CN1126199C - 带成对端子的电连接器 - Google Patents

Abstract

电连接器(10)包括具有用来接纳扭绞线对(2、4)的各个电线(6、8)的导线通道(34)。此机壳有许多端子(50、70、80)，每个端子具有带导线接触槽(54、74、84)的平面型开槽梁(52、72、82)。各个导线通道(34)同一对应的导线接触槽(54、74、84)相交。此平面型开槽梁(52、72、82)相对于对应的导线通道(34)倾斜，使得相邻的导线通道在一起可以分开得较近，由此可提高相邻导线通道中各导线间的电感和电容耦合，改进此连接器的电性能。

Description

带成对端子的电连接器

本发明涉及采用开槽梁或绝缘位移端子来建立与绞合线的电连接的电连接器。更具体地说，本发明涉及在绞合线对的各导线之间改进其电感和电容电耦合，同时减少相邻绞合线对的串音，以用于较高频率的传输，例如传输100MHZ信号。

传统的用于端连扭绞线对通信电缆的110型电连接器示明于图1中。这些连接器110采用开槽梁或绝缘位移终端150。图1所示的这种连接器是那种四位置连接器，即用来通过柔性销子段156把两对电缆中的塞尖引线和塞环引线端接到印刷线路板上。这四个终端150并排地定位，以它们的平面开槽梁部152位于同一平面。终端150收纳于绝缘机壳112中的伸入位于机壳112顶部上的锥形隔壁124、中心壁120和侧壁122之中。这些壁120、122和124界定出导线插入的通道。以其轴线进入这些通道内的导线沿横向插入端子150的开槽梁152的导线接触槽174中。界定出这种导线接触槽的有槽梁的边缘穿透导线的绝缘而对导线形成了气密的电连接。端子150通过其两侧在制出的接头162以及将塑料件插入此终端于形成接头162时而遗留出的孔内而保持于机壳112内。用于接续分开扭绞线对电缆的类似结构的电连接器公开于美国专利NO5409404中。

另一类把开槽梁或绝缘位移接点用于扭绞线对电缆的连接器则示明于美国专利NO.4171857中。在此专利中，端子相对于机壳卡紧件导线槽固定成偏离约45°的角。这种先有技术连接器是用来把两根导线连接到同一端子的分叉的相对部分上。此端子线的两个边缘偏离一个角度，使得导线槽的边缘穿过导线的绝缘而连接到导线上。

上述各先有技术的连接器主要用于电话通信中一般所用的传统的扭绞线对电缆。新近，扭绞线对电缆已越来越多地用于频率或速度更高的通信如网络数据通信中。标准的扭绞线对电缆已不适用于多种上述应用，这是因为标准的扭绞线对电缆以及扭绞线对连接器的传输特性不能满足这方面的较高频率的要求。为此已有了适用于较高频率的扭绞线对电缆的新标准。类别与扭绞线对电缆便是一种这样的电缆。这类电缆扭绞得更紧，以在形成各个扭绞线对的各导线之间增强电感和电容的电耦合。对这些更高性能的扭绞线对电缆，在串音特别是在近端串音(NEXT)方面已提出了更严格的要求。在许多情形下，所开发的用于电话工业的标准电连接器会使得用于较高频率通信的扭绞线对电缆设备的性能恶化。但是，这类标准的电连接器却是广泛使用的，同时共用脚印和安装工具也是有关工业中广泛了解的。

专利文件EP-A-0598192公开的一种电连接器包括绝缘机壳和许多端子，每个端子具有多个用来接纳各导线的导线通道，每个导线通道则与一对应的导线接触槽相交。此平面型开槽梁相对于对应的导线接触槽倾斜，使得相邻的导线通道可以在一起分开得较紧。此外，这许多导线通道是等间距分开的。这些平面型开槽梁连接到相互极高度平行延伸的接触带(93)上。这些接触带则由塑料制的导向腹板(57)所分开。使某些接触带沿横向通过这些导向腹板中的断续器(59)，由此能减小接触带之间的电容耦合。但仍然需要进一步改进电性能。

需要解决的一个问题是如何来改进电连接器的电性能，同时保持其与工业标准的脚印和安装工具的适配性。

上述问题已由权利要求1中的电连接器予以解决。

本发明是这样一种电连接器，它包括绝缘机壳和许多端子，每个端子有一带导线接触槽的平面型开槽梁，此机壳包括有用来接纳绞合线对各个导线的导线通道，每个导线通道同一对应的导线接触槽相交，上述平面型开槽梁则相关于对应的导线通道倾斜，特征在于：

上述导线通道设在与第一和第二绞合线对相关的第一和第二导线通道对2中，而第一导线通道对的中心线间距小于第一导线通道对的一个导线通道和第二导线通道中一相邻导线通道这两者的中心线之间的间距。

下面参考附图以举例方式说明本发明。

图1是用于扭绞线对的先有技术电连接器的透视图，示明了此电连接器绝缘机壳中分解出的端子。

图2是应用成对端子的电连接器的最佳实施例的透视图，同时示明了将第一和第二扭绞线对的各个导线插入导线电缆中的情形。

图3是图2所示电连接器的顶视平面图。

图4是图2与3所示电连接器的底视图。

图5是可以用于图2～4所示这类电连接器中的端子的一个实施例的透视图。

图6是部分剖面图，示明图5中所示端子固定住以防其被推通过连接器机壳的方式。

图7是部分剖面图，示明图5中所示端子固定住以防其推出连接器机壳顶部中的方式。

图8是透视图，示明可以用于图2～4所示这类电连接器的端子的另一实施例。

图9是此端子实施例的透视图。

图10是透视图，示明了四个图9所示的这种端子，表明了这些端子间的相对角度取向与间距。

图11是能够用于图2～4所示这种电连接器的，具有两个交错插入头的插入工具的透视图。

图12是图11所示交错插入工具的剖面图。

图2示明了本发明的一个实施例。电连接器10是用来把第一绞合线对2和第二绞合线对4连接到印刷电路板(未示明)上的110型电连接器。每个绞合线对2、4包括两根通常用于平衡传输线对的导线6与8。电连接器10可以用于一般用在常规电信中的那种传统绞合线对电缆中。这种连接器10也可用在较高速的应用场合，因为连接器10是设计用来改进这种绞合线对之间的导线相对于常规110型连接器的耦合性，同时用来减少相邻绞合线对之间相对常规110型连接器的串音的。具体地说，这种连接器10是计划用于较高性能的绞合线对电缆结构，如类别5绞合线对电缆，后者采用了比常规绞合线对较紧的扭绞。

连接器10是四位置的连接器，其中图5～7所示的四个开槽梁或绝缘位移端子50或是图8所示的其它端子70插入于模制的绝缘机壳12之中。机壳12是单件式结构，其底部14上具有从上部底面16向上延伸的壁部。在运一四位置的实施例中，由两个锥形隔壁24分开一个中央壁部20和两个侧壁22。如图2所示，锥形隔壁24起到分离或分隔件的作用，分开形成绞合线对之一的各个导线6、8。导线6、8进入形成在其中一个锥形隔壁24任一侧上的导线通道34中。这些通道34同样由相邻中央壁部20或相邻侧壁22形成。

各个锥形隔壁24不同于例如图1所示的常规110型连接器中的隔壁124。每个锥形隔壁24包括两个相互交错段26、28，它们各自偏向如图2所示的机壳12的前面和后面。每个交错段都具有倾斜的上表面30和32。前倾斜表面30和后倾斜表面32沿着锥形隔壁顶部处的直线脊会合。虽然各锥形隔壁24描述成具有两个部段26、28，但应认识到各个锥形隔壁是机壳12的整体模制部分，而交错段26、28实际是同一单件结构的部分。这两个交错段允许采用通常用来端接常规的110型连接块(如图1所示的)的那种标准的、普遍授用的单一位置插入工具。

导线通道34从锥形隔壁24的上端顶点延伸到机壳底部14的上表面16。这四个导线通道34是相互平行的，垂直于它们在其间延伸的机壳12的前、后表面。端子腔36从机壳底部14的下表面18延伸通过机壳底部14的上表面16并向上于锥形隔壁24中、中央壁20和侧壁22中延伸，在此它们表现为从相应的导线通道34进入相应壁内的相对的沟槽。如图3和4所示，端子腔36相对于导线通道34倾斜，而倾角则最好是在15°到30°之间。在所示实施例中，给出了20°的领角。

如图4所示，从机壳底部14的下表面18向上延伸一中央腔42。此中央腔42在模制机壳12时是装心部的，并向上延伸进入中央壁部20。在所示最佳实施中，中央腔42终止于中央壁20的顶表面之下，此中央壁20如图2和3所示具有连续的上表面。

能够用于连接器10的一种端子50所示明于图5～7中。此端子50是由平的弹性金属片冲压形成。端子50具有平的或平面式的开槽梁或绝缘位移接触部52。在两个相对的接触梁之间形成了导线接触槽54。沿其轴线横向插入接触槽54内的导线与槽54的面向内的边缘啮合，在导线和端子50之间形成的气密的机械与电连接。

端子50还包括可插入印刷板上的镀通孔内的柔性销56。这时在柔性销56和镀通孔内可建立压配合的机械和电连接。销56插到镀通孔内将促使构成柔性销56的两个相对臂偏转，在销和镀通孔之间建立接触力。由于存在具有上述这种柔性销的另外的接触部，就需用显著的但不是过量的力将柔性销插入镀通孔中。在图5所示实施例中，柔性销56相对于通过中心导线接触槽54的端子中心线偏移。这种偏移能在图7和图9中看得更清楚。

开槽梁52和柔性销56从中央端子部58的相对侧延伸。端子50最好由顺序冲模冲制成，中央部58形成以片状形式将相邻端子相互连接的载片的一部分。当相邻的端子从此载片上分离下而形成各独立的端子50时，此载片的一部分便形成了中央部分58，而在中央部分58的相对边缘上形成了面朝上的肩部60。从图5可以看到，在肩部60之下，于中央部58的相对边缘上形成有半圆形的凹座62。这些半圆形凹座62是由载片中的定位孔在各个端子50分离时所留下的。

沿着端子50的开槽梁部52的外边缘形成有弹簧夹64。这些弹簧夹上64是上端连接于开槽梁部52的悬臂梁。这种悬臂梁弹簧夹64的自由端从图5的透射图中观察时面朝下。弹簧夹64形成为在静止时从开槽梁部52的平面中延伸出，但弹簧夹64可以在此端子插入机壳12中的端子腔36内时偏转入端子的其余部分的平面之内。

接触端子50从下方插入机壳12的端子腔36内。这些端子50保持于机壳12内的方式示明于图6和图7中。各个大致呈矩形的端子腔36包括一沿着其一个长边定位的面向上的肩部38。此端子腔36在肩部38下的宽度小于该腔从肩部38延伸到机壳底部14上表面16的该部分。而端子腔在肩部38下的那部分的宽度基本上等于端子50的厚度。当端子50向上插过肩部38下的端子腔36的该部分时，弹簧夹64便偏转入开槽梁52的平面中。弹簧夹64在脱离开肩部38后，便会弹回到其图6所示的正常位置。然后，弹簧夹64的端部抵靠面向上的肩部38，防止端子50脱开或向下运动，使得端子50不会从端子腔36中退出。

每个端子腔36还包括位于所述矩形端子腔相对端上的，两个面向下的肩部40。由于在中央部58上的端子肩部60构成了端子50的最宽部分，这些端子肩部60便抵靠面向下的肩部40而得以防止端子50进一步插入端子腔36内。这样，端子50在插入图6和7所示位置时便不可沿任一方向运动，使端子50在机壳12内保持就位。通过同于美国专利5,409,404所公开的方式使塑料机壳底部14的部分变形而形成半圆形凹座62，则可实现更牢靠的结合。

可以用于电连接器10的另一种端子70示明于图8中。端子70也具有开槽的梁部72和导线接触槽74。柔性销76从端子70的底部延伸，且相对于导线接触槽74沿其延伸的端子中心线偏移。端子70的中央部分与图5～7中的实施例不同。沿端子70的中心线有中央孔78。此中央孔78还用作在端子70离开其载片时刻之前的定位孔。沿端子70的一边形成有面向上的肩部79，以抵靠住与在机壳结构内的肩部40相同类型面朝下的肩部，后者示明于图7中。通过美国专利5409404极其相同的方式使机壳底部14的与孔78对齐的一部分加厚，就能防止端子70从机壳12中脱出。但是，可以使孔78远大于在图1所示的传统连接器中通过冲压出接头162所形成的孔。在这种方式下可以更好地保持住端子。另一种将端子70保持于机壳12内的方式则是把一个销子插过端子机壳底部14的侧面并通过孔78。

另一种型式的端子80示明于图9和10中。端子80也是一种绝缘位移端子，它具有的开槽梁82限定出一条沿端子80的开槽梁部分的中心线延伸的导线接触槽84。沿端子80底部延伸有偏置的柔性梁86。在导线接触槽84之下形成中央孔88，从开槽梁82的平面中冲压出接头90。接头90为端子提供了保持面。可以从机壳上将材料压出或挤出到端子孔88内，使端子能保持于对应的机壳内。端子80还包括肩部92，后者可以与印刷电路板结合，起到使连接器和印刷电路板上的端子精确地定位的阻挡件的作用。端子80可以用于与图2～4所示类型基本相同的机壳中。但应知用来接纳端子80的端子腔的细节会不同于图6和7中所示的。端子80在连接器10中所占的相对位置示明于图10中。构成用于端接单一线对的单一端子对的相邻端子80，它们的端子中心线之间的间距记为a。第二和第三内部端子80，即所分开的第一和第二端子对的一部分，它们之间的间距记为b。在这些最佳实施例中，b＞a以减少相邻导线对之间的串音。由于柔性销86的偏移，所有相邻柔性销之间的距离是恒定的，记为c。但是在同一端子对中的相邻端子80则偏移或错开一距离d。

由于端子腔36相对于导线通道34倾斜，端子50相对于导线通道34有一角度。如图3和4所示，这些端子50也是交错开的，端子对50将重叠。通过使端子50倾斜并把用来端接同一绞合线对中各个导线的两个端子50重叠。穿过导线接触槽54的端子的中心线可以在一起隔开得较近。对于图1中所示的常规的连接器，所有用于两个绞合线对中四根导线的四个端子的中心均匀地分开0.150寸。更窄的间距是不可能的，这是因为开槽梁用来与导线建立适当电连接所需的力和强度决定了常规端子的最小宽度。模制和电绝缘的要求又限制了如图1所示的同一平面中布置端子的最近间距。通过把端子定位成此最佳实施例所示的倾斜构型，所以减小导线通道34、导线接触槽54以及各个线对2或4的两根导线之间的中心线间距。在本发明的最佳实施例中，同一锥形隔壁24相对侧上的两对端子的中心线间距，对于其宽度与图1先有技术结构所用端子150的基本相同的端子，可以减小到0.100英寸或更小；或者可以使这对端子较宽些以增大重叠程度和取得较大的正常接触力。使这些中心线桥连得较近，与常规的并列设置的共面构型相比，对于相同的扭绞线对的各个导线，能改进所能取得的耦合性。在较高频的应用中，这种成对的端子构型能改进相对的耦合特性一事与在常规的应用情形相比，更具有重要性。对于比常规的绞合线对电缆具有更紧绞合的绞合线对电缆例如分类5的绞合线对电缆来说，这样的较紧的间距说明能够在端子的较近处保持较紧的绞合从而能减少端子处的不连续性。

通过使用于同一线对中的端子50成对，就可以留出另外的空间，使得不同线对的端子和线对本身能够在横剖面积相同的连接器中作进一步分开。如图3所示，两个内部端子50比在连接器10左、右任一侧的成对端子50分开得更远。在此最佳实施例中，如图3所示，在从左边起算的第二和第三端子50之间的间距近似0.200寸，和在成对的端子一和二或成对的端子三和四之间的中心线间距则约为0.100寸。仅仅是成对的端子和导线之间有此较大的中心线间距，由于减小了相邻绞合线对之间的电容，便将减少连接器位置处相邻线对间的串音，对于较高的传输速度和较高的频率来说，这样的电容串音减小尤为重要。业已说明，对于与同一线对相关的端子于0.100寸中心线同距下使倾斜端子成对，同时将相邻的端子对分开0.200寸，可以在100MHZ下将近端串音(NEXT)减少约6dB。要是用来分离不同线对中端子的材料有较低的介电常数，那就能进一步减低电容。通过对中心机壳腔42进行去心处理，将不同线对中第二与第三端子间的塑料以空气取代，与用来模制电连接器机壳的塑料相比，空气具有较低的有效介电常数。按所示方式使端子倾斜并绞接成对，为中央腔42留出了空隙。

如图3所示，相邻端子50的中心线在电连接器10中并非恒定的。但柔性销56在端子上的偏移则允许柔性销保持于恒定的中心线间距上。在此最佳实施例中，相邻柔性销间的中心距应约为0.150寸，而导线接触槽间的间距离在第一和第二端子间以及第三和第四端子之间应为0.100寸，而在第二和第三端子间应为0.200寸。只须在端子腔36中转动端子50，同一端子便能用于所有四个端子位置。当在应用中不需保持传统技术中所用0.150寸的间距时，则可把柔性销设置到端子中心线上。

通过使成对的端子50倾斜和重叠，导线接触槽与机壳12的侧面以及锥形隔壁24的侧面之间的间距将不会是恒定的。在两个成对的端子中，一个槽会在另一个槽之前。换言之，一个槽将比另一个槽更靠近机壳的前方。导线接触槽的这种交错形式导致了图2与3所示的两个锥形壁部26和28的偏置或交错构型。应用图2所示的标准的单一位置工具202时，由于此工具是通过同各个锥形壁部的一半相啮合而定位，因而这两个锥形壁部26和28就必须偏离。当用这种单一位置工具将导线插入时，一根导线就需较靠近连接器的后方定位。而另一根导线必须靠近连接器的后方定位。图11和12表明一种新的双位置工具204，它包括两个交错开的单一位置工具头202。如图3所示，锥形隔壁24的交错构型以及中央壁20的对应的交错将把工具204对准成，使得各片206和各导线插入槽208将同对应端子中的导线接触槽对准，同时导线切断装置将修整导线的端部。这种交错的双头构型允许由一次操作将两根导线端接成对，减少了操作人员为把导线端接到连接器上所需的时间。

尽管端子50相对于导线通道34的倾斜的构型所使端子成对，但端子的这种相对取向所提供的某些机械优点都与改进线对间的耦合和减少串音无关。正如前面所讨论的，为了将柔性销插入，例如将柔性销56插入印刷电路板的镀通孔中时，将比插入要焊接到此镀通孔或未采用镀通孔单侧印刷电路板线路上线路的实心销需用更大的力。由于多个柔性销是在同时插入的，用来插入一个柔性销所需的力就必须乘以所涉及的销数。对于常规的电连接器，例如图1中所示的，必须把插入力直接施加到端子150上，这是因为塑料在144处与由接头162留剩的端子孔之间的啮合所提供的保持力不足以经受住为插入柔性销156所需的力。因此，插入工具必须与端子156的顶部啮合。端子50在连接器10中倾斜取向意味着端子可以较宽并可有充分空隙用于端子50的肩部60或端子70的肩部79。这些端子肩部现在可与较大的机壳肩部40配合，而柔性销的插入力此时可以施加到机壳而传送到端子上。对于端子70，能够翻转到孔78中的机壳材料量大于先有技术中能够翻转到为接头162所留出的孔中的量，同时可以通过机壳给端子施加大得多的力，对于将分离销插入孔78中的构型，可以施加更大的力。

端子50的倾斜构型为加大机壳壁部厚度提供了更多的空间。这一附加的空间特别有用，因为在本发明最佳实施例中，可使侧壁22比传统连接器例如图1中所示的较厚。加大到侧壁22的厚度就能减少连接器在使用时由于施加有过多的力时使这些壁部破裂的可能性。使端子交错并把它们定位到不同的中心线间距，如最佳实施例中所用的0.100寸与0.200寸间距时，也能为增大壁厚提供更多的空间。

本发明的这一最佳实施例是用来将扭绞线对连接到印刷电路板的电连接器10，应知所述倾斜的成对的端子是可以用于另外的连接器构型中的。例如这种倾斜的成对的端子可以用于用来接续两根扭绞线对电缆的电连接器中。这种连接器通常不限于两对电缆。本发明也不限于用于采用柔性销的连接器，可以采用能焊接到印刷电路板上的实心销。由此应该认识到，尽管本发明的最佳实施例是针对改进先有技术中110型电连接器，但本发明至少是在最广方面不限于这里所述及的它的最佳实施例的。例如，所述的倾斜端子构型和交错布置，对于采用了用在包括有绝缘位移输入和模件插口的连接器中的冲压成形的接点阵列的连接器，或是对于其它输出连接器，是可以用来在电性能方面作出类似的改进的。于是，本发明是由下述权利要求书所限定而不是由这里所描述的代表性实施例所限定。

Claims (5)

1.电连接器(10)，它包括绝缘机壳(12)和多个端子(50、70、80)，每个端子具有带导线接触槽(54、74、84)的平面式开槽梁(52、72、82)，此机壳包括用来接纳绞合线对(2、4)的各导线(6、8)的导线通道(34)，各个所述的导线通道(34)同相应的导线接触槽(54、74、84)相交，此平面型开槽梁(52、72、82)相对于相应的导线通道倾斜，特征在于：

上述导线通道(34)设置在与第一和第二绞合线对(2、4)相关的一和第二导线通道对之中，且第一导线通道对的中心线之间的间距(a)小于第一导线通道对中一个导线通道和第二导线通道对中相邻导线通道的中心线之间的间距(b)。

2.权利要求1所述的电连接器，其中，上述机壳具有在第一和第二导线通道对之间的腔(24)，使得此机壳腔中的空气能减小此第一和第二导线通道对之间材料的有效介电常数，由此可减少此第一和第二线对间的电容和串音。

3.权利要求1所述的电连接器，其中，所述用来端接同一导线对中各个导线的端子的导线接触槽，相对于在所述机壳前后面之间等距的平面是交错的。

4.权利要求1所述的电连接器，其中，各端子包括从所述机壳延伸出的销(56、76、86)，此销相对于其相应端子的中心线偏移。

5.权利要求4所述的电连接器，其中，所述的销是等距分开的。

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