特開 2024-73095 電線接続金具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073095

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】電線接続金具

(51)【国際特許分類】

   H02G 15/18 20060101AFI20240522BHJP

   H02G 1/14 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

H02G15/18

H02G1/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184108

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000148276

【氏名又は名称】株式会社浅羽製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100198797

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 裕

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 公一朗

(72)【発明者】

【氏名】横堀 茂幸

【テーマコード（参考）】

5G355

5G375

【Ｆターム（参考）】

5G355BA14

5G355CA06

5G355CA09

5G375AA01

5G375CA02

5G375CA13

5G375DB35

5G375EA17

(57)【要約】      （修正有）

【課題】太径電線を接続する際の電線の位置決め、電線の差し込み深さの調整等が容易となり、経年使用による電気抵抗値の増加を防ぎ、接続した電線の温度上昇が抑えられ安全性が確保される電線接続金具を提供する。
【解決手段】電線接続金具は、円筒形状の本体中央部２に、センターストッパー座金３、コイルスプリング４、コイルスプリング座金５及びコレット６を、開口部２ａから挿入して組み付けた後、円筒形状の本体端部７を、雌ねじ部２ｅと雄ねじ部７ｅを螺合させて本体中央部に着脱自在に取り付けてなる。本体中央部は、両端の開口部を連通する接続孔２ｂ、接続孔の中間位置のセンターストッパー部２ｃ、外周面から内周面に貫通する水抜き孔２ｄ及び開口部付近の内周面の雌ねじ部２ｅを有する。本体端部は、電線挿通入口７ａ、電線挿通出口７ｂ、突出部７ｄ、電線挿通入口と電線挿通出口とを連通する挿通孔７ｃ及び突出部の外周面の雄ねじ部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

両端に開口部を有し、前記開口部を連通する接続孔を有し、前記接続孔の中間位置にセンターストッパー部が設けられ、前記開口部付近の内周面に雌ねじ部が形成される円筒形状の本体中央部と、
前記センターストッパー部に当接するリング状のセンターストッパー座金と、
前記センターストッパー座金に当接するコイルスプリングと、
前記コイルスプリングに当接するリング状のコイルスプリング座金と、
前記コイルスプリング座金に当接するコレットと、
突出部を有し、電線挿通入口及び電線挿通出口を有し、前記電線挿通入口及び電線挿通出口を連通する挿通孔を有し、前記突出部の外周面に雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部と前記雌ねじ部を螺合させて前記本体中央部に着脱自在に取り付けられる略円筒形状の本体端部と、から構成され、
前記本体中央部に前記本体端部を取り付けた形状が円筒形状であること、
を特徴とする電線接続金具。

【請求項2】

前記コレットの外周面はテーパー状に構成されていること、
前記挿通孔は前記電線挿通入口に向かって内径が小さくなるテーパーが形成されており、このテーパーの角度は前記コレットの外周面のテーパーの角度と略同一であること、
を特徴とする請求項１に記載の電線接続金具。

【請求項3】

前記本体中央部は、その外周面から内周面に貫通する水抜き孔を有し、前記水抜き孔は周方向に等間隔で複数形成されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載の電線接続金具。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電線接続金具を用いた電線装着方法であって、
一対の電線の電線端部を前記本体端部の前記挿通孔から前記センターストッパー座金に向かってそれぞれ挿入する工程と、
前記一対の電線の電線端部が前記センターストップ座金に接触したことを確認する工程と、
前記一対の電線の電線端部を挿入方向と逆方向へそれぞれ引っ張る工程と、
前記コレットの内周面に形成された歯部に前記一対の電線の表面が食い込み前記コレットに把持されたことを確認する工程と、
からなる電線装着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電線長を調整する場合に使用され、太径電線にも対応可能な電線接続金具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、駅などの改良工事や土木建築工事などによる柱移設（支障移転工事）に伴い電線長を調整する必要がある場合、また接触傷や摩耗により電線を部分的に交換する場合等には、直線スリーブを使用して電線の接続を行っている。
しかし、直線スリーブを使用して電線の接続を行う場合、約６０キログラムの油圧機と約２０キログラムの油圧圧縮ヘッドを軌陸車の作業台に載せ、作業者は作業台上でこれら圧縮装置を用いて両端から電線を挿入した直線スリーブを１本当たり１０回ほど圧縮し変形させ電線と直線スリーブを一体化させることで直線スリーブを介して電線を接続するが、直線スリーブの圧縮作業時間だけでも２０～３０分程度かかるため、作業の効率化や作業時間の短縮が求められている。
また、この圧縮作業を正確かつ効率的に行う能力には個人差があるため、作業者の熟練が必要となる。

【0003】

特許文献１には、鋼心アルミ撚線の接続端部の内層アルミ素線の除去により露呈された鋼心線の両接手端部を突き合わせ状態で受け入れて圧縮変形により前記接手端部に一体化される鋼スリーブと、接続される鋼心アルミ撚線の前記接続端部全体を覆った状態で圧縮変形される口径の大きなアルミスリーブとを備え、前記鋼スリーブは前記除去される前記内層アルミ素線の全体外径に略等しい外径をもち、外層アルミ素線の接続端部は、前記鋼スリーブの圧縮変形後に鋼スリーブの外周面に沿った状態に保たれる圧縮型直線スリーブが開示されているが、圧縮工具を用いて鋼スリーブとアルミスリーブを圧縮する工程が含まれるため、上述した問題と同様の問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－１２１８５号公報

【特許文献2】特開平５－３１９１４９号公報

【特許文献3】特開２０１６－１４６２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、従来の圧縮接続工法に代わる簡便かつ迅速な電線の接続工法を実現するための電線接続金具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、電線接続金具において、両端に開口部を有し、前記開口部を連通する接続孔を有し、前記接続孔の中間位置にセンターストッパー部が設けられ、前記開口部付近の内周面に雌ねじ部が形成される円筒形状の本体中央部と、前記センターストッパー部に当接するリング状のセンターストッパー座金と、前記センターストッパー座金に当接するコイルスプリングと、前記コイルスプリングに当接するリング状のコイルスプリング座金と、前記コイルスプリング座金に当接するコレットと、突出部を有し、電線挿通入口及び電線挿通出口を有し、前記電線挿通入口及び電線挿通出口を連通する挿通孔を有し、前記突出部の外周面に雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部と前記雌ねじ部を螺合させて前記本体中央部に着脱自在に取り付けられる略円筒形状の本体端部と、から構成され、前記本体中央部に前記本体端部を取り付けた形状が円筒形状であることを特徴とするものである。

【0007】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電線接続金具であって、前記コレットの外周面はテーパー状に構成されていること、前記挿通孔は前記電線挿通入口に向かって内径が小さくなるテーパーが形成されており、このテーパーの角度は前記コレットの外周面のテーパーの角度と略同一であることを特徴とするものである。

【0008】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電線接続金具であって、前記本体中央部は、その外周面から内周面に貫通する水抜き孔を有し、前記水抜き孔は周方向に等間隔で複数形成されていることを特徴とするものである。

【0009】

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電線接続金具を用いた電線装着方法であって、一対の電線の電線端部を前記本体端部の前記挿通孔から前記センターストッパー座金に向かってそれぞれ挿入する工程と、前記一対の電線の電線端部が前記センターストップ座金に接触したことを確認する工程と、前記一対の電線の電線端部を挿入方向と逆方向へそれぞれ引っ張る工程と、前記コレットの内周面に形成された歯部に前記一対の電線の表面が食い込み前記コレットに把持されたことを確認する工程と、からなることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、一対の電線を両端の電線挿通入口から挿入した後、センターストッパー部の方向へ押し込むだけで電線が電線接続金具内でロックされ電線を接続することができるため、大掛かりな圧縮装置や作業熟練度を必要とせず好適かつ迅速に電線の接続工事を行うことができる。
具体的には、従来の直線スリーブを圧縮する電線接続工事では、圧縮装置の操作を行う作業者が１人、電線の調整を行いながら直線スリーブを圧縮する作業者が２人の合計３人の作業者が必要であり、直線スリーブ１本当たりの圧縮作業時間だけでも２０～３０分程度かかっていたのに対し、本発明に係る電線接続金具を用いた電線接続工事では、電線の調整を行いながら本発明に電線を差し込む作業者が２人いれば足り、その作業時間も電線接続金具１本当たり５～１０分で済む。
この場合、特許文献１とは異なりセンターストッパー部が設けられていることで、特に重量のある太径電線を接続する際の電線の位置決め、例えば電線の差し込み深さの調整等が容易となる。

【0011】

特許文献２に示されているような円錐形状（先細形状）で構成された電線接続金具は、高張力時においては本体が膨らみ変形しやすくなり、その結果電線との接触表面積が小さくなるため電気抵抗値が増加する要因となる。
これに対し、本発明は円筒形状に構成されており、円錐形状（先細形状）で構成された場合と比較して重量・表面積共に増大して強固なものとなり、高張力時においても本体の変形が抑えられるため、経年使用による電気抵抗値の増加を防ぐことができる。

【0012】

円筒形状で構成された本発明は、特許文献２に示されているような円錐形状（先細形状）で構成された電線接続金具と比較して本体の表面積が増大するため、放熱効果が高まり、接続した電線の温度上昇が抑えられ安全性が確保される。

【0013】

本発明に係るコレットの外周面のテーパーの角度と本体端部の挿通孔のテーパーの角度は略同一であり、電線接続金具本体の組立後にはコレットと本体端部が密着するため、これらが密着しない場合と比較して導電率が向上する。

【0014】

本発明は、従来品よりも大型化することで上述の強度向上や放熱効果向上の効果を奏すると共に、内部に納めるコレットも従来品よりも長く大型化しコレット内周面に形成され電線の表面に食い込む歯部の数を増加させることで、太径電線を接続する際や高張力時においても確実に電線を把持すること、またその状態を維持することが可能となる。

【0015】

また、本発明は水分付着による電線の腐食を考慮した水抜き孔を備えていることから、設置場所である屋外での経年使用に耐える構造となっている。
また、後述する電気抵抗値試験の結果に示されるように、電線接続金具本体１を用いて電線を接続した場合、電線のみの場合と比較して導電率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】組立前の電線接続金具の説明図である。

【図2】組立後の電線接続金具の内部構造を表わした説明図である。

【図3】電線接続金具を構成する各部品の説明図である。

【図4】組立後の電線接続金具の斜視図である。

【図5】（ａ）コレットに電線が挿通された状態を示す説明図である。（ｂ）コレットに電線が挿通された状態においてコレットの一部を可視化した説明図である。

【図6】電線接続金具に電線を挿入した状態を示す説明図である。

【図7】電気抵抗試験及び張力試験のために電線接続金具本体１を介して電線Ａ１、Ａ２を接続した状態を示す説明図である。

【図8】電線接続金具本体１を介して電線Ａ１、Ａ２を接続した状態の電気抵抗試験及び張力試験を示す写真

【発明を実施するための形態】

【実施例0017】

以下、図１～８を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

【0018】

図１は組立前の電線接続金具の説明図、図２は組立後の電線接続金具の内部構造を表わした説明図、図３は電線接続金具を構成する各部品の説明図、図４は組立後の電線接続金具の斜視図であって、符号の１は電線接続金具本体、２は両端に開口部２ａを有する円筒形状の本体中央部、２ｂは開口部２ａを連通する接続孔、２ｃは接続孔２ｂの中間位置に設けられたセンターストッパー部、２ｄは本体中央部２の周方向に等間隔で形成された４つの水抜き孔、２ｅは本体中央部２の内周部の両端に設けられ、後述する雄ねじ部７ｅと螺合するリング状の雌ねじ部である。
符号の３はセンターストッパー部２ｃと接するセンターストッパー座金、３ａはセンターストッパー座金の孔部、４はセンターストッパー座金３と接するコイルスプリング、５はコイルスプリング４と接するコイルスプリング座金、５ａはコイルスプリング座金の孔部、６は外周面にテーパー６ｃを有し、コイルスプリング座金と接する略円筒形状のコレット、６ａはコレット嵌挿孔である。
符号の７は電線挿通入口７ａ及び電線挿通出口７ｂを有する略円筒形状であってコレット６と接する本体端部、７ｃは電線挿通入口７ａ及び電線挿通出口７ｂを連通する挿通孔、７ｄは本体端部７の突出部、７ｅは突出部７ｄの外周部に設けられ、本体中央部２の雌ねじ部２ｅと螺合するリング状の雄ねじ部である。

【0019】

本体端部７の外径は本体中央部２の外径と同径であって、突出部７ｄの外径は本体中央部２の内径よりもわずかに小さいものとなっている。
挿通孔７ｃは電線挿通出口７ｂから電線挿通入口７ａに向かって内径が小さくなるようにテーパー７ｆが形成されており、テーパー７ｆの角度はコレット６のテーパー６ｃの角度と略同一である。

【0020】

本発明に係る電線接続金具本体１の組立工程は次の通りである。
先ず、中央部にセンターストッパー部２ｃを組み込んだ本体中央部２に対し、本体中央部２の両端に形成された開口部２ａからセンターストッパー座金３を挿入し、センターストッパー部２ｃと当接する位置まで押し込む。
次にコイルスプリング４を開口部２ａから挿入し、センターストッパー座金３と当接する位置まで押し込む。次にコイルスプリング座金５を開口部２ａから挿入し、コイルスプリング４と当接する位置まで押し込む。次にコレット６を開口部２ａから挿入し、コイルスプリング座金５と当接する位置まで押し込む。
次に本体端部７の突出部７ｄを開口部２ａから挿入し、コレット６と当接させながら突出部７ｄが本体中央部２内に全て挿入されるまで雄ねじ部２ｅと雄ねじ部７ｅを螺合させて本体端部７を本体中央部２に着脱自在に取り付け、電線接続金具本体１を組み立てる。

【0021】

電線接続金具本体１を用いた電線Ａ１、Ａ２の接続工程を図３～５を用いて説明する。

【0022】

本実施例において、本体中央部２、センターストッパー座金３、コイルスプリング座金５、本体端部７の材質は銅合金である。
センターストッパー部２ｃ及びコイルスプリング４の材質はステンレスである。
コレット６の材質はアルミ青銅及びステンレスである。

【0023】

また、センターストッパー部２ｃ、センターストッパー座金３、コイルスプリング４、コイルスプリング座金５、コレット６の外径は、本体中央部２の内径と略同径である。

【0024】

また、接続する電線Ａ１、Ａ２として２００ｍｍ２の硬銅より線を用いているが、これは一例であって限定されるものではない。
接続する電線を変更した場合には、変更した電線の径に対応するよう電線接続金具本体１を構成する開口部２ａや電線挿通入口７ａ等の径について適宜設定変更が可能なことは勿論である。

【0025】

先ず、一対の電線Ａ１、Ａ２の接続端部Ａ３、Ａ４（図示せず）を電線挿通入口７ａから挿入し、電線Ａ１、Ａ２を図６に示す矢印方向に押し込むと、接続端部Ａ３、Ａ４はコレット嵌挿孔６ａ、コイルスプリング座金５の孔部５ａ、コイルスプリング４の順に通過してセンターストッパー座金３に接触する。
接続端部Ａ３、Ａ４がセンターストッパー座金３に接触したことを確認した後、電線Ａ１、Ａ２を図６に示す矢印の逆方向に引っ張ると電線Ａ１、Ａ２はコレット６によってロックされ、一対の電線Ａ１、Ａ２は接続端部Ａ３、Ａ４がセンターストッパー座金３に接触した状態を保ったまま電線接続金具本体１に保持され、図６に示すように電線接続金具本体１を介して電線Ａ１、Ａ２が接続される。

【0026】

図５はコレット６の説明図であって、略円筒形状のコレット６の内周面には歯部６ｂが形成されており、上述した接続工程においては、図５の矢印方向に電線Ａ１、Ａ２が押し込まれる力に対してコイルスプリング４が反発して電線Ａ１、Ａ２を図５の矢印の逆方向に押し返す力が作用する際に、歯部６ｂが電線Ａ１、Ａ２の表面に食い込み電線Ａ１、Ａ２はコレット６に把持される。

【0027】

図７は電気抵抗試験及び張力試験のために電線接続金具本体１を介して電線Ａ１、Ａ２を接続した状態を示す説明図、図８は低抵抗測定器８及び引張試験機９を用いて電線接続金具本体１を介して電線Ａ１、Ａ２を接続した状態の電気抵抗試験及び張力試験を示す写真であって、電線接続金具本体１を介した場合の電気抵抗値Ｒ１及び電線のみ場合の電気抵抗値Ｒ２を測定した。

【0028】

表１は電気抵抗試験及び張力試験の結果を示す表であって、電線のみの場合の抵抗値は２７μΩ／ｃｍ（ＰＨ２００）、２４μΩ／ｃｍ（Ｃｕ３２５）、２０μΩ／ｃｍ（ＰＨ３５６）であったのに対し、電線接続金具本体１を介して電線Ａ１、Ａ２を接続した場合の電圧は７４μΩ／ｃｍ（ＰＨ２００）、８４μΩ／ｃｍ（Ｃｕ３２５）、９３μΩ／ｃｍ（ＰＨ３５６）であった。
この試験結果から、電線接続金具本体１を介した場合の電気抵抗値Ｒ１は、３種類（ＰＨ２００，Ｃｕ３２５，ＰＨ３５６）の電線全てにおいて電線のみの場合の電気抵抗値Ｒ２と比較して小さいものとなっており、電線接続金具本体１を介した状態では電線接続金具本体１を介しない状態と比較して導電率が向上することが確認できる。

【0029】

【表1】

【0030】

電線接続金具本体１は通常屋外に設置されるため、雨や雪の影響によって電線接続金具本体１内に水が入り込み、錆が付着する等の腐食によって電線の接続不良を引き起こすおそれがある。
本実施例においては、本体中央部２の周方向に等間隔で設けられた４つの水抜き孔２ｄが電線接続金具本体１内に入り込んだ水を電線接続金具本体１外へ逃がし、腐食を防ぐことが可能となる。
水抜き孔２ｄは、排水効率と強度を考慮して電線接続金具本体１に対してやや大きめの横長形状とし４つ形成されているが、これらの形状や数は限定されるものではない。

【符号の説明】

【0031】

１ 電線接続金具本体
２ 本体中央部
２ａ 開口部
２ｂ 接続孔
２ｃ センターストッパー部
２ｄ 水抜き孔
２ｅ 雌ねじ部
３ センターストッパー座金
３ａ センターストッパー座金の孔部
４ コイルスプリング
５ コイルスプリング座金
５ａ コイルスプリング座金の孔部
６ コレット
６ａ コレット嵌挿孔
６ｂ 歯部
６ｃ テーパー
７ 本体端部
７ａ 電線挿通入口
７ｂ 電線挿通出口
７ｃ 挿通孔
７ｄ 突出部
７ｅ 雄ねじ部
７ｆ テーパー
８ 低抵抗測定器
９ 引張試験機
Ａ１ 電線
Ａ２ 電線
Ａ３ 接続端部
Ａ４ 接続端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】