メートル法真鍮グランドの締め付け範囲の理解

はじめに

メートル法のM20ケーブルグランドを注文したのに、10mmのケーブル周りで適切に密封できないことに気づいたことはありませんか？ あるいはさらに悪いことに、ケーブル径に対してグランドがわずかに大きすぎたため、設置から数週間後に電気エンクロージャー内部に湿気が発生しているのを発見したことはありませんか？

メートル法の真鍮製グランドのクランプ範囲は、特定のグランドサイズ内で確実にシールできるケーブル外径の最小値と最大値を定義します。この範囲を誤って選択することが、最も一般的な原因です。 IP等級¹ 産業設備における故障.

私はベプトコネクターの営業部長、サミュエルです。ケーブルグランド業界で10年働く中で、技術者がこの重要な仕様を理解していないために無数のプロジェクトが遅延するのを目にしてきました。良い知らせは？クランプ範囲の仕組みとケーブルへの適合方法を理解すれば、シール不良や互換性の問題に二度と直面しなくなるということです。実践的な観点から説明しましょう。.

目次

• メートル法の真鍮製グランドにおけるクランプ範囲とは具体的に何ですか？
• クランプ範囲はシール性能とIP等級にどのように影響しますか？
• ケーブル径に適合する適切なグランドサイズをどう選択するか？
• クランプ範囲を無視するとどのような問題が発生するか？

メートル法の真鍮製グランドにおけるクランプ範囲とは具体的に何ですか？

クランプ範囲とは、特定のメトリックサイズグランドが定格のIP保護等級と機械的保持力を維持しながら対応可能なケーブル外径の範囲を指します。.

すべてのメトリック真鍮ケーブルグランドは、シールを形成するために連携して機能するいくつかの主要部品で構成されています：グランド本体と メートルねじ² (M12、M16、M20、M25など)、圧縮シールまたはOリング、圧縮ナット、そして多くの場合ロックナットで構成されます。圧縮ナットを締め付けると、ケーブルの外被をシールで圧着し、環境保護と張力緩和の両方を実現します。.

重要な技術的パラメータ：

• メートルねじサイズ： 外ねじ径を指します（M12 = 12mmねじ外径、M20 = 20mmねじ外径など）。
• クランプ範囲： 最小-最大ケーブル外径で表す（例：M12用3-6.5mm、M20用10-14mm）
• シール圧縮率： 通常、最適な性能を得るためにシール材を15-25%圧縮する
• スレッド規格： ISOメートルねじ（DIN EN 60423 / IEC 60423規格に準拠）
• 素材構成： CW617N 黄銅³ (58%銅、39%亜鉛、3%鉛) 加工性と耐食性のため
• ニッケルめっきの厚さ： 標準用途では5～10ミクロン、強化防食では15ミクロン以上

クランプ範囲が存在する理由は、圧縮シールが柔軟であるためです。これにより、異なる直径のケーブルを把持するために変形できます。ただし、この柔軟性には限界があります。ケーブルが細すぎると、シールが十分に圧縮されず密着状態が得られません。ケーブルが太すぎると、ナットを十分に締め付けられず、ケーブルジャケットを損傷するリスクがあります。.

メートル法のサイズ表記が重要な理由： メートル法は世界的に認められた標準化されたねじ寸法を提供するため、グランドと筐体のノックアウトを容易に適合させられます。ただし、ねじサイズがケーブル径を直接示すわけではありません。M20グランドが必ずしも20mmケーブルに適合するとは限りません。ここで重要なのが、特定の締め付け範囲を理解することです。.

英国の製造工場の調達責任者デイビッドは、8mm制御ケーブルに適合すると想定しM16グランドを大量発注した。実際のクランプ範囲は4-8mmであり、彼のケーブルは限界値ギリギリだった。技術的には互換性があったものの、最小限の圧縮力しか得られず、定格のIP68性能ではなくIP65性能に留まった。 当社が最適化された6-10mm対応範囲のM16グランドを提供したところ、彼の設置は全ての耐圧試験に合格した。.

クランプ範囲はシール性能とIP等級にどのように影響しますか？

クランプ範囲、シール圧縮、およびIP定格性能の関係は、精密な機械工学原理によって規定されており、これらは設置の信頼性に直接影響を及ぼします。.

シール圧縮スイートスポット

ケーブルがクランプ範囲の中央に位置する場合、圧縮シールは最適な変形を実現します。通常、元の厚さの18～22%の圧縮が生じます。これにより以下の効果が得られます：

均一な接触圧力： シールはケーブルの全周に均一に接触し、潜在的な漏れ経路を排除します

ストレーンリリーフの有効性： 適切な圧縮により摩擦が生じ、機械的応力下でのケーブル引き抜きを防止します（通常80～120Nの引き抜き力）

長期的な回復力： シールは弾性範囲内で作動し、数千回の熱サイクルにわたってスプリングバック特性を維持する

クランプ範囲とIP定格性能

ケーブル位置が範囲内	シール圧縮	達成可能なIP等級	引き抜き力	長期信頼性
最低値未満 (-10%)	<12%	IP54または故障	<40N	悪い—シールが外れるかもしれない
最低閾値	12-15%	IP65	50-70N	限界状態—振動に敏感
最適な中距離	18-22%	IP68	80-120N	優れた—定格寿命
最大しきい値	23-26%	IP67	90-130N	良いが、難しい設置
上限超過（+10%）	28%	IP65またはケーブル損傷	140N以上	不良—シール過圧縮、ケーブル圧潰

サウジアラビアの石油化学施設の品質管理責任者であるハッサンは、この教訓を苦い経験から学びました。彼のチームは、12.5 mm のケーブル（最小値よりわずかに小さい）に M25 グランド（クランプ範囲 13～18 mm）を取り付けました。最初の圧力試験は合格しましたが、25°C の夜間と 50°C の昼間の温度サイクルを 6 か月間繰り返した後、シールが緩み、湿気が侵入するようになりました。 そこで、M20 グランド（10～14 mm 範囲）に交換し、12.5 mm のケーブルを最適なゾーンに配置しました。2 年経った今でも、このグランドは、想像できる最も過酷な環境の一つで IP68 を維持しています。.

シールを支える材料科学

圧縮シール（通常はNBR（ニトリルゴム）、EPDM、またはネオプレン製）は、特定の機械的特性を有する：

• ショアA硬度： 標準シールは60～70℃（より柔らかいシールは広い温度範囲に対応するが、摩耗が速い）
• 圧縮永久歪抵抗性： 品質シールは100℃で1,000時間経過後も、元の厚さの85%以上を維持する
• 化学的適合性： NBRは油に耐性があるがオゾンで劣化する；EPDMは水・蒸気に優れるが石油製品には耐えられない

ケーブル径が適切なクランプ範囲内にある場合、シールは設計された作動領域まで圧縮されます。圧縮が不足すると微細な隙間が生じ、過度の圧縮は永久変形（圧縮永久歪み）を引き起こし、シールは復元力を失い圧力を維持できなくなります。.

真鍮がクランプ性能を高める理由

ニッケルめっき⁴ 真鍮は、ナイロンやステンレス鋼に比べて、クランプ用途において特定の利点を提供します：

1. 熱安定性： 真鍮は-40℃から+100℃の範囲で寸法安定性を維持し、一貫した締め付け力を保証します
2. スレッド精度: CNC加工された真鍮製ネジ山は、滑らかで制御された圧縮を実現し、噛み付きを防止します
3. EMCシールド： 金属筐体に適切に接合された場合、360°の電磁連続性を形成する
4. 耐食性： ニッケルめっきは、500時間以上の塩水噴霧試験（ASTM B117）に相当する保護性能を提供します。

ケーブル径に適合する適切なグランドサイズをどう選択するか？

適切なメトリック真鍮製グランドを選定するには、ケーブル仕様、環境条件、設置要件を考慮した体系的なアプローチが必要です。.

ステップ1：ケーブル外径を正確に測定する

これは当然のことのように聞こえるが、ここがほとんどの過ちの根源である。.

適切な測定方法：

1. デジタルノギスを使用し、巻尺は使用しないでください（±0.1mmの精度が必要）
2. 1メートルのケーブル区間において、3箇所で測定する
3. 最大値を読み取ってください—ケーブルは完全な円形ではありません
4. 製造公差として0.3～0.5mmを追加する
5. 装甲ケーブルの場合、外被を測定対象とし、装甲層を測定対象としない

一般的な測定誤差：

• ケーブルデータシートの公称直径から測定（実際のケーブルはしばしば5～8%大きい）
• ケーブルを測定中に圧縮する（軟質ジャケットは変形しやすい）
• 温度効果を無視する（PVCは20°Cから60°Cで約3%膨張する）

ステップ2：メトリックグランドサイズ表を参照する

標準的なメートル法真鍮グランドの包括的なリファレンスです：

メートルねじサイズ	ねじ外径 (mm)	クランプ範囲 (mm)	代表的なケーブルの種類	パネル穴サイズ（mm）
M12 × 1.5	12	3-6.5	センサーケーブル、細い制御	12.5
M16 × 1.5	16	4-8 / 6-10*	計測器、信号	16.5
M20 × 1.5	20	6-12 / 10-14*	電力ケーブル、標準制御	20.5
M25 × 1.5	25	13-18	中電力、マルチコア	25.5
M32 × 1.5	32	15-21 / 18-25*	重電力ケーブル	32.5
M40 × 1.5	40	22-32	大規模産業用電力	40.5
M50 × 1.5	50	28-38	非常に大規模な電力配分	50.5
M63 × 1.5	63	32-44	極限電力アプリケーション	63.5

*シールインサートの選択に応じて複数のクランプ範囲が利用可能です

ステップ3：ケーブルを最適な位置に配置する

黄金律： ケーブル外径は、クランプ範囲スパンの40～70%の範囲内である必要があります。.

計算例：

• M20グランド（10～14mm範囲、4mmスパン）
• 最適ゾーン：10mm + (4mm × 0.4) ～ 10mm + (4mm × 0.7) = 11.6～12.8mm
• 12mmケーブル？ぴったりです。.
• 10.5mmケーブルですか？限界です。代わりに6～10mm対応のM16をご検討ください。.

ステップ4：特別な申請要件を検討する

高振動環境（コンベア、移動機械）：

• ケーブルが範囲の上位50-70%に位置するスリーブを選択し、最大のグリップを確保する
• 延長されたねじ山係合を有するナット（ロングボディ型）を検討する

頻繁なケーブル交換：

• 将来のケーブルのバリエーションに対応するため、より広いクランプ範囲のオプションを選択してください
• 分解時に脱落しない固定式シールを備えたガスケットを指定する

EMCに敏感なアプリケーション:

• ケーブルが最適な360°シールド終端処理のために中間位置に配置されていることを確認してください
• 編組シールドケーブルには、アース機能が組み込まれたコネクタを使用してください

ステップ5：環境要因を考慮する

極端な温度： ケーブルは温度によって伸縮します。使用環境で温度変動が大きい場合は、最大使用温度時に測定された直径でケーブルを配置してください。.

化学物質への暴露： 一部の化学物質はケーブルジャケットの膨張を引き起こします。ケーブルが油、溶剤、または洗浄剤に接触する場合は、曝露後にケーブルを測定するか、直径測定値に5～10%を加算してください。.

紫外線にさらされる： 屋外ケーブルは経年劣化により脆化する場合があり、容易な設置が求められる。老朽化した被覆の破損を防ぐため、過度な設置トルクを避ける中程度のサイズを選択すること。.

クランプ範囲を無視するとどのような問題が発生するか？

クランプ範囲の仕様を無視すると、安全性と信頼性、コンプライアンスを損なう予測可能な故障モードが発生します。以下に最も一般的で、かつ最もコストのかかる3つの過ちを示します。.

問題#1：過大サイズのグランドにおける過小サイズのケーブル

何が起こるか：
圧縮シールはケーブル表面に均一に接触するほど十分に変形できない。微細な隙間が残存し、湿気、塵、気体の漏洩経路を形成する。.

現実世界における結果：

• IP等級がIP68からIP54以下に低下する
• 湿気の侵入により端子接続部に腐食が生じる
• 危険区域において、防爆認定の喪失は安全違反を引き起こす
• ケーブルは機械的応力によって引き抜かれることがある

修正方法：
ケーブル径に合わせた小型シールを備えた減径インサートまたはステップダウンアダプターをご使用ください。Beptoでは、M25グランドで8mmまでのケーブルをシールしつつIP68を維持できる減径セットを提供しています。.

問題#2：過大サイズのケーブルが過小サイズのグランドに無理に押し込まれる

何が起こるか：
取り付け作業員はシールを確保しようと圧縮ナットを過度に締め付け、ケーブルジャケットを潰し、内部導体を損傷する可能性がある。.

警告サイン：

• ケーブルジャケットの可視的な変形または変色
• 圧縮ナットの回転が困難（過大な力を要する）
• ケーブル絶縁体がグランド端から押し出される
• ケーブル導入部の柔軟性低下

現実世界における結果：

• 導体の損傷による抵抗増加と発熱
• 絶縁破壊による短絡
• ケーブルの早期故障（設置後数か月で発生することが多い）
• 機械的損傷によるケーブル保証の無効化

修正方法：
ケーブルを小さすぎるグランドに無理に押し込まないでください。必ず次のメトリックサイズにステップアップしてください。パネルの穴が既に開いている場合は、ケーブルを損傷させるよりも、大きいグランドに縮小ワッシャーを使用してください。.

問題 #3: シール挿入オプションの無視

何が起こるか：
多くのメトリックサイズでは、異なるシールインサートを使用することで複数のクランプ範囲を提供しています。設置業者は、ケーブルに最適かどうか確認せずに、あらかじめ取り付けられているインサートをそのまま使用することがよくあります。.

例シナリオ：
M20グランドには10-14mmのシールインサートが同梱される場合がありますが、7mmケーブルには6-12mmインサートが必要です。誤ったインサートを使用すると、ケーブルが最適な圧縮領域外に位置することになります。.

解決策：
ご注文の際は、メートルねじサイズだけでなく、必ず正確なクランプ範囲を指定してください。当社のBepto製品コードには範囲指定（例：M20-10/14 対 M20-6/12）が含まれており、混乱を防止します。.

インストールに関するベストプラクティスの概要：

1. 作動温度でケーブルの外径をノギスで測定する
2. ケーブルがクランプ範囲の中間（40-70%）に収まるメトリックサイズを選択してください
3. シール材の環境適合性を確認する
4. 圧縮ナットを手で締め付けた後、レンチで1/4～1/2回転追加で締める
5. ケーブルの変形を確認してください。変形が見られる場合は、締めすぎです。
6. 試運転前にIP等級検証試験を実施する
7. 保守記録用にケーブルグランドのサイズとケーブルの直径を記録する

結論

クランプ範囲の理解は単なる技術知識ではない——それは信頼性の高いケーブルシールングの基盤であり、高コストな故障を防ぎ、長期的なシステムの完全性を保証するものである。. 正確な測定を行い、適切なサイズ表を参照し、ケーブルを最適な圧縮ゾーンに配置することで、IP68性能を保証し、最も一般的な設置ミスを排除できます。.

ベプト・コネクターでは、あらゆる用途に対応する精密加工されたネジ山と複数のクランプ範囲オプションを備えたメートル法の真鍮製ケーブルグランドを製造しています。技術チームが無料のサイズ相談を提供し、大量注文前にテスト用のサンプルグランドを供給可能です。. M12からM63までのメートル法真鍮グランドに関する詳細なサイズ表、材質証明書、競争力のある工場直販価格については、本日お問い合わせください。.

メトリック真鍮グランドクランプの仕様に関するよくある質問

1. 電気機器の防塵・防水性能を示す国際規格「IP等級」について詳しく知る。. ↩

2. 電気および産業用ケーブル管理に用いられるISOメトリックねじ規格を探求する。. ↩

3. 産業用ハードウェアに使用されるCW617N黄銅の化学組成と機械的特性を明らかにする。. ↩

4. ニッケルめっきが真鍮部品を酸化や環境腐食から保護する仕組みを理解する。. ↩

5. ショアA硬度スケールが、柔軟なエラストマー製シールの硬度計をどのように測定するかを確認してください。. ↩