JP5743275B2

JP5743275B2 - 電力ケーブル接続用ゴムユニット及びその製造方法

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Publication number: JP5743275B2
Application number: JP2011205490A
Authority: JP
Inventors: 正三小林
Original assignee: Viscas Corp
Current assignee: Viscas Corp
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: JP2013070459A

Description

本発明は、ＣＶケーブル等のプラスチック絶縁電力ケーブルの直線接続に用いる円筒状ゴムユニットと、その製造方法に関するものである。

従来の電力ケーブル接続用ゴムユニットを図８に示す。このゴムユニットは、シリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム等からなる内部半導電層１、半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂ、補強絶縁層３及び外部半導電層４を一体に成形したものである。ゴムユニットの内径は接続される電力ケーブルの絶縁層の外径よりも小さく設定されており、その径差による面圧で補強絶縁層３をケーブル絶縁層に密着させ、接続部の絶縁性能を確保するものである。内部半導電層１は、その中間部がケーブル導体接続部上に位置し、両端部がケーブル絶縁層上に位置して、高電圧側の電界の集中を緩和する部分である。半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂはケーブル外部半導電層からケーブル絶縁層にかけての外周に位置し、低電圧側の電界の集中を緩和する部分である。

このゴムユニットは次のようにして製造される（特許文献１〜３参照）。
１）半導電性ゴム材料を金型に注入して加熱加圧することにより、内部半導電層１及び半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂをそれぞれ成形する。
２）内部半導電層１及び半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂの成形時にできたゴム注入部やバリの部分を研磨して除去する。
３）研磨処理した内部半導電層１及び半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂを補強絶縁層成形用金型にセットし、絶縁性のゴム材料を金型に注入して加熱加圧することにより、補強絶縁層３を成形する。
４）補強絶縁層３の成形時にできたゴム注入部やバリの部分を研磨して除去する。
５）補強絶縁層３の外側に外部半導電層成形用金型をセットし、半導電性ゴム材料を金型に注入して加熱加圧することにより（又は半導電性塗料を塗布することにより）、外部半導電層４を成形する。
なお、外部半導電層４は、内部半導電層１や半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂと同様に、補強絶縁層３を成形する前に成形しておき、補強絶縁層成形用金型内にセットすることもできる。

特開平１１−３３２０８１号公報特開２００１−２６８７６９号公報特開２００４−２７４９１３号公報

電力ケーブル接続用ゴムユニットは、高電圧で使用するため、異物が混入すると、異物を起点として絶縁破壊が生じる危険性があり、製造時には異物が混入しないように十分な対策をとる必要がある。特に内部半導電層の表面は電界が高いため、異物の付着に対しては細心の注意を払う必要がある。

内部半導電層は成形後に、ゴム注入部やバリを除去するために研磨を行わなければならないが、内部半導電層が大きいものになると、金型内でのゴムの膨張により金型合わせ目に生じるバリが厚くなり、研磨除去がしづらくなるだけでなく、金型の隅々にまでゴムを充填させるために、ゴム注入部を太くしたり、ゴム注入部を複数設けたりしなければならなくなり、結果として研磨除去がしづらくなり、研磨に時間がかかるという問題がある。

また、研磨した表面は微小な凹凸が残り、そこに研磨カス等が付着しやすくなることから、電気的な弱点になりやすい。また電気的な弱点となるのを防止するために、研磨仕上げを念入りに行い、その上、念入りに内部半導電層の清掃を行わなければならないため、成形作業時間が長くなるという問題も生じている。

本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、内部半導電層成形後のゴム注入部やバリの除去を容易に行えるようにし、しかも研磨により内部半導電層の表面が荒れる領域を小さく抑えられるようにして、製造コストの削減と電気性能の安定化を図った電力ケーブル接続用ゴムユニットと、その製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、内部半導電層、半導電性ストレスコーン部、補強絶縁層及び外部半導電層を一体に成形してなる電力ケーブル接続用ゴムユニットにおいて、前記内部半導電層を軸線方向に二分割された二つの半導電性筒状部材で構成し、前記二つの半導電性筒状部材は、内端側が外端側より肉薄になるように外周面がテーパー状に形成され、かつ金型分割面により外周面に発生したバリの除去部が最大外径部に周方向に位置していることを特徴とするものである。

ここで、内端側とは電力ケーブル接続用ゴムユニットの軸線方向の中央側という意味であり、外端側とは前記軸線方向の端部側という意味である。なお本発明において、二つの半導電性筒状部材は同じ形、同じサイズであることが好ましい。

本発明において、二つの半導電性筒状部材は、内端面同士を接触させて又は半導電性ゴム系接着剤で接着させて配置することができる。

本発明において、二つの半導電性筒状部材は、端面間に隙間をあけ、その隙間に補強絶縁層の一部を入り込ませて又は端面同士を絶縁性ゴム系接着剤で接着させて配置することもできる。

また本発明に係る電力ケーブル接続用ゴムユニットの製造方法は、内部半導電層、半導電性ストレスコーン部、補強絶縁層及び外部半導電層を一体にした電力ケーブル接続用ゴムユニットを製造する方法であって、前記内部半導電層を、軸線方向に二分割され、内端側が外端側より肉薄になるように外周面がテーパー状に形成された、二つの半導電性筒状部材として成形するものとし、かつ、それぞれの半導電性筒状部材を、型開き方向が軸線方向で、金型分割面が半導電性筒状部材外周面の最大外径部に位置する金型を用いて成形することを特徴とするものである。

本発明によれば、内部半導電層を軸線方向に二つに分割して二つの半導電性筒状部材で構成したことにより、金型で成形する半導電性筒状部材の大きさ（軸線方向の長さ）は従来の内部半導電層に比較し格段に小さくなるので、ゴム注入部を小型化でき、バリを薄肉化することができる。このため、ゴム注入部やバリを除去するための研磨時間を短縮でき、補強絶縁層成形時の清掃時間を短縮できる。また、研磨により内部半導電層表面が荒れる領域を小さくできるため、電気的弱点が発生し難くなる。したがってゴムユニットの製造コストを削減できるとともに、電気性能を安定化させることができる。

また、型開き方向が軸線方向である金型を用いて内部半導電層を構成する半導電性筒状部材を成形すれば、金型の分割面にできるバリは周方向になるため、半導電性筒状部材のバリを除去するための研磨を回転研磨機により行うことが可能となり、複雑な手作業による研磨が必要なくなり、研磨作業のさらなる省力化を図ることができる。

本発明に係る電力ケーブル接続用ゴムユニットの一実施例を示す断面図。図１のゴムユニットの内部半導電層用の半導電性筒状部材を成形する金型を示す断面図。本発明に係る電力ケーブル接続用ゴムユニットの他の実施例を示す断面図。本発明に係るゴムユニットの関連技術を示す断面図。本発明に係るゴムユニットの他の関連技術を示す断面図。本発明に係るゴムユニットのさらに他の関連技術を示す断面図。本発明に係るゴムユニットのさらに他の関連技術を示す断面図。従来の電力ケーブル接続用ゴムユニットを示す断面図。

＜実施例１＞図１は本発明の一実施例を示す。この電力ケーブル接続用ゴムユニットは、内部半導電層１、半導電性ストレスコーン部２Ａ、２Ｂ、補強絶縁層３及び外部半導電層４を一体に成形したものであるが、内部半導電層１が軸線方向に二分割され、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂで構成されている点に特徴がある。二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは同じ形、同じサイズであり、内端側が外端側より肉薄になるように外周面がテーパー状に形成されている。より詳細には、半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂの外端は凸曲面に形成されており、この外端から若干内端側の位置が最も外径の大きい最大外径部Ｄとなっている。そして、この最大外径部Ｄから内端側に向かって徐々に外径が小さくなるテーパー面となっている。このような形状にすると、Ｄ部周辺の電界及び内部半導電層１の中央部の電界の両方を低くできる。

二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは内端面を相互に接触させて配置されている。また二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは内端面同士を半導電性ゴム系接着剤で接着してあってもよい。二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂを接着するには、補強絶縁層３の成形に用いる心金に二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂをセットするときに、半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂの内端面同士を接着剤で接着すればよい。半導電性ゴム系接着剤としては、半導電層を形成する半導電性ゴムを使用してもよい。

半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは図２に示すような金型で成形することができる。この金型５は、半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂの内周面を成形する金型部材５Ａと、外周面を成形する金型部材５Ｂとで構成され、中心軸線に垂直な平面が分割面Ｐとなっていて、軸線方向には分割されていないものである。この金型５の型開き方向、すなわち成形品（半導電性筒状部材）を取り出すために金型部材５Ａ、５Ｂを離す方向は、軸線方向である。

このような金型５で半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂを成形すると、金型分割面によるバリは半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂの外周面に周方向に発生するため、バリをとるための研磨作業は回転研磨機により簡単にかつ高精度で行うことができる。また、半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは従来の約半分の長さであるため、金型５は従来の一体型内部半導電層１を成形するものより格段に小型なものでよく、発生するバリも薄く抑制することができる。

従来、内部半導電層を製造する場合には、中心軸線を含む平面が分割面となっている金型、すなわち中心軸線と直交する方向に型開きする金型を用いていたため、内部半導電層の表面に軸線方向にバリが発生し、このバリを除去するために熟練作業者による丁寧な研磨作業が必要となり、製造コストが高くなる問題があったが、本発明はこの問題を解消できる。

前記金型５の分割面Ｐは、半導電性筒状部材１Ａ（１Ｂ）の最大外径部Ｄの箇所に設けられる。したがって、この実施例では、半導電性筒状部材１Ａ（１Ｂ）の外端より若干内端側へ寄った所に分割面Ｐが位置している。電力ケーブル接続用ゴムユニット１において、この実施例の半導電性筒状部材１Ａ（１Ｂ）の最大外径部Ｄが位置する箇所は、電界密度が低くなるように設計することが可能なので、金型５の分割面Ｐに生じるバリを除去する作業に要求される精度を緩和できる利点がある。

＜実施例２＞図３は本発明の他の実施例を示す。この電力ケーブル接続用ゴムユニットは、内部半導電層１が軸線方向に二分割され、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂで構成されているものであるが、実施例１と異なる点は、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂが内端面間に隙間をあけて配置され、補強絶縁層３が半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂ間の隙間に入り込むように形成されていることである。このような構成でも、半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは導体接続部を介して導通するので、隙間が電気的弱点となることはない。

なお、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは、補強絶縁層３の成形に用いる心金に二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂをセットするときに、内端面同士を絶縁性ゴム系接着剤で接着しておいてもよい。

上記以外の構成は実施例１と同じであるので、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

＜関連技術１＞図４は本発明の関連技術を示す。この電力ケーブル接続用ゴムユニットは、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂが直管状（内外径一定）に成形されているものである。それ以外の構成は実施例１と同じであるので、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

＜関連技術２＞図５は本発明の他の関連技術を示す。この電力ケーブル接続用ゴムユニットも、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂが直管状（内外径一定）に成形されているものである。それ以外の構成は実施例２と同じであるので、図３と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

＜関連技術３＞図６は本発明のさらに他の関連技術を示す。この電力ケーブル接続用ゴムユニットは、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂの外周面が、外端側が内端側より肉薄になるようにテーパー状に形成されているものである。それ以外の構成は実施例２と同じであるので、図３と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この場合も、二つの半導電性筒状部材１Ａ、１Ｂは内端面同士を接触させて、あるいは半導電性ゴム系接着剤で接着させて配置されていてもよい。

＜関連技術４＞上述の実施例では内部半導電層１を２分割した例を示したが、内部半導電層１は３以上に分割されたものとすることもできる。
図７に示す電力ケーブル接続用ゴムユニットは、内部半導電層１を５つに分割したものである。すなわち、５つの半導電性筒状部材１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇで内部半導電層１を構成している。これらのうち、半導電性筒状部材１Ｃ、１Ｇは内部半導電層１の端部を形成しており、半導電性筒状部材１Ｅは内部半導電層１の中央部を形成しており、残る半導電性筒状部材１Ｄ、１Ｆは内部半導電層１の端部と中央部との間を形成している。

内部半導電層１の端部を形成する二つの半導電性筒状部材１Ｃ、１Ｇは、同じ形状であり、内端側が外端側より肉薄になるように外周面がテーパー状に形成されている。より詳細には、半導電性筒状部材１Ｃ、１Ｇの外端は曲面に形成されており、この外端から若干内端側の位置が最も径の大きい最大外径部Ｄとなっている。そして、この最大外径部Ｄから内端側に向って徐々に外径が小さくなるテーパー面となっている。
内部半導電層１の中央部を形成する半導電性筒状部材１Ｅは、外径がほぼ均一で肉厚が薄い円筒状である。
残る半導電性筒状部材１Ｄ、１Ｆは、内端側が外端側より肉厚が薄くなるように外周面がテーパー状に形成されている。具体的には、半導電性筒状部材１Ｄ、１Ｆの外端の外径は、半導電性筒状部材１Ｃ、１Ｇの内端の外径と同じ寸法になっている。また、半導電性筒状部材１Ｄ、１Ｆの内端の外径は、中央にある半導電性筒状部材１Ｅの端部の外径と同じ寸法になっている。

この場合も、それぞれの半導電性筒状部材同士は端面同士を接触させて、あるいは半導電性ゴム系接着剤で接着させて配置されていてもよい。それ以外の構成は実施例１と同じなので、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

１：内部半導電層
１Ａ、１Ｂ：半導電性筒状部材
２Ａ、２Ｂ：半導電性ストレスコーン部
３：補強絶縁層
４：外部半導電層
５：金型
５Ａ、５Ｂ：金型部材

Claims

内部半導電層、半導電性ストレスコーン部、補強絶縁層及び外部半導電層を一体に成形してなる電力ケーブル接続用ゴムユニットにおいて、前記内部半導電層を軸線方向に二分割された二つの半導電性筒状部材で構成し、前記二つの半導電性筒状部材は、内端側が外端側より肉薄になるように外周面がテーパー状に形成され、かつ金型分割面により外周面に発生したバリの除去部が最大外径部に周方向に位置していることを特徴とする電力ケーブル接続用ゴムユニット。
二つの半導電性筒状部材が同じ形、同じサイズであることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル接続用ゴムユニット。
二つの半導電性筒状部材が、内端面同士を接触させて又は半導電性ゴム系接着剤で接着させて配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電力ケーブル接続用ゴムユニット。
二つの半導電性筒状部材が、端面間に隙間をあけ、その隙間に補強絶縁層の一部を入り込ませて又は端面同士を絶縁性ゴム系接着剤で接着させて配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電力ケーブル接続用ゴムユニット。
内部半導電層、半導電性ストレスコーン部、補強絶縁層及び外部半導電層を一体にした電力ケーブル接続用ゴムユニットの製造方法において、前記内部半導電層を、軸線方向に二分割され、内端側が外端側より肉薄になるように外周面がテーパー状に形成された、二つの半導電性筒状部材として成形するものとし、かつ、それぞれの半導電性筒状部材を、型開き方向が軸線方向で、金型分割面が半導電性筒状部材外周面の最大外径部に位置する金型を用いて成形することを特徴とする電力ケーブル接続用ゴムユニットの製造方法。