ケーブル材料の決定版ガイド: 主な特性と用途

電子機器や電気システムでは、ケーブルの材質が重要な役割を果たします。ケーブルは、電力や信号を伝送しながら、システム全体の安全性と信頼性に貢献します。このブログでは、ケーブルの主な特性、実際の用途、ケーブルを選択する際に考慮すべき要素について詳しく紹介します。

ケーブルの材質は何ですか？

ケーブル材料とは、一般的に、図に示すように、ケーブルの絶縁体、シース、シールドなどを構成する材料を指します。通常、ケーブル材料は、非常に優れた電気絶縁性、機械的強度、さらには耐環境性を備えている必要があります。

市場にはさまざまな種類のケーブル材料があり、それぞれの物理的または化学的特性に応じて、ケーブル製造のさまざまな分野で使用されています。最も一般的な材料は、ポリ塩化ビニル (PVC)、ポリエチレン (PE)、ゴム、シリコンゴム、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)、ポリフッ化ビニリデン (PVDF) です。

PVC： 低コストで柔軟性のある材料。この材料は一般に耐熱性、耐油性があり、添加剤を加えることで他の特定の特性を改善/低下させることができます。低電圧ケーブルに使用される熱可塑性材料であり、設計および製造によく使用されます。低圧ケーブル統一基準の観点から。
PE： ハロゲンを含まない環境に優しい素材ですが、PVC よりも硬く、高価です。耐薬品性が非常に高く、高温、耐薬品性、耐加水分解性が求められる用途でよく使用されます。
ゴム： より堅牢で柔軟性が高く、したがってより高価です。固定された産業設備やモバイルサービスなど、より高い柔軟性が求められるケーブルに使用されます。
シリコーンゴム: 耐熱性と柔軟性は優れていますが、耐久性が低く、高価です。次のような高温環境に適しています。ケーブル接続太陽光発電パネルとDC/ACコンバータ。
PTFE、PVDF: 通常、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性に優れているため、高性能ケーブルでよく使用されます。PTFE は、非粘着性の表面と優れた電気誘電特性を備えているため、高周波アプリケーションや過酷な化学環境でよく使用されます。PVDF は、優れた耐薬品性と耐紫外線性で知られています。

メインワイヤーケーブル材料の種類と重要な特性:

導体材質: 最も一般的なのは銅で、その優れた電気伝導性からよく使用されます。銅導体には単線と複線があり、複線は柔軟性が高く、頻繁に曲げる必要がある用途では疲労耐性が優れています。アルミニウム導体も軽量で低コストであるため使用されます。銅導体ほど導電性はありませんが、密度が低いため、架空送電線などの一部の用途では有利です。
断熱材： PVC、PE、XLPE（架橋ポリエチレン）などがあります。①PVCは電気絶縁性と耐薬品性に優れているため広く使用されていますが、一部の高温環境には適していません。②PEは一般に耐熱性と耐薬品性に優れています。③XLPEは耐熱性と機械的強度が高く、通常、より高い熱的および機械的特性が求められる場合に使用されます。
シールド材: ケーブルの EMI (電磁干渉) を低減するために使用されるアルミニウム編組や銅編組など。シールドは単層または多層にすることができ、さまざまなレベルの EMI 保護を提供します。アルミニウム編組や銅編組は、EMI を低減するためのシールド材料としてよく使用されます。
シールド材: アルミニウムや銅の編組など、電磁干渉 (EMI) を低減するためのケーブルシールドに使用されます。シールドは単層または多層にすることができ、さまざまなレベルの EMI 保護を提供します。シールド材料: アルミニウムや銅の編組は、EMI を低減するためのケーブルシールドによく使用されます。
ケーブルシース: 機械的保護と環境耐性を提供するために、PVC、TPE（熱可塑性エラストマー）などのシース材料が使用されます。PVC 外被は化学腐食に耐性があり、コスト効率に優れています。一方、TPE は耐熱性と柔軟性に優れています。

ケーブルハーネス材料の応用分野：

このケーブルハーネス材料は、電力伝送、通信、産業オートメーション、自動車、航空宇宙産業など、多くの分野で広く使用されています。主な応用シーンは次のとおりです。

自動車産業： 自動車の電動化やインテリジェント化が進むにつれ、ケーブル材料が自動車にますます多く使用されるようになっています。ケーブル材料は、エンジン、ギアボックス、ブレーキシステム、照明、エアコン、シートヒーター、計器パネルなど、さまざまな部品に使用されています。自動車用ケーブル材料は、車両操作の信頼性と安全性を確保するために、高温、油、化学薬品に対する耐性が必要です。当社のケーブル材料は、さまざまな分野で幅広い用途に使用されていますが、特に自動車業界では、自動車の電動化とスマート化が進むにつれて、高温、油、化学薬品に耐性のあるケーブル材料が多くの自動車部品で重要な役割を果たしています。
航空宇宙： 航空宇宙用ケーブル材料は、極端な温度、圧力、放射線の下でも性能を維持する必要があるため、非常に要求が厳しいです。航空宇宙におけるケーブル材料の用途には、航空機の内部配線、制御システム、通信システム、航空機に電力と信号を送信するケーブルなどがあります。Draka Fileca これらの要件を満たすように設計されたケーブルを製造しています航空宇宙分野では、厳しい機械的、電気的、化学的、温度的、放射線的制約に耐える特性を備えています。
建築用コーティング: キナー® PVDF樹脂は、コイルやプロファイルコーティングなど、幅広い建築用コーティングにも使用されています。Kynar 500® PVDF 樹脂コーティングは、その優れた性能により、50 年以上にわたって世界中の商業、工業、住宅の建物を保護してきました。これらのコーティングは、主にアルミニウム合金、亜鉛メッキ鋼、アルミニウムめっき鋼などの基材の耐久性のある保護コーティングとして使用されています。
リチウムイオン電池: リチウムイオン電池では、キナー® PVDFは電極バインダーやダイヤフラムコーティングとして使用されます。電極バインダーとして、Kynar® PVDFは、溶解が速く、接着性が高く、電極抵抗が低く、電圧安定性に優れているという利点があります。ダイヤフラムコーティングとして、Kynar Flexは® PVDF は、高い接着性、優れた電圧安定性、寸法安定性を備え、溶剤ベースおよび水性テクニカルナノセラミックスとの適合性も備えています。

ワイヤーケーブルの材質を選択するには？

ケーブル材料を選択する際には、ケーブルの使用環境、必要な電気的特性、機械的強度、耐熱性、耐薬品性、コストなど、さまざまな要素を考慮する必要があります。

アプリケーション環境： ケーブルの材質は、耐熱性、耐湿性、耐薬品性などの特性を含むアプリケーション環境に応じて選択する必要があります。たとえば、湿気の多い環境や化学的に腐食しやすい環境では、装甲層や特殊な外装材などの追加の保護層を備えたケーブルを選択する必要があります。
機械的性質： 可動ケーブルや頻繁に屈曲するケーブルの場合、耐久性と信頼性を確保するために、柔軟性と機械的強度に優れた材料を選択する必要があります。
電気的特性: ケーブル材料の絶縁レベルと抵抗率は、伝送効率と安全性に直接影響します。AC システムにおけるケーブルの耐電圧レベルは、システム絶縁適合の要件を満たす必要があります。ケーブル材料の絶縁レベルと抵抗率は、伝送効率と安全性に直接影響します。当社は、この分野で高絶縁性と低抵抗性のケーブル材料を提供し、電気システムの効率的で安全な運用を保証します。
安全性と防火特性: 混雑した場所や安全に関して特別な要件がある場所では、火災発生時の毒性と腐食性を軽減するために、非ハロゲンで煙の放出が少ないケーブル材料を選択する必要があります。
環境に優しい要件: 環境意識の向上に伴い、リサイクル可能、無公害、または低毒性のケーブル材料を選択することがますます重要になっています。環境に優しいケーブルの特徴は、主にハロゲンフリー、重金属フリー、廃棄時に環境に害を及ぼさないことです。環境意識が高まるにつれて、リサイクル可能、無公害、または低毒性のケーブル材料の選択が特に重要になっています。ヴォクソンは、環境に配慮したケーブル素材の代表として、こうした環境基準を満たすだけでなく、性能面でも優れた製品を取り揃えております。
費用対効果： 技術的要件を満たすことを前提として、ケーブル材料の費用対効果を考慮し、全体のコストを抑えるために費用対効果の高い材料を選択する必要があります。

結び

電子機器の主要部品であるケーブルの性能と材質の選択は、電子機器の性能と安全性に直接影響を及ぼします。そのため、さまざまなケーブル材質の特性を理解することで、より良いケーブル設計が可能になります。さまざまなアプリケーションシーンのニーズに合わせて適切なケーブルを設計および選択する適切なケーブル材料を選択することは、システムのパフォーマンスと安全性を確保するための重要なステップです。