长框架高密度转接系统的制作方法

专利名称：长框架高密度转接系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于声频、视频或数字设备的转接系统；本发明特别涉及具有长框架插座的转接系统。
背景技术：
在专业声频和视频工业应用中，使用大量的缆线从信号源至处理装置传送信号。产生这些信号的环境是非常动态的，并且需要具有在信号源和处理装置之间快速且容易转换连接的能力。插口盘(jack field)可提供这种连接灵活性。
插口盘是用于交叉转接数字和数字声频信号的一阵列的插座。插口盘还可以用作这些信号的测试或监视点。长框架插座(longframe jack)是一种用于插口盘的传统类型的插座。这些插座用于早期的电话开关板。从名称上就可想到，长框架插座的物理尺寸通常长于且大于其它插座(例如，小型插座)。传统长框架插座具有统一的物理设计，以与特定类型的转接线(跳线)插头相匹配。
在提供插口盘时，各长框架插座安装在一个板或托架上。与托架相关的密度标准对于具有长框架插座的插口盘而言是通用的。例如，托架典型地具有标准化宽度。一项插口盘密度要求规定长框架插座以0.625英寸的中心间距水平安装。也就是说，由于托架宽度标准化和长框架插座物理设计的统一，传统的长框架插口盘结构典型地最大密度为28个插座、中心间距为0.625英寸。
在早期应用中，长框架插座设有用于接收绕接连接器的后侧终端，或是设有用于焊接的终端。然而，插座的配线是非常耗时的，并且这种人工成本构成了这类产品的成本的相当大的部分。作为使用配线的替代措施，插口盘被设计出来，其使用印刷电路板(PCB)，以将插座连接到预期的后侧接口(见美国专利No.6,540,562)。
插口盘用于将设备的多个部分连接在一起，并且还提供了向或从设备转接信号以及具有监视功能的访问位置。插口盘典型地包括一阵列的插座，其中包括多个插座对。有三种主要类型的电路结构用于为插口盘的插座对配线，这取决于特定场合的需要。
首先，插口盘的插座对可以被设置为″非常规″电路配置，指的是一对插座中的每个插座通常与该对插座中的对应插座隔离(即，不电连接)。在这种配置下，插座不在设备的两个部分(例如，源装置和目的装置)之间提供常规连接。相反，插座只提供转接访问，以通过将转接插头插入与给定设备部分相连的插座中而连接给定设备部分。
第二种电路配置被称作″完全常规″。在完全常规配置，与插座对的第一插座末端弹簧和环式弹簧相对应的常位弹簧电连接着与插座对的第二插座的末端弹簧和环式弹簧相对应的常位弹簧。在这种配置下，插座提供了与插座相连的设备部分之间的常规连接。作为示例，源装置和目的装置可以分别连接至第一和第二插座。在没有插头插入插座时，插座发挥作用而在源装置和目的装置之间提供连接。当插头插入第一插座时，源装置和目的装置之间的连接断开，并且插头连接至源装置。在插头插入第二插座时，源装置和目的装置之间的连接断开，并且插头连接至目的装置。这样，在完全常规配置型插口盘中，两个元件可被构造成彼此常规电连接，但在需要时可以断开所述常规连接并且重新安排连接。
第三种电路配置被称作″半常规″。在半常规配置，插座对的第一插座的末端弹簧和环式弹簧电连接着插座对的第二插座的常位弹簧。在使用时，第一设备部分连接至第一插座，第二设备部分连接至第二插座。在常态下(即，没有插头插入插座时)，插座被构造成将第一设备部分电连接至第二设备部分。将插头插入第一插座，可以提供监视访问，而不断开两个设备部分之间的连接。在插头插入第二插座时，设备部分之间的常规连接断开，并且插头连接至第二设备部分。
插座和与插座相连的装置之间的连接的另一方面是处理屏蔽接地部，其用于降低对电缆传送的信号的外部电磁干扰的影响。通常，一对插座的接地部可以彼此隔离、环路连接或连接到公共总线。
需要提供能增大长框架插口盘密度的系统。还需要提供能够在各种电路配置之间对长框架插口盘进行编程的系统。

发明内容
本发明的一个方面涉及一种转接模块。转接模块包括壳体，其限定出第一端口和第二端口。第一长框架插座组件靠近第一端口安置，第二长框架插座组件靠近第二端口安置。每个所述第一和第二端口的尺寸被设置为适于接收长框架转接线插头。
本发明的另一方面涉及一种转接系统。转接系统包括托架和多个前载型转接模块。所述多个前载型转接模块安置在限定于托架中的前部开口中。每个转接模块包括第一长框架插座组件和第二长框架插座组件。所述系统还包括多个后部连接器，它们电连接着前载型转接模块。
本发明的其它各个独特方面有些在下面的详细描述中得以解释，有些可以根据下面的描述而清楚地导出或是可以在实施本发明的各个方面时展现出来。本发明的各个方面涉及到各个特征及它们的组合。可以理解，前面的总体描述和后面的详细描述都是示例性和解释性的，而不对请求保护的发明构成限制。


图1是具有根据本发明原理的独特方面的转接系统的前侧透视图；图2是图1所示转接系统的前侧分解透视图；图3是图1所示转接系统的俯视图；图4是图1所示转接系统的正视图；图5是图1所示转接系统的托架后部接口的示意图；图6是图1-4所示转接系统的转接模块的一个实施例的侧向透视图，其中侧板被拆下；图7是图6所示转接模块的正视图；图8是图6所示转接模块的侧视图，其中安装着侧板；图9是图6所示转接模块的俯视图；图10是图6所示转接模块的示意图，显示了非常规电路配置；图11是图6所示转接模块的示意图，显示了半常规电路配置；图12是图6所示转接模块的示意图，显示了完全常规电路配置；
图13是图6所示转接模块的示意图，显示了总线型接地配置；图14是图6所示转接模块的示意图，显示了环路型接地配置。
具体实施例方式
在下面的详细描述中，将参照附图，附图中显示了采用本发明独特方面的实施例。可以理解，在本发明独特方面的范围内，其他实施例也可以采用，并且可以做出结构和功能变化。
图1示出了转接系统(patching system)10，其具有根据本发明原理的独特方面的示例性特征。转接系统10包括托架12，其具有前侧14和后侧16。托架12的前侧14限定出前部开口18。前部开口18的尺寸被设置为可接收多个前载型转接模块(front-loaded patching module)50。特别地讲，转接模块50是从前侧加载的，即穿过托架12的前侧14朝向后侧16插入模块50，以将其安置在托架12中。每个前载型转接模块50包括第一长框架插座组件22(图6)和第二长框架插座组件24。后部连接器组件(rear connector assembly)20可从托架12的后侧16触及。参看图2，转接系统10还包括中面板(mid-plane board)30，其安装于托架12的后侧16。中面板30提供了后部连接器组件20和前载型转接模块50之间的电学接口(界面)。
A、托架还请参看图2，本转接系统10的托架12具有大致矩形形状，并且包括顶壁40、底壁42、左壁44和右壁46。托架12的前后侧14、16是大致敞开的。凸缘48从左右壁44、46向外伸出。凸缘48用于将托架12紧固至机架或框架124(示意显示于图4)。
托架12的前部开口18由顶壁和底壁40、42限定。顶壁40包括顶部凸缘64，底壁包括底部凸缘66。参看图4，托架12大致上具有总的前侧高度H1和前部开口高度H2。托架的前侧高度H1大体上限定于顶部凸缘64和底部凸缘66的边缘114、116之间。优选地，前侧高度H1为大约1.75英寸，这在典型转接系统应用中是标准值，以最多占据一个机架单位。机架单位是电信机架124提供的空间，其中一个具有1.75英寸前侧高度的托架可被安装。如果托架被构造成其高度大于1.75英寸，该托架将占据多于一个机架单位，有可能导致机架空间使用效率低。
托架12的前部开口高度H2大体上限定于顶壁和底壁40、42的内表面118、120之间。优选地，前部开口高度H2在0.975和1.5英寸之间；更优选地，前部开口高度H2等于或大于大约1.25英寸。托架12限定出与托架的前侧高度H1和前部开口高度H2相关的比例。在一个实施例中，前侧高度H1和前部开口高度H2之间的比例不大于1.8至1。在另一实施例中，该比例小于或等于大约1.6至1；更优选地，该比例小于或等于大约1.4至1。在另一实施例中，该比例小于或等于大约1.2至1。
在图示的实施例中，如有必要，托架12的尺寸被设置成使得托架可以被安装在现有的机架中。通常，现有机架被构造成接收多排托架或板，每个板的高度为大约1.75英寸。本发明的托架12被设计成可安装在现有机架中，同时可以比传统应用提供更大密度的长框架插座组件。在一个实施例中，托架12被构造成接收至少30个前载型转接模块50；在另一实施例中，托架12接收至少32个前载型转接模块。
现在参看图7，为了提供更为密集的大量转接系统10，每个转接模块50的总宽度W被设置成允许在托架12的开口18中放置期望数量的转接模块。转接模块50的宽度W限定于模块50的侧面68之间。优选地，宽度W小于0.5英寸；更优选地，宽度W小于0.4英寸。这样，如显示于图4，转接系统10在所述多个前载型转接模块50之间提供的中心间距D优选等于或小于0.5英寸；更优选等于或小于0.4英寸。
为了容纳至少32个前载型转接模块50，如显示于图4，托架12的开口18具有宽度W1。该宽度可以是大约12.8英寸，以容纳32个宽度W小于0.4英寸的转接模块50，或者可以是大约16.0英寸，以容纳32个宽度W小于0.5英寸的转接模块50。
参看图2和3，托架12包括便于转接模块50接收/插入的结构。特别地讲，托架12的顶壁和底壁40、42限定出对置的凹槽56。在转接模块50插入托架12的前部开口18时，对置的凹槽56将转接模块50引导至适当的定向和位置。盖板90可以在顶壁和底壁40、42的顶部和底部凸缘64、66处安装至托架12的前部。如显示于图4，板90提供了前向位置，用于安置例如指定的标签或其他标记。
B、中面板现在参看图2和4，中面板30被排列成垂直于转接模块50的插入方向，并且包括彼此相反的前侧54和后侧58。插座接口连接器32以水平排的形式横跨中面板30的前侧54安装。插座接口连接器32被适配成与转接模块50的相应的后部连接器52(图6和8)匹配。当中面板30安装在托架12的后侧16时，插座接口连接器32突伸到托架内，并且对准托架12的成组凹槽56。在转接模块50插入到一组凹槽56时，凹槽56和插座接口连接器32之间的对正可以确保转接模块50的后部连接器52与中面板30的相应插座接口连接器32相匹配。
还请参看图2，后部模块接口连接器34安装在中面板30的后侧58。后部模块接口连接器34被适配成与后部连接器组件20的相应后部模块连接器62匹配。例如，后部模块接口连接器34可以包括两排插槽(未示出)，适于接收后部模块连接器62的相应导电针63。插座接口连接器32通过设置在中面板30上的引线而电连接着后部模块接口连接器34。
C、后部连接器组件还请参看图2，后部连接器组件20包括后部模块69。后部模块69包括后部连接器28。在图示的实施例中，后部连接器28为90针连接器。显然，其它类型的后部连接器也可以使用。后部连接器28通过设在电路板71上的引线而电连接着连接器62的相应针63。在图示的实施例中，转接系统10包括单一的电路板71。在替代性实施例中，该单一的电路板70可被替换为多电路板。
图5是托架的后部接口也就是后部连接器组件20的示意图，示意性显示出插座接口连接器32电连接着后部连接器28。
D、转接模块图6-9显示了一个所述转接模块50与转接系统10隔离。转接模块50包括介电体或壳体70，其具有前端72和后端74。面板76安置在前端72，后部插座连接器52安置在后端74。介电壳体70还限定出顶部和底部导向件78。顶部和底部导向件78的尺寸被设置成可在托架12的凹槽56中滑动。弹性突片60被设置成朝向壳体70的前端72，以将转接模块50紧固在托架12中。在图示的实施例中，弹性突片60被形成为壳体70的一体部分。弹性突片60允许使用者通过卡扣配合连接的方式将转接模块50可拆卸地紧固在托架12上。
参看图6和7，壳体的面板76限定出开口或端口，包括第一上部端口36和第二下部端口38。端口36、38的尺寸被设置成适于接收长框架转接线插头(longframe patch cord plug)。长框架转接线插头是典型的标准化插头，其具有特定的插头结构。这样，端口36、38优选对应于长框架转接线插头的标准化形状和结构。特别地讲，每个端口36、38的直径D1为大约0.25英寸，以对应于长框架转接线插头的标准直径。
介电壳体70的面板76还限定出结构82，其被构造成适于接收工具(未示出)，以有助于相对于托架12插入和取下转接模块50。在图示的实施例中，该结构82为形成在壳体70的面板76中的孔。工具的一端插入孔中，以将模块50推入托架12，或将模块拉出托架12。此外，该结构82可以被用作配置识别器的安置保持部。也就是说，在图6所示的实施例中，对应于模块的特定电学配置的指示器或识别件88可以插入结构82中，以相使用者清楚地指示模块的配置，例如、非常规、完全常规或半常规模块。指示器可以是彩色编码的。
还请参看图6，第一长框架插座组件22包括第一弹簧组件102具有多个触点弹簧，第二长框架插座组件24包括第二弹簧组件104，其也具有多个触点弹簧。壳体70被构造成适于保持/支撑每个所述第一和第二插座组件的所述多个弹簧。特别地讲，介电壳体70限定出上部和下部弹簧安装区域92、94。第一和第二长框架插座组件22、24的第一和第二弹簧组件102、104分别安装在上部和下部弹簧安装区域92、94中。每个所述第一和第二弹簧组件102、104分别包括末端弹簧201、301，对应于末端弹簧201、301的常位弹簧202、302，环式弹簧203、303，和对应于环式弹簧203、303的常位弹簧204、304。弹簧组件102、104还分别包括套管形接地弹簧205、305。
第一弹簧组件102被布置成靠近壳体70的上部端口36。第二弹簧组件104被布置成靠近壳体70的下部端口38。末端弹簧和环式弹簧201、203被以下述方式定位，即当长框架转接线插头(未示出)插入上部端口36中时，弹簧201、203与它们相应的常位触点弹簧202、204脱开并且连接至插头。与此同时，套管形接地弹簧205接触插入到端口36中的插头的套管形接地部。显然，第二弹簧组件104以类似方式操作。例如，当长框架转接线插头插入下部端口38时，末端弹簧和环式弹簧301、303从它们相应常位弹簧302、304脱开并且连接至插头。与此同时，套管形接地305电连接至插头套管形接地部。
弹簧201-205、301-305可以通过多种已知技术而被紧固在壳体70的上部和下部弹簧安装区域92、94中。如显示于图6，弹簧201-205、301-305被压配在形成于壳体70中的沟槽或凹槽中。弹簧201-205、301-305具有柱形端(未示出)，它们终止于电路板106(也示意性显示于图10-14)。电路板106在弹簧201-205、301-305和后部连接器52之间提供了电连接。如显示于图8和9，所示转接模块50的后部连接器52是卡式边缘连接器86。其它类型的后部连接器52和相应插座接口连接器32可被使用。后部连接器52和插座接口连接器32在第一和第二长框架插座组件22、24和中面板30之间提供电连接。
优选将介电壳体70的所有组成部分整体模制或形成为单一整体件。例如，优选将面板76、弹性突片60、弹簧安装区域92、94的凹槽和沟槽、上部和下部端口36、38以及导向件78由介电材料(例如，塑料)模制成单一整体件。
本发明的转接模块50包括开关装置(切换装置)110。如后文详细描述，电路板106将卡式边缘连接器86和弹簧201-205、301-305电连接至开关装置110，用于在非常规配置(no-normalconfiguration，见图10)、半常规配置(half-normal configuration，见图11)和完全常规配置(full-normal configuration，见图12)之间改变转接模块50的电路配置。开关装置110还允许转接模块50被切换到总线型接地配置(见图13)和环路型接地配置(见图14)。如显示于图6和8，介电壳体70限定出窗口112，以提供由转接模块50的左侧接触开关装置110的入口。窗口112允许使用者容易地通过改变开关装置110的设置而改变转接模块50的电路配置。标记，如显示于图8，可以安置在侧板122上，以帮助使用者识别转接模块50的电路配置。
返回到图6，开关装置110被显示为DIP开关，其具有7个双位开关。显然，其它类型的开关(例如，拨码开关、旋转开关、多位开关等)也可被使用。具有开关装置的插座装置也公开于2002年10月21日提交的美国专利申请No.10/278,063中，其整体结合在此引作参考。
E、电路配置图10示出了转接模块50处在非常规配置。在这种配置下，开关装置110的所有开关是打开的，从而两个长框架插座组件22、24之间没有提供电连接。因此，在这种配置下，转接模块50只提供转接功能。
图11示出了转接模块50处在半常规电路配置。在这种配置下，开关装置110的开关2和4闭合。在开关2和4闭合的状态下，与第一长框架插座组件22相关的触点C1、C3通过第二长框架插座组件24而电连接着触点C2、C4。在这种配置下，传输通过转接模块50的信号可以被监视，而不会因长框架转接线插头插入上部端口36中而被中断。通过将长框架转接线插头插入到下部端口38中，触点C3、C5和触点C2、C4之间的连接断开，并且长框架转接线插头电连接至触点C2、C4。
图12示出了转接模块50处在完全常规电路配置，其中开关1和3闭合。在这种配置下，触点C1、C3通过长框架插座组件22、24连接至触点C2、C4。在完全常规配置，通过将长框架转接线插头插入上部和下部端口36、38中的任何一个，触点C1、C3和触点C2、C4之间的连接可被断开。当长框架转接线插头插入上部端口36后，触点C1、C3和C2、C4之间的连接断开，并且长框架转接线插头与触点C1、C3连接。当长框架转接线插头插入下部端口38后，触点C1、C3和触点C2、C4之间的连接断开，并且长框架转接线插头与触点C2、C4连接。
图13示出了转接模块50处在总线型接地电路配置。在这种配置下，开关装置110的开关5和6闭合。在开关5和6闭合的状态下，两个套管形接地弹簧205、305电连接至后部连接器的套管形总线针C7。这种配置允许多套管形接地弹簧被一起(即，菊花链)连接到公共接地部，以实现简化。
图14示出了转接模块50处在环路型接地配置。在这种配置下，开关装置110的开关7闭合。在开关7闭合的状态下，两个接地弹簧205、305彼此电连接，而没有连接到总线。
由于在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明可以具有多种实施方式，因此本发明仅由权利要求限定。
权利要求
1.一种转接模块，包括壳体，其限定出第一端口和第二端口；靠近第一端口安置的第一长框架插座组件，所述第一长框架插座组件包括由所述壳体支承的第一弹簧结构；靠近第二端口安置的第二长框架插座组件，所述第二长框架插座组件包括由所述壳体支承的第二弹簧结构；其中，每个所述第一和第二端口的尺寸被设置为适于接收长框架转接线插头。
2.如权利要求1所述的转接模块，其特征在于，每个所述第一和第二端口具有直径，该直径为大约0.25英寸。
3.如权利要求1所述的转接模块，其特征在于，壳体由介电材料制成。
4.如权利要求1所述的转接模块，其特征在于，壳体包括至少一个卡扣配合连接部，其被构造成适于将壳体紧固到一托架上。
5.如权利要求1所述的转接模块，还包括开关装置，用于在非常规配置、完全常规配置和半常规配置之间改变第一和第二长框架插座组件的电路配置。
6.如权利要求5所述的转接模块，其特征在于，开关装置包括多个双位开关。
7.如权利要求1所述的转接模块，还包括后部连接器，其电连接着第一和第二长框架插座组件。
8.如权利要求7所述的转接模块，其特征在于，后部连接器通过印刷电路板电连接着第一和第二长框架。
9.一种转接系统，包括托架，其具有前侧和后侧，所述前侧限定出前部开口；多个前载型转接模块，它们安置在托架的前部开口中，每个转接模块包括第一长框架插座组件；和第二长框架插座组件；多个后部连接器，它们位于托架的后侧，所述后部连接器电连接着前载型转接模块。
10.如权利要求9所述的转接系统，其特征在于，每个转接模块包括壳体，其限定出第一端口和第二端口，所述第一和第二端口的尺寸被设置成适于接收长框架转接线插头。
11.如权利要求10所述的转接系统，其特征在于，第一长框架插座组件靠近第一端口安置，第二长框架插座组件靠近第二端口安置。
12.如权利要求10所述的转接系统，其特征在于，每个所述第一和第二端口的直径为大约0.25英寸。
13.如权利要求10所述的转接系统，其特征在于，壳体由介电材料制成。
14.如权利要求10所述的转接系统，其特征在于，壳体包括至少一个卡扣配合连接部，其被构造成适于将转接模块紧固在托架的前部开口中。
15.如权利要求9所述的转接系统，其特征在于，所述多个前载型转接模块中的每一个分别具有等于或小于0.5英寸的中心间距。
16.如权利要求15所述的转接系统，其特征在于，所述多个前载型转接模块中的每一个分别具有等于或小于0.4英寸的中心间距。
17.如权利要求9所述的转接系统，其特征在于，所述多个前载型转接模块包括安置在托架的前部开口中的至少30个转接模块。
18.如权利要求17所述的转接系统，其特征在于，所述多个前载型转接模块包括安置在托架的前部开口中的至少32个转接模块。
19.如权利要求9所述的转接系统，其特征在于，托架的前侧限定出前侧高度，托架的前部开口限定出开口高度，前侧高度与开口高度的比例为不大于1.8至1。
20.如权利要求19所述的转接系统，其特征在于，托架的前侧限定出前侧高度，托架的前部开口限定出开口高度，前侧高度与开口高度的比例为不大于大约1.4至1。
21.如权利要求9所述的转接系统，其特征在于，托架被构造成最多占据电信机架的一个机架单位。
22.如权利要求21所述的转接系统，其特征在于，托架的前部开口高度等于或大于大约1.25英寸。
全文摘要
公开了一种转接系统。该转接系统包括可被安置在托架中的多个前载型转接模块。每个转接模块包括第一和第二长框架插座组件以及用于改变转接模块的电路配置的开关。转接模块和托架提供了增大的转接密度。
文档编号H01R24/58GK1989658SQ200580024253
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月20日 优先权日2004年7月20日
发明者斯科特·K.·贝克, 布鲁斯·R.·穆索夫, 詹姆斯·D.·杜威, 杰弗里·路易斯·彼得斯, 托马斯·古德 申请人:Adc电信公司