JP2022077590A - 電力ケーブル接続装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化が可能な電力ケーブル接続装置を提供する。【解決手段】電力ケーブル接続装置1は、内側に電力ケーブル10を挿入させる碍管21と、碍管21に固定されるとともに被取付部材100に取り付けられる環状のフランジ3と、軸方向Xの基端側X2から開口部30を覆うようフランジ3に固定されるカバー4と、を備える。フランジ3における軸方向Xの先端側X1の面である第1面31には、フランジ3を被取付部材100に取り付けるための締結部材61を収納する第1凹部311が形成されている。フランジ3における軸方向Xの基端側X2の面である第2面32には、第1凹部311よりも内周側の位置に、第2凹部322が形成されており、第2凹部322内にカバー4が配されている。【選択図】図1

Description

本発明は、電力ケーブル接続装置に関する。
特許文献1には、電力ケーブルを他の電線等と接続するための電力ケーブル接続装置が開示されている。特許文献1に記載の電力ケーブル接続装置は、電力ケーブルの一端を内部に挿入した碍管と、軸方向における碍管の一方側に配され、被取付部材に取り付けられる環状のフランジとを備える。フランジは、ボルトを用いて被取付部材に締結されている。
ここで、特許文献1に記載の電力ケーブル接続装置においては、フランジにおける碍管側の面に、前記ボルトを収容する凹部が形成されており、ボルトが凹部から突出しないように凹部内に収容されている。ボルトが凹部から突出した場合、ボルト周囲の電界強度が高くなり、ボルトを起点とした放電が生じやすいところ、特許文献1に記載の電力ケーブル接続装置は、凹部からボルトが突出しないようにすることによって前述のような放電の発生を抑制しようとしている。
また、電力ケーブル接続装置においては、特許文献2に記載されているように、環状のフランジにおける開口部を、フランジの碍管と反対側から覆うカバーが取り付けられる。
特開2012-23842号公報 特開2007-151310号公報
しかしながら、特許文献1に記載の電力ケーブル接続装置のように、ボルトを収容するための凹部をフランジに形成する場合、軸方向におけるフランジの厚みを大きくする必要がある。かかるフランジに特許文献2に記載されているようなカバーを取り付けた場合、特に工夫しなければ、カバーを含めた電力ケーブル接続装置の軸方向の寸法が大型化する。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能な電力ケーブル接続装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記の目的を達成するため、内側に電力ケーブルを挿入させる碍管と、前記碍管に固定されるとともに被取付部材に取り付けられる環状のフランジと、軸方向の一方側から前記フランジの開口部を覆うよう前記フランジに固定されるカバーと、を備え、前記フランジにおける軸方向の前記カバー側と反対側の面である第1面には、前記フランジを前記被取付部材に取り付けるための締結部材を収納する第1凹部が形成されており、前記フランジにおける軸方向の前記カバー側の面である第2面には、前記第1凹部よりも内周側の位置に、第2凹部が形成されており、前記第2凹部内にカバーが配されている、電力ケーブル接続装置を提供する。
本発明によれば、小型化が可能な電力ケーブル接続装置を提供することが可能となる。
第1の実施の形態における、電力ケーブル接続装置の断面図である。 図1のフランジ周辺を拡大した拡大断面図である。 第1の実施の形態における、電力ケーブル接続装置の背面図である。 第1の実施の形態における、フランジ単体の背面図である。 第1の実施の形態における、接地端子に接地線が接続された状態の電力ケーブル接続装置の背面図である。 第1の実施の形態における、電力ケーブル接続装置の取付構造を説明するための模式的な説明図である。 第2の実施の形態における、電力ケーブル接続装置の断面図である。 図7の、フランジ付近を拡大した拡大断面図である。 第3の実施の形態における、電力ケーブル接続装置の取付構造を説明するための模式的な説明図である。
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
(電力ケーブル接続装置1)
図1は、本形態における電力ケーブル接続装置1の断面図である。図2は、図1のフランジ3周辺を拡大した拡大断面図である。図3は、本形態における電力ケーブル接続装置1の背面図である。
図1に示すごとく、電力ケーブル接続装置1は、本体部2とフランジ3とカバー4と接続部5とを備える。本体部2は、段剥ぎされた電力ケーブル10と電力ケーブル10の周囲に配される部材との間の電気的絶縁性を確保する。フランジ3は、被取付部材100に固定される。被取付部材100には、取付穴100aが形成されている。電力ケーブル接続装置1は、カバー4を取付穴100aに挿入した状態においてフランジ3において被取付部材100にボルト締結される。カバー4は、フランジ3の中央に形成された開口部30を軸方向Xの本体部2と反対側から覆う。接続部5は、電力ケーブル10を電力ケーブル接続装置1の外部に接続するための部材である。以後、電力ケーブル10の中心軸Cが延在する方向を軸方向Xという。また、軸方向Xにおけるフランジ3の本体部2側を先端側X1といい、フランジ3のカバー4側を基端側X2という。
(本体部2)
本体部2は、碍管21、埋込導体22、ストッパー23、ストレスコーン24、加圧部25、及び埋込固定部材26を備える。碍管21は、例えばエポキシ樹脂を管状に形成してなる。特に、電力ケーブル接続装置1が鉄道車両(後述の図6の符号7参照)の屋根(図6の符号71参照)等の屋外に設置される場合は、碍管21を構成する樹脂として対候性に優れたエポキシ樹脂を用いることが好ましい。本形態において、碍管21は、後述のフランジ3よりも先端側X1の領域に形成されており、フランジ3よりも基端側X2には存在していない。碍管21の外周部には、外周側に突出した環状の傘部211が、軸方向Xの複数箇所に所定間隔で設けられている。碍管21に複数の傘部211を形成することにより、碍管21の外周面の沿面距離を確保することができ、碍管21の表面に沿った沿面放電の発生を抑制することができる。碍管21は、金型内に埋込導体22及び埋込固定部材26等を配した状態において金型内に溶融樹脂を射出して硬化させるインサート成形により成形される。
埋込導体22は、黄銅、アルミニウム合金等の高剛性の導体からなる。埋込導体22は、碍管21の内周部に配されている。埋込導体22は、碍管21を補強する役割、及び、電力ケーブル10と電気的に接続されて電力ケーブル10と同電位になり、電力ケーブル10周囲の電界集中を緩和する役割を有する。埋込導体22の先端側X1の端部は、碍管21から突出しており、後述の接続部5に電気的に接続されている。埋込導体22の内径は、電力ケーブル10における埋込導体22の内側に配される部位の外径よりも大きくなるよう形成されている。これにより、電力ケーブル10を埋込導体22の内側に挿入しやすくすることができる。なお、埋込導体22の外周部と碍管21との間に、空隙形成の防止、電界集中の緩和等を図るための半導電層を設けてもよい。
ストッパー23は、環状の導体からなり、内側に電力ケーブル10が挿入される。ストッパー23の内径は、ストッパー23の内側に配される電力ケーブル10の部位の外径よりも大きい。ストッパー23は、埋込導体22の基端側X2の端部に当接している。ストッパー23は、加圧部25からの加圧力を受けるストレスコーン24における、先端側X1への移動を規制するストッパーとしての役割を有する。
ストレスコーン24は、碍管21の基端側X2の端部の内側に配されており、環状を呈している。ストレスコーン24は、その内側に電力ケーブル10が挿入され、挿入される電力ケーブル10の外周面に接触する。ストレスコーン24は、例えば、シリコーンゴム、EPM、EPDM等にカーボン等の導電性粉末を分散して導電性を持たせた、弾性を有する半導電体からなる。ストレスコーン24は、電力ケーブル10と碍管21との間に空隙が形成されることを防止することによって電力ケーブル10と碍管21との間にスパークが生じることを防止している。また、ストレスコーン24は、碍管21の内周面付近に電界が集中して碍管21が劣化することを抑制する役割も有する。ストレスコーン24の内周面は、電力ケーブル10に挿入される前の状態において、電力ケーブル10におけるストレスコーン24の内側に配される部位の外径と同じかそれよりも小さい。また、ストレスコーン24の外周面は、本体部2に挿入される前の状態において、本体部2の内周面におけるストレスコーン24が配される部位の内径と同じかそれよりも大きい。ストレスコーン24は、電力ケーブル10に外嵌された状態で碍管21の内側に基端側X2から挿入され、碍管21内の所定位置に組み付いた状態においては電力ケーブル10及び碍管21の双方に密着する。
加圧部25は、ストレスコーン24の基端側X2の部位の外周側に配されている。加圧部25は、例えば軸方向Xに弾性変形可能なコイルバネ等を備える。加圧部25は、ストレスコーン24をストッパー23側へ向けて加圧してストレスコーン24を圧縮させる。これにより、ストレスコーン24と碍管21との間の密着性が確保される。加圧部25は、カバー4の後述の第1カバー41によって支承されている。
図2に示すごとく、埋込固定部材26は、その基端側X2の端部を碍管21から露出させつつ碍管21内に埋め込まれている。埋込固定部材26は、基端側X2が開放された雌ねじ孔261が軸方向Xに沿って形成された袋ナットである。本形態の電力ケーブル接続装置1は、周方向の複数箇所、具体的には6箇所に埋込固定部材26を備える。6つの埋込固定部材26は、ストレスコーン24の外周側に配されており、周方向に所定間隔で配されている。埋込固定部材26には、フランジ3を埋込固定部材26に固定するための締結部材63としてのボルト631が螺合されている。
(フランジ3)
図4は、フランジ3単体の背面図である。図2に示すごとく、フランジ3は、軸方向Xに厚みを有する円板状に形成されている。図2及び図4に示すごとく、フランジ3の中央部には、フランジ3を軸方向Xに貫通する開口部30が形成されており、フランジ3は全体として環状を呈している。フランジ3の内周部は、6つの埋込固定部材26と軸方向Xに対向しており、フランジ3の外周部は、碍管21よりも外周側に突出している。以後、フランジ3における先端側X1を向く面を第1面31とし、フランジ3における基端側X2を向く面を第2面32とする。
フランジ3の第1面31には、フランジ3を被取付部材100に取り付けるための締結部材61を収容する第1凹部311が形成されている。第1凹部311は、第1面31の外周端付近に形成されている。図3及び図4に示すごとく、第1凹部311は、第1面31において周方向の複数箇所、具体的には6箇所に形成されている。6つの第1凹部311は、周方向に所定間隔で形成されている。図2に示すごとく、フランジ3には、第1凹部311の底面から第2面32まで軸方向Xに貫通する第1フランジ貫通孔33が設けられている。また、被取付部材100には、第1フランジ貫通孔33に連通する部材貫通孔100bが軸方向Xに沿って形成されている。
フランジ3は、次のように被取付部材100に取り付けられる。まず、フランジ3が、被取付部材100に重ね合わされ、次いで、締結部材61の1つであるボルト611が部材貫通孔100b及び第1フランジ貫通孔33に、軸方向Xの基端側X2から挿入される。そして、ボルト611の先端側X1の端部を第1凹部311内に突出させ、締結部材61の1つであるナット612をボルト611の先端側X1の端部に螺合させる。これによって、フランジ3が被取付部材100にボルト締結される。
フランジ3が被取付部材100にボルト締結された状態において、ボルト611の先端側X1の端部及びナット612は、第1面31と面一、又は第1面31よりも基端側X2に収まっている。これにより、ボルト611及びナット612を含む締結部材61は、第1凹部311から先端側X1に突出しないようになっている。締結部材61が第1凹部311から先端側X1に突出した場合、フランジ3よりも先端側X1の空間において、締結部材61の周囲に電界強度が高くなり、締結部材61を起点とした放電が生じるおそれがあるが、締結部材61を第1凹部311内から先端側X1へ突出しないようにすることにより、前述のような放電の発生を抑制することができる。
フランジ3の第2面32は、外周部に、被取付部材100と対向する環状の対向面部321を有する。対向面部321は、フランジ3が被取付部材100に取り付けられた状態において、被取付部材100と重なり合う合わせ面を構成する。
第2面32における対向面部321の内周側には、第2凹部322が形成されている。第2凹部322は、第1凹部311から内周側に離れた位置に形成されている。第2凹部322は、対向面部321よりも先端側X1に凹むよう形成された外周凹部322aと、外周凹部322aの内周側に形成されるとともに外周凹部322aの底面322dよりも先端側X1に凹むよう形成された内周凹部322bとを備える。すなわち、本形態において、第2凹部322は、段状に構成されている。
図2及び図4に示すごとく、外周凹部322aは、円環状に形成されており、内周側及び基端側X2が開放されている。フランジ3には、外周凹部322aの底面322dに開口する雌ねじ孔322cが軸方向Xに沿って形成されている。図4に示すごとく、雌ねじ孔322cは、周方向の6箇所に形成されている。周方向において、6つの雌ねじ孔322cは、6つの第1凹部311と同じ位置に形成されている。雌ねじ孔322cには、後述のカバー4をフランジ3に固定するための締結部材62としてのボルト621が螺合されている。
図2及び図4に示すごとく、内周凹部322bは、円環状に形成されており、内周側及び基端側X2が開放されている。内周凹部322bの内周端は、開口部30とつながっている。また、フランジ3には、内周凹部322bの底面から第1面31まで軸方向Xに貫通する第2フランジ貫通孔34が周方向の6箇所に設けられている。周方向において、6つの第2フランジ貫通孔34は、6つの第1凹部311及び6つの雌ねじ孔322cと同じ位置に形成されている。第2フランジ貫通孔34は、フランジ3における6つの埋込固定部材26の雌ねじ孔261に軸方向Xに対向する位置にそれぞれ形成されている。
フランジ3は、締結部材63としてのボルト631を第2フランジ貫通孔34に基端側X2から挿入するとともにボルト631を埋込固定部材26の雌ねじ孔261に螺合することによって、埋込固定部材26にボルト締結されている。これにより、フランジ3と碍管21とは、埋込固定部材26を介して互いに固定されている。ボルト631は、内周凹部322bの軸方向Xの開放端部の位置、すなわち外周凹部322aの底面322dの位置と面一、又は外周凹部322aの底面322dよりも先端側X1に収まっている。つまり、ボルト631は、内周凹部322bから基端側X2に突出しないようになっている。これにより、フランジ3に第1カバー41を取り付ける際、第1カバー41とボルト631との干渉を避けることができる。
(カバー4)
図2及び図3に示すごとく、カバー4は、互いに固定された第1カバー41と第2カバー42とを有する。第1カバー41は、先端側X1が開放されるとともに基端側X2に第1底壁411を有する有底筒状に形成されている。第1カバー41の開放端部側には、外周側に突出した環状の第1鍔部412が形成されている。図2に示すごとく、第1カバー41の先端側X1の部位は、第2凹部322の外周凹部322a内に配されている。
第1カバー41の先端側X1の部位は、フランジ3に形成された6つの雌ねじ孔322cに覆い被さるよう、外周凹部322a内に配される。6つの雌ねじ孔322cに軸方向Xに対向する第1鍔部412の部位には、第1鍔部412を軸方向Xに貫通する鍔貫通孔412aが形成されている。第1カバー41は、鍔貫通孔412aに軸方向Xの基端側X2からボルト621を挿通し、ボルト621を雌ねじ孔322cに螺合することによってフランジ3にボルト締結されている。第1カバー41の先端側X1の端面41aには、加圧部25が当接している。そして、第1カバー41をフランジ3にボルト締結することにより、加圧部25が第1カバー41によって支承される。
第1カバー41の先端側X1の端面41aは、第2凹部322の内周凹部322bの底面と軸方向Xに対向している。そして、第1カバー41の先端側X1の端面と内周凹部322bとに囲まれた空間に、フランジ3を埋込固定部材26に締結するためのボルト621が収まっている。
図3に示すごとく、第1鍔部412における軸方向Xの基端側X2の面には、接地端子11が取り付けられる。図5は、本形態における、接地端子11に接地線12が接続された状態の電力ケーブル接続装置1の背面図である。図5に示すごとく、接地端子11は、ボルト64によって第1鍔部412に締結されている。接地端子11は、接地線12を介して接地電位に接続される。接地端子11は、接地線12の接地端子11側の端部121が、周方向に沿った方向となるよう形成されている。例えば、接地線12の接地端子11側の端部121の延在方向と周方向とが30°以下にて交わる場合、接地線12の接地端子11側の端部121が、周方向に沿った方向であるといえる。ここで、図5において、接地線12の接地端子11側の端部121の中心軸L1、電力ケーブル10の中心を中心とした周方向に沿った仮想円L2、及び、中心軸L1と仮想円L2との交点位置(すなわち図3の丸印の位置)における仮想円L2の接線L3をそれぞれ二点鎖線にて表している。このとき、接地線12の接地端子11側の端部121の延在方向と周方向とがなす角θは、中心軸L1と接線L3とがなす角である。すなわち、本形態においては、角θの絶対値が30°以下である。本形態において、接地端子11は、接地線12の端部の導体にかしめられるかしめ部111を備えた圧着端子によって構成されている。そして、接地端子11のかしめ部111は、周方向に沿った方向に接地線12の導体を挿入可能な姿勢で、第1カバー41に固定されている。接地線12は、例えば電力ケーブル10の外周部に巻き付けられることによってコンパクトにまとめられる。
図2に示すごとく、第1カバー41の第1底壁411には、電力ケーブル10を挿通するための第1挿通穴411aが形成されている。そして、第1底壁411の第1挿通穴411aの周囲から基端側X2には、筒状部413が延設されている。筒状部413と電力ケーブル10との間は、封止部13によって封止されている。封止部13は、粘着材が設けられたポリエチレンテープ、エポキシテープ等を巻き付けて形成されており、筒状部413と電力ケーブル10との間を液密的に封止している。
第2カバー42は、封止部13を基端側X2から覆うように第1カバー41に取り付けられている。第2カバー42は、軸方向Xの先端側X1が開放されているとともに基端側X2に第2底壁421を有する有底筒状に形成されている。第2カバー42の開放側端部には、外周側に突出した環状の第2鍔部422が形成されている。第2カバー42は、第2鍔部422を軸方向Xに貫通するよう形成された図示しない貫通孔にボルト65を挿通するとともにボルト65を第1カバー41の第1底壁411に設けられた図示しない雌ねじ孔に螺合することにより、第1カバー41に固定されている。第2カバー42の第2底壁421には、電力ケーブル10を挿通するための第2挿通穴421aが形成されている。第2挿通穴421aの内壁と電力ケーブル10の外周面との間には、これらの間を液密的に封止する弾性シート14が介在している。
(接続部5)
図1に示すごとく、接続部5は、導体接続棒51、高圧シールド52、固定端子53、及び共締めナット54を備える。導体接続棒51には、基端側X2に開放された接続穴511が軸方向Xに沿って形成されている。接続穴511には電力ケーブル10の絶縁被覆から露出された導体部101が挿入されており、導体接続棒51の基端側X2の端部が導体部101に向けてかしめられている。これにより、導体接続棒51と電力ケーブル10とが接続されている。また、導体接続棒51には、先端側X1に突出した雄ねじ部512が形成されている。
高圧シールド52は、導体からなり、基端側X2に開放された有底筒状を呈している。高圧シールド52の側壁521は、筒状を呈しているとともに埋込導体22における碍管21から先端側X1に突出した先端部を外周側から覆っている。雄ねじ部512は、高圧シールド52の底壁522を貫通している。
固定端子53は、板状を呈しており、高圧シールド52の先端側X1の面と対向している。固定端子53には、雄ねじ部512を挿通させる第1孔部531と、固定端子53を外部に接続するための電線等と接続するための第2孔部532とが形成されている。固定端子53及び高圧シールド52は、導体接続棒51と共締めナット54との間において共締めされており、これにより固定端子53、高圧シールド52、及び導体接続棒51が互いに電気的に接続されている。
(電力ケーブル接続装置1の取付構造)
次に、図6を参照しつつ、本形態の電力ケーブル接続装置1を、鉄道車両7の屋根71に取り付けた取付構造につき、説明する。図6は、本形態における、電力ケーブル接続装置1の取付構造を説明するための模式的な説明図である。
鉄道車両7の屋根71には、パンタグラフ73、電力ケーブル接続装置1を配置するための配置凹部710が形成されている。配置凹部710の側壁は、水平方向に対して傾斜した傾斜壁72となっている。傾斜壁72には、傾斜壁72を貫通する取付穴100aが形成されており、傾斜壁72における取付穴100aの周囲に、電力ケーブル接続装置1のフランジ3がボルト611及びナット612によって固定されている。すなわち、本形態においては、鉄道車両7の屋根71の傾斜壁72が被取付部材100である。
電力ケーブル接続装置1を傾斜壁72に取り付ける作業は、例えば、作業者が取付穴100aの先端側X1の場所(例えば屋根71の上)にて行う。屋根71における傾斜壁72付近の壁部には、電力ケーブル接続装置1を傾斜壁72に取り付けるための作業を行うための図示しない作業用開口が形成されている。電力ケーブル接続装置1を傾斜壁72に取り付けるにあたっては、まず、電力ケーブル接続装置1のフランジ3を傾斜壁72と重ね合わせる。そして、作業用開口からボルト611を部材貫通孔(図2の符号100b参照)及び第1フランジ貫通孔(図2の符号33参照)に挿入する。次いで、ナット612をボルト611に螺合させることにより、電力ケーブル接続装置1が傾斜壁72に取り付けられる。ここで、ボルト611とナット612との位置を本形態で説明した位置と反対にした場合は、部材貫通孔(図2の符号100b参照)及び第1フランジ貫通孔(図2の符号33参照)に挿入したボルト611の先端にナット612の穴を合わせる作業を、作業用開口を通して、場合によっては手探り状態で行う必要がある。一方、ボルト611及びナット612の位置を本形態で説明した位置とすることにより、ボルト611の先端にナット612の穴を合わせる作業を、作業用開口を通して行う必要がなく、作業を容易にすることができる。
電力ケーブル接続装置1は、水平方向のフランジ3から碍管21が突出した側(すなわち図6における紙面左側)の部位ほど、鉛直方向の上側(すなわち図6における紙面上側)へ向かうよう傾斜した姿勢で取り付けられる。これにより、電力ケーブル接続装置1の先端側X1の部位ほど、トロリー線15に近い位置に配される。電力ケーブル接続装置1の軸方向Xと水平方向との間になす角は、例えば45°とすることができる。なお、水平方向に対する軸方向Xの傾斜角度は45°に限定されず、また、軸方向Xを水平方向に一致させてもよい。
電力ケーブル接続装置1は、可撓性を有する電線16を介してパンタグラフ73に接続されている。これにより、電力ケーブル接続装置1には、トロリー線15からパンタグラフ73及び電線16を介して電力が供給される。電力ケーブル接続装置1には、電線16と固定端子(図1の符号53)との接続部分を覆う絶縁性カバー17が設けられている。
(第1の実施の形態の作用及び効果)
本形態においては、フランジ3の第1面31に、フランジ3を被取付部材100に取り付けるための締結部材61を収納する第1凹部311が形成されている。これにより、第1凹部311から先端側X1に突出しないよう締結部材61を第1凹部311内に配することができ、これによって、フランジ3よりも先端側X1の空間において、締結部材61を起点とした放電が生じることを抑制することができる。
ここで、フランジ3に第1凹部311を形成する場合、第1凹部311を締結部材61が収納できる程度の深さにすべく、フランジ3をある程度厚く形成する必要がある。そのため、特に工夫しなければ、電力ケーブル接続装置1全体の軸方向Xの寸法が大型化するおそれがある。
そこで、本形態の電力ケーブル接続装置1においては、フランジ3の第2面32における第1凹部311よりも内周側の位置に、第2凹部322が形成されており、第2凹部322内にカバー4が配されている。これにより、カバー4がフランジ3から基端側X2に大きく突出することを防止することができ、フランジ3に第1凹部311を形成する場合であっても電力ケーブル接続装置1の小型化を実現することができる。これに伴い、例えば本形態のように電力ケーブル接続装置1を鉄道車両7の屋根71に取り付けるような場合においては、鉄道車両7内における配線スペースが狭くなることを防止することができる。
また、第2凹部322は、外周凹部322aと、外周凹部322aの内周側に形成されるとともに外周凹部322aの底面322dよりも軸方向Xのカバー4と反対側に凹むよう形成された内周凹部322bとを備える。そして、外周凹部322a内に、カバー4が配されている。さらに、内周凹部322b内には、フランジ3と埋込固定部材26とを締結するための締結部材63が配されている。それゆえ、フランジ3と埋込固定部材26とを締結するための締結部材63を内周凹部322b内に収まるよう設けることが可能となり、締結部材63を配したことによる電力ケーブル接続装置1全体の大型化を防止することができる。
また、カバー4の基端側X2の面に取り付けられた接地端子11は、接地端子11に取り付けられる接地線12の接地端子11側の端部121が、周方向に沿った方向となるよう構成されている。そして、接地線12は、電力ケーブル10の外周部に巻き回されている。それゆえ、図5に示すごとく、接地端子11から延びる接地線12を電力ケーブル10の外周部に巻き回しやすい。すなわち、例えば接地線12の接地端子11側の端部121が径方向に沿った方向であった場合において、接地線12を電力ケーブル10の外周部に巻き回そうとした場合、接地線12を急激に曲げなければ接地線12を電力ケーブル10の外周部に巻き回すことが難しいが、本形態においては接地線12を急激に曲げることなく電力ケーブル10の外周部に接地線12を巻き回しやすい。さらに、接地線12が外周側に大きく膨らむことなく、接地線12を電力ケーブル10の外周部に巻き回すことができ、接地線12を含めた電力ケーブル接続装置1の小型化を実現することができる。
以上のごとく、本形態によれば、小型化が可能な電力ケーブル接続装置を提供することができる。
なお、フランジ3を被取付部材100に取り付けるための締結部材61としてのボルト611とナット612との位置を反対にし、ボルト611の頭部を第1凹部311内に収容することも可能である。また、第1凹部311内にボルト611の頭部を配する場合は、被取付部材100の部材貫通孔100bを雌ねじ孔とすることもできる。この場合、ナットを省略することが可能となる。
[第2の実施の形態]
図7は、本形態における、電力ケーブル接続装置1の断面図である。本形態は、エポキシ樹脂よりも低剛性の材料にて碍管21を構成した形態である。なお、第2の実施の形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。本形態においては、第1の実施の形態における説明と重複する説明は適宜省略し、主に第1の実施の形態と異なる構成について説明する。
本体部2は、碍管21、埋込導体22、第1半導電層27a、埋込固定部材26、第2半導電層27b、及び第3半導電層27cを備える。本形態において、碍管21は、エポキシ樹脂よりも低剛性の材料、例えばポリマー系材料を管状に形成してなり、可撓性を有する。碍管21を構成するポリマー系材料としては、例えばシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPM)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)等を採用することができる。本形態において、碍管21は、フランジ3の開口部30内に挿入されており、フランジ3から先端側X1に突出しているとともに基端側X2にも突出している。碍管21は、金型内に埋込導体22、第1半導電層27a、埋込固定部材26、第2半導電層27b及び第3半導電層27c等を配した状態において金型内に碍管21を構成する溶融樹脂を射出して硬化させるインサート成形により成形される。
埋込導体22は、碍管21よりも高剛性の素材、例えば黄銅、アルミニウム合金等の金属からなる。埋込導体22の基端側X2の端部は、碍管21等を介して埋込固定部材26と径方向に対向している。
第1半導電層27aは、埋込導体22と碍管21との間に介在するよう設けられている。第1半導電層27aは、埋込導体22の先端部を除く部位を外周側から取り囲むよう筒状に形成されている。また、第1半導電層27aは、埋込導体22の基端側X2において電力ケーブル10と碍管21との間にも介在する。第1半導電層27aは、例えば、シリコーンゴム、EPM、EPDM等にカーボン等の導電性粉末を分散して導電性を持たせた、弾性を有する半導電体からなる。第1半導電層27aは、埋込導体22と碍管21との間に空隙が形成されることを防止する役割、及び碍管21の内周面付近に電界が集中して碍管21が劣化することを抑制する役割を有する。
埋込固定部材26は、部材筒部262と部材鍔部263とを備える。部材筒部262は、円筒状に形成されており、部材鍔部263は、部材筒部262から外周側に突出するよう円環状に形成されている。埋込固定部材26は、埋込導体22の外周側に配されているとともに、碍管21を介して埋込導体22の基端側X2の端部と対向するよう配されている。埋込固定部材26は、部材鍔部263の基端側X2の面に設けられた、フランジ3との合わせ面部263aが露出するように碍管21に埋め込まれている。また、埋込固定部材26には、合わせ面部263aに開口する雌ねじ孔261が設けられている。雌ねじ孔261には、フランジ3を埋込固定部材26に固定するためのボルト631が螺合されている。
第2半導電層27bは、埋込固定部材26と碍管21との間に介在するよう設けられている。第2半導電層27bは、埋込固定部材26と碍管21との互いの対向領域の全体に設けられている。第2半導電層27bは、第1半導電層27aと同様に、例えば、シリコーンゴム、EPM、EPDM等にカーボン等の導電性粉末を分散して導電性を持たせた、弾性を有する半導電体からなる。第2半導電層27bは、埋込固定部材26と碍管21との間に空隙が形成されることを防止する役割、及び碍管21における埋込固定部材26との対向面付近に電界が集中して碍管21が劣化することを抑制する役割を有する。
第3半導電層27cは、碍管21の基端側X2の端部の内側に形成されており、環状を呈している。第3半導電層27cは、その内側に電力ケーブル10が挿入され、挿入される電力ケーブル10の外周面に接触する。第3半導電層27cは、第1半導電層27a及び第2半導電層27bと同様、例えば、シリコーンゴム、EPM、EPDM等にカーボン等の導電性粉末を分散して導電性を持たせた、弾性を有する半導電体からなる。第3半導電層27cの先端側X1の面27dは、先端側X1の部位ほど外周側に向かうよう形成されており、これによって第3半導電層27cの先端側X1の面27dの各部と埋込導体22の基端側X2の端部との距離が均一化されている。第3半導電層27cは、埋込導体22の基端側X2における電界強度を低減する役割を有する。
本体部2における電力ケーブル10の外周面に接触する面部(すなわち碍管21の内周面、第1半導電層27aにおける埋込導体22の基端側X2に位置する部位の内周面、及び第3半導電層27cの内周面)は、電力ケーブル10が本体部2に挿入される前の状態において、電力ケーブル10における前記面部の内側に配される部位の外径よりも小さい。電力ケーブル10は、前記面部を押し広げながら本体部2内に挿入され、本体部2に挿入された状態においては前記面部と密着する。
(フランジ3)
図8は、図7のフランジ3付近を拡大した拡大断面図である。フランジ3の構成は、第1の実施の形態のものと同様である。すなわち、フランジ3の第1面31には、フランジ3を被取付部材100に取り付けるための締結部材61を収容する第1凹部311が形成されており、フランジ3の第2面32には、外周凹部322a及び内周凹部322bからなる第2凹部322が形成されている。フランジ3は、内周凹部322bに開口するようフランジ3に形成された第2フランジ貫通孔34が、埋込固定部材26の雌ねじ孔261と連通するよう、埋込固定部材26の合わせ面部263aに対して重なっている。そして、フランジ3は、締結部材63としてのボルト631を第2フランジ貫通孔34に基端側X2から挿入するとともにボルト631を埋込固定部材26の雌ねじ孔261に螺合することによって、埋込固定部材26にボルト締結されている。これにより、フランジ3と碍管21とは、埋込固定部材26を介して互いに固定されている。ボルト631は、内周凹部322bから基端側X2に突出しないようになっている。
(カバー4)
カバー4は、黄銅、アルミニウム合金等を筒状に形成してなり、埋込固定部材26から基端側X2に突出する本体部2を外周側から覆っている。カバー4の先端側X1の端部には、外周側に突出したカバー鍔部43が形成されている。カバーの先端側X1の部位は、第2凹部322の外周凹部322a内に配されている。
カバー4の先端側X1の部位は、フランジに形成された6つの雌ねじ孔322cに覆い被さるよう、外周凹部322a内に配される。6つの雌ねじ孔322cに軸方向Xに対向するカバー鍔部43の部位には、カバー鍔部43を軸方向Xに貫通するカバー貫通孔430が形成されている。カバー4は、カバー貫通孔430に軸方向Xの基端側X2からボルト621を挿通し、ボルト621を雌ねじ孔322cに螺合することによってフランジ3にボルト締結されている。図7に示すごとく、カバー4の基端側X2の端部と電力ケーブル10との間は、封止部13によって封止される。
その他の構成は、第1の実施の形態と同様である。
(第2の実施の形態の作用及び効果)
本形態においても、第1の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
[第3の実施の形態]
図8は、本形態における、電力ケーブル接続装置1の取付構造を説明するための模式的な説明図である。本形態は、電力ケーブル接続装置1を、鉄道車両の車両間接続構造に適用した形態である。
本形態において、電力ケーブル接続装置1は、隣り合う鉄道車両7のそれぞれに、互いの先端側X1が向かい合うよう対となって設けられている。各電力ケーブル接続装置1は、水平方向に対して45°以下に傾斜した傾斜壁72の取付穴100aの周囲に取り付けられている。対となる電力ケーブル接続装置1は、互いの絶縁性カバー17内の固定端子(図1の符号53参照)同士が可撓性を有する電線16によって電気的に接続されている。
本形態のその他の構成は、第1の実施の形態の構成と同様である。
(第3の実施の形態の作用及び効果)
本形態においても、第1の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
[1]内側に電力ケーブル(10)を挿入させる碍管(21)と、前記碍管(21)に固定されるとともに被取付部材(100)に取り付けられる環状のフランジ(3)と、軸方向(X)の一方側から前記フランジ(3)の開口部(30)を覆うよう前記フランジ(3)に固定されるカバー(4)と、を備え、前記フランジ(3)における軸方向(X)の前記カバー(4)側と反対側の面である第1面(31)には、前記フランジ(3)を前記被取付部材(100)に取り付けるための締結部材(61)を収納する第1凹部(311)が形成されており、前記フランジ(3)における軸方向(X)の前記カバー(4)側の面である第2面(32)には、前記第1凹部(311)よりも内周側の位置に、第2凹部(322)が形成されており、前記第2凹部(322)内に前記カバー(4)が配されている、電力ケーブル接続装置(1)。
[2]前記フランジ(3)は、前記碍管(21)に埋め込まれた埋込固定部材(26)を介して前記碍管(21)に固定されており、前記第2凹部(322)は、外周凹部(322a)と、前記外周凹部(322a)の内周側に形成されるとともに前記外周凹部(322a)の底面(322d)よりも軸方向(X)の前記カバー(4)と反対側に凹むよう形成された内周凹部(322b)とを備え、前記外周凹部(322a)内には、前記カバー(4)が配されており、前記内周凹部(322b)内には、前記フランジ(3)と前記埋込固定部材(26)とを締結するための締結部材(63)が配されている、前記[1]に記載の電力ケーブル接続装置(1)。
[3]前記カバー(4)の前記フランジ(3)と反対側の面には、接地電位に接続される接地端子(11)が取り付けられており、前記接地端子(11)は、前記接地端子(11)に取り付けられる接地線(12)の前記接地端子(11)側の端部(131)が、周方向に沿った方向となるよう構成されており、前記接地線(12)は、前記電力ケーブル(10)の外周部に巻き回されている、前記[1]又は[2]に記載の電力ケーブル接続装置(1)。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
1…電力ケーブル接続装置
10…電力ケーブル
100…被取付部材
11…接地端子
12…接地線
121…接地端子側の端部
21…碍管
26…埋込固定部材
3…フランジ
30…開口部
31…第1面
311…第1凹部
32…第2面
322…第2凹部
322a…外周凹部
322b…内周凹部
322d…外周凹部の底面
4…カバー
61…(フランジを被取付部材に取り付けるための)締結部材
63…(フランジと埋込固定部材とを締結するための)締結部材
X…軸方向

Claims (3)

  1. 内側に電力ケーブルを挿入させる碍管と、
    前記碍管に固定されるとともに被取付部材に取り付けられる環状のフランジと、
    軸方向の一方側から前記フランジの開口部を覆うよう前記フランジに固定されるカバーと、を備え、
    前記フランジにおける軸方向の前記カバー側と反対側の面である第1面には、前記フランジを前記被取付部材に取り付けるための締結部材を収納する第1凹部が形成されており、
    前記フランジにおける軸方向の前記カバー側の面である第2面には、前記第1凹部よりも内周側の位置に、第2凹部が形成されており、
    前記第2凹部内に前記カバーが配されている、
    電力ケーブル接続装置。
  2. 前記フランジは、前記碍管に埋め込まれた埋込固定部材を介して前記碍管に固定されており、
    前記第2凹部は、外周凹部と、前記外周凹部の内周側に形成されるとともに前記外周凹部の底面よりも軸方向の前記カバーと反対側に凹むよう形成された内周凹部とを備え、
    前記外周凹部内には、前記カバーが配されており、
    前記内周凹部内には、前記フランジと前記埋込固定部材とを締結するための締結部材が配されている、
    請求項1に記載の電力ケーブル接続装置。
  3. 前記カバーの前記フランジと反対側の面には、接地電位に接続される接地端子が取り付けられており、
    前記接地端子は、前記接地端子に取り付けられる接地線の前記接地端子側の端部が、周方向に沿った方向となるよう構成されており、
    前記接地線は、前記電力ケーブルの外周部に巻き回されている、
    請求項1又は2に記載の電力ケーブル接続装置。
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