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ポゴピンまたはスプリング式ピンは、スプリングプランジャーを備えた電気コネクタ機構の一種で、多くの現代の電子機器や電子機器のテスト業界で使用されています。[1]他の電気接点よりも耐久性が高く、機械的衝撃や振動に対する電気接続の耐性があるために使用されています。 [2]
ポゴピンという名前は、ピンがホッピングスティックに似ていることに由来しています。ピンに組み込ま れたらせんバネが、嵌合レセプタクルまたはコンタクトプレートの背面に対して一定の垂直力を加え、断続的な接続の原因となる不要な動きを打ち消します。このらせんバネがポゴピンのユニークな点です。他のほとんどのピン機構は、カンチレバーバネまたは拡張スリーブを使用しています。[3]
完全な接続パスには、ピンがかみ合う嵌合レセプタクルが必要です。これはターゲットまたはランドと呼ばれます。ポゴ ターゲットは、ピンとは異なり可動部分のない、平らなまたは凹状の金属表面で構成されています。ターゲットは、完全なコネクタ アセンブリ内の個別のコンポーネントである場合もあれば、プリント回路基板の場合は単に基板のメッキ領域である場合もあります。
スプリング式ピンは、金型を必要としない旋削およびスピニング工程で製造される精密部品であり、これにより、より低コストで少量生産が可能になります。
構造
基本的なバネ式ピンは、プランジャー、バレル、バネの3つの主要部分で構成されています。[2]ピンに力を加えると、バネが圧縮され、プランジャーがバレル内を移動します。バレルの形状によりプランジャーが保持され、ピンが所定の位置に固定されていないときにバネがプランジャーを押し出すのを防ぎます。
電気接点の設計では、コネクタを所定の位置に保持し、接点仕上げを維持するために、ある程度の摩擦が必要です。しかし、摩擦が大きいと、接点スプリングとハウジングのストレスと摩耗が増加するため、望ましくありません。したがって、この摩擦を生成するには、通常 1 ニュートン程度の正確な垂直力が必要です。[3]スプリング式ピンは、簡単にスライドできるようにプランジャーとバレルの間にわずかな隙間が必要なため、振動や動きがあると瞬間的な切断が発生する可能性があります。これに対処するために、プランジャーは通常、連続的な接続を確保するためにわずかに傾いています。[要出典]
多くのメーカーがこの設計をベースに独自のバリエーションを生み出しており、最も一般的なのはプランジャーとスプリングのインターフェースを変えることです。例えば、2つの部品の間にボールを追加したり、プランジャーの先端を斜めにしたり皿穴にしたりします。[4]
材料
ポゴピンのプランジャーとバレルには通常、真鍮または銅がベース材料として使用され、その上に薄いニッケル層が塗布されています。
電気コネクタでは一般的ですが、製造業者は耐久性と接触抵抗を向上させるために金メッキを施すことがよくあります。[5]
アプリケーション
スプリング式コネクタは、産業用電子機器と民生用電子機器の両方において、さまざまな用途に使用されています。
- 基板間コネクタ（通常は永久的）
- スマートウォッチ、頑丈なコンピュータなどの消費者向けデバイスの侵入保護コネクタ
- ノートパソコンのバッテリー端子
- 磁気充電または信号コネクタ、例：ラップトップドックおよび充電器（）
- 高周波コネクタ（例：アンテナ、モニターコネクタ）
- プリント基板テスト
- 集積回路テスト
- バッテリーテスト
- その他の電子機器のテスト
コネクタ配置
ポゴピンがコネクタに使用される場合、それらは通常、2 つの電気回路の多数の個別ノードを接続する高密度アレイに配置されます。それらはベッド オブ ネイル テスターなどの自動テスト装置によく見られ、テスト対象デバイス(DUT)の迅速かつ信頼性の高い接続を容易にします。1 つの非常に高密度な構成では、アレイは数百または数千の個別のポゴピンを含むリングの形をとります。このデバイスは、ポゴ タワーと呼ばれることもあります。[引用が必要]
また、 Cray-2スーパーコンピュータなどのより永続的な接続にも使用できます。[6]
最高性能のアプリケーションで使用する場合、ポゴピンは、多数の挿抜サイクルにわたって高い信頼性を実現するだけでなく、電気信号の高忠実度伝送も可能にするために、非常に注意深く設計する必要があります。ピン自体は硬くなければなりませんが、信頼性の高い接触を実現する物質（金など）でメッキする必要があります。ピン本体内では、プランジャーが本体と良好な電気的接触を確立する必要があります。そうしないと、抵抗の高いスプリングが信号（およびスプリングが示す望ましくないインダクタンス）を伝送します。整合インピーダンス回路で使用するポゴピンの設計は特に困難です。適切な特性インピーダンスを維持するために、ピンは、信号伝送ピン 1 本を 4 本、5 本、または 6 本の接地ピンで囲むように配置されることがあります。[要出典]
磁石との組み合わせ
バネ式コネクタは磁石と組み合わせることで強力で信頼性の高い接続を形成することができ、この技術は2-in-1 PCや高周波データ転送などの民生用電子機器に広く採用されています。その顕著な例の1つがAppleのMagSafeコネクタです。[7]
市販製品
ポゴピンは一般的な名称としてよく使われますが、エベレット・チャールズ・テクノロジーズ（ECT）の登録商標です。[8]
参照
- 電気コネクタ。ポゴピンが使用されることもある。
- ジャンパー（コンピューティング）は、同様の機能を果たしますが、2つのピン間の回路をブリッジします。
- ポゴピンの一般的な用途であるインサーキットテスト
- 高性能電気接続ファズボタン
参考文献
- ^ Hart, Pierre (2016 年 10 月 7 日)。「ポゴピンを使用して 3D プリントされた固定具に電気的接続を追加する」。Javelin。Javelin Tech。2019年5月 22 日閲覧。
- ^ ab 「スプリング式コンタクトとコネクタ」（PDF）。Cotelec。2019年7月3日閲覧。
- ^ ab Mroczkowski, Robert S. (1993). 「コネクタの設計/材料とコネクタの信頼性」(文書). AMP Incorporated.
- ^ 米国出願 20170187137、「フォースバイアススプリングプローブピンアセンブリ」、2017 年 6 月 29 日公開
- ^ AMP Incorporated (1996 年 7 月 29 日)。「黄金律: コネクタ接点に金を使用するためのガイドライン」(PDF)。Tyco Electronic Corporation。2018 年 3 月 29 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2019年7 月 1 日に取得。
金は一般に、低レベルの信号電圧および電流アプリケーション、および高い信頼性が主要な考慮事項である接点コーティングとして指定されます。
- ^ Kilian, Alan. 「Cray-2 ロジックモジュール」bobodyne.com . 2019年7月3日閲覧。
- ^ 米国特許 US7311526B2、「電子機器用磁気コネクタ」、2007 年 12 月 25 日公開、Apple Inc. に譲渡。
- ^ 「ATE、コネクタ、バッテリー、ワイヤーハーネス、半導体パッケージ、および汎用アプリケーション用のスプリングプローブ」（PDF）。L . Bodenmann AG。OSTBY BARTON。2003年。 2019年7月3日閲覧。Pogo
はEverett Charles Technologiesの登録商標です
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