コネクタのブログ

宇宙空間環境内で古いコネクタが十分耐えられることは期待できない。選り抜きの電子機器のみがその条件を満たす。航空宇宙コネクタには、信頼性と効率性だけではなく、最も厳しい環境下での耐性が求められる。よって、航空宇宙コネクタに求められる条件の一覧はかなり長いものとなる。とりわけ、コネクタが宇宙ロケットの一部に使われる場合、かなり多数の条件をしっかりと満たさなくてはならない。

航空宇宙コネクタは、宇宙船や衛星の電子機器に使用される。それら機器が標準を満たすには、アメリカ航空宇宙局（NASA）または欧州宇宙機関（ESA）によって試験・承認されなくてはならない。航空宇宙産業応用に利用するためには、ガス放出や残留マグネシウムなどを調べるため航空宇宙コネクタに厳しいテストをする必要がある。ガス放出と残留マグネシウムはコネクタ近隣の部品に悪影響をおよぼすからである。

航空宇宙コネクタは、形状・サイズ・材料において特別な要件を満たす必要がある。まず、宇宙船内のスペースの限度から、コネクタは小型である必要がある。また、重量も大切だ。宇宙船は軽ければ軽いほどよいとされているので、コネクタもできる限り軽いことが求められる。コネクタの材料も重要となる。残留マグネシウムとガス放出がなるべく少ない材料が理想とされる。多くのメーカーは、宇宙コネクタの製造にエラストマーやプラスティックを使用する。これらの材料は、時間と共にガスを放出する可能性があるので、通常、部品販売業者が、製造過程で化合物がベークアウトされていることを確実にしておく。

航空宇宙コネクタには、主に、d-サブ、超小型コネクタ、丸型コネクタの３種類がある。航空宇宙産業応用のために航空宇宙コネクタを選ぶ際には、コネクタのサイズや激しい物理的刺激に対する耐性など、エンジニアが考慮に入れるべき事項が多い。D-subコネクタと超小型コネクタは、プリント基板やパネル取り付け、基本的なケーブル接続などに使用される。丸型コネクタは、一段と強固な結合が求められるケーブル接続やパネル取り付けに使われる。

D-sub航空宇宙コネクタは、高性能・低ガス放出・低いマグネシウム性質が求められる応用に適している。この種のコネクタは、信頼性が高く、また様々なターミネーションや結合部の型が揃っており、使用できるアクセサリーの種類も多い。標準密度また高密度の結合部に加え、出力、シグナル、同軸ケーブル、高電圧などを自在に組み合わせた混合密度オプションも利用可能である。

光ファイバーに関する場合、モードとは光の伝搬路のことを指す。作られたファイバー部品内を光が通過し、モードに沿って伝わる。コア径が太ければ太いほど、また光波長が長ければ長いほど、モードの数は増加する。

シングルモードファイバーは、モードや伝搬路が一つだけ通過できる狭いコア径を持つ。シングルモードファイバーは光分散や伝送損失の可能性を完全に排除する。このファイバーは長距離使用に最適で、地下配線や柱上配線にも向いている。また、電波や信号を何千マイルもの距離で運ぶことができる。ただ、一度につき一モード分の情報伝送しかできない。シングルモードファイバーは、通常レーザダイオードによる伝導が必要で、生産・使用のコストが高い。シングルモード光ファイバーの波長帯は、周波数1300～1310 nmおよび1500nmである。

マルチモードケーブルは、より太いコア径を持つ。これによって、同時にデータを伝送することができる。長距離では光分散と伝送損失を起こすので、使いやすいケーブルではあるが、短距離のケーブル配線のみにしか使用できない。マルチモードケーブルには、レーザダイオードだけでなく、より低価格のVCSEL（面発光レーザ）ダイオードが使用できる。マルチモードケーブルは、パッチパネル内や、家庭やオフィスで簡単に接続できるケーブルなどによくみられるタイプである。マルチモードケーブルの波長帯周波数は850nmおよび1300～1310nmである。

光ファイバーにおける最近の技術進歩は、フューモードファイバーである。フューモードファイバーは、光伝搬のためのモード数が少なく、通常２～６モードしか持たない。シングルモードの低光分散性とマルチモードのデータ同時伝送能力とをうまく兼ね合わせたファイバーだと言える。フューモードケーブルに関する技術が進歩するにつれ、この種のケーブルがより広く使われるようになることが予想される。

この35年間、光ファイバーコネクタに関する多くの進歩がみられ、約100種類もの光ファイバーコネクタが市場に登場している。しかし、実際に市場でシェアを占めているものの数は限られている。

ハーメチックコネクタは、最も厳しい応用環境下で使われるよう作られている。例えば、繊細な写真用デバイス、無人航空機に搭載されているセンサーや監視装置などへの使用である。ハーメチックコネクタは、高高度や、極端な気圧変化や急激な気温変化など、最も厳しい環境下で使われる。ハーメチックコネクタデバイスは、真空密封されたブラックボックス装置を作るのに使う。どのような環境下でも気密を保つことができるため、管理デバイス環境を保護する能力が高いことで知られている。

 

ハーメチックコネクタは空気やガスへの抵抗性が高い。また、悪天候や極端な気圧変化、高高度などでの耐性もある。ハーメチックコネクタは、軍事用として、潜水艦、軍事用電子機器、無人航空機などに利用されている。また、衛星、医療デバイス、工業装置、石油産業での検層装置など様々な場面で使われている。困難な接続が必要なところこそ、ハーメチックコネクタの出番といえる。

ハーメチックコネクタは、潜水艦から人工衛星にわたるまで、幅広い応用に対応できるよう設計されている。湿気に強く、地下における利用にも耐えうる。真空室内での気圧変化にも強く、一般航空機や軍事機への使用だけでなく、実験装置への使用にも適している。現在出回っているハーメチックコネクタは、元来、軍事用に使われることを念頭に設計されているのだが、他の応用にも十分使用可能である。

高気密性（ハーメチック）は、通常、気密性や気密状態を説明するときに使われる用語である。技術に関する定義としては、ハーメチックとは、コネクタを通るガスが圧力バリアから漏れるのを防ぐよう設計されたパッケージ技術のことを指す。これは、漏れたガス内の湿気が真空室に入ることを防ぐので、重要である。

電流が気圧差の大きなバリア内を伝わるとき、空気や湿気、また稀なケースでは粒子性物質がバリアを通り抜け、先ほど説明したように真空室内の装置に露がつく可能性が出てくる。加圧した面にケーブルを接続した装置チャンバーにおいては、これは絶縁破損につながる。伝導体間の腐食と絶縁抵抗の不足のためである。ハーメチックコネクタの利用法は、航空機の電子航法システムなどにみられる加圧装置ハウジングを通すレセプタクル部として使用されるのが典型的である。このような筐体に湿度の高い空気が入り込むと、間違ったデータ読み込みの原因となり、デバイスの誤動作につながる。よってハーメチックコネクタが重要となるのである。