JPH10508142A - 一体的短絡組立部材を有する電気コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は類似のコネクタと嵌合可能な型の高性能電気データコネクタに関する。コネクタはコネクタ嵌合面と導体受容面とを有する絶縁ハウジングを有し、両面と１対の直立側壁との間に床部が延び、複数のコンタクト端子が嵌合面と導体受容面の中間で床部から直立する。複数のコンタクト端子は導体受容部、基部及び基部から逆方向に折り曲げられコネクタ嵌合面に向けて延びる弾性舌部を有する。重要な特徴は、側壁間に一体的にモールドされ、各弾性舌部の少なくとも一部に重なる絶縁部材が提供されることであり、その絶縁部材は千鳥配列される複数の貫通スロットを含む。各スロットはＵ字形状とされ円形断面を有し酸化に対して抵抗を有するワイヤからなる折り曲げ形成された短絡組立部材を含み、その組立部材は基部及びそれから傾斜して延びる１対のアームを有し、各アームはコネクタが嵌合されない状態にあるとき予め選ばれた１対の端子の弾性舌部と接触するよう形成された端部で終端する。特別な形状とされる酸化に対して抵抗を有する短絡組立部材の使用により表皮効果及び挿入損を起こす他の要因が減らされ性能が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】 一体的短絡組立部材を有する電気コネクタ （発明の背景） 本発明はコネクタハウジングに対して一体的にモールドされた短絡システム支 持体を含む改良された高周波用電気データコネクタに関するが、このシステムは 、導体間の軽減した容量結合及び、軽減した相互インダクタンス、及び導体の低 下した表皮抵抗及び自己インダクタンスにより、コネクタを通して伝送される電 気信号に十分な程度に軽減された挿入損を提供する。 １又は複数の動作中のラインから他のラインへの誘導結合及び容量結合として 決定される挿入損又は減衰は信号に悪影響を与え、増加されたデータ通信レート に対して特性を制限するものであることが従来より認識され示されてきた。ごく 最近になって、ＳＴＰ、即ちシールドされたツイストペア導体について、エレク トロニック・インダストリーズ・アソシエーション（略称ＥＩＡ）との協働によ りテレコミュニケーション・インダストリー・アソシエーション（略称ＴＩＡ） から性能標準が設定された。特にＥＩＡ／ＴＩＡはＳＴＰ−Ａの製品が有する最 も高い性能標準である３００ＭＨｚに達する周波数で動作する様々なカテゴリー の性能標準を確立した。 ＳＴＰ−Ａの製品は、その製品の伝送の要求が３００ＭＨｚに達することが特 徴であるが、典型的には３００Ｍｂｐｓに達する伝送レートでの応用ができるこ と、又は符号化するか又は波形整形することによりより高いレートとされること が意図される。その標準は１９９３年５月にＳＰ−２８４０として準備的に認め られた。本発明はハードウェア又はコネクタに関するが、ハードウェアは通信シ ステムの１つの主要な部品であることに着目するのは重要なことである。他の主 要な部品は伝送ケーブルである。従ってケーブルの伝送特性に適応する正確な接 続部品又はハードウェアの使用を保証するのは重要なことである。そのようなケ ーブルは典型的には高性能のシールドされないツイストペア（ＳＴＰ）ケーブル であり、その特性はＥＩＡ／ＴＩＡの発行物であるＳＰ−２８４０に含まれ、「 ＥＩＡ／ＴＩＡ−５６８、商業ビルのテレコムワイヤリングの標準」との題目で 認められている。 コネクタにおける挿入損又は減衰は接続ハードウェアによる信号出力損の測定 により決定され、検査時のコネクタの接続の前後で短尺の１５０オームのシール ドされたペア検査用導体上での掃引周波数電圧測定から導かれる。ＳＴＰ−Ａ接 続ハードウェアのケーブル較正後の最も悪い場合の挿入損が以下の表１に示され る。 挿入損の性能標準はＥＩＡ／ＴＩＡのＳＰ２８４０−５６８における１００Ｍ Ｈｚより高い周波数用のＳＴＰ、即ちシールドされたツイストペア導体を含むよ う拡張されるが、この標準は３００ＭＨｚまでの信号周波数用のシールドされな いツイストペア導体に関するカテゴリー５の標準を超えるものである。 本発明は１９９３年８月３日に出願されて本願の譲受人に譲受された同時係属 米国特許出願第０８／１０１，５２９号に開示され請求の範囲に記載されたシー ルドされたデータコネクタの改良を示すものであり、同時係属出願の開示は本出 願にも参照して含まれる。 従来よりシールドされた電気コネクタの使用については公知である。コンピュ ータシステムの如きある種の応用では信頼性の高い電気接続を実現すると共にデ ータ信号導体のためのシールド部材が提供される。多くの応用においてこのシー ルドはシールドされたケーブルのシールド編組線に接続される。典型的な場合に は、ケーブルはシールドされたツイストペア導体を使用してケーブル内での信号 の漏話を最小にする。 従来のシールドされた電気コネクタはコネクタの周囲にシールドを提供し、コ ネクタ内に伝送される信号に対してコネクタの外部からの逆向きの干渉を最小に する。この種のコネクタは広く使われている。しかしながら従来のコネクタは各 導体の成端部近傍では最早絡み合っておらず漏話及び挿入損の可能性を考慮して いない。従って従来のコネクタはコネクタの外側からの信号の干渉に対して保護 するよう作用し、コネクタの内側での信号導体間の漏話又は挿入損を制御する構 成物を含まない。 同時係属出願において、ハードウェア即ちコネクタ内の手段によって低減され た挿入損が実現される。その１つの実施形態によれば、２つの相違するツイスト ペア導体がケーブルシールドを超えて延出するとき両者間にシールド部材が延び る。１つの好適実施形態においてもシールド組立体はコンタクト組立体の少なく とも一部の周囲、即ちコネクタハウジングの上下の及び横側の部材とコンタクト 組立体との間に延びる。この好適実施形態においては各電気コンタクトの接触部 は互いに略平行な関係で延びるが相違する信号の導体に接続されるコンタクトの 接触部は平行に延びる長さ方向の少なくとも一部に沿って空気の間隙を設計して 相互に隔てられる。 コネクタ、特に４極のデータコネクタにとっての改良された挿入損の性能は一 体の短絡用組立体を設けることにより達成されるが、それは１対の折り曲げ形成 されたＵ字形状の酸化されない面を有する円形導体を利用するものであり、それ は脚の夫々の端が逆方向に曲げられるもので、閉ループ短絡を提供している。 電気コネクタにおいて分路部材及び短絡組立部材の使用が嵌合されない間の電 気的導通を保証し、又はコネクタ内の選択された導体の係合解除の際に信号路の 再編をすることが、トークンリングシステムにおいて知られている。 米国特許第４，４４９，７７８号はその好適実施形態として１対の同一形状寸 法の打ち抜き形成された分路用バーを使用するシールドされた４極のデータコネ クタを示すがこの分路用バーはコネクタハウジング内の位置合わせされたスロッ ト内に空間を開けて平行に配置され、コネクタの４つの端子の相違する対と同方 向に向けられ、与えられた対の端子間を短絡する。 米国特許第４，６８２，８３６号は主に１対の嵌合可能な電気データコネクタ 用のラッチ構造に関する。しかしながら、コネクタの構造の点でこの特許は分離 した挿入可能な部材又はブロックを使用することを開示するが、これには１対の 千鳥配置されたスロットが金属ワイヤから形成される相補形状の短絡部材を受容 すべく提供され、スロットの各々は側方に延びる足部と共に溝形に形成される。 典型的には溝形状を成す短絡部材はブロックのスロット内に底側に付勢され、足 部は露出してコネクタ内の１対の端子と接触するが、このときブロックはコネク タハウジング内の分路位置に挿入される。 本発明は分路又は短絡を通して閉ループの配置を提供する効果的なシステムを 提供し、一方シールド電気データコネクタ内に優れた軽減された漏話及び挿入損 を提供する。これらの及び他の特徴は以下の説明により、特に添付図面と結合し て示されるとき明確にされる。 （発明の概要） 本発明はコネクタを通して伝送される電気信号間の十分軽減された漏話及び挿 入損を提供する改良された高周波電気データコネクタに関する。類似のコネクタ と嵌合され得るこの種のコネクタの好適実施例はコネクタ嵌合面、導体受容面、 両面間に延びる床部、及び１対の直立側壁を有する絶縁ハウジングを含む。複数 の接触端子は嵌合面と導体受容面との中間の床部から直立するよう提供される。 各接触端子は導体受容部、基部及び基部から逆方向に曲げられコネクタ嵌合面に 向けて延びる弾性を有する舌部を有する。更に絶縁部材は、側壁の間に一体的に モールドされ少なくとも各弾性舌部の少なくとも一部を覆うようにして含まれる 。絶縁部材は千鳥配列された複数の貫通スロットを含み、各スロットはＵ字形状 にして酸化されない面を有する円形状の導体からなる短絡組立部材を含む。特に 各組立部材は基部とそれから傾斜して延びる１対のアームを含み各アームはコネ クタが嵌合されない状態にあるとき、予め選ばれた対を成す端子の１つの弾性舌 部に接触するよう形成された端部に終端する。 （図面の簡単な説明） 図１は本発明の特徴を含む第１の電気データコネクタの分解斜視図である。 図２は図１の組立てられたコネクタの縦方向の断面の拡大図である。 図３は図２のコネクタの線３−３に沿う断面図である。 図４は図２のコネクタの線４−４に沿う断面図である。 図５は本発明の改良されたコネクタの他の好適実施形態の分解斜視図であり、 この実施形態は外側に取り付けられる金属シールド部材を示す。 図６は図５のシールドコネクタの斜視図であり、相補的ハウジングに挿入され る前のコネクタを示す。 図７は本発明のコネクタの挿入損特性を業界標準に照らして示すグラフである 。 （好適実施形態の詳細な説明） 本発明は米国特許第０８／１０１，５２９号に開示される種類の改良された高 周波電気データコネクタに関するが、この種のコネクタは類似のコネクタと嵌合 されるよう構成される。その好適実施形態はいくつかの図に示されるが図１には 様々な部品を分解して示す。 本発明のコネクタ１０はハウジング１２、端子コンタクト１４、短絡組立部材 １６（図１中には２個示される）、及び導体スタッファ部材１８を有する。１個 のコネクタのみが図示され、雌雄同形構造の類似のコネクタが嵌合可能であるこ とが理解されるが、これはデータ通信用コネクタとして従来より知られる概念で ある。 コネクタハウジング１２は誘電体材料から一体にしてモールド形成されシール ドとして金属がめっきされるが、これはコネクタ嵌合面２４と導体受容面２６と の間に延びる床部７２を支持する基部２０を含み、その床部２２は１対の側壁２ ８、２９によって横方向に決定される。一連の平行な溝３０は、導体受容面２６ から床部２２を横切って前方に延びてそれらの間にアンダーカットされた端子支 持用リブ３２を形成する。平行なロック用溝３３は従来知られる方法でプラット フォームの前方からリブと位置合わせされて後方に延びる。側壁２８、２９は床 部の対向側端の夫々から直立しフード３４により前端で橋渡しされる。側壁は床 部２２に近接する位置からフードの前端に近接する位置まで延びる傾斜した案内 端３６を有する。側壁２８、２９には更に内部に導体スタッファ部材１８の夫々 のリブ４２、４４を摺動係合して受容すべく形成された１対の対向スロット３８ 、４０が提供される。ハウジング１２の更なる特徴は側壁２８、２９の間でハウ ジングに一体的にモールドされる横断壁４６を提供することである。横断壁は後 述されるようにコンタクト端子の部分に重なる複数のスロット又は凹部４８を含 む。凹部４８と連通して複数の貫通スロット５０が形成され、横方向に千鳥配置 されるので、スロットの夫々の端は別々の凹部、即ち図３及び図４に示すように ４極のデータコネクタ内の凹部１、３及び２、４に重なる。 溝３３の各々に対応する端子コンタクト１４は１枚の金属ブランクから打ち抜 き、折り曲げ形成された部材であり、ワイヤバレル部５２、基部５４及び基部５ ４から逆方向に折り曲げられる弾性舌片５６を有する。弾性舌片５６の離れた端 は、後述されるように短絡組立部材１６に対する接触位置となる段状端５８を含 む。最後にバレル部５２はスタッファ部材１８により導体６２が受容される垂直 圧接スロット６０を含み、その操作は従来より公知である。 図５及び図６は外側に取り付けられる頂部、底部のシールド部材８０、８２を 使用する本発明のコネクタの他の好適実施形態を示す。図６によれば、シールド 部材８０、８２は典型的にはシート金属ブランクから打ち抜き折り曲げ形成され 、夫々コネクタの頂側、底側に重なるよう配置され、コネクタの周囲に完全なシ ールドを提供するようラッチ係合される。底側のシールド部材の側部８４にはコ ネクタを相補形状のハウジング９０内に固定するために１対のラッチアーム８６ が設けられるが、これらはシート金属ブランクから打ち出される。即ち、ラッチ アーム８６はハウジング９０の夫々の側に位置する相補形状の凹部９２に受容さ れるよう形成される。 本発明の統合的な特徴は短絡部材１６を提供することであり、その好適実施形 態は複数の溝形に形成されたワイヤであり、その断面は円形で好ましくはパラジ ウム上に金を重ねてめっきした層を有する焼きもどしされた銅合金コアを含み、 典型的な断面は約０．２５３インチ径のコアと３０乃至５０マイクロインチの厚 さの各めっき層とされる。各短絡組立部材は折り曲げ形成された円形ワイヤ部材 からなるがこれは横部７０、及び１対の好ましくは４５°に傾けて傾斜配置され 、逆方向曲げられた端７４に終端するアーム７２を有する。焼きもどしされた銅 合金のコアを使用により、この種の合金が曲げ可能であると共に曲げられる前の 状態に戻る特性があるため、短絡組立部材１６をスロット４８内に挿入されるよ う撓ませて押し込み図３及び図４に示される位置で撓みを戻すことを可能にする 。 改良が銅又は銅合金だけ（例えばリン青銅５１０）でなく金／パラジウムめっ きした銅又は銅合金又は更に金／ニッケルめっきした銅又は銅合金コアを使用す ることにより実現された点も理解される。銅が露出した環境状態における測定に よればめっきされない銅は、接触抵抗に逆の影響、即ちそれを高くしてしまう酸 化物の層をすぐに形成してしまう。パラジウム上の金は好適実施形態とされるが 、金は酸化されないとされるので、ニッケル上の金又はタイプ３１６のステンレ ス鋼の如きステンレス鋼の短絡バーが実行可能な他の実施形態である。全ての場 合に酸化物のない表面が提供される。短絡バー組立部材の第２の好ましい特徴は 導体を円形状としたことである。図７によれば図は金／パラジウムめっきされた 銅の短絡バーの挿入損特性がグラフにして示されるが、その結果は許容される範 囲の値、特に３００ＭＨｚ以下の周波数の中で良好である。即ち、線方向の抵抗 及び線方向のインダクタンス、は銅のコア及び外側の金の層の拡散障壁として作 用させるため強磁性体でないパラジウムの如き内側めっき層を、銅上に電解めっ きされた強磁性体であるニッケルの代わりに使うことにより低減されるが、パラ ジウムニッケルは有孔性の障害物として作用し、これにより端子上の表皮効果に よる影響を最小にすることができる。 簡単に背景を説明すると、導体の電磁波は、正弦波の形状を成し導体の離間し た位置を通過する。波は外側から導体の内側に向けてそれらの位置で導体を透過 し、透過する量は周波数、導電率又は抵抗率、及びめっき及び導体材料の透磁率 に依存する。波が導体を通過するときエネルギーの損失が生じる。透過の量は表 皮深さとして参照される。銅又は銅合金上に金／パラジウムを配置する等の好ま しい材料の選択により表皮効果の十分な軽減が成されると考えられ、これにより ＳＴＰ−Ａ製品に対するＥＩＡ／ＴＩＡ標準化での３００ＭＨｚに達する周波数 でのデシベル値を有する高性能の電気データコネクタが提供され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハリー リチャード ローリー アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27127、 ウィンストンセーラム シェッ トランド ドライブ 2894 (72)発明者 クリフォード フランク リンカーン アメリカ合衆国 ジョージア州 20228 アトランタ ヴァーノン リッジ コート 1433 【要約の続き】 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．類似するコネクタと嵌合可能となる型の電気データコネクタにおいて、コネ クタ嵌合面と導体受容面とを有し前記両面と１対の直立する側壁との間に床部が 延びるよう形成される絶縁ハウジングと、前記嵌合面と前記導体受容面との中間 の前記床部から直立する複数の接触端子にして導体受容基部及び該基部から逆方 向に曲げられ前記コネクタ嵌合部に向けて延びる弾性舌部を有する前記複数の接 触端子と、前記側壁間に一体的にモールドされ、少なくとも前記弾性舌部の各々 の少なくとも一部に重なる絶縁部材にして、千鳥配列された複数の貫通スロット を含み、前記スロットの各々は外形がＵ字形状で円形断面を有し酸化されない面 を有する導体からなる折り曲げ形成された短絡組立部材を含む前記絶縁部材とを 有し、前記組立部材は基部及びそれから傾斜して延びる１対のアームを含み、 前記アームの各々は前記コネクタが嵌合されない状態にあるとき予め選択され た１対の端子の弾性舌部に接触するよう形成された端部に終端することを特徴と する電気データコネクタ。 ２．前記導体が酸化されない金属のコーティングを有する焼きもどしされた合金 である銅を主とするワイヤであり、前記短絡組立部材は前記スロット内に挿入さ れるとき撓められ、前記スロット内でロック係合されるべく撓みを戻すことを特 徴とする請求項１の電気データコネクタ。 ３．前記コネクタが４つの位置合わせされた端子を有する４極データコネクタで あり、２個の前記短絡組立部材が使用され、前記短絡組立部材の各々から傾斜し て延びるアームが互いに略直角にして非接触の関係で重なるよう配置されること を特徴とする請求項１の電気データコネクタ。 ４．前記絶縁ハウジングの周囲に１対の金属シールド部材が係合することを特徴 とする請求項１の電気データコネクタ。 ５．前記絶縁ハウジングは自身のシールドを提供するために外側の金属めっき面 を含むことを特徴とする請求項１の電気データコネクタ。 ６．前記導体は金めっきされた銅、銅合金及びステンレス銅からなる群より選択 された１つの材料よりなることを特徴とする請求項１の電気データコネクタ。 ７．銅拡散障壁層は銅又は銅合金からなるコアと金による他のめっき層との間に 提供されることを特徴とする請求項６の電気データコネクタ。 ８．前記障壁層はパラジウム及びニッケルからなる群より選択されることを特徴 とする請求項７の電気データコネクタ。 ９．前記層の夫々は３０乃至約５０マイクロインチの厚さとされることを特徴と する請求項８の電気データコネクタ。