JPH07201394A - 電気コネクタ - Google Patents
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Abstract
することができる電気コネクタを提供すること。 【構成】 選択された電気接点対の間の漏話低減を図る
ことができる電気コネクタであり、コネクタ内の選択さ
れた接点12に接続された一対の回路要素を有したプリ
ント回路板14を含む。この選択された接点の信号路
は、プリント回路板の回路要素のパターン手段により再
ルート決めされる。回路要素はそれぞれ漏話低減を高め
るために再ルート決めされた信号路の相互インダクタン
スを釣り合わせる。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
の一実施例の形態を図式的に示した説明図である。
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。
る。
平面図である。
板の他の実施例を示した説明図である。
である。
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。
Claims (18)
- 【請求項1】 絶縁性のハウジング、前記ハウジング上
に支持された複数の電気接点であって、前記電気接点は
各接点対の間に間隔をあけて並んだ配列で配置された電
気接点、 前記接点上に位置する誘電基板、 前記誘電基板に支持された導電性のトレースであって、
前記トレースは前記接点の1つと空間的に揃えて配置さ
れるとともに前記誘電基板の透磁率および誘電率により
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
規定するトレース、並びに前記導電性のトレースを前記
接点の他の1つに接続するための導電性要素を含んでな
ることを特徴とする電気コネクタ。 - 【請求項2】 前記導電性要素が、前記導電性のトレー
スに接続された導電性のトレース部分から構成されるこ
とを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。 - 【請求項3】 前記誘電基板上には複数の導電性のトレ
ースがあり、それぞれ前記コネクタの選択された接点と
空間的に揃えて配置された部分を有することを特徴とす
る請求項1記載の電気コネクタ。 - 【請求項4】 前記接点が断面略長四角形状であり、前
記導電性のトレースが上に位置する実質的に平らな面を
それぞれ有することを特徴とする請求項3記載の電気コ
ネクタ。 - 【請求項5】 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。 - 【請求項6】 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5記載の電気コネクタ。 - 【請求項7】 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6
記載の電気コネクタ。 - 【請求項8】 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7記載の電気コネクタ。 - 【請求項9】 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8記載の電気コネクタ。 - 【請求項10】 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9記載の電気コネクタ。 - 【請求項11】 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10記載の電気コネクタ。 - 【請求項12】 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11記
載の電気コネクタ。 - 【請求項13】 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10記載の電気コネクタ。 - 【請求項14】 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10記載の電気コネクタ。 - 【請求項15】 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14記載の電気コネクタ。 - 【請求項16】 多接点電気コネクタ内の電気接点の間
の漏話を低減するための方法であって、前記接点の1つ
の信号路前記接点の第2の1つに沿って連続して再ルー
ト決めし、並びに前記再ルート決めされた信号路内の相
互コンダクタンスを釣り合わせることを特徴とする多接
点電気コネクタ内の電気接点の間の漏話を低減する方
法。 - 【請求項17】 前記再ルート決めが、前記接点の少な
くとも2つを分割し、またその上に絶縁された回路要素
を置き、分割された1つの接点の第1の部分を第2の分
割された接点の第2の部分に接続し、並びに前記分割さ
れた1つの接点の第2の部分を前記第2の分割された接
点の第1の部分に接続することにより行われることを特
徴とする請求項16記載の方法。 - 【請求項18】 前記相互インダクタンスが前記接点上
にトレースを位置させ、またその上に導電性のトレース
含ませることにより釣り合わせられ、前記導電性のトレ
ースは前記非分割された接点の1つと空間的に揃えて位
置するとともに予め定められたキャパシタンスと相互イ
ンダクタンスを規定するように形成されることを特徴と
する請求項17記載の方法。
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