quanyu lee
2025-01-13 07:13:18
防水ケーブルアセンブリの完全ガイド：IP67/IP68、配線規格
屋外、高湿度、高温、あるいは産業環境においては、一般的なケーブルは長期間の湿気、埃、機械的衝撃に耐えられないことが多く、導体の腐食、短絡、さらには機器の故障につながる可能性があります。防水ケーブルアセンブリは、これらのリスクに対処するために設計されており、密閉構造、耐久性のある素材、そして標準化された試験により、過酷な条件下でも安定した信頼性の高い接続を確保します。このガイドでは、実用的な手順、素材の比較、そして実際の経験に基づき、防水ケーブルアセンブリの選定、設計、試験方法を体系的に理解し、機器の安全性と寿命の向上に貢献します。
I. 防水ケーブルアセンブリとは何ですか?
防水ケーブルアセンブリは、湿った、雨の多い、屋外および水中の環境のために特別に設計された電気接続構造です。そのコア目的は、導体や接点に湿気が浸透するのを防ぐことです。
基本構成要素は以下の通り。
- 導体 （ 純銅、錫めっき銅、酸化物保護銅 ）
- シース材料 （TPU、 PUR 、 TPE 、 XLPE ）
- コネクタおよびシールシステム （ O リング、射出成形、ねじ止め ）
- 遮蔽層 （ EMI / 干渉免疫 ）
- 張力緩衝構造
共通のアプリケーションシナリオ ： スターリンク 屋外機器、 CCTV カメラ、 AGV 産業用車両、船舶、太陽エネルギーシステム、通信アンテナ、および自動化機械。
II. 防水ケーブルの重要性
防水不良は、屋外機器の故障の中で最も一般的で、最もコストのかかる原因の 1 つです。
湿気や湿気が原因となる ：
- 端子の腐食
- 接触抵抗の増加
- 短絡または断続的な断線
- コネクタの故障
- シースのひび割れおよび経年劣化
適切な防水ケーブルの選択は、機器の寿命を大幅に延ばし、メンテナンスコストを削減し、システムの信頼性を向上させることができます。
III. 防水ケーブルアセンブリの選択方法
防水ケーブルアセンブリの選定には、環境、材料、構造、電気的要件、認証という5つの側面を体系的に評価する必要があります。エンジニアリングレベルでの選定手順は以下のとおりです。
ステップ 1: 動作環境と保護レベルを決定します。
動作環境によって必要なシール深さが決まります。
| 環境タイプ | 推奨 IP レベル | イラスト化 |
| 雨水、高い屋外湿度 | IP67 | 短時間水中に浸すことができる |
| 長期屋外通信機器 | IP67 — IP68 | 強い水圧抵抗 |
| 水中機器、沿岸環境 | IP68 | 継続的な水浸漬、容易に腐食しない |
| 食品加工 · 洗浄機器、工業用高圧ウォーターガン | IP69K | 高圧温水洗浄に耐えることができます |
選択ロジック ： デバイスが露出するほど、選択された IP 定格が高く、シールがよりタイトになります。
ステップ 2: 電気要件に応じてワイヤ ゲージ (AWG) と導体材料を選択します。
電流量と距離は電線サイズに直接影響します。
推奨仕様：
- 小電流（<5A）：AWG 22～20
- 中電流（5～10A）：AWG 20～18
- 大電流（10～20A）：AWG 18～14
推奨される導体材料:
- 錫メッキ銅 → 耐腐食性に優れ、屋外や沿岸部での使用に適しています
- 純銅 → 優れた導電性
- 多芯細撚線 → 曲げや振動に対する耐性が優れています
環境の湿度が高く、海に近いほど、より多くの錫メッキ銅が必要になります。
ステップ3：シース素材を選択する（寿命を決定する重要な要素）
異なる材料は異なる環境に適しています ：
| 材料 | 特徴 | 推奨シナリオ |
| TPU （ 高耐摩耗性 ） | 耐油性、柔軟性、耐衝撃性 | AGV 、ロボット、屋外 |
| PUR （ 耐摩耗 + 耐 UV ） | 強い UV 安定性 | 太陽への長期曝露 |
| TPE （ ソフト ） | 共通材料、低コスト | 一般屋外設備 |
| XLPE （ 高温エンド ） | 耐熱性および反老化 | 太陽エネルギー、自動車 |
屋外で長期間使用する場合は、紫外線に強い素材を選んでください。そうしないと、カバーが早期に割れる可能性があります。
ステップ4：防水コネクタ構造を選択する
共通の防水構造とその適用可能性 ：
① 射出成形による封止（最強のシール）
- 水中用途に最適
- 水の侵入に抵抗力のある不偏の成形構造
- 高い引張強度
②Oリングシール構造（着脱式）
- M 8 / M 12 、 RJ 45 、 DC 防水コネクタによく見られます。
- メンテナンスが簡単
- しかし、長期老化のため、 O リングを交換する必要があります。
③ ねじ締め構造
- 機械設備の輸出に適した
- よい防水性能
- よい耐震性
④ 熱収縮チューブ/接着剤シール（一時的な解決策）
- 低コスト
- 長期水中使用に適さない
ステップ5: シールド要件を確認する
推奨シールド構造 ：
- アルミ箔シールド
- 織りシールド層
- 二重層複合シールド
適用可能なシナリオ: 通信、モーター制御、センサー、データ ケーブル。
ステップ6: 認証と基準を確認する
輸出または産業のお客様は通常 ：
- UL / CSA
- CE / RoHS / REACH
- EN 60529 (防水性能)
- ISO 16750 (車載電子機器)
- IEC 61076 (M12/M8規格)
やり直しを避けるために顧客の要件に従って計画を立てます。
ステップ7：必要なテストを実施する
防水ケーブルは、次の点について検証する必要があります。
- IPX7/IPX8 防水試験
- 引張試験
- 高電圧絶縁耐圧試験
- 導通試験
- 塩水噴霧試験（海洋または沿岸用途向け）
- 紫外線劣化試験（長期屋外使用）
大量生産の安定性を確保するにはテストが不可欠です。
IV. 一般的な防水構造の比較表
| 防水方法 | 優位性 | 欠点 | 推奨シナリオ |
| 射出成形 | 最強のシール | 高い金型コスト | 水中 · 屋外恒久設置 |
| O リング | 維持可能 | 老化と交換の必要性 | 屋外通信、カメラ |
| スレッドロック | 安定した信頼性 | 荷下ろすには道具が必要です。 | 機械設備 |
| 熱収縮チューブ | 最低コスト | 限られた防水能力 | 一時的または低リスクのアプリケーション |
V. よくある間違い
- 材質の耐熱性を考慮せずにIP等級のみに焦点を当てる：夏の直射日光にさらされるとPVCは急速に劣化します。TPUまたはPURの使用が推奨されます。
- 不適切な電線径の選択は電圧降下につながります。長距離および高負荷の場合は、より太い電線径が必要です。
- 着脱式コネクタは深海用途で使用されます。射出成形による封止は水中用途に不可欠です。
- 耐腐食性要件を無視する：錫メッキ銅と耐腐食性端子は海洋用途に不可欠です。
- 塩水噴霧試験や紫外線試験を実施せずに大量生産を行う。屋外機器の故障は、短期的な露出ではなく、長期的な経年劣化に起因することがよくあります。
VI. 専門的なカスタムワイヤーハーネス工場への推奨事項
専門メーカーなど ワイヤーハーネスアセンブリ 防水ケーブルをカスタマイズするときに次のを提供します：
- IP67 / IP68 射出成形金型開発
- PUR/TPUシース材質の選択
- カスタム防水RJ45、M12、DCコネクタ
- 引張試験、塩水噴霧試験、IPX8試験
- CE/UL/RoHSレポート
- バッチ一貫性と信頼性検証
屋外や海上で長期間使用する必要があるお客様に適しています。
VII.よくある質問
1. 防水ケーブルはどのくらいの時間水中に沈めておくことができますか?
IP等級によって異なります。IP67は短期間の浸水に適していますが、IP68は長期間の浸水に適しています。
2. 屋外での使用に最適な素材はどれですか?
耐紫外線性、耐摩耗性、耐油性を備えた PUR または TPU。
3. 海の近くではどのような導体を使用すればよいですか?
錫メッキ銅導体は腐食を効果的に防止します。
4. 防水 DC コネクタは信頼できますか?
はい、O リングまたは射出成形されたカプセル化構造が使用されている限り可能です。
5. 工場にカスタマイズを依頼する場合、何を用意する必要がありますか?
電流、電圧、長さ、インターフェースの種類、動作環境、シールドが必要かどうかなど。
