ジャンクションボックスを理解する安全で効率的な電気システムに不可欠な部品

I.はじめに

A.ジャンクションボックスの定義

ジャンクションボックスは、電気的な接続を収容するために設計された筐体であり、複数の電線や回路を接続するための安全で整理された方法を提供します。これらのボックスは、金属やプラスチックなど、さまざまな材料で作ることができ、住宅と商業の両方の電気システムで重要です。電線の接続ポイントとして機能し、電気スプライスを湿気や物理的衝撃などの損傷や環境要因から確実に保護します。

VIOXジャンクションボックス

B.電気システムにおける重要性

ジャンクションボックスは、外部からの脅威から配線を保護し、不用意な活線との接触を避け、電気火災や短絡の可能性を低減するため、電気システムの安全性と有効性を維持するために不可欠です。電気接続に安全な環境を提供することで、ジャンクションボックスは、電線を危険な状態に置くことなく、電気システムの保守や変更をより簡単にします。

ジャンクションボックスの意義は次のようにまとめられる：

• 保護：風雨や物理的損傷から電気的接続を保護し、電気的危険のリスクを低減します。
• 整理整頓：ジャンクションボックスは配線経路を整理し、複雑な電気システムの管理を容易にします。
• アクセス性：修理やアップグレードのためにアクセスしやすい場所を提供するため、電気技師は隠れた場所や届きにくい場所にアクセスすることなく、安全に配線作業を行うことができます。

II.ジャンクションボックスの種類

ジャンクションボックスは、特定の用途、デザイン、材質によってグループに分けられる。さまざまな電気設備に適したジャンクションボックスを選ぶには、これらの種類を理解する必要があります。

A.金属製ジャンクションボックス

通常、金属製ジャンクションボックスの製造にはスチールまたはアルミニウムが使用されます。これらの金属製ジャンクションボックスは、優れた耐久性を備えており、堅牢性が不可欠な産業環境や屋外用途などのシナリオに最適です。これらのボックスは、高温や激しい衝撃に耐えることができるため、物理的な損傷や火災の恐れがある場所に適しています。

B.非金属ジャンクションボックス

非金属ジャンクションボックスは耐食性に優れているため、PVCプラスチック製が多く、壁や天井の内側など住宅用として人気があり、軽量で価格も手頃です。非金属ジャンクションボックスは、主に屋内での使用を想定しており、過酷な環境条件にさらされる範囲は限られています。

C.耐候性ジャンクションボックス

雨、ほこり、高温などの天候要因から電気接続を保護するために特別に作られた防水ジャンクションボックスは、湿気の侵入と関連するリスクを防ぎ、屋外コンセントや照明などの屋外環境で配線が乾燥した安全な状態を保つことを保証するために非常に重要です。

D.防爆ジャンクションボックス

外部雰囲気の発火を防ぐため、防爆型ジャンクションボックスは、発生する可能性のある爆発性のガスや蒸気をエンクロージャ内に閉じ込めるように設計されています。これらのボックスは、化学産業や石油精製所など、可燃性化合物を使用する危険な環境では不可欠です。爆発の可能性がある環境で電気接続の完全性を維持することにより、安全性を保証します。

III.ジャンクション・ボックスの構成要素

ジャンクションボックスは、電気接続の効果的で安全な取り扱いを保証するために協力する多くの重要な部品で構成されています。設置やメンテナンスを正しく行うためには、これらの要素を理解することが不可欠です。

A.ボックスエンクロージャー

ジャンクションボックスの主なコンポーネントは、電気接続を収容し保護するために使用されるボックスエンクロージャです。通常、プラスチックや金属などの材料で構成され、エンクロージャは、活線との偶発的な接触を回避し、物理的な損傷、ほこり、湿気から内部コンポーネントを保護します。

B.カバープレート

ジャンクションボックスの保護蓋であるカバープレートは、エンクロージャーを固定し、内部の配線に手が届かないようにします。電気接続部に不用意に接触する可能性を減らすため、重要な安全コンポーネントです。カバープレートには、ねじ込み式とスナップフィット式があり、湿気やほこりの侵入を防ぐ機能が付いている場合もあります。

C.ノックアウト

ノックアウトは、ケーブルの挿入を容易にするジャンクションボックスの開口部です。様々な回路間の接続を容易にするため、これらの開口部をなくし、電線管や電線をボックスに入れるスペースを作ることができます。ノックアウトは設置の柔軟性を提供するため、電気技術者は特定のワイヤ要件に合わせてボックスを変更することができます。

D.取付金具

ジャンクションボックスの設計と設置要件に応じて、取り付けブラケット（壁、天井、またはその他の表面にボックスを固定するハードウェア部品）は、固定式または調整式にすることができます。

E.接地ネジ

ジャンクション・ボックス内には「アース・スクリュー」と呼ばれる金属製のネジがあり、アース線を接続するポイントとして機能します。余剰電力を適切に大地に流すことで、適切な接地は火災の可能性を低くし、感電を防ぐのに役立ち、電気安全のために不可欠です。接地ネジは、ジャンクションボックスの金属部品がアース電位にあることを保証します。

IV.ジャンクションボックスの用途

ジャンクションボックスは、安全で整然とした電気接続を保証するために、様々な状況で利用される適応性のある部品である。住宅用、商業用、工業用、屋外用など、その用途は一般的なカテゴリーに分けられます。

A.住宅用

ジャンクションボックスは、住宅環境で電線を接続するために非常に重要です。ジャンクションボックスは、コンセント、スイッチ、器具の接続を行うために、壁、屋根裏部屋、地下室などの場所に頻繁に設置されます。ジャンクションボックスは、複数のワイヤーを接続することで、電気系統をすっきりと整頓し、電気火災や短絡などの危険性を低減します。また、メンテナンスやトラブルシューティングも容易になるため、家庭用配線システムには欠かせない存在となっている。

B.商業用途

公共施設、小売店、オフィスビルなどの複雑な電気ネットワークを監督する商業環境では、ジャンクションボックスは不可欠だ。ジャンクションボックスは、電気接続を1カ所に集約し、メンテナンスや調整をより簡単にする。ジャンクションボックスは、商業環境で秩序ある効果的な電気インフラを維持するために使用され、大規模な電気需要に対応し、迅速な問題解決を可能にするために不可欠です。

C.産業環境

ほこり、湿気、極端な温度などの過酷な条件に耐えるように設計された産業用ジャンクションボックスは、産業環境における頑丈な機械や装置の接続に不可欠です。その頑丈な構造は、信頼性の高い配電を保証すると同時に、環境危険から保護することで安全性を高めます。複雑な電気システムを管理するその能力は、操作のダウンタイムが大きな生産性の損失につながる可能性のある産業において極めて重要です。

D.屋外設置

屋外用ジャンクションボックスの目的は、雨、ほこり、温度変化などの環境要因から電気接続を保護することです。これらの耐候性ボックスは、景観照明、屋外用コンセント、屋外用照明器具などの用途に不可欠であり、配線を乾燥した安全な状態に保ち、湿気や破片の侵入による潜在的なリスクを回避します。さらに、屋外用ジャンクションボックスは、破壊行為を抑止し、長期的な信頼性を保証するために、ロック機構や頑丈な素材を備えていることがよくあります。

V.正しいジャンクションボックスの選択

適切なジャンクションボックスを選択することは、電気設備の安全性、コンプライアンス、機能性を確保するために非常に重要です。ここでは、ジャンクションボックスを選択する際の主な考慮事項を説明します：

A.環境への配慮

ジャンクションボックスが設置される環境は、材質やデザインの選択に大きく影響します。例えば

• 屋内環境では、軽量で耐腐食性のある非金属ボックスが使用できる場合がある。
• 屋外での使用には、湿気や紫外線から保護する耐候性ボックスが必要です。
• 産業環境では、過酷な条件に耐え、危険を防止するために、金属製または防爆型のボックスが必要になる場合があります。

B.サイズと容量の要件

適切なサイズ決定は、導体の数とサイズ、およびボックス内の装置や付属品を収容するために不可欠です。米国電気工事規定（NEC）は、必要最小容積を決定するためのガイドラインを提供しています：

• 導体の数。
• 導体のサイズ（例：18AWGから4AWG以上）。
• スイッチやレセプタクルなどの機器に対する追加許容値。

適切なサイズのボックスを選択しないと、過熱、絶縁体の損傷、電気火災の危険性が高まります。

C.材料の選択

素材の選択は、耐久性、安全性、コンプライアンスに影響する：

• 金属製ジャンクションボックス（スチールやアルミニウムなど）は頑丈で、物理的要求の高い環境に適しています。
• 非金属ボックス（PVCなど）は、湿気の少ない屋内での使用に最適です。
• 特に屋外や産業用途では、湿気、紫外線、腐食などの環境要因に対する耐性を確保する。

D.電気規格への準拠

ジャンクションボックスを選択する際には、地域の電気規則の遵守が必須です。NECは、次のような特定の要件を概説しています：

• 導体の種類と数に応じた最小ボックスサイズ。
• メンテナンスのためのアクセス性を確保する設置方法。
• 危険な場所での静電気の蓄積を防ぐための接地要件。

これらの規格に準拠したジャンクションボックスを選択することは、安全性を高めるだけでなく、設置が検査に合格することを保証します。

VI.設置プロセス

ジャンクションボックスの設置には、安全性と電気規格への準拠を確保するために、いくつかの重要な手順が必要です。ここでは、設置プロセスについて詳しく説明します：

A.計画と準備

1. 安全上のご注意作業を始める前に、作業を行う回路のメインブレーカーパネルの電源を切ってください。電圧計または非接触テスターを使用して、電源がオフになっていることを確認してください。
2. 道具と材料を集める：必要な道具や材料を集める：
   • コード認可ジャンクションボックス（金属製またはプラスチック製）
   • ケーブルクランプ（金属ボックス用）
   • ワイヤーナット
   • 取り付け用のネジまたは釘
   • 電気テープ
   • ワイヤーストリッパーとドライバー
3. 場所を選びます：ジャンクションボックスの設置場所は、地域の電気 規範に準拠した、アクセスしやすい場所を選択します。スタッドまたは根太にしっかりと取り付け、壁面と面一になるようにしてください。

B.ボックスの取り付け

1. 構造物に取り付ける：ジャンクションボックスが安定し、壁の表面と同じ高さになるように、ボックスの既存の穴にネジを通してスタッドまたは根太に固定します。
2. クランプを取り付ける：金属製ボックスの場合、ドライバーまたはハンマーを使用してノックアウトを取り外し、各エントリポイントにケーブルクランプを取り付ける。プラスチック製ボックスの場合は、ボックス内にある内部クランプを利用する。

C.配線の接続

1. ワイヤーを準備する：ワイヤーストリッパーを使用して、各ワイヤーから絶縁体を約 3/4 インチ剥く。各導線が箱の中に約15センチ伸びていることを確認する。
2. アース線を接続する：まず、裸の銅線または緑色の絶縁アース線をねじってつなぎ、ワイヤーナットで固定します。金属製のボックスを使用する場合は、ピグテールのアース線をボックス内のアースネジに接続します。
3. ホットワイヤーとニュートラルワイヤーを接続します：黒（ホット）ワイヤと白（ニュートラル）ワイヤを、ワイヤナットを使用して確実に接続します。
4. ケーブルを固定する：ケーブルクランプを締めすぎるとケーブルが損傷する恐れがあります。

D.シーリングと仕上げ

1. ジャンクションボックスを覆う：すべての接続が完了したら、カバープレートをしっかりと取り付け、内部の配線をほこりや湿気から保護します。
2. 最終チェック：すべての接続が締まっており、ジャンクションボックスの外側にワイヤーが露出していないことを確認してください。
3. 電源の復旧：サーキットブレーカーで電源を入れ、接続をテストし、すべてが正常に機能していることを確認する。

VII.安全への配慮

1. 接地
   • 金属製の箱：ネジまたは認可された方法で接地する。
   • 非金属ボックス：認可された接地クリップを使用
   • 切れ目のない連続した接地導体を確保すること
2. 過電流保護
   • 適切な定格のサーキットブレーカまたはヒューズに接続する。
   • 過負荷の兆候（箱が暖かい、照明がちらつく）を監視する。
3. アクセシビリティ
   • アクセスしやすい場所に設置する
   • 最小作業スペース（幅30×奥行36）を確保
4. 火災安全
   • 環境に適した不燃材料を使用する。
   • 重要な回路に耐火構造を導入する
   • ジャンクションボックスのカバーをしっかりと固定する

X.環境への影響と持続可能性

電気部門において、ジャンクションボックスが環境に与える影響や持続可能性への貢献は、ますます重要な要素となってきている。このセクションでは、ジャンクションボックスの省エネルギー、リサイクル方法、環境に優しい材料について検討します。

A.環境に優しい素材

再生プラスチック：i12 GreenLineのようないくつかのジャンクション・ボックスは、LDPEとPPを含む少なくとも90%の消費者再生利用品（PCR）で構成されているため、この転換は原材料を節約するだけでなく、従来のプラスチックと比較して環境負荷を約40%大幅に低減します。

耐久性と性能：エコフレンドリーなジャンクションボックスは、高性能と安全基準を維持しながら、化石由来の新しいプラスチックへの依存を最小限に抑え、持続可能性と機能性が共存できることを証明しています。

新しいABSと再生ABSの比較防水ジャンクションボックスにおける再生ABS

B.古いジャンクション・ボックスのリサイクル

古いジャンクション・ボックスをリサイクルすることは、廃棄物を最小限に抑え、持続可能性を促進する効果的な方法です：

材料の回収：金属（銅など）やポリマーのような貴重な部品は、ソーラーパネルを含む引退した電気系統のジャンクション・ボックスから回収し、製造工程で再利用することができる。この方法は、埋め立てゴミを減らすと同時に、バージン資源の需要を減らします。

再利用の可能性：ジャンクション・ボックスの多くは、状態が良ければ改修して再利用できる。未使用の開口部がすべて密閉されていることを確認することで、安全に再設置することができ、資源保護に貢献する。

C.省エネルギーの側面

• 効率的な配線管理:適切に設置されたジャンクションボックスは、効率的な配線構成を促進し、接続不良や回路の過負荷に伴うエネルギー損失を低減します。この効率は、電気システムにおけるエネルギー消費の低減につながります。
• 再生可能エネルギーへの支援:ジャンクションボックスは、ソーラーパネルとインバーターやその他の電気コンポーネントを接続する、ソーラーエネルギーシステムに不可欠なコンポーネントです。再生可能エネルギー源の統合を可能にすることで、全体的な省エネルギーの取り組みに貢献します。

XI.規制基準とコンプライアンス

ジャンクションボックスの安全な設置および操作には、規制規格への準拠が不可欠です。このセクションでは、米国電気工事規定（NEC）、UL規格、および国際規格の主な要件について説明します。

A.米国電気工事規定（NEC）の要件

NECは、電気的危険を最小限に抑えるために、ジャンクションボックスの設置に関する具体的なガイドラインを定めています。主な規定は以下の通りです：

• 材料仕様：ジャンクションボックスは、その使用環境に応じて、金属や適切なプラスチックなどの不燃材料で作られなければならない（NEC 314.28項）。例えば、湿気の多い場所で使用されるボックスは、それに応じた定格が必要です。
• 容積とサイズの要件：NECは、ボックス内の導体の数とサイズに基づいて、最小容積のサイズを概説している（NECセクション314.16）。例えば、3本から6本の導線を含むボックスには、最小18立方インチの容積が必要です。
• 接地の要件：ジャンクションボックスは、故障電流の安全な経路を提供し、感電の危険を防止するために接地しなければならない（NECセクション250.110）。接地方法は、ボックスが金属製か非金属製かによって異なります。
• アクセス性：ボックスは、保守や点検のためにアクセスしやすい場所に設置し、壁や天井に隠れないようにしなければならない（NEC 314.29項）。

B.ULリスト及び認証

Underwriters Laboratories（UL）は、ジャンクションボックスが特定の性能基準を満たしていることを保証する安全認証を提供しています。主なポイントは以下の通りです：

• 安全性の保証UL規格に登録された製品は、様々な用途における安全性と信頼性を確認するための厳しい試験を受けています。
• 規格への適合UL認証は、ジャンクションボックスが、耐火性、防湿性、電気性能など、関連する安全規格に適合していることを保証します。
• 市場での受け入れ：多くの地域の建築基準法では、UL規格に適合した製品の使用が義務付けられているため、電気工事業者や請負業者は、認証されたジャンクションボックスを選択することが不可欠です。

C.国際基準

NEC規制やUL認証に加え、国際規格もジャンクションボックスの仕様を規定している：

• IEC規格：国際電気標準会議（IEC）は、ジャンクションボックスの仕様、特に安全性と環境条件に関する電気設備のガイドラインを提供している。
• ISO認証国際標準化機構（ISO）は、ジャンクションボックスを含む電気部品メーカーに適用できる品質管理基準を定めています。

これらの国際規格に準拠することで、ジャンクションボックスはグローバルな用途に適し、多様な規制要件を満たすことができます。

XIII.ジャンクションボックスのメーカー

1. NEMAエンクロージャー
   • 場所アメリカ
   • ウェブサイト nemaenclosures.com
2. ポリケース
   • 場所アメリカ
   • ウェブサイト ポリケースドットコム
3. ターク社
   • 場所アメリカ
   • ウェブサイト ターク・ドット・コム
4. ビオックス電機株式会社
   • 場所中国
   • ウェブサイト ヴィオックス・ドット・コム
5. カイザーグループ
   • 所在地ドイツ
   • ウェブサイト カイザーエレクトロ
6. ハモンド・マニュファクチャリング
   • 場所カナダ
   • ウェブサイト hammondmfg.com
7. マレシャル・エレクトリック
   • 場所フランス
   • ウェブサイト マレシャル・ドット・コム
8. スピナグループ
   • 所在地イタリア
   • ウェブサイト スピナグループ・ドット・コム
9. 高地
   • 場所日本
   • ウェブサイト タカチドットコム

XIV.おわりに

ジャンクションボックスは、様々な環境における配線の安全で整然とした接続を提供し、電気システムの重要な部分です。家庭でも商業施設でも、電気効率と安全性を維持するために不可欠な装置です。住宅所有者にとっても電気技術者にとっても、その種類、構成部品、適切な設置技術を理解することは不可欠です。ジャンクションボックスは、技術の発展と持続可能性の重要性の高まりとともに、環境に優しい素材やエネルギー効率の高い設計が一般的になり、進化し続けています。私たちは、ベストプラクティスと規制規制を遵守することで、ジャンクションボックスが電気インフラの信頼できるプロテクターとして機能し続け、電化が進む環境の中で機能性と安全性を促進することを保証します。

参考

https://en.wikipedia.org/wiki/Junction_box