Lander Lab: 水中ケーブルとコネクタの選択基準
水中コネクタと嵌合ケーブルは、システムの柔軟性、サービスの容易さ、その他さまざまな利点を海中システム設計者と現場エンジニアに提供します。
また、それらは独自の一連の追加の複雑さと問題をもたらします。
考慮すべき点はたくさんあります。システム設計者は、選択するコネクタを慎重に検討する必要があります。選定基準は、適切な水中コネクタを絞り込み、選択するためのプログラム的なアプローチを提供します。営業担当者はガイダンスを提供できますが、仕様書を作成するのは最終的なエンジニアの責任です。
コネクタの問題はまず機械的な問題だと私は常に考えています。シールが機能しないのであれば、中身はどうでもいいのです。そもそも重要ではなかったわけではありません。コネクタの圧力テストも行い、重要な工程で製造上の欠陥がないことを確認しています。問題を知るのに最適な時期は、配備の数週間前、つまり現地です。確かに、これは余分な作業です。チームはあなたを頼りにしています。チャンピオンのようにプレーしてください。
あなたのアプリケーションは何ですか？ ニーズを決定します。
水中コネクタの選択基準
- コネクタは電力または信号を伝送しますか?
- 予想される運用サービス深度と設計安全係数はどれくらいですか?
- 予想される展開期間またはシステムの耐用年数はどれくらいですか?
- 予想される環境条件は何ですか（寒冷、嫌気性、塩分など）？
- コネクタは既存のシステムに適合する必要がありますか?
- バルクヘッドコネクタは既存の船体貫通部に後付けする必要がありますか？厚い船体にはねじ延長が必要ですか？ロックスリーブや固定ストラップはオプションですか？
- 取り付けスペースはどれくらいありますか？トルクレンチを取り付けるスペースはありますか？
- 薄型の直角コネクタは適切でしょうか？ コンタクトの向きを最適な位置に回転させることも可能ですか？
- コネクタにはシールまたは接点の冗長性が必要ですか?
- コストと配送の制約は何ですか?
- コネクタは水中で接続可能でなければなりませんか? 電源が入っている状態で接続可能でなければなりませんか?
- コネクタは現場で修理可能ですか？どの程度の技術者のスキルが必要ですか？
- ガルバニック腐食や陰極剥離の原因となるバルクヘッド コネクタとハウジングの間に異種材料を使用しないでください。
- 満たすべきミルスペック要件はありますか?
- 他に満たすべき特別な要件はありますか (例: 光ファイバー、中性浮力、液体充填/圧力バランス)?
- コネクタに配線・接続するケーブルの種類は何ですか（ツイストペア、パラレルバンドル、同軸、電気機械など）？ジャケットの材質、構造、充填材は何ですか？オーバーモールドに適していますか？
- 機器パッケージは、現場でコネクタに危険を及ぼすことなく取り扱えるように設計されていますか？コネクタへの偶発的な損傷を防ぐため、ハンドル、タグラインリング、クリートなどを使用していますか？コネクタは側面からの衝撃から保護されていますか？ケーブルは張力緩和されていますか？
設計者は、異なる用途のコネクタを区別するために、ピン数の異なるコネクタの使用や、ピンではなくソケットの使用を検討する必要があります。これにより、正しいケーブルを正しいポートに接続していることが確実になります。注文コストはそれほど高くありませんが、スペアパーツの在庫管理はより困難です。
私は、キー/キー溝やアライメントピンなど、ピンとソケットを差し込む前に確実に位置合わせするためのメーカーの嵌合順序に注意を払っています。多くのゴム成形コネクタは、適切な位置合わせを確認するために、非対称のピン/ソケットパターンを採用しています。
- 互換性：ゴム成形コネクタは、嵌合部品の許容範囲が広く、ピンの中心間の差にもある程度の余裕があるため、異なるメーカーの部品でも問題なく動作する可能性が高くなります。ただし、ピンの長さや直径は異なる場合があります。ハードシェルコネクタはそれほど互換性がありません。原則として、嵌合コネクタは同じメーカーの製品を使用してください。どのメーカーも、他社の工具や製造品質を保証できるわけではなく、また保証することを期待すべきでもありません。嵌合した部品がうまく動作しない場合は、エンジニアが解決しなければなりません。
- メーカーを選ぶ際には、少量販売に対応しているか確認しましょう。在庫管理業者はいますか？通常、どのような在庫を保有していますか？他にどのような業者を利用していますか？業界は過去40年間で大きく進歩し、パーカー規格に準拠したOリングシールの設計など、多くの基本的な問題は解決されています。
20インチのVitrovex中空ホウケイ酸ガラス球にフィードスルーが取り付けられ、自己浮力の計測機器ハウジングとなっています。写真提供：Steffen Pausch、Nautilus Marine Service、ブクステフーデ（ドイツ）
新しい水中システムの設計初期段階でこのチェックリストを活用することで、設計者やプログラムマネージャーは、水中システムの基本的なコンポーネントに関する予測可能な問題を回避できます。サプライヤーと連携して作業を進めましょう。彼らもあなたの成功を願っています。
続き：今回の記事は、アプリケーションに最適なコネクタの選び方についてです。取り付け、軽くグリースを塗る、ゴムモールドコネクタの「バープ」、ケーブルの接合、ケーブルの曲げ半径、ケーブルのストレインリリーフなど、他にも重要な点がたくさんあります。同じ分野の人にたくさん質問し、他の人がどのような選択をしたかを見て、経験に基づいて自分なりの好みを作り上げていきましょう。コネクタ業界は刺激的で進化を続け、優秀な人材が溢れています。
検討すべき水中コネクタ会社
- AK工業https://ak-ind.com/
- Amphenol Deeptronica (ドライメイト、MCBH) https://amphenolltw.com/product-info/DeepTronica/ Amphenol向けに中国製。
- バーンズhttps://birns.com/
- ブルーリンクhttps://blue-linked.com/underwater-connectors
- ブルーロボティクスhttps://bluerobotics.com/product-category/cables-connectors/
- バートン・サブシー・コネクター（イートン）（Google「バートン・サブシー」）
- ドラゴンフィッシュhttps://dragonfishmfg.com/
- エレクトロ・オーシャニクス（EO）（イートン/クーパー・インターコネクト）（Google エレクトロ・オーシャニクス・クーパー）
- ハイドログループシステムズhttps://www.hydrogroupsystems.com/
- マーシュマリンの元祖。その名前は今も健在です。
- スーリオ・サンバンク（イートン） https://usa.souriau.com/en-en/products/connectors/underwater-connectors
- TE/SEACON （Googleで「TE SEACON」を検索）
- テレダイン インパルスhttps://www.teledynemarine.com/brands/impulse
- ウィーテクノロジーズhttps://wetechnologies.com/
謝辞
General Dynamics Electric Boat部門のRay Hayworth氏からは多くのことを学びました。彼は自身の経験を広く共有し、MTSのケーブルとコネクタに関するカンファレンスで講演し、Electric Boatで使用するための設計ガイドラインを公開してくれました。R. Frank Busby氏の著書『Manned Submersibles』は今でも名著であり、無料ダウンロード可能です（https://archive.org/details/mannedsubmersibl00busb）。Bob Wernli氏とBob Christ氏による『The ROV Manual: Second Edition』には、ケーブルとコネクタに関する長い章があります。このトピックを再検討するよう提案してくれたTeledyne ImpulseのAndy Gardener氏にも感謝します。
「Lander Lab」は、見過ごされがちな無人潜水艇の一種、オーシャンランダーの技術を実践的に解説するコラムです。Make MagazineなどのDIYコミュニティと同様に、オーシャンランダーコミュニティに貢献することを目的としています。
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