コネクター端子とは
コネクター端子とは、電子回路基板・電子部品と電子配線などを容易に脱着ができる形で接続する部品です。
一般的にオスとメスがあり、お互いを接続することで通電します。オスとメスは一対で各専用の組み合わせがあるため、間違ったものを接続すると接触不良の原因になります。コネクター端子に電線を圧着したコンタクトを挿入し、固定した状態で使用します。
コネクター端子の取り付け・取り外しはコネクタ嵌合時のロック形状にもよりますが、容易に脱着できるものから簡単には外せないようなものまで用途に応じて様々です。
コネクター端子の使用用途
コネクター端子の使用用途は、脱着が可能なことやコンタクトの保護・絶縁ができることから機器間の通信や電力供給を行う場面で数多く使用されています。
コネクター端子を使用すると機器のメンテナンス性や利便性、接続点の信頼性を向上させることができます。電子回路基板や電子部品を持つ機器で使われているため、使用用途は多岐にわたります。
1. 自動車
電子部品と電子配線を接続するための接続、ECUなどで使われる電子回路基板と電子基板同士の接続、電気自動車用の大電流接続、自動運転用のカメラなどのセンサー用の高速伝送接続などがあります。
2. スマートフォン
電子回路基板同士の接続、USB接続などがあります。
3. 産業機器
信頼性の高い電源用接続、ソーラパネルの大電流接続、通信用の高速伝送接続などがあります。
コネクター端子の原理
コネクター端子は一般的に一対となるオスとメスが用意されており、コネクター端子の脱着を行うことで容易に電気的な接続と遮断を行うことが可能です。
コネクター端子は主に、
- 通電させるためのコンタクト
- コンタクトを保持するためのインシュレータ
- インシュレータを保護するシェル
上記の3部品で構成されています。
1. コンタクト
コンタクトは実際に通電し電気的な信号を伝えるための金属導体部品です。こちらもコネクター端子と同様、一対のオスとメスの組み合わせがあり、間違ったものを接続すると接触不良の原因となります。
コンタクト同士が触れているだけでも通電しますが、接地面積等によっては電気的な抵抗が上がり伝達ロスが大きくなるなど信頼性が低くなります。そのため、コンタクトのオスとメスそれぞれの嵌合面を工夫し通常は金属のバネ性を使って脱着もできる程度の適度な嵌め合い寸法にすることで、一定の接触圧力をかける構造となっています。
2. インシュレータ
インシュレータは絶縁が可能な樹脂を主成分としており、コンタクトを一定の位置で保持することとコンタクトを外部から絶縁して保護する機能があります。種類は保持できるコンタクトの数が多いものやレバーがついていて簡単に外せないもの、オスとメスの嵌合面にゴム等が入っていて防水性能を有しているものまで多岐にわたります。
3. シェル
シェルは一般的にインシュレータを保護する金属部品で、主に機器の側面や背面に固定する際や電気的なノイズ対策が必要なときに使用されます。種類は金属製のものや樹脂製のもの、防水機能を持つものと多岐に渡るため用途に合わせて選定する必要があります。
コネクター端子のその他情報
コネクター端子の種類
コネクター端子の種類は、接続方法から大きく分けて４つの種類があります。
- 電子回路基板と電子配線の接続：Board to Wire (B to W)
- 電子回路基板と電子回路基板の接続：Board to Board (B to B)
- 電子機器と電子機器の接続：INPUT / OUTPUT (I / O)
- 電子回路基板と電子部品の接続：短絡コネクタ、ICソケット 等
1.電子回路基板と電子配線の接続
コネクター端子を介して、電子回路基板と電線を接続します。電線の長さによって自由に取り回しができるため、使い勝手が良く最も一般的に使用されています。
2.電子回路基板と電子回路基板の接続
電子回路の基板と基板を直接コネクター端子で接続します。電線を介さないため、電気抵抗が少なく信号の伝達効率が良いのが特徴です。
3.電子機器と電子機器の接続
コネクター端子と電線を介して電子機器と電子機器を接続します。主に、機器間の信号のやり取りをする場合が多いです。
4.電子回路基板と電子部品の接続
主に電子回路基板上で使用される接続で、回路を短絡あるいはICやリレーを差し込む際のソケットとしてコネクター端子が使用されています。
参考文献
https://www.jae.com/column/02-connector-structure/
https://www.omron.co.jp/ecb/product-info/basic-knowledge-series/
https://www.jae.com/column/01-advantages-of-connectors/