(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
碍子内に避雷器本体が収納された避雷器であって、
避雷器本体は、複数段に積層され両面に電極を有する電圧非直線型の素子と、隣接した素子同士を接着した接着層とを有し、かつこの接着層は導電性粉末を含む熱可塑性樹脂からなる接着剤で構成された避雷器。
【請求項２】
導電性粉末は銀粉末である請求項１に記載の避雷器。
【請求項３】
熱可塑性樹脂はポリウレタンである請求項１または請求項２に記載の避雷器。
【請求項４】
接着層の厚みは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍである請求項１ないし請求項３の何れかに記載の避雷器。
【請求項５】
碍子内に、複数段に積層され両面に電極を有する電圧非直線型の素子および隣接した素子同士を接着した接着層を有する避雷器本体が内蔵された避雷器の製造方法であって、
導電性粉末を含む熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤を前記素子の片面に載せ、所定の荷重を加えた状態で所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して接着剤を素子に仮接着する工程と、
次に、片面に接着剤が仮接着された素子を、複数個重ね合わせ、所定の荷重を加えた状態で、所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して接着剤で隣接した素子同士を本接着して前記避雷器本体を形成する工程と、
この避雷器本体を前記碍子内に収納する工程と
を含む避雷器の製造方法。
【請求項６】
碍子内に、複数段に積層され両面に電極を有する電圧非直線型の素子および隣接した素子同士を接着した接着層を有する避雷器本体が内蔵された避雷器の製造方法であって、
前記碍子内に、導電性粉末を含む熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤を介在させて前記素子を順次積み重ねる工程と、
次に、この積層された前記素子に所定の荷重を加えた状態で、所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して前記接着剤で隣接した素子同士を接着して前記避雷器本体を形成する工程と、
を含む避雷器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、両面に電極を有する電圧非直線型の素子を備え、電力の送変電分野において送電線路および送変電機器を保護する避雷器、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の避雷器の断面図、図５は図４の電圧非直線型の素子の斜視図である。
避雷器１は、中心部が突出した台座２と、この台座２に載置された円筒状の碍子３と、この碍子３内に配置された避雷器本体４と、避雷器本体４を押圧するシャント付きの金属製のコイルバネ５と、このコイルバネ５を押圧する金属板６と、碍子３を被せた金属蓋７と、避雷器本体４の周囲に等分間隔で４本立設されているとともに金属板６を貫通したガイド棒８とを備えている。
避雷器本体４は両面に溶射等によるアルミニウムの電極９を有する素子１０が百数十枚積層されて構成されている。
ガイド棒８は、避雷器１に横方向の力が加わったときに、避雷器本体４の各素子１０が横ずれするのを防止している。
【０００３】
しかし、このガイド棒８を用いて素子１０の横ずれを防止する方策は碍子３の外形を大きくするだけではなく、エボナイト等の材質で構成された高価なガイド棒８を使用しなければならず、避雷器が高価になってしまう。また、素子１０の一部が横ずれを起こしてガイド棒８に接触した場合には、電極９−ガイド棒８−碍子３内の不活性ガスによる所謂電気的トリプルジャンクションを形成して電界集中を誘起し、素子１０が損傷する場合がある。
【０００４】
特開平７−２１１５２０号公報および特開平８−４５７０８号公報には、上記のような問題点を解消する避雷器が示されている。
両公報に記載された避雷器では、素子の両端面にＡｇ粉末を含む導電性エポキシ接着剤を塗布し、さらに素子間に一定の接着層を与えるスペーサとして、一部切り欠いた薄板の金属リングを介在させ、素子同士を接着している。これらの避雷器ではガイド棒を必要とせずして、素子の横ずれを防止する手段としては効果ある。また、電気的トリプルジャンクション形成の回避にも効果的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の避雷器では下記の問題点があった。
イ  導電性エポキシ接着剤は熱硬化性であり、いったん硬化させると軟化させることができず、接着した素子の分離が不可能であり、素子が積層され接着剤が硬化された後には、例えば素子の交換ができない。
ロ  接着剤は硬化収縮が大きく、スペーサの金属リングにより接着剤の接着部位が拘束され、接着硬化後には大きなストレスが接着剤に残留し、避雷器の連続操作中に熱ストレスで接着層が剥離するおそれがある。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするもので、素子が積層され、接着剤が硬化された後でも素子の分離が可能であり、また熱ストレスで接着層が剥離するおそれを低減することができる等の避雷器、およびその製造方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る避雷器は、碍子内に避雷器本体が収納された避雷器であって、避雷器本体は、複数段に積層され両面に電極を有する電圧非直線型の素子と、隣接した素子同士を接着した接着層とを有し、かつこの接着層は導電性粉末を含む熱可塑性樹脂からなる接着剤で構成されたものである。
【０００８】
また、請求項２に係る避雷器では、導電性粉末は銀粉末である。
【０００９】
また、請求項３に係る避雷器では、熱可塑性樹脂はポリウレタンである。
【００１０】
また、請求項４に係る避雷器では、接着層の厚みは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍである。
【００１１】
また、請求項５に係る避雷器の製造方法は、導電性粉末を含む熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤を素子の片面に載せ、所定の荷重を加えた状態で所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して接着剤を素子に仮接着する工程と、次に、片面に接着剤が仮接着された素子を、複数個重ね合わせ、所定の荷重を加えた状態で、所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して接着剤で隣接した素子同士を本接着して避雷器本体を形成する工程と、この避雷器本体を前記碍子内に収納する工程とを含むものである。
【００１２】
また、請求項６に係る避雷器の製造方法は、碍子内に、導電性粉末を含む熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤を介在させて素子を順次積み重ねる工程と、次に、この積層された前記素子に所定の荷重を加えた状態で、所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して前記接着剤で隣接した素子同士を接着して避雷器本体を形成する工程とを含むものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の避雷器の断面図である。
避雷器１１は、中心部が突出した台座２と、この台座２に載置された円筒状の碍子３と、この碍子３内に配置された避雷器本体１２と、避雷器本体１２を押圧するシャント付きの金属製のコイルバネ５と、このコイルバネ５を押圧する金属板６と、碍子３を被せた金属蓋７とを備えている。
避雷器本体１２は、両面に溶射等によるアルミニウムの電極９を有し、直径１００ｍｍ、高さ２０ｍｍの電圧非直線型素子１０と、この素子１０同士を接着して素子１０を多段に積層した接着層１３と、両端部に設けられた第１の金属板１４ａおよび第２の金属板１４ｂとを備えている。
この接着層１３は、銀粉末を含むポリウレタンの熱可塑性樹脂からなる接着剤で構成されており、この接着層１３を介して素子１０が百数十枚積層されている。
【００１４】
次に、上記構成の避雷器１１の製造手順について説明する。
先ず、銀粉末を含むポリウレタンの熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤１７（厚さ０．１ｍｍ）の両面に離型フィルム１５を有する接着剤シート１６（例えば、ＳＴＡＹＳＴＩＣＫ、  テクノアルファ社の商標名である。）を素子１０と同一の１００ｍｍ径の円形に打ち抜き加工する（図２（ａ）参照）。
次に、片側の離型フィルム１５ａを剥離し、接着剤シート１６の剥離面を素子１０の片面に載せ（図２（ｂ）参照）、１００〜２００ｇ／ｃｍ2の荷重を加えて１００〜１２０℃のオーブン中で３０〜６０分間加熱し、接着剤１７を軟化させた後、自然冷却して接着剤１７を硬化させ、素子１０に仮接着する。なお、荷重を加えるのは、主に素子１０の電極９と接着剤１７との間に介在する空気を除去するためである。
その後、もう一方の離型フィルム１５ｂを剥離する（図２（ｃ）参照）。
このようにして、片面に接着剤１７が仮接着された素子１０を複数個用意する。
【００１５】
次に、避雷器１１の製造に供される素子１０を肉眼検査で選択する。つまり、素子１０の電極９と接着剤１７との間に空気層が介在した素子１０を除去する。
【００１６】
次に、接着剤シート１６の両側の離型フィルム１５ａ、１５ｂを剥離し、シート状の接着剤１７を第１の金属板１４ａ上に載置し、その上に接着剤１７が仮接着された素子１０を、接着剤１７側を上にして百数十枚積み重ね、最後に第２の金属板１４ｂを重ねる。
その次に、１ｋｇ／ｃｍ2以上の荷重を第２の金属板１４ｂの上面から加えて１６０〜２００℃のオーブン中で６０分程度加熱し、接着剤１７を軟化させ、その後自然冷却して接着剤１７を硬化させて、隣接した素子１０同士、および素子１０と金属板１４ａ、１４ｂとを本接着し、金属板１４ａ、１４ｂと素子１０との間、および素子１０間に接着層１３が介在したブロック状の避雷器本体１２を形成する。
なお、荷重を加えるのは、主に素子１０の電極９と接着剤１７との間、および金属板１４ａ、１４ｂと接着剤１７との間にある空気層を除去するためである。
【００１７】
最後に、この避雷器本体１２を碍子３内に収納し、第２の金属板１４ｂ上にコイルバネ５を載置し、碍子３の上面に金属蓋７を固体することで、避雷器１１の製造が完了する。
【００１８】
次に、避雷器１１の別の製造手順について説明する。
先ず、碍子３内で、接着剤シート１６の両側の離型フィルム１５を剥離したシート状の接着剤１７を第１の金属板１４ａ上に載置し、その上に素子１０、接着剤１７を順次重ね、最後に第２の金属板１４ｂを重ねる。
次に、１ｋｇ／ｃｍ2以上の荷重を第２の金属板１４ｂの上面から加えた状態で、碍子３ごと１６０〜２００℃のオーブン中に入れて、６０分程度加熱し、接着剤１７を軟化させ，引き続き自然冷却して接着剤１７を硬化させ、金属板１４ａ、１４ｂと素子１０との間、および素子１０間に接着層１３が介在したブロック状の避雷器本体１２を形成する。
最後に、第２の金属板１４ｂ上にコイルバネ５を載置し、碍子３の上面に金属蓋７を固体することで、避雷器１１の製造が完了する。
【００１９】
この避雷器１１の製造方法は先に説明した製造方法と異なり、素子１０に接着剤１７を仮接着する工程が削除されており、それだけ簡単に避雷器１１を製造することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では厚さ０．１ｍｍの接着剤１７を用いたが、その厚さは、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲であれば、同じ接着性能を達成することができる。
接着剤１７が０．０５ｍｍより薄い場合には接着力は不十分であり、隣接した素子１０間の十分な接着強度を発揮できない。また、０．２５ｍｍより厚い場合には、初期の接着強度は十分であるが、避雷器の連続操作中に熱ストレスにより接着層１３に剥離が生じ易くなり、不適である。
なお、接着剤１７は加熱され、荷重が加えられて接着層１３になるが、その間において厚みに殆ど変動がない。
なお、導電性粉末を含む熱可塑性樹脂として例えばカーボン粉末、または銅粉末を熱可塑性樹脂に含有させるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の避雷器によれば、避雷器本体は、複数段に積層され両面に電極を有する電圧非直線型の素子と、隣接した素子同士を接着した接着層とを有し、かつこの接着層は導電性粉末を含む熱可塑性樹脂からなる接着剤で構成されているので、例えば損傷した素子を除去する場合には、接着層を加熱軟化させることで素子を簡単に除去することができる。
また、接着硬化後には大きなストレスが接着層に残留してなく、避雷器の連続操作中に熱ストレスで接着層が剥離するおそれが低減される。
【００２２】
また、請求項２に係る避雷器では、導電性粉末は銀粉末であるので、低コストで導電性のよい接着層を得ることができる。
【００２３】
また、請求項３に係る避雷器では、熱可塑性樹脂はポリウレタンであるので、低コストで熱可塑性の接着層を得ることができる。
【００２４】
また、請求項４に係る避雷器では、接着層の厚みは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであるので、接着層の接着強度は十分であり、かつ避雷器の連続操作中に熱ストレスによる接着層の剥離が生じにくい。
【００２５】
また、請求項５に係る避雷器の製造方法では、導電性粉末を含む熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤を素子の片面に載せ、所定の荷重を加えた状態で所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して接着剤を素子に仮接着する工程と、次に、片面に接着剤が仮接着された素子を、複数個重ね合わせ、所定の荷重を加えた状態で、所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して接着剤で隣接した素子同士を本接着して避雷器本体を形成する工程と、この避雷器本体を前記碍子内に挿入する工程とを含むので、製造途中で、素子と接着剤との間に空気層が介在した不良部品を除去することができ、性能の高い避雷器を得ることができる。
【００２６】
また、請求項６に係る避雷器の製造方法は、碍子内に、導電性粉末を含む熱可塑性樹脂で構成されたシート状の接着剤を介在させて素子を順次積み重ねる工程と、次に、この積層された前記素子に所定の荷重を加えた状態で、所定の時間、所定の温度で加熱し、冷却して前記接着剤で隣接した素子同士を接着して避雷器本体を形成する工程とを含むので、接着剤の加熱、冷却工程は一工程ですみ、請求項５に係る避雷器の製造方法と比較して避雷器を簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の避雷器の断面図である。
【図２】  図１の避雷器の製造途中の説明図である。
【図３】  図１の避雷器の避雷器本体の断面図である。
【図４】  従来の避雷器の断面図である。
【図５】  図４の避雷器の素子の斜視図である。
【符号の説明】
３  碍子、１０  素子、１１  避雷器、１２  避雷器本体、１３  接着層、１７  接着剤。
【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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