JP2014204566A

JP2014204566A - 導体接続装置

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Publication number: JP2014204566A
Application number: JP2013079239A
Authority: JP
Inventors: 岳史大串; Takeshi Ogushi; 高田　一; Hajime Takada; 一高田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: JP6232201B2

Abstract

【課題】主回路導体の相互をボルト、ナットで締付け固定する接続部の接触抵抗を抑制する。
【解決手段】第１の貫通孔２を設けた第１の主回路導体１と、第１の主回路導体１に接続される第２の貫通孔４を設けた第２の主回路導体３と、第１の貫通孔２と第２の貫通孔４とを貫通するボルト５と、ボルト５に螺合するナット６と、ボルト５の軸部５ｂに設けられるとともに、第１の貫通孔２と第２の貫通孔４とを貫通する伸縮自在の筒形接触子７と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、スイッチギヤなどに用いられる主回路導体の相互を接続する導体接続装置に関する。

従来、スイッチギヤなどの受配電機器には、所定の通電容量を有する主回路導体が用いられ、接続部に接触子を用いて接続しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、ボルトとナットを用いて所定応力で締付け固定しているものがある（例えば、特許文献２参照。）。

このような接続部では、接触抵抗を抑制するため、接触面積を増やしたり、ボルトの本数を増やしたりしており、外形形状が大型化する傾向にある。このため、接続部において、ボルトの本数などを増やすことなく、接触抵抗を抑制することができ、外形形状を小型化できるものが望まれていた。なお、接触抵抗が上昇すると、温度上昇を伴い、運転の継続が困難となる。

特開平２−２８５９０９号公報特開２００３−３０９９２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、主回路導体の相互をボルト、ナットで締付け固定する接続部において、接触抵抗を抑制し、小型化を図ることが可能な導体接続装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、実施形態の導体接続装置は、第１の貫通孔を設けた第１の主回路導体と、前記第１の主回路導体に接続される第２の貫通孔を設けた第２の主回路導体と、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを貫通するボルトと、前記ボルトに螺合するナットと、前記ボルトの軸部に設けられるとともに、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを貫通する伸縮自在の筒形接触子と、を備えたことを特徴とする。

本発明の実施例１に係る導体接続装置の構成を示す断面図。本発明の実施例１に係る筒形接触子の構成を一部断面して示す斜視図。本発明の実施例１に係る導体接続装置の適用例を示す断面図。本発明の実施例２に係る導体接続装置の構成を示す断面図。本発明の実施例３に係る導体接続装置の構成を示す断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る導体接続装置を図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る導体接続装置の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る筒形接触子の構成を一部断面して示す斜視図、図３は、本発明の実施例１に係る導体接続装置の適用例を示す断面図である。

図１に示すように、銅材からなる板状の第１の主回路導体１には第１の貫通孔２が設けられ、第１の主回路導体１と接続される銅材からなる板状の第２の主回路導体３には第２の貫通孔４が設けられている。第１の貫通孔２と第２の貫通孔４には、鋼材からなるボルト５が貫通し、ナット６で締付け固定されている。ボルト５は、頭部５ａと軸部５ｂで構成されている。軸部５ｂの周りには、ジルコニウム銅、リン青銅など弾性を有し導電率の高い金属材料からなる筒状の蛇腹状で伸縮自在の筒形接触子７が設けられている。頭部５ａ側には、鋼材からなる平座８、ナット６側には、鋼材からなる平座９とバネ座１０が設けられている。

筒形接触子７を図２を用いて説明する。開口部両端には、銅材からなるリング状の押え板１１、１２がろう付けで固定されており、平座８、９と当接するようになっている。外周には、複数のスリット１３が軸方向と平行に設けられており、各部が半径方向に自在に曲折できるようになっている。圧縮しないときに、軸方向の長さは、第１の主回路導体１と第２の主回路導体３の板厚を加算した値よりも長く、外径は、第１、第２の貫通孔２、４の内径よりも小さい。

これにより、第１、第２の貫通孔２、４を合わせながら第１、第２の主回路導体１、３を重ね合わせ、筒形接触子７を設けたボルト５を貫通させ、ナット６を螺合させて締付け固定すると、筒形接触子７は押え板１１、１２によって軸方向に縮まるとともに、各部が半径方向に広がる。広がった部位は、第１、第２の貫通孔２、４の内面に接触する。即ち、第１、第２の主回路導体１、３は、互いが平面接触する接触面とともに、第１、第２の貫通孔２、４の内面でも筒形接触子７によって接触する。このため、接触面積が増加し、接触抵抗を抑制することができる。

なお、第１、第２の主回路導体１、３の板厚、枚数、および第１、第２の貫通孔２、４の内径により、筒形接触子７の外径や長さを適切に選択することができる。また、筒形接触子７の一方端を軸部５ｂの頭部５ａ側に取付けておけば、作業性を向上させることができる。

このような筒形接触子７は、図３に示すように、第１、第２の貫通孔２、４の中心軸がずれた場合に、効果的に働く。軸部５ｂ外面と第１、第２の貫通孔２、４の内面が広い場合には大きく曲折し、逆に、狭い場合には小さく曲折し、第１、第２の貫通孔２、４内面に接触することになる。このため、第１、第２の貫通孔２、４の中心軸が多少ずれていてもよく、主回路導体１、３の配置の自由度を増すことができ、受配電機器の組立性を向上させることができる。なお、スリット１３の長さを変えたものを軸方向と円周方向で複数ランダムに設け、軸方向と円周方向の曲折がランダムになるようにすれば、更に接触性を向上させることができる。

上記実施例１の導体接続装置によれば、第１、第２の貫通孔２、４に筒形接触子７を介してボルト５を貫通させ、ナット６で第１、第２の主回路導体１、３を締付け固定しているので、第１、第２の主回路導体１、３の接触面とともに、第１、第２の貫通孔２、４の内面を接触させることができ、接触抵抗を抑制することができる。また、接続部を小型化することができる。

次に、本発明の実施例２に係る導体接続装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２に係る導体接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、ボルトの軸部表面の導電率を高くしたことである。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４に示すように、ボルト５の軸部５ｂの表面には、銅材を溶射などして銅層１４を設けている。なお、アルミなど鋼材よりも導電率の高い材料を溶射してもよい。これらを鋼材よりも導電率の高い導電層と称する。なお、ボルト５のねじ部は、実施例１と同様であるので、機械的強度は同様である。

上記実施例２の導体接続装置によれば、実施例１による効果のほかに、筒形接触子７の内面が鋼材よりも導電率の高い導電層に接触するので、接触抵抗を更に抑制することができる。

次に、本発明の実施例３に係る導体接続装置を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例３に係る導体接続装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、ボルトの軸部外周に銅パイプを設けたことである。図５において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、ボルト５の軸部５ｂの外周には、銅パイプ１５を設けている。銅パイプ１５の外周に筒型接触子７が配置される。なお、ボルト５よりも導電率の高いアルミパイプなどでもよい。これらを鋼材よりも導電率の高いパイプと称する。

上記実施例３の導体接続装置によれば、実施例１による効果のほかに、筒形接触子７の内面が鋼材よりも導電率の高いパイプと接触するので、接触抵抗を更に抑制することができる。

以上述べたような実施形態によれば、ボルトの外周に伸縮自在の筒形接触子を設け、主回路導体を締付け固定しているので、接触面積を増加させることができ、接触抵抗を大幅に抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１第１の主回路導体
２第１の貫通孔
３第２の主回路導体
４第２の貫通孔
５ボルト
６ナット
７筒形接触子
１４銅層
１５銅パイプ

Claims

第１の貫通孔を設けた第１の主回路導体と、
前記第１の主回路導体に接続される第２の貫通孔を設けた第２の主回路導体と、
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを貫通するボルトと、
前記ボルトに螺合するナットと、
前記ボルトの軸部に設けられるとともに、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを貫通する伸縮自在の筒形接触子と、
を備えたことを特徴とする導体接続装置。
前記ボルトの軸部に鋼材よりも導電率の高い導電層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の導体接続装置。
前記ボルトの軸部に鋼材よりも導電率の高いパイプを設けたことを特徴とする請求項１に記載の導体接続装置。
前記筒形接触子の外周に複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の導体接続装置。
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔との中心軸をずらしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の導体接続装置。