銅ブスバーの長穴(小判穴)は取り付け位置の逃げを作る便利な形状ですが、接触信頼性の観点では丸穴より条件が厳しく、座金の選び方と有効断面積の確認が要ります。締結部の接触は「穴の周り」ではなく「面と面」で成立するため、長穴でも設計を押さえれば丸穴と同等の信頼性を確保できます。この記事では、長穴が必要になる場面、丸穴との違い、断面積が減る分の扱い(JIS C 8480の考え方)、座金と締結、図面での指示方法を整理します。

銅ブスバー
長穴
接触信頼性
接触抵抗
ボルト締結
有効断面積
熱膨張
図面指示

長穴とは何か、どんなときに使うか

長穴とは、丸穴を一方向に伸ばした小判形の穴で、取り付け位置に調整幅(逃げ)を持たせるための形状です。相手側の端子ピッチに公差の積み上がりがあるとき、取り付けが現場合わせになるとき、熱伸縮を吸収したいときに使います。丸穴だけで組むと、わずかなずれをブスバーの無理な変形で吸収することになり、締結部に残留応力が残ります。

要点:長穴は逃げを作る形状。無理な位置合わせを避けられる分、接触の質も上がる。

長穴と丸穴で何が変わるか

長穴と丸穴の違いは、位置の自由度が増える代わりに、断面積の減少と座面の支持条件が厳しくなる点です。電気的にはどちらも「ボルトで面を押し付ける」構造で同じですが、確認する項目が増えます。

押さえておきたいのは、長穴の長手を通電方向に向けた場合、最も狭くなる断面の面積は同じ径の丸穴と変わらないことです。狭窄部の幅は長穴の幅で決まるためです。逆に長手を通電方向と直角に向けると欠損する幅が長穴の長さ分になり、断面積の減少が大きくなります。長穴の向きは電気設計上の意味を持ちます。

要点:長穴の向きで断面の減り方が変わる。通電方向に長く取るのが基本。

長穴で減る有効断面積の考え方

ボルト穴による断面積の減少は、減少分が全体の1/2以下におさまるなら考慮しなくてよいという考え方が、配電盤の規格であるJIS C 8480:2016を根拠に実務で使われています。同規格は母線の電流密度の上限を定格電流に応じて定めています。

あわせて、材料の面取りや成形のための電流密度の増加は+5%まで許容されるという裕度も示されています。ただしこれは盤の母線という前提の規定であり、蓄電池やEVのように前提が違う用途へそのまま持ち込めるものではありません。

たとえば板厚6mm×幅50mm(断面積300mm²)に幅11mmの長穴を1つ開けた場合、狭窄部は6×(50−11)=234mm²、減少率は22%です。1/2以下に十分入るため、この点だけでは通電上の問題になりません。

要点:1か所の長穴なら減少率2〜3割で収まる。同一断面に2列並べたときだけ要注意。

接触信頼性は「面」で決まる

締結部の接触信頼性は、穴の形状ではなく「ボルトで押し付けられている面の状態」で決まります。ボルトの役割は電流を通すことではなく、面と面を押し付けて実接触面積を作ることです。長穴でも必要な面圧が加わっていれば、丸穴と同等の接触抵抗が得られます。

   ボルト
     │
 ┌───┴───┐  ← 座金が荷重を面に分散
 │ ブスバーA │
 ╞═══════╡  ← 電流の通り道(面接触)
 │ ブスバーB │
 └───────┘
  

現場で最も差が出るのは面の清浄度と平面度です。バリ・打痕・酸化はいずれも実接触面積を減らします。長穴では位置調整で面をこすることがあるため、組付け直前に接続面を清浄にする手順を決めておくと安定します(加工技術)。

要点:電流はボルトではなく面を通る。面の清浄度と平面度が接触抵抗を決める。

座金とボルトの選び方

長穴の締結で最も重要な部品は、長穴をまたいで荷重を接触面に伝える平座金です。座金の外径が小さいと荷重が穴のふちに集中し、接触面に必要な面圧が行き渡りません。長穴では丸穴より一段大きい座金を選ぶのが原則です。

要点:平座金で荷重を分散、ばね座金で緩み止め。役割を混ぜない。

締め付けトルクと緩みの管理

締め付けトルクは、機器メーカーや盤メーカーの指定値を最優先し、指定がない場合はボルトの呼び径と強度区分に応じた一般的な目安を基準にします。強度区分・潤滑の有無・座面の状態で適正値は変わるため、下表の値は出発点として使ってください。

面圧が落ちて接触抵抗が上がると発熱し、熱膨張と収縮の繰り返しでさらに緩みます。サーモグラフィで他相より温度が高い締結部を早く見つけるのが実務的な対策です。

要点:指定トルクが最優先。締めすぎは銅がへたり、逆に緩む。

熱膨張の逃げとして使う場合

長穴を熱伸縮の逃げとして使う場合は、「どの締結部を固定し、どこを動かすか」を先に決めます。片側を丸穴で固定し、反対側を長穴にして伸びを逃がすのが基本です。

  [機器A]───────────────[機器B]
    丸穴                     長穴
   (固定)                  (伸びを逃がす)

  ※両端を長穴にすると位置が定まらない。
    片側は固定にする。
  

銅の線膨張係数は概ね17×10⁻⁶/℃で、長さ1mのブスバーは50℃の温度上昇で約0.85mm伸びます。数十cmの区間なら無視できることも多いですが、長い直線区間ではこの伸びが締結部やがいしに力として加わります。

要点:長穴は据付時の逃げが主用途。繰り返す伸縮は可撓継手で受ける。

2026年の大電流化で変わってきた点

締結点が多い構成では、現場での位置調整を長穴に頼るのか、加工精度で合わせるのかを図面段階で切り分けておくと、点検計画まで立てやすくなります。

要点:締結点が増える構成ほど、基準穴と長穴の役割分担が効く。

図面での指示と当社の対応範囲

長穴の図面指示は、「穴幅・全長(または中心間距離)・端部R・基準からの位置・逃がす方向」の5点を書けば解釈のぶれが出ません。「穴幅×全長」か「穴幅×中心間距離」かは表記が分かれるため、寸法の起点を明示してください。

当社では変圧器・制御盤・配電盤向けの長穴加工を1個からの小ロットでも受けています。穴幅や逃がし量が未定の段階でも、相手機器の条件をお伺いして案をお出しできます(寸法の確認方法は品質管理のページで紹介しています)。

要点:穴幅・全長・端部R・位置・向きの5点を書く。決まっていなければ相談で決められる。

よくあるご質問