JP2023083918A - 接続構造及び変成器 - Google Patents

Abstract

【課題】異種金属製の導線同士を特段の問題なく互いに接続することができる接続構造及び変成器を提供する。
【解決手段】本開示に係る接続構造は、第１金属製の出力線２１（第１導線）と、前記第１金属とは異なる第２金属製の出力線２２（第２導線）とが互いに接続される接続構造において、前記第１金属製の筒状の圧着接続部材２３と、前記第１金属製の筒状のセレーション部材２４とを備え、前記出力線２１は前記圧着接続部材２３の一端側から直接的に前記圧着接続部材２３に挿入されて前記圧着接続部材２３に圧着され、前記出力線２２は前記圧着接続部材２３の他端側から前記セレーション部材２４に覆われた状態で前記圧着接続部材２３に挿入されて前記圧着接続部材２３に圧着されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本開示は、接続構造及び変成器に関する。

特許文献１には、アルミニウム電線の端部に接続される銅製の圧着接続部材が記載されている。圧着接続部材は、貫通孔が設けられた舌部と、一面に多数の突起が設けられた板状のセレーション部とを一体に備える。セレーション部は、突起がアルミニウム電線の周面に向くようにして筒状に折り曲げられ、アルミニウム電線に圧着される。圧着によりセレーション部の突起がアルミニウム電線に食い込むので、アルミニウム電線と圧着接続部材とが互いに密着し、確実に接続される。

特許第６４４０２７７号公報

特許文献１に記載の圧着接続部材は、アルミニウム電線を銅製の接続端子に接続する場合に用いられる。例えば圧着接続部材の舌部の貫通孔を貫通するボルトが、接続端子に設けられたナットに螺合することによって、アルミニウム電線が接続端子に接続される。
換言すれば、特許文献１に記載の圧着接続部材はアルミニウム電線と銅線との接続には不向きである。故に、アルミニウム電線と銅線との接続、更には異種金属製の導線同士の接続に適した接続構造が求められている。

本開示の目的は、異種金属製の導線同士を特段の問題なく互いに接続することができる接続構造及び変成器を提供することにある。

本開示に係る接続構造は、第１金属製の第１導線と、前記第１金属とは異なる第２金属製の第２導線とが互いに接続される接続構造において、前記第１金属製の筒状の圧着接続部材と、前記第１金属製の筒状のセレーション部材とを備え、前記第１導線は前記圧着接続部材の一端側から直接的に前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着され、前記第２導線は前記圧着接続部材の他端側から前記セレーション部材に覆われた状態で前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着されることを特徴とする。

本開示にあっては、第１金属製の第１導線と第２金属製の第２導線とが第１金属製の圧着接続部材を介して互いに接続される。
圧着接続部材は筒状をなす。圧着接続部材には一端側から第１導線が挿入され、他端側から第２導線が挿入される。第１導線及び第２導線夫々と圧着接続部材とは互いに圧着される。ただし、第２導線と圧着接続部材との間には第１金属製の筒状のセレーション部材が介在する。

第２導線とセレーション部材とは互いに異種金属製である。しかしながら、圧着によってセレーション部材の凸部が第２導線に食い込むか、又は圧着によって第２導線が変形し、第２導線を構成する金属がセレーション部材の凹部に進入するので、第２導線とセレーション部材とが互いに密着する。故に、第２導線とセレーション部材とが確実に互いに接続される。また、第２導線とセレーション部材との間に水分が浸入しにくいので、これらの間で電食が起きることを抑制することができる。

圧着接続部材とセレーション部材とは互いに同種の金属製なので、これらの間で電食が起きる虞はない。
同様に、第１導線と圧着接続部材との間で電食が起きる虞はない。故に、第１導線と圧着接続部材との間にセレーション部材を介在させる必要がないので、部品点数を削減することができる。
以上の結果、異種金属製の導線同士を特段の問題なく互いに接続することができる。

本開示に係る接続構造は、前記第１金属は銅又は銅合金であり、前記第２金属はアルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする。

本開示にあっては、銅製又は銅合金製の導線と、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の導線とを特段の問題なく互いに接続することができる。故に、本開示に係る接続構造は、例えば軽量化のためにアルミニウム製のコイルを備える変成器において、コイルから延びるアルミニウム製の導線を銅製の導線に接続する場合に好適である。

本開示に係る接続構造は、前記セレーション部材の一部は前記圧着接続部材の内側に位置し、前記セレーション部材の残部は前記圧着接続部材の外側に位置することを特徴とする。

本開示にあっては、セレーション部材の一部が圧着接続部材の内側に位置し、圧着接続部材と第２導線との接続に貢献する。
圧着接続部材を介して互いに接続されている２種類の導線の内、圧着接続部材との間にセレーション部材が介在している方が第２導線であり、介在していない方が第１導線である。セレーション部材の残部が圧着接続部材の外側に位置しているので、作業者が視覚又は触覚によって第１導線と第２導線とを容易に区別することができる。

本開示に係る接続構造は、前記セレーション部材は、複数の貫通孔が設けられており、筒状に湾曲している金属片であることを特徴とする。

本開示にあっては、セレーション部材が筒状に湾曲している金属片であり、金属片には複数の貫通孔が設けられている。このようなセレーション部材を用いた場合、圧着によって第２導線が変形し、第２導線を構成する金属がセレーション部材の貫通孔に進入するので、第２導線とセレーション部材とが互いに密着する。
例えば平坦な金属片に貫通孔を設けてから第２導線の外寸に応じた内寸又は圧着接続部材の内寸に応じた外寸を有する筒状に成形することによって、セレーション部材を容易に得ることができる。貫通孔は金属片の両面に開口しているので、金属片を筒状に成形する際に、金属片の両面の何れが筒の内側に向けられてもよい。

本開示に係る変成器は、第１金属製の第１導線と、前記第１金属とは異なる第２金属製のコイルと、該コイルから延びる前記第２金属製の第２導線と、前記第１金属製の筒状の圧着接続部材と、前記第１金属製の筒状のセレーション部材とを備え、前記第１導線は前記圧着接続部材の一端側から直接的に前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着され、前記第２導線は前記圧着接続部材の他端側から前記セレーション部材に覆われた状態で前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着されることを特徴とする。

本開示にあっては、第１金属製の第１導線と、第２金属製のコイルから延びる第２金属製の第２導線とが、本開示に係る接続構造により互いに接続される。第１金属製の第１導線は第１金属製の接続端子に特段の問題なく接続することができる。故に、第２金属製のコイルを、第１導線及び第２導線を介して、変成器が備える第１金属製の接続端子（又は変成器の外部に存在する第１金属製の接続端子）に接続することができる。

本開示の接続構造及び変成器によれば、異種金属製の導線同士を特段の問題なく互いに接続することができる。

実施の形態１に係る変成器の正面図である。 変成器に設けられた接続構造の模式的な断面図である。 接続構造の分解斜視図である。 出力線の接続手順の説明図である。 実施の形態２に係る接続構造の模式的な断面図である。

以下、本開示の実施の形態について説明する。

実施の形態 １．
図１は実施の形態１に係る変成器の正面図である。
図中１は変成器であり、変成器１は変圧器である。変成器１は鉄心１１及びコイル１２を備える。

例えば鉄心１１は矩形環状をなし、コイル１２は鉄心１１の長辺部に巻回されている。図示はしないが、鉄心１１の２つの長辺部に１つずつコイル１２が巻回されている。鉄心１１の長辺部は上下に向く。
鉄心１１の上側の短辺部は、下向きに開口する箱状の支持台１３に覆われている。支持台１３は、変圧比を変更するためのタップ切替器１４を支持している。タップ切替器１４は連結具１５によって支持台１３に連結されている。

タップ切替器１４に設けられている複数のタップ端子１４ａ夫々は第１金属製である。第１金属は、例えば銅又は銅合金であるが、これに限定されるものではない。各タップ端子１４ａには第１金属製の出力線２１（第１導線）の一端部が接続されている。

コイル１２は、第１金属とは異なる第２金属製である。第２金属は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金であるが、これに限定されるものではない。
図示はしないが、各コイル１２には一次側の巻線及び二次側の巻線が互いに重なるようにして含まれており、一次側の巻線の内側に二次側の巻線が配されている。一次側の巻線同士、及び二次側の巻線同士は渡り線を介して互いに接続されている。
二次側の巻線からは複数本の出力線２２（第２導線）が延びている。各出力線２２は第２金属製であり、出力線２２の先端部は圧着接続部材２３を介して出力線２１の他端部に接続されている。
圧着接続部材２３は第１金属製であり、筒状をなす（後述する図２及び図３参照）。

一次側の巻線には、第１金属製の接続端子を有する外部の電力供給部（各不図示）から入力線２５，２６を介して電力が供給される。入力線２５（第１導線）は第１金属製であり、入力線２５の一端部は前述した外部の電力供給部が有する第１金属製の接続端子に接続されている。入力線２６（第２導線）は第２金属製であり、一次側の巻線から延びている。入力線２６の先端部は、圧着接続部材２３を介して入力線２５の他端部に接続されている。
出力線２２及び入力線２６夫々は、コイル１２を構成する導線に連続している導線でもよく、コイル１２を構成する導線とは別体の導線でもよい。

以下では出力線２１，２２が互いに接続される接続構造について説明するが、入力線２５，２６が互いに接続される接続構造も同様の構成である。
図２は変成器１に設けられた接続構造の模式的な断面図である。
図３は接続構造の分解斜視図である。

図２及び図３に示すように、出力線２１は２本の導体２１１である。各導体２１１は第１金属製であり、帯板状をなす。２本の導体２１１は厚さ方向に互いに重ね合わされる。個々の導体２１１は、導体２１１の２倍の厚さを有する帯板状の導体よりも撓みやすく、作業者が手作業で容易に湾曲させることができる。故に、出力線２１は配線しやすい。
出力線２２は２本の導体２２１である。各導体２２１は第２金属製であり、薄い帯板状をなす。２本の導体２２１は厚さ方向に互いに重ね合わされる。個々の導体２２１は導体２２１と同様に撓みやすいので、出力線２２は出力線２１と同様に配線しやすい。
なお、出力線２１，２２夫々は２本の帯板状の導体に限定されず、例えば１本の帯板状の導体でもよく、円形断面を有する導体でもよい。

本実施の形態の接続構造は圧着接続部材２３及びセレーション部材２４を備える。
圧着接続部材２３には出力線２１を挿入することが可能である。
セレーション部材２４は第１金属製であり、筒状をなす。セレーション部材２４の周面には複数の貫通孔２４１が設けられている。セレーション部材２４には出力線２２を挿入することが可能である。圧着接続部材２３にはセレーション部材２４を同軸に挿入することが可能である。

セレーション部材２４は多数の貫通孔２４１が設けられた金属片２４０からなる。例えば金属片２４０としてパンチングメタルを用い、金属片２４０を出力線２１の外寸に応じた内寸及び圧着接続部材２３の内寸に応じた外寸を有する筒状に成形することによって、セレーション部材２４を容易に得ることができる。貫通孔２４１は金属片２４０の両面に開口しているので、金属片２４０を筒状に成形する際に、金属片２４０の両面の何れが筒の内面側に向けられてもよい。
なお、金属片２４０を出力線２２に巻き付けることによってセレーション部材２４が形成されてもよい。
図２に示すセレーション部材２４の厚さ及び貫通孔２４１の内径は誇張されている。

図４は出力線２１，２２の接続手順の説明図である。
出力線２１は圧着接続部材２３の一端側から直接的に圧着接続部材２３に挿入される。出力線２２は圧着接続部材２３の他端側からセレーション部材２４に覆われた状態で圧着接続部材２３に挿入される。
出力線２１，２２の挿入は、出力線２１，２２夫々の先端が圧着接続部材２３の軸長方向の中央部に位置し、且つ、出力線２１，２２が圧着接続部材２３の内側にて互いに接触しないように行なわれる。また、出力線２２の挿入は、セレーション部材２４の一部が圧着接続部材２３の内側に位置し、セレーション部材２４の残部が圧着接続部材２３の外側に位置するように行なわれる。

出力線２１，２２の挿入後、圧着接続部材２３に圧力が加えられる。例えば軸長方向を前後に向けた圧着接続部材２３が、上下から加圧される。この結果、出力線２１が圧着接続部材２３に圧着されると共に、出力線２２がセレーション部材２４を介して圧着接続部材２３に圧着される（図２参照）。なお、出力線２１の圧着と出力線２２の圧着とが個別に行なわれてもよい。

図２に示すように、圧着によって圧着接続部材２３の内面に出力線２１の外周面が密着するので、出力線２１と圧着接続部材２３とが確実に互いに接続される。出力線２１と圧着接続部材２３とは何れも第１金属製なので、これらの間で電食が起きる虞はない。
また、圧着によって圧着接続部材２３の内面にセレーション部材２４の外面が密着するので、圧着接続部材２３とセレーション部材２４とが確実に互いに接続される。圧着接続部材２３とセレーション部材２４とは何れも第１金属製なので、これらの間で電食が起きる虞はない。

更に、圧着によってセレーション部材２４の内面に出力線２２の外周面が密着する。しかも、圧着によって出力線２２が変形し、出力線２２を構成する金属がセレーション部材２４の貫通孔２４１に進入するので、出力線２２とセレーション部材２４との密着性が増す。故に、出力線２２と圧着接続部材２３とが確実に互いに接続される。
たとえ出力線２２が合成樹脂製の厚い絶縁被膜に覆われていたとしても、貫通孔２４１に進入しようとする金属部分が絶縁被膜を内側から破壊するので、出力線２２の絶縁被膜を予め除去する必要がない。

出力線２２とセレーション部材２４とは互いに異種金属製である。しかしながら、両者の密着により、出力線２２とセレーション部材２４との間に水分が浸入しにくいので、これらの間で電食が起きることを抑制することができる。
以上の結果、異種金属製の出力線２１，２２を特段の問題なく互いに接続することができる。
前述したように、出力線２１と圧着接続部材２３との間で電食は起きない。故に、出力線２１と圧着接続部材２３との間にセレーション部材２４を介在させる必要がないので、部品点数を削減することができる。

本実施の形態に係る変成器１は、例えば油入変圧器である。鉄心１１及びコイル１２が絶縁油と共に収容される図示しないタンクに本実施の形態に係る接続構造を収容することにより、出力線２２とセレーション部材２４との間で電食が起きることを防止することができる。

出力線２１と出力線２２との外見が類似している場合、出力線２１，２２自体を見比べただけでは両者を区別することができない虞がある。しかしながら、圧着接続部材２３との間にセレーション部材２４が介在している方が出力線２２であり、介在していない方が出力線２１である。セレーション部材２４は部分的に圧着接続部材２３の外側に位置しているので、作業者が視覚又は触覚によって出力線２１と出力線２２とを容易に区別することができる。

なお、セレーション部材２４は貫通孔２４１が設けられている構成に限定されず、例えば内周面に凹凸が設けられている構成でもよい。圧着によってセレーション部材２４の凸部が出力線２２に食い込むか、又は圧着によって出力線２２が変形し、出力線２２を構成する金属がセレーション部材２４の凹部に進入するので、出力線２２とセレーション部材２４とが互いに密着する。
変成器１は変流器でもよく、電力用でも計器用でもよい。

実施の形態 ２．
図５は実施の形態２に係る接続構造の模式的な断面図である。
本実施の形態の接続構造は、後述する熱圧着チューブ２７を除き、実施の形態１の接続構造と略同様である。以下では、実施の形態１との差異について説明し、その他、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

本実施の形態に係る変成器１は、例えばモールド変圧器である。
図５に示すように、圧着接続部材２３とセレーション部材２４との境界部分、及び圧着接続部材２３の外側に位置しているセレーション部材２４と出力線２２との境界部分は、外側から熱圧着チューブ２７に被覆されている。熱圧着チューブ２７は出力線２２、圧着接続部材２３、及びセレーション部材２４夫々に外側から密着する。故に、出力線２２とセレーション部材２４との間に水分が浸入することを防止することができるので、これらの間で電食は起きない。
なお、熱圧着チューブ２７は出力線２１と圧着接続部材２３との境界部分もまとめて被覆してもよい。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 変成器； １２ コイル； ２１ 出力線（第１導線）； ２２ 出力線（第２導線）； ２３ 圧着接続部材； ２４ セレーション部材； ２４０ 金属片； ２５ 入力線（第１導線）； ２６ 入力線（第２導線）

Claims (5)

1. 第１金属製の第１導線と、前記第１金属とは異なる第２金属製の第２導線とが互いに接続される接続構造において、
   前記第１金属製の筒状の圧着接続部材と、前記第１金属製の筒状のセレーション部材とを備え、
   前記第１導線は前記圧着接続部材の一端側から直接的に前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着され、
   前記第２導線は前記圧着接続部材の他端側から前記セレーション部材に覆われた状態で前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着されることを特徴とする接続構造。
2. 前記第１金属は銅又は銅合金であり、前記第２金属はアルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
3. 前記セレーション部材の一部は前記圧着接続部材の内側に位置し、
   前記セレーション部材の残部は前記圧着接続部材の外側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の接続構造。
4. 前記セレーション部材は、複数の貫通孔が設けられており、筒状に湾曲している金属片であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の接続構造。
5. 第１金属製の第１導線と、
   前記第１金属とは異なる第２金属製のコイルと、
   該コイルから延びる前記第２金属製の第２導線と、
   前記第１金属製の筒状の圧着接続部材と、
   前記第１金属製の筒状のセレーション部材と
   を備え、
   前記第１導線は前記圧着接続部材の一端側から直接的に前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着され、
   前記第２導線は前記圧着接続部材の他端側から前記セレーション部材に覆われた状態で前記圧着接続部材に挿入されて前記圧着接続部材に圧着されることを特徴とする変成器。

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