(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接点と、
前記第１の接点と相対的に摺動して接離する第２の接点と、
前記第１の接点又は前記第２の接点の少なくとも一方の摺動面に設けられ、潤滑剤を保
持する潤滑剤保持部と、
前記第１の接点又は前記第２の接点の前記潤滑剤保持部に隣接又は貫通して設けられ、
絶縁媒体が流通する流通孔とを備え、
前記潤滑剤保持部の厚みは、前記潤滑剤保持部が設けられた前記第１の接点又は前記第
２の接点の厚みの２０％以下であることを特徴とする負荷時タップ切換装置。
【請求項２】
前記潤滑剤保持部が、粒径が５μｍ〜１０００μｍの金属粉末を焼結した多孔質層であ
ることを特徴とする請求項１記載の負荷時タップ切換装置。
【請求項３】
前記金属粉末が銅又は銅合金であることを特徴とする請求項２記載の負荷時タップ切換
装置。
【請求項４】
前記潤滑剤保持部が、複数の穴で形成されていることを特徴とする請求項１記載の負荷
時タップ切換装置。
【請求項５】
前記潤滑剤保持部が、複数の溝で形成されており、
前記複数の溝が、前記第１の接点又は前記第２の接点の摺動方向に沿って設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の負荷時タップ切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷時タップ切換装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷時タップ切換装置は、送変電系統の変圧器などに設けられ、変圧器タップ巻線のタップを変圧器が励磁されている状態で切り替えることで、電圧調整を行うものである。近年は、この負荷時タップ切換装置をはじめとする電力機器の小型化、コスト低減が要求されている。
【０００３】
これらの要求を解決するため、特許文献１に示すような、板状部材の切換接点と先端に接触子をもうけた固定電極とを組み合わせることで、接点の磨耗量が少なく、性能が安定した負荷時タップ切換装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１７１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の負荷時タップ切換装置を長時間使用した場合や、過負荷等過度に高温の状態で使用を続けた場合に、切換接点部において、過大な摩擦が発生する場合がある。
【０００６】
過度な摩擦の原因には、切換接点の摺動面の潤滑不良が考えられ、この潤滑不良は、摺動面に潤滑剤が存在していない場合に発生することが多い。
【０００７】
すなわち、長時間の使用によって潤滑剤が枯渇したり、潤滑油の粘度が減少して摺動面から排除されたりした場合に、潤滑不良となって過大な磨耗の原因となる可能性がある。
【０００８】
このため、潤滑不良対策として、一定のメンテナンス期間を設定して潤滑剤の再塗布や切換接点部の部品交換を行う必要があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、小型かつ簡易な構成により、切換接点の摺動面に潤滑剤が存在するようにすることにより、潤滑不良による過大な磨耗を抑制することができる、負荷時タップ切換装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の負荷時タップ切換装置は、第１の接点と、前記第
１の接点と相対的に摺動して接離する第２の接点と、前記第１の接点又は前記第２の接点
の少なくとも一方の摺動面に設けられ、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部と、前記第１の接
点又は前記第２の接点の前記潤滑剤保持部に隣接又は貫通して設けられ、絶縁媒体が流通
する流通孔とを備え、前記潤滑剤保持部の厚みは、前記潤滑剤保持部が設けられた前記第
１の接点又は前記第２の接点の厚みの２０％以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、切換接点の摺動面に潤滑剤が存在するので、潤滑不良による過大な磨耗を抑制することができる、負荷時タップ切換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第1の実施形態における負荷時タップ切換装置の全体構成図。
【図２】本発明の第1の実施形態における負荷時タップ切換装置の切換接点部の断面図。
【図３】本発明の第1の実施形態における負荷時タップ切換装置の通電接点及び切換接点の断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態における負荷時タップ切換装置の通電接点及び切換接点の断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態における負荷時タップ切換装置の通電接点及び切換接点の断面図。
【図６】（ａ）は本発明の第４の実施形態における負荷時タップ切換装置の通電接点の概観図。（ｂ）は本発明の第４の実施形態における負荷時タップ切換装置の通電接点表面の拡大断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態における負荷時タップ切換装置の通電接点及び切換接点の概観図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る負荷時タップ切換装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１５】
本第１の実施形態の負荷時タップ切換装置を図１に示す。負荷時タップ切換装置は、切換開閉器１とタップ選択器２とから構成され、切換開閉器１には限流抵抗器３が設けられている。また、切換開閉器１とタップ選択器２からなる負荷時タップ切換装置は、変圧器本体タンク４に取付けられている。負荷時タップ切換装置および変圧器本体タンク４内は、絶縁油又は絶縁ガス等の絶縁媒体で満たされている。ここで、絶縁油は主目的である電気的な絶縁作用と共に、摺動面の潤滑作用にも効果がある。また変圧器本体４の内部が絶縁ガスで満たされている場合には、摺動面には潤滑剤が塗布されている。
【００１６】
切換開閉器１は、図示しない操作機構に連結された減速装置５と、この減速装置５から駆動軸７を介して連結された蓄勢ばね６ｂを有する蓄勢装置６と、蓄勢装置６の駆動力により電流路の切換を行う接点部８が設けられている。この接点部８は、蓄勢装置６の駆動力により回転するカム９と、カム９と連動して回転する集電リング５４と、複数の真空バルブ機構１０と、銅合金で形成された複数の通電接点１１および可動接点１２から成る切換接点１３とから構成されている。
【００１７】
タップ選択器２は、切換開閉器１と同様に図示しない操作機構に連結されており、内部には、タップを選択するため切換の、複数の通電接点と可動接点とから成る切換接点１３が設けられている。
【００１８】
ここで、通電接点１１と可動接点１２とから成る切換接点１３の構成を、図２を用いて説明する。図２は本実施形態の切換接点１３部分の断面図である。本実施形態では３相器の構成を示しており、図２に示したように円周方向に３分割してＵ、Ｖ、Ｗで示した各相の切換接点１３が配置されている。
【００１９】
集電リング５４には可動接点１２が取付けられており、この可動接点１２の先端部には半球状の接触子６４が設けられている。この可動接点１２は集電リング５４の回転に伴って回転し、各相に２個ずつ設けられた通電接点１１の片方と接触して通電回路を構成している。通電接点１１は板状部材で構成され、絶縁リング７４に固定されている。また、通電接点１１を貫通して流通孔１５が設けられている。
【００２０】
さらに切換接点１３の詳細な構成を、図３を用いて説明する。図３は、通電接点１１と可動接点１２とから成る切換接点１３の断面構造を示している。通電接点１１の両面を上下から挟むように板バネ６５により付勢された、通電接点１１の上下に対向して配置した可動接点１２とから成る切換接点１３の断面構造を示している。通電接点１１の接点母材２１の表面には、多孔質層２２が設けられている。この多孔質層２２は、銅合金の粉末を接点母材２１上に焼結することにより設けており、内部に多数の入り組んだ孔が存在している。
【００２１】
上記のように構成された本発明の第1の実施形態における、切換開閉器１およびタップ選択器２の作用を説明する。
【００２２】
図示しない操作機構の駆動力は減速装置５から駆動軸７を介して蓄勢装置６へと伝えられ、蓄勢装置６の駆動力によりカム９が回転して、接点部８の電気回路が切換えられる。タップ選択器２も切換開閉器１と同様に操作機構により駆動され、タップの選択を行う。
【００２３】
次に、通電接点１１と可動接点１２から成る切換接点１３の作用を説明する。可動接点１２は、カム９と集電リング５４の回転に伴って回転し、各相に２個ずつ設けられた通電接点１１の、どちらか一方と接触して通電回路を構成する。
【００２４】
本実施形態では通電接点１１の上下両面に銅合金のような金属粉末を焼結した多孔質層２２が設けられている。多孔質層２２における可動接点１２が摺動する摺動面２０には、この摺動面２０に塗布された潤滑剤又は変圧器本体タンク４の内部を満たす絶縁油が浸透している。このため、通電接点１１と可動接点１２が接触して、可動接点１２が通電接点１１の摺動面２０を摺動する時、摺動面２０には潤滑作用を持つ潤滑剤又は絶縁油が介在する箇所が存在する。
【００２５】
即ち、絶縁油が充填されている場合、この絶縁油が潤滑剤の役割をし、絶縁ガスの場合には塗布した潤滑剤が潤滑作用をなす。
【００２６】
さらに通電接点１１にこの通電接点１１を上下に貫通する流通孔１５を設けているので、流通孔１５を介して負荷時タップ切換装置本体内部に充填した絶縁油又は絶縁ガスが流通する。
【００２７】
本実施形態によれば、摺動面２０に銅合金のような金属粉末を焼結した多孔質層２２が設けられ、この多孔質層２２の孔に潤滑剤が侵入することに加え、絶縁油又は絶縁ガスを流通する流通孔１５を設けることで通電時の温度上昇が小さくなり、潤滑剤の粘度が低下しないので、切換動作時に潤滑剤が排除されることなく、したがって可動接点１２が通電接点１１に対して摩擦力と摩耗量が小さい良好な摺動を行う特性を有する。
【００２８】
多孔質層２２として銅合金の粉末を焼結した多孔質層２２の場合、通電接点１１に比べて機械的強度が低いが、多孔質層２２の層厚を通電接点１１の厚みの２０％以下にすることで、切換動作時に生じる応力に対して十分な機械的強度が得られる。
【００２９】
また、銅合金の粉末の粒径が５μｍ〜１０００μｍであると、粉末間に潤滑剤が十分に保持され、さらに摺動性能が向上する。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について図４を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００３１】
図４は本実施例の負荷時タップ切換装置における、通電接点１１ｂと可動接点１２ｂとから成る切換接点１３ｂの断面形状を示す。通電接点１１ｂは接点母材を含む全体を銅合金の粉末を焼結した多孔質板によって構成している。また、可動接点１２ｂの先端には接触子６４ｂが設けられており、この接触子６４ｂも銅合金の粉末を焼結した多孔質塊によって構成されている。なお、通電接点１１ｂには、第１の実施形態と同様に通電接点１１ｂを貫通して流通孔１５ｂが設けられている。
【００３２】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、接点を銅合金の金属粉末による多孔質塊で形成しているので、接点の製造が容易となる利点がある。
【００３３】
本発明の第３の実施形態について図５を用いて説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００３４】
図５は負荷時タップ切換装置における、通電接点１１ｃと可動接点１２ｃとから成る切換接点１３ｃの断面形状を示す。通電接点１１ｃは銅又は銅合金で形成した接点母材２１ｃの表面に、この表面に対して鉛直方向に円筒状の複数の穴２４を設けて構成されている。また、可動接点１２ｃの先端に設けた接触子６４ｃには、鉛直方向の複数の穴２５を設けている。さらに通電接点１１ｃを貫通して流通孔１５ｃを設けた点は先の第１、第２の実施形態と同じである。
【００３５】
この第３の実施形態によれば、通電接点１１ｃの摺動面２０に複数の穴２４、２５が設けられており、この複数の穴２４、２５に潤滑剤が侵入し、切換動作時に可動接点１２ｃが摺動しても潤滑剤が排除されないため、摩擦力と摩耗量が小さい良好な摺動特性を有する。
【００３６】
また、絶縁油又は絶縁ガスを流通する流通孔１５を設けることで通電時の温度上昇が小さくなり、潤滑剤の粘度が低下せず、さらに良好な摺動特性を有する切換接点１３ｃを持つ負荷時タップ切換装置を提供できる。
【００３７】
なお、本第３の実施形態３ように複数の穴２４、２５を通電接点１１ｃの表面に対して直角に設けることで製造が容易になるが、直角でなくとも複数の穴２４、２５を通電接点１１ｃと可動接点１２ｃとの摺動方向に傾斜させて設けることによって、複数の穴２４、２５の開口部が楕円となる。この楕円の長径が摺動方向に沿って形成されるようにすることで、接点が摺動する際に潤滑剤が接点と接する面積が増加し、さらに摺動性能が向上する。
【００３８】
また、複数の穴２４、２５の深さを通電接点１１の厚みの２０％以下にすることで、切換動作時に生じる応力に対して十分な機械的強度を保持できる。
【００３９】
本発明の第４の実施形態について図６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００４０】
図６ａは負荷時タップ切換装置の通電接点１１ｄの外観形状をさらに、図６ｂは、通電接点１１ｄ表面の拡大断面図を示す。通電接点１１ｄは、接点母材２１ｄの表面に交錯した複数の溝２６を設けて構成されている。接点母材２１ｄの表面には銀メッキ層２７が施されており、また、通電接点１１ｄを貫通して流通孔１５ｄが設けられている。
【００４１】
上記のように構成された第４の実施形態では、通電接点１１ｄの表面に交錯した複数の溝２６を設けて構成されているため、前述した各実施形態と同様に、摺動面には潤滑作用を持つ潤滑剤又は絶縁油が介在する。これにより、潤滑不良による過大な摩耗が発生せず、摩擦力が安定した良好な摺動特性が得られる。
【００４２】
また通電接点１１ｄに流通孔１５ｄが設けられていることにより、流通孔１５ｄを介して変圧器本体内部を満たす絶縁油又は絶縁ガスが流通するため冷却性能が良く、通電時の切換接点の温度上昇が小さくなる。さらに通電接点１１ｄの表面に銀メッキ層２７が設けられているため、通電性能がより安定する。
【００４３】
更に、摺動面２０に交錯した複数の溝２６設けられており、この溝２６に侵入した潤滑剤が、切換動作時に排除されないため、摩擦力と摩耗量が小さい良好な摺動特性を有する。
【００４４】
また、絶縁油又は絶縁ガスを流通する流通孔１５を設けることで通電時の温度上昇が小さくなり、潤滑剤の粘度が低下せず、切換動作時に潤滑剤が排除されないため、良好な摺動特性を有する切換接点１３を持つ負荷時タップ切換装置を提供できる。
【００４５】
さらに、通電接点１１ｄの表面に銀メッキ層２７が設けられているため、通電性能が向上する。
【００４６】
なお、交錯した複数の溝２６の深さを通電接点１１の厚みの２０％以下にすることで、切換動作時に生じる応力に対して十分な機械的強度が得られる。
【００４７】
また、図６ａに示すように通電接点１１ｄの表面に交錯した複数の溝２６を設けたが、図７に示すように複数の溝を摺動方向に沿って設けることによって、接点が摺動する際に潤滑剤が接点と接する面積が増加し、さらに摺動性能を向上することができる。
【００４８】
なお、各実施形態において、切換開閉器の通電接点及び又は可動接点に潤滑剤を保持する潤滑剤保持部（金属粉末を焼結した多孔質層、複数の穴、複数の溝等）を設けたが、タップ選択器の通電接点及び可動接点の摺動面にも同様の潤滑剤保持部を設置することができる。
【００４９】
さらに、通電接点を板状とし、可動接点が通電接点を挟持する構成について説明したが、流通孔を持つ板状の可動接点に流通孔を形成し、この可動接点を蓄勢ばねの駆動力で動作させて、対向配置した通電接点で可動接点を挟持するようにしても良い。
【００５０】
また、可動接点と通電接点とを単に摺動接触する形状とし、両接点が摺動・乖離可能であれば同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…切換開閉器
２…タップ選択器
３…限流抵抗器
４…変圧器本体タンク
５…減速装置
６…蓄勢装置
６ｂ…蓄勢ばね
７…駆動軸
８…接点部
９…カム
１０…真空バルブ
１１…通電接点
１２…可動接点
１３…切換接点
１５…流通孔
２０…摺動面の位置
２１…接点母材
２２…多孔質層
２４、２５…孔
２６…溝
２７…銀メッキ層
５４…集電リング
６４…接触子
７４…絶縁リング
６５…板ばね
【図１】
0005431212.tif 000002
【図２】
0005431212.tif 000003
【図３】
0005431212.tif 000004
【図４】
0005431212.tif 000005
【図５】
0005431212.tif 000006
【図６】
0005431212.tif 000007
【図７】
0005431212.tif 000008