JP2009272212A - モジュラジャック及びモジュラジャックコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】信号線間の電気的結合（静電的結合、電磁気的結合）を改善するモジュラジャック及びモジュラジャックコネクタを提供する。
【解決手段】導体ピン４に他の導体ピン４に近接する方向に膨らませた膨らみ部５が形成され、整列順が奇数番目である導体ピン４が所定部位に整列して保持され、整列順が偶数番目である導体ピン４が別の所定部位に整列して保持され、奇数番導体ピン４の膨らみ部５は奇数番導体ピン４の保持部位に形成され、偶数番導体ピン４の膨らみ部５は偶数番導体ピン４の保持部位に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号線間の電気的結合を改善するモジュラジャック及びモジュラジャックコネクタに関する。

昨今のオフィスにおいてＬＡＮの導入が一般的に行われている。オフィスにおけるＬＡＮの配線システムの多数が敷設や変更において比較的簡単な対撚り線（ＴＰ）を使って構成される。このＴＰを使用し、データ系と電話系を統括する従来の配線システムを図１４に示す。

この配線システムでは、例えば、ビル１戸に１台のＭＤＦ（Main Distribution Frame）２０１を設置し、ＭＤＦ２０１を中心として繋がるＩＤＦ（Intermediate Distribution Frame）２０２を階ごとに設置し、ＩＤＦ２０２を中心として繋がるコンセントボックス２０３を階に必要な数設ける。コンセントボックス２０３に端末２０５を接続するか又はコンセントボックス２０３の下流に次段のコンセントボックス２０４を接続し、コンセントボックス２０４に端末２０５を接続する。

これらの通信機器を相互接続する配線のために、図１５に示すパッチパネル２１１や図１６に示すコンセントボックス２２１といった配線部品には、図１７に示すモジュラジャック２３１が設けられる。

図１７に示されるように、モジュラジャック２３１は、プラグ受け入れ用の開口部２３２が形成されたハウジング２３３と、ハウジング２３３に保持され開口部２３２内で整列する複数本の導体ピン２３４とを備える。開口部２３２の形状寸法、導体ピン２３４の整列ピッチ、導体ピン２３４の整列位置等は、相手となるモジュラプラグと適合するよう規格で決められる。

図１８に示されるように、モジュラジャック２３１は、開口部２３２内での整列順（図示左から）が奇数番目である導体ピン１４１がハウジング２３３の所定部位に整列して保持され、開口部２３２内での整列順が偶数番目である導体ピン１４２がハウジング２３３の奇数番導体ピン１４１の保持部位とは別の所定部位に整列して保持される。各導体ピン１４１，１４２は、開口部２３２の反対側でハウジング２３３の外へ突き出ており、プリント基板（図示せず）への実装時にはプリント基板上の導体パターンに接続される電極として使用される。

導体ピン１４１，１４２は、例えば、金属角棒を折り曲げて形成され、断面の形状・寸法は場所によらず、同じである。

従来、配線部品は、カテゴリ５ｅ（Category5e）と呼ばれる規格に準拠していた。カテゴリ５ｅでは、周波数ｆにおける対間近端漏話減衰量（ＮＥＸＴ；Near End Cross Talk）が−４３＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）ｄＢ以下と規定され、周波数帯域は１００ＭＨｚ以下である。

しかし、２００２年６月に米国配線システム規格で２５０ＭＨｚ以下の周波数帯域を許容するカテゴリ６（Category6）がＴＩＡ５６８委員会にて制定された。これを受けてカテゴリ６の導入が増えている。

カテゴリ６では、１００ＭＨｚにおいてカテゴリ５ｅより１１ｄＢ向上させた−５４ｄＢ以下、２５０ＭＨｚにおいて−４６ｄＢ以下の対間近端漏話減衰量を持つことがコネクタに要求される。

カテゴリ６では、対間近端漏話減衰量以外にも、対間遠端漏話減衰量（ＦＥＸＴ；Far End Cross Talk）をカテゴリ５ｅより９ｄＢ、反射減衰量（ＲＬ；Return Loss）をカテゴリ５ｅより４ｄＢ向上させることが必要になる。

特開２００５−３１７３５３号公報 特開２００２−１５８０６９号公報 「有線伝送学」、笠原芳郎著、共立出版１９６８年

モジュラジャックにおける導体ピンの本数と配置、対撚り線を構成する２本の電線の各導体ピンへの割り振りは、規格で定められている。なお、導体ピンは、開口部内での整列順に番号が付されるので、以下、この番号で呼ぶことがある。すなわち、規格では、モジュラジャックに１番から８番まで１．０２ｍｍピッチで一列に整列する８本の導体ピンを有し、１番導体ピンと２番導体ピン、３番導体ピンと６番導体ピン、４番導体ピンと５番導体ピン、７番導体ピンと８番導体ピンにそれぞれ対撚り線を接続する。

３番導体ピンと６番導体ピンは、４番導体ピンと５番導体ピンを挟み込んで位置しており、他のペアの導体ピン同士が隣接し合っているのとは異なる。３番導体ピンと６番導体ピンが他のペアより大きく距離が開いていることに起因して、漏話特性の劣化が生じる。

具体的には、３番６番ペアの信号と４番５番ペアの信号との間で、対間近端漏話減衰量と対間遠端漏話減衰量が最も悪く、次いで、３番６番ペアの信号線と１番２番ペアの信号との間および３番６番ペアの信号と７番８番ペアの信号線との間で、対間近端漏話減衰量と対間遠端漏話減衰量が悪い。

よって、これらの漏話特性劣化を大幅に減少又はキャンセルすることが必要になる。そのためには、信号線間の電気的結合を改善することが必要になる。しかし、従来は、モジュラジャック単体において、カテゴリ６の対間近端漏話減衰量及び対間遠端漏話減衰量の基準を満足することは困難であった。

また、配線部品においては、ケーブルを接続するために用いられる端子など、モジュラジャック以外の部品に起因する信号線間の電気的結合についても改善することが必要になる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、信号線間の電気的結合（静電的結合、電磁気的結合）を改善するモジュラジャック及びモジュラジャックコネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のモジュラジャックは、プラグ受け入れ用の開口部が形成されたハウジングと、該ハウジングに保持され上記開口部内で整列する複数本の導体ピンとを備えたモジュラジャックにおいて、上記導体ピンのうち１本以上の導体ピンに、他の導体ピンに近接する方向に膨らませた膨らみ部が形成され、上記開口部内での整列順が奇数番目である導体ピンが上記ハウジングの所定部位に整列して保持され、上記開口部内での整列順が偶数番目である導体ピンが上記ハウジングの上記奇数番導体ピンの保持部位とは別の所定部位に整列して保持され、奇数番導体ピンの膨らみ部は奇数番導体ピンの保持部位に形成され、偶数番導体ピンの膨らみ部は偶数番導体ピンの保持部位に形成されているものである。

奇数番導体ピンの膨らみ部は隣接する他の奇数番導体ピンの膨らみ部と対向する位置に形成され、偶数番導体ピンの膨らみ部は隣接する他の偶数番導体ピンの膨らみ部と対向する位置に形成されていてもよい。

上記導体ピンが８本であり、上記膨らみ部は、上記開口部内での整列順の１番導体ピンの３番導体ピン側、３番導体ピンの１番導体ピン側と５番導体ピン側、５番導体ピンの３番導体ピン側、４番導体ピンの６番導体ピン側、６番導体ピンの４番導体ピン側と８番導体ピン側、８番導体ピン６番導体ピン側に形成されていてもよい。

本発明のモジュラジャックコネクタは、上記モジュラジャックと上記複数の導体ピンとそれぞれ電気的に接続される複数の圧接端子を有する圧接端子台とが実装され上記導体ピンから上記圧接端子まで配線パターンが配線されたプリント基板と、所定の組み合わせによる２つの導体ピンから２つの圧接端子に向かう２つの配線パターンの配線途上に、両配線パターン同士が上記プリント基板の同一面上で互いに隣接して平行に配線された平行パス部を備えたものである。

上記導体ピンが８本であり、上記平行パス部は、上記モジュラジャックの開口部内での整列順の３番導体ピンからの配線パターンと５番導体ピンからの配線パターンの配線途上と、４番導体ピンからの配線パターンと６番導体ピンからの配線パターンの配線途上に形成されてもよい。

また、本発明のモジュラジャックコネクタは、上記モジュラジャックと上記複数の導体ピンとそれぞれ電気的に接続される複数の圧接端子を有する圧接端子台とが実装され上記導体ピンから上記圧接端子まで配線パターンが配線されたプリント基板と、所定の組み合わせによる２つの導体ピンに繋がる配線パターン間に、上記プリント基板の同一面上で互いに非接触で噛み合う櫛歯状部を備えたものである。

上記導体ピンが８本であり、上記櫛歯状部は、上記モジュラジャックの開口部内での整列順の３番導体ピンからの配線パターンと４番導体ピンからの配線パターン間と、５番導体ピンからの配線パターンと６番導体ピンからの配線パターン間に形成されてもよい。

上記圧接端子台中の隣接し合う２つの圧接端子に対撚り線を構成する２本の電線が電気的に接続されていてもよい。

上記開口部が上記プリント基板の基板面に対して垂直な方向に向いて開口していてもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）信号線間の電気的結合を改善することができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係るモジュラジャック１は、
プラグ受け入れ用の開口部２が形成されたハウジング３と、該ハウジング３に保持され上記開口部２内で整列する複数本の導体ピン４とを備えたモジュラジャック１において、上記導体ピン４のうち１本以上の導体ピン４に、他の導体ピン４に近接する方向に膨らませた膨らみ部５が形成され、上記開口部２内での整列順が奇数番目である導体ピン４が上記ハウジング３の所定部位に整列して保持され、上記開口部２内での整列順が偶数番目である導体ピン４が上記ハウジング３の上記奇数番導体ピン４の保持部位とは別の所定部位に整列して保持され、奇数番導体ピン４の膨らみ部５は奇数番導体ピン４の保持部位に形成され、偶数番導体ピン４の膨らみ部５は偶数番導体ピン４の保持部位に形成されているものである。

ハウジング３は概略立方体状に形成され、その一側面に開口部２を有する。

図示した姿勢において開口部２の上部に位置する壁を上部壁６と呼ぶ。図では、ハウジング３を透視して示されているが、導体ピン４は上部壁６の肉厚内に埋め込まれることによって保持される。導体ピン４は、開口部２の反対側でハウジング３の外へ突き出ており、モジュラジャック１をプリント基板（図示せず）に実装する時には、プリント基板上の導体パターンに電気的に接続される電極として使用される。

導体ピン４は、開口部２内での整列順（開口部２に向かって一番左端が１番導体ピン）が奇数番目である導体ピン４がハウジング３の所定部位（上部壁６に沿った部位の上段）に整列して保持され、開口部２内での整列順が偶数番目である導体ピン４がハウジング３の上記奇数番導体ピンの保持部位とは別の所定部位（上部壁６に沿った部位の下段）に整列して保持される。

導体ピン４は、開口部２内では上部壁６に対して全て同じ角度で傾斜し同じ長さとなる傾斜部分７を有する。導体ピン４は、その傾斜部分７の上端から、奇数番目と偶数番目で異なる長さで立ち上げられ、その立ち上げ部分８から各保持部位に整列するよう折り曲げられて被保持部分９（９ｕ，９ｄ）となっている。被保持部分９ｕ，９ｄは上部壁６と平行に伸びて、そのままハウジング３の外に突き出て基板実装用電極１０となる。

図２は、導体ピン４だけをその保持姿勢のまま示したものである。図３は、奇数番導体ピンだけをその保持姿勢のまま拡大して示したものである。図４は、偶数番導体ピンだけをその保持姿勢のまま拡大して示したものである。以下、図１〜図４を参照しつつ説明する。

膨らみ部５は、他の導体ピン４に近接する方向に膨らませて形成される。ここでは、導体ピン４の立ち上げ部分８が上部壁６と平行に整列されており、膨らみ部５は、被保持部分９ｕ，９ｄに形成される。これにより、膨らみ部５は、導体ピン４と上下厚が同じく平坦で上面視が導体ピン４の立ち上げ部分８より太いほぼ四角形状を呈する。

奇数番導体ピンの膨らみ部５は奇数番導体ピンの被保持部分９ｕに形成され、偶数番導体ピンの膨らみ部５は偶数番導体ピンの被保持部分９ｄに形成される。

奇数番導体ピンの膨らみ部５は隣接する他の奇数番導体ピンの膨らみ部５と対向する位置に形成され、偶数番導体ピンの膨らみ部５は隣接する他の偶数番導体ピンの膨らみ部５と対向する位置に形成される。ここでは、奇数番導体ピンの膨らみ部５と偶数番導体ピンの膨らみ部５は導体ピンの被保持部分９ｕ，９ｄの長手方向異なる位置に形成される。図示のものでは、奇数番導体ピンの膨らみ部５が被保持部分９ｕの立ち上げ部分８に近いのに対し、偶数番導体ピンの膨らみ部５は被保持部分９ｄの中央に近い。

膨らみ部５の長さは、被保持部分９ｕ，９ｄの一部又は全部にわたる。具体的には、膨らみ部５の大きさ（長さと膨らみ幅）は、後述する電気的結合調整方法に従って決定される。

本実施形態では、モジュラジャック１は、米国配線システム規格ＴＩＡ／ＥＩＡ５６８Ｂ−２．１及びこれに従う日本工業規格ＪＩＳＸ５１５０に規定されるカテゴリ６に準拠するいわゆるＲＪ４５型モジュラジャックである。よって、導体ピン４が８本であり、対撚り線が接続されるペアとなる導体ピン４は、１番導体ピンと２番導体ピン、３番導体ピンと６番導体ピン、４番導体ピンと５番導体ピン、７番導体ピンと８番導体ピンである。

上記規格に鑑み、膨らみ部５は、１番導体ピンの３番導体ピン側、３番導体ピンの１番導体ピン側と５番導体ピン側、５番導体ピンの３番導体ピン側、４番導体ピンの６番導体ピン側、６番導体ピンの４番導体ピン側と８番導体ピン側、８番導体ピン６番導体ピン側に形成される。一方、７番導体ピンの５番導体ピン側、２番導体ピンの４番導体ピン側には、膨らみ部５が形成されない。これは、２番導体ピン４番導体ピン間、５番導体ピン７番導体ピン間は、もともと電気的結合に問題がないためである。

なお、図３、図４に示すように、１番導体ピンの外側（３番導体ピンの逆側）、５番導体ピンの７番導体ピン側、７番導体ピンの外側（５番導体ピンの逆側）、２番導体ピンの外側（４番導体ピンの逆側）、４番導体ピンの２番導体ピン側、及び８番導体ピンの外側（６番導体ピンの逆側）にも膨らみ部５が形成されていても良い。これにより、上記規格を満たしつつ、導体ピン４の形状種類を少なくすることができ、コスト的に有利となる。

以下、図１のモジュラジャック１による作用効果を説明する。

従来のモジュラジャック２３１は、１．０２ｍｍピッチという狭い導体ピン間隔に起因する導体ピン相互間の電気的結合がある。さらに、カテゴリ６の規格では、ペアである３番導体ピンと６番導体ピンが他のペアである４番導体ピンと５番導体ピンを挟み込んで位置すること（以下、挟み込み配置と称する）に起因する導体ピン相互間の電気的結合が顕著である。

そこで、本発明では、導体ピン４に膨らみ部５を形成した。導体ピン４に膨らみ部５が有る場合と無い場合とでは、その膨らみ部５側に隣接する導体ピン４と当該膨らみ部５を形成した導体ピン４との間で電気的結合の様子が異なる。従って、所望した番号の導体ピン４に膨らみ部５を形成したりしなかったりすることで隣の番号の導体ピン４との間の電気的結合を変えることができる。よって、従来問題になっていた電気的結合を相殺するような電気的結合を生じる膨らみ部５を形成することにより、電気的結合を改善することができる。

ここで、本発明のさらに具体的な構成による作用効果を説明する前に、本発明に用いる電気的結合調整方法の基礎となる理論を説明しておく。

図５に示されるように、導体Ａ，Ｂが対となり、導体Ｃ，Ｄが別の対となる４つの導体があるとき、導体Ａ，Ｃ間の静電容量Ｃ_ACと、導体Ａ，Ｄ間の静電容量Ｃ_ADと、導体Ｂ，Ｃ間の静電容量Ｃ_BCと、導体Ｂ，Ｄ間の静電容量Ｃ_BDについて、
Ｃ_AC＋Ｃ_BD＝Ｃ_AD＋Ｃ_BC （１）
となるとき、静電結合による漏話が最小となる。

また、図５に示されるように、導体Ａ，Ｂが対となり、導体Ｃ，Ｄが別の対となる４つの導体があるとき、導体Ａ，Ｃ間の誘導係数Ｍ_ACと、導体Ａ，Ｄ間の誘導係数Ｍ_ADと、導体Ｂ，Ｃ間の誘導係数Ｍ_BCと、導体Ｂ，Ｄ間の誘導係数Ｍ_BDについて、
Ｍ_AC＋Ｍ_BD＝Ｍ_AD＋Ｍ_BC （２）
となるとき、電磁結合による漏話が最小となる。

式（１）と式（２）が両方とも成立すれば、静電結合による漏話も電磁結合による漏話も共に最小となる（非特許文献１参照）。

この理論に従えば、モジュラジャックにおける異なるペア間の電気的結合の問題が解決され、漏話が最小となる。例えば、前述の挟み込み配置に起因する電気的結合を改善するには、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを開口部内での整列順が連続する４つの導体ピンである３番、６番、４番、５番の導体ピンと考え、従来からある導体間の電気的結合と、所望した導体ピンに膨らみ部５を形成したことによる導体間の電気的結合とを合成して式（１）及び式（２）を満足させる。

しかし、実際には、式（１）及び式（２）を共に満たすように設計することは不可能であるため、従来品と比較して、式（１）及び式（２）の両辺がより等しくなるようにすれば、従来品よりも電気的結合が改善され、漏話が小さくなる。

図１に示したモジュラジャック１は、導体ピン４に膨らみ部５を形成することによって隣接する導体ピン４間の距離が変わるので、隣接する導体ピン４間に生じる静電容量Ｃと、誘導係数Ｍとが変化する。これにより、図１に示したモジュラジャック１は、導体ピン４の３番５番及び４番６番間の電気的結合（式（１）及び式（２）の右辺）が強くなり、従来問題となっていた３番４番及び６番５番間の電気的結合（式（１）及び式（２）の左辺）と打ち消し合うことになるので、導体ピン４間の電気的結合を改善することができる。したがって、本発明では、式（１）及び式（２）の両辺をより等しくなるように改善することができるので、課題として述べた信号線間の対間近端漏話減衰量と対間遠端漏話減衰量、そして反射減衰量を低減させることができる。

具体的には、本発明では、導体ピン４をハウジング３の肉厚内に埋め込んで保持している上部壁６において、開口部２内での整列順が奇数番目である導体ピン４を上部壁６に沿った部位の上段に整列させて保持し、開口部２内での整列順が偶数番目である導体ピン４をそれより下段に整列させて保持するようにしたので、番号順の整列状態では不可能であった奇数番目同士、あるいは偶数番目同士の電気的結合を変えることができる。

すなわち、奇数番導体ピンの膨らみ部５は上段に保持された被保持部分９ｕに形成し、偶数番導体ピンの膨らみ部５は下段に保持された被保持部分９ｄに形成する。また、奇数番導体ピンの膨らみ部５は隣接する他の奇数番導体ピンの膨らみ部５と対向する位置に形成し、偶数番導体ピンの膨らみ部５は隣接する偶数番導体ピンの膨らみ部５と対向する位置に形成する。１つの導体ピンに膨らみ部５を形成するとき、その膨らみ部５側に隣接する導体ピンにも、向かい合わせて膨らみ部５を形成すると、相互の電気的結合をいっそう大きく変えることができる。

具体的には、３番導体ピンの５番導体ピン側、５番導体ピンの３番導体ピン側、４番導体ピンの６番導体ピン側、６番導体ピンの４番導体ピン側に膨らみ部５を形成することで、前述の挟み込み配置に起因する電気的結合を改善する。

また、挟み込み配置に次いで問題となる２番導体ピン３番導体ピン間、６番導体ピン７番導体ピン間の電気的結合を改善するために、１番導体ピンの３番導体ピン側、３番導体ピンの１番導体ピン側、６番導体ピンの８番導体ピン側、８番導体ピン６番導体ピン側に膨らみ部５を形成する。ただし、２番導体ピン４番導体ピン間、５番導体ピン７番導体ピン間は元来から電気的結合が問題ないので、７番導体ピンの５番導体ピン側、２番導体ピンの４番導体ピン側には、膨らみ部５を形成しない。

次に、他の実施形態を説明する。

図７に示されるように、本発明に係るモジュラジャックコネクタ７１は、複数の導体ピン（図示せず）を有するモジュラジャック本体部７２と、複数の圧接端子（図示せず）を有する圧接端子台７３と、これらモジュラジャック本体部７２と圧接端子台７３が実装され、導体ピンから圧接端子まで配線パターン（図示せず）が配線されたプリント基板７４とを備える。

モジュラジャック本体部７２は、従来のモジュラジャック２３１でもよいが、図１に実施形態を示した本発明のモジュラジャック１を用いるのが好ましい。モジュラジャック本体部７２は、モジュラジャック本体部７２に設けられた導体ピンをプリント基板７４の配線パターンに半田付けすることでプリント基板７４に実装される。

圧接端子台７３は、従来より公知のものである。圧接端子台７３は、圧接端子をプリント基板７４の配線パターンに半田付けすることでプリント基板７４に実装される。圧接端子台７３は、一列に並ぶ４個の圧接端子を備えたものを２基用いる。

プリント基板７４は、絶縁板材の表面と裏面とその両面を繋ぐスルーホールのみに導体を印刷した、いわゆる両面プリント基板である。また、ここでは、プリント基板７４の表面にモジュラジャック本体部７２が実装され、裏面に圧接端子台７３が実装されるものとする。

図８に示されるように、圧接端子台７３は、ハウジング８１の内部に圧接端子８２の圧接部８３を収容し、ハウジング８１の外部に圧接端子８２の半田リード部８４を突き出させたものである。ハウジング８１は、圧接部８３を収容する部分に狭隘な窪み８５を有し、窪み８５内には、圧接端子８２の圧接部８３の頭部が位置する。圧接部８３の頭部は、２枚の刃に分かれており、その２枚の刃が狭く閉じ合わされている。

図９に示されるように、本発明のモジュラジャックコネクタ７１は、プリント基板７４に特徴を有する。その特徴は、第一に、所定の組み合わせによる２つの導体ピン４から２つの圧接端子８２に向かう２つの配線パターン９２の配線途上に、両配線パターン９２同士がプリント基板７４の同一面上で所定の区間互いに隣接して平行に配線された平行パス部９３を備えることである。第二に、所定の組み合わせによる２つの導体ピン４に繋がる配線パターン９４間に、プリント基板７４の同一面上で互いに非接触で噛み合う櫛歯状部９５を備えることである。櫛歯状部９５は、インピーダンスパターンとも言う。なお、ここで言う所定の組み合わせとは、電気的結合を改善したい導体ピンの組み合わせである。

ここで、本実施形態においては、モジュラジャックにおける３番６番導体ピンが４番５番導体ピンを挟んだことによる３番４番間の電気的結合及び６番５番間の電気的結合を改善する場合について下記に説明する。

導体ピン４には、図１等で説明した開口部２内での整列順による番号が丸数字で示されている。圧接端子８２には、配線パターン９２を介して電気的に接続される導体ピン４の番号が括弧付き数字で示されている。例えば、プリント基板７４の表面左上に位置する２番圧接端子からプリント基板７４の表面中央付近に位置する２番導体ピンまで、プリント基板７４の表面に２番パス（導体ピン番号に対応）と称する配線パターン９２が形成されている。

本実施形態では、プリント基板７４の表面に、３番導体ピンから圧着端子８２への配線パターンと５番導体ピンから圧着端子８２への配線パターンの配線途上、つまり３番パスと５番パスの組み合わせについて平行パス部９３が形成され、裏面に、４番導体ピンから圧着端子８２への配線パターンと６番導体ピンから圧着端子８２への配線パターンの配線途上、つまり４番パスと６番パスの組み合わせについて平行パス部９３が形成されている。

また、本実施形態では、プリント基板７４の主として裏面に、３番導体ピンからの配線パターンと４番導体ピンからの配線パターン間、つまり３番パスと４番パス組み合わせについて櫛歯状部９５が形成され、さらに、５番導体ピンからの配線パターンと６番導体ピンからの配線パターン間、つまり５番パスと６番パス組み合わせについて櫛歯状部９５が形成されている。櫛歯状部９５は、図中に符号及びパス番号を記載したもののほかにも、電気的結合を改善したい導体ピンの組み合わせについて形成されている。また、組み合わせによってはより電気的結合を改善するために複数箇所に形成されている。

以下、図７〜図９のモジュラジャックコネクタ７１による作用効果を説明する。

本発明のモジュラジャックコネクタ７１は、所定の組み合わせによる２つの導体ピン４から２つの圧接端子８２に向かう２つの配線パターン９２の配線途上に、両配線パターン９２同士がプリント基板７４の同一面上で所定の区間互いに隣接して平行に配線された平行パス部９３を備え、また、所定の組み合わせによる２つの導体ピン４に繋がる配線パターン９４間に、プリント基板７４の同一面上で互いに非接触で噛み合う櫛歯状部９５を備える。これら平行パス部９３あるいは櫛歯状部９５は、それぞれ配線パターン９２相互間、配線パターン９４相互間の電気的結合に寄与する。このため、例えば、モジュラジャックにおける３番６番導体ピンが４番５番導体ピンを挟み込んだことによる３番４番間の電気的結合及び６番５番間の電気的結合を平行パス部９３あるいは櫛歯状部９５における電気的結合で打ち消すことができる。

このように平行パス部９３、櫛歯状部９５がそれぞれ配線パターン９２相互間、配線パターン９４相互間の電気的結合に寄与することから、モジュラジャックコネクタ７１は、上述の電気的結合調整方法を実現するものであり、信号線間の電気的結合を改善することができるので、課題として述べた信号線間の対間近端漏話減衰量と対間遠端漏話減衰量を低減させることができる。

ただし、この櫛歯状部９５の全長はできるだけ短くすることが望ましい。なぜなら、櫛歯状部９５の全長を増やすことによって静電容量を効率的に増やすことができるが、全長が長くなることによって自己インダクタンスが増えて、相互インダクタンスの量も増えてしまい、逆に誘導係数のバランスがとり難くなり、漏話を低減することが難しくなってしまうからである。従って、電気的結合の改善は、主に平行パス部９３（配線パターン９２間の間隔や配線方向の長さ）を調節することによって行い、電気的結合を打ち消しきれない場合に、補助的に櫛歯状部９５を設けて行うようにすると良い。

これまで、モジュラジャック１における導体ピン４の配列ピッチや導体ピン番号に対する対撚り線の割り振りによって生じる信号線間の電気的結合の改善を、導体ピン４に膨らみ部５を形成する形態と、プリント基板７４に平行パス部９３あるいは櫛歯状部９５を形成する形態とを説明した。これらの形態は組み合わせて実施することで、相乗効果を得ることができる。また、圧接端子に由来する電気的結合を含む、モジュラジャックコネクタ７１全体の電気的結合についても、本発明により改善することができる。

最終的には、図７のモジュラジャックコネクタ７１において、圧接端子台７３中の隣接し合う２つの圧接端子８２、すなわち、図９に括弧付き数字で番号を示した、２番と１番、８番と７番、４番と５番、６番と３番に、それぞれ対撚り線を構成する２本の電線が電気的に接続されることになる。

なお、図１及び図７の実施形態では、モジュラジャック１の開口部２がプリント基板７４の基板面に対して垂直な方向に向いて開口することになる。特許文献１に記載のようなモジュラジャックの開口部がプリント基板の基板面に対して平行な方向に向いて開口するものについても本発明は適用可能である。

本発明によれば、モジュラジャック及びモジュラジャックコネクタが非常に安いコストにて提供可能になる。

本実施形態のモジュラジャックコネクタの電気的特性の測定結果を図１０〜図１３に示す。

図１０に、周波数に対する対間近端漏話減衰量特性を示す。横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は漏話の大きさ（ｄＢ）であり、カテゴリ６の規格値による限界ライン１０１と共に、３番６番ペア信号線対４番５番ペア信号線間特性線１０２、３番６番ペア信号線対１番２番ペア信号線間特性線１０３、３番６番ペア信号線対７番８番ペア信号線間特性線１０４、４番５番ペア信号線対１番２番ペア信号線間特性線１０５、４番５番ペア信号線対７番８番ペア信号線間特性線１０６が示されている。他の組み合わせの特性線は省略してある。

限界ライン１０１は、８．５ＭＨｚ未満では−７５ｄＢ、８．５ＭＨｚ以上２５０ＭＨｚ以下では−５４＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）（ただし、周波数ｆはＭＨｚ単位）となる。対間近端漏話減衰量が限界ライン１０１を超えなければカテゴリ６に適合する。

図示のように、本実施例では、全てのペア信号線間特性線において対間近端漏話減衰量が限界ライン１０１を超えないので、カテゴリ６に適合することが分かる。

図１１に、周波数に対する反射減衰量特性を示す。横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は反射信号の大きさ（ｄＢ）であり、カテゴリ６の規格値による限界ライン１１１と共に、３番６番ペア信号線特性線１１２、４番５番ペア信号線特性線１１３、１番２番ペア信号線特性線１１４、７番８番ペア信号線特性線１１５が示されている。

限界ライン１１１は、５０ＭＨｚ未満では−３０ｄＢ、５０ＭＨｚ以上２５０ＭＨｚ以下では−２４＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）（ただし、周波数ｆはＭＨｚ単位）となる。反射減衰量が限界ライン１１１を超えなければカテゴリ６に適合する。

図示のように、本実施例では、全てのペア信号線特性線において反射減衰量が限界ライン１１１を超えないので、カテゴリ６に適合することが分かる。

図１２に、周波数に対する対間遠端漏話減衰量特性を示す。横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は漏話の大きさ（ｄＢ）であり、カテゴリ６の規格値による限界ライン１２１と共に、３番６番ペア信号線対４番５番ペア信号線間特性線１２２、３番６番ペア信号線対１番２番ペア信号線間特性線１２３、３番６番ペア信号線対７番８番ペア信号線間特性線１２４、４番５番ペア信号線対１番２番ペア信号線間特性線１２５、４番５番ペア信号線対７番８番ペア信号線間特性線１２６が示されている。他の組み合わせの特性線は省略してある。

限界ライン１２１は、２．５ＭＨｚ未満では−７５ｄＢ、２．５ＭＨｚ以上２５０ＭＨｚ以下では−４３＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）（ただし、周波数ｆはＭＨｚ単位）となる。対間遠端漏話減衰量が限界ライン１２１を超えなければカテゴリ６に適合する。

本実施例では、全てのペア信号線間特性線において対間遠端漏話減衰量が限界ライン１２１を超えないので、カテゴリ６に適合することが分かる。

図１３に、周波数に対する対間遠端漏話減衰量特性を示す。横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は漏話の大きさ（ｄＢ）であり、カテゴリ６の規格値による限界ライン１３１と共に、４番５番ペア信号線対３番６番ペア信号線間特性線１３２、１番２番ペア信号線対３番６番ペア信号線間特性線１３３、１番２番ペア信号線対４番５番ペア信号線間特性線１３４、７番８番ペア信号線対１番２番ペア信号線間特性線１３５、７番８番ペア信号線対３番６番ペア信号線間特性線１３６が示されている。他の組み合わせの特性線は省略してある。

限界ライン１３１は、２．５ＭＨｚ未満では−７５ｄＢ、２．５ＭＨｚ以上２５０ＭＨｚ以下では−４３＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）（ただし、周波数ｆはＭＨｚ単位）となる。対間遠端漏話減衰量が限界ライン１３１を超えなければカテゴリ６に適合する。

本実施例では、全てのペア信号線間特性線において対間遠端漏話減衰量が限界ライン１３１を超えないので、カテゴリ６に適合することが分かる。

本実施形態のモジュラジャックにおいても、対間近端漏話減衰量、対間遠端漏話減衰量、反射減衰量の全ての特性がカテゴリ６に適合することを確認できた。

以上の結果から、本発明によれば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び電話等の集線や分岐を行う配線システムの中でパッチパネル等に使用されるモジュラジャックにおいて、米国配線システム規格ＴＩＡ／ＥＩＡ５６８Ｂ−２．１及び日本工業規格ＪＩＳＸ５１５０に規定されるカテゴリ６における対間近端漏話減衰量が−５４＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）以下のモジュラジャックであって、かつ、対間遠端漏話減衰量が−４３＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）以下のモジュラジャックであって、かつ、反射減衰量が−２４＋２０×Ｌｏｇ（ｆ／１００）以下のモジュラジャックコネクタを提供することができる。

本発明の一実施形態を示すモジュラジャックの透視斜視図である。 図１のモジュラジャックの導体ピンだけをその保持姿勢のまま示した斜視図である。 図１のモジュラジャックの奇数番導体ピンだけをその保持姿勢のまま拡大して示した斜視図である。 図１のモジュラジャックの偶数番導体ピンだけをその保持姿勢のまま拡大して示した斜視図である。 本発明に用いる電気的結合調整方法の基礎理論を説明するための静電結合を表したブリッジ回路図である。 本発明に用いる電気的結合調整方法の基礎理論を説明するための電磁結合を表したブリッジ回路図である。 本発明の一実施形態を示すモジュラジャックコネクタの斜視図である。 図７のモジュラジャックコネクタに用いる圧接端子台の平面（部分断面）図である。 図７のモジュラジャックコネクタに用いるプリント基板のプリントパターン図である。 実施例における周波数に対する対間近端漏話減衰量特性の図である。 実施例における周波数に対する反射減衰量特性の図である。 実施例における周波数に対する対間遠端漏話減衰量特性の図である。 実施例における周波数に対する対間遠端漏話減衰量特性の図である。 配線システムの概念図である。 パッチパネルの外観図である。 コンセントボックスの外観図である。 モジュラジャックの外観図である。 モジュラジャックの導体ピンを透視した外観図である。

符号の説明

１ モジュラジャック
２ 開口部
３ ハウジング
４ 導体ピン
５ 膨らみ部
６ 上部壁
７ 傾斜部分
８ 立ち上げ部分
９ｕ，９ｄ 被保持部分
１０ 実装用電極
７１ モジュラジャックコネクタ

Claims (9)

1. プラグ受け入れ用の開口部が形成されたハウジングと、該ハウジングに保持され上記開口部内で整列する複数本の導体ピンとを備えたモジュラジャックにおいて、上記導体ピンのうち１本以上の導体ピンに、他の導体ピンに近接する方向に膨らませた膨らみ部が形成され、上記開口部内での整列順が奇数番目である導体ピンが上記ハウジングの所定部位に整列して保持され、上記開口部内での整列順が偶数番目である導体ピンが上記ハウジングの上記奇数番導体ピンの保持部位とは別の所定部位に整列して保持され、奇数番導体ピンの膨らみ部は奇数番導体ピンの保持部位に形成され、偶数番導体ピンの膨らみ部は偶数番導体ピンの保持部位に形成されていることを特徴とするモジュラジャック。
2. 奇数番導体ピンの膨らみ部は隣接する他の奇数番導体ピンの膨らみ部と対向する位置に形成され、偶数番導体ピンの膨らみ部は隣接する他の偶数番導体ピンの膨らみ部と対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載のモジュラジャック。
3. 上記導体ピンが８本であり、上記膨らみ部は、上記開口部内での整列順の１番導体ピンの３番導体ピン側、３番導体ピンの１番導体ピン側と５番導体ピン側、５番導体ピンの３番導体ピン側、４番導体ピンの６番導体ピン側、６番導体ピンの４番導体ピン側と８番導体ピン側、８番導体ピン６番導体ピン側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のモジュラジャック。
4. 請求項１〜３いずれか記載のモジュラジャックと上記複数の導体ピンとそれぞれ電気的に接続される複数の圧接端子を有する圧接端子台とが実装され上記導体ピンから上記圧接端子まで配線パターンが配線されたプリント基板と、所定の組み合わせによる２つの導体ピンから２つの圧接端子に向かう２つの配線パターンの配線途上に、両配線パターン同士が上記プリント基板の同一面上で互いに隣接して平行に配線された平行パス部を備えたことを特徴とするモジュラジャックコネクタ。
5. 上記導体ピンが８本であり、上記平行パス部は、上記モジュラジャックの開口部内での整列順の３番導体ピンからの配線パターンと５番導体ピンからの配線パターンの配線途上と、４番導体ピンからの配線パターンと６番導体ピンからの配線パターンの配線途上に形成されたことを特徴とする請求項４記載のモジュラジャックコネクタ。
6. 請求項１〜３いずれか記載のモジュラジャックと上記複数の導体ピンとそれぞれ電気的に接続される複数の圧接端子を有する圧接端子台とが実装され上記導体ピンから上記圧接端子まで配線パターンが配線されたプリント基板と、所定の組み合わせによる２つの導体ピンに繋がる配線パターン間に、上記プリント基板の同一面上で互いに非接触で噛み合う櫛歯状部を備えたことを特徴とするモジュラジャックコネクタ。
7. 上記導体ピンが８本であり、上記櫛歯状部は、上記モジュラジャックの開口部内での整列順の３番導体ピンからの配線パターンと４番導体ピンからの配線パターン間と、５番導体ピンからの配線パターンと６番導体ピンからの配線パターン間に形成されたことを特徴とする請求項６記載のモジュラジャックコネクタ。
8. 上記圧接端子台中の隣接し合う２つの圧接端子に対撚り線を構成する２本の電線が電気的に接続されていることを特徴とする請求項４〜７いずれか記載のモジュラジャックコネクタ。
9. 上記開口部が上記プリント基板の基板面に対して垂直な方向に向いて開口していることを特徴とする請求項４〜８いずれか記載のモジュラジャックコネクタ。

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