波止場に立って船舶が波を切るのを眺めたり、海底の地図を作成するソナーシステムを覗いたりしたことがあるなら、おそらく、それらの機械の中で静かに作業が行われていることに疑問を抱いたことがあるでしょう。センサー、カメラ、ボート上の制御システム、海底ドローン、海洋機器を接続するケーブルは単なるワイヤーではなく、あらゆるコンポーネントが極限の条件に耐える必要があるときにデータ、電力、信号を運ぶライフラインです。ヒロセケーブルのサプライヤーとして、私は次の質問をよく受けます。ヒロセケーブルは海洋用途に使用できますか?簡単に言うと「はい」ですが、これは画一的な判断ではありません。これを詳しく説明するために、ヒロセの産業用ケーブルが海洋用途に適している理由、海洋環境特有の課題、どのヒロセ ケーブル シリーズが最適であるか、これらの部品を海洋プロジェクトに統合する前に購入者が考慮すべきことについて説明したいと思います。
まず、海洋アプリケーションがエレクトロニクスとケーブルに非常に厳しい理由について話しましょう。海洋とそれに関連する環境は、標準的な民生用ケーブルや産業用ケーブルでさえも適切ではありません。海水は常に塩水にさらされているため、導電性が高く、時間の経過とともに金属接点や絶縁体が侵食されます。極度の温度変動があります。深海ではほぼ氷点下の水域から、熱帯地域では灼熱の太陽にさらされた甲板までです。物理的なストレスもあります。船舶はエンジンや波によって絶え間なく振動し、機器を移動するときにケーブルが引っ張られ、海底ケーブルは深度での高圧に耐えなければなりません。それに加えて、海洋システムは一貫した信頼性の高い信号と電力に依存しており、接続がわずかに低下しただけでも、ソナー掃引、水中検査用のカメラ映像、またはナビゲーション システムを台無しにする可能性があります。したがって、ここで使用されるケーブルは、倉庫や工場で使用されるものよりもはるかに高い基準を満たす必要があります。
高性能コネクタとケーブルの世界的リーダーであるヒロセは、数十年にわたり産業環境や過酷な環境向けに部品を設計してきました。同社の HR シリーズ (HR10A、HR25A、および関連ラインを含む) は、こうした海洋固有の課題の多くに対処するように設計されています。これらのケーブルを長年扱ってきた者として、その製造品質が厳しい環境下でも厳しい審査に耐えられることを私は知っています。まずは、ヒロセケーブルを海洋用途に適したものにする主な機能から始めましょう。まず、断熱材は腐食、湿気、紫外線による損傷に耐えるように設計されています。数か月日光にさらされると亀裂が入ったり脆くなったりする一般的なケーブルとは異なり、ヒロセの海洋グレードのバリアント (はい、標準ラインの多くは適切なアセンブリで海洋使用に適合できます) は、水をはじき、長年紫外線に耐える TPE (熱可塑性エラストマー) やポリウレタンなどの素材を使用しています。多くの場合、コネクタ自体はニッケルメッキまたは金メッキされており、海水による金属ピンの腐食を防ぎ、長期間湿気にさらされた場合でも安定した電気接続を保証します。
海洋用途におけるもう 1 つの大きな利点は、ヒロセが応力下での耐久性に焦点を当てていることです。カメラを甲板から船倉に移動したり、ソナーセンサーを 1 日に数十回下げたり上げたりすると、海洋ケーブルは大きく曲がります。ヒロセのケーブル アセンブリは耐屈曲性についてテストされており、内部ワイヤを断線したり信号を損失したりすることなく、繰り返しの曲げや動きに耐えることができます。また、ほとんどのモデルにはストレインリリーフが組み込まれており、ケーブルがコネクタから引き抜かれるのを防ぎます。これは、ケーブルが機器やドックの端に引っかかる可能性がある海洋機器の一般的な故障点です。たとえば、メディア カメラ アナログ HR10A-10P-6S ヒロセ ケーブルは、多くの海洋検査カメラ システムに最適です。産業用カメラ向けに特別に設計されており、小型 ROV (遠隔操作車両) やボート搭載カメラ リグの狭いスペースにすっきりと収まるコンパクトな直角コネクタを備えています。また、その断熱材は、-25 °C から 85 °C までの湿気や極端な温度への暴露に対する定格があり、ほとんどの海洋動作環境をカバーします。アナログ カメラを使用して船体やパイプラインを検査する水中ドローンを構築している場合、このケーブルは有力な候補になります。
ただし、注意点を無視するのはやめましょう。ヒロセケーブルが産業用途に適しているからといって、箱から出してすぐに深海潜水に対応できるわけではありません。海洋用途はすべて同じというわけではありません。水面取り付け型ナビゲーション システムのケーブルは塩水しぶきや太陽光にさらされ、沿岸のソナーブイのケーブルはほとんどの場合浅瀬に浸かり、深海の ROV のケーブルは数千フィートの水面下にあり、最大数千 PSI の圧力がかかる場合があります。これらはまったく異なる要求です。そのため、お客様が海洋プロジェクト向けにヒロセケーブルを選択するのをお手伝いするときは、常にケーブルが使用される場所を明確にすることから始めます。たとえば、HR10A-7P-6P 6 ピン メス電源ヒロセ産業用 CMOS ケーブルは、完全に水没することがたまにしかないボートデッキや浅瀬の ROV 上の小型センサーに電力を供給するのに最適です。 6 ピン設計は、海洋検査で一般的な小型 CMOS カメラの電力およびデータ転送に最適で、コネクタが適切に密閉されている限り水の侵入に耐えるように設計されています。
海洋カメラのカメラ I/O (入力/出力) を処理するケーブルが必要な場合は、カメラ I/O ケーブルヒロセ HR10A からモレックス マイクロフィット 3.0 ケーブル アセンブリへの接続も強力な選択肢です。海洋用途で使用されるほとんどの産業用カメラ モデルと互換性があり、モジュラー設計により既存のシステム コンポーネントと簡単に統合できます。このケーブルは、塩水噴霧や時折の荒波からの飛沫にも耐えられるため、追跡網にカメラを取り付ける小型漁船でうまく使用されているのを見てきました。
ソナーマッピングやパイプライン検査のためにタイミングを合わせて撮影するカメラにとって重要なトリガー信号については、ヒロセ HR10A-7R-6PB トリガー コネクタが人気の選択肢です。ケーブルが船舶のエンジンワイヤーやその他の電源の近くに配線されている場合でも、トリガー信号は一貫性があり、干渉がない必要があります。このケーブルのヒロセのシールドは、電磁干渉 (EMI) を軽減するのに役立ちます。これは、多くの電気システムが同時に動作する海洋環境では非常に重要です。
ケーブル リールでボートの側面に下げられるカメラなど、展開可能な機器のスパイラル ケーブルを使用している場合は、スパイラル ケーブル カメラ アクセサリ付き HRS 8 ピン - HR25A-7p-8p コネクタを検討する価値があります。スパイラル ケーブルは、絡まることなく伸縮できるように設計されており、頻繁に展開および回収する必要がある機器に最適です。このモデルはねじれに強い柔軟なスパイラルワイヤーを使用しており、コネクターは一定の深さまでカメラを水没させた場合でも水の浸入を防ぐために密閉されています。
さて、非常に重要な部分は、ヒロセケーブルが研究室だけでなく特定の海洋用途で確実に動作することを確認する方法です。まず、必ず侵入保護 (IP) 定格を確認してください。 IP 評価は、コンポーネントが塵や水に対してどの程度密閉されているかを示します。たとえば、IP67 定格のケーブルは防塵性があり、水深 1 メートルに 30 分間浸漬することができるため、浅い水没場所や飛沫が飛びやすい場所に適しています。ただし、水深 1,000 メートル以下の深海 ROV 用のケーブルが必要な場合は、より高い圧力に対応するヒロセ製ケーブルを探すか、メーカーと協力して、その圧力に対処できるようにエポキシまたは特殊なガスケットでケーブル アセンブリをカスタム シールしてもらう必要があります。ほとんどの標準的なヒロセケーブルは特定の深さまで定格されているため、確認せずに標準モデルが深水没でも機能すると想定しないでください。
次に、動作温度範囲を考慮します。水温が氷点近くになる北極圏でアプリケーションを使用する場合は、脆くなることなく低温に対応できるケーブルが必要です。ヒロセの HR シリーズ ケーブルは、寒冷地でも柔軟性を保つ柔軟な絶縁材を備えていますが、一部のモデルは他のモデルより極度の寒さに適しています。甲板上の温度が 40°C を超える可能性がある熱帯地域で作業している場合は、時間の経過とともに太陽や熱によって故障しないように、ケーブルが高温暴露に対する定格を満たしていることを確認してください。
3 番目に、EMI と電気的性能について考えます。船舶には、エンジン、レーダー システム、発電機からの電気ノイズが大量に発生します。ケーブルにカメラやソナーからの機密データが伝送されている場合は、信号の干渉を防ぐためにケーブルをシールドする必要があります。前述したヒロセ製ケーブルにはすべてシールド オプションがありますが、注文時にそのことを指定する必要があります。シールドなしのケーブルは、混雑した海洋電気環境では干渉に悩まされます。
ここでも間違いがあったのを見てきました。数年前、私は船体検査用の小型沿岸 ROV を構築している顧客と協力しました。 IP 定格を確認せずに標準のヒロセ製カメラ ケーブルを注文し、水中でテストしたところ、10 分後にコネクタが浸水してしまいました。 IP68 定格の密閉型コネクタを備えたモデルに交換しましたが、3 年経った今でも問題なく動作しています。そのため、時間をかけてケーブルをアプリケーションの特定の環境に適合させることが重要です。
もう 1 つ注意すべき点: ヒロセのケーブルは軍用グレードではなく産業用グレードですが、だからといって軍事用や商業用の海洋使用に耐えられないというわけではありません。違いは、軍用グレードの部品は極端な条件に対して厳しいテストが行われることが多いですが、漁船、洋上風力発電所、沿岸監視、小型ROVなど、ほとんどの商業用途にはヒロセのHRシリーズで十分であり、多くの場合カスタム軍用部品よりもコスト効率が高いことです。そのため、ヒロセは、予算を超えずに信頼性の高い部品を必要とする海洋機器製造業者にとって人気の選択肢となっています。
そこで、元の質問に戻ります。ヒロセケーブルは海洋用途に使用できますか?特定の海洋環境に適したアセンブリ、シーリング、および構成を組み合わせた場合、答えは完全に「はい」です。作業船に水上カメラを取り付ける場合でも、パイプライン検査用の浅海用 ROV を構築する場合でも、沿岸ブイにソナー装置を設置する場合でも、お客様のニーズを満たすヒロセ ケーブル シリーズがあります。ヒロセ ケーブルのサプライヤーとして、私は数十の海洋機器製造業者が適切なケーブルを選択し、海洋条件に合わせてアセンブリを調整し、シール不良や定格の不一致などのよくある落とし穴を回避するのを支援してきました。
海洋プロジェクトに取り組んでいて、どのヒロセ ケーブルが自分の用途に適しているかわからない場合、または環境の要求を満たすようにアセンブリをカスタマイズするのにサポートが必要な場合は、私がお手伝いします。すべてのプロジェクトには固有のニーズがあり、すべてに適合する万能のソリューションはありませんが、ヒロセのエンジニアリングと適切な構成により、海洋での使用に必要な信頼性を得ることができます。小型 ROV を構築している場合でも、ボートのナビゲーション システムをアップグレードしている場合でも、オフショア監視装置を設計している場合でも、接続して要件について話し合い、アプリケーションに最適なソリューションを見つけてください。
参考文献
- ヒロセ電機グローバル。 「産業用コネクタおよびケーブルの製品概要」。 2024年にアクセス。
- IP 評価規格: IEC 60529。エンクロージャによって提供される保護の程度。国際電気標準会議、2013 年。
- 船舶用ケーブルおよびコネクタの耐久性: National Marine Electronics Association (NMEA) の船舶用電気部品に関する 2021 年規格。 NMEA、2021年。
- ROV および水中ドローンのコンポーネント仕様: 国際無人車両システム協会 (AUVSI) 海洋部門の 2022 年ガイドライン。 AUVSI、2022年。
- ケーブルの屈曲および耐久性の試験方法: 絶縁ワイヤおよびケーブルの屈曲に関する ASTM D2671 標準試験方法。 ASTMインターナショナル、2020年。
