JP2013201135A - 圧縮スリーブを用いた電線の接続方法及び当該圧縮スリーブ - Google Patents

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Abstract

【課題】従来のC形の圧縮スリーブよりも接続出来る電線の範囲を広くした圧縮スリーブを用いた電線の接続方法を提供する。
【解決手段】長手方向に対する直角方向の断面形状が略左右対称で略C形に設けられた電線接続用の圧縮スリーブであって、上記圧縮スリーブの開口部を上にした場合の相対向する二つの立ち上がり部のうち、一方の立ち上がり部を低くして短くし、当該圧縮スリーブの中に接続する複数の電線を入れ、作用部の形状が略左右対称の圧縮工具で当該圧縮スリーブを圧縮した際、当該圧縮スリーブの二つの立ち上がり部は同様に動き、さらに、圧縮すると上記短い立ち上がり部が他方の立ち上がり部の内側面に当たり、当該短い立ち上がり部の内側面が上記電線に密着して当該電線を包み込むこととした。
【選択図】図1

Description

この発明は電線と電線を接続するC形の圧縮スリーブを用いた電線の接続方法及び当該圧縮スリーブに関するものである。
従来、電線と電線とを接続する電線接続具として、C形の圧縮スリーブが用いられている。この圧縮スリーブは、その内側に、接続する電線を導入し、この圧縮スリーブの外側から圧縮ペンチ及び圧縮ダイスを使って圧縮し、接続しているものである。
この様なC型の圧縮スリーブとして、特許文献1に記載されたものが有る。この特許文献1に記載された圧縮スリーブでは、この圧縮スリーブの一側の開口部から電線を入れ、この状態で圧縮スリーブの外側から圧縮ダイスで圧縮させ、電線を一体に把持させる、いわゆる片持力で把持して接続すると言うものである(特許文献1の図5及び図6参照)。
特開平5−347163号公報
しかしながら、上記従来のC形の圧縮スリーブFの多くは、図15に示す様に、C形の側面の開口部11を上に向けた状態で左右対称の形状をしている。これを圧縮接続する圧縮ペンチ及び油圧圧縮ダイスの形状も概ね左右対称であり、圧縮スリーブFを圧縮する内空部分は左右対称の形状となっている。
この圧縮方式では圧縮スリーブFが圧縮時に変形して開口部11を形成する両端縁が接触した状態で、圧縮スリーブFの圧縮部の内空面積が小さくなっていくが、同時に当該圧縮スリーブFを圧縮する力により電線Gの長手方向に圧縮スリーブFが伸びるかたちとなる。この為、図16に示す様に、内空面積の減少が抑制され、外径の小さい電線Gの接続が出来なかったり、また、例え接続出来たとしても抵抗値が高いなど接続不良を起こしていた。
一方、圧縮スリーブを電線の横並び方向から圧縮する形状とし、圧縮後の内空面積を外径が小さい電線の径に合わせた場合、外径の大きい電線が開口部から入らなかったり、又は、図17に示す様に、電線Iの外周を圧縮スリーブFが包含しない場合、これを無理やり圧縮しようとすると、図18に示す様に、電線Iの一部がはみ出すと言った問題が生じ、結果的に上述と同様、接続可能な電線のサイズの範囲が狭くなると言う事態を招来していた。
この発明は、これらの点に鑑みて為されたもので、従来のC形の圧縮スリーブよりも接続出来る電線の外径範囲を広くした圧縮スリーブを用いた電線の接続方法及び当該圧縮スリーブを提供して上記課題を解決するものである。
請求項1の発明は、長手方向に対する直角方向の断面形状が略左右対称で略C形に設けられた電線接続用の圧縮スリーブであって、上記圧縮スリーブの側面の開口部を上にした場合の相対向する二つの立ち上がり部のうち、一方の立ち上がり部を低くして短くし、当該圧縮スリーブの中に接続する複数の電線を入れ、作用部の形状が略左右対称の圧縮工具で当該圧縮スリーブを圧縮した際、当該圧縮スリーブの二つの立ち上がり部は同様に動き、さらに、圧縮すると上記短い立ち上がり部が他方の立ち上がり部の内側面に当たり、当該短い立ち上がり部の内側面が上記電線に密着して当該電線を包み込む圧縮スリーブを用いた電線接続方法とした。
請求項2の発明は、長手方向に対する直角方向の断面形状が略左右対称で略C形に設けられた電線接続用の圧縮スリーブにおいて、上記圧縮スリーブの側面の開口部を上にした場合の相対向する二つの立ち上がり部のうち、一方の立ち上がり部を低くして短くし、当該圧縮スリーブの中に接続する複数の電線を入れ、作用部の形状が略左右対称の圧縮工具で当該圧縮スリーブを圧縮した際、当該圧縮スリーブの二つの立ち上がり部は同様に動き、さらに、圧縮すると上記短い立ち上がり部が他方の立ち上がり部の内側面に当たり、当該短い立ち上がり部の内側面が上記電線に密着して当該電線を包み込む構成とした圧縮スリーブとした。
請求項1及び2の各発明によれば、従来の圧縮スリーブと比べ、一つの圧縮スリーブでより広い範囲の電線に適用出来、電線の圧縮接続が可能と成る。その結果、現場に持ち込む接続材料を少なくすることが出来、また、作業時間の短縮にもつながり、作業自体をより確実かつ円滑に終了させることが出来る。さらに、従来の圧縮ペンチ及び圧縮ダイスを使用することが出来るので、汎用性も高く、使い勝手も良く、経済的でもある。
この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブで電線を挟んで接続した状態の側面図である。圧縮ダイスを一点鎖線で示す。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの側面図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの正面図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に縦並びに二本の電線を入れた状態の側面図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に縦並びに二本の電線を入れ、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスで挟んだ状態のイメージ図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に縦並びに二本の電線を入れ、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスで挟み、横方向から圧縮、圧迫すると両立ち上がり部が上方へ延びている状態の斜視図である。但し、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスの記載は省略されている。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に縦並びに二本の電線を入れ、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスで挟み、圧縮している状態の斜視図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に縦並びに二本の電線を入れ、さらに、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスで挟み、圧縮して短い立ち上がり部が他方の立ち上がり部の内側面に当たっている状態の斜視図である。但し、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスの記載は省略されている。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に横並びに二本の電線を入れた状態の側面図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に横並びに二本の電線を入れ、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスで挟み、横方向から圧縮、圧迫すると両立ち上がり部が上方へ延び、電線が変形し始める状態の側面図である。但し、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスの記載は省略されている。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブの内側に横並びに二本の電線を入れ、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスで、さらに、挟み、横方向から圧縮、圧迫すると両立ち上がり部が上方へ延び、電線が変形している状態の側面図である。但し、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスの記載は省略されている。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブで電線を挟んで接続した状態の側面図である。 この発明の実施の形態例1の圧縮スリーブであって、比較実験で使用する圧縮スリーブの側面図(a)及び正面図(b)である。 この発明の実施の形態例1の比較実験で使用する従来の圧縮スリーブの側面図(c)及び正面図(d)である。 従来の圧縮スリーブの内側に縦並びに外径の小さい電線二本を入れた状態の側面図である。 従来の圧縮スリーブの内側に縦並びに外径の小さい電線を入れ圧縮したが内空面積が狭まらず接続できなかった状態を示す側面図である。 従来の圧縮スリーブの内側に縦並びに外径の大きい電線二本を入れた状態の側面図である。 従来の圧縮スリーブの内側に縦並びに外径の大きい電線を入れ圧縮したが包含出来ず、電線Iの一部がはみ出している状態を示す側面図である。
(実施の形態例1)
以下、この発明の実施の形態例のC形の圧縮スリーブを図に基づいて説明する。この実施の形態例のC形の圧縮スリーブAは、図2及び図3に示す様に、長手方向に対する直角方向の断面形状が左右対称でC形に設けられた電線接続用の圧縮スリーブであって、この圧縮スリーブの側面の開口部を上にした場合の相対向する二つの立ち上がり部1、2のうち、一方の立ち上がり部1を低くして短く設けたものである。
一方の立ち上がり部1を低くして短く設ける設け方としては、この圧縮スリーブAを形成する際に、予め一方の立ち上がり部1を低くして短く形成する方法でも良いし、左右対称の相対向した部分のうち、一方の立ち上がり部1の先端を一定長切り取って低くして短く設けるようにしても良い。
また、この圧縮スリーブの側面の開口部の幅は、少なくとも、この圧縮スリーブで接続する予定の電線の最大外径のものを入れられる幅とする。ここでは後述する8sq(断面積8mm)の撚り線から成る電線Eが入れられる幅とする。さらに、この圧縮スリーブAにおいて、他の構成は、従来の圧縮スリーブと同様である。
次に、この圧縮スリーブAを用いた電線の接続方法を説明する。図4に示す様に、この圧縮スリーブAの側面の開口部3を上にした状態で、φ2.0(直径2.0mm、以下、同じ)の単線から成る二本の電線B、Bを当該圧縮スリーブAの中に入れ、縦並びの状態にする。
この状態で、図5に示す様に、圧縮スリーブAの開口部3を上にした状態で下方から圧縮ペンチC及び圧縮ダイスDで挟持圧縮するが、この時、使用する圧縮ペンチC及び圧縮ダイスDの作用部は左右対称とし、横方向から圧縮、圧迫した際、圧縮スリーブの両立ち上がり部1、2に左右から同様の力がかかる様にする。
その結果、図6に示す様に(この図6においては、圧縮ペンチ及び圧縮ダイスの記載を省略する。)、この圧縮スリーブAの二つの立ち上がり部1、2は同様に横方向から圧縮、圧迫されて上方へ延び、互いに近づく動きを為し、さらに、図7に示す様に、圧縮ペンチC及び圧縮ダイスDで圧縮すると、図8に示す様に、上記短い立ち上がり部1の先端が他方の立ち上がり部2の内側面に当たって上記開口部3を塞ぎ、さらに、圧縮を続けると、図1に示す様に、この短い立ち上がり部1の内側面が上記二本の電線B、Bに密着してこれらの電線B、Bを包み込んで接続する。この時、立ち上がり部2の先端は、当該圧縮ダイスD(図1において一点鎖線で示す。)から多少はみ出ることとなるが電線B、B同士の接続性能は良好と成る。
さらに、続いて他の電線を接続する。この圧縮スリーブAの側面の開口部3を上にした状態で、8sq(断面積8mm、以下、同じ)の撚り線から成る二本の電線E、Eを、図9に示す様に、横並びに入れる。この状態で、上記電線Bの場合と同様にして圧縮ペンチC及び圧縮ダイスDで挟持圧縮する。
その結果、図10及び図11に示す様に(これらの図10及び図11においては、圧縮ペンチC及び圧縮ダイスDの記載を省略する。)、この圧縮スリーブAの二つの立ち上がり部1、2は同様に、横方向から圧縮、圧迫されて上方へ延び互いに近づく動きを為し、それに伴って横並びに配置されていた電線E、Eが変形し、さらに、圧縮ペンチC及び圧縮ダイスDで圧縮すると、図12に示す様に、上記短い立ち上がり部1の先端が他方の立ち上がり部2の内側面に当たって上記開口部3を塞ぎ、この短い立ち上がり部1の内側面が上記二本の電線E、Eに密着してこれらの電線E、Eを包み込んでおよそ縦並びにした状態で接続する。
次に、この実施の形態例の圧縮スリーブAと、従来の圧縮スリーブを用いて、電線接続可能な範囲を比較する実験を行った。接続する電線としては、φ2.0mm(単線)、φ2.6mm(単線、従来の圧縮スリーブのみ)、φ3.2(単線)、5.5mm(撚り線)、8mm(撚り線)各電線を使用した。
この実施の形態例の圧縮スリーブA´は、図13に示す様に、長手方向に対する直角方向の断面の外径が12.6mm、同立ち上がり部の高さが10.2mm、同短い立ち上がり部の高さが8mm、長手方向の長さが18mmのものを使用した。その結果を以下の表1に示す。
上記表1では、圧縮接続した2本の電線(軟銅線同士、軟銅線と硬銅線、硬銅線同士の3種類)の電気抵抗値と引張強度を試験した結果を示す。また、「○」は異種類線の組合わせ接続を示し、「●」は2本同一線の組合わせ接続を示す。
また、上記表1の「同長電気抵抗」とは、測定間隔が1000mmの電線の電気抵抗値を示す。また、同表1の「抵抗」とは、上記2本の電線を接続した場合のスリーブの電気抵抗値を示す。「抵抗率」とは、上記「抵抗」/上記「同長電気抵抗」であって、接続前の電線の電気抵抗値に対する接続後のスリーブの電気抵抗値をパーセンテージで示すものである。
この表1の各表によれば、φ2.0の軟銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、5443μΩ・at20℃、抵抗率99.6%で判定は良であった。これは、電気事業法で定められた「電気設備の基準、第7条、電線の接続」において電線の接続をする場合、接続部分において電線の電気抵抗を増加させないように接続する事と規定されていることに基づくものである(以下、同じ)。この場合、低効率は99.6%であったので判定は良となる。
また、上記電線の場合の引張強度試験は、しきい値が250(N)で、スベリ開始730(N)、最終値で770(N)であり、軟銅線素線切れがあったが判定は良であった。この「良」の判定については、φ2.0の軟銅線同士の圧縮接続の場合、しきい値を素線破断荷重の30%とすると(以下、他の引張強度試験においても同様にしきい値を素線破断荷重の30%とする。)、250(N)となるが、スベリ開始が730(N)であり、最終値が770(N)であったので上記しきい値250(N)を充分上回っていることによる。
また、φ2.0の硬銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、5589μΩ・at20℃、抵抗率99.4%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が691(N)で、最終値で1290(N)であり、上記しきい値を上回っており、硬銅線素線切れがあったが判定は良であった。
また、軟銅線のφ2.0と硬銅線のφ2.0を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、5464μΩ・at20℃、抵抗率98.5%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が250(N)で、最終値で780(N) であり、上記しきい値を上回っており、軟銅線素線切れがあったが判定は良であった。また、軟銅線のφ2.0と軟銅線の8mmを圧縮接続した場合の電気抵抗値は、3843μΩ・at20℃、抵抗率99.6%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が250(N)で、最終値で790(N) であり、上記しきい値を上回っており、軟銅線素線切れがあったが判定は良であった。
また、軟銅線のφ3.2と硬銅線φ3.2を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、2163μΩ・at20℃、抵抗率99.1%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が615(N)で、最終値で1990(N) であり、上記しきい値を上回っており、軟銅線素線切れがあったが判定は良であった。また、5.5sqの軟銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、3260μΩ・at20℃、抵抗率99.1%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が412(N)で、最終値で1280(N) であり、上記しきい値を上回っており、素線切れがあったが判定は良であった。さらに、8mmの軟銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、2233μΩ・at20℃、抵抗率99.2%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が588(N)で、最終値で1720(N) であり、上記しきい値を上回っており、素線切れがあったが判定は良であった。
一方、従来のC形の圧縮スリーブHとしては、図14に示す様に、長手方向に対する直角方向の断面の外径が7.5mm、同高さが12.8mm、長手方向の長さが25mmのものを使用した。その結果を以下の表2に示す。
上記表2では、上記表1と同様に、接続した2本の電線の電気抵抗値と引張強度を試験した結果を示す。表示の仕方は上記表1と同様である。この表2の各表によれば、φ2.0の軟銅線同士の圧縮接続は出来なかった。また、φ2.0の硬銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、5576μΩ・at20℃、抵抗率99.1%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が691(N)で、スベリ開始340(N)、最終値で680(N)、素線抜けがあり、判定は否であった。これは、φ2.0の硬銅線同士の圧縮接続の場合、しきい値を素線破断荷重の30%とすると、691(N)となるが、この場合、340(N)で素線が抜け始めたのでこの時点でしきい値まで維持出来ず「否」となった。
また、φ2.0の軟銅線とφ2.0の硬銅線を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、5645μΩ・at20℃、抵抗率101.8%であったので判定は否となった。また、その場合の引張強度試験は、スベリ開始440(N)、最終値で670(N)、素線切れがあったが判定は良であった。しかし、上述の通り抵抗率が高いので全体の判定は否となった。
また、φ2.6の軟銅線とφ2.6の硬銅線を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、3309μΩ・at20℃、抵抗率100.0%であり、低効率は増加していないので判定は良となった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が412(N)で、スベリ開始1260(N)、最終値で2180(N)、圧縮部口元切れがあったが判定は良であった。また、φ3.2の軟銅線とφ3.2の硬銅線を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、2167μΩ・at20℃、抵抗率99.2%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が615(N)で、最終値で2000(N)、軟銅線素線切れがあったが判定は良であった。
また、5.5mmの軟銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、3239μΩ・at20℃、抵抗率98.4%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が412(N)で、最終値で1240(N)、素線切れがあったが判定は良であった。さらに、8mmの軟銅線同士を圧縮接続した場合の電気抵抗値は、2241μΩ・at20℃、抵抗率99.6%で判定は良であった。また、その場合の引張強度試験は、しきい値が588(N)で、最終値で1880(N)、軟銅線素線切れがあったが判定は良であった。
この様に、この実施の形態例のC型の圧縮スリーブA´は、側面の開口部3の幅を、この場合の最も大きい幅である8mmの上記電線Eを入れられる幅とし、この圧縮スリーブA´を、従来の作用部が左右対称の圧縮ペンチCと圧縮ダイスDで圧縮すれば、上記φ2.0の電線Bから上記8mmの電線Eまでの電線に、短い立ち上がり部1が当該圧縮スリーブA´内で密着して当該電線B、B乃至E、Eを包み込んで接続出来るものである。
この圧縮スリーブA´では、φ2.6の実験を省略しているが、φ2.0について、軟銅線同士、硬銅線同士、軟銅線と硬銅線の3種類の実験を行って、これらの全てにおいて良好な結果を得ていることから、これらのφ2.0より大きいφ2.6についても問題無く圧縮接続出来ると考えられたからである。
これに対して、従来の圧縮スリーブHは、φ2.0の軟銅線同士では圧縮できなかった。φ2.0の硬銅線同士を圧縮接続する場合は圧縮接続出来たが引張強度が弱く判定としては否であった。また、φ2.0の軟銅線と硬銅線の場合、抵抗率が高く判定は否であった。
この表3は、上記表1及び2に記載された内容を夫々まとめたものであり、また、縦横の項目の数字及び記号は接続した電線の外径又は断面積を示す。
この表3によると、この実施の形態例の圧縮スリーブA´を使用すれば、従来の圧縮スリーブHと比べ、一つの圧縮スリーブでより広い範囲の電線サイズに適用出来、有効な電線の圧縮接続が可能と成る。上記比較においては、φ2.0mm、φ2.6mm、φ3.2、5.5sq(mm2)、8sq(mm)の各電線の有効な圧縮接続が可能であることが確認できた。
一方、従来の圧縮スリーブHを使用した場合、φ2.0mmの電線同士では、有効な圧縮接続が出来ず、圧縮接続が出来る範囲は、φ2.6mm、φ3.2、5.5sq(mm)、8sq(mm)の各電線までであった。
これらのことから、この実施の形態例の圧縮スリーブAによると、現場に持ち込む接続材料を少なくすることが出来、また、作業時間の短縮にもつながり、作業自体をより確実かつ円滑に終了させることが出来る。さらに、従来の圧縮ペンチ及び圧縮ダイスを使用することが出来るので、汎用性も高く、使い勝手も良く、経済的でもある。
また、この圧縮スリーブA内に電線を挿入した状態で、この圧縮スリーブAをペンチ等の工具で潰し、電線を仮把持した後に圧縮する方法も有り、この場合でも同等の性能が得られる。
A 圧縮スリーブ A´ 圧縮スリーブ
B 電線 C 圧縮ペンチ
D 圧縮ダイス E 電線
F 圧縮スリーブ G 電線
H 圧縮スリーブ
1 短い立ち上がり部 2 立ち上がり部
3 開口部 11 開口部

Claims (2)

  1. 長手方向に対する直角方向の断面形状が略左右対称で略C形に設けられた電線接続用の圧縮スリーブであって、
    上記圧縮スリーブの側面の開口部を上にした場合の相対向する二つの立ち上がり部のうち、一方の立ち上がり部を低くして短くし、
    当該圧縮スリーブの中に接続する複数の電線を入れ、作用部の形状が略左右対称の圧縮工具で当該圧縮スリーブを圧縮した際、当該圧縮スリーブの二つの立ち上がり部は同様に動き、さらに、圧縮すると上記短い立ち上がり部が他方の立ち上がり部の内側面に当たり、当該短い立ち上がり部の内側面が上記電線に密着して当該電線を包み込むことを特徴とする、圧縮スリーブを用いた電線接続方法。
  2. 長手方向に対する直角方向の断面形状が略左右対称で略C形に設けられた電線接続用の圧縮スリーブにおいて、
    上記圧縮スリーブの側面の開口部を上にした場合の相対向する二つの立ち上がり部のうち、一方の立ち上がり部を低くして短くし、
    当該圧縮スリーブの中に接続する複数の電線を入れ、作用部の形状が略左右対称の圧縮工具で当該圧縮スリーブを圧縮した際、当該圧縮スリーブの二つの立ち上がり部は同様に動き、さらに、圧縮すると上記短い立ち上がり部が他方の立ち上がり部の内側面に当たり、当該短い立ち上がり部の内側面が上記電線に密着して当該電線を包み込む構成としたことを特徴とした、圧縮スリーブ。
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