(57)【要約】【課題】  接続金具と棒状絶縁体との結合部分においてバリや段差が形成されても、応力の集中による強度の低下を防止し、機械的強度の優れた絶縁操作ロッドを得ることを目的とする。【解決手段】  一端に設けられた筒状部３ｂの開放端に内周面を接線として外周面側へ延びる曲面部３ｂｃが形成された接続金具３と、両端が前記筒状部３ｂ内に一体的に注形され、筒状部３ｂの内周面３ｂｉから曲面部３ｂｃに亘って接触する接触面２ａを有する棒状絶縁材２とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に筒状部を有し、且つ該筒状部の開放端に内周面を接線として外周面側へ向かって曲面部が形成された接続金具と、
一端が前記接続金具の筒状部内に一体注形され、且つ前記筒状部の内周面から前記曲面部に亘って接触する接触面を有する棒状絶縁体と、
を備えた絶縁操作ロッド。
【請求項２】
棒状絶縁体の両端が一対の接続金具の筒状部内にそれぞれ一体注形されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁操作ロッド。
【請求項３】
棒状絶縁体の外周面が前記筒状部の外周面と面一であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁操作ロッド。
【請求項４】
接続金具の筒状部の外周面から曲面部に向かって曲面を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁操作ロッド。
【請求項５】
筒状部の内周面がローレット処理されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁操作ロッド。
【請求項６】
接続金具は、該筒状部内に同心上に設けられ、且つ先端が曲面に形成された小径の筒状部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁操作ロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力用遮断器等の開閉器の開閉操作等に用いる絶縁操作ロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力用遮断器等の開閉器では、充電部から絶縁した状態で開閉操作ができるように、周状の凸部を有した接続金具と、この接続金具に一体注形された棒状絶縁体により構成された絶縁操作ロッドが用いられている。（例えば特許文献１参照。）
【特許文献１】実用新案全文昭５６−１６７４３４（第４頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の絶縁操作ロッドにおいては、棒状絶縁体を接続金具に一体注形する際に、金型と接続金具との熱膨張係数等の違いにより相互間に隙間が発生して、接続金具の開放端にバリ等が生じることがある。このようなバリ等が生じた場合、開閉操作時に絶縁操作ロッドに操作力が働いた際に接続金具と棒状絶縁材との結合部分において応力集中を招き、棒状絶縁体にクラック等が発生して機械的強度が低下するという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、一体注形時にバリ等が発生しても、接続金具と棒状絶縁体との結合部分において応力集中を防止できる絶縁操作ロッドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる絶縁操作ロッドにおいては、一端に筒状部を有し、該筒状部の開放端に内周面を接線として外周面側へ延びる曲面部が形成された接続金具と、この接続金具の筒状部内に一体注形され、筒状部の内周面から曲面部に亘って接触する接触面を有する棒状絶縁体とで構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明は、接続金具と棒状絶縁体との結合部分において応力集中を生じることがなく、機械的強度の優れた絶縁操作ロッドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１〜図４は本発明の実施の形態１による絶縁操作ロッドを示すもので、図１はその断面図、図２は図１におけるＡ部の拡大断面図、図３は図１におけるIII-III線の切断断面図、図４は絶縁操作ロッドの製造方法を示す図である。図１において、絶縁操作ロッド１は棒状絶縁体２と、この棒状絶縁体２の両端に結合された一対の接続金具３とで構成され、一方の接続金具３が開閉器の操作装置（図示しない）に、他方の接続金具３が開閉器の充電部（図示しない）に接続されるものである。なお、使用状態によっては、前記接続金具３を片方のみに設けることも可能である。
【０００８】
前記接続金具３は、前記開閉器の操作装置や充電部と連結される連結部３ａが一端に形成され、他端に前記棒状絶縁体２と結合される筒状部３ｂが形成されている。この筒状部３ｂの開放端３ｂｔには、図２に示すように内周面３ｂｉから内周面３ｂｉを接線として外周面３ｂｏへ向って先端３ｂｐまで延びる曲面部３ｂｃが形成され、その曲率半径は前記内周面３ｂｉの直径の約４分の１になっている。さらに前記曲面部３ｂｃから前記外周面３ｂｏに向かって滑らかに連続する円弧部３ｂａが形成されている。また、前記筒状部３ｂの内周面３ｂｉは図３に示すように全周に亘ってローレット処理による凹凸面３ｂｕが形成されている。
【０００９】
なお、曲面部３ｂｃについては、曲率半径を外径側に向かう途中で変更したり、直線部を入れたりすることも可能である。また、接続金具３の開放端３ｂｔの先端３ｂｐを図６に示すように軸方向に垂直な平面３ｂｆで形成することもできる。
【００１０】
一方、前記棒状絶縁体２は、前記一対の接続金具３の筒状部３ｂ内に両端がそれぞれ一体注形され、該両端はいずれも図２に示すように接続金具３の内周面３ｂｉに形成された凹凸面３ｂｕから曲面部３ｂｃに亘って接触する接触面２ａをそれぞれ有している。そのため、接続金具３と棒状絶縁体２との間に、引張、圧縮、ねじり、曲げ等の操作力やそれらが複合してかかった場合にも、弛んだり抜けたりするようなことがない。
【００１１】
なお、前記棒状絶縁体２の外周面２ｂは、前記接続金具３との結合部分を除いて一定の外径を有する丸棒状をなしているが、軸方向においてその中間部分を細く形成することも可能である。
【００１２】
次に、絶縁操作ロッド１に操作力が加わったときの棒状絶縁体２にかかるせん断応力の分布について検討する。まず、一般的な丸棒をなした棒状絶縁体について検討すると、丸棒の外径が軸方向において一定の場合には軸方向での応力分布が全長にわたって一定であるが、外径が軸方向で変化する場合は外径が変化する部分に応力集中が発生する。
【００１３】
このとき、外径が細い部分の直径をｄ、外径が太い部分の直径をＤとし、外径がｄからＤへ変化する部分を外径がｄの部分を接線とする単一の円弧で近似すると、外径が細い部分からその円弧に進入した進入角が５°〜１０°となる部分でせん断応力の最大値が生じる。そして、その後は減少して進入角が９０°をなす突出角の点、つまり外径が太い部分に達した点に至ってせん断応力は０となり、そこから軸方向に進むにつれて上記軸方向に沿って一様のせん断応力に漸近する。
【００１４】
このときのせん断応力の最大値σmaxは、一様のせん断応力σ0に応力集中率αを乗じることで計算でき、応力集中率αは丸棒部材の外径の形状比Ｄ／ｄと外形が変化する部分の円弧の曲率半径ρと外径ｄの比２ρ／ｄによって決定される。基本的にαは、Ｄ／ｄが大きく、２ρ／ｄが小さいほど大きくなる。
【００１５】
上記検討結果を踏まえると、本実施の形態によれば、外径が変化する部分である接触面２ａ部分は、接続金具３の曲面部３ｂｃによって、所定の曲率半径によって形成されているため、上述の２ρ／ｄが極端に小さな値をとることがなく、接触面２ａ部分で大きな応力集中が発生することがない。例えば、本実施の形態のように曲面部３ｂｃの曲率半径ρを内周面３ｂｉの直径の４分の１に設定した場合、上述の２ρ／ｄはほぼ０．５となり、応力集中率αは１．３程度となる。また、曲面部３ｂｃの曲率をあまり大きく取れず、曲面部３ｂｃの曲率半径ρを内周面３ｂｉの直径の１／８程度まで小さくしても、応力集中率αは１．５程度に抑えることができ、実質的に応力集中を回避することができる。
【００１６】
また、本実施の形態では、図４に示すように、一対の接続金具３の筒状部３ｂと金型５ａ、５ｂとで閉空間７を形成した状態で、この閉空間７内にエポキシ樹脂やポリエステル樹脂のような絶縁材料を注入し、硬化させることにより、棒状絶縁体２を一対の接続金具３に一体注形している。この際、前述したように温度変化等によって金型５ａ、５ｂと接続金具３の筒状部３ｂとの間に生じた隙間から樹脂がはみ出して、図５に示すように接続金具３と棒状絶縁体２との結合部分において、棒状絶縁体２の接続金具３との接触面２ａの外周端部分から外周側へ向かってバリ２ｃが発生することがある。また、このバリ２ｃ除去時にノッチと呼ばれる段差（図示しない）が発生することもある。
【００１７】
この場合、バリ等が発生する場所が、接触面２ａの外周端部分、つまり、外形が変化する部分の円弧への進入角が９０°となる突出角部分となるので、ベースとなるせん断応力が０となる。したがって、バリ２ｃやそれに伴う段差での応力集中率αが大きくなったとしても、一様のせん断応力よりも大きなせん断力が生じることはない。つまり、棒状絶縁体と接続金具との結合部分にバリ等が生じたとしても応力集中を生じることがなく、機械的強度の優れた絶縁操作ロッドを得ることができる。
【００１８】
また、図７に示したように接続金具３の筒状部３ｂの開放端３ｂｔの外周面３ｂｏ側に円弧部３ｂａを設けたので、図８の比較例で見られるような強い電界強度８ｂを発生することがない。そのため、開放端３ｂｔからの電界強度の最大値を抑制して絶縁強度を向上することができるので、絶縁に必要な棒状絶縁体２の長さを短くすることが可能となる。
【００１９】
実施の形態２．
図９は実施の形態２における絶縁操作ロッド１の部分拡大断面図である。図において、棒状絶縁体２は、接続金具３の内周面３ｂｉから曲面部３ｂｃに亘って接触する接触面２ａを有するとともに、さらに、この接触面２ａから連続し、円弧部３ｂａと外周面３ｂｏの境界３ｂｅまで接触する接触面２ｄを有している。そして、棒状絶縁体２の外周面２ｂは接続金具３の外周面３ｂｏと面一となっている。その他は実施の形態１と同様である。
【００２０】
本実施の形態２では、棒状絶縁体２の外周面２ｂと接続金具３の外周面３ｂｏとを面一としたので、絶縁操作ロッド１を形成する際、金型の内径を筒状部３ｂの外周面３ｂｏに合わせることで閉空間を形成できるので、軸方向の配置にずれがあっても注形に必要な閉空間を形成することができる。そのため、同一の金型を用いても、接続金具３の配置をずらすだけで、長さが異なる絶縁操作ロッド１を製造することができる。また、バリが発生しても、バリの周囲は面一であるので切削作業の障害となるものがなく、ノッチを発生させることなく棒状絶縁体２の外周面２ｂに沿ってバリを削りとることが可能となる。
【００２１】
また、本実施の形態２では、前記実施の形態１と同様に棒状絶縁体２の外径が変化する部分である接触面２ａ部分は、接続金具３の曲面部３ｂｃによって、所定の曲率半径によって形成されているため、結合部分での応力集中を防止することができる。また、バリが発生する可能性のある接触面２ｄの外周端部分でも、特異点を通り越して一様せん断力が０となるので、バリ等が発生しても応力集中を生ずることがなく、機械的強度の優れた絶縁操作ロッドを得ることができる。
【００２２】
実施の形態３．
図１０、１１は実施の形態３における絶縁操作ロッドを示すもので、図１０はその断面図、図１１は図１０のXI-XI線で切断した断面図である。図において、接続金具１３は筒状部３ｂに相当する筒状部１３ｂ内に、小径の筒状部１３ｃを同心上に設けたものであり、この小径の筒状部１３ｃの先端は内周面１３ｃｉと外周面１３ｃｏを接線とする円弧を形成するよう、曲面で構成されている。そして、前記小径の筒状部１３ｃの外周面１３ｃｏと内周面１３ｃｉにも図１１に示すように全周に亘ってローレット処理による凹凸面１３ｃｕが形成されている。
【００２３】
棒状絶縁体１２は、実施の形態１と同様に、一対の接続金具１３の筒状部１３ｂ内に両端がそれぞれ一体注形されている。実施の形態１と同様に筒状部１３ｂとは、内周面１３ｂｉから曲面部１３ｂｃに亘って接触する接触面１２ａを有している。さらに、小径の筒状部１３ｃとは、内周面１３ｉから外周面１３ｃｏに亘って接触する接触面１２ｓを有している。
【００２４】
本実施の形態３では、絶縁操作ロッド１１に操作力が加わったとき、接続金具１３と棒状絶縁体１２間では、接触面１２ａだけでなく、小径の筒状部１３ｃとの接触面１２ｓにも応力が分散される。そのため、接触面１２ａ近傍にかかる応力は小径の筒状部１３ｃにかかる分が低減され、接触面１２ａ近傍の応力を下げることができる。また、小径の筒状部１３ｃの先端は曲面に形成されているので、接触面１２ｓ近傍でも応力集中の発生を低減することができる。したがって棒状絶縁体１２と接続金具１３との結合部分での最大せん断応力を低減することができ、応力集中を生じさせることなく、機械的強度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による絶縁操作ロッドを示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による絶縁操作ロッドの部分拡大断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による絶縁操作ロッドのIII-III線の切断断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による絶縁操作ロッドの製造方法を示す模式図である。
【図５】この発明の絶縁操作ロッドにおけるバリの発生状態を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１による絶縁操作ロッドの部分拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１による電界強度を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１による電界強度に対する比較例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２による絶縁操作ロッドの部分拡大断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による絶縁操作ロッドの断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による絶縁操作ロッドのXI-XI線の切断断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  絶縁操作ロッド、  ２  棒状絶縁体、２ａ  接触面、  ３  接続金具、
３ｂ  筒状部、３ｂｉ  内周面、３ｂｏ  外周面、３ｂｔ  開放端、３ｂｃ  曲面部、
３ｂａ  円弧部、  １３ｃ  小径の筒状部、
【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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【図６】
2008066232.tif 000008
【図７】
2008066232.tif 000009
【図８】
2008066232.tif 000010
【図９】
2008066232.tif 000011
【図１０】
2008066232.tif 000012
【図１１】
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