JP5479963B2 - 耐火電線の端末接続部収納キャップ - Google Patents

Description

本発明は、耐火電線の接続部を火災時などの高熱から保護するために使用される耐火電線の端末接続部収納キャップに関する。

ビルや地下街などの防災設備の電気配線として使用される耐火電線の端末接続部においては、耐火性能を満足させるため、（ｉ）マイカテープなどの耐火テープを耐火電線の端末接続部上に重ね巻きする、（ii）耐火材料（セラミック）からなるキャップ内に端末接続部（圧着スリーブ）を挿入し、固定するなどの対策が採られている（例えば、特許文献１参照。）。後者の耐火キャップ内における圧着スリーブの固定は、耐火キャップ内への圧着スリーブの螺着またはストップワイヤによる圧着スリーブの係止による。

しかしながら、(ｉ)の耐火テープを巻き付ける方法では、手間がかかるうえに、耐火性能にバラツキを生じやすいという問題がある。一方、（ii）の耐火キャップを使用する方法では、耐火キャップがセラミック製であるため、衝撃に弱い上に重量も大きくなるという問題がある。加えて、耐火キャップ内への圧着スリーブの固定を螺着で行ったものでは、螺着に時間がかかるうえに、圧着スリーブを電線端末に圧着する際に、圧着スリーブ自身の外形を変形させてしまい、耐火キャップ内への螺着が不可能になる問題がある。また、ストップワイヤにより固定するものの場合、一旦、耐火キャップ内に圧着スリーブが固定されると、その後、容易に取り外すことができず、再接続に支障をきたすおそれがある。

実開昭５３−１２５８７号公報

本発明は上記従来技術の課題に対処してなされたもので、バラツキのない安定した耐火性能を有し、収納した耐火電線の接続部を火災時などの高熱から確実に保護することができるとともに、一旦装着した後も容易に取り外すことができる耐火電線の端末接続部収納キャップを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、耐火電線の端末接続部を収納するキャップであって、開口端および閉鎖端を有し、前記開口端より前記耐火電線の端末接続部が挿入される、軟質マイカを接着剤で一体化してなる筒状体からなるキャップ本体と、前記キャップ本体に内装された、前記耐火電線の端末接続部を前記キャップ本体内に係止する係止部を有するストッパー部材とを備え、前記ストッパー部材の係止部は、前記キャップ本体の内周面側から、前記耐火電線の接続部の挿入方向と直交する面に対し前記開口端とは逆方向へ７度以上１５度以下の傾きをもって突出する、厚さ０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下のステンレス鋼板からなる少なくとも３片の突出片を有し、該突出片は前記キャップ本体の周方向にほぼ等しい間隔をおいて設けられており、前記突出片の弾性変形によって前記耐火電線の端末接続部が前記キャップ本体の前記突出片より閉鎖端寄りの空間に挿入されるように構成されていることを特徴とする耐火電線の端末接続部収納キャップである。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の耐火電線の端末接続部収納キャップにおいて、前記突出片は、厚さ０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下のステンレス鋼板からなることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の耐火電線の端末接続部収納キャップにおいて、前記キャップ本体は、軟質マイカと接着剤とを混合し、加熱加圧成型することにより形成された筒状体からなることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の耐火電線の端末接続部収納キャップにおいて、前記開口端が防湿材でシールされていることを特徴とするものである。

本発明の耐火電線の端末接続部収納キャップによれば、バラツキのない安定した耐火性能を有する接続部を容易に形成することができ、かつ一旦装着した後も容易に接続部から取り外すことができる。

本発明の一実施形態に係る耐火電線の端末接続部収納キャップを示す断面図である。 図１に示す収納キャップにおける突出片を示す平面図である。 図１に示す収納キャップにおける突出片を示す平面図である。 図１に示す収納キャップの耐火電線の端末接続部に対する脱着方法を説明する図である。 図１に示す収納キャップの使用状態の一例を示す断面図である。 図１に示す収納キャップの使用状態の変形例を示す断面図である。 本発明の収納キャップが使用される耐火電線の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の耐火電線の端末接続部収納キャップの一実施形態を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の耐火電線の端末接続部収納キャップ（以下、単に収納キャップともいう）１０は、一端が開口端１１ａとされ、他端が閉鎖端１１ｂとされた円筒状の軟質マイカからなるキャップ本体１１を備えている。このキャップ本体１１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を収納する中空の収納部１２が形成されている。

キャップ本体１１は、軟質マイカと接着剤を混合し、この混合物を金型内に充填し、加熱加圧して一体化させることにより形成される。キャップ本体１１は、また、軟質マイカにより成型後、公知の方法により接着剤を含浸させることにより形成することも可能である。接着剤としては、アルミナ系、シリカ系、ジルコニア／シリカ系など、軟質マイカ用接着剤として従来より知られている接着剤が使用される。キャップ本体１１は、例えば、外径１１ｍｍ以上２４ｍｍ以下、高さ３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下で、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の厚みを有する。

なお、図示は省略したが、キャップ本体１１は、円筒状に限らず、断面が多角形からなる角筒状や、断面が半円形からなる半円筒状などであってもよく、また、中空円錐状や中空角錐状など、外径が開口端１１ａ側から閉鎖端１１ｂ側に向けて徐々に縮径するような形状であってもよい。要は、耐火電線の端末接続部が挿入可能な開口端１１ａを有し、その開口端１１ａより挿入された耐火電線の端末接続部を内部に収納できるような中空部１２を有する形状であればよい。

キャップ本体１１の中空部１２には、この中空部１２に嵌合する円筒部１３と、その内周面に設けられた係止部１４を有するストッパー部材１５が内装されている。円筒部１３の一端はキャップ本体１１の閉鎖端１１ｂの近傍にまで達している。また、係止部１４は、図２に示すように、円筒部１３の内周面から中心部に向けて突出する複数の（図面の例では３個）突出片１６，１６を有している。図２は、これらの突出片１６を、キャップ本体１１の開口端１１ａ側から見た図で、複数の突出片１６が周方向に略等しい間隔をおいて設けられている。各突出片１６は、耐火電線の接続部の挿入方向Ａと直交する面に対する角度θが５度以上２０度以下、好ましくは１０度以上１５度以下となるように配置されている。

そして、ストッパー部材１５の円筒部１３および係止部１４は、ステンレス鋼板で形成されており、そのうち、少なくとも係止部１４の突出片１６は、厚さ０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、好ましくは厚さ０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の、例えばＳＵＳ３０４（オーステナイト系）、ＳＵＳ４２０（マルテンサイト系）等のステンレス鋼板で形成されている。

なお、図面の例では３個の突出片が設けられているが、２個、あるいは４個以上であってもよい。また、図３に示すように、隣接する突出片１６の基部を連結した構造であってもよい。この場合、連結部１６ａおよび突出片１６の基部は傾斜を有していてもよく、有していなくてもよい。

このように構成される収納キャップ１０を耐火電線の接続部に装着するにあたっては、図４（ａ）に示すように、まず、複数の耐火電線２０，２０の端末に装着された接続端子２１を、キャップ本体１１の開口端１１ａから中空部１２内に挿入する。接続端子２１の先端が突出片１６に達したところで、突出片１６を押し上げるようにして接続端子２１をさらに奥へ、つまり、閉鎖端１１ｂ側へと挿入する。突出片１６は弾性を有するため閉鎖端１１ｂ側へ押圧され、その中心の隙間が接続端子２１を挿通可能な大きさにまで拡開し、接続端子２１が通過した後は、元の、中心に接続端子２１が挿通できない大きさの隙間が形成された状態に戻る。これにより、耐火電線２０の端末に装着された接続端子２１はキャップ本体１１内に係止される。すなわち、耐火電線２０の端末接続部に耐火電線の端末接続部収納キャップ１０が装着される。図４（ｂ）は、接続端子２１の挿入によって突出片１６の中心の隙間が拡開して、接続端子２１が通過しつつある状態を示した図である。また、図４（ｃ）は、接続端子２１が通過した後、突出片１６が元の、中心に接続端子２１が挿通できない大きさの隙間が形成された状態に戻った結果、接続端子２１がキャップ本体１１内に係止された状態を示した図である。

通常は、この状態、すなわち図４（ｃ）に示す状態で耐火電線２０の接続端子２１がキャップ本体１１から抜け落ちることはなく、耐火電線２０の端末接続部は耐火電線の端末接続部収納キャップ１０によって保護される。そして、再接続の際等、収納キャップ１０を取り外す必要が生じた際は、図４（ｄ）に示すように、挿入方向Ａと反対の方向Ｂに接続端子２１を引っ張ると、突出片１６はその弾性によって開口端１１ａ側へ引っ張られ、その中心の隙間が接続端子２１を挿通可能な大きさにまで拡開し、接続端子２１を引き抜くことができる。つまり、耐火電線２０の端末接続部から収納キャップ１０を取り外すことができる。接続端子２１がその中心の隙間を通過した後は、突出片１６は再び元の、図４(ａ)のような、中心に接続端子２１が挿通できない大きさの隙間が形成された状態に戻る。

このように、本実施形態の耐火電線の端末接続部収納キャップ１０は、耐火電線２０の端末接続部（接続端子２１）を開口端１１ａより挿入し、閉鎖端１１ｂへ向けて押し込むようにするだけで容易に装着することができるとともに、収納キャップ１０を取り外す必要が生じた際には、端末接続部（接続端子２１）を引っ張り出すだけで容易に取り外すことができる。

また、本実施形態の耐火電線の端末接続部収納キャップ１０においては、キャップ本体１１が軟質マイカからなるため、軽量で、耐衝撃に優れるとともに、バラツキのない安定した耐火性能を有することができ、収納した耐火電線２０の端末接続部を火災時などの高熱から確実に保護することができる。

なお、本実施形態においては、防湿性を高めるため、耐火電線の端末接続部収納キャップを装着する際、第５図に示すように、キャップ本体１１の開口端１１ａを防湿材２２でシールするようにしてもよい。防湿材としては、例えば、ブチルゴム・クロロプレンゴム、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの耐熱性に優れた防湿コンパウンドの使用が好ましい。

本実施形態の耐火電線の端末接続部収納キャップ１０は、例えば、図６に示すように、金属製の接続箱６０内において耐火電線２０の端末接続部（接続端子２１）に装着されて使用される。図６は、接続箱６０として丸型露出ボックスを使用した例を示している。

本実施形態の収納キャップ１０は、図７に示すような、導体３１上に耐火層３２および絶縁体層３３を設けた線心を１本乃至複数本集合し、その外周に耐熱性ポリエチレンなどのシース３４を被覆したものなど、従来より知られる各種の耐火電線の端末接続部の収納に広く用いることができるが、なかでも、外径が１．２ｍｍ以上２ｍｍ未満または断面積が１．２５ｍｍ^２以上８ｍｍ^２の導体を有する単心乃至４心の耐火電線の端末接続部の収納に特に適している。

次に、本発明の効果を確認するために行った実験およびその結果について記載する。

（実験１）
まず、本実施形態の耐火電線の端末接続部収納キャップの耐火性を評価する実験を行った。本実験では、突出片１６の傾斜角θが１０度の図１に示す耐火電線の端末接続部収納キャップ１０を作製した。キャップ本体１１およびストッパー部材１５に使用した材料やサイズなどは以下の通りである。
キャップ本体：外径２３ｍｍ、高さ４０ｍｍ、肉厚０．６５ｍ；
軟質マイカ ＋ シリコーン樹脂系接着剤
ストッパー部材：厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４板

この収納キャップに、３本の導体断面積５．５ｍｍ^２の２心耐火電線の端末に装着した接続端子を挿入し、係止部１４で係止させ、消防庁告示第１０号に基づく耐火試験（８４０℃−３０分間）を行った（Ｎｏ．１〜３）。また、比較のために、収納キャップ１０に代えて外周にマイカテープを１／２ラップで５層巻き付けた端末接続部について、同様の耐火試験を行った（Ｎｏ．４〜６）。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、絶縁抵抗および絶縁耐力はいずれも消防庁告示第１０号に規定する基準を満足するものであったが、従来のマイカテープを巻き付けたものでは、特性にバラツキが認められた。

（実験２）
次に、突出片１６の傾斜角θを変化させたときの耐火電線の端末接続部収納キャップ１０の端子保持力および再加工性（ストッパー部材１５の突出片１６の形状を変化させることなく耐火電線の引き抜きが可能であること）を評価する実験を行った。

本実験では、突出片１６の傾斜角θが５、７、１０、１５または２０度の図１に示す耐火電線の端末接続部収納キャップ１０を作製した。また、比較のために、突出片１６の傾斜角θを１、２５、３５、または４０度とした以外は図１に示すものと同一構成の示す耐火電線の端末接続部収納キャップを作製した。キャップ本体１１およびストッパー部材１５に使用した材料やサイズなどは以下の通りである。
キャップ本体：外径２３ｍｍ、高さ４０ｍｍ、肉厚０．６５ｍ；
軟質マイカ ＋ シリコーン樹脂系接着剤
ストッパー部材：厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４板

これらの各収納キャップに、３本の導体断面積５．５ｍｍ^２の２心耐火電線の端末に装着した接続端子を挿入し、係止部で係止させた後、接続端子を収納キャップから引き抜く作業を繰り返し、下記の基準で端子保持力および再加工性を評価した（Ｎｏ．７〜１５）。結果を表２に示す。
端子保持力： ○ 引き抜き力１０Ｎ以上
△ 引き抜き力５Ｎ以上１０Ｎ未満
× 引き抜き力５Ｎ未満
再加工性： ○ ３回以上引き抜き可能
△ １〜２回引き抜き可能
× 引き抜き不能

表２から明らかなように、突出片１６の傾斜角θが５度以上２０度以下の場合には、端子保持力および再加工性がともに実用レベルで良好であり、突出片１６の傾斜角θが７度以上１５度以下の場合には特に良好な特性を有していた。これに対し、突出片１６の傾斜角θが５度未満、あるいは２０度超であった場合には、端子保持力および再加工性のいずれかが不良であった。これらの結果から、良好な端子保持力および再加工性を得るためには、突出片１６の傾斜角θは５度以上２０度以下とする必要があり、７度以上１５度以下であるとより好ましいことが確認された。

（実験３）
次に、突出片１６の厚さを変化させたときの耐火電線の端末接続部収納キャップの端子保持力および再加工性（ストッパー部材１５の突出片１６の形状を変化させることなく耐火電線の引き抜きが可能であること）を評価する実験を行った。

本実験では、突出片１６の厚さが０．１０、０．１５または０．２０の図１に示す耐火電線の端末接続部収納キャップ１０を作製した。また、比較のために、突出片１６の厚さを０．０５、０．０７または０．３０ｍｍとした以外は図１に示すものと同一構成の示す耐火電線の端末接続部収納キャップを作製した。キャップ本体１１およびストッパー部材１５に使用した材料やサイズなどは以下の通りである。
キャップ本体：外径２３ｍｍ、高さ４０ｍｍ、肉厚０．６５ｍ；
軟質マイカ ＋ シリコーン樹脂系接着剤
ストッパー部材：突出片の傾斜角θ ７または１０度

これらの各収納キャップに、３本の導体断面積５．５ｍｍ^２の２心耐火電線の端末に装着した接続端子を挿入し、係止部で係止させた後、接続端子を収納キャップから引き抜く作業を繰り返し、実験２の場合と同じ基準で端子保持力および再加工性を評価した（Ｎｏ．１６〜２７）。結果を表３および４に示す。

表３および４から明らかなように、突出片１６の厚さが０．１０ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の場合には、端子保持力および再加工性がともに良好であった。これに対し、突出片１６の厚さが０．１０ｍｍ未満、あるいは０．２０度超であった場合には、端子保持力および再加工性のいずれかが不良であった。これらの結果から、良好な端子保持力および再加工性を得るためには、突出片１６の厚さは０．１０ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とする必要があることが確認された。

（実験４）
次に、防湿材を用いた場合の本実施形態の耐火電線の端末接続部収納キャップの防湿性を評価する実験を行った。本実験では、実験１の場合と同様の、突出片１６の傾斜角θが１０度の図１に示す耐火電線の端末接続部収納キャップ１０を作製した。

この収納キャップに、３本の導体断面積５．５ｍｍ^２の２心耐火電線の端末に装着した接続端子を挿入しを挿入し、係止部で係止させた後、収納キャップの開口端１１ａより防湿材を突出片１６の基部まで充填した。防湿材には、ブチルゴムとクロロプレンゴムの混合ゴム（混合質量比１：１）を使用した。

この後、収納キャップを装着した接続端子部分を常温の水に浸漬し、５分後、３０分後および６０分後、収納キャップ内への浸水の有無を確認したが、６０分後においても浸水は認められなかった。

また、比較のために、収納キャップに代えて外周にマイカテープを１／２ラップで５層巻き付けた端末接続部について、同様の浸水実験を行ったところ、５分後に既に浸水が確認された。

これらの結果から、本実施形態の収納キャップによれば、容易に防湿性を付与できることが確認された。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されるものでないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内で各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０…耐火電線の端末接続部収納キャップ、１１…キャップ本体、１１ａ…開口端、１４…係止部、１５…ストッパー部材、１６…突出片、２０…耐火電線、２１…接続端子、２２…防湿材。

Claims (4)

1. 耐火電線の端末接続部を収納するキャップであって、
   開口端および閉鎖端を有し、前記開口端より前記耐火電線の端末接続部が挿入される、軟質マイカを接着剤で一体化してなる筒状体からなるキャップ本体と、前記キャップ本体に内装された、前記耐火電線の端末接続部を前記キャップ本体内に係止する係止部を有するストッパー部材とを備え、
   前記ストッパー部材の係止部は、前記キャップ本体の内周面側から、前記耐火電線の接続部の挿入方向と直交する面に対し前記開口端とは逆方向へ７度以上１５度以下の傾きをもって突出する、厚さ０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下のステンレス鋼板からなる少なくとも３片の突出片を有し、該突出片は前記キャップ本体の周方向にほぼ等しい間隔をおいて設けられており、前記突出片の弾性変形によって前記耐火電線の端末接続部が前記キャップ本体の前記突出片より閉鎖端寄りの空間に挿入されるように構成されていることを特徴とする耐火電線の端末接続部収納キャップ。
2. 前記突出片は、厚さ０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下のステンレス鋼板からなることを特徴とする請求項１記載の耐火電線の端末接続部収納キャップ。
3. 前記キャップ本体は、軟質マイカと接着剤とを混合し、加熱加圧成型することにより形成された筒状体からなることを特徴とする請求項１または２記載の耐火電線の端末接続部収納キャップ。
4. 前記開口端が防湿材でシールされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の耐火電線の端末接続部収納キャップ。

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