コネクタの自作!電子工作の圧着工具と圧着方法

コネクタの自作!電子工作の圧着工具と圧着方法

プリント基板にコネクタを使いたいと思って、一度はハンダ付けやペンチでなんとかできんものかと考えたことのある人は多いと思います。確かに一部のコネクタは苦労すればなんとかなるかもしれませんが、それはそれで結構な手間。素直に圧着工具を使って自作すると、早くやっときゃ良かった…となります。

コネクタを使えば、見た目もスッキリしますし、配線の引き回しや組み立て分解も簡単になりますからね~。

例えば、リード線を直にハンダ付けして配線する方法では、配線長に余裕を持たせておかないとハンダゴテを当てられなかったりしますよね。コネクタを使うと、そんな無駄をなくして最短距離で配線できるメリットもあります。

このページでは、コネクタの自作派を応援します。

コネクタの構造

コネクタは、ポストとハウジング、そしてコンタクトピンで構成されています。

コネクタの構成ポスト(左)
コネクタのオス側。

ハウジング(中)
コネクタのメス側。

コンタクトピン(右)
ケーブルに圧着してハウジングに差し込む。
メス側のコネクタピンです。

コネクタの圧着端子は、コンタクトピンとも呼ばれています。
また、コネクタとハウジングの違いが分からないという人も多いようですが、両者に違いがあるわけではないく、ハウジングはコネクタのメス側ということになりますね。

これらのパーツは別々に売られているので、それぞれ買い揃えてコネクタを自作します。

コネクタの種類

当方では、主に小型で入手性の良い日圧(日本圧着端子製造株式会社(JST))のコネクタを使っていますが、もちろん他のメーカーのコネクタでも自作できます。

同じ品種でも形状などのラインアップがありますが、以下では代表的で入手性の良いものを紹介しています。(※コンタクトの型番頭文字は本来’S’ですが、バラ売りを意味する’B’で売っている所が多いです)

PHコネクタ

PHコネクタ2mmピッチの小型コネクタで、max.100V 2AまでOK。基板を小型化できるので当方でも良く使っています。

ただし、2.54mmピッチのユニバーサル基板には使えません。また、横型(特に2~4の少ピンもの)は少々弱くてグラグラしますので、挿抜頻度が高い用途では注意が必要です。

PHコネクタ型番リスト
縦型ポストB2B-PH-K-S ~ B16B-PH-K-S2~16ピン
横型ポストS2B-PH-K-S ~ S16B-PH-K-S2~16ピン
ハウジングPHR-2 ~ PHR-162~16ピン
コンタクトBPH-002T-P0.5SAWG30~24用

データシート

EHコネクタ

EHコネクタ2.5mmピッチの汎用コネクタで、max.250V 3AまでOK。ユニバーサル基板にも刺さるし、汎用的に使えるコネクタです。
これの外形が小型化されたXHコネクタもあります。
というか、XHコネクタに取って代わられつつあります。

EHコネクタ型番リスト
縦型ポストB2B-EH ~ B15B-EH2~15ピン
横型ポストS2B-EH ~ S15B-EH2~15ピン
ハウジングEHR-2 ~ EHR-152~15ピン
コンタクトBEH-001T-P0.6AWG30~22用

データシート

XHコネクタ

XHコネクタ2.5mmピッチの汎用コネクタで、max.250V 3AまでOK。EHコネクタの小型化版です。ユニバーサル基板にも刺さるし、汎用的に使えるコネクタです。

XHコネクタ型番リスト
縦型ポストB2B-XH-A ~ B20B-XH-A2~20ピン
横型ポストS2B-XH-A ~ S16B-XH-A2~16ピン
ハウジングXHP-2 ~ XHP-202~20ピン
コンタクトBXH-001T-P0.6AWG28~22用

データシート

VHコネクタ

VHコネクタ3.96mmピッチの中型コネクタで、max.250V 10AまでOK。サイズが大きいぶん容量も大きいので、電源やオーディオ出力などに利用できます。

VHコネクタ型番リスト
縦型ポストB2P-VH ~ B10P-VH2~10ピン
横型ポストB2PS-VH ~ B10PS-VH2~10ピン
ハウジングVHR-2N ~ VHR-10N2~10ピン
コンタクトBVH-21T-P1.1AWG22~18用
コンタクトBVH-41T-P1.1AWG20~16用

データシート

QI(2550)コネクタ

QIコネクタ古くからある汎用コネクタで、一般にmax.250V 3Aまでとされています。2.54mmピッチなのでユニバーサル基板OK。
パソコンの内部配線に使われていることもあり広く知られるコネクタで、電子工作でも良く使われています。

ただ、サイズがやや大きいので小型化には不向き。また、抜けやすいので振動や力の加わる環境では避けた方が良いんですが、逆に簡単に抜き差したい用途では便利です。

このコネクタのポスト(オス側)は、ピンヘッダと呼ばれる汎用ピンを使います。また、メス側のコネクタもあるので、対基板用途だけでなく空中結線にも使えます。

データシート(ハウジング)
データシート(縦型ピンヘッダ)
データシート(L型ピンヘッダ)

※データシートは標準的な仕様ですが、QIコネクタやピンヘッダには多くの品種やメーカーがあり、サイズなどが微妙に異なります。

コネクタケーブル

電子工作に使うリード線って、あまり気にしていない人も多いことと思います。私も昔は色や耐熱性しか見ておらず太さなんて適当でした。あまり困るこもなかったし。

でもコネクタを自作するとなると、コネクタのサイズに適合するリード線のサイズがありますし、圧着工具のダイスのサイズにも関わりますので、ある程度は知っておく必要があります。

ケーブルの導体サイズを表す主な規格として、AWG(UL規格)とSQ(JIS規格)があります。電子工作の世界ではAWGの方が馴染みがあるかも知れません。この他に、無規格のケーブルもあります。

導体寸法規格
AWG直径 (mm)抵抗 (Ω/m)SQ換算主な用途(感触)
200.81180.0330.5電源(結構太い)
220.64380.0530.3出力
240.51060.0840.2汎用(普通な感じ)
260.40490.1340.12汎用
280.32110.2130.08信号(結構細い)
300.25460.3390.05信号(かなり細い)

ダマされないケーブル選び

突然ですが、リード線は品質の良いものを選んでいますか?
特に被覆が無駄に分厚くて芯線が細いリード線が蔓延しています。中国製に多いみたいですが、芯線を少なくした方がコストが安くつくので被覆でごまかしているんですね。

耐圧が高いョ!なんて言い訳にダマされてはいけません。そんな細い線で200V耐圧相当の被覆が必要なケースなんてそうありませんから。

また、規格はあくまでも導体のサイズに対する規格です。つまり、同じAWG値でも、細くてまとまりやすい線もあれば、やたら太くてかさばる線もあるんです。耐圧が同じならば、かさばらない方が良いに決まっていますね。

協和ハーモネット UL耐熱ビニル絶縁電線 黒白赤黄緑青茶 各2m UL1007 AWG24 2m耐熱ビニール線 AWG24 2m
電子工作でおなじみ協和ハーモネットの耐熱リード線。被覆は薄めなのでオススメです。AWG20~AWG28まで各種各色あり。

圧着に必要な工具

コネクタのメーカーから専用の圧着工具が出ている場合もありますが、そんなものコネクタ毎に買い揃えているわけにもいかないので、普通は万能圧着ペンチを使います。

ただし、万能とはいっても圧着できるコネクタには範囲があるので、自分がよく使う予定のコネクタに合わせて選ぶか、逆に工具に合ったコネクタを選ぶことになります。

電子工作では ENGINEER の圧着工具がよく知られています。

PA-09精密圧着ペンチ PA-09
小型コネクタ向けの圧着ペンチです。ダイスのサイズは1.0mm~1.9mmで、PH、EH、XH、QIコネクタ等が圧着可能です。
PA-20精密圧着ペンチ PA-20
中型~大型コネクタ向けの圧着ペンチです。ダイスのサイズは1.6mm~2.3mmで、EH、XH、QI、VHコネクタ等が圧着可能。
PA-21精密圧着ペンチ PA-21
中型~大型コネクタ向けの圧着ペンチです。ダイスのサイズは1.6mm~2.3mmで、EH、XH、QI、VHコネクタ等が圧着可能。

当方では三種類とも持っていますが、PA-09を使う機会が一番多いです。

PA-20とPA-21はダイスの形が微妙に違っていて、得意なコネクタが異なります。
PA-09/PA-20端子適合表
PA-21端子適合表端子適合表

なお、ENGINEERではコネクタのメーカーやコンタクトピンの型番などを入力すると、最適な圧着ペンチの型番と使用するダイスのサイズを調べることができるので便利です。

圧着工具検索

その他、ワイヤストリッパーも用意しましょう。被覆がスパッと綺麗に剥けていないと芯線部に巻き込んでしまうかもしれないからです。

ベッセル No.3500E-2ワイヤーストリッパー
電子工作に十分な範囲のリード線サイズ(AWG30~AWG18)に対応しています。小型、オーソドックスで使いやすいです。

てか、これはコネクタの自作派でなくとも電子工作には必要ですね。

コネクタ圧着方法

簡単な単純作業なので初心者でも大丈夫。数をこなすのは面倒ですが、たくさんの配線を直付けしてエラい目にあうよりマシってもんです。

まずは、使用するコネクタのコンタクトピンとケーブルに合わせて、使用するダイスのサイズを確認します。圧着工具検索

以下は、PHコネクタAWG24のリード線を、PA-09を使って圧着する例です。

コンタクトピンの芯線部と被覆部どのコネクタでも圧着するポイントは2箇所あります。中央の部分は芯線を圧着する芯線部、外側の方は被覆ごと締め付けてリード線を固定する被覆部です。

コンタクトピンのセットダイスにコンタクトピンをセットします。

先の圧着検索では、PHコネクタのコンタクトピン(BPH-002T-P0.5S)の場合、芯線部は1mm、被覆部は1.4mmのダイスを使うと指示されているのですが、小さすぎてうまくいかないのでワンサイズ大きいダイスを使います(メーカーの誤り?)

リード線を挿入して芯線を圧着被覆を2mm程剥いたリード線を挿入して芯線を圧着します。
芯線は強く圧着します。弱いとスポッと抜ける事があります。芯線部に被覆を巻き込まないように注意しましょう。
実は、この被覆の巻き込みが一番怖いんです。ぱっと見は良さげなのに、通電していない現象に見舞われてしまいます。

芯線部の圧着を終えたところ芯線部の圧着を終えたところ。

被覆部の開き具合を調整必要に応じて被覆部の開き具合を調整します。閉じすぎるとうまく行きません。

被覆部の圧着リード線を固定します。
被覆部は力を入れすぎると被覆が破れてちぎれやすくなってしまうので、軽く握る程度にしておくのがコツです。

圧着完了慣れるまでは、しっかり接続されているか引っ張ってみて確認するようにしましょう。見た目は大丈夫でもスポッと抜けることがあります。

後はハウジングに挿入して「カチッ」とする感覚があれば大丈夫です。

参考:精密圧着ペンチ圧着テスト(日圧PHシリーズ編)

コネクタピンの外し方

あ!間違えた!!・・・でも大丈夫です。

コネクタのコンタクトピンには「返し」が付いているので、一度ハウジングに挿入すると引っ張っても抜くことはできませんが、キリや精密マイナスドライバーなど、先の細い工具を使ってツメをめくってやると簡単に抜くことができます。

コンタクトピンの抜き方ただし、何度もやると痛むので失敗は程々に。

ピン抜き工具 SS-30ピン抜き工具 SS-30

値段が少々お高いですがENGINEERのピン抜き専用工具です。何種類かのサイズラインナップがあります。

自作コネクタの使用例

自作コネクタを使った製作例です。

自作VHコネクタの使用例VHコネクタ(横型ポスト)を使用している例。
電流容量の大きい電源ラインで使ってます。

自作コネクタの使用例PHコネクタを使っています。
自作のデジタルアンプなんですが、これらをコネクタ無しで配線するのはもう大変です。

フラットケーブルコネクタの自作例AWG28のフラットケーブルに、10ピンPHコネクタを取り付けた例です。

コネクタ配線ケーブルの用意PHコネクタを使った配線。

ケースへの組み込み完了セットを小型にしたい時に重宝します。

ラズパイとの接続QIコネクタとL型ピンヘッダを使った例です。

抜けやすいコネクタなんですが、逆にそれを利用して簡単に抜き差したい場合に使えます。

コネクタの入手先

最近では、amazonでも多く見られるようになってきました。日圧のものに限らず他のメーカーのものも探してみてください。きっと満足するコネクタが自作できるでしょう。

2.54mm JST プラグ コネクタ キット2.54mmコネクタキット
2~6ピンまでのコネクタの部品がセットで460個も入っています。JSTの正規品ではなくXHコネクタの類似品ですが人気です。
waves JST XH 2.54mm コネクター 2 / 3 / 4 / 5P オス メス セット 国内発送 計560個JST XHコネクタセット
2~5ピンまでのXHコネクタの部品がセットで560個も入っています。こちらはJSTの正規品のセットになってます。
JST S2B-PH-K-S2ピンPHコネクタポスト
日本圧着端子製造が直売しているコネクタ。これはPHですが他にもあります。少々お高くて品揃えがイマイチなのが残念。
waves 2550/QIコネクタQI(2550)コネクタセット
オス側とメス側のハウジングとコンタクトピンのセットが入っています。対基板で使うには別途ピンヘッダが必要です。
50 SETS JST XH 2.5-3ピンバッテリコネクタプラグFemale&Male with 100MM Wire2ピンXHバッテリコネクタ
片方がコネクタでなくても良いのであれば、このようなケーブル付きのものもあります。2~4ピンまであります。
0x Pairs Micro JST 2.0 PH 2ピンMale&Femaleコネクタプラグ150mmワイヤRC UK2ピンPHバッテリコネクタ
片方がコネクタでなくても良いのであれば、このようなケーブル付きのものもあります。2~4ピンまであります。

パーツショップとかだと、細かい個数でバラ売りしている所も多いです。

秋月電子通商
最近PH、XH、VHの各コネクタが取り揃えられました。一番安い点はさすがです。

共立エレショップ
1個から買えます。電子工作に手頃な品揃えですね。

RSオンライン
品揃え豊富で10個単位からの販売です。

マルツオンライン
最近仕入れた物は普通ですが、昔仕入れた品種はバカ高いので要注意です。

モノタロー
品揃え豊富で10個単位からの販売です。