JP2002165351A - ケーブル端末部およびこれを用いたケーブル終端接続部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部分放電特性が良好で、コンパクト化でき、ま
た可撓性の良好なケーブル端末部を提供すると共に高周
波パルス電圧に対する安定した絶縁耐力を有する高信頼
性のケーブル終端接続部を提供する。 【解決手段】ケーブル絶縁体１ｂの外周に絶縁モールド
体４を一体に設け、この絶縁モールド体４の外周に埋設
されたストレスコーン金具５の後方に、内周にスプリン
グ８を収納する筒状の保護金具７を移動可能に配設す
る。そして、ブッシングの受容孔に、上記構成のケーブ
ル端末部を、ブッシングの壁面とケーブル端末部の保護
金具７の先端部間に間隙が形成される如くして装着し、
保護金具７を介してスプリング８をブッシングの壁面側
に向けて押圧し、この状態を維持して保護金具７をブッ
シングの壁面に取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ケーブル端末部
およびこれを用いたケーブル終端接続部に係わり、特
に、半導体露光装置のレーザー光源用電源ケーブルのケ
ーブル端末部およびこれを用いたケーブル終端接続部を
形成する場合に有用なケーブル端末部およびこれを用い
たケーブル終端接続部に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、半導体露光装置のレーザー光線用
電源ケーブルの需要が急増しており、これに合わせて、
レーザー光線用電源ケーブルの特性の良好なケーブル端
末部およびこれを用いたケーブル終端接続部の開発も要
請されている。

【０００３】ここで、半導体露光装置のレーザー光線用
の電源ケーブルには、２〜４ｋＨｚの高周波の直流電圧
が印加されることから、レーザー光線用電源ケーブルの
端末部としては、直流電圧が印加される直流ケーブルの
端末部の構成を利用することが考えられている。

【０００４】図３は、従来の直流ケーブルの端末部の一
部断面図を示している。同図において、符号２０は、５
０ｋＶ用のレントゲン用ケーブルを示しており、このレ
ントゲン用ケーブル２０の端部は、段剥処理によって導
体（不図示）、高圧絶縁体２０ａ、ケーブル半導電層２
０ｂおよび遮蔽編組２０ｃが露出されている。しかし
て、露出された導体には筒状の電極２１が電気的に接続
され、また、高圧絶縁体２０ａの外周には筒状の電極２
１とケーブルシース２０ｄ間に跨ってエチレンプロピレ
ンゴム（以下、「ＥＰゴム」という。）のモールド体２
２が一体に設けられており、このモールド体２２には取
付金具２３が埋設されている。ここで、取付金具２３
は、ケーブル外部半導電層２０ｂの端部近傍からケーブ
ルの端部に向かって末広がり状に拡径するベルマウス部
２３ａと、このベルマウス部２３ａの後端部外周に連設
された環状の取付フランジ部２３ｂを備えており、ベル
マウス部２３ａの大径部側をケーブルの端部に向け、か
つベルマウス部２３ａの小径部側内周をケーブル外部半
導電層２０ｂの外周に接触させる如くしてモールド体２
２に埋設されている。なお、取付金具２３は、ケーブル
外部半導電層２０ｂを介して遮蔽編組２０ｃに電気的に
接続されている。

【０００５】以上のような直流ケーブルの端末部は、図
示しない機器のブッシングの受容孔に装着され、かつ取
付金具２３の取付フランジ部２３ｂを図示しない取付ボ
ルトを介して機器の壁面に固定することによりケーブル
終端接続部が形成されることになる。

【０００６】ところで、このようなケーブルの端末部の
構成をレーザー光線用電源ケーブルの端末部に適用する
と次のような難点がある。すなわち、このような構成の
ケーブルの端末部においては、ケーブルの端末部を構成
するモールド体２２の先端部外周面と機器のブッシング
の受容孔の内周面との当接面、すなわち界面はモールド
体２２を構成するＥＰゴムの弾性に依存しており、この
ため、ケーブルの端末部が機器の壁面にいわゆる取付ボ
ルトの締め殺しで固定されると、モールド体２２を構成
するＥＰゴムが温度変化や長期間の使用による経年変化
によって変化し、ひいては前記界面における面圧が低下
するおそれがある。また、半導体露光装置用の電源ケー
ブルには、直流電圧がパルス的に２〜４ｋＨｚの高周波
で印加されることから、直流電圧のみならず交流電圧に
対する検討も必要であるところ、従来の直流ケーブルの
端末部では、交流電圧に対する実験データがなく、この
ため、上記のようなケーブルの端末部においては長期信
頼性に欠けるおそれがあった。更に、半導体露光装置用
の電源ケーブルにおいては、ケーブルの可撓性が要求さ
れ、またケーブル端末部のコンパクト化および前記の使
用電圧に対して部分放電が発生しない等の条件が付加さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、界面における面
圧特性が優れているケーブル終端接続部としては、いわ
ゆるプレモールド絶縁型終端接続部が知られている。図
４は、架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル（以
下、「ＣＶケーブル」という。）用のプレモールド絶縁
型終端接続の一部断面図を示している。同図において、
符号３０は、ＣＶケーブルを示しており、このＣＶケー
ブル３０の端部は段剥されて、ケーブル導体３０ａ、ケ
ーブル絶縁体３０ｂ、ケーブル外部半導電層３０ｃ、ケ
ーブル遮蔽層３０ｄが露出されている。しかして、露出
させたケーブル絶縁体３０ｂの外周にはプレモールドス
トレスコーン３１が嵌挿されており、かかるプレモール
ドストレスコーン３１は、このプレモールドストレスコ
ーン３１の後方に配設した押し金具３２やスプリング３
３等で構成される押圧手段を介してブッシング３４の受
容孔３４ａに押圧されている。

【０００８】このような構成のケーブル終端接続部にお
いては、プレモールドストレスコーン３１が押圧手段を
介して常時ブッシング３４の受容孔３４ａ側に押圧さ
れ、ひいては、プレモールドストレスコーン３１のテー
パ部３１ａとブッシング３４の受容孔３４ａとの界面に
適正な面圧が付与されていることから、直流電圧がパル
ス的に２〜４ｋＨｚの高周波で印加されるケーブル終端
接続部としても好適するものと考えられる。

【０００９】しかしながら、このような構成のケーブル
終端接続部においては、ＣＶケーブル３０、プレモール
ドストレスコーン３１および押し金具３２やスプリング
３３等で構成される押圧手段がそれぞれ別体で構成され
ているため、ケーブル端末を曲げると前記界面がずれ
て、面圧が不安定になり易く、また、プレモールドスト
レスコーン３１の他にこれをブッシング３４の受容孔３
４ａ側に向けて押圧する押圧手段を必要とすることか
ら、ケーブル端末部全体をコンパクト化することができ
ないという難点があった。更に、ケーブル外部半導電層
３０ｃとケーブル絶縁体３０ｂとの間に段差が生じ、こ
の結果、この段差部分上に配置されるプレモールドスト
レスコーン３１の立上がり部に微少の間隙が生じること
になり、ひいては部分放電特性が低下するという難点が
あった。加えて、ＣＶケーブル自体の可撓性も良好でな
いという難点もあった。

【００１０】本発明は、上述の難点を解決するためにな
されたもので、直流電圧がパルス的に２〜４ｋＨｚの高
周波で印加されるレーザー光線用電源ケーブルの端末部
およびこれを用いたケーブル終端接続部として好適する
ケーブル端末部およびこれを用いたケーブル終端接続部
を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明のケーブル端末部は、ケーブルの端末を
段剥して露出させたケーブル絶縁体の外周にこのケーブ
ル絶縁体と一体に設けられた絶縁モールド体と、この絶
縁モールド体の外周にこの絶縁モールド体と一体に設け
られたストレスコーン金具と、このストレスコーン金具
の後方に軸方向に移動可能に配設され、内周にスプリン
グを収納する筒状の保護金具とを備えることを特徴とし
ている。

【００１２】本発明のケーブル端末部によれば、従来の
直流ケーブルの端末部と同様に、ケーブル絶縁体の外周
に絶縁モールド体が一体に設けられているので、ケーブ
ル絶縁体と電界緩和機能を備える絶縁モールド体との間
に微少な間隙を生ずるおそれがなく、ひいては部分放電
特性の良好なケーブル端末部を提供することができる。
また、ケーブル絶縁体の外周にプレモールドストレスコ
ーンを嵌挿する必要がないことから、このプレモールド
ストレスコーンの後方に、長尺の押し金具、スプリング
および内周にスプリングの係止手段を有する長尺の保護
金具等で構成される押圧手段を配設する必要がなく、ひ
いては、ケーブル端末部をコンパクト化できる。また、
ケーブルとして、可撓性の良好なゴム絶縁ゴムシースケ
ーブルを用い、これにゴム状弾性を有する絶縁モールド
体を一体にモールドすれば、従来の直流ケーブルの端末
部と同様に、ケーブル端末部の可撓性を向上させること
ができる。

【００１３】また、本発明のケーブル終端接続部は、ブ
ッシングの受容孔に、請求項１記載のケーブル端末部
を、前記ブッシングの壁面と前記ケーブル端末部の保護
金具の先端部間に間隙が形成される如くして装着し、前
記保護金具を介して前記スプリングを前記ブッシングの
壁面側に向けて押圧し、この状態を維持して前記保護金
具を前記ブッシングの壁面に取付けて成ることを特徴と
している。

【００１４】本発明のケーブル終端接続部によれば、従
来のＣＶケーブルの端末部と同様に、電界緩和機能を有
する絶縁モールド体がスプリングを介してブッシングの
受容孔側に向けて押圧されているので、常時、絶縁モー
ルド体とブッシングの受容孔との界面に適正な面圧が付
与され、ひいては高周波パルス電圧に対する安定した絶
縁耐力を有する高信頼性のケーブル終端接続部を提供す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のケーブル端末部お
よびこれを用いたケーブル終端接続部の好ましい実施の
形態例について、図面を参照して説明する。

【００１６】図１（ａ）は、本発明におけるケーブル端
末部の一部断面図、図１（ｂ）は、本発明のケーブル端
末部における保護金具のＡ矢視図を示している。図１
（ａ）おいて、符号１は、ＥＰゴム絶縁ポリクロロプレ
ンシースケーブル（以下、「ＰＮケーブル」という。）
を示しており、このＰＮケーブル１の端部は段剥され
て、ケーブル導体１ａ、ＥＰゴムから成るケーブル絶縁
体１ｂ、半導電ＥＰゴムから成るケーブル外部半導電層
１ｃ、半導電テープ巻回層１ｄおよびスズメッキ軟銅線
の編組から成る遮蔽編組１ｅがそれぞれ所定長露出され
ている。そして、露出したケーブル導体１ａの先端部は
プラグ２の挿入孔２ａに挿入されて圧縮接続され、ま
た、遮蔽編組１ｅはケーブルシース１ｆ側に折り返され
て纏められ、スリーブ３に挿入されて圧着接続されてい
る。

【００１７】一方、ケーブル絶縁体１ｂの外周には、プ
ラグ２間に跨ってＥＰゴムから成る紡錘形状の絶縁モー
ルド体４が設けられており、また、この絶縁モールド体
４の頂部外周には、筒状のストレスコーン金具５が埋設
されている。この場合、絶縁モールド体４は電界解析で
最適な形状に設計される。ここで、上記のプラグ２、ケ
ーブル絶縁体１ｂおよびストレスコーン金具５は絶縁モ
ールド体４を構成するＥＰゴムを介して一体化されてい
る。

【００１８】ここで、本実施例においては、ケーブルと
してＰＮケーブルを使用し、また絶縁モールド体の形成
材料としてＥＰゴムを用いた場合について述べている
が、ケーブルとしてブチルゴム絶縁ケーブルやシリコー
ンゴム絶縁ケーブルを使用し、絶縁モールド体の形成材
料としてブチルゴム若しくはシリコーンゴム等を用いる
こともできる。

【００１９】ストレスコーン金具５は、円筒状のストレ
スコーン本体５ａを備えており、このストレスコーン本
体５ａの内周側には後端部から先端部に向けて末広がり
状に拡径するベルマウス部５ｂが設けられ、また、スト
レスコーン本体５ａの後端部外周には径方向外方に突出
する外向きフランジ５ｃが連設されている。

【００２０】また、露出したケーブル絶縁体１ｂの外周
には、ストレスコーン本体５ａとケーブル外部半導電層
１ｃ間に跨ってカーボン等を配合した導電性塗料（不図
示）が塗布され、この塗布層の外周には半導電性の自己
融着性テープ６ａ、絶縁性の自己融着性テープ６ｂおよ
び粘着性ビニルテープ６ｃの巻回層から成る保護層６が
設けられている。また、この保護層６の外側には、筒状
の保護金具７がストレスコーン金具５とケーブルシース
１ｆの端部間に跨って配設されている。

【００２１】保護金具７は、先端部内周に雌ネジ（又は
雄ネジ）７ａを有する円筒状の保護金具本体７ｂと、こ
の保護金具本体７ｂの先端部外周に連設された矩形状の
取付フランジ７ｃと、保護金具本体７ｂの後端部内周に
内方に突出して連設された内向きフランジ７ｄと、この
内向きフランジ７ｄの内周縁に後端部に向かって突出す
るように連設された小径円筒部７ｅとを備えている。こ
こで、保護金具本体７ｂの内径はストレスコーン金具５
の外向きフランジ５ｃの外径と略同径若しくはこれより
若干大径とされ、また小径円筒部７ｅの内径はケーブル
シース１ｆの外径と略同径もしくはこれより若干大径と
されている。なお、矩形状の取付フランジ７ｃの４隅に
はボルト挿通孔７ｆ（図１（ｂ）参照）が設けられてい
る。

【００２２】しかして、保護金具７の内周でかつ内向き
フランジ７ｄとストレスコーン金具５の外向きフランジ
５ｃ間には、コイル状のスプリング８が配設されてお
り、この保護金具７の先端部内周には、すなわち保護金
具本体７ｂの雌ネジ（又は雄ネジ）７ａには、外周に雄
ネジ（又は雌ネジ）を有する環状のスプリング押え金具
９が螺着されている。そして、このスプリング押え金具
９のケーブルシース１ｆ側への螺進によってスプリング
８が押圧され、これにより、スプリング自体にバネ力が
付勢され、ひいてはこのスプリング８のバネ力によって
保護金具７がストレスコーン金具５と一体化される。

【００２３】なお、図中、符号３ａはスリーブ３に圧着
接続されたスズメッキ平編銅線、３ｂはこのスズメッキ
平編銅線の外側を覆う透明なビニルホースを示してい
る。

【００２４】図２（ａ）は、上記のケーブル端末部が装
着されるブッシングの一部縦断面図、図２（ｂ）はＢ矢
視図を示している。図２（ａ）において、ブッシング１
０は、エポキシ樹脂のモールド体より成る略Ｌ字状のブ
ッシング本体１０ａを備えており、このブッシング本体
１０ａの垂直部１０ｂには垂直部１０ｂの端部からブッ
シング本体１０ａの折曲部１０ｃに向かって先細り状に
縮径する円錐状の受容孔１０ｄが設けられ、水平部１０
ｅの端部には環状のフランジ１０ｆを介してブッシング
本体１０ｂよりも小径の口出部１０ｇが連設されてい
る。また、ブッシング本体１０ａの垂直部１０ｂの端部
側の外形は矩形状（図２（ｂ）参照）とされ、その４隅
には螺孔を有する埋込金具１０ｈがその螺孔を露出する
如くして埋設されている。

【００２５】符号１１は、ブッシング本体１０ａの折曲
部１０ｃの内部に埋設されたロッド状の電極金具を示し
ており、この電極金具１１にはケーブル端末部のプラグ
２を受容し得る挿入孔１１ａが設けられている。なお、
この挿入孔１１ａの内周には図示しない環状の凹溝が設
けられ、この環状の凹溝には図示しないマルチラムバン
ド等から成るテープ状の導体接続子が円周方向に沿って
配設されている。また、ブッシング本体１０ａの水平部
１０ｅおよび口出部１０ｇの内部中心には、電極金具１
１の左側に電気的に接続された棒状の電極１２が水平に
埋設されており、この棒状電極１２の先端部１２ａは口
出部１０ｇの端部より突出されている。なお、ブッシン
グ本体１０ａの外表面にはカーボン等を配合した導電塗
料１３が塗布されている。

【００２６】次に、本発明におけるケーブル端末部をブ
ッシングに取付けて成るケーブル終端接続部について述
べる。

【００２７】先ず、図１に示すケーブル端末部をブッシ
ング１０の受容孔１０ｄに挿入して、ケーブル端末部の
プラグ２を電極金具１１の挿入孔１１ａにプラグイン接
続すると共にケーブル端末部の絶縁モールド体４のテー
パ部４ａをブッシング本体１０ａの受容孔１０ｄの内周
面に当接させる。ここで、絶縁モールド体４のテーパ部
４ａとブッシング本体１０ａの受容孔１０ｄは、当該絶
縁モールド体４のテーパ部４ａ外周をブッシング本体１
０ａの受容孔１０ｄの内周面に当接させた状態におい
て、ブッシング１０の壁面１０ｉと保護金具７の取付フ
ランジ７ｃの先端部側の端面との間に若干の隙間が有す
るように設計されている。

【００２８】次いで、保護金具７の取付フランジ７ｃの
各ボルト挿通孔７ｆにボルト（不図示）をそれぞれ挿通
し、各ボルトの先端部をブッシング１０の埋込金具１０
ｈの螺孔に螺合させ、保護金具７の取付フランジ７ｃを
ブッシング１０の壁面１０ｉ側に向かって締め付け、固
定する。これにより、保護金具７内のスプリング８にバ
ネ力が付勢され、ひいては絶縁モールド体４のテーパ部
４ａとブッシング１０の受容孔１０ｄ間の当接面、すな
わち界面に適正な面圧が付与される。

【００２９】なお、前述の実施例においては、半導体露
光装置のレーザー光源用電源ケーブルの端末部およびこ
れを用いたケーブル終端接続部について述べているが、
レントゲン等の電子顕微鏡用のケーブルや溶接機等の電
源ケーブルの端末部およびこれを用いたケーブル終端接
続部に適用しても、本発明と同様の効果を発揮する。ま
た、前述の実施例においては、ブッシング本体の垂直部
の端部側および保護金具の取付フランジの外形を矩形状
にした場合について述べているが、円形若しくは多角形
としてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のケーブル端末部によれば、ケーブル絶縁体の外周に絶
縁モールド体が一体に設けられているので、部分放電特
性が良好で、コンパクト化したケーブル端末部を提供す
ることができる。またケーブルとして、ゴム絶縁ゴムシ
ースケーブルを用い、これにゴム状弾性を有する絶縁モ
ールド体を一体に設けた場合においては、ケーブル端末
部の可撓性を向上させることができる。

【００３１】更に、本発明のケーブル終端接続部によれ
ば、電界緩和機能を有する絶縁モールド体がスプリング
を介してブッシングの受容孔側に向けて押圧されている
ので、高周波パルス電圧に対する安定した絶縁耐力を有
する高信頼性のケーブル終端接続部を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明におけるケーブル端末部
の一部断面図、図１（ｂ）は、本発明のケーブル端末部
における保護金具のＡ矢視図。

【図２】図２（ａ）は、本発明のケーブル終端接続部に
おけるブッシングの一部断面図、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＢ矢視図。

【図３】図３は、従来の直流ケーブル端末部の一部断面
図。

【図４】図４は、従来のＣＶケーブル端末部の一部断面
図。

【符号の説明】

１ｂ・・・・・・・ケーブル絶縁体 ４・・・・・・・・・絶縁モールド体 ５・・・・・・・・・ストレスコーン金具 ８・・・・・・・・・スプリング ７・・・・・・・・・保護金具 １０・・・・・・・ブッシング １０ｄ・・・・・受容孔 １０ｉ・・・・・ブッシングの壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G016 DA06 DA29 5G333 AA09 AA12 AB05 BA02 CB19 DA03 DC01 EA02 5G355 AA03 BA08 BA18 CA23 5G375 AA02 BA22 BB46 CA02 CA18 CB05 CB14 CB27 CB34 DB04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーブルの端末を段剥して露出させたケー
   ブル絶縁体の外周にこのケーブル絶縁体と一体に設けら
   れた絶縁モールド体と、この絶縁モールド体の外周にこ
   の絶縁モールド体と一体に設けられたストレスコーン金
   具と、このストレスコーン金具の後方に軸方向に移動可
   能に配設され、内周にスプリングを収納する筒状の保護
   金具とを備えることを特徴とするケーブル端末部。
2. 【請求項２】ブッシングの受容孔に、請求項１記載のケ
   ーブル端末部を、前記ブッシングの壁面と前記ケーブル
   端末部の保護金具の先端部間に間隙が形成される如くし
   て装着し、前記保護金具を介して前記スプリングを前記
   ブッシングの壁面側に向けて押圧し、この状態を維持し
   て前記保護金具を前記ブッシングの壁面に取付けて成る
   ことを特徴とするケーブル終端接続部。