TWI424637B - 具有加大的插頭介面之模組電氣連接器 - Google Patents

Description

具有加大的插頭介面之模組電氣連接器

本發明係關於一種具有加大的插頭介面之電氣連接器。

在電氣系統中，隨著信號速度及頻寬增加，吾人逐漸關注於保留信號的完整性。信號衰減之一起因係多重信號路徑間之串音。在一電氣連接器攜帶多重信號之例中，串音發生在當於第一信號路徑上導向之信號以感應耦合或電容耦合部分傳送至第二信號路徑時。該等傳送之信號在第二路徑產生串音，其衰減在該第二路徑上行進的信號。

例如，一典型工業標準型式RJ-45之通訊連接器包括四對接點，其定義不同之信號路徑。該RJ-45插頭及插座之設計符合工業標準且本質上易受串音影響。在習知之RJ-45插頭及插座連接器中，所有四對接點接近平行地越過該連接器本體之一長度向彼此延伸。一對接點也繞著另一對接點而分離。因此，信號串音可能在不同對之連接器接點之間及之中引發。該串音之大小或信號衰減程度通常隨著該頻率增加而增加。與該插頭中之接點聯繫的插座中之接點可製造更多串音。當信號速度及密度增加時，保留信號完整性也應考量外來串音或鄰近連接器間之串音。

至少一些RJ-45插座包括用來壓制或補償串音之特徵。當系統需求持續增加時，吾人預期插座(例如：RJ-45)中原有之缺點可能變得更加嚴重。吾人需要開發一種連接器，其係設計來在最初就將內部串音及外來串音兩者減至最小，而非於串音產生後再將其修正。

一種根據本發明之電氣連接器，其包含一插頭本體，該插頭本體具有由外部本體壁來界定之一空穴。該空穴具有一空穴軸，其於該空穴之一相配端及一底端之間延伸。該插頭本體包括在該空穴內之一腹板部分。該腹板部分沿著該空穴軸延伸，且包括第一側及第二側。該第一側及第二側與對應之外部本體壁間留有間隔且通常與其相對。該插頭本體係配置來接收於一相配連接器之一插孔內，致使當該插頭本體配對於該相配連接器內時，一部分之該相配連接器係沿著該腹板部分之該第一及第二側接收於該空穴內。複數個接點以差動對之形式配置於該腹板部分上。該等接點之第一差動對係位於該腹板部分之該第一側上，且該等接點之第二差動對係位於該腹板部分之該第二側上以與該相配之連接器聯繫。

第一圖係根據一示例性具體實施例所形成之一示例性電氣連接器10的立體圖。電氣連接器10表示一插頭連接器，其可與一相配連接器12配對，如第一圖所示之插孔連接器。電氣連接器10及相配連接器12係模組連接器，例如用來連接電信設備或電腦腹板設備之類型的電氣連接器。在該舉例說明之具體實施例中，電氣連接器10及相配連接器12為具有信號對之八接腳、八導體(8P8C)的模組連接器，然而在此描述之標的也可應用於其它具有較少或較多數量之接腳、導體及/或信號對的連接器上。

在一示例性具體實施例中，相配連接器12包括一外殼14，其具有向插孔18開口之多個通訊埠16，可分別接收個別之電氣連接器10。相配連接器12也包括接點支援構件20，其分別配置於個別之插孔18內。每一接點支援構件20包括複數個相配接點22，其係沿著一相配介面配置以與電氣連接器10之對應接點24配對。例如，相配接點22及接點24係依類似圖型配置來配對接合。相配接點22及接點24可視需要如差動信號對般安排或分組。在一示例性具體實施例中，電氣連接器10包括在一外表面上之一閂鎖26，因而可將電氣連接器10拴緊在插孔18內。

外殼14係裝配至一基板28上。基板28可視需要表示為一電路板，且該電氣連接器可能為機械連接及電性連接至該電路板以傳送及接收信號。基板28及相配連接器12可裝配於具有一通訊埠之一電氣裝置或設備內，該裝置可經由該通訊埠與其它外部腹板裝置通訊。或者，相配連接器12可壁掛式或平板裝配，以用來與電氣連接器10連接。在一些具體實施例中，相配連接器12可僅包括一單一插孔18及對應接點支援構件20，以用來與一單一電氣連接器10配對。此外，在一些具體實施例中，並非經由一電路板傳送並接收該等信號，而是可將相配連接器12(或更特定地為接點22)終止於一電纜(未示出)之一末端。

第二圖舉例說明第一圖所示之一不同立體角度的電氣連接器10。電氣連接器10包括一插頭本體30，其具有由外部本體壁34來界定之一空穴32，外部本體壁34界定插座本體30的一周界。外部本體壁34於插頭本體30之一相配端36及一終端38之間延伸。空穴32沿著一空穴軸40自空穴32之相配端36延伸至一底端42。空穴32於相配端36處開口，當電氣連接器10插入插孔18時(如第一圖所示)，其接收相配連接器12之接點支援構件20(如第一圖所示)。同樣地，當配對時，電氣連接器10及相配連接器12彼此嵌套在一起。例如，相配連接器12之插孔18係圍繞外部本體壁34之一周界，且該等外部本體壁係圍繞接點支援構件20的一周界。同樣地，至少一部分的電氣連接器10係接收於相配連接器12內，且至少一部分的相配連接器12係接收於電氣連接器10內。

電氣連接器10包括在空穴32內之一腹板部分44。腹板部分44通常沿著空穴軸40自空穴32之底端42延伸。腹板部分44可視情況與空穴軸40並列。腹板部分44包括第一側46，且通常與第二側48對立。終端50、52於側46、48之間延伸，致使腹板部分44通常具有一長方形之截面形狀。然而在替代之具體實施例中，腹板部分44可能具有一替代之形狀，其包括非平面之壁表面。

在一示例性具體實施例中，第一側46及第二側48分別與外部本體壁34之第一側壁54及第二側壁56間留有間隔且通常與其面對。同樣地，第一通道58係於腹板部分44之第一側46及第一側壁54間形成，且第二通道60係於腹板部分44之第二側48及第二側壁56間形成。該第一及第二通道通常彼此平行，並適合接收相配連接器12之接點支援構件20。如第二圖舉例說明，可視需要將連接通道62於第一通道58及第二通道60之間延伸並連接該等通道。連接通道62於終端50及52以及外部本體壁34之間延伸。同樣地，空穴32係沿著空穴軸40完全圍繞腹板部分44，空穴32係至少部分由通道58、60、62來界定。或者，腹板部分44可自外部本體壁34之至少一個處延伸，例如：外部本體壁34之一連接第一側壁54及第二側壁56，如此空穴32僅包括一連接通道62，或是無連接通道62。通道58、60及62共同界定一相配介面，其經調適來接收相配連接器12之接點支援構件20。

空穴32內提供接點24，其用來與相配連接器12之相配接點22(如第一圖所示)聯繫。在一示例性具體實施例中，接點24係配置於腹板部分44上。接點24於一相配端70及一終端72(如第三圖所示)之間延伸，其緊鄰插頭本體30之終端38。相配端70係曝露於空穴32內，其用來接合相配接點22。在一示例性具體實施例中，接點24係以差動對配置，其中一個別差動對之接點24係彼此排在一行且實質上為共平面。在該舉例說明之具體實施例中提供四個差動對，其中在腹板部分44之每一側46、48上各有兩個差動對。同樣地，第一差動對及第二差動對係配置於第一側46上，且該第一及第二差動對之接點22係實質上沿著第一平面互相排成一列。同樣地，第三差動對及第四差動對係配置於第二側48上，且該第三及第四差動對之接點22係實質上沿著第二平面互相排成一列，該第二平面與該第一平面非共平面。該第一及第二平面可視情況彼此實質上平行且相隔一段距離。

第三圖係電氣連接器10在一未裝配狀態下的後視圖，其舉例說明電線80之定位以用來與電氣連接器10之接點24配對。第四圖係電氣連接器10在一已裝配狀態下的後視圖，其舉例說明電線80與電氣連接器10之接點24配對。第三圖舉例說明四條不連續電線80裝填於插頭外殼30之電線接收埠82內，第四圖舉例說明八條電線80裝填於電線接收埠82內。

在一示例性具體實施例中，電線接收埠82係提供於鉸接電線接收元件84上，其形成部分之插頭本體30或耦合至插頭本體30。電線接收元件84可在一未相配位置(例如第三圖舉例說明之該位置)及一相配位置(例如第四圖舉例說明之該位置)之間移動。在該未相配位置中，電線接收元件84自插頭本體30向外旋轉(例如向箭頭A之方向)至一位置，其中電線80可插入電線接收埠82內。在該相配位置中，電線接收元件84通常向插頭本體30旋轉(例如向箭頭B之方向)至一位置，其中電線80可結束於接點24。在操作時，電線80係裝載於電線接收埠82內，然後將電線接收元件84移動至該相配位置。當電線80係在該相配位置中時，該等電線可終止於接點24。在一替代之具體實施例中，電線接收元件84並非耦合至插頭本體30並於該等裝配及未裝配位置間旋轉，而是可自插頭本體30分別提供再安裝至插頭本體30上。

在一示例性具體實施例中，接點24之終端72包括由此延伸之絕緣位移接點(“IDC”,insulation displacement contact)終端86。IDC終端86通常可視需要自插頭本體30之一接點支援構件88處向外延伸。例如，一些接點24可沿著接點支援構件88之第一側90延伸，且一些接點24可沿著接點支援構件88之第二側92延伸。第一側90及第二側92實質上可與腹板部分44(如第一圖所示)之第一側46、第二側48(如第一圖所示)排成一列，因此每一接點24實質上係沿著其長度自相配端70至終端72成直線。

在替代之具體實施例中，IDC終端86並非向外延伸，而是通常可自接點24之終端72向後延伸，例如：沿著接點24之一方向。在其它替代之具體實施例中，電線終端72可能使用其它類型之連接或方法(例如：焊接、捲邊、及諸如此類)終止於電線80。電線80也可非直接地連接至接點24，例如藉由一電路板，其中接點24連接至該電路板，電線80連接至該電路板，而沿著該電路板之跡線用來將電線80及接點24互連。

第五圖舉例說明根據一示例性具體實施例形成且用於該電氣連接器之兩對接點24。兩對接點24可配置於腹板部分44之第一側46、第二側48的一側上(如第二圖所示)。接點對24之一包括一交叉區段94，而另一對接點24係在相配端70及終端72之間直線延伸。交叉區段94可用來控制在該差動對內之接點間的配對內電氣交互作用，及/或交叉區段94可用來控制在鄰近差動對之接點間的配對間電氣交互作用。兩者之接點對24皆可視需要包括交叉區段94，或是另一選擇為，接點對24皆不包括一交叉區段94。

將在交叉區段94之任一側的接點24之相對位置改變，例如將其顛倒。例如，第一接點96表示靠近相配端70之內部接點(與該鄰近差動對相較)，但之後則表示靠近終端72之外部接點(與該鄰近差動對相較)。同樣地，第二接點98表示靠近終端72之內部接點(與該鄰近差動對相較)，但之後則表示靠近相配端70之外部接點(與該鄰近差動對相較)。接點24之至少一個可視需要為非平面的來造成交叉區段94，然而，該等接點通常係沿著接點24之大部分長度保持平面。接點24通常也可與該等鄰近對之接點24共平面。

在電氣連接器10(如第一圖所示)中，該等差動對之至少一些可包括具有交叉區段94之接點。舉例來說，該等差動對之兩對(例如：不在如第一圖所示之腹板部分44之同一側的差動對，以及並非與自另一差動對跨越腹板部分44成一列的差動對)可包括交叉區段94，而該等其它兩對差動對不包括交叉區段94，而是自相配端70直線穿過插頭本體30至終端72。

第六圖舉例說明一電路板200，其可接收於一替代之電氣連接器的一插頭本體中。電路板200包括複數個接點202，其自電路板200之一相配端204及一終端206之間延伸。電路板200及接點202可取代電氣連接器10(如第一圖所示)之個別接點24(如第二圖所示)及腹板部分44(如第二圖所示)。例如，當電路板200接收於該插頭本體內時，電路板200可界定具有接點於其上的腹板部分。

在該舉例說明之具體實施例中，接點202包括在相配端204上之接點墊208及在終端206上之絕緣位移接點(IDC)210。跡線212於接點墊208及IDC 210之間延伸。跡線212可視需要以預定之圖型預設路徑來提供電氣補償，或控制該電氣特性及/或每一接點202之間及之中的交互作用。藉由將IDC 210裝配進通過電路板200內之洞，可將其終止於電路板200，該裝配可為表面裝配，例如焊接、及諸如此類。在一替代具體實施例中，電路板200可在終端206處而非IDC 210處具有替代之終端接點，例如：接點墊、捲邊接點、及諸如此類。

第七圖舉例說明一應變消除100及套筒罩102，其可與電氣連接器10一起使用。可將應變消除100耦合至插頭本體30之終端38。應變消除100也包括一捲邊區段104，其係安全地耦合至具有電線80之一電纜106上(如第三圖及第四圖所示)。套筒罩102可覆蓋至少一部分之應變消除100及插頭本體30。套筒罩102包括一套110，其覆蓋至少一部分之閂鎖26。在屏蔽之應用中，應變消除100可視需要來界定一屏蔽，其係機械連接及電性連接至電纜106之一屏蔽上。

第八圖及第九圖係根據一另一替代具體實施例所形成之另一電氣連接器300的前方及後方立體圖。一相配連接器302可與電氣連接器300互連，如第九圖所舉例說明。電氣連接器300包括一插頭本體304及一腹板部分306，其具有複數個第一相配接點308以用來與相配連接器302配對。電氣連接器300表示具有一空穴310之一插頭連接器，其接收至少一部分之相配連接器302。

插頭本體304包括外部本體壁312，其界定插頭本體304之外周界。插頭本體304之外周界界定一相配介面，其接收於相配連接器302之插孔內。腹板部分306於空穴310內提供。腹板部分306包括相對側316、318，並自外部本體壁312其中之一延伸。第一及第二通道320、322及一連接通道324於腹板部分306及外部本體壁312之間形成。通道320、322、324界定一空間，其大小及形狀可將一部分之該相配連接器接受於其中。第一相配接點308係沿著腹板部分306之第一及第二側316、318延伸，因此第一相配接點308分別面對且曝露於通道320、322之相對一個。

插頭本體304於第一相配端326及第二相配端328之間延伸。電氣連接器300設定在第一相配端326處之一插頭連接器，其用來與一插孔型式之相配連接器302連接。第一相配端326及相配連接器302具有一相配介面，其用於第一電線系統內，其中該第一電線系統內之插頭及插孔具有類似第八圖及第九圖所示之一相配介面。如第九圖所示，電氣連接器300設定在第二相配端328處之一插頭類型連接器，其用來與一對應之插孔型式的連接器(未示出)相配。第二相配端328及該對應連接器具有一相配介面，其用於第二電線系統內，其中該第二電線系統內之插頭及插孔具有類似第八圖及第九圖所示之一相配介面。在第二相配端328處界定之該相配介面與在第一相配端326處界定之相配介面不同，因此第二相配端328不能插入相配連接器302內。電氣連接器300可如一配接器般使用，其用來將來自該第一電線系統之組件或電纜與來自該第二電線系統之組件或電纜互連。

在一示例性具體實施例中，第二相配端328表示一8P8C模組連接器，例如：用於一腹板佈纜系統內之RJ-45插頭或其它類型之連接器。第二相配端328包括第二相配接點330。在該舉例說明之具體實施例中，提供八個第二相配接點330，且第二相配接點330係以一單一列來配置。

在一示例性具體實施例中，第一相配接點308與第二相配接點330電性連接，其皆以差動信號對之接點來配置。第一及第二接點308、330皆可視需要與彼此合為一體，如此該等接點可曝露於第一及第二相配端326、328兩者處。可藉由控制在第一及第二相配端326、328間之該等接點相對於彼此的位置來提供補償。另一選擇為，第一及第二相配接點308、330藉由一電路板(未示出)互連，該電路板係接收於插頭本體304內。此外，該電路板可提供電氣補償，其用來控制該等信號對之電氣特性。例如，該等電氣特性可匹配管理該第一及第二電線系統之特定標準。

第十圖及第十一圖係根據另一替代具體實施例所形成之另一電氣連接器400的前方及後方立體圖。一相配連接器402可耦合至與電氣連接器400。該電氣連接器400包括一插頭本體404及一腹板部分406，其具有複數個第一相配接點408，以與相配連接器402配對。電氣連接器400表示具有一空穴410之插孔連接器，空穴410可接收該相配連接器。

插頭本體404包括外部本體壁412，其界定插頭本體404之外周界。插頭本體404之外周界界定一相配介面，其接收於相配連接器402之插孔內。腹板部分406於空穴410內提供。腹板部分406包括相對側416、418，且於兩個外部本體壁412之間延伸。第一及第二通道420、422於腹板部分406及外部本體壁412之間形成。通道420、422界定一空間，其大小及形狀可將一部分之該相配連接器接受於其中。第一相配接點408係沿著腹板部分406之第一及第二側416、418延伸，因此第一相配接點408分別面對且曝露於通道420、422之個別一個。

插頭本體404於第一相配端426及第二相配端428之間延伸。電氣連接器400設定在第一相配端426處之插頭連接器，其用來與一插孔型式之相配連接器402連接。第一相配端426及相配連接器402具有一相配介面，其設定來用於第一電線系統內，其中該第一電線系統內之插頭及插孔具有類似第十圖及第十一圖所示之相配介面。如第十一圖所示，電氣連接器400定義在第二相配端428處之插孔型式的連接器，其用來與一對應之插頭型式的連接器(未示出)相配。第二相配端428及該對應連接器具有一相配介面，其設定來用於第二電線系統內，其中該第二電線系統內之插頭及插孔具有類似第十圖及第十一圖所示之一相配介面。在第二相配端428處設定之相配介面與在第一相配端426處設定之相配介面不同，因此第二相配端428不能接收具有在第一相配端322處之類型之相配介面的插頭連接器。電氣連接器400可如一配接器般使用，其用來將來自該第一電線系統之組件或電纜與來自該第二電線系統之組件或電纜互連。

在一示例性具體實施例中，第二相配端428表示一8P8C模組連接器，例如：用於一腹板佈纜系統內之RJ-45插座或其它類型之連接器。第二相配端428包括第二相配接點430。在該舉例說明之具體實施例中，提供八個第二相配接點430，且第二相配接點430係以一單一列來配置。

在一示例性具體實施例中，第一相配接點408與第二相配接點430電性連接，其皆以差動信號對之接點來配置。第一及第二接點408、430皆可視需要與彼此合為一體，如此該等接點可曝露於第一及第二相配端426、428兩者處。可藉由控制在第一及第二相配端426、428間之接點相對於彼此的位置來提供補償。另一選擇為，第一及第二相配接點408、430藉由一電路板(未示出)互連，該電路板係接收於插頭本體404內。此外，該電路板可提供電氣補償，其用來控制該等信號對之電氣特徵。例如，該等電氣特徵可匹配管理該第一及第二電線系統之特定標準。

10．．．電氣連接器

12．．．相配連接器

14．．．外殼

16．．．通訊埠

18．．．插孔

20．．．接點支援構件

22．．．相配接點

24．．．接點

26．．．閂鎖

28．．．基板

30．．．插頭本體

32．．．空穴

34．．．外部本體壁

36．．．相配端

38．．．終端

40．．．空穴軸

42．．．底端

44．．．腹板部分

46．．．第一側

48．．．第二側

50．．．終端

52．．．終端

54．．．第一側壁

56．．．第二側壁

58．．．第一通道

60．．．第二通道

62．．．連接通道

70．．．相配端

72．．．終端

80．．．電線

82．．．電線接收埠

84．．．鉸接電線接收元件

86．．．絕緣位移接點終端

88．．．接點支援構件

90．．．第一側

92．．．第二側

94．．．交叉區段

96．．．第一接點

98．．．第二接點

100．．．應變消除

102．．．套筒罩

104．．．捲邊區段

106．．．電纜

110．．．套

200．．．電路板

202．．．接點

204．．．相配端

206．．．終端

208．．．接點墊

210．．．絕緣位移接點

212．．．跡線

300．．．電氣連接器

302．．．相配連接器

304．．．插頭本體

306．．．腹板部分

308．．．第一相配接點

310．．．空穴

312．．．外部本體壁

316．．．第一側

318．．．第二側

320．．．第一通道

322．．．第二通道

324．．．連接通道

326．．．第一相配端

328．．．第二相配端

330．．．第二相配接點

400．．．電氣連接器

402．．．相配連接器

404．．．插頭本體

406．．．腹板部分

408．．．第一相配接點

410．．．空穴

412．．．外部本體壁

416．．．第一側

418．．．第二側

420．．．第一通道

422．．．第二通道

426．．．第一相配端

428．．．第二相配端

430．．．第二相配接點

第一圖係根據用來與一相配連接器配對之一示例性具體實施例所形成之一示例性電氣連接器的立體圖。

第二圖舉例說明第一圖所示之電氣連接器。

第三圖係第一圖所示之電氣連接器在一未裝配狀態下的後視圖。

第四圖係第一圖所示之電氣連接器在一已裝配狀態下的後視圖。

第五圖舉例說明一對接點，其用於第一圖所示且根據一示例性具體實施例所形成之電氣連接器。

第六圖舉例說明其上具有接點之電路板，其可用於替代之電氣連接器中。

第七圖舉例說明一應變消除(strain relief)及套筒罩(boot shroud)，其可使用於第一圖所示之電氣連接器。

第八圖係根據一替代具體實施例所形成之另一電氣連接器的前方立體圖。

第九圖係第七圖所示之電氣連接器的後方立體圖。

第十圖係根據另一替代具體實施例所形成之再另一電氣連接器的前方立體圖。

第十一圖係第九圖所示之電氣連接器的後方立體圖。

10．．．電氣連接器

24．．．接點

30．．．插頭主體

32．．．空穴

34．．．外部本體壁

36．．．相配端

38．．．終端

40．．．空穴軸

42．．．底端

44．．．腹板部分

46．．．第一側

48．．．第二側

50．．．終端

52．．．終端

54．．．第一側壁

56．．．第二側壁

58．．．第一通道

60．．．第二通道

62．．．連接通道

70．．．相配端

Claims (5)

1. 一種電氣連接器(10)，其特徵為：該電氣連接器包含具有一空穴(32)之插頭本體(30)，該空穴(32)係由外部本體壁(34)界定，其具有在該空穴之相配端(36)及底端(42)間延伸的空穴軸(40)，該插頭本體包括在該空穴內之腹板部分(44)，該腹板部分係沿著該空穴軸延伸並包括第一側(46)及第二側(48)，該第一及第二側係與該等外部本體壁之對應壁間留有間隔，且通常與其面對，其中該插頭本體係配置來接收於一相配連接器之插孔內，且其中當該插頭本體係相配於該相配連接器內時，該相配連接器之一部分係沿著該腹板部分之該第一及第二側接收於該空穴內，以及複數個接點(24)係以差動對之形式配置於該腹板部分上，其中第一差動對之接點係位於該第一側上且第二差動對之接點係位於該第二側上以與該相配連接器聯繫。
2. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中該空穴包括沿著該腹板部分(44)之第一側(46)延伸的第一通道(58)及沿著該腹板部分(44)之第二側(48)延伸的第二通道(60)，該第一及第二通道係配置來接收部分之相配連接器，其中該等接點係曝露於該第一及第二通道其中之一，以用來與該相配連接器配對接合。
3. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中該空穴(32)係沿著該空穴軸(40)完全圍繞該腹板部分(44)。
4. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中該空穴係配置來接收該相配連接器之相配部分，因此該相配連接器之相配部分沿著該等接點延伸並與其接合，該等接點係位於該腹板部分之第一側及第二側兩者上。
5. 如申請專利範圍第1項之連接器，其中該等差動對之至少一對包括一交叉區段(94)，其用來控制與該等差動對之相鄰對的電氣交互作用。