TWI550969B

TWI550969B - 插頭組件

Info

Publication number: TWI550969B
Application number: TW100101188A
Authority: TW
Inventors: 雪恩菲力普托比
Original assignee: 太谷電子公司
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2016-09-21
Also published as: US8096833B2; EP2524417A1; TW201136060A; CN102714380B; WO2011087899A1; EP2524417B1; CA2786494A1; CN102714380A; US20110177716A1

Description

插頭組件

本文標的一般係與資料通訊系統有關，且更特別是與資料通訊系統之插頭組件有關。

資料通訊系統具有多種應用，包括電信以及互連區域網路上之電腦。應用需求在於驅動系統以具有提昇之電性性能，同時增加連線密度。某些習知系統係致力於使一連接器內的接點對數量達到最大，以使安裝可有順序及效率。然而，這種系統並非沒有缺點，舉例而言，隨著接點對的數量增加、以及隨著產品變得更為密集，習知系統與連接器係受到進行線路連接與組裝連接器之挑戰。由於干擾與訊號衰減(例如由於接點對之間的串擾所致)之故，欲達成所需之電性傳輸性能確有其困難。同時某些系統係試圖以可有效提供串擾屏蔽之材料來圍繞組件，藉以於組件之間提供電性隔離，以於有限空間中提供屏蔽，同時維持可接受之連接與組裝程序，然也存在其問題。

現仍需要一種可以所需系統性能與空間利用率來達成高傳輸率的通訊系統。

解決方案係由一種插頭組件所提供，該插頭組件包括一屏蔽殼體，其具有一上殼部、一下殼部與固持在上下殼部間之一中央平板。該上殼部具有至少一上插頭腔體，該下殼部具有至少一下插頭腔體。該中央平板係置於該上與下插頭腔體之間並於其間提供屏蔽。複數個插頭係容置於對應的插頭腔體之間，所述複數個插頭係各具有一插頭插件，其具有定義了插頭四等分體之屏蔽構件，所述複數個插頭係各具有複數個端子，其由該插頭插件予以固持，所述複數個端子係於各該等插頭四等分體中排列成對。

解決方案亦由一種插頭組件所提供，該插頭組件包括一插頭插件，其具有一前部與一後部，該插頭插件具有一延伸於該前部與該後部之間且定義了四等分體之屏蔽構件。複數個端子係由該插頭插件所固持，所述複數個端子係於各四等分體中排列成對。一整線器係耦合至該插頭插件的該後部，該整線器具有一主要本體，其具有一上結帶擋塊與一下結帶擋塊，其各與該主要本體一體成形，該上與下結帶擋塊係藉由一活動鉸鏈而附接至該主要本體。

第一圖是一纜線互連系統10的一部分之前立體圖，其說明了一平板12以及固定至平板12的複數個匣體18；第一圖也說明了連接至匣體18中之一模組化插頭14。匣體18包含插座16之陣列，其用於接收或容置模組化插頭14。

纜線互連系統10係用以彼此互連各種設備、組件及/或裝置。第一圖示意說明了經由一纜線22而連接至匣體18之一第一裝置20。模組化插頭14係附接於纜線22的端部。第一圖也說明了經由一纜線26(例如具有多個線路對之多對式纜線)而連接至匣體18之一第二裝置24。一插頭組件100係位於各纜線26之端部，其係連接至匣體18之一後端。視情況者，可利用一閂鎖組件200來將插頭組件100鎖固至匣體18，例如使用共同申請之美國專利申請號第12/688,284號且名為「連接器組件之閂鎖組件」(LATCH ASSEMBLY FOR A CONNECTOR ASSEMBLY)之專利中所述之閂鎖組件。

匣體18使第一與第二裝置20、24互連。在一示例具體實施例中，第一裝置20係位於匣體18遠端之電腦，第二裝置24係一網路切換器。第二裝置24係位於匣體18的鄰近處(例如在相同設備房間中)，或者是位於匣體18之遠端處。纜線互連系統10可包括一支撐結構28(其一部分係如第一圖所示)，以支撐平板12與匣體18。舉例而言，支撐結構28係一網路系統之設備機架，平板12係固定至該設備機架之一補片平板。在典型的系統中，在支撐結構28內係堆疊有多個平板12。平板12之大小係符合標準機架規格，例如EIA-310中所定義者。舉例而言，平板12可具有一單一機架單位高度、或1U高度，即1.75英吋。在其他具體實施例中，平板12係另一種類型的網路組件，而非補片平板，其係與網路系統用於支撐匣體18及/或其他連接器組件，例如介面模組、堆疊插座、或其他獨立模組化插座。舉例而言，平板12係一壁體或組件的其他結構元件。注意第一圖所示之纜線互連系統10係僅為利用插座與插頭或其他連接器類型來互連通訊纜線之一示例系統/組件的說明。第二裝置24係視需要而固定至支撐結構28。

第二圖為複數個堆疊匣體18之前立體圖，其中對應的平板12(如第一圖所示)係經移除以說明與匣體18匹配的複數個插頭組件100。匣體係與美國專利申請號第12/394,987號「纜線互連系統之屏蔽匣體」(SHIELDED CASSETTE FOR A CABLE INTERCONNECT SYSTEM)中所描述之匣體實質相同。

匣體18包括了一前匹配介面30與一後匹配介面32。模組化插頭14(如第一圖所示)係於前匹配介面30處與匣體18匹配。插頭組件100係於後匹配介面32處與匣體18匹配。匣體18包括複數個插座16，其開放於前匹配介面30處以容置模組化插頭14。在一示例具體實施例中，插座16係以堆疊組態排列於第一列與第二列中，複數個插座16係排列於各第一與第二列中。在所述具體實施例中，係有六個插座16排列於各第一與第二列中，因而在各匣體18中總共提供了12個插座16。可理解匣體18係可各具有多於或少於12個插座16，其係排列於多於或少於兩列中。

通訊模組36係固持在匣體18內以與模組化插頭14及插頭組件100介接。通訊模組36係暴露於插座16內以與模組化插頭14匹配。通訊模組36也延伸至後匹配介面32以與插頭組件100介接。資料係藉由通訊模組36而傳送於模組化插頭14與對應的插頭組件100之間。視情況而言，各插頭組件100係電性連接至一個以上的通訊模組36，例如，各插頭組件100係電性連接至四個通訊模組36，並因而與四個不同模組化插頭14通訊。在所述具體實施例中，通訊模組36係配置以於前匹配介面30處與八位置八接點(8P8C，8 position,8 contact)式插頭(例如RJ-45插頭)、或與另一種銅基模組化插頭類型連接器匹配。或者是，通訊模組36係配置以與不同類型的插頭匹配，例如其他的銅基類型插頭(例如四相插頭(quad-plug))或光纖式插頭。通訊模組36係配置以於後匹配介面32處與不同類型的插頭匹配，然而在某些替代具體實施例中，在通訊模組36前部與後部的匹配介面是相同的。

第三圖為匣體18中之後立體圖，其說明了後匹配介面32與在後匹配介面32處的部分通訊模組36。第四圖中更完整繪示了通訊模組36。通訊模組36係配置以直接電氣連接至插頭組件100(如第一圖與第二圖所示)。匣體18包括了複數個內部壁體38，其於後匹配介面32處限定了不同的插頭腔體40。內部壁體38於相鄰的插頭腔體40之間定義屏蔽元件，其提供了容置在對應插頭腔體40中之通訊模組36間之屏蔽。壁體38係至少部分延伸於匣體18的前部與後部之間，且壁體38也於前匹配介面30處定義了插座16(如第二圖所示)。

在所述具體實施例中，在後匹配介面32處的通訊模組36係以四相式匹配介面作為代表，其係配置以於其中容置四相式插頭連接器。通訊模組36各包括接點42。接點42係於插頭腔體40的不同四等分體中排列成對。壁段44將插頭腔體40分隔為四等分體，其中每一個四等分體都容置一對接點42。視情況而言，壁段44也提供了相鄰四等分體之屏蔽。

第四圖說明了通訊模組36，通訊模組36包括一電路板50、一接點支撐部52與排列為接點集合之複數個接點54。接點支撐部52與接點54係從電路板50的前側延伸。在所述具體實施例中，接點支撐部52與接點54係定義了一匹配介面，其係配置以與一RJ-45類型之插頭匹配。

通訊模組36包括複數個支撐塔56，其係固定至電路板50之後側並自其延伸。支撐塔56係固持接點42，各接點42係經由電路板50而電氣連接至對應的接點54。接點42的排列係不同於接點54；舉例而言，接點54係排列為單列，而接點42係於四等分體中排列成對。通訊模組36(包括電路板50)係容置於匣體18的一對應屏蔽通道內(如第三圖所示)。通訊模組36係藉由屏蔽通道而與其他通訊模組36隔離；舉例而言，內部壁段44(如第三圖所示)係使相鄰的通訊模組36彼此分隔。

第五圖為與匣體18(如第一圖至第三圖所示)匹配之插頭組件100的前立體圖，其中閂鎖組件200(如第二圖中所示)係已移除以求清晰。插頭組件100係以纜線26的一端作為終止端，纜線26係一多對式纜線，其具有連接至對應端子102(其與通訊模組36的接點42匹配)之多個線路對(兩者皆如第三圖所示)。插頭組件100包括一屏蔽殼體104，其固持複數個個別且分離的插頭106。各插頭106係配置以與對應的通訊模組36匹配，因此，當插頭組件100與匣體18(如第一圖至第三圖所示)匹配時，多個插頭106係同時與對應的通訊模組36匹配。

屏蔽殼體104包括耦合在一起的上殼部108與下殼部110。屏蔽殼體104延伸於一匹配端112與一纜線端114之間。纜線26經由纜線端114處之凸起部116而通至屏蔽殼體104中。凸起部116為纜線26提供張力釋放。視情況者，在纜線端114處具有一箍件118以為纜線26提供張力釋放。

第六圖係插頭組件100之分解圖，其說明個別的插頭106，其中閂鎖組件200(如第二圖所示)係已移除以求清晰。插頭106係彼此分隔並個別連接至纜線26的對應線路(未示)。視情況者，各插頭106係連接至自纜線26延伸之多個線路對。舉例而言，在一示例具體實施例中，各插頭106係連接至四個線路對或八條線路，一旦插頭106連接至線路，即組裝了插頭組件100。

在組裝期間，插頭106係裝設至屏蔽殼體104中。屏蔽殼體104係由金屬材料製成，例如鋁或鋁合金，並因而為插頭106提供屏蔽。在一示例具體實施例中，插頭106係裝設至屏蔽殼體104所界定之分離的插頭腔體120中。因此，個別的插頭106係彼此屏蔽，以降低或避免串擾。

在所述具體實施例中，上殼部108包括了兩個上插頭腔體120，而下殼部110包括兩個下插頭腔體120。因此，在插頭組件100內有四個個別插頭106，故定義了四相式插頭組件100。然而，應知上殼部108及/或下殼部110係可限定任何數量的插頭腔體120。視情況者，上殼部108及/或下殼部110各僅具有一個插頭腔體120。同時可知當插頭組件100旋轉90度時，上下設計也會不同，例如變成左/右式設計、而非上/下式設計。

屏蔽殼體104在上與下殼部108、110之間包括一中央平板122。當插頭組件100組裝時，中央平板122係位於上與下殼部108、110之間。中央平板122將上與下插頭腔體120分隔，中央平板122係由金屬材料製成，例如鋁或鋁合金材料，因而為插頭腔體120提供屏蔽。中央平板122包括支撐部124，其支撐個別插頭106並使插頭106固持於屏蔽殼體104中。支撐部124接合插頭106之選擇部分，以使屏蔽殼體104和插頭106具有共同電位。當具有共同電位時，插頭106與屏蔽殼體104係處於相同電位。在所述具體實施例中，支撐部124建構了突出部，其係從與插頭106交互作用之中央平板122延伸，以使插頭106固持定位。

在一示例具體實施例中，中央平板122包括貫穿於其間之一或多個開口126。上與下殼部108、110的指狀物128係延伸至開口126並通過開口126，以彼此接合。指狀物128係與上與下殼部108、110彼此具有共同電位，及/或為上與下殼部108、110、或中央平板122提供彼此之機械保持。當具有共同電位時，上與下殼部108、110係處於相同電位。指狀物128係接合中央平板122以使上與下殼部108、110與中央平板122具有共同電位。中央平板122的其他部分也接合上與下殼部108、110以使中央平板122具有與上與下殼部108、110共同的電位。在具有共同電位時，上與下殼部108、110及中央平板122係處於相同的電位。

中央平板122包括自其上下延伸的凸緣130。當插頭組件100組裝時，凸緣130係位於靠近插頭106的後端處，並於插頭106後方提供屏蔽。凸緣130包括線路之刻緣132及/或插頭106的極後端以通過其間。凸緣130使線路與插頭106相對於中央平板122而支撐定位。

利用一鎖固件134使上與下殼部108、110緊固耦合在一起，而鎖固件134係延伸通過中央平板122。在其他具體實施例中，也可使用其他類型的鎖固裝置或元件，例如閂鎖。

上與下殼部108、110係彼此實質相同，並且鏡面對稱(mirrored halves)。然而，在其他具體實施例中，上與下殼部108、110係可彼此不同。殼部108、110都可包括外屏蔽壁體140。當有多個插頭腔體120時，殼部108、110也包括內屏蔽壁體142，其分隔了相鄰的插頭腔體120。內屏蔽壁體142係與外屏蔽壁體140一體成形，舉例而言，殼部108、110係以鑄模形成，以形成外與內屏蔽壁體140、142。外與內屏蔽壁體140、142係從插頭腔體120的前部144延伸至後部146以提供從前部144到後部146的連續屏蔽。內屏蔽壁體142提供了任一殼部108、110中相鄰插頭腔體120之間的屏蔽。中央平板122也具有一內屏蔽壁體，其提供上插頭腔體120與下插頭腔體120間之屏蔽。外屏蔽壁體140包括通道148，其係容置自插頭106延伸之突出部150。通道148使插頭106相對於屏蔽殼體104而對齊，並使插頭106固持定位於插頭腔體120內。在一示例具體實施例中，通道148係彼此偏移，且位於各插頭106之相對側部上的突出部150係彼此偏移。這樣的偏移係定義了重要特徵以將插頭106插入屏蔽殼體104中。

在所述之具體實施例中，屏蔽殼體104包括四個插頭腔體120，其排列於四等分體中。內屏蔽壁體142與同樣具有一內屏蔽壁體之中央平板122係使相鄰的插頭腔體120彼此屏蔽。外屏蔽壁體140與內屏蔽壁體142環繞插頭腔體120的周邊，各插頭腔體120係由外屏蔽壁體140固定於兩側，且各插頭腔體120係由內屏蔽壁體142固定於兩側。在四個插頭腔體120中容置有四個插頭106，插頭組件100因而定義為四相式插頭組件100。纜線26具有連接至屏蔽殼體104之不同四等分體中的每一個插頭106之線路，因此，插頭組件100包括單一纜線26，其具有四個排列於四等分體中的分離插頭106。此外，如下文進一步所述者，每一個插頭106係代表具有個別端子102之四相式類型插頭，其中端子102係於插頭106的四等分體中排列成對。

第七圖說明了第六圖所示插頭組件100之一示例插頭106的各個組裝階段。第七圖說明了在解除組裝狀態154、部分組裝狀態156以及組裝狀態158下的插頭106。

插頭106包括一插頭插件160，其具有一前部162與一後部164。插頭插件160具有一屏蔽構件166，其具有延伸於前部162和後部164間之四等分體。複數個端子102係由插頭插件160予以固持並於各四等分體中排列成對，一整線器168係耦合至插頭插件160的後部164。

整線器168自纜線26(如第一圖所示)接收纜線(未示)，且其係適當定位纜線以連接至端子102。整線器168具有一主要本體170，其具一上結帶擋塊172與一下結帶擋塊174，各與主要本體170一體成形。上與下結帶擋塊172、174係分別藉由一活動鉸鏈176、178(如第八圖所示)而附接至主要本體170。在一示例具體實施例中，主要本體170、上與下結帶擋塊172、174以及活動鉸鏈176、178為模造程序中所形成之單一部件，因此，整線器168係以單一部件形式附接至插頭插件160。無須其他組裝步驟來將結帶擋塊172、174連接至主要本體170。在一示例具體實施例中，整線器168係由塑膠材料所製成，因此整線器為非傳導性。整線器168可固持線路，而無需位於整線器與線路間之其他塑膠插件或其他元件。

主要本體170為漏斗形，其於主要本體170之一前部為寬端部180，而至主要本體170之一後部的窄端部182。主要本體170於窄端部182處包括一纜線開口184，纜線開口184容置纜線26的線路於其中。寬端部180係配置以固定至插頭插件160的後部164。

插頭插件160係用以固持端子102。在一示例具體實施例中，插頭插件160係由金屬材料所製成，例如鋁或鋁合金，並因而於排列在不同四等分體中的各對端子102之間提供屏蔽。插頭插件160與端子102係排列以定義一四相式類型插頭，其具有在不同四等分體中排列成對的端子102。各四等分體係藉由屏蔽構件166而與相鄰的四等分體彼此屏蔽。成對的端子102傳送差動訊號，因而定義為差動對。端子102一般為線性且不彼此交錯。這種其間具有屏蔽之排列提供了一種具有比其他類型連接器(例如RJ-45類型介面)更佳性能特性的介面。因此，可於介面間有效率地傳輸高速資料訊號。

端子102係固持在端子殼體186中，其係固持端子對之介電質殼體。端子殼體186係裝設至由屏蔽構件166所定義之對應狹槽188中。舉例而言，垂直的屏蔽構件166定義了兩行狹槽188，而水平屏蔽構件166定義了兩列狹槽188。端子殼體186提供了對插頭插件160之隔離，使得端子102並不直接接觸插頭插件160。在端子102的整體長度上，垂直屏蔽構件166之高度足以涵蓋端子102的垂直高度；同樣的，在端子102的整體長度上，水平屏蔽構件166之寬度足以涵蓋端子102的水平寬度。

在一示例具體實施例中，插頭插件160包括了一凸緣190，其幾乎集中位於前部與後部162、164之間的插頭插件160上。凸緣190有助於將端子殼體186固持在狹槽188中。凸緣190定義了在插頭106處於暴露之組裝狀態時插頭插件160的外周徑。在組裝到插頭組件100(如第六圖所示)中時，凸緣190提供了屏蔽並與屏蔽殼體104(如第六圖所示)接合，以使插頭106與屏蔽殼體104具有共同電位。當具有共同電位時，插頭106與屏蔽殼體104係處於相同的電位。

當插頭組件100組裝時，插頭插件160與整線器168係共同運作以於其兩側上形成突出部150。舉例而言，突出部區段係位於主要本體170與插頭插件160兩者上，在完全組裝時，突出部區段是對齊以定義為突出部150。當突出部150容置於通道148(如第六圖所示)中時，通道148有助於將插頭組件100固持在一起。舉例而言，當突出部區段係位於通道148中時，突出部區段無法相對於彼此而移動(例如向前或向後)；因此，通道148和突出部150之間的相互作用係將插頭插件160相對於整線器168鎖定定位。

第八圖為整線器168的前立體圖。主要本體170包括了固定部192，其係用於接合插頭插件160(如第七圖所示)以緊固耦合整線器168與插頭插件160。固定部192係藉由干涉配合而接合部分的插頭插件160，以使整線器168緊固保持定位。

主要本體170包括了一線路容置腔體194，其係配置以容置線路於其中而通過纜線開口184。線路容置腔體194係由主要本體170所完全圍繞，並開放於主要本體170之前部以容置一部分插頭插件160。線路容置腔體194定義了一空間，個別的線路對與線路係透過該空間而被導向上與下結帶擋塊172、174。

上與下結帶擋塊172、174係藉由活動鉸鏈176、178而彈性耦合至主要本體170。活動鉸鏈176、178係整線器168中與主要本體170整合之薄部部分。活動鉸鏈176、178使結帶擋塊172、174可相對於主要本體170而於開啟位置和關閉位置之間移動。舉例而言，結帶擋塊172、174係可樞轉開啟及關閉。結帶擋塊172、174具有線路容置通道196，其係配置以於固持個別線路於其中。線路容置通道196係成形為可固持線路於其中，且線路可隨結帶擋塊172、174而移動。

返參第七圖，在插頭106的組裝期間，線路係通過纜線開口184而至線路容置腔體194中。線路可被拉過主要本體170之前部。由於結帶擋塊172、174位於開啟位置(例如彼此向外展開)，線路係繫結於對應的結帶擋塊172、174中。整線器168接著耦合至插頭插件160，如部分組裝狀態156中所示。結帶擋塊172、174接著沿活動鉸鏈176、178樞轉至關閉位置，例如組裝狀態158中所示。由於結帶擋塊172、174關閉，線路即與端子102接合。在一示例具體實施例中，端子102係絕緣位移端子，其具有絕緣位移部分。當將線路推至絕緣位移部分上而關閉結帶擋塊172、174時，線路係連接至端子102。在其他具體實施例中也可使用其他類型的接點，例如接腳與插座式接點、捲縮式接點(crimped contacts)、戳入式線路接點(poke-in wire contacts)等。

10．．．纜線互連系統

12．．．平板

14．．．模組化插頭

16．．．插座

18．．．匣體

20．．．第一裝置

22．．．纜線

24．．．第二裝置

26．．．纜線

28．．．支撐結構

30．．．前匹配介面

32．．．後匹配介面

36．．．通訊模組

38．．．內部壁體

40．．．插頭腔體

42．．．接點

44．．．壁段

50．．．電路板

52．．．接點支撐部

54．．．接點

56．．．支撐塔

100．．．插頭組件

102．．．端子

104．．．屏蔽殼體

106．．．插頭

108．．．上殼部

110．．．下殼部

112．．．匹配端

114．．．纜線端

116．．．凸起部

118．．．箍件

120．．．插頭腔體

122．．．中央平板

124．．．支撐部

126．．．開口

128．．．指狀物

130．．．凸緣

132．．．刻缘

134．．．鎖固件

140．．．外屏蔽壁體

142．．．內屏蔽壁體

144．．．前部

146．．．後部

148．．．通道

150．．．突出部

154．．．解除組裝狀態

156．．．部分組裝狀態

158．．．組裝狀態

160．．．插頭插件

162．．．前部

164．．．後部

166．．．屏蔽構件

168．．．整線器

170．．．主要本體

172．．．上結帶擋塊

174．．．下結帶擋塊

176．．．活動鉸鏈

178．．．活動鉸鏈

180．．．寬端部

182．．．窄端部

184．．．纜線開口

186．．．端子殼體

188．．．狹槽

190．．．凸緣

192．．．固定部

194．．．線路容置腔體

196．．．線路容置通道

200．．．閂鎖組件

本發明係參照如附圖式而以舉例方式加以說明，其中：

第一圖是一纜線互連系統的一部分之前立體圖，其說明了一平板與固定至該平板之複數個匣體。

第二圖是移除了對應平板的複數個堆疊匣體之前立體圖，其說明了與匣體匹配的複數個插頭組件。

第三圖為匣體中之一個的後立體圖。

第四圖說明了與第一圖至第三圖所示匣體一起使用之一示例通訊模組。

第五圖為與第一圖至第三圖所示匣體匹配之一示例插頭組件的前立體圖。

第六圖為第五圖所示之插頭組件的分解圖。

第七圖說明了第六圖所示插頭組件之一示例插頭的各個組裝階段。

第八圖為第七圖所示插頭之整線器的前立體圖。