(57)【要約】【課題】銅部と鉄部とをエポキシ樹脂をモールドして形成した絶縁部で強固に接着し得る樹脂注型品を提供する。【解決手段】開閉器を開閉する異種金属材料を連結した断路棒７であって、端部が凹部７ａ１に形成された銅部７ａと、凹部７ａ１に埋め込まれる端部が凸部７ｂ１に形成された鉄部７ｂと、凹部７ａ１と凸部７ｂ１とを所定の絶縁厚さで連結するエポキシ樹脂でモールドして形成した絶縁部７ｃとを備え、熱膨張係数を銅部７ａ＞絶縁部７ｃ＞鉄部７ｂとしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が凹部に形成された銅部と、
前記凹部に埋め込まれる端部が凸部に形成された鉄部と、
前記凹部と前記凸部とを所定の絶縁厚さで連結するエポキシ樹脂でモールドして形成した絶縁部とを備え、
熱膨張係数を前記銅部＞前記絶縁部＞前記鉄部としたことを特徴とする樹脂注型品。
【請求項２】
前記凹部に埋め込まれる前記凸部の前記絶縁部に、同軸状に突出した突部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂注型品。
【請求項３】
前記凹部に埋め込まれる前記凸部の前記絶縁部に、同軸状に窪んだ窪み部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂注型品。
【請求項４】
前記銅部は、無酸素銅であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂注型品。
【請求項５】
前記鉄部は、ステンレスであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の樹脂注型品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉器に用いられる異種金属材料をエポキシ樹脂で強固に連結し得る樹脂注型品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、開閉器の断路棒においては、機械的強度を有するステンレス棒と通電性能を有する銅棒とをエポキシ樹脂をモールドして形成させた絶縁層で連結するものが用いられている。このような異種金属材料間を絶縁層で連結した樹脂注型品には、互いを強固に接着させる接着力と開閉器の絶縁試験に耐え得る絶縁性能とが要求される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の開閉器は、図４に示すように、筒状の絶縁筒１の一方端に主回路に接続される主回路電極２が埋め込まれている。絶縁筒１内の主回路電極２には、凹状の窪み部２ａが形成され、その内周面に接触子３が設けられている。絶縁筒１の他方端は、開閉器のフランジ４に固定されている。
【０００４】
フランジ４の中央開口部には、フランジ４と絶縁された測定用電極５が設けられている。測定用電極５には、操作機構６により絶縁筒１内を移動自在に移動する断路棒７が接触子８を介して摺動接触している。測定用電極５の一側面には、測定用端子９が設けられている。
【０００５】
ここで、断路棒７は、主回路電極２と測定用電極５とを接触させ通電を可能とする中間部が細径の銅合金からなる銅部７ａと、操作機構６に連結され機械的強度を有する鉄合金からなる鉄部７ｂ、およびこれらを連結するエポキシ樹脂をモールドして形成した絶縁部７ｃから構成されている。即ち、断路棒７は、絶縁部７ｃで異種金属材料を連結する樹脂注型品である。
【０００６】
断路棒７は、通常、接地され、図示左側に後退して先端が測定用電極５に接触した状態にある。そして、主回路を接地する場合には、操作機構６を操作して断路棒７を図示右側に移動させ、主回路電極２と測定用電極５間を銅部７ａで短絡する。また、主回路の絶縁試験を行う場合には、測定用端子９に接続されている接地を取り外し、試験用電圧を印加して絶縁抵抗などが測定できるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２９４０６９号公報  （第３ページ、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来の樹脂注型品においては、次のような問題がある。銅部７ａと鉄部７ｂとを強固とともに、絶縁欠陥のない絶縁部７ｃで連結しなければならない。しかしながら、銅部７ａと鉄部７ｂとは異種金属材料であり熱膨張係数が異なるので、絶縁部７ｃをモールドしたときや開閉器の運転中などにおける温度変化によって、接着性が低下し剥離を起こすことがある。また、接触子３との開閉時に、引張りや圧縮の応力が発生し、剥離を起こすことがある。
【０００８】
部分的にでも剥離が起きると、銅部７ａと鉄部７ｂとの機械的強度が低下し、断路棒７のスムースな移動が困難となったり、絶縁試験において微小放電が発生して絶縁抵抗などの測定値に誤差が生じたりすることがある。このため、銅部７ａと鉄部７ｂとを強固に接着させることのできる絶縁部７ｃが望まれていた。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、銅部と鉄部とを絶縁部で強固に接着し得る樹脂注型品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂注型品は、端部が凹部に形成された銅部と、前記凹部に埋め込まれる端部が凸部に形成された鉄部と、前記凹部と前記凸部とを所定の絶縁厚さで連結するエポキシ樹脂でモールドして形成した絶縁部とを備え、熱膨張係数を前記銅部＞前記絶縁部＞前記鉄部としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、断路棒の銅部の端部を凹部とし、凹部に埋め込まれる鉄部の端部を凸部として絶縁部で連結し、熱膨張係数を銅部＞絶縁部＞鉄部としているので、温度変化時に外周側から内周側に向かってそれぞれが収縮し、銅部と鉄部とを強固に接着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
先ず、本発明の実施例１に係る樹脂注型品を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る樹脂注型品の構成を示す拡大断面図である。なお、図１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。また、樹脂注型品が用いられる開閉器は、従来と同様であるので、その説明を省略する。
【００１４】
図１に示すように、開閉器に用いられる断路棒７は、無酸素銅などの金属材料からなる棒状の銅部７ａと、ステンレス（ＳＵＳ４３０）などの金属材料からなる鉄合金の棒状の鉄部７ｂと、これらの軸方向を連結するエポキシ樹脂をモールドして形成した絶縁部７ｃとから構成されている。即ち、銅部７ａと鉄部７ｂとは、同一軸線上に配置され、絶縁部７ｃで連結されている。
【００１５】
ここで、銅部７ａの端部は、中心部が軸方向と平行に掘り込まれた同軸状の凹部７ａ１となっている。鉄部７ｂの端部は、中心部が軸方向と平行に突出した同軸状の凸部７ｂ１に形成され、凹部７ａ１に埋め込まれている。凹部７ａ１と凸部７ｂ１間は所定の絶縁厚さ、および沿面距離を有している。また、凸部７ｂ１の先端は突出した半球状、凹部７ａ１の底部は窪んだ半球状となっている。
【００１６】
そして、銅部７ａには、熱膨張係数が１７×１０−６／℃で通電性能の優れた無酸素銅を用い、鉄部７ｂには、熱膨張係数が１１×１０−６／℃で機械的強度の優れたステンレス（ＳＵＳ４３０）を用い、絶縁部７ｃには、シリカなどの充填剤を混合して熱膨張係数が１４〜１６×１０−６／℃のエポキシ樹脂を用いている。なお、銅部７ａにはベリリウム銅（熱膨張係数１７．８×１０−６／℃）、鉄部７ｂにはＳＵＳ４１０（熱膨張係数１０．４×１０−６／℃）など、熱膨張係数が銅部７ａ＞絶縁部７ｃ＞鉄部７ｂとなる材料を用いることができる。
【００１７】
これにより、熱膨張係数は、凸部７ｂ１を有する鉄部７ｂが最も小さく、次いで絶縁部７ｃ、そして凹部７ａ１を有する銅部７ａが最も大きいものとなる。このため、例えば１５０℃まで昇温させてモールドし、常温まで冷却をしたとき、鉄部７ｂの凸部７ｂ１よりも絶縁部７ｃの熱膨張係数が大きく、また絶縁部７ｃよりも銅部７ａの凹部７ａ１の熱膨張係数が大きいので、それぞれの熱膨張係数の差により絶縁部７ｃが凸部７ｂ１方向へ収縮し、凹部７ａ１も絶縁部７ｃ方向へ収縮する。また、過電流で温度上昇があり常温に戻る場合にも同様である。
【００１８】
このため、凸部７ｂ１には絶縁部７ｃが収縮して強固に接着し、絶縁部７ｃには凹部７ａ１が収縮して強固に接着することになる。即ち、凸部７ｂ１と凹部７ａ１とが絶縁部７ｃで強固に接着し、剥離などを起こし難いものとなり、絶縁特性と機械的強度の優れたものにすることができる。また、凹部７ａ１、絶縁部７ｃ、凸部７ｂ１は、それぞれが外周側から内周側に向かって同軸方向に収縮するので、応力が分散され、特に、絶縁部７ｃの残留応力が少ないものとなる。
【００１９】
上記実施例１の樹脂注型品によれば、銅部７ａの端部を凹部７ａ１とし、凹部７ａ１に埋め込まれる鉄部７ｂの端部を凸部７ｂ１として絶縁部７ｃで連結し、熱膨張係数が銅部７ａ＞絶縁部７ｃ＞鉄部７ｂとなるような材料を用いているので、温度変化による収縮時において凹部７ａ１が絶縁部７ｃ側に収縮し、この絶縁部７ｃが凸部７ｂ１側に収縮して銅部７ａと鉄部７ｂとを強固に連結させることができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の実施例２に係る樹脂注型品を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る樹脂注型品の構成を示す拡大断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、絶縁部に突部を設けたことである。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図２に示すように、銅部７ａの凹部７ａ１の内周面に環状の窪み部７ａ２を設け、絶縁部７ｃの外周側に突出した突部７ｃ１が形成されるようにしている。突部７ｃ１は、凹部７ａ１の内周面と凸部７ｂ１の外周面に対し、同軸状に形成される。
【００２２】
これにより、絶縁部７ｃには、突部７ｃ１が形成されているので、銅部７ａと鉄部７ｂとの引張り強度などの機械的強度を向上させることができる。なお、突部７ｃ１は、同軸状に形成されているので、収縮時に発生する応力が分散され易く、残留応力を抑制することができる。
【００２３】
上記実施例２の樹脂注型品によれば、実施例１による効果のほかに、断路棒７の機械的強度を更に向上させることができる。
【００２４】
上記実施例２では、凹部７ａ１の内周面に窪み部７ａ２を設けて説明したが、凸部７ｂ１の外周面に窪み部を設けても絶縁部７ｃの内周側に同軸状の突部を形成させてもよい。窪み部は、凹部７ａ１と凸部７ｂ１との少なくとも一方に設ければよい。
【実施例３】
【００２５】
次に、本発明の実施例３に係る樹脂注型品を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る樹脂注型品の構成を示す拡大断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、絶縁部に窪み部を設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
図３に示すように、銅部７ａの凹部７ａ１の内周面に環状の突部７ａ３を設け、絶縁部７ｃの外周側に窪んだ窪み部７ｃ２が形成されるようにしている。窪み部７ｃ２は、凹部７ａ１の内周面と凸部７ｂ１の外周面に対し、同軸状に形成される。
【００２７】
これにより、絶縁部７ｃには、窪み部７ｃ２が形成されているので、銅部７ａと鉄部７ｂとの引張り強度などの機械的強度を向上させることができる。なお、窪み部７ｃ２は、同軸状に形成されているので、収縮時に発生する応力が分散され易く、残留応力を抑制することができる。
【００２８】
上記実施例３の樹脂注型品によれば、実施例１による効果のほかに、断路棒７の機械的強度を向上させることができる。
【００２９】
上記実施例３では、凹部７ａ１の内周面に突部７ａ３を設けて説明したが、凸部７ｂ１の外周面に突部を設けても絶縁部７ｃの内周側に同軸状の窪み部を形成させてもよい。窪み部は、凹部７ａ１と凸部７ｂ１との少なくとも一方に設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂注型品の構成を示す拡大断面図。
【図２】本発明の実施例２に係る樹脂注型品の構成を示す拡大断面図。
【図３】本発明の実施例３に係る樹脂注型品の構成を示す拡大断面図。
【図４】開閉器の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１  絶縁筒
２  主回路電極
２ａ、７ａ２、７ｃ２  窪み部
３、８  接触子
４  フランジ
５  測定用電極
６  操作機構
７  断路棒
７ａ  銅部
７ａ１  凹部
７ｂ  鉄部
７ｂ１  凸部
７ｃ  絶縁部
７ｃ１、７ａ３  突部
９  測定用端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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