JP2010272364A - 雌コネクタおよび雄コネクタ並びにコネクタ付き電気ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの接続ロックに、コネクタ外径を増加させるような特別な付加部品を必要とせず、しかも、力や時間を要することなく簡単な操作で確実な接続ロックを実現することができる雌コネクタおよび雄コネクタ並びにコネクタ付き電気ケーブルを提供する。
【解決手段】雌コネクタ１０は、ケーブル導体を挿入して圧縮接続する部分１２と雄コネクタのプラグ２５が挿入されるソケット部１３とが一体に形成され、ソケット部は、外径が均一で先端部側に複数個のビス孔１８を有している。雄コネクタ２０は、ケーブル導体を挿入して圧縮接続する部分２２と雌コネクタのソケット部に挿入されるプラグ部２３とが一体に形成され、プラグ２５の後端に溝２６が設けられている。ビス孔１８にはビス１９が螺合され溝２６内に突き出て、コネクタとの接続をロックする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビル内の幹線電気ケーブルの布設等に用いるような雌コネクタおよび雄コネクタ、並びに、これらのコネクタが接続されたコネクタ付き電気ケーブルに関する。

ビルの各階に電力を供給するのに、上下方向に垂下された幹線用の電気ケーブルを布設し、該電気ケーブルの任意の位置に分岐箇所を設けて分岐ケーブルを出して分岐配線している。幹線用の電気ケーブルは、所定の長さを一連長の電気ケーブルまたは複数本のコネクタ付き電気ケーブルを接続して所定の長さにした電気ケーブルを、例えば、最下層の電気室の電源装置に接続し、最上端で吊り上げ具等で固定している。

電気ケーブル同士を電気的に接続するコネクタは、通常、プラグイン式に雌コネクタと雄コネクタとを嵌合して接続した後、その接続をロック機構を用いて固定している。コネクタのロック機構としては、例えば、雄コネクタ側に回転可能に配した袋ナットを、雌コネクタ側に螺合させる形態のものがある（特許文献１参照）。また、雌コネクタと雄コネクタのいずれか一方の側に内周側にロック突起を設けたロックスリーブを所定角度回転可能に配し、他方の側にロック突起が掛合するロック溝を設ける形態のものがある（特許文献２参照）。

特開２００５−５６６８７号公報 特開２００７−３１７４０８号公報

上記の特許文献１においては、コネクタの接続ロックに袋ナットを用いているが、袋ナットという特別な部品を要し、該袋ナットはコネクタの外径寸法を増加させている。また、特許文献２においては、コネクタの接続ロックにロックスリーブを用いているが、前記と同様にロックスリーブという特別な部品を要し、該ロックスリーブはコネクタの外径寸法を増加させている。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、コネクタの接続ロックに、コネクタ外径を増加させるような特別な付加部品を必要とせず、しかも、力や時間を要することなく簡単な操作で確実な接続ロックを実現することができる雌コネクタおよび雄コネクタ並びにコネクタ付き電気ケーブルの提供を目的とする。

本発明による雌コネクタは、ケーブル導体を挿入して圧縮接続する部分と雄コネクタのプラグが挿入されるソケット部とが一体に形成され、ソケット部は、外径が均一で先端部側に複数個のビス孔を有していることを特徴とする。前記のビス孔にはビスが螺合され、ビスは、雄コネクタのプラグが装着された際にプラグの後端に設けられた溝内に突き出て、雄コネクタとの接続をロックする。

また、本発明による雄コネクタは、ケーブル導体を挿入して圧縮接続する部分と雌コネクタのソケット部に挿入されるプラグとが一体に形成され、プラグの後端に溝が設けられていることを特徴とする。前記の溝には、ソケット部の先端部側に螺合されている複数個のビスが突き出て、雌コネクタと雄コネクタとの接続をロックする。なお、プラグと溝の底面との段差部分に、補強リングを配する。

また、本発明によるコネクタ付きの電気ケーブルは、上記の雌コネクタ、または、雄コネクタのいずれかが、電気ケーブルの一方の端部に接続される。
また、本発明によるコネクタ付き電気ケーブルは、一方の端部に上記の雌コネクタが接続されたコネクタ付き電気ケーブルであって、ケーブル導体が雌コネクタの接続穴に挿入され、接続穴内のケーブル導体の周囲の隙間に圧縮補助導体が挿入され、雌コネクタはケーブル導体が挿入された部分で圧縮され、雌コネクタとケーブル導体は圧縮補助導体を介して圧縮接続されている。

本発明の雌コネクタおよび雄コネクタによれば、袋ナットやロックスリーブのようなコネクタの外径を太くする接続ロック用の付加部品を用いることなく、接続ロックを実現することができる。また、付加部品を用いないため、コネクタの外径寸法を増加させず、導電材の削減による低コスト化を図ることが可能となる。さらに、ビス部材の螺合挿入で簡単にコネクタの接続ロックが実現でき、接続作業を短時間で行なうことができる。

本発明の雌コネクタおよび雄コネクタの概略を説明する図である。 本発明の雌コネクタおよび雄コネクタの接続状態を説明する図である。 本発明によるコネクタ付き電気ケーブルを示す図である。 本発明によるコネクタ付き電気ケーブルの使用形態の一例を示す図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明による雌コネクタの概略を説明する図、図１（Ｂ）は本発明による雄コネクタの概略を説明する図である。
本発明による雌コネクタ１０は、図１（Ａ）に示すように、銅などの電気導電材で形成されたコネクタ本体１１からなり、該コネクタ本体１１は、ケーブル導体３１を接続固定する圧縮接続部１２と雄コネクタのプラグが挿入されるソケット部１３とが一体に形成されてなる。

圧縮接続部１２は、ケーブル３０のケーブル導体３１が挿入される接続穴１２ａを有し、この接続穴１２ａには圧縮補助導体１４を介してケーブル導体３１を挿入することができる。圧縮補助導体１４は、軟質の銅からなるスリット入りのスリーブ形状で形成されていて、ケーブル導体３１と接続穴１２ａとの隙間を埋める厚さの圧縮補助導体１４が接続穴１２ａに挿入される。ケーブル導体３１の外径と接続穴１２ａの内径によっては、圧縮補助導体１４が不要な場合もある。圧縮接続部１２の長さは、２０〜４０ｍｍとすることができる。

圧縮補助導体１４は、その厚さまたは挿入する個数を変えることにより、ケーブル導体径の異なるものに対して、共通のコネクタ本体を用いることが可能となる。ケーブル３０との接続は、シース３２（例えば、ポリ塩化ビニルで形成）及び絶縁体３３（例えば、ポリエチレンで形成）を除去して、ケーブル導体３１の端部を露出させる。次いで、ケーブル導体３１の端部にスリーブ状の圧縮補助導体１４を嵌合して圧縮接続部１２の接続穴１２ａに挿入し、圧縮接続部１２を例えば６角形状に圧縮する。この圧縮により、接続穴１２ａとケーブル導体３１とが圧縮補助導体１４を介して電気的並びに機械的に良好に接続することができる。なお、ケーブル導体３１の外径が接続穴１２ａとの間に隙間が生じない程度の太さの場合は、圧縮補助導体１４を用いることなく圧縮接続部１２とケーブル導体３１とが圧縮接続される。

ソケット部１３は、外径が圧縮前の圧縮接続部１２の外径とほぼ同じで均一に形成され、雄コネクタが挿入されるソケット孔１５を有している。雌コネクタのコネクタ本体部１１の形状は円筒状で、その外径は１８〜４３ｍｍとすることができる。ソケット孔１５には、環状溝１６が設けられている。ソケット孔１５の径は１３〜３１ｍｍ、ソケット部１３の厚さは２．５〜６．０ｍｍとすることができる。この環状溝１６には、環状の接触子１７が弾性的に嵌め込まれて収納されている。環状溝１６の幅は１５〜２０ｍｍ、深さは０．７〜０．８ｍｍとすることができる。

接触子１７は、燐青銅などの弾性を有する導電板から形成され、内面側に多数の接触片１７ａが膨出するように打ち出され、ソケット孔１５の面より僅かに突き出る。接触片１７ａは、板バネ構造となっているのでプラグ２５が挿入されるとプラグ２５に押し込まれるが、同時に反力でプラグ２５の外周を弾性的に押圧する。こうして雄コネクタと雌コネクタとが密着され電気的に接続される。また、ソケット部１３の先端部近くに、ビス孔１８が複数箇所に設けられていて、ビス１９が螺合により挿入され、ビス１９の先端がソケット孔１５内に突き出るようにされている。ビス孔１８は、雌コネクタの先端から１０〜１５ｍｍの位置に中心が来るように切られる。ビス１９は、Ｍ６〜Ｍ８の大きさのものが使用できる。

本発明による雄コネクタ２０は、図１（Ｂ）に示すように、銅などの電気導電材で形成されたコネクタ本体２１からなり、該コネクタ本体２１は、ケーブル導体３１を接続する圧縮接続部２２と雌コネクタ１０のソケット孔１５に挿入されるプラグ部２３とを一体に形成してなる。圧縮接続部２２は、雌コネクタ１０の圧縮接続部１２と同様に、ケーブル導体３１が挿入される接続穴２２ａを有し、この接続穴２２ａには、圧縮補助導体２４を介してケーブル導体３１が挿入される。圧縮補助導体２４は、軟質の銅からなるスリット入りのスリーブ状のもので、ケーブル導体３１と接続穴２２ａとの隙間を埋めるように挿入される。ケーブル導体３１の外径と接続穴２２ａの内径によっては、圧縮補助導体２４が不要な場合もある。圧縮接続部２２の長さは２０〜４０ｍｍとすることができる。

圧縮補助導体２４は、雌コネクタ１０で用いた圧縮補助導体１４と同じもので、その厚さ又は挿入する個数を変えることにより、ケーブル導体径の異なるものに対して、共通のコネクタ本体を用いることが可能となる。そして、雌コネクタ１０の圧縮接続部１２と同様に、ケーブル導体３１の端部にスリーブ状の圧縮補助導体２４を嵌合し、圧縮接続部２２の接続穴２２ａに挿入し、圧縮接続部２２を６角形状に圧縮する。この圧縮により、接続穴２２ａとケーブル導体３１とが圧縮補助導体２４を介して電気的並びに機械的に良好に接続することができる。

プラグ部２３は、プラグ２５と該プラグの後部と圧縮接続部２２との間に設けた、例えば、環状の溝２６とからなる。圧縮接続部２２の外径は、雌コネクタの圧縮接続部の外径と同程度であり、１８〜４３ｍｍとすることができる。溝２６の断面積は、ケーブル導体３１の断面積以上とする。雌コネクタ１０のソケット孔１５は、プラグ２５を挿入することができて接触子１７がプラグ２５に密着して電気的に接続し得る大きさである。プラグ部２３の先端は、ソケット孔への挿入を容易にするためテーパ２５ａとされている。

また、溝２６とプラグ２５との段差部２５ｂには、補強リング２７を嵌め込む。溝２６の深さは１.０〜２.０ｍｍとすることができる。ビス１９は溝２６の深さ以上ネジ孔１８から突出する長さのものを使用する。ビス１９が溝２６内に突き出てその底面に押し当てられ、雄コネクタ２０と雌コネクタ１０との接続がロックされる。補強リング２７は、ステンレス鋼などのコネクタ本体の材料（電気銅など）よりも引張強さの大きな塑性変形しにくい硬い材料を用いる。これにより、後述するように、雌コネクタ１０と接続して雄コネクタと雌コネクタとを引き離す方向に引っ張ったときにビス１９が段差部分に引っかかって両コネクタが外れることを防ぎ、かつその耐荷重を高めることができる。補強リング２７は図１に示すようなＣ字形のものや半割形のものを使用することができる。

雌コネクタ１０の圧縮接続部１２のケーブル接続際、ならびに、雄コネクタ２０の圧縮接続部２２のケーブル接続際で、ケーブル導体３１が一部露出するが、この部分は被覆処理部３４で示すように、絶縁テープ等を巻いて被覆処理しておくことが好ましい。なお、この被覆処理は、例えば、自己融着テープを巻いた上に保護テープを巻付けるなどして行われる。

図２は、上述した雌コネクタ１０と雄コネクタ２０とを接続した状態を示す図である。雌コネクタ１０と雄コネクタ２０が接続された状態に維持するときは、導電性のコネクタ本体１１と２１が外部に露出しているので、例えば、コネクタ外面に絶縁シートまたは絶縁テープ３５を巻付けて電気的に絶縁し、さらにその外側に被覆処理部３４を含めて収縮チューブ３６を被せる。なお、収縮チューブ３６は、雌コネクタ１０と雄コネクタ２０の接続に先立って、予めいずれか一方のコネクタのケーブル上に通しておく。

雌コネクタ１０のコネクタ本体１１と雄コネクタ２０のコネクタ本体２１の外径は、ほぼ同一の径で形成されていて、接続した状態で段差のない棒状になる。雌コネクタ１０のソケット孔１５に、雄コネクタ２０のプラグ２５が挿入されて両コネクタが接続され、ソケット孔１５内に配されている接触子１７が弾性的にプラグ２５の外周に接触して、雄コネクタ付きケーブルと雌コネクタ付きケーブルとが電気的に接続される。

そして、プラグ部２３がソケット孔１５に完全に挿入された状態で、コネクタ本体１１のソケット部１３の先端側に設けたビス孔１８にビス１９を螺合挿入する。ビス孔１８は、雄コネクタ２０のプラグ２５の後部に設けられた環状の溝２６の部分に位置していて、ビス孔１８にビス１９を螺合させると、ビス１９の先端はソケット孔１５の面から溝２６内に突き出て溝２６の底部に突き当たって雌コネクタ１０と雄コネクタ２０との接続をロックする。ビス孔１８は、複数箇所に設けられていて、少なくとも２箇所以上のビス孔にビス１９を螺合挿入することで接続ロックを確実にすることができる。

また、環状の溝２６とプラグ２５との段差部２５ｂに当接するように補強リング２７を配する。補強リング２７は、ステンレス等の硬質の金属からなりコネクタ本体（電気導電材）よりも引張強さの大きいものとする。例えば、コネクタ本体（銅）の引張強さが１９５Ｎ／ｍｍ^２であるときに、引張強さが５２０Ｎ／ｍｍ^２の補強リング（ＳＵＳ）を使用することができる。

補強リング２７を配することによりコネクタ接続に強い引っ張り力が加わって、ビス１９がプラグ２５の段差部２５ｂに大きな力で当接する場合でも、補強リング２７により段差部２５ｂに変形が生じるのを防ぎ、接続ロックを確実に維持することができる。なお、補強リング２７を使用し、ビス孔１８を９０°間隔で４つ設け、いずれか２箇所にビス１９螺合してロックすることで両コネクタを離す方向に４８００Ｎの力をかけてもコネクタが変形することなくロックされることが確認された。ここで９０°間隔とは、コネクタの長さ方向に垂直な断面で見て、コネクタの中心から各ビス孔を結ぶ線が９０°をなすことをいう。図２では、ビス１９の取り付けを２通り示す。左図（本図）では、ビス１９が一つしか見えていないが、もう一つ紙面に現れない９０°方向に取り付けられている。線で囲んだ右図ではビス１９が二つ１８０°方向に取り付けられている。

接続するケーブル導体３１は電力容量によって太さが異なる。それにより上述したコネクタも大きさが異なる。本発明のケーブルは、例えば６００ＶのＣＶＴ幹線ケーブルに使用することができる。例えば、ケーブル導体３１を、大（導体断面積が２５０ｍｍ^２〜３２５ｍｍ^２）、中（導体断面積が１００ｍｍ^２〜２００ｍｍ^２）、小（導体断面積が３８ｍｍ^２〜６０ｍｍ^２）の３段階に分け、コネクタもこれに対応するように、大、中、小の３種類を用意する。例えば、コネクタのプラグ２５の外径を大（２０ｍｍφ）、中（１８ｍｍφ）、小（１６ｍｍφ）とし、ケーブル導体との圧縮接続部は、圧縮補助導体１４，２４により調整してケーブル導体太さの違いに対応させる。

上述した雌コネクタ１０と雄コネクタ２０とによるケーブルの接続においては、袋ナットやロックスリーブのようなコネクタの外径を太くする付加部品を用いることなく、ビスを用いるだけの簡単な構成により接続ロックを実現することができる。したがって、コネクタの外径寸法を小さく、且つ均一なものとすることができ、導電材の削減による低コスト化を図ることが可能となる。また、ビスの螺合による簡単な操作でコネクタ接続ができ、作業的にも短時間で行なうことができる。

図３は、本発明によるコネクタ付き電気ケーブルの一例を示す図で、図３（Ａ）は、ケーブル３０の一方の端部に上述した雌コネクタ１０を接続した例である。コネクタが接続されていない端は電源装置に接続されたり、終端処理がなされる。図３（Ｂ）は、ケーブル３０の一方の端部に雌コネクタ１０を接続し、他方の端部に雄コネクタ２０を接続した例である。これらのコネクタ付き電気ケーブルは、互いに雌コネクタ１０と雄コネクタ２０を接続して延長し、布設される。

図４は、上述したコネクタ付き電気ケーブルを水平部分に布設して、高層ビル等の垂直ダクト等に垂直に布設する幹線電気ケーブルと接続する例を説明する図である。コネクタ付き電気ケーブルは、例えば、地階の変電設備等の電源装置３８から、幹線電気ケーブルまで布設するのに可能な長さのものが用意される。

予め複数本のケーブルを接続して水平方向に布設してから垂直方向に布設する幹線電気ケーブルと接続してもよい。
各階に布設される分岐ケーブルを延長する場合に、本発明のコネクタ付き電気ケーブルを使用してもよい。本発明の電気ケーブルに分岐箇所３７を設けて、さらに分岐ケーブル３９を出してもよい。

１０…雌コネクタ、１１…コネクタ本体、１２…圧縮接続部、１２ａ…接続穴、１３…ソケット部、１４…圧縮補助導体、１５…ソケット孔、１６…環状溝、１７…接触子、１７ａ…接触片、１８…ビス孔、１９…ビス、２０…雄コネクタ、２１…コネクタ本体、２２…圧縮接続部、２２ａ…接続穴、２３…プラグ部、２４…圧縮補助導体、２５…プラグ、２５ａ…テーパ、２５ｂ…段差部、２６…溝、２７…補強リング、３０…ケーブル、３１…ケーブル導体、３２…シース、３３…絶縁体、３４…被覆処理部、３５…絶縁シートまたは絶縁テープ、３６…収縮チューブ、３７…分岐コネクタ、３８…電源装置、３９…分岐ケーブル。

Claims (5)

1. ケーブル導体を挿入して圧縮接続する部分と雄コネクタのプラグが挿入されるソケット部とが一体に形成され、前記ソケット部は外径が均一であり、先端に複数個のビス孔を有していて、前記ビス孔は前記雄コネクタが前記雌コネクタに接続されたときに前記プラグの後端に設けられた溝の部分に位置するように設けらていることを特徴とする雌コネクタ。
2. ケーブル導体を挿入して圧縮接続する部分と雌コネクタのソケット部に挿入されるプラグ部とが一体に形成され、前記プラグ部は先端にプラグが設けられ後端に溝が設けられていて、前記溝の段差部分に前記雄コネクタ本体よりも硬い補強リングが配されていることを特徴とする雄コネクタ。
3. 請求項１に記載の雌コネクタ、または、請求項２に記載の雄コネクタのいずれかが、一方の端部に接続されていることを特徴とするコネクタ付き電気ケーブル。
4. 一方の端部に請求項１に記載の雌コネクタが接続され、他方の端部に請求項２に記載の雄コネクタが接続されていることを特徴とするコネクタ付き電気ケーブル。
5. 一方の端部に請求項１に記載の雌コネクタが接続されたコネクタ付き電気ケーブルであって、ケーブル導体が前記雌コネクタの接続穴に挿入され、前記接続穴内の前記ケーブル導体の周囲の隙間に圧縮補助導体が挿入され、前記雌コネクタは前記ケーブル導体が挿入された部分で圧縮され、前記雌コネクタと前記ケーブル導体は前記圧縮補助導体を介して圧縮接続されていることを特徴とするコネクタ付き電気ケーブル。
   

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