JPH11167959A

JPH11167959A - コネクタ

Info

Publication number: JPH11167959A
Application number: JP9335601A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Anzai; 裕一安斎; Hideo Soan; 秀夫宗安; Yuichi Seshimo; 雄一瀬下
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: JP4299379B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストの増加を防ぎ、プリント基板の小型化
にも役立ち、十分な耐久性、信頼性を持ちつつ電気的不
平衡を補償することにより、漏話特性を向上できるコネ
クタを提供する。【解決手段】信号を入力するための複数の入力端１１
３〜１２０と、その信号を出力するための複数の出力端
１０４〜１１１と、それら入出力端１１３〜１２０，１
０４〜１１１を電気的に接続する信号伝送線１０３，１
２１〜１２３とを有するプリント基板３０を設けたコネ
クタにおいて、上記信号伝送線１０３，１２１〜１２３
を、容量性結合を生じさせる機能を付与する少なくとも
一組の櫛状パターン１０１で形成し、かつそれらの櫛状
パターン１０１が互い違いに絶縁を取りながら噛み合わ
さるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信装置同士を配
線ケーブルで接続するためのコネクタに係り、特に情報
配線システムにおける漏話特性を改善するためのコネク
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークシステム全体の効率、性能
は、ルータ、ハブといった通信機器の性能のみならず、
通信機器や端末などを接続する全ての配線ケーブルやコ
ネクタ等を統合化する情報配線システムの伝送特性にも
深く関わっている。

【０００３】すなわち、ネットワークシステム全体の効
率、性能を向上させるためには、年々飛躍的に向上する
通信機器の性能だけでなく、情報配線システムの伝達性
能の向上も重要なファクタとなっている。

【０００４】情報配線システムは、通常、１０年以上の
長期にわたるライフサイクルを持つ。通信機器としての
ＬＡＮ機器の性能が向上し、ＬＡＮ機器の入れ替えが行
われた場合でも、情報配線システムを同時に入れ替える
ことはあまりない。これは、元来、情報配線システム
は、先行配線により、予め、配線を敷設しておき、ＬＡ
Ｎ機器のアップグレードや端末の配置の変更等による配
線レイアウトの変更のためのコストを最小限に抑えると
いう性格を備えているためである。

【０００５】このため、ＬＡＮ機器のアップグレードに
よる伝送帯域の拡大に予め対応しておく必要があり、情
報配線システムに対する電気的特性に関する要求性能
は、高くなりつつある。また、長期にわたる使用に耐え
うる耐久性、信頼性も、情報配線システムに要求される
重要な要素である。

【０００６】この情報配線システムに関する電気的特性
の性能を決定するための一つの指標となっている国際規
格に、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１８０１及びＡＮＳＩ／ＴＩＡ
／ＥＩＡ−５６８Ａがある。この規格は、情報配線シス
テムを設計する上での基準を定めており、伝送性能、電
気的特性、信頼性等の項目が含まれている。

【０００７】ＩＳＯ／ＩＥＣ１１８０１及びＡＮＳＩ／
ＴＩＡ／ＥＩＡ−５６８Ａが定める非シールドより対線
を接続するコネクタにおける電気的特性の主なものに
は、減衰量、漏話減衰量、及び反射減衰量がある。

【０００８】減衰量は、コネクタを介しての信号電力損
失量である。この量は一般にデシベルで表示され、その
絶対量が小さい程その伝送性能は優れている。

【０００９】漏話減衰量は、原信号電力と被誘導線に現
れる漏話電力の比であり、通常これはデシベル表示さ
れ、その絶対量が大きい程その伝送性能は優れている。
更に、この漏話減衰量には、近端漏話減衰量と遠端漏話
減衰量がある。近端漏話減衰量は、原信号電力と近端側
（送信端側）の被誘導線に現れる漏話電力の比であり、
遠端漏話減衰量は、原信号電力と遠端側（受信端側）の
被誘導線に現れる漏話電力の比である。

【００１０】反射減衰量は、ある周波数帯域における、
コネクタと接続されるケーブルとのインピーダンスの不
整合によって生じる反射量であり、通常デシベル表示さ
れ、その絶対量が大きい程、伝送性能は優れている。

【００１１】また、非シールドより対線を用いた情報配
線システムにおける性能レベルも、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１
８０１及びＡＮＳＩ／ＴＩＡ／ＥＩＡ−５６８Ａに規定
されている。それは、Ｃａｔ．（Ｃａｔｅｇｏｒｙ）
３，４，５と呼ばれるものである。この中でもＣａｔ．
５は、周波数１００ＭＨｚまでの電気的性能を持ち、１
００ＢＡＳＥ−Ｔ、１５６ＭｂｐｓＡＴＭ等の応用シス
テムに適用できる。

【００１２】非シールドより対線を接続する従来のコネ
クタには、モジュラプラグを接続するためのモジュラジ
ャックと、ケーブルの心線を接続するためのＩＤＣ(Ins
ulation Displacement Connection)端子とが一体となっ
ているタイプや、モジュラジャックとＩＤＣ端子とをプ
リント基板を介して構成するタイプ等がある。

【００１３】このプリント基板を介して構成するタイプ
のコネクタは、上述した減衰量、漏話減衰量、及び反射
減衰量等の電気的特性を改善し得る方策として、プリン
ト基板に形成される信号線の形状を、様々な意匠を以て
設計し、信号線間の静電結合及び電磁結合を利用するこ
とで、電気的不平衡を補償している。

【００１４】しかし、このタイプのコネクタは、ケーブ
ルが取り付けられたモジュラプラグをモジュラジャック
に接続すると、ケーブル内で対をよることによって保た
れていた平衡度が、モジュラジャック及びモジュラプラ
グの部分では崩れ、隣接した導体（信号線）同士の静電
容量は大きくなり、離れた導体同士の静電容量は小さく
なる。これにより、対間の静電容量のバランスが崩れ、
漏話が生じやすくなる。

【００１５】例えば、図６に示すように、モジュラジャ
ックの導体３及び導体４間の静電容量は、それよりも間
隔が離れた導体３及び導体５間の静電容量と比較し大き
い。同様に、導体５及び導体６間の静電容量は、それよ
りも間隔が離れた導体４及び導体６間の静電容量と比較
し大きい。この静電容量のアンバランスにより生じる静
電結合が対間の漏話特性を悪化させていることは、一般
に知られる事実である。

【００１６】このため、従来のコネクタは、静電容量の
アンバランスを補正する方策として、前記に示すような
静電容量のバランスが取れていない導体間に、静電容量
を付加する何らかの手段が用いられている。この静電容
量を付加する手段は、以下に示すような様々な方式が考
えられており、実用化されている。

【００１７】図７に、スルーホールを用いて静電容量を
付加する方式を示す。

【００１８】図７に示すように、スルーホールを用いる
方式は、必要とされる静電容量を生じさせるために、プ
リント基板７０１の表面に形成された配線パターン７０
３と裏面に形成された配線パターン７０４の両方に、ス
ルーホール７０２がプリント基板７０１上に適当な間隔
をおかれて配置されるものである。この方式は、スルー
ホール７０２の間隔、大きさを変化させることによっ
て、静電容量を調整することが可能である。

【００１９】図８に、平行平面板を用いて静電容量を付
加する方式を示す。

【００２０】図８に示すように、平行平面板を用いる方
式は、配線パターンの一部又は全てを太くした平面状の
導体（平行平面板）８０２，８０３をプリント基板８０
１の両面同位置に配置し、平行平板コンデンサの原理を
利用して静電容量を得るものである。この方式は、配線
パターンを加工する場合と同様の製造技術で製造可能な
ため、コストが少なくて済む点と、静電容量の計算がし
やすい点等の利点がある。

【００２１】図９に、コンデンサを用いて静電容量を付
加する方式を示す。

【００２２】図９に示すように、コンデンサを用いる方
式は、必要とされる静電容量を持つコンデンサ９０５
を、プリント基板９０１の配線パターン９０４上の容量
付加が必要な導体間に取り付けるものである。この方式
は、付加するコンデンサ９０５を選択することにより、
プリント基板９０１のレイアウト設計とは独立して付加
容量を調整することが可能である。また、通常、チップ
コンデンサを用いるため、静電容量を得るためにプリン
ト基板面積の利用効率が良いという利点も持つ。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７の
スルーホールを用いて静電容量を付加する方法では、ス
ルーホール７０２の個数を増やすほど、静電容量を増や
せるが、スルーホール７０２は製造コストが高いため、
プリント基板コストが高くなるという問題がある。ま
た、スルーホール７０２を多く使用すればするほどプリ
ント基板７０１の機械的強度が減少することにより、耐
久性、信頼性が低下する可能性がある。

【００２４】また、図８の平行平面板を用いて静電容量
を付加する方式では、平行平面板８０２，８０３の面積
の拡大に伴うプリント基板８０１の大型化によるプリン
ト基板コストの増大が予測される。

【００２５】更に、図９のコンデンサを用いて静電容量
を付加する方式では、コンデンサ９０５を取り付けるた
めのコストが高いという問題がある。

【００２６】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
し、コストの増加を防ぎ、プリント基板の小型化にも役
立ち、十分な耐久性、信頼性を持ちつつ電気的不平衡を
補償することにより、漏話特性を向上できるコネクタを
提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、基板に、信号を入力するための複
数の入力端と、その信号を出力するための複数の出力端
と、それら入出力端を電気的に接続する信号伝送線とを
形成したコネクタにおいて、上記信号伝送線に、容量性
結合を生じさせる機能を付与する少なくとも一組の櫛状
パターンを形成し、かつそれらの櫛状パターンが互い違
いに絶縁を取りながら噛み合わさるように形成したもの
である。

【００２８】請求項２の発明は、上記櫛状パターンをプ
リント基板の表裏両面に形成したものである。

【００２９】請求項３の発明は、上記信号伝送線は、魚
骨状パターンが形成された第１導体と櫛状パターンが形
成された第２導体及び第３導体とを有すると共に、魚骨
状パターンを挟んでそれぞれの櫛状パターンが同時に魚
骨状パターンと噛み合わさるように形成されたものであ
る。

【００３０】すなわち、本発明の要点は、基板上に、少
なくとも一組の信号伝送線が枝分かれした配線パターン
を持ち、それら枝分かれした配線パターンが互い違いに
並ぶ櫛状の配線パターンを形成し、１本の信号伝送線と
他の１本以上の信号伝送線間での静電容量を生じさせる
ことを可能にしたものである。

【００３１】上記構成によれば、入力端からの信号は、
プリント基板の両面に形成された容量性結合を生じさせ
る機能により、信号伝送線間の静電容量のアンバランス
が補正されながら、出力端に伝送される。容量性結合を
生じさせる機能は、信号伝送線で形成されるので、通常
の配線パターンを製造する技術をそのまま利用して形成
される。また、櫛状パターンは、その櫛の本数、幅、パ
ターン間隔を変化させることによって、生じさせる静電
容量の微妙に調整される。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を詳述する。

【００３３】図５に、本発明にかかるコネクタの概略図
を示す。

【００３４】図５に示すように、本発明にかかるコネク
タは、ケーブル端に設けられたモジュラプラグを接続す
るためのモジュラジャック１０と、ケーブルの心線を接
続するためのＩＤＣ(Insulation Displacement Connect
ion)端子２０と、これらモジュラジャック１０及びＩＤ
Ｃ端子２０が載置されるプリント基板３０とから構成さ
れている。

【００３５】このプリント基板３０には、図示されてい
ないが、モジュラジャック１０とＩＤＣ端子２０との間
で信号を伝送する導体からなる信号伝送線が端子の数に
合わせて形成されており、この信号伝送線には、信号伝
送線間の漏話を低減すべく、容量性結合を生じさせる機
能が付与されている。

【００３６】この容量性結合を生じさせる機能は、プリ
ント基板３０の表面と裏面にそれぞれ形成されている。
図１に、このプリント基板３０の表面側から透視した裏
面図を示し、図２にその表面図を示す。

【００３７】図１に示すように、本発明のプリント基板
３０は、信号を入力するための８つの入力端１０４〜１
１１と、それら信号を出力するための８つの出力端１１
３〜１２０と、これら入出力端１０４〜１１１，１１３
〜１２０をそれぞれ電気的に接続する８本の信号伝送線
１０３，１１２，１２１，１２２，１２３とから主に構
成されており、それぞれの入出力端１０４〜１１１，１
１３〜１２０は、１番から８番までの番号が付されてい
ると共に全てスルーホールで形成されている。また、プ
リント基板３０の表裏に形成された６番の信号伝送線間
にも、スルーホールが形成されている。

【００３８】モジュラジャックが接続される入力端１０
４〜１１１は、１番から８番まで順にジグザグに形成さ
れると共に、連続する三つの番号の入力端同士が等間隔
となる距離を隔てて形成されている。

【００３９】また、信号伝送線１０３，１１２，１２
１，１２２，１２３には、適宜な容量性結合を付与でき
るように、櫛状パターン１０１が形成されている。例え
ば、１番の信号伝送線１２１、２番の信号伝送線１２
３、３番の信号伝送線１１２、５番の信号伝送線１０
３、７番の信号伝送線１２２、及び８番の信号伝送線１
０３に櫛状パターン１０１が形成されており、３番の信
号伝送線１１２にあっては、櫛状パターンを変形させた
魚骨状パターン１２４が形成されている。更に、２番と
５番、及び５番と８番の信号伝送線に形成された櫛状パ
ターン１０１は、互い違いに絶縁を取りながら噛み合わ
さるように対になって形成されている。特に、３番の信
号伝送線１１２からなる第１導体は、１番の信号伝送線
１２１に櫛状パターンが形成された第２導体と、７番の
信号伝送線１２２に櫛状パターンが形成された第３導体
とで、その魚骨状パターン１２４を挟んでそれと交互に
噛み合うように形成されている。

【００４０】この櫛状パターン１０１の形状は、基本的
には、本となる幹パターン１０１ａの片側に、これと垂
直に複数の枝パターン１０１ｂが平行に所定の間隔を隔
てて形成されている。また、魚骨状パターン１２４の形
状は、２つの櫛状パターンを合わせて八木アンテナのよ
うな魚骨状に形成されており、本となる幹パターン１０
１ａの両側に、これと垂直に複数の枝パターン１０１ｂ
が平行に所定の間隔を隔てて形成されている。更に、櫛
状パターン１０１は、形成される信号伝送線によって、
枝パターン１０１ｂの長さや間隔及び本数などが調整さ
れて形成されている。

【００４１】また、図２に示すように、プリント基板３
０の表面にも、裏面と同様に、信号伝送線に櫛状パター
ン１０１が形成されている。

【００４２】表面側の信号伝送線は、３番の信号伝送線
２１１と、５番の信号伝送線２２１と、８番の信号伝送
線に櫛状パターン１０１が形成されており、３番と５
番、及び５番と８番の櫛状パターン同士が、互い違いに
絶縁を取りながら噛み合わさるように対になって形成さ
れている。

【００４３】次に作用を説明する。

【００４４】モジュラジャック１０を介して入力された
信号は、各入力端１０４〜１１１から信号伝送線を伝送
する。それぞれの信号は、プリント基板３０の両面に形
成された櫛状パターン１０１を伝送され、信号伝送線間
の静電容量のアンバランスが補正されながら、各出力端
１１３〜１２０に伝送された後、ＩＤＣ端子２０を介し
て出力される。

【００４５】この信号伝送線間の静電容量のアンバラン
スの補正は、櫛状パターン同士の結合の強弱を操作する
ことにより行う。具体的には、枝分かれしている枝パタ
ーン１０１ｂの本数の増減や、枝パターン１０１ｂの間
隔（パターンピッチ）、櫛状パターン巾、櫛状パターン
の間隔（幹パターンの間隔）等を変化させ、容量を調節
することにより行う。

【００４６】この櫛状パターン１０１と容量の関係を図
３に示す。

【００４７】図３は、横軸が櫛状パターンの段数（枝パ
ターン間のスペース数）を示し、縦軸が容量を示してい
る。更に、図中、白抜き三角を繋いだ線は、櫛状パター
ンの間隔Ｗを５mmに形成した配線パターンの容量を示し
た線であり、白抜き丸を繋いだ線は、櫛状パターンの間
隔Ｗを４mmに形成した配線パターンの容量を示した線で
あり、白抜き四角を繋いだ線は、櫛状パターンの間隔Ｗ
を３mmに形成した配線パターンの容量を示した線であ
り、白抜き菱形は、櫛状パターンの間隔Ｗを２mmに形成
した配線パターンの容量を示した線である。尚、パター
ン巾ｗは、０．４mm、パターンピッチｐは０．７mmとし
て、容量を図示した。

【００４８】図３に示すように、容量は、櫛状パターン
の段数と櫛の幅（幹パターンの間隔）に比例して増加し
ている。このことから、櫛の段数や櫛の幅を変化させる
ことにより静電容量を所望の大きさに変化させることが
可能であることが分かる。

【００４９】この性質を利用して、容量が小さな信号伝
送線間には、大きな容量の容量性結合を生じさせて静電
容量のアンバランスを補正する。

【００５０】このように、本発明は、通常の配線パター
ンを製造する技術をそのまま利用して漏話特性を改善で
きるので、コンデンサ取付けのような２次的作業が不要
になり、プリント基板コストの増加を避けることが可能
である。これにより、低コストでかつ、耐久性、信頼性
に優れるコネクタを実現することが可能である。

【００５１】更に、容量性結合を生じさせる機能は、信
号伝送線が枝分かれした櫛状パターン１０１によって付
加されているため、櫛の本数、幅、パターン間隔を変化
させることによって、生じさせる静電容量を調整してプ
リント基板３０の最適化が容易に可能となる。

【００５２】また、櫛状パターン１０１と魚骨状パター
ン１２４を用いたので、複数の導体間で静電容量を生じ
させることができ、効率良く静電容量を得ることができ
る。これにより、限られたプリント基板面積を有効に使
用してプリント基板３０の小型化に有効である。

【００５３】次に、本実施の形態で製作したコネクタの
対間における近端漏話減衰量を測定した。その測定結果
を図４に示す。

【００５４】図４は、縦軸が近端漏話減衰量の大きさ
（ｄＢ）を示し、横軸が信号の周波数（ＭＨｚ）を示し
ている。

【００５５】図４に示すように、本発明にかかるコネク
タの対間における近端漏話減衰量は、最悪でも１０ｄＢ
のマージンを以てＣａｔ．５規格値（４０ｄＢ，１００
ＭＨｚ）を満足していることが分かる。

【００５６】尚、本実施の形態にあっては、櫛状パター
ン１０１の結合を強めるために、第２導体、第３導体の
櫛状パターンの間に第１導体の魚骨状パターン１２４を
形成したが、櫛状パターン１０１の結合を強める組み合
せは、様々に変化させてよい。

【００５７】また、モジュラジャック１０が接続された
スルーホールを入力端とし、ＩＤＣ端子２０が接続され
たスルーホールを出力端として説明したが、反対にモジ
ュラジャックが接続されたスルーホールを出力端とし、
ＩＤＣ端子が接続されたスルーホールを入力端として用
いても良いことは勿論である。

【００５８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下の如
き効果をもたらす。

【００５９】（１）プリント基板上で櫛状の配線パター
ンを使用することにより、配線パターンの製造技術と同
様の技術で静電容量を得ることが可能であり、プリント
基板コストの増加を防ぐことができる。

【００６０】（２）櫛状パターンの本数、幅、間隔を変
化させることにより、静電容量を調整できるため、プリ
ント基板の最適化が容易である。

【００６１】（３）複数の導体間で静電容量を生じさせ
ることができ、効率良く静電容量を得ることができるた
め、限られたプリント基板面積を有効に使用でき、プリ
ント基板の小型化に有効である。

【００６２】（４）コンデンサ取付けのような２次的作
業が不要なため、プリント基板コストの増加を避けるこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるコネクタのプリント基板の裏面
に形成されたパターンを示す図である。

【図２】本発明にかかるコネクタのプリント基板の表面
に形成されたパターンを示す図である。

【図３】本発明の櫛状パターンと容量との関係を示す図
である。

【図４】本発明にかかるコネクタの近端漏話減衰量の特
性を示す図である。

【図５】本発明にかかるコネクタの外観を表す図であ
る。

【図６】モジュラジャックの構造を説明するための図で
ある。

【図７】従来のコネクタのプリント基板におけるスルー
ホールを用いて静電容量を得る方式を説明するための説
明図である。

【図８】従来のコネクタのプリント基板における容量性
パッドを用いて静電容量を得る方式を説明するための説
明図である。

【図９】従来のコネクタのプリント基板におけるコンデ
ンサを用いて静電容量を得る方式を説明するための説明
図である。

【符号の説明】

３０プリント基板１０１櫛状パターン１０３信号伝送線１０４〜１１１スルーホール（入力端又は出力端）１１３〜１２０スルーホール（出力端又は入力端）１２１〜１２３信号伝送線１２４魚骨状パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に、信号を入力するための複数の入
力端と、その信号を出力するための複数の出力端と、そ
れら入出力端を電気的に接続する信号伝送線とを形成し
たコネクタにおいて、上記信号伝送線に、容量性結合を
生じさせる機能を付与する少なくとも一組の櫛状パター
ンを形成し、かつそれらの櫛状パターンが互い違いに絶
縁を取りながら噛み合わさるように形成したことを特徴
とするコネクタ。
【請求項２】櫛状パターンをプリント基板の表裏両面
に形成したことを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
【請求項３】信号伝送線は、魚骨状パターンが形成さ
れた第１導体と櫛状パターンが形成された第２導体及び
第３導体とを有すると共に、魚骨状パターンを挟んでそ
れぞれの櫛状パターンが同時に魚骨状パターンと噛み合
わさるように形成された請求項１記載のコネクタ。