高品質の圧着ジョイントの作り方

プロのハーネスメーカー内で十分に理解されていますが、クリンプの正しい適用は、DIYサークルではあまり理解されていないように思われます。 私の友人の一人は、かつて自動車のハイファイショップの従業員から、絶縁テープでケーブルに圧着を保持するようアドバイスを受けていました……。圧着は、信頼性が高く、長持ちする技術です。非常に少ないトレーニングで、効率的かつ簡単に共同作業できます。

市場にはさまざまなクリンプがあります。クリンプの産業ユーザーは、クリンプおよび工具メーカーからの情報に十分にアクセスできるため、これらのアプリケーションについては詳しく説明しません。 代わりに、このInstructableでは、車、ボート、キャラバンの修理や自宅でのプロジェクトでアクセサリーを取り付けたり修理したりする際に遭遇する可能性のあるクリンプの使用に関するアドバイスを提供したいと思っています。

このInstructableの多くはマテリアルとツールに焦点を当てるので、これを3つの主要な領域で詳細に分割し、紹介マテリアルをシンプルに保ちます。

材料

用途に適した高品質の圧着端子

既知の仕様の撚り線(ソリッドコアではない)

熱収縮

道具

良質のワイヤーストリッパー

端子に合わせた圧着工具

ステップ1:ワイヤーの選択

ワイヤーの選択

用途に応じて、使用するワイヤを選択できる場合とできない場合があります。 まず、ソリッドコアードワイヤを使用しないでください。信頼性の高い作業が必要な場合は、「コンジットワイヤ」(コンジットに埋設された主電源用のいくつかの大きなストランド)を大幅に避けてください。 このタイプのワイヤを確実に使用するには、特定のタイプの圧着が必要です。 一般的な使用に最適なワイヤは、より線が多いものです。

次に、ワイヤサイズを決定します。これはいくつかの方法でリストされます。最も一般的なのは、AWG(American Wire Gauge)(16AWGなど)、平方mmの断面積(1sqmmなど)またはストランドと直径のカウント(32 / 0.2)。 一般的なサイズ間の変換に役立つテーブルがたくさんあります。

新しいワイヤーを購入する場合、サイズはリールまたはパケットに記載されます。 既存のインストールを変更する場合、判断がより困難になる場合があります。 現在、多くのワイヤが絶縁体に印刷または成形されており、この情報が長さに沿って繰り返されているので、見つけられるかどうかを確認してください。

この情報が見つからない場合は、測定と少しの計算に戻る必要があります。 絶縁体の長さを取り除いてから、個々のワイヤストランドの数を数え、マイクロメータまたはノギスでその直径を測定します。 その後、テーブルを相互参照するか、πr2で計算された1つのストランドの面積にストランドの数を掛けて、断面積を計算できます。

絶縁材の直径は、最も信頼性の高いクリンプにとって重要です。これは、クリンプの背面がワイヤを把持する方法に影響するためですが、標準のワイヤを使用している限り、これは大きな問題にはなりません。 ただし、プロのアプリケーションで圧着を使用していることを考慮することは重要です。

ステップ2:圧着端子の選択

圧着端子の選択

ワイヤのサイズがわかったので、接続する必要があるものを見つける必要があります。 クリンプにはさまざまなバリエーションがありますが、非常に一般的なものがいくつかあり、そのほとんどが画像に示されています。 ねじ式ファスナーに適合するように設計された圧着は、ボルトサイズ(M4 /¼”など)で簡単に指定できます。 他のものは、業界やメーカーに応じて異なる名前を持つ場合があります(例:lucar、faston、¼”ブレード)。 良好な接合部を得るために重要なのは、圧着の品質です。低品質の圧着端子を備えた、長寿命の良好な接合部を得るのは困難です。

メッキ
腐食保護やその他の技術的理由(低接触抵抗など)のために、さまざまなメッキオプションを備えた端子が用意されています。 メッキのないクリンプ(可能な場合)を避けるので、腐食をきれいにするために将来再訪する必要はありません。 これは、ボートで見られるようなより腐食性の雰囲気では特に重要です。 利用可能な最も一般的なめっきはスズであり、これはほとんどのニーズに適しています。 銀と金は特定のアプリケーションでも一般的ですが、通常、接合部での最小抵抗が必要な低電流/信号アプリケーションで使用されます。

事前絶縁圧着
事前に絶縁された端子を使用する場合、高品質のコネクタにはワイヤの絶縁をつかむ金属スリーブがありますが、低品質の部品にはこれがありません。 示されている断面のクリンプの画像はこれを明らかにしていますが、切断されていないときにこれを判断するには、ワイヤの入口端からクリンプのバレルを見下ろします。 高品質の部品では、圧着のほぼ終わりまで金属が見えますが、安価な部品ではすぐに止まります。

すべての端子は、定義されたワイヤサイズ範囲で販売されます。これはパケットに記載する必要がありますが、そうでない場合、事前に絶縁された部品を使用している場合は、スリーブの色でわかります。 一般的に採用されている標準は次のとおりです。

赤い絶縁材0.5-1.5mm2 / 22-16 AWG

青い絶縁材1.5-2.5mm2 / 16-16 AWG

黄色の絶縁4.0-6.0mm2 / 12-10 AWG

周りには他の色がありますが、産業、航空宇宙、または軍事の仕事をしていない限り、これらに出くわす可能性は低いです。

閉じたバレルの非絶縁圧着
これらの部品は、シート成形またはチューブ端子の2つの方法のいずれかで作成されます。 シート形成物は、平らなシートから材料を切り取り、その後、一端にチューブを作るために成形することによって製造されます。 このタイプのより良い品質のものは、より厚い材料を持ち、縫い目はろう付けされます。 チューブ端子は、ピースチューブを長さに切断し、一端を平らにして穴を開けることで製造されます。 チューブの種類は、より重い義務になる傾向があるため、サイズが大きいほど一般的です。たとえば、スターターモーターフィードでこれらに遭遇する場合があります。

オープンバレル非絶縁圧着
このタイプの圧着は、コネクタハウジングで使用されるタイプである傾向があり、圧倒的に多くのバリエーションがあります。 数千のうち、出会う可能性が最も高いのはブレードタイプです。これらの中で、1/4”ブレードは1/8”(3.2mm)および3/16”(4.8 mm)も頻繁に発生します。 これらのコネクタは、自動車、家電製品、Hi-Fi機器などで広く使用されています。

あなたの車には他の用途のためにさまざまな種類があります-これらの優れた自動電気サプライヤを交換する必要がある場合、多くの場合、部品のキットを提供できます。 これらのタイプは、多くの場合、正しく圧着するために非常に特殊なツールを必要とします。

回されたピン
これらは、軍事仕様のコネクタで最もよく見られますが、産業用コネクタ、RFコネクタ、および高品質のDタイプでも見られることがあります。 彼らはロッドから部品を回すことによって製造されているため、ほぼ常に円形です。

その他の種類
他にも多くの種類の圧着がありますが、そのほとんどには特定の用途があり、日々の生活で遭遇することはほとんどありません。

パッケージング
クリンプの大部分は、特殊な機械(通常はリールに供給されるストリップまたはキャリア)で自動クリンピングを可能にする形式で利用できます。 これらは手工具で圧着できますが、キャリアストリップから取り外すか切断す​​る必要があります。 他の端子は「ルーズピース」として供給されます。通常、個々の部品は袋または箱で供給されます。

ステップ3:ツールの選択

ツールの選択

他のツールと同様に、幅広い価格と品質をカバーする幅広いオプションが利用可能です。 安価な汎用ツールは2ポンドから開始し、品質が良く、校正済みのハンドツールはしばしば400ポンドを超え、自動化された機器は数万ポンド以上になります。

一般的なルールとして、ラチェット機能を持たないツールは避けようとします。これは不可能な場合もありますが、理由を知って選択するのが最善です。

プライヤータイプのツールには、クリンプが正しく統合されるようにする方法がほとんどありません。ラチェットツールにはあります。 したがって、クリンプが正しく形成されていることを保証できます(ダイに正しいクリンプとワイヤを選択した場合)。 同様に、ハンマータイプのツールにも同じ問題があります。 これについては後で詳しく説明します。

最適な結果を得るには、端末に合わせてツールを選択する必要があります。これを行うための最良の方法は、使用する圧着ごとにメーカー推奨のツールを購入することですが、これは明らかな理由でDIYerにとって実用的ではない可能性があります。 製造元のデータシートには通常、正しいツールの部品番号が記載されています。 最も一般的な圧着には、適切に機能する汎用ツールが手頃な価格で入手できます。 実際には、これらのツールのメーカーは世界で非常に限られているため、安価で基本的なツールを購入した場合、同じ部品になる可能性があります。 これらの主要メーカーは台湾のOPTと呼ばれる会社です///www.opttools.com/。 個人的な経験から、これらは絶縁端子、ブレード端子、絶縁されていない密閉バレル端子用の優れた機能ツールであり、手頃な価格で入手できます。

私が知っている大手クリンプサプライヤー向けのハンドツールの他の主要メーカーは次のとおりです。
//www.wezag.de/index.php?lang=en_US
//www.pressmaster.com/
//www.rostratool.com/
//www.dmctools.com/
//www.astrotool.com/

これらはすべて独自の名前で販売されているだけでなく、他の人のための「バッジエンジニアリング」でも販売されています。 ただし、ディーラー/ディストリビューターに行って部品を購入する必要があります。それらはすべて取引にのみ販売されているためです。

ステップ4:圧着の作成

クリンプを作る

絶縁されていないクリンプを使用しており、それをスリーブする必要がある場合は、適切なスリーブをワイヤに取り付けます。 通常、3:1の収縮率、接着剤で裏打ちされた熱収縮により、ワイヤと圧着の両方の良好なサポートが確保されます。 通常、クリンプバレルの少なくとも2倍の長さで、良好なグリップが得られます。 他のスリーブも使用できます。特にネオプレンスリーブ(ヘラーマンスリーブ)も適切に機能します。

多くの圧着を実行する前に、代表的なワイヤと端子でテスト圧着を行って、設定が正しいことを確認する価値があるでしょう。

導線を傷つけないように注意しながら、ワイヤの長さを決定して端を剥ぎ取ります。 ストリップの長さは、クリンプのパッケージに記載されている場合がありますが、そうでない場合は、ワイヤがクリンプに挿入されたときに、そこから1〜2 mm伸びるようにします。 ワイヤをクリンプに挿入し、すべての撚り線が挿入されていることを確認します。 撚り合わせることは推奨されません。

ワイヤのクリンプをツールに慎重に配置し(クリンプを使用する前にツールにクリンプを入れる方が簡単な場合があります)、ワイヤが確実に固定されるようにします。 ラチェットツールの場合、ツールが解放されるまで、ツールを循環させます。 クリンプを取り外して検査します。ワイヤが正しい位置にあり、絶縁体が正しくつかまれていることを確認してください。 完全に圧着されるように、小さな引っ張りをします。

安価な/ラチェットを使用しないツールを使用している場合、ツールの2つの設定を使用して、各端子を2回圧着する必要がある場合があります。 これを行う必要がある場合は、最初に圧着の導体端を圧着し、次に絶縁体を圧着します。

熱収縮またはその他のスリーブを使用する場合。 スリーブを取り付け、必要に応じて熱をかけて収縮させます。 適切な熱源-理想的にはホットエアガンを使用しますが、はんだごてなどのアイテムは細心の注意を払って使用できます。 収縮する前に、スリーブが正しい位置にあることを確認してください。クリンプの終端を妨げません。

ステップ5:詳細情報

さらに詳しい情報
いくつかの科学と品質管理

端子を上下に圧着することが可能です。

圧着システムは、撚り線の間に隙間スペース(ギャップ)が残らないように、撚り線を設定レベルに圧縮するように設計されています。 これにより、水分と酸素の両方がクリンプに入るのを防ぎ、腐食の発生を防ぎます。 これが正しく行われれば、はんだが入るスペースがないため、クリンプの背面をはんだ付けしても(一部の人が推奨するように)接合部の耐食性に影響を与えません。 最終的に、圧着プロセスは、ワイヤを変形させてプリセットレベルに圧着し、スペースを排除するとともに、ワイヤを所定のレベルに冷間加工することを目的としています。

圧着に間違ったツールまたはダイを使用し、ツールを完全に閉じずに、プライヤータイプのツールを使用して、または圧着とワイヤの誤った選択によって達成できる圧着不足は、これらの隙間の空間を開いたままにし、水分と酸素を可能にします最終的に腐食、したがって高抵抗ジョイント、または機械的破損を可能にします。 圧着不足の場合、ジョイントの機械的強度も低下し、極端なレベルでは非常に低い力で引き抜かれます。 ジョイントの引張強度は理想的なテストではありませんが(次に説明するクリンプの問題により)、工場環境で迅速に適用できる一般的なテストであるため、品質管理チェックとして一般的に使用されています。

接合部の過度の圧着は、同様に悲惨な結果をもたらす可能性があります-極端なレベルでは、ワイヤに課せられたストレスは完全な故障につながる可能性があり、これは明らかである可能性が高いです。 それほど明白ではない問題は、疲労に対する感度が高いことです。これは、しばらくの間故障が明らかにならない振動がある場所で発生します。 このタイプの失敗は、クリップを曲げ続けたときに起こることと似ています。素材の働きが硬くなり、最終的に失敗します。 この他の品質管理手法が使用される傾向があるため、単純なプルテストでは必ずしも問題が取り上げられないため、オーバークリンピングの検出はより困難です。ただし、DIYerには実用的ではありません。

ミクロセクショニング-これは、クリンプの品質を決定する唯一の完全な決定的方法である破壊テストです-したがって、業界では、サンプルを採取できる圧着機械の設計/キャリブレーションおよびセットアップが正しいことを確認するためによく使用されます分析した。 このプロセスは、圧着領域を介して圧着ジョイントを切断し、セクションを取り付けて研磨し、顕微鏡で検査および測定することから成ります。 適切な接合の基準は、主に正しい圧密が行われたかどうかを判断することです。つまり、空隙がないこと、異物や酸化物が含まれていないこと、およびクリンプされたワイヤストランドのほぼ六角形の部分がないことです。

プルテスト-手でこれを行うとジョイントを軽く引っ張ることができますが、生産環境では通常、キャリブレーションされたテスターを使用してジョイントが破損するまで力を加え、降伏力に注意します。 これは、クリンプ不足を検出するインプロセスチェックです。ただし、クリンプ過剰ではありません。

クリンプハイト-クリンプ領域で終端処理されたワイヤの高さを測定することは、非破壊的であり、クリンプの上下を簡単に検出できるため、品質管理に適した方法です。

圧着力-多くの自動圧着ツールは、圧着プロセス中に加えられる力を測定します。 これは、クリンプ品質の指標を得るためのもう1つの信頼できる方法であり、機械を停止したりサンプルを除去したりする必要のないプロセス中チェックであるという利点があります。

はんだ付け-他の場所にはんだ付けをはんだ付けするための推奨事項が表示される場合があります。 クリンプをはんだ付けする必要はまったくありません。 実際、そうすることで圧着の信頼性が低下する可能性があります。 圧着は、入口でケーブルの屈曲を制御するように設計されています。 はんだ付けは接合部を硬化させ、早期の故障を引き起こす可能性があります。

難解なツール-上記の過剰なクリンピングの危険性と検出の難しさのため、ハンマータイプのツール、またはクリンプのタイプ用に特別に設計されていない他のものは使用しないことを強くお勧めします。 これには、万力での圧迫、釘でインデントするための万力での圧迫、グラウンドプライヤーの使用、ハンマーまたはその他の思いがけない残忍な方法での強打が含まれます。 妥当な結果が得られる可能性がありますが、非常に高いリスクがあり、ジョイントは時期尚早に失敗します。

参考文献
残念ながら、圧着技術に関する広く利用可能な情報は非常に少なく、現在のところ絶版の本は絶版です。

電気コネクタハンドブック:テクノロジとアプリケーション(電子パッケージングおよび相互接続シリーズ)、Robert S Mroczkowski、ISBN 978-0070414013

ただし、主要なクリンプメーカーのほとんどは、何らかのガイドを作成しています。以下はその良い例です。 他のものも利用可能です。

//tooling.te.com/pdf/US_crimpposter.pdf
//tooling.te.com/europe/pdf/crimp-connections-english-german-3-1773444-1.pdf
//www.molex.com/pdm_docs/ats/TM-638000029.pdf
//www.molex.com/pdm_docs/ats/TM-640160065.pdf

ステップ6:重要なヒント

トップのヒント

最後に、健全で信頼性の高い圧着ジョイントのための私の一番のヒントは次のとおりです。

良質の圧着端子を購入する
適切な圧着を適切なワイヤサイズに適合させる
ワイヤを傷つけないように注意してください
良質のラチェット圧着工具を使用してください
クリンプをはんだ付けしないでください
必要に応じて、熱収縮チューブを使用してストレインリリーフまたは断熱材を提供します

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