幅広いコネクタラインアップで小型電子機器への高まる需要に対応

小型化は、電子機器が関わるほぼすべての製造シナリオにおいて、重要な技術的関心事となっています。 今日の設計技術者は、限られたスペースで最大限の性能を発揮するために、既存の、またはより小さなフォームファクタに、より多くの性能を詰め込むようになっています。

性能の最大化は市場によって異なりますが、一般的に、高速通信、高いデータスループット、安全な機能、優れたユーザーエクスペリエンスの組み合わせが求められます。

たとえば、消費者は軽量で応答性の高い、どこにでも持ち運べる便利なモバイル機器を求めています。 電気自動車（EV）を設計する自動車メーカーは、1回の充電で最大の走行距離を実現するために、全体の重量を最適化する必要があります。 ウェアラブル医療機器を必要とする患者は、接続機能を損なうことなく、薄型で耐久性のある利便性を求めています。

接続機能は、あらゆる使用事例において重要な考慮事項です。 電力用から信号用まで、あらゆる電気コネクタは、システム内またはデバイス内で効率的なデータ交換を可能にします。 コネクタが高機能化と十分な小型化を達成できなければ、より小型で効率的な設計を実現することはできません。 特に、コネクタのピッチは機械的なサイズに大きな影響を与えます。小型化設計では、進化し続ける速度と性能の要件を満たす高密度化をサポートしながら、ピッチを縮小する必要があります。

さらに、特定のアプリケーションに適したコネクタを設計することは、フォームファクタや全体的な性能に大きな影響を与えます。 多目的機能、適応性、シグナルインテグリティシールド、熱管理、容量最適化など、さまざまな要素が小型相互接続に影響を与えます。

組み立てに関する懸念への対応

製造以外にも、より合理化された部品を使用する際に克服しなければならない接続性の課題も存在します。 これらの課題には以下があります。

• 組み立ての問題：超小型コネクタは、米粒1粒に匹敵するほど小さいため、人間が組み立てるのは難しい場合があります。 そのため、嵌合力を測定したり、プリント回路基板（PCB）上のレイアウト形状を視覚化することが困難になります。 わずかに大きいコネクタでも、見えにくい位置に配置される可能性があり、ミスアライメントのリスクが高まり、安全性や性能の問題につながる可能性があります。
• 性能の維持：小型のコネクタは壊れやすく、慎重に扱わないと簡単に破損してしまいます。 そのため、手作業であれ機械を使用する作業であれ、組み立てはより複雑で時間のかかるものとなります。 コネクタを嵌合する際の力加減は、ピンの損傷や追加コストを避けるために慎重に調整する必要があります。
• 大量生産：工場のライン作業員が毎日数千個のコネクタを扱う必要がある場合、上記の課題は飛躍的に大きくなります。 大量生産における反復動作は、組み立てミスや筋骨格系の問題を引き起こし、生産性を妨げる可能性があります。 実際、組み立て作業に関連する反復動作による負傷は、雇用主にとって年間数十億ドルの損失をもたらしていることが研究により明らかになっています。

さまざまなニーズへの対応

多くの業界やアプリケーションが小型化の影響を受けており、すべてのニーズに対応できる「万能」コネクタは存在しません。 そのため、設計者は、アプリケーションの特定のニーズに対応するために、幅広いコネクタオプションを利用する必要があります。

幅広い設計ニーズに対応するため、Molexは以下を含む小型およびマイクロコネクタの包括的な製品ラインアップを提供しています。

Micro-Fitコネクタ：これらのコンパクトな接続ソリューションは、最高125°Cの動作温度に耐えることができ、ワイヤ対ワイヤおよびワイヤ対基板構成で電力を供給します。 3.00mmピッチで、複数の回路サイズとケーブル長が用意されています。 オプションの端子位置保証（TPA）機能（Micro-Fit 1451320303（図1）など）は、端子脱落の可能性を低減し、低嵌合力（LMF）設計は人間工学をサポートします。

図1：MolexのMicro-Fit 1451320303は、端子位置保証機能を備えており、端子脱落のリスクを低減します。（画像提供：Molex）

• Nano-Fitコネクタ：ワイヤ対基板およびワイヤ対ワイヤ構成で利用可能なこれらの汎用パワーコネクタは、2.50mmピッチ、完全に保護されたヘッダ端子、適切な嵌合をサポートするカラーコーディングおよびキーイングオプション、TPAを特長としています。
• HDMIコネクタ：利用可能なスペースが限られている場合、これらの接続ソリューションは、より小さいフットプリントで速度と適応性を向上させるのに役立ちます。
• 4列コネクタ：これらのコネクタは、スペースに制約のあるスマートフォン、スマートウォッチ、バーチャルリアリティ機器などに最適です。4列2033900323（図2）と同様に、わずか0.175mmの信号コンタクトピッチで4列にわたってピンを配置するスタッガード回路レイアウトを特長としています。

図2：Molexの4列2033900323 32極コネクタは、スペースに制約のあるアプリケーション向けのスタッガード回路レイアウトを特長としています。（画像提供：Molex）

• Easy-Onフラットフレキシブルケーブル（FFC）コネクタおよびフレキシブルプリント回路（FPC）コネクタ：アクチュエータ、ピッチサイズ、回路サイズの幅広い組み合わせで利用可能であり、スペースが限られている場合でも、信頼性の高い堅牢な接続性と設計の柔軟性を提供します。 たとえば、超小型のLA75シリーズ FPCコネクタは、0.30mmピッチを提供し、タイトなパッケージングニーズに最適です。
• Mini50コネクタ：密閉型または非密閉型の1列および2列のレセプタクルがあり、輸送車両内の環境でより多くの低電流電気回路に対応できるように設計されています。 自動車技術者は、従来のUSCAR 0.64mmコネクタに比べて50%の省スペースを実現したと報告しています。
• SlimStackコネクタ：さまざまな市場でスペースに制約のあるアプリケーション向けに設計されたファインピッチ、薄型の基板対基板コネクタです。 適応性を最適化するために、さまざまなピッチオプションとスタック高さが用意されています。
• PicoBladeコネクタシステム：1.25mmピッチを特長とするこれらの汎用コネクタ（PicoBlade 0533980367 PCBヘッダ（図3）など）は、さまざまなアプリケーションに適しており、民生用電子機器、自動車、および産業用市場で一般的に使用されています。

図3：PicoBladeシリーズ 53398 PCBヘッダは1.25mmピッチが特長です。（画像提供：Molex）

• Pico-Claspコネクタ：これらのコネクタは、ワイヤ対基板アプリケーションと確実な嵌合に適しており、1.00mmピッチで、いくつかの回路サイズがあります。
• Micro-Claspコネクタ：2.00mmピッチのコンパクトなワイヤ対基板コネクタです。信頼性の高い接続性を実現するデュアルコンタクト設計を採用しています。
• CLIK-Mateコネクタ：これらのワイヤ対基板コネクタは、より多くのピン数とコンパクトなフォームファクタを必要とするアプリケーション向けに設計されており、ポジティブロック設計とさまざまな回路サイズを提供します。

まとめ

電子機器の製造における小型化には、高機能に対応できるより小型のコネクタが必要です。 Molexは多種多様な小型コネクタを提供しており、設計者はこれらのコネクタを活用することで、複数の業界にわたるさまざまなアプリケーションにおいて性能と小型フォームファクタの組み立てに関する課題を克服することができます。