ポータブル電子機器の性能に対する要求により、急速に変化するIoTアプリケーションから、製品寿命が数十年に及ぶ軍事機器に至るまで、さまざまな分野で新しいコネクタ設計と長年確立されたコネクタ標準の変更が生まれています。 変更点とその活用方法をご紹介します。
高密度コネクタ
スマートフォンやタブレットなどのポータブル デバイスではスペースが貴重であるにもかかわらず、あるボードから次のボードに移動する信号が依然としてかなりあります。これに対応して、メーカーは、ピン数が多くサイズが小さい超薄型超小型ボード間 (BtB) コネクタを開発しました。相互接続媒体は通常 フレキシブル フラット ケーブル (FFC) またはフレキシブル プリント回路 (FPC)です。
たとえば、 TE Connectivity は、本体幅がわずか1.85 mm、高さが0.6 mmの0.35 mmファインピッチ スケーラブルBtBコネクタを提供しています。別のTEファインピッチBtBコネクタには、以下に示すように、統合EMIシールドが含まれています。これらのコネクタは、スマートフォン、タブレット、ポータブル ゲーム用に設計されています。
図1: EMIシールド付きFPCコネクタ。(出典: TE Connectivity)
ポータブルとは単に手持ち式という意味ではない
ポータブル革命は、手のひらに収まるバッテリー駆動のデバイスだけに当てはまるわけではありません。以前は部屋全体を必要とした多くの機器が現在では移動可能であり、そのコンポーネントもすべて移動可能であることが必要になっています。
たとえば、医療用X線装置を考えてみましょう。ポータブル システムは現在ではごく一般的になり、診断機能を患者に直接提供できるようになりました。依然として最大75 KVの動作電圧が必要なため、メーカーは小型の高電圧コネクタを開発する必要がありました。
軍用ドローン (UAV) もポータブル化の波に乗っています。翼幅84フィートのReaperについては忘れてください。最近の話題は、兵士1人で扱える昆虫ほどの大きさの、はるかに小型の無人車両に集中している。
センターコンタクトが0.025インチをベースにした新しいコネクタ設計は、最新のUAVに適した軍事レベルの品質と信頼性を提供します。これらのナノミニチュア相互接続は、100gの衝撃および20g振幅での10 ～ 2,000 Hzの振動テストを含む厳しいMIL規格を満たすように特別に設計されています。
RFコネクタの開発
既存機能を縮小する傾向はRFにも及びます。以下に紹介する Molex SSMCXは、非常に小型の無線およびアンテナ アプリケーション向けに開発された超小型マイクロ同軸 (MCX) コネクタです。最大10 GHzで動作し、従来のMMCX (超小型同軸) よりも30パーセント小型化されています。初めての応募ですか?ノートパソコン用のIEEE 802.11x無線とアンテナ。
図2: SSMCX超小型同軸RFコネクタ。（出典：モレックス）
サプライ チェーンの下流でコネクタのイノベーションを推進するもう1つのトレンドは、携帯電話、Bluetooth、GPS、WLANなどの複数の RFテクノロジー を1つのハンドヘルド デバイスに統合することです。
これらの機能を統合するチップ自体のサイズが縮小しているため、大量生産環境で複数のRF集積回路を同時にテストするために高密度RFロード ボードを開発しなければならない半導体テスト機器メーカーにとって問題が生じています。
解決策は? 最大8つの独立した同軸チャネルを1つのハウジングに統合するマルチポート ミニ同軸コネクタです。
バッテリーコネクタはより小型でフラットに
従来のバッテリー コネクタは、2つの異なる接点構成で長年にわたって使用されてきました。スタンプされたカンチレバー接点は、量産の民生用電子機器レベルの製品に、より経済的な相互接続を提供します。一方、スプリング式の「ポゴピン」は、サイクル寿命を延長するために産業用途に選択されます。
他の分野で見られる傾向に合わせて、機器のサイズが継続的に縮小されているため、バッテリー コネクタもスリム化を余儀なくされています。表面実装バッテリーコネクタは、スペースが限られたポータブルアプリケーションでますます使用されるようになっています。
既存のフォームファクタも例外ではない
ポータブル デバイスの機能がますます多様化するにつれて、小型化への流れが既存の標準に影響を及ぼし、 USBコネクタの世代交代にそれが表れています。オリジナルのUSBフォーム ファクターは標準サイズのデスクトップやラップトップには十分であり、現在でもこれらのデバイスの大部分で使用されています。
しかし、携帯電話、タブレット、PDAの人気が高まるにつれて、ミニUSBが導入されました。スマートフォン、デジタルカメラ、その他のポータブルデバイスがますます薄型化する中、2007年1月にUSB Implementers Forum (USB-IF) によってマイクロUSBが発表されました。マイクロUSBは幅はミニUSBとほぼ同じですが、厚さは約半分です。
図3: マイクロ、ミニ、標準USBコネクタの比較。(出典: Wise Geek)
ミニおよびマイクロバリエーションのこの傾向は、他のフォームファクターでも明らかです。たとえば、デジタルオーディオとビデオの転送に使用される高精細マルチメディアインターフェイス (HDMI) 規格は、現在、フルサイズ、ミニ、マイクロの各バージョンで提供されています。
最新のUSBコネクタのイノベーションは、データ転送、ビデオ出力、充電機能を、高さわずか2.6 mmの単一のリバーシブル コネクタに統合したUSB 3.1タイプCコネクタです。最大10Gbpsのデータ転送と、最大20V、5Aで最大100Wの電力供給を提供します。USB 3.1 Type Cの画期的な利点の完全なリストを表示するには、 ここ をクリックしてください。
比較的動きの遅い産業市場でも、コネクタの変化は起こっています。 次世代のマイクロD高密度コネクタは、標準のサブDコネクタの4倍の密度を提供します。
コネクタをワイヤレス方式に置き換える
多くのハンドヘルド デバイスが極端に薄型であることから、メーカーはコネクタをワイヤレス ソリューションに完全に置き換えることができるかどうかを検討していますが、これはコネクタ メーカーにとってあまり良いニュースではありません。
この方向性が見られる2つの共通分野は、ワイヤレス スピーカーとワイヤレス充電です。Appleが30ピン ドック コネクタを、ライン レベルのオーディオ出力がなくなった新しい8ピンLightningコネクタに置き換えた後、モバイル ドック付きスピーカーの人気は低下し、ワイヤレス ソリューションが好まれるようになりました。また、ワイヤレス充電は多くのノートパソコンやスマートフォンに搭載されており、ワイヤレス誘導充電を使用するApple Watchなどのウェアラブルデバイスにも続いています。この傾向は、消費者向けポータブル電子機器でも継続すると予想されます。
ポータブル製品の登場により、新しいコネクタ技術が急増し、新しい現実に対応するために一部の古い標準が拡張されました。コネクタのイノベーションの将来は、コネクタが接続、通信、電力を供給する電子機器のトレンドと消費者のニーズによって推進され続けると予想されます 。
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