JP2002246079A - ケーブル接続構造及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融電用ブロックヒータあるいは一般的な用途
に使用される電線ケーブル、発熱ケーブルを互いに接続
する接続部を完全防水型とした接続構造を得る。 【解決手段】 電線ケーブル１又は発熱ケーブル４のケ
ーブル１、４とケーブル１、４の端を圧着端子２による
接続端子で接続し、この接続部をケーブル被覆層と同一
材料の熱可塑性樹脂の塩化ビニールによる保護層３Ｉ、
３Ｔで囲み、これを加熱溶融化して同質一体化して接続
構造を形成したものである。

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、道路の融雪や一
般的な用途の発熱ケーブル同士、あるいは発熱ケーブル
と電源用の電線ケーブル、電線ケーブル同士を接続した
ケーブル接続構造及びその形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、道路の融雪や一般的な用
途に用いられる発熱ケーブルは、例えば炭素繊維強化複
合材料を発熱体とし、その外周を絶縁被覆材で被覆して
線状に形成され、又電線ケーブルは通電用の芯線の外周
を絶縁被覆材で被覆して線状に形成されるが、これらの
ケーブルを防水性が要求されるような場所、あるいは装
置に使用する場合でもその接続構造は、一般に雄、雌コ
ネクタやテーパ接続のような機械的接続構造を採用する
場合が多い。機械的接続構造の一例として、特開平１０
−２８４１６７号公報（公報１）に開示されたものがあ
る。

【０００３】この公報１の「ケーブル接続具」は、ケー
ブルの芯線を圧着端子で相互に接続し、この接続をする
前に予めケーブル端にそれぞれ挿通された２つ割りの接
続具本体と、この本体の外端にケーブル引出部を密閉す
るためのシール構造部とにより芯線の接続部位を密閉す
るように接続具本体を相互に接続して形成される。接続
具本体の対向端には互いにねじで嵌合し合う雄ねじ、雌
ねじ部分と、端面に形成された円錐テーパ面の奥に凹凸
嵌合部とを形成し、接続具本体をねじ嵌合させて嵌合部
間に挿入したパッキンにより嵌合部を密閉して接続され
るというものである。

【０００４】このような機械的接続構造よりは水密性の
高い構造のものとして、ケーブルの接続部に上下に２つ
割りのケース半部分を被せ、ケース内に樹脂を充填する
接続構造が特開平１０−２３３２４７号公報（公報２）
に「ケーブル接続具」の名称で開示されている。この接
続構造は、ケーブル芯線の両端を圧着端子で接続し、ケ
ーブル端の外周を２つのケース半部分で囲み、その内部
に耐熱性熱硬化樹脂を流し込んで樹脂とケースを一体化
し、ケーブル接続部を保護するように構成されている。
耐熱性熱硬化樹脂として、エポキシ樹脂が使用される。
このケーブル接続具は、ロードヒーティング用ケーブル
と電源線との接続を対象としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、寒冷地など
の道路に融雪、凍結防止の目的で敷設されるブロックヒ
ータ、あるいはヒータパネル等に用いられる発熱ケーブ
ルや電線ケーブルは、道路に埋設され、長期間に亘って
使用される。従って、耐力性があり、低温でのヒビ割れ
等による内部漏水を引き起こさない被覆材で保護された
ものが選定されるが、このような配慮をしたケーブルで
あってもブロックヒータの各ブロックとブロックの間や
ブロックへの電線ケーブルについて発熱ケーブルと発熱
ケーブル同士、あるいは発熱ケーブルと電線ケーブル、
さらに電線ケーブル同士では接続部を必らず必要とす
る。この接続部は道路に埋設されるため漏水、振動等に
よる断線を起こしてはならない。

【０００６】上述した公報１の接続部構造は形状、大き
さ、構造が多少異なるとしても一般に多く採用され見ら
れる形式であり、機械的なシール方法であるから完全な
漏水防止は不可能である。シール構造は摩擦力を利用し
ているため、時間の経過と共に振動や温度差によって接
触部に極く僅かな隙間が生じ、そこから長期間の間に漏
水となり、接続部内部に腐食等により損傷が生じ断線し
てしまう。

【０００７】公報２の接続部構造は、接続部をケースで
囲み、このケース中にエポキシ樹脂を充填して硬化させ
ているが、エポキシ樹脂とケーブルの被覆材とは材質が
異なり、互いに溶け込んでいないから、接続部の被覆材
相互の隙間から剥離したり、時間の経過と共に振動、圧
力の影響で隙間が拡大され、完全防水の効果を得ること
ができない。

【０００８】この発明は、上記の問題点に留意して、融
雪用ブロックヒータ、あるいは一般的な用途に使用され
高い防水性が要求される電線ケーブルや発熱ケーブルの
ケーブルとケーブルを互いに接続する接続部で各ケーブ
ルの被覆層を完全防水状に接続するケーブル接続構造を
提供することを課題とする。

【０００９】又、上記のケーブル接続構造を工場やケー
ブルの布設現場においても容易に実施できるケーブル接
続構造の形成方法を提供することをもう１つの課題とす
る。

【００１０】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。図１は実施形態のケーブル接続
構造の外観斜視図を示す。（ａ）図はＩ形ケーブル接続
構造、（ｂ）図はＴ形ケーブル接続構造をそれぞれ示
す。この実施形態のケーブル接続構造は、融雪用ブロッ
クヒータへの使用を直接の対象としているが、これ以外
にも完全防水の接続部を要求される各種のケーブルに対
して適用される。図示のＩ形ケーブル接続構造は、電線
ケーブルと電線ケーブル同士の接続の例を示している
が、融雪用ブロックヒータのような発熱ケーブルと発熱
ケーブルとの接続に用いてもよい。Ｔ形ケーブル接続構
造は、電線ケーブルと電線ケーブルの接続点に発熱ケー
ブルを接続する例を示している。

【００１１】（ａ）図において、１は電線ケーブル、１
ａは導線、１ｂは被覆層、２は圧着端子、３Ｉは被覆接
続材の保護層である。（ｂ）図では芯線４ａを有する発
熱ケーブル４が付加され、圧着端子２’はＴ形に形成さ
れ、保護層３ＴがＴ形である点が異なっている。Ｉ形、
Ｔ形のいずれの接続構造も、電線ケーブルの被覆層１ｂ
と保護層３Ｉ、３Ｔが同じ材質の熱可塑性樹脂材である
塩化ビニール材（ＰＶＣ）により形成されている点が特
徴である。

【００１２】塩化ビニール材は、電線ケーブルとして用
いるのに適当な柔軟性と硬さとなる程の可塑剤を含ませ
たものとする。図示の例では電線ケーブル１の被覆層１
ｂの外径７ｍｍφ、導線１ａの径２ｍｍφ、保護層３Ｉ
の径約１３ｍｍφ、発熱ケーブル４の外径１０ｍｍφ、
芯線４ａの径６ｍｍφである。なお、熱可塑性樹脂材と
しては塩化ビニールが利用できる。又、圧着端子２、
２’は、例えば半田溶接、あるいは弾性挟持手段など導
線、芯線を接続できる接続端子であればいずれのものを
用いてもよい。

【００１３】上記構成のＩ形ケーブル接続構造は、塩化
ビニール材（ＰＶＣ）の被覆層１ｂを有する電線ケーブ
ル１と１とを同じ材質の塩化ビニールゾルの保護層３Ｉ
を用いて接続されて形成される。塩化ビニールゾルは、
ＰＶＣパウダ、可塑剤、安定剤などの組成分を常温でゾ
ル状（流動状）に混合したものであり、これを加熱する
と図２に示すように１００℃以下ではゲル化白化現象を
示し、１４０℃以下では流動性がよくなりゲル化完了
し、１５０℃以下ではＰＶＣパウダと可塑剤とが半溶融
状態となり、１８０℃程度で溶融状態（溶融完了）とな
る。このような塩化ビニールゾルを後述する金型（Ｉ
形、Ｔ形）内のキャビティに注入し、予め圧着端子２で
導線１ａ、１ａ同士を接続した電線ケーブル１の接続部
が挿置されたキャビティ内で加熱する。

【００１４】溶融状態となった塩化ビニールゾルは、電
線ケーブル１の被覆１ｂも同じ材質であるためゾルに加
えられた熱量で被覆層１ｂも可塑化されゾルは被覆層１
ｂに溶け込んで同質一体化する。このため、保護層３Ｉ
と電線ケーブル１との接続端部Ｐは同材質の被覆材が連
続したもの（モールド）として完全結合される。従っ
て、電線ケーブル１の接続部の接続構造内は導線１ａと
１ａの接続部に対し完全密閉され、完全防水構造が得ら
れる。上記保護層３Ｉによる完全防水構造は、形状の異
なる保護層３Ｔに対しても基本的には同じ処理を施すこ
とにより完全防水構造を得ることができる。

【００１５】図３、図５に上記ケーブル接続構造を形成
するのに用いられる金型（Ｉ型、Ｔ型）をそれぞれ示
す。Ｉ型金型１０Ｉは、立方体形の金型本体１１と、そ
のキャビティ内に注入される塩化ビニールゾルを堰止め
る端部金物１３（上金物１３ａ、下金物１３ｂ）と上端
を閉じる蓋板（図示せず）とから成る。金型本体１１内
には断面が下部の半円弧部に末広がりの直線部を接続し
た形状のキャビティ１４が形成されており、金型本体１
１の下端には断熱材１５が取付けられ、金型本体１１の
下端寄りに水平貫設した挿通穴１６ａに加熱ヒータ１６
が挿置される。端部金物１３は本体１１にボルトにより
着脱自在である。

【００１６】上記の金型１０Ｉで電線ケーブル１（１
ａ、１ｂ）と１とを接続する場合、前述したように、予
め圧着端子２で導線１ａと１ａの端を接続加工したもの
をキャビティ１４内へ挿置し、キャビティの両端を端部
金物（上、下）で閉じ、そのキャビティ内へ塩化ビニー
ルゾルを注入し、蓋板（図示せず）を載せて上部を閉
じ、発熱ケーブル１６を挿入して加熱する。この発熱ケ
ーブル１６は、融雪用発熱ケーブルとは異なり、ニクロ
ム線などによる高温加熱ヒータであり、図示しない温度
センサとコントローラにより金型本体１１の加熱温度が
２００℃以上とならないよう加熱量が調整される。この
ような発熱ケーブル１６による加熱でキャビティ１４内
の塩化ビニールゾルは溶融化され、電線ケーブル１の被
覆層１ｂと一体化されるのである。

【００１７】上記作用は、図５のＴ型金型１０Ｔについ
ても全く同様であり、重複説明は省略する。この場合、
電線ケーブル１、１に対し発熱ケーブル４をＴ型に接続
するためキャビティ形状、及び導線と発熱ケーブルの芯
線とを接続する接続端子形状等が異なっているが、処理
操作は基本的に同じである。

【００１８】上記Ｉ型、Ｔ型の金型１０Ｉ、１０Ｔは、
いずれも電線ケーブルと発熱ケーブルの接続を工場内で
行なうのに使用できるが、例えば融雪用ブロックヒータ
のように、道路に敷設されたブロックヒータの電力ケー
ブルのブロック外接続部に何らかの接続不良が発生した
場合、そのブロックを取外し、接続部に対し個別に上記
いずれかの金型を使用して現場での接続作業が可能であ
る。この場合、電線ケーブルとケーブルあるいは発熱ケ
ーブルを接続する接続部は全て被覆層が塩化ビニール材
で形成されているものとする。

【００１９】現場接続作業を実施する場合、接続部のケ
ーブル端の端の保護層３Ｉ、３Ｔをカッタナイフで切断
して削り取り、ケーブル導線や芯材との接続を新しい圧
着端子で修理した後、その接続部を金型のキャビティ内
に挿置して融着による接続作業を実施する。

【００２０】なお、上記実施形態では金型１０はＩ型、
Ｔ型を示したが、金型１０の構造をＹ型、Ｌ型及び十型
にすることにより希望する種々の接続構造を形成するこ
とができる。この場合、Ｔ型のキャビティの一部を閉鎖
することによってＬ型を形成することもできる。

【００２１】又、端部金物１３は上金物１３ａと下金物
１３ｂの２つに分離され、本体１１に着脱自在である
が、それぞれの金物は電線ケーブル１、又は発熱ケーブ
ル４の外径に対応する穴径を設けることによりどんなケ
ーブルにも対応することができるようにしている。

【００２２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
のケーブル接続構造は熱可塑性樹脂材の被覆層を有する
ケーブルとケーブルの導線又は発熱体の端と端を接続端
子で接続し、その接続部を被覆層と同一材料の保護層で
囲んで形成したから、接続部は保護層が被覆層と一緒に
融着一体化され、完全防水構造の接続構造を得ることが
できる。又、上記の接続構造を簡易な構造の金型を用い
て金型の溝内で形成する形成方法により安価に工場内
で、あるいは現場で接続構造を得ることができるという
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のケーブル接続構造の外観斜視図

【図２】塩化ビニールゾルの溶融化説明図

【図３】Ｉ型ケーブル接続構造用金型の構成図

【図４】同上の平面図、断面図

【図５】Ｔ型ケーブル接続構造用金型の構成図

【図６】同上の平面図、断面図

【符号の説明】

１ 電線ケーブル １ａ 導線 １ｂ 被覆 ２、２’ 圧着端子 ３Ｉ、３Ｔ 保護層 ４ 発熱ケーブル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂材の被覆層で外周を囲んで
   形成された電線ケーブル又は発熱ケーブルのいずれかの
   ケーブルとケーブルの導線又は発熱体の端と端を接続端
   子で接続した接続部をケーブル被覆層と同一材料の保護
   層で囲み、これを溶融、固化してケーブルとケーブルの
   被覆層に保護層を融着して構成したケーブル接続構造。
2. 【請求項２】 前記保護層の熱可塑性樹脂を塩化ビニー
   ルとし、この樹脂にナイフ切断し得る硬さとなる可塑剤
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続
   構造。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂材の被覆層で外周を囲んで
   形成された電線ケーブル又は発熱ケーブルのいずれかの
   ケーブルとケーブルの導線又は発熱体の端と端を接続端
   子で接続した接続部をケーブル被覆層と同一材料で囲み
   形成した保護層をカッタで切除して取除き、導線又は発
   熱体の切断端と端を接続端子で再接続し、その接続部を
   金型溝内に挿入した後、溝内に被覆層と同じ熱可塑性樹
   脂材を流動状で注入して加熱、溶融化させ、これを固化
   して保護層を形成し、ケーブルとケーブルの被覆層に保
   護層を融着して接続部を再生することによりケーブルを
   接続するようにして成るケーブル接続構造の形成方法。
4. 【請求項４】 前記金型の溝端部に２つ割りの端部金物
   を脱着自在とし、電線ケーブル、又は発熱ケーブルの外
   径に対応する穴径の端部金物を選択して装着することを
   特徴とする請求項３に記載のケーブル接続構造の形成方
   法。