(57)【要約】【課題】従来、アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに直接つなぐのに適した機器直結端末がなかった。【解決手段】本発明の機器直結端末は、アルミニウム製のケーブル導体５を有するケーブル３を、銅製のブッシング導体７を有するブッシング４に直接接続するために用いられるもので、ケーブル導体５とブッシング導体７とに電気的に接続されるアルミニウム製の接続端子８と、この接続端子８をブッシング導体７に押し付ける押し付け部材９と、を備える。接続端子８は、ブッシング導体７に接触するくさび状の端子部１２を有し、この端子部１２の外周面１２ａに銅のメッキ層１０が形成されている。そして、押し付け部材９の押し付け力によりメッキ層１０がブッシング導体７に押し付けられる構成になっている。【選択図】図２
2016144305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに直接接続するための機器直結端末であって、
前記ケーブル導体と前記ブッシング導体とに電気的に接続されるアルミニウム製の接続端子と、
前記接続端子を前記ブッシング導体に押し付ける押し付け部材と、
を備え、
前記接続端子は、前記ブッシング導体に接触するくさび状の端子部を有するとともに、前記ブッシング導体に対する前記端子部の接触面に銅のメッキ層が形成され、当該メッキ層が前記押し付け部材の押し付け力を受けて前記ブッシング導体に押し付けられる構成になっている
ことを特徴とする機器直結端末。
【請求項２】
前記接続端子は、前記ケーブル導体が挿通されるケーブル受け入れ孔を有する筒状に形成されるとともに、前記端子部の外周面が当該接続端子の先端側に向かって縮径するテーパー面になっており、当該テーパー面に前記メッキ層が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の機器直結端末。
【請求項３】
アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに機器直結端末を用いて接続してなるケーブル接続構造であって、
前記機器直結端末は、
前記ケーブル導体と前記ブッシング導体とに電気的に接続されるアルミニウム製の接続端子と、
前記接続端子を前記ブッシング導体に押し付ける押し付け部材と、
を備え、
前記接続端子は、前記ブッシング導体に接触するくさび状の端子部を有するとともに、前記ブッシング導体に対する前記端子部の接触面に銅のメッキ層が形成され、当該メッキ層が前記押し付け部材の押し付け力を受けて前記ブッシング導体に押し付けられている
ことを特徴とするケーブル接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器直結端末およびケーブル接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器側のブッシングにケーブルを直接接続するために機器直結端末が用いられている。ブッシングは、電気機器にケーブルをつなぐ際に用いられる絶縁性の部材である。機器直結端末は、ケーブルの端部に取り付けられるものである。ブッシングにケーブルを接続する場合は、ブッシング側の導体（以下、「ブッシング導体」という。）とケーブル側の導体（以下、「ケーブル導体」という。）とを電気的に接続（導通）させる必要がある。このため、機器直結端末は、ケーブル導体とブッシング導体とに電気的に接続される接続端子を備えた構成になっている。機器直結端末を用いたケーブル接続構造としては、たとえば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
一般に、ケーブルの芯線を構成するケーブル導体には、導電性や耐食性等に優れるという理由から、銅製のものが多く用いられ、これにあわせて機器直結端末の接続端子やブッシング導体にも銅製のものが用いられている。ただし近年では、銅の価格が急騰していることもあって、銅よりも材料価格が安いアルミニウム製の導体をケーブルに採用する動きがある。また、アルミニウムは銅に比べて軽いため、ケーブル全体の軽量化を図るためにアルミニウム製の導体をケーブルに採用する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２８９０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アルミニウム製の導体をケーブルに採用するにあたっては、次のような問題がある。まず、アルミニウムは、銅に比べて表面が酸化されやすいという性質がある。このため、たとえば、ケーブル導体にあわせて機器直結端末の接続端子をアルミニウム製のものにすると、その端子表面が大気中の酸素に触れて徐々に酸化され、最終的にアルミニウムの酸化被膜で覆われてしまう。そうすると、ブッシングにケーブルをつないだときに、ブッシング導体と接続端子間の電気抵抗が高くなってしまう。このため、ブッシング導体とケーブル導体を良好な状態で電気的に接続（導通）させることができなくなる。
【０００６】
本発明の主な目的は、アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに直接つなぐ場合に、双方の導体を良好な状態で電気的に接続させることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、
アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに直接接続するための機器直結端末であって、
前記ケーブル導体と前記ブッシング導体とに電気的に接続されるアルミニウム製の接続端子と、
前記接続端子を前記ブッシング導体に押し付ける押し付け部材と、
を備え、
前記接続端子は、前記ブッシング導体に接触するくさび状の端子部を有するとともに、前記ブッシング導体に対する前記端子部の接触面に銅のメッキ層が形成され、当該メッキ層が前記押し付け部材の押し付け力を受けて前記ブッシング導体に押し付けられる構成になっている
ことを特徴とする機器直結端末である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、
アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに機器直結端末を用いて接続してなるケーブル接続構造であって、
前記機器直結端末は、
前記ケーブル導体と前記ブッシング導体とに電気的に接続されるアルミニウム製の接続端子と、
前記接続端子を前記ブッシング導体に押し付ける押し付け部材と、
を備え、
前記接続端子は、前記ブッシング導体に接触するくさび状の端子部を有するとともに、前記ブッシング導体に対する前記端子部の接触面に銅のメッキ層が形成され、当該メッキ層が前記押し付け部材の押し付け力を受けて前記ブッシング導体に押し付けられている
ことを特徴とするケーブル接続構造である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに直接つなぐ場合に、双方の導体を良好な状態で電気的に接続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る機器直結端末の主要部の構成例を示す部分断面図である。
【図２】図１の一部を拡大した図である。
【図３】接続端子の構造を説明する図である。
【図４】押し付け部材の構造を説明する図である。
【図５】接続端子に押し付け部材を取り付けた状態を示す図である。
【図６】接続端子を押し付け部材で押し付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
＜機器直結端末＞
図１は本発明の実施の形態に係る機器直結端末の主要部の構成例を示す部分断面図であり、図２は図１の一部を拡大した図である。
図示した機器直結端末１は、電気機器につながるブッシング４にケーブル３を直接接続するためのものである。電気機器としては、たとえば、変圧器、遮断器、開閉器などを挙げることができる。ケーブル３は、たとえばＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）などの電力ケーブルによって構成されるものである。ブッシング４は、電気機器にケーブルを接続する際に用いられる絶縁性の部材である。
【００１３】
ケーブル３は、芯線を構成するケーブル導体５と、このケーブル導体５を被覆するケーブル絶縁体６と、を少なくとも備えている。ケーブル３の末端では、ケーブル絶縁体６が除去されてケーブル導体５が露出している。ケーブル導体５は、アルミニウム製の導体を用いて構成されている。本明細書で記述する「アルミニウム製」とは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されたものをいう。ケーブル絶縁体６は、ケーブル導体５の外側にこれを覆うように形成されている。
【００１４】
機器直結端末１は、接続端子８と、押し付け部材９と、を備えている。接続端子８は、ケーブル３が有するケーブル導体５と、ブッシング４が有するブッシング導体７とにそれぞれ電気的に接続されるものである。接続端子８は、上述したケーブル導体５と同じアルミニウム製の端子になっている。
【００１５】
接続端子８は全体的に筒状に形成されている。接続端子８の内部には、ケーブル導体が挿通されるケーブル受け入れ孔１１（図２を参照）が形成されている。ケーブル受け入れ孔１１は、ケーブル導体５の外径に対応した断面円形の孔になっている。ケーブル受け入れ孔１１は、接続端子８の中心軸上に、接続端子８を貫通する状態で形成されている。
【００１６】
また、接続端子８は、くさび状の端子部１２と、溝部１３と、フランジ部１４と、ストレート部１５と、を一体に有している。端子部１２は、ブッシング導体７に接触する部分である。端子部１２の外周面１２ａは、接続端子８の先端側（図２の左側）に向かって縮径（外径が縮小）するテーパー面になっている。この外周面１２ａは、ブッシング導体７に対する端子部１２の接触面になっている。
【００１７】
端子部１２の外周面（テーパー面）１２ａには、銅のメッキ層１０（図２を参照）が形成されている。このメッキ層１０は、端子部１２の外周面１２ａを覆うように形成されている。また、メッキ層１０は、接続端子８の主材料となるアルミニウム等の下地面に密着した状態で形成されている。メッキ層１０は、少なくともブッシング導体７に接触する領域を覆うように端子部１２の外周面１２ａに形成されている。このメッキ層１０は、メッキ厚がある程度厚くなるように、いわゆる銅厚メッキによって形成するのがよい。メッキ層１０の厚さは、好ましくは１５０ｍｍ以上、より好ましくは２００ｍｍ以上、さらに好ましくは２５０ｍｍ以上確保するのがよい。溝部１３は、接続端子８の長さ方向において、端子部１２とフランジ部１４との間に形成されている。フランジ部１４の外周面は、接続端子８の中心軸に対して、上述した外周面１２ａとは逆方向に傾斜している。ストレート部１５は、接続端子８の後端側に形成されている。
【００１８】
さらに、接続端子８には、図３に示すように、複数のスリット１６が形成されている。これらのスリット１６は、接続端子８が外部から縮径方向に圧力を受けた場合に、この圧力によって接続端子８を内側に変形（縮小）可能とするためのものである。各々のスリット１６は、接続端子８の中心軸方向と平行に形成されている。また、スリット１６は、接続端子８の先端側と後端側からそれぞれ切り込んだかたちで形成されている。
【００１９】
押し付け部材９は、接続端子８をブッシング導体７に押し付けるものである。押し付け部材９は、たとえば真鍮によって構成されたもので、全体的に筒状に形成されている。押し付け部材９の内部には、接続端子８のストレート部１５と嵌合する円形の嵌合孔２１（図２を参照）が形成されている。この嵌合孔２１は、押し付け部材９の中心軸上に、押し付け部材９を貫通する状態で形成されている。
【００２０】
また、押し付け部材９の先端側（図２の左側）は、テーパー状に傾斜する押圧面２２の存在によって徐々に厚みが薄くなっている。押圧面２２の内径は、押し付け部材９の先端側に向かって拡大している。また、押し付け部材９の外周面には、図４に示すように、雄ネジ部２３と突出部２４が形成されている。雄ネジ部２３は、ブッシング導体７に押し付け部材９を螺合するためのものである。突出部２４は、押し付け部材９の後端側で雄ネジ部２３よりも外側に突出している。
【００２１】
ブッシング４は、たとえば、エポキシ樹脂などの硬質の絶縁樹脂によって構成されている。ブッシング４の内部にはブッシング導体７が設けられている。ブッシング導体７は、たとえば、電気機器に接続される導体引出棒を構成するものであって、ブッシング４を構成する樹脂のモールド成型により、ブッシング４と一体化されている。ブッシング導体７は、銅製になっている。本明細書で記述する「銅製」とは、銅または銅合金で製造されたものをいう。ブッシング導体７の内部には、接続端子８の端子部１２が挿通される挿通孔２５と、押し付け部材９の雄ネジ部２３に対応する雌ネジ部２６とが形成されている。挿通孔２５の内周面２５ａは、挿通孔２５の奥側（図２の左側）に向かって縮径するテーパー面になっている。雌ネジ部２６は、挿通孔２５に通じる開口部の入口部分に形成されている。
【００２２】
上記構成から機器直結端末１は、たとえば、以下のような手順を経て製造される。
まず、ケーブル３の末端を処理してケーブル導体５とケーブル絶縁体６を露出させた後、ケーブル導体５に接続端子８と押し付け部材９を取り付ける。このとき、接続端子８のストレート部１５に押し付け部材９の嵌合孔２１を嵌合させるようにして、接続端子８と押し付け部材９を図５のように組み付ける。また、接続端子８とケーブル導体５との接続には、圧縮接続用に提供されているコンパウンドを用いる。このコンパウンドは、主材となるグリースに金属粒子を混合したもので、接続部の電食防止や電気抵抗の低抵抗化などを目的に用いられる。実際の使用にあたっては、予めケーブル導体５および接続端子８のアルミニウム面を作業前にワイヤブラシ等で磨いて表面の酸化被膜を除去してから、接続端子８のケーブル受け入れ孔１１に適量のコンパウンドを塗布し、その状態でケーブル受け入れ孔１１にケーブル導体５を挿入する。
【００２３】
次に、ブッシング導体７の挿通孔２５に接続端子８の端子部１２を挿入する。次いで、押し付け部材９の雄ネジ部２３をブッシング導体７の雌ネジ部２６に螺合させる。この状態で押し付け部材９を回転させると、押し付け部材９が挿通孔２５の奥側に向かって移動する。
【００２４】
そこで、まずは、押し付け部材９の押圧面２２が接続端子８のフランジ部１４に突き当たるまで、押し付け部材９を回転させる。次に、その突き当て状態のもとで、押し付け部材９をさらに回転させる方向に締め付ける。そうすると、押圧面２２がフランジ部１４に接触したまま、接続端子８が押し付け部材９によって挿通孔２５の奥側に押し込まれる。この場合、接続端子８の端子部１２の外周面１２ａとブッシング導体７の挿通孔２５の内周面２５ａとは、それぞれテーパー状にゆるやかに傾斜しているため、接続端子８の端子部１２は、くさびの原理でブッシング導体７に押し込まれる。このため、押し付け部材９によって接続端子８を押し付けると、図６に示すように、端子部１２の外周面１２ａが挿通孔２５の内周面２５ａに密着する。また、端子部１２の外周面１２ａと挿通孔２５の内周面２５ａとの接触界面には、強い面圧が発生する。
【００２５】
また、上述のように押し付け部材９で接続端子８を押し込むと、接続端子８の端子部１２は、ブッシング導体７との接触によって圧縮力を受ける。このため、接続端子８は、上述したスリット１６の存在により内側に変形しようとする。ただし、接続端子８のケーブル受け入れ孔１１にはケーブル導体５が挿入されている。このため、上述のように押し付け部材９を押し付けると、これにともなう圧縮力により、ケーブル受け入れ孔１１の内周面がケーブル導体５の外周面に密着する。また、接続端子８は、実質的にケーブル導体５に圧縮接続された状態になる。
【００２６】
これにより、接続端子８は、ケーブル導体５とブッシング導体７の双方に電気的に接続される。また、ブッシング導体７、接続端子８および押し付け部材９は、くさびの原理で発生する面圧や圧縮力により一体に結合される。
【００２７】
この場合、ブッシング導体７と接続端子８とは、ブッシング導体７が銅製で、端子部１２の外周面１２ａに銅のメッキ層１０が形成されているため、銅どうしの接触になる。一方、接続端子８とケーブル導体５とは、アルミニウムどうしの接触になるものの、上述したコンパウンドを使用すれば、コンパウンドに含まれる金属粒子を介して部材間の導通が図られる。このため、アルミニウムの酸化被膜による電気抵抗の増加が抑制される。また、ケーブル導体５と接続端子８とは、同じ導電材料で構成する必要がある。その理由は、ケーブル導体５と接続端子８を異なる導電材料で構成すると、導電材料の違いによる熱膨張係数差によって、温度変化による圧縮力の低下が生じることがあり、これを防止するためである。このため、本実施の形態では、アルミニウム製のケーブル導体５に対してアルミニウム製の接続端子８を接続している。
【００２８】
＜実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
【００２９】
本実施の形態においては、アルミニウム製の接続端子８と銅製のブッシング導体７とを、端子部１２の外周面１２ａに形成した銅のメッキ層１０を介して電気的に接続している。このため、機器直結端末１を用いてブッシング４にケーブル３を直接接続する場合に、ブッシング導体７と接続端子８との電気的な接続が、実質的に銅どうしの接触によってなされる。したがって、アルミニウム製のケーブル導体５を有するケーブル３を、銅製のブッシング導体７を有するブッシング４に直接つなぐ場合に、双方の導体を良好な状態で電気的に接続させることができる。
【００３０】
本実施の形態では、端子部１２の外周面１２ａのメッキ層１０が押し付け部材９の押し付け力を受けてブッシング導体７に押し付けられる構成になっている。このため、接続端子８のメッキ層１０をブッシング導体７の内周面２５ａに強く密着させることができる。これにより、ブッシング導体７と接続端子８との間に安定した導通状態が得られる。また、ブッシング導体７と接続端子８との導通状態を長期にわたって良好に維持することができる。
【００３１】
本実施の形態では、接続端子８のケーブル受け入れ孔１１にケーブル導体５を挿通するとともに、その外側で端子部１２の外周面１２ａをくさびの原理でブッシング導体７の内周面２５ａに接触させている。このため、ケーブル導体５、接続端子８およびブッシング導体７を、押し付け部材９の押し付け力によって強固に結合することができる。
【００３２】
＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００３３】
たとえば、上記実施の形態においては、押し付け部材９を真鍮製としたが、これに限らず、たとえば押し付け部材９を銅製あるいはステンレス製としてもよい。
【００３４】
また、ブッシング導体７の表面には、必要に応じて、銀メッキまたは錫メッキによるメッキ層を形成してもよい。また、接続端子８の銅メッキ面上にも、必要に応じて、銀メッキまたは錫メッキによるメッキ層を形成してもよい。
【００３５】
また、接続端子８に銅のメッキ層１０を形成する方法については、たとえば、電解メッキや無電解メッキなど、いずれのメッキ処理方法を採用してもよい。また、接続端子８にメッキ処理する場合は、ケーブル導体５が挿入されるケーブル受け入れ孔１１の内周面をマスクしてメッキ処理すればよい。この場合、端子部１２の外周面１２ａの他にも、溝部１３やフランジ部１４の表面もメッキ処理されるが、特に問題はない。
【００３６】
また本発明は、上述した機器直結端末１として実現するだけでなく、機器直結端末にケーブルを取り付けた状態のケーブル付き機器直結端末として実現したり、あるいは、アルミニウム製のケーブル導体を有するケーブルを、銅製のブッシング導体を有するブッシングに機器直結端末を用いて接続してなるケーブル接続構造として実現することも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…機器直結端末
３…ケーブル
５…ケーブル導体
７…ブッシング導体
８…接続端子
９…押し付け部材
１０…メッキ層
１１…ケーブル受け入れ孔
１２…端子部
１２ａ…外周面
【図１】
2016144305.tif 000003
【図２】
2016144305.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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