ケーブル外被とケーブルグランドのシールを接触面で比較します。まずケーブルのどの層かを特定し、想定される圧縮、温度、流体、動きの条件下で、その配合を付属シールと比較します。PE、XLPE、PUR、TPU、TPEは材料を表す名称ですが、化学組成と構造の異なる側面を示します。これらの名称を正しく読むと、接触部の比較がより有効になります。
例えば、XLPE絶縁ケーブルにPEの外側外被が使われている場合があります。この場合、外被用のケーブルグランドシールはPEに押し付けられます。ケーブル内部の絶縁体は電気絶縁の役割を果たし、別体のシールはその外側にある外被との接触を維持します。
要点
- 外側の外被、導体絶縁体、グランドシールを別々の部品として特定します。
- PEとPURはポリマー系統名、XLPEは架橋ポリエチレン、TPUは熱可塑性ポリウレタンとして読み分けます。
- TPEは幅広いエラストマー分類です。交換品ではサブタイプと配合を特定します。
- 実際の接触部で、持続圧縮、復元性、温度、流体への応答を比較します。
- ケーブルまたはシールを変更した場合は、寸法、取付方法、組立品のシール性または保持性能を再確認します。
外被はケーブル構造を取り囲む被覆です。絶縁体は、導体の周囲または構造内の別に定められた部分で電気絶縁機能を担う材料です。ケーブルグランドのシールは独立した部品で、グランド設計で指定されたケーブル層に押し付けられます。
外被を圧縮してシールする場合は、外被の配合をケーブルグランド付属のシールインサートと組み合わせて考えます。ケーブル構造図を外側から内側へ読み、外被、アーマーまたはシールド層、介在層、絶縁体、導体を必要に応じて確認します。次に、各グランドシールが接触する面を記録します。これにより、目立つ絶縁材料の表示をシールインサート下の材料と取り違えにくくなります。
グランドによっては、内シースまたは介在層もシールしたり、アーマーを固定したり、コンパウンドバリアを用いたりします。製品断面図と前処理手順から、それぞれの接触面を特定してください。上の図は外被との接触を示しています。緑色の部分は、周囲を囲む一つのリングの切断面2か所です。
記録された例はNIST技術ノート2320 第4節にあります。あるケーブルは導体絶縁にPE、外被にPVCを使用しています。別のケーブルは絶縁にXLPE、外被にクロロスルホン化ポリエチレンを使用しています。グランドを選ぶ際は、外被の記載を絶縁体の記載と分けて読みます。
ポリマー名、配合コード、完成部品番号は、それぞれ異なる問いに答えます。名称は材料系統または分類を示します。配合コードは添加剤と製造仕様を含む配合を示します。完成したケーブルまたはシールの図面は、接触部に現れる形状を定めます。
| 名称 | 意味 | 材料について分かること | グランド部で比較する項目 |
|---|---|---|---|
| PE | ポリエチレン | 異なるグレードや配合を含むポリマー系統 | 指定された外被グレード、表面、圧縮時の応答 |
| XLPE | 架橋ポリエチレン | 網目構造につながったポリエチレン鎖 | 必要温度における実際の層、配合、挙動 |
| PUR | ポリウレタン | ポリウレタン系統 | 個別の化学組成、加工区分、配合 |
| TPU | 熱可塑性ポリウレタン | ポリウレタン系統に属する熱可塑性材料 | 供給される配合、硬さの基準、接触条件に関わる特性 |
| TPE | 熱可塑性エラストマー | 弾性挙動と熱可塑加工を併せ持つ幅広い分類 | 化学サブタイプ、配合、成形シールの形状 |
IUPACの高分子用語集は、網目構造と熱可塑性エラストマーの基本概念を定義しています。部品を比較する際は、化学系統と加工区分を分けて考えます。例えばTPU外被は、ポリウレタン系統に属すると同時に、熱可塑性エラストマーにも分類されます。「TPE」とだけ記された説明では、化学系統が分かりません。
架橋はポリマー鎖を結び付けて網目構造を作ります。XLPEでは、この網目構造によって、架橋していないポリエチレン構造とは加熱や変形への応答が変わります。NISTのケーブル研究では、PE絶縁ケーブルを熱可塑性、XLPE絶縁ケーブルを熱硬化性と説明しています。これらの説明は材料の挙動を見分ける助けになりますが、宣言された使用限界は各ケーブル構造に適用されます。
「XLPE絶縁、PE外被」と指定されたケーブルでは、外側のグランド接触部にPE外被のデータを用います。XLPEの情報は絶縁体の電気的・熱的な使用条件に関係します。グランドが内側の層もシールする場合は、その層を個別に特定し、該当する内側シールと比較します。
温度値も同じように慎重に扱います。導体の限界温度、取付温度範囲、屈曲限界は、それぞれ異なる条件を示します。ケーブルが入口に置かれる温度で、外被とシールの挙動を比較します。これには、低温時の取扱い、高温保持、繰り返しの加熱・冷却が含まれます。ケーブルとグランドの温度ガイドでは、位置と条件の対応方法を説明しています。
PE候補では、グレードと、明記されている密度区分を記録します。XLPEでは、配合の識別情報と関連する製造または試験の基準を記録します。変形データを比較する際は、実際の試験片と条件を用いてください。これにより、材料値を使用時に圧縮される外被または介在層に結び付けられます。
PURはポリウレタンという系統名です。TPUは熱可塑性ポリウレタンであり、材料分類をより具体的に示します。ケーブル仕様にPURと記載されている場合は、TPUの代替品と比較する前に、個別のポリウレタン材料を特定します。
TPUは一般に、柔軟なセグメントと硬いドメインを組み合わせています。ドメインは物理的な接合点として働き、柔軟なセグメントは弾性応答に寄与します。Javniらによる研究では、セグメントの組成と濃度を変えることで、調製したTPUの形態が変わりました。これは、同じ系統内でも配合が重要であることを示します。ケーブル外被では、想定温度と曝露条件における供給配合の特性を比較してください。
ISO 16365-1:2025は熱可塑性ポリウレタンエラストマーの名称体系を定めています。公開されている適用範囲では、この名称体系と用途別の設計・性能データを区別しています。名称を材料の識別に使い、そのうえで入口部に必要な硬さ、添加剤、コンディショニング、特性を比較します。
耐摩耗性、耐油性、耐加水分解性は、それぞれ異なる使用条件に関係します。外部支持部に沿って外被が動く場合は、ケーブル経路全体で耐摩耗データが重要になることがあります。グランド部では、圧縮、流体曝露、許容されるケーブル移動の方が重要な場合があります。それぞれの位置を再現する試験条件を選びます。液体耐性を比較する場合は、流体の種類、濃度、温度、時間を含めてください。
熱可塑性エラストマーは、熱可逆構造を持ち、熱可塑加工が可能なエラストマー材料です。この分類には複数の化学系統が含まれ、TPUはその一つです。ISO 18064:2022は、化学組成に基づいて熱可塑性エラストマーの命名法を整理しています。
「TPEシール」の代替品を選ぶ際は、サブタイプ、配合、部品図面を特定します。硬さが似た黒色インサートでも、復元性や流体応答が異なる場合があります。肉厚、内径、接触形状によって、同じケーブルにかかる荷重も変わります。硬さの尺度とコンディショニングを材料コードと併せて比較し、正しい成形部品をグランドに取り付けてください。
EPDM、シリコーン、NBRのシール材選定ガイドでは、この個別のインサート選定について説明しています。ここで重要なのは、インサートの識別情報を、圧縮する外被と結び付けておくことです。
圧縮式グランドは、シールインサートとケーブル表面の両方に荷重を加えます。柔軟な外被はシールの下で変形することがあり、シール自体も荷重後に接触力を失ったり、十分に復元しなかったりする場合があります。接触状態は、二つの材料、グランド形状、取付時の圧縮によって決まります。そのため、想定される使用条件で一組として評価します。
よく報告される三つの挙動は、それぞれ異なる問いに答えます。
| 特性 | 意味 | 接触部について分かること |
|---|---|---|
| クリープ | 応力が続く間に変形が増加する | 荷重下で外被またはシールの形状が徐々に変わることがある |
| 応力緩和 | 変形を保ったまま応力が低下する | 組立位置がほとんど変わらなくても、接触力が下がる場合がある |
| 圧縮永久ひずみ | 規定の圧縮・復元試験後に変形が残る | 除荷後のシール復元性は、試験温度、時間、復元期間に左右される |
NISTのポリウレタンゴム研究では、応力緩和実験を用いて、試験材料のクリープ応答モデルを作成しています。この研究は、短時間の硬さ測定と持続荷重下の挙動が異なる測定対象となる時間依存性を示しています。
例えば、同じ取付荷重でより柔軟に変形する外被へ交換する場合を考えます。外被は変更していないインサートの下で、より大きく変形する可能性があります。高温保持後には、接触力も異なる状態で残ることがあります。その組合せについて、取付形状とコンディショニング後のシール性・保持性能を比較します。ケーブル外被のコールドフローガイドでは、時間依存の接触メカニズムを詳しく説明しています。
使用履歴から、どの材料変化が最も重要かを判断します。温かい洗浄液と短時間の冷たい液体の飛沫は、同じ化学物質に関係していても異なる曝露です。同様に、入口付近で動くケーブルは、支持されて固定されたケーブルとは異なる機械的履歴になります。候補配合を比較する前に、接触部での順序と時間を記述します。
| 接触条件 | 調べる材料応答 | 実務的な比較方法 |
|---|---|---|
| 洗浄液、油、プロセス薬品 | 膨潤、軟化、抽出、亀裂、その他の特性変化 | 対象の流体と濃度を該当温度・時間で使用し、その後に組立品の機能を確認します。 |
| 持続的な圧縮 | クリープ、応力緩和、復元性 | 時間依存の結果を、取付形状と温度に照らして比較します。 |
| 低温での取扱いまたは繰返し曲げ | 剛性、損傷、接触の乱れ | グランド部でのケーブル温度、曲げ状態、支持、許容移動を一致させます。 |
| 加熱・冷却サイクル | 寸法と接触荷重の変化 | 必要に応じて動きも含め、規定のサイクル後に組立品を確認します。 |
| 屋外使用 | 対象の外被材とシール材の耐候劣化 | 必要な曝露条件で、供給配合と色を比較します。 |
液体の影響について、ISO 1817:2026は浸漬前後の特性を比較し、加硫ゴムと熱可塑性ゴムを評価します。実際の材料に適した方法を選んでください。試験片の試験では膨潤や機械特性の変化を確認でき、組立試験では接触と保持への影響を確認できます。
流体が外被とシールに異なる変化をもたらす場合、どちらか一方の材料について単独で「適合」とする結果だけでは、相互作用の一部が未検討のまま残ります。同じ曝露条件下で両方の材料を比較し、組立品も調べます。例えば、コンディショニング中に外被の直径が変わると、シールの圧縮も変わります。コンディショニング後の寸法と必要なシール機能の両方を、指定された試験手順で確認してください。
何が変わったかを中心に交換品を評価します。承認済みのグランド構成と取付方法を確認し、変更された材料が接触状態と機能に及ぼす影響を追跡します。
公称外径は同じでも、外被配合が異なるケーブルへの交換を考えます。真円度、表面形状、荷重時の変形は異なる場合があります。両方のケーブルに同じグランドとインサートを用い、ケーブル前処理と締付けを一定に保ちます。その後、工場の洗浄サイクル前に高温保持を行うなど、同じ関連コンディショニングを適用します。手順で指定された段階で、必要なシール機能と保持機能を確認します。手順に接触面の検査が含まれる場合は、外被のへこみ、膨潤、亀裂、インサートの損傷を確認します。各所見を機能試験の結果と関連付けます。比較対象の試料識別情報と実測寸法を記録します。組立方法を一定にすると、材料の影響を特定しやすくなります。結果に基づいて、どの接触部に異なる外被またはインサートが必要か判断します。
IEC 62444:2010は、供給状態のケーブルグランド全体の構造と性能を扱います。提案するケーブルとシールの選択肢を、製品の意図された構成の範囲内に保ち、交換品の評価を組立機能に結び付けてください。試験が必要な場合は、試料識別情報、取付状態、曝露手順、結果を記録し、判断を再現できるようにします。
ケーブル外被とケーブルグランドのシールを接触する一組として比較します。まず各シールの下にあるケーブル層を特定します。次にPE、XLPE、PUR、TPU、TPEで材料系統と構造を理解し、配合と部品の識別情報で具体的な比較を行います。
有用な選択とは、実際の温度、流体、圧縮、動きの条件を通じて適合し、必要な機能を維持する組合せです。交換時は、変更された材料がこれらの条件にどう応答するかを追跡し、組立後の接触状態を確認します。
XLPE絶縁ケーブルでも、外側の外被が異なる場合があります。外被をシールする場合は、構造図からその外被を特定してください。グランドが介在層など別の内層をシールする場合は、その表面を個別に特定し、該当するシール構成と前処理手順を用いてください。
PURはポリウレタン系を示し、TPUはその系統内の熱可塑性ポリウレタンを示します。代替の外被またはシールを選ぶ際は、より広いPUR表記を具体的な材料に結び付けるため、実際の配合、加工区分、関連する試験条件を比較します。
TPEには複数の熱可塑性エラストマーの化学系統が含まれ、TPUはその一つです。検討するシールの流体応答、圧縮挙動、温度性能を比較するため、サブタイプ、正確な配合、成形部品の形状を特定してください。
直径と硬さは候補の比較に役立ちます。さらに、外被の配合、表面、真円度、シール形状、取付方法、使用履歴も確認します。関連するコンディショニング後に、組立品のシール性と保持要件を評価し、交換品が使用条件を満たすか判断してください。