(57)【要約】【課題】複数の導体を組合せた主回路導体を一体モールドしたモールドブッシングの応力緩和をする。【解決手段】第１の導体３０と、この第１の導体３０の軸方向中間部側面に接続される第２の導体３１と、これら第１および第２の導体３０、３１の周囲を、絶縁材料で一体にモールドした絶縁層３５とを有し、前記第１の導体３０の軸方向中間部両側面にザグリ穴を設け、このザグリ穴の一方に前記第２の導体３１の端部を嵌合し、前記ザグリ穴の他方に応力緩和リング３３を収納配置するとともに、前記第１の導体３０および前記応力緩和リング３３を貫通して前記第２の導体３１端部にねじ込まれるボルト３４により前記第１の導体３０と第２の導体３１を接続するようにしたことを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導体と、
この第１の導体の軸方向中間部側面に接続される第２の導体と、
これら第１および第２の導体の周囲を、端部に形成した主回路端子部を除いて絶縁材料で一体にモールドした絶縁層とを有し、
前記第１の導体の軸方向中間部両側面にザグリ穴を設け、
このザグリ穴の一方に前記第２の導体の端部を嵌合し、
前記ザグリ穴の他方に応力緩和リングを収納配置するとともに、前記第１の導体および前記応力緩和リングを貫通して前記第２の導体端部にねじ込まれるボルトにより前記第１の導体と第２の導体を接続するようにしたことを特徴とするモールドブッシング。
【請求項２】
前記応力緩和リングは、円錐台状の金属性弾性体からなり、この弾性体の細径側が前記ボルトの座面に、太径側が前記ザグリ穴の底面に密接することを特徴とする請求項１に記載のモールドブッシング。
【請求項３】
互いに離間し且つ平行に配置された第１および第３の導体の軸方向中間部間を第２の導体により接続してＨ字状に配置された主回路を構成する導体と、
これら導体の周囲を、第１および第３の導体端部に形成した主回路端子部を除いて絶縁材料で一体にモールドして形成した絶縁層とを有し、
前記第１および第３の導体の軸方向中間部両側面にそれぞれザグリ穴を設け、
このザグリ穴の一方の対向するザグリ穴に前記第２の導体の端部をそれぞれ嵌合し、
前記ザグリ穴の他方のザグリ穴に応力緩和リングをそれぞれ収納配置するとともに、前記第１および第３の導体並びに前記それぞれの応力緩和リングを貫通して前記第２の導体のそれぞれの端部にねじ込まれるそれぞれのボルトにより、前記第１の導体と第２の導体および第３の導体を接続するようにしてブッシングを構成し、
このモールドブッシングにより箱体内に収納した収納機器間を接続したことを特徴とするスイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の導体を組合せた主回路導体を一体でモールドしたブッシングの応力緩和を図り得るモールドブッシングおよびこのブッシングを用いたスイッチギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチギヤにおいて、電気機器をエポキシ樹脂で一体モールドし、全体形状の縮小化を図った固体絶縁方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種のスイッチギヤは、図４に示すように、箱体１内が背面側の受電部１ａ、中央下部の開閉部１ｂ、正面側上部の母線部１ｃおよび正面側の制御部１ｄに分かれて構成されている。
【０００４】
受電部１ａには、箱体１の上部に、ケーブルヘッド端子部２、外部印加端子部３、計測器端子部４および開閉器端子部５のそれぞれの主回路端子部がＨ字状に配置されたブッシング６が設けられている。このケーブルヘッド端子部２には、変流器７を貫通したケーブル８が接続され受電されている。外部印加端子部３には、絶縁栓９が設けられ、収納機器などの耐電圧試験時にこの絶縁栓９を取外して印加線が接続されるようになっている。計測器端子部４には、変成器１０が接続されており、また、開閉器端子部５には、開閉部１ｂの開閉器部１１が接続されている。
【０００５】
開閉器部１１は、開閉器端子部５側に接続された接離自在の一対の電極を有する真空バルブを用いた遮断部１２、および同様の真空バルブを用いた断路部１３が平行に設けられて構成されている。これらの遮断部１２および断路部１３は、それぞれ操作ロッド１４、１５を介して操作機構１６、１７に連結され、開閉が行われるようになっている。また、母線部１ｃには、断路部１３に接続される母線１８が設けられ、隣接する他の盤への接続が行われている。
【０００６】
ここで、従来のブッシングにおいて、埋め込まれる導体が曲折部や偏曲部を有している場合には、内部応力が集中する曲折部や偏曲部に応力緩和層が設けられ、熱膨張率の異なる絶縁層との応力緩和が行われている（例えば、特許文献２参照。）。このため、前記ブッシング６も導体が複雑に組合されているので応力緩和層が必要となる。
【０００７】
そこで、図５に示すように、このブッシング６では、互いがロー付けされた図示縦配置の一方端の導体１９、図示横配置の中央部の導体２０および図示縦配置の他方端の導体２１からなる主回路導体がＨ字状に配置されている。そして、両側の導体１９、２１が剛体となり、最も内部応力が集中し易い中央部の導体２０の外周には、テープ状の導電性ゴムを１／２ラップで巻回して構成される応力緩和層２２が設けられている。これらの導体１９、２０、２１は、例えばエポキシ樹脂からなる絶縁材料で一体モールドされ、絶縁層２３が形成されている。
【０００８】
中央部の導体２０周囲の絶縁層２３ａには、硬化収縮時に両端の絶縁層２３ｂ、２３ｃからの影響も受け、同軸方向や半径方向の複雑に絡み合った内部応力が加わるが、その内部応力を応力緩和層２２で緩和することができる。なお、両端の絶縁層２３ｂ、２３ｃは、導体１９、２１の軸方向の両端部が開放されており、比較的に内部応力が緩和されるので、応力緩和層を設けなくてもよい。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２８６０１８号公報（第４頁、図３）
【００１０】
【特許文献２】
特開平９−６９３２１号公報（第３頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の前記ブッシング６において、以下のような問題がある。
【００１２】
前記導体１９、２０、２１間のロー付けによる組立作業において、ロー付け時の高温の加熱により、導体１９、２０、２１の各部に変形が生じないよう作業の熟練が必要であり、多大の時間を要していた。特に、Ｈ字状に配置された各主回路端子部２、３、４、５の平行度や直角度を精度よく保たなければ変成器１０や開閉器部１１などの収納機器との接続ができなくことになる。
【００１３】
更には、Ｈ字状にロー付けされた中央部の導体２０外周部分に、導電性ゴムテープを１／２ラップで巻回して応力緩和層２２としているが、ラップ部に空気層を巻き込まないように、また、皺にならないように注意した慎重な作業となる。なお、ラップする表面に凸凹状態が形成されてしまうと、その部分に応力集中が起こり、絶縁層２３の許容応力を超えると亀裂が発生し、絶縁破壊に到る恐れがある。このため、応力緩和層２２形成などの付帯作業を伴わない方法が望まれていた。
【００１４】
従って、本発明は、導体の組立作業を容易とし、モールド時に応力緩和を図り得るモールドブッシングおよびこのブッシングを用いたスイッチギヤを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明のモールドブッシングは、第１の導体と、この第１の導体の軸方向中間部側面に接続される第２の導体と、これら第１および第２の導体の周囲を、端部に形成した主回路端子部を除いて絶縁材料で一体にモールドした絶縁層とを有し、前記第１の導体の軸方向中間部両側面にザグリ穴を設け、このザグリ穴の一方に前記第２の導体の端部を嵌合し、前記ザグリ穴の他方に応力緩和リングを収納配置するとともに、前記第１の導体および前記応力緩和リングを貫通して前記第２の導体端部にねじ込まれるボルトにより前記第１の導体と第２の導体を接続するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、複数の導体が組合される互いの導体間を応力緩和リングを介してボルトで締付けているので、導体の組立作業が容易となり、また、モールド時の硬化収縮時に発生する絶縁層の内部応力を緩和することができる。更に、各主回路端子部の平行度や直角度の変形が極めて少なくなる。
【００１７】
また、第２の発明のモールドブッシングを用いたスイッチギヤは、互いに離間し且つ平行に配置された第１および第３の導体の軸方向中間部間を第２の導体により接続してＨ字状に配置された主回路を構成する導体と、これら導体の周囲を、第１および第３の導体端部に形成した主回路端子部を除いて絶縁材料で一体にモールドして形成した絶縁層とを有し、前記第１および第３の導体の軸方向中間部両側面にそれぞれザグリ穴を設け、このザグリ穴の一方の対向するザグリ穴に前記第２の導体の端部をそれぞれ嵌合し、前記ザグリ穴の他方のザグリ穴に応力緩和リングをそれぞれ収納配置するとともに、前記第１および第３の導体並びに前記それぞれの応力緩和リングを貫通して前記第２の導体のそれぞれの端部にねじ込まれるそれぞれのボルトにより、前記第１の導体と第２の導体および第３の導体を接続するようにしてブッシングを構成し、このモールドブッシングにより箱体内に収納した収納機器間を接続したことを特徴としている。
【００１８】
このような構成によれば、各主回路端子部の平行度や直角度の変形が極めて少ないモールドブッシングとすることができるので、この各主回路端子部にスイッチギヤの収納機器を容易に接続することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るモールドブッシングを図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るモールドブッシングを示す断面図、図２は、本発明の実施の形態に係るモールドブッシングの導体接続部を示す要部拡大断面図、図３は、本発明の実施の形態に係る導体接続部の応力緩和リングを示す斜視図である。
【００２０】
なお、スイッチギヤの内部構成は、従来と同様の構成であるので、その説明を省略する。また、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
【００２１】
図１に示すように、ブッシング６には、銅材からなる図示縦配置の一方端の導体３０、図示横配置の中央部の導体３１および図示縦配置の他方端の導体３２からなる主回路導体がＨ字状に配置されている。そして、Ｈ字状に配置された両側の導体３０、３２は、その略中間部の側面から応力緩和リング３３を介して貫通させたボルト３４により、中央部の導体３１を挟持している。この応力緩和リング３３は、図３に示した例えば皿バネのような金属製の弾性体であり、互いの導体に一定の応力を加えて保持するようになっている。
【００２２】
そして、前記Ｈ字状に組立てられた導体３０、３１、３２は、清掃、脱脂した後に、例えばエポキシ樹脂のような絶縁材料で端子部を除いて絶縁層３５が一体にモールドされる。これにより、４つの主回路端子部、即ちケーブルヘッド端子部２、外部印加端子部３、計測器端子部４および開閉器端子部５が形成される。
【００２３】
このような互いの導体を接続する接続部の詳細を示す図２において、一方の導体３０には、機械加工により両側面にザグリ穴３６ａ、３６ｂが設けられている。両ザグリ穴３６ａ、３６ｂは、導体３０を貫通して設けたボルト孔で連通している。そして、一側面のザグリ穴３６ａに導体３１の軸面が嵌合される。この軸面には、ネジ穴を彫ってある。一方、他側面のザグリ穴３６ｂ内に応力緩和リング３３を配置し、この応力緩和リング３３を介してボルト３４を挿通し、導体３１のネジ穴にねじ込んで導体３０と３１を締付け接続している。また、応力緩和リング３３は、細径側がボルト３４の座面３４ａに密接され、太径側がザグリ穴３６ｂの底面３６ｃに密接されている。なお、ボルト３４は、その頭部面と導体３０の表面とがほぼ一致するように締付けられ、また、ザグリ穴３６ａ、ｂの端部３６ｄには、一定の曲率を持たせている。
【００２４】
このように互いの面に密接する応力緩和リング３３により、モールド時にエポキシ樹脂がボルト３４の貫通穴に浸入することを防ぎ、また、硬化収縮時にこの貫通穴から漏れ出す気泡が遮断されるので、絶縁層３５にボイドなどの欠陥を生じさせることがなくなる。
【００２５】
また、前述した図３に示すように、モールド時の硬化収縮時に導体３０、３１、３２と絶縁層３５の熱膨張率の差異から一定以上の内部応力が発生した場合、応力緩和リング３３がこの内部応力を吸収するように、例えば実線から点線のように変形するようになっている。これは、Ｈ字状に配置された両側の導体３０、３２が絶縁層３５の内部応力を吸収するように変形するに伴って、応力緩和リング３３が変形するものである。
【００２６】
このため、絶縁層３５には、一定以上の内部応力が発生しないようになり、亀裂などを起こすことがなくなる。この応力の設定は、応力緩和リング３３のバネ定数を変えることなどにより容易に制御することができる。
【００２７】
なお、応力緩和リング３３の変形により、Ｈ字状の導体３０、３１、３２の平行度や直角度も多少変形するが、熱膨張率は、銅で約１８×１０−６／℃、エポキシ樹脂で約２０×１０−６／℃であり、その差異が小さく、変形量は極めて小さいものになる。また、ザグリ穴３６ａ、ｂの端部３６ｄに曲率を持たせ、更に、ボルト３４の頭部面を導体３０の表面に合わせているので、電界集中を起こすことがない。
【００２８】
一方、導体３０、３１、３２の組立作業において、ザグリ穴３６ａ、３６ｂにより各導体３０、３１、３３の位置決めが精度よくでき、組立作業が容易となる。また、各導体３０、３１、３３に熱履歴を加えないので変形などを起こすことがなくなる。従って、Ｈ字状の各主回路端子部２、３、４、５間の平行度や直角度の変形が極めて少ないブッシング６とすることができる。このため、このブッシング６を用いたスイッチギヤでは、収納機器の接続を容易にすることができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。上記の実施の形態では、Ｈ字状に配置された４つの主回路端子部を有するブッシング６について説明したが、複数の導体を組合せてＴ字状の３つの主回路端子部、または、コ字状の２つの主回路端子部としたブッシングにおいても、一方の導体にザグリ穴を設け、このザグリ穴に応力緩和リング３３を介してボルトを貫通させ他方の導体と締付け接続し、これらを一体でモールドすることにより、導体の組立作業が容易で、また、モールド時の硬化収縮時の内部応力を低減させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、互いの導体を応力緩和リングを介してボルトで接続した複数の導体からなる主回路導体を、主回路端子部を除いて絶縁材料で一体にモールドしているので、導体の組立作業が容易となり、また、モールド時の硬化収縮時の内部応力を低減することができる。更に、複数の導体の端部で形成される各主回路端子部間の平行度や直角度の変形を極めて少なくすることができるので、スイッチギヤの収納機器との接続が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るモールドブッシングを示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るモールドブッシングの導体接続部を示す要部拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る導体接続部の応力緩和リングを示す斜視図。
【図４】スイッチギヤの内部構成を示す側面図。
【図５】従来のモールドブッシングを示す断面図。
【符号の説明】
１  箱体
１ａ  受電部
１ｂ  開閉部
１ｃ  母線部
１ｄ  制御部
２  ケーブルヘッド端子部
３  外部印加端子部
４  計測器端子部
５  開閉器端子部
６  ブッシング
７  変流器
８  ケーブル
９  絶縁栓
１０  変成器
１１  開閉器部
１２  遮断部
１３  断路部
１４、１５  操作ロッド
１６、１７  操作機構
１８  母線
１９、２０、２１、３０、３１、３２  導体
２２  応力緩和層
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、３５  絶縁層
３３  応力緩和リング
３４  ボルト
３４ａ  座面
３６ａ、３６ｂ  ザグリ穴
３６ｃ  底面
３６ｄ  端部
【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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