Category Archives: Cable – Risk Identification

USB充電ケーブルの安全が保証されているか？

Allion Labs 携帯電話やスマートデバイスが日常生活に普及し、充電ケーブルは欠かせないものとなっています。現在、充電用のUSBケーブル（以下、USB充電ケーブル）がUSB Type-Cインタフェースを搭載する傾向にあり、USB充電ケーブルは市場で最も人気のある製品の一つになります。競争が激しい市場で競争力を維持するには、製品の機能性とユーザー体験の向上がポイントです。しかし、充電インタフェースの統一による利便性を提供する一方、性能だけでなく、製品の耐久性と安全性を確保することがより重要です。 USB充電ケーブルの利用における安全リスクとその解決策 就寝する直前に充電することが習慣になっている人は多いでしょう。しかし、充電ケーブルを使用する度に曲げやねじれを長時間続けると、ケーブルの芯線が気づかないうちに断線または損傷してしまう可能性に配慮する必要があります。信号品質はもちろん低下し、最悪の場合は回路が短絡状態になり、漏電または出火などの安全上の問題が発生するおそれがあります。 アリオンは市場クレームを分析し、それがかなりの割合でUSB充電ケーブルの設計または製造の不良に起因していることを把握しました。その結果、製品を使用したばかりで上記のような状況が発生したり、ユーザー体験に深刻な影響を与えたり、大量の返品や交換などの問題が起こったりします。 また、外観には異常がなくても、充電ケーブルを通じてPCとスマートフォンを接続し、データや写真を伝送しようとすると、PCの画面に「USBデバイスが認識されません」のメッセージが表示され、データ伝送や充電ができなくなるという状況もあります。このとき、一部のユーザーは機能を回復させるようケーブルをある角度まで曲げてみることがあります。  問題点分析  上記の問題はケーブル芯線の損傷による伝送信号の断絶に起因しており、伝送信号の断絶には2つの状況があります： (1) 条件付き断絶：芯線の損傷により、ケーブルは特定の角度のみ断絶が発生したり、一時的に信号の伝送が回復したりする (2) 持続的な断絶：ケーブルは芯線が完全に破損または断裂されたため、どの角度でも信号が断絶される状態である 伝送信号問題は外観から直接的に判断できず、使用中に気づくのが一般的です。もしユーザーが条件付きの断絶に遭遇すると、製品の機能を回復させるようケーブルを曲げる場合、これが長期間続けば外部の被覆が損傷し、芯線が露出したり、短絡や漏電が発生したりする可能性があります。 [...]

コネクタの抜き差しが困難な理由とは？

Allion Labs コネクタは電気回路を接続するための部品であり、基本的に2つで一対のペアとして使用されます。通常一方はオス（プラグ）、もう一方はメス（ソケット）と呼ばれ、オスとメスを結合すると、信号や電力などを転送することができます。コネクタはよく目にする電子部品でさまざまなタイプや様式があり、最も普及しているタイプとして、イーサネットコネクタ、HDMIコネクタ、USBコネクタ、電源プラグなどが挙げられます。しかし、多種多様なコネクタの中で、購入したコネクタを汎用化するには、信頼できる機関または規定によってコネクタの仕様を定義する必要があります。 コネクタの抜き差しに潜むリスク さまざまなコネクタにはすでに仕様規格が定められており、メーカーもそれに基づいて製品を設計していますが、コネクタの機能や外観の美しさを向上させるために、メーカーは特別な変更や特殊なメカニズムを加えたりするため、製造・組み立ての工程で品質管理を怠ると、使用に支障をきたす可能性があります。インターネット上でも、実際に問題に遭遇したユーザーが書いたネガティブな口コミをよく見かけます。一例として、ノートパソコンにUSBワイヤレスレシーバーを挿入し、使用後に取り外そうとしてもレシーバーが抜けなくなったため、力任せにレシーバーを抜いたところ、ノートパソコンのコネクタ外装も一緒に外れ、両方のデバイスが一瞬で損傷してしまったというケースがありました（下の図）。 （出典：Link） 豊富な経験をほこる当社は、USB Type-Cメスコネクタに関する問題に何回も遭遇しました。  事例共有  あるお客様は、設計時にコネクタの密着度を高めるために、メスコネクタ内部のバネを柔軟性のあるものから硬い凸部構造に変更したところ、挿抜力テスト中に、引き抜く力が仕様を超えてしまうという問題が発生しました。    アリオンの解決策  お客様から問題分析と解決策のご依頼をいただいたアリオンは、問題点を把握した上で寸法を測定して問題を分析しました。最終的にメスコネクタの凸部の高さが製造時に適切に制御されていなかったため、プラグを挿入した際に空間が不十分となり、結果として結合部分が密着し過ぎていたことが判明しました。この段階で問題を見逃していたら、将来的市販された後になって、抜き差しができないというクレームが必ず発生していたことでしょう。 Faster、Easier、Better　―　コネクタ製品の検証コンサルティングサービス 製品製造後、寸法測定を行うことで製品の品質が基準に達しているかどうかを優先的に確認することができます。上記のケースでは、問題が発生した後に寸法を測定して問題を分析し、根本原因を見つけ出すことができました。アリオンは、最大200倍の倍率を誇る先進的で精密な光学顕微鏡とデジタル顕微鏡を備えており、埋め込み、切断、研磨などの手法を使用して、専門家チームが試験対象物をより詳細に分析し、問題に対処することができます。 [...]

USBケーブルのデータ転送が遅い理由とは？

Allion Labs 情報伝送が盛んな現代では、データ、画像、音声・動画など、多くのデバイス間で高速ファイル転送が行われており、複数の転送ケーブルを所有するのが当たり前となっています。見た目はシンプルな転送ケーブルですが、実際にはさまざまな部品で組み立てられており、各部品そのものの高周波特性に加えて、部品間の加工や互換性もメーカーにとって大きな課題になっています。高周波の完全性を確認する前に、最初に克服しなければならない難題は、時間領域（Time Domain）での特性インピーダンス制御（Characteristic impedance）です。信号伝送のプロセスにおいて、伝送チャネルは水道管のようなものであり、滑らかに保たれなければなりません。 特性インピーダンスはどれぐらい信号の完全性に影響を与えるか？ 特性インピーダンスは信号の完全性に非常に大きな影響を与えるため、高周波の母とも言っても過言ではありません。なぜなら、伝送チャネル内の設計や加工の不良のほとんどがここから見て取れるからです。実際の製品でよく見られる問題は次の通りです。 コネクタ端子の接触面積が不足し、信号が過剰に反射する 裸線の絶縁層包装が不均一なせいで信号に歪みが発生する 部品の配線や折り曲げの設計不良が信号の分散に悪影響を与える 製品加工部のハンダ付けや断線が信号伝送失敗の原因となる 設計及び製造プロセスにおけるすべての不良は、挿入損失（Insertion Loss）、反射損失（Return Loss）、送受信端の信号クロストーク（NEXT/FEXT Crosstalk）など、高周波特性全体に影響を与える可能性があります。また、製品の伝播遅延/遅延スキュー性能（Propagation [...]

電子機器が壊れる原因なる「それ」を無視しないで！

Allion Labs 観光トレンドが盛んな現代において、国内旅行でも海外旅行でも、ナビは移動ガイドとして最適であることは間違いありません。商業利用では、食事を正確に客の手元に届けるためにナビの精度に依存している職種（フードデリバリーサービス業など）もあります。このように、スマートフォンのナビゲーションは、現代生活において欠かせないモバイルアプリケーションの一つとなっています。 製品に潜在リスクをもたらす要因の一つは「それ」 フードデリバリーサービス業者は、通常ホルダーでスマートフォンをバイクに固定し、スマートフォンのナビゲーションを使用しますが、バイク走行中は状況が刻々と変化し、走行中に発生する振動が一部の機能に影響を与え、損傷してしまう原因となる場合があります。 「バイクのスマートフォンホルダーにスマートフォンを固定して、ナビゲーションアプリを使っている一部のユーザーから、カメラを起動できなくなったという声が上がっている」というニュース報道を見たことはありませんか？Apple公式（※）も、エンジンの振動が激しい車体上にスマートフォンを置くと、カメラの機能が損傷する可能性があると認めています。これは生活の中で遭遇しうる一つの例にすぎませんが、振動が電子製品に与える影響は、実際には日常生活のいたるところに存在しています。 ※参考資料：オートバイの高出力エンジンなどの振動を受け続けると iPhone のカメラに影響することがある また別の使用シナリオとして、自転車用のサイクルメーター、Bluetoothイヤホン、スマートウォッチなど、私達が日常的に使用している必需品もそうかもしれません。健康意識の高まりとともに、私達は日々高機能になっているこれらの電子機器を、バイクや自転車などのアウトドアアクティビティに持ち出していますが、最も懸念されるのは、時間の経過とともに発生する振動が製品の耐久性に影響を与えるかどうかで、電子機器が耐えられる振動の程度も非常に重要になっています。 アリオンの対策 アリオンは上記の潜在リスクに対して、振動環境下でも電子機器の機能が正常に機能するかどうかを検証する対応ソリューションを提供することができます。振動試験機を使用して振動環境をシミュレーションして、電子機器の耐震動強度が基準に達しているかどうかを検証し、製品が外部の力で振動しても電子機器に損傷がないかを確認することで、製品の問題を事前に発見し、製品を調整してエンドカスタマーからのクレームを減らします。 アリオンは多種多様な振動試験機を所有しています。関連する仕様は次の通りです。  当社が保有する振動試験機の仕様  定格正弦ピーク力：6,762 [...]

USBコネクタを電子機器の壊し屋にしないで

Allion Labs 学校、職場、一般的な日常生活など、どこにでも電子機器が存在する時代において、コンピューターやスマートフォンなどのデジタル製品は現代人の生活に欠かせないものとなっています。電子機器のインターフェースにはさまざまな種類がありますが、中でも、コンピュータ周辺機器（マウスやキーボード）、各種インターフェースを備えた伝送ケーブル、USBフラッシュドライブなど、繰り返しコンピュータに抜き差しして接続するデバイスや、毎日スマートフォンを充電するためのケーブルでは、最も一般的なインターフェースとしてUSBが使われています。私達はこの抜き差しを繰り返す作業がすでに習慣となっていますが、日常的に行うこうした動作がコネクタに損傷を与え、接続機能に影響を与える可能性があるため、USBコネクタの品質が製品の寿命において重要な要素となります。 USBコネクタ長期間摩耗による潜在的なリスク USBの普及に伴い、消費者が頻繁に使用しますます依存度が高まっていますが、頻繁に使用するとコネクタの寿命も短くなります。例えば、私達がよく利用するUSBフラッシュドライブの場合、抜き差しするたびにフラッシュドライブ本体のコネクタとコンピュータのコネクタにわずかな摩耗が生じます。時間の経過とともにコネクタが長期間摩耗すると、コネクタが緩んで不安定になるだけでなく、フラッシュドライブとコンピュータの接続機能にも間接的に影響を与える可能性があります。 コンピュータのUSBソケットコネクタも同じで、毎日繰り返し抜き差しする動作を行った後、コンピュータのUSBソケットが緩んでくると、針を使ってUSBソケットコネクタ内のスプリングを調整するユーザーもいます。この方法はフラッシュドライブを一時的に再ペアリングできるかもしれませんが、スプリングを調整する過程で、誤ってUSBソケットコネクタの金属端子（ゴールドフィンガー）を破損してしまうと、接続の問題が発生するだけでなく、専門の技術者を呼んで、損傷したコネクタを交換する作業が必要になるリスクがあります。 アリオンの解決策 長期間抜き差しすることでコネクタに摩耗が発生し、それを原因として起こる緩みの問題に対して、一般の消費者は短期間でその正確な寿命を予測することはできません。 アリオンは、コネクタ（ソケット、プラグを含む）の抜き差しを繰り返して耐久性をシミュレーションし、長期間の使用でも接続が切れないことを保証する、良好な試験環境と自動耐久寿命テスターのテストサービスを提供しています。機械の自動化機能を使用して抜き差しの頻度を設定することで、大量のテストケースを効率的に実行し、時間とコストを節約することができます。同時にデジタル顕微鏡を補助として使用し、各種高品質な画像をキャプチャし、製品が実際の使用状況で信頼性を維持し、接続の問題に起因するエンドカスタマーのクレームや製品の返品を減少させるのに役立ちます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できるUSB周辺製品検証コンサルタント アリオンは専門的なテストおよびコンサルティングラボとして、コネクタメーカーのUSB、DisplayPort、HDMI認証取得を支援するだけでなく、お客様のご要望に合わせて製品の最適な検証計画を確立し、テストフィクスチャの設計を行うことが可能です。また、製品開発の各段階で総合的なテストソリューションを提供し、お客様が製品の品質を厳格に管理し、より迅速、簡単、より正確なソリューションで製品品質を向上させるお手伝いをします。  Faster　ー　より迅速　 専門的なテスト技術と豊富な経験により、お客様に迅速かつ正確な評価を提供し、設計検証の時間を効果的に短縮します。アリオンはUSB-IFが公式に認定したテストラボとして、お客様が認証仕様要件を迅速に合格できるようサポートするだけでなく、業界をリードする高周波・高速測定能力により、製品開発の各段階で各種評価・テストを実施し、製品開発のスピードの高速化に貢献します。 USB検証環境を迅速に構築 製品開発検証戦略を迅速に提案する [...]

USB Type-Cケーブルが画面異常表示の原因にならないための対策とは

Allion Labs USB Type-Cは携帯電話からタブレット、ノートパソコン、デスクトップ、モニターや外付けハードドライブ、充電器などのあらゆるデバイスに対し互換性があり高速データ転送や高速充電、挿入向きを選ばないことからも最近では広く使用される規格の一つです。USB Type-Cの速度も10/20Gbpsから40Gbpsに対応しており、間も無くして80Gbpsに対応できるようになるでしょう。これはUSB Type-Cの用途がますます広がっていくことを表しています。 USB Type-Cは高速充電や逆挿入にも対応していることからディスプレイのインターフェースの1つとして導入するメーカーも増えています。しかしUSB Type-Cケーブルを高速データ転送として使用する場合、その高周波特性には様々な予期せぬリスクを伴うことがあり、使用は慎重に行う必要があります。 クロストークがもたらすリスクはどれほど深刻なのでしょうか？ クロストークとは回路間の結合によって生じる信号やノイズのことであり、元々の信号を妨害し、その品質を劣化させるものです。 クロストークが深刻な場合、BER（ビットエラーレート）の増加してしまい、ディスプレイに不規則なちらつきやノイズが発生してしまいます。なのでクロストークのためのテストは高周波特性をもつ機器においても最も重要なのひとつテストといえます。 クロストークにはニア・エンド・クロストーク（NEXT）とファー・エンド・クロストーク（FEXT）の2種類があり、これらが非常に深刻な場合には上述のリスクにつながる可能性があります。 アリオンはこれまで多くのUSB Type-Cケーブルを検証してきました。当社の長年のテスト経験と実験データから、エラーが起きるケーブルはいずれもクロストークの項目で問題が生じることがわかっております。このため、ケーブルをテストする際、クロストークと高周波特性についての検証は欠かせないものとなっています。 [...]

「錫ウィスカ」が屋外監視カメラの故障を引き起こす原因に？

Allion Labs 科学技術の進歩に伴い、現代社会における膨大な交通の管理や治安維持といった行動管理に対応するため、屋外監視カメラを設置・徹底する必要が高まっています。鋭い観察力を持つ人なら、大都市でも小さな町でも、交差点や路地のほぼどこにでも屋外監視カメラが設置され、その数が年々増加していることに気付いていることでしょう。さらに、スマートホームの普及も相まって、家庭用ドア監視カメラも過去十年間で着実に成長しています。 公共の場所であれプライベートエリアであれ、監視カメラの消費ニーズが急速に増加する中で、当然のことながら、このパイの獲得を狙う多くのメーカーから投資が集まっています。ビジネスチャンスをつかむため、各メーカーは品質検証要件とテストスケジュールを大幅に短縮する必要があり、これに伴う潜在的なリスクとして、監視カメラの故障率が上昇する可能性があります。 一般的な品質検証に比べて、信頼性検証は比較的時間がかかるため、メーカーはビジネスチャンスを獲得しようとする中で、信頼性検証の項目や長時間の高温高湿度テストを削減・省略しがちです。これでは、錫ウィスカのチェック項目が見落され、将来的に製品の故障要因となり、メーカーは高い代償を支払うことになります。 錫ウィスカ(Tin Whiskers)とは？ ウィスカは別名「ひげ結晶」とも呼ばれ、一種の「ストレスをやわらげる」行為です。簡単に言うと、はんだの表層に有機物（酸素、硫黄、炭素など）が混入すると、錫の晶格の組成が圧縮されて内部応力が発生し、純錫の原子が放出されウィスカが形成されます。 近年では環境保護の観点から、エレクトロニクス業界では従来の鉛入りはんだが徐々に鉛フリーのはんだに置き換わり、鉛フリーはんだの錫の含有率は通常95％を超えています。しかし、錫の純度が高いほど錫ウィスカが生成されやすくなり、環境温度や湿度の違いも、錫ウィスカの成長速度に影響する重要な要素となっています。 電子機器が突然起動しなくなる可能性とは？ 錫ウィスカが長くなりすぎて2つのピンが接続されると、電気伝達障害やショートが発生し、製品が損傷する可能性があります。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる製品信頼性検証コンサルタント  ・温湿度テストを通じて、製品に錫ウィスカが形成されていないかを観察する　 アリオンは、さまざまな温湿度テスト環境を提供しています。長時間の高低温サイクルテストや高温高湿テストを行うだけで、製品がその環境に長時間さらされた結果、錫ウィスカが発生していないかを観察することができます。  ・専門的な技術力と包括的なハイエンドテスト設備  [...]

USB Type-C製品のオーバーヒートはコネクタからくる問題だった新事実

Allion Labs 電子機器において必要不可欠なUSBですが、高速で便利、且つ信頼性の高いデータ転送および充電といった幅広い機能を兼ね備えています。USBにおけるテクノロジーは初期のUSB 1.0ver.から現在のUSB 3.0、USB 3.1、さらにはUSB 4.0規格まで絶えず進化とアップグレードを続けております。データ転送におけるこれらのUSBの進化はユーザーにより速く、より効率的な体験をもたらしてきました。それに伴いUSBコネクタもまた進化しており、初期の標準的なUSB Type-Aコネクタからその後のMicro-USB、Mini-USB、そして現在一般的に使用されているUSB Type-Cコネクタへと、ニーズの増加が技術の進歩に直接影響を与えています。 USBの高い普及率に伴い、USBにまつわる様々な問題を耳にする機会も多くなってきました。先日USB Type-Cコネクタを搭載したiPhone 15が発売されたことで、オーバーヒートや発火が再び話題に上がっています。オーバーヒートの原因は様々ですが、その最たるものがコネクタ自体の設計や素材によるものだと我々は考えます。 設計ミスによる損失 コネクタの設計不良により、製品やケーブルの温度が上昇してしまうことがあります。温度上昇によってデータ通信が不安定になったり、充電が制御されたり、場合によっては機器が破損して大切なデータを復旧できなくさせてしまったりします。最悪火災を引き起こし、金銭的・人的損失につながる危険性もあるでしょう。このため、機器を使用する上で設計ミスというのはあってはなりません。 温度上昇がコネクタとケーブルどちらに起因したものなのかという問題に対し、アリオンは協会が策定した仕様に準拠しT-Rise [...]

購入したHDMIケーブルに問題発覚。でも原因を特定できない？

Allion Labs ケーブルは信号ソースとディスプレイをつなぐ架け橋の役割を果たしていますが、長さが長くなるほど信号が減衰しやすくなります。特に、現代のトレンドとして重視されている8K/10K解像度のケーブルは、信号伝送速度が速い反面、減衰もより深刻です。ケーブルの長さを維持するために、チップを介して信号を最適化することで、長さの制約をなくすこともできます。このタイプのアクティブケーブルの品質は、チップ上のPCB基板に大きく関連しており、特にその中でも重要なポイントの1つが、インピーダンス制御です。 インピーダンスの減少が規格要件を超えると、気付かない潜在リスクが発生する可能性があります。 適切インピーダンスを制御できなければ、信号減衰のほかにリターンロスやクロストークを引き起こし、使用中に画面のちらつきが発生し、深刻な場合には信号がなくなる可能性があります。重要な場面でこれらの問題が発生すると、非常に厄介です。 インピーダンスに影響を与える要因は多く、設計や素材の選択だけでなく、加工過程でも適切に制御しなければ、制御したい範囲内にインピーダンスを抑えることはできません。加工がインピーダンスに影響を与える可能性のある要因は次の通りです。 加工がインピーダンスに影響を与える可能性のある要因  ケーブル幅と厚さの誤差  幅が広いほど、または銅の厚さが厚いほど、インピーダンスは小さくなります。一般的な基板メーカーは、基準として10％の公差で制御することが好ましいとしています。5％を見つけることはほぼ不可能です。  媒質の厚さの誤差  さまざまな基板材料の媒質の厚さとそれに関連するプロセスも、インピーダンスの制御に影響します。基板の厚さと板材プレスの制御は、基板メーカーの持つ製造プロセス能力が問われます。  レジストの厚さの誤差  レジストの塗布も、インピーダンスの制御に影響を与えます。塗布の均一性や異なる色の誘電率にも差異があります。 ホワイトラベルのアクティブケーブルは、通常コストを考慮して低価格の材料を使用し、品質関連の検査を削減していおり、技術に対する理解が乏しいため、加工工場の能力や検証を評価できません。こうした一連のコスト削減の動作が、前述したネガティブなユーザーエクスペリエンスを引き起こす可能性があります。 実測テスト [...]

USBケーブルの抜き差し耐久性を向上させる方法とは？

Allion Labs モバイルデバイスの普及により、常に自分のそばにスマートフォンがあり、仕事、エンターテインメント、日常生活におけるさまざまな連絡をスマートフォンで完結することができます。そのため、充電に関連した市場の需要や、機能性に対する消費者の期待は言うまでもなく高まっています。近年、ワイヤレス充電技術は進化を続けていますが、充電効率はいまだ有線充電に及ばず、データ伝送のニーズも相まって、USBケーブルはモバイルデバイスの用途において依然として重要な役割を果たしています。 数回充電しただけで故障、USBケーブル短命問題の原因とは？ USBケーブルはモバイルデバイスやPC製品で広く使用されています。ケーブルは消耗品の一つであり、長期間使用すると交換が必要になりますが、一般的には、通常使用であれば製品のライフサイクルは数年になる場合もあります。アリオンが過去に蓄積した豊富なテスト経験と、ネット上で多くの消費者から収集したフィードバックによると、最もユーザーが受け入れがたいのは、「ケーブルの使用期間が1ヶ月未満、さらには10回未満の使用で使えなくなる」状況です。その原因を探ると、安価なケーブルのコネクタの部分が、抜き差しによって破損する問題が最も頻繁に発生していることが分かりました。 挿入力抜去力テスト：実際のケーブル抜き差し状況をリアルにシミュレーション このような場合には、アリオンの専門的な挿入力/抜去力テストで挿抜の力を検証することができます。みなさんはUSB充電ケーブルを使用する際、色んな感触を手に感じると思いますが、力が弱すぎて簡単に抜けると感じたり、軽く触れただけで接触が悪い場合には、より強い力で差し込もうとして「過挿入」が起こります。逆に、挿入しにくいとユーザーは無理に力を入れるため、ケーブル自体の損傷が起こりやすく、他の箇所にも不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。この2つの状況により、スマートフォン自体や他の電子機器のコネクタが破損する潜在リスクがあり、充電ケーブルの問題で、より高価な電子機器を損傷させてしまうのは本末転倒と言うべきでしょう。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる検証コンサルタント アリオンは専門的なテストおよびコンサルティングラボとして、ケーブルメーカーのUSB認証取得を支援するだけでなく、製品の適切な検証計画を確立し、お客様のご要望に合わせてカスタマイズされた実験テストの実行し、改善提案や分析を行います。また、製品開発の各段階で必要なエンジニアリングコンサルティングと、正確で効率的な包括的なソリューションも提供します。このサービスは、製品設計、品質テスト、標準検証をカバーしているだけでなく、さまざまな規格団体の仕様をリアルタイムで同期します。 互換性と機能性テスト ユーザー体験テスト 高周波信号評価テスト 耐久性テスト 競合分析と品質向上コンサルティング  Faster　ー　より迅速　 [...]