(57)【要約】【課題】電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構築にあたり、作業性に優れる電力ケーブル用被覆部材、及び電力ケーブルの被覆構造を提供する。【解決手段】電力ケーブル用被覆部材1は、電力ケーブルの外周に装着される筒状の本体10を具える。本体10は、有機高分子材料で構成されている。本体10の表面部の少なくとも一部における有機高分子材料がフッ素化されてなるフッ素化層(例えば、外側潤滑層12、内側潤滑層14)を具える。外側潤滑層12を具えることで、被覆部材1の一部を折り返して更に元に戻して電力ケーブルに被覆部材1を装着する場合に、折り返し部分が密着せず、容易に戻すことができる。内側潤滑層14を具えることで、被覆部材1を電力ケーブルに容易に挿入できる。被覆部材1を用いることで、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構築にあたり作業性に優れる。【選択図】図1
2014192969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルの外周に装着される電力ケーブル用被覆部材であって、
有機高分子材料で構成される筒状の本体と、
前記本体の表面部の少なくとも一部における前記有機高分子材料がフッ素化されてなるフッ素化層とを具える電力ケーブル用被覆部材。
【請求項２】
前記本体は、ゴムモールド部品から構成されており、
前記フッ素化層は、前記ゴムモールド部品の外面に具える請求項1に記載の電力ケーブル用被覆部材。
【請求項３】
前記本体は、ゴムモールド部品から構成されており、
前記フッ素化層は、前記ゴムモールド部品の内面に具える請求項1に記載の電力ケーブル用被覆部材。
【請求項４】
前記本体は、ゴムモールド部品から構成されており、
前記フッ素化層は、前記ゴムモールド部品の外面及び内面の双方に具える請求項1に記載の電力ケーブル用被覆部材。
【請求項５】
電力ケーブルの外周に装着され、有機高分子材料で構成される筒状の本体と、
前記本体の内側に配置されて、前記本体を拡径した状態に保持し、前記本体を前記電力ケーブルに装着するときに除去される拡径筒とを具え、
前記拡径筒は、その外側の表面部の少なくとも一部における有機高分子材料がフッ素化されてなるフッ素化層を具える電力ケーブル用被覆部材。
【請求項６】
前記フッ素化層の平均厚さが1μm以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力ケーブル用被覆部材。
【請求項７】
前記有機高分子材料は、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、及びポリプロピレンから選択される1種である請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力ケーブル用被覆部材。
【請求項８】
電力ケーブルと、前記電力ケーブルの外周に装着された請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力ケーブル用被覆部材とを具える電力ケーブルの被覆構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構築に利用される筒状の電力ケーブル用被覆部材、及び電力ケーブルの被覆構造に関するものである。特に、作業性に優れる電力ケーブル用被覆部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルと外部装置などとを接続する端末接続部や、電力ケーブル同士を接続する中間接続部といった電力ケーブルの接続箇所には、通常、防水、絶縁、電界緩和、機械的保護などを目的とした被覆処理を施す。この被覆処理の一つとして、電力ケーブルなどの外周を筒状部材で覆うことが挙げられる。この筒状部材として、自己収縮性を有するゴムモールド部品がある。
【０００３】
端末接続部に利用されるゴムモールド部品は、特許文献1に記載されるように、一端に接続端子が接続され、他端のみが開口した袋状のものや、両端が開口して、一端から他端に貫通した筒状のものがある。このようなゴムモールド部品は、例えば、以下のようにして用いる。特許文献1に記載されるようにゴムモールド部品の開口側領域を折り返しておき、この折り返し部分を有する状態のゴムモールド部品を段剥ぎした電力ケーブルの端部に挿入し、所定の位置にまで嵌め込んだら折り返し部分を元に戻す。こうすることで、電力ケーブルの端部を上記ゴムモールド部品によって覆うことができる。
【０００４】
中間接続部に利用されるゴムモールド部品として、両端が開口し、一端から他端に貫通した筒状の常温収縮チューブが挙げられる。このゴムモールド部品は、例えば、以下のようにして用いる。ゴムモールド部品を装着する電力ケーブルの接続箇所の外径よりも十分に大きな径を有するようにゴムモールド部品を拡げ、この拡げた状態を維持する拡径筒をゴムモールド部品の内側に配置しておく。この拡径筒を具えるゴムモールド部品を上記接続箇所の外周に嵌め込み、その後、拡径筒を除去する。こうすることで、上記接続箇所の外周を上記ゴムモールド部品によって覆うことができる。拡径筒は、例えば、特許文献2に記載される細帯体を螺旋状に巻回して筒状に形成したものなどがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平11-289648号公報
【特許文献２】特公昭49-046190号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力ケーブルの端末接続部や中間接続部を構築するにあたり、作業性の向上が望まれている。
【０００７】
上述のようにゴムモールド部品の一部を折り返す場合、ゴムモールド部品の外面において折り返されて向かい合った部分同士が密着して、折り返し部分を元に戻し難くなることがある。特に、シリコーンゴムといった比較的柔らかい材料から構成されたゴムモールド部品では、上述の折り返し部分の密着が生じ易い。そこで、上述の折り返されて向かい合った部分にグリースといった潤滑剤を塗布して、折り返し部分の密着を低減し、折り返し部分を元に戻し易くすることがなされている。しかし、グリースなどの潤滑剤は粘着性があり、戻し作業の際に作業者の手に付着すると、ゴムモールド部品をつかみ難いなど、作業性を低下させる場合がある。また、グリースなどの潤滑剤を塗布した状態で長期間保管する場合には、埃などが付着して、潤滑性を低下させる恐れがある。更に、ゴムモールド部品を装着後、その外周にテープ材などを巻回する場合には、戻し後にグリースなどの潤滑剤を払拭して除去しないと、テープ材などを十分に密着できない恐れもある。そのため、折り返し部分の戻し後、潤滑剤の除去工程が必要となる。すると、工程数が多くなることで、作業性を更に低下させる。
【０００８】
また、上述の拡径筒によって拡げていないゴムモールド部品を電力ケーブルなどの被覆対象の外周に嵌め込む場合、被覆対象の外面(少なくとも太い部分の外面)とゴムモールド部品の内面とが擦り合って、両者の摩擦抵抗が大きくなり、挿入性を低下させる場合がある。ゴムモールド部品の一部を折り返すことで、折り返さない場合に比較して、ゴムモールド部品における電力ケーブルへの挿入長さを短くできるものの、被覆対象の太い部分との擦り合いは生じ得る。そこで、挿入性を向上するために電力ケーブルの外周及びゴムモールド部品の内周の双方にもグリースといった潤滑剤を塗布することがなされている。しかし、この場合、塗布作業が必要となり、工程数の増加を招く。また、挿入時、上述のように作業者にグリースが付着し易く、作業性の低下を招く。
【０００９】
一方、上述のように拡径筒を具えるゴムモールド部品は、通常、電力ケーブルの外周と拡径筒の内周との間のクリアランスが大きく、挿入性に優れる。しかし、ゴムモールド部品はその自己収縮によって拡径筒を締め付けるように密着しているため、拡径筒を除去し難いことがある。この場合も作業性の低下を招く。
【００１０】
本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部を構築するにあたり、作業性に優れる電力ケーブル用被覆部材を提供することにある。また、本発明の他の目的は、構築作業性に優れる電力ケーブルの被覆構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電力ケーブルの外周に嵌め込む被覆部材の表面を特定の状態とすることで上記目的を達成する。
【００１２】
本発明の電力ケーブル用被覆部材は、電力ケーブルの外周に装着されるものであり、有機高分子材料で構成される筒状の本体と、上記本体の表面部の少なくとも一部における上記有機高分子材料がフッ素化されてなるフッ素化層とを具える。
【００１３】
本発明の電力ケーブル用被覆部材は、フッ素化層を潤滑層として利用することができる。具体的には、次のような利用形態が挙げられる。
(1)  本体の一部を折り返して、再度、元に戻す場合、本体の外面の少なくとも一部、特に折り返し部分にフッ素化層を具えることで、このフッ素化層の潤滑性によって折り返し部分の密着を抑制でき、容易に元に戻すことができる。フッ素化層の表面は実質的に粘性が無く平滑であり、上述のグリースなどの潤滑剤を用いた場合のような作業者へのグリースの付着といった不具合も生じない。
(2)  本体の内面の少なくとも一部、特に挿入時に被覆対象と摺接し得る部分にフッ素化層を具えることで、このフッ素化層の潤滑性によって電力ケーブルなどの被覆対象への挿入性を向上できる。
(3)  後述する拡径筒を具える場合、本体の内面の少なくとも一部(好ましくは拡径筒と接触する領域の全域)にフッ素化層を具えることで、このフッ素化層の潤滑性によって本体と拡径筒との摩擦を低減でき、拡径筒を容易に除去できる(抜き取れる)。
これらのことから、本発明の電力ケーブル用被覆部材は、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構築にあたり、作業性に優れる。
【００１４】
また、上記フッ素化層を具える構成では、上述の折り返し後のグリースの除去作業といった後処理も省略できる。この点からも、本発明の電力ケーブル用被覆部材は、電力ケーブルの端末接続部などの構築にあたり、作業性に優れる。
【００１５】
上記フッ素化層は、本体の構成材料自体(特に炭素元素)とフッ素とが結合して構成される。即ち、グリースなどの潤滑剤やその他の材料といった本体とは独立した材料からなる潤滑層を本体の外周に設けた場合とは異なり、本発明の電力ケーブル用被覆部材は、本体の構成材料の一部が潤滑層の構成材料になっている。そのため、上記フッ素化層は、本体から剥離したり、埃などが付着して潤滑効果が劣化したりすることが生じ難く、好ましくは実質的に生じ得ない。従って、本発明の電力ケーブル用被覆部材は、フッ素化層による潤滑効果の持続性に優れる。例えば、本体が折り曲げられた状態で長期間保持された場合でも、電力ケーブルへの装着後、折り返し部分を容易に元に戻すことができる。更に、グリースを塗布するなどして潤滑層を形成する場合には、作業者によって潤滑層の厚さに斑が生じたり、潤滑層が無い個所が生じたりする恐れがある。本体の構成材料自体を潤滑層の構成材料とする本発明の電力ケーブル用被覆部材は、本体の表面に均一的な厚さの潤滑層を有し易く、上述の斑や潤滑層が無い個所などが実質的に生じない。
【００１６】
本発明の電力ケーブル用被覆部材の一形態として、上記本体がゴムモールド部品から構成されており、上記フッ素化層を上記ゴムモールド部品の外面に具える形態が挙げられる。
【００１７】
上記形態は、特に、ゴムモールド部品の開口部領域を折り返し、再度元に戻すことでゴムモールド部品を電力ケーブルなどの被覆対象の外周に装着する場合(代表的には端末接続部を構築する場合)に利用すると、フッ素化層によって折り返し部分が密着せず、戻し作業を容易に行えて、作業性に優れる。また、上記外面において折り曲げ部分以外の部分にもフッ素化層を具える場合、外部環境に曝される本体表面が平滑であるため、埃などが付着し難く、良好な外観と沿面抵抗とを維持できる。
【００１８】
本発明の電力ケーブル用被覆部材の一形態として、上記本体がゴムモールド部品から構成されており、上記フッ素化層を上記ゴムモールド部品の内面に具える形態が挙げられる。
【００１９】
上記形態は、フッ素化層によって電力ケーブルなどの被覆対象との擦れ合い時の摩擦を低減できるため、被覆対象に挿入し易く、作業性に優れる。
【００２０】
本発明の電力ケーブル用被覆部材の一形態として、上記本体がゴムモールド部品から構成されており、上記フッ素化層を上記ゴムモールド部品の外面及び内面の双方に具える形態が挙げられる。
【００２１】
上記形態は、外面側のフッ素化層によって上述の戻し作業を容易に行え、内面側のフッ素化層によって電力ケーブルなどの被覆対象への挿入作業を容易に行えて、作業性により優れる。また、ゴムモールド部品の外面の全域及び内面の全域にフッ素化層を具えた形態では、これらのフッ素化層を後述するようにフッ素含有ガスを利用して形成すると、ゴムモールド部品の表面全体に均一的に、かつ一様な厚さのフッ素化層を容易に形成でき、製造性にも優れる。
【００２２】
本発明の電力ケーブル用被覆部材の別の形態として、電力ケーブルの外周に装着され、有機高分子材料で構成される筒状の本体と、上記本体の内側に配置されて、上記本体を拡径した状態に保持し、上記本体を上記電力ケーブルに装着するときに除去される拡径筒とを具える形態が挙げられる。そして、この拡径筒は、その外側の表面部の少なくとも一部における有機高分子材料がフッ素化されてなるフッ素化層を具える。
【００２３】
上記形態は、拡径筒を具えることで、電力ケーブルなどの被覆対象への挿入性に優れ、拡径筒がフッ素化層を具えることで、本体におけるフッ素化層の有無に関係なく、拡径筒を容易に除去でき、作業性に優れる。
【００２４】
本発明の電力ケーブル用被覆部材の一形態として、上記フッ素化層の平均厚さが1μm以上である形態が挙げられる。
【００２５】
上記形態は、フッ素化層が適切な厚みで存在するため、潤滑層として十分に機能できる。この適切な厚みのフッ素化層をゴムモールド部品からなる本体に具える形態では、本体の可撓性を十分に維持することができ、上述の折り返しやその戻しなどの作業を容易に行える上に、被覆対象への挿入も容易に行える。
【００２６】
本発明の電力ケーブル用被覆部材の一形態として、上記有機高分子材料がシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、及びポリプロピレンから選択される1種である形態が挙げられる。
【００２７】
列挙した各種のゴムは、電気絶縁性、遮水性、強度などに優れる。従って、上記形態は、上記ゴムからなる本体を具える場合、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部に対して絶縁・防水・機械的保護などを目的とした被覆材として好適に利用できる。
【００２８】
本発明の電力ケーブルの被覆構造として、電力ケーブルと、上記電力ケーブルの外周に装着された本発明の電力ケーブル用被覆部材とを具える構成が挙げられる。
【００２９】
本発明の電力ケーブルの被覆構造は、潤滑層として機能するフッ素化層を具える特定の被覆部材や拡径筒を構成部材に利用することで、その構築にあたり、作業性に優れる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の電力ケーブル用被覆部材は、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構築にあたり、作業性に優れる。本発明の電力ケーブルの接続構造は、その構築にあたり、作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】(A)は、実施形態1の電力ケーブル用被覆部材の平面図、(B)は、その部分断面図である。
【図２】実施形態1の電力ケーブル用被覆部材の使用状態を説明する説明図である。
【図３】実施形態1の電力ケーブル用被覆部材を具える電力ケーブルの端末接続部の概略を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図において、同一符号は同一名称物を示す。図1(B)では、分かり易いように、フッ素化層(外側潤滑層12、内側潤滑層14)の厚さを実際よりも厚く示す。図3では、フッ素化層(外側潤滑層12、内側潤滑層14)を省略している。
【００３３】
(実施形態1)
電力ケーブル用被覆部材1は、電気絶縁性、遮水性、機械的保護などを目的として、電力ケーブル100(図2(C),図3)の外周に装着される筒状の部材である。被覆部材1は、筒状の本体10と、本体10の表面(外面及び内面)の少なくとも一部に潤滑層を具える。図1に示す例では、本体10の外面全域に外側潤滑層12を具え、内面全域に内側潤滑層14を具える。被覆部材1の特徴の一つは、上記潤滑層が、本体10を構成する有機高分子材料がフッ素化されたフッ素化層である点にある。以下、各構成を詳細に説明する。
【００３４】
本体10は、電力ケーブル100の被覆に用いられる種々の有機高分子材料からなるものを利用できる。有機高分子材料は、代表的には、各種のゴムが挙げられる。特に、本体10は、ゴムモールド部品を好適に利用できる。
【００３５】
本体10の具体的な材質は、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPゴム)、及びクロロプレンゴムから選択される1種が挙げられる。列挙したゴムは、電力ケーブルに装着されるゴムモールド部品の構成材料として汎用されており、電気絶縁性、遮水性、耐熱性などに優れて好ましい。特に、シリコーンゴムは、耐熱性、耐水性に優れる上に、比較的柔らかく、折り返しや折り返しの戻しなどの作業を行い易い。EPゴムは、電気絶縁性、耐候性、耐水性に優れる。クロロプレンゴムは、耐候性、耐熱性に優れる上に、加工性にも優れ、種々の形状のものを製造し易い。このようなゴムからなるゴムモールド部品は、公知の方法によって製造することができる。ゴムモールド部品には、図1に示すようなものの他、常温収縮チューブなどが挙げられる。
【００３６】
本体10の形状(外形、内周形状)や大きさ(開口径、内径、外径、厚さ、長さなど)は適宜選択することができる。ここでは、本体10は、両端が開口して、一端から他端に貫通した筒状であるが、一端に接続端子(図示せず)などが接続されて、他端のみが開口した袋状とすることができる。又は、本体10の外周に少なくとも一つの傘部(図示せず)を具えることができる。傘部は、本体10の外方に突出する円環状体である(特許文献1の図4参照)。傘部を具えることで、沿面距離の延長を図ることができる。その他、本体10の外周に適宜な凹凸を設けることで、沿面距離を延長できる。
【００３７】
外側潤滑層12や内側潤滑層14といった潤滑層(フッ素化層)は、本体10の表面部を構成する有機高分子材料に含まれる少なくとも炭素元素(C)と、フッ素元素(F)とが結合された材料、いわゆる直接フッ素化された材料によって構成されている。代表的には、本体10は、本体10の表面部を構成していた材料がフッ素元素によって架橋された形態、即ち、本体10の厚さ方向に見たとき、表面側の領域がフッ素によって架橋された領域であり、中間部が架橋されていない領域である形態が挙げられる。本体10の表面部を構成していた材料が直接フッ素化されて炭素-フッ素結合を有する部分をフッ素化層とし、このフッ素化層を潤滑層とすることで、この潤滑層は、本体10に一体化しており、本体10から実質的に剥離せず、恒久的に存在し得る。このような潤滑層を具えることで、電力ケーブル用被覆部材1は、その潤滑効果を長期に亘り得られる。
【００３８】
潤滑層(フッ素化層)は、その平均厚さが1μm以上であれば、潤滑効果を十分に得られると期待される。潤滑層の厚さが厚いほど、フッ素化した領域が厚くなるため、潤滑層を十分に具えることができる。従って、長期に亘り、潤滑効果を得られる。一方、フッ素化した領域が厚過ぎる、つまりフッ素元素によって架橋された領域(炭素-フッ素結合を有する部分)が多くなり過ぎたり、架橋密度が高過ぎたりすると、本体10の表面の剛性が高まる(高硬度化する)。すると、硬過ぎて、例えば、折り返しなどを行い難い、又は行えない恐れや、挿入し難い恐れがある。また、フッ素化した領域が厚過ぎたり、架橋密度が高過ぎたりすることによって本体10の柔軟性や伸縮性が乏しくなり、例えば、本体10と電力ケーブル100などの被覆対象との密着性を低下させる恐れがある。そのため、潤滑層の平均厚さは、数μm〜十数μm程度が好ましいと考えられる。
【００３９】
潤滑層(フッ素化層)の平均厚さは、例えば、以下のように測定する。電力ケーブル用被覆部材1の縦断面又は横断面をとり、この縦断面又は横断面に存在するフッ素化した領域について複数の地点の厚さを測定し、これらの厚さの平均とする。フッ素化した領域は、本体10本来の構成材料とフッ素とが結合することで、本体10本来と比較して、例えば、色や硬さなどが変化する。従って、簡略的には、被覆部材1の最表面から深さ方向にみたとき、色や硬さなどが異なる地点までをフッ素化した領域としてとらえることができると考えられる。被覆部材1の最表面から深さ方向に組成をXPS(X線光電子分光法)などによって分析して、フッ素が存在する領域を調べ、フッ素が存在する領域をフッ素化した領域としてもよい。なお、潤滑層(フッ素化層)の最表面は、フッ素化されていない領域と比較して、潤滑性に優れることに加えて、色合いが淡くなる傾向にある。
【００４０】
本体10における潤滑層(フッ素化層)を具える領域は、適宜選択することができる。例えば、本体10の外面の一部のみに潤滑層を具えることができる。具体的には、上述の折り返し部分を設ける場合には、本体10の外面において折り返し部分(図2(C)では領域A)にのみ潤滑層を具える形態とすることができる。この形態は、折り返し部分の戻し作業を容易に行える。例えば、本体10の外面全域のみに潤滑層を具えることができる。この場合、上述の折り返し部分を含む全域に潤滑層を具えることで、上述の折り返し部分の戻し作業を容易に行える上に、外部環境などに曝される外面に埃などが付着することを防止でき、外面が清浄な状態を維持できる。
【００４１】
例えば、本体10の内面の一部のみに潤滑層を具えることができる。具体的には、電力ケーブル100などの被覆対象に電力ケーブル用被覆部材1を挿入するときに、被覆対象の外面に摺接し得る箇所にのみ潤滑層を具える形態とすることができる。この形態は、電力ケーブル100などの被覆対象への挿入性に優れる。例えば、本体10の内面全域のみに潤滑層を具えることができる。この場合、電力ケーブル100などの被覆対象への挿入性に優れる上に、被複対象に被覆部材1を装着するまでの間に本体10の内面に埃などが付着することも防止でき、内面が清浄な状態を維持できる。
【００４２】
勿論、上述の四つの形態(外面の一部、外面の全面、内面の一部、及び内面の全面)を組み合わせた形態とすることができる。特に、図1(B)に示すように本体10の外面全域に外側潤滑層12を具え、かつ内面全域に内側潤滑層14を具えると、上述の折り返し部分の戻し作業が容易である上に、電力ケーブル100などの被覆対象への挿入性に優れ、端末接続部や中間接続部の構築にあたり、作業性に優れる。また、本体10の内外面の双方において埃などの付着を防止でき、埃などの介在による不具合の発生を防止できる。この形態は、後述するフッ素含有ガスを用いて潤滑層を形成すると、外側潤滑層12及び内側潤滑層14の双方を容易に形成でき、製造性にも優れる。
【００４３】
フッ素化層からなる潤滑層の形成には、フッ素と、本体10の表面部を構成する有機高分子材料とを直接反応させるいわゆる直接フッ素化を好適に利用できる。フッ素原子は、解離エネルギーが比較的小さく、反応性の高い原子であり、熱的エネルギーや電気的エネルギー、高い圧力などの外的エネルギーを利用しなくても、フッ素化を容易に行える。いわゆる直接フッ素化には、フッ素含有ガスを用いる手法が挙げられる。この手法は、本体10の表面とフッ素含有ガスとを均一的に接触させられる。そのため、本体10の表面に、一様な厚さのフッ素化層を容易に形成できて、製造性に優れる。所望の箇所にのみフッ素化層を設ける場合には、適宜、マスキングなどを行うとよい。又は、例えば、本体10の外面にのみフッ素化層を設ける場合には、本体10内に中子を挿入して本体10の内面と中子とを密着させておき、フッ素含有ガスが内面に回り込むことを防止することが挙げられる。中子は、フッ素化処理後に除去すればよい。
【００４４】
フッ素含有ガスは、フッ素と不活性ガスとの混合ガスなどが挙げられる。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、及び窒素から選択される1種以上が挙げられる。不活性ガスは、1種でも、2種以上を混合してもよい。フッ素含有ガスは、フッ素単体とすることもできるが、フッ素単体では反応性が高いため、混合ガスとする方が反応状態を調整し易い。混合ガス中のフッ素濃度は、適宜選択することができる。フッ素濃度、反応槽(代表的には真空チャンバ)内の温度、反応時間などを調整することで、フッ素化の度合いや潤滑層の厚さを調整できる。フッ素濃度、反応槽内の温度、反応時間のいずれも、大きいほど、フッ素化の度合いや潤滑層の厚さを大きくできる。常温(20℃以上25℃以下程度)、常圧の条件でフッ素化処理を行うと、制御し易く、作業性に優れる。
【００４５】
フッ素含有ガスを用いた直接フッ素化は、例えば、以下のように行う。真空チャンバに対象物(ここではゴムモールド部品)を収納した後、チャンバ内を真空引きして、チャンバ内の水分や空気などを除去する。所定の真空度とした状態で、チャンバ内にフッ素混合ガスを供給し、所定の時間保持する。所定の時間経過後に対象物を取り出す。この工程により、本体10の表面にフッ素化層からなる潤滑層を具える電力ケーブル用被覆部材1が得られる。
【００４６】
図1に示す電力ケーブル用被覆部材1は、例えば、以下のように用いる。図2(A)に示すように被覆部材1の一端側領域(ここでは、図2(C)に示すように段剥ぎした電力ケーブル100の根元側(太径側)に配置される領域A)を所定の位置まで折り返す。図2(B)に示すように被覆部材1の内面に折り返し位置を示す印(ここでは矢印)を設けておくと、折り返し長さがばらつかず、好ましい。ここでは、被覆部材1は、本体10の外面全域に外側潤滑層12(図1、フッ素化層)を具えるものの、このフッ素化層は極薄く(ここでは平均厚さ1μm)、本体10自体(ここではシリコーンゴム)の可撓性や伸縮性を十分に有しており、容易に折り曲げられる。
【００４７】
次に、この折り返し部分を具える電力ケーブル用被覆部材1(図2(B))に、図2(C)に示すように段剥ぎした電力ケーブル100を挿入する。ここでは、被覆部材1は、本体10の内面全域に内側潤滑層14(図1、フッ素化層)を具えることで、電力ケーブル100(特に太径部分)と擦り合っても摩擦が小さく、電力ケーブル100の外周に潤滑剤などを塗布しなくても、容易に挿入できる。上述の折り返しは、予め行っておき、図2(B)に示す折り返し部分を具える被覆部材1を施工現場などに持っていくと、現場での作業性に優れて好ましい。
【００４８】
電力ケーブル100の所定の位置に電力ケーブル用被覆部材1を配置したら、図2(C)に示すように上述の折り曲げ部分を元に戻す。ここでは、被覆部材1は、本体10の外面に外側潤滑層12(フッ素化層)を具えることで、この折り曲げの戻し作業も容易に行える。かつ、この戻し作業にあたり、作業者に潤滑剤などが付着することもない。
【００４９】
上記工程により、電力ケーブル100の外周の所定の領域を電力ケーブル用被覆部材1で覆った電力ケーブルの被覆構造を構築することができる。図3は、電力ケーブルの被覆構造の一例として、端末接続部を示す。この端末接続部は、段剥ぎされた電力ケーブル100と、電力ケーブル100の外周の一部に装着された被覆部材1とを具える。電力ケーブル100は、内側から順に、導体110、内部半導電層、電気絶縁体112、外部半導電層、遮蔽層、シース114を具える。段剥ぎによって露出された導体110の端部には、接続端子200が圧着される。導体110と接続端子200との接続箇所の外周、及び被覆部材1における導体側端部の外周を覆うように絶縁テープなどを巻回して、絶縁材からなる絶縁層210が設けられる。接地線130を取り付けた場合には、接地線130の端部を被覆部材1のシース側端部から外部に引き出す。被覆部材1のシース側端部の外周に、締付バンド140を装着してもよい。
【００５０】
その他、ゴムモールド部品の内面に電界緩和層16を具えたものを用いることができる。この場合、電界緩和層16にも潤滑層(フッ素化層)を具える形態とすることができる。電界緩和層16を具えるゴムモールド部品を用いた被覆構造を構築する場合、この電界緩和層16の内側に、半導電性テープ層120を設ける。半導電性テープ層120は、電力ケーブル100の遮蔽層の外周に半導電性テープを巻回して形成するとよい。電界緩和層16を有していないゴムモールド部品を利用することもできるし、上記半導電性テープを巻回した後、半導電性テープ層120の外周に別途電界緩和層を設けてもよい。被覆対象において本体10との密着が特に求められる箇所(例えば、上述の半導電性テープ層120の端部といった電界緩和層16との接触個所)にグリースなどを塗布すると、本体10(電界緩和層を含んでいてもよい)の内面にフッ素化層を具える場合でも本体10と被覆対象とを密着でき、例えば、コロナ特性などを向上できる。但し、グリースなどの塗布が必要となるが、この場合の塗布領域は少ないことから、作業性の低下を抑制できる。
【００５１】
(実施形態2)
別の形態として、ゴムモールド部品の内側に更に拡径筒(図示せず)を具える形態とすることができる。この形態は、拡径筒を具えることで、電力ケーブルなどの被覆対象への挿入を容易に行えて、作業性に優れる。
【００５２】
この形態において、ゴムモールド部品の内面の少なくとも一部、好ましくは内面全域にフッ素化層からなる内側潤滑層を具えると、拡径筒の除去を容易に行える。従って、この形態は、上述のように挿入作業を容易に行える上に、拡径筒の除去も容易に行えて、作業性に優れる。この形態では、ゴムモールド部品の外面にフッ素化層からなる外側潤滑層を具えていても、具えていなくてもよい。外側潤滑層も具えると、ゴムモールド部品の外面に埃などが付着することを防止できる上に、外観に優れる。
【００５３】
又は、ゴムモールド部品はフッ素化層を具えておらず、拡径筒の外面の少なくとも一部にフッ素化層を具える形態とすることもできる。このフッ素化層は、拡径筒の外側の表面部の少なくとも一部における有機高分子材料がフッ素化されてなる。この形態は、ゴムモールド部品のフッ素化層の有無に係わらず、拡径筒の除去を容易に行える。また、拡径筒の外面及び内面の双方にフッ素化層を具えることもできる。又は、ゴムモールド部品の内面及び拡径筒の外面の双方にフッ素化層を具える形態とすることもできる。又は、ゴムモールド部品の外面及び内面の双方、並びに拡径筒の外面及び内面の双方にフッ素化層を具えることもできる。拡径筒に具えるフッ素化層の形成も、上述のフッ素含有ガスを用いた直接フッ素化の手法を好適に利用することができる。
【００５４】
拡径筒の形態は特に問わない。具体的には、特許文献2に記載される細帯体を螺旋状に巻回してなる形態、その他、複数の円弧状の分割片を組み合わせる形態が挙げられる。前者の形態は、螺旋の巻回方向と逆方向に細帯体を解くことで、拡径筒を容易に解体でき、除去を行い易い。後者の形態は、拡径筒の構成が単純であり、製造性に優れる。但し、後者の形態は、拡径筒を構成する分割片とゴムモールド部品との接触面積が大きく、上述の細帯体の形態よりも除去し難い。従って、この形態は、フッ素化層を具えることで、拡径筒の除去作業性を向上できる。拡径筒の構成材料は、PP(ポリプロピレン)、セルロースアセテートブチレート、塩化ポリビニルなどが挙げられる。拡径筒の大きさ(特に内径)は、ゴムモールド部品を所望の大きさに拡径できるものを適宜選択するとよい。
【００５５】
なお、拡径筒は、ゴムモールド部品を電力ケーブルなどの被覆対象に装着するまでの間、ゴムモールド部品を所定の大きさに拡径した状態を保持するものであり、被覆対象の外周に嵌め込まれた後、除去される。即ち、拡径筒は、被覆対象の外周に一時的に嵌め込まれるものに過ぎない。
【００５６】
(実施形態3)
実施形態1で説明したゴムモールド部品や、実施形態2で説明した拡径筒に対して、内面の一部のみ、又は外面の一部のみに、フッ素化層を具える形態とすることができる。
【００５７】
例えば、ゴムモールド部品や拡径筒の内面又は外面に、複数の点状、又は複数の線状にフッ素化層を具える形態が挙げられる。複数の点や線は、ゴムモールド部品や拡径筒の軸方向に沿って並んだ形態、周方向に沿って並んだ形態、螺旋状に並んだ形態などが挙げられる。ゴムモールド部品の表面や拡径筒の表面に部分的にフッ素化層が存在する形態では、表面の一部がフッ素化層で構成され、他部がゴムモールド部品や拡径筒の本来の材料で構成される。そのため、特にこの形態のゴムモールド部品は、フッ素化層による潤滑性の向上効果、及びフッ素化されていない領域による柔軟性や伸縮性の確保という双方の効果を有することができる。柔軟性などを有することで、例えば、電力ケーブルなどの被覆対象との密着性を確保し易いと期待される。そこで、ゴムモールド部品における上記フッ素化されていない領域は、被覆対象との密着性が求められる箇所、代表的には電気的弱点になり易い個所とすることが挙げられる。ゴムモールド部品におけるフッ素化層を形成する領域は、電気的弱点になり難い個所とすることが挙げられる。なお、ゴムモールド部品の内面及び外面の一方の全域にフッ素化層を具え、他方の一部にのみフッ素化層を具える形態とすることもできる。
【００５８】
上述の部分的にフッ素化層が存在する形態は、例えば、上述の点や線に対応する位置に貫通孔を有する筒状の中子などを用いて、上述のフッ素含有ガスを用いた処理を行うことで形成できる。
【００５９】
(試験例)
表面に潤滑層を具える電力ケーブル用被覆部材を作製し、折り返し及び戻し作業の作業性、電力ケーブルへの挿入性、電気的特性を調べた。
【００６０】
ここでは、上述の実施形態1で説明した構成のもの、つまり、筒状の本体の表面全面にフッ素化層からなる内側潤滑層及び外側潤滑層を具える電力ケーブル用被覆部材を作製した。上記筒状の本体は、シリコーンゴムからなるゴムモールド部品であって、後述の電力ケーブルに装着可能な大きさを有するもの(型番NPAT-F11T  住電朝日精工株式会社製)を用意した。
【００６１】
用意した上記筒状の本体にフッ素化処理を施した。フッ素化処理は、フッ素ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いた、いわゆる直接フッ素化を行った。ここでは、混合ガス中のフッ素ガスの濃度を変化させてフッ素化処理を行い、フッ素化処理条件が異なる3個の試料No.1〜No.3を作製した。フッ素ガスの濃度は、試料番号が最も小さい試料No.1を最も低くし(低濃度とし)、試料番号が大きくなるほどフッ素ガスの濃度を大きくした(高濃度とした)。フッ素化処理後の各試料の外観を目視確認したところ、試料No.1〜No.3はいずれも、表面全体が淡く白濁したように見えた。
【００６２】
作製した試料No.1〜No.3と、比較として用意したフッ素化処理を行っていない試料No.100とについて、筒状の本体の下部を所定の折り返し位置まで折り返し、再度元に戻すという作業を繰り返し行い、作業性を調べた。その結果を表1に示す。表1において○は、折り返し作業と戻し作業とを繰り返して良好に行えることを示し、△は折り返し作業と戻し作業とがある程度の回数行えることを示し、×は折り返し作業及び戻し作業の少なくとも一方が行い難いことを示す。この作業性の試験は、試料No.1〜No.3の外面及び試料No.100の外面のいずれにもグリースを塗布せずに行った。
【００６３】
作製した試料No.1〜No.3と、比較の試料No.100とをそれぞれ被覆対象となる電力ケーブルに挿入して、挿入性を調べた。その結果を表1に示す。表1において○は、挿入を容易に行えることを示し、△は挿入を行えることを示し、×は挿入し難いことを示す。この挿入性の試験は、試料No.1〜No.3の内面及び試料No.100の内面、被覆対象の外面のいずれにもグリースを塗布せずに行った。被覆対象には、導体断面積が22mm2の電力ケーブル、導体断面積が38mm2の電力ケーブルをそれぞれ用意した。いずれの電力ケーブルも、導体は7本の銅線の撚り線、絶縁層は、架橋ポリエチレンから構成された市販のものである。
【００６４】
作製した試料No.1〜No.3と、比較の試料No.100とについて、電気的特性としてコロナ特性を調べた。ここでは、JCAA(日本電力ケーブル接続技術協会)の規定に準拠して、上述の導体断面積が22mm2の電力ケーブルを用いて、商用周波数部分放電試験を行い、コロナ発生電圧及び消滅電圧をそれぞれ調べた。具体的には、各試料の本体を電力ケーブルに挿通配置し、この電力ケーブルの一端に電源を接続し、他端を接地して、電力ケーブルに課電する。そして、コロナ発生電圧と、コロナ消滅電圧とを測定し、コロナ発生電圧が10kV以上及び消滅電圧が5.5kV以上の少なくとも一方を満たす場合を○、いずれも満たさない場合を×と評価した。その結果を表1に示す。発生電圧における電荷量はいずれの試料も、20pCである。この電気的特性の試験は、試料No.1〜No.3の内面及び試料No.100の内面、被覆対象の外面のいずれにもグリースを塗布せずに行った。
【００６５】
【表１】
2014192969.tif 000003
【００６６】
本体の外面にフッ素化処理によって形成したフッ素化層を潤滑層として具える試料No.1〜No.3は、表1に示すように、グリースの塗布を行わなくても、折り返し及び戻し作業の作業性に優れることが分かる。この試験では、特に、フッ素化処理時のフッ素濃度が低く、フッ素化層が比較的薄い試料No.1が折り返し及び戻し作業を行い易かった。この理由として、試料No.3では、フッ素化層が比較的厚くなり、本体の硬度が高くなったため、と考えられる。なお、試料No.1〜試料No.3に具えるフッ素化層の厚さは数μm程度である。
【００６７】
また、本体の内面に上記フッ素化層を潤滑層として具える試料No.1〜No.3は、表1に示すように、被覆対象への挿入性にも優れることが分かる。
【００６８】
更に、本体の内面に上記フッ素化層を潤滑層として具える試料No.1〜No.3は、コロナ発生電圧や消滅電圧が高く、電気的特性にも優れることが分かる。特に、試料No.1は、コロナ発生電圧が10kV以上及び消滅電圧が5.5kV以上の双方を満たしていた。このことから、試料No.1のフッ素化層は、フッ素化層を具える本体と電力ケーブルとが密着し易い厚さを有すると考えられる。なお、本体に具える電界緩和層の表面にのみグリースを塗布して、電力ケーブルに装着し、上述のように部分放電試験を行ったところ、試料No.1〜No.3のいずれも、コロナ発生電圧及び消滅電圧が大きくなった。このことから、電力ケーブルに部分的にグリースを塗布することで、電気的特性の向上を図ることができるといえる。
【００６９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の電力ケーブル用被覆部材は、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構成部材に利用することができる。また、フッ素化層を具える被覆部材は、電力ケーブルや電線の他、パイプや棒材などの長尺材などを外部環境から保護したり(水や埃などとの接触を防止したり)、機械的に保護したり(強度を高めたり)、電気的に保護したり(電気絶縁性を高めたり)するための保護部材としても利用できると期待される。本発明の電力ケーブルの被覆構造は、電力ケーブルの端末接続部や中間接続部の構築に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
1  電力ケーブル用被覆部材  10  本体  12  外側潤滑層  14  内側潤滑層
16  電界緩和層
100  電力ケーブル  110  導体  112  電気絶縁体  114  シース
120  半導電性テープ層  130  接地線  140  締付バンド
200  接続端子  210  絶縁層
【図１】
2014192969.tif 000004
【図２】
2014192969.tif 000005
【図３】
2014192969.tif 000006