JP4976230B2

JP4976230B2 - スリーブを用いた電線の接続方法

Info

Publication number: JP4976230B2
Application number: JP2007202870A
Authority: JP
Inventors: 優清水; 智男小幡; 新太郎大場
Original assignee: 株式会社三英社製作所
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: JP2009037952A

Description

この発明は、拠り線又は単線から成る電線同士等をスリーブを用いて圧縮して接続する、電線の接続方法に関するものである。

従来、電気を伝える電線は、架空に張り巡らされ、また、地中に埋設されるなどして無数のものが設置されている。この様な電線においては、当該電線同士を接続する際、一例として、筒状でその内側において二つに区画されたスリーブを用いて、このスリーブの両端の開口部内に、電線の各端部を夫々挿入し、この状態のスリーブの外側を圧縮工具によってダイスを介して圧縮して接続している。

この様な電線の接続方法として、図８に示すように、スリーブの内側の区画部から開口部に向けて間断無く連続して圧縮する方法がある。この様に連続してスリーブを圧縮する電線の接続方法においては、使用する圧縮工具がほぼ決められており、これにより、電線の大きさによって使用するダイス、圧縮回数は決められている。

そして、このスリーブの区画部から開口部に向けて圧縮する方法の場合、連続して圧縮を行うので、圧縮回数が多く、作業が繁雑となり、作業効率を低下させる要因となっていた。また、区画部から開口部に向かって圧縮して行くと撚り電線の、スリーブ外端と被覆部端との間の導体に割れが生じ、いわゆる「わらい」と言う事態を生じることがあった。

この様な事態の招来を防ぐものとして、電線の各端部を挿入したスリーブを間断無く連続して圧縮するのではなく、間隔をあけて数ヶ所圧縮する方法がある。具体的に述べると、スリーブの軸心方向に間隔をあけて三ヵ所又は四ヵ所圧縮し、スリーブを塑性変形させて電線に食い込ませると言うものである。
特開２００６−１４９１０２号公報

しかしながら、この接続方法は、スリーブの軸心方向に間隔をあけて圧縮して圧縮箇所を減少させて作業効率を上げ、また、前記「わらい」の発生を防ごうというものであるが、スリーブ内の電線にかかる引張荷重に対する耐性と言う点においては、従来の連続圧縮による場合と大差無く、強度的には十分と言えるものではない。

すなわち、従来の連続圧縮の場合、文字通り、連続して圧縮するため、圧縮部の塑性変形したスリーブの電線に対する一つ一つの食い込みが弱い。これと同様に前記特許文献１における接続方法の場合も、間隔をあけて圧縮すると言っても、圧縮間隔については規定されておらず、電線にかかる引張荷重を耐えるには必要十分な間隔は確保されていない。

そこで、この発明は、これらのことに鑑み、作業効率がよく、且つスリーブにおいて、電線にかかる引張荷重も確実に耐えられる、スリーブを用いた電線の接続方法を提供して前記課題を解決するものである。

請求項１の発明は、銅線やアルミ線からなる撚り線又は単線の端部をスリーブの開口部内に嵌め入れ、当該スリーブを外側から圧縮工具によりダイスを介して圧縮を行ってこれらを接続する電線の接続方法において、前記開口部内に電線の端部を嵌め入れたスリーブの外側を、前記ダイスによる圧縮幅を１ピッチとし、圧縮間隔を０．５〜１ピッチとして間隔をあけて圧縮を行い、当該スリーブ及び電線に、径が小さい圧縮部と、径が変わらない非圧縮部を交互に複数個所設け、前記電線の非圧縮部のスリーブの外側に向いた一端に肩部を形成するスリーブを用いた電線の接続方法とした。

請求項１の発明によれば、ダイスによる圧縮幅を１ピッチとし、圧縮間隔を０．５〜１ピッチとしてスリーブの外側を圧縮し、当該スリーブ及び電線に、径が小さい圧縮部と、径が変わらない非圧縮部を交互に複数個所設け、前記電線の非圧縮部の外側となる一端に肩部を形成するようにしたので、スリーブ内の電線にかかる引張荷重に対して、当該スリーブの圧縮部の電線への食い込み、及び電線の非圧縮部の肩部のスリーブの圧縮部への引掛りを、より確実且つ強固に行うことが出来る。

これにより、圧縮回数を減らしつつも、より効果的に圧縮することが出来、また、電線及びスリーブにかかる引張荷重に対して、より高い荷重でも耐えることが出来る。よって、作業効率のアップに貢献するものである。

銅線やアルミ線からなる撚り線又は単線の端部をスリーブの開口部内に嵌め入れ、当該スリーブを外側から圧縮工具によりダイスを介して圧縮を行ってこれらを接続する電線の接続方法において、前記開口部内に電線の端部を嵌め入れたスリーブの外側を、前記ダイスによる圧縮幅を１ピッチとし、圧縮間隔を０．５〜１ピッチとして間隔をあけて圧縮を行い、当該スリーブ及び電線に、径が小さい圧縮部と、径が変わらない非圧縮部を交互に複数個所設け、前記電線の非圧縮部のスリーブの外側に向いた一端に肩部を形成することにより、電線にかかる引張荷重に対して、より高いものでも耐えることが出来る。

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施例の接続方法によって、左半分を圧縮接続した状態のイメージを示すスリーブの断面図である。図２は、同接続方法を用いるスリーブにおいて、その上側で0.5Pで圧縮する様子を示し、同様に下側で1Pで圧縮する様子を示す当該スリーブの断面図である。図３は、同接続方法において、使用する圧縮工具の側面図である。図４は、同接続方法において、使用するダイスの側面図である。図５は、同圧縮工具の正面断面図である。

この発明は、前述の通り電線の接続方法であり、使用する電線、スリーブ、圧縮工具及びダイスは既存のものである。ここでは、AL240の電線1を使用した。このAL240の電線１は、アルミ製の撚り線であって、公称断面積240mm²、導体構成φ4.0mm×19本、導体外径20.0mm、絶縁体厚さ3.0mm、仕上がり外径26.0mmである。

スリーブ2は、S4と呼ばれるものを使用した。このS4は、アルミ製、外径φ26mm、長さ470mmで、図２に示すように、このスリーブ２の内部は、真ん中に設けられた区画壁２ａにより、両端の各開口部２ｂを有する側に夫々区画されている。また、このスリーブ２の内部には、電気的接続安定性と機械的接続強度の向上を目的として、油脂、炭化珪素などからなるコンパウンドを充填している(図示省略)。

圧縮工具３は、図３に示すように、BURNDY社製の12tonのものを使用する。ダイス４としては、図４及び５に示すように、HS4と呼ばれる、略半円筒状のものを二つ合わせてなるものを使用し、このダイスの内側の圧縮部４ａの幅は、略16mmとなっている。

そして、この実施例の接続方法によって接続された電線1の引張荷重(KN)を測定する実験を行った。この実施例の接続方法において、前記電線1の先端部の絶縁部を剥がし、スリーブ２の各開口部２ｂ内に嵌め入れ、この状態のスリーブ２を外側から、前記圧縮工具３を使用してダイス４を介して、圧力設定700kgf/cm²、実荷重11.6tonで圧縮した。

また、この実験では、前記ダイス4の圧縮幅(16mm)を1P(ピッチ)として、0.25P(4mm)の間隔で7回（図示省略）、0.5P(8mm)の間隔で6回（図示省略）、及び1P(16mm)の間隔で5回(図１参照)、スリーブ２の区画壁２ａ側から開口部２ｂ側へ向けて３通りの圧縮を夫々行った。また、この時、各スリーブ２及び各電線１に、径が小さい圧縮部２ｄ、１ａと、径が変わらない非圧縮部２ｃ、１ｂを交互に複数個所設け、前記電線１の非圧縮部１ｂの、スリーブ２の外側に向いた一端に肩部１ｃを形成するようにした(図１参照)。さらに、比較例として、単に連続して9回の圧縮を行う従来の連続圧縮方法(図６参照)における電線1の引張荷重(KN)を測定した。

その結果を以下の表1に示す。

この表１では、前述の通り、0.25Pの間隔で７回、0.5P(8mm)の間隔で6回、1P(16mm)の間隔で５回、連続圧縮で９回、夫々圧縮したが、後述するように、5回目の圧縮以降では、引張荷重は増加する傾向を示さなかったので記載を省略した。

この表１によれば、１回目の圧縮での引張荷重は、夫々16.4KNで同じであった。これは、間隔をあけて圧縮した場合、及び連続圧縮の場合でも、最初の第一回目の圧縮は同じ状態であるためである。２回目以降から、異なった数値が測定され、連続圧縮のものに比べて、前記0.25Pの間隔で圧縮したものの方が常時、引張荷重は大きく、これらの差は、２回目で1.5KN、３回目で1.0KN、４回目で0.8KNで、連続圧縮のものとの比率で表す（連続圧縮の場合の１回目の数値の16.4KNで割る）と、夫々9.1％、6.1％、4.9％の増であった。

また、0.25Pの間隔で圧縮したものと、前記0.5P及び1Pの間隔で圧縮したものを比較すると、この0.25Pの間隔で圧縮したものより、前記0.5P及び1Pの間隔で圧縮したものの方が引張荷重は大きく、0.25Pの間隔で圧縮したものは、前記連続圧縮の引張荷重に近い測定値であった。

これらを前記比率で比較すると、0.25Pの間隔で圧縮したものは、２回目が9.1％、３回目が6.1％、４回目が4.9％増であるのに対し、0.5Pで圧縮したものは、２回目が13.4％、３回目が9.1％、４回目が6.7％増であり（平均で約9.7％増）、1Pの間隔で圧縮したものは、２回目が14.0％、３回目が9.8％、４回目が7.3％増であり（平均で約10.4％増）、前記0.5P及び1Pの間隔で圧縮したものの方が、連続圧縮に比べ、平均で約10％の増であり、常に、明らかに引張荷重は大きい数値を示した。

また、圧縮間隔が0.5Pと1Pにおいては、引張荷重の値があまり変わらず、引張荷重は0.5Pで飽和していることが分かり、これらの間に、特に示すべき優位性は見られなかった。これにより、圧縮間隔として、1Pを超える間隔をあけても引張荷重が増加しないことが分かった。

また、連続圧縮は、最大荷重が４回目の圧縮による測定値で、35.6KNで、これ以上圧縮回数を増やしても、引張荷重は増加しなかった。これに対して、0.5Pの圧縮間隔では、同じ４回目の圧縮ではそれ以上引張荷重が増加しない点は同じであるが、引張荷重が36.7KNで前記連続圧縮に対して1.1KN高い数値を示し、同様に、1Pの圧縮間隔では、引張荷重が36.8KNで前記連続圧縮に対して1.2KN高い数値を示した。

以上のことから、引張荷重は、圧縮間隔0.25P では、連続圧縮のものと大差無く、間隔をあけたことによる有効な効果を得るためには、少なくとも0.5P の間隔が必要であり、また、0.5Pで引張荷重は飽和していることから、0.5Pと1Pの間隔では優位性は見られず、さらに、1Pを超えると、圧縮回数は、連続圧縮の場合の半分以下と成り、やがて、引張荷重は減少方向に転じることが考えられ、これらのことから、引張荷重の増大に対しては、0.5P〜1Pの圧縮間隔が有効であると考えられた。

次に、図６は、この実施例の接続方法によってスリーブ内の電線を圧縮接続した後、当該スリーブにおいて、開口部側から一番目、二番目、及び三番目の三箇所の非圧縮部を示す、スリーブの断面図である。この、図６に示すように、圧縮後のスリーブ２において、開口部２ｂ側から一番目、二番目、及び三番目の三箇所の非圧縮部２ｃの内径を夫々測定した（この図６では、1Pの間隔の場合を示す）。その結果と平均値を表２で示した。

この表２によると、連続圧縮のものと比較して、0.25P間隔、0.5P間隔、1P間隔で圧縮したものの方が、スリーブ２の非圧縮部2cの内径及び電線1の外径は大きかった。これらの傾向は、圧縮間隔1Pまでの間は圧縮間隔が増すほど大きくなるが、前記表１において、圧縮間隔として、1Pを超える間隔をあけても引張荷重が増加しないことから、圧縮間隔が１Ｐを超えても、スリーブ２の内径、即ち電線１の外径は、増加傾向にはないものと思われる。さらに、これらの部分の形状的な特徴が、この接続方法の引張荷重の強度の増加に影響しているものと推測される。

この接続方法によると、スリーブ２内の電線１にかかる引張荷重を、スリーブ２の圧縮部２ｄの電線１への食い込み、すなわち、圧縮部２ｄの半径方向の摩擦力と、これに加えて、電線１の非圧縮部１ｂの径が変わらない箇所の、スリーブ２の外側に向いた肩部１ｃの、スリーブ２の圧縮部２ｄへの引掛りにより、確実且つ強固に支持していることが分かる(表１参照)。

この時、前記後者の電線の非圧縮部の肩部の、スリーブの圧縮部への引掛りによる支持力は、前記連続圧縮の場合と比べ、この実施例の方が、非圧縮部の長手方向の長さが長いので、図７に示すように、スリーブ2と電線1とで受ける引張荷重を分散して確実に受けることが出来る。この図７においては、引張荷重を実線矢印で示し、二点鎖線矢印はその反力を示し、点線矢印は、前記引張荷重が電線１の非圧縮部１ｂの肩部１ｃ方向に分散されていることを示す。この様に、引張荷重は二つの点線矢印に分散されるため、スリーブ２内の電線１は当該大きな引張荷重に耐えられることを示している。この様にして、前述の通り、この接続方法によると、少ない圧縮回数で大きな引張荷重に確実に耐えることが出来る。

また、この実施例の接続方法は、電線同士の接続のほか、一端にネジ締付け構造を有する端子を設けたスリーブとの接続においても用いることが出来る（図示省略）。

前記実施例においては、電線１、スリーブ２、圧縮工具３及びダイス４等、また、圧縮する際の圧力設定等、具体的に記載しているが、使用する電線１としては、撚り線の他、単線でも良く、また、スリーブ２としては、筒状に限らず、いわゆるＣ型のスリーブでも良く、さらに、圧力設定等も、これらのものに限定するものでは無く、この実施例の接続方法を用いて同様の効果を奏することが出来るものであるならば、他のもの等でももちろん良い。

この発明の実施例の接続方法によって、左半分を圧縮接続した状態のイメージを示すスリーブの断面図である。この発明の実施例の接続方法を用いるスリーブにおいて、その上側で0.5Pで圧縮する様子を示し、同様に下側で1Pで圧縮する様子を示す当該スリーブの断面図である。この発明の実施例の接続方法において、使用する圧縮工具の側面図である。この発明の実施例の接続方法において、使用するダイスの側面図である。この発明の実施例の接続方法において、使用するダイスの正面断面図である。この発明の実施例の接続方法によってスリーブ内の電線を圧縮接続した後の当該スリーブにおいて、開口部側から一番目、二番目、及び三番目の三箇所の非圧縮部を示す、スリーブの断面図である。この発明の実施例の接続方法によって接続したスリーブにおいて、電線にかかる引張荷重が、圧縮により形成された電線の非圧縮部の肩部方向に分散されている状態を示す断面図である。従来の連続圧縮による接続方法によって、左半分を圧縮接続したスリーブのイメージを示す断面図である。

符号の説明

１電線１ａ圧縮部
１ｂ非圧縮部１ｃ肩部
２スリーブ２ａ区画壁
２ｂ開口部２ｃ非圧縮部
２ｄ圧縮部３圧縮工具
４ダイス４ａ圧縮部

Claims

銅線やアルミ線からなる撚り線又は単線の端部をスリーブの開口部内に嵌め入れ、当該スリーブを外側から圧縮工具によりダイスを介して圧縮を行ってこれらを接続する電線の接続方法において、
前記開口部内に電線の端部を嵌め入れたスリーブの外側を、前記ダイスによる圧縮幅を１ピッチとし、圧縮間隔を０．５〜１ピッチとして間隔をあけて圧縮を行い、当該スリーブ及び電線に、径が小さい圧縮部と、径が変わらない非圧縮部を交互に複数個所設け、前記電線の非圧縮部のスリーブの外側に向いた一端に肩部を形成することを特徴とした、スリーブを用いた電線の接続方法。