JP3887875B2

JP3887875B2 - 電線の接続構造

Info

Publication number: JP3887875B2
Application number: JP11142697A
Authority: JP
Inventors: 修吉酒徳; 山本　　明
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2017-04-28
Also published as: JPH10302848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性を向上させることの可能な電線の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エナメル電線同士を接続する手段としては、撚合わせ、半田付け、およびロウ付けなどが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電線を例えば２００〜６００℃の高温環境下で使用する場合には、撚合わせや半田付けで接続した電線では耐熱性が十分ではなかった。例えば、撚合わせの場合には、撚り合わせられた相互の導体が導通されるが、３００℃以上の高温雰囲気中では、銅などの導体が酸化してしまい、導電性が低下してしまう。また、半田付けでは、半田の耐熱性が約１８０℃であり、高温半田でも耐熱性は約３００℃に過ぎないため、高温環境下では接続が切り離されてしまう。
【０００４】
これらに対して、ロウ材として高耐熱性を有するものを使用するのであれば、ロウ付け法による接続構造は、高温環境下でも使用することが可能である。しかし、ロウ付けは、高度の知識と技術を要するため、電線の接続は容易ではない。本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、接続作業が容易で耐熱性に優れた電線の接続構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電線の接続構造は、二つの電線の各導体部を金属管の両端部からそれぞれ挿入し、上記金属管を押圧して上記導体部と圧着し、上記金属管と上記導体部とを金属体で鍍金したことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、二つの電線の各導体部が金属管により接続され、この金属管を耐熱性の高いものとすることにより高温環境下でも接続が確保される。また、金属管を導電性の高いものとし、これに鍍金する金属体を耐酸化性の高いものとすることにより、接続構造の導電性を確保しながら、その寿命を長くすることが可能である。さらに、金属管の圧着および金属体の鍍金には、ロウ付けのような高度の知識、技術を必要としないため、容易に電線を接続することが可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、図１は本発明の実施形態に係る電線の接続構造に使用される無機絶縁電線１０を示す。この無機絶縁電線１０は、主導体部１１と、主導体部１１の周囲に被覆した金属層１２と、金属層１２の周囲に被覆した無機絶縁層１３とからなる。
【０００８】
ここで、主導体部１１は銅からなり、金属層１２はニッケルまたはステンレス鋼からなる。このように主導体部１１と金属層１２とで複合導体を構成したのは、銅単独では耐酸化性が弱く、ニッケルまたはステンレス鋼単独では抵抗が高いという問題があるためである。また、これ以外にアルミニウム単独では、強度が弱いという問題がある。このため、導体としては、ニッケル鍍金銅、ニッケルクラッド銅、またはステンレス鋼クラッド銅などの耐熱性を有する銅系の複合導体が好ましく用いられ、その結果、主導体部１１と金属層１２とを有している。
【０００９】
無機絶縁層１３は、ポリボロシロキサン、ポリカルボシラン、ポリシラスチレン、ポリシラザン、ポリチタノカルボロシラン系、およびオルガノシロキサンから選ばれた１種以上からなる樹脂と、無機充填剤とを溶剤に溶解または分散させたセラミック系絶縁体からなる。
【００１０】
図１に示すように、無機絶縁電線１０の端部においては、他の電線との接続のため、無機絶縁層１３および金属層１２を剥離して除去し、主導体部１１を露出しておく。図２は、二つの無機絶縁電線１０を接続した接続構造を示す。ここでは、二つの無機絶縁電線１０を準備し、各無機絶縁電線１０の端部の露出した主導体部１１を金属管１４の両端部にそれぞれ挿入し、これらの主導体部１１を金属管１４の内部で突き合わせる。そして、金属管１４を側方から押圧することにより、無機絶縁電線１０の主導体部１１を金属管１４に圧着し、主導体部１１と金属管１４との隙間がほぼ完全になくなるようにする。これにより二つの無機絶縁電線１０の主導体部１１同士が接続される。
【００１１】
金属管１４の素材としては、銅系金属のように、導電性が高く、変形加工しやすく、かつ耐熱性を有するものが好ましい。金属管１４は、主導体部１１に圧着する前は、円筒状であるが、圧着後は、図２に示すように平坦な形状を有する。また、図３に示すように、金属管１４の両端部の外周縁には、先端ほど細くなるテーパ部１４ａが形成されている。このテーパ部１４ａの加工は、無機絶縁電線１０を金属管１４に挿入する前に行っておく。
【００１２】
図４は、この接続構造において、無機絶縁電線１０の主導体部１１と金属管１４とを耐酸化性の向上のため、金属体１５で鍍金した状態を示す。鍍金は、少なくとも主導体部１１と金属管１４とが接触する部位に対して行うが、耐酸化性を向上するため上記部位以外に金属管１４の外側全面に対して行うと好ましい。鍍金に用いる金属体１５は、ニッケルなどの耐酸化性の優れた素材が好ましい。なお、具体的な鍍金の手法は、線鍍金などであり、容易に行うことが可能である。
【００１３】
図５および図６は、上記接続構造で接続した無機絶縁電線１０を用いた電磁石を示す。同図において、符号１７は四角柱状の鉄心を示す。鉄心１７の周囲には、コイル１８が配置されている。コイル１８は、上記の無機絶縁電線１０の一つにより構成されている。
【００１４】
この電磁石は、例えば鋼板の生産工場において、高温の鋼板の搬送経路の途中に配置され、この鋼板を制振するために用いられる。具体的には、図示しない位置センサの検出結果に基づいて、電磁石による吸引力が制御される。
【００１５】
さて、上記電磁石を製造するには、まず、鉄心１７と同大の型の周囲に無機絶縁電線１０を所定の巻き数巻回してコイル１８を形成する。そして、コイル１８の周囲に無機絶縁薄葉材からなるテープ１９を巻き付けて接着する。そして、上記の型をこのようにされたコイル１８から抜き取って、図５および図６に示すように、コイル１８に鉄心１７を挿入した後、絶縁性を有する無機ワニス２０をテープ１９に含浸させる。無機ワニス２０が固化することにより、コイル１８は鉄心１７に固着させられる。
【００１６】
ここで無機ワニス２０としては、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化硼素、シリカ、マイカ、タルクなどの酸化物系セラミックの一つまたは複数が混合されたものを水および有機溶剤などで希釈して粘度を下げたものである。テープ１９は、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、マイカシートのうちいずれかからなる。なお、これらの繊維を複合して用いてテープ１９を形成してもよい。
【００１７】
さて、この電磁石において、上記の電線の接続構造は、図７および図８に示すように配置される。これらの図において、符号２１が上記接続構造を用いた接続部を示す。接続部２１は、コイル１８を構成する無機絶縁電線１０の両端にそれぞれリード線２２を接続するのに用いられている。これらのリード線２２も、図１に示した構成を有する。
【００１８】
接続部２１は、コイル１８の製作時において、テープ１９を巻く際に固定される。テープ１９は、接続部２１とコイル１８との電気的絶縁性を向上させる。具体的には、まず、コイル１８の周囲にテープ１９をハーフラップ（テープ１９の幅の約半分が前の周回のテープ１９に重なるようにする）で巻き付け、図７に示すように一層のテープ層を設ける。そして、このテープ層の上に接続部２１を接触させ、このテープ層と接続部２１の周囲に再度テープ１９をハーフラップで巻き付ける。このようにして、図８に示すように、接続部２１を一層目のテープ層と二層目のテープ層との間に挟持させる。そして、上記のようにテープ１９に無機ワニス２０を含浸させることにより、接続部２１は完全に固定される。
【００１９】
上記のように、金属管１４は主導体部１１に圧着後、図２に示すように平坦な形状になされる。これにより、電磁石において、テープ１９の接続部２１に重なる部分が、他の部分から外側に突出する量は極めて小さくなされ、目視上目立たなくすることが可能である。また、図３に示すように、金属管１４の両端部の外周縁には、先端ほど細くなるテーパ部１４ａが形成されているため、接続部２１をテープ１９で巻き付ける際に、テープ１９に損傷を与えるのが防止される。
【００２０】
上記の電線の接続構造においては、金属管１４、金属体１５、テープ１９および無機ワニス２０は、いずれも４００℃以上の耐熱性を有する。このため、３００℃以上の高温環境下でも無機絶縁電線１０同士の間の接続が確保される。従って、電磁石のコイル１８とリード線２２とを接続するために用いれば、この電磁石は、３００℃以上の高温環境下でも十分に使用が可能である。
【００２１】
また、導電性が良好であるが耐酸化性に劣る銅系金属からなる金属管１４を優れた耐酸化性を有する金属体１５により鍍金することにより金属管１４の酸化が防止される。上記の金属管１４の押圧および金属体１５の鍍金にあたっては、ロウ付けのような高度の知識、技術を必要としないため、この実施形態に係る接続構造は簡便に得ることが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高温環境下でも二つの電線の接続が確保される。また、接続構造の導電性を確保しながら、その寿命を長くすることが可能である。さらに、金属管の圧着および金属体の鍍金には、ロウ付けのような高度の知識、技術を必要としないため、容易に電線を接続することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電線の接続構造に使用される無機絶縁電線を示す側面図である。
【図２】金属管を用いて図１に示す無機絶縁電線を接続した構造を示す側面図である。
【図３】図２に示す金属管の端部を拡大して示す側面図である。
【図４】図２の構造に鍍金を施した構造を示す側面図である。
【図５】実施形態に係る接続構造を用いた電磁石を示す斜視図である。
【図６】図５の電磁石の断面図である。
【図７】図５の電磁石の完成前の状態を示す斜視図である。
【図８】図５のXIII-XIII線矢視図である。
【符号の説明】
１０…無機絶縁電線、１１…主導体部、１２…金属層、１３…無機絶縁層、１４…金属管、１４ａ…テーパ部、１５…金属体、１８…コイル、１９…テープ（無機絶縁薄葉材）、２０…無機ワニス、２１…接続部、２２…リード線

Claims

二つの電線の各導体部を金属管の両端部からそれぞれ挿入し、上記金属管を側方から押圧して上記導体部と圧着し、上記金属管と上記導体部とを金属体で鍍金したことを特徴とする電線の接続構造。
上記電線の一方は、電磁石のコイルを構成し、上記電線の他方は、上記コイルのリード線であることを特徴とする請求項１に記載の電線の接続構造。
上記金属管は、上記導体部と圧着後に平坦な形状を有しており、かつ上記金属管の両端部は、先端ほど細くなるようにテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電線の接続構造。
上記コイルの外周には無機絶縁薄葉材が巻かれており、上記接続構造は上記無機絶縁薄葉材の間に挟持され、上記無機絶縁薄葉材を固着する無機絶縁ワニスによって固定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電線の接続構造。