專利名稱：帶成對端子的電連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用開槽梁或絕緣位移端子來建立與絞合線的電連接的電連接器。更具體地說，本發(fā)明涉及在絞合線對的各導線之間改進其電感和電容電耦合，同時減少相鄰絞合線對的串音，以用于較高頻率的傳輸，例如傳輸100MHZ信號。
傳統(tǒng)的用于端連扭絞線對通信電纜的110型電連接器示明于

圖1中。這些連接器110采用開槽梁或絕緣位移終端150。圖1所示的這種連接器是那種四位置連接器，即用來通過柔性銷子段156把兩對電纜中的塞尖引線和塞環(huán)引線端接到印刷線路板上。這四個終端150并排地定位，以它們的平面開槽梁部152位于同一平面。終端150收納于絕緣機殼112中的伸入位于機殼112頂部上的錐形隔壁124、中心壁120和側(cè)壁122之中。這些壁120、122和124界定出導線插入的通道。以其軸線進入這些通道內(nèi)的導線沿橫向插入端子150的開槽梁152的導線接觸槽174中。界定出這種導線接觸槽的有槽梁的邊緣穿透導線的絕緣而對導線形成了氣密的電連接。端子150通過其兩側(cè)在制出的接頭162以及將塑料件插入此終端于形成接頭162時而遺留出的孔內(nèi)而保持于機殼112內(nèi)。用于接續(xù)分開扭絞線對電纜的類似結(jié)構(gòu)的電連接器公開于美國專利NO5409404中。
另一類把開槽梁或絕緣位移接點用于扭絞線對電纜的連接器則示明于美國專利NO.4171857中。在此專利中，端子相對于機殼卡緊件的導線槽固定成偏離約45°的角。這種先有技術(shù)連接器是用來把兩根導線連接到同一端子的分叉的相對部分上。此端子線的兩個邊緣偏離一個角度，使得導線槽的邊緣穿過導線的絕緣而連接到導線上。
上述各先有技術(shù)的連接器主要用于電話通信中一般所用的傳統(tǒng)的絞合線對電纜。新近，扭絞線對電纜已越來越多地用于頻率或速度更高的通信如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中。標準的絞合線對電纜已不適用于多種上述應用，這是因為標準的絞合線對電纜以及扭絞線對連接器的傳輸特性不能滿足這方面的較高頻率的要求。為此已有了適用于較高頻率的絞合線對電纜的新標準。類別與絞合線對電纜便是一種這樣的電纜。這類電纜絞合得更緊，以在形成各個絞合線對的各導線之間增強電感和電容的電耦合。對這些更高性能的絞合線對電纜，在串音特別是在近端串音(NEXT)方面已提出了更嚴格的要求。在許多情形下，所開發(fā)的用于電話工業(yè)的標準電連接器會使得用于較高頻率通信的扭絞線對電纜設(shè)備的性能惡化。但是，這類標準的電連接器卻是廣泛使用的，同時共用腳印和安裝工具也是有關(guān)工業(yè)中廣泛了解的。在此需要改進這類電連接器的性能同時保持其與工業(yè)標準腳印和安裝工具的匹配性。
本發(fā)明涉及的這樣一種電連接器，它包括一絕緣機殼和多個端子，而每個端子有一個帶導線接觸槽的平面段，此機殼具有用來接納絞合線對的各導線的導線通道，而每個導線通道則同相應的導線接觸槽相交，特征在于上述平面段相對于對應的導線通道傾斜，使得相鄰的導線通道能在一起隔開得較近，由此能在相鄰的導線通道中的各導線間增強電感和電容的電耦合，以改進連接器的電性能。
下面參考附圖以舉例方式說明本發(fā)明。
圖1是用于絞合線對的先有技術(shù)電連接器的透視圖，示明了由此電連接器絕緣機殼中分解出的端子。
圖2是應用成對端子的電連接器的最佳實施例的透視圖，同時示明了將第一和第二扭絞線對的各個導線插入導線電纜中的情形。
圖3是圖2所示電連接器的頂視平面圖。
圖4是圖2與3所示電連接器的底視圖。
圖5是可以用于圖2～4所示這類電連接器中的端子的一個實施例的透視圖。
圖6是部分剖面圖，示明圖5中所示端子固定住以防其被推通過連接器機殼的方式。
圖7是部分剖面圖，示明圖5中所示端子固定住以防其推出連接器機殼頂部中的方式。
圖8是透視圖，示明可以用于圖2～4所示這類電連接器的端子的另一實施例。
圖9是此端子實施例的透視圖。
圖10是透視圖，示明了四個圖9所示的這種端子，表明了這些端子間的相對角度取向與間距。
圖11是能夠用于圖2～4所示這種電連接器的，具有兩個交錯插入頭的插入工具的透視圖。
圖12是圖11所示交錯插入工具的剖面圖。
圖2示明了本發(fā)明的一個實施例。電連接器10是用來把第一絞合線對2和第二絞合線對4連接到印刷電路板(未示明)上的110型電連接器。每個絞合線對2、4包括兩根通常用于平衡傳輸線對的導線6與8。電連接器10可以用于一般用在常規(guī)電信中的那種傳統(tǒng)絞合線對電纜中。這種連接器10也可用在較高速的應用場合，因為連接器10是設(shè)計用來改進這種絞合線對之間的導線相對于常規(guī)110型連接器的耦合性，同時用來減少相鄰絞合線對之間相對常規(guī)110型連接器的串音的。具體地說，這種連接器110是計劃用于較高性能的絞合線對電纜結(jié)構(gòu)，如類別5絞合線對電纜，后者采用了比常規(guī)絞合線對較緊的扭絞。
連接器10是四位置的連接器，其中圖5～7所示的四個開槽梁或絕緣位移端子50或是圖8所示的其它端子70插入于模制的絕緣機殼12之中。機殼12是單件式結(jié)構(gòu)，其底部14上具有從上部底面16向上延伸的壁部。在這一四位置的實施例中，由兩個錐形隔壁24分開一個中央壁部20和兩個側(cè)壁22。如圖2所示，錐形隔壁24起到分離或分隔件的作用，分開形成絞合線對之一的各個導線6、8。導線6、8進入形成在其中一個錐形隔壁24任一側(cè)上的導線通道34中。這些通道34同樣由相鄰中央壁部20或相鄰側(cè)壁22形成。
各個錐形隔壁24不同于例如圖1所示的常規(guī)110型連接器中的隔壁124。每個錐形隔壁24包括兩個相互交錯段26、28，它們各自偏向如圖2所示的機殼12的前面和后面。每個交錯段都具有傾斜的上表面30和32。前傾斜表面30和后傾斜表面32沿著錐形隔壁頂部處的直線脊會合。雖然各錐形隔壁24描述成具有兩個部段26、28，但應認識到各個錐形隔壁是機殼12的整體模制部分，而交錯段26、28實際是同一單件結(jié)構(gòu)的部分。這兩個交錯段允許采用通常用來端接常規(guī)的110型連接塊(如圖1所示的)的那種標準的、普遍授用的單一位置插入工具。
導線通道34從錐形隔壁24的上端頂點延伸到機殼底部14的上表面16。這四個導線通道34是相互平行的，垂直于它們在其間延伸的機殼12的前、后表面。端子腔36從機殼底部14的下表面18延伸通過機殼底部14的上表面16并向上于錐形隔壁24中、中央壁20和側(cè)壁22中延伸，在此它們表現(xiàn)為從相應的導線通道34進入相應壁內(nèi)的相對的溝槽。如圖3和4所示，端子腔36相對于導線通道34傾斜，而傾角則最好是在15°到30°之間。在所示實施例中，給出了20°的傾角。
如圖4所示，從機殼底部14的下表面18向上延伸一中央腔42。此中央腔42在模制機殼12時是裝心部的，并向上延伸進入中央壁部20。在所示最佳實施中，中央腔42終止于中央壁20的頂表面之下，此中央壁20如圖2和3所示具有連續(xù)的上表面。
能夠用于連接器10的一種端子50所示明于圖5～7中。此端子50是由平的彈性金屬片沖壓形成。端子50具有平的或平面式的開槽梁或絕緣位移接觸部52。在兩個相對的接觸梁之間形成了導線接觸槽54。沿其軸線橫向插入接觸槽54內(nèi)的導線與槽54的面向內(nèi)的邊緣嚙合，在導線和端子50之間形成的氣密的機械與電連接。
端子50還包括可插入印刷板上的鍍通孔內(nèi)的柔性銷56。這時在柔性銷56和鍍通孔內(nèi)可建立壓配合的機械和電連接。銷56插到鍍通孔內(nèi)將促使構(gòu)成柔性銷56的兩個相對臂偏轉(zhuǎn)，在銷和鍍通孔之間建立接觸力。由于存在具有上述這種柔性銷的另外的接觸部，就需用顯著的但不是過量的力將柔性銷插入鍍通孔中。在圖5所示實施例中，柔性銷56相對于通過中心導線接觸槽54的端子中心線偏移。這種偏移能在圖7和圖9中看得更清楚。
開槽梁52和柔性銷56從中央端子部58的相對側(cè)延伸。端子50最好由順序沖模沖制成，中央部58形成以片狀形式將相鄰端子相互連接的載片的一部分。當相鄰的端子從此載片上分離下而形成各獨立的端子50時，此載片的一部分便形成了中央部分58，而在中央部分58的相對邊緣上形成了面朝上的肩部60。從圖5可以看到，在肩部60之下，于中央部58的相對邊緣上形成有半圓形的凹座52。這些半圓形凹座52是由載片中的定位孔在各個端子50分離時所留下的。
沿著端子50的開槽梁部52的外邊緣形成有彈簧夾64。這些彈簧夾上64是上端連接于開槽梁部52的懸臂梁。這種懸臂梁彈簧夾64的自由端從圖5的透射圖中觀察時面朝下。彈簧夾64形成為在靜止時從開槽梁部52的平面中延伸出，但彈簧夾64可以在此端子插入機殼12中的端子腔36內(nèi)時偏轉(zhuǎn)入端子的其余部分的平面之內(nèi)。
接觸端子50從下方插入機殼12的端子腔36內(nèi)。這些端子50保持于機殼12內(nèi)的方式示明于圖6和圖7中。各個大致呈矩形的端子腔36包括一沿著其一個長邊定位的面向上的肩部38。此端子腔36在肩部38下的寬度小于該腔從肩部38延伸到機殼底部14上表面16的該部分。而端子腔在肩部38下的那部分的寬度基本上等于端子50的厚度。當端子50向上插過肩部38下的端子腔36的該部分時，彈簧夾64便偏轉(zhuǎn)入開槽梁52的平面中。彈簧夾64在脫離開肩部38后，便會彈回到其圖6所示的正常位置。然后，彈簧夾64的端部抵靠面向上的肩部38，防止端子50脫開或向下運動，使得端子50不會從端子腔36中退出。
每個端子腔36還包括位于所述矩形端子腔相對端上的，兩個面向下的肩部40。由于在中央部58上的端子肩部60構(gòu)成了端子50的最寬部分，這些端子肩部60便抵靠面向下的肩部40而得以防止端子50進一步插入端子腔36內(nèi)。這樣，端子50在插入圖6和7所示位置時便不可沿任一方向運動，使端子50在機殼12內(nèi)保持就位。通過同于美國專利5,409,404所公開的方式使塑料機殼底部14的部分變形而形成半圓形凹座62，則可實現(xiàn)更牢靠的結(jié)合。
可以用于電連接器10的另一種端子70示明于圖8中。端子70也具有開槽的梁部72和導線接觸槽74。柔性銷76從端子70的底部延伸，且相對于導線接觸槽74沿其延伸的端子中心線偏移。端子70的中央部分與圖5～7中的實施例不同。沿端子70的中心線有中央孔78。此中央孔78還用作在端子70離開其載片時刻之前的定位孔。沿端子70的一邊形成有面向上的肩部79，以抵靠住與在機殼結(jié)構(gòu)內(nèi)的肩部40相同類型面朝下的肩部，后者示明于圖7中。通過美國專利5409404極其相同的方式使機殼底部14的與孔78對齊的一部分加厚，就能防止端子70從機殼12中脫出。但是，可以使孔78遠大于在圖1所示的傳統(tǒng)連接器中通過沖壓出接頭162所形成的孔。在這種方式下可以更好地保持住端子。另一種將端子70保持于機殼12內(nèi)的方式則是把一個銷子插過端子機殼底部14的側(cè)面并通過孔78。
另一種型式的端子80示明于圖9和10中。端子80也是一種絕緣位移端子，它具有的開槽梁82限定出一條沿端子80的開槽梁部分的中心線延伸的導線接觸槽84。沿端子80底部延伸有偏置的柔性梁86。在導線接觸槽84之下形成中央孔88，從開槽梁82的平面中沖壓出接頭84 。接頭90為端子提供了保持面?？梢詮臋C殼上將材料壓出或擠出到端子孔88內(nèi)，使端子能保持于對應的機殼內(nèi)。端子80還包括肩部92，后者可以與印刷電路板結(jié)合，起到使連接器和印刷電路板上的端子精確地定位的阻擋件的作用。端子80可以用于與圖2～4所示類型基本相同的機殼中。但應知用來接納端子80的端子腔的細節(jié)會不同于圖6和7中所示的。端子80在連接器10中所占的相對位置示明于圖10中。構(gòu)成用于端接單一線對的單一端子對的相鄰端子80，它們的端子中心線之間的間距記為a。第二和第三內(nèi)部端子80，即所分開的第一和第二端子對的一部分，它們之間的間距記為b。在這些最佳實施例中，b＞a以減少相鄰導線對之間的串音。由于柔性銷56的偏移，所有相鄰柔性銷之間的距離是恒定的，記為c。但是在同一端子對中的相鄰端子80則偏移或錯開一距離d。
由于端子腔36相對于導線通道34傾斜，端子50相對于導線通道34有一角度。如圖3和4所示，這些端子50也是交錯開的，端子對50將重疊。通過使端子50傾斜并把用來端接同一絞合線對中各個導線的兩個端子50重疊。穿過導線接觸槽54的端子的中心線可以在一起隔開得較近。對于圖1中所示的常規(guī)的連接器，所有用于兩個絞合線對中四根導線的四個端子的中心均勻地分開0.150寸。更窄的間距是不可能的，這是因為開槽梁用來與導線建立適當電連接所需的力和強度決定了常規(guī)端子的最小寬度。模制和電絕緣的要求又限制了如圖1所示的同一平面中布置端子的最近間距。通過把端子定位成此最佳實施例所示的傾斜構(gòu)型，所以減小導線通道34、導線接觸槽54以及各個線對2或4的兩根導線之間的中心線間距。在本發(fā)明的最佳實施例中，同一錐形隔壁24相對側(cè)上的兩對端子的中心線間距，對于其寬度與圖1先有技術(shù)結(jié)構(gòu)所用端子150的基本相同的端子，可以減小到0.100英寸或更?。换蛘呖梢允惯@對端子較寬些以增大重疊程度和取得較大的正常接觸力。使這些中心線橋連得較近，與常規(guī)的并列設(shè)置的共面構(gòu)型相比，對于相同的扭絞線對的各個導線，能改進所能取得的耦合性。在較高頻的應用中，這種成對的端子構(gòu)型能改進相對的耦合特性一事與在常規(guī)的應用情形相比，更具有重要性。對于比常規(guī)的絞合線對電纜具有更緊絞合的絞合線對電纜例如分類5的絞合線對電纜來說，這樣的較緊的間距說明能夠在端子的較近處保持較緊的絞合從而能減少端子處的不連續(xù)性。
通過使用于同一線對中的端子50成對，就可以留出另外的空間，使得不同線對的端子和線對本身能夠在橫剖面積相同的連接器中作進一步分開。如圖3所示，兩個內(nèi)部端子50比在連接器10左、右任一側(cè)的成對端子50分開得更遠。在此最佳實施例中，如圖3所示，在從左邊起算的第二和第三端子50之間的間距近似0.200寸，和在成對的端子一和二或成對的端子三和四之間的中心線間距則約為0.100寸。僅僅是成對的端子和導線之間有此較大的中心線間距，由于減小了相鄰絞合線對之間的電容，便將減少連接器位置處相鄰線對間的串音，對于較高的傳輸速度和較高的頻率來說，這樣的電容串音減小尤為重要。業(yè)已說明，對于與同一線對相關(guān)的端子于0.100寸中心線間距下使傾斜端子成對，同時將相鄰的端子對分開0.200寸，可以在100MHZ下將近端串音(NEXT)減少約6dB。要是用來分離不同線對中端子的材料有較低的介電常數(shù)，那就能進一步減低電容。通過對中心機殼腔42進行去心處理，將不同線對中第二與第三端子間的塑料以空氣取代，與用來模制電連接器機殼的塑料相比，空氣具有較低的有效介電常數(shù)。按所示方式使端子傾斜并絞接成對，為中央腔42留出了空隙。
如圖3所示，相鄰端子50的中心線在電連接器10中并非恒定的。但柔性銷56在端子上的偏移則允許柔性銷保持于恒定的中心線間距上。在此最佳實施例中，相鄰柔性銷間的中心距應約為0.150寸，而導線接觸槽間的間距離在第一和第二端子間以及第三和第四端子之間應為0.100寸，而在第二和第三端子間應為0.200寸。只須在端子腔36中轉(zhuǎn)動端子50，同一端子便能用于所有四個端子位置。當在應用中不需保持傳統(tǒng)技術(shù)中所用0.150寸的間距時，則可把柔性銷設(shè)置到端子中心線上。
通過使成對的端子50傾斜和重疊，導線接觸槽與機殼12的側(cè)面以及錐形隔壁24的側(cè)面之間的間距將不會是恒定的。在兩個成對的端子中，一個槽會在另一個槽之前。換言之，一個槽將比另一個槽更靠近機殼的前方。導線接觸槽的這種交錯形式導致了圖2與3所示的兩個錐形壁部26和28的偏置或交錯構(gòu)型。應用圖2所示的標準的單一位置工具202時，由于此工具是通過同各個錐形壁部的一半相嚙合而定位，因而這兩個錐形壁部26和28就必須偏離。當用這種單一位置工具將導線插入時，一根導線就需較靠近連接器的后方定位。而另一根導線必須靠近連接器的后方定位。圖11和12表明一種新的雙位置工具204，它包括兩個交錯開的單一位置工具頭202。如圖3所示，錐形隔壁24的交錯構(gòu)型以及中央壁20的對應的交錯將把工具204對準成，使得各片206和各導線插入槽208將同對應端子中的導線接觸槽對準，同時導線切斷裝置209將修整導線的端部。這種交錯的雙頭構(gòu)型允許由一次操作將兩根導線端接成對，減少了操作人員為把導線端接到連接器上所需的時間。
盡管端子50相對于導線通道34的傾斜的構(gòu)型所使端子成對，但端子的這種相對取向所提供的某些機械優(yōu)點都與改進線對間的耦合和減少串音無關(guān)。正如前面所討論的，為了將柔性銷插入，例如將柔性銷56插入印刷電路板的鍍通孔中時，將比插入要焊接到此鍍通孔或未采用鍍通孔單側(cè)印刷電路板線路上線路的實心銷需用更大的力。由于多個柔性銷是在同時插入的，用來插入一個柔性銷所需的力就必須乘以所涉及的銷數(shù)。對于常規(guī)的電連接器，例如圖1中所示的，必須把插入力直接施加到端子150上，這是因為塑料在144處與由接頭162留剩的端子孔之間的嚙合所提供的保持力不足以經(jīng)受住為插入柔性銷156所需的力。因此，插入工具必須與端子156的頂部嚙合。端子50在連接器10中傾斜取向意味著端子可以較寬并可有充分空隙用于端子50的肩部60或端子70的肩部79。這些端子肩部現(xiàn)在可與較大的機殼肩部40配合，而柔性銷的插入力此時可以施加到機殼而傳送到端子上。對于端子70，能夠翻轉(zhuǎn)到孔78中的機殼材料量大于先有技術(shù)中能夠翻轉(zhuǎn)到為接頭162所留出的孔中的量，同時可以通過機殼給端子施加大得多的力，對于將分離銷插入孔78中的構(gòu)型，可以施加更大的力。
端子50的傾斜構(gòu)型為加大機殼壁部厚度提供了更多的空間。這一附加的空間特別有用，因為在本發(fā)明最佳實施例中，可使側(cè)壁22比傳統(tǒng)連接器例如圖1中所示的較厚。加大到側(cè)壁22的厚度就能減少連接器在使用時由于施加有過多的力時使這些壁部破裂的可能性。使端子交錯并把它們定位到不同的中心線間距，如最佳實施例中所用的0.100寸與0.200寸間距時，也能為增大壁厚提供更多的空間。
本發(fā)明的這一最佳實施例是用來將扭絞線對連接到印刷電路板的電連接器10，應知所述傾斜的成對的端子是可以用于另外的連接器構(gòu)型中的。例如這種傾斜的成對的端子可以用于用來接續(xù)兩根扭絞線對電纜的電連接器中。這種連接器通常不限于兩對電纜。本發(fā)明也不限于用于采用柔性銷的連接器，可以采用能焊接到印刷電路板上的實心銷。由此應該認識到，盡管本發(fā)明的最佳實施例是針對改進先有技術(shù)中110型電連接器，但本發(fā)明至少是在最廣方面不限于這里所述及的它的最佳實施例的。例如，所述的傾斜端子構(gòu)型和交錯布置，對于采用了用在包括有絕緣位移輸入和模件插口的連接器中的沖壓成形的接點陣列的連接器，或是對于其它輸出連接器，是可以用來在電性能方面作出類似的改進的。于是，本發(fā)明是由下述權(quán)利要求書所限定而不是由這里所描述的代表性實施例所限定。
權(quán)利要求
1．電連接器(10)，它包括絕緣機殼(12)和多個端子(50、70、80)，每個端子具有帶導線接觸槽(54、74、84)的平面式開槽梁(52、72、82)，此機殼包括用來接納絞合線對(2、4)的各導線(6、8)的導線通道(34)，各個所述的導線通道(34)同相應的導線接觸槽(54、74、84)相交，特征在于所述平面式開槽梁(52、72、82)相對于相應的導線通道(34)傾斜，使得相鄰的導線通道能在一起隔開得較近，由此能在相鄰導線通道中的各導線之間增加電感和電容的電耦合，以改進此連接器的電性能。
2．權(quán)利要求1所述的電連接器，其中，所述導線通道(34)設(shè)置在與第一和第二絞合線對(2、4)相關(guān)的第一和第二導線通道對之中，且此第一導線通道對的中心線之間的空隙大于第一導線通道對中一個導線通道和第二導線通道對中相鄰導線通道二者的中心線之間的空隙。
3．權(quán)利要求2所述的電連接器，其中，上述機殼具有在第一和第二導線通道對之間的腔(24)，使得此機殼腔中的空氣能減小此第一和第二導線通道對之間材料的有效介電常數(shù)，由此可減少此第一和第二線對間的電容和串音。
4．權(quán)利要求1所述的電連接器，其中，所述用來端接同一導線對中各個導線的端子的導線接觸槽，相對于在所述機殼前后面之間等距的平面是交錯的。
5．權(quán)利要求1所述的電連接器，其中，各個端子包括從所述機殼延伸的銷(56、76、86)，此銷相對于其相應端子的中心線偏移。
6．權(quán)利要求5所述的電連接器，其中，所述的銷是等間距隔開的。
全文摘要
電連接器(10)包括具有用來接納扭絞線對(2、4)的各個電線(6、8)的導線通道(34)。此機殼有許多端子(50、70、80),每個端子具有帶導線接觸槽(54、74、84)的平面型開槽梁(52、72、82)。各個導線通道(34)同一對應的導線接觸槽(54、74、84)相交。此平面型開槽梁(52、72、82)相對于對應的導線通道(34)傾斜,使得相鄰的導線通道在一起可以分開得較近,由此可提高相鄰導線通道中各導線間的電感和電容耦合,改進此連接器的電性能。
文檔編號H01R12/32GK1231777SQ97198301
公開日1999年10月13日 申請日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月27日
發(fā)明者J·B·菲里爾, T·L·皮特茨 申請人:惠特克公司