IEEE CPMT Society Japan Chapter

2014 第3回IEEE CPMT Society Japan Chapter イブニングミーティング
2014　3rd IEEE CPMT Society Japan Chapter Evening Meeting
（開催報告）

主催: IEEE CPMT Society Japan Chapter

日時：2014年10月3日(金) 17:00 - 19:00
(受付開始 : 16:30)

場所：東京大学工学部1号館15講義室

概要

著者らは，鉛直方向のハンマリング加振をすることで，過渡的外力により電気接点に振動を加えることのできる機構を設計・開発し，これを用いた微小振動の影響に関する解析を行ってきた．この過程で生じた基本的力学パラメータ評価の必要性に対して，非常に簡便でかつ実際的で新しい評価方法を提案する．すなわち，基板上の電子デバイスのような比較的軽量な対象物への微小振動の影響を解析するのに必要な基本的力学パラメータを“有効質量”，“有効加振力”，そして“有効加速度”と定義し，加速度測定値のみを用いることで，これらのパラメータを推算する実際的な方法論を提案する．さらに，ハンマリング加振機構を用いて，プリント基板(PCB)のみおよび電子デバイスを搭載したPCBを実際に加振し加速度を測定し，この加速度を用いて各力学パラメータを推算する．そしてこれらのパラメータを用い，コネクタ内のオスピンとメスピン間の微摺動を評価することで，電気接点の劣化現象における過程解析を行い得る可能性を検討する．
Abstract

Authors have designed and developed the mechanism which gives vibration to electrical contacts by transient force using hammering oscillation and they have analyzed the effects of micro-oscillating on contacts. They propose a simple, new and practical evaluating method for the transient phenomena and for the degradation phenomena of electrical contacts. They define fundamental dynamical quantities such as effective mass, effective force and effective acceleration to analyze the effects of oscillation for the comparatively lightweight objects as electronic devices. They evaluate the parameters by only measured accelerations using practical hammering oscillation for circuit boards with or without electronic devices. And they consider the potentiality of the evaluating method for analyzing the dynamical processes in the degradation phenomenon of electrical contacts.

概要

コネクタ類の実使用環境における主要な問題のひとつとして，振動や熱の影響で微摺動摩耗が発生することが知られており，設計上のネックにもなっている．嵌合部の接触力は，ユーザー側にとっては，弱ければ弱いほど組みつけが楽で使いやすいのに対して，微摺動摩耗の劣化が起きやすくなるという問題がある．端子の寿命には接触力以外にもいくつかの因子が影響を及ぼしていて，これまでの研究によりおよその傾向はわかってきている．しかしながら解析で寿命を予測しようとすると，複雑系の現象を扱わざるを得ず，ハードルが高い部類の課題と考えられている．本講演では安価で広く普及しているスズメッキ銅合金端子の微摺動摩耗に着目し，講演者らが考案したアルゴリズムを紹介する．このアルゴリズムを用いて，摩耗現象，粒子の移動，表面の酸化に関する連成解析を行い，さらに接触電気抵抗の変化を計算した上で，実験との比較を試みている．
Abstract

IFretting degradation is one of the main issues in actual use of connectors. It is caused by vibration or thermal stress. Designers of connectors cannot disregard this phenomenon. For the users of connectors, lower contact force is better for manufacture, while the reliability of terminals is decrease under low contact force. Many other factors also affect the life of terminals; and according to the previous studies, the trend of each factor has been understood. However, computer analysis for this phenomenon is still challenging because the subject is a complicated system. This study focuses on a tin-plated Cu alloy contact (low cost and popular), and an algorithm is proposed by the author. Using the algorithm, a multi-physics analysis that includes tribological phenomena, particle transportation and oxidation was performed. Based on that, the electrical contact resistance profiles of analytical models were calculated and they were compared with the experimental results.