(57)【要約】【課題】  ガス封止部の絶縁性能の向上にて、スイッチギヤの小形化とガス気密性の向上が実現できるスイッチギヤを提供すること。【解決手段】  絶縁性の部材または浮遊電位の金属の部材を複数組み合わせて構成され、かつ絶縁ガスが封入される容器と、前記容器の内部に配置されて接離可能な接点を有する開閉器と、複数の前記部材間に一部が気密に配置される絶縁ゴムを備え、前記絶縁ゴムは、前記容器の内部で、前記絶縁ゴムを挟む各前記部材の端部を覆って配置されることを特徴とするスイッチギヤ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の部材または浮遊電位の金属の部材を複数組み合わせて構成され、かつ絶縁ガスが封入される容器と、
前記容器の内部に配置されて接離可能な接点を有する開閉器と、
複数の前記部材間に一部が気密に配置される絶縁ゴムを備え、
前記絶縁ゴムは、前記容器の内部で、前記絶縁ゴムを挟む各前記部材の端部を覆って配置されることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチギヤであって、
前記絶縁ゴムを挟む各前記部材と前記絶縁ゴムを締結する締結部材を備えることを特徴とするスイッチギヤ
【請求項３】
請求項２に記載のスイッチギヤであって、
前記絶縁ゴムは、前記絶縁ゴムを挟む少なくともいずれかの前記部材の端部に接触して配置されることを特徴とするスイッチギヤ
【請求項４】
請求項３に記載のスイッチギヤであって、
前記絶縁ゴムは、各前記部材に挟まれる第１の部位と、前記容器の内部に配置されて各前記部材に沿って配置される第２の部位を備え、
前記第２の部位には空隙が形成されることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項５】
請求項４に記載のスイッチギヤであって、
前記空隙は、前記第２の部位のうち各前記部材に近い側に形成されることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項に記載のスイッチギヤであって、
各前記部材に挟まれる部位には、前記絶縁ゴムに加えて、更に前記絶縁ゴムより弾性係数が大きい部材が配置されることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のスイッチギヤであって、
前記絶縁ゴムは、前記絶縁ゴムを挟む各前記部材の端部のくさび部全体を覆って配置されることを特徴とするスイッチギヤ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のスイッチギヤであって、
前記絶縁ゴムは、前記容器の外部で、前記絶縁ゴムを挟む複数の前記部材のうち少なくともいずれかの端部を覆って配置されることを特徴とするスイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁ガスを封入した容器に開閉器を搭載したスイッチギヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１０−１１９２４３号公報（特許文献１）がある。この公報には、「小形の真空スイッチギヤを提供することを目的に、絶縁容器に接離自在の一対の接点を有する真空バルブをモールドした真空スイッチギヤにおいて、真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドを備え、この絶縁ロッドが貫通し、かつ絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングを備えたことを特徴とする真空スイッチギヤ」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１には、真空バルブの可動導体と連結した絶縁ロッドが貫通し、かつ絶縁容器に絶縁ゴムを介して固定する絶縁ブッシングによって、樹脂−ゴム−樹脂の界面絶縁の形成により、スイッチギヤの幅方向及び奥行き方向を低減できるスイッチギヤが記載されている。しかし、特許文献１の構成では、課電部となる導体やモールド内面に塗布した導電性塗料の近傍に、樹脂と絶縁ゴムの接触端部が配置される。この端部は、樹脂端部が微細なＲ形状になっていることや、絶縁ゴムの変形により、くさび状の微小ギャップが大概的に形成され、この箇所に電界が集中して高電界となりえる。
【０００５】
本発明では、ガス封止部の絶縁性能の向上可能なスイッチギヤの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスイッチギヤは、上記課題を解決するために、絶縁性の部材または浮遊電位の金属の部材を複数組み合わせて構成され、かつ絶縁ガスが封入される容器と、前記容器の内部に配置されて接離可能な接点を有する開閉器と、複数の前記部材間に一部が気密に配置される絶縁ゴムを備え、前記絶縁ゴムは、前記容器の内部で、前記絶縁ゴムを挟む各前記部材の端部を覆って配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガス封止部の絶縁性能の向上可能なスイッチギヤを提供できる。なお、上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施例において説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のスイッチギヤの実施例１であり、スイッチギヤの側断面図である。
【図２】本発明のスイッチギヤの実施例１であり、図１の破線部の拡大図である。
【図３】本発明のスイッチギヤの実施例１であり、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明のスイッチギヤの実施例１であり、絶縁ゴムの上面図である。
【図５】本発明のスイッチギヤの実施例２であり、絶縁ゴムの断面図である。
【図６】本発明のスイッチギヤの実施例２であり、絶縁ゴムの断面図である。
【図７】本発明のスイッチギヤの実施例２であり、絶縁ゴムの断面図である。
【図８】本発明のスイッチギヤの実施例３であり、絶縁ゴムの断面図である。
【図９】本発明のスイッチギヤの実施例４であり、絶縁ゴムの断面図である。
【図１０】本発明のスイッチギヤの実施例５であり、絶縁ゴムの断面図である。
【図１１】本発明のスイッチギヤの実施例６であり、絶縁ゴムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図示した実施例に基づいて本発明のスイッチギヤについて説明する。尚、下記はあくまでも本発明の実施に好適な実施例であり、本発明の適用対象を限定することを意図する趣旨ではない。
【実施例１】
【００１０】
図１乃至図４は本発明のスイッチギヤの実施例１を示すものであり、図１はスイッチギヤの側断面図を、図２は図１に示した破線部の拡大図を、図３は図１のＡ−Ａ断面図を、図４は絶縁ゴムの上面図をそれぞれ示している。
【００１１】
図１乃至図４に示したスイッチギヤは、エポキシ樹脂等の固体絶縁物により一体注型された真空バルブと、母線側（固定側）導体３Ａからなる母線側ケーブルブッシング１１と、負荷側導体１２からなる負荷側ケーブルブッシング１３とで構成される。
【００１２】
真空バルブは、円筒絶縁材１の一端に接合された固定側端板２Ａと、固定側端板２Ａを気密に貫通する固定側導体３Ａと、円筒絶縁材１の他端に接合された可動側端板２Ｂと、可動側端板２Ｂに一端が接合され、可動部の駆動を許容する蛇腹形状のベローズ４と、ベローズ４を気密に貫通し真空を維持しながら軸方向に駆動する可動側導体３Ｂとで真空容器が構成され、内部圧力はおよそ１０−２Ｐａ以下の真空で保たれている。可動側導体３Ｂは可撓性のフレキシブル導体１８と接続されており、フレキシブル導体１８が負荷側導体１２と接続される。フレキシブル導体１８が可撓性を有することで、可動側導体３Ｂが軸方向に動作しても電気的接続を維持できる。真空容器、真空バルブの外に突出した固定側導体３Ａ及び負荷側導体１２は一体注型された樹脂容器１４に内包される。
【００１３】
また、真空容器の内部には、固定側導体３Ａの端部に接続された固定側電極５Ａと、可動側導体３Ｂの端部に接続された可動側電極５Ｂが配置されている。可動導体３Ｂは、可動側電極５Ｂが接続されていない端部に操作用絶縁ロッド６と、図示しないが電極対に接触荷重を加えるワイプ機構と連結された操作器と接続され、軸方向の駆動が可能となっている。これにより、固定側電極５Ａと可動側電極５Ｂの接離、即ち、真空バルブの開状態と閉状態を切り替えている。
【００１４】
また、操作用絶縁ロッド６は操作器と容器１５の外で接続されているが、容器１５内の気密性を保つべく、操作用絶縁ロッド６よりも容器１５の外に引き出される部位では容器１５との接触部にＯリング１０を設けている。この容器１５の操作器側とは反対側の端部と樹脂容器１４の可動側の端部を合わせることでできる密閉空間に絶縁ガス１９が封入されている。本実施例では、樹脂容器１４や固体絶縁物性の容器１５を用いているが、これに代えて浮遊電位の金属部材を複数用いて容器を構成しても良く、更には樹脂性などの絶縁性部材と浮遊電位の金属部材を組み合わせて容器を構成しても良い。
【００１５】
そして本実施例では、絶縁ガス１９が封入される容器間に気密に配置される絶縁ゴム１６は、容器内部で絶縁ゴムを挟む容器端部を覆って配置されている。
【００１６】
ここで絶縁ゴム周囲の構成を図２にて説明する。図２は図１に示した破線部、即ち、絶縁ガスが封入される容器間の拡大図である。容器１５と樹脂容器１４の各々の端部は、成形後のクラックを防止するため、一般的に微細なＲ形状２６になっている。また、容器１５と樹脂容器１４の端部を合わせてできる密閉空間を、開閉動作などによる振動が発生しても気密性を保持できるように、容器１５と樹脂容器１４を締結部材で固定している。ここでは、図３に示すように、樹脂容器１４に雌ねじ２０を設け、容器１５の樹脂容器１４の雌ねじ部と重なる部分にねじを貫通させるためのねじ用穴２１を設けている。また、容器１５と樹脂容器１４の間には、絶縁ゴム１６が配置される。その絶縁ゴム１６は、図４に示すように、樹脂容器１４の雌ねじ部２０と重なる部分にねじ用穴２１を設けている。樹脂容器１４の雌ねじ部と、容器１５と絶縁ゴム１６に設けたねじ用穴２１を重ね合わせて、樹脂容器１４と容器１５で絶縁ゴム１６を挟み、ねじ締結している。そして、絶縁ゴム１６は樹脂容器１４と容器１５で構成する容器の内部で、樹脂容器１４と容器１５の微細なＲ形状を覆って配置されている。
【００１７】
このように構成される本実施例のスイッチギヤは、絶縁ゴム１６にて微細なＲ形状２６を覆っているため、微細なＲ形状２６の電界を緩和できる。以下に電界緩和理由を述べる。樹脂容器１４と容器１５の微細なＲ形状２６は、くさび状の微小ギャップを大概的に形成するが、微細なＲ形状２６を絶縁ゴム１６で覆っていない場合、くさび状の微小ギャップに電界が集中し、絶縁の弱点となる。ここで、絶縁ガス１９の比誘電率εｒはおよそ１であり、一方で絶縁ゴム１６の比誘電率は材質により異なるものの概ね２〜２０の範囲に含まれ、絶縁ゴム１６の比誘電率の方が絶縁ガス１９の比誘電率よりも大きい。このため、微細なＲ形状２６を絶縁ゴム１６で覆っている場合、電界値を決定する電気力線（等電位線）が絶縁ゴム１６を避けるように描かれるため、微細なＲ形状２６周囲の電気力線（等電位線）が粗となり、電界が小さくなる。即ち、微細なＲ形状２６を絶縁ゴム１６で覆うことにより電界緩和できるため、絶縁性能を向上することができる。また、その結果、絶縁ガス１９が封入されている容器内の絶縁距離を短縮できるため、スイッチギヤを小形化することができる。
【００１８】
また、樹脂容器１４と絶縁ゴム１６間、または容器１５と絶縁ゴム１６間で絶縁破壊が発生し、絶縁ゴム１６が損傷することによる絶縁ガス１９の流出も防止することが好ましく、絶縁性能を向上させて絶縁破壊による絶縁ゴム１６の損傷を回避することで係る問題にもより効果的に対処可能である。
【実施例２】
【００１９】
図５に本発明の実施例２を示す。実施例１と同様の部分については説明を省略する。図５に示した絶縁ゴム２２Ａは、実施例１と同様に樹脂容器１４と容器１５で挟まれて、（図示していないが）ねじ締結されている。そして、本実施例では、絶縁ゴム２２Ａは容器内部で絶縁ゴム２２Ａを挟む容器端部に接触して配置され、この時に絶縁ゴムと容器１５のねじ用穴は、樹脂容器１４に設けた雌ねじ２０と中心軸が一致するように設けられている。
【００２０】
このように構成される本実施例のスイッチギヤは、実施例１と同様な効果を得ることがきるだけでなく、樹脂容器１４に設けた雌ねじ２０と、絶縁ゴムと容器１５に設けたねじ用穴の中心軸を容易に重ね合わせることができるため、組み立て時間を短縮することができる。なお、絶縁ゴムが絶縁ゴムを挟む容器端部に接触していない場合、樹脂容器１４に設けた雌ねじ２０と、絶縁ゴムと容器１５に設けたねじ用穴２１の中心軸がそれぞれねじ用穴に対して半径方向にずれてしまい、絶縁ゴムが干渉して締結部材のねじが雌ねじまで到達できず、ねじ締結できない。この場合、絶縁ゴムの位置を再調整して再度ねじ締結を試みることになるため、組み立て時間が長くなる。
【００２１】
また、絶縁ゴムは、図６、７に示したように、いずれかの容器の端部に接触配置される構造であれば、同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２２】
図８に本発明の実施例３を示す。実施例１と同様の部分については説明を省略する。図８に示した絶縁ゴム２５は、実施例１と同様に樹脂容器１４と容器１５で挟まれて配置されている。そして、本実施例での絶縁ゴム２５は、容器間で気密に配置される第１の部位２５Ｂと、容器内部で絶縁ゴムを挟む容器端部に接触して配置される第２の部位２５Ａで構成され、第２の部位は第１の部位２５Ｂと離れた側（言い換えると容器の内部側）ではなく、第１の部位に近い側（言い換えると容器側または容器の外部側）に空隙が形成されている。空隙を容器側に設けることで、締結部材を締結する際に第１の部材が締結部材側に引き込まれて変形しやすくなる。尚、空隙は容器側に設ける方が好ましいが、第２の部位に空隙を設けておけば場所に関わらず、変形に対して一定程度効果的に追従が可能である。
【００２３】
このように構成される本実施例のスイッチギヤは、実施例２と同様な効果を得ることができるだけでなく、容器間に挟まれて変形する絶縁ゴムの第１の部位の影響により、第２の部位が容器内面から離れることを回避でき、気密性を保持することができる。
【実施例４】
【００２４】
図９に本発明の実施例４を示す。実施例１と同様な部分については説明を省略する。本実施例の絶縁ゴム２７は、樹脂容器１４と容器１５で挟まれる面の一部、または全面に、他の絶縁ゴム２７Ａに比べて弾性係数が大きい部材が配置されている。図９は、絶縁ゴムが挟まれる面の一部に配置した構成を示している。また、絶縁ゴム２７Ｂの配置は、連続でも、非連続でも良い。
【００２５】
このように構成される本実施例のスイッチギヤは、実施例１と同様な効果を得ることができるだけでなく、弾性係数の大きい絶縁ゴム２７Ｂの配置により、ねじの締め付けトルクによる絶縁ゴム２７Ａの変形を低減することができるため、締め付けによる絶縁ゴムの経年劣化を抑制できる。
【実施例５】
【００２６】
図１０は本発明のスイッチギヤの実施例５を示すものである。本実施例の絶縁ゴムは、容器端部のＲ部を含んだくさび部全体を覆って配置されている。容器内部のガス中から見ると、Ｒ部で構成される部位はくさび形状に見える。
【００２７】
このように構成される本実施例のスイッチギヤは、くさび状部に空隙をなくして、電界が集中を回避しているため、実施例２よりも絶縁性能と気密性を向上することができる。
【実施例６】
【００２８】
図１１は本発明のスイッチギヤの実施例６を示すものである。本実施例の絶縁ゴムは、容器の外部で絶縁ゴムを挟む複数の容器の両方の端部を覆って配置されている。このように構成される本実施例のスイッチギヤは、絶縁ゴムと容器が接触する部分が増えるため、前述の実施例に比べて更に気密性を向上することができる。但し、本実施例の様に容器の外部で絶縁ゴムを挟む複数の容器の両方の端部を覆わなくても、少なくとも一方の容器の端部を覆って配置されているものでも気密性は向上するため、一定の効果は期待できる。
【００２９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１…円筒絶縁材、２Ａ…固定側端板、２Ｂ…可動側端板、３Ａ…固定側導体、３Ｂ…可動側導体、４…ベローズ、５Ａ…固定側電極、５Ｂ…可動側電極、６…操作用絶縁ロッド、１０…Ｏリング、１１…母線側ブッシング、１２…負荷側導体、１３…負荷側ブッシング、１４…樹脂容器、１５…操作器側容器、１６…絶縁ゴム、１７…締結部材、１８…フレキシブル導体、１９…絶縁ガス、２０…雌ねじ、２１…ねじ用穴、２２Ａ〜２２Ｅ…絶縁ゴム、２５Ａ、２５Ｂ…絶縁ゴム、２６…微細なＲ形状、２７…絶縁ゴム
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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