(57)【要約】  本発明は、多重信号の伝送及びイーサネットアプリケーションのために製造・使用することができる、円形の接続面を有する産業用のコネクタに関するものである。本発明の好ましいコネクタによれば、該コネクタは８極ラウンド・プラグであり、内部構造は３つの個別の主要コンポーネントに細かく分けることができる。第１のパートは、対応するコネクタと接続するためのラウンド・プラグのプラグ面を構成する８つのプラグコンタクトを有し、もうひとつのパートは、フィールドにおいて、データラインを接続し、製造することを可能にする接続ブロックであり、第３のパートは、接続ブロックと複数のピンコンタクトの間に接続要素を形成し、複数のピンコンタクトと接続ブロックの複数の接続コンタクトの間の信号伝送路の接続を確実にする導体プレートである。【選択図】  図２
2010510634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの独立した主要コンポーネントに分割することが可能な内部構造を備えるコネクタであって、
第１のパートは、相手側コネクタと接続するためのコネクタの円形プラグ面を形成するように設けられた複数のプラグコンタクトを備えており、
第２のパートは、フィールド内でデータラインを接続可能にする接続ブロックであり、
第３のパートは、前記接続ブロックと前記複数のプラグコンタクトとの間に適合可能な接続エレメントを形成し、且つ前記複数のプラグコンタクトと前記接続ブロックの複数の接続コンタクトとの間に複数の信号伝送路からなる接続部を提供する印刷回路基板であることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
横断面に対して垂直に延びる接続軸の方向に、相補的な相手側コネクタと機械的な接続を行う円形の前記横断面を有する接続用エレメントを備え、
前記横断面に対して平行に延び、且つ、前記接続軸に沿って対向する第１の表面と反対側の第２の表面を有する印刷回路基板を更に備え、
前記接続軸にほぼ沿ってまたは平行に延びる細長い複数のプラグコンタクトを更に備え、前記複数のプラグコンタクトは、それぞれ第１の端部と第２の端部を有し、複数の前記第１の端部が、前記第１の外側表面から前記印刷回路基板内に延びて前記印刷回路基板で保持され、反対側の複数の前記第２の端部が、円形接続面を画定し、
前記第２の外側表面上に設けられ、且つ、前記複数のプラグコンタクトの数に対応する数の複数の接続コンタクトを有する接続ブロックを更に備え、前記複数の接続コンタクトは、第２の外側表面から前記印刷回路基板内に延びて、前記印刷回路基板で保持され、前記接続ブロックは、前記複数の接続コンタクトのそれぞれに対して、そこに電気的に接続され且つデータケーブルの導線を受け入れるようになっている受入手段を更に有し、
前記印刷回路基板は、少なくとも２つの面に複数の導電性トレースを備えて、その中のいくつかの導電性トレースは、いずれの場合にも、一つのプラグコンタクトと１つの接続コンタクトとを電気的に接続して対応する１つの信号伝送路を形成し、その他の複数の導電性トレースは選択された２つの信号伝送路の間にコンデンサを形成することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記コネクタが、８極Ｍ１２コネクタの形をしていることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記複数のプラグコンタクトの前記複数の第２の端部が、ピンコンタクトの形状をしていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項５】
前記複数のプラグコンタクトの前記複数の第２の端部がソケットの形に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項６】
前記印刷回路基板が、実質的にサンドイッチ構造の複数の層を有しており、前記複数の層は、導電性トレースと誘電体層が交互に積み重なっていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項７】
いずれの場合にも、選択された２つの信号伝送路間の１つの間にあるコンデンサは、前記誘電体層によって間隔を空けられた異なる層に配置された２つの導電性トレースによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項８】
各場合にコンデンサを形成する前記２つの導電性トレースが、平行平板コンデンサを形成することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項９】
複数の前記平行平板コンデンサが、少なくとも２つの異なる面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１０】
前記平行平板コンデンサを形成している２つの層の間の前記誘電体層が、他の面に設けられた２つの平行平板コンデンサの間の誘電体層よりも薄いことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１１】
前記複数の信号伝送路が、ＲＪ−４５規格に基づいていることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１２】
前記接続ブロックの前記複数の接続コンタクトが、矩形パターン内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１３】
前記複数の接続コンタクトが、前記接続軸に対して平行で且つ前記接続軸を中心にして印刷回路基板内に保持されていることを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１４】
前記円形プラグ面の直径が、前記接続軸を中心にする半径範囲に配置された複数のプラグコンタクトによって画定されていることを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１５】
前記複数のプラグコンタクトの前記複数の第１の端部が、前記接続軸を中心とする第１の共通の半径に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１６】
前記複数の第２の端部が前記接続軸を中心とする第２の共通半径に配置されるように、前記複数のプラグコンタクトの前記複数の第１の端部と前記複数の第２の端部の間に遷移領域が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【請求項１７】
前記半径内に、１つの追加の内部プラグコンタクトが配置されていることを特徴とする請求項１４乃至１６のうちいずれか１つに記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形の接続面を有する産業用のイーサネット（登録商標）対応のコネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イーサネットアプリケーション（Ethernet application）のためのプラグコネクタにおいて、制限のない（unrestricted）データの伝送を確実にするためには、例えば、近端漏話（near end crosstalk）（ＮＥＸＴ）、遠端漏話（far end crosstalk）（ＦＥＸＴ）、反射減衰量（return loss）、損失（loss）に関して、また、例えば、DIN-EN 50173規格にも明記されているように、コネクタはいくつかの要件を満たさなければならない。差動データ対（differential data pairs）の高周波性能（high-frequency performance）（以下、「ＨＦ性能」）の最適化に不可欠な設計パラメータ（design parameter）は、例えば、使用される絶縁体の誘電率、それぞれのペアの幾何学的距離、または、ワイヤやコンタクトの厚さを含む。個々のコンポーネントからなるモジュールやデバイスにおいて、ＨＦ性能は各コンポーネントの個々の性能によって決定される。
【０００３】
電気通信及び／またはオフィスアプリケーション技術（office application technology）において、例えば、ＲＪ−４５コネクタなどのモジュール式接続プラグ（modular plug connections）を使用することは一般的に行われていることであり、相手方コンタクト（mating contact）に対して接続されるコンタクトは、平行または直線に配置されている。この分野では、モジュールが例えば、（DIN EN 50173にしたがって）カテゴリー５の要件を満たすために、例えば個別のコンポーネントを接続する印刷回路基板などの要素が、あらかじめネガティブなパフォーマンス（previously negative performance）を補償するために、誘導性（inductive）及び／または容量性（capacitive）のカップリング特性（coupling features）を有するようにすることは、当該技術分野で慣行されている。
【０００４】
電気通信及び／またはオフィスアプリケーション技術の分野では、例えば、EP 1 063 734, EP 1 096 620, EP 1 170 834, EP 1 414 115, US 5,310,363, US 5,326,284, US 5,997,358, US 6,099,357, US 6,319,069, US 6,402,560, US 6,840,779, US 2004/0147165, US 2005/0277339, US 2006/0160428, WO 01/80376, WO 02/17442, WO 2005/081369, WO 2005/117200, WO 2006/017332, WO 2006/062794 及び WO 2006/068974を含む、豊富な先行技術が存在する。
【０００５】
したがって、オフィスビルの構内配線（structured cabling）のアプリケーション及び技術は、成果を研究界（office world）から産業環境（industrial environment）に移転（transfer）するために、新たな標準化（standardization effort）に着手する程度のところまで導入（introduce）、改良（develop）がなされている。しかしながら、オフィスや電気通信業界で一般的に使用されているツリー型やスター型トポロジ（tree and star topologies）とは違い、産業環境においては、ライン型やリング型トポロジ（line and ring topologies）が必要とされている。さらに、音声（voice）及び標準的なデータ伝送（conventional data transmission）に加えて、全ての稼働状態（operating condition）において、開ループ及び閉ループプロセスシステムが確実に機能する必要があり、様々な産業フィールドにおける、増加した環境要求事項（environmental requirement）に加えて、信頼度要求事項（reliability requirement）も増加させる。
【０００６】
電気通信及び／またはオフィスアプリケーション技術と産業環境の要求事項の違いは、結果として、必然的に異なる変異型（variant）のプラグ接続に至る。そして、電気通信及び／またはオフィスアプリケーション技術で使用されているモジュールプラグのために発展したデザインのアプローチ（approach）は、産業用のプラグコネクタに簡単に適用できるものではない。
【０００７】
産業用のプラグコネクタのフィールドでは、２つの傾向が現れた。まず第１には、オフィス通信のフィールドで知られている、市販の（commercially available）ＲＪ４５コネクタは、産業環境で使用するために、外装を施された（prepared by external packaging）。特に、シールドあり（shielded）、または、シールドなし（unshielded）の構造（configuration）を提供する、１００、２５０または６００ＭＨｚ用のＲＪ４５コネクタインサート（inserts）を挿入できる、ラフな環境状態（rough enviromental condition）用のハウジングの異なる変異型が入手可能である。変異型のハウジングは、形（円形または矩形のコネクタハウジング）、固定装置［ネジ式ロック（screw-type locks）、バヨネットロック（bayonet locks）、ラッチングレバー（latching-levers）、プッシュプルロック（push-pull locks）］及び特異性（specific properties）によって異なり、多くは互換性のないものである。
【０００８】
次には、ラフな環境状態用に、多数のアプリケーションにおいてフィールドバスレベルで導入されている、Ｍ１２ラウンド・コネクタなどの産業環境で広く使用されているコネクタは、データ伝送の要件を満たすように、内部構造に関して変更が加えられている。Ｍ１２コネクタのフィールドでは、パッチケーブル（patch cable）としても、フィールドにおいて組み立てることもできるバージョンとしても、カテゴリー５準拠の４極プラグコネクタが現在入手可能である。
【０００９】
信号の多重化技術（signal multiplexing technology）が、より高い伝送レートを得るために使用されている場合、より多くのデータ対、少なくとも４つのデータ対が必要である。しかし、今のところ、組み立て済みのカテゴリー５準拠のＭ１２パッチケーブルの８極バージョンしか市販されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、フィールド内で組み立てることができ、ラフな環境状態での使用に適しており、多重信号の伝送に使用でき、ひいてはイーサネットアプリケーションである産業用ラウンド・プラグコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項に特定された本発明によって達成される。さらに有利及び／または望ましい実施の態様及び改良は、従属の請求項に表されている。
【００１２】
本発明は、内部構造が３つの独立した主要コンポーネントに分割することができ、一つのパートは、相手側コネクタと接続するためのコネクタの円形プラグ面を形成するように設けられた複数のプラグコンタクトからなり、もうひとつのパートは、フィールド内でデータラインを接続可能にし、自由な組み立てを可能とする接続ブロックであり、第３のパートは、接続ブロックと複数のプラグコンタクトとの間に適合可能な接続エレメントを形成し、且つ複数のプラグコンタクトと接続ブロックの複数の接続コンタクトの間に、複数の信号伝送路からなる接続部を提供する基板である。このようにして、円形のプラグ面を有する産業用プラグコネクタで初めて、自由に組み立てることができ、多重信号が伝送でき、イーサネットアプリケーションで使用できるものが可能となった。
【００１３】
特に、本発明は、産業用のラウンド・コネクタであって、横断面に対して垂直に延びた接続軸の方向に、相補的な相手側コネクタと機械的な接続を行う円形の横断面の接続用エレメントを含み、横断面に対して平行に延び、且つ、接続軸に沿って対向する第１の表面と反対側の第２の表面を有する印刷回路基板を更に含み、接続軸にほぼ沿ってまたは平行に延びる細長い複数のプラグコンタクトを更に備え、それぞれ第１の端部と第２の端部を有しており、複数の第１の端部は、第１の外側表面から印刷回路基板内に延びて印刷回路基板で保持され、反対側の複数の第２の端部は、円形接続面を画定する。第２の外側表面に設けられ、且つ、複数のプラグコンタクトの数に対応する複数の接続コンタクトを有する接続ブロックを更に備え、複数の接続コンタクトは、第２の外側表面から印刷回路基板内に延び、印刷回路基板で保持され、接続ブロックは、複数の接続コンタクトのそれぞれに対して、そこに電気的に接続され且つデータケーブルの導線を受け入れるようになっている受入手段を更に有し、印刷回路基板は少なくとも２つの面に複数の導電性トレースを備えて、その中のいくつかの導電性トレースは、いずれの場合にも、一つのプラグコンタクトと１つの接続コンタクトとを電気的に接続して対応する１つの信号伝送路を形成し、その他の複数の導電性トレースは選択された２つの信号伝送路の間にコンデンサを形成する。
【００１４】
コネクタは、８極Ｍ１２プラグコネクタであることが望ましい。もしこのコネクタがラウンド・プラグである場合、複数のプラグコンタクトの複数の第２の端部はピンコンタクトの形状をしていることが好都合である。
【００１５】
印刷回路基板は、便宜上、実質的にサンドイッチ構造の複数の層を有しており、複数の層は、導電性トレースと誘電体層が交互に積み重なっている。
【００１６】
いずれの場合にも、選択された１つの信号伝送路間のコンデンサが、誘電体層によって間隔を空けられた異なる層に配置された２つの導電性トレースによって形成されているのが有利である。
【００１７】
好ましい実施の形態は、少なくとも２つの異なる面において形成されている平行平板コンデンサを含んでいる。
【００１８】
便宜上、平行平板コンデンサを形成している２つの層の間の誘電体層は、他の面に設けられた２つの平行平板コンデンサの間の誘電体層よりも薄い。
【００１９】
さらに、可能な限りの互換性を確保するため、信号伝送路は、ＲＪ−４５規格に基づいていると有利である。
【００２０】
好ましい実施の形態では、接続ブロックの複数の接続コンタクトは、矩形パターン内に配置されている。このことにより、すでに市場において確立されている接続ブロックを使用することができる。
【００２１】
組み入れやすくするために、接続コンタクトは接続軸に対して平行で且つ接続軸を中心にして印刷回路基板内に保持される。
【００２２】
円形プラグ面の直径が、接続軸を中心にする半径範囲に配置された複数のプラグコンタクトによって画定されている。好ましい実施の形態では、複数のプラグコンタクトの前記複数の第１の端部が、前記接続軸を中心とする第１の共通の半径範囲に配置され、複数の第２の端部が接続軸を中心とする第２の共通半径範囲に配置されるように、複数のプラグコンタクトの複数の第１の端部と複数の第２の端部の間に遷移領域が形成され、半径範囲内に、１つの追加の内部プラグコンタクトが配置されている。
【００２３】
本発明のその他の有利な点及び特徴点は、添付の図面を参照して下記の典型的な実施の形態に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】８極Ｍ１２ラウンド・プラグコネクタを示す図である。
【図２】プラグコンタクト、接続ブロック及びそれらの間に配置された印刷回路基板の配置を説明する、本発明による８極Ｍ１２ラウンド・プラグコネクタの内部構造の詳細図である。
【図３】印刷回路基板の側から見た図２による接続ブロックの概略の平面図である。
【図４】印刷回路基板に配置された図２によるプラグコンタクトを示す平面図である。
【図５ａ】自由に組み立て可能なＭ１２円形コネクタの曲げられたコネクタコンタクトを描いた図である。
【図５ｂ】自由に組み立て可能なＭ１２円形コネクタの中央コネクタコンタクトを描いた図である。
【図６】図２による印刷回路基板の層構造を示す概略図である。
【図７】図６による印刷回路基板の第１の層を示す概略図である。
【図８】図６による印刷回路基板の第３の層を示す概略図である。
【図９】図６による印刷回路基板の第５の層を示す概略図である。
【図１０】図６による印刷回路基板の第７の層を示す概略図である。
【図１１】図６乃至図１０による印刷回路基板の構造に基づいた反射減衰量を示すグラフである。
【図１２】図６乃至図１０による印刷回路基板の構造に基づいた漏話損失を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、８極Ｍ１２ラウンド・プラグコネクタの基本的なデザインを示している。８極ラウンド・プラグコネクタ１００は、シールドを含み、円形断面を有し、更に、断面に対して垂直に延びる接続軸Ｖに沿って、相補的な相手方コネクタと機械的に接続するための円形断面の接続用エレメント１０２を有する外側ハウジング１０１を備えている。本例では、接続用エレメント１０２は、図１によるラウンド・プラグがDIN EN 61076規格に準拠するように、ネジ式ロックを有している。DIN EN 61076規格は、スイッチギヤ（switchgear）システムやスイッチギヤデバイスなどの産業システム用の制御回路（control circuit）のためのラウンド・プラグコネクタについて規定し、ネジ式またはラッチングロックを有するＭ８ラウンド・プラグコネクタ及び低電圧アプリケーション用のネジ式ロックを有するＭ１２ラウンド・プラグコネクタのブランク個別仕様書（blank detail specification）を規定し、また、ハウジング内の接続軸にほぼ沿って、または、平行して延びる細長い複数のプラグコンタクト１０によって形成される円形プラグまたは接続面を適宜に定義している。コンタクトの直径及び標準化された寸法（demensions）にも、厳格な仕様がある。さらに、ラウンド・プラグ１００は、コード（code）１０３を有している。
【００２６】
図２は、印刷回路基板２０にわたって、複数のコネクタコンタクト１０の配置に関して本発明に応じて、自由な組み立てを可能にする接続ブロック３０を含む内部構造を説明する図１によるラウンド・プラグ１００の詳細図である。
【００２７】
ラウンド・プラグ１００の細長い複数のプラグコンタクト１０は、反対の位置にある第１のコンタクト端部及び第２のコンタクト端部（contact end）を有する複数のピン（pin）として形成されている。もしラウンド・プラグコネクタがラウンド・ソケットの場合、複数のプラグコンタクトは１つのソケットのように構成されている。
【００２８】
各プラグコンタクトの１つのコンタクト端部は、印刷回路基板２０に延び入っており、、反対側の複数のコンタクト端部は一緒になって、円形のプラグ面を規定する。印刷回路基板２０は、接続軸Ｖに対して直交して延びる。ハウジング１０１内に収めやすくするために、印刷回路基板は円形をしており、接続軸Ｖに沿って対向する２つの背中合わせの外側平面（outer planar surface）を有している。印刷回路基板２０内に保持されている複数のコンタクト端部は、それぞれ、印刷回路基板に延び入って保持され、印刷回路基板表面と実質的に直角をなす。
【００２９】
接続ブロック３０は、印刷回路基板の反対側の外側表面に設けられている。接続ブロック３０は、複数のプラグコンタクト１０の数に対応する数の複数の接続コンタクトを備えている。複数の接続コンタクトは、印刷回路基板の反対側の面から印刷回路基板２０内に延び入って、そこで保持されている。印刷回路基板で保持される複数の接続コンタクトは、接続軸Ｖに平行に且つ接続軸Ｖを中心にして配置されている。
【００３０】
さらに、接続ブロックは、各接続コンタクトのために、電気的に接続され、データケーブルのワイヤを受け入れるようになっている受入手段４０（明示せず）を有している。このことにより、フィールド内で産業用ラウンド・プラグコネクタを自由に組み立てることが可能になる。ワイヤ受入手段は、一般的に知られている絶縁貫通技術（insulation piercing technique）を使用しており、接続ブロックを使用することが望ましい。なぜなら、このケーブルの終端技術（cable termination technique）が、多くの場合高価である終端ツールを使用する必要性を無くすことができ、時間を節約することができるからである。
【００３１】
図２による本発明の８極ラウンド・プラグの内部構造は、３つの独立した主要コンポーネント（main component）に分割することができる。一つのパートは、相手側コネクタと接続するためのラウンド・プラグのプラグ面を形成するように配置された８つのコンタクト１０から構成されており、別のパートは、フィールド内でデータラインを接続可能にして、自由な組み立てを可能にする接続ブロック３０であり、第３のパートは、接続ブロック３０と複数のピン形コンタクト１０（pin contact）との間に１つの接続エレメントを形成し、複数のピン形コンタクト１０と接続ブロック３０の複数の接続コンタクトとの間に複数の信号伝送路からなる接続部を提供する印刷回路基板２０である。
【００３２】
イーサネットアプリケーションにおいても一般に使用される２本のワイヤ線、または、信号伝送路対（signal transmission path pairs）を使用するため、接続ブロック３０内及びコンタクト１０への伝送中に、漏話（crosstalk）及び容量不平衡（capacitive unbalance）が生じる可能性がある。このことから、プラグコネクタが満たさなければならない要件、特にＮＥＸＴと反射減衰量に関しては、パッチケーブルによって満足されるものより高く、また、プラグコネクタの伝送リンクはＮＥＸＴ及び反射減衰量性能を向上させなければならない。
【００３３】
例えばカテゴリー５に準拠したイーサネットアプリケーションにも使用可能な本発明による自由に組み立て可能な産業用ラウンド・プラグコネクタでは、接続ブロック３０と複数のプラグコンタクト１０との間に接続エレメントを形成する印刷回路基板２０は、少なくとも２つの面に複数の導電性トレース（conductive trace）を備えて（accommodate）、その中のいくつかの導電性トレースは、いずれの場合にも、一つのプラグコンタクトと１つの接続コンタクトとを電気的に接続して対応する１つの信号伝送路を形成し、その他の複数の導電性トレースは選択された２つの信号伝送路の間にコンデンサを形成する。このことは、第１に、複数の信号伝送路が交差する必要が有る場合に、複数の導電性トレースがそれらの間に十分な絶縁間隙（insulating clearance）を有し、短絡（short circuit）しないことを、確実なものとすることを可能にする。第２に、可能な限り均質な容量平衡を生み出すように、印刷回路基板内に追加のコンデンサを一体化する（integrate）することで、容量不平衡を補償（compensate）することができる。
【００３４】
さらに、印刷回路基板２０は、使用される特定の接続ブロック３０に応じて、本発明の範囲内でレイアウト及び電気的機能について合わせることができるコンポーネントである。そのため、本発明は、市場においてすでに入手可能な接続ブロックに変更を加えることなく、一体化（integration)を可能にする。このような市販されている接続ブロック３０は、例えば、それぞれ４つの終端コンタクトを有する２つの平行列を有している。図２では、複数の接続コンタクトと連係する受け入れ手段の１つの列は、符号３１、３２、３３及び３４によって示されている。
【００３５】
以下の説明のために、図２で使用されている接続ブロック３０は、電気通信及びオフィスアプリケーションで知られているＲＪ４５プラグコネクタのプラグ面と合うように設計された接続ブロックであると仮定する。このことにより、一方の端部に取り付けられたＲＪ４５のプラグコネクタを有し、反対側の端部に本発明によるＭ１２ラウンド・プラグコネクタが取り付けられているケーブルを組み立てることを可能とする。このような使用方法は、例えば、ノートパソコン（notebook）を使用してプログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）をプログラムする場合、ＰＬＣのインターフェースはＭ１２ラウンド・プラグコネクタを備えることができると同時に、ノートパソコンの標準のＲＪ４５プラグ接続の使用を継続することができるので、都合がよい。この適用例では、ノートパソコンは、２つの異なるインターフェースを必要とすることなく、現場での産業用に使用することができる上に、オフィス内でのワークステーションでも使用することができる。このことは、イーサネットアプリケーションにおいて使用される８極Ｍ１２プラグコネクタのピン配列がまだ標準化されていないにもかかわらず、既存の市場において、広い互換性（extensive compatibility）を提供する。
【００３６】
図３は、印刷回路基板の側から見たこの接続ブロックの概略の平面図である。ここで、接続コンタクト３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７及び３８と取り付けられた信号伝送ワイヤとの間の割り当ては、イーサネット標準に基づいている。接続コンタクト３５及び３６は、第１の信号対（signal pair）“１”に割り当てられており（assigned）、撚線対（twisted pair lines）が使用される場合、接続コンタクト３６はストライプのワイヤに割り当てられると仮定されている。接続コンタクト３７及び３８は、第２の信号対“２”に割り当てられており、接続コンタクト３７はストライプのワイヤに割り当てられている。接続コンタクト３３及び３４は、第３の信号対“３”に割り当てられており、接続コンタクト３４はストライプのワイヤに割り当てられている。接続コンタクト３１及び３２は、第４の信号対“４”に割り当てられており、接続コンタクト３２はストライプのワイヤに割り当てられている。
【００３７】
図４は、印刷回路基板上に配置された複数のプラグコンタクト１０を示す概略の平面図である。８つのプラグコンタクトには、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７及び１８の符号が付けられている。本発明による自由に組み立て可能な８極ラウンド・プラグコネクタを市場に合わせ、また、組み立て済みの８極プラグコネクタのレイアウトに合わせるために、プラグコンタクト１７及び１１、プラグコンタクト１３及び１２、プラグコンタクト１８及び１５、並びに、プラグコンタクト１６及び１４がそれぞれ信号対４、２、１及び３のためのプラグコンタクト対を形成する。以下の説明のために、対応する割り当てられた信号伝送路対は、７−１（信号対４）、３−２（信号対２）、８−５（信号対１）及び６−４（信号対３）により指示される。
【００３８】
さらに、図３及び図４で、符号３９は、接続ブロック３０を印刷回路基板２０上に位置決めする機械的補助具（mechanical aid）を示している。該機械的補助具は、例えば、印刷回路基板２０に挿入可能な、接続ブロック３０の２つの小さなガイドピン（guide pins）の形状をしている。図４は、また、プラグコンタクト１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８と接続コンタクト３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８を、実質的に軸に沿った方向で向かい合った関係に配置することで、本発明は、相手方ラウンド・プラグコネクタと接触するためのコンタクトゾーン（contact zone）での直径を含むラウンド・プラグの面が、継続して基準の仕様書に従うように、合わせられたピンコンタクトの配列（geometry）を一体化（integrate）することを示している。なぜなら、そのようにしなければ、印刷回路基板のレイアウトに問題が生じてしまうからである。
【００３９】
しかしながら、外側ピンコンタクト１１、１２、１３、１４、１５、１６及び１７を、プラグコンタクト１１を例に示した図５ａに示されているように形状（geometry）に合わせ、内側ピンコンタクト１８を図５ｂに示されているように形状を合わせることで、十分な絶縁距離（unsulating distance）をあけて、印刷回路基板の組み立ての間に、各コンタクトと接続コンタクトが短絡することを防ぐことが可能となる。
【００４０】
図５ａを参照すると、外側プラグコンタクト１１は、両端部１１１及び１１２の間に湾曲した遷移領域（transition region）を有している。結果として、図３に示されるように、印刷回路基板２０で保持されている端部１１１と、他の外部プラグコンタクト１２、１３、１４、１５、１６、１７の対応する端部は、接続軸を中心とした大きい方の共通半径（greater common radius）に配置され、そのため、印刷回路基板２０に保持されている接続コンタクト３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７及び３８と十分に間隔をあけられており、同時に、例えば遷移領域のように、湾曲しているため、反対のコンタクト端部と、その他の外部プラグコンタクト１２、１３、１４、１５、１６、１７の対応する複数のコンタクト端部も、標準化されたプラグ面に要求される共通半径に接続軸を中心にして配置されている。
【００４１】
図５ｂを参照すると、ラウンド・プラグコネクタの中心プラグコンタクト１８は、基本的にまっすぐで、印刷回路基板２０への取り付けの間、プラグコンタクト１８の半田付けピン（solder pin）を形成する細い先端部の形状をしたコンタクト端部１８１を有している。
【００４２】
本発明による自由に組み立て可能なラウンド・プラグコネクタのプラグ面は、標準規格に準拠しており、そのため、上述の接続ブロックと組み合わせる（implement）ことができる。上述のように、イーサネットにも使用することができる本発明による自由に組み立て可能なラウンド・プラグコネクタは、少なくとも２つの面において導電性トレースを備えた印刷回路基板２０を含み、その中のいくつかの導電性トレースは、いずれの場合にも、一つのプラグコンタクトと１つの接続コンタクトとを電気的に接続して対応する１つの信号伝送路を形成し、その他の複数の導電性トレースは選択された２つの信号伝送路の間にコンデンサを形成する。
【００４３】
図３及び図４に示されたようなワイヤ配置のために、図６から図１０を参照して後述する少なくとも７層を含むサンドイッチ構造（sandwich configuration）の印刷回路基板２０を使用することが適している。この構造では、好ましくは、２つの導電性トレースのそれぞれは、結合コンデンサ（coupling capacitance）を形成するために、印刷回路基板に一体化された平行平板コンデンサを形成する。実際の好ましい実施の態様では、このような平行平板コンデンサは、例えば、銅でコーティングされた表面からなる２つの異なる平面に設けられた２つの小さい平坦なコンデンサ・プレートによって形成されている。
【００４４】
図６は、典型的な実施例として選択された多層構造を説明するための、印刷回路基板を図示している。多層構造は、２１、２２、２３、２４、２５、２６及び２７で示された計７層を含む。
【００４５】
第１、第３、第５及び第７の層２１、２３、２５及び２７は、それぞれ導電性トレースを含んでいる。これらの導電性トレースは、メタライゼーション（metalliziation）またはエンボス加工技術によって形成され、信号伝送路を電気的に接続する、及び／または、選択された信号伝送路を平衡容量（balancing capacitance）または結合容量（coupling capacitance）とをつなぐことに使用される。
【００４６】
図６によれば、それらの間に置かれた第２、第４及び第６の層２２、２４及び２６は、印刷回路基板の基材（base material）を含み、誘電体（dielectric）の機能を果たしている。
【００４７】
層２２及び２６はそれぞれ、層２１と２３、層２５と２７に組み入れられた（integrate into）平行平板コンデンサの誘電体の機能を果たしており、異なる面において組み入れられた２つの平行平板コンデンサの間、すなわち、層２１及び２３に組み入れられた平行平板コンデンサと、層２５及び２７に組み入れられた平行平板コンデンサの間で誘電体の機能を果たしている層２４よりも薄い。
【００４８】
さらに、個々の導電性トレースの層２１、２３、２５、２７の間の間隔は、印刷回路基板の構造によって決定され、容量値（capacitance value）は、印刷回路基板の基材の固定パラメータ（fixed parameter）及び一定の誘電率に基づいて、コンデンサの表面の大きさによって変わる。
【００４９】
印刷回路基板の基材として使用することができる素材は、例えば、ＦＲ−４素材である。
【００５０】
図７は、図６に示された第１または最上層である、第１の導電性トレース包含層（conductive trace-containing layer）２１上の導電性トレースのパターンを示しており、図８は、第１の内側（inner）の導電性トレース包含層、または第３の層２３、第２の導電性トレース包含層２３上の導電性トレースのパターンを示しており、図９は、図６によれば、第２の内側の導電性トレース包含層、または第５の層２５を示しており、図１０は、第５の導電性トレース包含層２５上の導電性トレースのパターン、及び、図６によれば、第７または最下層２７、第４の導電性トレース包含層２７上の導電性トレースのパターンを連続的に示している。
【００５１】
図に示すように、層２３は、プラグコンタクト１１を接続コンタクト３２に、プラグコンタクト１６を接続コンタクト３３に、プラグコンタクト１４を接続コンタクト３４に、プラグコンタクト１３を接続コンタクト３８に、同様にして、接続コンタクト３３をコンデンサ平板（capacitor plate）２１１に、及び、接続コンタクト３７をコンデンサ平板２１２に、電気的に接続する。層２２は、プラグコンタクト１４をコンデンサ平板２１２に、及び、接続コンタクト３８をコンデンサ平板２３１に電気的に接続する。
【００５２】
この構造により、コンデンサ平板２１１及びコンデンサ平板２１３は、第１の平衡コンデンサを提供するために、第１の平行平板コンデンサを形成し、同時に、コンデンサ平板２１２及びコンデンサ平板２３２は、第２の平衡コンデンサをもたらすために、第２の平行平板コンデンサを形成する。
【００５３】
層２５は、プラグコンタクト１７をコンデンサ平板２５３に、及び接続コンタクト３２をコンデンサ平板２５４に電気的に接続する。層２７は、プラグコンタクト１２を接続コンタクト３７に、プラグコンタクト１７を接続コンタクト３１に、プラグコンタクト１５を接続コンタクト３６に、プラグコンタクト１８を接続コンタクト３５に、同様にして、
接続コンタクト３４をコンデンサ平板２７３に、及び、接続コンタクト３３をコンデンサ平板２７４に電気的に接続する。
【００５４】
この構造により、コンデンサ平板２５３及びコンデンサ平板２７３は、第３の平衡コンデンサを提供するために、第３の平行平板コンデンサを形成し、同時に、コンデンサ平板２５４及びコンデンサ平板２７４は、第４の平衡コンデンサを提供するために、第４の平行平板コンデンサを形成する。
【００５５】
さらに図３及び図４の記述を考慮すると、接続ブロック３０に応じて、第１の信号対は、接続コンタクト３５−３６を経由して、プラグコンタクト１８−１５（信号伝送路対８−５）に当てはめられている（apply）。接続ブロック３０に応じて、第２の信号対は、接続コンタクト３８−３７を経由して、プラグコンタクト１３−１２（信号伝送路対３−２）に当てはめられている。接続ブロック３０に応じて、第３の信号対は、接続コンタクト３８−３７を経由して、プラグコンタクト１３−１２（信号伝送路対３−２）に当てはめられている。接続ブロック３０に応じて、第４の信号対は、接続コンタクト３１−３２を経由して、プラグコンタクト１７−１１（信号伝送路対７−１）に当てはめられている。
【００５６】
さらに、それぞれ、信号伝送路３及び６、信号伝送路２及び４、信号伝送路７及び４並びに信号伝送路１及び６の間にコンデンサが形成されている。
【００５７】
上記特定の典型的な実施例に基づいて、図１１及び図１２は、各信号対の反射減衰量及び組み立てが自由で、イーサネットに使用することができる本発明によるラウンド・プラグコネクタの様々な信号対の組み合わせのＮＥＸＴの測定曲線（measured curves）の例を示している。図に示されているように、両パラメータは、プラグコネクタのカテゴリー５の要件を満たしている。
【００５８】
本発明がここに述べられた典型的な実施例に限定されていないことは当業者にとって明らかであり、様々な方法で変更を加えることができる。これは、明らかに明記していない限り、特に、特徴点を種々の方法で組み合わせる可能性を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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