コネクタ
SMKTOP > Classification > Connectors TOP > コネクタ技術記事 電線対基板圧着コネクタの動向2012

電線対基板圧着コネクタの動向

【はじめに】

ITモバイル製品に代表される小型機器は一層の小型化を目指している。これら指向は、半導体技術や表面実装技術の改良、革新により進化を遂げている。これら小型化の技術的な限界到達点を決める要因の一つはインターフェイスであるコネクタのサイズにもある。
したがってコネクタの小型化、軽量化はその重要性を増している。
 この小型化要求に対応するため、限られた狭いスペースで自由に配線が出来るFFC/FPC (Flexible Flat Cable/Flexible Printed Circuit)が脚光を浴び、接続するコネクタも狭ピッチ化、低背化(低実装高さ)が急速に発展してきた。一方で電源接続など、高容量の伝送路を接続する要求も大きく、FFC/FPCに比べ高容量伝送に優位性のあるケーブルによる接続が必要となる用途も拡大してきている。
 ケーブルコネクタも小型化要求に対応することが必要となってきた。(表1)。このような市場動向を踏まえSMKでは小型電子機器の用途に適した小型ケーブルコネクタの開発に注力している。本稿では小型圧着コネクタに焦点を当て、各種コネクタ紹介する。

【コネクタ動向】

モバイル機器は年々多機能、小型化、薄型化しており、機能が増えれば電子部品の数は増えるが、機器本体の小型化、薄型化によって部品実装空間は小さくなる。つまり実装部品の省スペース化、特に実装高さの均一化が重要となってきている。
 ケーブルコネクタは製品サイズが採用の障害であった。例えば携帯機器のバッテリ接続は蓄電容量やライフを考慮してユーザーが取り換えやすい押し当て構造のコネクタによる接続が主流だったが、バッテリの改善で取り換えの必要性は薄れ、接続信頼性やコネクタサイズが重要視されはじめている。
 サイズや機器設計のフレキシビリティさによりケーブルコネクタが注目されており、省スペース化が優先課題となっている。
小型・低背・狭ピッチコネクタの技術動向
【 表1 小型・低背・狭ピッチコネクタの技術動向】

【製品紹介】

今回開発の小型コネクタの結線方式として圧着を採用している、まず圧着の結線方式について説明する。
(圧着方式)
コンタクトの結線部圧着バレルの中に被覆を剥いたケーブルを入れ、工具により大きな圧縮荷重を加え両者を塑性変形させることにより、永久接続を得るものである。
圧着結線方式は各種電線に対応する適応性に極めて優れている。(図1)
圧着構造
【図1 圧着構造】
①CPL-1.2シリーズ
 開発した実装高さ1.2mm圧着コネクタ(の概要は以下の通りである。(図2) ・極数 :2~6極
・コンタクトピッチ(ケーブルピッチ):1.2mm
・製品サイズ(横幅:3p換算×縦奥行き×嵌合高さ):5.4×4.25×1.2 (mm)
・接触抵抗 :20mΩ以下
・絶縁抵抗 :1000MΩ以上
・耐電圧  :500V AC
・定格 :2A 30V AC/DC
・適用電線:芯線AWG28~AWG30 被覆外形φ0.5~φ0.63
(特徴)
 嵌合後にケーブルは基板に対し水平な状態とし、狭空間内の配線が可能としながら圧着ハウジングを上方向から挿入する構造により、嵌合操作性及び基板上での配置位置の自由度を考慮した。
 電源用途への対応も可能とするため、各種電線に対応する適応性に優れている圧着結線方式を採用しAWG28電線の結線を可能とし2A対応を可能とした。
 また、嵌合部に独自の接触バネ形状を採用し、低背コネクタでありながら接触信頼性およびプラグピンとの接触長(ワイピング長)も最大限確保できる構造となっている。(図3)
CPL-1.2シリーズ
【図2 CPL-1.2シリーズ】
CPL-1.2ターミナル
【図3 CPL-1.2ターミナル】
②CPL-2.2シリーズ
太線ケーブルに対応し、電源用途に注力し開発した実装高さ2.2mm圧着コネクタの概要は以下の通りである。(図4)
・極数 :2~5極
・コンタクトピッチ(ケーブルピッチ):1.2mm
・製品サイズ(横幅:3p換算×縦奥行き×嵌合高さ):5.4×4.2×2.2 (mm)
・接触抵抗 :20mΩ以下
・絶縁抵抗 :1000MΩ以上
・耐電圧  :500V AC
・定格 :2A 30V AC/DC
・適用電線:芯線AWG26~AWG30 被覆外形φ0.5~φ0.98
(特徴)
嵌合方向および嵌合後ケーブル引き出し状態は先のCPL-1.2コネクタと同じとし、省スペースへの対応とした。
AWG26ケーブルの結線を可能とすることで、電源に要求される高容量に対応した。
CPL-2.2シリーズ
【図4 CPL-2.2シリーズ】

【新製品】

電源用途として低実装高さ要求に対応するコネクタとしてAWG26を結線可能でかつ嵌合後実装高さ1.55mmを可能とした圧着結線コネクタを開発した。
SMKシリーズ名 CPL-1.55を紹介する。(図5)
③CPL-1.55シリーズ
・極数 :2~6極
・コンタクトピッチ(ケーブルピッチ):1.2mm
・製品サイズ(横幅:3p換算×縦奥行き×嵌合高さ):6.3×4.65×1.55 (mm)
・接触抵抗 :20mΩ以下
・絶縁抵抗 :1000MΩ以上
・耐電圧  :500V AC
・定格 :3A 30V AC/DC
・適用電線:芯線AWG26~AWG30 被覆外形φ0.5~φ0.98
(特徴) CPL-1.2/CPL-2.2シリーズで実績のある嵌合後のケーブル引き出し方向および嵌合操作方向として、狭空間内の配線が可能としながら、嵌合操作性および基板上での配置位置の自由度を確保した。
 AWG26ケーブルが結線可能であり電源用途要求への対応も可能である。
 また、嵌合部に独自の接触バネ形状を採用し、低背コネクタでありながら接触信頼性およびプラグピンとの接触長(ワイピング長)も最大限確保できる構造となっている。
AWG26ケーブル結線可能とするためには、結線部の収納部を確保する必要がある。、この収納部が低背化の障害となっていたが基板側コネクタの形状を検討し収納スペースを確保して 低背化を可能とした。
CPL-1.55シリーズ
【図5 CPL-1.55シリーズ】

【まとめ】

SMKは今後さらに加速するであろう機器の省スペース化に対応できるケーブルコネクタについて様々のアプローチで商品を開発、バリエーション展開を進める。


筆者:SMK CS事業部 
出典:電波新聞 2012年3月1日 特集「コネクタ技術」

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