フェルールを付けるか否か?

私たちは最近、ハッカーの家に延焼したり、家族に怪我を負わせたりする前に、ありがたいことに発見され、消火された壮大な 3D プリンター火災について投稿しました。 ハッカーはプリンターの残骸を分析し、グラブネジの緩みによりエクストルーダーのヒーターカートリッジが抜け落ち、ABS ファンシュラウドに触れたことが火災の原因であると断定した。 それは全力で走り、物事に火をつけました。

同じような 3D プリンタを所有している人も多いため、この記事に対するコメントが活発だったのは当然ですが、フェルールの使用を含む配線のベスト プラクティスをいくつか挙げたコメントが目立っていました。 特に多くの3Dプリンターでは大電流が流れるヒーテッドベッドとマザーボードをネジ端子で接続していることが多いです。 元のポストの火災の原因ではありませんが、端子ブロックが溶けることは多くの DIY 3D プリンター キットでよく見られる苦情であり、その理由の 1 つは、単に太い撚り線をネジ端子に押し込んで最善の結果を期待するだけで抵抗が​​増加する可能性があることです。 、接合部に熱が発生します。 このような状況では、フェラルを圧着することが絶対に正しいことです。 それでは、それについて話しましょう。

そもそもフェルールとは何でしょうか？ 一般に、物体を互いに取り付けたり、補強したり、固定したりするために使用されるあらゆる種類のバンドまたはクランプ。 これは、ほどけを防ぐために靴紐の端に付けるアグレットから、ワイヤー ロープを接続するために使用される頑丈な金属クランプまで、あらゆるものを網羅する広義の定義です。 しかし、電気配線の世界では、フェルールにはより具体的な定義があり、純粋な機械用途に使用されるフェルールとはまったく異なる目的があります。

電気配線フェルールは、ワイヤの接続特性を改善するために撚り線の端に圧着される柔らかい金属チューブです。 ほとんどのフェルールは銅でできており、通常は錫メッキが施されています。 フェルールは、直径と長さの両方の点で、特定のゲージのワイヤに合わせてサイズ設定されています。 ただし、フェルールは単なる円筒ではありません。フェルールに挿入されるワイヤの個々のストランドを集めて統合するために、一方の端にはリップまたはフレアが形成されています。

ほとんどのフェルールのフレアは、通常は円錐形のプラスチックのケーブル入口スリーブに包まれているため、すぐにはわかりません。 このスリーブは、ワイヤの絶縁体とフェルール自体の間の移行部として機能し、すべての緩んだストランドをフェルールの内腔に囲い込む役割も果たします。 従来の圧着接続とは異なり、フェルールのプラスチック スリーブは取り付け中に圧縮されません。 絶縁体の周りにそのまま残り、ワイヤの曲げ半径を絶縁体の端から遠ざけることで、設置後にある程度の張力緩和を実現します。 ほとんどのフェルール スリーブは、DIN 46228 規格でワイヤ サイズに応じて色分けされていますが、紛らわしいことに、平方ミリメートル単位の同じ断面積に対してフランスとドイツの 2 つの異なるコードが存在します。

フェルールがアメリカのものではなくヨーロッパのものであるように聞こえるなら、それは十分な理由があります。 CE 認証を取得するには、電気機器はネジまたはスプリング端子に入るより線をフェルールで終端する必要があります。 米国にはそのような規制がないため、米国の機器でフェルールが使用されているのは一般的ではありません。 しかし、フェルールには否定しがたい特有の利点があり、工学的に合理的であるため、その採用が広がっているようです。

原理を理解するには、任意のゲージの絶縁されたより線の小片をクリップします。 より線は柔軟性があるため、モバイル用途や振動が発生する可能性のある場所では単線ではなく撚り線が使用される理由の 1 つです。 しかし、それでもいくらか硬いのは、導体の素線を包み込み、すべての素線を密着させ、別々の素線の撚りや撚りを維持する絶縁体のおかげでもあります。 次に、一方の端から断熱材を少し剥がします。 ほとんどの場合、ストランドの配置が少なくとも部分的に乱れており、少しねじれが解けていることがわかります。 さらに絶縁体を剥ぎ取ると、より線がどんどん離れていきます。 すべての絶縁体を剥がすと、導体は構造上の完全性を失い、個々の素線になります。

これは、フェルールが解決する本質的な問題です。フェルールは、ワイヤの皮を剥いた後も導体内の素線の密接な関係を維持し、接続がその最大定格電流を流すことを可能にします。 フェルールがないと、ネジ端子内で圧縮された剥ぎ取られたより線が広がる傾向があり、端子にしっかりと接触している個々のより線の数が減少します。 このような終端の抵抗は、適切にフェルール接続された接続よりもはるかに高くなります。 株式会社KG

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ただし、フェルール接続には抵抗の低減だけではありません。 他の圧着接続と同様に、適切に適用されたフェルール内のストランドは多大な圧力を受け、その過程で軸方向に伸び、半径方向に変形します。 伸長作用はストランドの表面酸化を破壊して除去する傾向があり、一方、半径方向の圧縮はストランド間の空隙を除去する傾向があります。 これらにより、圧着接続は圧着されていないワイヤよりも耐酸化性が向上し、接続の寿命が延びる傾向があります。

では、家庭用ゲーマーにとってフェラルは最適な方法なのでしょうか? 全体としては、そうだと思います。 フェルールには、普通のより線に比べて明らかな利点があり、大電流アプリケーションでは、ねじ端子や、シールドへの張力緩和が役立つ場所でフェルールを使用することを強くお勧めします。 さらに、これらはプロジェクトにクリーンでプロフェッショナルな外観を与えるため、アプリケーションが重要でなくても、より線接続にそれらを含める傾向があります。 もちろん、フェルールの準備に費用がかかるわけではありませんが、さまざまなフェルールと適切なラチェット圧着工具が入ったキットが 30 ドルなので、それほど悪くはありません。

このストーリーを提案してくれた [NobodyInParticular] に感謝します。

[注目画像：KNIPEX、フェラルダイレクト]