ステンレス製ねじの許容電流

質問

ねじの許容電流について調べています。
一般の工業用端子台は、JIS C2811で理解できますが、ステンレス製となると、電気抵抗も大きくなるので、そのまま適用できないと思います。
ヒーターなどにはステンレスのねじが使用されているものもあるようですが、はその殆どは腐食の問題で使用されていると思います。
ステンレス製のねじを電源端子として使用するような場合、使用できる電流はどのように決められているのか？どなたかご存じないでしょうか?

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

引用なさっている JIS C2811 の 7.2項(3)において，「直接通電を目的とする端子ねじは，銅合金のものを使用すること」と規定されており，ステンレスは使用できません。電気用品安全法などでも同様の考え方です。
＃１さんご回答にもありますが，ねじ部には電流を流さない構造とすることが一般に認められた方法と思います。従って，電流の規定はないと思います。

あえて電流を規定するならば，絶縁物の寿命の観点から，銅合金で作った場合の温度上昇と同等以下とすると考えることになると思います。
銅の抵抗率1.59×10^-8Ωｍ　に対してステンレスは72×10^-8Ωｍ程度(Wikipediaによる）なので，銅に流せる電流の√1/45程度と見積もっておけば大丈夫でしょう。

断面積22mm2の銅線の許容電流が80Aほどですから，同断面のステンレスの場合，12A程度とみておけばいいでしょう。断面積22mm2は，およそM6程度のねじに相当すると思います。ご参考まで。

１／４５は，抵抗率の比1.59×10^-8Ωｍ÷72×10^-8Ωです。
√（二乗根）を使うのは，ジュール損は電流の二乗に比例するからです。

銅の抵抗率，ステンレスの抵抗率ともに，材質によってかなり幅があります
ので，私が示した1.59×10^-8と貴殿がお調べになった1.68×10＾-8の違いは
誤差程度と見てください。銅線に使われる銅と端子ねじなどで使われる黄銅
では更に大きな差異があると思います。ステンレスも組成により低効率に大
きな違いがあります。（Wikipediaの数値を引用したのは，細かいことに入り
込まずに簡便に比較するためです）

ヒーター用の端子など高温で使われる端子は，温度上昇の主原因が，導体の
ジュール損だけに限定できませんので，銅とステンレスの抵抗比で求める値
よりも電流を多く流せる可能性があります。ジュール損と外部加熱による温
度上昇を分離して，ジュール損分について分については同様の考え方ができ
るはずです。

非磁性のステンレス（SUS304など）では，単純に抵抗率の比で考えれば構い
ませんが，磁性のあるステンレスの場合は，交流電流は導体の表面に集中す
る現象がありますので，導体の太さ，通電する周波数によっては，この現象
（表皮効果）を考慮する必要があるかもしれません。

いずれにしても，温度上昇を実測して判断されることが宜しいかと思います。

表皮効果：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%A8%E7%9A%AE%E5%8A%B9%E6%9E%9C

お礼

ご回答ありがとうございます。
ご教示頂いたとおり、電気抵抗の差で計算するほうがよさそうです。
JISでは使用できないようですが、ヒーター用の端子となると、高温化での使用となり、SUS材は外せません。
シーズヒーターなどは、通電端子にSUS304を使用されています。
高温腐食の点から仕方がないと思います。ただ、どの程度電流低減をかけているのか?現在、調査中です。
ありがとうございました。

すみません、追記させていただきます。
抵抗率を調べたら、銅は1.68×10＾-8でした。
ご回答いただいた電流低減率√1/45の計算方法を教えていただけないでしょうか？

ありがとうございます。勉強になりました。
技術屋さんは、理論は大事ですが、やはり実験で確かめるのが基本ですね。
十二分に理解できました。
またよろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#230359

ステンレスと銅の電気比抵抗を比べれば確かに数十倍以上有るらしい
http://iwasaki1.com/mame/page3.html
http://homepage2.nifty.com/bolt-nut/other/sus.html

でも、鉄と銅でも数倍以上はありますね
しかも通常の端子台のビスは銅ではなくて鉄（鉄鋼？）ですね

でも、通常の端子台はビス自体には電流を流さず
端子と端子台の接触面に電流を流しますね
従って仮に絶縁体のセラミック製ビスであっても構わないと考えますが
いかがなものでしょう？

それともやはりバルクヘッド貫通用とかのボルト自体が導体になる
場合のみを想定した質問なのでしょうか？
ただ、質問文には「一般の工業用端子台」とありますので
貫通型は必ずしも一般型には該当しないと思うし

お礼

ご回答ありがとうございます。
「一般の」という表現が悪かったのでしょうか?(^^)/
通常電気用の端子台は黄銅製です。回答いただきましたとおり、貫通型スタッドボルトに電流を流したいので、調べていました。
紹介いただいたＨＰの情報は参考になりました。
ありがとうございました。