モジュラーコネクターについて知っておくべきこと

「必要性は発明の母である」- 最近のモジュラー電子コネクターの開発において、これ以上適切な格言はないでしょう。これらの発明、改良、そして受け入れが、音声とデータ通信の爆発的な世界的拡大を支えてきました。お決まりですが、この舞台を飾るために歴史を紐解いてみましょう。

1930年代から1960年代にかけて、電話システムはハードウェアを所有し、たとえ個人宅であっても、第三者の機器を許さなかった電話会社によって支配されていました。建物と個々の電話をネットワークに接続する作業は、1930年代から使われてきた古くかさばるコネクターや、技術者が設置および修理しなければならない（これは通常、コストのかかる家庭訪問によるものになります）1本1本のワイヤーを通して行われました。この相互接続ハードウェアは、その当時は堅牢でしたが、システムは不格好で非効率なものでした。

消費者向けと業務用の電話システムの成長に伴い、AT&Tはサービスコストを削減し、よりシンプルな接続システムを提供する方法を模索し始めました。1960年代後半、AT&TはWestern Electricにソリューションを開発するタスクを割り当てました。彼らの努力により、従来のバージョンよりも小型で低コスト、かつインストールが容易な標準接続コンポーネントの「モジュラー型」システムへとなりました。このシステムは、1965年にAT&Tの人気のTrimline電話機で初めて一般公開され、1970年代初頭に個々のコネクタとケーブルが一般に公開されました。

また1970年代には、米国連邦通信委員会（FCC）は、電話会社の機器と顧客の機器間の相互接続に関する基準を確立するように指示しました。これにより、インターフェースが標準化され、ホームまたはオフィスの配線は、サービス・プロバイダーが所有する配線とは別に所有されるようになりました。これらの接続には、新しく開発されたモジュラーコネクターが使用されています。1976年には、FCCはこれらのコネクターの登録システムを義務付け、登録ジャック（RJ）として知られるようになりました。

RJインタフェース仕様には、コネクターの物理構造、配線パターン、および信号仕様が含まれます。登録済みジャックには、RJという文字のラベルが付いており、その後、タイプとマイナーバリエーションを示す追加の数字が続きます。モジュラーコネクターとRJコネクターは、同じデバイスの共通名です。これらは40年前に標準化されていたという事実にもかかわらず、モジューラーコネクターは、その幅広い採用、可用性、および使いやすさにより、多くのアプリケーションで使用が増え続けています。

モジュラーコネクターの仕組み

モジュラーコネクターは、絶縁チャネルで分離されたスタンプされた金属接点を包むシンプルなプラスチックハウジングで成形されています。プラグに刻印された金属は、ジャックの類似材料と嵌合します。このプラスチックハウジングの一部は、ケーブルまたはコードをプラグにロックし、ストレインリリーフを可能にします。ハウジングにはラッチがあり、コネクタをハンドセット、電話機、壁コンセント、その他のデバイスにしっかりと固定し、デバイスのプラグの着脱を容易にします。

モジュラーコネクターまたはジャックをケーブルに追加することは、クリンピング・ツールで簡単に行えるため、現場サービスが簡単に行えます。用途に応じて、個々のコネクタには2～10の位置（接点の位置）の偶数になります。このため、コネクタ本体の幅はさまざまです。ただし、すべての位置にコンタクトが取り付けられているわけではありません。

電話コネクタ（RJ11）は通常、4～6の接続があり、イーサネット（RJ45）は通常8つの接続を使用します。ネーミング方式は、コネクタの配線方法を説明します。たとえば、6P2Cコネクタには6つの位置と2つの接点があります。4つの位置、4つの接点コネクター、または4P4Cは、通常電話の受話器のコードの端に使用される標準コネクターです。ただし、この命名スキームはそのワイヤーの目的は定義していません。モジュラー（またはRJ）コネクターは、オス（プラグまたはヘッダー）とメス（ジャックまたはソケット）に分類されます。また、一部のモジュラーコネクターは、低電圧ACまたはDC電源を電話やその他の小型電子機器などの機器に供給するためにも使用できます。

標準の使用とアプリケーション

実績ある性能、既存の在庫の可用性、使いやすさ、シンプルな設計により、モジュラーコネクターは多くの用途で簡単に適合します。最も一般的な用途は、電話システム、データネットワーク、低速シリアル接続です。また、その効率的で経済的なサイズにより、設計者は、さまざまな製品において、よりかさばり、より高価なコネクターの代替としてこれらを使用するようになりました。世界中で幅広く使用されているため、データ通信や音声通信の重要な要素となっています。

モジュラーコネクターの機能と利点

モジュラーコネクターは、音声およびデータ伝送などの標準使用だけでなく、製品製造（OEM）と現場設置や修理（MRO）セッティングの両方で広く使用されています。OEM分野でモジュラーコネクターを使用する利点は次のとおりです。

• 低コスト
• 既製製品の可用性
• コネクタおよびケーブルのはんだ不要アセンブリ
• ケーブルの簡単なカスタマイズ
• ジャックは表面実装およびリフローはんだで、基板使用が可能
• 産業用アプリケーション向けの高耐久化バージョン

MRO 設定では、低コストや製品の可用性など、同じメリットが適用されます。しかし、保守、修理、および運用の問題は、多くの場合、古い部品の交換、生産のダウンタイムの回避、およびシステムの信頼性の向上に焦点を当てています。MRO問題に対するモジュラーコネクターのその他の利点は次のとおりです。

• 古い接続の簡単なアップグレードまたは交換
• 簡単な工具による簡単な現場組み立て
• 現場でケーブルアセンブリーをカスタマイズ可能
• 複数のコネクターと配線オプション
• フィールドサービス担当者の簡単なトレーニング

OEMとMROの両方の分野で、モジュラーコネクターは、コネクターのシンプルなプラグイン/アンプラグ特性、ユーザーのセルフサービスによるフィールドサービスコールの削減、容易なカスタマイズをベースとした、コスト効率の高いソリューションを提供します。

モジュラーコネクターの種類

アプリケーションに特化したさまざまなモジュラーコネクターは、世界中でますます使われており、大きく成長しています。最も一般的なタイプ、機能、用途の簡単な説明は次のとおりです。

• RJ10 - 電話機をレシーバーに接続するのに使用する、シンプル、かつ4つの位置、4つの接点を備えた長方形のデバイス。
• RJ11 - 6つの位置、2または4つの接点を備え、電話回線とモデムの接続に使用する正方形デバイス。
• RJ12 - サイズはRJ11と同じですが、大型電話システムで使用する6つの位置と6つの接点があります。
• DEC MMP/MMJ - RJ11/12コネクタの修正(スモールフォームファクタ)バージョン。改良型モジュラープラグ（MMP）と改良型モジュラージャック（MMJ）デバイスは、Digital Equipment Corporation (DEC) 機器で使用されていました。
• RJ13 - 6つの位置、RJ12と類似した4つの接点装置、ただし、背後回路。
• RJ14 - 6つの位置、2の電話またはモデムの接続に使用する2回線の4つの接点装置。
• RJ21 - 最大で50導体の接点を持つモジュラーコネクタで、大型電話システムのように、最大25極の接続に使用されます。
• RJ22 - 形状はRJ11と類似していますが、4つの位置と4つの接点はハンドセット接続で通常使用されます。
• RJ25 - 6つ位置、RJ11と似た6つの接点装置、最大3個の装置を接続可能。
• RJ45 - 8つの位置、イーサネット・ベースのローカル・エリア・ネットワーク (LAN) 接続に使用される8または10個の接点装置。詳細については、当社ブログコネクターRJ45の究極のガイドをお読みください。
• RJ48 - 8つの位置、T1 データラインで使用されるシールドケーブルに接続される、RJ45に類似した8つの接点装置。より長距離に対応し、外環境にさらされる可能性があります。

モジュラーコネクターの機能

現在利用可能な多数のモジュラーコネクターは、特定の用途に適した追加特殊機能が特徴です。利用可能なオプションの一部を以下に示します。

シールド

より長いケーブル配線の場合、またはEMIまたはRFIの対象となる可能性のある工場フロアの用途では、シールドケーブルが頻繁に使用されます。シールドケーブルは、EMI/RFIの影響を相殺するために接地を組み込みますが、干渉を吸収し、それを接地するために、アセンブリで使用されるコネクタとジャックもシールドする必要があります。シールドRJ45およびRJ48コネクターは、幅広くご利用いただけます。

キーイング

真のRJ45コネクタには、ソケットに一方向のみ挿入できる付属のタブが付いており、不適切な配線を回避します。これは、このセキュリティ機能を持たない標準8P8Cコネクタとは対照的です。このセキュリティ機能への装飾は、ネットワーク接続ポイントへのアクセスを制限するために、キーイングとカラーコーディングを使用しても利用できます。

マウント

OEMアプリケーション用のモジュラーコネクターは、パネルマウント、ボードマウント、スルーホール、およびサーフェイスマウントのアタッチメントなど、ほとんどの標準的なコンポーネント実装方法を提供します。モジュラージャック（またはソケット）は、垂直または水平方向の向きも提供できます。

ディスプレイおよびインジケータ機能

最新のモジュラーコネクター製品には、さまざまな色のLEDが組み込まれており、接続状態を示すこともできます。

高信頼性（Hi-Rel）製品

モジュラーコネクター製品は、軍事、航空宇宙、防衛アプリケーションなど、高い信頼性と性能を必要とするシステムにますます導入されつつあります。また、オートメーションやマシンビジョンシステムなど、工場の現場でもますます使用されてきています。これらのシステムのニーズを満たすために、堅牢なモジュラーコネクターには、EMI/RFIシールド、特殊なキーイング、保護ブーツ、または堅牢な部品が組み込まれており、挿入/取り外しのサイクルを増やすことができます。

統合型磁気

イーサネット相互接続アプリケーションでは、xBASE-Tネットワークのイーサネット仕様の一部であるため、磁気を考慮する必要があります。磁気をRJ45ジャックに統合することで、より優れたEMIシールドとより信頼性の高い接続を実現します。RJ45 一体型の磁気を使用したモジュラーコネクターは、しばらく前から入手可能です。磁気はジャックの巻線部品で、障害や過渡電圧から保護し、電気的絶縁、信号バランス、インピーダンスマッチングを提供します。

モジュラコネクタの設計に関する主な考慮事項

モジュラーコネクターをシステムに組み込む設計には、いくつかの項目と性能仕様を考慮し、決定する必要があります。これには、以下が含まれます。

• ピンアウト - アプリケーションや将来の用途に応じて、コネクター内のさまざまな端子をそれぞれ割り当てます。
• 電流定格 - デバイスが許容できる電流の最大推奨流量（アンペアで表示）。
• 電圧定格 - デバイスが処理できる最大動作電圧。電流と電圧の定格は、提供する製品間のわずかなバリエーションのみで標準化されています。
• 端子サイズ - 端子サイズとも呼ばれ、コネクターが対応できる最大直径のワイヤー（AWG）です。AWGが高いほど、ワイヤーは細くなります。
• 接点の数 - デバイス内で使用可能な接続の数。モジュラーコネクターでは、これは常に偶数です。
• マウントタイプ - ソケットが最終製品に統合される方法。パネルマウント、ボードマウント、サーフェスマウント、スルーホールなど

モジュラーコネクターのアプリケーションと市場

すでに述べたように、モジュラーコネクターは、電話システムやコンピュータなどの音声およびデータ通信デバイスで最も一般的に使用されています。しかし、デザイン・インの容易さ、柔軟性、可用性により、最新の製品やシステムでの使用が拡大しています。PoE（パワー・オーバー・イーサネット）の誕生により、その利用はさらに拡大しました。PoE は、モジュラーコネクターやケーブルを通して接続デバイスへ電力を伝送し、携帯性を高め、多くの小型デバイスのインフラを削減し、アプリケーションリストを大幅に拡大します。

モジュラーコネクターを組み込んだ特定の用途と市場には、以下があります。

• ネットワーキングとルーター
• オフィス機器
• 産業用制御
• サーボドライバー
• 医用電子
• モーションコントロール
• テスト装置
• セキュリティシステム
• スマート照明
• 商業機器およびリテール機器
• IPカメラ
• VOIP
• セットトップボックスおよびゲームシステム
• 開発ボード
• Hi-Relデバイス

概要

このモジュラーコネクターシステムは、時代遅れで手間のかかる電話の相互接続プロセスに現代的なソリューションを提供するように設計されています。これは期待以上の成功を収め、他の多くのアプリケーションや市場向けのシンプルな相互接続ソリューションとなっています。簡単なデザイン・イン、迅速で簡単なインストール、幅広い製品、簡単なユーザー・アクセスを提供するこの製品は、世界中で受け入れられています。設計者は、製品サプライヤと緊密に連携して、RJ 用語を理解し、現在および予想されるニーズの両方に適合する相互接続デバイスを特定する必要があります。

モジュラーコネクターを使用して既存の製品を改造または更新したり、新しいシステムやネットワークに統合したりすることで、とても良い結果をもたらすことができます。