JP2005056770A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、電力ケーブルのコネクタにおいて、コネクタ材料として高温下における機械的特性に優れる、といった特殊な材料を用いる必要がなく、かつコネクタ内への冷却流路の加工も容易で、その結果低価格でしかも冷却可能なコネクタを提供することにある。
【解決手段】 一端にパイプ導体が接続される断面円形状のコネクタであって、その外周面には前記パイプ導体内面と電気的に接続するための接触子が設けられていて、かつその内部にはこのコネクタを冷却するための冷却流路が設けられ該冷却流路の一端にはコネクタの外部に開口する冷却液供給口が、他端にはコネクタの外部に開口する冷却液排水口が各々設けられていることを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば少なくともその一端がパイプ導体に接続されるコネクタであって、特にこのコネクタが冷却液により冷却可能になっているコネクタに関するものである。

例えば電力ケーブル同士をなんらか理由でほぼ直角に接続しなければならない、等々の場合、一方の電力ケーブルの端部に円筒状のパイプ導体を接続し、他方の電力ケーブルの端部に板状の接続子を接続した後、これらパイプ導体及び板状の接続子を断面円形状のコネクタを介して接続する場合がある。

図７に示すように、前記断面円形状のコネクタ１は、その付け根部分１ｃから先の部分に、周方向にわたって所定間隔に、かつ長さ方向に延びる複数のスリット１０が設けられている。そしてこれらスリット１０で切り割りされている各接触子１１は径方向外向きに付勢されている。具体的には各接触子１１は外向きに拡径されている。そのため、このコネクタ１をパイプ導体２内に嵌入すると、前記径方向外向きに付勢されている各接触子１１がパイプ導体２の内面を押圧し、コネクタ１とパイプ導体２との間に良好な電気的接続が得られるようになっている。

尚、図７で符号５は板状の接続子で、該接続子５の一端はボルト６等でコネクタ１の他端に接続されている。この接続子５の他端に接続されているのは前述した他方の電力ケーブルである。

前述した断面円形状のコネクタ１で接続された各電力ケーブルが、例えば電気焼鈍炉等に使用される、いわゆる高温雰囲気で使用される高温用電力ケーブルである場合には、通常前記コネクタ１の両端に接続される各電力ケーブルはその内部に冷却用パイプを内蔵していて、通電中は常時この冷却パイプに冷却液が流されて電力ケーブル全体を冷却し、電力ケーブルが加熱されて通電容量が劣化しないように工夫されている。

さてこの種の電力ケーブルを高温雰囲気で使用しても、その通電容量が劣化しないようにするためには、前述したように電力ケーブルを冷却するだけでなく、電力ケーブルの接続部をも冷却する必要がある。すなわち前記コネクタ１自身をも冷却する必要がある。

ところで前記図７に示す従来のコネクタ１にあっては、コネクタ１に複数のスリット１０が存在することから、仮にこのコネクタ１を冷却するとしてもスリット１０が存在せず、しかもその表面が外部に露出しているコネクタ１の付け根部分１ｃしか冷却できない。
その理由は、コネクタ１の付け根部分１ｃには、その表面に、例えば冷却パイプを巻いたりできるが、スリット１０が存在するコネクタ１のパイプ導体２との接続端側は、この部分がパイプ導体２の内部に嵌入されるため、その外面に冷却パイプを装着することはできないし、その内部（肉厚部分の内部）に冷却流路を設けようにも複数のスリット１０の存在で、コネクタ１の周方向に連続する冷却流路の加工が極めて困難であるからである。

また電力ケーブルの通電容量の劣化の問題とは別に以下のような問題もある。
すなわち、このコネクタ１が長時間高温に曝されていると、前記径方向外向きに付勢されている各接触子１１のバネ性が劣化し、パイプ導体２の内面を押圧する押圧力が時間の経過と共に小さくなり、コネクタ１とパイプ導体２との所定の電気的接続が維持できなくなる、という問題がある。
この問題を回避するために、コネクタ１の材料として高温下における機械的特性に優れた材料を求めようとすれば、そのような材料は極めて特殊な材料であって高価であるから、コネクタ１の価格を極めて高いものにしてしまう。

そこで本発明の目的は、電力ケーブルの接続部、具体的には電力ケーブルのコネクタにおいて、例えば高温下における機械的特性に優れる、といった特殊な材料を用いる必要がなく、しかもコネクタ内への冷却流路の加工も容易で、その結果低価格でしかも冷却可能なコネクタを提供することにある。

前記目的を達成すべく本願請求項１記載のコネクタは、一端にパイプ導体が接続される断面円形状のコネクタであって、その外周面には前記パイプ導体内面と電気的に接続するための接触子が設けられていて、かつその内部にはこのコネクタを冷却するための冷却流路が設けられ該冷却流路の一端にはコネクタの外部に開口する冷却液供給口が、他端にはコネクタの外部に開口する冷却液排水口が各々設けられていることを特徴とするものである。

このようにしてなる本願請求項１記載のコネクタによれば、コネクタの内部への冷却流路の加工が容易で、それ故冷却可能なコネクタを低価格で提供できる。
しかも前記冷却流路内に例えば冷却水の如き冷却液を流すことでコネクタ自身をその内部から直接冷却できるため、コネクタの材料として特に高温における機械的特性に優れたものを使用する必要がない。それ故この点からも安価なコネクタを提供できる。

また本願請求項２記載のコネクタは、前記請求項１記載のコネクタにあって、該コネクタは外筒と該外筒内部に嵌め込まれた内筒または内柱とからなり、少なくとも前記外筒の内面または前記内筒または内柱の外面のいずれか一方に前記冷却流路を形成する溝が設けられ、該溝の一端には前記外筒の外部に開口する冷却液供給口が、他端には前記外筒の外部に開口する冷却液排水口が各々接続されていることを特徴とするものである。

このようにしてなる本願請求項２記載のコネクタによれば、このコネクタは外筒と該外筒内部に嵌め込まれた内筒または内柱とから構成されているため、少なくとも前記外筒の内面または前記内筒または内柱の外面のいずれか一方に前記冷却流路を形成する溝を設けるだけでコネクタ内部に冷却流路を形成できる。すなわちコネクタ内部への冷却流路の加工が極めて容易で、その結果冷却可能なコネクタをより低価格で提供することができる。

さらにまた本願請求項３記載のコネクタは、パイプ導体の端部に電気的に外接する２つ割りのブロックからなるコネクタであって、前記各ブロックの内部には該ブロックを冷却するための冷却流路が設けられ該冷却流路の一端にはブロックの外部に開口する冷却液供給口が、他端にはブロックの外部に開口する冷却液排水口が各々設けられており、一方のブロックの冷却液排水口と他方のブロックの冷却液供給口とがパイプにより連結されていて前記一方のブロックの冷却液供給口から供給された冷却液が他方のブロックの冷却液排水口から排水されるようになっていることを特徴とするものである。

このようにしてなる本願請求項３記載のコネクタによれば、コネクタ内部への冷却流路の加工がより容易で、それ故冷却可能なコネクタを低価格で提供できる。
しかも前記冷却流路内に例えば冷却水の如き冷却液を流すことでコネクタ自身をその内部から直接冷却できるため、コネクタの材料として特に高温における機械的特性に優れたものを使用する必要もない。それ故この点からも低価格なコネクタを得ることができる。

以上のように本発明のコネクタによれば、電力ケーブルの接続部、具体的には電力ケーブルのコネクタにおいて、例えば高温下における機械的特性に優れた特殊な材料を用いる、といった必要がなく、しかもコネクタ内への冷却流路の加工も容易で、その結果低価格でしかも冷却可能なコネクタを提供することができる。

本発明のコネクタを図１〜図６を用いて詳細に説明する。尚、各図において同一のものには同じ符号を付し、その説明も一部省略してある。

図１〜図３は本発明のコネクタの第一実施例を示すもので、図１はこのコネクタを電力ケーブルの接続部に装着した状態を示す一部縦断面図、図２は本発明のコネクタの拡大図で、図２（ａ）は一部断面側面図、図２（ｂ）は正面図である。また図３は図２のコネクタを構成する内筒を示すもので、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は正面図である。

図１に示すように、本発明のコネクタ１は、一端にパイプ導体２が接続される断面円形状のコネクタである。そしてその外周面には、例えばその周方向に溝３が１本または複数本設けられていて、該溝３内にはリング状の接触子４が収納されている。この接触子４としては通常導電性バンドや導電性コイルが用いられる。
そしてこのコネクタ１とパイプ導体２とを接続する場合には、前記パイプ導体２の内側にコネクタ１を嵌入すれば、前記接触子４とパイプ導体２の内周面とが接触し、この接触子４を介してコネクタ１とパイプ導体２との電気的導通が得られる。

一方、コネクタ１の他端には、図１に示すように接続端子部が板状の接続子５がボルト６により締め付けられて接続されている。この板状の接続子５の他端には、例えば導体が銅撚線からなり、これに絶縁被覆を施した電力ケーブル７等が接続されている。

尚、図１で符号１ａはコネクタ１の外筒を、符号１ｂは内筒を示している。この内筒１ｂの外表面には、より詳細には図２及び図３に示すように、内筒１ｂの長手方向に連続するらせん状の溝８が穿たれていて、該溝８の一端には冷却液供給口９が、他端には冷却液排水口１９が各々接続され、各冷却液供給口９及び冷却液排水口１９はそれぞれコネクタ１の外筒１ａの外表面に開口している。
尚、図２において符号１６は前述した板状の接続子５をコネクタ１に接続するためのボルト６用のボルト孔を示している。

図３に示すように、予めその外表面に溝８の加工が施された内筒１ｂは、図２に示すように内筒１ｂの溝８の両端に外筒１ａの冷却液供給口９と冷却液排水口１９の位置がそれぞれ一致するように注意しながら外筒１ａの内側に嵌入される。しかる後両者を液密、水密に一体化すべく符号２０が示す両者の周方向の合わせ目には、例えば銀ロー付けが施される。このようにすれば、コネクタ１の内部に冷却流路を容易に形成することができる。
このようにしてなる本発明のコネクタ１によれば、コネクタ１内への冷却流路の加工が容易で、その結果低価格でしかも冷却可能なコネクタを提供することができる。しかもコネクタ１自身が冷却可能になっているため、このコネクタ１の材料として、例えば高温下における機械的特性に優れた特殊な材料を用いる、といった必要もない。それ故、この点からも低価格のコネクタを提供することができる。

ところで前記第一実施例では、外筒１ａの内側に環状の内筒１ｂを嵌入しているが、その外表面に前記内筒１ｂと同様にらせん状の溝８が設けられた柱状の内柱を嵌入してもよい。
また前記第一実施例では内筒１ｂの外表面に溝８を形成しているが、予め外筒１ａの内面にらせん状の溝８を形成しておき、これに外表面に溝８の加工が施されていない単なる筒状の内筒１ｂあるいは内柱を嵌入して冷却流路を形成したり、外筒１ａの内面及び内筒１ｂあるいは内柱の外表面の両方にらせん状の溝８を設けておいて、両者の各溝８を一致させるように一体化して冷却流路を形成してもよい。

もちろん溝８の形状はらせん状のものに限定されるものではなく、コネクタ１の長手方向に連続するものであれば、例えば蛇行形状の溝であってもよいことはいうまでもない。
但し、第一実施例のように内筒１ｂまたは内柱の外表面にのみ予め溝８を設け、これを内面に溝のない外筒１ａ内に嵌入する方法が加工上より容易で好ましい。

図４に本願発明の第二実施例を示す。ここで図４（ａ）は本願発明のコネクタの一部断面側面図、図４（ｂ）は正面図である。
図４に示すコネクタ１は、前記第一実施例のコネクタ１とは異なり、コネクタ１の内部に直接冷却流路１８を形成したものである。具体的には、コネクタ１の長手方向及び半径方向にドリルで穴１８ａと穴１８ｂとをそれぞれ開けて、これら孔の必要箇所にコネクタ１の外表面に開口する冷却液供給口９と冷却液排水口１９用の穴をさらにドリルで開け、不要な開口部２１、２２そして２３とを銀ローにより塞いで冷却流路１８を形成したものである。
このようにしてなる本発明の第二実施例のコネクタ１によれば、冷却流路の構造がより簡単であるため、第一実施例のコネクタ１よりも、より低価格なコネクタを提供することができる。

さらに図５に本願発明のコネクタ１の第三実施例を示す。ここで図５（ａ）は本願発明のコネクタの一部断面側面図、図５（ｂ）は正面図である。
図５に示すコネクタ１は、コネクタ１の中心部にドリル等で比較的大きな穴２８を開け、この穴２８の内側に外径がこの穴の半分程度の銅パイプ３０を、該銅パイプ３０の中心軸と穴２８の中心軸とがほぼ一致するように挿入してかつ固定し、しかる後穴２８の入口２４を銀ローで塞いでコネクタ１の内部に冷却流路１８を形成したものである。
すなわち、この例は穴２８の内側に銅パイプ３０を挿入して、一つの穴２８をほぼ倍の長さの冷却流路１８にし、冷却液のコネクタ１内での滞留時間を長くしたものである。
尚、符号９と１９は形成した冷却流路１８の必要箇所にコネクタ１の外表面に開口するように設けた冷却液供給口と冷却液排水口である。
このように本発明の第三実施例のコネクタは、前記２つの実施例のもの比して、加工がより簡単で、それ故より安価なものになっている。

図６に本願発明のコネクタ１の第四実施例を示す。ここで図６は本願発明のコネクタで電力ケーブル同士、より具体的にはパイプ導体２と接続子５とを接続した状態を示す斜視図である。
この第四実施例のコネクタ１は、ブロック形状をした２つ割りのコネクタである。このコネクタ１を形成する２つのブロックの対向面には、パイプ導体２の端部に電気的に外接する半円形状の内面が設けられている。そしてこのコネクタ１をパイプ導体２の端部に取り付ける場合には、前記半円形状の内面同士を対向させて、その内面をパイプ導体２の外面に電気的に接触させ、しかる後、ボルト２６、２６を締め込んで、両ブロックをパイプ導体２の端部に固定する。
各ブロック内に設けられた冷却流路１８は各々ドリルでブロックの一端から他端に穴を開けた簡単な構造である。そして図６における上部のブロックの冷却液排水口と下方のブロックの冷却液供給口とをパイプ３９で繋ぎ、両冷却流路１８の他端の冷却液供給口９と冷却液排水口１９に各々パイプ２９、４９を繋いで、パイプ２９によりコネクタ１内に冷却液を流してパイプ４９からこれを排出し続ければ、コネクタ１を直接冷却することができる。

尚、図６における下方のブロックの下面には、図１に示したものと同様にボルト６により板状の接続子５（ブスバーともいう）が接続されている。
因みに、図６には示されてはいないが、このコネクタ１とパイプ導体２との電気的接続をより確実にするためにコネクタ１を構成する各ブロックの前記半円形状の内面に前述した図１に示したような接触子４を嵌込む溝を設け、これに接触子４を嵌め込んでもよい。
また、必要によりいわゆるマルチコンタクトと称する径方向内側に付勢された複数の接触子４をコネクタ１の前記半円形状の内面に設けてもよい。
また図６に示すものでは上下の各ブロックをボルト２６により締め込んでパイプ導体２に固定しているが、両ブロックの片側に開閉自在のヒンジを装着し、例えば他端にもヒンジを設け、この部分にボルト、ナット等の締め具を設けておけば、より容易にパイプ導体２に両ブロックを装着できる。
このようにしてなる本願第四実施例のコネクタによれば、より構造が簡単で、それ故より低価格の冷却可能なコネクタを提供できる。

前記第一実施例のものは第二実施例、第三実施例あるいは第四実施例のものに比して比較的大容量の電力ケーブル用コネクタである。すなわち冷却効率を高めるべく、冷却流路をより長くしたい場合には第一実施例のコネクタ１が最適である。
逆に比較的送電容量が小さい電力ケーブル用コネクタの場合には、加工が単純な第二実施例〜第四実施例のコネクタ１を採用することができる。いずれにせよ、コネクタ１の使用状況に応じていずれのコネクタ１を採用すべきかその都度判断すればよい。
またコネクタ１の内部に冷却流路を設けるやり方としては、前記各実施例のやり方に限定されるものではなく、他の方法で冷却流路を形成したものであってもよいことはいうまでもない。

また使用する冷却液は、水であってもオイル等他の冷却液であってもよく、本願発明のコネクタは一般的な冷却液であればいずれのものにも対応できる。

本発明のコネクタの第一実施例を示すもので、本発明のコネクタを電力ケーブルの接続部に装着した状態を示す一部縦断面図である。 図１に示す本発明のコネクタの拡大図で、図２（ａ）は一部断面側面図、図２（ｂ）は正面図である。 図２のコネクタを構成する内筒を示すもので、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は正面図である。 本発明のコネクタの第二実施例を示すもので、図４（ａ）は一部断面側面図、図４（ｂ）は正面図である。 本発明のコネクタの第三実施例を示すもので、図５（ａ）は一部断面側面図、図５（ｂ）は正面図である。 本発明のコネクタの第四実施例を示すもので、本発明のコネクタを電力ケーブルの接続部に装着した状態を示す斜視図である。 電力ケーブル同士を接続した従来のコネクタを示す一部断面側面図である。

符号の説明

１ コネクタ
２ パイプ導体
５ 板状の接続子
８ 溝
９ 冷却液供給口
１８ 冷却流路
１９ 冷却液排水口
２９ パイプ
３９ パイプ
４９ パイプ

Claims (3)

1. 一端にパイプ導体が接続される断面円形状のコネクタであって、その外周面には前記パイプ導体内面と電気的に接続するための接触子が設けられていて、かつその内部にはこのコネクタを冷却するための冷却流路が設けられ該冷却流路の一端にはコネクタの外部に開口する冷却液供給口が、他端にはコネクタの外部に開口する冷却液排水口が各々設けられていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記コネクタは外筒と該外筒内部に嵌め込まれた内筒または内柱とからなり、少なくとも前記外筒の内面または前記内筒または内柱の外面のいずれか一方に前記冷却流路を形成する溝が設けられ、該溝の一端には前記外筒の外部に開口する冷却液供給口が、他端には前記外筒の外部に開口する冷却液排水口が各々接続されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. パイプ導体の端部に電気的に外接する２つ割りのブロックからなるコネクタであって、前記各ブロックの内部には該ブロックを冷却するための冷却流路が設けられ該冷却流路の一端にはブロックの外部に開口する冷却液供給口が、他端にはブロックの外部に開口する冷却液排水口が各々設けられており、一方のブロックの冷却液排水口と他方のブロックの冷却液供給口とがパイプにより連結されていて前記一方のブロックの冷却液供給口から供給された冷却液が他方のブロックの冷却液排水口から排水されるようになっていることを特徴とするコネクタ。

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