WO2016204235A1 - 導体接続装置 - Google Patents

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WO2016204235A1
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conductors
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oxide film
conductive
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貴浩 佐々木
徹 山地
達哉 ▲濱▼田
進 小鶴
信和 永易
木村　俊則
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三菱電機株式会社
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/304—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member having means for improving contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/34—Conductive members located under head of screw

Definitions

  • the present invention relates to a conductor connection, and more particularly to a conductor connection device incorporated in a metal closed type switchgear for supplying power to a power plant, substation, factory or the like.
  • a conductor for passing a current is arranged like the main bus conductor 9 and the branch bus conductor 10 shown in FIG.
  • Electricity drawn from the external cable 11 for power drawing flows into the branch bus conductor 10, and via a switching transformer such as a circuit breaker for interrupting the current, a measuring transformer such as a current transformer or a zero-phase current transformer, It flows to the main bus conductor 9.
  • Electricity that flows through the main bus conductor 9 passes through the other metal closed switch gears arranged in the line, passes through the branch bus conductor 10 and each device, and then flows to the external cable 11 for supplying the load to supply power to the load. Is supplied.
  • the conductor used in the switchgear requires excellent performance in terms of conductivity, strength, corrosion resistance and the like.
  • materials having such conditions copper conductors mainly made of copper or copper alloys and aluminum conductors made of aluminum alloys are used.
  • these conductors have a problem in that a thin oxide film is formed on the surface in the atmosphere, and this oxide film increases the electrical resistance of the connecting portion between the conductive members, so-called contact resistance, and significantly lowers the current-carrying performance. .
  • the increase in contact resistance promotes the temperature rise in the metal closed switchgear 8 due to Joule heat. Excessive temperature rise not only guarantees the performance of the equipment, components, and materials housed in the metal closed switchgear 8, but also has a risk of causing a reduction in life due to deterioration and malfunction of the equipment.
  • the conductor is directly connected to another metal material having a large electrode potential difference, for example, an aluminum conductor, the connection portion is corroded by electrolytic corrosion.
  • Patent Document 1 after removing the oxide film on the conductor surface with a file, a coating agent that prevents the formation of the oxide film, metal corrosion, etc., for example, conductive materials such as chromium oxide powder used in Patent Documents 1 and 2
  • a conductive auxiliary coating agent in which powder is mixed in grease
  • assistant coating agent removes a protective cover at the time of fastening is taken, and the measure made in advance is taken. This eliminates the oxide film removal operation and the conductive auxiliary coating agent application operation which must be performed before fastening the bolt, thereby reducing the burden on the operator.
  • both methods require the work of applying the conductive auxiliary coating agent immediately after forming the oxide film by the file and before forming the oxide film, resulting in an increase in cost.
  • the protective cover itself is costly, and the work for attaching the protective cover to the conductor surface after application of the conductive auxiliary coating agent occurs, so compared to the plating cost on the conductor.
  • the cost advantage is high.
  • FIG. 14 shows the maximum allowable temperature and the temperature rise limit of switchgear parts, materials, and insulators defined in Table 8 of the switchboard standards “JEM 1425” and “JEM-TR 85”. From FIG. 14, the maximum temperature rise limit when the conductor is plated is 75 degrees, whereas in the case of the base conductor coated with the conductive auxiliary coating agent, the temperature rise limit of the connection portion by bolt fastening is It will be 55 degrees. Therefore, when using the base conductors of Patent Documents 1 and 2, it is necessary to take measures to suppress the temperature rise more than the plated conductors.
  • the conductor connecting device is a conductor connecting device in which a conductor connecting conductive member is interposed between both conductors when the conductor is connected by a fastener, and the conductor connecting conductive member includes the conductor
  • a plurality of protrusions are formed on the contact surface with the contact surface, and a plating layer is formed on the contact surface including the protrusions by a conductive and anticorrosive plating process.
  • the conductor connecting device of the present invention when a conductive member with a protrusion is inserted and interposed between conductor connections when the conductor is connected, the contact pressure between the protrusion and the conductor is increased by fastening the bolt.
  • the oxide film on the conductor surface can be removed by the pressure and friction. Even if the oxide film is broken, conductors in the atmosphere immediately try to form a new oxide film.
  • a conductive auxiliary coating agent is applied to the conductive member with protrusions, the oxide film is prevented from being re-formed. effective.
  • the temperature rise allowable limit of the conductor connection portion when connecting between two conductors by bolt fastening, the surface treatment value having a high temperature rise allowable value is used as a reference value. Therefore, even if the conductor itself is not plated, the allowable temperature rise limit is made higher than that of the base conductor by plating on the conductive member side with the protrusion that contacts the conductor. It becomes possible.
  • a member inserted and interposed between conductors is called a conductive member with protrusions, but the material / size, thickness, shape, protrusion shape, number of protrusions, type of plating, and conductive auxiliary coating to be applied There is no special definition for the material. In short, it should be a member that connects between conductors and has a protrusion shape that can easily break the oxide film by contact pressure when tightening bolts, and can prevent the formation of an oxide film by the conductive auxiliary coating material. That's fine.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the conductor connection apparatus in Embodiment 1 of this invention. It is the perspective view which decomposed
  • (A) is a front view which shows only the conductive member for conductor connection in Embodiment 1 of this invention
  • (b) is a side view. It is explanatory drawing which showed the test result of the short-time electricity test implemented in order to confirm the performance of the conductive member for conductor connection in Embodiment 1 of this invention.
  • (A) is a front view which shows only the conductive member for conductor connection in Embodiment 2 of this invention
  • (b) is a side view. It is a perspective view of the conductor connection apparatus in Embodiment 3 of this invention.
  • (A) is a front view which shows only the conductive member for conductor connection in Embodiment 3 of this invention
  • (b) is a side view. It is a perspective view which shows only the conductive member for conductor connection in Embodiment 4 of this invention.
  • (A) is a front view which shows only the conductive member for conductor connection in Embodiment 4 of this invention
  • (b) is a side view. It is a perspective view which shows the modification of the conductive member for conductor connection in Embodiment 4 of this invention.
  • (A) is a front view which shows the modification of the electrically-conductive member for conductor connection in Embodiment 4 of this invention
  • (b) is a side view. It is explanatory drawing which shows the maximum allowable temperature of a switchgear part, material, and an insulator, and a temperature rise limit.
  • (A) is a front view of the metal closed type switchgear of the data described in FIG. 14, and (b) is a side sectional view.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conductor connecting device
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the conductor connecting device
  • FIG. 3A is a front view of a conductive member for conductor connection
  • FIG. It is explanatory drawing which showed the test result of the short-time electricity test implemented in order to confirm the performance of the electrically-conductive member for conductor connection.
  • the conductor connecting device includes a fastener (fastening member) composed of a bolt 3 and a nut (not shown) for connecting and fastening between the conductors 2 and a flat plate inserted (intervened) between the two conductors when the conductor 2 is connected and fastened.
  • a conductive member for connecting a conductor hereinafter abbreviated as “conductive member with protrusion” as appropriate
  • the shape of the conductive member 1 with protrusion has a shape similar to a generally used washer.
  • a plurality of protrusions 1a are formed on both surfaces that come into contact with 2, and the contact surface including the protrusions is subjected to plating treatment that imparts (protects) conductivity and corrosion resistance, such as silver plating or tin plating.
  • a conductive auxiliary coating agent (see, for example, Patent Document 2) that is applied and prevents re-formation (regeneration) of the oxide film and metal corrosion is applied above the plating layer.
  • the conductive auxiliary coating agent is previously applied to the surface of the conductive member with protrusions with fingers or waste before the conductor is fastened.
  • the conductor connecting device is generated by reacting with the atmosphere due to the contact pressure of the protruding portion 1a of the protruding conductive member 1 when the conductors 2 are overlapped with each other and the conductors 2 are fastened with bolts 3 by being configured in this way.
  • the oxide film on the surfaces of the two conductors 2 is removed at once.
  • the conductive auxiliary coating agent applied to the conductive member 1 with protrusions forms a conductive antioxidant film on the surface portion of the conductor 2 from which the oxide film has been removed, and the conductive surface portion is shielded from the atmosphere. 2 reacts with the atmosphere and cannot re-form the oxide film.
  • the conductor connection device of FIG. 1 described in the first embodiment was used, and the contact resistance confirmation test at the conductor connection portion was performed using an aluminum conductor as an example.
  • a so-called short-time energization test in which a large current of about 25 kA was applied in a short time of about 1 second was performed, and the rate of change in contact resistance before and after the energization was measured.
  • the reason for measuring the rate of change of resistance before and after energization is to confirm whether or not an oxide film is formed on the surface of the conductor.
  • the contact resistance after energization varies greatly compared to before the energization.
  • the oxide film generated on the surface of the conductor is quickly removed due to Joule heat due to a large current, but the removed oxide film is re-formed over time from the minute gaps between the conductor connections.
  • the contact resistance varies depending on the state of re-formation of the oxide film. For example, the resistance value is low when measured before the oxide film is formed, and conversely, when the measurement is performed after the oxide film is formed, an oxide film that inhibits conduction more than before the test may be formed. The value can be large.
  • FIG. 4 shows the rate of change in resistance before and after energization as a result of measuring the contact resistance between the aluminum conductors when the conductive member 1 with protrusions was inserted and interposed in one example and when it was not inserted. Is. In the case where the conductive member 1 with protrusions is inserted while the test is conducted a plurality of times, the change rate of the contact resistance before and after the energization is all within the change rate of 20%, which is the test criterion. It can be seen that the oxide film was removed from the film, and the film was not re-formed. On the other hand, when the conductive member 1 with protrusions was not inserted, the value of the contact resistance was large overall, and in some tests, it was found that the rate of change exceeded 20% as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view of the conductor connection device
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the conductor connection device
  • FIG. 7A is a front view of the conductive member
  • FIG. 5 is a perspective view of the conductor connection device
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the conductor connection device
  • FIG. 7A is a front view of the conductive member
  • FIG. 7A is a front view of the conductive member
  • the protruding conductive member 1 having a shape similar to that of the washer is used.
  • the conductors 2 are fastened with a plurality of bolts 3 as shown in FIG. It is necessary to insert the protruding conductive member 1 having a shape similar to a washer for several minutes.
  • a conductive member 4 with a projection plate shape as shown in FIG. 7 is used.
  • FIG. 6 even if a plurality of fastening holes are opened in the conductor 2, it is only necessary to sandwich one conductive member 4 with protrusions, so that the number of parts can be reduced and the burden on the operator can be reduced. Is possible.
  • FIG. 8 is a perspective view of the conductor connecting device
  • FIG. 9A is a front view of the conductive member
  • FIG. 8B is a side view.
  • the conductors 2 are overlapped and connected, while in the third embodiment, the conductors 2 are abutted and connected, and the conductors 2 are connected to each other via a conductive member 5 with a contact plate projection. is doing.
  • a conductor connection since the conductive member 5 for connecting the conductor 2 and the conductor 2 are connected in the same direction, the formation of the protruding portion 5a of the conductive member 5 with the contact plate-like protrusion and the conductive It is only necessary to apply the sex auxiliary coating agent on one side. Therefore, the surface of the conductive member 5 with the contact plate-like protrusions shown in FIG. 9 is connected toward the surface in contact with the conductor 2.
  • FIG. 10 is a perspective view showing only the conductive member
  • FIG. 11 (a) is a front view of the conductive member
  • (b) is a side view
  • FIG. 12 is a perspective view showing a modification of the conductive member in Embodiment 4
  • FIG. (A) is a front view of the electrically-conductive member shown in FIG. 12, (b) is a side view.
  • a flange-like rising portion that is raised to an appropriate height of several millimeters at the hole edge of the through hole 6h provided in the contact plate-like conductive member 6 instead of the conductive member with the protrusion, that is, the protruding portion 6a is formed, and this projection (flange-like rising portion) is fastened by line contact.
  • the protrusion 6 a is formed on one side of the contact plate-like conductive member 6.
  • the conductive auxiliary coating agent and plating are the same as in the first to third embodiments.
  • the protrusions 6 a are formed on both surfaces of the contact plate-like conductive member 6 at the hole edge of the through hole 6 h to ensure line contact.
  • the conductive member can be manufactured at low cost. 6 can be produced.
  • a protrusion 7aa that is, a flange portion is formed on the outer peripheral edge portion of the contact plate-like conductive member 7.
  • a protrusion 7aa is formed on the outer peripheral edge portion of the contact plate-like conductive member 7.
  • the protrusion 7aa is formed on one surface, and the protrusion 7a of the through hole 7h is formed on the other surface.
  • each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
  • 1 conductive member for conductor connection (conductive member with protrusion), 1a: protrusion, 1h: Insertion hole of fastening shaft, 2: Conductor, 2h: Insertion hole of fastening shaft, 3: Bolts (fastening shafts for fasteners) 4: Conductive members with contact plate projections, 4a: protrusion part, 4h: penetration hole of fastening shaft, 5: Conductive member with contact plate-like protrusions 5a: Projection part of conductive member with contact plate-like protrusions, 5h: Insertion hole of fastening shaft, 6: Contact plate-like conductive member

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)

Abstract

【課題】導体同士を接続する場合、導体に導電性及び防食性のある銀メッキや錫メッキを施すことで、導体表面の酸化被膜形成を防止すると共に異種金属同士の接触による電食を防止していた。導体全体にメッキを施すことは高コストにつながり、部分的にメッキを施すにはマスキング作業が必要で導体形状によっては全体メッキよりコストが高くなる。 【解決手段】締結具で導体を接続する際、両導体の間に導体接続用導電部材を介在させ、導体接続用導電部材には、導体との接触面に複数の突起部が形成され、この突起部を含む接触面には、導電性及び防食性のメッキ処理によるメッキ層が形成され、締結具による導体同士の接続時に、突起部の接圧によって導体接続用導電部材の酸化被膜を除去するようにしたものである。　

Description

導体接続装置
　この発明は、導体接続に関するものであり、特に発電所・変電所・工場などに電力を供給する金属閉鎖形スイッチギヤなどに組み込まれた導体接続装置に関するものである。
　従来の配電設備を構成する金属閉鎖形スイッチギヤには、図１５に示す主母線導体９及び分岐母線導体１０のように、電流を流すための導体が配置されており、その導体を介して、外部から受電、あるいは負荷へ電力を供給するという役割がある。電力引込用の外線ケーブル１１から引き込まれた電気は分岐母線導体１０に流れ、電流を遮断するための遮断器などの開閉装置、変流器や零相変流器といった計測用変成器を介し、主母線導体９へと流れる。主母線導体９に流れた電気は列盤された他の金属閉鎖形スイッチギヤを経由し、分岐母線導体１０及び各機器を経由してから負荷供給用の外線ケーブル１１へと流れ、負荷に電源が供給される。
　金属閉鎖形スイッチギヤ８は、過酷な使用環境下でも安定して電力を供給する必要があるため、スイッチギヤ内に使用される導体は導電性、強度、耐食性などにおいて優れた性能を必要とする。このような条件を有する材料として、主に銅又は銅合金からなる銅導体や、アルミニウム合金からなるアルミ導体が使用されている。
　しかしながら、これらの導体は、大気中において表面に薄い酸化被膜が形成され、この酸化被膜によって導電部材間の接続部の電気抵抗、いわゆる接触抵抗が増加し、通電性能を著しく低下させるという問題がある。また、接触抵抗の増加は、ジュール熱により金属閉鎖形スイッチギヤ８内の温度上昇を促進させる。過剰な温度上昇は金属閉鎖形スイッチギヤ８に収納される機器、部品、材料の性能が保証されないばかりでなく、劣化による寿命の低下、機器の誤動作を引き起こす危険性がある。他にも、導体を他の電極電位差の大きい異種金属材料、例えばアルミ導体を銅導体と直接接続すると、電食により接続部分が腐食するという問題が発生する。
　従来の対処法として導体同士を接続する場合、導体に導電性及び防食性のある銀メッキや錫メッキを施すことで、導体表面の酸化被膜形成を防止すると共に、異種金属同士の接触による電食を防止していた。しかし、導体全体にメッキを施すことは高コストにつながり、また、部分的にメッキを施すにはマスキング作業が必要で、導体形状によっては全体メッキよりコストが高くなることもある。更に、導体の材質によっては導体表面に形成される酸化被膜によりメッキが付着しにくい性質のものもある。このことから、導体へメッキを施すことは高コストとなり、また、時には前記の性質から歩留まりの低下へつながる部材もあるという欠点があった。
　特許文献１では、導体表面の酸化被膜をやすりで除去した後に、酸化被膜の形成や金属腐食などを防止する塗布剤、例えば、特許文献１及び２で使用される、酸化クロム粉末などの導電性粉末をグリース内に混合した導電性補助塗布剤などを塗布することで、酸化被膜の除去と被膜再形成の阻止及び防食性を実現させている。また、特許文献２では導電性補助塗布剤の塗布後に保護カバーを用いて接続部を保護し、締結時に保護カバーを外すという対策を実施して事前に作り置きする施策を取っている。これにより、ボルト締結前に実施しなければならない、やすりによる酸化被膜除去作業と導電性補助塗布剤塗布作業を省略し、作業者の負担軽減を図っている。
ＷＯ２０１４－０５１４８０号公報 特許第５６５２５８０号公報
　しかしいずれの方法も、やすりによる酸化被膜を除去した後、酸化被膜形成前に直ちに導電性補助塗布剤を塗布するという作業が必要となり、コスト増につながる。また、保護カバーに関しても、保護カバー自体にもコストがかかり、また導電性補助塗布剤塗布後に保護カバーを導体表面へ密着して取り付けるための作業が発生するため、導体へのメッキコストと比べると、必ずしもコスト優位性が高いとは言い難い。
　更に、メッキをしていない導電性補助塗布剤を塗布した裸導体同士の接続は、メッキをした導体と比べると、導体接続部の温度上昇許容限度が低くなるという問題がある。図１４は配電盤の規格「ＪＥＭ　１４２５」及び「ＪＥＭ－ＴＲ　８５」の表８で規定された、スイッチギヤの部品、材料及び絶縁体の最高許容温度並びに温度上昇限度を示したものである。図１４より、導体にメッキを施した場合の温度上昇限度は最大７５度となるのに対し、導電性補助塗布剤を塗布した素地の導体の場合は、ボルト締結による接続部の温度上昇限度が５５度となる。従って、特許文献１及び２の素地の導体を使用する場合、メッキを施した導体以上に温度上昇を抑制する対策が必要となる。
　この発明に係わる導体接続装置は、締結具で導体を接続する際、両導体の間に導体接続用導電部材を介在させた導体接続装置であって、前記導体接続用導電部材には、前記導体との接触面に複数の突起部が形成され、この突起部を含む接触面には、導電性及び防食性のメッキ処理によるメッキ層が形成され、前記締結具による導体同士の接続時に、前記突起部の接圧によって前記導体接続用導電部材の酸化被膜を除去するようにしたものである。
　この発明の導体接続装置によれば、導体を接続する際、導体接続間に突起付き導電部材を挿入、介在させると、突起付き導電部材はボルトの締結によって突起と導体間の接圧が高くなり、その圧力と摩擦により導体表面の酸化被膜を除去することが可能である。また、酸化被膜を破っても大気中にある導体は直ちに新しい酸化被膜を形成しようとするが、突起付き導電部材に導電性補助塗布剤を塗布した場合、酸化被膜再形成が防止される付加的効果がある。
　このように、突起付き導電部材の使用により導体締結前の導体表面研磨をすることなく、容易に通電性の良い導体接続を実現することが可能となる。更に導体接続部の温度上昇許容限度に関しては、図１４内の注（３）により「２つの導体間をボルト締結により接続する場合、温度上昇許容値の高い表面処理の値を基準値とする。」という趣旨の規定があることから、導体自体にメッキが施されていなくても、導体と接触する突起付き導電部材側にメッキを施すことで、温度上昇許容限度を素地の導体よりも高くすることが可能となる。
　この発明では導体間に挿入、介在させる部材を突起付き導電部材と呼称しているが、材料・大きさ、厚さ、形状、突起形状、突起の数、メッキの種類及び塗布する導電性補助塗布材に特別な定義はない。要は導体と導体の間を連結し、かつボルト締結時の接圧により容易に酸化被膜を破る程度の突起形状を有し、かつ導電性補助塗布材による酸化被膜形成の防止ができる部材であればよい。
この発明の実施の形態１における導体接続装置の斜視図である。 この発明の実施の形態１における導体接続装置を分解して示した斜視図である。 （ａ）はこの発明の実施の形態１における導体接続用導電部材のみを示す正面図、（ｂ）は側面図である。 この発明の実施の形態１における導体接続用導電部材の性能を確認するために実施した短時間通電試験の試験結果を示した説明図である。 この発明の実施の形態２における導体接続装置の斜視図である。 この発明の実施の形態２における導体接続装置を分解して示した斜視図である。 （ａ）はこの発明の実施の形態２における導体接続用導電部材のみを示す正面図、（ｂ）は側面図である。 この発明の実施の形態３における導体接続装置の斜視図である。 （ａ）はこの発明の実施の形態３における導体接続用導電部材のみを示す正面図、（ｂ）は側面図である。 この発明の実施の形態４における導体接続用導電部材のみを示す斜視図である。 （ａ）はこの発明の実施の形態４における導体接続用導電部材のみを示す正面図、（ｂ）は側面図である。 この発明の実施の形態４における導体接続用導電部材の変形例を示す斜視図である。 （ａ）はこの発明の実施の形態４における導体接続用導電部材の変形例を示す正面図、（ｂ）は側面図である。 スイッチギヤの部品、材料及び絶縁体の最高許容温度並びに温度上昇限度を示す説明図である。 （ａ）は図１４に記載されたデータの金属閉鎖形スイッチギヤの正面図、（ｂ）は側面断面図である。
　以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
実施の形態１．
　図１から図４に基づいて、実施の形態１における導体接続装置を説明する。
図１は導体接続装置の斜視図、図２は導体接続装置を分解して示した斜視図、図３（ａ）は導体接続用導電部材の正面図、（ｂ）は側面図、図４は導体接続用導電部材の性能を確認するために実施した短時間通電試験の試験結果を示した説明図である。
　導体接続装置は、導体２間を接続締結するボルト３及びナット（図示せず）よりなる締結具（締結部材）と、導体２間の接続締結時に両導体間に挿入（介在する）される平板状導体接続用導電部材（以下「突起付き導電部材」と適宜略称する）１とにより構成され、突起付き導電部材１の形状は、一般に使用されるワッシャーと類似した形状を有しており、導体２と接触する両面には、複数の突起部１ａが形成され、この突起部を含む接触面は、導電性及び防食性を付与（保護）するメッキ、例えば銀メッキや錫メッキなどのメッキ処理が施されると共にこのメッキ層の上方に酸化被膜の再形成（再生成）及び金属腐食を防止する導電性補助塗布剤（例えば特許文献２参照）が予め塗布されている。
　導電性補助塗布剤の塗布方法は、導体締結前に、予め突起付き導電部材表面へ導電性補助塗布剤を指又はウェスで塗布する。
　導体接続装置は、このように構成することによって導体２同士を重ね合わせボルト３で導体２間を締結した時、突起付き導電部材１の突起部１ａの接圧により、大気と反応することで発生した２つの導体２の表面にある酸化被膜が一気に除去される。更に、突起付き導電部材１に塗布された導電性補助塗布剤により、酸化被膜が除去された導体２の表面部に導電性酸化防止膜が形成され導電表面部が大気から遮断されるため、導体２は大気と反応して酸化被膜を再形成することができなくなる。
　従って従来は、導体表面の酸化被膜除去をしてから直ちに、酸化被膜形成前に導体表面へ導電性補助塗布材を塗布しボルト締結をする必要があったが、この発明では突起付き導電部材１により、導体部材表面の酸化被膜除去と導電性補助塗布剤の塗布がほぼ同時に行われるため、施工作業の負担を軽減することが可能となる。
また、このように構成することによって、通電性を損なうことなくメッキなしの導体を使用することが可能となる。
　実施の形態１の効果を確認するため、実施の形態１で説明した図１の導体接続装置を使用し、アルミ導体を例に、導体接続部における接触抵抗確認試験を実施した。
　接触抵抗の確認方法として、１秒程度の短時間に２５ｋＡ程度の大電流を通電する、いわゆる短時間通電試験を実施し、通電前後の接触抵抗の変化率を測定した。ここで、通電前後に抵抗の変化率を測定する理由は、導体の表面に酸化被膜が形成されているかどうかを確認するためである。仮に、導体表面に酸化被膜が形成された場合、通電前と比べて通電後の接触抵抗には大きなばらつきが生じる。短時間通電試験では大電流によるジュール熱により、導体の表面に発生した酸化被膜は迅速に除去されるが、除去された酸化被膜は、導体接続間の微小な空隙から時間が経つにつれ再形成される。この酸化被膜の再形成の状態によって、接触抵抗にばらつきが生じる。例えば、酸化被膜形成前に測定をした場合抵抗値は低く、逆に酸化被膜形成後に測定をした場合、場合によっては試験前以上に導通を阻害するほどの酸化被膜が形成され、試験前より抵抗値が大きくなることもある。
　図４は、その一例で突起付き導電部材１を挿入し介在させた時と、挿入しなかった時の、アルミ導体間の接触抵抗を測定した結果で、通電前後の抵抗の変化率を示したものである。複数回試験を実施した中で、突起付き導電部材１を挿入した場合は、通電前後の接触抵抗の変化率は、試験の判定基準である変化率２０％以内に全て収まっていることから通電前から酸化被膜を除去し、かつ被膜の再形成が生じていないことがわかる。これに対し突起付き導電部材１を挿入しなかった場合は、全体的に接触抵抗の値が大きく、何回かの試験で図４のように変化率２０％を上回るものが散見された。
実施の形態２．
　図５から図７に基づいて、実施の形態２における導体接続装置を説明する。
　図５は導体接続装置の斜視図、図６は導体接続装置を分解して示した斜視図、図７（ａ）は導電部材の正面図、（ｂ）は側面図である。
　実施の形態１では、ワッシャーと類似した形状の突起付き導電部材１を使用していたが、図５のように導体２同士を複数点のボルト３で締結する場合は、その締結箇所の穴の数分だけワッシャーと類似した形状の突起付き導電部材１を挿入する必要がある。それに対し、実施の形態２では、図７のような、当て板状の突起付き導電部材４を使用する。これによって図６のように、導体２に複数の締結穴が開いていても突起付き導電部材４を１枚挟むだけでよいので、部品点数を削減できると共に、作業者への負担を軽減することが可能となる。
実施の形態３．
　図８から図９に基づいて、実施の形態３における導体接続装置を説明する。
図８は導体接続装置の斜視図、図９（ａ）は導電部材の正面図、（ｂ）は側面図である。
　実施の形態１及び２では、導体２を重ね合わせて接続するのに対し、実施の形態３では導体２を突合せて接続し、導体２同士を、当て板状突起付き導電部材５を介して連結している。このような導体接続の場合、導体２を連結するための導電部材５と導体２は、同一方向の面で接続がなされるため、当て板状突起付き導電部材５の突起部５ａの形成と導電性補助塗布剤の塗布は片側だけ実施すればよい。従って、図９に示す当て板状突起付き導電部材５の面は、導体２と接触する面に向けて接続することになる。
実施の形態４．
　図１０から図１３に基づいて、実施の形態４における導体接続装置を説明する。
図１０は導電部材のみを示す斜視図、図１１（ａ）は導電部材の正面図、（ｂ）は側面図、図１２は実施の形態４における導電部材の変形例を示す斜視図、図１３（ａ）は図１２に示した導電部材の正面図、（ｂ）は側面図である。
　実施形態４では、突起付き導電部材ではなく、当て板状導電部材６に設けた貫挿孔６ｈの孔縁部に、数ｍｍの適切な高さに隆起させたフランジ状立ち上がり部、すなわち突起部６ａを成形し、この突起部（フランジ状立ち上がり部）を線接触にて締結したものである。
　また、実施の形態３のように導体２を突合せて接続する場合は、突起部６ａを当て板状導電部材６の片面に成形する。導電性補助塗布剤及びメッキに関しては、実施の形態１～３と同様である。また、導体２間に当て板状導電部材６を挟み込む場合、突起部６ａは、貫挿孔６ｈの孔縁部において当て板状導電部材６の両面に成形し、線接触を確保する。この当て板状導電部材６においては、実施の形態１などの突起付き導電部材１と比べると当て板状導電部材６の突起製作を行う加工回数を少なくすることができるため、低コストで導電部材６を製作可能となる。
　また、実施の形態４の変形例としては、上記と似たような形であるが、図１２及び図１３に示された実施例が考えられる。
　この変形例では、当て板状導電部材７の外周縁部に、突起部７ａａ、すなわちフランジ部を成形するものである。このフランジ部を成形することで、抜き孔を少なくすることも可能になる。
　また、導体２間に当て板状導電部材７を挟み込む場合は、突起部７ａａを片面に成形し、貫挿孔７ｈの突起部７ａをもう一方の面に成形する。
　なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
　１：導体接続用導電部材（突起付き導電部材）、　１ａ：突起部、
　１ｈ：締結軸の貫挿孔、　２：導体、　２ｈ：締結軸の貫挿孔、
　３：ボルト（締結具の締結軸）、　４：当て板状突起付き導電部材、
　４ａ：突起部、　４ｈ：締結軸の貫挿孔、
　５：当て板状突起付き導電部材、　５ａ：当て板状突起付き導電部材の突起部、
　５ｈ：締結軸の貫挿孔、　６：当て板状導電部材　

Claims (4)

  1. 　締結具で導体を接続する際、両導体の間に導体接続用導電部材を介在させた導体接続装置であって、
    前記導体接続用導電部材には、前記導体との接触面に複数の突起部が形成され、
    この突起部を含む接触面には、導電性及び防食性のメッキ処理によるメッキ層が形成され、前記締結具による導体同士の接続時に、前記突起部の接圧によって前記導体接続用導電部材の酸化被膜を除去するようにしたことを特徴とする導体接続装置。
  2. 　前記突起部を含む接触面において前記メッキ層の上方には、酸化被膜の形成及び金属腐食を防止する導電性補助塗布剤が予め塗布され、
    前記締結具による導体同士の接続時に、前記突起部の接圧によって前記導体接続用導電部材の酸化被膜を除去すると共に前記導電性補助塗布剤によって酸化被膜除去箇所における酸化被膜の再形成を阻止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の導体接続装置。
  3. 　前記突起部は、前記導体接続用導電部材の片面又は両面に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導体接続装置。
  4. 　前記突起部は、締結具の締結軸が貫挿する貫挿孔の孔縁部又は前記導体接続用導電部材の外周縁部を隆起させた立ち上がり部によって形成され、前記締結具による導体同士の接続時に、前記両導体は前記立ち上がり部の線接触により接続されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の導体接続装置。
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