現代の電気システムは、さまざまなデバイス、回路基板、周辺機器間の相互接続に依存しています。電力を伝送するか電気信号を伝送するかにかかわらず、ケーブルは有線接続のバックボーンであり、すべてのシステムにとって不可欠な部分です。
しかし、ケーブル ジャケット (内部導体を取り囲んで保護する外層) の重要性は過小評価されがちです。適切なケーブル ジャケット材料を選択することは、特に過酷な環境で使用される場合、ケーブルの設計と製造において重要な決定となります。機械的性能、耐環境性、柔軟性、コスト、法規制順守の間のバランスを理解することが、賢明な選択を行うための鍵となります。
ケーブル ジャケットの中心には、インナー ケーブルの寿命と信頼性を保護し、保証するシールドがあります。この保護は、湿気、化学物質、紫外線、および摩耗や衝撃などの物理的ストレスから保護します。
ケーブル ジャケットの材料は、単純なプラスチックから高度なポリマーまで多岐にわたり、それぞれが特定の環境および機械的要件を満たす独自の特性を備えています。適切な素材が予想される使用条件下で最適なパフォーマンスと保護を保証するため、選択プロセスは非常に重要です。
ケーブルジャケットには「フリーサイズ」のソリューションはありません。選択される材料は、用途の固有の状況に応じて大きく異なります。
適切なケーブル ジャケット素材を選択する際には、考慮すべき要素がいくつかあります。
1. 環境条件
ケーブルは用途に応じて油、溶剤、酸、塩基にさらされる可能性があるため、耐薬品性はケーブル ジャケットを選択する際の重要な要素です。適切に選択されたケーブル ジャケットは、その下にあるコンポーネントの劣化や腐食を防止し、耐用年数にわたってケーブルの完全性を維持します。たとえば、化学薬品にさらされることが一般的な産業環境では、そのような過酷な条件に耐えられる材料を選択することが重要です。ここでは、ケーブルが暴露される特定の化学薬品を評価する必要があります。これにより、極度の耐薬品性を達成するためにフッ素ポリマーなどの特殊な材料が必要かどうかが決まります。
特に屋外で使用されるケーブルの場合、耐候性と耐日光性も重要な考慮事項です。日光に長時間さらされると、従来の材料が弱くなり、脆くなり、最終的には破損する可能性があります。紫外線に耐えるように設計された素材により、強い日光の下でもケーブルの機能と耐久性が維持されます。このような用途では、CPE 熱可塑性プラスチック、CPE サーモスタット、または EPR サーモスタットが理想的な材料です。架橋ポリエチレン（XLPE) は、耐紫外線性を強化し、屋外用途でのケーブルの寿命を保証するように開発されました。
さらに、火災の危険性が懸念される環境では、難燃性または自己消火性のケーブル ジャケットを選択することが命を救う選択となる可能性があります。これらの材料は炎の延焼を阻止するように設計されており、重要な用途に重要な安全層を追加します。難燃性に関しては、次のような優れた選択肢があります。PVC熱可塑性プラスチックと CPE 熱可塑性プラスチック。このような材料は、燃焼中の有毒ガスの放出を減らしながら、火炎の広がりを遅らせることができます。
2. 機械的性質
ケーブルジャケットの耐摩耗性、衝撃力、圧潰能力はポリウレタンの耐久性に直接影響します。これは、ケーブルが困難な地形を通過する場合や頻繁な取り扱いが必要な場合に最も必要です。ロボット工学や動的機械などの移動性の高い用途では、優れた機械的特性を備えたケーブル ジャケットを選択すると、頻繁な交換やメンテナンスを回避できます。ジャケット カバーに最適な耐摩耗性素材には、ポリウレタン熱可塑性プラスチックや CPE 熱可塑性プラスチックが含まれます。
3. 温度に関する考慮事項
ケーブル ジャケット素材の動作温度範囲は、システムの成功か失敗かの分かれ目となる可能性があります。意図された環境の動作温度範囲に耐えられない材料は、低温条件では脆くなったり、高温にさらされると劣化したりする可能性があります。この劣化によりケーブルの完全性が損なわれ、電気絶縁不良が発生し、動作の中断や安全上の危険が生じる可能性があります。
多くの標準ケーブルの定格は 105°C ですが、特殊な PVC アプリケーションではより高い温度に耐える必要がある場合があります。石油やガスなどの産業の特殊な用途には、ITT Cannon の SJS シリーズ材料など、最大 200°C の温度に耐えることができる材料が必要です。このような高温では、熱可塑性プラスチック側の PVC、サーモスタット側の CPE または EPR または CPR など、さまざまな材料を考慮する必要がある場合があります。このような環境で動作できる材料は、高温に耐え、熱老化に耐えることができ、長期間にわたってケーブルの性能を保証します。
陸上掘削リグなどの高温環境を考慮してください。このような高圧、高温の環境では、極端な温度に劣化したり破損したりすることなく耐えることができるケーブル ジャケット材料を選択する必要があります。最終的には、適切なケーブル ジャケット素材を選択することで、機器の寿命を延ばしながら、安全で信頼性の高い動作を確保できます。
4. 柔軟性の必要性
一部の用途では、繰り返しの曲げやねじりの動きでもケーブルの柔軟性を維持する必要があります。この柔軟性の必要性は、耐久性の必要性を軽減するものではありません。したがって、これら 2 つの要件のバランスを効果的にとれるよう、材料を慎重に選択する必要があります。このような場合、熱可塑性エラストマー (TPE) やポリウレタン (PUR) などの材料が、その弾性と復元力の点で好まれます。
たとえば、産業オートメーションで使用されるケーブルは、ロボットなどの機械の動きに対応できるように柔軟性が高くなければなりません。部品のピッキングや配置などの作業に使用されるメッシュ ロボットは、このニーズの代表的な例です。設計により可動範囲が許容され、ケーブルに一定のストレスがかかるため、性能を損なうことなく曲げやねじれに耐えられる素材を使用する必要があります。
環境条件、機械的特性、温度、柔軟性のニーズを考慮した後、ケーブルの外径は素材ごとに異なることに注意することも重要です。環境に優しい状態を維持するには、ケーブルの直径がバックシェルまたはコネクタ取り付け部の密閉範囲内に収まるようにする必要があります。
投稿日時: 2024 年 8 月 12 日