JP7186526B2

JP7186526B2 - キャップ及び接続方法

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Publication number: JP7186526B2
Application number: JP2018126991A
Authority: JP
Inventors: 俊秀望月
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2038-07-03
Also published as: JP2020010438A

Description

本開示の一側面は、キャップ及び接続方法に関する。

特許文献１には、耐火電線の端末接続部収納キャップが記載されている。端末接続部収納キャップは、軟質マイカによって形成された有底円筒状のキャップ本体を備え、キャップ本体の内側には、耐火電線の端末接続部を構成する圧着スリーブ等の接続端子が挿入及び収納される収納部が設けられる。収納部には、円筒部と、円筒部の内周面から円筒部の径方向内側に突出する係止部とを備えたストッパー部材が内装されている。ストッパー部材の係止部は、径方向内側に突出する複数の突出片を有する。各突出片は、厚さが０．１ｍｍ以上且つ０．２ｍｍ以下のステンレス鋼板によって構成されている。また、各突出片は円筒部の軸線に直交する面に対して傾斜しており、当該面に対する各突出片の傾斜角度は５度以上且つ２０度以下とされている。

前述した端末接続部収納キャップには、複数の耐火電線の端末に装着された接続端子が挿入される。接続端子は、キャップ本体の開口から収納部に挿入され、複数の突出片を押し上げてキャップ本体の奥に挿入される。各突出片は弾性を有するため押圧されて奥側に傾き、複数の突出片の間に形成された隙間を接続端子が奥側に移動する。また、キャップ本体の奥に挿入された接続端子は、引っ張られると、突出片が押圧されて開口側に傾き、複数の突出片の間に形成された隙間を接続端子が開口側に移動する。このように開口側に移動した接続端子がキャップ本体から引き抜かれる。

特開２０１１－１９８４９７号公報

前述したように、端末接続部収納キャップは、有底円筒状のキャップ本体と、径方向内側に突出する複数の突出片を有するストッパー部材とを備える。このように、端末接続部収納キャップは複数の部品を備えるため、小型化が困難であると共にキャップの製造性の点で改善の余地がある。また、キャップの装着時に接続端子で複数の突出片をキャップの奥側に押圧して傾ける必要があると共に、キャップからの引き抜き時に接続端子で複数の突出片をキャップの開口側に押圧して傾ける必要があるため、キャップへの装着の作業性の点でも改善の余地がある。

本開示の一形態に係るキャップは、複数のケーブルのそれぞれから延びる心線の導体同士を接続する接続子を覆って保護する有底筒状のキャップであって、弾性材料によって形成されており、複数の心線が導入される導入部と、接続子が挿入されると共に、挿入された接続子を保持する保持部と、導入部及び保持部の間に位置する遷移部と、を備え、キャップの軸線に交差する方向に切断した保持部の内部空間の断面積は、交差する方向に切断した導入部の内部空間の断面積よりも小さい。

この形態のキャップは、複数の心線の導体同士を接続する接続子を覆って保護する有底筒状のキャップが弾性材料によって形成されている。従って、接続子を覆って保護するキャップが弾性材料によって形成されるので、キャップの弾性によって接続子を確実に保持することができる。この形態のキャップは一部品で形成することが可能であるため、小型化を実現させることができると共にキャップの製造を容易に行うことができる。また、キャップは、複数の心線が導入される導入部と、挿入された接続子を保持する保持部とを備え、保持部の内部空間の断面積は導入部の内部空間の断面積よりも小さい。接続子の大きさに対して適切な寸法のキャップを選定した場合、内部空間の断面積が小さい保持部に接続子を挿入すると、保持部が接続子を締め付けて保持するので、接続子を強固に保持することができると共にキャップからの接続子の抜けを防止することができる。また、導入部の内部空間の断面積が広いことにより、複数本の心線を導入部に導入しやすくすることができる。接続子の大きさに対して適切な寸法のキャップを選定した場合、複数の心線を導入部に導入しつつ、接続子を保持部の内部空間に押し込むことによって接続子を強固に保持することができるので、複数の心線のキャップへの装着を容易に行うことができる。その結果、複数の心線のキャップへの装着作業の作業性を高めることができる。

別の形態に係るキャップは、耐火性を有する材料によって形成されていてもよい。

別の形態に係るキャップにおいて、遷移部は、キャップを締め付ける締め付け部材が巻き付けられる巻き付け部を有してもよい。

別の形態に係るキャップは、巻き付け部の保持部側に設けられて遷移部において拡径するリブを有してもよい。

別の形態に係るキャップにおいて、遷移部の内周面は、保持部に向かうに従って縮径するテーパ状とされていてもよい。

別の形態に係るキャップにおいて、当該交差する方向に切断した保持部の断面形状は円形状とされていてもよい。

別の形態に係るキャップにおいて、当該交差する方向に切断した保持部の断面形状は楕円形状とされていてもよい。

本開示の一形態に係る接続方法は、少なくとも導体及び絶縁体層を有する複数の心線を接続する接続方法であって、絶縁体層を剥いで導体を露出させる工程と、露出した複数の導体を接続子を介して接続する工程と、弾性材料によって形成された有底筒状のキャップの導入部に複数の心線を導入すると共に、キャップの保持部に接続子を挿入することにより、キャップで接続子を覆う工程と、導入部及び保持部の間に位置する遷移部の外周に位置する巻き付け部に締め付け部材を巻き付ける工程と、を備える。

この形態の接続方法は、複数の心線の導体同士を接続する接続子を弾性材料によって形成された有底筒状のキャップが覆って保護する。このキャップは、一部品で形成することが可能であるため、小型化を実現させることができると共にキャップの製造を容易に行うことができる。接続子を覆って保護するキャップが弾性材料によって形成されているので、キャップの弾性によって接続子を確実に保護することができる。また、キャップの導入部に複数の心線を導入すると共に、キャップの保持部に接続子を挿入することによって接続子を保持する。更に、導入部と保持部の間の遷移部の外周に位置する巻き付け部に締め付け部材を巻き付ける。従って、キャップの保持部で接続子を保持した状態で保持部の根元側に位置する遷移部の外周の巻き付け部に締め付け部材を巻き付けることにより、キャップの保持部の根元側を強固に締め付けることができる。その結果、保持部からの接続子の抜けを防止することができる。また、複数の心線を導入部に導入すると共に接続子を保持部の内部空間に押し込み、遷移部の外周に締め付け部材を巻き付けて接続子を保護することができるので、複数の心線のキャップへの装着を容易に行うことができる。従って、複数の心線のキャップへの装着作業の作業性を高めることができる。

本開示によれば、小型化を実現させると共に、製造性、及び装着の作業性を高めることができる。

ケーブルの心線の接続構造を例示する斜視図である。図１の接続構造における各心線の接続状態の例を模式的に示す図である。図２のケーブルの断面図である。（ａ），（ｂ）は、第１実施形態に係るキャップの例を示す斜視図である。第１実施形態に係るキャップの縦断面図である。締め付け部材が巻き付けられた図５のキャップを示す縦断面図である。第１実施形態に係る接続方法の手順の例を示す図である。図７の手順の続きを示す図である。図８の手順の続きを示す図である。図９の手順の続きを示す図であって接続子及びキャップを示す側面図である。図１０の手順の続きを示す側面図である。図１１の手順の続きを示す側面図である。接続子を保持するキャップの断面図である。第２実施形態に係るキャップが接続子を保持する様子を示す断面図である。（ａ）は、実施例に係るキャップが設置された実験装置の例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の実験装置に設置された比較例に係る接続構造を示す図である。図１５の実験装置で実験した結果を示すグラフである。

以下では、図面を参照しながら本開示に係るキャップ及び接続方法の実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法等は図面に記載のものに限定されない。

キャップ及び接続方法は、例えば、複数のケーブルのそれぞれから延びる心線同士を接続するためのものである。本明細書において、「キャップ」は、ある部材を覆って保護する部品及び部分を示している。「ケーブル」は、心線と、心線を覆うシースとを備える電線を示しており、耐火ケーブル、及び耐火ケーブル以外のケーブルを含んでいる。「心線」は、少なくとも導体及び絶縁体層を含む電線を示しており、導体、耐火層及び絶縁体層を有する耐火電線を含む。「弾性」とは外力を受けたときに変形する共に外力を解除したときに元の形状に復帰する性質を示しており、力が加えられることにより自在に変形する性質を含んでいる。「弾性材料」とは高い弾性を有する材料を示している。

キャップの「導入部」とは、キャップに入り込む入口を含む部分を示しており、キャップの開口側の部分を含んでいる。キャップの「保持部」とは、接続子を保持する部分を示しており、キャップの奥側の部分を含んでいる。キャップの「遷移部」とは、導入部及び保持部を互いに接続する部分を示している。「耐火性」とは、例えば、「接続部耐火試験方法（小型加熱炉）」（ＪＣＳ７５０５：２０１４）に規定する耐火試験を経ても絶縁性能を発揮する性質を示している。「耐火性を有する材料」とは、火災時でも絶縁性能を保ち、一定時間の通電を可能とする特性を有する材料を示している。「締め付け部材」とは、あるものを締め付ける部品及び部分を示しており、「巻き付け部」は、締め付け部材が巻き付けられる部分を含む部分である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るキャップ１によって複数の心線１０同士が接続された接続構造Ｓを示す斜視図である。図２は、接続構造Ｓにおける複数の心線１０の接続状態を模式的に示す図である。図１及び図２に示されるように、接続構造Ｓは、ジョイントボックスＢの内部において複数の心線１０同士を接続する構造を示している。ジョイントボックスＢは、底部Ｂ１と、底部Ｂ１の外縁から立設する側部Ｂ２とを備える。ジョイントボックスＢは、例えば、ＪＩＳＣ８３４０：１９９９（電線管用金属製ボックス及びボックスカバー）において規格されているボックスである。なお、図１等に示すジョイントボックスＢにおけるケーブル１５が挿入されない未使用の貫通孔Ｂ３は、蓋等によって閉鎖されてもよい。

ジョイントボックスＢの側部Ｂ２の開口側端部（上端）には、ジョイントボックスＢを塞ぐ蓋をねじ止めするためのねじ止め片Ｂ４が設けられる。なお、図２ではねじ止め片Ｂ４の図示を省略している。また、側部Ｂ２には、複数の心線１０を有するケーブル１５を挿通可能な貫通孔Ｂ３が形成されている。ジョイントボックスＢ（底部Ｂ１）の形状は、例えば四角形状（一例として正方形状）であるが、円形状等、他の形状であってもよい。接続構造Ｓは、ジョイントボックスＢの内部において複数のケーブル１５を互いに接続する。例えば、各ケーブル１５は耐火ケーブルである。

図３は、ケーブル１５の例を示す断面図である。図３に示されるように、ケーブル１５の断面形状は例えば円形状である。ケーブル１５は、例えば、複数の心線１０と、複数の心線１０を被覆するシース１４（ケーブルシース）とを備える。心線１０の本数は、例えば、４本であるが適宜変更可能である。各心線１０は、導体１１と、導体１１を被覆する耐火層１２と、耐火層１２を被覆する絶縁体層１３とを備える。

図２に示されるように、複数の心線１０はキャップ１の内部において松葉接続される。「松葉接続」とは、互いに略同一の方向に沿って延びる複数の心線の端部間が接続子１６等で接続された構造を示している。また、キャップ１の内部において各心線１０の端部は導体１１が剥き出しにされている。すなわち、キャップ１の内部では、心線１０の端部から、導体１１が露出するように絶縁体層１３及び耐火層１２が剥ぎ取られている。なお、本実施形態では導体１１の断面積が３．５ｍｍ^２であって耐火ケーブルであるケーブル１５の３本の心線１０を松葉接続する例について説明するが、導体の断面積、及び心線の本数は上記の値に限定されない。

このように、本実施形態では、導体１１を露出させると共に耐火層１２を露出させないで接続を行うことが可能である。耐火層１２は、例えば、マイカによって構成された耐火層であってもよい。この場合、耐火層１２は、雲母を含んでおり、電気絶縁性及び耐熱性に優れた層とされている。絶縁体層１３は、例えば、架橋ポリエチレンによって構成されている。但し、耐火層１２及び絶縁体層１３の材料は適宜変更可能である。

接続構造Ｓは、本実施形態に係る複数のキャップ１と、複数のケーブル１５のそれぞれから延び出す心線１０の導体１１同士を互いに接続する筒状の接続子１６とを備える。キャップ１には、複数の心線１０が挿入されると共に接続子１６がキャップ１の内部に押し込まれて接続子１６が保持される。接続子１６は、例えば、複数の導体１１をかしめて接続するスリーブである。一例として、接続子１６は、リングスリーブ又はＰ型スリーブである。接続子１６は、例えば、複数本の導体１１を互いに寄せた状態でかしめて接続する。この場合、複数の導体１１の端部をかしめて接続する接続子１６の断面形状は、複数の導体１１を囲む扁平な環状とされる（図１３等参照）。

次に、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５及び図６を参照しながら複数の心線１０が挿入されると共に接続子１６を保持するキャップ１について詳細に説明する。キャップ１は、弾性材料によって形成されており、例えば、シリコーンゴムによって形成されている。また、キャップ１は、耐火性を有する材料によって形成された耐火キャップであり、例えば、耐火のゴム材料によって形成されていてもよい。

キャップ１は、着火すると絶縁性を有すると共に硬くなって焼結し火を通さなくする材料で形成されていてもよい。なお、シリコーンゴムは、燃焼時及び燃焼後のいずれにおいても電気伝導性が高い物質の発生が少ない材料である。よって、キャップ１がシリコーンゴムによって形成されている場合、耐火性がより高いキャップ１とすることができるので、耐火性能及び絶縁性能が高いキャップ１とすることができる。

一例として、キャップ１のショアＡ硬度は、６０以上且つ８０以下、又は７０以上且つ８０以下であり、キャップ１の伸び率は１１０％以上且つ４００％以下、又は１１０％以上且つ２００％以下であり、キャップ１の引張強度は３．０ＭＰａ以上且つ９．０ＭＰａ以下である。また、キャップ１の発煙性（Ｄｓ値）は３０未満であり、キャップ１の酸素指数は４０以上且つ６０以下である。キャップ１は、一例として、金型成形、又はキャップ１の軸線Ｌが延びる方向に押し出し成形されることによって製造される。但し、キャップ１の製造の方法は適宜変更可能である。

キャップ１は、有底筒状を呈しており、接続子１６を被覆可能な形状とされている。キャップ１は、複数の心線１０が導入される開口２ａを有する導入部２と、押し込まれた接続子１６を保持する保持部３と、導入部２及び保持部３の間に位置する遷移部４とを備える。導入部２、遷移部４及び保持部３は、この順でキャップ１の軸線Ｌに沿って並んでおり、保持部３は遷移部４よりも開口２ａから離れた位置に設けられる。すなわち、保持部３がキャップ１の最も奥に設けられ、導入部２がキャップ１の最も手前（開口２ａに近い箇所）に設けられ、遷移部４は導入部２と保持部３の間に位置する。

有底筒状とされたキャップ１の内部空間Ｋは、複数の心線１０及び接続子１６が挿入される空間である。軸線Ｌに交差（例えば直交）する方向に切断した保持部３の内部空間Ｋの断面積は、軸線Ｌに交差する方向に切断した導入部２の内部空間Ｋの断面積よりも小さい。例えば、導入部２及び保持部３は共に円筒状とされており、導入部２の内部空間Ｋはキャップ１の大径部１ａを構成し、保持部３の内部空間Ｋはキャップ１の小径部１ｂを構成する。また、軸線Ｌに交差する方向に切断した遷移部４の内部空間Ｋの断面積は、導入部２から保持部３に向かうに従って徐々に小さくなる。

導入部２の内部空間Ｋの径Ｄ１は、軸線Ｌが延びる方向に沿って一定とされており、例えば、３本以上の心線１０をまとめて挿入可能な程度に大きい値とされている。本明細書において「径」とは、形状が円形状であるものにおいては当該ものの直径を示しており、形状が長円形状又は楕円形状であるものにおいては当該ものの長軸を示している。例えば、径Ｄ１は、８ｍｍ以上且つ３０ｍｍ以下であり、一例として約１２ｍｍである。また、導入部２の厚さＴ１は、１．５ｍｍ以上且つ２．５ｍｍ以下であり、一例として約２ｍｍである。なお、径Ｄ１及び厚さＴ１の値は、上記の例に限定されない。

保持部３は、例えば、接続子１６及び導体１１が対向する底部３ａと、接続子１６に当接して接続子１６を締め付ける円筒穴形状の内面３ｂとを有する有底円筒状とされている。保持部３の内部空間Ｋの径Ｄ２は、軸線Ｌが延びる方向に沿って一定とされている。接続子１６が押し込まれていない状態における保持部３の内部空間Ｋの径Ｄ２は、接続子１６の径よりも小さい。従って、保持部３の内部空間Ｋに接続子１６を押し込んだ後に接続子１６を保持部３の内部で強固に保持することが可能である。例えば、径Ｄ２は、３ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下であり、一例として約５ｍｍである。保持部３の厚さＴ２は、１．５ｍｍ以上且つ２．５ｍｍ以下であり、一例として約２ｍｍである。なお、径Ｄ２及び厚さＴ２の値は、上記の例に限定されない。

遷移部４は、段付き円筒状を呈する。遷移部４の内周面４ｄは、導入部２から保持部３に向かうに従って徐々に縮径している。例えば、内周面４ｄは、後述する締め付け部材１７が巻き付けられていない状態において、平坦状とされたテーパ面とされている。遷移部４は、導入部２から連続する連続部４ａと、連続部４ａの保持部３側に位置すると共に後述する締め付け部材１７が巻き付けられる巻き付け部４ｂと、巻き付け部４ｂの保持部３側において拡径するリブ４ｃとを備える。

遷移部４の厚さは、連続部４ａから巻き付け部４ｂに向かうに従って徐々に厚くなると共に、巻き付け部４ｂにおいて薄くなる。そして、遷移部４の厚さは、巻き付け部４ｂからリブ４ｃに向かうに従って徐々に厚くなると共に、リブ４ｃの保持部３側の端部において最も厚くなる。また、巻き付け部４ｂの外径Ｄ３は、連続部４ａの外径Ｄ４よりも小さく、連続部４ａの外径Ｄ４は、例えば導入部２の外径と同一である。例えば、外径Ｄ３は１１ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下（一例として約１３ｍｍ）であり、外径Ｄ４は１３ｍｍ以上且つ３５ｍｍ以下（一例として約１６ｍｍ）である。なお、外径Ｄ３及び外径Ｄ４の値は、上記の例に限定されない。

巻き付け部４ｂには、締め付け部材１７が巻き付けられる。締め付け部材１７は、例えば、結束バンドであり、遷移部４を変形させてキャップ１を強固に締め付けることが可能である。リブ４ｃは巻き付け部４ｂの保持部３側において拡径された部位であり、例えば、環状の凸部とされている。リブ４ｃの外径は、例えば、連続部４ａの外径Ｄ４と同程度である。巻き付け部４ｂは、巻き付け部４ｂよりも径が大きい連続部４ａとリブ４ｃとの間に設けられる。従って、巻き付け部４ｂに巻き付けられた締め付け部材１７の軸線Ｌが延びる方向への位置ずれ及び脱落を抑制することが可能である。

次に、キャップ１を用いてケーブル１５を接続する接続方法について説明する。以下では、図７に示されるように、複数本（一例として３本）のケーブル１５をジョイントボックスＢの内部において互いに接続し接続構造Ｓを施工する接続方法について説明するが、ケーブル１５の本数及び心線１０の本数は適宜変更可能である。まず、図７に示されるように、複数のケーブル１５のそれぞれの端部を貫通孔Ｂ３からジョイントボックスＢの内部に挿入する。

図８に示されるように、複数のケーブル１５の端部のそれぞれからシース１４を剥いで複数本の心線１０を所定の長さだけ露出させる。シース１４は、一例として１００ｍｍ以上剥ぎ取るが、剥ぎ取るシース１４の長さはジョイントボックスＢの大きさに応じて適宜変更される。次に、各心線１０に対し、導体１１が露出するように絶縁体層１３及び耐火層１２を剥ぐ端末処理を行う（導体を露出させる工程）。露出させる導体１１の長さは、例えば１０ｍｍ程度であるが適宜変更可能である。本実施形態では、導体１１同士を接続すればよいため、耐火層１２の露出を不要とすることができる。

そして、図９及び図１０に示されるように、複数の導体１１を互いに平行に延びるように寄せた後に、複数の導体１１を筒状の接続子１６の内部に挿入し、複数の導体１１を接続子１６でかしめて複数の導体１１を接続する（接続する工程）。このとき、複数の導体１１の先端１１ａを僅かに（例えば１ｍｍ以下）露出させると共に、複数の先端１１ａのバリ取りを行う。また、接続子１６と絶縁体層１３との間で露出する導体１１の長さＤ５を例えば、２ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下とする。

続いて、図１０及び図１１に示されるように、接続子１６及び複数の心線１０にキャップ１を被せて接続子１６を覆う（接続子を覆う工程）。具体的には、導入部２の開口２ａが接続子１６側を向くようにキャップ１を配置した後に、開口２ａからキャップ１の内部に接続子１６を導入し、接続子１６を保持部３の内部空間Ｋに押し込むと共に複数の心線１０を開口２ａに導入する。

図６に示されるように、保持部３の内部空間Ｋを接続子１６によって押し広げて接続子１６を内部空間Ｋに押し込んで接続子１６から露出する導体１１の先端１１ａを保持部３の底部３ａに対向させる。この状態で接続子１６は保持部３の内面３ｂが当接されて強く締め付けられる。また、保持部３の軸線Ｌの端部（先端）を指で押すことによって、保持部３に接続子１６が挿入されたことを確認してもよい。

そして、図６及び図１２に示されるように、巻き付け部４ｂに締め付け部材１７を縛り付け、遷移部４を変形させて遷移部４を介して接続子１６の根元側を強く締め付ける（締め付け部材を巻き付ける工程）。例えば、締め付け部材１７で遷移部４を締め上げて遷移部４を変形させると共に遷移部４の外周に締め付け部材１７を固定し、締め付け部材１７の余長を切断して接続構造Ｓを施工する。以上の工程を各心線１０に対して行い、全ての心線１０にキャップ１を装着した後には、キャップ１をジョイントボックスＢの内部に収容し、ジョイントボックスＢのねじ止め片Ｂ４に蓋を締め付けてジョイントボックスＢを塞いで一連の施工を完了する。

次に、本実施形態に係るキャップ１及び接続方法の作用効果について詳細に説明する。

本実施形態に係るキャップ１は、複数の心線１０の導体１１同士を接続する接続子１６を覆って保護する有底筒状のキャップ１が弾性材料によって形成されている。接続子１６を覆って保護するキャップ１が弾性材料によって形成されるので、キャップ１の弾性によって接続子１６を確実に保持することができる。また、キャップ１は、一部品で形成されているため、小型化を実現させることができると共にキャップ１の製造を容易に行うことができる。

また、キャップ１は、複数の心線１０が導入される導入部２と、挿入された接続子１６を保持する保持部３とを備え、軸線Ｌに交差する方向に切断した保持部３の内部空間Ｋの断面積は、当該方向に切断した導入部２の内部空間Ｋの断面積よりも小さい。内部空間Ｋの断面積が小さい保持部３に接続子１６を挿入すると、保持部３が接続子１６を締め付けて保持するので、接続子１６を強固に保持することができると共にキャップ１からの接続子１６の抜けを防止することができる。

また、導入部２の内部空間Ｋの断面積が広いことにより、複数本の心線１０を導入部２に導入しやすくすることができる。複数の心線１０を導入部２に導入しつつ、接続子１６を保持部３の内部空間Ｋに押し込むことによって接続子１６を強固に保持することができるので、複数の心線１０のキャップ１への装着を容易に行うことができる。従って、複数の心線１０のキャップ１への装着作業の作業性を高めることができる。

ところで、従来はキャップ１に代えて、マイカテープ及び絶縁テープを接続子に巻き付けて接続子を保持することが一般的であった。マイカテープは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化カリウム及び粘着剤から構成されている。例えば、従来の耐火ケーブルの接続方法は、耐火ケーブルの製品規格であるＪＣＳ４５０６：２０１３に記載されており、ＪＣＳ４５０６付属書Ｂの低圧耐火ケーブル接続部標準工法によると、マイカテープを半分重ねながら５層巻きするように指定されている。

しかしながら、マイカテープは、柔軟性及び粘着性が低いので、巻き付けが困難であると共に扱いづらい。よって、マイカテープを巻き付ける場合には、巻き付けの品質が作業者の熟練度に依存して変動すると共に綺麗に巻くことが困難である。更に、本実施形態のようにジョイントボックスの内部で接続作業を行う場合には、ジョイントボックスの中の各心線に対してマイカテープを５層巻きしなければならない。従って、巻き付けの作業に多大な時間を要するため、作業性がよくないという問題があった。

これに対し、本実施形態では、接続子１６をキャップ１で覆って締め付け部材１７でキャップ１を締め付けることによって作業を完了できるので、作業時間を大幅に削減できる効果が得られる。また、キャップ１は、耐火性を有する材料によって形成されている。従って、マイカテープを用いなくても耐火性能を確保することができる。

また、遷移部４は、キャップ１を締め付ける締め付け部材１７が巻き付けられる巻き付け部４ｂを有する。従って、キャップ１における保持部３の根元側に位置する遷移部４の外周に巻き付け部４ｂを備えることにより、巻き付け部４ｂに締め付け部材１７を巻き付けて接続子１６をより強固に保持することができる。よって、遷移部４の外周に巻き付けられた締め付け部材１７によって保持部３の根元側を強固に締め付けることができるので、保持部３からの接続子１６の抜けをより確実に抑制することができる。

また、キャップ１は、巻き付け部４ｂの保持部３側に設けられて遷移部４において拡径するリブ４ｃを有する。よって、キャップ１における巻き付け部４ｂの先端側（保持部３側）にリブ４ｃが設けられるので、巻き付け部４ｂに巻き付けられた締め付け部材１７がキャップ１の先端側に抜けることを防止することができる。リブ４ｃが設けられることによって締め付け部材１７を外れにくくすることができるので、接続子１６を更に強固に保持することができる。

また、遷移部４の内周面４ｄは、保持部３に向かうに従って縮径するテーパ状とされている。よって、遷移部４の内周面４ｄが導入部２から保持部３に向かうに従って徐々に縮径しているので、導入部２への複数の心線１０の導入、及び保持部３への接続子１６の押し込みを行うことによって、複数の心線１０へのキャップ１への装着を一層容易に行うことができる。

また、キャップ１は、弾性材料によって形成されており、遷移部４は締め付けられたときに変形する。内周面４ｄがテーパ状とされていることにより、導入部２側の内部空間Ｋを広く確保しつつ接続子１６の根元側の部分に対する内周面４ｄの接触面積を広くして接続子１６の根元側の部分を強力に締め付けることができる。従って、複数の心線１０に対する締め付け力を高めることができる。また、内周面４ｄがテーパ状とされていることにより、キャップ１の内面の形状を簡易にすることができるので、キャップ１を容易に製造することができる。

また、図１３に示されるように、軸線Ｌに交差する方向に切断した保持部３の断面形状は円形状とされている。よって、複数の導体１１を接続する接続子１６の断面形状が扁平な楕円形状であるのに対し、接続子１６を締め付ける保持部３の断面形状が円形状とされている。その結果、接続子１６の断面の長軸が通る部分１６ａに保持部３が強く当接することによって接続子１６を更に強力に締め付けることができる。従って、保持部３からの接続子１６の抜けを一層確実に防止することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るキャップ３１について図１４を参照しながら説明する。第２実施形態に係るキャップ３１は、前述した保持部３とは形状が異なる保持部３３を備える点で第１実施形態と相違する。以降の説明では、第１実施形態と重複する説明を適宜省略する。保持部３３は、保持部３と同様、接続子１６を締め付けて保持する部位であるが、保持部３３の断面形状は楕円形状とされている。

保持部３３は、保持部３３の長軸が通る一対の部分３３ａが接続子１６の長軸が通る部分１６ａに当接することによって接続子１６を締め付ける。このように、第２実施形態に係るキャップ３１において、軸線Ｌに交差する方向に切断した保持部３３の断面形状は楕円形状とされている。従って、保持部３３の断面形状を扁平な楕円形状である接続子１６に沿った形状とすることができる。

以上、本開示に係るキャップ及び接続方法について説明したが、本開示は前述した各実施形態に限定されるものではない。本開示は、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。すなわち、キャップの各部の形状、大きさ及び材料、並びに、接続方法の各工程の内容及び順序は適宜変更可能である。例えば、前述したように、キャップの保持部の断面形状は、円形状であってもよいし、楕円形状であってもよく、更に、四角形状又は六角形状を含む多角形状等であってもよく、適宜変更可能である。キャップの導入部の断面形状、及びキャップの遷移部の断面形状についても、円形状に限られず、適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、内周面４ｄが平坦状とされたテーパ面を有する遷移部４について説明した。しかしながら、遷移部の内周面の形状は、例えば、曲面状又は段付き状とされていてもよく、適宜変更可能である。導入部の内周面の形状、及び保持部の内周面の形状についても同様である。

また、前述の実施形態では、連続部４ａの外径Ｄ４が導入部２の外径と等しく、巻き付け部４ｂの外径Ｄ３が連続部４ａの外径Ｄ４よりも小さい、すなわち、巻き付け部４ｂの外径Ｄ３が導入部２の外径よりも小さい例について説明した。しかしながら、各部の外径は適宜変更可能であって、例えば、連続部４ａの外径Ｄ４が導入部２の外径より大きく、連続部４ａがリブ状となっていてもよく、また、導入部２の外径は巻き付け部４ｂの外径Ｄ３と同一であってもよい。

また、前述の実施形態では、結束バンドである締め付け部材１７について説明したが、締め付け部材としては、結束バンド以外のものを用いることも可能である。例えば、結束バンドに代えて、針金をキャップに巻き付けて締め付けを行ってもよい。但し、締め付け部材が結束バンドである場合には、ニッパー等で結束バンドを切断することによってキャップを複数の心線１０から容易に外すことができる。

（実施例）
続いて、本開示に係るキャップ及び接続方法の実施例について説明する。本開示は、以下の実施例に限定されない。実施例では、ケーブルの接続作業の作業性を確認する試験、キャップの強度を確認する引き抜き試験、耐火試験及び電気試験を行った。作業性を確認する試験では、図１５（ａ）に示される実施例に係る接続構造Ｓ、及び図１５（ｂ）に示される比較例に係る接続構造Ｃ、のそれぞれの施工にかかる時間を測定した。実施例に係る接続構造Ｓ、及び比較例に係る接続構造Ｃは、以下の手順によって作製した。

（実施例に係る接続構造Ｓ）
ケーブルとしてはＥＭ－ＦＰ（低圧耐火ケーブル）３心、且つ断面積が３．５ｍｍ^２のケーブル（富士電線株式会社製）を用いて、シースを１００ｍｍ剥ぎ取って心線を露出させた。そして、心線の絶縁体層及び耐火層を１０ｍｍ剥ぎ取って導体を露出させ、露出させた導体に接続子１６としてＰスリーブをかしめて圧着接続した。その後、当該Ｐスリーブを保持部３に押し込んで耐火キャップであるキャップ１を装着し、結束バンドである締め付け部材１７で遷移部４を締め付けて固定して接続構造Ｓを作製した。

（比較例に係る接続構造Ｃ）
ケーブルとしてはＥＭ－ＦＰ（低圧耐火ケーブル）３心、且つ断面積が３．５ｍｍ^２のケーブル（富士電線株式会社製）を用いて、シースを１００ｍｍ剥ぎ取って心線を露出させた。心線の絶縁体層をスリーブ長さ＋２０ｍｍ剥ぎ取って耐火層を１５ｍｍ露出するように剥ぎ取って心線を露出させた。そして、露出させた導体にＰスリーブをかしめて圧着接続した。その後、圧着接続部分にマイカテープ（株式会社フジクラ製耐火マイカ粘着テープ）を半分ずつ重ねながら５回巻き付けて導体の先端部を覆った後に、マイカテープ上に絶縁テープＺとして黒色粘着性ポリエチレン絶縁テープ（ＪＣＡＡＤ００４適合品）を半分ずつ重ねながら２回巻き付けて接続構造Ｃを作製した。

以上の実施例に係る接続構造Ｓ、及び比較例に係る接続構造Ｃの施工に要した作業時間の結果を表１に示す。

表１に示されるように、比較例の接続構造Ｃの施工作業に要した時間が２６分であったのに対し、実施例の接続構造Ｓの施工作業に要した時間は１６分であった。以上のように、キャップ１を備える実施例の接続構造Ｓでは、比較例よりも、施工にかかる時間が４０％程度削減され、作業性の大幅な向上が見られた。

（引き抜き試験）
引き抜き試験では、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示される実験装置Ｆを用いた。図１５（ａ）は、耐火キャップであるキャップ１を用いた実施例に係る接続構造Ｓを実験装置Ｆに設置した状態を示す図である。図１５（ｂ）は、従来のマイカテープ及び絶縁テープＺを用いた比較例に係る接続構造Ｃを実験装置Ｆに設置した状態を示す図である。実験装置Ｆは心線１０を通す貫通孔Ｆ１が形成された板状部材Ｆ２を備え、貫通孔Ｆ１の直径は１０ｍｍである。

実施例に係る接続構造Ｓにおいては、板状部材Ｆ２から見て一方側（図１５（ａ）では下側）にキャップ１を配置すると共に板状部材Ｆ２から見て他方側に心線１０を引っ張り上げて、心線１０からキャップ１が離脱したときの引き抜き強度（単位：Ｎ）を測定した。比較例に係る接続構造Ｃにおいても同様に、板状部材Ｆ２から見て一方側に絶縁テープＺを配置すると共に板状部材Ｆ２から見て他方側に心線１０を引っ張り上げて、心線１０から絶縁テープＺが離脱したときの引き抜き強度（単位：Ｎ）を測定した。実施例及び比較例における引き抜き強度の測定結果を図１６に示す。

図１６に示されるように、比較例に係る接続構造Ｃでは引き抜き強度が３５Ｎ程度であったのに対し、実施例に係る接続構造Ｓでは引き抜き強度が１００Ｎ程度であった。このように、キャップ１を備えた接続構造Ｓの引き抜き強度は、絶縁テープＺが巻き付けられた接続構造Ｃの引き抜き強度の３倍程度であり、絶縁テープＺと比較してキャップ１は相当外れにくいことを確認できた。

（耐火試験）
耐火試験は、接続部耐火試験方法が定められているＪＣＳ７５０５規格に基づいて行った。すなわち、この耐火試験では、実施例に係るキャップ１付きのケーブルに対して６００Ｖの電圧を印加し、ＪＩＳＡ１３０４：２０１７（建築構造部分の耐火試験方法）に定められた温度曲線に準ずる燃焼試験を行った。具体的には、ＦＰ４Ｃであって導体断面積が１．２５ｍｍ^２であるケーブルに対して６００Ｖの電圧を印加し、ケーブルを８４０℃で３０分間加熱した。この耐火試験の結果を以下の表２に示す。

表２では、燃焼前後における絶縁抵抗及び絶縁耐力を測定し、絶縁耐力においては、燃焼前に１５００Ｖ１分、燃焼後に６００Ｖ３０分、その後１５００Ｖ１分の電圧に耐えられるか否かについて確認した。その結果、実施例に係るキャップ１付きの接続構造Ｓでは、燃焼後において１５００Ｖ１分の電圧に耐えられることが分かると共に、燃焼前後において規格値を超える絶縁抵抗及び絶縁耐力が得られることを確認できた。なお、接続構造Ｓの絶縁破壊が生じる絶縁破壊電圧は２８００Ｖであった。

（電気試験）
電気試験では、商用周波耐電圧試験、通電温度上昇試験及び商用周波耐電圧試験を、この順で行った。以下の表３に示されるように、１回目の商用周波耐電圧試験では、３．５ｋＶ１０分の電圧を実施例に係るキャップ１付きのケーブルに印加した。通電温度上昇試験では、通電に伴う１０５℃への昇温と常温への降温とを３回３時間かけて繰り返した。また、２回目の商用周波耐電圧試験では、１．０ｋＶ１０分の電圧を１回目と同様に印加した。

表３に示されるように、実施例に係るキャップ１付きの接続構造Ｓでは、３．５ｋＶ１０分の商用周波耐電圧試験、通電温度上昇試験、及び１．０ｋＶ１０分の商用周波耐電圧試験に耐えることができ、高い絶縁性能を発揮できることが分かった。

１，３１…キャップ、１ａ…大径部、１ｂ…小径部、２…導入部、２ａ…開口、３，３３…保持部、３ａ…底部、３ｂ…内面、４…遷移部、４ａ…連続部、４ｂ…巻き付け部、４ｃ…リブ、４ｄ…内周面、１０…心線、１１…導体、１１ａ…先端、１２…耐火層、１３…絶縁体層、１４…シース、１５…ケーブル、１６…接続子、１６ａ…長軸、１７…締め付け部材、３３ａ…長軸部分、Ｂ…ジョイントボックス、Ｂ１…底部、Ｂ２…側部、Ｂ３…貫通孔、Ｂ４…ねじ止め片、Ｄ１，Ｄ２…径、Ｄ３，Ｄ４…外径、Ｆ…実験装置、Ｆ１…貫通孔、Ｆ２…板状部材、Ｋ…内部空間、Ｌ…軸線、Ｓ…接続構造。

Claims

複数のケーブルのそれぞれから延びる心線の導体同士を接続する接続子を覆って保護する有底筒状のキャップであって、
弾性材料によって形成されており、
複数の前記心線が導入される導入部と、
前記接続子が挿入されると共に、挿入された前記接続子を保持する保持部と、
前記導入部及び前記保持部の間に位置する遷移部と、
を備え、
前記キャップの軸線に交差する方向に切断した前記保持部の内部空間の断面積は、前記交差する方向に切断した前記導入部の内部空間の断面積よりも小さく、
前記遷移部は、前記キャップを締め付ける締め付け部材が巻き付けられる巻き付け部を有する、
キャップ。
耐火性を有する材料によって形成された、
請求項１に記載のキャップ。
前記巻き付け部の前記保持部側に設けられて前記遷移部において拡径するリブを有する、
請求項１又は２に記載のキャップ。
前記遷移部の内周面は、前記保持部に向かうに従って縮径するテーパ状とされている、
請求項１～３のいずれか一項に記載のキャップ。
前記交差する方向に切断した前記保持部の断面形状は円形状とされている、
請求項１～４のいずれか一項に記載のキャップ。
前記交差する方向に切断した前記保持部の断面形状は楕円形状とされている、
請求項１～４のいずれか一項に記載のキャップ。
少なくとも導体及び絶縁体層を有する複数の心線を接続する接続方法であって、
前記絶縁体層を剥いで前記導体を露出させる工程と、
露出した複数の前記導体を接続子を介して接続する工程と、
弾性材料によって形成された有底筒状のキャップの導入部に前記複数の心線を導入すると共に、前記キャップの保持部に前記接続子を挿入することにより、前記キャップで前記接続子を覆う工程と、
前記導入部及び前記保持部の間に位置する遷移部の外周に位置する巻き付け部に締め付け部材を巻き付ける工程と、
を備える接続方法。