(57)【要約】【課題】電極と端子との間の導電性を向上させることが可能な連結構造を提供する。【解決手段】本発明の連結構造２は、構造物に取り付けられた電極１２を電源に接続される接続導電部１３と連結する連結構造２である。電極１２に第１接触面１２ａが形成されているとともに、接続導電部１３に第１接触面１２ａと向かい合う第２接触面１３ａが形成されている。第１接触面１２ａと第２接触面１３ａとの間を充填しており導電性の可塑性材料で形成された充填材２０と、第１接触面１２ａと第２接触面１３ａとを互いに接近する方向に付勢して電極１２と接続導電部１３とを固定する固定手段２１〜２３と、を含んでいる。【選択図】図２
2011065930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に取り付けられた電極を電源に接続される接続導電部と連結する連結構造であって、前記電極に第１接触面が形成されているとともに前記接続導電部に前記第１接触面と向かい合う第２接触面が形成されており、
前記第１接触面と前記第２接触面との間を充填しており導電性の可塑性材料で形成された充填材と、
前記第１接触面と前記第２接触面とを互いに接近する方向に付勢して前記電極と前記接続導電部とを固定する固定手段と、
を含んでいることを特徴とする連結構造。
【請求項２】
前記可塑性材料は、導電粒子と無機バインダーとを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
【請求項３】
前記無機バインダーがケイ酸ナトリウムであることを特徴とする請求項２に記載の連結構造。
【請求項４】
前記充填材の抵抗値を計測する抵抗計測器を含んでいることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の連結構造。
【請求項５】
被処理物を収容する炉本体と、
前記炉本体に取付けられた、第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極に電力を供給する電源に接続される接続導電部と、
前記第１の電極と前記接続導電部とを連結する連結構造と、
を含み、
前記連結構造が請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の連結構造であることを特徴とする電気炉。
【請求項６】
構造物に取り付けられた電極と、電源に接続される接続導電部とを連結する連結構造の製造方法であって、前記電極に第１接触面が形成されているとともに前記接続導電部に前記第１接触面と向かい合わされる第２接触面が形成されており、
前記第１接触面と前記第２接触面との少なくとも一方の接触面に導電性の可塑性材料を設ける工程と、
前記可塑性材料を設ける工程の後に、前記第１接触面と前記第２接触面とを互いに接近する方向に付勢して前記電極と前記接続導電部とを固定する工程と、
前記電極と前記接続導電部とを固定する工程の後に、前記可塑性材料を硬化させる工程と、
を含んでいることを特徴とする連結構造の製造方法。
【請求項７】
前記可塑性材料を硬化させる工程では、前記電源から前記接続導電部を介して前記電極に電力を供給して前記可塑性材料を加熱することにより硬化させることを特徴とする請求項６に記載の連結構造の製造方法。
【請求項８】
前記可塑性材料を設ける工程で、前記可塑性材料として導電粒子とバインダーとを含んだ液状体を用いて該液状体の粘度を２５０００センチポアズ以上に調整した状態で、該液状体を前記一方の接触面に塗布することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の連結構造の製造方法。
【請求項９】
前記可塑性材料を設ける工程では、前記可塑性材料として導電粒子とバインダーとを含んだ液状体を用いて該液状体を前記一方の接触面に塗布し、
前記電極と前記接続導電部とを固定する工程で前記第１接触面と前記第２接触面とが接触するときの前記液状体の粘度が３０００００センチポアズ以下になるように、前記可塑性材料を設ける工程と前記電極と前記接続導電部とを固定する工程との少なくとも一方の工程で前記液状体の粘度を調整することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の連結構造の製造方法。
【請求項１０】
前記電極と前記接続導電部とを固定する工程よりも後に、前記電極と前記接続導電部との間の抵抗値を計測し、該抵抗値の測定値と規定値とを比較して前記可塑性材料を硬化させる工程の終了を判定する工程を含んでいることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の連結構造の製造方法。
【請求項１１】
構造物に取り付けられており電源と電気的に接続される電極補修方法であって、
前記電極の劣化部を除去し、第１接触面を形成する工程と、
前記第１接触面と向かい合わされる第２接触面を有する補修材を用意し、前記第１接触面と前記第２接触面との少なくとも一方の接触面に導電性の可塑性材料を設ける工程と、
前記可塑性材料を設ける工程の後に、前記第１接触面と前記第２接触面とを互いに接近する方向に付勢して前記電極と前記補修材とを固定する工程と、
前記電極と前記補修材とを固定する工程の後に、前記可塑性材料を硬化させる工程と、
を含んでいることを特徴とする電極補修方法。
【請求項１２】
前記電極と前記補修材とを固定する工程よりも後に、前記電極と前記補修材との間の抵抗値を計測し、該抵抗値の測定値と規定値とを比較して前記可塑性材料を硬化させる工程の終了を判定する工程を含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の電極補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結構造、電気炉、連結構造の製造方法および電極補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力を扱う各種装置の電極と電源等に外部接続される端子とを連結して、装置と外部とで電力のやり取りを行う技術が用いられている。各種装置の具体例として、太陽電池を用いた発電装置、電気炉等や溶射装置等の処理装置等が挙げられる。電気炉は、例えば、被処理物を収容する炉本体に一対の電極が取付けられた構造になっている。電極は、端子を含んだクランプに挟み込まれて端子と連結されている。
【０００３】
大電流（例えば、１０Ａ以上）を扱う装置において、電極と端子との連結構造に大電流が流れると、連結構造や電極、端子等の導体が発熱して劣化することがある。導体が劣化すると、電気特性の低下や装置の短寿命化、メンテナンスサイクルの短期化等の不都合を招いてしまう。これらの不都合を回避する観点で、大電流を扱う装置における連結構造の導電性を向上させる技術が期待されている。
【０００４】
近年、発電装置の発電能力の向上や処理装置の処理能力の向上が図られており、各種装置の連結構造に流れる電流が増加することが予想される。各種装置の大容量化に対応可能にする観点でも、連結構造の導電性を向上させることは重要である。
【０００５】
連結構造の導電性を向上させる技術として、特許文献１〜３に開示されている技術が挙げられる。
特許文献１では、炭化ケイ素からなる電極とチタン等から金属電極（端子）との間に、金や白金等からなる導電膜を挟みこんでいる。
特許文献２では、連結するグラファイト電極間の接触面に粉状の通電促進剤をまぶした上に接着剤を塗布し、グラファイト電極を互いに圧接している。
特許文献３では、ニップルとソケットとの螺合部に、黒鉛粉末と澱粉質糊料と水との混合物である通電性固着型潤滑剤を塗布し、ニップルとソケットとを接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１７５５６号公報
【特許文献２】特開昭６０−２２８０２３号公報
【特許文献３】特開昭５９−１０４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３の技術には、以下のような課題がある。
特許文献１では、電極や端子が導電膜を挟み込む力が不十分であると、接触面積を増加させる効果が低下してしまう。導体が互いに密着するように十分な力で導電膜を挟み込むと、導体間の硬度の違いにより相対的に低硬度の導体の表面が損傷し、時間経過とともに損傷が進行することにより接触面積が減少してしまう。
【０００８】
特許文献２、３では、接着剤や潤滑剤等の充填剤が乾燥して充填材になる過程で、溶剤等の蒸発により充填材に空隙を生じることがある。また、装置使用時の熱等によって充填材に残留した溶剤等が蒸発すること、充填材に含まれる有機成分が熱分解すること等により、充填材に空隙を生じることもある。このような空隙が、充填材と導体との界面に存在すると充填材と導体との接触面積が減少してしまう。空隙が充填材の内部に存在すると、充填材自体が高抵抗化してしまう。
【０００９】
接触面積の減少等により電極と端子との間が部分的に高抵抗になると、連結構造に流れる電流が局所に集中する。これにより、端的には連結構造付近が赤熱するほどに加熱され、電極や端子等の劣化が加速的に進行してしまう。結果として、装置を長寿命にすることやメンテナンス頻度を減らすことが難しくなる。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、電極と端子との間の導電性を向上させることが可能な連結構造、この連結構造を用いた電気炉、連結構造の製造方法および電極補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、前記目的を達成するために以下の手段を採用している。
本発明の連結構造は、構造物に取り付けられた電極を電源に接続される接続導電部と連結する連結構造であって、前記電極に第１接触面が形成されているとともに前記接続導電部に前記第１接触面と向かい合う第２接触面が形成されており、前記第１接触面と前記第２接触面との間を充填しており導電性の可塑性材料で形成された充填材と、前記第１接触面と前記第２接触面とを互いに接近する方向に付勢して前記電極と前記接続導電部とを固定する固定手段と、を含んでいることを特徴とする。
【００１２】
このようにすれば、充填材が導電性の可塑性材料で形成されているので、可塑性材料が変形することにより充填材が第１接触面と第２接触面とに密着して形成され、第１接触面と第２接触面との間に空隙を生じることが低減される。固定手段が第１接触面と第２接触面とを互いに接近する方向に付勢しているので、充填材が第１接触面と第２接触面とに押圧され、第１接触面と第２接触面との間に空隙を生じることが低減される。以上のように、充填材に空隙を生じることが低減されるので、電極と接続導電部との接触面積の減少が低減される。したがって、接触面積の減少による電力集中が回避され、電力集中による連結構造や電極、接続導電部の劣化が回避される。
【００１３】
前記可塑性材料は、導電粒子と無機バインダーとを含んでいるとよい。この場合には、前記無機バインダーがケイ酸ナトリウムであるとよい。
可塑性材料がバインダーを含んでいれば、可塑性材料の粘性を調整することが容易になる。また、バインダーとして無機バインダーを採用すれば、無機バインダーは有機バインダーに比べて熱的に安定であるので、充填材の耐熱性が高くなる。
【００１４】
ケイ酸ナトリウム自体は絶縁体であるが、導電粒子とケイ酸ナトリウムとを含んだ可塑性材料を採用することにより、後に［実験例］で説明するように導電性に優れる連結構造になる。また、第１接触面と第２接触面との間に気泡が混入していても、第１接触面と第２接触面と間の付勢力により導電粒子が押圧されて気泡の内部まで入り込む。第１接触面と第２接触面との間において気泡の部分にも導電粒子が連続して分布するので、気泡の部分でも導通をとることができ、気泡による高抵抗化が回避される。
【００１５】
前記充填材の抵抗値を計測する抵抗計測器を含んでいるとよい。
このようにすれば、充填材による連結構造の接続信頼性を評価することができる。
【００１６】
本発明の電気炉は、被処理物を収容する炉本体と、前記炉本体に取付けられた、第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極に電力を供給する電源に接続される接続導電部と、前記第１の電極と前記接続導電部とを連結する連結構造と、を含み、前記連結構造が前記の本発明に係る連結構造であることを特徴とする。
本発明に係る連結構造によれば連結構造や電極、接続導電部の劣化が回避されるので、本発明の電気炉によればメンテナンス頻度を減らすことができる。
【００１７】
本発明の連結構造の製造方法は、構造物に取り付けられた電極と、電源に接続される接続導電部とを連結する連結構造の製造方法であって、前記電極に第１接触面が形成されているとともに前記接続導電部に前記第１接触面と向かい合わされる第２接触面が形成されており、前記第１接触面と前記第２接触面との少なくとも一方の接触面に導電性の可塑性材料を設ける工程と、前記可塑性材料を設ける工程の後に、前記第１接触面と前記第２接触面とを互いに接近する方向に付勢して前記電極と前記接続導電部とを固定する工程と、前記電極と前記接続導電部とを固定する工程の後に、前記可塑性材料を硬化させる工程と、を含んでいることを特徴とする。
【００１８】
このようにすれば、第１接触面と第２接触面との間に導電性の可塑性材料が設けられた状態で、第１接触面と第２接触面とを互いに接近する方向に付勢するので、可塑性材料を第１接触面と第２接触面との間に隙間なく行きわたらせることができる。第１接触面と第２接触面とが付勢された状態で導電性の可塑性材料を硬化させるので、可塑性材料の硬化により発生するガスが第１接触面と第２接触面との間に残留しにくくなり、残留したガスが空隙になることが低減される。このように、硬化した可塑性材料に空隙を生じることが低減されるので、良好な導電性の連結構造を製造することができる。
【００１９】
前記可塑性材料を硬化させる工程では、前記電源から前記接続導電部を介して前記電極に電力を供給して前記可塑性材料を加熱することにより硬化させるとよい。
【００２０】
電源から接続導電部を介して電極に電力を供給して可塑性材料を硬化させるので、可塑性材料を硬化させる装置を別途用意する必要がなくなり、連結構造を低コストで製造することができる。また、可塑性材料が設けられる領域の面積が、可塑性材料を硬化させる装置の寸法の制約を受けなくなるので、この領域の面積を増すことが容易になる。これにより、電極と接続導電部との接触面積を増すことが容易になり、電極と接続導電部と間の導電性を高めることが容易になる。
【００２１】
前記可塑性材料を設ける工程で、前記可塑性材料として導電粒子とバインダーとを含んだ液状体を用いて該液状体の粘度を２５０００センチポアズ以上に調整した状態で、該液状体を前記一方の接触面に塗布するとよい。
このようにすれば、液状体が垂れにくくなるので作業性を高めることができ、効率よく連結構造を製造することができる。
【００２２】
前記可塑性材料を設ける工程では、前記可塑性材料として導電粒子とバインダーとを含んだ液状体を用いて該液状体を前記一方の接触面に塗布し、前記電極と前記接続導電部とを固定する工程で前記第１接触面と前記第２接触面とが接触するときの前記液状体の粘度が３０００００センチポアズ以下になるように、前記可塑性材料を設ける工程と前記電極と前記接続導電部とを固定する工程との少なくとも一方の工程で前記液状体の粘度を調整するとよい。
このようにすれば、可塑性材料を第１接触面と第２接触面との間に隙間なく行きわたらせることが容易になる。
【００２３】
前記電極と前記接続導電部とを固定する工程よりも後に、前記電極と前記接続導電部との間の抵抗値を計測し、該抵抗値の測定値と規定値とを比較して前記可塑性材料を硬化させる工程の終了を判定する工程を含んでいるとよい。
このようにすれば、連結構造の抵抗値を評価しつつ施工するので、連結構造の品質を確保することができる。
【００２４】
本発明の電極補修方法は、構造物に取り付けられており電源と電気的に接続される電極補修方法であって、前記電極の劣化部を除去し、第１接触面を形成する工程と、前記第１接触面と向かい合わされる第２接触面を有する補修材を用意し、前記第１接触面と前記第２接触面との少なくとも一方の接触面に導電性の可塑性材料を設ける工程と、前記可塑性材料を設ける工程の後に、前記第１接触面と前記第２接触面とを互いに接近する方向に付勢して前記電極と前記補修材とを固定する工程と、前記電極と前記補修材とを固定する工程の後に、前記電源から前記補修材を介して前記電極に電力を供給して前記可塑性材料を加熱することにより硬化させる工程と、を含んでいることを特徴とする。
【００２５】
このようにすれば、本発明の連結構造の製造方法と同様の理由により、可塑性材料を第１接触面と第２接触面との間に隙間なく行きわたらせることができ、また充填材にガスが残留することによる空隙が低減される。したがって、劣化部が除去された電極と補修材との間の接触面積の減少が回避され、良好な導電性の電極に補修することができる。電源から接続導電部を介して電極に電力を供給して可塑性材料を硬化させるので、低コストで電極を補修することができ、また劣化部が除去された電極と補修材との接触面積を増すことが容易になる。
【００２６】
前記電極と前記補修材とを固定する工程よりも後に、前記電極と前記補修材との間の抵抗値を計測し、該抵抗値の測定値と規定値とを比較して前記可塑性材料を硬化させる工程の終了を判定する工程を含んでいるとよい。
このようにすれば、補修部分の抵抗値を評価しつつ施工するので、補修された電極の品質を確保することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の連結構造によれば、電極と端子との間の接触面積の減少を回避することができるので、電極と端子との間の導電性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る電気炉の概略構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）は連結構造を拡大して示す模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【図３】（ａ）は充填材を拡大して示す断面図、（ｂ）は充填材の参考図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、連結構造の製造方法を概略して示す工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、電極補修方法を概略して示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図４（ｃ）から続く工程図である。
【図７】（ａ）は比較例１の試験片４Ａ、（ｂ）は実施例１の試験片４Ｂ、（ｃ）は比較例２の試験片４Ｃ、（ｄ）は実施例２の試験片４Ｄ、の構成を示す模式図である。
【図８】比較例１の電気抵抗と実施例１の電気抵抗との比較を示すグラフである。
【図９】比較例２の電気抵抗と実施例２の電気抵抗との比較を示すグラフである。
【図１０】連結構造の変形例１を示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は連結構造の変形例２、３を示す図である。
【図１２】充填材の施工方法の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る電気炉１の概略構成を示す模式図、図２（ａ）は第１実施形態における連結構造を拡大して示す模式図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【００３１】
図１に示すように電気炉（構造物）１は、炉容器１０ａおよび蓋１０ｂからなる炉本体１０と、炉容器１０ａの底部に取付けられた炉底電極（電極）１２と、蓋１０ｂに取付けられた炉頂電極１５と、を含んでいる。炉容器１０ａおよび蓋１０ｂに囲まれる部分は、例えば焼却灰等の被処理物Ｑを収容する収容室１１になっている。炉容器１０ａには、処理後の被処理物Ｑを排出する排出口１８が設けられている。炉底電極１２および炉頂電極１５は、直流電源３と電気的に接接続されている。
【００３２】
電気炉１は、概略すると以下のように動作する。直流電源３から炉底電極１２および炉頂電極１５に電力が供給されると、収容室１１の内部における炉底電極１２と炉頂電極１５との間にプラズマ（あるいはアーク放電）を生じる。収容室１１の内部に収容された被処理物Ｑは、プラズマ（あるいはアーク放電）に起因する熱により熱処理され、例えば溶融した状態で排出口１８から排出される。以下、電気炉１の構成要素について詳しく説明する。
【００３３】
炉頂電極１５は、ケーブル１７を介して直流電源３と電気的に接続されている。炉頂電極１５は、例えば陰極として機能する部分である。一般に、陰極は陽極よりも消耗が顕著である。ここでは、メンテナンス性を高めるために、炉頂電極１５が炉本体１０の着脱可能に取付けられている。詳しくは、蓋１０ｂには貫通孔が設けられており、貫通孔内に絶縁スリーブ１６がはめ込まれている。絶縁スリーブ１６は、外形がテーパー形状の略筒状になっている。炉頂電極１５は、絶縁スリーブ１６の内側に挿通されており、一端が収容室１１の内部に突出している。
【００３４】
炉底電極１２は、例えば陽極として機能する部分である。炉底電極１２は、例えばカーボンからなり外形が略円柱状のものである。カーボンは、金属等と比較して融点が高いので、カーボン製の炉底電極１２にすれば耐熱性が高められる。炉底電極１２の寸法は、例えば横断面の直径が数百ｍｍ程度、軸方向の長さが千数百ｍｍ程度である。炉底電極１２は、収容室１１の内部に通電可能な状態で固定されている。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、炉容器１０ａの底部に炉底フランジ１９１が固定されている。炉底電極１２に電極フランジ１９２が取付けられている。電極フランジ１９２は、炉底フランジ１９１とボルトやナット等により接合されている。炉底フランジ１９１および電極フランジ１９２を含んだ支持部１９により、炉底電極１２が支持されている。
【００３６】
炉底電極１２は、接続導電部としての端子１３と、本発明を適用した連結構造２により連結されて導通している。端子１３は、ケーブル１４を介して直流電源３と電気的に接続されている。直流電源３から炉底電極１２に供給される電流は、電気炉１の処理能力によるが、例えば１０００Ａ〜１００００Ａ程度である。炉底電極１２は、電気炉１の動作時に発生する熱により例えば４００℃程度まで加熱される。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように端子１３は、炉底電極１２を挟み込むクランプの一部を構成している。本実施形態の端子１３は、炉底電極１２の外周を開環状に囲む略円筒状のものである。端子１３は、適宜選択される導電材料からなり、ここでは銅からなっている。端子１３は、開環した両端部が外側に向かって突出している。突出した両端部は、互いに接近する方向に付勢されて固定手段により接合されている。
【００３８】
本実施形態の固定手段は、ボルト２１、ナット２２およびバネ座金２３を含んでいる。ボルト２１およびナット２２がバネ座金２３を介して、端子１３の両端部を締め付けている。端子１３は、内径が小さくなる方向に付勢されている。バネ座金２３は、後述するバインダーの硬化や蒸発に伴う体積変化を吸収できる程度の伸び量が得られるものであればよい。バインダーの体積変化の推定値等に基づいてバネ座金２３に求められる伸び量を予め推定しておき、バネ座金２３の特性を設定するとよい。
【００３９】
炉底電極１２と端子１３との間を埋めて充填材２０が設けられている。炉底電極１２および端子１３は、充填材２０を介して互いに接触している。炉底電極１２側の接触面（第１接触面１２ａ）は炉底電極１２の外周面であり、端子１３側の接触面（第２接触面１３ａ）は端子１３の内周面である。充填材２０を介した接触面積は、例えば３００ｃｍ２程度である。充填材２０の厚みは、第１接触面１２ａや第２接触面１３ａの凹凸を埋める程度に設定され、例えば０．５ｍｍ程度である。
【００４０】
図３（ａ）は、充填材２０を拡大して模式的に示す断面図であり、図３（ｂ）は仮に端子と炉底電極とが付勢されていないとした場合の断面図である。図３（ａ）に示すように、充填材２０は、導電粒子２０１および硬化したバインダー２０２を含んでいる。導電粒子２０１は、炉底電極１２と端子１３との間に連なって互いに接触している。すなわち、炉底電極１２および端子１３は、導電粒子２０１を介して導通している。
【００４１】
バインダー２０２は硬化した状態での硬度が、炉底電極１２および端子１３よりも低い材質のものである。充填材２０の体積抵抗率は、０．５Ωｃｍ以下であることが好ましい。体積抵抗率を０．５Ωｃｍ以下にすれば、導体間の接触抵抗が導体自体の体積抵抗率と同程度以下になる。充填材２０の厚みが薄くなるほど、充填材２０の厚み方向の抵抗値が小さくなり、連結構造の実質的な抵抗値は充填材２０の体積抵抗率よりも接触抵抗に依存するようになる。連結構造の実質的な抵抗値を下げるためには、充填材２０の厚みに応じて、材質の違いによる炉底電極１２や端子１３との接触抵抗値の減少分が、材質の違いによる体積抵抗率の減少分よりも大きくなる材質を選択するとよい。材質の違う金属間の接触は不安定であるが、充填材を介することで接触を安定化することができる。
【００４２】
炉底電極１２と端子１３とが互いに接近する向きに付勢されているので、炉底電極１２と端子１３との間に気泡が残留しにくくなっている。しかしながら、完全に気泡を残留させないことは現実的に難しく、実際には炉底電極１２と端子１３との間に気泡が残留することがありえる。仮に端子と炉底電極とが付勢されていないとすると、図３（ｂ）に示すように導体粒子２０１が気泡Ｇを避けて分布する。したがって、気泡Ｇの部分は炉底電極１２と端子１３との間で導通経路として機能しなくなり、気泡のＧ分だけ炉底電極１２と端子１３との間が高抵抗化してしまう。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、本発明では炉底電極１２と端子１３とが互いに接近する向きに付勢されているので、気泡Ｇが残留していると、導体粒子２０１が付勢力Ｆにより気泡Ｇに向かって押圧される。これにより、導体粒子２０１が気泡Ｇの内部に入り込み、気泡Ｇの部分でも導体粒子２０１が炉底電極１２と端子１３との間に連なって分布するようになる。したがって、気泡Ｇの部分でも炉底電極１２と端子１３とを導通させることができ、気泡Ｇによる高抵抗化を回避することができる。
【００４４】
以上のような構成の連結構造２にあっては、炉底電極１２と端子１３とが互いに接近する方向に付勢されている。したがって、充填材２０の体積変化等に追従して炉底電極１２と端子１３とが充填材２０を挟み込んで充填材２０と密着し、炉底電極１２と端子１３との接触面積の減少が防止される。よって、接触面積の減少による電流集中が回避され、電力集中による連結構造２や炉底電極１２、端子１３の劣化が格段に低減される。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、第１実施形態の連結構造２の構成に基づいて、第２実施形態として連結構造の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の連結構造の製造方法を概略して示す工程図である。連結構造２の製造に先立ち、まず図２（ａ）に示すように炉容器１０ａの底部に支持部１９等により炉底電極１２を固定しておく。
【００４６】
次いで、図４（ｂ）に示すように、炉底電極１２において端子１３と接触させる部分である第１接触面１２ａに、導電性の可塑性材料２０ａを塗布する。端子１３において炉底電極１２と接触させる部分である第２接触面１３ａに可塑性材料２０ａを塗布してもよいし、第１接触面１２ａおよび第２接触面１３ａに可塑性材料２０ａを塗布してもよい。
【００４７】
本実施形態では、可塑性材料２０ａとして導電粒子とバインダーとを混合した液状体を用いる。塗布する時点での液状体の粘度を２５０００ｃｐｓ以上にすれば、塗布時の垂れを低減あるいは防止することができる。後述する工程で端子１３を炉底電極１２と接触させる時点での液状体の粘度が３０００００ｃｐｓ以下になるように可塑性材料２０ａを調製すれば、塗布された液状体を第１接触面の凹凸や第２接触面の凹凸に行きわたらせることができる。
【００４８】
導電粒子としては、例えば銀、銅、ニッケル、金、白金等の単体金属あるいは２以上の金属の合金からなる金属粒子、２種類以上の金属粒子を混合した混合物、カーボンからなる粒子、カーボン粒子と金属粒子との混合物等が挙げられる。バインダーとしては、有機バインダー（例えばグリース）や無機バインダー（例えばケイ酸ナトリウム）のいずれを採用してもよい。グリース等の有機バインダーを用いると無機バインダーを用いる場合よりも、作業中の可塑性材料の乾燥を低減することができ、作業性を高めることができる。また、一般に有機バインダーは、無機バインダーよりも安価であり、材料コストを低減することができる。
【００４９】
本実施形態では、銀粒子とケイ酸ナトリウムと水との混合物を可塑性材料２０ａに用いる。このように、無機バインダーを用いると水溶性の可塑性材料２０ａにすることができ、水分含有量を調整することにより可塑性材料２０ａの粘度を容易に調整することができる。また、無機バインダーは、有機バインダーと比較して加熱による変質や熱分解を生じにくいので、昇温に伴う特性低下や熱分解による空隙の発生を防止することができる。
【００５０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、端子１３を含んだクランプ（図２（ｂ）参照）によって炉底電極１２を締め付けることにより、端子１３を可塑性材料２０ａの上から炉底電極１２に押し付けて接触させる。端子１３と炉底電極１２とを接触させるよりも前に、可塑性材料２０ａが流動しない程度に乾燥している場合、あるいは可塑性材料２０ａが端子１３と炉底電極１２との間に濡れ広がるように可塑性材料２０ａの粘性を低下させる場合には、塗布された可塑性材料に水分を噴霧等により付与するとよい。
【００５１】
また、可塑性材料２０ａを塗布する時点と、端子１３を炉底電極１２と接触させる時点とで粘度を意図的に異ならせてもよい。例えば、可塑性材料２０ａを塗布する時点で垂れを防止可能な程度の高粘度（２５００００ｃｐｓ以上）に可塑性材料２０ａを調製しておく。端子１３を炉底電極１２と接触させる時点で、可塑性材料２０ａが炉底電極１２と端子１３との間に濡れ広がる程度の低粘度（３０００００ｃｐｓ以下）になるように、可塑性材料２０ａに水を付加する。これにより、可塑性材料２０ａの垂れを防止すること、可塑性材料２０ａを端子１３と炉底電極１２との間に隙間なく塗り広げることを両立することができる。
【００５２】
そして、端子１３にケーブル１４を接続するとともにケーブル１４を直流電源３に接続する。そして、図１に示した炉頂電極１５を予め取付けておくとともに、ケーブル１７を介して炉頂電極１５を直流電源３に電気的に接続しておく。そして、直流電源３から端子１３に電力を供給して、炉底電極１２に電流Ｐを流す。電流Ｐが流れることにより、可塑性材料２０ａ付近の端子１３や炉底電極１２、可塑性材料２０ａ自体が発熱し、この熱により可塑性材料２０ａが乾燥硬化する。
【００５３】
ここでは、電流Ｐの値を時間制御することにより、可塑性材料２０ａの硬化度の時間変化を制御する。詳しくは、乾燥硬化の初期段階で可塑性材料２０ａの蒸発ガスが炉底電極１２と端子１３との間から押し出されるように、可塑性材料２０ａの硬化速度を緩やかに設定すべく電流Ｐを制御する。また、乾燥硬化の後期段階で可塑性材料２０ａの水溶性がなくなる程度に可塑性材料２０ａを硬化すべく、電流Ｐを初期段階よりも高くする。このようにして可塑性材料２０ａを乾燥硬化させて充填材２０を形成し、連結構造２を製造する。これにより、連結構造２を含んだ電気炉１が得られる。
【００５４】
以上のような第２実施形態の製造方法において、炉底電極１２に向かって端子１３が付勢されているので、塗布された可塑性材料２０ａが炉底電極１２と端子１３との間に間隙なく濡れ広がる。また、可塑性材料２０ａが押圧されているので、可塑性材料２０ａが乾燥硬化する過程で発生する蒸発ガスが残留しにくくなる。乾燥硬化した充填材２０に空隙を生じることが格段に低減されるので、炉底電極１２と端子１３との接触面積を最大化することができる。残留した蒸発ガス（気泡）についても、可塑性材料２０ａが押圧されているので気泡内に導電粒子が入り込み、気泡による高抵抗化が回避される。このように、連結構造２の導電性を向上させることが可能になっている。
【００５５】
カーボン製の炉底電極１２は、金属製のものより耐熱性が高いが、表面の平坦性が低くなることもある。炉底電極１２の表面に凹凸がある場合でも凹凸を可塑性材料２０ａで埋めることができるので、炉底電極１２と端子１３との接触面積を増すことができ、炉底電極１２と端子１３との間の導電率の向上と炉底電極１２の耐熱性の向上を両立することができる。
【００５６】
無機バインダーを含んだ可塑性材料２０ａを採用しているので、水の含有量を調整することにより可塑性材料２０ａの粘度を容易に調整することができる。したがって、塗布時の垂れを防止することや、端子１３と炉底電極１２との間に空隙なく塗り広げること、これらを両立すること等ができる。よって、作業性を高めることができるとともに接触面積を最大化することができ、良好な導電性の連結構造２を効率よく製造することができる。
【００５７】
また、連結構造２が設けられる構造物（電気炉１）を利用して、塗布した可塑性材料２０ａに電流Ｐを流すことにより可塑性材料２０ａを乾燥硬化させている。したがって、可塑性材料２０ａの乾燥装置を別途用意する必要がなくなり、連結構造２を低コストで製造することができる。
【００５８】
乾燥装置が不要であるので乾燥装置の寸法の制約を受けなくなり、可塑性材料２０ａの塗布面積を増しても可塑性材料２０ａを容易に乾燥硬化することができる。したがって、炉底電極１２と端子１３との接触面積を増すことが容易になり、連結構造２の導電性を向上させることが容易になる。また、電流Ｐの値を制御可能であるので、乾燥硬化過程における可塑性材料２０ａの硬化度を制御することもできる。
【００５９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態として、本発明の電極補修方法の実施形態を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態の電極補修方法を概略して示す工程図である。
【００６０】
図５（ａ）に示すように、構造物（電気炉１）の使用に伴って炉底電極１２に劣化部１２ｂを生じることがある。劣化部１２ｂは、例えば熱により変質した部分やクランプとの接触により表面荒れを生じた部分である。このような炉底電極１２を補修するには、まず、炉底電極１２に連結された連結構造２等の付帯物を取り外す。
【００６１】
次いで、図５（ｂ）に示すように、炉容器１０ａに炉底電極１２が固定された状態で、劣化部１２ｂを含んだ炉底電極１２の端部１２ｃを切除する。炉容器１０ａに炉底電極１２が固定されているので、端部１２ｃが切除された炉底電極１２の固定部１２ｄの切断面の平坦性を向上させることには限界がある。また、カーボン製の炉底電極１２を切断すると、結晶性に起因して凹凸を生じることもある。
【００６２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、固定部１２ｄの切断面を第１接触面として第１接触面と接触する第２接触面を有する導電性の補修材１２ｅを用意する。補修材１２ｅは、例えば炉底電極１２と同一材質（ここではカーボン製）のものである。そして、補修材１２ｅの第２接触面に可塑性材料２０ｂを塗布した後に、可塑性材料２０ｂを介して第２接触面を固定部１２ｄの第１接触面に接触させる。可塑性材料２０ｂとしては、第１、第２実施形態で説明した可塑性材料を適宜選択して用いることができる。また、可塑性材料２０ｂを固定部１２ｄの第１接触面に塗布してもよいし、第１接触面および第２接触面に塗布してもよい。
【００６３】
次いで、図６（ａ）に示すように、固定部１２ｄと補修材１２ｅとを互いに接近する方向に付勢した状態で、補修材１２ｅを固定部１２ｄに固定する。ここでは、補修材１２ｅに電極フランジ１９２を取付ける。そして、炉容器１０ａの底部に固定された炉底フランジ１９１に電極フランジ１９２をボルトやナット等により固定する。炉底フランジ１９１に電極フランジ１９２を固定するには、例えばボルトにつるまきバネ等のバネ１９３を挿通し、バネ１９３がボルトの頭と電極フランジ１９２とに挟まれるようにボルトを取付ける。そして、ボルトとナットを嵌合して、固定部１２ｄと補修材１２ｅとを付勢する。
【００６４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第２実施形態で炉底電極１２に可塑性材料２０ａを介して端子１３を接触させて固定したのと同様にして、補修材１２ｅに可塑性材料２０ａを介して端子１３を接触させて固定する。可塑性材料２０ａは、可塑性材料２０ｂと同一の組成物であってもよいし異なる組成物であってもよい。
【００６５】
そして、端子１３にケーブル１４を接続するとともにケーブル１４を直流電源３に接続する。そして、図１に示した炉頂電極１５を予め取付けておくとともに、ケーブル１７を介して炉頂電極１５を直流電源３に電気的に接続しておく。そして、直流電源３から端子１３に電流Ｐを供給する。端子１３から補修材１２ｅ、固定部１２ｄに電流Ｐが流れることにより、可塑性材料２０ａ付近の端子１３や炉底電極１２、可塑性材料２０ａ自体が発熱し、この熱により可塑性材料２０ａが乾燥硬化する。また、可塑性材料２０ｂ付近の固定部１２ｄや補修材１２ｅ、可塑性材料２０ｂ自体が発熱し、この熱により可塑性材料２０ｂが乾燥硬化する。
【００６６】
可塑性材料２０ａ、２０ｂを硬化させる工程については、第２実施形態と同様にして行うことができる。可塑性材料２０ｂが乾燥硬化した充填材２４を介して、固定部１２ｄが補修材１２ｅと接触し、充填材２０を介して補修材１２ｅが端子１３と接触する。このようにして、劣化した炉底電極１２を補修することにより、固定部１２ｄと補修材１２ｅとを補修後の炉底電極として機能させることができる。
【００６７】
以上のような電極補修方法にあっては、固定部１２ｄと補修材１２ｅとを連結する構造が補修材１２ｅを接続導電部とした本発明の連結構造の１態様になっているので、補修後において充填材２４の体積変化等により接触面積が減少することが回避される。したがって、接触面積の減少による電流集中が回避され、電力集中による連結構造や固定部１２ｄ、補修材１２ｅの劣化が格段に低減される。
【００６８】
また、第２実施形態と同様の理由により、乾燥硬化した充填材２４に空隙を生じることが格段に低減されるので、固定部１２ｄと補修材１２ｅとの接触面積を最大化することができ、補修後の炉底電極の導電性を向上させることができる。
【００６９】
炉底電極１２の一部を固定部１２ｄとして残して補修するので、炉底電極１２を取り外すことなく補修することができ、補修が大掛かりになることが回避される。また、補修後の炉底電極を定期メンテナンス等の交換機会まで機能させることが可能になり、炉底電極の交換がメンテナンスサイクルの短期化を招くことが回避される。
【００７０】
炉底電極１２が炉容器１０ａに固定されている状態で炉底電極１２の一部を切除するので、固定部１２ｄの切断面を平坦にすることには限界がある。しかしながら、固定部１２ｄの切断面の凹凸を可塑性材料２０ｂで埋めることができるので、固定部１２ｄと補修材１２ｅとの接触面積を増すことができ、補修後の炉底電極の品質確保と補修の作業性を両立することができる。
【００７１】
また、補修する炉底電極１２が設けられた構造物（電気炉１）を利用して、塗布した可塑性材料２０ａ、２０ｂに電流Ｐを流すことにより可塑性材料２０ａを乾燥硬化させるので、低コストで炉底電極１２を補修することができる。乾燥装置が不要であるので乾燥装置の寸法の制約を受けなくなり、固定部１２ｄと補修材１２ｅとの接触面積を増すことが容易になり、連結構造の導電性を向上させることができる。
【００７２】
［実施例］
次に、本発明に係る連結構造の実施例の特性について説明する。図７（ａ）は比較例１の試験片４Ａ、図７（ｂ）は実施例１の試験片４Ｂ、図７（ｃ）は比較例２の試験片４Ｃ、図７（ｄ）は実施例２の試験片４Ｄの構成を示す模式図、図８は比較例１の電気抵抗と実施例１の電気抵抗との比較を示すグラフ、図９は比較例２の電気抵抗と実施例２の電気抵抗との比較を示すグラフである。図８、図９のグラフにおいて、縦軸は電気抵抗値（ｍΩ）を表し、横軸は加熱温度を表している。
【００７３】
図７（ａ）に示す比較例１の試験片４Ａは、銅板４１、４２の間にカーボンブロック４３、４４が挟まれた構成になっている。カーボンブロック４３、４４は、互いに直接接触している。カーボンブロック４３、４４は、１００ｍｍ角のバルク状のものである。
図７（ｂ）に示す実施例１の試験片４Ｂは、本発明を適用したものである。試験片４Ｂは、カーボンブロック４３、４４が銀ペースト４５を介して互いに間接的に接触している点で、比較例１と異なる。銀ペースト４５は、銀からなる導電粒子とケイ酸ナトリウムからなる無機バインダーを含んだ可塑性材料である。試験片４Ｂは、第３実施形態で説明した補修後の炉底電極に相当する構成になっている。
【００７４】
比較例１の試験片４Ａ、実施例１の試験片４Ｂには、それぞれ、電流計および電圧計が取付けられている。電流計の一対の端子は、銅板４１、４２に取り付けられている。電圧計の一対の端子は、カーボンブロック４３、４４において接触面を挟んだ一方、他方に取付けられている。電流計の測定値および電圧計の測定値により、カーボンブロック４３、４４の接触面をまたいだ所定間隔の部分の電気抵抗を求めた。
【００７５】
図８に示すプロットＡ１、Ａ２は比較例１の電気抵抗であり、いずれも常温（２５℃）における値である。プロットＡ１は、カーボンブロック４３、４４を互いに接近する方向に付勢していない状態の値であり、プロットＡ２は２４ｋｇ／ｃｍ２の圧力でカーボンブロック４３、４４を付勢した状態の値である。プロットＡ１の電気抵抗は０．３９ｍΩであり、プロットＡ２の電気抵抗は０．１１ｍΩである。カーボンブロック４３、４４を付勢することにより電気抵抗が低下している。
【００７６】
図８に示すプロットＢ１〜Ｂ５は実施例１の電気抵抗である。プロットＢ１、Ｂ２は、いずれも常温（２５℃）における値であり、銀ペースト４５を乾燥硬化する前の値である。プロットＢ１はカーボンブロック４３、４４を付勢していな状態の値、Ｂ２は２４ｋｇ／ｃｍ２の圧力で付勢した状態の値である。プロットＢ１の電気抵抗は０．５０ｍΩであり、プロットＢ２の電気抵抗は０．２０ｍΩである。カーボンブロック４３、４４を付勢することにより電気抵抗が低下している。プロットＢ３〜Ｂ５は、銀ペースト４５の乾燥過程あるいは乾燥硬化後の値である。プロットＢ３は、加熱温度が７０℃であり電気抵抗が０．０７ｍΩである。プロットＢ４は、加熱温度が２５０℃であり電気抵抗が０．０５ｍΩである。プロットＢ５は、２５０℃まで加熱した後に２５℃まで冷却した値であり電気抵抗が０．０７ｍΩである。
【００７７】
実施例１の試験片４Ｂは加熱時あるいは加熱後の電気抵抗が、比較例１の試験片４Ａの半分程度まで低下している。このことから、本発明を適用することにより、連結構造の導電率が向上することが分かる。実際の構造物を補修する場合には、試験片に比べて接触面の平坦性が低くなる可能性が高く、本発明を適用しない場合の電気抵抗が比較例１よりも高くなると考えられる。一方、本発明を適用すると、接触面の平坦性が電気抵抗に影響しにくくなるので、実際には比較例１と実施例１の差よりも大きな効果が得られると考えられる。
【００７８】
図７（ｃ）に示す比較例２の試験片４Ｃは、銅板４１、４２の間にカーボンブロック４４が挟まれた構成になっている。銅板４１、４２とカーボンブロック４４は直接的に接触している。銅板４１のカーボンブロック４４と反対側に銅板４６が当接して設けられている。
図７（ｄ）に示す実施例２の試験片４Ｄは、本発明を適用したものである。試験片４Ｄは、銅板４１がカーボンブロック４４と、銀ペースト４５を介して互いに間接的に接触している点で、試験片４Ｃと異なる。試験片４Ｄは、第１実施形態で説明した連結構造に相当する構成になっている。
【００７９】
比較例２の試験片４Ｃ、実施例２の試験片４Ｃには、それぞれ、電流計および電圧計が取付けられている。電流計の一対の端子は、銅板４２、銅板４６に取り付けられている。電圧計の一対の端子は、銅板４１とカーボンブロック４４において接触面を挟んだ一方、他方に取付けられている。電流計の測定値および電圧計の測定値により、銅板４１とカーボンブロック４４の接触面をまたいだ所定間隔の部分の電気抵抗を求めた。
【００８０】
図９に示すプロットＣ１、Ｃ２は比較例２の電気抵抗であり、いずれも常温（２５℃）における値である。プロットＣ１は、銅板４１とカーボンブロック４４を互いに接近する方向に付勢していない状態の値であり、プロットＣ２は２４ｋｇ／ｃｍ２の圧力で付勢した状態の値である。プロットＣ１の電気抵抗は２５．５３ｍΩであり、プロットＣ２の電気抵抗は１３．５２ｍΩである。銅板４１とカーボンブロック４４を付勢することにより電気抵抗が低下している。
【００８１】
図９に示すプロットＤ１〜Ｄ６は実施例２の電気抵抗である。プロットＤ１、Ｄ２は、いずれも常温（２５℃）における値であり、銀ペースト４５を乾燥硬化する前の値である。プロットＤ１は、銅板４１とカーボンブロック４４を付勢していな状態の値、Ｄ２は２４ｋｇ／ｃｍ２の圧力で付勢した状態の値である。プロットＤ１の電気抵抗は１８．８４ｍΩであり、プロットＤ２の電気抵抗は１．８３ｍΩである。銅板４１とカーボンブロック４４を付勢することにより大幅に電気抵抗が低下している。プロットＤ３〜Ｄ６は、銀ペースト４５の乾燥過程あるいは乾燥硬化後の値である。プロットＤ３は、加熱温度が７０℃であり電気抵抗が０．２７ｍΩである。プロットＤ４は、加熱温度が１５０℃であり電気抵抗が０．１３ｍΩである。プロットＤ５は、加熱温度が２５０℃であり電気抵抗が０．１３ｍΩである。プロットＤ６は、２５０℃まで加熱した後に２５℃まで冷却した値であり電気抵抗が０．１３ｍΩである。
【００８２】
実施例２の試験片４Ｄは加熱時あるいは加熱後の電気抵抗が、比較例２の試験片４Ｃの１／１０程度まで低下している。このことから、本発明を適用することにより、連結構造の導電率が格段に向上することが分かる。
【００８３】
なお、本発明の技術範囲は前記実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。例えば、第１実施形態ではバネ座金を付勢部材として用いているが、バネ座金に代えてつるまきバネ等を付勢部材として採用してもよい。また、端子１３が弾性反発力を発現するように端子１３を締め付けて接合し、端子１３を付勢部材としてもよい。第３実施形態では、つるまきバネを付勢部材に用いているが、つるまきバネに代えてバネ座金等の板バネを用いてもよい。
【００８４】
本発明の連結構造は、電気炉の電極以外にも適用可能である。特に、電極と端子との間を１０Ａ以上の電流が流れる装置、電極が５０℃以上４００℃以下の温度範囲で加熱される装置、電極と端子との接触面積が５ｃｍ２以上である装置に本発明の連結構造を適用すると、本発明の顕著な効果を得られる。
【００８５】
具体的には、例えば溶射装置の電極や太陽電池用の給電電極等の連結にも適用可能である。太陽電池用の給電電極の一例として、接続導電部との接触面積が５ｃｍ２程度、動作時の温度が２００℃程度、動作時に流れる電流値が１５Ａ程度のものが挙げられる。電極や接続導電部の材質については、各種装置の用途等に応じて適宜選択される。例えば、電極や接続導電部が、銅やステンレス、一般構造用圧延鋼（ＳＳ材）、アルミニウム等であってもよい。
【００８６】
有機バインダーを用いた可塑性材料と、無機バインダーを用いた可塑性材料とを、塗布する部分ごとに使い分けてもよい。また、液状の可塑性材料を塗布する手法の他に、例えばシート状に成型された可塑性材料を貼設する手法を採用してもよい。この場合には、シート状の可塑性材料が熱により軟化して炉底電極１２と端子１３との間に濡れ広がるように、可塑性材料を選択するとよい。
本発明の電極補修方法は、本発明の連結構造を適用した電極以外の電極に対しても適用可能である。この場合にも、補修後の電極の導電性を良好にする効果が得られる。
【００８７】
以下、本発明に係る変形例を説明する。図１０は、変形例１の連結構造２Ｂの構成を模式的に示す断面図である。図１０に示すように、変形例１が第１実施形態と異なる点は、端子１３Ｂが炉底フランジ１９１と連結されている点である。端子１３Ｂは、炉底電極１２を囲む筒状のクランプ部を含んでおり、クランプ部の端部は、筒状の外側に張出したフランジ部になっている。
【００８８】
炉底フランジ１９１は、炉容器１０ａの底部に固定されており、絶縁材２６を介して炉底電極１２を支持している。炉底フランジ１９１および端子１３のフランジ部は、絶縁材２５を挟みこんでおり、ボルト２１およびナット２２により互いに固定されている。端子１３Ｂのクランプ部が炉底電極１２を締め付ける力は、連結構造として良好な導電性が得られる程度に設定されており、例えば炉底フランジ１９１が炉底電極１２を締め付ける力よりも小さく設定される。換言すると、炉底電極１２の重量を支える力は主として炉底フランジ１９１に負担させている。このようにすれば、端子１３Ｂが炉底電極１２を締め付ける力によって炉底電極１２に損傷やひび割れ、折損を生じることが格段に低減される。
【００８９】
図１１（ａ）は、変形例２の連結構造２Ｃの構成を模式的に示す断面図である。変形例２が第１実施形態と異なる点は、炉底電極１２と端子１３との間の抵抗値を計測する計測器２７が設けられている点である。測定器２７は、例えば連結構造２Ｃを製造する過程で取付けられ、その測定値は充填材２０を形成する施工の条件設定や施工の成否判定に用いられる。また、測定器２７の測定結果は、連結構造２Ｃの使用に伴う劣化程度の管理に用いられて、例えば補修タイミングの決定等に活用することが可能になっている。
【００９０】
図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、抵抗値の測定器を備えた構成は、本発明の電極補修方法により製造される連結構造にも適用可能である。例えば、図１１（ｂ）に示す変形例３の連結構造では、測定器２７の検査端子の一方は、補修材１２ｄと充填材２０を挟んでいる端子１３に接続されている。測定器２７の検査端子の他方は、補修材１２ｅと充填材２４を挟んでいる固定部１２ｄに接続されている。測定器２７の一対の検査端子間の抵抗値を測定することにより、充填材２０、２４の全抵抗を評価することができる。
【００９１】
図１１（ｃ）に示す変形例４の連結構造では、測定器２７の一対の検査端子が、充填材２４を挟んでいる固定部１２ｄ、補修材１２ｅに接続されている。測定器２７の一対の検査端子間の抵抗値を測定することにより、充填材２４の抵抗を評価することができる。
【００９２】
次に、本発明に係る連結構造の製造方法あるいは本発明に係る電極補修方法に関して、充填材の施工方法の変形例について説明する。本変形例では、測定器２７の測定結果を用いて施工の条件設定や施工の成否判定を行う。
【００９３】
図１２は、充填材の施工方法を概略して示すフローチャートである。充填材を施工するには、連結の製造あるいは電極の補修に必要な部材等を用意し、施工を開始する（ステップＳ１）。
次いで、第１接触面または第２接触面あるいはこれら双方に可塑性材料を塗布し、可塑性材料を介して第１接触面と第２接触面とを接触させ、施工の条件を設定する（ステップＳ２）。施工の条件は、例えば第１接触面と第２接触面との間に作用させる付勢力の大きさや、可塑性材料の硬化度の目標値、硬化時間、可塑性材料に流す電流値等である。
【００９４】
次いで、可塑性材料を段階的にあるいは連続的に硬化させつつ、抵抗値を計測する（ステップＳ３）。
次いで、抵抗値が規定値よりも低いか否か判定する（ステップＳ４）。規定値は、炉底電極と端子との接触面積、あるいは炉底電極の固定部と補修材の接触面積から決定しておく。抵抗値が規定値よりも低い場合には施工が成功であるとし、施工を完了する（ステップＳ５）。  抵抗値が規定値よりも高い場合には、ステップＳ２に戻って施工の条件を再設定して施工を再開し、抵抗値が規定値よりも低くなるまでステップＳ２からステップＳ５を繰り返す。
このようにすれば、連結構造の抵抗値を評価しつつ施工するので、連結構造の品質を確保することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・電気炉（構造物）、２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ・・・連結構造、３・・・直流電源、
４Ａ〜４Ｄ・・・試験片、１０・・・炉本体、１０ａ・・・炉容器、１０ｂ・・・蓋、
１１・・・収容室、１２・・・炉底電極、１２ａ・・・第１接触面、
１２ｂ・・・劣化部、１２ｃ・・・端部、１２ｄ・・・固定部、
１２ｅ・・・補修材（接続導電部）、１３・・・端子（接続導電部）、
１３ａ・・・第２接触面、１４・・・ケーブル、１５・・・炉頂電極、
１６・・・絶縁スリーブ、１７・・・ケーブル、１８・・・排出口、
１９・・・支持部、２０・・・充填材、２０ａ、２０ｂ・・・可塑性材料、
２１・・・ボルト（固定手段）、２２・・・ナット（固定手段）、
２３・・・バネ座金（固定手段）、２４・・・充填材、４１、４２、４６・・・銅板、
４３、４４・・・カーボンブロック、４５・・・銀ペースト（可塑性材料）、
１９１・・・炉底フランジ、１９２・・・電極フランジ、１９３・・・バネ、
Ａ１、Ａ２、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１〜Ｄ６・・・プロット、
Ｐ・・・電流、Ｑ・・・被処理物
【図１】
2011065930.tif 000003
【図２】
2011065930.tif 000004
【図３】
2011065930.tif 000005
【図４】
2011065930.tif 000006
【図５】
2011065930.tif 000007
【図６】
2011065930.tif 000008
【図７】
2011065930.tif 000009
【図８】
2011065930.tif 000010
【図９】
2011065930.tif 000011
【図１０】
2011065930.tif 000012
【図１１】
2011065930.tif 000013
【図１２】
2011065930.tif 000014