信頼性は私たちの日常生活でよく使われる言葉です。信頼性の高さから求められる車もあれば、逆の理由で避けられる車もあります。信頼性は、友人、上司、給料において望ましい資質ですが、その正確な意味は状況によって変わることがあります。
ただし、電気コネクタに関しては、信頼性には明確な定義があります。 簡単に言えば、信頼性とは、「コネクタが特定の環境的および/または機械的ストレスにさらされている間に、コネクタが要求された期間にわたって要求どおりに機能する確率」です。
この定義では、コネクタが定義された一連の条件下で動作している間、定義された一連のパフォーマンス レベルが定義された時間にわたって維持される必要があると規定されています。これらのいずれかまたはすべてが アプリケーションによって変化する可能性があるため、コネクタの信頼性仕様はこれら3つすべてを考慮した機能となります。
コネクタとは何ですか?建設の基礎
では、コネクタとは一体何なのでしょうか?コネクタの一般的な定義の1つは、コネクタが「許容できない信号歪みや電力損失なしに、電子システムの2つの要素間の分離可能な接続を提供する」というものです。
この定義の2つの重要な部分は、「分離可能な」パフォーマンス損失と「許容できない」パフォーマンス損失であり、どちらもコネクタのアプリケーションとその電気的および環境的要件によって異なります。
以下はコネクタの簡略化された図で、主なコンポーネントと、接点仕上げおよびインターフェースのクローズアップを示しています。
図1: コネクタの電気部品。(出典: TE Connectivity)
各接続の電気部分は、コネクタ ピンと、対応する接触スプリングで構成されており、電気的導通を維持するために、関連するピンに機械的な力を加えます。ピンとスプリングはそれぞれ剛性シェル内に収められており、2つのシェルは、通常、正しい方向を確保するためのキー メカニズムを使用して互いにかみ合います。
電気コネクタの故障モードとメカニズム
何も故障しなければ、コネクタの信頼性は問題になりません。しかし、コネクタで何が問題になるかを考えると、故障と故障を区別することができます。 モード そして失敗 メカニズム。あ 故障モード アプリケーション要件と比較してコネクタが機能的に失敗する可能性のある特定の方法（たとえば、接触） 抵抗 仕様を超えるか、許容できないほど高い挿入力は、どちらも故障モードです。あ 故障メカニズム 故障モードの原因です。たとえば、機械的振動と電気的過度のストレスはどちらも故障につながる可能性があるメカニズムです。
一般的な障害メカニズムとその典型的な障害モードを以下に示します。
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故障メカニズム |
典型的な故障モード |
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機械的ストレス: 振動、衝撃、持続的な曲げ応力、繰り返しの嵌合と離脱 |
コネクタシェルとキーの損傷、誤嵌合と回路の損傷、過度の摩耗による断続的またはオープンな接続の発生 |
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高温過度 |
絶縁破壊、接触抵抗の増加 |
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極端に低い気温 |
非金属部品の損傷 |
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湿度が高い |
接触抵抗の増加、腐食 |
最適な電気コネクタの決定: コネクタの信頼性の測定
コネクタの信頼性メトリックをどのように開発すればよいでしょうか?ほとんどの分野では、信頼性は次の3つの方法のいずれかを使用して決定されます。
1) 実際の使用: 使用中の製品のパフォーマンスを監視します。
2) 予測: 経験的研究やテストを通じて開発されたモデルに基づいて信頼性を予測します。
3) 故障物理学: 潜在的な故障メカニズムを特定し、故障を誘発して実際のパフォーマンスを予測するための加速故障テスト プログラムを開発します。
ただし、いくつかの理由により、これらの手法はコネクタには適していません。MTTFやMTBF (それぞれ平均故障時間および平均故障間隔) などの標準的な統計メトリックを取得することは困難です。代わりに、コネクタ製造元は、保証された電気的および機械的な動作仕様のセットと、サンプル製品が合格した認定テストのセットを提供します。