特許第6611654号(P6611654)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6611654
(24)【登録日】2019年11月8日
(45)【発行日】2019年11月27日
(54)【発明の名称】ケーブル接続装置及びケーブル接続部
(51)【国際特許分類】
   H02G 15/06 20060101AFI20191118BHJP
   H01R 4/48 20060101ALI20191118BHJP
   H01R 4/18 20060101ALI20191118BHJP
【FI】
   H02G15/06
   H01R4/48 B
   H01R4/18 A
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2016-68391(P2016-68391)
(22)【出願日】2016年3月30日
(65)【公開番号】特開2017-184458(P2017-184458A)
(43)【公開日】2017年10月5日
【審査請求日】2019年1月16日
(73)【特許権者】
【識別番号】306013120
【氏名又は名称】昭和電線ケーブルシステム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100105050
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲田 公一
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 康介
(72)【発明者】
【氏名】今西 晋
(72)【発明者】
【氏名】田渡 未沙
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 浩正
【審査官】 久保 正典
(56)【参考文献】
【文献】 特開平10−126946(JP,A)
【文献】 特開2000−245050(JP,A)
【文献】 特開2000−224748(JP,A)
【文献】 特開2011−103768(JP,A)
【文献】 特開平09−247839(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02G 15/06
H01R 4/18
H01R 4/48
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーブル導体の先端部に取り付けられるケーブル接続装置であって、
前記ケーブル導体に圧縮接続され、先端部外周に第1の接触子が嵌着されてなる第1の通電部を有する、内側プラグと、
前記内側プラグが挿入される大径部と、前記大径部から先端方向に延びるように前記大径部に連設された小径部とを有し、前記小径部外周に第2の接触子が嵌着されてなる第2の通電部を有する、外側プラグと、
を具備し、
前記内側プラグは、前記外側プラグの小径部より後端側で固定されている、
ケーブル接続装置。
【請求項2】
前記内側プラグの先端部中心にねじ孔を有し、
前記外側プラグの前記小径部の中心に貫通孔を有し、
先端部に雄ねじ構造を有する引き留め部材が前記貫通孔を介して前記ねじ孔に固定されることにより、前記内側プラグと前記外側プラグとが固定されている、
請求項1に記載のケーブル接続装置。
【請求項3】
前記ケーブル導体は、アルミニウム導体である、
請求項1又は請求項2に記載のケーブル接続装置。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のケーブル接続装置を有するケーブル接続部であって、
中心に配置される内部導体と、内部導体の外周に設けられる絶縁筒と、を少なくとも備え、
前記内部導体は、ストレート部と、前記ストレート部の後端に連設する前記ストレート部よりも外径が大きい拡径部とを有し、
前記外側プラグの前記大径部は前記拡径部に配置され、前記外側プラグの前記小径部の少なくとも一部は前記ストレート部に入り込んで配置される、
ケーブル接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラグイン構造によりケーブル導体をプレハブ形のケーブル接続部に接続するケーブル接続装置及びこのケーブル接続装置を用いたケーブル接続部に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電力ケーブルの終端接続部においては、ケーブル導体の先端部にケーブル接続装置(接続端子と言ってもよい)が取り付けられ、このケーブル接続装置を介して、内部導体(導体引出棒)とケーブル導体が電気的に接続される。また、ケーブル接続装置の外周面にばね状の接触子(マルチラムバンド)を配置して、プラグイン構造によってケーブル導体と内部導体とを接続するようにした終端接続部もある(例えば特許文献1)。
【0003】
図1は、プラグイン構造によってケーブル導体と内部導体とを接続するようにした終端接続部(図1では気中終端接続部)1の構成例を示す部分断面図である。図2は、終端接続部1へのプラグ接続構造を示す拡大図である。
【0004】
図1に示すように、終端接続部1は、ケーブル端末部1Aと、ケーブル端末部1Aが装着されるポリマー套管1Bと、を備える。以下において、図中、上側を先端側、下側を後端側と称する。
【0005】
ポリマー套管1Bは、中心に配置される棒状の内部導体13(導体引出棒)、内部導体13の外周に設けられる絶縁筒14、絶縁筒14の外周に設けられるポリマー被覆体15、絶縁筒14と一体的に形成される遮へい金具16、下部金具17、及び底部金具19等を備える。内部導体13、絶縁筒14、ポリマー被覆体15、及び遮へい金具16は、例えばモールド成型により一体的に形成される。
【0006】
内部導体13は、例えば銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等からなる通電に適した導電性材料で構成される。内部導体13の先端部131は、架空線や引き込み線(図示略)などに接続される。内部導体13は、ストレート部133と、ストレート部133の後端に連設して形成されたストレート部133よりも外径が大きい拡径部132とを有し、拡径部132は、ケーブル導体111に圧縮接続されたプラグ121に電気的に接続される。
【0007】
絶縁筒14は、機械的強度の高い硬質プラスチック樹脂材料(例えばエポキシ樹脂やFRP(Fiber Reinforced Plastics)など)で構成される。絶縁筒14の後端部141の受容口にケーブル端末部1Aが装着される。
【0008】
ポリマー被覆体15は、電気絶縁性能に優れる材料(例えばシリコーンポリマーなどの高分子材料)で構成される。ポリマー被覆体15の外周面には、複数の傘状の襞部が長手方向に離間して形成される。
【0009】
遮へい金具16は、内部導体13と同心状に埋設される円筒部と、円筒部の後端から径方向外側に延出するフランジ部を有する。円筒部は電界緩和機能を有し、ポリマー套管1Bの電界を緩和する。
【0010】
下部金具17は、先端部にフランジ部(以下「先端フランジ部」と称する)を有する円筒形状を有し、絶縁筒14の後端部141の外周に配置される。下部金具17の先端フランジ部を遮へい金具16のフランジ部の後端面にボルト止め(図示略)することにより、下部金具17は遮へい金具16に固定される。
【0011】
底部金具19は、下部金具17の先端フランジ部の外周に設けられ、遮へい金具16のフランジ部の外周縁部の後端面にボルト止め(図示略)される。底部金具19の後端面に支持碍子18がボルト止めで固定されることにより、ポリマー套管1Bは支持碍子18を介して架台Rに固定される。
【0012】
ケーブル端末部1Aは、ケーブル11と、ケーブル11の先端部に取付けられる接続部品12と、を有する。接続部品12には、プラグ121、ストレスコーン122、圧縮装置(図示略)、保護金具123、及び防食層124等が含まれる。
【0013】
ケーブル11は、ゴム又はプラスチックで絶縁された電力ケーブル(例えばCVケーブル)である。ケーブル11は、内側から順に、ケーブル導体111、内部半導電層(図示略)、ケーブル絶縁体112、外部半導電層(図示略)、ケーブル遮蔽層(図示略)、及びケーブルシース113等を有する。ケーブル端末部1Aにおいては、ケーブル11の先端部から所定長で段剥ぎすることにより各層が露出される。
【0014】
ケーブル導体111には、導電性のプラグ121が圧縮により接続される。ケーブル絶縁体112からケーブル外部半導電層(図示略)の先端側にわたる外周には、絶縁ゴム層とベルマウス形状の半導電ゴム層とが一体に形成されたストレスコーン122が装着される。ストレスコーン122の後端側には、ストレスコーン122を押圧するための圧縮装置(図示略)が配設され、圧縮装置の後端側には保護金具123が装着され、保護金具123の後端部には、防水のための防食層124が形成される。
【0015】
ここで、終端接続部1へのプラグ121の取り付けは、図2に示したように、内部導体13の拡径部132に、プラグ121の外形に沿った形状のプラグ挿入孔132aを形成し、このプラグ挿入孔132aにプラグ121を挿入することで行う。プラグ121にはケーブル導体111が圧縮接続される。また、プラグ121の外周にはマルチラムバンド121aが嵌着されており、これにより、プラグ121が内部導体13の拡径部132の挿入孔132aに挿入されると、ケーブル導体111と内部導体13とがプラグ121及びマルチラムバンド121aを介して電気的に接続される。なお、説明の便宜上、図2及び後述する図3図5においてはポリマー被覆体15を省略し、主絶縁部と導体接続部分の構成を中心に説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】特開平10−126946号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
ところで、ケーブル導体111として、アルミニウム導体を用いた場合には、銅導体を用いた場合よりも、プラグ121内での軸方向の圧縮長を長くする必要がある。これは、アルミニウムは銅よりも接触抵抗が大きくなるので、アルミニウム導体を用いた場合には、プラグ内での接触面積を銅を用いた場合よりも大きくする必要があるためである。ここで、「アルミニウム導体」とは、純アルミニウム製である場合だけでなく、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金製である場合を含む。
【0018】
このように軸方向の圧縮長を長くするためには、プラグの長さを長くする必要がある。すると、内部導体13とプラグの相対位置が変わるため、遮へい金具16等の接地電位側の位置が変わらなければ、当該相対位置が変わることに伴って、発生する電界も変わる。従来、これに対処するために、内部導体13の形状を設計変更しなければならない問題があった。
【0019】
図3を用いて、このことについて説明する。図中の点線は、銅導体を用いた場合における、プラグの先端位置、及び、内部導体13のストレート部133から拡径部132へと繋がる肩部位置を示す。図2と比較すれば分かるように、アルミニウム導体用のプラグ221は、銅導体用のプラグ121(図2)と比較して、軸方向の長さが長い。よって、アルミニウム導体用プラグ221を挿入するプラグ挿入孔232aは、先端方向に深く掘り込まれる。このプラグ挿入孔232aにプラグ221を挿入すると、図中の符号L1で示すように、プラグ221の先端側周縁部と図中点線で示されている内部導体13の肩部との距離が小さくなり、この箇所において内部導体13の厚さが薄くなる。ここで、プラグ221は、側面部に設けられたマルチラムバンド221aを介して内部導体13と通電するようになっているので、符号L1の位置の内部導体13が肉薄になるとその位置の電流密度が非常に大きくなってしまい当該部分で異常発熱を起こす可能性があるため好ましくない。よって、内部導体13の拡径部132を先端方向に延長するような設計変更(拡径部132の軸方向の長さを長くする設計変更)を行うことによって、プラグ221が挿入されるプラグ挿入孔232aの先端側周縁部と内部導体13の肩部との距離が狭くなり内部導体の通電箇所が肉薄となることを回避する対策が取られる。
【0020】
しかしながら、プラグ221の圧縮長の変更に応じて内部導体13の形状を大きく設計変更することは煩雑であり、さらに内部導体13の形状を大きく変更すると、他の部分の形状が変わらなければ、それに伴って発生する電界も変わるので、主絶縁部(遮へい金具16や絶縁筒14)の形状なども変更しなければならなくなるおそれもある。その場合、図1の終端接続部1は気中終端接続部なので、絶縁筒14製作用の金型、ポリマー被覆体15製作用の金型なども変更しなければならなくなり煩雑であり、コスト面でも好ましくない。例えば、内部導体の拡径部232を先端方向に延長するように内部導体13の形状を変更すると、主絶縁部の絶縁設計が変わってしまうので、具体的には、接地電位である遮へい金具16と内部導体13との距離が短くなるので、その部分に電界が集中してしまい、ケーブル終端接続部として所要の電気特性が得られないおそれがある。この結果、遮へい金具16や絶縁筒14の形状なども変更しなければならなくなる可能性が出てくる。
【0021】
なお、図2図3においては、ケーブル導体111に圧縮するプラグ121、221をマルチラムバンド121a、221aを介して直接内部導体13に接続する構造のプラグについて説明しているが、ケーブル導体111に圧縮する内側のプラグAと、プラグAの外側に配置され内部導体13に接続するプラグBの従来の二重プラグ構造であっても同様の問題が生じる。
【0022】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、内部導体の設計を大きく変更することなく、プラグの圧縮長の変更に対応できるケーブル接続装置及びケーブル接続部を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0023】
本発明のケーブル接続装置の一つの態様は、
ケーブル導体の先端部に取り付けられるケーブル接続装置であって、
前記ケーブル導体に圧縮接続され、先端部外周に第1の接触子が嵌着されてなる第1の通電部を有する、内側プラグと、
前記内側プラグが挿入される大径部と、前記大径部から先端方向に延びるように前記大径部に連設された小径部とを有し、前記小径部外周に第2の接触子が嵌着されてなる第2の通電部を有する、外側プラグと、
具備し、
前記内側プラグは、前記外側プラグの小径部より後端側で固定されている。
【0024】
本発明のケーブル接続部の一つの態様は、
前記ケーブル接続装置を有するケーブル接続部であって、
中心に配置される内部導体と、内部導体の外周に設けられる絶縁筒と、を少なくとも備え、
前記内部導体は、ストレート部と、前記ストレート部の後端に連設する前記ストレート部よりも外径が大きい拡径部とを有し、
前記外側プラグの前記大径部は前記拡径部に配置され、前記外側プラグの前記小径部の少なくとも一部は前記ストレート部に入り込んで配置される。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、外側プラグの小径部によって接続する内部導体との通電を行うので、内部導体の設計を大きく変更することなく、プラグの圧縮長の変更に対応できるケーブル接続装置及びこのケーブル接続装置を用いたケーブル接続部を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
図1】プラグイン構造によってケーブル導体と内部導体とを接続するようにした終端接続部の構成例を示す部分断面図
図2】終端接続部へのプラグ接続構造の主絶縁部を拡大して示す断面図
図3】プラグ長を長くした場合の、従来のプラグ接続構造の説明に供する主絶縁部の断面図
図4】実施の形態に係るケーブル接続装置、及び、終端接続部の主絶縁部の構成を示す断面図
図5】実施の形態のケーブル接続装置を用いた終端接続部の主絶縁部の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0028】
図2との対応部分に同一符号を付して示す図4は、本発明の実施の形態に係るケーブル接続装置300、及び、終端接続部1の主絶縁部の構成を示す断面図である。また、図5は、実施の形態のケーブル接続装置300を用いた終端接続部1の主絶縁部の構成を示す断面図である。
【0029】
ケーブル接続装置300は、内側プラグ310(「導体接続端子」とも呼ばれる)と、外側プラグ320(「アダプタ」とも呼ばれる)とから構成されている。
【0030】
内側プラグ310は、ケーブル導体400が挿入される挿入孔311を有する。内側プラグ310は、挿入孔311にケーブル導体400としてアルミニウム導体が挿入される。「アルミニウム導体」とは、純アルミニウム製である場合だけでなく、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金製である場合を含む。また、内側プラグ310は、先端部外周に、通電部として例えばマルチラムバンド(「マルチコンタクト」とも呼ばれる)からなる第1の接触子312が嵌着されている。また、内側プラグ310は、先端部中心にねじ孔313を有する。さらに、内側プラグ310は、外周面に環状の凹陥部314を有し、凹陥部314によってケーブル導体400に内側プラグ310を圧縮接続する際の内側プラグ310の伸びや変形を吸収するようになっている。凹陥部314は、第1の接触子312が嵌着される通電部と内側プラグ後端側の圧縮部との間に、通電部、圧縮部それぞれに連設するように設けられる。
【0031】
外側プラグ320は、内側プラグ310が挿入される大径部321と、大径部321から先端方向に延びるように大径部321に連設された小径部322とを有する。
【0032】
大径部321は、内側プラグ310が挿入される挿入孔323を有し、挿入孔323に内側プラグ310が挿入される。また、大径部321の後端の外周位置には、ばね部材を有するストッパ324が設けられており、ストッパ324が内部導体13の拡径部132に形成された係合溝132bに係合することにより、外側プラグ320の後端方向への移動が規制される。
【0033】
小径部322は、外周に、通電部として例えばマルチラムバンド(「マルチコンタクト」とも呼ばれる)からなる第2の接触子325が嵌着されている。また、小径部322は、中心に貫通孔326を有する。
【0034】
以上の構成において、ケーブル接続装置300を用いて終端接続部1を形成する際には、先ず、外側プラグ320に、予めケーブル導体400に圧縮接続され小径部322の外周に第1の接触子312(ここではマルチラムバンド)が嵌着された内側プラグ310を挿入し、その状態で外側プラグ320の小径部322の貫通孔326を介して例えば金属製のボルトなどからなる先端部外周に雄ねじ構造を有する引き留め部材330(図5)を差し込み、その先端を内側プラグ310のねじ孔313にねじ込む。これにより、外側プラグ320内に内側プラグ310を固定することができる。また、これにより、内側プラグ310は、外側プラグ320の小径部322より後端側で固定され、外側プラグ320の小径部322が、内側プラグ310よりも先端側で突出する構成となる。このとき、第1の接触子312が外側プラグ320の内周面に当接することにより、ケーブル導体400、内側プラグ310及び外側プラグ320が導通状態となる。
【0035】
次に、外側プラグ320と内側プラグ310とが一体化された状態において、外側プラグ320を内部導体13のプラグ挿入孔132aへと挿入する。その後、ストレスコーン122を絶縁筒14の所定位置に装着し、ストレスコーン122の後端側に、ストレスコーン122を押圧するための圧縮装置(図示略)を配設し、圧縮装置の後端側から保護金具123を装着して、ストレスコーン122を圧縮装置によって先端方向に押圧することにより、外側プラグ320のストッパ324が内部導体13の係合溝132bに係合し、外側プラグ320が内部導体13の所定位置に固定される。このとき、第2の接触子325が内部導体13に当接することにより、ケーブル導体400、内側プラグ310、外側プラグ320及び内部導体13が導通状態となる。更に、保護金具123の後端部に防水のための防食層124を形成することで終端接続部(ケーブル接続部)1の形成が完了する。
【0036】
ケーブル接続装置300を用いて終端接続部(ケーブル接続部)1の形成が完了した状態において、本実施の形態においては、図5の符号L1で示すように、外側プラグ320の先端側周縁部と内部導体13の肩部との距離が小さくなり、この箇所において内部導体13の厚さが薄くなる。しかしながら、本実施の形態の構成では、小径部322の外周で通電を行うようにしているので、符号L1の部分の内部導体13が肉薄となっても当該肉薄部分で発熱等の悪影響を及ぼさない。従って、本実施の形態の構成によれば、圧縮長を長くした軸方向に長いプラグ310、320を内部導体13の先端側に深く挿し込む場合でも、従来のように内部導体13の拡径部132を先端方向に延長するような設計変更を行わなくて済むようになる。
【0037】
本実施の形態の構成では、図5の符号L2で示した、外側プラグ320の小径部325に対応する位置の内部導体13の厚さが所定の厚さ(通電時に発熱等の悪影響を及ぼさない程度の厚さ)以上であればよい。ここで、小径部322の直径は、ケーブル導体400の径などにかかわらずに自由に設計できるので、内部導体13の直径を考慮して小径部322の直径を適宜設定すれば、小径部322に対応する位置の内部導体13の厚さを所定の厚さ以上にすることは容易である。
【0038】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ケーブル導体400に圧縮接続され、先端部外周に第1の接触子(例えばマルチラムバンド)312が嵌着されてなる第1の通電部を有するとともに先端部中心にねじ孔313を有する内側プラグ310と、内側プラグ310が挿入される大径部321と大径部321から先端方向に延びるように大径部321に連設された小径部322とを有し、小径部322の外周に第2の接触子(例えばマルチラムバンド)325が嵌着されてなる第2の通電部を有するとともに小径部322の中心に貫通孔326を有する、外側プラグと320と、を設けたことにより、内部導体13の設計を大きく変更することなく、プラグの圧縮長の変更に対応できるケーブル接続装置300を実現できる。
【0039】
また、内側プラグ310によってケーブル導体400との圧縮接続を行い、外側プラグ320によって内部導体13との接続を行う構成としたことにより、圧縮接続により内側プラグ310が変形しても、その影響が内部導体13との接続に及ばないようにすることができるので、接続の信頼性が向上する。
【0040】
また、小径部322を設け、この小径部322によって通電を行う構成としたことにより、ケーブル導体400の径が大きい場合でも、通電部分を確保できるようになる。
【0041】
因みに、従来の構成において、内部導体13の設計を大きく変更せずに、プラグの圧縮長の増加に対応する一つの方法として、プラグを内部導体の先端側に深く挿入しないことも考えられるが、このようにすると、装置全体が後端側に長くならざるを得ず、装置の大型化を招くこととなる。本実施の形態では、プラグを内部導体の先端側に深く挿入しているので、装置が大型化しない。
【0042】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【0043】
例えば、上述の実施の形態によるケーブル接続装置300は、ポリマー套管を使用した気中終端接続部以外にも、複合碍管や磁器製の碍管を用いた内部導体を有する気中終端接続部に接続することもできる。また、気中終端接続部ではなく、内部導体を有するエポキシブッシングを用いたガス中終端接続部や油中終端接続部に接続することもできる。さらには、プレハブジョイント(PJ)やY分岐ジョイント(YJ)等の中間接続部に接続することもできる。この場合、PJやYJのエポキシ本体に埋設された各ケーブル導体を導通させる電極が内部導体となる。要は、本発明によるケーブル接続装置は、ケーブル導体をプレハブ形(インナーコーンタイプ)のケーブル接続部に接続するケーブル接続装置として広く有用である。
【0044】
また、上述の実施の形態では、圧縮長を長くする必要があり、プラグ長が長くなる例として、ケーブル導体400がアルミニウム導体である場合について述べたが、ケーブル導体400はアルミニウム導体に限らない。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明は、ケーブル導体をプレハブ形のケーブル接続部に接続するケーブル接続装置に適用し得る。
【符号の説明】
【0046】
1 終端接続部(ケーブル接続部)
13 内部導体
16 遮へい金具
111、400 ケーブル導体
121、221 プラグ
121a、221a マルチラムバンド
312 第1の接触子(マルチラムバンド)
325 第2の接触子(マルチラムバンド)
132、232 拡径部
132a、232a プラグ挿入孔
132b 係合溝
133 ストレート部
300 ケーブル接続装置
310 内側プラグ
311 挿入孔
313 ねじ孔
314 凹陥部
320 外側プラグ
321 大径部
322 小径部
323 挿入孔
324 ストッパ
326 貫通孔
330 引き留め部材
図1
図2
図3
図4
図5