海洋システムの信頼性を支える水中コネクタの基礎知識｜選定ポイントと構造を解説

洋上風力や海底油ガス、海洋観測、AUV/ROV、有人潜水機などにおいて、海の中で電力とデータを確実に伝える水中コネクタは、海洋システムの信頼性を支える重要な部品の一つです。海水は導電性と腐食性が高く、水深10m毎に約1気圧ずつ圧力が増します。加えて、視界不良、海洋生物付着、振動、引張などの過酷な環境が重なります。そのため、陸上で使用するコネクタとは異なる選定や運用が必要になります。

水中コネクタと防水コネクタの違い

水中コネクタと似たようなものに、防水コネクタがあります。どちらも水から接続部を守るという点では同じですが、大きな違いは「常時、水中で使用できるかどうか」になります。防水コネクタは、IP65やIP68といったIP等級で水への耐性が表記され、水しぶきや噴流、一時的な水没からコネクタ内部を保護することを前提に設計されたものとなります。それに対し、水中コネクタは常時水中で使用することを前提に設計されたものとなり、深度（m）や圧力（psiやbar等）で耐水性能が表記されます。

ドライメイトとウェットメイト

ドライメイトは空気中で挿抜できるが、水中では挿抜できない構造です。構造を簡素化でき、深海でも高い信頼性を得やすく、長期的にも信頼性が高くなります。代わりに保守等でコネクタの再接続が必要な場合は、水上まで引き上げる必要があります。

一方、ウェットメイトは水中での挿抜が可能であることから、保守や機器の再構築などで頻繁にコネクタの挿抜が必要な箇所に適しています。代わりにコネクタの嵌合を外した際に、嵌合面側からコネクタ内部に水が入らないようにする必要があるため、特殊なシーリング構造を有していたり、シーリング機能を維持するため、使用前にコンタクト部にグリスの塗布が必要な場合があります。

水中コネクタの材質・構造

水中という過酷な環境での耐久性や信頼性を考慮し、陸上で使用するコネクタとは異なる材質や構造が用いられます。

・材質

コネクタ本体の材質には、腐食に強く耐久性のある、ステンレスやチタン、マリンブロンズといった金属や、PEEKやクロロプレンゴムなどが使用されます。コンタクトのメッキは、腐食し難く信頼性の高い金メッキが使用されます。

・構造

コネクタ嵌合部には、Oリング等のシール材を複数使用した構造になります。ケーブルとコネクタの接続部においては、ブーツの中に樹脂を充填（ポッティング）したり、モールド処理などを行い、水の侵入を防ぎます。また、水中の高い水圧に耐えられるように、PBOF（Pressure Balanced Oil Filled）というケーブルやコネクタ内部をオイルで満たし、外部の水圧と内部の油圧を均圧させる構造をとる場合もあります。

また、嵌合し易くするために、掴みやすいカップリングナットの形状やハンドルの取り付けなどの対応をしている製品もあり、海という特殊な環境でも作業をし易くするよう、工夫をされています。