JP5348542B2 - 雄コネクタ並びにコネクタ付き電気ケーブル - Google Patents

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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、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、電気室の電源装置に接続し、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。
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部とが一体に形成され、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、溝の段差部分にコネクタ本体よりも硬い補強リングが配されている。
また、本発明によるコネクタ付きの電気ケーブルは、上記の雄コネクタのプラグ部が挿入されるソケット部が一体に形成され、先端に複数個のビス孔を有していて、ビス孔は雄コネクタが接続されたときに上記プラグ部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雌コネクタが接続され、他方の端部に上記の雄コネクタが接続されている。
本発明のコネクタによれば、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。
本発明のコネクタの概略を説明する図である。 本発明の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)は本発明で使用す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。
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、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であるときに、引張強さが520N/mm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〜325mm)、中(導体断面積が100mm〜200mm)、小(導体断面積が38mm〜60mm)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、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他方の端部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 (2)

  1. 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。
  2. 一方の端部に、請求項1に記載の雄コネクタのプラグ部が挿入されるソケット部が一体に形成され、前記ソケット部は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接続されたときに前記プラグ部の後端に設けられた溝の部分に位置するように設けられている雌コネクタが接続され、他方の端部に請求項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。
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