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筐体のIP保護等級を維持する導入口ねじシールの重要性

グランド肩部、穴のすきま、シール面、パネル積層、材料、取付け、筐体のIP試験記録を確認して、導入口ねじシールを選定します。

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ベプトケーブルグランド 営業技術者 Leo Xu

著者について

Leo Xu

営業技術者

Leoは見積もりに先立ち、ケーブルグランドの図面、材質選択、引込ねじ、確認済みの設置寸法を整理するサポートを行います。

著者の記事Leo@bepto.com

導入口ねじシールは、グランドまたはアダプターと筐体壁の接合部を密封します。IP保護等級を維持するため、私は接合部全体を指定します。ねじと肩部を確認し、続いてシール形状と穴またはタップ穴を確認します。パネル面、設置時の積層部品、材料も一致させる必要があります。締付け方法と試験済み筐体の構成まで含めて検討します。

要点

  • ワッシャー、Oリング、ガスケット、ねじ部のシール方法を選ぶ前に、導入口に指定されたシール方法を特定します。
  • ケーブル外被シールと筐体壁シールを別々の接合面として扱います。
  • グランド導入口、パネル穴、肩部、連続したシール面、壁厚、有効ねじ長さを測定します。
  • シール材を、温度、水、油、洗浄剤、紫外線、オゾン、ケーブル外被、筐体の表面仕上げに適合させます。
  • 適切な部品、表面処理、締付け、検査によって、試験済みの構成を維持します。

導入口ねじシールで密封する箇所を明確にする

導入口接合部とは、グランドまたはアダプターが筐体の境界を貫通する箇所です。水や粉じんは、肩部や損傷したシール面を越えて侵入することがあります。指定されたねじシール経路や、近くの開口部を通る場合もあります。

その筐体壁の接合部は、外被シール、クランプ、鎧装、シールドの接点とは別に確認します。それぞれに固有の面と機能があります。ケーブルシールが正常でも、壁面の開口部が密封されているとは限りません。

IEC 62444:2010は、適用範囲に定める完成グランドの要件と試験を扱います。IEC 60529は筐体の保護等級を分類します。IP保護等級の主張は、試験されたケーブル、グランド、導入口シールに対応させます。付属品、穴またはねじ、筐体も一致させてください。向き、組立方法、試験条件を記録しておきます。

IEC 60529の改訂ガイドでは、選定した導入口構成に分類を対応づけて維持する方法を説明しています。

例えば、グランドがケーブル周囲を適切に密封していても、支持されていないパネル面のワッシャーを水が通る場合があります。別の筐体では、肩部の接合部が乾燥状態でも、損傷した扉ガスケットから漏れることがあります。グランドのトルクやシール材を変更する前に、観察された侵入経路を特定してください。

シールを導入口の構成に適合させる

取付け方式を3種類に分けて考えます。タップ穴に取り付ける平行ねじ、適合するねじ穴に取り付けるテーパーねじ、無ねじ穴に通す平行ねじです。それぞれ保持方法とシール形状が異なります。正確なねじ系列、呼び、ピッチまたは1インチ当たりの山数を確認してください。ねじ形状、公差基準、有効かみ合い長さも特定する必要があります。

IEC 60423:2007は、ケーブル管理の適用範囲内で、導管と継手のねじ寸法を規定しています。PG、メートルねじ、NPTの比較では、これらのねじ系列を区別しています。

ねじゲージの有効径測定に関するNISTの研究は、山頂径だけではねじを識別できない理由を示しています。ねじの呼びと適合を確認するには、製品図面と指定された機能ゲージを使用してください。ノギスは直接測定できる寸法に限って使用します。

導入口の構成 保持の仕組み 確認するシール関連項目
無ねじ穴を通す平行ねじ ロックナットでグランド、パネル、シール、付属品を締結 穴径、肩部の重なり、平坦なシール面、シールの内径・外径、壁厚、ワッシャー積層、おねじの有効長さ
タップ穴またはボスに取り付ける平行ねじ おねじがめねじ側の導入口とかみ合う 肩部または溝、端面シール、有効深さ、面取り、ねじ不完全山部、座ぐり、ねじの識別
適合する導入口に取り付けるテーパーねじ テーパーねじが文書化された接合部を形成する 承認されたねじシール剤または付属品、かみ合い方法、ねじの状態、位置決め規則
アダプターまたはレデューサーの組立品 おねじとめねじの各組合せが、別の保持接合部を形成する すべての肩部、シール、ねじ、材料の組合せ、付属品、残存する有効長さ

グランド、シール、筐体の図面を合わせて確認し、圧縮箇所と支持面を特定します。Oリングとワッシャーの比較ガイドでは、形状と材料を説明しています。どちらのシールでも、寸法と取付け方法をIP試験済み組立品に適合させてください。

穴、肩部、シール面を測定する

導入口の半径方向すきまとは、パネル穴径と穴を通過するグランド導入口径の差の半分です。測定した穴径を DholeD_{hole}、穴を通過する最大の導入口径を DentryD_{entry} とすると、次のようになります。

Crad=Dhole−Dentry2C_{rad}=\frac{D_{hole}-D_{entry}}{2}

肩部も開口部に十分重なる必要があります。予備的な半径方向の重なりは次のとおりです。

Orad=Dshoulder−Dhole2O_{rad}=\frac{D_{shoulder}-D_{hole}}{2}

ここで、DshoulderD_{shoulder}はシールを支持する有効径です。実際の円形形状には、図面に示された寸法を使用します。スロット、平面部、切欠き、凹んだ穴は、曲面壁や不規則な開口部と同様に、実際の輪郭を直接確認してください。

OradO_{rad}が正の値でも、あくまで初期検討用の寸法です。シールには、指定された内径と外径、位置、連続した支持面が必要です。導入口穴の寸法ガイドでは、切欠き形状と工具アクセスの確認項目を説明しています。

ツールねじ・引込部形状引込穴の半径方向クリアランス計算ツール筐体の穴径とグランド引込部径の確認済みの値を比較し、得られた半径方向すきまを、該当する図面、シール、肩部、パネル公差、取付け方法に照らして確認します。cr = (Dh − De) / 2引込穴径引込部本体径計算ツールを開く

穴が楕円形または変形している可能性がある場合は、複数の方向で測定します。ばり取りと切断面の保護も記録します。外側の面に塗料だまり、溶接スパッタ、段差、深い傷がないか確認してください。成形面の模様、曲率、変形も支持状態に影響することがあります。

肩部とシールの支持を確認する前に、穴径と位置の公差を適用してください。例えば、穴径が適正でも、折り曲げ部に近いため片側に平坦なシール面がないことがあります。

空の筐体開口部の周囲にあるシール面を、技術者が懐中電灯と白い布を使って検査している様子
シール面の準備例:技術者がグランドとシールを選ぶ前に、空の導入口の周囲にあるパネル面を照らして拭き取っています。
外側から内側までの導入口積層 グランド肩部からロックナットまで、各部品を示す5段階の図です。ケーブルシールは別個に確認してください。 導入口の積層を確認 外側 → 壁 → 内側 グランド肩部 外側:端面シールを支持 導入口シール 筐体面に押し当てる 処理済みパネル面 穴の周囲は平坦で清浄な面にする 開口部を通るねじ 有効な完全ねじ山を確認 ワッシャー+ロックナット 内側:パネルの積層部品を保持 別個の接合部 ケーブルシールは別個に確認 最終寸法は指定図面で確認してください。
筐体導入口の積層を、外側の肩部から内側のロックナットまで順に確認し、各層の支持、有効ねじ長さ、設置位置、シール機能を確認してください。

製品図面には、溝、肩部、シール、ねじ、付属品の形状と公差、ならびに設置状態が定められています。この図は確認すべき支持面と各層の位置を示しています。最終寸法は選定した組立品の図面で確認してください。

設置時の軸方向積層を確認する

設置時の軸方向積層とは、肩部から必要なロックナットのねじかみ合い長さまで、おねじに通る各層の合計です。無ねじ穴の場合は、最初にパネルと設置時のシールを挙げます。次に、裏当てワッシャー、接地タグ、導通ワッシャー、アダプターの肩部を加えます。必要なロックナットのかみ合い長さを含めて、必要な長さを算出します。

指定がある場合は、圧縮後の寸法を使用します。完全な形状のねじ山である有効完全ねじ長さと、公差積層全体を比較します。不完全ねじ部とねじロック機能の分も考慮してください。

タップ穴の場合は、使用可能なおねじ長さとめねじの有効深さを比較します。面取り、不完全ねじ部、座ぐりは差し引きます。異物、コーティング、底部のすきま、内部の障害物によっても、有効深さが減る場合があります。

かみ合い長さが文書化された範囲内にある状態で、肩部または端面シールを指定された状態まで締め付けてください。向きが重要な場合は、メーカー指定の位置決め方法に従います。シール済みの接合部を緩めて戻してはいけません。

最悪条件を計算します。パネルとシールが厚く、ワッシャーが大きい場合に、おねじが短いこともあり得ます。有効長さ、必要なかみ合い長さ、支配的な公差によって残りの余裕が決まります。これにより、長ねじグランド、許可されたワッシャー構成、またはパネル変更が必要かを組立て前に判断できます。

筐体を開け、内側のロックナット、短く露出したおねじ、グランドのケーブル経路を技術者が点検している様子
内側の積層確認例:開いた筐体から見えるロックナット、短く突き出たおねじ、ケーブル経路を、管理された軸方向積層図と比較します。

接合部に合わせてシール形状と材料を選ぶ

平形シールワッシャーは、肩部と支持された筐体面の間で圧縮するリング状ガスケットです。内径と外径、厚さ、設置時の厚さを確認します。硬さ、復元性、支持状態も重要です。

Oリング端面シールは、設計された溝またはハウジングに保持されたエラストマー製リングを、相手側のシール面に押し当てる構造です。最初に断面寸法、溝の深さと幅を確認します。次に、伸び、溝充填率、材料、公差を確認してください。ParkerのOリングハンドブックでは、一般的な静的端面シールの指針を示しています。実際の溝は、選定したグランドとシールの図面で確認してください。

各種の平形シールワッシャー、Oリング、成形ガスケット、ゴムブッシュ
平形ワッシャー、円形Oリング、成形ガスケット、ブッシュを示しています。選定前にシール断面、内径、外側の支持、ハウジングを特定する必要があることがわかります。

実際の接合部の曝露条件に合わせてコンパウンドを選びます。熱、水、湿度に加えて、油、燃料、洗浄剤、酸、アルカリを記録します。オゾン、紫外線、ケーブル外被との接触、筐体のコーティングも重要です。想定する使用期間も含めて検討してください。

正確なコンパウンドについて、最新の適合性データを確認してください。NBR、EPDM、シリコーン、FKMは、多様な配合を含むゴム材料系統の名称です。保管期間、組立温度、潤滑についてもメーカーの要件に従ってください。

設計を変えずに導入口シールを取り付ける

組立て前に、部品番号、寸法、材料、状態を確認してください。表面仕上げとシールに適合する方法で、パネル面とグランド肩部を清掃します。ばり、切り粉、剥離しかけたコーティング、残留物を除去してください。鋭利なおねじをシール面に触れさせないでください。ワッシャーは平らに配置し、Oリングはねじれ、切れ、伸び、異物の挟み込みがないよう、設計されたハウジングに装着します。

手袋をした技術者が、パネル開口部に合わせる前に肩部へ平形導入口ワッシャーを取り付けたケーブルグランドを持っている様子
ワッシャーの仮合わせ例:平形導入口ワッシャーをグランド肩部に配置し、取付け担当者がねじ軸を清浄な無ねじパネル穴に正しく合わせています。

ねじ軸を正しく合わせて手でねじ込み始め、グランドがパネルに対して垂直になるようにします。指示で指定された本体部分を逆回り止めで保持します。ロックナットまたは導入口を、指定トルク、回転数、肩部、すきま、その他の終点条件に従って締め付けます。ケーブルシールの締付けは別の作業です。

次に、着座状態、肩部の支持、ねじかみ合い、付属品の順序を点検します。向きとケーブル位置も正しくなければなりません。ボンディング接点や電磁両立性(EMC)接点がある場合は、それぞれ別に確認してください。

形状上の不整合があれば、図面または部品の選択を見直します。追加ワッシャー、一般用途のシール剤、即席のスペーサーは、ねじかみ合いと水の経路を変えます。肩部の重なりを確保したり、損傷したシール面を補修したり、短いねじ、異なる溝、変形したパネルを是正したりすることはできません。

圧力変動や結露も使用条件に関係する場合は、温度サイクルと通気のガイドを参照してください。

ケーブルシール、導入口シール、その他の筐体開口部を別々に確認する

作業後に筐体全体を点検します。扉やカバーのガスケット、未使用開口部、プラグ、通気部品を含めて確認してください。窓、締結部品、導入口、ケーブル支持部も点検が必要です。

グランド、ケーブル、シール、アダプター、ロックナットは、試験済みの構成に一致させる必要があります。パネル形状、締付け状態、向きも同じ筐体境界に影響します。所定の方法による検査と侵入試験では、設置後の導入口全体を評価します。

試験に失敗したら、トルクや部品を変更する前に侵入経路を特定します。筐体を乾燥させて点検し、最初に濡れた箇所や汚染された箇所を探してください。まず外被シールと端面接合部を確認します。ねじ接合部やアダプター接合部、近くの開口部、扉ガスケット、圧力源をそれぞれ確認します。

手当たり次第に締め付けると、元の侵入経路を見失い、使用可能なシールを損傷するおそれがあります。修正では、特定した水の経路に対処してください。

まとめ

シール形状、肩部、穴またはタップ穴、支持面、積層、材料、組立方法が一致している場合、導入口ねじシールは筐体のIP保護構成の維持に役立ちます。私なら、片方からもう片方の状態を推測せず、ケーブルシールと筐体端面シールを別々に点検します。

開口部、肩部の重なり、シールの収容部、材料、ねじかみ合い、付属品の順序によって、壁面接合部を密封できるかが決まります。締付けと筐体試験の条件も、その組立品に一致させてください。ねじだけで水を止められると思い込まず、選定したワッシャーまたはOリングを設置後の境界に対応づける確認です。

導入口ねじシールと筐体のIP保護等級に関するFAQ

ねじ付きケーブルグランド導入口には、別途ワッシャーまたはOリングが必要ですか?

該当するグランドと筐体接合部に指定されたシール方法を使用してください。平行ねじの導入口では、設計された端面シールを使うことがよくあります。テーパーねじの導入口では、文書化されたねじシール方法を使用する場合があります。ねじ形状、肩部または溝、シール部品、かみ合い、材料、取付け指示を併せて確認してください。

導入口ねじシールで、パネル穴が大きすぎる問題を補えますか?

グランド図面には、許容される穴、肩部、シール支持形状が定められています。すべての公差を考慮し、穴と肩部の有効な重なりを測定してください。シールには連続して支持される面が必要です。指定形状から外れる場合は、パネルの形状を交換するか、再加工してください。

グランドを取り外した後、導入口ねじシールを再使用できますか?

シールとグランドのメーカーが指定する使用方法に従ってください。識別情報、切れ、永久変形、変形、膨潤、硬化、汚染、表面損傷を点検します。指示で交換が求められる場合、または既存部品が文書化された設置状態を満たせない場合は、指定された新品シールを取り付けてください。

導入口シールが筐体のIP保護等級を支えることをどう確認しますか?

設置するケーブル、グランド、シール、付属品、開口部、筐体、向き、組立方法、締付け状態を、該当する試験記録と照合してください。その後、組み立てた筐体について、プロジェクトで求められる最終検査または侵入試験を実施します。

出典と技術参考資料

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