(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器本体を下方から絶縁支持する絶縁支持物であって、
樹脂から成る柱状部と、
前記柱状部の軸方向の一端面に埋め込まれた第１の埋金と、
前記柱状部の軸方向の他端面に埋め込まれた第２の埋金と、
前記第１の埋金の側で前記柱状部の外周面に前記柱状部と一体にかつ環状に設けられ前記樹脂から成る一つの突起部と、
を備え、
前記第１の埋金は、据付面に固定される円柱状の第１の基部と、前記第１の基部の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る第１の先端部とを有し、
前記第２の埋金は、前記電気機器本体に固定される円柱状の第２の基部と、前記第２の基部の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る第２の先端部とを有し、
前記第１の先端部の全体は、前記軸方向における前記突起部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする電気機器の絶縁支持物。
【請求項２】
前記突起部の先端位置は、前記軸方向における前記第１の先端部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項３】
前記第１および第２の埋金はそれぞれ複数個設けられ、
複数個の前記第１の埋金はそれぞれ前記第１の基部と前記第１の先端部とを有し、
複数個の前記第２の埋金はそれぞれ前記第２の基部と前記第２の先端部とを有し、
前記各第１の先端部の全体は、前記軸方向における前記突起部の延在範囲内に配置され、
前記突起部の先端位置は、前記軸方向における前記各第１の先端部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項４】
前記柱状部の外周面には、ひだとして前記突起部のみが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項５】
前記柱状部は、円柱状または円錐台状であることを特徴とする請求項１または２に記載
の電気機器の絶縁支持物。
【請求項６】
前記第１および第２の先端部は、それぞれ半球体状であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項７】
前記電気機器は、電力用開閉装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項８】
前記第２の埋金の側で前記柱状部の外周面に前記柱状部と一体にかつ環状に設けられ前記樹脂から成る別の一つの突起部を備え、
前記第２の先端部の全体は、前記軸方向における前記別の突起部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項９】
前記別の突起部の先端位置は、前記軸方向における前記第２の先端部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項１０】
前記第１および第２の埋金はそれぞれ複数個設けられ、
複数個の前記第１の埋金はそれぞれ前記第１の基部と前記第１の先端部とを有し、
複数個の前記第２の埋金はそれぞれ前記第２の基部と前記第２の先端部とを有し、
前記各第１の先端部の全体は、前記軸方向における前記突起部の延在範囲内に配置され、
前記各第２の先端部の全体は、前記軸方向における前記別の突起部の延在範囲内に配置され、
前記突起部の先端位置は、前記軸方向における前記各第１の先端部の延在範囲内に配置されて、
前記別の突起部の先端位置は、前記軸方向における前記各第２の先端部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項１１】
前記柱状部の外周面には、ひだとして前記突起部と前記別の突起部のみが設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項１２】
前記第１および第２の先端部は、それぞれ半球体状であることを特徴とする請求項８または９に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項１３】
前記柱状部は、円柱状または円錐台状であることを特徴とする請求項８または９に記載の電気機器の絶縁支持物。
【請求項１４】
前記電気機器は、電力用開閉装置であることを特徴とする請求項８または９に記載の電気機器の絶縁支持物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用開閉装置等の電気機器の絶縁支持物に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力用開閉装置は、発電所等において発電機と主変圧器との間に配置される主回路開閉装置である。電力用開閉装置の本体である充電部は、大気中で据付面上に設置された絶縁支持物により絶縁支持される。【０００３】
この絶縁支持物は、充電部の重量と開閉操作に伴う操作荷重に耐え得る必要があるため、一定の機械的強度が要求される。【０００４】
また、絶縁支持物には、ひだが設けられることがある。これは、絶縁支持物の表面が汚損されると絶縁性能が低下するため、予め沿面距離を長くして漏洩長を長くし、絶縁強度を確保することを目的としている。【０００５】
また、絶縁支持物を充電部および据付面にそれぞれ固定するために、絶縁支持物の両端面にはそれぞれ埋金が設けられる構造が一般的である。【０００６】
また、特許文献１には、樹脂製碍子を構成する樹脂製の柱状部の両端面にそれぞれ金具が埋着され、柱状部の外面には沿面絶縁強度を確保するためのひだが設けられた構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３０６８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、絶縁支持物には支持構造物としての機械的強度が要求される。【０００９】
一方、絶縁支持物において強度が最も脆弱な箇所は埋金の先端部になる。これは、埋金が埋設された箇所では樹脂の断面積がより小さくなること、埋金の先端部では樹脂の剥離が生じやすく、強度試験では剥離した箇所を起点に絶縁支持物が破壊されるに至ることによる。【００１０】
そこで、従来は、埋金の先端部における絶縁支持物の機械的強度を確保するために、絶縁支持物の横断面を一様に増大させていた。つまり、絶縁支持物の径を一様に大きくすることで、絶縁支持物の機械的強度を確保していた。【００１１】
しかしながら、このような従来の構造では、絶縁支持物の径が一様に大きくなるので、重量が増大し材料費によりコストも増大する。【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機械的強度および絶縁強度が確保されると共に軽量化および低コスト化も可能な電気機器の絶縁支持物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】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電気機器の絶縁支持物は、電気機器本体を下方から絶縁支持する絶縁支持物であって、樹脂から成る柱状部と、前記柱状部の軸方向の一端面に埋め込まれた第１の埋金と、前記柱状部の軸方向の他端面に埋め込まれた第２の埋金と、前記第１の埋金の側で前記柱状部の外周面に前記柱状部と一体にかつ環状に設けられ前記樹脂から成る一つの突起部と、を備え、前記第１の埋金は、
据付面に固定される円柱状の第１の基部と、前記第１の基部の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る第１の先端部とを有し、前記第２の埋金は、前記電気機器本体に固定される円柱状の第２の基部と、前記第２の基部の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る第２の先端部とを有し、前記第１の先端部の全体は、前記軸方向における前記突起部の延在範囲内に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、機械的強度および絶縁強度が確保されると共に軽量化および低コスト化も可能な電気機器の絶縁支持物を提供することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態に係る電気機器の構成を示す図である。
【図２】図２は、据付面側の埋金周辺の構成を示す拡大図である。
【図３】図３は、電気機器本体側の埋金周辺の構成を示す拡大図である。
【図４】図４は、電気機器本体側の突起部によるバリア効果を説明するための図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る電気機器の別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態に係る電気機器の絶縁支持物を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る電気機器の構成を示す図である。本実施の形態に係る電気機器は、電気機器本体１と、据付面１０上で電気機器本体１を下方から絶縁支持する絶縁支持物２とを備えている。
【００１８】
電気機器は、例えば電力用開閉装置である。電力用開閉装置は、発電所または変電所等で発電機と主変圧器との間に配置される主回路開閉装置である。電気機器が電力用開閉装置の場合、電気機器本体１は充電部である。据付面１０は、例えば地面もしくは床面上に載置された金属板、または架台等の表面である。据付面１０は、接地面である。また、電気機器は大気中に配置されている。なお、図１では、絶縁支持物２は縦断面で示されている。
【００１９】
絶縁支持物２は、樹脂から成り軸方向に延伸する柱状部２ａと、柱状部２ａの軸方向の一端面に埋め込まれた埋金４ａ（第１の埋金）と、柱状部２ａの軸方向の他端面に埋め込まれた埋金４ｂ（第２の埋金）と、埋金４ａの側で柱状部２ａの外周面に柱状部２ａと一体にかつ環状に設けられ前記樹脂から成る一つの突起部３ａと、埋金４ｂの側で柱状部２ａの外周面に柱状部２ａと一体にかつ環状に設けられ前記樹脂から成る一つの突起部３ｂとを備えている。なお、以下では、「軸方向」は、柱状部２ａの軸方向である。絶縁支持物２は、例えば複数本設けることが好ましい。
【００２０】
絶縁支持物２は、例えばエポキシ樹脂で成形され、柱状部２ａと突起部３ａ，３ｂは一体に成形される。柱状部２ａは、例えば円柱状である。
【００２１】
埋金４ａは、例えばボルト等を介して据付面１０に固定される。埋金４ｂは、例えばボルト等を介して電気機器本体１に固定される。埋金４ａ，４ｂは、それぞれ例えば複数個設けることが好ましい。
【００２２】
図２は、埋金４ａ周辺の構成を示す拡大図である。埋金４ａは、絶縁支持物２の据付面１０に固定される円柱状の基部４０（第１の基部）と、基部４０の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る先端部４１（第１の先端部）とを有する。
【００２３】
基部４０は、柱状部２ａの据付面１０側の端面から埋め込まれている。絶縁支持物２は、基部４０を介して据付面１０に例えばボルト締結される。
【００２４】
先端部４１は、埋金４ｂ側に向かって凸状の滑らかな曲面を外面として有する。また、先端部４１は、角が形成されないよう滑らかに基部４０に接続されている。先端部４１は、例えば半球体状が好ましい。
【００２５】
図２では、突起部３ａの軸方向の延在範囲をＢで示している。すなわち、Ｂは突起部３ａの柱状部２ａの外面上での付け根の軸方向の範囲であり、突起部３ａは軸方向にＢの範囲で柱状部２ａに接続されている。また、図２では、先端部４１の軸方向の延在範囲をＡで示している。
【００２６】
図２に示すように、本実施の形態では、Ａで示す範囲はＢで示す範囲内に含まれる。すなわち、先端部４１の全体は、軸方向における突起部３ａの延在範囲内に配置されている。
【００２７】
また、図２では、軸方向における突起部３ａの先端位置をＰで示している。突起部３ａは例えば山形であり、先端位置Ｐは頂点の位置である。図２に示すように、本実施の形態では、ＰはＡで示す範囲内に含まれる。すなわち、突起部３ａの先端位置は、軸方向における先端部４１の延在範囲内に配置されている。なお、この場合、ＰがＡの上端または下端に位置する場合も含まれる。
【００２８】
図３は、埋金４ｂ周辺の構成を示す拡大図である。埋金４ｂは、電気機器本体１に固定される円柱状の基部４２（第２の基部）と、基部４２の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る先端部４３（第２の先端部）とを有する。
【００２９】
基部４２は、柱状部２ａの１側の端面から埋め込まれている。絶縁支持物２は、基部４２を介して電気機器本体１に例えばボルト締結される。
【００３０】
先端部４３は、埋金４ａ側に向かって凸状の滑らかな曲面を外面として有する。また、先端部４３は、角が形成されないよう滑らかに基部４２に接続されている。先端部４３は、例えば半球体状が好ましい。
【００３１】
図３では、突起部３ｂの軸方向の延在範囲をＤで示している。すなわち、Ｄは突起部３ａの柱状部２ａの外面上での付け根の軸方向の範囲であり、突起部３ｂは軸方向にＤの範囲で柱状部２ａに接続されている。また、先端部４３の軸方向の延在範囲をＣで示している。
【００３２】
図３に示すように、本実施の形態では、Ｃで示す範囲はＤで示す範囲内に含まれる。すなわち、先端部４３の全体は、軸方向における突起部３ｂの延在範囲内に配置されている。
【００３３】
また、図３では、軸方向における突起部３ｂの先端位置をＱで示している。突起部３ｂは例えば山形であり、先端位置Ｑは頂点の位置である。図３に示すように、本実施の形態では、ＱはＣで示す範囲内に含まれる。すなわち、突起部３ｂの先端位置は、軸方向における先端部４３の延在範囲内に配置されている。なお、この場合、ＱがＣの上端または下端に位置する場合も含まれる。
【００３４】
本実施の形態の作用効果について説明する。絶縁支持物２には、支持構造物としての強度が要求される。絶縁支持物２は、電気機器本体１の重量、電気機器本体１の動作荷重、および地震等による振動に耐え得る強度が要求される。電気機器本体１が電力用開閉装置の充電部である場合には、特に開閉操作に伴う操作荷重に対する強度が要求される。
【００３５】
ところで、絶縁支持物２で機械的強度が最も脆弱な箇所は、埋金４ａ，４ｂの先端部４１，４３になる。強度試験では、絶縁支持物が破壊される場合、埋金の先端部から樹脂が剥離し、この剥離の発生した箇所を起点として破壊が生ずることがほとんどである。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、絶縁支持物２の機械的強度を確保するために、埋金４ａ，４ｂの先端部４１，４３の位置に対応させて、突起部３ａ，３ｂを設けるようにしている。
【００３７】
すなわち、各先端部４１の全体が、突起部３ａの軸方向における延在範囲内に配置されるように構成される。また、各先端部４３の全体が、突起部３ｂの軸方向における延在範囲内に配置されるように構成される。
【００３８】
このような構成により、機械的強度上の脆弱点である先端部４１，４３における樹脂の断面積を大きくすることができるので、絶縁支持物２の機械的強度を確保することができる。
【００３９】
また、柱状部２ａの外面に突起部３ａ，３ｂを設けることで、沿面距離を長くすることができるので、絶縁支持物２の絶縁強度も確保することができる。
【００４０】
また、機械的強度上の脆弱点である先端部４１，４３に突起部３ａ，３ｂを設けるようにしているので、突起部３ａ，３ｂ間の柱状部２ａの径は可能な限り小さくすることができ、軽量化および低コスト化が可能となる。
【００４１】
また、本実施の形態では、突起部３ａの先端位置が各先端部４１の軸方向の延在範囲内に配置されるように構成され、突起部３ｂの先端位置が各先端部４３の軸方向の延在範囲内に配置されるように構成される。
【００４２】
このような構成は、突起部３ａ，３ｂの横断面の最も大きな箇所（先端位置Ｐ，Ｑ）を先端部４１，４３に合わせることができるので、機械強度上最も好ましい。
【００４３】
また、本実施の形態では、先端部４１，４３をそれぞれ半球体状にしている。これにより、先端部４１，４３と樹脂との密着性がより向上するので、絶縁支持物２の機械的強度が向上する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、突起部３ａ，３ｂの双方を設けるようにしたが、いずれか一方を設ける構成でもよい。すなわち、柱状部２ａの外周面にひだとして、突起部３ａ，３ｂのみを設ける構成のみならず、突起部３ａのみを設ける構成、あるいは、突起部３ｂのみを設ける構成も可能である。
【００４５】
電気機器本体１がその動作により振動する場合、例えば、電気機器本体１が電力用開閉装置の充電部であり、開閉操作により電気機器本体１が振動する場合、振動に伴って発生するモーメント荷重は、電気機器本体１からの距離に比例して大きくなる。従って、この場合は、埋金４ａにかかるモーメント荷重がより大きくなるため、少なくとも、突起部３ａを設けることとなる。
【００４６】
なお、従来の絶縁支持物では、埋金の先端部における絶縁支持物の機械的強度を確保するために、絶縁支持物の横断面を一様に増大させていた。つまり、絶縁支持物の径を一様に大きくすることで、絶縁支持物の機械的強度を確保していた。そのため、絶縁支持物が大径化し、重量およびコストが増大していた。
【００４７】
また、従来の絶縁支持物では、柱状部の外面にひだが設けられる場合があるが、このひだは沿面距離を長くし絶縁強度を確保する目的のみで設けられており、絶縁支持物の機械的強度の向上を目的としたものとは作用効果が異なる。
【００４８】
また、特許文献１の図６には、一端面に充電部固定用螺子穴金具が埋着され他端面には固定用螺子穴金具が埋着された樹脂製柱状体の外面にひだが形成された樹脂製碍子が記載されている。
【００４９】
しかしながら、同図の構成は、以下の理由で本実施の形態の構成とは異なる。まず、同図では、金具には螺子穴も含めて記載されているので、本実施の形態の埋金４ａ，４ｂと比較すべきは、螺子穴を除いた金具の外形である。そうすると、固定用螺子穴金具は、その外形が断面略長方形であり、その先端部は応力集中により、強度的に弱い形状となっている。これは、充電部固定用螺子穴金具についても同様である。
【００５０】
また、特許文献１では、ひだの位置と金具の先端部の位置を調整して樹脂製碍子の機械的強度を向上させるという技術思想は記載されておらず、また、示唆もされていない。実際、同図では、固定用螺子穴金具および充電部固定用螺子穴金具の各先端部は、概ねひだ間の谷間に配置されている。特に、ひだの先端位置は、固定用螺子穴金具および充電部固定用螺子穴金具の各先端部の軸方向における延在範囲内に配置されていない。
【００５１】
また、特許文献１の図７には、下半分にのみにひだが形成された樹脂製碍子が記載されている。しかしながら、固定用螺子穴金具の一方は、その外形が断面略長方形であり、本実施の形態のように先端部４１，４３が凸状の滑らかな外面で構成されるものとは異なる。これは、充電部固定用螺子穴金具についても同様である。また、固定用螺子穴金具の他方は、本実施の形態のように基部４０，４２が円柱状のものとは異なる。また、ひだの先端位置は、固定用螺子穴金具の先端部の軸方向における延在範囲内に配置されておらず、また、配置されていることの明確な記載がない。従って、同図の構成も、本実施の形態の構成とは異なる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、柱状部２ａは円柱状としたが、円錐台状とすることもできる。図５は、本実施の形態に係る電気機器の別の構成を示す図である。なお、図５では、図１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００５３】
図５では、２本の絶縁支持物２が示されており、一方の絶縁支持物２の柱状部２ａは円柱状であり、他方の絶縁支持物２の柱状部２ｂは円錐台状である。柱状部２ｂを備えた絶縁支持物２においても、埋金４ａ，４ｂの先端部の全体は、それぞれ突起部３ａ，３ｂの軸方向における延在範囲内に配置されるように構成される。この場合、突起部３ａ，３ｂの軸方向における延在範囲は、突起部３ａ，３ｂの柱状部２ａ上での付け根の範囲を軸方向に射影した範囲である。また、突起部３ａ，３ｂの先端位置は、それぞれ埋金４ａ，４ｂの先端部の軸方向の延在範囲内に配置されるように構成される。埋金４ａ，４ｂの先端部の軸方向の延在範囲については上記と同様である。
【００５４】
上記したように、電気機器本体１が振動する場合、振動に伴って発生するモーメント荷重は、電気機器本体１からの距離に比例して大きくなる。そこで、本実施の形態のように、柱状部２ｂを円錐台状とし、電気機器本体１からの距離に比例して柱状部２ｂの径を大きくすることで、埋金４ａ付近の機械的強度を上げることができると共に、埋金４ｂ側の柱状部２ｂの径を小さくして軽量化を図ることができる。
【００５５】
なお、電気機器本体１を支持する複数本の絶縁支持物２のすべてを円錐台状の柱状部２ｂで構成することもできる。
【００５６】
また、図１および図５では、突起部３ａ，３ｂを設けるようにしたが、突起部３ｂは次に述べるようなバリア効果を奏する。電気機器本体１は気中で絶縁されているが、絶縁破壊がされ放電する場合、放電が絶縁支持物２の表面を這う場合と、気中で電気機器本体１と据付面１０（接地面）とが電気的につながって放電する場合がある。後者に対しては、絶縁支持物２の電気機器本体１側に突起部３ｂを設けることで、電気機器本体１から据付面１０までの直線距離（絶縁距離）が増大するので、絶縁性能が向上する（バリア効果）。
【００５７】
これを模式的に示したのが図４である。図４（ａ）では、絶縁支持物２に突起部３ｂが設けられておらず、図４（ｂ）では、絶縁支持物２に突起部３ｂが設けられている。図４（ａ）では、電気機器本体１から据付面１０（接地面）までの直線距離は直線１４の長さで決まる。図４（ｂ）では、電気機器本体１から据付面１０（接地面）までの直線距離は直線１５の長さで決まる。直線１５の長さは、明らかに直線１４の長さよりも長く、絶縁支持物２に突起部３ｂを設けた場合の方が気中の絶縁距離が長くなるので絶縁性能が向上する。なお、図４では、図１または図５と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、図４では、絶縁支持物２は円錐台状の柱状部２ｂで構成されるとしているが、円柱状の柱状部２ａで構成される場合も同様である。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、機械的強度および絶縁強度が確保されると共に軽量化および低コスト化も可能な電気機器の絶縁支持物２を提供することができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、絶縁支持部２と電気機器本体１とを備えた電気機器を提供することができる。
【００６０】
また、本実施の形態は、電気機器が電力用開閉装置の場合に好適である。
【００６１】
なお、本実施の形態では、絶縁支持物２に突起部３ａ，３ｂの少なくとも一方が設けられるとしたが、突起部３ａ，３ｂに加えて、突起部３ａ，３ｂ間にひだを設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明は、電気機器の絶縁支持物として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１  電気機器本体、２  絶縁支持物、２ａ，２ｂ  柱状部、３ａ，３ｂ  突起部、４ａ，４ｂ  埋金、１０  据付面、１４，１５  直線、４０，４２  基部、４１，４３  先端部。
【要約】
絶縁支持物２は、樹脂から成る柱状部２ａと、柱状部２ａの軸方向の一端面に埋め込まれた埋金４ａと、柱状部２ａの軸方向の他端面に埋め込まれた埋金４ｂと、埋金４ａの側で柱状部２ａの外周面に柱状部２ａと一体にかつ環状に設けられた前記樹脂から成る一つの突起部３ａとを備える。埋金４ａは、据付面１０に固定される円柱状の第１の基部と、この第１の基部の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る第１の先端部とを有する。埋金４ｂは、電気機器本体１に固定される円柱状の第２の基部と、この第２の基部の先端に一体に設けられ外面が凸状の滑らかな曲面から成る第２の先端部とを有する。前記第１の先端部の全体は、前記軸方向における突起部３ａの延在範囲内に配置される。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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