電線と配線

プログラムロジックコントローラーの配線

 ほとんどの機械では、コントローラーにプログラムロジックコントローラーを使うにしても、マイコンを使うにしても電気配線が必要です。

 これらの電気配線は、電線と端子台やコネクターなどの端子を使って配線されることがほとんどで、自動車や大量生産される装置では、配線を一体化して楽にした「ワイヤーハーネス」を下請けに作ってもらって配線することもあります。

 おそらくこのホームページを見ておられる方は、それほど大きな会社の技術者ではないでしょうし、ここではシンプルな電線を使って配線する方法について解説します。

電線とは?

 電線とは、電気を流すための線材で、一番多く使われるのは「ビニール電線」などの銅を電気を通さない「絶縁材」でカバーして、ショートや感電などの事故を防ぐもので、こうした電線を被覆(ひふく)電線と呼びます。

 まれに被覆のない裸線(はだかせん)が使われることもあります。裸線はショートしたり感電したりする危険もありますが、値段が安く、直接はんだ付けして多くの回路に分配したりできるので、操作盤(コントロールパネル)の裏側や試作に使われるユニバーサル基板の配線に使われたりします。

電線の性能

 基本的に電線は流す電流で太さが決まり、電圧で被覆の厚さが決まり、耐熱温度で被覆の材質が決まります。

  • 太さ(電流で決まる)
  • 被覆の厚さ(電圧で決まる)
  • 被覆の材質(耐熱温度で決まる)

電線の種類

 また、電線は曲げやすさや複数の電線をまとめたケーブル、電気を流す芯線が単一の単線、芯線が複数の撚線(よりせん)などの種類があり、使い道によっても違います。

電線の種類についての詳しい説明はdenshikan.comへ

配線

 電線を使って電気を配ったり信号を伝えたりすることを「配線」といいます。電気を送る電線を「送電線」と呼んだり、信号を送る電線を「信号線」あるいは「伝送線」と呼ぶこともあり、「電話線」などは「通信線」と呼ばれます。

 いずれにしても、電線を回路に接続するためには、はんだ付け、ねじ止め、圧着、圧接などの方法で金属と金属を接続しなければなりません。

  • はんだ付け
  • ねじ止め
  • 圧着(あっちゃく)
  • 圧接(あっせつ)
  • 圧入(あつにゅう)

はんだ付け

 はんだ付けは、はんだごてではんだを溶かし、合金を作って電気を通す方法で、はんだごてなどの初期投資はいくらか必要ですが、あとはあまりお金がかからず熟練すれば信頼性も高い接続方法です。

 しかし、やり直しが困難だったり、はんだ付けの際の熱により電線の被覆が溶けたり、熱により電子部品が壊れたりすることもありますし、確実に付けるためにはかなりの熟練が必要です。

ねじ止め

ねじ止め配線の例

 ねじ止め配線は、ドライバーやワイヤーストリッパーなどの工具があれば可能で、それほど熟練も必要とせず、付け外しも容易ですが、ねじ止めが不十分だったりすると発熱や発火の恐れがあり、基本的に工場などではねじ止めのトルクを厳密に決められる「トルクドライバー」が使われます。

 トルクドライバーは、一定以上の回転力(トルク)が加わると空回りするドライバーで、トルクドライバーが空回りするまでネジを締めれば、一定トルクで締め付けられますので、発熱や発火の危険も少なく、締め付け過ぎによるネジや部品の破損も少なくなります。

圧着

 圧着配線は、電線に圧着端子を「圧着工具」で潰して接続し、それをねじ止めする配線方法で、電線の芯線がバラバラになってショートしたり被覆部分をねじ止めして電気が通らなかったりすることがなく、非常に信頼性が高いので、メカトロニクス機器で一般的に使われる配線方法です。

圧着端子の例

 もちろん付け外しも容易で、圧着端子の穴の大きさを変えることにより、別の場所に配線してしまう「誤配線」もある程度防ぐことができます。

圧接

圧接の例(フラットケーブルIDCコネクター)

 圧接による配線も、圧着と同じようにはんだ付けほど熟練を必要とせず、熱も加えないために信頼性が高く、パソコンや携帯電話の内部などでも良く使われる配線方法です。

 しかし基本的にやり直しはできず、失敗すると多くの材料が無駄になりますが、複数の配線を一度にできることもあり、便利な配線を方法です。

圧入

電線を差し込むだけで接続できる圧入コンセントの例

 圧入配線は、専用の端子台に電線をワイヤーストリッパーで被覆をむいて芯線を露出させ、それを差し込むだけで配線できる方法で、エアコンの室内機と室外機を接続する配線は、圧入(差し込み配線)に限って「電気工事士」の資格がなくても許されています。

 この制度が認められたのは、ある超大手流通がエアコンの工事を無資格の業者に発注していたことが判明し、救済措置として認められた経緯があるのですが、このことについては詳しくは触れません。

コネクター

コネクターの例(日本圧着端子製造XHコネクター)

 コネクターは電線と電線や電線と基板を接続する部品の総称で、これを使うと簡単に接続できたり、修理交換の際に外せたり、ものによっては間違えて違う場所に配線したりできないくふうや、反対向きに差し込めない、一括して複数の電線を接続できる、防水処理できるなどの特徴があり、非常に多くの種類があります。

コネクターを付ける方法

コネクターの種類についてはこちらのdenshikan.comへ

コメントを残す