JP6940291B2

JP6940291B2 - 耐火ケーブル

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Publication number: JP6940291B2
Application number: JP2017076801A
Authority: JP
Inventors: 山田　圭一; 圭一山田
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2037-04-07
Also published as: JP2018181516A

Description

本発明は、一又は複数の絶縁線心を備えた耐火ケーブル、に関する。

従来から、火災時に消火設備等への電源供給を出来る限り長時間に亘って維持する等の目的から、耐火性能を高めた配線ケーブル（以下「耐火ケーブル」という。）が提案されている。

例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、従来の耐火ケーブルの一つ（以下「従来ケーブル９００」という。）は、耐火性能を高めた複数の絶縁線心９１０と、複数の絶縁線心９１０を束ねる筒状のシース９２０と、を備えている。より詳細には、絶縁線心９１０の各々は、導体芯線９１１、導体芯線９１１の外周に巻き付けられた耐火テープ９１２、及び、耐火テープ９１２を覆うように形成された絶縁体層９１３から形成されている。更に、そのように形成された複数の絶縁線心９１０は、介在物９３０と共に押え巻きテープ９４０によって仮固定された上で、シース９２０に覆われている（例えば、特許文献１を参照。）。

従来ケーブル９００において、耐火テープ９１２は、導体芯線９１１を火災時に保護する耐火層として機能する。耐火テープ９１２は、図７（ｃ）に示すように、ポリエチレンフィルム等の基材テープ９１２ａと、耐熱材料（難燃材料）である雲母（マイカ）の鱗片を基材テープ９１２ａに貼り付けて形成された雲母層９１２ｂと、を有している。

特開２０００−２０７９５１号公報

従来ケーブル９００では、導体芯線９１１を出来る限り隙間なく雲母鱗片によって覆って耐火性能を高める観点から、耐火テープ９１２を導体芯線９１１の周りに螺旋状に巻き付ける際、耐火テープ９１２の縁部同士を重複させながら巻き付けるようになっている。即ち、耐火テープ９１２を重ね巻きするようになっている。

しかし、従来ケーブル９００の製造時や配索時などにおいて従来ケーブル９００が曲げられると、耐火テープ９１２のずれや撓み等に起因し、耐火テープ９１２の重複部分において隙間が生じ得る。このような隙間が存在すると、その隙間を通じて導体芯線９１１が外部に露出することで、耐火ケーブルの耐火性能が低下する虞がある。加えて、このような隙間が存在すると、その隙間に導電性物質が入り込むことで、導体芯線９１１の絶縁性が低下する虞もある。

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、屈曲しても耐火性能を適正に維持できる耐火ケーブル、を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る耐火ケーブルは、下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１）
一又は複数の絶縁線心を備えた耐火ケーブルであって、
前記絶縁線心は、
導体芯線と、樹脂層及び耐火材層が積層された耐火テープが前記導体芯線の外周を覆うように前記耐火テープの縁部を重複させながら螺旋状に巻き付けられた耐火層及び前記耐火テープが前記導体芯線の外周を覆うように前記導体芯線の長手方向に沿って設けられた耐火層の少なくとも一方と、前記耐火層の外周に巻き付けられた耐火性の保持糸と、を有し、
前記耐火材層が、鱗片状の雲母そのものから構成され、
前記樹脂層が、粉末状の雲母を含有しており、
前記粉末状の雲母の大きさが、前記鱗片状の雲母の大きさより小さい、
耐火ケーブルであること。
（２）
上記（１）に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記保持糸が、
前記耐火テープの外周にＳ撚り方向に周回するように巻き付けられたＳ巻き糸と、前記耐火テープの外周にＺ撚り方向に周回するように巻き付けられたＺ巻き糸と、を含む、
耐火ケーブルであること。

上記（１）の構成の耐火ケーブルによれば、耐火テープが導体芯線の外周を覆うようにその縁部を重複させながら螺旋状に巻き付けられること、及び、耐火テープが導体芯線の外周を覆うように導体芯線の長手方向に沿って設けられること、の少なくとも一方により、導体芯線の外周に耐火層が形成されている。即ち、耐火ケーブルは、前者の耐火層と後者の耐火層とのいずれか一方を有してもよく、双方を有してもよい。これにより、耐火性能が発揮される。更に、この耐火層の外周に耐火性を有する保持糸が巻き付けられている。したがって、耐火ケーブルが屈曲しても、保持糸によって耐火層の剥がれ等が抑制され、耐火テープの重複部分における耐火テープのずれや撓み等に起因した隙間が生じ難い。この結果、係る隙間を通じて導体芯線が外部に露出し難いので、耐火ケーブルの耐火性能が低下し難い。加えて、係る隙間に導電性物質が入り込み難いので、導体芯線の絶縁性が低下し難い。

更に、保持糸自体が耐火性を有する材料で構成されている。そのため、耐火性を有しない保持糸が採用される場合と比べて、火災時に、保持糸による上述した隙間の発生抑制効果をより長い時間に亘って発揮させることができる。よって、この点においても耐火ケーブルの耐火性能を高めることができる。
更に、耐火テープを構成する耐火材層が、薄層の雲母から構成されている。よって、雲母が有する優れた耐火性及び絶縁性を利用することで、耐火ケーブルの耐火性能、及び、導体芯線の絶縁性を適正に維持することができる。

したがって、本構成の耐火ケーブルは、屈曲しても、耐火性能を適正に維持でき、且つ、導体芯線の絶縁性を適正に維持できる。

上記（２）の構成の耐火ケーブルによれば、Ｓ巻き糸とＺ巻き糸とによるいわゆるクロスバインド方式で保持糸が耐火層に巻き付けられる。よって、Ｓ巻き糸のみ、及び、Ｚ巻き糸のみで保持糸が耐火層に巻き付けられる場合と比べて、耐火ケーブルの屈曲時において、耐火テープの重複部分に隙間がより一層発生し難くなる。

本発明によれば、屈曲しても耐火性能を適正に維持できる耐火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耐火ケーブルの構成を示す図であり、図１（ａ）は耐火ケーブルの概略断面図、図１（ｂ）は耐火テープの概略断面図である。図２は、導体芯線に巻き付けられた（重ね巻きされた）耐火テープの外周に保持糸が巻き付けられた様子を示す概略図である。図３は、導体芯線および耐火テープの概略断面図であり、保持糸が巻き付けられないことで、耐火テープの重複部分に隙間が生じた様子を示す模式図である。図４は、導体芯線および耐火テープの概略断面図であり、保持糸が巻き付けられたことで、耐火テープの重複部分に隙間が生じていない様子を示す模式図である。図５は、変形例に係る耐火テープの概略断面図である。図６は、他の変形例に係る絶縁線心の概略図である。図７は、従来の耐火ケーブルの一例を示す図であり、図７（ａ）は従来ケーブルの構成を示す概略斜視図、図７（ｂ）は従来ケーブルの概略断面図、図７（ｃ）は従来ケーブルに用いられている耐火テープの概略断面図である。

以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の実施形態に係る耐火ケーブル１００について説明する。

＜構成＞
耐火ケーブル１００は、図１（ａ）に示すように、複数の（２本の）絶縁線心１１０と、複数の絶縁線心１１０を束ねる筒状のシース１２０と、絶縁線心１１０とシース１２０との間に介在された介在物１３０と、介在物１３０の外周に巻き付けられた押え巻きテープ１４０と、を備えている。なお、耐火ケーブル１００が１本の絶縁線心１１０のみを備える場合（即ち、単心の場合）、介在物１３０は不要であり、絶縁線心１１０の外周にシース１２０が直接設けられることになる。

絶縁線心１１０の各々は、導体芯線１１１と、導体芯線１１１を覆う耐火テープ１１２と、耐火テープ１１２の外周に巻き付けられた保持糸１１３と、保持糸１１３が巻き付けられた耐火テープ１１２を覆う絶縁体層１１４と、を有している。

耐火テープ１１２は、図１（ｂ）に示すように、薄層の雲母（マイカ）から形成された雲母層１１２ａと、樹脂層１１２ｂと、を有している。樹脂層１１２ｂは、粉末状の雲母（粉末状マイカ）を含有していてもよい。

雲母層１１２ａは、例えば、雲母原鉱を薄層（鱗片状）に剥離した剥がしマイカ、雲母原鉱を粉砕した粉末状マイカを薄層に抄造したマイカペーパー、又は、マイカペーパーに接着剤等を含浸させた後に加熱圧縮した集成マイカから形成され得る。換言すると、雲母層１１２ａは、薄層（鱗片状）の雲母そのものから構成されてもよく、雲母と樹脂および接着剤などとの薄層の混合物であってもよい。

樹脂層１１２ｂは、例えば、ポリエチレンから形成され得る。また、耐火性を更に向上させる観点から、粉末状の雲母（粉末状マイカ）を樹脂層１１２ｂに含有させてもよい。この場合、樹脂層１１２ｂは、例えば、雲母原鉱を粉砕した粉末状マイカをポリエチレンに含有させた混合樹脂から形成され得る。樹脂層１１２ｂに含まれる粉末状マイカ１１２ｃの大きさは、雲母層１１２ａを構成するマイカの大きさよりも小さいことが好ましい。

耐火テープ１１２は、図２に示すように、導体芯線１１１の外周に重ね巻きされている。具体的には、耐火テープ１１２は、所定の重ね代Ａ（図３も参照）を保ちながら、Ｓ撚り方向に周回するように、導体芯線１１１の外周に螺線状に巻き付けられている。これにより、導体芯線１１１の外周が、耐火テープ１１２からなる耐火層で覆われている。耐火テープ１１２が１回転する際に進む長手方向の距離を「巻き付けピッチ長Ｐ１」と呼ぶ（図２を参照）。

保持糸１１３は、耐火性を有する材料から形成されている。このような保持糸１１３として、例えば、ユニチカ株式会社製のガラスヤーン（登録商標）等が挙げられる。保持糸１１３は、図２に示すように、耐火テープ１１２（耐火層）の外周に直接巻き付けられている。具体的には、保持糸１１３は、耐火テープ１１２の外周にＳ撚り方向に周回するように螺旋状に巻き付けられたＳ巻き糸１１３ｓと、耐火テープ１１２の外周にＺ撚り方向に周回するように螺旋状に巻き付けられたＺ巻き糸１１３ｚと、からなる。即ち、Ｓ巻き糸１１３ｓとＺ巻き糸と１１３ｚによるいわゆるクロスバインド方式で、保持糸１１３が耐火テープ１１２（耐火層）に巻き付けられている。

Ｓ巻き糸１１３ｓ及びＺ巻き糸１１３ｚの各々の数は、特に制限されないが、２本以上であることが好ましい。例えば、Ｓ巻き糸１１３ｓ及びＺ巻き糸１１３ｚの数として、生産効率等の観点から、２本、３本または４本が挙げられる。なお、本例では、Ｓ巻き糸１１３ｓとＺ巻き糸１１３ｚとが２本ずつ用いられている。Ｓ巻き糸１１３ｓとＺ巻き糸１１３ｚとは、異なる種類の糸であっても、同一の種類の糸であってもよい。

Ｓ巻き糸１１３ｓが１回転する際に進む長手方向の距離を「巻き付けピッチ長Ｐ２ｓ」と呼び、Ｚ巻き糸１１３ｚが１回転する際に進む長手方向の距離を「巻き付けピッチ長Ｐ２ｚ」と呼ぶ。巻き付けピッチ長Ｐ２ｓ，Ｐ２ｚは、耐火性及び屈曲性を考慮して、３〜８ｍｍに設定されることが好ましい。巻き付けピッチ長Ｐ２ｓと巻き付けピッチ長Ｐ２ｚとは等しいことが好ましい。また、巻き付けピッチ長Ｐ１は、例えば、巻き付けピッチ長Ｐ２ｓ，Ｐ２ｚの１〜２倍程度の長さに設定されることが好ましい。

再び図１を参照すると、介在物１３０は、例えば、ポリプロピレンから形成され得る。介在物１３０は、絶縁線心１１０の絶縁体層１１４を覆っている。介在物１３０には、粉末状の雲母（粉末状マイカ）を含有させてもよい。粉末状の雲母（粉末状マイカ）が含有する場合、介在物１３０は、例えば、雲母原鉱を粉砕した粉末状マイカをポリプロピレンに含有させた混合樹脂から形成され得る。

＜耐火性能＞
耐火ケーブル１００は、耐火層としての耐火テープ１１２の雲母層１１２ａにより、導体芯線１１１を覆っている。雲母層１１２ａに含まれる雲母（マイカ）は難燃性に優れるため、火災時の高温環境下においても、雲母層１１２ａが焼失するまでには相当の時間を要することになる。そのため、火災時に耐火ケーブル１００が火炎に曝されても、雲母層１１２ａが焼失するまでの間、導体芯線１１１が外部に露出することが防がれる。

以下、耐火ケーブル１００において、導体芯線１１１に重ね巻きされた耐火テープ１１２の外周に保持糸１１３を巻き付けることによる作用・効果を説明するための準備として、先ず、図３に示すように、導体芯線１１１に重ね巻きされた耐火テープ１１２の外周に保持糸が巻き付けられない場合について説明する。

図３に示すように、耐火テープ１１２の外周に保持糸が巻き付けられない場合、耐火ケーブルの製造時や配索時などにおいて耐火ケーブルが曲げられると、耐火テープ１１２のずれや撓み等に起因して、耐火テープ１１２の重複部分（重ね代Ａに対応する部分）において隙間Ｂが生じ得る。このような隙間Ｂが存在すると、隙間Ｂを通じて導体芯線１１１が外部に露出することで、耐火ケーブルの耐火性能が低下する虞がある。加えて、このような隙間Ｂが存在すると、隙間Ｂに導電性物質が入り込むことで、導体芯線１１１の絶縁性が低下する虞もある。

これに対し、耐火ケーブル１００においては、図４に示すように、耐火テープ１１２の外周に保持糸１１３が、耐火テープ１１２の重複部分（重ね代Ａに対応する部分）の外周部分の少なくとも一部に巻き付けられるように、巻き付けられている。したがって、耐火ケーブル１００が屈曲しても、耐火テープ１１２の重複部分（重ね代Ａに対応する部分）において、耐火テープ１１２のずれや撓み等に起因した隙間が生じ難い。この結果、係る隙間を通じて導体芯線１１１が外部に露出し難いので、耐火ケーブル１００の耐火性能が低下し難い。加えて、係る隙間に導電性物質が入り込み難いので、導体芯線１１１の絶縁性が低下し難い。

なお、火災時の高温環境下において耐火テープ１１２の樹脂層１１２ｂが焼失しても、雲母層１１２ａが導体芯線１１１上に残存（露出）し得る。この場合、雲母層１１２ａ自体がある程度の形状維持性を有するため、雲母層１１２ａに外力（例えば、外部からの異物の接触、及び、導体芯線１１１の曲げ等）が及ばない限り、雲母層１１２ａは導体芯線１１１に張り付いた状態を維持できる。即ち、樹脂層１１２ｂが消失しても、雲母層１１２ａが存在する分だけ耐火ケーブル１００の耐火性能が維持される。

以上に説明したように、耐火ケーブル１００では、導体芯線１１１の外周に形成された耐火テープ１１２からなる耐火層の外周に、耐火性を有する保持糸１１３が巻き付けられている。したがって、耐火ケーブル１００が屈曲しても、耐火テープ１１２の重複部分（図４の重ね代Ａを参照）において、耐火テープ１１２のずれや撓み等に起因した隙間が生じ難い。この結果、係る隙間を通じて導体芯線が外部に露出し難いので、耐火ケーブルの耐火性能が低下し難い。加えて、係る隙間に導電性物質が入り込み難いので、導体芯線の絶縁性が低下し難い。

更に、保持糸１１３自体が耐火性を有する材料で構成されている。したがって、耐火性を有しない保持糸が採用される場合と比べて、火災時に、保持糸１１３による上述した隙間の発生抑制効果をより長い時間に亘って発揮させることができるので、この点においても耐火ケーブル１００の耐火性能を高めることができる。

更に、保持糸１１３が、Ｓ巻き糸１１３ｓとＺ巻き糸１１３ｚとによるいわゆるクロスバインド方式で耐火層に巻き付けられている。したがって、Ｓ巻き糸１１３ｓのみ、及び、Ｚ巻き糸１１３ｚのみで保持糸が耐火層に巻き付けられる場合と比べて、耐火ケーブル１００の屈曲時において、耐火テープ１１２の重複部分に隙間がより一層発生し難くなる。

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することができる。即ち、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。

例えば、上記実施形態では、耐火テープ１１２は、雲母層１１２ａと、樹脂層１１２ｂと、の２層で構成されている（図１（ｂ）を参照）。しかし、本発明の耐火ケーブルは、図５に示すように、耐火テープ１１２が、雲母層１１２ａを一対の樹脂層１１２ｂで挟むように積層された３層で構成され得る。

更に、上記実施形態では、耐火テープ１１２の雲母層１１２ａ（耐火層）において、耐熱材料として雲母（マイカ）が用いられている。しかし、本発明の耐火ケーブルは、耐火材料として他の材料（例えば、アルミナ粉）を用いるように構成され得る。

更に、上記実施形態では、保持糸１１３が、Ｓ巻き糸１１３ｓとＺ巻き糸１１３ｚとによるいわゆるクロスバインド方式で耐火層に巻き付けられている。しかし、本発明の耐火ケーブルは、Ｓ巻き糸１１３ｓのみ、及び、Ｚ巻き糸１１３ｚのみで保持糸１１３が耐火層に巻き付けられるように構成され得る。

更に、上記実施形態では、耐火テープ１１２が導体芯線１１１の周りに螺旋状に巻き付けられている（図２を参照）。しかし、本発明の耐火ケーブルは、図６に示すように、耐火テープ１１２が導体芯線１１１の外周を覆うように導体芯線１１１の長手方向に沿って設けられるように構成され得る。加えて、本発明の耐火ケーブルは、図２に示すように螺旋状に巻き付けられ耐火テープと、図６に示すように長手方向に沿って設けられた耐火テープと、の双方を備えてもよい。

ここで、上述した本発明に係る耐火ケーブルの実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（３）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
一又は複数の絶縁線心（１１０）を備えた耐火ケーブル（１００）であって、
前記絶縁線心（１１０）は、
導体芯線（１１１）と、樹脂層（１１２ｂ）及び耐火材層（１１２ａ）が積層された耐火テープ（１１２）が前記導体芯線（１１１）の外周を覆うように該耐火テープ（１１２）の縁部を重複させながら螺旋状に巻き付けられた耐火層（図２の１１２）及び前記耐火テープ（１１２）が前記導体芯線（１１１）の外周を覆うように前記導体芯線（１１１）の長手方向に沿って設けられた耐火層（図６の１１２）の少なくとも一方と、前記耐火層（１１２）の外周に巻き付けられた耐火性の保持糸（１１３）と、を有する、
耐火ケーブル。
（２）
上記（１）に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記保持糸（１１３）が、
前記耐火テープ（１１２）の外周にＳ撚り方向に周回するように巻き付けられたＳ巻き糸（１１３ｓ）と、前記耐火テープ（１１２）の外周にＺ撚り方向に周回するように巻き付けられたＺ巻き糸（１１３ｚ）と、を含む、
耐火ケーブル。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記耐火材層（１１２ａ）が、薄層の雲母から構成されている、
耐火ケーブル。

１００耐火ケーブル
１１０絶縁線心
１１１導体芯線
１１２耐火テープ、耐火層
１１２ａ雲母層（耐火材層）
１１２ｂ樹脂層
１１３保持糸
１１３ｓＳ巻き糸
１１３ｚＺ巻き糸
１２０シース
１３０介在物

Claims

一又は複数の絶縁線心を備えた耐火ケーブルであって、
前記絶縁線心は、
導体芯線と、樹脂層及び耐火材層が積層された耐火テープが前記導体芯線の外周を覆うように前記耐火テープの縁部を重複させながら螺旋状に巻き付けられた耐火層及び前記耐火テープが前記導体芯線の外周を覆うように前記導体芯線の長手方向に沿って設けられた耐火層の少なくとも一方と、前記耐火層の外周に巻き付けられた耐火性の保持糸と、を有し、
前記耐火材層が、鱗片状の雲母そのものから構成され、
前記樹脂層が、粉末状の雲母を含有しており、
前記粉末状の雲母の大きさが、前記鱗片状の雲母の大きさより小さい、
耐火ケーブル。
請求項１に記載の耐火ケーブルにおいて、
前記保持糸が、
前記耐火テープの外周にＳ撚り方向に周回するように巻き付けられたＳ巻き糸と、前記耐火テープの外周にＺ撚り方向に周回するように巻き付けられたＺ巻き糸と、を含む、
耐火ケーブル。