機器が継続的な動作、繰り返しの輸送、または機械的に負荷のかかる作業にさらされる場所では、信頼性の高い相互接続が不可欠です。医療機器、産業オートメーション、移動機械、エネルギーシステム、航空宇宙用途、および業務用放送機器では、わずかな接触不良でも信号や電力の伝送が中断され、システム全体の性能に影響を与える可能性があります。

エンジニアが開発プロセスの早い段階でこれらのリスクに対処できるよう、MOCOは新しい電気力学的振動試験システムを導入しました。この投資により、同社は定義された実験室での振動プロファイルを再現し、複数の向きで嵌合コネクタアセンブリを評価し、暴露前後の機械的および電気的性能を比較する能力を強化します。

目的は単に研究所に新たな機器を追加することではない。この新しい機能によって、コネクタ設計、ケーブルアセンブリ設計、製造工程管理、顧客アプリケーションサポートの間でより緊密なフィードバックループが構築され、プロジェクトが量産段階に入る前に潜在的な弱点を特定できるようになる。

MOCOが社内振動試験に投資した理由

振動性能は、コネクタの結合機構だけでなく、様々な要因に左右されます。接触形状、シェルとインサートの設計、メッキ、終端処理の品質、ケーブルの柔軟性、ストレインリリーフ、取り付け剛性、ケーブル配線など、すべてが相互接続アセンブリ全体の応答に影響を与える可能性があります。

そのため、「耐振動性」といった一般的な表現は、明確なプロファイルと測定可能な合格基準が示されない限り、工学的な価値は限られます。MOCOは社内の振動試験設備を活用することで、管理された条件下で特定の構成を評価し、試験入力と観測結果の関係を文書化することができます。

この新しいシステムは、MOCOの業務における3つの重要な段階をサポートします。

• 製品開発：設計の反復を比較し、機械的または電気的な潜在的な弱点を特定する。
• エンジニアリング検証：定義されたコネクタとケーブルの構成を、合意されたラボプロファイルと比較して評価すること。
• 品質検証：試験対象のアセンブリが、長時間の振動暴露後も要求される状態を維持しているかどうかを確認する。

新しいテストシステムが評価できるもの

合意されたテスト計画および検討対象の構成に応じて、MOCOは機器を使用して以下のことをサポートすることが可能です。

• 定義された周波数範囲にわたる広帯域ランダム振動。
• 制御されたパワースペクトル密度と全体的な加速目標。
• 治具の位置変更によるX、Y、Z軸の評価。
• 蓄積された機械的応力に対する試験期間の延長。
• 多チャンネル接触抵抗モニタリングを用いた電気的観測、および
• 接点、メッキ、ハウジング、カップリング、および外部状態の前後の検査。

初期検証ケース：Mシリーズコネクタアセンブリ

新しい機能を実証するために、MOCOは、結合されたMシリーズコネクタモデルを含むアセンブリ1MT1GPD8CLA50420-A交配モデル1MZ7G08CLL00000。

試料は専用の治具に固定され、Z軸、Y軸、X軸に沿って順次試験された。各方向での試験は8時間ずつ行われ、合計24時間の広帯域ランダム振動曝露となった。

テストの実施方法

1. 試料の準備と固定

嵌合されたコネクタアセンブリは専用の治具に取り付けられた。取り付け位置は直交する各軸ごとに調整された。治具とケーブル配線は、機械的エネルギーがコネクタと終端部にどのように伝達されるかに影響するため重要である。

2. 制御された3軸露出

0.01 g²/Hzの平坦なPSDプロファイルが10～2,000 Hzの範囲で適用された。Z軸は7月16日、Y軸は7月17日、X軸は7月18日にテストされた。各方向について8時間の記録が行われた。

3. 電気的観察および試験後の検査

マルチチャンネル接触抵抗モニターをサンプルに接続した。測定完了後、MOCOは暴露前後の接触抵抗状態を比較し、コネクタのベース銅の露出や顕著な外部変化の有無を検査した。

記録された結果

合計24時間のランダムな振動の後、内部レポートには次のように記録された。

• PASS:試験前と試験後で接触抵抗に明らかな変化は見られなかった。
• PASS:めっき表面には、露出した下地銅は観察されなかった。
• PASS:外部表面には全体的な大きな変化は見られなかった。
• PASS:試験済みのコネクタアセンブリは、この内部検証で定義された製品要件を満たしていました。

この結果は、新しいシステムがMOCOのコネクタ開発および検証作業をどのように支援できるかを示す、初期段階の追跡可能な事例となる。さらに重要なのは、この装置によって、将来のプロジェクトを一般的なカタログの説明だけに頼るのではなく、用途固有のプロファイルに基づいて評価できるようになる点である。

テストデータからより信頼性の高いコネクタ設計へ

振動試験の価値は、合否判定だけにとどまりません。データと試験後の観察結果は、エンジニアリングチームが接触設計、ロック形状、ケーブル支持、応力緩和、終端処理、または設置方法の変更が必要かどうかを判断するのに役立ちます。

この機能を社内に取り込むことで、MOCOは評価から設計改善までの時間を短縮できます。また、標準構成を特定の機械、デバイス、または動作環境に合わせて調整する必要がある場合、OEM顧客とのより緊密な連携も可能になります。

振動を考慮した相互接続設計を必要とする産業

医療機器および診断機器

移動式カート、監視システム、診断機器は、動作中、輸送中、および繰り返し位置変更を行う際に振動を受ける可能性があります。コネクタの検証は、機器のリスク分析、電気的要件、および該当する規制計画に準拠する必要があります。

産業オートメーションとロボット工学

ロボット関節、自動搬送車、サーボ駆動装置、工作機械、センサーなどは、接続部が連続的な動きや広範囲の振動にさらされる可能性があります。コネクタ、ケーブル、および取り付け部の設計は、一体的なシステムとして考慮する必要があります。

エネルギー、輸送、移動機器

バッテリー試験システム、車両搭載型計測機器、移動式機械などは、振動に加えて温度変化、湿度、粉塵、ケーブルの動きといった要因が複合的に作用する可能性があります。そのため、検証は実際の動作環境全体を反映したものでなければなりません。

放送およびプロフェッショナルAV

中継車、フィールドカメラ、移動式制作システムは、輸送中および運用中に安定した信号接続と電源接続を必要とします。確実なロック機構と適切な張力緩和により、不必要な中断を減らすことができます。

エンジニアが振動試験計画に盛り込むべきもの

アプリケーション固有のサポートについては、以下の情報をMOCOに提供してください。

• ランダム振動、正弦波振動、衝撃振動、または混合振動の要件。
• 周波数範囲、PSDプロファイル、加速度、および該当する場合は全体のGrms値。
• 各軸の期間と方向。
• コネクタおよびケーブルの構成、取り付け方法、ケーブル配線。
• 電気負荷および許容される不連続性または抵抗変化。
• 温度、シール性、腐食、その他の環境要件。
• 試験後の機能的および機械的受入基準、ならびに
• 該当する顧客、業界、または規制基準。

広帯域ランダム振動は、蓄積された機械的応力や起こりうる劣化を評価するために広く用いられている。IEC 60068-2-64本稿では、この一般的なテストカテゴリーについて考察する。ただし、プロジェクト固有の計画において特定の基準が明示的に規定され、それに従っていない限り、ここで提示する事例はMOCOの文書化された内部テストとして扱われるべきである。