АДАПТЕР И СИСТЕМА ШТЕПСЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК H01R31/06 H01R12/24 H01R31/02 

Настоящее изобретение относится к устройству для соединения множества штепсельных вилок со стандартной штепсельной розеткой, а также к штепсельной системе и штепсельному распределительному модулю.

Применяемые во всем мире стандартные штепсельные разъемы, такие, например, как широко распространенный штепсельный разъем RJ45, отвечающий международному стандарту IEC 60603-7, и родственные штепсельные разъемы, отвечающие группе стандартов IEC 60603-7-х, например, стандарту IEC 60603-7-7 или стандарту IEC 61076-3-110, а также другие системы, совместимые, например, с этими штепсельными разъемами, предназначены для присоединения к электросетям связи зданий.

Эти штепсельные разъемы объединяет то, что они содержат, по меньшей мере, восемь штепсельных контактов. Соответственно распространено подведение одного кабеля с четырьмя витыми парами к точке подсоединения. Более того, существуют типы штепсельных разъемов, разработанные на основе вышеупомянутых, например системы RJ11 и RJ12, с по меньшей мере четырьмя штепсельными контактами и двумя витыми парами. Часто выполняют присоединения к электросети зданий, не требующие обеих или всех четырех пар. Поэтому в таких случаях появляется возможность предоставлять незадействованные кабельные пары для использования в других целях. Такое совместное использование кабеля часто называют разделением кабеля.

Часто штепсельные розетки RJ45 (или штепсельные розетки согласно родственному стандарту) уже стационарно установлены в здании. По этой причине существует спрос на устройство (адаптер, разветвитель), которое, во-первых, могло бы быть вставлено в существующую штепсельную розетку, а во-вторых, в него можно было вставить несколько штепсельных вилок для различных сервисов. Однако такие традиционного типа разветвители неудобны тем, что они занимают достаточно много места перед розеткой и вокруг нее, настолько, что это может препятствовать использованию смежных розеток. Кроме того, конструкция разветвителей такова, что они выступают из розетки, в результате чего подвержены механическим нагрузкам и повреждению. К тому же сравнительно большие разветвители при известных обстоятельствах могут негативно влиять на качество передачи, что может потребовать значительной компенсации.

Разветвительная система, отчасти смягчающая эти недостатки, известна из документа № EP 1128494. Эта система построена на основе адаптера, который можно вставить в розетку RJ45 и в который можно вставить в ряд до 4 разветвительных вилок. Недостатком, однако, в данном случае является необходимость конструировать разветвительные вилки очень узкими, что затрудняет обращение с ними. Кроме того, перекрестное соединение пар 3/6 требует сложной и дорогостоящей разводки контактов.

Таким образом, задача настоящего изобретения - предоставить устройство для соединения множества штепсельных вилок со стандартной сигнальной штепсельной розеткой, в котором были бы устранены вышеописанные недостатки известных устройств.

Эта задача решается с помощью устройства, заявленного в формуле изобретения.

Заявляемое устройство на одной стороне (стороне розетки) имеет штепсельную часть, которую можно вставить в стандартную штепсельную розетку. На другой стороне (стороне вилки) имеется множество отсеков, в каждый из которых можно вставить вилку. Кроме того, устройство содержит множество контактов адаптера, которые, вставив штепсельную часть в розетку, можно электрически соединить с контактами розетки. По меньшей мере, к двум из контактов адаптера можно электрически присоединиться позади каждого из отсеков посредством штепсельных контактов вставленных вилок, например, в силу наличия у них позади отсека неизолированной секции, либо накрывая их элементом внутри отсека, каковой элемент установлен с возможностью отодвигания или разворота при вставлении вилки.

Отсеки размещены, по меньшей мере, частично внутри отверстия розетки, то есть вставленные вилки заходят внутрь отверстия розетки так, что по меньшей мере своей частью вилка находится в отверстии розетки. Кроме того, согласно настоящему изобретению они расположены таким образом, что по меньшей мере два отсека лежат один над другим относительно розеточных контактов. Это означает, что если первое пространственное направление - в дальнейшем, «первое направление» или «X-направление» - образовано размещением по меньшей мере четырех розеточных контактов по соседству, причем по меньшей мере два отсека располагаются рядом, или один над другим относительно второго или перпендикулярного пространственного направления, Y-направления, отличного от первого, и они удалены один от другого в этом втором направлении, например, по меньшей мере, на высоту отсека. Z-направление, согласно этому определению, соответствует продольной оси или оси ввода вилки. Разделяющая стенка между этими, по меньшей мере, двумя отсеками предпочтительно идет вдоль первого направления, то есть параллельно оси X или параллельно плоскости X-Z.

Электрическое соединение между розеточными контактами и штепсельными контактами, создаваемое этим устройством, представляет собой гальванический контакт, как упоминалось ранее, то есть прямое соединение, не через активные или пассивные электронные компоненты, за исключением активного сопротивления, соответствующего остаточному сопротивлению контактов, и контактного сопротивления. Таким образом, контакты существующей розетки и штепсельные контакты вставленных вилок образуют сквозное электропроводящее соединение через контакты адаптера, то есть имеет место непрерывная гальваническая связь, причем адаптер в общем случае не проводит электричество между различными штепсельными контактами вставленной вилки. В отдельных вариантах осуществления, однако, адаптер может проводить ток между штепсельными контактами различных вилок, что поясняется более подробно ниже.

Наиболее предпочтительно отсеки размещены рядом, а также один над другим, то есть они размещены в двухмерной компоновке и разнесены в двух направлениях, обычно перпендикулярных друг другу.

Например, четыре отсека можно выстроить прямоугольником. Как вариант всего два отсека размещают один над другим, то есть разносят в Y-направлении. Альтернативно возможно размещение двух отсеков рядом и большого отсека выше или ниже.

Употребляемые ниже термины «один над другим», «один рядом с другим», «вертикально», «горизонтально» всегда относятся к размещению, по меньшей мере, четырех розеточных контактов один рядом с другим, то есть «рядом» и «горизонтально» относятся к соседству в Х-направлении розеточных контактов, а «вертикально» или «один над другим» относятся к перпендикулярному направлению, вне зависимости от ориентации розетки. «Сторона вилки» относится к оси движения на стороне вилки, «сторона розетки» соответственно относится к оси движения на стороне розетки.

Заявляемое устройство разработано преимущественно для стандартных штепсельных розеток RJ45 и/или восьмиполюсных прямоугольных штепсельных розеток с теми же внешними размерами, например для штепсельных разъемов, согласно группе стандартов IEC 60603-7-х, в частности стандарту IEC 60603-7-7, или согласно стандарту IEC 61076-3-110. Как одна из возможностей, заявляемое устройство содержит выступ для приведения в действие переключателя, который, применительно к штекерным розеткам по стандартам IEC 60603-7-7 и IEC 61076-3-110, при полном введении устройства в розетку, приводит в действие переключатель, соединяющий параллельно определенные розеточные контакты. Заявляемое устройство также можно применять и с другими стандартными штекерными розетками, например с четырехполюсными штепсельными розетками типов RJ11 и RJ12 и другими.

Настоящее изобретение основано на том, что в габаритах розетки RJ45 или розетки согласно иному стандарту для четырех- или восьмиполюсных прямоугольных вилок, обычно тех же внешних размеров, что и розетка RJ45, можно разместить несколько отсеков, в каждый из которых может быть вставлена вилка; и что целесообразно такое размещение отсеков, при котором они лежат также один над другим, несмотря на линейное расположение контактов в розетке RJ45. Таким образом, создается устройство, которое, несмотря на стесненное пространство, позволяет разводить контакты на разных плоскостях внутри RJ45 или сопоставимой розетки.

Изобретение, таким образом, предпринимает подход, отличный от линейной концепции с расположением контактов/вилок в ряд, основанный на особенностях RJ45 и сопоставимых розеток (такая концепция соответствует также компоновке, раскрытой в № EP 1128494), а именно двумерную компоновку контактов внутри розетки, размер которой составляет, например, всего 12×7 мм (внутренний размер отверстия розетки). Это также позволяет решить проблему перекрестного соединения пар контактов 4/5 и 3/6 применительно к розеткам RJ45, разводя одну из этих пар «поверху», а другую - «понизу».

Таким образом, согласно настоящему изобретению отсеки сконструированы так и имеют такие размеры, чтобы по меньшей мере часть вставленной в отсек вилки заходила в отверстие розетки. Преимущество этого в том, что можно так сконструировать устройство, чтобы оно не выступало или незначительно выступало из отверстия розетки. Соответственно оно менее подвержено механическим нагрузкам и повреждению, а его габариты невелики.

Согласно одному из вариантов реализации устройство может быть снабжено накрывающим розетку фланцем, размещенным спереди и опирающимся на лицевую панель розетки, и на этот фланец можно нанести цветную маркировку, например в виде пластинок. Как вариант, устройство также может быть предназначено практически полностью скрываться в отверстии розетки.

Разделенные отсеки облегчают обращение с устройством, поскольку ясно показывают, куда необходимо вставлять вилку. Желательно, чтобы разделяющие стенки достигали лицевого среза устройства на стороне вилки, то есть не были утоплены в глубину розетки. Предпочтительно стенки не имеют разрывов.

Идея разделенных стенками отсеков, помещенных, по меньшей мере, частично внутрь розеток, согласно одному из вариантов настоящего изобретения, также применима к по меньшей мере двум отсекам, которые просто расположены в ряд. Такое видоизмененное устройство можно использовать, например, как разветвитель для четырехполюсных штепсельных систем, таких как RJ11 и RJ12. В этом варианте такой признак, как разнесенные в отличном от Х направлении отсеки, не относится к необходимым.

Отсеки, согласно вышеописанным вариантам осуществления, могут быть сконструированы так, чтобы вилки в них можно было вставить только в правильной ориентации. Также может присутствовать механическое кодирование, предотвращающее вставление вилки в ненадлежащий (не предназначенный для нее) отсек. Например, таким способом можно исключить вставление сигнальной вилки в отсек для телефона или, в случае системы электроснабжения, по сети Ethernet (Power over Ethernet) или подобной, - вставление сигнальной вилки в отсек питания.

Особо предпочтительно устройство с четырьмя отсеками, что позволяет присоединять точно два из восьми (в таком случае) контактов адаптера в каждом отсеке. В этом варианте осуществления, например, можно использовать: четыре вилки с одной парой контактов каждая, двойную вилку с двумя парами контактов и две вилки с одной парой контактов, или две двойные вилки с двумя парами контактов каждая. Двойные вилки соответственно конструируют так, чтобы они имели части, которые можно было бы вставить каждую в свой отсек, с двумя контактными элементами, и соответствующие пазы между ними для разделяющей два отсека стенки.

Также представляет интерес менее гибкое устройство с отсеком с четырьмя контактами адаптера и двумя отсеками с двумя контактами каждый.

В целом предпочтительно, чтобы все восемь контактов стандартной штепсельной розетки соединялись с контактами адаптера, то есть, чтобы не было «потеряно» ни одного контакта. Как вариант, однако, устройство также может образовывать двойники, где контакты адаптера гальванически соединяют контактные площадки различных отсеков, причем соответствующие контакты адаптера не касаются контактных пар розетки. Особо предпочтительно применение двойников на шине цифровой сети с интеграцией служб (ISDN).

Согласно предпочтительному варианту осуществления контактные площадки контактов адаптера представляют собой вилки на обеих сторонах, то есть не имеют подвижных и упругих частей. Для этого требуется, чтобы ответные части разъема были оснащены упругими контактами. Обнаружено, что идея устройства в виде двусторонней вилки позволяет создать исключительно дешевую и компактную конструкцию.

Особо предпочтительно, чтобы контакты адаптера были образованы полосковыми проводниками гибкой печатной платы. В зависимости от варианта осуществления полосковые проводники, образующие контакты адаптера, особенно когда они пересекаются, могут даже иметь сквозные контакты между полосковыми проводниками в разных плоскостях.

Контакты адаптера предпочтительно располагают так, чтобы пары, во-первых, 3/6 и, во-вторых, 4/5 не соседствовали горизонтально, а находились в разных плоскостях, то есть были разнесены по вертикали. Это, во-первых, дает преимущества для разводки контактов адаптера, поскольку требует меньше или вовсе не требует перекрестных соединений. Более того, в отдельных случаях выгодно располагать пары контактов, во-первых, 1/2 и, во-вторых, 7/8 в разных плоскостях, одна напротив другой, с перекрещиванием и центральной симметрией.

Одно из преимуществ такой компоновки проявляется для кабельного телевидения: для него можно использовать лишь пары контактов 1/2 и 7/8, в зависимости от требований к качеству относительно передачи сигнала (линия связи категории 7). Применяя для одного соединения с системой кабельного телевидения одну двойную вилку и благодаря тому, что пары контактов 1/2 противолежат сонаправленно, а 7/8 противолежат перекрестно, можно исключить ошибочное применение пар контактов 4/5 или 3/6 для сигналов кабельного телевидения без механического кодирования, которое в таких условиях потребовало бы филигранной работы.

Аналогично предметом настоящего изобретения является штепсельная система с заявляемым устройством и, по меньшей мере, одна соответствующая ей вилка. Подобные вилки преимущественно имеют упругие штепсельные контакты.

Предпочтительно эти вилки («разветвительные вилки») конструируют таким образом, чтобы их можно было собирать на месте эксплуатации, чтобы упростить конвертируемость существующих приборов. Для этого они содержат, например, основание вилки со штепсельными контактами и крепежное приспособление вилки, работающее как монтажная крышка. На одной стороне штепсельные контакты конструируют упругими. На другой стороне их конструируют, например, известным способом, с врезными контактами или, возможно, с прокалывающими, обжимными или другими контактами. Крепежное приспособление вилки содержит средства для приема и разводки изолированных проводов кабеля. Провода кабеля приводят в контакт посредством соответствующих штепсельных контактов, совмещая крепежное приспособление вилки и основание вилки.

Предпочтительно, между вилками и заявляемым устройством имеет место чисто силовое замыкание, т.е. соединение без принудительного или даже геометрического замыкания, чтобы вилки можно было вытянуть из разветвителя за кабель, что упрощает обращение ввиду очень малых размеров. Как вариант, также можно предусмотреть принудительное замыкание.

Также к настоящему изобретению относится штепсельный распределительный модуль, в частности, предназначенный для вилок ранее описанного типа. Штепсельный распределительный модуль, помимо лицевой части, опционально образующей лицевую панель известным способом и содержащей множество отверстий для вилок, расположенных в ряд, также содержит монтажную плату. Устроено так, что полосковые проводники монтажной платы образуют вдоль края, обращенного к лицевой части, соответствующие контактные площадки, которые электрически соединены посредством упругих электрических контактов вилок, когда те вставлены через одно из отверстий для вилки с передней стороны.

Дополнительно штепсельный распределительный модуль предпочтительно содержит контактные блоки, каждый из которых содержит, по меньшей мере, два контактных элемента, закрепленных на монтажной плате, при необходимости, посредством удерживающего элемента. Они, во-первых, содержат средства для приведения в контакт проводов кабеля, например врезные контакты. Во-вторых, они электрически присоединены к полосковому проводнику. Контактные блоки могут известным способом содержать направляющие перемычки, между которыми вводятся провода кабеля, а также монтажные средства, с помощью которых провода кабеля, введенные между направляющими переборками, вжимают глубже между переборками, что позволяет произвести монтаж врезных контактов.

Особо предпочтительно, чтобы отверстия для вилки и монтажная плата были сконструированы и скомпонованы так, что когда вилка вставлена, край монтажной платы выступает в образованную вилкой щель, где находятся неизолированные штепсельные контакты. Эта щель может соответствовать толщине монтажной платы, или наоборот, и может направлять вилку при введении в штепсельный распределительный модуль, а также при введении в заявляемое устройство.

Еще одно преимущество заявляемой штепсельной системы заключается в том, что подобный штепсельный распределительный модуль: с отверстиями для вилки, которые при некоторых обстоятельствах сгруппированы плотно в ряд, и с неподвижными контактными площадками, удачен с точки зрения производства.

Далее приводится описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показана розетка RJ45 и заявляемое устройство.

На фиг.2 показано заявляемое устройство.

На фиг.3 показано устройство с фиг.2 в разобранном виде.

На фиг.4 и 5 представлены два варианта гибкой печатной платы в качестве конструктивного элемента заявляемого устройства.

На фиг.6 изображены, частично в разрезе, розетка с заявляемым устройством и со вставленными в него вилками.

На фиг.7 изображено, частично в разрезе, заявляемое устройство со вставленными в него вилками.

На фиг.8 показана вилка для пары контактов.

На фиг.9 показана вилка с фиг.8 в разобранном виде.

На фиг.10 показана вилка для двух пар контактов.

На фиг.11 показана вилка с фиг.10 в разобранном виде.

На фиг.12 показана пылезащитная заглушка.

На фиг.13 схематически изображен вид спереди одного варианта заявляемого устройства.

На фиг.14 показан штепсельный распределительный модуль.

На фиг.15 показана еще одна вилка для пары контактов.

На фиг.16 изображена, частично в разрезе, внешняя часть адаптера одного варианта заявляемого устройства.

На фиг.17 представлен вариант заявляемого устройства.

На фиг.18 представлен еще один вариант гибкой печатной платы в качестве конструктивного элемента заявляемого устройства.

На фиг.19-22 представлены вилки для двух пар контактов или их части.

На фиг.1 можно видеть розетку 1 известного типа RJ45. Розетка снабжена электропроводящим экраном 2, что необходимо для некоторых приложений. Упругие розеточные контакты доступны в отверстии 3 розетки - заслонено на чертеже - для касания штепсельными контактами вилки RJ45.

Торцевая со стороны вилки поверхность 6 розетки далее обозначается как лицевая панель. Отверстие розетки уходит вглубь от лицевой панели.

Заявляемое устройство 11 показано, среди прочих, на фиг.1 и фиг.2. Оно работает как разветвитель, то есть служит для разделения сигнальных проводов. На одной стороне оно имеет штепсельную часть 12, которая может быть вставлена в розетку, причем пользователь может зафиксировать устройство известным для вилок RJ45 способом. Собачка 13 служит для размыкания фиксатора. Фиксатор как таковой известен и здесь подробно не описывается. Также можно применить иной фиксатор, отличный от известного для разъемов RJ45. Контакты адаптера, к которым прижимаются упругие розеточные контакты 5 при введении штепсельной части в розетку, не имеют изоляции между промежуточными переборками 14, известным для вилок RJ45 порядком.

На лицевой стороне устройства, то есть на стороне вилок, образованы несколько отсеков 15, уходящих внутрь устройства от лицевой поверхности 16. Отсеки в лицевой поверхности расположены рядом, а также один над другим. В представленном примере отсеки разнесены по четырем углам стандартной штепсельной розетки и образуют прямоугольную компоновку. Вилки могут быть введены в отсеки таким образом, что их штепсельные контакты соприкасаются с контактами адаптера, как описано ниже. Между отсеками 15 образованы разделяющие стенки 17. В представленном варианте осуществления разделяющие стенки доходят до лицевой поверхности устройства. Это, однако, не обязательно, в действительности разделяющие стенки могут также быть несколько смещены вглубь. Раздельные отсеки для вилок предпочтительны с точки зрения эксплуатации, поскольку сразу же ясно, куда следует вставлять вилки.

Ось ввода и ось вилки здесь перпендикулярны лицевой поверхности 16.

Каждый из отсеков здесь имеет, по меньшей мере, один направляющий выступ 18; на чертеже показано по два таких выступа в каждом отсеке. Форма отсеков в поперечном сечении отличается из-за выступов от прямоугольной, и благодаря этому, имея в виду взаимодействие с ответным пазом вилки, гарантируется, что вилка может быть вставлена только в правильной ориентации. Конечно, специалистам известны и другие средства, с помощью которых можно этого добиться. Например, отсеки могут также иметь канавку вместо направляющего выступа, и в эту канавку может заходить ответный выступ вилки, либо отсек и вилка могут иметь иное, не прямоугольное сечение.

Кроме того, можно организовать механическое кодирование с использованием тела подходящей формы в качестве направляющего выступа 18, или в виде бобышки или канавки, или если иным способом придать отсекам форму в поперечном сечении отличную от прямоугольной. Например, в зависимости от приложения, только вилки первого типа или только вилки второго типа могут быть вставлены в соответствующие отсеки. Система механического кодирования, известным способом, также может предусматривать наличие вилок, которые подходят к любому отсеку, и наличие отсеков, к которым подходит любая вилка.

На лицевой стороне устройства также образован фланец 20, закрывающий в некоторой области лицевую панель розетки. При этом фланец служит для прикрепления к нему пластинок 23 цветовой маркировки. Для этого, например, в каждом из четырех привязанных к отсекам мест образованы по два крепежных отверстия 21. Посредством этих отверстий пластинки 23 цветовой маркировки можно крепить наподобие нажимной кнопки, а также, конечно, возможны и другие способы крепления. Однако, как альтернатива показанному на чертеже варианту осуществления, можно также сделать устройство без фланца, которое может, к примеру, быть сконструировано так, что оно полностью скрывается в отверстии розетки.

На фиг.3 в разобранном виде представлены три части, из которых собирают заявляемое устройство согласно предпочтительному варианту осуществления. Отсеки образованы на внешней части 31 адаптера, изготовленной, согласно предпочтительному варианту осуществления, из металла. Преимущество металлического материала в том, что стенки между отсеками прочны даже при небольшой толщине стенок. Кроме того, металлическая внешняя часть адаптера может проводить электричество между экранами розетки и вилки без дополнительных средств. Однако внешнюю часть адаптера, конечно, можно изготавливать из твердого пластика, возможно, с металлическим покрытием.

Внешняя часть адаптера в представленном варианте осуществления имеет на стороне вилки пластинчатую секцию, образующую фланец 20. Разделяющие стенки 17 идут от него внутрь, также, возможно, как и боковые направляющие стенки 31.2. На стороне розетки к нему прикреплена выступающая секция 31.3.

Внутренняя часть 32 адаптера здесь изготовлена из электроизолирующего материала, предпочтительно пластика. Внутренняя часть адаптера имеет ребра, образующие в собранном устройстве промежуточные переборки 14.

Контакты адаптера представляют собой как полосковые проводники 34 на электрической соединительной части, здесь на гибкой печатной плате 33. На фиг.3 изображены только контактные поверхности, то есть ход полосковых проводников не показан. В собранном устройстве гибкая печатная плата 33 наложена на выступающую часть 31.3 внешней части адаптера и огибает ее. Внутренняя часть 32 адаптера охватывает выступающую часть 31.3, чем фиксирует гибкую печатную плату 33, предварительно наложенную на выступающую часть в правильном пространственном положении.

Внутренняя часть 32 адаптера в показанном варианте осуществления имеет дополнительный выступ 32.1 для приведения в действие переключателя, который, применительно к штепсельной розетке согласно определенным стандартам (например, согласно стандарту IEC 60603-7-7), имеющей более восьми розеточных контактов, активирует, при полном введении устройства в розетку, переключатель, и этот переключатель соединяет параллельно определенные розеточные контакты.

В то время, как на фиг.3 показаны только контактные поверхности полосковых проводников, для примера полосковые проводники 34 полностью изображены на фиг.4. В собранном устройстве гибкая печатная плата подковообразно огибает внешнюю часть адаптера. На фиг.4 показана та сторона гибкой печатной платы, которая в собранном устройстве лежит на внешней стороне подковы. Внутренняя сторона гибкой печатной платы, для примера, не имеет полосковых проводников. Однако она также может иметь полосковые проводники или отдельные проводящие поверхности, которые, например, служат для компенсации перекрестных помех и/или выполняют другие задачи. В этом случае, и если к тому же внешняя часть адаптера электропроводна, эти дополнительные системы проводников внутренней стороны необходимо покрыть электроизолирующим слоем.

В области 41 розеточных контактов размещены с постоянным шагом восемь полосковых проводников, в таких положениях, как требует соответствующий стандарт на вилку. Четыре контакта отходят от области 41 розеточных контактов в первую область 42 штепсельных контактов, где они попарно образуют контактные площадки 44 для штепсельных контактов, причем указанные контактные площадки не имеют изоляции в верхних двух отсеках. Соответствующие контактные площадки 44 в показанном варианте осуществления уширены и удалены один от другого, чтобы обеспечить простое и надежное замыкание контактов. Оставшиеся четыре контакта отведены на нижнюю сторону во вторую область 43 штепсельных контактов, где они попарно образуют контактные площадки 44 для штепсельных контактов, причем указанные контактные площадки не имеют изоляции в нижних двух отсеках.

В показанном варианте осуществления пару контактов 3/6 и одну из двух внешних пар контактов (здесь 1/2) отводят вверх, а пару контактов 4/5 и другую из внешних пар контактов (здесь 7/8) отводят вниз; но также может быть и наоборот. В любом случае для простоты прокладки полосковых проводников желательно, чтобы пары контактов 3/6 и 4/5 не отводились на одну плоскость. Также желательно, чтобы две внешние пары контактов не отводились на одну плоскость, а были разнесены противоположно в центральной симметрии.

На внешней стороне, показанной на фиг.4, полосковые проводники также можно покрыть изолирующим слоем вне области 41 розеточных контактов и областей 42, 43 штепсельных контактов.

Также на фиг.3 и фиг.4 можно видеть два установочных отверстия 45, с которыми сцепляются соответствующие установочные штифты 31.1 внешней части 31 адаптера или, альтернативно показанному варианту осуществления, внутренней части адаптера, чем фиксируют взаимное расположение.

Фиг.5 показывает гибкую печатную плату для альтернативного варианта осуществления заявляемого устройства. В этом варианте пары полосковых проводников 4/5 и 3/6 отводят к контактным площадкам двух верхних или двух нижних отсеков, то есть контактные площадки верхнего левого и верхнего правого отсеков разведены параллельно с контактными площадками нижнего правого или соответственно нижнего левого отсеков (разводка на двойник). Две внешние пары контактов розетки в этом варианте не используют.

Вследствие компоновочного плана, то есть по геометрическим соображениям, полосковые проводники гибкой печатной платы с фиг.5 должны пересекаться. По этой причине секции некоторых полосковых проводников проходят по другой стороне (внутренней стороне) и показаны на чертеже штрихпунктирными линиями (как невидимые проводники). Между секциями полосковых проводников имеются сквозные переходы 51 («переходные отверстия», «межслойные соединения») с выходом на переднюю и заднюю стороны. На внутренней стороне ленточные провода предпочтительно покрыты электроизолирующим слоем, чтобы исключить электрический контакт с возможно токопроводящей внешней частью адаптера.

В этом варианте осуществления заявляемое устройство служит Y-образным двойником, например, для шины ISDN.

Конечно, вместо гибких печатных плат согласно фиг.4 и фиг.5 также можно использовать монтажные платы, отличные от показанных. Также целесообразны многослойные реализации гибкой печатной платы.

Альтернативно гибкой печатной плате контактные площадки в отсеках и розеточные контакты розеток также можно соединить и другими средствами. Негибкие электрические соединительные элементы, то есть монтажные платы соответствующей требованиям формы, пробивные контакты или другие электрические контакты также можно рассматривать в качестве альтернативы. Однако гибкие печатные платы особо предпочтительны, поскольку они позволяют создать устройство весьма недорогой и компактной конструкции.

При вставленном устройстве упругие розеточные контакты 5 стандартной штепсельной розетки 1 в области 41 розеточных контактов соприкасаются с полосковыми проводниками, служащими контактами адаптера. При вставлении вилки в устройство приходят в соприкосновение первые области 42 штепсельных контактов, если вилка вставлена в верхние отсеки, и/или приходят в соприкосновение вторые области 43 штепсельных контактов, если вилка вставлена в нижние отсеки.

Несколько более понятно принцип работы заявляемого устройства показан на фиг.6 и фиг.7. Одинарные вилки 61 и/или двойные вилки 62, каждая из которых содержит штепсельные контакты 63, можно вставить в отсеки 15. Штепсельные контакты конструируют упругими в области 63.1 контактов, с тем, чтобы они были прижаты к контактным площадкам 44 при вставленной вилке и касались этих площадок. Штепсельные контакты 63 могут быть оснащены врезными контактами 63.2 и с их помощью сразу же входить в контакт с проводами исходящего или входящего кабеля.

Штепсельные контакты, например, изготавливают из пружинной бронзы, причем поверхности могут быть обработаны в зависимости от назначения, например, область 63.1 контакта может быть позолочена и/или врезные контакты 63.2 могут быть лужеными.

На фиг.8 и фиг.9 еще более подробно показан вариант осуществления вилки 61 типа 1. Вилка содержит основание 65 вилки и крепежное приспособление 66 вилки, работающее как монтажная крышка. Основание вилки заключает штепсельные контакты 63 и удерживает их в данном положении. Упругие участки 63.1 штепсельных контактов, которые, как сказано выше, образуют контактную площадку, лежат в щели 67, образованной основанием вилки, и таким образом осуществляют защиту контакта. Еще одно преимущество щелевой конструкции в том, что возможно прямое касание контактных поверхностей на монтажной плате и вилки, что более детально описано ниже.

Разводку и фиксацию проводов кабеля выполняют посредством крепежного приспособления 66 вилки. Крепежное приспособление вилки опционально содержит основание 66.1 и кабельный зажим 66.3, присоединенный с возможностью поворота к основанию посредством пленочного шарнира 66.2. Вначале провода пропускают сквозь два продольных отверстия 66.4 (например, цилиндрических) крепежного приспособления вилки. Затем кабельный зажим 66.3 складывают к основанию и тем фиксируют кабель в целом. После этого выступающие из продольных отверстий провода можно подрезать заподлицо с передним торцом. Затем крепежное приспособление 66 вилки прижимают к корпусу вилки со штепсельными контактами 63, и тем самым присоединяют проводники. Для примера, замок вилки имеет замыкающие выступы 66.5, сцепляющиеся с ответными отверстиями 65.1 основания вилки.

На переднем конце штыка вилки 61 имеются лапки-выступы 65.2, и эти выступы совместно с ответной частью в устройстве служат как защелки для силового замыкания, когда вилка вставлена в соответствующий отсек.

Вилка 61, как и фланец 20 устройства, также содержит отверстия 66.6, предназначенные для крепления пластинок 23 цветовой маркировки, как показано на фиг.7.

На фиг.10 и фиг.11 представлен вариант вилки для четырехпроводного кабеля. Вилка 62 имеет два штыка 62.1, 62.2, каждый из которых может быть вставлен в один из двух соседних отсеков 15 заявляемого устройства 11, и каждый из которых имеет щель 67 указанного выше типа. Разводку проводов вилки 62 выполняют аналогично описанной ранее процедуре для варианта с двумя жилами, причем, в отличие от последней, для фиксации кабеля предусматривают, например, отдельную деталь зажима 69 в форме мостика, которую после установки кабеля в определенном положении в крепежном приспособлении 66 вилки фиксируют к последнему с помощью защелки, благодаря чему крепежному приспособлению вилки не требуются шарнирно подвешенные детали. Кабельный зажим 69 конструируют в виде обтюрирующего стопора, чтобы обеспечить фиксацию кабелей различного диаметра.

Показанная на фиг.10 и фиг.11 вилка также содержит экран 70. Его изготавливают, например, из листового металла. Экран имеет, по меньшей мере, один первый контактный лепесток 70.1, который, когда вилка вставлена, контактирует с проводящей секцией устройства, например внутренней стенкой отсека 15. Вторая контактная площадка - здесь, для примера, в виде контактного лепестка 70.2, - служит для электрического контакта с экраном присоединенного к вилке кабеля.

На фиг.8-11, конечно, показаны лишь два примера вилки из множества, и специалист мог бы сконструировать и другие варианты с различными способами разводки проводов и фиксации кабеля, с экраном или без него. Так, например, можно также оснастить экраном одинарную вилку 61 с фиг.8 и 9. В любом случае предпочтительно конструировать штепсельные контакты 63 так, чтобы они имели упругую контактную область. Причем также можно разработать вариант осуществления без упругих контактных областей, что, однако, потребует более сложной контактной зоны в области адаптера.

В сферу возможного применения заявляемого устройства входит, в том числе, присоединение к одинарной штепсельной розетке RJ45, или подобной, следующего оборудования:

- 4 телефона и/или факс-аппарата,

- 2 присоединения к локальной сети стандарта Fast Ethernet,

- 1 присоединение к локальной сети стандарта Fast Ethernet, 1 телефон и 1 факс-аппарат, или 2 телефона, или 2 факс-аппарата,

- 2 присоединения к системе кабельного телевидения,

- 1 присоединение к системе кабельного телевидения и 1 телефон и, возможно, дополнительно факс-аппарат или еще один телефон.

Кроме того, устройство также может служить как:

- промежуточный блок питания для подачи питания по сети стандарта Ethernet,

- разветвитель S-шины сети ISDN для двух аппаратов.

На фиг.12 также показана пылезащитная заглушка для заявляемого устройства с четырьмя индивидуальными вилками 81.1-81.4, которые можно по отдельности извлечь, когда это требуется, что позволяет закрывать неиспользуемые отсеки по отдельности, группой или все вместе.

Еще два опциональных признака заявляемого устройства показаны на фиг.13, изображающей вид устройства спереди. Во-первых, устройство 90, согласно представленному на фиг.13 варианту, имеет всего три отсека, из которых первый отсек 91 имеет приблизительно двойной размер, соответствующий двум другим отсекам 92, 93, и четыре контакта адаптера. Первый отсек 91 служит для присоединения специальной четырехполюсной вилки (не показана) или двойной вилки 62, типа представленной на фиг.10, тогда как другие отсеки 92, 93 сконструированы как на фиг.1-7. Компоновку согласно фиг.14 - или иную компоновку с большим «двойным» и двумя малыми «одинарными» отсеками - можно, например, использовать в качестве специализированного разъема для подсоединения телефона, факс-аппарата или компьютера через стык Ethernet. Одно из преимуществ - по сравнению с более гибким стандартным вариантом с фиг.1 и 7, обеспечивающим те же и ряд других возможностей, - заключается в том, что потеря гибкости снижает вероятность ошибочного соединения, причем это, например, не зависит, или зависит лишь ограниченно, от цветовой маркировки или механического кодирования.

Дополнительными признаками устройства 90 являются защитные переборки 94, которые доходят до лицевого среза разделяющих стенок 17 и исключают возможность вставить вилку 61, 62 ранее описанного типа со щелью 67 спереди так, что разделяющая стенка 17 заходит в щель и замыкает там накоротко штепсельные контакты. Такие защитные переборки 94 или связанные с ними средства можно также, конечно, использовать в варианте устройства с четырьмя отсеками.

В варианте с фиг.13 сбоку размещены дополнительные отверстия 21, предназначенные для крепления пластинок цветовой маркировки.

На фиг.13 изображены оси Х и Y системы координат. Ось Х - как и во всех вариантах осуществления - соответствует оси, которая соединяет по меньшей мере четыре лежащие рядом розеточных контакта. Ось Y - это направление, параллельное лицевой панели розетки. В каждом из вариантов осуществления согласно фиг.2 и фиг.13 имеются разделяющие стенки 17, идущие параллельно оси X, а также таковые, идущие параллельно оси Y.

На фиг.14 представлен штепсельный распределительный модуль 101, который может быть использован совместно с вилками ранее описанного типа. Штепсельный распределительный модуль 101 имеет лицевую панель 102 с множеством отверстий 103 для вилок, предпочтительно размещенных в ряд, в которые могут быть вставлены одинарные вилки 61 или двойные вилки 62. Внешние размеры отверстий 103 для вилки предпочтительно соответствуют внешним размерам отсеков 15 устройства 11, 90, за исключением, если таковое применяется, различного механического кодирования. Расстояние между двумя отверстиями 103 для вилки предпочтительно соответствует расстоянию между двумя отсеками 15 устройства 11, 90, расположенными горизонтально один рядом с другим. Тогда предпочтительно, чтобы полная ширина двух соседних отверстий 103 для вилки, включая промежуточное пространство между этими отверстиями, было меньше или равнялось ширине штепсельной розетки RJ45. Отверстия 103 для вилки предпочтительно распределены с постоянным шагом. Лицевая панель 102 в изображенном примере является передней пластиной корпуса или монтажного узла.

Штепсельный распределительный модуль 101 также содержит монтажную плату 104, на которой имеются полосковые проводники с контактными площадками (не показаны), к которым прижимаются упругие контактные области 63.1 штепсельных контактов 63, когда вилки вставлены с лицевой стороны через отверстия для вилки. Контактные площадки размещают соответственно на одной из поверхностей монтажной платы (то есть в изображенной компоновке - на верхней и/или нижней стороне) вдоль края 104.1 монтажной платы, обращенного к лицевой панели. Толщина монтажной платы, положение отверстий для вилки, ширина и положение щелей 67 вилок отвечают друг другу, так что вставленная вилка охватывает монтажную плату вблизи края 104.1 и, при данных обстоятельствах, защемляется пружинной силой области 63.2 контакта. Дополнительно к этому эффекту можно, например, предусмотреть известные механизмы для фиксации вилки, присоединенной к штепсельному распределительному модулю.

В показанном примере воплощения к монтажной плате также прикреплены соединительные блоки 105 для электрических проводов. Они известным способом содержат множество врезных контактов, между клеммами которых зажимается изолированный провод, посредством чего достигается электрическое соединение. Эти врезные контакты расположены, например, на контактных элементах штепсельного распределительного модуля, которые непосредственно припаяны к монтажной плате и/или закреплены в отверстии и могут иметь контакт с полосковыми проводниками. Каждый соединительный блок 105 содержит корпус 107 основания соединительного блока, например, который удерживает контактные элементы штепсельного распределительного модуля, и монтажную крышку 108 соединительного блока, с помощью которой можно зажать проводники между клеммами контактов известным способом (см., например, документ № ЕР 0671780) посредством ребер, заходящих в направляющие прорези корпуса основания. Вместо описанной здесь технологии соединения с помощью соединительных блоков возможны другие способы соединения, известные специалистам, например штепсельные соединения всех типов.

Конечно, монтажная плата 104, помимо соединений между контактными площадками и контактными элементами, может также содержать и другие активные и/или пассивные элементы. Она, кроме того, может содержать несколько слоев полосковых проводников с переходами между ними, и/или полосковый проводник, предназначенный для компенсации перекрестных помех.

На фиг.15 показан вид снизу (относительно ориентации на фиг.8) еще одного примера вилки 61 типа 1. Вилка, в отношении ее функций и ее конструкции, аналогична вилке 61, описанной с помощью фиг.8 и 9. Однако, в отличие от последней, силовое замыкание с заявляемым устройством решено другим способом. Вилка на своей нижней стороне, как и ранее описанная вилка, имеет продольный разрез 68, с которым при вставлении сцепляется защитная переборка 94. В отличие от ранее описанного воплощения, замыкающие лапки 65.2 на этом надрезе 68 ориентированы внутрь и замыкаются позади защитной переборки 94. Как показано на фиг.16, защитная переборка в этом случае имеет утолщение 94.1, предпочтительно на тыльном конце, позади которого происходит замыкание.

Еще один предпочтительный вариант заявляемого устройства показан на фиг.17 и фиг.18. Согласно этому варианту установочные штифты 31.1 внешней части адаптера и соответствующие установочные отверстия 45 монтажной платы располагают несимметрично, в отличие от ранее описанного воплощения. Благодаря этому, монтажную плату нельзя наложить на выступ внешней части 31.3 адаптера неверной стороной. Как очевидно из фиг.17, внутренняя часть 32 адаптера, несмотря на это, может иметь симметрично или приблизительно симметрично размещенные ответные отверстия, причем, следовательно, в одном или нескольких отверстиях не будет соответствующего установочного штифта 31.1 и не будет соответствующего установочного отверстия 45 монтажной платы; для показанного варианта осуществления это отверстие слева. Преимущество симметричного размещения отверстий на внутренней части 31 адаптера заключается в том, что по всей ширине части имеет место одинаковое сопротивление изгибу имеющей место механической деформации.

Кроме того, в отличие от фиг.4, контакты K7 и K8 пары контактов 7/8 разведены перекрестно в варианте осуществления монтажной платы 33 согласно фиг.18. Это желательно, если важна полярность контактов. В общем случае контакты K1, K3, K5 и K7 имеют одинаковую полярность (полярность А). Перекрестной разводкой контактов K7 и K8 добиваются того, чтобы контакты одной полярности располагались на одной и той же стороне для каждой вилки.

Другие опциональные признаки вилки показаны применительно к вилке для четырехпроводных кабелей, т.е. двойной вилке, представленной на фиг.19-22. На фиг.19 вилка представлена в разобранном виде, на фиг.20 показано взаимодействие кабельного зажима 71 с крепежным приспособлением 66 вилки, а фиг.21 и фиг.22 показывают вилку 62 с различных сторон.

Здесь рассмотрены ее отличия от описанной выше вилки с фиг.10 и фиг.11.

Металлический упругий кабельный зажим 71 имеет возможность защелкивания зубцами в ответных профилях 66.7 крепежного приспособления 66 вилки. Металлический кабельный зажим, по сравнению с пластиком, отличается повышенной упругостью. Металлическая конструкция, кроме того, обеспечивает неограниченную приспособляемость к внешнему диаметру разводимого кабеля (соединительного кабеля), что невозможно при конструкции, выполненной из пластика (шаг зубцов).

Экран 70, в отличие от экрана с фиг.11, не имеет первого контактного лепестка 70.1, а имеет контактную клемму 70.3, которая при вставленной вилке защемляет разделяющую стенку и электрически соединяется с ней наподобие вилочного контакта.

Экран в этом варианте осуществления одновременно служит для присоединения основания 65 вилки к крепежному приспособлению 66 вилки. Он защелкивается подрезом 70.4 на основании 66 вилки, где заплечики 70.5 подреза защелкиваются замыкающим выступом (замыкающей лапкой 65.5).

Специалисту в данной области очевидно, что возможно множество иных вариантов воплощения в пределах существа настоящего изобретения.

Изобретение относится к устройству для соединения множества штепсельных вилок со стандартной штепсельной розеткой. Устройство на одной стороне (стороне розетки) содержит штепсельную часть, которую можно вставить в стандартную штепсельную розетку. На другой стороне (стороне вилки) имеется множество отсеков (15), в каждый из которых можно вставить вилку. Кроме того, устройство содержит множество контактов адаптера, которые можно электрически соединить, вставив штепсельную часть в розетку, с розеточными контактами. В каждом отсеке по меньшей мере два из контактов адаптера могут быть электрически присоединены посредством штепсельных контактов вставленных вилок. Отсеки расположены, по меньшей мере частично, внутри отверстия розетки, то есть вставленные вилки заходят внутрь отверстия розетки так, что по меньшей мере часть вилки находится внутри отверстия розетки. Кроме того, согласно настоящему изобретению отсеки расположены, по меньшей мере, один над другим, предпочтительно также один рядом с другим, относительно расположения розеточных контактов. Контакты адаптера могут быть полосковыми проводниками гибкой печатной платы. Технический результат - повышение компактности и повышение качества передачи сигналов. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Устройство (11) для соединения множества штепсельных вилок (61, 62) со стандартной сигнальной штепсельной розеткой (1) с отверстием (3) и множеством неизолированных розеточных контактов (5) внутри отверстия розетки, из которых, по меньшей мере, четыре смежных розеточных контакта определяют первое направление, причем устройство содержит:
штепсельную часть (12), предназначенную для вставления в штепсельную розетку (1),
множество контактов адаптера, которые, когда штепсельная часть вставлена, электрически соединены с розеточными контактами (5) штепсельной розетки,
множество отсеков (15; 91, 92, 93), предназначенных для вставления в них штепсельных вилок (61, 62),
отличающееся тем, что в каждом отсеке, по меньшей мере, два из контактов адаптера могут электрически соединяться со штепсельными контактами (63) вставленных штепсельных вилок,
а также тем, что отсеки имеют такую конструкцию и такие размеры, что, по меньшей мере, часть штепсельных вилок, вставленных в отсеки, находится внутри отверстия (3) розетки,
а также тем, что, по меньшей мере, два отсека разнесены один от другого в направлении, отличном от первого направления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, когда устройство вставлено в штепсельную розетку (1), и, по меньшей мере, одна штепсельная вилка (61, 62) вставлена в, по меньшей мере, один отсек (15; 91, 92, 93), розеточные контакты (5) и штепсельные контакты (63) упираются непосредственно в контакты адаптера, а также тем, что контакты адаптера не имеют упругих участков.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что контакты адаптера образованы полосковыми проводниками (34) гибкой печатной платы (33).

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит ровно четыре отсека (15), причем каждый из отсеков расположен в одном из четырех углов розетки.

5. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что разделяющие стенки (17) разделяют продольно отсеки (15; 91, 92, 93) и простираются до лицевой поверхности (16) устройства.

6. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что отсеки (15; 91, 92, 93) в поперечном сечении, перпендикулярном направлению ввода вилки, имеют прямоугольную форму с, по меньшей мере, одним выступом (18, 94) внутрь и/или углублением наружу.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один выступ (18, 94) и/или, по меньшей мере, одно углубление одинаковы в каждом из отсеков (15), в результате чего одна и та же штепсельная вилка может быть вставлена в любой из отсеков.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что выступы и/или углубления (18, 94), по меньшей мере, двух отсеков (15) не идентичны до такой степени, что образуют механическое кодирование.

9. Устройство по любому из пп.1 и 2, 7 или 8, отличающееся тем, что оно имеет такую конструкцию и размеры, при которых оно пригодно для соединения множества штепсельных вилок со штепсельной розеткой (1) стандарта RJ45.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что пары контактов, во-первых, 4/5 и, во-вторых, 3/6 штепсельной розетки (1) стандарта RJ45 электрически соединены с контактами адаптера, которые установлены в отсеках, не смежных относительно первого направления.

11. Устройство по любому из пп.1 и 2, 7 и 8 или 10, отличающееся тем, что оно содержит внешнюю часть (31) адаптера с отсеками (15; 91, 92, 93) и с выступом (31.3), вытянутым внутрь розетки, гибкую печатную плату (33), которая частично охватывает выступ и на которой образованы контакты адаптера в виде полосковых проводников, а также внутреннюю часть (32) адаптера, которая, по меньшей мере, частично защелкнута вокруг гибкой печатной платы и фиксирует ее.

12. Устройство по любому из пп.1 и 2, 7 и 8 или 10, отличающееся средствами создания электрического контакта между экраном штепсельной розетки и экраном (70) штепсельной вилки.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что поверхность внешней части (31) адаптера электропроводна, по меньшей мере, местами.

14. Штепсельная система, содержащая устройство по любому из пп.1-13, а также, по меньшей мере, одну штепсельную вилку (61, 62) с, по меньшей мере, одним штыком, который может быть вставлен в один из отсеков, и с, по меньшей мере, двумя штепсельными контактами (63), которые, когда вилка вставлена, соприкасаются с контактной площадкой (44) контакта адаптера.

15. Штепсельная система по п.14, отличающаяся тем, что штепсельные контакты (63) имеют упругий участок (63.1), который, когда вилка вставлена, прижимается к одному из контактов адаптера.

16. Штепсельная система по любому из пп.14 и 15, отличающаяся тем, что в штыке вилки, предназначенном для вставления в один из отсеков, образована щель (67), открытая в направлении отсека, и в этой щели находятся неизолированные участки (63.1) штепсельных контактов (63).

17. Устройство (11) для соединения множества штепсельных вилок (61, 62) со стандартной сигнальной штепсельной розеткой (1) с отверстием (3) и множеством неизолированных розеточных контактов (5) внутри отверстия розетки, содержащее:
штепсельную часть (12), предназначенную для вставления в штепсельную розетку (1),
множество контактов адаптера, которые при вставленной штепсельной части (12) электрически соединены с розеточными контактами (5) штепсельной розетки,
множество отсеков (15; 91, 92, 93), предназначенные для вставления в них штепсельных вилок (61, 62),
отличающееся тем, что в каждом отсеке, по меньшей мере, два из контактов адаптера могут электрически соединяться со штепсельными контактами (63) вставленных штепсельных вилок,
а также тем, что, когда устройство вставлено в штепсельную розетку (1) и, по меньшей мере, одна штепсельная вилка (61, 62) вставлена в, по меньшей мере, один отсек (15; 91, 92, 93), розеточные контакты (5) и штепсельные контакты (63) упираются непосредственно в контакты адаптера, а также тем, что контакты адаптера не имеют упругих участков.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что отсеки имеют такую конструкцию и размеры, при которых, по меньшей мере, часть штепсельных вилок, вставленных в отсеки, заходят внутрь отверстия (3) розетки.

19. Устройство по п.17 или 18, отличающееся тем, что контакты адаптера образованы полосковыми проводниками (34) гибкой печатной платы (33).