圓形連接器和纜線簡介

圓形連接器是大小不一的圓柱形電氣元件，裝有多個引腳或觸點，用於傳輸電力、訊號或數據，可耐受各種嚴峻環境。這些產品又稱為圓形互連元件，其圓形結構具有額外的堅固性和耐受性，能抵禦振動和衝擊破壞、外界訊號或干擾、環境污染物的侵入，以及壓力或溫度的極端變動。

圓形連接器與纜線可在這些極端條件下發揮高效能，因此常用於工業與工廠自動化應用、醫療裝置、保全與國防系統、航太等其他應用。圓形連接器涵蓋各式各樣的產品系列，包括標準圓形連接器、DIN、公制、氣密式、推拉式、鍵控、混合訊號、Micro 或 Nano 款式。亦提供混合式選項，可將電源、訊號、數據三者結合到單一元件中。本文主要著重在標準圓形連接器和纜線，包括其基本構造、命名及代碼、挑選條件等。

圓形連接器的構造

由於採用圓柱形，圓形連接器的強度重量比高於任何其他形狀的連接器。如前所述，增強的強度更能抵抗衝擊破壞、外界因素，並可避免解耦，還可在頻繁插拔的應用中提升耐用性。

內部觸點的數量、觸點的佈局，會因連接器和應用類型而異，以確保能正確對齊並插入相容的配接裝置。圓形連接器外殼通常採用螺紋構造，以便在振動或有其他因素可能導致意外解耦時，達到更牢固的旋入式連接。其他類型的連接系統包括卡口式鎖定、推／拉式鎖定、扣鎖。

綜觀來看，每個圓形連接器都由四個主要區域組成 (圖 1 和圖 2)：

圖 1：母端圓形連接器的基本構造。(圖片來源：Same Sky)

1. 觸點：連接器中用於形成電氣連接的內部引腳和插槽。由公觸點和母座組成配接對。
2. 絕緣體：此元件會將觸點密閉，讓觸點彼此之間絕緣，也與連接器外殼絕緣。也會提供適當的觸點間距，將觸點固定在正確的位置。
3. 外殼：外殼是連接器的外部被覆層，可保護觸點和絕緣體，同時提供對齊和連接機制，讓連接器兩兩對接。
4. 配件：包括插銷、鑰匙、環、鉗子、墊片，以及用於引導、固定、定位、密封連接器零件的其他元件。

圖 2：公端圓形連接器的基本構造。(圖片來源：Same Sky)

常見的圓形連接器名稱及代碼

最廣為人知的圓形連接器類型也許是工業網路應用中用來連接感測器和致動器的 M 型標準。「M」代表的就是耦合螺帽和配接插座上的公制螺紋尺寸，例如常見的 M5 (5 mm 直徑固定件)、M8 (8 mm)、M12 (12 mm) 連接器類型。M12 圓形連接器及纜線可以說是最普遍的類型，因為是汽車產業的全球標準。

整體而言，M 型連接器可再細分為幾個類別，能定義鍵控和觸點本體的形狀，以確保正確配接。名稱及代碼定義如下 (圖 3)：

• A – 用於感測器、DC 電源、1 Gbit 乙太網路 (連接電腦系統以形成網路的通訊協定) 的連接器。
• B – 用於現場匯流排 (進行分散式控制的工業電腦網路)、Profibus (在現場感測器和控制系統之間提供通訊的數位網路標準) 的連接器。
• C – 具有雙鍵槽以提升安全性的連接器，用於感測器和致動器的 AC 電源。
• D – 用於 100 Mbit 乙太網路、Profinet (控制器和裝置之間的數據交換通訊協定) 系統的連接器。
• X – 用於 10 Gbit 乙太網路高速應用、乙太網路供電 (PoE) 的連接器。
• S – AC 電源連接器 (C 代碼零件的替代品)。
• T – DC 電源連接器 (A 代碼零件的替代品)。

圖 3：M 型連接器各種介面選項的總覽。(圖片來源：Same Sky)

圓形連接器的挑選條件

挑選適合設計的圓形連接器和／或纜線時，需要考量的規格和注意事項彷彿永無止盡。除了判斷圓形塑膠連接器 (CPC)、圓形金屬外殼連接器 (CMC) 哪個更適合之外，這裡更列出相對完整的參數供您參考：

• 公／母：公端包含插入母座的觸針 (圖 4 和 5)。大部分插頭和插座的設計，都可跟自家品牌或製造商的產品配接。不同製造商的連接器通常無法互連，因此一般來說，連接器都會成對採購。

圖 4：一對公母圓形連接器的配接。(圖片來源：Same Sky)

• 觸點數量：連接器中用來傳輸訊號、數據或電力的導電引腳之數量。此數量可以從一到數百不等。
• 端接：電線或纜線與連接器中的導電觸點配接方式，包括焊接、繞線、接線片或壓接。
• 觸點尺寸：單一觸點的直徑，或可與每個觸點配接的線規。
• 電壓和電流額定值：連接器在設計上可承載的最大電壓 (以 V 表示) 或電流 (以 A 表示)。
• 插入頻率：連接器連接、斷開的頻率，又稱為插拔次數。依連接頻率而定，可能需要更牢固的連接器或纜線保護配件。
• 安裝方式：常見的安裝選項包括纜線安裝、面板安裝或表面黏著。
• 耦合或鎖定方式：讓連接器牢牢配接，包括卡口式、閂鎖式、推拉式、螺紋式、快速斷開式。
• 背殼類型：以螺紋連接到圓形連接器的纜線側，以提供牢固的纜線支撐；背殼類型包括直型、直角型、辮尾型、彈簧型、防拉型、密封型、壓接型。
• 使用材料：根據設計需求和預算，連接器主體常用的材料有不鏽鋼、鋁、塑膠、複合材料或黃銅。
• 侵入防護：IP 等級由 IEC 60529 標準定義，涵蓋防止固體、液體進入連接器主體的保護力。ANSI 60529 涵蓋美國的 IP 規範，而 EN 60529 則涵蓋歐洲的 IP 規範。
• 插頭及插槽：由於尚無標準的命名慣例，因此各家製造商可能會使用不同的詞彙，但通常插槽、插孔會用於面板安裝式圓形連接器，而插頭則用於圓形連接器纜線組件。

圖 5：如何區分公母插孔及插頭 (圖片來源：Same Sky)

結論

連接器是否會接觸環境污染物或浸水？連接器是否需要防範 EMI 或 RFI 訊號？連接器是否會受到強烈振動或頻繁撞擊？以上問題的答案都有助於判斷需要何種品質、功能、配件，但無論如何，圓形連接器已經過實證，在應對嚴峻的應用條件時，是可靠耐用的互連解決方案。Same Sky 提供各種圓形連接器及圓形纜線組件，可從容應對這些設計挑戰。