熱収縮チューブガイド

熱収縮チューブは、電気技術者、エンジニアなどの専門技師がさまざまな目的でケーブルやコンポーネントに適用できる多用途のプラスチック層です。その用途を以下に示します:

• 電気絶縁 – たとえば、損傷したまたはむき出しになった電線の修理
• 保護 – ダスト、化学薬品、湿気、摩耗からの保護
• 補強 – ピンと張ったケーブルによって加えられた力の軽減
• 結束 – 複数のワイヤーを1つのユニットにまとめる
• 識別 – 様々な色が用意されているため、簡単に色分けできる

特にケーブルで使用される場合には熱収縮性スリーブとも呼ばれます。

この名前は、加熱すると収縮して、固くなり、耐久性のある保護被膜になるようにチューブが設計されているということを示しています。

熱収縮チューブは、適用可能な多様な用途を考慮してさまざまな材料、サイズ、色が用意されています。裏面に粘着性があり、加熱後にチューブが適切な場所に留まるようになっているものもあります。

熱収縮チューブの元のサイズと加熱して収縮した後の形状との関係を示す「収縮率」に注意してください。これは通常2:1または3:1のいずれかです。この数値が大きくなると、収縮率が大きくなり、締め付けが強くなることを示します。たとえば、収縮率が2:1のチューブは半分のサイズに収縮し、3:1は元のサイズの1/3に収縮することを示します。

熱収縮チューブを使用する際、事故やけがを防ぐためには、注意深く作業を進め、基本的な安全対策を守ることが重要です。熱収縮チューブの使用方法を以下に示します:

1. まず、正しい収縮率を持つ正しいサイズのチューブを選びます。収縮前のチューブは、収縮後に確実にぴったりとフィットするように、ワイヤーまたはコンポーネントを問題なく覆える必要があります。幅と長さの両方の観点で覆うことができる必要があることに注意してください。
2. 覆う対象のコンポーネントが加熱後にサイズが変わる可能性がある場合、収縮後の直径(「回復」直径)を収縮前のサイズ(「拡張」直径)と比較することによって、チューブが十分な伸張性を有していることを確認します。収縮にムラができたり、溶けたりしないようにチューブの推奨加熱温度を確認します。
3. 標準的なハサミでチューブを適切な長さにカットし、これを対象のコンポーネント上に配置するか、その中に滑り込ませます。熱収縮ラップを加熱する準備ができました。手持ち式のヒート・ガンまたは熱収縮オーブンを使用して加熱できます。後者は、より正確で高度な加熱を行うための専門業者用装置です。
4. ガンを使用する場合、チューブに沿ってガンを前後に動かし、1か所にとどまらないようにして、焼け付きのリスクを最小化します。ラップ部分がしっかりと固定されるまでこの作業を継続します。

熱収縮チューブの作用は、チューブの製造に使用されている複数の材料の反応によってもたらされます。それぞれの材料で強度と特性が異なります。

熱収縮チューブには、1層式と2層式の2種類の基本タイプがあります。これは、薄壁/二重壁とも呼ばれています。

1層式(薄壁)のチューブは信頼性が高く、物理的に堅牢です。これは、電気絶縁や、摩耗や引っ張りに対する保護が必要な場合に適しています。

逆に、2層式(二重壁)のチューブは、腐食防止や堅牢な密閉が主目的である状況に適しています。チューブ内の追加の粘着レイヤーによって、湿気からの保護が提供されます。

最もよく使用されている熱収縮製品とアクセサリーを以下に示します：

必要な熱収縮チューブのサイズを決定するには、まず、覆う対象となる物質の直径を確認します。

1. チューブを付けるケーブルまたはコンポーネントの最も広い部分を測定します。
2. ステップ1で得た測定値より約20-30%大きいチューブを選びます。正しいチューブを選ぶには、以下の情報が必要です:
   • 収縮率。前述のとおり、2:1はチューブを加熱すると加熱前の約半分に収縮することを示し、3:1は1/3に収縮することを示します。
   • チューブの壁の厚さ。これは通常ミリまたはインチで測定されます。
   • 収縮後のチューブの「内径」(ID) と収縮前のチューブの「収縮前の内径」(収縮前のID) です。ラベル上に表示されているのは後者の測定値です。このバリエーションである「折り径」を考慮する必要がある場合もあります。これは、チューブを折って平にしたときの幅です。
3. チューブの長さを考慮します。これは、収縮するとある程度短くなります。(通常、5-10%) チューブの長さを選ぶ際には、対象物を完全に覆うために、このことも考慮する必要があります。

必要な熱収縮チューブのサイズは?

• 12ゲージのワイヤーには5mm (0.198インチ) 径の熱収縮チューブをお勧めします。
• 14ゲージのワイヤーにお勧めする熱収縮チューブのサイズは12ゲージのワイヤーと同じで、5mm (0.198インチ) 径です。
• 16ゲージのワイヤーには、収縮率が2:1の3mm (0.118インチ) 径の熱収縮チューブをお勧めします。
• 18ゲージのワイヤーにお勧めする熱収縮チューブのサイズは16ゲージのワイヤーと同じで、収縮率が2:1の3mm (0.118インチ) 径です。

熱収縮チューブの主な標準と認証を以下に示します：

UL224-2010

UL224-2010は、高分子材料の円形絶縁チューブの要件を指定していて、熱設定、熱反応、弾性の各特性が記載されています。

SAE AS23053

SAE AS23053は、加熱時に事前に定められたサイズに収縮する電気絶縁スリーブの要件を設定しています。

ASTM D 2671

ASTM D 2671は、電気ケーブルでの使用を意図されている熱収縮チューブをテストする標準的な方法を規定しています。

ASTM D3150

ASTM D3150は、電気絶縁に使用されるPVC製の熱収縮チューブに適用される仕様です。

それでは熱収縮チューブの選び方についてご紹介します。

用途にあった種類を選ぶこと

まず、用途にあった種類の熱収縮チューブを選ぶことが大切です。 熱収縮チューブには「熱収縮チューブ」と「高収縮チューブ」の2種類があり、通常は熱収縮チューブを選べば問題ありませんが、もしコネクタとケーブルのサイズ差が大きい場合は高収縮チューブを選択します。 高収縮チューブは収縮比率が高いので、サイズ差が大きい場合でも取付可能。 用途にあわせて熱収縮チューブ、もしくは高収縮チューブのどちらにするか選んでください。

対象物にあわせてサイズを選ぶこと

次に、対象物にあわせてサイズを選ぶこともポイント。 サイズの選び方は、収縮させた後の内径が、かぶせるケーブルよりも少し小さめになるように選んでください。 ただし、収縮後のサイズが小さすぎるチューブを選ぶと挿入しにくくなるので、挿入のしやすさが損なわれない程度に適切なサイズを選ぶようにしましょう。

使用環境に対応するスペックの製品を選ぶこと

使用環境に対応するスペックのチューブであることも確認しましょう。 たとえば、収縮する温度や使用できる温度、厚み、難燃性があるか否かなどがチェックしておきたい項目です。 熱収縮チューブを選ぶ際には、使用環境に適応することを確認してから選んでください。

熱収縮チューブはカットできますか？

はい。チューブを正確な長さにする必要がなければ、ほとんどの場合、標準的なハサミと定規を使用します。長さを正確にする必要がある場合、高精度の測定ツールを使用します。チューブが厚い場合、ワイヤー・カッターまたはペンチが必要になる場合があります。

強度および耐湿性に影響し、裂けやすくなる可能性もあるため、縦 (長さ) 方向にチューブをカットしないでください。

熱収縮チューブの代わりに絶縁テープを使用できますか？

限定的な状況では可能かもしれませんが、絶縁テープは、熱収縮チューブより耐久性が劣り、時間の経過とともに粘着性が低下しやすいです。結果として、欠陥が発生していないことを確認するために絶縁テープの定期的な検査が必要になる場合があり、場合によっては実用的ではありません。

絶縁テープは、素早く、簡単に取り付けることができますが、腐食、湿気、摩耗に対して同じレベルの保護にならないため、過酷な場所での使用には適しません。

熱収縮チューブを外すにはどうすればよいですか？

まず、熱収縮チューブの末端を見つけます。次に、小さいペンチ (ラジオペンチなど) でこれをつまみ、やさしく接続から引っ張ります。最後に、ワイヤーを電気接続から離した状態を保ったまま、カミソリの刃を使用してチューブを取り除きます。

熱収縮チューブは防水性がありますか？

はい。ほとんどの熱収縮チューブは防水で、その他の湿気や腐食する可能性のある液体からも保護します。

熱収縮チューブに必要な温度は何度ですか？

これは、熱収縮チューブの製造に使用される材料によって異なります。たとえば、ポリオレフィンは約90度で収縮しますが、PTFE (テフロン) はそれよりかなり高温の250度が必要です。