(57)【要約】【課題】特性に優れた新規な形状の碍子本体を備える懸垂碍子を提供する。【解決手段】  懸垂碍子は、一端が閉塞された磁器製の筒部と、キャップ金具と、ピン金具を備えていている。キャップ金具は、筒部の外側に接合材料を介して固定されている。ピン金具は、筒部の内側で筒部の中心軸に沿って伸びている軸部と、軸部の一端側に設けられている大径部を有している。また、ピン金具は、筒部の内側に接合材料を介して固定されている。懸垂碍子は、筒部の外面にセラミックス製のサンドが固定されているとともに、中心軸が伸びる方向において筒部の内面に複数の突出部が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞された磁器製の筒部と、
前記筒部の外側に接合材料を介して固定されているキャップ金具と、
前記筒部の内側で前記筒部の中心軸に沿って伸びている軸部と、軸部の前記一端側に設けられている大径部とを有しているとともに、前記筒部の内側に接合材料を介して固定されているピン金具と、
を備えており、
前記筒部の外面にセラミックス製のサンドが固定されているとともに、前記中心軸が伸びる方向において前記筒部の内面に複数の突出部が設けられている懸垂碍子。
【請求項２】
前記突出部は、前記中心軸の周りを連続して一巡している請求項１に記載の懸垂碍子。
【請求項３】
前記突出部の前記一端側の面において、前記突出部の底部と頂部の間に、直線部が設けられている請求項１又は２に記載の懸垂碍子。
【請求項４】
前記突出部の直線部と前記中心軸とが成す角度が、２２度以上２８以下である請求項３に記載の懸垂碍子。
【請求項５】
前記大径部は、前記一端側に向かうに従って前記中心軸からの距離が大きくなる直線部分を含むテーパー状の側面を有している請求項１から４のいずれか一項に記載の懸垂碍子。
【請求項６】
前記側面と前記中心軸とが成す角度が、１８度以上２５度以下である請求項５に記載の懸垂碍子。
【請求項７】
キャップ金具の内側面に、ピン金具の前記側面と対向するように突出している複数の対向部が設けられている請求項５又は６に記載の懸垂碍子。
【請求項８】
対向部の底部と頂部の間に、直線部が設けられている請求項７に記載の懸垂碍子。
【請求項９】
対向部の直線部と前記中心軸とが成す角度が、２０度以上２７度以下である請求項８に記載の懸垂碍子。
【請求項１０】
前記側面と前記中心軸とが成す角度をθ１とし、
前記突出部の直線部と前記中心軸とが成す角度をθ２とし、
対向部の直線部と前記中心軸とが成す角度をθ３としたときに、下記式（１）を満足する請求項８又は９に記載の懸垂碍子。
θ１＜θ３＜θ２・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、懸垂碍子に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
送電線を支持、絶縁するための懸垂碍子が、特許文献１に開示されている。特許文献１の懸垂碍子は、一端が閉塞された筒部を有する磁器製の碍子本体と、筒部の外側に接合材料を介して固定されている金属製のキャップ金具と、筒部の内側で筒部の中心軸に沿って伸びているとともに接合材料を介して固定されている金属製のピン金具を備えている。特許文献１には、キャップ金具と碍子本体、及び、ピン金具と碍子本体を強固に接合するために、碍子本体の外面及び内面にサンドを固着、あるいは、碍子本体の外面及び内面が波形状に形成された懸垂碍子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６２８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、碍子本体の筒部の外面及び内面にサンドを固着する工程は、作業が難しく、製造時間が長くなり、製造コストが増大する。一方、碍子本体の外面及び内面を波形状とすると、サンドを固着する工程は省略することができるものの、製造工程（特に焼成、乾燥工程）で亀裂が発生し易くなり、歩留まりが低下し、製造コストが増大する。碍子本体の表面（外面及び内面）にサンドを固着するか、碍子本体の表面を波形状に形成するかは、専ら全体的な製造コストを考慮して決定される。
【０００５】
近年、懸垂碍子に求められる要求は高くなってきている。具体的には、長期間に亘り高い特性（強度、絶縁性等）を維持することが求められている。本発明者らの研究により、碍子本体の筒部の表面（外面及び内面）の状態は、懸垂碍子の特性にも大きな影響を及ぼすことが分かってきた。すなわち、本発明者らは、碍子本体の筒部の表面の状態を工夫することにより、懸垂碍子の特性を向上させることができるということを見出した。本明細書は、特性に優れた新規な形状の碍子本体を備える懸垂碍子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】
【０００６】
本明細書で開示する懸垂碍子は、一端が閉塞された磁器製の筒部と、キャップ金具と、ピン金具を備えていてよい。キャップ金具は、筒部の外側に接合材料を介して固定されていてよい。ピン金具は、筒部の内側で筒部の中心軸に沿って伸びている軸部と、軸部の一端側（筒部の閉塞されている側）に設けられている大径部を有していてよい。ピン金具は、筒部の内側に接合材料を介して固定されていてよい。この懸垂碍子では、筒部の外面にセラミックス製のサンドが固定されているとともに、中心軸が伸びる方向において筒部の内面に複数の突出部が設けられていてよい。
【０００７】
上記懸垂碍子は、筒部の外側と内側で、表面の状態が異なる。具体的には、筒部の外面にはサンドが固定されており、内面には突出部が設けられている。なお、筒部は、碍子本体の一部である。上記懸垂碍子では、キャップ金具と碍子本体の接合強度は、外面に固定したサンドによって確保されている。ピン金具と碍子本体の接合強度は、内面に設けた突出部によって確保されている。すなわち、上記懸垂碍子では、筒部の内面にサンドを固定していない。筒部の内面のサンドを省略すると、単に製造工程が簡略化するだけでなく、急峻波電圧（インパルス電圧）に対する耐性が向上し、懸垂碍子に高電圧が印加されても懸垂碍子（典型的に碍子本体の筒部）に亀裂が生じることを防止することができる。
【０００８】
従来、インパルス電圧に対する耐性を向上させるためには、筒部の厚み（外面と内面の距離）を大きくすることが有効であると知られていた。そのため、従来は、耐インパルス電圧を向上させるため、筒部の厚みを厚くしていた。しかしながら、上記懸垂碍子では、筒部の内面にサンドを固定せず筒部自身を突出させることにより、筒部の厚みを厚くすることなく、耐インパルス電圧を確保することができる。すなわち、従来よりも筒部の厚みを薄くすることができる。また、筒部の厚みを薄くすると、筒部の内径が大きくなるとともに、ピン金具の端部（大径部）から筒部に加わる剪断力を小さくすることができる。また、筒部の厚みを薄くすると、結果的に閉鎖部（筒部の一端側を閉塞している部分）の厚みも薄くなる。そのため、筒部に対してピン金具をより深く挿入することができ、ピン金具の端部（大径部）とキャップ金具の端部（対向部）の距離を大きくすることができる。これらの結果、筒部（碍子本体）の破壊強度が向上し、懸垂碍子の引張破壊強度が向上する。
【０００９】
上記したように、筒部の内面にサンドを固定せず筒部自身を突出させることにより、耐インパルス電圧及び引張破壊強度を向上させることができる。また、上記懸垂碍子では、筒部の外面は突出させず、サンドを固定する。そのため、碍子本体の乾燥、焼成工程において筒部の外面に亀裂が生じることを抑制することができる。なお、筒部の内面で筒部自身を突出させると、筒部の内面側で亀裂が生じることがある。しかしながら、筒部の内面側の亀裂の有無は、内面に圧力を加える試験（内圧試験）により確認することができる。すなわち、懸垂碍子を組み立てて確認することなく、碍子本体のみで亀裂の有無を確認する（良否の判断をする）ことができる。それに対して、筒部の外側面の亀裂の有無は、碍子本体のみでの確認が難しく、懸垂碍子を組み立てて確認することが必要である。そのため、筒部の外面では、筒部自身を突出させるよりもサンドを固定した方がコストメリットが大きい。上記懸垂碍子は、筒部の外面と内面の状態を異ならせることにより、特性を向上させつつ、低コスト化を実現することができる。
【００１０】
筒部内面の突出部は、筒部の中心軸の周りを連続して一巡していてよい。筒部の周方向の全体で、上記特性の向上効果が得られる。
【００１１】
筒部内面の突出部では、突出部の一端側（筒部が閉塞されている側）の面において、突出部の底部と頂部の間に、直線部が設けられていてよい。また、直線部と筒部の中心軸が成す角度（直線部の傾斜角）が、２２度以上２８度以下であってよい。すなわち、突出部の傾斜角が２２度以上２８度以下であってよい。引張破壊強度のばらつきが少なく、高い引張破壊強度を有する懸垂碍子を実現することができる。
【００１２】
ピン金具の大径部は、上記一端側に向かうに従って筒部の中心軸からの距離が大きくなる直線部分を含むテーパー状の側面を有していてよい。ピン金具と接合材料の間に大きなくさび効果を発現させることができる。また、大径部の側面と筒部の中心軸が成す角度（側面の傾斜角）が、１８度以上２５度以下であってよい。この場合も、引張破壊強度のばらつきが少なく、高い引張破壊強度を有する懸垂碍子を実現することができる。
【００１３】
ピン金具の頭部にテーパー面が設けられている場合、碍子本体の内面に設けられている突出部において、突出部の底部と頂部の間に平面部が設けられていてよい。テーパー面から接合部材を介して碍子本体に加わる力を、平面部で効率よく受けることができる。
【００１４】
ピン金具の大径部の側面がテーパー状である場合、キャップ金具の内側面に、ピン金具の側面と対向するように突出している複数の対向部が設けられていてよい。これにより、大径部（ピン金具）から筒部に加わる力が筒部の外側で受けられ、強いタガ締め効果を発現させることができる。換言すると、大径部と対向部で筒部が挟まれることにより、筒部に加わる剪断力が軽減され、筒部の破壊荷重が上昇し、高い引張破壊強度を有する懸垂碍子を実現することができる。
【００１５】
キャップ金具の対向部は、底部と頭部の間に直線部が設けられていてよく、対向部の直線部と筒部の中心軸が成す角度（対向部の傾斜角）が、２０度以上２７度以下であってよい。この場合も、引張破壊強度のばらつきが少なく、高い引張破壊強度を有する懸垂碍子を実現することができる。
【００１６】
ピン金具の大径部の側面と筒部の中心軸が成す角度をθ１とし、筒部の突出部の直線部と筒部の中心軸が成す角度をθ２とし、キャップ金具の対向部の直線部と筒部の中心軸とが成す角度をθ３としたときに、下記式（１）を満足してよい。下記式（１）を満足することにより、懸垂碍子の引張破壊強度をより向上させることができる。
θ１＜θ３＜θ２・・・（１）
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】懸垂碍子の要部断面図を示す。
【図２】図１の領域IIの拡大図を示す。
【図３】碍子本体の突出部の傾斜角と引張破壊強度の関係を示す。
【図４】ピン金具の大径部の傾斜角と引張破壊強度の関係を示す。
【図５】キャップ金具の大径部の傾斜角と引張破壊強度の関係を示す。
【図６】急峻波試験と複合ストレス試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照し、懸垂碍子１００について説明する。懸垂碍子１００は、碍子本体２０と、キャップ金具１０と、ピン金具３０を備えている。碍子本体２０は、磁器製であり、頭部２２と傘部２４を備えている。頭部２２は、筒部２２ｂと、筒部２２ｂの一端を塞いでいる閉塞部２２ａを備えている。筒部２２ｂは、中心軸８０に沿って伸びている。筒部２２ｂの厚み（内面と外面の距離）は、閉塞部２２ａの厚みより厚い。傘部２４が、筒部２２ｂの他端に設けられている。筒部２２ｂは、一端が閉塞部２２ａによって閉塞され、他端が解放された構造を有している。以下、筒部２２ｂに対して閉塞部２２ａが設けられている側（一端側）を上部（あるいは上方）と称し、筒部２２ｂに対して傘部２４が設けられている側（他端側）を下部（あるいは下方）と称することがある。
【００１９】
筒部２２ｂの外面に、サンド２６が固定されている。サンド２６は、釉薬（図示省略）によって、筒部２２ｂの全周に固定されている。サンド２６は、セラミックス製であり、一例として碍子本体２０と同質（磁器を粉砕したもの）である。筒部２２ｂの内面に、中心軸８０が伸びる方向に並ぶ複数の突出部２８が設けられている。各々の突出部２８は、中心軸８０の周りを連続して一巡している。なお、突出部２８は、筒部２２ｂ自体が内側（中心軸８０側）に突出しているものであり、筒部２２ｂの内面に固定したものではない。
【００２０】
傘部２４は、円板状であり、径方向外側に向かう（中心軸８０から離れる）に従って、下方に傾斜している。傘部２４は、複数のリブ２４ａを備えている。リブ２４ａは、傘部２４から下方に突出している。各々のリブ２４ａは、中心軸８０の周りを連続して一巡している。そのため、懸垂碍子１００を下方から観察すると、中心軸８０の周りに環状の複数のリブ２４ａが現れている。
【００２１】
キャップ金具１０は、セメント４０によって、頭部２２（閉塞部２２ａと筒部２２ｂ）の外側に固定されている。セメント４０は、接合材料の一例である。キャップ金具１０は、頭部２２全体を覆っている。キャップ金具１０の上部に、連結孔１０ａが設けられている。連結孔１０ａには、他の懸垂碍子のピン金具１３０の連結部１３６が挿入される。連結部１３６を連結孔１０ａに挿入することにより、複数の懸垂碍子が中心軸８０方向に連結される。キャップ金具１０の下部には、ピン金具３０の大径部３２の側面３２ａと対向する対向部１２が設けられている。ピン金具３０の詳細については後述する。対向部１２は、キャップ金具１０の内側面の一部が中心軸８０に向けて突出することによって形成されている。対向部１２は、中心軸８０の周りを連続して一巡している。キャップ金具１０には、２個の対向部１２が設けられている。
【００２２】
ピン金具３０は、セメント５０によって、頭部２２（閉塞部２２ａと筒部２２ｂ）の内側に固定されている。セメント５０は、接合材料の一例である。ピン金具３０は、大径部３２と軸部３４と連結部３６を備えている。大径部３２は、軸部３４の上部（一端側）に設けられている。連結部３６は、軸部３４の下部（他端側）に設けられている。大径部３２の径（中心軸８０に直交する方向における、大径部３２の存在範囲）は、軸部３４の径より大きい。また、連結部３６の径も、軸部３４の径より大きい。大径部３２の全体と軸部３４の一部（上部側）が、セメント５０で覆われている。なお、ピン金具の連結部は、他の懸垂碍子のピン金具に設けられた連結孔に挿入可能であれば、必ずしも円形でなくてよく、例えば矩形であってもよい。また、キャップ金具の上部の形状によっては、ピン金具の連結部は、中央に貫通孔が設けられた形状（クレビス金具の連結部分のような形状）であってもよい。
【００２３】
大径部３２は、上方に向かうに従って径（中心軸８０からの距離）が大きくなっている。そのため、大径部３２の側面３２ａはテーパー状である。側面３２ａは、キャップ金具１０の対向部１２と対向している。なお、大径部３２の上部にコルク６０が配置されている。コルク６０は、ピン金具３０（大径部３２）と頭部２２（閉塞部２２ａ）が接触することを防止している。連結部３６は、他の懸垂碍子の連結孔に挿入することができる。一般的に、同じ強度クラスの懸垂碍子（破壊強度が設定された所定範囲の値を満足している、すなわち、同程度の強度を有する懸垂碍子）が、連結部３６と連結孔１０ａによって連結される。
【００２４】
図２を参照し、懸垂碍子１００の特徴についてさらに詳細に説明する。ピン金具３０の上方に大径部３２が設けられている。大径部３２は、ピン金具３０がセメント５０から抜けることを防止している。大径部３２の側面３２ａはテーパー状であり、傾斜角θ１（中心軸８０と側面３２ａの成す角度）は１８度〜２５度に調整されている。筒部２２ｂの内面に突出部２８が設けられている。突出部２８は、筒部２２ｂの内面のほぼ全面に設けられている。しかしながら、最も上部側に位置する突出部２８は、ピン金具３０（大径部３２）の上方端よりも下方に設けられている。突出部２８は、セメント５０が頭部２２（筒部２２ｂ）から抜けることを防止している。突出部２８の上方側の面は、直線部２８ｃを有している。具体的には、突出部２８の底部２８ｂと頂部２８ａの間に、部分的に直線部２８ｃが設けられている。突出部２８の傾斜角θ２（中心軸８０と直線部２８ｃの成す角度）は２２度〜２８度に調整されている。大径部３２及び突出部２８を設けることにより、ピン金具３０が頭部２２から抜けることを防止している。
【００２５】
筒部２２ｂの外面にサンド２６が固定されている。サンド２６は、磁器製であり、釉薬（図示省略）によって筒部２２ｂに固定されている。サンド２６は、筒部２２ｂの外面のほぼ全面に固定されている。サンド２６は、ピン金具３０（大径部３２）の上方端よりも上方まで設けられている。筒部２２ｂの外面にサンド２６を固定することにより、頭部２２がセメント４０から抜けることを防止している。キャップ金具１０の下方に、対向部１２が設けられている。対向部１２は、中心軸８０側に向けて突出した形状を有している。対向部１２は、ピン金具３０の大径部３２より下方に設けられている。対向部１２は、セメント４０がキャップ金具１０から抜けることを防止している。対向部１２の上方側の面は、直線部１２ｃを有している。すなわち、対向部１２の底部１２ｂと頂部１２ａの間に、部分的に直線部１２ｃが設けられている。対向部１２の傾斜角θ３（中心軸８０を直線部１２ｃの成す角度）は２２度〜２８度に調整されている。サンド２６と対向部１２を設けることにより、キャップ金具１０が頭部２２から外れることを防止している。
【００２６】
なお、懸垂碍子１００では、傾斜角θ１とθ２がθ１＜θ２となるように調整されている。また、傾斜角θ１とθ３がθ１＜θ３となるように調整されている。より詳細には、懸垂碍子１００では、傾斜角θ１，θ２及びθ３が、下記式（１）を満足するように、各々の傾斜角が調整されている。下記式（１）を満足するように各傾斜角を調整することにより、懸垂碍子１００の引張破壊強度が大幅に向上する。
【００２７】
懸垂碍子１００の利点を説明する。懸垂碍子１００では、筒部２２ｂの外面にサンド２６を固定し、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設けることにより、頭部２２（筒部２２ｂ）とセメント（セメント４０，５０）を強固に接合している。筒部２２ｂの外面に突出部を設けずにサンド２６を固定することにより、乾燥・焼成工程において筒部２２ｂの外面側に亀裂が生じることを抑制している。なお、乾燥・焼成工程で生じる亀裂には、表面に現れる亀裂と、表面には現れずに内部に発生する亀裂（内在欠陥）が存在する。筒部２２ｂの外面に突出部を設けた場合、突出部内に内在欠陥が生じているか否かは、碍子本体のみの検査で確認することが難しい。突出部内に内在欠陥が存在する碍子本体を用いて懸垂碍子を製造すると、内在欠陥を起因として低値破壊（本来よりも極めて弱い力で碍子本体が破壊する現象）が発生することが起こり得る。懸垂碍子１００では、筒部２２ｂの外面にサンド２６を固定することにより、筒部２２ｂの外面側に亀裂が生じることを抑制している。
【００２８】
懸垂碍子１００では、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設けている。すなわち、筒部２２ｂの内面にサンドを固定しない。筒部２２ｂの内面にサンドを固定すると、懸垂碍子に高電圧（インパルス電圧）が印加されたときに、サンド（より具体的には、サンドが存在する範囲とサンドが存在しない範囲との界面部分）に電圧が集中し、碍子本体が絶縁破壊することが起こり得る。そのため、従来は、碍子本体に絶縁破壊が生じないように、碍子本体（筒部）の厚みを十分に確保することが必要であった。懸垂碍子１００は、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設け、筒部２２ｂの内面にサンドを固定しない構造を採用することにより、碍子本体２０の絶縁破壊のリスクを低減することができ、従来よりも筒部の厚みを薄くすることができる。換言すると、懸垂碍子１００は、従来よりも耐インパルス電圧を向上させることができる。
【００２９】
また、筒部の厚みが薄くなると、筒部の内径が大きくなる。筒部の内径を大きくすると、懸垂碍子に引張荷重が加わったときにピン金具（大径部）から筒部に加わる剪断力を小さくすることができる。筒部の破壊が抑制され、懸垂碍子の引張破壊強度を向上させることができる。すなわち、懸垂碍子１００は、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設け、サンドを固定しない構造を採用することにより、引張破壊強度を向上させることができる。
【００３０】
通常、閉塞部の厚みは、筒部の厚みに対応して設定される。すなわち、筒部の厚みが薄いときは閉塞部の厚みも薄くし、筒部の厚みが厚いときは閉塞部の厚みも厚くする。このように、閉塞部の厚みを筒部の厚みに応じて変化させることにより、乾燥工程において両者の乾燥速度差を低減することができる。なお、閉塞部と筒部の乾燥速度差が大きくなると、閉塞部及び／又は筒部に亀裂が生じることがある。上記したように、懸垂碍子１００は、従来よりも筒部の厚みを薄くすることができる。そのため、懸垂碍子１００は、結果的に閉塞部の厚みも薄くすることができる。その結果、懸垂碍子１００では、懸垂碍子１００を製造するときに、ピン金具３０をより深くまで挿入することができる。中心軸８０方向において、ピン金具３０の端部（大径部３２）とキャップ金具１０の下方端（対向部１２）の距離を大きくすることができる。中心軸８０方向における大径部３２と対向部１２の距離を大きくすることにより、大径部３２と対向部１２の間でより大きな圧縮力を負担することができ、引張破壊強度が向上する。このことからも、懸垂碍子１００は、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設け、サンドを固定しない構造を採用することにより、引張破壊強度を向上させることができる。
【００３１】
また、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設け、サンドを固定しない構造を採用することにより、大径部３２から筒部２２ｂに加わる力がサンドに集中する現象に対策することが不要となる。筒部の内面にサンドを固定した場合、大径部からセメントを介して筒部に加わる力は、サンド（サンドが存在する範囲とサンドが存在しない範囲との界面部分）に集中しやすい。そのため、筒部の内面にサンドを設ける場合、大径部からの力を分散させるため、大径部の側面（上方から下方に向かう方向の側面形状）を曲面にすることが必要である。そのため、筒部の内面にサンドを固定する場合、ピン金具（大径部）が大きなくさび効果を発現することができない。懸垂碍子１００は、サンドに応力が集中する現象に対策する必要がないので、大径部３２の側面をテーパー状とし、大きなくさび効果を発現させることができる。なお、大径部３２の傾斜角θ１は、１８度〜２５度の範囲で調整可能であり、１９度以上であることが好ましく、２０度以上であることがより好ましく、２１度以上であることが特に好ましい。また、大径部３２の傾斜角θ１は、２４度以下であることが好ましく、２３度以下であることがより好ましく、２２以下であることが特に好ましい。
【００３２】
また、懸垂碍子１００では、突出部２８の上方側の面に直線部２８ｃが設けられている。懸垂碍子１００に引張力が加わると、ピン金具３０の大径部３２からの力が、突出部２８の上方側から突出部２８に加わる。突出部２８の上方側の面に直線部２８ｃを設けると、大径部３２からの力を面で受けることができる。なお、突出部２８の傾斜角θ２は、２２度〜２８度の範囲で調整可能であり、２２度以上であることが好ましく、２３度以上であることがより好ましく、２４度以上であることが特に好ましい。また、直線部２８ｃの傾斜角θ２は、２８度以下であることが好ましく、２７度以下であることがより好ましく、２６以下であることが特に好ましく、２５度以下であることが一層好ましい。
【００３３】
また、懸垂碍子１００では、キャップ金具１０の内側面に、大径部３２と対向する対向部１２が設けられている。上記したように、懸垂碍子１００に引張力が作用すると、ピン金具３０から碍子本体２０（筒部２２ｂ）に力（剪断力）が加わる。キャップ金具１０に対向部１２を設けると、ピン金具３０（大径部３２）からの力を、対向部１２で受けることができる。筒部２２ｂに対向部１２からの反力が作用し、大径部３２から筒部２２ｂに作用する剪断力を低減することができる。なお、キャップ金具１０に対向部１２を設けると、筒部２２ｂが大径部３２と対向部１２に挟まれた状態となり、筒部２２ｂに圧縮力が作用する。磁器(筒部２２ｂ)は、高い圧縮強度を有していることが知られている。そのため、対向部１２を設けることによって筒部２２ｂに加わる圧縮力が増加しても、筒部２２ｂに加わる剪断力を低減するメリットの方が大きい。
【００３４】
対向部１２は直線部１２ｃを有しており、ピン金具３０（大径部３２）からの力を面で受けることができる。対向部１２の傾斜角θ３は、２０度〜２８度の範囲で調整可能である。傾斜角θ３は、２１度以上であることが好ましく、２２度以上であることがより好ましく、２２．５度以上であることが特に好ましい。また、傾斜角θ３は、２７度以下であることが好ましく、２６度以下であることがより好ましく、２５度以下であることが特に好ましく、２３．５度以下であることが一層好ましい。
【００３５】
なお、懸垂碍子１００では、筒部２２ｂの内面に突出部２８を設けることによって、内面に突出部を設けない形態（例えば内面にサンドを固定する形態）と比較して、製造過程で筒部２２ｂの内側に亀裂が発生し易くなることが起こり得る。しかしながら、筒部２２ｂの内側の亀裂の有無は、碍子本体での検査方法（内圧検査）が確立しており、懸垂碍子組み立てることなく確認することができる。筒部２２ｂの内面は、筒部２２ｂの外面と比較して、突出部を形成することによるデメリットが小さい。
【実施例】
【００３６】
懸垂碍子１００の傾斜角θ１〜θ３を変化させ、引張破壊強度の測定を行った（実施例１−３）。また、懸垂碍子に急峻波の電圧を印加し、急峻波電圧が印加されたときの耐久性について測定した（実施例４：急峻波試験、実施例５：複合ストレス試験）。急峻波試験及び複合ストレス試験の詳細については後述する。
【００３７】
（実施例１）
碍子本体の突出部の傾斜角θ２を２０度から３０度まで変化させ、引張試験を行った。なお、傾斜角θ１、θ３は、各々２１．５度、２３度とした。結果を図３に示す。図３の横軸は傾斜角θ２を示し、縦軸は引張破壊強度を示している。なお、図３は、製造ばらつき（例えば製造ロットによる引張破壊強度のばらつき）を考慮し、全ての製品（懸垂碍子）で保証値（引張破壊強度の保証値）を満足するために必要とされる碍子本体の破壊強度を「１００」とし、保証値に対する本試験で得られた破壊強度の比を示している。図３に示すように、傾斜角θ２が２２度以上２８度以下のときに良好な引張破壊強度が得られることが確認された。図３に示す結果より、製造公差を考慮すると、傾斜角θ２は、２３度以上２７度以下であることが好ましく、２４度以上２５度以下であることが特に好ましいことが確認された。
【００３８】
（実施例２）
ピン金具の大径部の傾斜角θ１を１４度から２６度まで変化させ、引張試験を行った。傾斜角θ２、θ３は、各々２４．５度、２３度とした。結果を図４に示す。図４の横軸は傾斜角θ１を示し、縦軸は引張破壊強度を示している。なお、図４の結果も、図３と同様に、保証値に対する本試験で得られた破壊強度の比を示している。図４に示すように、傾斜角θ１が１８度以上２５度以下のときに良好な引張破壊強度が得られることが確認された。図４に示す結果より、製造公差を考慮すると、傾斜角θ１は、１９度以上２３度以下であることが好ましく、２０度以上２２度以下であることが特に好ましいことが確認された。
【００３９】
（実施例３）
キャップ金具の対向部の傾斜角θ３を２０度から３０度まで変化させ、引張試験を行った。傾斜角θ１、θ２は、各々２１．５度、２４．５度とした。結果を図５に示す。図５の横軸は傾斜角θ３を示し、縦軸は引張破壊強度を示している。なお、図５の結果も、図３及び図４と同様に、保証値に対する本試験で得られた破壊強度の比を示している。図５に示すように、傾斜角θ３が２０度以上２７度以下のときに良好な引張破壊強度が得られることが確認された。図５に示す結果より、製造公差を考慮すると、傾斜角θ３は、２０度以上２５度以下であることが好ましく、２２度以上２３．５度以下であることが特に好ましいことが確認された。
【００４０】
（実施例４）
まず、急峻波試験について説明する。急峻波試験は、IEC61211に規定されているように急峻波電圧（インパルス電圧）を印加されても懸垂碍子の絶縁性能が低下しないこと（碍子本体の亀裂発生の有無）を確認する試験である。具体的には、懸垂碍子１００に波高およそ３６８ｋＶ、波頭長およそ１４０ｎｓの電圧（電圧峻度（傾き）およそ２６５０ｋＶ／ｎｓ）を、正極性電圧５回、負極性電圧５回、正極性電圧５回、負極性電圧５回の順に印加（合計２０回）した。また、比較例として、筒部の内面に突出部を設けてないことを除き、懸垂碍子１００と同サイズの碍子本体の筒部の内外面にサンドが固定された懸垂碍子についても同様の試験を行った。すなわち、比較例の碍子本体の筒部の厚みは、懸垂碍子１００の筒部２２ｂの突出部２８が設けられていない部分（薄肉部分）の厚みと同一である。試験結果を図６に示す。図６は、各懸垂碍子（懸垂碍子１００、比較例の懸垂碍子）１０個中、絶縁性能の低下を確認（亀裂が発生した）懸垂碍子の個数を示している。図６に示すように、懸垂碍子１００は全く絶縁性能が低下しなかったが（１０個中０個）、比較例の懸垂碍子は絶縁性能が低下（亀裂を発生するものが存在）した（１０個中１個）。
【００４１】
（実施例５）
複合ストレス試験について説明する。複合ストレス試験は、懸垂碍子１００をIEC60383に規定されているように促進劣化させた後（促進劣化試験後）、上記急峻波試験を実施する試験である。具体的には、懸垂碍子１００に保証荷重の６０〜６５％の荷重（引張力）を加えた状態で、−３０度１２時間（降温時間を含む）、＋４０度１２時間（昇温時間を含む）を１サイクルとする温度変化を４回（４サイクル）実施し、懸垂碍子１００の劣化を促進させた。なお、促進劣化試験では、各サイクルが終了したとき（温度４０度のとき）に懸垂碍子１００に加えていた荷重を一旦開放し、次のサイクルが始まるときに再度同じ荷重を加えた。また、各ピーク温度（−３０度、＋４０度）のキープ時間が４時間以上となるように、昇降温速度を調整した。本実施例でも、比較例として、筒部の内面に突出部を設けてないことを除き、懸垂碍子１００と同サイズ（筒部の厚みが、懸垂碍子１００の筒部２２ｂの薄肉部分の厚みと同一）の碍子本体の筒部の内外面にサンドが固定された懸垂碍子についても同様の試験を行った。試験結果を図６に示す。図６は、各懸垂碍子１０個中、絶縁性能の低下を確認（亀裂が発生）した懸垂碍子の個数を示している。
【００４２】
図６に示すように、懸垂碍子１００は全く絶縁性能が低下しなかったが（１０個中０個）、比較例の懸垂碍子は絶縁性能が低下（亀裂が発生するものが存在）した（１０個中４個）。図６に示すように、内外面にサンドを固体した懸垂碍子（比較例）は、促進劣化試験を行うことによって急峻波特性が低下している。すなわち、比較例の懸垂碍子は、長期間の使用により、急峻波特性（耐インパルス電圧特性）が低下することを示している。それに対して、懸垂碍子１００は、促進劣化試験を行っても急峻波特性の低下が確認されなかった。図６に示す結果は、懸垂碍子１００は使用初期の急峻波特性が従来の懸垂碍子より高いだけでなく、長期間使用した後の急峻波特性も従来の懸垂碍子より高いことを示している。
【００４３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４４】
１０：キャップ金具
２２：筒部
２６：サンド
２８：突出部
３０：ピン金具
４０，５０：接合材料
１００：懸垂碍子
【図１】
2019160699.tif 000003
【図２】
2019160699.tif 000004
【図３】
2019160699.tif 000005
【図４】
2019160699.tif 000006
【図５】
2019160699.tif 000007
【図６】
2019160699.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月13日(2019.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ピン金具の頭部にテーパー面が設けられている場合、碍子本体の内面に設けられている突出部において、突出部の底部と頂部の間に平面部が設けられていてよい。テーパー面から接合材料を介して碍子本体に加わる力を、平面部で効率よく受けることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
なお、懸垂碍子１００では、傾斜角θ１とθ２がθ１＜θ２となるように調整されている。また、傾斜角θ１とθ３がθ１＜θ３となるように調整されている。より詳細には、懸垂碍子１００では、傾斜角θ１，θ２及びθ３が、下記式（１）を満足するように、各々の傾斜角が調整されている。下記式（１）を満足するように各傾斜角を調整することにより、懸垂碍子１００の引張破壊強度が大幅に向上する。
θ１＜θ３＜θ２・・・（１）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図６に示すように、懸垂碍子１００は全く絶縁性能が低下しなかったが（１０個中０個）、比較例の懸垂碍子は絶縁性能が低下（亀裂が発生するものが存在）した（１０個中４個）。図６に示すように、内外面にサンドを固定した懸垂碍子（比較例）は、促進劣化試験を行うことによって急峻波特性が低下している。すなわち、比較例の懸垂碍子は、長期間の使用により、急峻波特性（耐インパルス電圧特性）が低下することを示している。それに対して、懸垂碍子１００は、促進劣化試験を行っても急峻波特性の低下が確認されなかった。図６に示す結果は、懸垂碍子１００は使用初期の急峻波特性が従来の懸垂碍子より高いだけでなく、長期間使用した後の急峻波特性も従来の懸垂碍子より高いことを示している。