電線の占有率計算と管サイズ推奨を即座に
「VVF 2芯を3本とLANケーブル2本、PF管に通せるかな？」——電線管のサイズ選定で、こんな場面に出くわしたことはないだろうか。
内線規程では電線管内の占有率に上限が定められている。屈曲部ありなら32%、直線部のみなら48%。この基準を超えると電線の引き入れが困難になり、被覆損傷のリスクも高まる。ところが、複数種類の電線が混在すると手計算は意外と面倒だ。外径から断面積を求めて、本数分を合算して、管の内断面積で割って……。
電線管サイズ判定シミュレーターは、電線のプリセット選択と本数入力だけで占有率を自動計算し、合否判定と推奨管サイズをリアルタイム表示するツール。SVG断面図で配線状態を視覚的に確認できるのもポイントだ。
なぜ電線管サイズ判定シミュレーターを作ったのか
開発のきっかけ
自宅のリフォームでコンセント増設を計画したとき、既存のPF管にVVFケーブルを追加で通せるかどうか調べる必要があった。内線規程の占有率基準は知っていたけれど、手元にあるのはスマホだけ。JISの規格表をPDFで開いて、電卓で断面積を計算して、管の内径をまた別の表で調べて……という作業を現場でやるのは正直しんどい。
既存のツールも探してみた。エクセルのテンプレートはPCが必要だし、Webツールは入力がフォーム1つずつで複数種類の電線を混在させるのが面倒。しかもプリセットが少なくて、結局自分で外径を調べて手入力するはめになった。
「スマホでサッと開いて、プリセットから選んで本数を入れるだけで判定が出るツールが欲しい」——それが開発のきっかけだ。
こだわった設計判断
- プリセットの充実: VVF、IV、CV、LANケーブルなど主要な電線種別を網羅。いちいち外径を調べなくて済む
- 推奨管サイズの自動提案: 占有率の合否だけでなく、「じゃあ何管にすればいいの？」まで即座に回答する
- SVG断面図: 数字だけだと感覚がつかみにくい。管の中に電線がどう収まるか、視覚的に把握できるようにした
- 外部送信なし: 全計算をブラウザ内で完結。現場のオフライン環境でも使える設計にした
電線管と占有率の基礎知識 — 電線管 占有率 計算の仕組み
電気工事で使う「占有率」とは何か、なぜ管に入れられる電線の量に制限があるのか——初めて電線管を扱う人にも分かるように、基本から解説する。
電線管 占有率 とは
電線管は、建物の壁や天井の中で電気配線を物理的に保護するパイプ状の管のこと。電線をそのまま壁に埋め込むと、釘を打ったときに被覆が破れたり、ネズミにかじられたりする危険がある。電線管はそうしたリスクから配線を守る「鎧」のような存在だ。
占有率とは、電線管の内断面積に対して、中に通した電線の断面積の合計がどれだけの割合を占めているかを示す数値。たとえるなら、ストローの中にスパゲッティを何本通せるかという問題と同じ構造。ストロー（管）の断面積が決まっているとき、スパゲッティ（電線）が太いほど、あるいは本数が多いほど、ぎゅうぎゅう詰めになる。
計算式はシンプル:
占有率(%) = (電線の断面積合計 / 管の内断面積) × 100
電線の断面積 = π × (外径 / 2)²
管の内断面積 = π × (内径 / 2)²
電線管 サイズ 種類と選び方
電線管は材質と構造によって大きく4種類に分かれる。
- E管（薄鋼電線管）: 鋼製の薄肉管。屋内の一般配線に広く使われる。JIS C 8305に規定
- C管（厚鋼電線管）: 鋼製の厚肉管。衝撃や荷重を受ける場所、屋外露出配管に使用
- VE管（硬質塩化ビニル電線管）: 樹脂製で軽量。耐腐食性に優れるが衝撃には弱い
- PF管（合成樹脂製可とう電線管）: 柔軟性があり自由に曲げられる。隠蔽配管でよく使われる
管のサイズは内径で決まる。E19なら内径19mm、PF22なら内径22mmといった具合だ。同じ呼び寸法でもE管とPF管では内径が異なるので、管種ごとの正確な内径を確認することが大切。
占有率の上限値が存在する理由
なぜ管をいっぱいまで電線で埋めてはいけないのか。理由は主に2つある。
1つ目は通線作業の実現性。電線を管に引き入れるとき、電線は管の内壁や他の電線と擦れながら押し込まれる。占有率が高いほど摩擦が増し、引き入れが困難になる。特に曲がり部分では電線が管壁に強く押し付けられるため、占有率がわずかに高いだけでも通線が不可能になることがある。
2つ目は電線の被覆保護。ぎゅうぎゅう詰めの状態で無理に引き入れると、電線の絶縁被覆が管の縁や他の電線との摩擦で損傷する。被覆が破れれば地絡や短絡の原因になり、最悪の場合は漏電火災につながる。
なぜ占有率が電気工事の安全を左右するのか
占有率の数値は、単なる計算結果ではなく、施工品質と安全性に直結する指標だ。基準値を超えたまま施工すると何が起きるのか、規格の根拠とともに解説する。
内線規程が定める判定基準
占有率の上限は、一般社団法人日本電気協会が発行する内線規程（JEAC 8001）に定められている。
| 条件 | 占有率上限 | 根拠 |
|---|---|---|
| 屈曲部あり | 32%以下 | 曲がり部分で電線の引き入れ抵抗が増大するため |
| 屈曲部なし（直線のみ） | 48%以下 | 直線部は引き入れが容易なため、やや緩い制限 |
この基準は、実際の施工での引き入れ可能性を実験的に検証して決められたもの。32%という値は、円形の管の中に複数の円形電線を詰めたとき、電線間のデッドスペース（隙間）を考慮しても安全に通線できる上限として設定されている。
占有率超過が引き起こす具体的なリスク
通線不能: 占有率が高い状態で電線を引き入れようとすると、途中で動かなくなる。特にベンド（曲がり）が2箇所以上あるルートでは、30%を超えるだけでも引き入れが極端に困難になることがある。結果として管の引き直しが必要になり、工期とコストが膨らむ。
被覆損傷による漏電: 無理な通線で被覆が傷つくと、絶縁抵抗が低下する。電気設備技術基準（省令）では使用電圧区分に応じた絶縁抵抗値が規定されており、被覆損傷はこの基準を満たせなくなる直接的な原因になる。
放熱阻害による温度上昇: 電線が密集すると放熱が悪化し、許容電流値が低下する。内線規程では管内の電線本数に応じた電流減少係数が規定されている。占有率ギリギリの配管は、電流容量の面でもマージンが少なくなる。
現場で意識すべき占有率の目安
実務的には、占有率25%以下を目標にすると施工がスムーズ。これは「基準を満たす」だけでなく、将来の追加配線（増設回路やLAN配線）に対応できる余裕を確保するための経験則だ。盤間の幹線や長距離ルートでは、さらに余裕を見て20%以下を推奨する電気工事会社もある。
現場と設計のどちらでも活躍する場面
住宅の配線設計・リフォーム
新築やリフォームで照明回路やコンセント回路を計画するとき、PF管やVE管にVVFケーブルが何本通せるか即座に判定できる。回路数が増えるほど管サイズの確認が重要になる。
電気工事士試験の学習
第二種電気工事士の筆記・技能試験で電線管の占有率は頻出テーマ。このツールで「VVF 1.6mm-2芯を4本、E19に通すと占有率何%？」をサッと確認して、感覚をつかめる。
現場での管サイズ確認
既設の配管に追加配線する場面で、スマホからアクセスして「今の電線＋追加分」の占有率をその場で計算。管の交換が必要かどうかを即判断できる。
弱電工事・LAN配線の設計
LANケーブル（Cat5e / Cat6 / Cat6a）のプリセットも用意しているので、弱電配管のサイズ選定にも対応。電力線と弱電線を別管で通す際の管サイズ計算に使える。
基本の使い方
たった2ステップで推奨管サイズがわかる。管を自分で選ぶ必要はない。
Step 1: 電線を追加する
「よくある配線パターン」ボタンで典型構成を一発読み込みするか、クイック追加ボタン（VVF1.6-2C、Cat6など）をタップして電線を追加する。プリセットから電線種別を選んで本数を入力してもOK。特殊なケーブルはカスタム入力で外径を直接指定できる。
Step 2: 推奨管サイズを確認する
電線を追加すると、E管・C管・VE管・PF管それぞれの最小適合サイズが自動表示される。屈曲部の有無で基準値（32%/48%）が切り替わる。手持ちの管で占有率を検証したい場合は「特定の管で検証」を開くと、SVG断面図付きで確認できる。
具体的な使用例（検証データ）
ケース1: 住宅照明回路（VVF 1.6mm-2芯 × 4本 → E19管）
一般住宅の照明回路で、VVF 1.6mm-2芯を4本まとめてE19に通すケース。
入力値:
- 電線: VVF 1.6mm-2芯（外径 6.0mm）× 4本
- 管: E管 E19（内径 19mm）
- 屈曲: あり（32%基準）
計算結果:
- 電線合計断面積: 113.10 mm²（28.27 mm² × 4本）
- 管内断面積: 283.53 mm²
- 占有率: 39.9%
→ 解釈: 32%基準を超えてNG。屈曲なし（48%基準）ならOKだが、一般的には屈曲部があるのでE25への変更を推奨。ツールも自動でE25を推奨管として表示する。
ケース2: コンセント回路（VVF 2.0mm-2芯 × 2本 + LAN Cat6 × 1本 → PF25管）
コンセント回路2系統とLANケーブルを1本のPF管にまとめるケース。
入力値:
- 電線1: VVF 2.0mm-2芯（外径 7.0mm）× 2本
- 電線2: LAN Cat6（外径 6.5mm）× 1本
- 管: PF管 PF25（内径 26mm）
- 屈曲: あり
計算結果:
- 電線合計断面積: 110.15 mm²（76.97 + 33.18）
- 管内断面積: 530.93 mm²
- 占有率: 20.7%
→ 解釈: 32%基準で余裕あり。PF25で問題なく通線できる。
ケース3: 幹線（IV 5.5sq × 4本 → E31管）
盤間の幹線でIV 5.5sqを4本通すケース。
入力値:
- 電線: IV 5.5sq（外径 7.0mm）× 4本
- 管: E管 E31（内径 31mm）
- 屈曲: あり
計算結果:
- 電線合計断面積: 153.94 mm²（38.48 mm² × 4本）
- 管内断面積: 754.77 mm²
- 占有率: 20.4%
→ 解釈: 32%基準で余裕あり。E31で安全に通線できる。
ケース4: 大型ケーブル（CV 2.6mm-1芯 × 3本 → 管サイズ選定）
CV 2.6mm-1芯を3本通すとき、どの管サイズが必要かを調べるケース。
入力値:
- 電線: CV 2.6mm-1芯（外径 10.0mm）× 3本
- 管: 推奨管を自動判定
- 屈曲: あり
計算結果:
- 電線合計断面積: 235.62 mm²（78.54 mm² × 3本）
- 32%基準で必要な管内断面積: 736.3 mm²以上
- 推奨管: E管 E31（内径 31mm / 管内断面積 754.77 mm²）
→ 解釈: E25では不足（490.87 mm² / 占有率 48.0%）。E31以上が必要。ツールが自動でE31を推奨する。
仕組み・アルゴリズム
候補手法の比較 — なぜ円形断面積方式を選んだか
占有率を計算する方法はいくつか考えられる。開発時に検討した3つの手法を比較する。
| 手法 | 精度 | 計算速度 | 実装の複雑さ | 異形電線への対応 |
|---|---|---|---|---|
| 円形断面積方式（採用） | 十分（内線規程準拠） | 瞬時 | 低い | カスタム外径で対応 |
| 実測断面積方式 | 最高 | 瞬時 | 高い（データ量膨大） | メーカーごとに必要 |
| パッキング計算方式 | 高い | やや遅い | 高い | 対応可能 |
実測断面積方式は、メーカーが公表する実測の仕上がり外径から断面積を求める方式。最も正確だが、メーカー・製品型番ごとにデータが異なり、網羅的なデータベースの構築と維持が非現実的。また、同じ規格品でも製造ロットによって外径が微妙に異なるため、「完全に正確」なデータベースは事実上存在しない。
パッキング計算方式は、管の中で電線が実際にどう配置されるか（最密充填・ランダム充填など）をシミュレーションする方式。電線同士の接触や管壁との位置関係を考慮できるが、電線本数が増えるとパッキングパターンの組み合わせが爆発的に増え、リアルタイム計算が難しくなる。ブラウザ上での応答性を確保できないリスクがあった。
円形断面積方式を採用した理由は、内線規程の判定ロジックそのものがこの方式に基づいているから。内線規程の32%/48%という基準値は、電線の外径から計算した円形断面積の合計と管の内断面積の比率として定義されている。つまり、規格に準拠した判定を行うなら、この方式が最も適切。精度よりも「規格と同じ計算をしているか」が重要な判定ツールなので、複雑な方式を使う理由がない。
計算フロー
処理は以下の3ステップで進む。
Step 1: 各電線の断面積を計算
各電線の外径（mm）から、円の面積公式で断面積を求める。
断面積 = π × (外径 / 2)²
例: VVF 1.6mm-2芯（外径 6.0mm）
断面積 = π × 3.0² = π × 9.0 ≈ 28.27 mm²
Step 2: 管の内断面積を計算
管の内径（mm）から、同じく円の面積公式で内断面積を求める。
管内断面積 = π × (内径 / 2)²
例: E管 E25（内径 25mm）
管内断面積 = π × 12.5² = π × 156.25 ≈ 490.87 mm²
Step 3: 占有率を算出して判定
占有率(%) = (電線合計断面積 / 管内断面積) × 100
例: VVF 1.6mm-2芯 × 3本 → E25
占有率 = (28.27 × 3) / 490.87 × 100
= 84.82 / 490.87 × 100
≈ 17.3% → 32%基準でOK
推奨管サイズの算出ロジック
電線の合計断面積が確定した時点で、プリセット内の全管サイズを内径の小さい順に走査し、占有率が基準値以下になる最小の管を推奨として表示する。該当がなければ「カスタム管（要確認）」と表示する。管サイズの種類は各管種で5〜7サイズ程度なので、線形探索でも計算コストは無視できるレベル。
手計算や早見表との違い
推奨管サイズを自動提案
多くの既存ツールは占有率の計算までで終わる。このツールはさらに一歩踏み込んで、「じゃあどの管を使えばいいか」まで自動で提案する。NGだったときにすぐ次のアクションが取れる。
SVG断面図で可視化
管の内部に電線がどう配置されるか、概算の断面図をSVG描画で表示する。数字だけでは伝わりにくい「余裕度」が直感的にわかる。
スマホで片手操作
プリセット選択と本数入力だけで判定が完了する。現場でスマホを片手に持ちながら、もう片方の手で電線を確認しつつ操作できるUI設計にした。
複数電線種の混在計算
VVFとLANケーブルのように、異なる種類の電線を1つの管に入れるケースにも対応。電線を何行でも追加できるので、実際の配線設計に近い条件で計算できる。
知っておくと便利な電線管の豆知識
E管・C管・VE管・PF管の使い分け
E管（薄鋼電線管）は屋内配線の標準。JIS C 8305で規定されていて、ノックアウト付きのボックスとの接続が容易。C管（厚鋼電線管）はE管より肉厚で、工場や屋外など衝撃を受ける環境向け。VE管（硬質塩化ビニル電線管）は樹脂製で軽量かつ耐腐食性に優れるが、直射日光や衝撃に弱い。PF管（合成樹脂製可とう電線管）は柔軟に曲げられるため、壁内や天井裏の隠蔽配管で重宝する。
32%ルールの実務的な意味
占有率32%という数字は、円の中に電線を詰め込んだとき約3分の1が埋まるイメージ。一見余裕がありそうに感じるが、実際には電線同士の隙間（デッドスペース）があるため、断面積の比率以上にきつくなる。特に屈曲部では電線が管壁に押し付けられるため、32%でもかなりタイトだ。現場では占有率25%以下を目安にすると通線がスムーズに行えることが多い。
電気工事士試験での出題
第二種電気工事士の筆記試験では、電線管の占有率計算が毎年のように出題される。「VVF 1.6mm-2芯を○本、PF管○○に通すとき占有率は？」というパターン。計算自体は単純だが、外径の暗記と素早い計算が求められる。このツールで日頃から数値感覚を身につけておくと、試験本番で計算ミスを減らせる。
使い方のコツ・Tips
安全側で設計する
迷ったら「屈曲あり（32%基準）」を選ぶこと。実際の施工で曲がりが一切ないケースは少ない。余裕を持った管サイズを選定しておけば、追加配線が必要になったときにも対応しやすい。
カスタム外径を活用する
プリセットにない特殊なケーブル（同軸ケーブル、光ファイバーケーブル等）は「カスタム」を選んで外径を直接入力できる。メーカーカタログや実測値を参照して入力するとより正確な判定が得られる。
結果コピーで報告書作成
「結果をコピー」ボタンで判定結果をテキスト形式でクリップボードにコピーできる。施工報告書や設計メモにそのまま貼り付けられるので、記録の手間が省ける。
クイック追加で手早く構成する
よく使う電線（VVF1.6-2C、VVF2.0-2C、Cat6など）はクイック追加ボタンをタップするだけで追加できる。同じ種類のボタンを繰り返し押すと本数が+1される仕組みなので、ドロップダウンを開く手間がない。
Q&A
Q: 32%と48%の基準はどう使い分ける？
内線規程（JEAC 8001）で定められた電線管の占有率上限。電線管に曲がり（屈曲部）がある場合は32%以下、直線部のみの場合は48%以下が基準。屈曲部があると電線の引き入れ抵抗が大きくなるため、より厳しい制限が設けられている。迷ったら32%基準で判定するのが安全側。
Q: プリセットにない電線やケーブルはどうする？
電線種別で「カスタム（手入力）」を選ぶと外径を直接入力できる。メーカーのカタログや実測値を参照して外径（mm）を入力すれば、プリセットにない電線でも計算可能。同軸ケーブルや光ファイバーケーブルなど特殊なケーブルにも対応できる。
Q: 表示される外径はJIS規格の正確な値？
プリセットの外径はJIS規格の公称値や一般的な概算値に基づいている。ただし、メーカーや製造ロットによって実際の外径は多少異なる場合がある。精密な判定が必要な場合は実測値をカスタム入力で使用してほしい。
Q: 入力データはサーバーに送られる？
一切送信されない。計算はすべてブラウザ内で完結する。電線の構成や管サイズなどの入力情報が外部に送信されることはないので、現場でも安心して使える。
Q: 電力線と弱電線を同じ管に入れてもいい？
原則として、電力線（VVF等）と弱電線（LAN、電話線等）は別管にするのが基本。同一管内に混在させると、電力線からの誘導ノイズが弱電線に影響する。ただし、このツールは占有率の計算に特化しているため、電線の種類による同居可否の判定は行わない。電力線と弱電線の分離については施工基準を別途確認してほしい。
まとめ
電線管サイズ判定シミュレーターは、電線の占有率計算と管サイズ選定をブラウザだけで完結させるツールだ。
プリセット選択で外径を調べる手間が省け、推奨管サイズの自動提案で「次にどうすればいいか」まで即座にわかる。内線規程の32%/48%基準に基づいた判定なので、現場での管サイズ確認から設計段階の配管選定まで幅広く使える。
電気設備設計をさらに進めるなら、ケーブルラック幅選定、電線束径計算、電圧降下チェッカーも合わせてどうぞ。構造計算が必要な場面には鋼材断面のコンシェルジュや梁の安全審判員も使える。
不具合や要望があれば、X (@MahiroMemo)から気軽に教えてほしい。