(57)【要約】  製造効率が高く、圧力タンク内に真空バルブ等の開閉部を収納することを阻害しない圧力タンクを得る。  本発明の圧力タンクは、少なくとも一つの貫通するスリット状のほぞ穴（１５）が形成され、内部に空間を形成するタンク本体（５）と、端部に一方向を向いて形成されたほぞ部（１７）と前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部を有し、ほぞ穴（１５）にほぞ部（１７）を挿入してタンク本体（５）の内壁面に取り付けられた補強材（１０）と、ほぞ部（１７）の先端を、タンク本体（５）の外側から熔解させほぞ穴（１５）とほぞ部（１７）とを隙間なく閉塞して固定した溶接部（１８）とを備えたものである。
2016163051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくも一つの貫通するほぞ穴が形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて形成されたほぞ部を有するとともに、前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部を備え、
前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内壁面に取り付けられた補強材と、
前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解させ前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とする圧力タンク。
【請求項２】
前記補強材の断面形状がＵ字型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項３】
前記補強材の断面形状が板状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項４】
前記補強材がブロック状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項５】
前記補強材の断面形状が山型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項６】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項７】
前記溶接部は、前記ほぞ穴の壁面と前記ほぞ部のみを溶融して接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載した圧力タンクと、前記圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項９】
圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたガス絶縁開閉装置において、
前記圧力タンクは、少なくも一つの貫通するほぞ穴が形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて形成されたほぞ部を有するとともに、前記ほぞ部とは反対側に前記開閉部の方向に向けて電界緩和部が形成された補強材と、
前記補強材のほぞ部を前記タンク本体のほぞ穴に挿入して、前記ほぞ部の先端を前記タンク本体の外側から熔解させ、前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項１０】
前記補強材は、前記圧力タンクの内面において垂直方向及び水平方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項９に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１１】
前記開閉部は真空バルブを含み、前記補強材のうち水平方向に向けて配置された補強材は、前記真空バルブの軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１２】
内部に空間を形成するタンク本体に少なくとも一つの貫通するほぞ穴が形成される工程と、
前記タンク本体の厚さよりも高さが大きいほぞ部を端部に一方向を向いて形成するとともに前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部を備えた補強材を、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内側に取り付ける工程と、
前記タンク本体の外表面から突出した前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解して前記ほぞ穴と前記ほぞ部との隙間を閉塞して溶接部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする圧力タンクの製造方法。
【請求項１３】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１２に記載の圧力タンクの製造方法。
【請求項１４】
前記溶接部の形成は、ＴＩＧ溶接を使用することを特徴とする請求項１２に記載の圧力タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力タンク、これを用いたガス絶縁開閉装置および圧力タンクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置は、絶縁性と消弧能力とに優れたガスを充てんした圧力タンク内に真空バルブ等からなる開閉部を固定した構造をしている。この圧力タンク内は、一般に０．０３〜０．６ＭＰａ程度の圧力でガスを充てんしており、従来の気中絶縁開閉装置に比べて、絶縁性能、消弧性能に優れ、大幅な小型化が可能である。また、開閉部は圧力タンク内に密閉されているため汚損の影響がなく、信頼性が高く安全であるという特長を有している。【０００３】
このガス絶縁開閉装置では、圧力タンク内にガスを安定して保持し、充てんガスの内圧による圧力タンクの角部分への応力集中による圧力タンクの破壊を防止することが必要である。このような目的に対応するために、この圧力タンクは金属板からなる壁面材を組合せ、壁面材相互間の接続部分を溶接により接続し、さらに圧力タンクの内壁面には棒状部材または曲げ加工した板材が溶接され補強されている（例えば特許文献１および特許文献２）。【０００４】
また、一般にタンク等の容器の強度を高める構造として、タンクを構成する各壁面材のうち、対向する壁面材間に板状の補強材を形成してタンク内に壁を形成する構造がある（例えば特許文献３）。この板状の補強材と壁面材の接合は、板状の補強材の対向する二辺に突出したほぞ部を形成し、対向する壁面材には、ほぞ部を挿入するための壁面材を貫通するスリット状のほぞ穴を形成する。タンクの内側から、補強材の二辺に形成したほぞ部を対向する２つの壁面材のほぞ穴に挿入、嵌合させ、タンクの外側からほぞ部とほぞ穴を溶接することでタンク内の対向する壁面材間に板状の補強材を固定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６８２５号公報
【特許文献２】特開平６−２３１０９７号公報
【特許文献３】特表２００９−５３５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、圧力タンクを構成するタンク本体の壁面材を、圧力タンクの内側からこの棒状部材等により補強する場合、作業を行うための空間が狭く、限られた空間内で溶接等の作業を行うため、作業効率が低くなるという問題があった。さらに、溶接を行った部分の付近にはスパッタ(Weld  spatter)が生じ、スパッタ清掃が不可欠であり、溶接による熱のために構造材に歪が生じ、歪を取り除く作業も必要となるという問題があった。【０００７】
また、板状の補強材を対向する壁面材の間に形成した場合、タンク本体内に開閉部等を取り付けるための領域が小さくなり、ガス絶縁開閉装置を小型に構成することが困難であるという問題があった。【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであって、製造が容易で、小型化が可能な圧力タンク、これを用いたガス絶縁開閉装置および圧力タンクの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧力タンクは、少なくとも一つの貫通するほぞ穴が形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、端部に一方向を向いて形成されたほぞ部を有するとともに、前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部を備え、ほぞ穴にほぞ部を挿入してタンク本体の内側に取り付けられた補強材と、ほぞ部の先端を、壁面材の外側から熔解させほぞ穴とほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧力タンクは、圧力タンクを構成するタンク本体の壁面材に形成したほぞ穴に、補強材の一方向に突出したほぞ部を挿入し、タンク本体の外部から溶接により固定することで、製造が容易になるとともに、開閉装置の小型化が可能な圧力タンクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の圧力タンクの投影図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る補強材の投影図である。
【図４】本発明の図２に示す圧力タンクのＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の図２に示す圧力タンクのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る溶接方法の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る圧力タンクの補強材の投影図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る圧力タンクの補強材の投影図である。
【図９】図８の溶接個所を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る圧力タンクの補強材の投影図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る圧力タンクの補強材の溶接個所を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る圧力タンクの補強材の溶接個所を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７に係る圧力タンクの補強材の溶接個所を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態８に係る圧力タンクを示す斜視図である。
【図１５】図１４の圧力タンクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。
【００１３】
実施の形態１．
＜ガス絶縁開閉装置の構造＞
図１はガス絶縁開閉装置の構成を模式的に示したものであり、破線で示した部分は圧力タンク４の内部に収納された開閉部を示している。ガス絶縁開閉装置は、絶縁ロッド６、真空バルブ７、固定端子８、絶縁ホルダ９からなり、圧力タンク４内に収納した開閉部と、それを動作させる操作ばね２ａとばね操作装置１とが真空バルブ７内の電極７ａに接触力を付勢する接圧ばね２ｂを介して接続している。真空バルブ７等で構成される開閉部とばね操作装置１とは、フランジ３で隔てられており、フランジ３は圧力タンク４の蓋として固定されている。
【００１４】
図１においては、複数の壁面材を相互に溶接して固定、密閉した、直方体の箱状であるタンク本体５を基本構造とし、その内面に棒状の補強材１０が設けられて、圧力タンク４が構成されている。つまり、タンク本体５は、複数の壁面材により周囲を囲み、相互に溶接して固定、密閉した容器であり、このタンク本体５に補強材１０等を取り付けて強度を高め、ガス絶縁開閉装置を構成する構成部品の一つである圧力タンク４を形成している。
【００１５】
＜圧力タンクの構造＞
図２は圧力タンク４の投影図であり、図２（ａ）は真空バルブ７等からなる開閉部を内部へ挿入し、フランジ３で蓋をする方向から観察した正面図であり、１１はタンク前面側の壁面材である。図２（ｂ）はタンクの側面図であり、１２はタンク側面側の壁面材である。図２（ｃ）はタンク前面とは反対方向すなわち後方から観察した後面図であり、１３はタンク背面側の壁面材である。図２（ｄ）は上面から観察した平面図であり、１４はタンク上面側の壁面材である。タンク側面側の壁面材１２とタンク背面側の壁面材１３には、詳細は後述するが、本実施の形態で用いる断面形状がＵ字型となるよう曲げ加工した補強材１０をタンク本体５の内部に取り付けるためのスリット状のほぞ穴１５が複数個形成されている。なお、図２（ａ）に記載された補強材１０は、タンク背面側の壁面材１３のタンク本体５の内側に取り付けた補強材１０を示している。
なお、タンクの壁面材、補強材は、鉄、ステンレス鋼あるいはアルミニウム、銅により形成されている。
【００１６】
＜補強材の構造＞
図３は本実施の形態において用いた断面形状がＵ字型となるように曲げ加工した補強材１６の形態を示す投影図である。図３（ａ）は補強材１６の断面形状、図３（ｂ）は補強材１６の側面形状を示している。図３（ｃ）は補強材１６の底面形状を示しており、ほぞ部１７の延びる方向から観察した。補強材１６は先に述べたように、内側からタンク本体５の壁面材１２、１３に取り付けて用いられるが、図３は、未だ壁面材１２、１３に取り付けていない、補強材１６の単独での形状を示している。
【００１７】
図３に示すように、本実施の形態で用いた補強材１６は、断面形状がＵ字型となるように曲げ加工した構造をしており、図３（ｂ）の下部分には、壁面材に形成されたスリット状のほぞ穴１５と嵌合し、壁面材１２、１３に補強材１６を固定するためのほぞ部１７が形成されている。このほぞ部１７は、図３（ａ）に示すように、Ｕ字型の断面形状の右面と左面の折り曲げ部の双方の下端に形成されており、右面と左面の各折り曲げ部の双方の下端に形成されたほぞ部１７はいずれも同じ壁面材１２、１３に形成されたほぞ穴１５に挿入し嵌合するために、補強材１６の右面のほぞ部１７と左面のほぞ部１７は、ともに同じ方向（図３（ａ）、図３（ｂ）では下方向）に向いて形成されている。
【００１８】
＜補強材の取り付け＞
図４は、図２に示したタンク本体５の内部に補強材１６を垂直方向に取り付けた状態において、図２（ｂ）のＡ−Ａ方向にみた平面断面図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は、図２（ｃ）に示したタンク本体５のＢ−Ｂの方向にみた断面図である。
【００１９】
図４に示すように、圧力タンク４の内部の側面および背面の壁面材１２、１３に補強材１６が取り付けられている。先に述べたように、補強材１６のほぞ部１７は、断面形状がＵ字型となるように折り曲げられた補強材１６の両側折り曲げ部の先端に、同一方向を向いて形成されている。一つの補強材１６の右面と左面に形成されたほぞ部１７はともに同一の壁面材１２、１３に形成された複数のほぞ穴１５に挿入し嵌合させて取りつけられている。
【００２０】
この実施の形態においては、図４に示すように、Ｕ字型補強材１６のＵ字を形成する２本の足１６ａ、１６ｂを壁面材１２、１３に向けて装着しており、Ｕ字型補強材１６のＵ字折り曲げ部は、高電圧の充電部となる開閉部の方向に向けて配置される。その結果、Ｕ字型補強材１６のＵ字折り曲げ部は丸みを形成しているため、高電圧充電部となる開閉部に対して電界緩和効果を発揮することになり、開閉部と圧力タンク４内面（Ｕ字型補強材１６を含む）との間の耐電圧性能を向上させることができる。
【００２１】
また、圧力タンク４内において、Ｕ字型補強材１６の上端は圧力タンク４の上端からやや下げた位置とし、Ｕ字型補強材１６の下端は圧力タンク４の下端からやや上げた位置に配置している。この結果、圧力タンク内において、高電圧の充電部となる開閉部と接地部となる圧力タンク４の内側との間の耐電圧性能を向上させる必要があるが、Ｕ字型補強材１６のＵ字型折り曲げ部を開閉部側に向けて装着しているため、開閉部と接地部となる圧力タンク４内面部（Ｕ字型補強材１６を含む）との間の電界を緩和させることができるため、耐電圧性能を向上することができる。その結果、圧力タンク４を小型化することが可能となる。また、Ｕ字型補強材１６の上端及び下端を、圧力タンク４の上端及び下端から所定距離だけ離して配置しているため、Ｕ字型補強材１６は圧力タンク４内において圧力タンク４の上端及び下端間の通気用ダクトを形成することになる。このため、密閉された圧力タンク４内において、開閉部の通電に伴う温度上昇が大きくなるが、Ｕ字型補強材１６が壁面材１２、１３に密着する形で上下方向に装着されているため、封入されたガスが対流現象によりＵ字型補強材１６内を圧力タンク４の上方に向かって流れ、この時にガスが壁面材１２、１３に触れて圧力タンク４内の熱を効率よく圧力タンク４外に放出することが可能になる。
【００２２】
図５（ａ）は、ほぞ穴１５にほぞ部１７が挿入されているが、未だ溶接等により固定されていない状態を示している。図５（ｂ）は、ほぞ部１７の壁面材１３から突出したほぞ部１７の先端部を熔解し、溶接後の固定された状態を示している。図５（ａ）にて詳細を示すように、ほぞ穴１５は、ほぞ部１７との間にわずかに隙間が生じるように、ほぞ穴１５がほぞ部１７よりも少し大きく形成されている。また、ほぞ部１７の高さは、ほぞ穴１５を形成した壁面材１３の厚みよりも、わずかに高く形成されている。つまり、図５（ａ）に示すように、溶接前においては、ほぞ穴１５にほぞ部１７を嵌合させた状態では、ほぞ部１７の周囲に隙間が生じ、ほぞ部１７は壁面材の外表面から外方向にわずかに突出した状態にしている。
この突出高さは、溶接により熔解したほぞ部１７の熔解部が前記ほぞ穴１５とほぞ部との前記隙間を埋めた状態において、ほぞ部１７の高さが壁面材１３の外面とほぼ同じ高さになるように設定する。
【００２３】
次に、図６を用いて溶接の方法を説明する。図６（ａ）は図５（ｂ）の右、すなわちＣ方向からほぞ穴１５の方向を見た図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ方向に見た断面図である。図６（ａ）において、ほぞ穴１５の内側に所定の隙間を有してほぞ部１７が挿入されている。図６（ｂ）は、ほぞ穴１５とほぞ部１７の係合部の溶接方法を示す。この実施の形態では、ＴＩＧ溶接方式にて行う例を示している。３０はＴＩＧ溶接用の溶接トーチ、３１は溶接トーチ３０のタングステン電極、３２は溶接トーチ３０から溶接部に向けて噴き出すアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスである。ほぞ穴１５内においてほぞ部１７を均一に熔解させるため、図６（ａ）に動作経路３３として示すように溶接トーチを長円状に動作させる。このようにして、溶接前のほぞ部１７ａの状態から、ほぞ部１７の先端をスリット状のほぞ穴１５内において均一に熔解させながら、ほぞ穴１５内の隙間を埋めていく。
【００２４】
このようにして、ＴＩＧ溶接方式にてほぞ部１７の先端部あるいはほぞ穴１５の壁面を熔解させ、この熔解物でほぞ穴１５とほぞ部１７との間の隙間を気密状態に埋めるとともに、Ｕ字型補強材１６を壁面材１３に強固に固着することが出来る。なお、ほぞ部１７が壁面材１３の端面から突出する箇所の体積をほぞ穴１５とほぞ部１７との間の隙間の溶融部（すなわち溶接部１８）の体積を同じにすることで、溶接後には壁面材１３に形成されたほぞ穴１５の凹部をなくし、ほぞ穴１５部を壁面材１３の他の面と同じにして平坦化することができる。このように、ほぞ穴１５部を壁面材１３の他の面と同じにして平坦化することで、接合部の強度を向上することができるという効果が得られる。また、圧力タンク４外面の美観の低下を防止できるという効果も得られる。
ＴＩＧ溶接は、タングステン電極３１からのアークによって溶接対象物（この実施の形態では、ほぞ部１７及びほぞ穴１５の壁面）のみを溶融させるものであるため、外部から溶接材料の供給をしないため、溶接による溶融量の把握が容易である。このため、ほぞ穴１５の隙間とほぞ部１７の高さの設計を容易に行うことが出来るため、壁面材１２、１３の平面に対しするほぞ穴１５部の溶接仕上がり面を同一平面化することが、ほかの溶接方法に比べて容易に行うことが可能となる。
【００２５】
上記したように、ほぞ部１７の高さは、上述のように壁面材１２、１３の厚みより大きいことが好ましく、熔解させることで、ほぞ穴１５とほぞ部１７との間の隙間を埋めるとともに、圧力タンク４表面を平坦化することができることが好ましい。また、ほぞ部１７とほぞ穴１５の大きさの関係は、ほぞ穴１５にはほぞ部１７を挿入し嵌合させることができ、その後にほぞ部１７の先端を熔解させてほぞ穴１５とほぞ部１７の間を埋め、溶接部１８を形成して固定することができる大きさの関係であることが必要である。
【００２６】
本実施の５態においては、ほぞ部１７の高さは壁面材の厚みよりも０．３ｍｍ高くしたが、これに限定されるものではない。たとえば、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ高くすることで本実施の形態の構成と同様の効果を得ることができる。また、０．５ｍｍ〜１ｍｍ高くした場合でも、やや加工時間は長くなるものの、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
本実施の形態においては、ほぞ穴１５の大きさは、縦方向および横方向ともに、ほぞ部１７の大きさよりも０．３ｍｍ大きくしたが、これに限定するものではない。たとえば、縦方向および横方向の大きさを、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ大きくした場合でも、実施の形態の構成と同様の効果を得ることができる。また、０．５ｍｍ〜１ｍｍ大きくした場合でも、やや加工時間は長くなるものの、同様の効果を得ることができる。
【００２８】
本実施の形態においては、断面形状がＵ字型になるように折り曲げた補強材１６を、タンク本体５の壁面材１２、１３の内側に固定したことで、圧力タンク４の強度を大きく高めることができた。断面形状がＵ字型となるように補強材１６を折り曲げ、ほぞ部１７を同一方向に向けて形成したことにより、たとえば、断面形状が平板状である補強材の両端の対向する二辺にほぞ部１７を設け、対向する二つ壁面材間に跨って補強材を固定する場合のように、タンク本体５内に収容する開閉部の大きさ、形態に制限を加えることなく、圧力タンク４の強度を高めることができた。
【００２９】
さらに本実施の形態においては、圧力タンク４を構成するタンク本体５の壁面材１２、１３にほぞ穴１５を形成し、補強材１６に形成されたほぞ部１７をタンク本体５の内側から挿入し嵌合させることで、溶接の作業をタンク本体５の外部から行うことができた。これにより、圧力タンク４内の溶接後のスパッタ清掃が不要となり、溶接作業自体も容易となる。
【００３０】
また、圧力タンク４の内部から溶接した場合、溶接が完了した部分では高温で熔解した材料が急激に冷却され、溶接作業面がくぼむ方向に歪が生じるが、本実施の形態のように、圧力タンク４の外部から溶接したことによって、この歪を軽減することができ、圧力タンク４の溶接後の歪取りの時間を短縮することができる。
【００３１】
この圧力タンク４内の補強材１６を用いた補強構造は、圧力タンク４内に設置する機器の大きさ、圧力タンク４内に充填するガスの圧力、圧力タンク４内の電界強度等によって補強材の数、大きさ、取りつけ間隔等を調整することができる。また、ほぞ穴１５の形態は長方形に限定するものではなく、例えば、正方形、長円形、三角形以上の多角形あるいはL字、V字状の特殊な形の穴であってもよい。
【００３２】
実施の形態２．
本実施の形態においては、実施の形態１と比較して、補強材の形状のみが異なっており、その他の構造、加工条件等は同様である。
【００３３】
本実施の形態で用いた断面形状が平板状の補強材１９の投影図を図７に示す。図７（ａ）は補強材１９の断面形状を示しており、図７（ｂ）は側面、図７（ｃ）は底面の形状を示している。実施の形態１においては、Ｕ字型に折り曲げ、その両端に、同一方向に向けたほぞ部１７が形成されていたのに対し、本実施の形態においては、平板状の補強材１９の一方の端部にほぞ部１７を形成している点が異なっている。
また、平板状の補強材１９には、ほぞ部１７の反対側の端部及び角部に丸みが形成されているため、高電圧充電部となる開閉部に対して電界緩和効果を発揮することになり、開閉部と圧力タンク４内面（補強材１９を含む）との間の耐電圧性能を向上させることができる。
【００３４】
本実施の形態においても、圧力タンク４の外部から溶接することにより、溶接工程を簡略化することができ、溶接後のスパッタ清掃が容易となり、さらに溶接後の歪取り工程を短縮することができる等、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。
【００３５】
実施の形態３．
本実施の形態においては、実施の形態１及び実施の形態２と比較して、補強材の形状のみが異なっており、その他の構造、加工条件等は同様である。
【００３６】
本実施の形態で用いた略四角棒状の補強材２０の投影図を図８に示す。図８（ａ）は補強材２０の断面形状を示しており、図８（ｂ）は側面、図８（ｃ）は底面の形状を示している。実施の形態１においては、Ｕ字型に折り曲げ、その両端に、同一方向に向けたほぞ部１７を形成していたのに対し、本実施の形態においては、略四角棒状の補強材２０の一方の面に略四角ブロック状のほぞ部１７を形成しするとともに、ほぞ部１７と反対側に角部に丸みを持たせた電界緩和部２０ａを設けている点で異なっている。電界緩和部２０ａは高電圧充電部となる開閉部に向けて配置されるため、丸みをもった電界緩和部２０ａによる電界緩和効果により、開閉部と圧力タンク４の内面との間の耐電圧性能を向上させることが出来る。
【００３７】
次に、本実施の形態における溶接構造を図９を用いて説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は溶接前のほぞ穴１５とほぞ部１７との組み合わせ状態を示すもので、図９（ａ）はほぞ部１７がほぞ穴１５を貫通して結合した状態を示す側断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のほぞ穴１５とほぞ部１７の結合状態を補強材２０の軸方向に見た断面図（Ｅ−Ｅ断面図）である。また図９（ｃ）と図９（ｄ）は、前記図９（ａ）と図９（ｂ）にそれぞれ対応して、溶接後のほぞ穴１５とほぞ部１７との組み合わせ状態を示すものであり、図９（ｄ）は図９（ｃ）のＦ−Ｆ断面を示す図である。図９（ｃ）と図９（ｄ）において、１８は溶接によりほぞ穴１５の内壁及びほぞ部１７が熔解して形成した溶接部である。
なお、上記で説明した四角ブロック状のほぞ部１７は四角に限定されるものではなく、円筒ブロック状のものであってもよい。
【００３８】
本実施の形態においても、外部から溶接したことにより、溶接工程を簡略化することができ、溶接後のスパッタ清掃が容易となり、さらに溶接後の歪取り工程を短縮することができる等、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。
【００３９】
実施の形態４．
本実施の形態においては、実施の形態１から実施の形態３と比較して、補強材の形状のみが異なっており、その他の構造、加工条件等は同様である。
【００４０】
本実施の形態で用いた断面が山型で棒状の補強材２１の投影図を図１０に示す。図１０（ａ）は補強材２１の断面形状を示しており、図１０（ｂ）は側面、図１０（ｃ）は底面の形状を示している。実施の形態１においては、Ｕ字型に折り曲げ、その両端に、同一方向に向けたほぞ部１７を形成していたのに対し、本実施の形態においては、断面が山型の棒状の補強材２１の一方の底面に四角ブロック状のほぞ部１７が形成されている点で異なっている。
なお、この四角ブロック状のほぞ部１７は四角に限定されるものではなく、円筒ブロック状のものであってもよい。
【００４１】
本実施の形態においても、外部から溶接したことにより、溶接工程を簡略化することができ、溶接後のスパッタ清掃が容易となり、さらに溶接後の歪取り工程を短縮することができる等、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。
【００４２】
実施の形態５．
本実施の形態においては、溶接部１８の形状の特徴について説明する。
この実施の形態５の溶接部は、図１１に示すように、溶接部１８が壁面材１３の平面よりもドーム状に盛り上がった状態に形成したものである。図１１（ａ）は実施の形態１の図５（ａ）に相当するもので溶接前のほぞ穴１５とほぞ部１７の結合状態を示す図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＧ−Ｇ断面を示す図である。また、図１１（ｃ）は実施の形態１の図５（ｃ）に相当するもので溶接後のほぞ穴１５とほぞ部１７の溶接状態を示す図、図１１（ｅ）は図１１（ｃ）のＨ−Ｈ断面を示す図である。図において１８は、壁面材１３の平面部から高さがｈだけドーム状に盛り上がった溶接部１８を示す。
このような形状にすることで、美観は若干劣るが、壁面材１３とＵ字型補強材との接合強度は向上するものが得られるという効果がある。
【００４３】
実施の形態６．
本実施の形態においては、実施の形態５とは異なった溶接部１８の形状の特徴について説明する。
この実施の形態６の溶接部は、図１２に示すように、溶接部１８が壁面材１３の平面と同一平面状にに形成したものである。図１２（ａ）は実施の形態１の図５（ａ）に相当するもので溶接前のほぞ穴１５とほぞ部１７の結合状態を示す図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＪ−Ｊ断面を示す図である。また、図１２（ｃ）は実施の形態１の図５（ｃ）に相当するもので溶接後のほぞ穴１５とほぞ部１７の溶接状態を示す図、図１２（ｅ）は図１２（ｃ）のＫ−Ｋ断面を示す図である。図において１８は、壁面材１３の平面部と同一の平面状に形成された溶接部１８を示す。
このような形状にすることで、壁面材１３とＵ字型補強材との接合強度は向上するとともに、美観のよいものが得られるという効果がある。
【００４４】
実施の形態７．
本実施の形態においては、実施の形態５とはさらに異なった溶接部１８の形状の特徴について説明する。
この実施の形態７の溶接部は、図１３に示すように、溶接部１８が壁面材１３の平面よりも凹んだ状態に形成したものである。図１３（ａ）は実施の形態１の図５（ａ）に相当するもので溶接前のほぞ穴１５とほぞ部１７の結合状態を示す図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＬ−Ｌ断面を示す図である。また、図１３（ｃ）は実施の形態１の図５（ｃ）に相当するもので溶接後のほぞ穴１５とほぞ部１７の溶接状態を示す図、図１３（ｅ）は図１３（ｃ）のＭ−Ｍ断面を示す図である。図において１８は、壁面材１３の平面部から深さｈだけ逆ドーム状に凹んだ状態の溶接部１８を示す。
このような形状にすることで、美観は若干劣るが、壁面材１３とＵ字型補強材との接合強度は向上するとともに、複数の圧力タンク４を密着して配置できるものが得られるという効果がある。
【００４５】
実施の形態８．
本実施の形態においては、実施の形態１からさらに進化させた圧力タンクの補強構造について説明する。
この実施の形態８の圧力タンクは、図１４及び図１５に示すように、Ｕ字型補強材１６を互いに直交させた状態に装着したものである。図１４は、圧力タンク４の斜め前方からみた斜視図、図１５（ａ）は図１４の圧力タンクの側面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）をＰ−Ｐ方向に見た正面断面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）をＱ−Ｑ方向に見た平面断面図である。図において、Ｕ字型補強材１６は、垂直方向に向けては、前方部に２本、後方部に３本を互いに平行に配置しており、水平方向に向けては、前記垂直方向の前方部の２本、後方部の３本の間に、上下２本のＵ字型補強材１６を水平方向に向けて配置している。
【００４６】
このような構成にすることで、図１４、図１５の例では、壁面材１２、１３の水平方向及び垂直方向への折り曲げ荷重に対する強度を向上することが出来るという効果が得られる。
また、開閉部と圧力タンク内面（接地部）との間で電界強度が厳しくなる場所は、真空バルブ７と圧力タンク４の内面間であるが、真空バルブ７の側部では垂直方向のＵ字型補強材１６を設けず、真空バルブ７の軸方向に沿って水平方向のＵ字型補強材１６を配置することで、開閉部と圧力タンク内面（接地部）との間で電界強度を緩和することができ、その結果、圧力タンク４を小型化することが出来るという効果が得られる。
また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ばね操作装置、２ａ  操作ばね、２ｂ  接圧ばね、３  フランジ、４  圧力タンク、５  タンク本体、６  絶縁ロッド、７  真空バルブ、７ａ  電極、８  固定端子、９  絶縁ホルダ、１０  補強材、１１  タンク前面側の壁面材、１２  タンク側面側の壁面材、１３  タンク背面側の壁面材、１４  タンク上面側の壁面材、１５  ほぞ穴、１６  補強材、１６ａ，１６ｂ  足、１７  ほぞ部、１７ａ  溶接前のほぞ部、１８溶接部、１９  補強材、２０  補強材、２０ａ  電界緩和部、２１  補強材、３０  溶接トーチ、３１  タングステン電極、３２  溶接用ガス、３３  動作経路
【図１】
2016163051.tif 000003
【図２】
2016163051.tif 000004
【図３】
2016163051.tif 000005
【図４】
2016163051.tif 000006
【図５】
2016163051.tif 000007
【図６】
2016163051.tif 000008
【図７】
2016163051.tif 000009
【図８】
2016163051.tif 000010
【図９】
2016163051.tif 000011
【図１０】
2016163051.tif 000012
【図１１】
2016163051.tif 000013
【図１２】
2016163051.tif 000014
【図１３】
2016163051.tif 000015
【図１４】
2016163051.tif 000016
【図１５】
2016163051.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月15日(2016.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、前記ほぞ部とは反対側に形成された電界緩和部と、前記複数のほぞ部の列方向及び列方向に直交する方向にそれぞれ複数個形成されて前記タンク本体の内壁面に当接する当接部とを備え、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接して取り付けられた補強材と、
前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解させ前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とする圧力タンク。
【請求項２】
前記補強材の断面形状がＵ字型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項３】
前記補強材の断面形状が板状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項４】
前記補強材がブロック状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項５】
前記補強材の断面形状が山型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項６】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項７】
前記溶接部は、前記ほぞ穴の壁面と前記ほぞ部のみを溶融して接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載した圧力タンクと、前記圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項９】
圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたガス絶縁開閉装置において、
前記圧力タンクは、複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、前記ほぞ部とは反対側に前記開閉部の方向に向けて形成された電界緩和部と、前記複数のほぞ部の列方向及び列方向に直交する方向にそれぞれ複数個形成されて前記タンク本体の内壁面に当接する当接部とを備え、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接して取り付けられた補強材と、
前記補強材のほぞ部を前記タンク本体のほぞ穴に挿入して、前記ほぞ部の先端を前記タンク本体の外側から熔解させ、前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項１０】
前記補強材は、前記圧力タンクの内面において垂直方向及び水平方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項９に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１１】
前記開閉部は真空バルブを含み、前記補強材のうち水平方向に向けて配置された補強材は、前記真空バルブの軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１２】
内部に空間を形成するタンク本体に複数の貫通するほぞ穴が列状に形成される工程と、
前記タンク本体の厚さよりも高さが大きいほぞ部を端部に一方向を向いて列状に形成するともに前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部と、さらに前記複数のほぞ部の列方向及び列方向に直交する方向に前記タンク本体の内壁面に当接する複数個の当接部を形成した補強材を、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内側に取り付ける工程と、
前記タンク本体の外表面から突出した前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解して前記ほぞ穴と前記ほぞ部との隙間を閉塞して溶接部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする圧力タンクの製造方法。
【請求項１３】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１２に記載の圧力タンクの製造方法。
【請求項１４】
前記溶接部の形成は、ＴＩＧ溶接を使用することを特徴とする請求項１２に記載の圧力タンクの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月1日(2016.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、前記ほぞ部とは反対側に形成された電界緩和部と、少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数の当接部とを備え、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接して取り付けられた補強材と、
前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解させ前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙
間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とする圧力タンク。
【請求項２】
前記補強材の断面形状がＵ字型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項３】
前記補強材の断面形状が板状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項４】
前記補強材がブロック状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項５】
前記補強材の断面形状が山型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項６】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項７】
前記溶接部は、前記ほぞ穴の壁面と前記ほぞ部のみを溶融して接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載した圧力タンクと、前記圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項９】
圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたガス絶縁開閉装置において、
前記圧力タンクは、複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、前記ほぞ部とは反対側に前記開閉部の方向に向けて形成された電界緩和部と、少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数の当接部とを備え、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接して取り付けられた補強材と、
前記補強材のほぞ部を前記タンク本体のほぞ穴に挿入して、前記ほぞ部の先端を前記タンク本体の外側から熔解させ、前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項１０】
前記補強材は、前記圧力タンクの内面において垂直方向及び水平方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項９に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１１】
前記開閉部は真空バルブを含み、前記補強材のうち水平方向に向けて配置された補強材は、前記真空バルブの軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１２】
内部に空間を形成するタンク本体に複数の貫通するほぞ穴が列状に形成される工程と、前記タンク本体の厚さよりも高さが大きいほぞ部を端部に一方向を向いて列状に形成するともに前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部と、さらに少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数個の当接部を有する補強材を、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内側に取り付ける工程と、
前記タンク本体の外表面から突出した前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解して前記ほぞ穴と前記ほぞ部との隙間を閉塞して溶接部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする圧力タンクの製造方法。
【請求項１３】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１２に記載の圧力タンクの製造方法。
【請求項１４】
前記溶接部の形成は、ＴＩＧ溶接を使用することを特徴とする請求項１２に記載の圧力タンクの製造方法。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図４に示すように、圧力タンク４の内部の側面および背面の壁面材１２、１３に補強材１６が取り付けられている。先に述べたように、補強材１６のほぞ部１７は、断面形状がＵ字型となるように折り曲げられた補強材１６の両側折り曲げ部の先端に、同一方向を向いて形成されている。一つの補強材１６の右面と左面に形成されたほぞ部１７はともに同一の壁面材１２、１３に形成された複数のほぞ穴１５に挿入し嵌合させて、補強材１６の一部が各壁面材１２、１３の内面に当接する状態に取りつけられている。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月5日(2016.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、
前記ほぞ部とは反対側に形成された電界緩和部と、
少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数の当接部と
を備え、
前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接した状態で前記ほぞ部の先端が前記タンク本体の外壁面から突出するように嵌合される補強材と、
前記ほぞ部を、前記ほぞ穴内において前記タンク本体の外側から熔解させ前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部と
を備えたことを特徴とする圧力タンク。
【請求項２】
前記ほぞ部の先端が、前記タンク本体の外壁面から突出する溶接前の突出高さは、前記溶接部が形成された状態において前記タンク本体の外壁面とほぼ同じ高さになるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項３】
前記ほぞ部の先端が、前記タンク本体の外壁面から突出する溶接前の突出高さは、前記溶接部が形成された状態において前記タンク本体の外壁面の平面よりもドーム状に盛り上がった状態になるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項４】
前記ほぞ部の先端が、前記タンク本体の外壁面から突出する溶接前の突出高さは、前記溶接部が形成された状態において前記タンク本体の外壁面の平面よりも凹んだ状態になるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項５】
前記補強材の断面形状がＵ字型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項６】
前記補強材の断面形状が板状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項７】
前記補強材がブロック状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項８】
前記補強材の断面形状が山型であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項９】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項１０】
前記溶接部は、前記ほぞ穴の壁面と前記ほぞ部のみを溶融して接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載した圧力タンクと、前記圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項１２】
圧力タンクの内部に収納された開閉部と、前記開閉部を動作させる操作装置とを備えたガス絶縁開閉装置において、
前記圧力タンクは、複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、
端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、前記ほぞ部とは反対側に前記開閉部の方向に向けて形成された電界緩和部と、少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数の当接部とを備え、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接して取り付けられた補強材と、
前記補強材のほぞ部を前記タンク本体のほぞ穴に挿入して、前記ほぞ部の先端を前記タンク本体の外側から熔解させ、前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部とを備えた
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【請求項１３】
前記補強材は、前記圧力タンクの内面において垂直方向及び水平方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１４】
前記開閉部は真空バルブを含み、前記補強材のうち水平方向に向けて配置された補強材は、前記真空バルブの軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のガス絶縁開閉装置。
【請求項１５】
内部に空間を形成するタンク本体に複数の貫通するほぞ穴が列状に形成される工程と、前記タンク本体の厚さよりも高さが大きいほぞ部を端部に一方向を向いて列状に形成するともに前記ほぞ部とは反対側に電界緩和部と、さらに少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数個の当接部を有する補強材を、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記タンク本体の内側に取り付ける工程と、
前記タンク本体の外表面から突出した前記ほぞ部の先端を、前記タンク本体の外側から熔解して前記ほぞ穴と前記ほぞ部との隙間を閉塞して溶接部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする圧力タンクの製造方法。
【請求項１６】
前記ほぞ穴はスリット状であることを特徴とする請求項１５に記載の圧力タンクの製造方法。
【請求項１７】
前記溶接部の形成は、ＴＩＧ溶接を使用することを特徴とする請求項１５に記載の圧力
タンクの製造方法。  
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の圧力タンクは、複数の貫通するほぞ穴が列状に形成され、内部に空間を形成するタンク本体と、端部に一方向を向いて列状に形成された複数のほぞ部と、前記ほぞ部とは反対側に形成された電界緩和部と、少なくとも前記複数のほぞ部の間に形成されそれぞれ前記タンク本体の内壁面に当接する複数の当接部とを備え、前記ほぞ穴に前記ほぞ部を挿入して前記複数の当接部が前記タンク本体の内壁面に当接した状態で前記ほぞ部の先端が前記タンク本体の外壁面から突出するように嵌合される補強材と、前記ほぞ部を、前記ほぞ穴内において前記タンク本体の外側から熔解させ前記ほぞ穴と前記ほぞ部とを隙間なく閉塞して固定した溶接部と、を備えたものである。
【国際調査報告】
2016163051.tif 000018
2016163051.tif 000019
2016163051.tif 000020
2016163051.tif 000021