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コネクタとは?メリットや基本構造、種類、嵌合(かんごう)方式を解説

コネクタとは?

コネクタとは?

コネクタは、機器や回路間の接続・切り離しを可能にし、電気信号や電力を伝送する役割を担います。
電子機器の小型化、高機能化、複雑化が進む現代において、コネクタは機器の性能を支える非常に重要な部品です。
ここでは、コネクタの基礎知識として、基本構造、種類、および二つの部品を結合させる嵌合(かんごう)方式について解説します。

1. コネクタの使用箇所例

コネクタは、スマートフォンから自動車、データセンターのサーバー、大型の産業機器にいたるまで、あらゆる機器の内部や接続部に使用されています。

スマートフォンのUSBコネクタ
スマートフォンのUSBコネクタ
産業用ロボットの内部接続用基板コネクタ
産業用ロボットの内部接続用基板コネクタ
車載カメラの同軸コネクタや各信号伝送用コネクタ
車載カメラの同軸コネクタや各信号伝送用コネクタ

2. コネクタを導入するメリットは?

コネクタを導入する主なメリットは、物理的に接続することで「確実な信号伝送(高い信頼性)」「容易な着脱(メンテナンス性)」「優れたノイズ対策」を同時に実現できる点です。他のはんだ接続や無線接続と比較した特徴は以下の通りです。

スクロールできます

コネクタ接続

はんだ接続

無線接続

接続の安定性
※環境に左右されやすい(電波干渉、障害物など)
接続の容易さ
ノイズ対策
防水設計の手軽さ

3. コネクタの基本構造

コネクタの基本構造

コネクタは用途や種類によって構造が異なりますが、基本的には「コンタクトピン」と「ハウジング」、そしてノイズを防ぐ「シェル(シールド)」などの主要部品から成り立っています。

コンタクトピン、ハウジングについては以下のページで詳しく解説しています。

「コネクタの部品、コンタクトピンとハウジングとは?」解説ページはこちら

4. コネクタにはどのような種類があるか?

コネクタの種類は、大きく分けて「電気で伝送するもの」と「光で伝送するもの」の2つがあります。
主流である電気伝送用は、さらに「装置どうしを繋ぐ外部接続」「装置の内部で繋ぐ内部配線」「ICやメモリを基板に繋ぐもの」に分類され、その形状は多種多様です。

スクロールできます

コネクタの種類

5. コネクタの嵌合方式

2つの部品をはめ合わせることを嵌合(かんごう)といいます。
コネクタの嵌合方式は、「どの部品とどの部品をつなぐか」 や 「どのような向きで接続するか」 といった要素によって分類されます。

基板対基板コネクタ(Board to Board )

基板と基板を直接接続する方式です。基板の配置や接続する向きによって、さらに以下の3つに分かれます。

  • ・垂直接続(バーティカル): 基板同士が垂直(90度)になるように接続します。
  • ・水平接続(ライトアングル): 基板同士が水平になるように接続します。
  • ・スタック接続(平行接続): 基板同士を並行に積み重ねるように接続します。
垂直接続orバーティカル
水平接続orライトアングル
スタック接続or平行接続
基板対ケーブルコネクタ(Board to Cable)

基板とケーブルを接続する方式です。基板に対してケーブルを差し込む「角度(方向)」によって、主に以下の2つのタイプに分類されます。

  • ・ストレート接続(バーティカルタイプ/トップ型): 基板に対して垂直方向から真っ直ぐにケーブルを接続します。
  • ・ライトアングル接続(アングルタイプ/サイド型): 基板に対して並行(水平)方向から横向きにケーブルを接続します。
スレート接続orバーティカルタイプorトップ型
ライトアングル接続orアングルタイプorサイド型
 
ケーブル対ケーブルコネクタ(Cable to Cable)

基板を介さずに、ケーブルとケーブルを直接接続する方式です(中継接続とも呼ばれます)。主に、離れた場所にある機器どうしの配線を途中でつなぐ「中継」や、配線の長さを伸ばす「延長」の用途で使用されます。

6. コネクタの基礎知識に関するまとめ

本記事では、コネクタの概要をはじめ、基本構造や種類、嵌合方式、具体的な使用例といった基礎情報を解説しました。

コネクタを選定する際に役立つ知識や、接続・実装方法についても解説していますので、そちらも併せてご覧ください。

「コネクタの部品、コンタクトピンとハウジングとは?」解説ページはこちら 「コネクタの結線・実装方法」解説ページはこちら 「コネクタの特性、防水等級」解説ページはこちら

機器の小型化や高機能化が進む中、コネクタには高い防水性やノイズ耐性、優れた伝送品質が求められます。ミネベアミツミでは、車載機器向けから産業機器、情報通信機器まで多彩なラインアップを取り揃えていることに加え、以下の3つの強みでお客様のものづくりをサポートいたします。

  • ■多様化するニーズにお応えする「幅広いラインアップと柔軟なカスタム対応」

    製品の高性能化や通信の超高速化に伴うコネクタの信号・形状ニーズの多様化に対し、多彩なラインアップで対応しています。また、お客様の要件に合わせた新規設計のフルカスタム品から、従来製品をベースにしたセミカスタム品まで、最適なソリューションを柔軟に提案できる点が強みです。

  • ■垂直統合とグローバル展開による「圧倒的な生産・安定供給体制」

    部品の加工から組み立てまでを自社内で一貫して行う「垂直統合生産システム」により、海外の大規模工場での高品質な大量生産を実現しています。同時に、日本国内の工場では厳格な品質管理のもと、試作から多品種生産までを柔軟に行う体制を構築しており、市場環境の変化にも柔軟に対応し、スピーディーかつ長期間安定してお客様へ製品を提供いたします。

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選定に関する疑問の解決から具体的な設計・カスタマイズのサポートまで、コネクタのプロにお任せください。標準品で解決できないお悩みも、ぜひお気軽にご相談ください。

7. よくあるご質問(FAQ)

Qコネクタとはどのような役割を持つ部品ですか?

A

機器や回路間の接続・切り離しを可能にし、電気信号や電力を安定して伝送する役割を担う部品です。

主に「コンタクトピン」と「ハウジング」、およびノイズを防ぐ「シェル(シールド)」などの部品から構成されています。種類は大きく分けて「電気で伝送するもの」と「光で伝送するもの」があり、用途や接続する部品の組み合わせ(嵌合方式)に応じて多種多様な品種が展開されています。スマートフォンから産業機器に至るまで、あらゆる機器の内部や接続部で、信号や電力を確実に伝送するために使用されています。

Qはんだ接続や無線接続と比較して、コネクタ接続の強みは何ですか?

A

確実な信号伝送(高い信頼性)、容易な着脱(メンテナンス性)、優れたノイズ対策を同時に実現できる点です。

はんだ接続は非常に強固ですが取り外しが難しいためメンテナンス性は低く、無線接続は防水設計や設置の手軽さに優れる一方、電波干渉や障害物の影響を受けやすいという特性があります。コネクタは、物理的な結合による「安定した信号伝送」を保ちつつ、「着脱による交換・修理」が可能であり、ノイズ対策も両立できるため、多くの産業用途で効率的な接続手段として選ばれています。

Q電気で伝送するコネクタと光コネクタは、どのような基準で使い分けるのですか?

A

主に「伝送するデータ量と速度」および「ノイズ環境」を基準に使い分けます。

電気コネクタは幅広い機器に使用される標準的な手段ですが、長距離のデータ伝送や、ノイズの影響を一切受けずに大容量のデータを高速で送る必要がある環境では、光信号を伝える光コネクタが選択されます。一方で、身近な機器の電源供給や機器内部の回路接続など、物理的な安定性が求められる用途には電気コネクタが適しています。

Qコネクタのコンタクトピンは、なぜ板バネのような形状をしているのですか? 

A

相手側の端子とぴったり密着し、電気や信号を途切れさせないためです。

電気を通すための銅合金などの金属は、薄く加工することで「板バネ」のようにしなる(元の形に戻ろうとする)性質を持ちます。コネクタを差し込むと、金属同士が擦れ合いながらバネの力で強く挟み込み(押し付け)、表面の目に見えない薄い酸化皮膜を取り除いて電気を通りやすくします。この持続的な圧力があるおかげで、振動によるガタつきや繰り返しの抜き差しがあっても隙間ができず、安定した接続を維持できる設計になっています。

コネクタをご検討の際は、ぜひお気軽にご相談ください。

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