圧着端子の種類、圧着品質、プレス端子の製造

あるハーネス ショップは最近、目視検査には合格したが、80 N での 60 秒間の引張試験に不合格だった 2,000 個の圧着コネクタを廃棄しました。部品番号は正しく、ワイヤは指定された 1.5 mm2 導体で、同じベンチ プレスでその作業を 3 年間実行していました。この違いは、ある製造ロットのワイヤバレル直径の 0.06 mm の変化から生じました。これは、銅が融着して強固な接合を形成する範囲外にストランドの圧縮を押し出すのに十分でした。

圧着品質は、端子バレル、ワイヤ、工具の 3 つの一致によって決まります。それらが一致すると、適切に圧着された端子はワイヤ自体よりも大きな負荷に耐えることができ、何十年にもわたって安定した状態を保ちます。そうでない場合、オペレーターがいくら注意を払っても補うことはできません。以下のセクションでは、運ではなく意図的に一致させる方法について説明します。

圧着端子の実際の役割

圧着端子は、2 つの作業領域を備えたプレス加工された金属端子です。ワイヤーバレルは、剥がされた導体を受け入れるチューブです。絶縁サポートが存在する場合、それは銅ではなく絶縁を掴む 2 番目のタブのペアです。

正しい圧着は単にワイヤをクランプするだけではありません。ダイスはバレルを元の高さのおよそ 20 ～ 30% 圧縮し、個々のストランドとバレル壁を強制的に相互に流し込み、冷間溶接を形成します。その結果、銅への酸素経路のない気密性の高い接合が実現します。そのため、湿気の多いエンジン ベイや屋外の制御キャビネットでも優れた圧着が腐食に耐えます。

UL 486A や IEC 60352-2 などの規格では、接合部を形状ではなく性能で説明しています。彼らは端子がどのような形状になっているかを気にせず、完成した接続が機械的引っ張り、電圧降下、熱サイクル、腐食試験に耐えることだけを気にします。完成した端子の外観よりも、バレルの寸法、材質の質、めっきの厚さが重要なのはまさにこのためです。

主な圧着端子の種類とそれぞれの適合箇所

ほとんどのプロジェクトでは、以下のファミリーのうち 2 つまたは 3 つだけが必要です。 3 番目の列には、生産上の返品や現場での障害の大部分を引き起こすポイントがリストされています。

実際のルールは簡単です。まずジョイントを開く必要がある頻度に基づいて接続スタイルを選択し、次にワイヤ クラスと電流に基づいてバレル スタイルを選択します。外観や価格だけで購入すると、通常、問題は圧着ステーションに移ります。

ジョイントが存続するかどうかを決定する選択要因

ワイヤーの互換性

導体のサイズだけでは十分ではありません。 2 本の 1.5 mm2 ワイヤは、0.52 mm の 7 本のストランドまたは 0.25 mm の 30 本のストランドから作成できますが、より細いクラスには異なるバレルとダイが必要です。使用可能なデータシートには、絶縁体直径範囲とともにワイヤ範囲が mm2 または AWG で記載されています。剥がされた導体が圧着前にバレル内で緩んだままになっている場合、またはストランドを広げずに挿入できない場合は、バレルがそのワイヤに対して間違っています。

絶縁または非絶縁

絶縁端子は、電流容量と温度定格を犠牲にして、速度とタッチの安全性を確保します。ビニールスリーブの耐熱温度は通常約 75 ℃、ナイロンの耐熱温度は 105 ℃、熱収縮バージョンの耐熱温度はさらに高くなります。排気ハードウェア、ブレーキ ライン、またはエンジン マウントの近くでは、金属接合部よりも先にスリーブの素材が劣化することが多いため、スリーブの定格は市販の数値ではなく、実際のプロセス限界として読み取る必要があります。

環境と機械的負荷

振動、塩水噴霧、熱サイクルによって答えは変わります。ロッキングワッシャーを備えた適切なサイズのスタッド上のリング端子は、スペード端子を疲労させるような振動に耐えます。クイック切断は、引き離すことができるからこそ存在し、接続が決して移動してはいけない場所には属しません。

材質とメッキ

導電性に関しては電解銅がデフォルトであり、真鍮はより硬く安価であり、バネ力を維持する必要がある場合にはリン青銅が使用されます。錫めっきはほとんどの腐食とはんだ付け性のニーズをカバーしますが、銀は非常に低い接触抵抗または高温のために確保されています。これらのトレードオフは商業的なものではなく技術的なものであり、その背後にある理由はこのガイドで説明されています。 金属プレス部品に適した材料を選択する方法 .

良好な圧着と不良な圧着: 何を検査するか

製造現場で最も信頼できるチェックは、やはりワイヤー バレル全体にわたるクリンプ ハイトをマイクロメーターで測定し、ツーリング データシートの値と比較することです。目視チェックは二番目ですが、測定だけでは見逃してしまう可能性のある間違いを発見します。

• ベルマウス: バレルの端がわずかに広がっているはずです。これは、ダイがバレルを剪断したのではなく圧縮したことを示しています。
• ストランドのカット: 鋭いダイエッジでスライスされたストランドは、引張強度が低下し、クラックスターターとして機能する可能性があります。
• 絶縁サポート: 絶縁は、挟まれたり切断されたりすることなく、バレルのすぐ外側でサポートタブの内側に配置される必要があります。
• 導体テール: 小さな端子では、導体がバレル端を越えて約 0.5 ～ 1 mm 伸びる必要があります。
• プルテスト: 値は端末のデータシートを満たしている必要があります。圧着に失敗すると、通常、きれいな引き抜きではなく、部分的なストランドの切断が見られます。
• 公差内のクリンプハイト: 通常、小型バレルの場合はプラスまたはマイナス 0.05 mm、ほとんどの一般的な板金加工よりも厳しいです。

ラインがプル テストで不合格になり始めた場合、その原因はほぼ常に 4 つのうちの 1 つです。バレルのダイ ネストが間違っている、絶縁圧着部に銅が残る剥離長さ、異なる生産工程での端子ロットの混合、またはメンテナンス間隔を過ぎた工具です。

圧着端子ができるまで

端子は鋳造や機械加工ではなく、順送金型プレスによって製造されます。通常は厚さ 0.3 ～ 1.0 mm で、事前にめっきされていることが多い銅または真鍮のストリップのコイルが金型を通過し、段階的にブランク加工、穴あけ、バレルの形成、タングの形成、および部品の切断が行われます。バレルはマンドレルの周りで円筒状に丸められるため、その真円度、内径、肉厚はダイの状態とストリップの一貫性に直接依存します。

ここで、許容誤差の積み重ねが高価になります。ストリップのキャンバー、厚さの変化、ダイの磨耗、メッキの厚さはすべて、最終的なバレルの直径を変化させます。外側の輪郭だけを検査するサプライヤーでも、圧着ステーションで不合格の端子を出荷することができます。これは、重要な寸法が外側の端ではなくバレルの内側とタングの周囲にあるためです。この種の作業では、最終検査だけでなく、プロセスの測定も必要になります。

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形成ステップにも同様の注意が必要です。圧着後に 90 度曲げられるフラグ端子、成形タブ付きのラグ、および長年にわたって力を保持する必要があるスプリング コンタクトはすべて、曲げ半径とスプリングバックの制御に依存します。これは、数十分の 1 ミリメートルだけ緩む成形形状により、完成した接続の嵌合力が変化するためです。

クローズドバレルラグおよびその他の絞り加工部品

すべての端子がフラット ストリップとして始まるわけではありません。密閉バレルのラグ、管状のスリーブ、およびバッテリー ケーブルの端は、多くの場合、引き抜きシェルとして開始され、平らなブランクがカップに形成され、壁が必要な厚さに達するまで数回のパスで縮小されます。絞り加工により、大電流下でも開く継ぎ目のないシームレスなバレルが得られますが、ベースとリムの間で肉厚がわずかに変化することも意味し、その変化は圧着中のバレルの変形に直接影響します。

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絞り加工バレルの場合、絞り仕様では、平均ではなく圧着ゾーンの壁厚と、ボアに対する同心度を明記する必要があります。 2 つのミルは両方とも 1.0 mm の壁を見積もることができ、一方のミルはベースで 1.0 mm、リムで 0.9 mm を保持し、もう一方のミルはその逆を行うため、異なる方法で圧着された部品を提供できます。

カスタム端子とスタンプされた接点の指定

標準カタログが現実と一致しなくなった場合、カスタム作業が必要になります。たとえば、珍しいスタッド パターン、在庫端子に誰も在庫していないワイヤ クラスに合わせたサイズのバレル、特定の化学物質への曝露に必要なめっき、または既存のハウジングに適合する必要がある成形タブなどです。完全な質問には次の内容が含まれている必要があります。

• すべての重要な寸法を記載した図面。圧着ゾーンと嵌合フィーチャーを個別にマークします。
• 断面だけでなく、素線の数や絶縁体の直径を含むワイヤの構造。
• ストリップの材質と質、さらにメッキの種類と厚さ (マイクロメートル単位)。
• 年間ボリューム、ロットサイズ、およびそのパーツが 1 つのキャンペーンで実行されるか継続的に実行されるか。
• プル値、電圧降下、塩水噴霧時間、熱サイクルなどのテスト要件。
• パッケージ形式、特に部品が自動圧着機に供給される場合。

ツールは引用文の中で最も注意深く読む価値のある部分です。独自の金型工場を経営するサプライヤーは、最初の圧着試験後にバレル直径を調整できますが、商社は苦情を上流に伝えることしかできないため、通常、修正の到着が 1 回の出荷で遅すぎることになります。応答時間の違いが購入者が求める主な理由です カスタム金属スタンピングおよび深絞り工場 この種の連絡先については、再販業者ではなく。

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圧着端子に関するよくある質問

圧着端子は圧着後にはんだ付けが必要ですか？

いいえ。正しいサイズで正しく圧着された接合部にははんだは必要ありません。はんだは、ワイヤがバレルから離れるストランド領域を硬化させ、その硬化部分が振動用途で疲労亀裂が始まる場所です。はんだ付けは、はんだカップ コネクタといくつかの非常に小さなワイヤ サイズに属し、適切な圧着には属しません。

圧着が良好かどうかはどうやって判断できますか?

ワイヤーバレルのクリンプハイトを測定し、工具の公差内に収まっていることを確認してから、ベルマウス、絶縁サポート、および切断されたストランドをチェックします。端末のデータシートに記載されている値でプル テストを行って終了します。 3 つすべてが一緒にチェックされ、どれか 1 つが単独でチェックされるわけではありません。

1 つの圧着工具ですべての端子タイプに対応できますか?

いいえ、ダイはバレルのサイズ、バレルのスタイル、ワイヤーの範囲に合わせて作られています。ラチェット ツールはさまざまな絶縁端子をカバーできますが、別のバレル ファミリに使用すると、ジョイントが閉じているように見えても、テストに失敗します。

最終的な考え

圧着の問題のほとんどは仕様上の問題であり、後に生産上の問題として現れます。ワイヤのクラス、バレル、メッキ、工具を 1 つの決定として決定し、外観ではなく測定によって接続を確認します。このアプローチでは、描画段階で数時間のコストがかかり、圧着ステーションでの生産ロット全体が節約されます。