コンポーネントは、 SoCやシングルボード コンピューター などの単一のパッケージに統合されることがますます増えていますが、コネクタという1つのコンポーネント タイプは常に存在し続けると言えます。この記事では、 コネクタの基礎、適切なコネクタを選択することがあらゆる設計にとって重要である理由、 端子ブロックの一般的な例をいくつか紹介します。
適切なコネクタの使用
電子回路は信号を処理して出力を生成できますが、ほとんどの場合、外部コンポーネント、電源、入力、または出力に接続する必要があります 。これらの接続は コネクタを使用して行われます。コネクタにはさまざまなタイプ、形状、サイズ、定格があります。設計に適さないコネクタを選択すると、製品のサイズが大きくなる、コンポーネントが発火するなど、さまざまな問題が発生する可能性があるため、さまざまな種類のコネクタを理解することが不可欠です。利用できるコネクタの種類は多数ありますが (ピン ヘッダー、 ソケット、DIN、DBなど)、この記事では特に端子ブロックに焦点を当てます。端子ブロックは、家庭用配線から、さまざまなI/Oに接続する産業用ラックkシステムまで、ほぼすべての分野で使用されているためです。
端子台コネクタとは何ですか?
端子台は、単一のワイヤを終端し、回路または他のシステムに接続するコネクタ です。端子ブロックにはさまざまな形状、サイズ、定格がありますが、常に1本のワイヤ (単極) を終端し、多極になることはありません。
端子ブロックは列として使用できますが、各端子は1本のワイヤにのみ接続されます。端子ブロック コネクタは、検査、配線の交換、修理、変更が必要になる可能性のある半永久的な接続が必要な状況で非常に便利です (このため、端子ブロックは家庭の配線や産業環境で非常に一般的です)。すべての端子ブロックに PCB接触パッド または脚が付いているわけではありませんが、プラスチックまたはその他の絶縁材料で作られた機械的に堅牢な本体が必ず付いています。
端子台の最も一般的な接続方法はネジを使用する方法で、ワイヤを挿入し、1本のネジで固定します。 太いケーブルに使用される大きな端子ブロックでは、通常、ネジがワイヤを金属本体に押し付けますが、細いワイヤに使用される端子ブロックでは、レバーまたは平らなヘッドを押し下げるネジが使用され、ワイヤが金属インサートに圧縮されます。その他の端子台では、ネジなしレバーが使用されている場合があります。これは魚の罠のようなもので、ワイヤーを挿入するとレバーが下がり、ワイヤーが引き抜かれるのを防ぎます。別の端子タイプは、一方の端に挿入されたケーブルを保持するためのネジと、もう一方の端にプラグが付いた端子ブロックで、ブロックをメスコネクタに挿入できます (これによりホットスワップが可能になります)。
端子台の種類
ネジ端子台は、ケーブルやワイヤを保持する方法としてネジを使用している端子台です。ネジに平頭フィッティングが付いているのが一般的で、このタイプの端子は、電圧と電流の需要が中程度になる状況 (家庭用/商業用配線) でよく見られます。端子台に結線されたワイヤははんだを使用して物理的に結線されているわけではありませんが、正しく結線されていれば非常に強力であり、恒久的なシナリオで使用できます。端子台を締める際には、締めすぎると挿入されたケーブルが損傷し、信頼性の低い危険な接続につながる可能性があるため、細心の注意を払う必要があります。
バリア端子は、ケーブルを保持する機構としてネジを使用する点で、ネジ端子と非常によく似ています。バリア端子ブロックには、複数のケーブル用の複数の終端点があることが多く、このため、個々の端子間に小さなバリアがあります。バリア端子には、ケーブルをさらに保護するための小さな蓋と筐体が付いている場合もあり、アーク放電や潜在的な短絡を防ぐ必要がある家庭用配線やその他の高電圧のシナリオでよく使用されます。
プッシュフィット端子台は、小さなバネ式レバーを使用して、ケーブルが端子台に一方向に入ることは許可しますが、出て行くことは許可せず、ワイヤを所定の位置に効果的に保持します。そのため、「プッシュフィット」という名前が付けられています。
このタイプのコネクタは、締め付け過ぎを防ぐという点でネジ端子に比べていくつかの利点がありますが、その結果、設計者はワイヤを導電体に接触させ続けるのに十分な力を持つスプリングに依存することになります。プッシュフィット端子のもう1つの問題は、再利用できるように設計されていないものがあり、取り外しレバーがないため、端子全体を交換する必要がある場合があり、修理作業が困難になることです。
プラグ可能な端子台は、ワイヤまたはケーブルを接続できるケーブルエントリと、ソケットに簡単に接続できるプラグ出力を備えた端子台です。これらのタイプの端子台は、ホットスワップが重要になる場合や、保守や検査のために接続を取り外す必要がある場合に非常に便利です。挿入ケーブルの接続方法としては、ネジ接点が最も一般的なタイプですが、ネジの端には小さな金属板が取り付けられていることが多く、これにより、小さいケーブルと大きいケーブルの両方をつかむことができます。
端子台の選択方法
アプリケーションに適したタイプのコネクタを選択することは簡単なことのように思えるかもしれませんが、実際には想像以上に複雑です。端子ブロックに関して考慮する必要がある要素としては、通常、電流要件、電圧要件、使用されるワイヤ、機械的強度、および環境などが挙げられます。
現在の要件
端子ブロックに過剰な電流を流すと過熱し、端子ブロックが破損する可能性があるため、電流要件は考慮すべき最も重要な側面と言えます。端子台を探すときは、選択した端子台が実際に、使用すると予想される電流の50パーセント以上を処理できることを確認してください。たとえば、ブロックから2 Aの電流を引き出すと予想される場合は、定格電流が3 Aの端子ブロックで十分です。
電圧要件
電流消費と同様に、電圧も考慮する必要があります。電圧は絶縁破壊の問題を引き起こし、端子ブロックに対して電圧が高すぎると、隣接する端子ブロック間で電流漏れが発生する可能性があります。ただし、設計において高電圧要件が求められることはほとんどないため、100 V未満の電圧では電圧の考慮は通常無視されます。ただし、端子ブロックを選択する前にこの数値を確認することは重要です。
使用中のワイヤー
すべてのワイヤーが同じというわけではなく、ワイヤーの種類ごとに長所と短所があります。たとえば、ケーブル用の端子台を選択するときは、ケーブルのサイズ（端子台に物理的に収まるか）と、単芯か多芯かを必ず確認してください。多芯線はネジ端子に最適ですが、単芯線はプッシュフィットコネクタに最適です。
環境/機械的強度
端子台を選択する際に考慮すべき非常に重要な側面は環境です。一部の端子ブロックは機械的に強度が高く、高電流に対応できますが、接続が海軍環境で使用されている場合、塩分を含んだ空気が金属接点に悪影響を及ぼす可能性があります。また、環境によっては温度が大きく変動したり、機械的な振動があったりする可能性があり、その場合はネジ留めの信頼性が低下します。
結論: 端子台の種類に関する考慮事項
端子ブロックは多くの設計で使用されており、適切なものを選択することが非常に重要です。さまざまな種類のコネクタとその長所と短所を認識することを学ぶと、製品がどのようなもので、どのような経験をし、どのような環境で使用されるかを理解できるため、設計者は時間とコストを節約できます。