保持器ノッチ１１８を介して適所にロックされる。

図１６は、第２の代替実施形態を示し、接点２００が、コネクタ筐体２０４の背部に挿入されるプラスチックスレッド（ｓｌｅｄ）２０２の中に位置付けられる終端接続方法を説明する。コネクタ筐体は、長穴２０８を特徴とする垂直壁２０６を有する。プラスチックスレッドがコネクタ筐体に挿入された後、ワイヤキャップ２１０はスレッドに設置されて、ケーブル導体接触を確立する。ワイヤキャップは、コネクタ筐体長穴２０８と係合してワイヤキャップを適所にロックするラッチ２１２を有する。プラスチックスレッド２０２及びワイヤキャップ２１０は、外側ケーブル外被を支持及び保持するためにストレインリリーフ特徴２１４を有する。筐体シールド２１６は、コネクタ筐体２０４を取り囲む。筐体シールドは、ワイヤキャップシールド２１８上の対応するタブ２２２と接触するコネクタ筐体壁の内側を包むタブ２２０を有する。ワイヤキャップシールドタブ２２２は、ストレインリリーフ領域の中にくるまってケーブル遮蔽に接触し、完全に接地された接続を生じさせる。

本発明の特定の実施形態及び応用例が図示及び説明されているが、本発明が、本明細書に開示される正確な構成及び組成に限定されず、かつ説明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になり得ることを理解されたい。

Claims (4)

1. 通信コネクタであって、
   開口部を有する外側筐体と、
   前記外側筐体を少なくとも部分的に封じ込めるシールドラップと、
   前記外側筐体の前記開口部の中に挿入されるように構成されたコンタクトキャリヤアセンブリであって、前記コンタクトキャリヤアセンブリは、それぞれが圧接接点（ＩＤＣ）を有する少なくとも２つの接点部材を少なくとも部分的に封じ込め、さらに前記コンタクトキャリヤアセンブリは、ヒンジ機構を利用してケーブルのケーブル導体をそのそれぞれのＩＤＣの中に押圧する一体型ワイヤキャップを有する、前記コンタクトキャリヤアセンブリと
   を備え、
   前記コンタクトキャリヤアセンブリは、前記コンタクトキャリヤアセンブリが前記外側筐体に挿入されると、前記一体型ワイヤキャップに前記ケーブル導体に下方の力を提供させるように構成されたランプ機構を有し、該ランプ機構は、前記一体型ワイヤキャップの幅方向全体に亘って形成されている、通信コネクタ。
2. 前記外側筐体は、前記シールドラップ上の少なくとも１つのタブが前記ケーブル上の接地ワイヤに接触できるようにする少なくとも１つのシールドタブリリーフを有する、請求項１に記載の通信コネクタ。
3. 前記接点は等しい長さである、請求項１に記載の通信コネクタ。
4. 前記コンタクトキャリヤアセンブリは、ユーザーが前記コンタクトキャリヤアセンブリを前記外側筐体の中に挿入するのを支援するように構成された、後部に向かって位置付けられたカラーを有する、請求項１に記載の通信コネクタ。

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