JPWO2015052955A1 - 導体接続構造およびこれを用いたスイッチギヤ - Google Patents
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Abstract
Description
従来の導体接続構造として、例えば、貫通穴を有する2枚の導体の接続面間に、貫通穴と同心状に環状の挿入導体を挟み、貫通穴にボルトを挿入し、挿入導体を介して線接触で締め付ける構造が開示されている。環状の挿入導体の場合、組立時に貫通穴との位置調整が面倒なので、改善策として、一対の線状導体と位置決め部を持つ平板とを組み合わせた挿入導体も示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、導体接続面に溝加工を施し、溝加工時に形成されたエッジを利用して導体接続面の接触抵抗を低減する接続構造が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、特許文献1に示されている、線状導体と平板を組み合わせた挿入導体を介装する構造では、その挿入導体を製作するのにコストが掛かり、ボルトサイズやボルト本数が削減できても、コストメリットが得られないという問題があった。
また、特許文献2の接続構造の場合も、導体接続部の溝加工にコストが掛かるという問題があった。
また、一方の導体の接続面に、貫通穴と同心状に配置された環状又は多角形状の導体が、はんだ付け,ろう付け,圧接のいずれかによって接合されて突起部が形成され、突起部が他方の導体の接続面に線接触するように構成されているものである。
また、一方の導体の貫通穴の接続面側の内縁部に設けられた、貫通穴の内径より小径の小径部が、接続面側の反対側から押圧されて一方の導体の接続面に環状に立ち上げられることにより貫通穴の内径より大径の突起部が形成され、突起部が他方の導体の接続面に線接触するように構成されているものである。
更に、この発明に係るスイッチギヤは、上記のいずれかに記載の導体接続構造を用いたものである。
また、環状又は多角形状の導体が、はんだ付け,ろう付け,圧接のいずれかによって接合されて突起部が形成されているので、導体の接続面自体を加工することなく、上記と同様の効果を得ることができる。
また、一方の導体の貫通穴の接続面側の内縁部に設けられた、貫通穴の内径より小径の小径部が、接続面側の反対側から押圧されて一方の導体の接続面に環状に立ち上げられることにより貫通穴の内径より大径の突起部が形成されているので、容易に突起部が形成できて、上記と同様の効果を得ることができる。
更に、この発明のスイッチギヤによれば、主母線や分岐母線等に用いられる接続導体の接続部の接触抵抗を低減させることができる。
図1は、実施の形態1による導体接続構造の接続部を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の矢視A−Aの断面図である。図2は、図1の導体接続構造の使用例を示す斜視図である。また、図3は、図1の接続部の加工方法の説明図、図4は加工に用いる金型の要部斜視図である。
接続される導体は、銅、アルミ、又はそれらの合金から成る断面矩形状の平板であって、例えば、スイッチギヤのような電力機器の内部に使用されて、主母線と分岐母線の接続部等に適用されるものである。ただしこれに限定するものではなく、電気機器一般の導体接続部に適用可能である。
水平方向に向けて配置された3相の主母線1a,1b,1cに、分岐母線2a,2b,2cが、接続面を合わせて組み合わされ、ボルト,ナットからなる締結部材3で締め付けられて固定されている。このような導体どうしの接続部に本願の導体接続構造を適用するものである。
図1のように、接続する2枚の導体4のうちの一方の導体4の接続面4aに、貫通穴5と、その貫通穴5に対して同心状に環状の突起部6が形成されているのが本願の特徴部である。
突起部6の外周側には、同心状の溝7を有しているが、これは後述する方法で突起部6を形成する過程で形成されるものである。突起部6の断面形状は、相手の接続面側に向けて先細りにするのがよい。
突起部6は、例えば金型8による押し加工等の方法で形成する。予め導体4に貫通穴5を設けておき、この貫通穴5に対して同心となるように金型8を押し付け、押し加工によって突起部6を形成する。金型8の押圧面は、図4(a)に示すとおりであり、押圧面の断面形状は、図4(b)のようになっている。中心の円筒部の外径dは、導体4の貫通穴5に入る径となっている。金型8を押圧して接続面4aに溝7を形成することで、その分が内周側に盛り上がり、環状の突起部6を容易に形成することができる。
なお、金型8の形状を工夫して、貫通穴5の加工と同時に、突起部6を形成するようにしても良い。
相手側導体である他方の導体は、無めっき導体、すなわち、めっき無しでも良い。めっきが無ければ酸化皮膜が形成されるが、両導体をボルト締めしたとき、突起部6の先端が他方の導体の接続面に食い込んで酸化皮膜が除去されるので、めっきを施さなくても良い。
突起部のない平面同士を接触させる場合は、面接触により接触面積が広いように見えるが、実際には不特定の複数箇所で点接触しており、接触部に偏りがあれば結果的に接触抵抗が増してしまう場合があった。また、接触抵抗を少なくするために、ボルト本数を増やす等の措置がとられていた。
これに対し、本実施の形態では、図1のように形成した一方の導体4に、接続相手の他方の導体の接続面を合わせ、貫通穴5に締結部材3のボルトを挿通し、ナットで締付固定されるが、締付力を加えることにより、同心状に形成された突起部6の先端が相手の導体の接続面に対し確実に線接触した状態となり、接触抵抗を低減させ、且つ、安定させることができる。
なお、ここで線接触とは、少なくとも突起部6の頂部が他方の導体の接触面に線状に長く接触する状態を言う。
このため、例えば、従来の面接触と比較して、締め付けるボルト本数を削減することが可能となる。また、ボルト本数が減れば、接続作業時間が短縮される。
本願の導体接続構造が適用される、例えばスイッチギヤの場合では、通常、導体厚さが数mm程度以上ある。もっと薄い導体の場合であれば、貫通穴を空けるときにバーリング加工等で、板厚全体を曲げて貫通穴の一面側に突出部を設けることも可能であるが、板厚が厚い場合は、上記のような金型8を用いて押し加工により突起部6を形成するのが効果的である。
ここで、突起部6の高さがあまり低いと、せっかく突起部6を設けてもボルトで締め付けたとき、突起部6のない従来の面接触と同様になり、突起部6以外でも接触する可能性が出てくる。逆に突起部6を大きく形成しようとすれば、加工時の押圧力を大きくする必要があり、接触面に歪みが生じてくる。又締め付けたときの突起部の「へたり」の影響が出てくる。
これらから、突起部6の高さを、0.1mm以上、3mm以下、また、突起部6の幅を1mm以上、3mm以下とすれば、突起部6で確実に線接触でき、加工も容易であることが分かった。
図5は、実施の形態2による導体接続構造の接続部を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の矢視B−Bの断面図である。実施の形態1の図1に対応する図であり、図1と同等部分は同一符号を付して説明は省略する。以下相違点を中心に説明する。
環状導体9の大きさは、実施の形態1と同様に、高さを、0.1mm以上,3mm以下、幅を1mm以上,3mm以下とすればよい。
また、環状導体9の平面形状は、図では円形の環状導体としているが、これに限定せず多角形状であっても良い。
図6は、実施の形態3による導体接続構造の接続部を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の矢視C−Cの断面図、(c)は加工途中の矢視C−Cの断面図である。実施の形態1の図1に対応する図であり、図1と同等部分は同一符号を付して説明は省略する。以下相違点を中心に説明する。
次に、貫通穴5の小径部10の反対側から金型(図示せず)で押圧して、小径部10を接続面4aの表面側に環状に立ち上げることによって、図6(b)のように突起部11を形成するものである。
押圧する金型を工夫することで、貫通穴5の形成と同時の突起部11を形成することも可能であり、突起部11の形成が容易にできる。
なお、突起部11の大きさは、実施の形態1と同様にするのが良い。
3 締結部材、4 導体、4a 接続面、5 貫通穴、
6 突起部、7 溝、8 金型、9 環状導体、
10 小径部、11 突起部。
また、一方の導体の貫通穴の接続面側の内縁部に設けられた、貫通穴の内径より小径の小径部が、接続面側の反対側から押圧されて一方の導体の接続面に環状に立ち上げられることにより貫通穴の内径より大径の突起部が形成され、突起部が他方の導体の接続面に線接触するように構成されているものである。
更に、この発明に係るスイッチギヤは、上記のいずれかに記載の導体接続構造を用いたものである。
また、一方の導体の貫通穴の接続面側の内縁部に設けられた、貫通穴の内径より小径の小径部が、接続面側の反対側から押圧されて一方の導体の接続面に環状に立ち上げられることにより貫通穴の内径より大径の突起部が形成されているので、容易に突起部が形成できて、上記と同様の効果を得ることができる。
更に、この発明のスイッチギヤによれば、主母線や分岐母線等に用いられる接続導体の接続部の接触抵抗を低減させることができる。
Claims (7)
- 一方の導体の接続面に他方の導体の接続面を合わせ、それぞれの前記接続面に設けられた貫通穴を利用して締結部材で締結する導体接続構造であって、
前記一方の導体の接続面に、押し加工によって前記貫通穴と同心状に環状又は多角形状の溝を形成し、前記溝の分の盛り上がりにより突起部が形成され、前記突起部が前記他方の導体の接続面に線接触するように構成されていることを特徴とする導体接続構造。 - 一方の導体の接続面に他方の導体の接続面を合わせ、それぞれの前記接続面に設けられた貫通穴を利用して締結部材で締結する導体接続構造であって、
前記一方の導体の接続面に、前記貫通穴と同心状に配置された環状又は多角形状の導体が、はんだ付け,ろう付け,圧接のいずれかによって接合されて突起部が形成され、前記突起部が前記他方の導体の接続面に線接触するように構成されていることを特徴とする導体接続構造。 - 一方の導体の接続面に他方の導体の接続面を合わせ、それぞれの前記接続面に設けられた貫通穴を利用して締結部材で締結する導体接続構造であって、
前記一方の導体の前記貫通穴の接続面側の内縁部に設けられた、前記貫通穴の内径より小径の小径部が、前記接続面側の反対側から押圧されて前記一方の導体の接続面に環状に立ち上げられることにより前記貫通穴の内径より大径の突起部が形成され、前記突起部が前記他方の導体の接続面に線接触するように構成されていることを特徴とする導体接続構造。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載に導体接続構造において、
前記突起部には、銀めっき、錫めっき、ニッケルめっきのいずれかが施されていることを特徴とする導体接続構造。 - 請求項4記載の導体接続構造において、
前記他方の導体は、無めっき導体が用いられていることを特徴とする導体接続構造。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載に導体接続構造において、
前記突起部の高さが0.1mm以上,3mm以下であり、幅が1mm以上,3mm以下であることを特徴とする導体接続構造。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の導体接続構造を用いたスイッチギヤ。
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