ワイヤーハーネス材料選択ガイド

ワイヤハーネスの設計と製造において、ワイヤハーネス材料の選択は、特定の環境での信頼性と耐用年数を直接決定します。ワイヤハーネス材料の特性を環境要件と合理的にマッチングすることによってのみ、ワイヤハーネスが使用中に安定して動作することを保証できます。本稿では、ワイヤハーネス使用中に遭遇する環境条件に基づいてワイヤハーネス材料の選択方法を詳細に分析します。

1.高温環境

高温環境 （ 通常は 120 ° C を超える温度 ） は、配線ハーネス材料に多くの問題を引き起こす可能性があります。

• 絶縁層は熱にさらされると老化して炭化し、絶縁特性を失います。
• 導体は酸化しやすく、接触抵抗を増加させます。
• 熱収縮チューブは柔らかく溶け、保護機能を失います。同時に、高温は材料の化学分解を加速させ、配線ハーネスの耐用年数を短縮します。

耐高温材料の選定

• 導体材料 ： 錫銅または銀めっき銅が好ましい。コーティングは酸素が銅に接触するのを妨げ、酸化を低減します。超高温環境 （ 200 ° C 以上 ） では、耐高温酸化性に優れたニッケル · クロム合金導体を選択できます。
• 絶縁材：架橋ポリ塩化ビニル （ XLPE ） 、ポリイミド （ PI ） 、フッ素プラスチック （ PTFE など ） は、一般的に使用されている高温断熱材料です。XLPE は最大 135 ° C の耐温性を有し、 PI は 250 ° C を超える温度で長時間動作することができ、 PTFE は最大 260 ° C の耐温性を有します。
• シースの材料：ポリアミド （ PA ） とフッ素ゴム （ FKM ） は耐高温性と耐老化性に優れ、高温環境でのシース材料として適しています。耐高温ワイヤを選択します。
• FLRY シリーズ導体 ：缶詰銅コアと架橋 PVC 絶縁材、 135 ° C の耐温性、自動車エンジンコンパートメントなどの高温領域で広く使用されています。
• ポリイミド包まれたワイヤ：PI フィルムは絶縁層として使用され、導体は主に銀メッキ銅、最大 250 ° C の耐温性、高温モータ、航空宇宙機器、およびその他の分野に適しています。
• PTFE 絶縁ケーブル ：絶縁層は PTFE 、導体はニッケルメッキ銅、 260 ° C の耐温性であり、工業炉や高温試験装置などの超高温環境で使用することができます。

2.低温環境

低温環境 （ 通常、 —40 ° C 未満の温度を指します ） は、配線ハーネス材料の分子運動を遅くし、材料が硬化し、脆くなり、柔軟性が低下します。配線ハーネスに曲げや振動などの外力を受けると、絶縁層やシースが割れやすくなり、導体を露出し、短絡などの故障が発生します。低温は導体の導電性にも影響し、信号伝送損失を増加させます。

耐低温材料の選択

• 導体材料 ：柔らかい無酸素銅は、低温靭性に優れ、容易に脆くなく、良好な導電性を維持することができ、低温環境の導体にとって最初の選択肢です。
• 絶縁材：架橋ポリエチレン （ XLPE ） やポリウレタン （ PU ） は、低温でも一定の柔軟性を持ち、脆性温度も低いため、低温環境での断熱材として適しています。
• シースの材料：熱可塑性ポリウレタンとエチレンプロピレンジエンモノマーは、優れた低温弾性を有し、 —40 °C 以下で良好な柔軟性と耐割れ性を維持することができます。
• AVSS シリーズ導体 ：柔らかい酸素フリー銅コアおよび耐冷性可塑剤を含む PVC 断熱材を使用し、脆性温度は —40 °C 未満です„ƒ、そして、車のドアラインや屋根の配線ハーネスなどの低温で曲げやすい部分に広く使用されています。
• XLPE 絶縁された TPU 鞘付きケーブル ： 絶縁層は XLPE 、鞘は TPU 、優れた低温抵抗があり、 —50 °C の環境で正常に動作することができます„ƒ、極地科学研究装置、コールドチェーン物流車両などに適しています。
• EPDM シースケーブル：シースは良い低温抵抗および耐候性を有する EPDM ゴムで作られ、屋外の低温環境での電力伝達のためにしばしば使用されます。

3.化学腐食環境

化学的に腐食性の高い環境では、配線ハーネスは酸、アルカリ、塩水噴霧、油などの物質によって腐食されます。これらの物質は、配線ハーネス材料と化学的に反応し、絶縁層とシースが膨潤し、割れ、老化し、導体を腐食し、配線ハーネスの電気伝導性と機械的強度に影響を与えます。

耐化学材料の選定

• 導体材料 ：銀めっき銅とニッケルめっき銅は、化学腐食に効果的に抵抗し、塩噴霧、酸、アルカリ環境で良好に動作します。チタン合金導体は腐食性の高い環境で選択できますが、コストは比較的高いです。
• 絶縁材：ポリテトラフルオロエチレンとエチレン — テトラフルオロエチレン共重合体は、非常に化学的に不活性であり、ほとんどの酸、アルカリ、および有機溶媒からの腐食に耐えます。
• シースの材料：フッ素ゴム （ FKM ） 、クロロプレンゴム （ CR ） 、ハロゲンフリー低発煙ポリオレフィン （ LSZH ） は、油、塩噴霧などに対する耐性が良好です。化学腐食性環境のシース材料として適しています。
• PTFE 絶縁銀メッキ銅ケーブル ： 絶縁層は PTFE であり、導体は銀メッキ銅であり、優れた耐化学腐食性を有し、化学プラント、実験室、その他の腐食性の高い環境に適しています。
• FKM 鞘付きケーブル：シースは FKM ゴム製で、絶縁層は ETFE で、油や化学溶媒の浸食に効果的に抵抗することができます。自動車のエンジンコンパートメント、ギアボックス、その他オイルと接触する部品によく使用されます。
• LSZH 鞘のニッケルメッキ銅ケーブル： 鞘は LSZH ポリオレフィンであり、導体はニッケルメッキ銅であり、良好な塩噴霧および耐候性があり、沿岸地域、船舶、および他の湿気のある塩噴霧環境に適しています。

4.機械応用環境

ワイヤハーネスは、機械アプリケーション環境で 3 つの主要な課題に直面します。

1. 高周波曲げ （ ロボットドラッグチェーンや車のドアワイヤなど ） は、導体の疲労破壊や絶縁体摩耗を容易に引き起こす可能性があります。
2. 摩耗 （ 鉱山機械や建設機器のワイヤハーネスなど ） 、他の物体に摩擦し、シースの損傷を引き起こすことが多い。
3. 振動 （ エンジン、工作機械、その他の機器のワイヤハーネスなど ） 、長期振動によりコネクタが緩み、導体が破損する可能性があります。

機械的摩耗に耐性のある材料の選定

• 導体材料 ： 超微細ストランド銅線 （ 直径 0.0 5 ～ 0.1 mm ） を使用して、柔軟性と耐疲労性を向上させ、曲げや振動による損傷を低減します。
• 絶縁材： シリコーンやポリウレタン （ PU ） は柔軟性と耐摩耗性に優れ、機械的応力環境下での断熱材として適しています。
• シースの材料： ポリウレタン （ PUR ） とポリアミド （ PA ） は、耐摩耗性と耐破裂性に優れ、アラミド編組補強シースはハーネスの機械的強度をさらに向上させることができます。
• 超微細な stranded シリコーン絶縁 PUR 鞘ケーブル： 導体は超微細のストランド銅線、絶縁層はシリコーン、シースは PUR です。柔軟性と耐摩耗性に優れ、産業用ロボットのドラッグチェーンや自動生産ラインなどの高周波曲げシナリオに適しています。
• A.ramid 編み補強 PA 鞘付きケーブル： PA シースにアラミド編組層を添加し、引張耐性と耐摩耗性を向上させます。鉱山機械や建設機器などの摩耗が激しい環境でしばしば使用されます。
• 耐振ケーブル： 導体はマルチストランドねじれ構造を採用し、絶縁層は PU 、シースは PUR です。耐振性に優れ、エンジンや工作機械などの振動機器に適しています。

5.電磁干渉環境

電磁干渉環境では、配線ハーネスが外部の電磁波によって干渉され、信号伝送歪み、ビット誤差率の増加、さらには正常に通信できなくなります。使用中、配線ハーネス自体によって発生する電磁放射は、周囲の機器の動作にも干渉します。

抗電磁干渉材料の選定

• 導体材料 ：高純度無酸素銅は、低抵抗で良好な導電性を有し、信号伝送損失と電磁放射を低減することができます。
• 絶縁材：発泡ポリエチレン （ PE ） とポリテトラフルオロエチレン （ PTFE ） は、誘電率と損失率が低く、信号伝送における減衰と歪みを低減することができます。
• シールド材料：銅箔、アルミニウム箔、銅ワイヤー編組は、外部電磁波干渉を効果的に遮断し、ハーネス自体の電磁放射を低減することができます一般的に使用されるシールド材料です。
• 銅箔 + 銅線編組のシールドケーブル： 導体は高純度無酸素銅であり、絶縁層は泡 PE であり、シールド層は銅箔と銅線編組で構成されています。シールド効率は 80dB 以上で、高周波信号伝送 （ USB 4.0 、車載イーサネットなど ） に適しています。
• アルミホイルシールド低煙ハロゲンフリーケーブル ： シールド層はアルミホイルであり、絶縁材とシースは低煙ハロゲンフリー材料で作られています。電磁適合性と環境保護性能が優れ、オフィスビルや病院などの電磁干渉に敏感な場所でしばしば使用されます。
• 二重シールドケーブル ： 内側のアルミニウム箔と外側の銅線編組の二重シールド構造を採用しています。シールド効率がさらに向上し、電磁干渉の強い環境 （ 変電所、通信基地局など ） に適しています。

6.共通組合せアプリケーションリファレンス

1.高温抵抗：

• 一般的適用 （120 — 150 °）„ƒ）： 缶詰銅導体 + 架橋 PVC （XLPE） 絶縁 + PA6 段ボールチューブシース。
• アップグレードされたアプリケーション （> 180 â）„ƒ）： ニッケル · クロム合金導体 （ 酸化防止温度が 250 ° C に増加 ）„ƒ） + ポリイミド （ PI ） フィルムラップ + PTFE コーティング （ 耐温性が 260 ° C に増加 ）„ƒ） + フッ素ゴム （ FKM ） シース （ ガラス繊維編組補強で、引張強度は PA6 の 50 MPa から FKM の 100 MPa に増加しました ） 。

2.低温抵抗：

• 一般適用 （—30 ～ —40 °C）„ƒ）： 柔らかい無酸素銅導体 + 耐冷 PVC 絶縁材 （フタル酸塩可塑剤添加） + TPU シース （ショア硬度 A80） 。
• ア ップ グレード された アプリケーション （ < - 40 á ）„ƒ):超 微 細 な 柔 ら かい 無 酸素 銅 （ 直 径 0. 08 mm 、 8 D から 5 D に 折 り 曲 げ 半 径 を 減らす ） + シ リコ ーン 絶 縁 材 （ 耐 寒 性 シ リコ ーン オイル 、 - 60 ° C までの 低 温 抵抗 を追加 ）„ƒ） + E PD M シ ース （ カー ボン ブラック 不 凍 剤 を含 み 、 アラ ミ ド 繊 維 編 組 層 、 引き 裂 き 強 度 が 15 k N / m から 30 k N / m に 増加 ） 。

3.化学的耐食性：

• 一般的な用途 （ 中低腐食 ） ： ニッケルメッキ銅導体 + ETFE 絶縁 + LSZH シース。
• アプリケーションのアップグレード （ 強い腐食 ） ： チタン合金導体 （ TC 4 材料、水王腐食に耐性 ） + PTFE 絶縁体 （ 酸、アルカリ、および有機溶媒のすべての濃度に耐性 ） + FKM シース （ 304 ステンレス鋼の装甲層内蔵 ） 。

4.機械的応力：

• 一般用途 （ 中応力 ） ： 多本鎖銅 + PU 絶縁材 （ ショア硬度 A75 ） + PUR シース。
• アプリケーションのアップグレード （ 強い応力 ） ： 超微細ストランド銅 （ 200 本 ） + シリコーン絶縁材 （ ショア硬度 A60 ） + アラミド編組強化 PUR シース （ 耐摩耗性が 3 倍向上 ） 。

5.反電磁干渉：

• 一般用途 （ 低周波干渉 ） ： 高純度銅 （ 99.95% ） + 発泡 PE 絶縁材 （ 発泡度 40% ） + アルミホイルシールド + PVC シース。
• アプリケーションのアップグレード （ 高周波の強い干渉 ） ： 7 N 無酸素銅 （ 純度 99.99999% ） + PTFE 絶縁 （ 物理発泡、信号伝送速度を 1 Gbps から 10 Gbps に増加させます ） + 銅箔 （ 0.05 mm ） + 錫箔銅線編組 （ カバレッジ 95% ） ダブルシールド + アルミニウムプラスチック複合ベルトシース。

アプリケーションシナリオに応じて適切な材料を選択することで、配線ハーネスの信頼性と耐用年数を向上させ、メンテナンスコストを削減できます。 川映 配線ハーネスのカスタマイズ工場は、複雑な環境のための高品質の配線ハーネスソリューションを提供できます。カスタマイズされた配線ハーネスが必要な場合は、お越しください。 私たちと接触.