线内通信连接器制造技术

本发明专利技术提供了一种线内通信连接器。实施例提供了适于恶劣环境的高数据率连接器和电缆组件及相关方法和系统。线内通信连接器包含外壳以及安装于外壳内的尖端触件和环形触件。尖端触件包含输入尖端管孔、输出尖端管孔以及用于使输入和输出尖端管孔物理及电连接的尖端管孔连接部分。环形触件包含输入环形管孔、输出环形管孔以及用于使输入和输出环形管孔物理及电连接的环形管孔连接部分。输入尖端管孔不与输出尖端管孔共线，并且输入环形管孔不与输出环形管孔共线。

【技术实现步骤摘要】
适于恶劣环境的高数据率连接器和电缆组件及相关方法和系统本分案申请是基于申请号为201480022086.6，申请日为2014年5月2日，专利技术名称为“适于恶劣环境的高数据率连接器和电缆组件及相关方法和系统”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请按照35U.S.C.§119要求2013年5月9日提交的美国临时专利申请No.61/821,345、2013年5月16日提交的美国临时专利申请No.61/824,174、2013年5月17日提交的美国临时专利申请No.61/824,698以及2013年6月7日提交的美国临时专利申请No.61/832,278的优先权。上述每个申请均全文并入本文，以作参考。
本专利技术一般地涉及通信系统，并且更特别地涉及可以适合用于恶劣环境的包含一个或多个通信通道的通信连接器和电缆组件。
技术介绍
可通过通信网络发送和/或接收大量数据的电子设备(例如，相机、电视和计算机)的使用不断普及。数据可以通过硬接线连接或无线连接或者它们的组合传输到和传输自这些设备。经由硬接线连接与通信网络连接的设备通常使用所谓的以太网电缆和连接器，因为这些电缆和连接器能够支持具有高可靠性水平的高数据率通信。各种行业标准，例如，由美国电信工业协会(TelecommunicationIndustryAssociation)在2009年8月11日通过的ANSI/TIA-568-C.2标准(在本文中称为“6A类标准(theCategory6astandard)”)阐明了以太网电缆、连接器和通道的接口及性能规范。以太网连接器和电缆通常用于办公楼、住所、学校、数据中心等，以实现硬接线的高速通信网络。虽然硬接线以太网连接能够提供优异的性能，但是行业标准化的以太网插头(plug)和插孔(jack)设计可能并不能很好地适合于经受到机械冲击、振动、极端的温度变化等的较恶劣环境。在这些更具物理挑战的环境中，一般使用可以保持良好的机械及电连接的非以太网连接器。一种可以使用硬接线通信网络的相对恶劣的环境是汽车以及其他类型的交通工具，包括飞机、船艇等。在汽车中使用的通信连接器和电缆通常受到高水平的振动、宽的温度波动，以及机械冲击、应力和应变。典型地，在这样的环境中使用单端的通信通道以及非以太网连接器和布线，并且电缆和连接器可以是相当大的和相当重的。例如，有时在汽车应用中使用管脚连接器(pinconnector)和管孔连接器(socketconnector)来可拆卸地连接两个通信电缆和/或将通信电缆可拆卸地连接至印刷电路板或电子设备，因为管脚和管孔连接典型地即使长时间用于恶劣环境下也能够保持良好的机械及电连接。图1是常规的管脚连接器10的透视图。如图1所示，管脚连接器10包含具有插头孔口22的外壳20。插头孔口22可以被设定大小并被配置用于接纳配接的管孔连接器。管脚连接器10还包含导电管脚阵列24，该导电管脚阵列24在所示出的实施例中包含安装于外壳20内的18个导电管脚30。每个导电管脚30都具有延伸到插头孔口22之内的第一端部32以及从外壳20的底面下向延伸的第二端部36。每个导电管脚30的第一端部32可以被接纳于插入插头孔口22中的配接的管孔连接器的相应管孔内，而每个导电管脚30的第二端部36可以插入例如印刷电路板(未示出)内。图2是包含于图1的管脚连接器10的导电管脚阵列24内的8个导电管脚(即，导电管脚30-1至30-8)的透视图。在本文中，当诸如连接器之类的设备包含多个相同构件时，这些构件可通过它们的完整附图标记进行单独引用(例如，导电管脚30-4)，并且可通过它们的附图标记的第一部分进行集体应用(例如，导电管脚30)。为了简化图示及其解释，在图2中仅示出包含于图1的管脚连接器10内的18个导电管脚30中的8个。如图2所示，用于将第一端部32连接至第二端部36的每个导电管脚30的中间部分34包含直角部分38。导电管脚30的第一端部32沿着x轴(参见图2中的参考轴)延伸且排成两行。导电管脚30的第二端部36沿着z方向延伸且同样排成两行。应当意识到，图2未示出的管脚连接器10的其余10个导电管脚30沿这两个同样的行排列，并且在每个行内的导电管脚30都具有完全相同的设计以及与相邻导电管脚30间的完全相同的间距。图3和4是可以结合图1的管脚连接器10来使用的部分拆卸的管孔连接器50的透视图。如图3和4所示，管孔连接器50包含具有多个针孔62的外壳60。外壳60界定了用于接纳管孔触件保持器70的敞开的内部64。外壳60包含侧开口66，该侧开口66提供用于将管孔触件保持器70插入敞开的内部64内的进入开口。侧开口66还为待安装到敞开的内部64内以终结于管孔触件保持器70内的通信电缆(未示出)的导体提供进入开口。锁定部件68安装于外壳60的外表面上。管孔连接器50可以被接纳于管脚连接器10的插头孔口22内，使得管脚连接器的每个导电管脚30被接纳于管孔触件保持器70的相应管孔内。锁定部件68可以被用来将管孔连接器50锁定于管脚连接器10的插头孔口22内。图5是管孔触件保持器70的透视图。图6是管孔触件80的透视图。如图5所示，管孔触件保持器70包含从管孔触件保持器70的正面74延伸到背面72的多个管孔76。多个管孔触件80可以被植入管孔触件保持器70中的管孔76之内。每个管孔触件80都包含前端82和后端84。前端82具有可提供到纵向空腔内的入口的开口(在图6中不可见)。前端82被配置用于接纳并夹牢配接的管脚连接器的导电管脚(例如，管脚连接器10的一个导电管脚30)。前端82可以包含弹簧机制(在图6中不可见)，该弹簧机制将管孔触件80的导电构件压在其内所接纳的配接的管脚连接器10的导电管脚30上，以便保持在导电管脚30与管孔触件80之间的良好的机械及电接触。管孔触件80的后端84可以被配置用于接纳通信电缆的导体(未示出)。在所示出的实施例中，每个管孔80的后端84都包含可以卷曲于电缆的各个导体周围的调整片。因而，每个管孔触件80可以被用来将管脚连接器的导电管脚电连接至通信电缆的导体。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，本专利技术提供了包含外壳以及安装于外壳内的尖端触件和环形触件的线内(inline)通信连接器。尖端触件具有尖端输入触件结构、尖端输出触件结构，以及用于使尖端输入和输出触件结构物理及电连接的尖端连接部分。环形触件具有环形输入触件结构、环形输出触件结构，以及用于使环形输入和输出触件结构物理及电连接的环形连接部分。尖端触件和环形触件被配置为用于传递单个信息信号的一对触件，并且尖端输入触件结构不与尖端输出触件结构共线，且环形输入触件结构不与环形输出触件结构共线。尖端输入和输出触件结构以及环形输入和输出触件结构各自被实现为管脚或管孔之一。根据本专利技术的一些实施例，本专利技术提供了包含具有通信电缆以及在通信电缆末端的第一连接器的带连接器电缆(connectorizedcable)的通信系统，该通信电缆具有绞合在一起以形成第一绞合绝缘导体对的绝缘尖端导体和绝缘环形导体。第一连接器具有第一外壳、位于第一外壳内且与绝缘尖端导体的导电线芯电连接的第一尖端触件，以及安装于第一外壳内且与绝缘环形导体的导电线芯电连接的第一环形触件。第一尖端触件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线内通信连接器，包括：外壳；安装在所述外壳中的尖端触件，所述尖端触件包括尖端输入触件结构、尖端输出触件结构以及将所述尖端输入触件结构和尖端输出触件结构物理连接且电连接的尖端连接部分；安装在所述外壳中的环形触件，所述环形触件包括环形输入触件结构、环形输出触件结构以及将所述环形输入触件结构和环形输出触件结构物理连接且电连接的环形连接部分，其中所述尖端触件和所述环形触件被配置为用于载送单个差分信息信号的触件对，其中所述尖端输入触件结构不与所述尖端输出触件结构共线，并且所述环形输入触件结构不与所述环形输出触件结构共线，以及其中所述尖端输入和输出触件结构以及所述环形输入和输出触件结构各自被实施为管脚或管孔中的一个，其中所述尖端输入触件结构和所述尖端输出触件结构各自在纵向方向上延伸并且沿着垂直于所述纵向方向的横向方向彼此间隔开，并且其中相应的尖端输入触件结构和尖端输出触件结构的顶表面位于第一水平面内，并且相应的环形输入触件结构和环形输出触件结构的顶表面位于第二水平面内，所述第二水平面与第一水平面平行，且与所述第一水平面沿与所述纵向方向和横向方向均垂直的竖直方向间隔开。

【技术特征摘要】
2013.05.09 US 61/821,345;2013.05.16 US 61/824,174;1.一种线内通信连接器，包括：外壳；安装在所述外壳中的尖端触件，所述尖端触件包括尖端输入触件结构、尖端输出触件结构以及将所述尖端输入触件结构和尖端输出触件结构物理连接且电连接的尖端连接部分；安装在所述外壳中的环形触件，所述环形触件包括环形输入触件结构、环形输出触件结构以及将所述环形输入触件结构和环形输出触件结构物理连接且电连接的环形连接部分，其中所述尖端触件和所述环形触件被配置为用于载送单个差分信息信号的触件对，其中所述尖端输入触件结构不与所述尖端输出触件结构共线，并且所述环形输入触件结构不与所述环形输出触件结构共线，以及其中所述尖端输入和输出触件结构以及所述环形输入和输出触件结构各自被实施为管脚或管孔中的一个，其中所述尖端输入触件结构和所述尖端输出触件结构各自在纵向方向上延伸并且沿着垂直于所述纵向方向的横向方向彼此间隔开，并且其中相应的尖端输入触件结构和尖端输出触件结构的顶表面位于第一水平面内，并且相应的环形输入触件结构和环形输出触件结构的顶表面位于第二水平面内，所述第二水平面与第一水平面平行，且与所述第一水平面沿与所述纵向方向和横向方向均垂直的竖直方向间隔开。2.根据权利要求1所述的线内通信连接器，其中所述尖端连接部分在第一交叉处横跨于所述环形连接部分之上。3.根据权利要求2所述的线内通信连接器，其中所述尖端输入触件结构和所述环形输出触件结构均与在所述纵向方向上延伸的第一竖直平面相交，并且所述环形输入触件结构和所述尖端输出触件结构均与在所述纵向方向上延伸的第二竖直平面相交，所述第二竖直平面平行于所述第一竖直平面并且在所述横向方向上与所述第一竖直平面间隔开。4.根据权利要求1所述的线内通信连接器，其中所述尖端输入触件结构、所述尖端输出触件结构、所述环形输入触件结构和所述环形输出触件结构均包括各自的纵向狭缝。5.如权利要求2所述的线内通信连接器，其中所述尖端输入触件结构包括尖端输入管孔，所述尖端输出触件结构包括尖端输出管孔，所述尖端连接部分物理连接且电连接所述尖端输入和输出管孔，所述环形输入触件结构包括环形输入管孔，所述环形输出触件结构包括环形输出管孔，并且所述环形连接部分物理连接且电连接所述环形输入和输出管孔。6.根据权利要求1所述的线内通信连接器，其中所述尖端触件包括第一尖端触件，所述尖端输入触件结构包括第一尖端输入触件结构，所述尖端输出触件结构包括第一尖端输出触件结构，所述尖端连接部分包括第一尖端连接部分，所述环形触件包括第一环形触件，所述环形输入触件结构包括第一环形输入触件结构，所述环形输出触件结构包括第一环形输出触件结构，所述环形连接部分包括第一环形连接部分，并且所述触件对包括用于载送第一信息信号的第一触件对，所述线内通信连接器与下列组合：第二尖端触件，所述第二尖端触件包括第二尖端输入触件结构、第二尖端输出触件结构以及物理连接且电连接所述第二尖端输入触件结构和所述第二尖端输出触件结构的第二尖端连接部分；第二环形触件，所述第二环形触件包括第二环形输入触件结构、第二环形输出触件结构以及物理连接且电连接第二环形输入触件结构和第二环形输出触件结构的第二环形连接部分，其中所述第二尖端触件和所述第二环形触件被配置为用于载送第二信息信号的第二触件对，并且其中所述第二尖端输入触件结构不与所述第二尖端输出触件结构共线，并且所述第二环形输入触件结构不与所述第二环形输出触件结构共线。7.根据权利要求6所述的线内通信连接器，其中所述第二尖端连接部分在第二交叉处横跨于所述第二环形连接部分之上，并且其中所述第一交叉和所述第二交叉在所述纵向方向上位于离所述连接器的输入端相同距离处。8.根据权利要求6所述的线内通信连接器，其中所述第一尖端触件和所述第二尖端触件位于第一平面内，并且所述第一环形触件和所述第二环形触件位于与所述第一平面间隔开并平行的第二平面内。9.根据权利要求6所述的线内通信连接器，其中耦合在所述第一尖端触件和所述第二尖端触件之间的信号能量与耦合在所述第一环形触件和所述第二环形触件之间的信号能量之和基本上等于当所述第一信息信号通过第一触件对传输时耦合在所述第一尖端触件和所述第二环形触件之间的信号能量与耦合在所述第二尖端触件和所述第一环形触件之间的信号能量之和。10.根据权利要求3所述的线内通信连接器，其中，所述尖端输入触件结构包括尖端输入管脚，所述尖端输出触件结构包括尖端输出管脚，所述尖端连接部分物理连接且电连接所述尖端输入和输出管脚，所述环形输入触件结构包括环形输入管脚，所述环形输出触件结构包括环形输出管脚，所述环形连接部分物理连接且电连接所述环形输入和输出管脚。11.根据权利要求10所述的线内通信连接器，其中所述尖端触件包括第一尖端触件，所述尖端输入管脚包括第一尖端输入管脚，所述尖端输出管脚包括第一尖端输出管脚，所述尖端连接部分包括第一尖端管脚连接部分，所述环形触件包括第一环形触件，所述环形输入管脚包括第一环形输入管脚，所述环形输出管脚包括第一环形输出管脚，所述环形连接部分包括第一环形管脚连接部分，所述触件对包括用于载送第一信息信号的第一触件对，所述线内通信连接器与下列组合：第二尖端触件，所述第二尖端触件包括第二尖端输入管脚、第二尖端输出管脚以及物理连接且电连接所述第二尖端输入管脚和所述第二尖端输出管脚的第二尖端管脚连接部分；第二环形触件，所述第二环形触件包括第二环形输入管脚、第二环形输出管脚以及物理连接且电连接所述第二环形输入管脚和所述第二环形输出管脚的第二环形管脚连接部分，其中所述第二尖端触件和所述第二环形触件包括用于载送第二信息信号的第二触件对，其中所述第二尖端输入管脚不与所述第二尖端输出管脚共线，并且所述第二环形输入管脚不与所述第二环形输出管脚共线。12.根据权利要求11所述的线内通信连接器，其中，所述第二尖端管脚连接部分在第二交叉处横跨于所述第二环形管脚连接部分之上，并且其中所述第一交叉和所述第二交叉在所述纵向方向上位于离所述连接器的输入端相同距离处。13.根据权利要求11所述的线内通信连接器，其中所述第一和第二尖端触件的顶表面彼此共面，并且所述第一和第二环形触件的顶表面彼此共面且与所述第一和第二尖端触件的顶表面竖直地间隔开。14.根据权利要求11所述的内嵌式通信连接器，其中耦合在所述第一尖端触件和所述第二尖端触件之间的信号能量与耦合在所述第一环形触件和所述第二环形触件之间的信号能量之和基本上等于当所述第一信息信号通过所述第一触件对传输时耦合在所述第一尖端触件和所述第二环形触件之间的信号能量与耦合在所述第二尖端触件和所述第一环形触件之间的信号能量之和。15.根据权利要求2所述的线内通信连接器，其中，所述尖端输入触件结构包括尖端输入管孔或尖端输入管脚中的一个，所述尖端输出触件结构包括尖端输出管孔或尖端输出管脚中的一个，所述尖端连接部分物理连接且电连接所述尖端输入和输出触件结构，所述环形输入触件结构包括环形输入管孔或环形输入管脚中的一个，所述环形输出触件结构包括环形输出管孔或环形输出管脚中的一个，所述环形连接部分物理连接且电连接所述环形输入和输出触件结构。16.根据权利要求15所述的线内通信连接器，其中所述第一尖端输入触件结构是尖端输入管孔，并且所述第一尖端输出触件结构是尖端输出管脚。17.根据权利要求15所述的线内通信连接器，还包括：第二尖端触件，所述第二尖端触件包括第二尖端输入触件结构、第二尖端输出触件结构以及物理连接且电连接所述第二尖端输入和输出触件结构的第二尖端连接部分；第二环形触件，所述第二环形触件包括第二环形输入触件结构、第二环形输出触件结构以及物理连接且电连接所述第二环形输入和输出触件结构的第二环形连接部分，其中所述第二尖端触件和所述第二环形触件被配置为用于载送第二信息信号的第二触件对，其中所述第二尖端输入触件结构不与所述第二尖端输出触件结构共线，并且所述第二环形输入触件结构不与所述第二环形输出触件结构共线。18.根据权利要求17所述的线内通信连接器，其中所述第二尖端输入触件结构包括尖端输入管孔或尖端输入管脚中的一个，所述第二尖端输出触件结构包括尖端输出管孔或尖端输出管脚中的一个，所述第二环形输入触件结构包括环形输入管孔或环形输入管脚中的一个，并且所述第二环形输出触件结构包括环形输出管孔或环形输出管脚中的一个。19.根据权利要求18所述的线内通信连接器，其中所述尖端触件在结构上不同于所述第二尖端触件，并且其中所述环形触件在结构上不同于所述第二环形触件。20.一种线内通信连接器，包括：外壳；安装于所述外壳内的第一尖端触件，所述第一尖端触件包括第一尖端输入触件结构、第一尖端输出触件结构以及物理连接且电连接所述第一尖端输入和输出触件结构的第一尖端连接部分；安装于所述外壳内的第一环形触件，所述第一环形触件包括第一环形输入触件结构、第一环形输出触件结构以及物理连接且电连接所述第一环形输入和输出触件结构的第一环形连接部分，安装于所述外壳内的第二尖端触件，所述第二尖端触件包括第二尖端输入触件结构、第二尖端输出触件结构以及物理连接且电连接所述第二尖端输入和输出触件结构的第二尖端连接部分；和安装在所述外壳内的第二环形触件，第二环形触件包括第二环形输入触件结构、第二环形输出触件结构以及物理连接且电连接所述第二环形输入和输出触件结构的第二环形连接部分，其中所述第一尖端触件和所述第一环形触件被配置为用于载送第一差分信息信号的第一触件对，其中所述第二尖端触件和所述第二环形触件被配置为用于载送第二差分信息信号的第二触件对，其中所述第一尖端输入触件结构不与所述第一尖端输出触件结构共线，并且所述第一环形输入触件结构不与所述第一环形输出触件结构共线，以及其中所述第一尖端输入和输出触件结构以及所述第一环形输入和输出触件结构各自实施为管脚或管孔中的一个，并且其中所述第一尖端输入触件结构、所述第一尖端输出触件结构、所述第二尖端输入触件结构和所述第二尖端输出触件结构分别位于第一水平取向的平面内，并且所述第一环形输入触件结构、所述第一环形输出触件结构、所述第二环形输入触件结构和所述第二环形输出触件结构分别位于第二水平取向的平面内，所述第二水平取向的平面与所述第一水平取向的平面平行，且与所述第一水平取向的平面沿与第一和第二水平取向的平面垂直的竖直方向间隔开。21.根据权利要求18所述的线内通信连接器，其中所述第二尖端输入触件结构不与所述第二尖端输出触件结构共线，并且所述第二环形输入触件结构不与所述第二环形输出触件结构共线，并且其中所述第二尖端输入和输出触件结构以及所述第二环形输入和输出触件结构各自实现为管脚或管孔中的一个。22.一种通信系统，包括：带连接器电缆，其包含：具有绞合在一起以形成第一绞合的绝缘导体对的绝缘尖端导体和绝缘环形导体的通信电缆；以及具有第一外壳的第一连接器，所述第一连接器包含位于所述第一外壳内且与所述绝缘尖端导体的所述导电线芯电连接的第一尖端触件以及安装于所述第一外壳内且与所述绝缘环形导体的所述导电线芯电连接的第一环形触件，其中所述第一尖端触件的第一端部与所述绝缘尖端导体的端部纵向对齐，并且所述第一环形触件的第一端部与所述绝缘环形导体的端部纵向对齐；与所述第一连接器配接的第二连接器，所述第二连接器包含：第二外壳；以及安装于所述第二外壳内以与所述第一尖端触件配接的第二尖端触件以及安装于所述第二外壳内以与所述第一环形触件配接的第二环形触件，所述第二尖端触件和环形触件被定位使得所述第二尖端触件横跨于所述第二环形触件之上。23.一种通信系统，包括：第一尖端触件，包含第一尖端输入触件结构、第一尖端输出管孔以及用于使所述第一尖端输入触件结构和所述第一尖端输出管孔物理及电连接的第一尖端交叉部分；第一环形触件，包含第一环形输入触件结构、第一环形输出管孔以及用于使所述第一环形输入触件结构和所述第一环形输出管孔物理及电连接的第一环形交叉部分，所述第一尖端触件和所述第一环形触件被配置为共同用作第一信息信号的传输通路的第一触件对；第二尖端触件，包含第二尖端输入触件结构、第二尖端输出管孔以及用于使所述第二尖端输入触件结构和所述第二尖端输出管孔物理及电连接的第二尖端交叉部分；第二环形触件，包含第二环形输入触件结构、第二环形输出管孔以及用于使所述第二环形输入触件结构和所述第二环形输出管孔物理及电连接的第二环形交叉部分，所述第二尖端触件和所述第二环形触件配置为共同用作第二信息信号的传输通路的第二触件对，并且所述第二触件对被安装于所述第一触件对的相邻处以...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·欧博斯基，A·I·哈希姆，S·M·基思，S·W·科内恩希尔德，
申请(专利权)人：美国北卡罗来纳康普公司，
类型：发明
国别省市：美国,US