コネクタ vs. ハード配線

Nov 25, 2023

コネクタは優れた機械的安定性を備え、複数の終端オプションを利用できます。 侵入を防ぎ、振動や極端な温度に耐え、厳しい天候に耐えるように設計できます。 写真提供：Harting Inc.

機器や制御キャビネットの現場での組み立て時間は、配線の代わりにコネクタを使用することで大幅に短縮されます。 写真提供：Harting Inc.

コネクタを使用すると、モジュール式機械の設計、組み立て、メンテナンスが簡素化されます。 写真提供：Harting Inc.

モジュラー コネクタは、1 つのユニットで電力、信号、データを伝送するように構成できます。 写真提供：Harting Inc.

Han GND コネクタは、ポータブル機器の電気回路や、一時的に機器が設置されるコンサートやその他のイベントの電気回路の安全な接地を保証します。 これにより、プラグ可能な設計で完全な電位等化を実装​​できます。 写真提供：Harting Inc.

Han-Yellock コネクタにはオス型圧着端子のみが必要です。 接点間の導通は乗算器によって行われます。 これにより、コネクタは、以前は機械内部の端子台によって行われていた乗算器機能を実行できるようになります。 写真提供：Harting Inc.

機器メーカーは、ファクトリーオートメーションおよび制御システム向けに、ポイントツーポイント配線からコネクタベースのケーブルアセンブリへの切り替えを進めています。 この戦略を採用することで、単価と生産性が向上しました。 これにより、注文を処理し、設置をより迅速に完了できるようになります。 この戦略は顧客にも利益をもたらし、機械の耐用年数にわたる総所有コストを削減します。

現在のコネクタのラインナップには、信頼性と利便性をさらに高めることができる、よりユーザーフレンドリーでアプリケーション固有の選択肢が含まれています。 コネクタは優れた機械的安定性を備え、複数の終端オプションを利用できます。 侵入を防ぎ、振動や極端な温度に耐え、厳しい天候に耐えるように設計できます。

ほとんどの長方形コネクタはモジュール式で、ユーザーが構成可能です。 さまざまなインサートを使用して、信号と電力などのさまざまな電圧、または電力、信号、光ファイバー、同軸、D-sub、空気圧回線などのさまざまな伝送媒体の組み合わせに対応するように構成できます。 クイックロック結線、クリックアンドメイトアセンブリ、ツイストトップロックなどの最近の技術革新により、取り付けとメンテナンスが迅速かつ簡単になります。

ほとんどの産業用機器には、そのコンポーネントとサブシステムの間に広範な電気配線が含まれています。 機器が製造されると、機械製造業者は通常、工場でそれを組み立ててテストし、出荷のために分解し、顧客の場所で再組み立てします。 ハードワイヤリングの場合、出荷時には各接続を個別に解除し、顧客でのセットアップ時に再作成する必要があることを意味します。 それは労働集約的です。 最終セットアップ中に配線ミスが発生すると、起動時に機器が損傷する可能性があります。 少なくとも、このようなエラーが発生すると、さらなる遅延と、診断と修正のための追加費用が発生します。

コネクタを使用すると、マシンの配線が事前に設計された作業になります。 配線はハーネスとして設計、組み立て、テストされ、形ができたらすぐに機械やシステムに統合できます。 ハーネスの組み立てにはある程度の時間がかかりますが、取り付けには配線に必要な時間のほんの一部しかかかりません。 配線ミスのリスクは事実上排除されます。

コネクタの人気の高まりは、モジュール式マシン設計への移行を補完します。 モジュール化により、従来の単一設計アプローチに比べて大幅な効率と経済性が実現します。 コントロール パネル、モーター アセンブリ、配電ボックスなどの標準コンポーネントを事前に構築、事前テストし、最終アセンブリでコネクタを使用して接続することができます。

ここでは、モジュラー設計とコネクターによって、OEM とユーザーの両方にとって製品がどのように改善されるかを示す例を示します。フランスの産業用インクジェット印刷機メーカーは、モジュラー設計を採用し、コネクターを適切に採用することで、生産コストを削減しながら市場シェアを拡大​​しました。配線の。 各マシンにはプリントヘッドと制御ユニットがあります。 以前は、光ファイバー ケーブル、空気圧ホース、および電気ケーブルが外装に通され、プリントヘッドやインク ディスペンサーなどのその他のコンポーネントに配線されていました。 ただし、プリントヘッドを取り外すのは大仕事でした。 これらすべてのフィードをモジュラー コネクタに統合することにより、プリントヘッドの取り外しと再取り付けを迅速に行うことができ、組み立てとメンテナンスが迅速化されます。

同じ利点がプラントのレイアウト全体にも当てはまります。 プラントのエンジニアは、幹線ケーブルからのドロップで通信バスを使用することに慣れています。 モーターの電力信号と制御信号は、コネクタを使用して同じ方法で分配できます。 したがって、モーターの取り付けまたは交換はプラグアンドプレイ操作となり、ダウンタイムや配線エラーのリスクはほとんどありません。

コネクタ付きの配線アセンブリを事前に作成することで、ケーブル長を正確かつ再現性よく測定できます。 コネクタベースのワイヤリング ハーネスは、電気技師ではなく、低賃金のスタッフや請負業者によって組み立てられるため、コストも節約できます。 取り付けの際、ハーネスは、ポイントツーポイント配線を損傷から保護する硬質または半硬質の導管をほとんど必要としません。 電力と信号のニーズはマシン内で異なることが多いため、異なる DC 電圧または AC 電力と DC 電力の両方に対応するように 1 つのコネクタを構成できます。 制御盤内に複数の端子台を取り付けるなどの代替方法では、追加の労力と材料が必要となり、より多くのスペースを必要とします。

コネクタがコストを節約できるもう 1 つの例は、オス型圧着端子のみを必要とする新しい Han-Yellock コネクタです。 接点間の導通は乗算器によって行われます。 1 回の給電で最大 5 つの接点を供給できます。 これにより、コネクタは、以前は機械内部の端子台によって行われていた乗算器機能を実行できるようになります。 コネクタ ハウジングはどちらの側からも取り付けることができるため、機械が完全に構築されたら、コネクタ インターフェイス全体 (フードとハウジング) を外側から取り付けることができます。 つまり、電気技師ではなく設置業者がコネクタを取り付けることができ、コストが節約されます。

モジュラー設計とコネクタベースの配線により、機械をより小さな部品に分けて顧客に発送できるため、輸送コストと損傷のリスクが軽減されます。 配線エラーのリスクが大幅に軽減され、現場での組み立てが迅速化されることは、OEM にとって大幅なコスト削減につながります。 トラブルシューティングとメンテナンスも同様に迅速化されます。 保証期間中は、OEM にとってはコスト上のメリットが得られ、エンドユーザーにとっては、予定および予定外のメンテナンス中のダウンタイムの削減という形でメリットが得られます。

こうした利点があるにもかかわらず、一部の OEM が依然として有線接続を使用しているのはなぜでしょうか? 一部の人にとって、製造プロセスを変更するという考えは気が遠くなるでしょう。 現場で配線システムを組み立てるコストを十分に理解していない人もいるかもしれません。 同社によれば、コネクタは部品表の追加項目であり、顧客はステッカーの最低価格だけを基準に購入しているという。

しかし、配線とコネクタの使用を比較したほとんどの OEM は、特に配線接続の作成にかかる全額が認識されている場合、コネクタによって時間と費用が節約されることに気づきました。 ほとんどのコストが事前に発生するコネクタベースの配線とは異なり、配線エラーの可能性があるため、ハードワイヤリングに関連するコストは繰り返し発生し、予測できないことがよくあります。

メーカーごとに人件費と諸経費は異なりますが、ある企業が行った時間調査によると、複雑な機器の接続ポイントの各ペアを配線するための完全割り当てコストは、社内で行った場合、約 80 ドルであることが判明しました。 経験によれば、企業が社内で配線にかかるコストが何であれ、現場でそのような接続を行うには、設置や保証サービスと修理のために約 30% の割増料金が発生します。

多くの OEM は、これらの北米企業がコネクタに切り替えた後に発見したことを繰り返しています。

商業印刷機用の用紙コンベアのメーカーは、最終テストの前に、各ユニットのコントロール ボックスに 200 本を超えるワイヤを配線していました。 このプロセスには、ユニットごとに最大 4 稼働日かかる場合があります。 プラグ アンド プレイ ソリューションで 6 つのモジュラー コネクタ アセンブリに切り替えると、この時間が最大 2.5 日短縮されました。 コネクタのコストは 1 個あたり 1,400 ドルでしたが、人件費と時間コストが 3,500 ドル節約されたため、同社は生産率を高めることができました。

大型マテリアルハンドリングクレーンのメーカーは、顧客に発送するために各クレーンを分解し、そこで再組み立てします。 配線接続からハイブリッド コネクタへの移行により、現場での設置時間が数週間からわずか 3 ～ 4 時間に短縮されます。 メーカーは、現場での初期セットアップを通じて、コネクタを使用した総コストが平均で 622 ドル安くなると計算しました (コネクタベースの配線の場合は 12,540 ドル、ハード配線の場合は 13,162 ドル)。 ただし、設置中に配線エラーが発生した場合、コストは 2 倍の 26,325 ドルとなり、コネクタを使用した場合の合計節約額は約 13,000 ドルになりました。

大型の自動溶接機の製造会社は、ユニットごとに 300 以上の接点を配線していました。 1 台の構築とテストに 1 週​​間かかり、その後、解体に数日かかり、顧客の場所で再組み立てするのにさらに 1 週​​間かかりました。 プラグ可能コネクタに切り替えると、配線時間が大幅に短縮され、人件費が大幅に節約されます。 以前は丸 1 週間かかっていた各ステップが 1 日未満で完了するようになりました。

食品および飲料分野向けのコンベヤのメーカーは、洗浄などの過酷な条件に耐えられる IP67 準拠の製品を設計する必要がありました。 コネクタベースのアセンブリを採用することで、同社は設置時間とメンテナンスのダウンタイムを削減し、コンベヤのスループットを 15% 向上させることができました。 コスト削減は直接収益につながりました。

半導体の完全性を分析するための音響顕微鏡のメーカーは、さまざまな電圧の 120 本のリードを必要とする新しいモデルを計画していました。 目標は設置面積の小さいマシンでしたが、エンジニアはそのような精巧な動力配分を行うための内部スペースが不足してしまいました。 それぞれ 60 ピンの 2 つの頑丈なコネクタに切り替えることで、屋内配線を合理化し、必要な設置面積を達成し、コストを節約することができました。 内部配線束が排除され、必要な金属パネルの数が減りました。

今日のコネクタ ポートフォリオは、エンジニアに比類のない柔軟性を提供します。 コネクタは、さまざまなケーブル挿入角度と終端技術を備えた、さまざまな被覆および非被覆金属およびプラスチックから作られたさまざまなサイズで入手可能です。 狭いスペースにフィットするスリムなモデルなど、特定の設計目的に合わせて作成されたモデルもあります。 多くの角形コネクタには、電気技師ではなく設置業者がドライバーなどの一般的なツールを使用して、迅速、簡単、安全に実行できるシンプルな終端オプションが用意されています。

通常、各ジョブには複数のオプションがあり、OEM は機能、利便性、価格、さらには外観の適切な組み合わせを決定できます。

ハーティングは、1950 年代に角形コネクタを発明して普及させた、頑丈な産業用コネクタの世界的な大手サプライヤーです。 長方形および正方形のコネクタは、円形コネクタよりも拡張性、構成性、カスタマイズ性が優れています。

たとえば、当社の Han-Modular システムを使用すると、顧客は標準カタログ コンポーネントを使用してカスタム コネクタを構築できます。 40 を超えるインサートから選択できるコネクタにより、モジュール式機械設計の作成が容易になります。 これらのインサートは、特定の電力、信号、またはデータの負荷だけでなく、光ファイバー、D-sub、同軸、航空回線などの他の伝送媒体を伝送するように設計されています。 このコネクタは、汚れ、ほこり、湿気、大きな温度変化、太陽光、張力、振動などの厳しい周囲条件にも耐えます。 モジュールは、数ミリアンペアから 200 アンペアの電流、最大 5,000 ボルトの電圧、およびシールドされたバス信号に対応できます。

特殊な状況向けに設計されたコネクタが増えています。 これらは標準のコネクタ製品に基づいていますが、悪天候、極度の高温、腐食環境、高電圧、電磁保護などの特定の動作条件や要件に合わせて最適化されています。 プロトタイピングやテストのシナリオでの高い嵌合サイクル向けに強化されたモデルや、食品や医薬品の生産などの衛生用途向けのステンレス鋼モデルもあります。 これらおよびその他の特殊バージョンは標準サイズで提供され、通常は機械の設計を変更することなく標準コネクタを置き換えることができます。

Cory Jenkins 氏、Harting Inc.、シニア プロダクト マネージャー、イリノイ州エルギン