JP2019046534A - 分岐ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】耐食性の向上と、製造および使用する際の作業性の向上と、を両立可能な分岐ケーブルの提供。【解決手段】分岐ケーブル１００は、幹線ケーブル１１０と、分岐点１３０にて幹線ケーブルから分岐するように幹線ケーブルに接続された枝線ケーブル１２０と、分岐点を覆う防水部材１５０と、を備える。幹線ケーブル１１０及び枝線ケーブル１２０は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成された複数の素線１１１ａ，１２１ａが束ねられた導体芯線１１１，１２１、及び、素線よりも標準電極電位が大きい材料から構成され且つ導体芯線の外周に接触するように導体芯線を覆う導体被覆層１１２，１２２、を有する芯線部１１４，１２４と、芯線部を覆う絶縁層と、を有する。分岐点１３０において、幹線ケーブルの導体被覆層１１２と枝線ケーブルの導体被覆層１２２とが接触するように接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、幹線ケーブルと、幹線ケーブルから分岐された枝線ケーブルと、を備えた分岐ケーブル、に関する。

従来から、多層建築物の各層に電力を供給する等の目的から、分岐ケーブルが用いられている（例えば、特許文献１，２参照。）。この種の分岐ケーブルでは、軽量化などの観点から、導体として銅を用いた銅電線に代えて、導体としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いたアルミニウム電線が用いられる場合がある。

例えば、従来の分岐ケーブルの一つは、幹線ケーブルと、複数の枝線ケーブルと、複数の枝線ケーブルの各々の端末に連結されて分電盤などと接続される端部ケーブルと、を備えている。この従来の分岐ケーブルでは、軽量化の観点から、幹線ケーブル及び枝線ケーブルにはアルミニウム電線が用いられており、分電盤などとの接続箇所における異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）を抑制する観点から、端部ケーブルには銅電線が用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。

以下、説明の便宜上、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）を、単に「腐食」と称呼する。

特開２０１６−１５２０８９号公報 特開２０１０−０８６８３７号公報

上述した従来の分岐ケーブルは、その構造上、複数の枝線ケーブルの各々の端末に、端部ケーブルをそれぞれ接続することになる。そのため、枝線ケーブルの数が増えるにつれて、枝線ケーブルの端末に分岐ケーブルを連結する工程数も増え、分岐ケーブルの製造が煩雑となり得る。また、枝線ケーブルと端部ケーブルとの連結点は、通常、銅電線とアルミニウム電線との間の腐食を防ぐべく、樹脂などで封止される。そのため、連結点が肥大化すると共に連結点での曲げが困難となり、建築物等への敷設が煩雑となり得る。このように、従来の分岐ケーブルは、分電盤などにおける腐食を抑制し得るものの、その製造および使用が煩雑となり得る。

しかし、分岐ケーブルの更なる性能向上の観点等から、分岐ケーブルの耐食性を高めつつ、更に分岐ケーブルを製造および使用する際の作業性を高めることが望ましい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分岐ケーブルの耐食性の向上と、分岐ケーブルを製造および使用する際の作業性の向上と、を両立可能な分岐ケーブル、を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る分岐ケーブルは、下記（１）及び（２）を特徴としている。
（１）
幹線ケーブルと、所定の分岐点にて前記幹線ケーブルから分岐するように前記幹線ケーブルに接続された枝線ケーブルと、前記分岐点を覆う防水部材と、を備えた分岐ケーブルであって、
前記幹線ケーブル及び前記枝線ケーブルは、
アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成された複数の素線が束ねられた導体芯線、及び、前記素線よりも標準電極電位が大きい材料から構成され且つ前記導体芯線の外周に接触するように前記導体芯線を覆う導体被覆層、を有する芯線部と、前記芯線部を覆う絶縁層と、を有し、
前記分岐点において、
前記幹線ケーブルの前記導体被覆層と前記枝線ケーブルの前記導体被覆層とが接触するように、前記幹線ケーブル及び前記枝線ケーブルが接続されている、
分岐ケーブルであること。
（２）
上記（１）に記載の分岐ケーブルにおいて、
前記導体被覆層は、
銅、銀、錫、銅合金、銀合金又は錫合金を含む材料から構成された、
分岐ケーブルであること。

上記（１）の構成の分岐ケーブルによれば、幹線ケーブルも枝線ケーブルも、芯線部として、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成された複数の素線が束ねられた導体芯線、及び、素線よりも標準電極電位が大きい材料（例えば、一般に銅電線の材料として用いられる銅または銅合金）から構成され且つ導体芯線の外周に接触するように導体芯線を覆う導体被覆層、を有している。更に、幹線ケーブルと枝線ケーブルとの分岐点にて、幹線ケーブル及び枝線ケーブルが、両者の導体被覆層を接触させるように接続されている。加えて、幹線ケーブルと枝線ケーブルとの分岐点は、防水部材に覆われている。

よって、分岐点（幹線ケーブルと枝線ケーブルの接触箇所）は防水部材によって外部から隔離されるため、分岐点における腐食を抑制できる。更に、枝線ケーブルと分電盤などとの接続箇所では、導体芯線を覆う導体被覆層（素線よりも標準電極電位が大きい材料製）と分電盤の端子（一般に銅製）とを接触させれば、導体芯線（アルミニウム又はアルミニウム合金製）を分電盤の端子に接触させる場合に比べ、この接続箇所での腐食も抑制できる。加えて、上述した従来の分岐ケーブルのように枝線ケーブルに連結点を設ける必要がないため、従来の分岐ケーブルに比べ、建築物等への敷設が容易である。なお、一般的な銅電線を用いる場合に比べ、導体芯線がアルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成される分、分岐ケーブルの軽量化も可能である。

したがって、本構成の分岐ケーブルは、分岐ケーブルの耐食性の向上と、分岐ケーブルを製造および使用する際の作業性の向上と、を両立できる。

上記（２）の構成の分岐ケーブルによれば、導体被覆層が、銅、銀、錫、銅合金、銀合金又は錫合金を含む材料を含む材料から構成される。これにより、一般的に入手可能な材料を用いて導体被覆層を構成できる。

本発明によれば、分岐ケーブルの耐食性の向上と、分岐ケーブルを製造および使用する際の作業性の向上と、を両立可能な分岐ケーブル、を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る分岐ケーブルの使用状態を示す概略図である。 図２は、図１の分岐ケーブルを構成する幹線ケーブル及び枝線ケーブルの内部構造を表す模式図である。 図３（ａ）は、図１の分岐ケーブルにおける幹線ケーブルと枝線ケーブルの分岐点（接続箇所）の概略図であり、図３（ｂ）は、この分岐点のＡ−Ａ断面図である。 図４（ａ）は、図１の分岐ケーブルにおける幹線ケーブルの端末部分の概略図であり、図４（ｂ）は、この端末部分のＢ−Ｂ断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る分岐ケーブル１００について説明する。

図１に示すように、分岐ケーブル１００は、幹線ケーブル１１０と、幹線ケーブル１１０から分岐するように幹線ケーブル１１０に接続された複数の（図１では２本の）枝線ケーブル１２０とを備えている。分岐ケーブル１００は、多層建造物（例えば、中高層のビル等）に電力を供給するためのケーブルであり、例えば、多層建築物の階数に対応した本数の枝線ケーブル１２０を有している。

分岐ケーブル１００は、幹線ケーブル１１０の上端部に取り付けられた治具１０１により、多層建築物の天井壁Ｌに固定されている。幹線ケーブル１１０の途中部分は、各階の壁面などに治具（図示省略）によって固定されている。幹線ケーブル１１０は、電力供給用の電源２００に接続されている。

枝線ケーブル１２０は、幹線ケーブル１１０との分岐点１３０にて、幹線ケーブル１１０と電気的に接続されている。分岐点１３０における幹線ケーブル１１０と枝線ケーブル１２０との接続構造の詳細は、後述される。枝線ケーブル１２０は、多層建築物の各階に設置された分電盤３００に接続されており、幹線ケーブル１１０を通じて供給された電力を分電盤３００に供給するようになっている。

図２に示すように、幹線ケーブル１１０は、複数の素線１１１ａが束ねられた導体芯線１１１、導体芯線１１１の外周に接触するように導体芯線１１１を覆う導体被覆層１１２、及び、導体被覆層１１２を覆う絶縁層１１３を有している。導体芯線１１１及び導体被覆層１１２は、幹線ケーブル１１０の芯線部１１４を構成している。

導体芯線１１１を覆うように導体被覆層１１２を設ける具体的手法は、特に限定されない。例えば、いわゆるクラッド線の製造方法と同様、導体芯線１１１を覆うように筒状の導体被覆層１１２を押出成形することにより、導体被覆層１１２を設け得る。また、例えば、導体芯線１１１を覆うようにテープ状の導体被覆層１１２を巻き付けることにより、導体被覆層１１２を設け得る。

素線１１１ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成されている。一方、導体被覆層１１２は、素線１１１ａよりも標準電極電位が大きい材料から構成されている。導体被覆層１１２を構成する材料の例として、銅、銀、錫、銅合金、銀合金又は錫合金を含む材料が挙げられる。

図２では幹線ケーブル１１０の内部構造が図示されているが、枝線ケーブル１２０も、幹線ケーブル１１０と同様の内部構造を有している。具体的には、枝線ケーブル１２０は、複数の素線１２１ａが束ねられた導体芯線１２１、導体芯線１２１の外周に接触するように導体芯線１２１を覆う導体被覆層１２２、及び、導体被覆層１２２を覆う絶縁層１２３を有している。導体芯線１２１及び導体被覆層１２２は、枝線ケーブル１２０の芯線部１２４を構成している。更に、素線１２１ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成されており、導体被覆層１２２は、素線１２１ａよりも標準電極電位が大きい材料（上記同様の銅など）から構成されている。

なお、「標準電極電位」は、材料のイオン化傾向（腐食し易さ）に関連するパラメータであり、標準電極電位が小さいほど、イオン化傾向が大きく腐食し易いことになる。標準電極電位は、例えば、その材料の電極と標準水素電極とを組み合わせて作った電池の標準状態における起電力と定義され得る。アルミニウムの標準電極電位は約−１．６７Ｖであり、錫の標準電極電位は約−０．１４Ｖであり、銅の標準電極電位は約０．５２Ｖであり、銀の標準電極電位は約０．８０Ｖである。アルミニウム合金の標準電極電位は、その組成によって異なるが、一般に上述した錫、銅および銀などの標準電極電位よりも小さい。同様に、錫合金、銅合金および銀合金の標準電極電位は、その組成によって異なるが、一般に上述したアルミニウム及びアルミニウム合金の標準電極電位よりも大きい。

本例では、幹線ケーブル１１０の導体芯線１１１は、複数の素線１１１ａを撚り合わせた撚り線となっている。しかし、複数の素線１１１ａは、直線状のまま互いに並行するように並べられていてもよい。更に、必要に応じ、絶縁層１１３を覆うように他の層（例えば、保護用のシース等）が設けられてもよい。枝線ケーブル１２０についても同様である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、分岐点１３０では、幹線ケーブル１１０の絶縁層１１３が除去され、幹線ケーブル１１０の芯線部１１４が露出している。同様に、枝線ケーブル１２０の絶縁層１２３が除去されて、枝線ケーブル１２０の芯線部１２４が露出している。分岐点１３０では、幹線ケーブル１１０の芯線部１１４の外周面（即ち、導体被覆層１１２）と、枝線ケーブル１２０の芯線部１２４の外周面（即ち、導体被覆層１２２）と、が互いに接触した状態にて、圧縮コネクタ１４０によって押圧されながら固定されている。これにより、幹線ケーブル１１０の導体芯線１１１及び導体被覆層１１２、並びに、枝線ケーブル１２０の導体芯線１２１及び導体被覆層１２２が、電力を伝達可能に接続されることになる。

分岐点１３０には、上述したように接続された幹線ケーブル１１０の芯線部１１４と枝線ケーブル１２０の芯線部１２４とを覆うように、ポリエチレン等から構成された防水部材１５０が設けられている。これにより、枝線ケーブル１２０の芯線部１２４の端面に露出している導体芯線１２１と導体被覆層１２２とに水滴などが接触し、導体芯線１２１と導体被覆層１２２との間において異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）が生じることを抑制できる。

上述した分岐点１３０の加工は、多層建築物へ分岐ケーブル１００を設置する前に、あらかじめ工場などにおいて行われることが好ましい。加工環境が管理された工場内にて分岐点１３０の加工を行うことにより、分岐点１３０における幹線ケーブル１１０と枝線ケーブル１２０との確実な電気的接続、及び、分岐点１３０の確実な防水を図り得る。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、幹線ケーブル１１０の端末部分には、電源２００に幹線ケーブル１１０を接続するための端子１１５が取り付けられている。端子１１５の先端部には貫通孔１１６が設けられており、この貫通孔１１６にボルト２１０が挿通された状態にて、端子１１５が電源２００の電源端子２２０に締結されるようになっている。

幹線ケーブル１１０の端部からは芯線部１１４が露出している。そして、芯線部１１４の外周面（即ち、導体被覆層１１２）と端子１１５の表面とを押圧接触させるように、端子１１５の加締片１１５ａによって芯線部１１４が端子１１５に加締められている。また、端子１１５が幹線ケーブル１１０から分離しないように、幹線ケーブル１１０の端部（絶縁層１１３）に対して加締片１１５ｂが加締められている。

更に、端子１１５と芯線部１１４の接続箇所（特に、芯線部１１４の端面に露出している導体芯線１１１及び導体被覆層１１２）を覆うように、防水被覆１１７が設けられている。これにより、幹線ケーブル１１０の芯線部１１４の端面に露出している導体芯線１１１と導体被覆層１１２とに水滴などが接触し、導体芯線１１１と導体被覆層１１２との間において腐食が生じることを抑制できる。

図４では幹線ケーブル１１０と電源２００との接続構造が図示されているが、枝線ケーブル１２０と分電盤３００との接続構造も、同様の構造を有している。具体的には、枝線ケーブル１２０の端末部分に端子１２５が取り付けられている。芯線部１２４の外周面（即ち、導体被覆層１２２）と端子１２５の表面とは、押圧接触している。更に、端子１２５と芯線部１２４の接続箇所（特に、芯線部１２４の端面に露出している導体芯線１２１及び導体被覆層１２２）を覆うように、防水被覆１２７が設けられている。これにより、芯線部１２４の端面に露出している導体芯線１２１と導体被覆層１２２との間において腐食が生じることを抑制できる。

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る分岐ケーブル１００によれば、幹線ケーブル１１０及び枝線ケーブル１２０は、芯線部１１４，１２４として、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成された複数の素線１１１ａ，１２１ａが束ねられた導体芯線１１１，１２１、及び、素線１１１ａ，１２１ａよりも標準電極電位が大きい材料（銅など）から構成され且つ導体芯線１１１，１２１を覆う導体被覆層１１２，１２２、を有している。更に、分岐点１３０にて、幹線ケーブル１１０及び枝線ケーブル１２０が、両者の導体被覆層１１２，１２２を接触させるように接続されている。

分岐点１３０は防水部材１５０によって外部から隔離されるため、分岐点１３０における腐食を抑制できる。更に、枝線ケーブル１２０と分電盤３００などとの接続箇所では、導体芯線１２１を覆う導体被覆層１２２と分電盤３００の端子（一般に銅製）とを接触させれば、導体芯線１２１（アルミニウム又はアルミニウム合金製）を分電盤３００の端子に接触させる場合に比べ、この接続箇所での腐食も抑制できる。幹線ケーブル１１０と電源２００との接続箇所についても同様である。

加えて、上述した従来の分岐ケーブルのように枝線ケーブル１２０に連結点を設ける必要がないため、従来の分岐ケーブルに比べ、建築物等への敷設が容易である。なお、一般的な銅電線を用いる場合に比べ、導体芯線１１１，１２１がアルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成される分、分岐ケーブル１００の軽量化も可能である。

したがって、分岐ケーブル１００は、耐食性の向上と、製造および使用する際の作業性の向上と、を両立できる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係る分岐ケーブルの実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）及び（２）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
幹線ケーブル（１１０）と、所定の分岐点（１３０）にて前記幹線ケーブルから分岐するように前記幹線ケーブルに接続された枝線ケーブル（１２０）と、前記分岐点を覆う防水部材（１５０）と、を備えた分岐ケーブル（１００）であって、
前記幹線ケーブル（１１０）及び前記枝線ケーブル（１２０）は、
アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成された複数の素線（１１１ａ，１２１ａ）が束ねられた導体芯線（１１１，１２１）、及び、前記素線よりも標準電極電位が大きい材料から構成され且つ前記導体芯線の外周に接触するように前記導体芯線を覆う導体被覆層（１１２，１２２）、を有する芯線部（１１４，１２４）と、前記芯線部を覆う絶縁層（１１３，１２３）と、を有し、
前記分岐点（１３０）において、
前記幹線ケーブルの前記導体被覆層（１１２）と前記枝線ケーブルの前記導体被覆層（１２２）とが接触するように、前記幹線ケーブル（１１０）及び前記枝線ケーブル（１２０）が接続されている、
分岐ケーブル。
（２）
上記（１）に記載の分岐ケーブルにおいて、
前記導体被覆層（１１２，１２２）は、
銅、銀、錫、銅合金、銀合金又は錫合金を含む材料から構成された、
分岐ケーブル。

１００ 分岐ケーブル
１１０ 幹線ケーブル
１１１，１２１ 導体芯線
１１１ａ，１２１ａ 素線
１１２，１２２ 導体被覆層
１１３，１２３ 絶縁層
１１４，１２４ 芯線部
１１５，１２５ 端子
１１７，１２７ 防水被覆
１２０ 枝線ケーブル
１３０ 分岐点
１４０ 圧縮コネクタ
１５０ 防水部材
２００ 電源
３００ 分電盤

Claims (2)

1. 幹線ケーブルと、所定の分岐点にて前記幹線ケーブルから分岐するように前記幹線ケーブルに接続された枝線ケーブルと、前記分岐点を覆う防水部材と、を備えた分岐ケーブルであって、
   前記幹線ケーブル及び前記枝線ケーブルは、
   アルミニウム又はアルミニウム合金を含む材料から構成された複数の素線が束ねられた導体芯線、及び、前記素線よりも標準電極電位が大きい材料から構成され且つ前記導体芯線の外周に接触するように前記導体芯線を覆う導体被覆層、を有する芯線部と、前記芯線部を覆う絶縁層と、を有し、
   前記分岐点において、
   前記幹線ケーブルの前記導体被覆層と前記枝線ケーブルの前記導体被覆層とが接触するように、前記幹線ケーブル及び前記枝線ケーブルが接続されている、
   分岐ケーブル。
2. 請求項１に記載の分岐ケーブルにおいて、
   前記導体被覆層は、
   銅、銀、錫、銅合金、銀合金又は錫合金を含む材料から構成された、
   分岐ケーブル。

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