JP2015027222A - バスダクトの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接続信頼性が高く、かつ、汎用性の高いバスダクトの接続部品、接続工程及び接続方法を提供する。【解決手段】バスダクト５０の接続部品２０は絶縁スペーサー１１を複数枚有し、絶縁スペーサー１１の片面又は両面には接続導体１５が配置されている。ボルト孔は接続導体１５には形成されておらず、絶縁スペーサー１１の接続導体１５を挟んで一方の側と他方の側に、当該接続導体１５から離間してそれぞれ形成されている。ボルト２１が接続導体１５を貫通しないので、端子５５間の距離Ｓを狭くしてもボルト２１が端子５５から絶縁した状態が維持される。【選択図】図６

Description

本発明は、工場やビルなどの配線に使用されるバスダクトの接続構造に関する。

従来より、バスダクトの接続には種々の方法が用いられている。例えば、貫通型と呼ばれる接続構造では絶縁スペーサー（絶縁板）と接続導体（導体当て板）とが交互に積層された積層構造になっており、これら絶縁スペーサー及び接続導体の中央にボルト孔が形成されている。その積層構造の外側には座金が配置されており、接続導体間の隙間にバスダクトの端子を挿入し、ボルト孔にボルトを挿入してナットで締め付けてバスダクトを接続する（特許文献１）。

上記のような構造では座金でボルトの締付圧力が分散されるが、座金は絶縁スペーサーや接続導体に比べて平面形状が小さいため、端子と接続導体の接触部分はボルト周囲が部分的に加圧されるにすぎない。バスダクトに通電するとその導体（ブスバー）が発熱するが、接触部分の加圧が不均一な場合や、加圧面積が小さい場合は、一部が高温になってしまう。

補強のため座金に補助板を取り付けることもあるが、この補助板は頑強な構造としなければならないため、接続部品の部品数が増加し、構造が複雑化するだけではなく、接続部品の重量も重くなるという問題が生じる。

また、上記の接続構造では、発熱により端子が絶縁スペーサー及び接続導体の中央、すなわち、ボルトに向かって熱膨張する。絶縁維持のためには、端子同士の距離を長くし、端子からボルトを充分に離間させるか、ボルトの貫通部分に絶縁ブッシュを設ける必要があり、これは接続部品の大型化、構造の複雑化を招き、その重量も重くなる。

上記貫通型に変えて非貫通型の接続構造も公知である（特許文献２）。この接続構造では、バスダクトの各端子は一方の面が絶縁スペーサーで被覆され、他方の面のみが露出している。バスダクトの端子が配置された部分（端子部分）は、接続されるバスダクト同士で左右が反転した対称形状になっており、２本のバスダクトの端子部分を近づけると、一方のバスダクトの端子間の隙間に他方のバスダクトの端子がそれぞれ挿入され、端子の露出面同士が対面する。

この状態の端子部分を側板で挟み込み、ネジ止めすると、対面する端子同士が接触し、バスダクト同士が電気的、機械的に接続される。この構造ではボルトが導体を貫通せず、ボルトに端子が接触するおそれがないので、絶縁ブッシュが不要であり、接続構造が大型化しないという利点はある。しかし、この方法ではバスダクトの端子部分の形状を左右対称にしなければならないため、専用のバスダクトを用いる必要があり、バスダクトの設計や接続に制限があるだけでなく、バスダクトの製造工程や接続工程において、接続形状に対して注意が必要になる。

特許文献３の接続構造は、上記貫通型と非貫通型の接続構造を組み合わせたものであるが、上記２種類の接続構造の問題を内在している。

特開平７−２１１３６４号公報 特開２００２−３１３４５６号公報 特開２０１２−１５７１１３号公報

上記課題を解決するために本発明は、バスダクト同士をその構造の制限なしに接続し、接続信頼性の高い接続構造を提供することを主な目的とする。

本発明は、２以上のバスダクトを接続部品で接続した接続構造を提供する。この接続部品には板状の絶縁スペーサーを複数枚用いる。絶縁スペーサーの片面又は両面には接続導体を配置し、更に、接続導体が配置された領域（接続領域）を挟んで一方の側と他方の側にそれぞれ第１、第２のボルト孔を当該接続領域から離間して形成する。前記絶縁スペーサーの第１のボルト孔、第２のボルト孔をそれぞれ連通した状態で絶縁スペーサーを積層して、連通した第１、第２のボルト孔には接続導体と非接触な状態でボルトをそれぞれ挿通する。積層した絶縁スペーサーの間には、バスダクトの導体の端子を前記第１、第２のボルト孔を結ぶ仮想線と交差する方向から挿入する。このような構成を有する接続構造によれば、絶縁スペーサーに設けた前記第１、第２のボルト孔にボルトを通して積層した絶縁スペーサーをボルト締めするので、絶縁スペーサー間に挟まれたバスダクトの導体端子をその幅方向全体に均一に挟持することができ、電気的接続状態が安定する。
前記端子の先端部分は、前記仮想線の方向の寸法がバスダクトの導体の本体部分よりも幅広又は幅狭にすることができる。このような構成を有する接続構造によれば、端子先端部分の幅を接続領域の寸法に合せて変更することで、同一の絶縁スペーサー及び同一の接続導体を用いて多様なバスダクトの接続が可能になる。
絶縁スペーサーの積層体の表面及び／又は裏面には板バネを配置可能である。その板バネは、上記仮想線の方向の寸法が接続領域よりも長いものとし、この板バネには第３、第４のボルト孔を形成しておくことが望ましい。板バネを配置する場合は、第３のボルト孔と第１のボルト孔とが連通し、更に、第４のボルト孔と第２のボルト孔が連通するようにし、連通した第１、第３のボルト孔及び第２、第４のボルト孔にそれぞれボルトを挿入する。このような構成を有する接続構造によれば、連通した各ボルト孔にボルトを挿入して締上げると、接続領域が全幅方向に亘って板バネで加圧されるので、接続信頼性がより向上する。
更に、交換可能なスペーサーを用いることも可能であり、ボルトの軸部分をスペーサーに挿通してから、第３、第４のボルト孔に挿入してネジ止めすることができる。このような構成を有する接続構造によれば、締上完了時のボルトが接続構造から突き出る長さ（突出長さ）をスペーサーで調整可能なので、板ばねの厚さが変わっても、常に同じ突出長さでボルトの締上完了を管理することができる。

本発明の接続構造によれば、接続導体が配置された領域（接続領域）を挟んで一方の側と他方の側にそれぞれ第１、第２のボルト孔を設けたので、これら第１、第２のボルト孔にボルトを通して積層した絶縁スペーサーをボルト締めすることにより、絶縁スペーサー間に挟まれたバスダクトの導体端子をその幅方向全体に均一に挟持することができ、電気的接続状態が安定する。
また、接続導体にボルト孔が形成されないので、接続導体の電気的、機械的な信頼性が高い。端子同士の間にボルトが挿入されないので、特別な絶縁部材等を設けなくても端子間距離を短くすることができ、接続構造の小型化、軽量化が可能になる。バスダクトの端子部分形状を互いにかみ合う左右対称にする必要がないので、バスダクトの構造上の制限が少なく、その製造工程や接続工程が容易になる。

バスダクトの一例を示す側面図 接続部品の一例を示す側面図 絶縁スペーサーを示す正面図 接続部品の一例を示す正面図 第１〜第６のボルト孔の位置関係を模式的に示す斜視図 バスダクトを接続部品に挿入する工程を模式的に示す断面図 バスダクトと接続部品との接続を模式的に示す断面図 Ｂ−Ｂ線切断線に対応する接続構造の模式的断面図 他の実施形態の接続構造を説明する模式的断面図 バスダクト端子の他の例を説明する模式図

以下、本発明を実施するための好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態を例示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
本発明は複数のバスダクトを接続部品で接続した接続構造に関するものである。以下に、本発明に用いるバスダクト、接続部品、それらの接続方法及び接続構造について説明する。

＜バスダクト＞
図１に示すように、バスダクト５０は細長の筐体５１を有しており、筐体５１内部には１以上の導体（ブスバー）５２が収容されている。導体５２は筐体５１よりも長く、筐体５１の両端から導体５２が突き出ている。

複数（ここでは三相）の導体５２を重ねて筐体５１に収容する場合、絶縁のため各導体５２は絶縁材５４で被覆されてはいるが、導体５２の筐体５１から突き出た部分は互いの間隔が広げられて分離し、先端部分の絶縁材５４は除去され、端子５５が形成されている。

従来技術の非貫通型とは異なり、この端子５５に絶縁スペーサーを設ける必要はなく、端子部分の形状を左右反転した対称形状とする必要もない。すなわち、バスダクト５０の端子部分の形状（端子５５の本数、分岐態様、各端子５５の構造及び形状）が左右で略同一である。以下に、バスダクト５０の接続に用いる接続部品の一例について説明する。

＜接続部品＞
図２に示すように、接続部品２０は板状の絶縁スペーサー１１を複数有し、各絶縁スペーサー１１の片面又は両面には接続導体１５が積層されている（図２）。ここでは、絶縁スペーサー１１の片面中央が肉厚にされ、その肉厚部分の先端表面に接続導体１５が配置されている。

図３に示すように、絶縁スペーサー１１の接続導体１５が配置された部分の両側、すなわち、接続領域の両側には絶縁スペーサー１１を貫通する第１、第２のボルト孔３１、３２が形成されている。すなわち、第１、第２のボルト孔３１、３２の間に接続導体１５が配置された状態になっている。図３の符号Ｉは第１、第２のボルト孔３１、３２を結ぶ仮想線を示している。接続導体１５の幅（仮想線Ｉ方向の寸法）は、第１のボルト孔３１から第２のボルト孔３２までの距離（孔中心を結ぶ距離からボルト孔の直径を差引いた距離（以下、「ボルト孔距離」という）より短い。すなわち、第１、第２のボルト孔３１、３２は接続導体１５の外側に位置する。

接続導体１５を設けた絶縁スペーサー１１を、接続導体１５同士を対面させた状態で２枚一組とし、第１、第２のボルト孔３１、３２が連通するように、三組積層する。積層した絶縁スペーサー１１をそのままボルト２１で結合し接続部品２０として用いてもよいが、より好ましくは、接続ケース１２及び／又は板バネ１６で、絶縁スペーサー１１の積層体をその積層方向の両側から挟み込む。

接続ケース１２は板状であって、中央部分が凹むようにその両側の部分が折り曲げられている。接続ケース１２の凹んだ中央部分には、板バネ１６が配置される。図４に示すように、板バネ１６は幅の狭い板状であり、その長さ方向の両端部には、前記絶縁スペーサー１１に設けた第１、第２のボルト孔３１、３２と対応する位置に、第３、第４のボルト孔３３、３４が形成されている。

図５に示すように、接続ケース１２の中央部分にも第５、第６のボルト孔３５、３６が形成されている。
なお、本発明において「ボルト孔」は、切欠きでも良く、前記板バネ１６に形成した第３、第４のボルト孔３３、３４は切欠きである。

前記絶縁スペーサー１１の積層体の両側に、それぞれ接続ケース１２を配置し、更に板バネ１６を配置する。接続ケース１２は、板バネ１６を配置した面を外側に向けて配置されている。

この状態では、接続ケース１２及び板バネ１６の第３、第５のボルト孔３３、３５が絶縁スペーサー１１の第１のボルト孔３１と連通して１つのボルト孔となり、接続ケース１２及び板バネ１６の第４、第６のボルト孔３４、３６が絶縁スペーサー１１の第２のボルト孔３２と連通して１つのボルト孔となる。これらのボルト孔に直接又は締付力を調整するためのスペーサー２２を介してボルト２１をそれぞれ挿入する。第１、第２のボルト孔３１、３２は接続導体１５の外側に位置するから、ボルト２１は接続導体１５に接触することなく挿入される。

図２に示すように、挿入したボルト２１をワッシャ２７を介してナット２５で仮固定し、接続部品２０を仮組立てする。なお、ボルト２１には、接続導体１５が対面する（同じ組の）絶縁スペーサー１１同士を離間させる絶縁筒２９を取り付け、対面する接続導体１５間の距離を、バスダクト５０の端子５５を挿入でき、かつ、これらを電気的に適切に接続することが可能な寸法に保っているようにしている。

仮固定の際には、互いに隣接する絶縁スペーサー１１のうち、接続導体１５が対面しない（異なる組の）絶縁スペーサー１１同士を密着させ、接続導体１５が対面する（同じ組の）絶縁スペーサー１１同士は上記絶縁筒２９により離間させ、対面する接続導体１５間の距離を端子５５の厚さよりも大きくし、隙間を形成する。次に、仮組立ての接続部品２０を用いてバスダクト５０を接続する工程について説明する。

＜接続工程＞
図６はバスダクト５０と接続部品２０との関係を模式的に示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線で切断した位置の断面図に相当する。

第１、第２のボルト孔３１、３２を結ぶ仮想線Ｉと交差（ここでは直交）する方向を端子５５の挿入方向とし、２本のバスダクト５０を接続部品２０の両側に配置し、各隙間の両側からバスダクト５０の端子を挿入する。

本実施形態では、大容量給電（例えば１０００Ｗ）に対応するため、導体５２の本体部分は幅広（例えば幅１００ｍｍ）であるが、端子５５は先端部分両側に切欠きが形成され、幅狭（例えば幅７５ｍｍ）になっている。その先端部分の幅、すなわち、上記ボルト孔３１、３２を結ぶ仮想線Ｉの方向の寸法は接続導体１５と略等しく、ボルト孔距離よりも短くなっているので、端子５５はボルト２１に接触することなく隙間に挿入される。

端子５５の幅狭部分は、挿入方向に延びる長さが接続導体１５の長さ（挿入方向に延びる長さ）の１／２よりも短く、２本の端子５５の幅狭部分を接続導体１５に重ね合せると、これらの端子５５の間に間隙Ｓが生じる（図７）。この状態でボルト２１を締め上げ、端子５５を両側から２枚の接続導体１５で挟み込み、２本のバスダクト５０を電気的、機械的に接続する。このとき、例えば、図８に示したように、ボルト２１の先端部に目印（割ピン２８の差込孔など）を形成しておき、ボルト２１の先端がナット２５から所定の長さ突き出て目印が露出した時に締め上げを終了し、差込孔に割ピン２８を挿入して固定する。

＜接続構造＞
固定された接続構造１では、端子５５間に間隙Ｓがあり（図７参照）、通電時の端子５５の熱膨張を可能にしている。しかし、従来の貫通型とは異なり、ボルト２１が接続導体１５を貫通しないので間隙Ｓを大きくする必要はなく、また、間隙Ｓを狭くしても絶縁ブッシュのような絶縁部材は不要である。すなわち、接続構造１を小型で軽量、かつ簡単な構造としながらも、端子５５及び接続導体１５をボルト２１から確実に絶縁させることができる。

この実施形態の接続構造では、絶縁スペーサー１１に第１、第２のボルト孔３１、３２を設け、これらにボルトを通して積層した絶縁スペーサー１１をボルト締めしたので、絶縁スペーサー１１間に挟まれたバスダクト５０の導体５２の端子５５を、その幅方向（前記仮想線Ｉに沿う方向）全体に均一に挟持することができる。
さらに、板バネ１６は接続導体１５よりも長く、少なくとも導体５２の端子５５先端部分が幅方向全体にわたり板バネ１６で加圧されるから、端子５５が接続導体１５により均等な圧力で面接触する。すなわち、板バネ１６の加圧だけで十分な接触面積を確保可能であり、バスダクト５０の接続信頼性が向上し、電気的接続状態が安定する。

なお、図７、図８に示すように、接続ケース１２は、バスダクト５０の筐体５１に固定される。すなわち、接続ケース１２の四隅に設けたネジ孔１８（図６参照）を、バスダクト５０の筐体５１の隅に設けたネジ孔５７に重ね合せてネジ１３等で固定することにより、バスダクト５０の筐体５１と接続ケース１２とが固定される。

また、接続構造１の接続ケース１２で覆われていない面は、筐体５１、５１間に架け渡したカバー４１、４１により閉じられている（図７、８を参照）。
この接続構造１において、ボルトヘッド２６及び／又は割ピン２８は、ボルト２１の締付状態を管理できるように、露出させてある。
＜スペーサー２２の機能＞

この接続構造１の板バネ１６、１６の外面側の間隔は、バスダクト５０の容量等によって変化する。すなわち、バスダクト５０の導体５２の厚さや、これらを十分な圧力で締付けるために必要となる板バネ１６の厚さが、バスダクト５０に要求される容量等により変わる

しかし、板バネ１６の厚さ等が変わるとボルト２１の突出長さも変わる。上記のように、ボルト２１の突出長さ（割ピン２８の挿入可否）で締上完了を判断する場合、特別なトルク管理をしなくても一般的なレンチ締付で接続を行えるという利点があるが、板バネ１６等の厚さが変わると締上完了の判断が行えなくなる。

上記実施形態では、スペーサー（絶縁ブッシュ）２２をボルト２１に嵌めて、ボルトヘッド２６と板バネ１６との間にスペーサー２２を介在させたので、板バネ１６等の厚さが変わった場合はスペーサー２２を変え、板バネ１６等の厚さ（複数枚使用の場合は合計厚）とスペーサー２２の厚さの和を一定にすれば、スペーサー２２により板バネ１６の厚みの差が吸収され、バスダクト５０の容量が変わっても同じ突出長さで締め上げ完了を判断することができる。
＜他の実施形態＞

ところで、バスダクト５０は、通常、通電容量毎に設計変更され、その導体５２幅は大容量程広くなる。このため従来の貫通型では、容量毎に絶縁スペーサー及び接続導体を交換していた。これに対して、本発明の接続構造１では、容量の異なるバスダクトであっても、導体５２の端子５５の先端部の寸法を合わせることにより、共通の絶縁スペーサー１１、接続導体１５等からなる接続部品２０で接続することが可能という利点がある。次に、バスダクトの容量を変えた他の実施形態について説明する。

図９は小容量（例えば８００Ｗ）のバスダクト７０を接続する工程を示す模式的な断面図である。このバスダクト７０は図１のバスダクト５０と概ね同じ構造を有するが、小容量のため導体の幅が狭く、その幅は接続導体１５のボルト孔３１、３２の間隔より狭い（例えば幅７５ｍｍ）。従って、端子７５の先端部分に切欠きを形成する必要がなく、端子７５の先端部分と導体本体部分との幅が略均一である。
このような場合でも、この実施形態の接続構造は、絶縁スペーサー１１に設けた第１、第２のボルト孔３１、３２にそれぞれボルト２１を通して積層した絶縁スペーサー１１を２本のボルト２１で締める構造なので、絶縁スペーサー１１間に挟まれたバスダクト７０の端子７５を、その幅方向全体に均一に挟持することができ、電気的接続状態が安定する。

このように、バスダクト５０、７０の容量が変わっても接続導体１５の大きさは変えなくてすむため、図１〜８と同じ接続導体１５、絶縁スペーサー１１を用いることが可能である。なお、接続ケース１２等の他の部品は共通化しても良いが、バスダクト７０の幅等に応じて交換してもよい。

＜その他＞
以上は端子５５、７５の先端部分を、導体５２本体と幅狭あるいは同じ幅にする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示すような極小容量のバスダクト８０であって、その導体本体の幅が接続導体１５の幅よりも大幅に狭い場合には、端子８５の先端部分を幅広にし、接続導体１５の幅と略等しい幅にしてもよい。

この場合も、共通の接続導体１５及び絶縁スペーサー１１を利用できる。すなわち、本発明の接続部品２０は極小容量〜大容量まであらゆる種類のバスダクト５０、７０、８０の接続に用いることができる。

なお、接続導体１５の形状及び構造は特に限定されない。例えば接続導体を２以上に分割し、上下各２以上の接続導体で端子５５、７５、８５を挟み込んでバスダクト５０、７０、８０を接続してもよい。

１枚の絶縁スペーサー１１に形成するボルト孔の数は２以上であれば特に限定されず、接続領域を挟んで一方の側及び／又は他方の側に２以上のボルト孔を形成することができる。すなわち、各絶縁スペーサー１１における第１、第２のボルト孔３１、３２の数は１以上であれば特に限定されない。また、絶縁スペーサー１１及び接続導体１５の数も特に限定されず、端子５５、７５、８５の数に応じて適宜変更することができる。

板バネ１６に形成する第３、第４のボルト孔３３、３４の数や配置も特に限定されず、絶縁スペーサー１１の第１、第２のボルト孔３１、３２の数や配置に応じて適宜変更する。同様に、接続ケース１２に形成する第５、第６のボルト孔３５、３６の数や配置も、上記第１〜第４のボルト孔３１〜３４に合せて適宜変更する。

接続導体１５及び導体５２の構成材料は特に限定されず、銅、アルミニウム又はそれらの混合材料、導電性ペースト等種々の材料で形成することができる。筐体５１、７１、８１の材料も特に限定されず、亜鉛メッキ銅板、ステンレス等多様なものを用いることができる。導体５２は好ましくは、錫メッキ等の保護膜で表面を覆い、筐体５１、７１、８１の表面はメラミン樹脂及び／又はポリエステル樹脂等の樹脂系塗料で焼き付け塗装することが望ましい。導体５２を被膜する絶縁材５４、７５は、例えばポリ塩化ビニル樹脂等の耐熱性樹脂材を用いることが望ましい。

本発明の接続構造２０は、屋内ならびに屋外でも多様な目的でバスダクト５０、７０、８０の接続に用いることができる。

１……接続構造
１１……絶縁スペーサー
１５……接続導体
１６……板バネ
２０……接続部品
２１……ボルト
３１、３２……第１、第２のボルト孔
３３、３４……第３、第４のボルト孔
５０、７０、８０……バスダクト
５１、７１、８１……筐体
５５、７５、８５……端子
Ｉ……仮想線

Claims (4)

1. ２以上のバスダクトを接続部品で接続した接続構造であって、
   前記接続部品は板状の絶縁スペーサーを複数有し、
   前記絶縁スペーサーの片面又は両面には接続導体が配置され、
   前記各絶縁スペーサーの前記接続導体が配置された接続領域を挟んで一方の側と他方の側には、それぞれ第１、第２のボルト孔が当該接続領域から離間して形成され、
   複数の前記絶縁スペーサーは、前記第１のボルト孔および第２のボルト孔がそれぞれ連通した状態で積層され、
   連通した前記第１、第２のボルト孔には前記接続導体と非接触な状態でボルトがそれぞれ挿通され、
   積層した前記絶縁スペーサーの間には、前記バスダクトの導体の端子が前記第１、第２のボルト孔を結ぶ仮想線と交差する方向から挿入されている接続構造。
2. 前記端子の先端部分は、前記仮想線の方向の寸法が前記バスダクトの導体の本体部分よりも幅広又は幅狭にされた請求項１記載の接続構造。
3. 前記絶縁スペーサーを積層した積層体の表面及び／又は裏面上に配置される板バネを有し
   前記板バネは、前記仮想線の方向の寸法が前記接続領域よりも長く、
   前記板バネには、第３、第４のボルト孔が形成され、
   前記板バネは、前記第３のボルト孔と前記第１のボルト孔が連通し、前記第４のボルト孔と前記第２のボルト孔が連通するよう配置され、
   前記連通した第１、第３のボルト孔及び前記第２、第４のボルト孔に、前記ボルトがそれぞれ挿通された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の接続構造。
4. 交換可能なスペーサーを更に有し、
   前記ボルトの軸部分を前記スペーサーに挿通してから、前記第３、第４のボルト孔に挿入する請求項３記載の接続構造。

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