ボックスフィル計算ツールとは？
このツールは、米国の電気工事規程である全米電気工事規程（NEC：National Electrical Code）の314.16(B)項に基づき、コンセント・スイッチ・ジャンクションボックスに必要な最小容量を算出します。ボックスフィルの規定は、電線を詰め込みすぎることで絶縁被覆が傷ついたり、過熱を引き起こしたりするのを防ぐためのものです。本計算ツールは2020年版NECの容量割当値を用いており、ボックス内のすべての電線が、入力された最大太さ（ゲージ）と同じであると仮定して計算します。なお、これは米国向けの規格であり、日本の内線規程とは考え方や数値が異なる点にご注意ください。
使い方
まず、ボックス内で最も太い電線のゲージ（AWG）を選び、ボックスに表示された容量（立方インチ）を入力します。続いて、通電する電線（充電部導体）、機器接地線、ボックス内部のケーブルクランプ、器具（コンセントやスイッチなど）の数をそれぞれ入力してください。計算ツールが、必要な容量・充填率・ボックスが適合しているかどうかを返します。
計算式の解説
NEC 314.16(B)では、ゲージごとに電線1本あたりの占有容量が定められています（例：14 AWGなら2.00 in³、12 AWGなら2.25 in³）。通電する電線は、それぞれ1本分として数えます。機器接地線は、何本あってもまとめて1本分として数えます。ボックス内部のケーブルクランプも、すべて合わせて1本分です。ストラップ取付式の器具（ヨーク）は、1個につき2本分として数えます。これらの合計割当数に、電線1本あたりの容量を掛けることで、必要なボックス容量が求められます。
$$\begin{gathered} V_{req} = N \times V_{unit} \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} N &= \text{Conductors} + [\text{Grounds}>0] + [\text{Clamps}>0] + 2\,\text{Devices} \\ V_{unit} &= f(\text{AWG}) \end{aligned} \right. \end{gathered}$$
$$\text{Fill}\% = \frac{V_{req}}{\text{Box Volume (in}^3)} \times 100 \qquad V_{free} = \text{Box Volume} - V_{req}$$
計算例
18 in³のボックスに、14 AWGの電線6本、接地線1組、クランプ1個、器具1個が入っている場合：割当数 ＝ \(6 + 1 + 1 + 2 = 10\)。必要容量 ＝ \(10 \times 2.00 = 20.00\) in³。\(20 > 18\) となるため、このボックスは2 in³不足しており、容量が足りません。
NEC 314.16(B) 導体ゲージ別の体積許容量
NEC表314.16(B)は、ワイヤサイズ(AWG)のみに基づいて、各絶縁導体に固定された自由空間体積を割り当てています。ボックス充填合計は、各カウントカテゴリーで関与する最大ゲージの導体あたりの許容量を掛けた、すべてのカウント導体の合計です。
| 導体サイズ(AWG) | 導体あたりの自由空間許容量(in³) |
|---|---|
| 18 | 1.50 |
| 16 | 1.75 |
| 14 | 2.00 |
| 12 | 2.25 |
| 10 | 2.50 |
| 8 | 3.00 |
| 6 | 5.00 |
314.16(B)に基づいて導体がカウントされる方法：
- 電流を運ぶ導体 — ボックスを通過または終端する各導体は1としてカウントされます。外部から発生し内部で終端する導体は1回カウントされます。ストレート通過する導体(ループ、スプライスなし)も1回カウントされます。ただし、ループが必要な長さの2倍以上の場合は2回カウントされます。
- 機器グラウンド — すべてのグラウンド導体は、存在する最大グラウンドに基づいた単一の許容量としてカウントされます(任意のグラウンドが存在する場合は1)。
- ケーブルクランプ — 1つ以上の内部クランプは、ボックス内の最大導体に基づいた単一の許容量としてカウントされます。
- デバイス(ヨーク/ストラップ) — 単一のヨーク上の各スイッチまたはコンセントは、デバイスに接続されている最大導体に基づいて、2つの導体許容量としてカウントされます。
例えば、14 AWG導体の場合、単位体積は1つのカウント項目あたり2.00 in³です。
標準ボックス体積(NEC表314.16(A))
NEC表314.16(A)は、一般的な標準金属ボックスの割り当てられた体積をリストしています。ここにリストされていないボックス(および非金属ボックス)の場合、製造元はボックスに立方インチ容量をマークする必要があり、これを直接使用する必要があります。寸法は幅×長さ×深さ(インチ)です。
| ボックスタイプ | 規格サイズ(in) | リスト体積(in³) |
|---|---|---|
| デバイスボックス | 3 × 2 × 2 | 10.0 |
| デバイスボックス | 3 × 2 × 2½ | 12.5 |
| デバイスボックス | 3 × 2 × 2¾ | 14.0 |
| デバイスボックス | 3 × 2 × 3½ | 18.0 |
| スクエアボックス | 4 × 4 × 1½ | 21.0 |
| スクエアボックス | 4 × 4 × 2⅛ | 30.3 |
| スクエアボックス | 4¹₁/₁₆ × 4¹₁/₁₆ × 1½ | 29.5 |
| スクエアボックス | 4¹₁/₁₆ × 4¹₁/₁₆ × 2⅛ | 42.0 |
| 八角形ボックス | 4 × 1½ | 15.5 |
| 八角形ボックス | 4 × 2⅛ | 21.5 |
注：ボックスアセンブリにプラスターリング、レイズカバー、または拡張リングが含まれ、その独自の体積でマークされている場合、そのマークされた体積をボックス体積に追加できます。利用可能な総体積は、必要な充填と比較するものです。
よくある質問（FAQ）
接地線は1本ずつ数えるのですか？ いいえ。機器接地線は、何本あってもまとめて1本分の容量として数えます。
器具はどのように数えますか？ ヨーク（ストラップ取付式器具）は、それに接続される最も太い電線を基準に、1個につき2本分として数えます。
これで検査の代わりになりますか？ いいえ。これはあくまで設計・計画のための補助ツールです。必ず現在採用されている最新の規程と照合し、施工後は専門家による検査を受けてください。
