(57)【要約】  中空状に成形された絶縁成形体であって、筒状の内部半導電層と、前記内部半導電層の外周に設けられた絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも端部の外周に設けられた外部半導電層と、前記絶縁層の第一端面と、前記外部半導電層の第一端面とを有する第一の中空端部と、を有し、前記絶縁層の第一端面は、機械加工された加工面である、絶縁成形体。
2020039879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に成形された絶縁成形体であって、
筒状の内部半導電層と、
前記内部半導電層の外周に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の少なくとも端部の外周に設けられた外部半導電層と、
前記絶縁層の第一端面と、前記外部半導電層の第一端面とを有する第一の中空端部と、を有し、
前記絶縁層の第一端面は、機械加工された加工面である、
絶縁成形体。
【請求項２】
前記第一の中空端部以外の第二の中空端部を有し、
前記第二の中空端部は、前記外部半導電層の第二端面と、前記第二端面に達することなく前記外部半導電層の内周面に位置する前記絶縁層の第二端縁とを有する請求項１に記載の絶縁成形体。
【請求項３】
前記第一の中空端部以外の第三の中空端部を有し、
前記第三の中空端部は、前記絶縁層の第三端面と、前記外部半導電層の第三端面とを有し、
前記絶縁層の第三端面は、金型により成形された成形面である請求項１又は請求項２に記載の絶縁成形体。
【請求項４】
前記第一の中空端部以外の全ての中空端部は、第二の中空端部及び第三の中空端部の少なくとも一方で構成され、
前記第二の中空端部は、前記外部半導電層の第二端面と、前記第二端面に達することなく前記外部半導電層の内周面に位置する前記絶縁層の第二端縁とを有し、
前記第三の中空端部は、前記絶縁層の第三端面と、前記外部半導電層の第三端面とを有し、
前記絶縁層の第三端面は、金型により成形された成形面である請求項１に記載の絶縁成形体。
【請求項５】
前記内部半導電層、前記絶縁層及び前記外部半導電層がゴム材料で形成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁成形体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の絶縁成形体と、
前記絶縁成形体の前記内部半導電層内に隙間を有して挿入される導体と、を備える、
固体絶縁母線。
【請求項７】
前記導体が編組線で形成されている請求項６に記載の固体絶縁母線。
【請求項８】
筒状の内部半導電層を成形する第一の工程と、
開口縁を有する中空の外部半導電層の端部を成形する第二の工程と、
前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを金型内に配置する第三の工程と、
前記内部半導電層及び前記外部半導電層の端部の内側に中子を挿入する第四の工程と、
前記金型内に絶縁性材料を充填して、前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを一体化する絶縁層を成形する第五の工程と、を備え、
前記第三の工程は、前記内部半導電層の少なくとも両端の外周近傍に前記外部半導電層の端部を間隔を開けるように行い、
前記第四の工程は、前記中子の外周面と前記外部半導電層における前記開口縁を含む内周面との間に隙間を形成し、
前記第五の工程は、前記隙間を上方に向けて前記絶縁性材料の充填を行い、前記絶縁性材料を前記隙間から溢れさせる、
絶縁成形体の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の絶縁成形体の製造方法により絶縁成形体を製造する工程と、
前記絶縁成形体の一端側から前記内部半導電層内に導体を挿入する工程と、を備える、
固体絶縁母線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、絶縁成形体、固体絶縁母線、絶縁成形体の製造方法、及び固体絶縁母線の製造方法に関する。
本出願は、２０１８年８月２４日付の日本国出願の特願２０１８−１５７５４７号に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力機器間の接続に固体絶縁母線が使用されている。特許文献１は、棒状導体と短尺の撚線とを組み合わせて接続した母線と、母線の両端に接続した端末金具と、母線及び端末金具の上にモールドされた内部半導電層、絶縁層、及び外部半導電層とを備えるモールド絶縁連絡母線を開示する。特許文献１に記載のモールド絶縁連絡母線は、両端に端末金具を接続した母線を金型内に設置し、その上に内部半導電層、絶縁層、及び外部半導電層を順にモールドして絶縁体を形成することにより作製する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２３３２４４号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の絶縁成形体は、
中空状に成形された絶縁成形体であって、
筒状の内部半導電層と、
前記内部半導電層の外周に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の少なくとも端部の外周に設けられた外部半導電層と、
前記絶縁層の第一端面と、前記外部半導電層の第一端面とを有する第一の中空端部と、を有し、
前記絶縁層の第一端面は、機械加工された加工面である。
【０００５】
本開示の固体絶縁母線は、
上記本開示の絶縁成形体と、
前記絶縁成形体の前記内部半導電層内に隙間を有して挿入される導体と、を備える。
【０００６】
本開示の絶縁成形体の製造方法は、
筒状の内部半導電層を成形する第一の工程と、
開口縁を有する中空の外部半導電層の端部を成形する第二の工程と、
前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを金型内に配置する第三の工程と、
前記内部半導電層及び前記外部半導電層の端部の内側に中子を挿入する第四の工程と、
前記金型内に絶縁性材料を充填して、前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを一体化する絶縁層を成形する第五の工程と、を備え、
前記第三の工程は、前記内部半導電層の少なくとも両端の外周近傍に前記外部半導電層の端部を間隔を開けるように行い、
前記第四の工程は、前記中子の外周面と前記外部半導電層における前記開口縁を含む内周面との間に隙間を形成し、
前記第五の工程は、前記隙間を上方に向けて前記絶縁性材料の充填を行い、前記絶縁性材料を前記隙間から溢れさせる。
【０００７】
本開示の固体絶縁母線の製造方法は、
上記本開示の絶縁成形体の製造方法により絶縁成形体を製造する工程と、
前記絶縁成形体の一端側から前記内部半導電層内に導体を挿入する工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１に係る絶縁成形体を備える固体絶縁母線の概略縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る固体絶縁母線の接続構造の一例を示す概略構成図である。
【図４】図４は、実施形態１において、絶縁層の成形に用いる金型の一例を示す概略縦断面図である。
【図５】図５は、実施形態１において、内部半導電層と外部半導電層の端部とを絶縁層で一体化した成形体の概略縦断面図である。
【図６】図６は、実施形態２に係る絶縁成形体を備える固体絶縁母線の概略縦断面図である。
【図７】図７は、実施形態２において、絶縁層の成形に用いる金型の一例を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示が解決しようとする課題］
固体絶縁母線の絶縁体を金型を用いて成形した絶縁成形体とする場合、金型内に絶縁性材料を充填して絶縁層を成形する際に、金型内の空気などのガスが抜けきらずに、絶縁層にボイドが発生することがある。このようなボイドは、絶縁性材料が金型内に最後に充填される部位で発生することが多い。以下では、絶縁性材料が最後に充填される部位を「最終充填部」と呼ぶ。絶縁層にボイドが存在すると、その部分の絶縁特性が低下するなど、品質の低下を招く虞がある。したがって、絶縁層にボイドが発生し難い構造の絶縁成形体が望まれている。
【００１０】
本開示は、絶縁層にボイドが発生することを抑制できる絶縁成形体、及びその製造方法を提供することを目的の一つとする。また、絶縁成形体を備える固体絶縁母線及びその製造方法を提供することを別の目的の一つとする。
【００１１】
［本開示の効果］
本開示の絶縁成形体は、絶縁層にボイドが発生することを抑制できる。本開示の固体絶縁母線は、絶縁成形体における絶縁層の絶縁特性に優れる。本開示の絶縁成形体の製造方法は、絶縁層にボイドが発生することを抑制できる。本開示の固体絶縁母線の製造方法は、絶縁成形体における絶縁層の絶縁特性に優れる固体絶縁母線を製造できる。
【００１２】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１３】
（１）本開示の実施形態に係る絶縁成形体は、
中空状に成形された絶縁成形体であって、
筒状の内部半導電層と、
前記内部半導電層の外周に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の少なくとも端部の外周に設けられた外部半導電層と、
前記絶縁層の第一端面と、前記外部半導電層の第一端面とを有する第一の中空端部と、を有し、
前記絶縁層の第一端面は、機械加工された加工面である。
【００１４】
本開示の絶縁成形体は、第一の中空端部において絶縁層の第一端面が機械加工された加工面である。絶縁層の第一端面の加工面は、金型内に絶縁性材料を充填して絶縁層を成形した際に絶縁性材料を溢れさせた部分を機械加工により除去することで形成されたものである。絶縁層の第一端面は第一の中空端部の端面に露出することになるため、絶縁層の第一端面を、絶縁層の成形時における絶縁性材料が金型内に最後に充填される最終充填部に設けることができる。これにより、絶縁層の成形時に絶縁性材料の最終充填部となる第一端面の部分から絶縁性材料を溢れさせて金型内のガスを抜くことによって、絶縁層にボイドが発生し難くなる。したがって、本開示の絶縁成形体は、絶縁層にボイドが発生することを抑制できる。
【００１５】
（２）本開示の絶縁成形体の一形態として、
前記第一の中空端部以外の第二の中空端部を有し、
前記第二の中空端部は、前記外部半導電層の第二端面と、前記第二端面に達することなく前記外部半導電層の内周面に位置する前記絶縁層の第二端縁とを有することが挙げられる。
【００１６】
上記形態は、第二の中空端部において、外部半導電層の内周面に位置する絶縁層の第二端縁を有する。第二の中空端部では、絶縁層の第二端縁が外部半導電層の第二端面に達することなく内周面に位置することから、第一の中空端部とは異なり、絶縁層の端面が第二の中空端部の端面に露出していない。この場合、第二の中空端部における絶縁層の端面に対する機械加工を不要とすることができる。
【００１７】
（３）本開示の絶縁成形体の一形態として、
前記第一の中空端部以外の第三の中空端部を有し、
前記第三の中空端部は、前記絶縁層の第三端面と、前記外部半導電層の第三端面とを有し、
前記絶縁層の第三端面は、金型により成形された成形面であることが挙げられる。
【００１８】
上記形態は、第三の中空端部において絶縁層の第三端面が金型により成形された成形面であることから、第三端面に対する機械加工を省略することができる。
【００１９】
（４）本開示の絶縁成形体の一形態として、
前記第一の中空端部以外の全ての中空端部は、第二の中空端部及び第三の中空端部の少なくとも一方で構成され、
前記第二の中空端部は、前記外部半導電層の第二端面と、前記第二端面に達することなく前記外部半導電層の内周面に位置する前記絶縁層の第二端縁とを有し、
前記第三の中空端部は、前記絶縁層の第三端面と、前記外部半導電層の第三端面とを有し、
前記絶縁層の第三端面は、金型により成形された成形面であることが挙げられる。
【００２０】
上記形態は、第一の中空端部以外の全ての中空端部が、第二の中空端部及び第三の中空端部の少なくとも一方により構成されている。よって、第一の中空端部における絶縁層の第一端面が、絶縁層の成形時における絶縁製材料の最終充填部に設けられることになる。また、第二の中空端部では、絶縁層の第二端縁が外部半導電層の内周面に位置しており、第三の中空端部では、絶縁層の第三端面が成形面である。そのため、第二及び第三の中空端部において、絶縁層の端面に対する機械加工が不要である。
【００２１】
（５）本開示の絶縁成形体の一形態として、
前記内部半導電層、前記絶縁層及び前記外部半導電層がゴム材料で形成されていることが挙げられる。
【００２２】
上記形態は、絶縁成形体がゴム材料で形成されていることで、絶縁成形体の可撓性が向上する。
【００２３】
（６）本開示の実施形態に係る固体絶縁母線は、
上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の絶縁成形体と、
前記絶縁成形体の前記内部半導電層内に隙間を有して挿入される導体と、を備える。
【００２４】
本開示の固体絶縁母線は、上記本開示の絶縁成形体を備える。したがって、本開示の固体絶縁母線は、絶縁成形体における絶縁層にボイドが少なく、絶縁層の絶縁特性に優れる。
【００２５】
（７）本開示の固体絶縁母線の一形態として、
前記導体が編組線で形成されていることが挙げられる。
【００２６】
上記形態は、導体が編組線で形成されていることで、固体絶縁母線が可撓性に優れる。よって、固体絶縁母線の各端部を接続対象となる各電力機器の接続箇所に位置合わせして接続し易い。電力機器間を固体絶縁母線で接続する場合、それぞれの電力機器の接続箇所の高さ位置などが異なったり、電力機器の据付精度によって接続箇所の位置がずれることがある。その場合、固体絶縁母線を屈曲させて、各端部を各接続対象に位置合わせする必要がある。編組線であれば、可撓性に優れ曲げ易いため、固体絶縁母線の可撓性が向上する。したがって、上記形態は、固体絶縁母線が曲げ易くなり、接続箇所の位置ずれに対応し易くなる。
【００２７】
（８）本開示の実施形態に係る絶縁成形体の製造方法は、
筒状の内部半導電層を成形する第一の工程と、
開口縁を有する中空の外部半導電層の端部を成形する第二の工程と、
前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを金型内に配置する第三の工程と、
前記内部半導電層及び前記外部半導電層の端部の内側に中子を挿入する第四の工程と、
前記金型内に絶縁性材料を充填して、前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを一体化する絶縁層を成形する第五の工程と、を備え、
前記第三の工程は、前記内部半導電層の少なくとも両端の外周近傍に前記外部半導電層の端部を間隔を開けるように行い、
前記第四の工程は、前記中子の外周面と前記外部半導電層における前記開口縁を含む内周面との間に隙間を形成し、
前記第五の工程は、前記隙間を上方に向けて前記絶縁性材料の充填を行い、前記絶縁性材料を前記隙間から溢れさせる。
【００２８】
本開示の絶縁成形体の製造方法は、内部半導電層及び外部半導電層の端部を金型内に配置する。更に、内部半導電層及び外部半導電層の端部の内側に中子を挿入して、外部半導電層の内側に挿入した中子の外周面と開口縁を含む内周面との間に隙間を形成する。そして、その隙間を金型の上方に向けた状態で金型内に絶縁性材料を充填し、内部半導電層と外部半導電層の端部とを一体化するように絶縁層を成形する。上記製造方法によれば、絶縁層を成形する上記第五の工程において、金型の上方に設けた隙間が最終充填部に位置することになる。そのため、絶縁性材料を隙間から溢れさせて金型内のガスを抜くことによって、絶縁層にボイドが発生し難くなる。したがって、本開示の絶縁成形体の製造方法は、絶縁層にボイドが発生することを抑制できる。
【００２９】
本開示の製造方法により絶縁成形体を製造した場合、中子と外部半導電層の開口縁との間に形成した隙間に絶縁性材料が充填され、絶縁層の端面が外部半導電層の開口縁から露出することになる。隙間から絶縁性材料が溢れて形成された部分は、絶縁層の成形後、機械加工により除去することで、絶縁層の端面に加工面が形成される。したがって、本開示の製造方法は、絶縁層の端面と、外部半導電層の端面とを有し、絶縁層の端面が加工面である中空端部、具体的には上述した第一の中空端部を形成することができる。
【００３０】
（９）本開示の実施形態に係る固体絶縁母線の製造方法は、
上記（８）に記載の絶縁成形体の製造方法により絶縁成形体を製造する工程と、
前記絶縁成形体の一端側から前記内部半導電層内に導体を挿入する工程と、を備える。
【００３１】
本開示の固体絶縁母線の製造方法は、上記本開示の絶縁成形体の製造方法により製造された絶縁成形体を用いる。したがって、本開示の固体絶縁母線の製造方法は、絶縁成形体における絶縁層にボイドが少なく、絶縁層の絶縁特性に優れる固体絶縁母線を製造することができる。
【００３２】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る絶縁成形体、及び固体絶縁母線の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３３】
［実施形態１］
図１〜図３を参照して、実施形態１に係る絶縁成形体２０、及び固体絶縁母線１について説明する。図１は、固体絶縁母線１の中心軸に沿った縦断面図である。図２は、固体絶縁母線１の長手方向に直交し、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。固体絶縁母線１の長手方向は軸方向のことを指す。図３は、固体絶縁母線１を用いた接続構造の一例を示す。図３に例示する接続構造１００は、相手機器１０１となるガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ：Ｇａｓ  Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）とトランスとを固体絶縁母線１を介して接続するものである。図３では、ＧＩＳ及びトランスを図示していないが、ＧＩＳが左側に位置し、トランスが右側に位置する。以下の説明では、固体絶縁母線１のトランスに接続される一端側をＴｒ側、ＧＩＳに接続される他端側をＧＩＳ側、と呼ぶ。
【００３４】
図１に示す固体絶縁母線１は、長尺な導体１０と、導体１０の端部に取り付けられる端子１１Ｇ、１１Ｔと、導体１０及び端子１１Ｇ、１１Ｔの外周を覆う絶縁成形体２０とを備える。絶縁成形体２０は、中空状に成形されたものである。絶縁成形体２０は、図１、図２に示すように、内側から外側に向かって順に、内部半導電層２１、絶縁層２２及び外部半導電層２３を備える。実施形態１に係る絶縁成形体２０は、図１に示すように、絶縁層２２の第一端面２２１と、外部半導電層２３の端部２３ｅｇの第一端面２３１とを有する第一の中空端部を有することを特徴の１つとする。本例では、第一の中空端部は、作業用開口部２６を有する中空端部５０に相当する。絶縁層２２の第一端面２２１は、機械加工された加工面である。
【００３５】
＜固体絶縁母線＞
固体絶縁母線１は、図１に示すように、導体１０と、端子１１Ｇ、１１Ｔと、絶縁成形体２０とを備える。
【００３６】
（導体）
導体１０は、図１に示すように、絶縁成形体２０の内部半導電層２１内に挿入されることにより、絶縁成形体２０内に配置されている。導体１０は、代表的には、編組線又は撚線など、棒材に対して可撓性に優れる可撓導体で形成されている。導体１０が可撓性を有する可撓導体で形成されていることで、固体絶縁母線１の可撓性を向上させることができる。特に、編組線は撚線に比較して可撓性に優れることから、導体１０として好適である。導体１０の断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば矩形状、円形状、楕円形状など種々の形状を採用することができる。導体１０の断面形状は、導体１０の長手方向に直交する断面の形状である。本例では、導体１０が銅の平編組線で形成されており、図２に示すように、導体１０の断面形状が矩形状である。より具体的には、本例の導体１０は平編組線を厚み方向に３つ重ね合わせて構成されている。導体１０の寸法は仕様に応じて適宜設定される。例えば、導体１０の長さは３０ｃｍ以上３００ｃｍ以下、図２において厚さＴ１０×幅Ｗ１０で示される導体１０の断面寸法は２ｍｍ×１０ｍｍ以上４０ｍｍ×７５ｍｍ以下である。
【００３７】
（端子）
導体１０の端部には、端子１１Ｇ、１１Ｔが取り付けられている。本例の場合、図１、図３に示すように、端子１１Ｇが導体１０のＧＩＳ側の端部に取り付けられている。また、端子１１Ｔが導体１０のＴｒ側の端部に取り付けられている。本例では、ＧＩＳ側の端子１１Ｇは、平板状である。具体的には、端子１１Ｇは、導体１０の端部を厚み方向から挟み込む一対の平板状の端子片を有し、ボルトなどによって取り付けられている。端子１１Ｇには、端子片の厚み方向に貫通する貫通孔１１２が設けられている。この貫通孔１１２は、後述する図３に示す導体引出棒３Ｇを接続する際に導体引出棒３Ｇをボルト１１３で固定するためのものである。一方、Ｔｒ側の端子１１Ｔは、導体１０の端部を厚み方向から挟み込む一対の半円柱状の端子片を有する円柱状の基部１１ｂと、基部１１ｂから突出する先端部１１ａとを有し、ボルトなどによって取り付けられている。端子１１Ｔの先端部１１ａは、基部１１ｂよりも細く、後述する図３に示す導体引出棒３Ｔを接続する際に導体引出棒３Ｔに形成された挿入穴３０に嵌め込まれる。端子１１Ｇ、１１Ｔは、例えば銅で形成されている。
【００３８】
（絶縁成形体）
絶縁成形体２０は、図１、図５に示すように、中空状の長尺の成形体である。絶縁成形体２０は、その中間部２０Ｍが一様な内外径を有する角筒状に成形されている。絶縁成形体２０のＴｒ側の端部２０Ｔは中間部２０Ｍよりも太い紡錘状に成形されている。絶縁成形体２０のＧＩＳ側の端部２０Ｇは中間部２０Ｍに略直交するハンマーヘッド状に成形されている。本例の絶縁成形体２０は、Ｔｒ側の端部２０Ｔに１つ、ＧＩＳ側の端部２０Ｇに２つ、合計３つの中空端部５０を備え、各中空端部５０の開口は互いに内部空間で連通されている。
【００３９】
絶縁成形体２０は、図１に示すように、筒状の内部半導電層２１と、内部半導電層２１の外周に設けられた絶縁層２２と、絶縁層２２の少なくとも端部の外周に設けられた外部半導電層２３とを備える。絶縁層２２の内外に内部半導電層２１及び外部半導電層２３を有することで、導体１０に電圧を印加したときに絶縁成形体２０にかかる電界ストレスを緩和することができる。本例の絶縁成形体２０は、主としてゴム材料で形成されている。絶縁成形体２０がゴム材料で形成されていることで、絶縁成形体２０の可撓性が向上し、固体絶縁母線１の可撓性を向上させることができる。
【００４０】
内部半導電層２１には、挿入孔２００がＴｒ側である一端側からＧＩＳ側である他端側に向けて軸方向に沿って形成されている。この挿入孔２００には、導体１０の端部に端子１１Ｇ、１１Ｔが取り付けられた端子１１Ｇ、１１Ｔ付き導体１０が全長に亘って挿入される。
【００４１】
内部半導電層２１の内周、即ち挿入孔２００のうち、導体１０が配置される部分の断面形状は導体１０の断面形状に対応した形状であり、その断面寸法は導体１０の断面寸法よりも大きい。そのため、図２に示すように、導体１０の外周面と内部半導電層２１の内周面との間に隙間１２が形成され、導体１０が絶縁成形体２０内に隙間１２をあけて配置されている。つまり、本例の導体１０は、内部半導電層２１内に隙間１２を有して挿入されている。したがって、導体１０の外周面に絶縁成形体２０の内部半導電層２１が密着しておらず、導体１０を構成する編組線などの表面に絶縁成形体２０を構成するゴム材料が入り込んでいない。これにより、導体１０と絶縁成形体２０との独立した挙動が可能である。そのため、固体絶縁母線１を曲げる際に絶縁成形体２０に対する導体１０の長手方向への動きを許容することができる。内部半導電層２１の内周の断面形状及び断面寸法とは、図２に示すように、導体１０が挿入される挿入孔２００の軸方向に直交する断面の形状及びその寸法のことである。本例の場合、図２に示すように、内部半導電層２１の内周の断面形状が矩形状である。
【００４２】
ここで、導体１０の外周面と絶縁成形体２０における内部半導電層２１の内周面との間に形成される隙間１２は、導体１０と絶縁成形体２０との独立した挙動を許容するものである。隙間１２の大きさは、例えば０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。隙間１２が０．２ｍｍ以上であることで、導体１０と絶縁成形体２０との独立した挙動を十分に許容することができ、また、固体絶縁母線１の製造時に内部半導電層２１内に導体１０を挿入し易い。
【００４３】
内部半導電層２１の内周、即ち挿入孔２００のうち、端子１１Ｇが配置される部分の断面形状は端子１１Ｇの断面形状に対応した矩形状であり、その断面寸法は端子１１Ｇの断面寸法よりも大きい。そのため、端子１１Ｇの外周面と内部半導電層２１の内周面との間には、隙間が存在する。一方、内部半導電層２１の内周のうち、端子１１Ｔの基部１１ｂが配置される部分の断面形状は基部１１ｂの断面形状に対応した円形状である。本例の場合、内部半導電層２１における端子１１Ｔが配置される部分は、端子１１Ｔが配置される前の状態において、その断面寸法が基部１１ｂの断面寸法よりも若干小さい。そのため、端子１１Ｔが絶縁成形体２０内に配置された状態では、絶縁成形体２０の弾性力によって、端子１１Ｔにおける基部１１ｂの外周面と絶縁成形体２０における内部半導電層２１の内周面とが密着される。これにより、端子１１Ｔが絶縁成形体２０内に圧着状態で固定され、端子１１Ｇ、１１Ｔ付き導体１０と絶縁成形体２０とが一体化される。本例の場合、端子１１Ｔの基部１１ｂの断面寸法が導体１０の断面寸法よりも大きく、端子１１Ｇの断面寸法が導体１０の断面寸法と同等以下である。
【００４４】
内部半導電層２１及び外部半導電層２３は半導電性材料で形成されている。絶縁層２２は絶縁性材料で形成されている。本例では、内部半導電層２１及び外部半導電層２３が、例えば半導電性のシリコーンゴムなどの半導電性ゴム材料で形成されている。また、絶縁層２２が、例えば絶縁性のシリコーンゴムなどの絶縁性ゴム材料で形成されている。内部半導電層２１、絶縁層２２及び外部半導電層２３のそれぞれの厚さは、導体１０に流れる電流や印加される電圧などに応じて適宜設定される。図２において、導体１０を被覆する部分における内部半導電層２１及び外部半導電層２３の各層の厚さは、例えば２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。また、絶縁層２２の厚さは、例えば５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
【００４５】
本例では、外部半導電層２３の両端部２３ｅｇ、２３ｅｔ及び内部半導電層２１が半導電性ゴム材料で成形されたものである。外部半導電層２３のうち、両端部２３ｅｇ、２３ｅｔ間を繋ぐ中間部２３ｍは、半導電性ゴム塗料を絶縁層２２上に塗布して形成されている。外部半導電層２３は全長に亘って半導電性ゴム材料で成形されていてもよく、両端部２３ｅｇ、２３ｅｔ及び中間部２３ｍが半導電性ゴム材料で一体に成形されていてもよい。絶縁層２２は、絶縁性ゴム材料で成形されたものである。
【００４６】
（絶縁成形体の端部）
本例における絶縁成形体２０の端部の構成について、図３を適宜参照しつつ詳しく説明する。絶縁成形体２０のＴｒ側の端部２０Ｔには、ブッシング４Ｔの基端側が嵌め込まれる接続用開口部２５Ｔが設けられている。一方、絶縁成形体２０のＧＩＳ側の端部２０Ｇには、ブッシング４Ｇの基端側が嵌め込まれる接続用開口部２５Ｇが設けられている。接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔは、絶縁層２２によって形成されており、絶縁層２２の外周に外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔが設けられている。接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔの内周面は、開口側から底側に向かって縮径する円錐台形状になっている。接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔの底側には、端子１１Ｇ、１１Ｔが露出している。各接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔには、後述する導体引出棒３Ｇ、３Ｔが挿通されたブッシング４Ｇ，４Ｔの基端側がそれぞれ挿入され、端子１１Ｇ、１１Ｔと導体引出棒３Ｇ、３Ｔとが接続される。本例の場合、各接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔにブッシング４Ｇ，４Ｔの基端側がそれぞれ圧入されている。
【００４７】
接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔにおける外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔには、フランジ５５が取り付けられている。フランジ５５は、ブッシング４Ｇ、４Ｔに設けられたフランジ部４５に取り付けられる円環状の部材であり、例えば黄銅で形成されている。
【００４８】
本例では、図１に示すように、Ｔｒ側の接続用開口部２５Ｔの形状とＧＩＳ側の接続用開口部２５Ｇの形状とが異なる。接続用開口部２５Ｔは、内部半導電層２１の端部から軸方向に絶縁層２２が突出して形成されており、内部半導電層２１の軸方向の延長線上に開口している。一方、接続用開口部２５Ｇは、内部半導電層２１の端部から軸方向に交差する方向に絶縁層２２が突出して形成されており、内部半導電層２１の軸方向に交差する方向に開口している。本例の場合、上記軸方向に交差する方向は直交方向である。また、接続用開口部２５Ｇとは端子１１Ｇを挟んで反対側に作業用開口部２６が設けられている。作業用開口部２６も、接続用開口部２５Ｇと同じように、絶縁層２２によって形成されており、絶縁層２２の外周に外部半導電層２３の端部２３ｅｇが設けられている。作業用開口部２６の内周面も、開口側から底側に向かって縮径する円錐台形状になっている。作業用開口部２６における外部半導電層２３の端部２３ｅｇには、フランジ５６が取り付けられている。
【００４９】
（中空端部の形態）
絶縁成形体２０の端部に設けられた接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔ及び作業用開口部２６はいずれも、図１、図５に示すように、中空状に形成された中空端部５０に設けられている。以下、図５を主に参照し、図１を適宜参照して、中空端部５０の構成を説明する。
【００５０】
接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０の構成を説明する。
内部半導電層２１は、導体１０のＴｒ側の端部の近傍から端子１１Ｔ側に向かって徐々に厚みを増し、基部１１ｂの全周を略一定の厚さで覆い、更に先端部１１ａの途中にまで及ぶ長さを有する。但し、内部半導電層２１のＴｒ側の端部は、先端部１１ａに接することなく、先端部１１ａとは間隔を開けて重なるように形成されている。この内部半導電層２１のＴｒ側の端部は、後述する導体引出棒３Ｔの基端側の外周を覆う。
外部半導電層２３の端部２３ｅｔは、端子１１Ｔの基部１１ｂのＴｒ側の端部に略対応する位置から固体絶縁母線１のＴｒ側の端部にまで及ぶ長さを有する筒状体に形成されている。端部２３ｅｔは、ＧＩＳ側からＴｒ側に向かって内径が徐々に小さくなることで、Ｔｒ側ほど厚みが増す形状である。
絶縁層２２は、内部半導電層２１のＴｒ側の端部を略一定の厚さで覆い、更に外部半導電層２３の端部２３ｅｔの開口縁２７にまで及ぶ長さを有する。絶縁層２２のＴｒ側の端部は、内部半導電層２１のＴｒ側の端部の位置から端部２３ｅｔの開口縁２７に向かって筒状に突出して形成されている。絶縁層２２のＴｒ側の端部は、端部２３ｅｔの開口縁２７に向かって厚みが薄くなる先細り形状であり、内径が徐々に大きくなる円錐状の内周面を有する。
【００５１】
接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０の内周面は、ＧＩＳ側からＴｒ側に向かって順に、内部半導電層２１の内周面、絶縁層２２の内周面及び外部半導電層２３の内周面によって構成される。つまり、内部半導電層２１のＴｒ側の端縁及び絶縁層２２のＴｒ側の端縁は、接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０の端面に達していない。接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０の端面は、環状の外部半導電層２３の端面、即ち第二端面２３２によって構成される。
【００５２】
ＧＩＳ側の中空端部について説明する。ＧＩＳ側の中空端部は、図５に示すように、Ｔ字状の中空端部である。ＧＩＳ側の中空端部は、内部半導電層２１の軸方向と同軸の軸を持つ中央内部空間と、この中央内部空間から分岐し、内部半導電層２１の軸方向に直交する軸を持つ分岐内部空間を持つ。これら中央内部空間と分岐内部空間とは連通している。中央内部空間は、内部半導電層２１の内周の空間、即ち挿入孔２００によって構成される。ＧＩＳ側の中空端部は、作業用開口部２６を有する中空端部５０と、接続用開口部２５Ｇを有する中空端部５０とを備える。
【００５３】
内部半導電層２１は、Ｔｒ側から連続して端子１１ＧのＧＩＳ側の端部まで延びる。内部半導電層２１のＧＩＳ側の端部は、閉じられた先端を有し、端子１１Ｇを略一定の厚さで覆う。但し、内部半導電層２１のＧＩＳ側の端部には、上記先端から若干Ｔｒ側の位置に、軸方向に直交する方向に連通する孔２１１が設けられている。内部半導電層２１内に端子１１Ｇ、１１Ｔ付き導体１０が挿入された際、ＧＩＳ側である他端側の端子１１Ｇは孔２１１の領域が内部半導電層２１で覆われず、上記分岐内部空間に露出される。
外部半導電層２３の端部２３ｅｇは、内部半導電層２１のＧＩＳ側の端部に対して直交する筒状頭部と、筒状頭部に一体に形成されて筒状頭部の軸方向の中間位置からＴｒ側に向かって突出する中空軸部とを有する。端部２３ｅｇは、Ｔ字状の中空体に形成されている。中空軸部は、導体１０のＧＩＳ側の端部の近傍までを覆う。筒状頭部と中空軸部との内部空間は連通している。端部２３ｅｇの筒状頭部は、両端に開口を有し、中央側から開口縁２７１、２７２側に向かって厚みを増すように形成されている。端部２３ｅｇの中空軸部は、ＧＩＳ側からＴｒ側に向かって略一定の厚さで延び、Ｔｒ側に開口縁２７３を有する。つまり、端部２３ｅｇは、３つの開口を有し、いずれの開口からも内部空間に連通している。
絶縁層２２は、内部半導電層２１のＧＩＳ側の端部までを覆う長さを有する。絶縁層２２のＧＩＳ側の端部は、外部半導電層２３の端部２３ｅｇの内周側に設けられており、内部半導電層２１の孔２１１を塞がないように、内部半導電層２１のＧＩＳ側の端部から直交する筒状に形成されている。絶縁層２２のＧＩＳ側の端部は、中央側ほど厚く、端部２３ｅｇの開口縁２７１、２７２に向かって厚みが薄くなる先細り形状であり、内径が徐々に大きくなる円錐状の内周面を有する。
【００５４】
作業用開口部２６を有する中空端部５０は、絶縁層２２と外部半導電層２３とで形成されている。作業用開口部２６を有する中空端部５０の内周面は、絶縁層２２の内周面によって構成される。つまり、作業用開口部２６の内周面は内部半導電層２１を有しない。作業用開口部２６を有する中空端部５０の端面は、環状の絶縁層２２の端面、即ち第一端面２２１と、その外周に設けられる外部半導電層２３の端面、即ち第一端面２３１とで構成される。また、接続用開口部２５Ｇを有する中空端部５０は、絶縁層２２と外部半導電層２３とで形成されている。接続用開口部２５Ｇを有する中空端部５０の内周面は、底側から開口側に向かって順に、絶縁層２２の内周面及び外部半導電層２３の内周面によって構成される。つまり、接続用開口部２５Ｇの内周面は内部半導電層２１を有しない。上記外部半導電層２３の内周面には、開口縁２７２が含まれる。接続用開口部２５Ｇを有する中空端部５０の端面は、環状の外部半導電層２３の端面、即ち第二端面２３２によって構成される。
【００５５】
作業用開口部２６及び接続用開口部２５Ｇを有するＧＩＳ側の中空端部５０と接続用開口部２５Ｇを有するＴｒ側の中空端部５０とは互いに内部空間で連通している。
【００５６】
中空端部５０の形態としては、以下に示す形態が挙げられる。
【００５７】
〈第一の中空端部〉
第一の形態は、絶縁層の第一端面と、外部半導電層の第一端面とを有し、絶縁層の第一端面が機械加工された加工面である第一の中空端部の形態である。
〈第二の中空端部〉
第二の形態は、外部半導電層の第二端面と、外部半導電層の第二端面に達することなく外部半導電層の内周面に位置する絶縁層の第二端縁とを有する第二の中空端部の形態である。
〈第三の中空端部〉
第三の形態は、絶縁層の第三端面と、外部半導電層の第三端面とを有し、絶縁層の第三端面が金型により成形された成形面である第三の中空端部の形態である。
【００５８】
中空端部５０のうち必ず１つは、第一の中空端部により構成され、それ以外は、第二の中空端部及び第三の中空端部の少なくとも一方により構成されていることが挙げられる。
【００５９】
本例の場合、作業用開口部２６を有する中空端部５０が第一の中空端部により構成されている。作業用開口部２６は、図１に示すように、絶縁層２２の第一端面２２１と、外部半導電層２３の端部２３ｅｇの第一端面２３１とを有する。そして、絶縁層２２の第一端面２２１が機械加工された加工面である。また、接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔを有するそれぞれの中空端部５０は第二の中空端部により構成されている。接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔは、図１に示すように、外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの第二端面２３２と、第二端面２３２に達することなく外部半導電層２３の内周面２３０に位置する絶縁層２２の第二端縁２２２とを有する。本例の場合、第三の中空端部により構成されたものはない。
【００６０】
本例では、作業用開口部２６を有する第一の中空端部５０の端面に、絶縁層２２の第一端面２２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇの第一端面２３１とが露出して設けられている。第一端面２２１と第一端面２３１とは略面一になっている。ここでの第一端面２２１は、作業用開口部２６の開口縁の内周側に形成された傾斜面を除く平坦面により形成されている領域である。
【００６１】
詳しくは後述するが、絶縁層２２の第一端面２２１の加工面は、金型内に絶縁性材料を充填して絶縁層２２を成形した際に絶縁性材料を溢れさせた部分を機械加工により除去することで形成されたものである。絶縁層２２の第一端面２２１は、絶縁層２２の成形時における絶縁性材料が金型内に最後に充填される最終充填部に設けることとする。これにより、絶縁層２２の成形時に絶縁性材料の最終充填部となる第一端面２２１の部分から絶縁性材料を溢れさせ、金型内のガスを抜くことによって、絶縁層２２にボイドが発生し難くなる。仮に絶縁層２２にボイドが発生しても、ボイドの発生場所は第一端面２２１近傍に偏ることになる。機械加工としては、例えば切断加工、切削加工、研削加工、研磨加工などが挙げられ、第一端面２２１の加工面は、例えば切断面、切削面、研削面、研磨面などである。これらの各加工面はいずれも切断痕、切削痕、研削痕又は研磨痕といった擦過痕を有する。
【００６２】
絶縁層２２の第一端面２２１の幅は、例えば０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。上記第一端面２２１の幅は、第一端面２２１における径方向の長さである。第一端面２２１の幅が０．２ｍｍ以上であれば、絶縁層２２の成形時に第一端面２２１の部分から金型内のガスが抜け易い。第一端面２２１の幅が１．５ｍｍ以下であれば、第一の中空端部５０、即ち作業用開口部２６における外部半導電層２３の径方向の厚さが相対的に薄くなり過ぎることを抑制できる。
【００６３】
ここで、第一の中空端部５０である作業用開口部２６における絶縁層２２のボイドの面積率は、例えば３０％以下、更に１０％以下であることが挙げられる。絶縁層２２のボイドの面積率が３０％以下であることで、絶縁特性の低下を十分に抑制することができる。また、絶縁層２２のボイドの発生場所が第一端面２２１近傍に偏ることになるので、電気的ストレスがかかる部分へのボイドの発生を抑制でき、この点からも絶縁特性の低下を抑制できる。ボイドの面積率は、例えば次のようにして求めることができる。第一の中空端部５０、即ち作業用開口部２６における絶縁層２２の内周面のうち、第一端面２２１から軸方向に沿った面積が１００ｍｍ２（例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ）の範囲を内視鏡などを用いて観察する。そして、観察領域内におけるボイドの面積率を画像処理により求めることが挙げられる。
【００６４】
＜絶縁成形体の製造方法＞
図４、図５を参照して、図１に示す実施形態１の絶縁成形体２０の製造方法を説明する。絶縁成形体２０の製造方法は、以下に示す第一の工程〜第五の工程を備える。
第一の工程：内部半導電層２１を成形する工程
第二の工程：外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔを成形する工程
第三の工程：内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを金型９内に配置する工程
第四の工程：内部半導電層２１及び外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの内側に中子９５ａ〜９５ｃを挿入する工程
第五の工程：金型内に絶縁性材料を充填して、図５に示す絶縁層２２を成形する工程
第六の工程：図５に示す絶縁層２２の所定箇所を機械加工により除去する工程
以下、各工程について詳しく説明する。
【００６５】
（第一の工程）
第一の工程は、筒状の内部半導電層２１を成形する。内部半導電層２１には、Ｔｒ側である一端側からＧＩＳ側である他端側に向けて軸方向に沿って挿入孔２００を形成する。本例の場合、図２に示すように、内部半導電層２１の内周、即ち挿入孔２００のうち、導体１０が配置される部分の断面寸法を導体１０の断面寸法よりも大きくする。内部半導電層２１の成形は、金型を用いて行うことができる。具体的には、挿入孔２００を形成する中子を有する金型を用い、金型内に半導電性材料を充填することにより、内部半導電層２１を半導電性材料で成形する。本例では、半導電性材料に半導電性ゴム材料を使用する。
【００６６】
（第二の工程）
第二の工程は、開口縁を有する中空の外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔを成形する。本例の場合、ＧＩＳ側の外部半導電層２３の端部２３ｅｇは、上述したように、Ｔ字状の中空体とし、３つの開口は内部空間で連通している。端部２３ｅｇは、図５に示すように、作業用開口部２６及び接続用開口部２５Ｇが形成される箇所を筒状に成形し、内周面２３０を形成する。Ｔｒ側の外部半導電層２３の端部２３ｅｔは、筒状体とする。端部２３ｅｔは、図５に示すように、接続用開口部２５Ｔが形成される箇所を筒状に成形し、内周面２３０を形成する。外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの成形は、金型を用いて行うことができる。具体的には、内周面２３０を形成する中子を有する金型を用い、金型内に半導電性材料を充填することにより、外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔを半導電性材料で成形する。本例では、半導電性材料に半導電性ゴム材料を使用する。
【００６７】
また、本例の場合、ＧＩＳ側の外部半導電層２３の端部２３ｅｇでは、金型内にフランジ５５、５６を配置した状態で成形することにより、端面２３１、２３２にフランジ５６、５５をそれぞれ一体化する。Ｔｒ側の外部半導電層２３の端部２３ｅｔでは、金型内にフランジ５５を配置した状態で成形することにより、端面２３２にフランジ５５を一体化する。
【００６８】
上記第一の工程及び第二の工程の順序は特に限定されない。例えば、第一の工程の後に第二の工程を行ってもよいし、第二の工程の後に第一の工程を行ってもよい。また、第一の工程と第二の工程とを同時に行うことも可能である。
【００６９】
（第三の工程）
第三の工程は、図４に示すように、内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを金型９内に配置する。第三の工程では、内部半導電層２１の少なくとも両端の外周近傍に外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔを間隔を開けるように行う。内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとの間隔で形成される空間が、図５に示す絶縁層２２の充填空間となる。
【００７０】
（第四の工程）
第四の工程は、内部半導電層２１及び外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの内側に中子９５ａ〜９５ｃを挿入する。第四の工程では、中子９５ａの外周面と外部半導電層２３における開口縁２７１を含む内周面２３０との間に隙間９２を形成する。
【００７１】
図４に示す金型９の構成を説明する。金型９は、内部半導電層２１の中心軸を通る面を分割面とし、上下方向に直交する方向に開閉可能な一対の分割型９１からなる。図４では、一方の分割型９１のみを図示している。一対の分割型９１を紙面と直交する方向に閉じて組み合わせることで、金型９内に、図５に示す絶縁層２２を成形する空間であるキャビティ９０が形成される。
【００７２】
本例の場合、外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔは、フランジ５５、５６を金型９に固定して、金型９内に配置する。ＧＩＳ側の端部２３ｅｇの内側には、図５に示す作業用開口部２６及び接続用開口部２５Ｇを形成する中子９５ａ及び中子９５ｂを挿入する。中子９５ａは、円錐台状で、中子９５ａの外周面と端部２３ｅｇの開口縁２７１を含む内周面との間に隙間９２を有するように形成されている。隙間９２は、金型９の上方に向けて設けられている。中子９５ｂは、円錐台状で、端部２３ｅｇの開口縁２７２と密着するように形成されている。Ｔｒ側の端部２３ｅｔの内側には、図５に示す接続用開口部２５Ｔを形成する中子９５ｃを挿入する。中子９５ｃは、円錐台状で、端部２３ｅｔの開口縁２７と密着するように形成されている。また、中子９５ｃには、内部半導電層２１の内側、即ち挿入孔２００に挿入される棒状部９６が一体に設けられている。内部半導電層２１は、中子９５ｃの棒状部９６を内部半導電層２１の挿入孔２００に挿入した状態で金型９内に配置する。棒状部９６のＧＩＳ側の端部は、中子９５ｃに直交する方向から両中子９５ａ、９５ｂの間に挟まれる。本例では、内部半導電層２１及び外部半導電層２３の端部２３ｅｔの内側に中子９５ｃを挿入した後、金型９内に内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを配置する。その後、外部半導電層２３の端部２３ｅｇの内側に中子９５ａ及び中子９５ｂを挿入する。
【００７３】
上記第三の工程及び第四の工程の順序は特に限定されない。例えば、第三の工程の後に第四の工程を行ってもよいし、第四の工程の後に第三の工程を行ってもよい。具体的には、内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを金型９内に配置した後、内部半導電層２１及び外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの内側に中子９５ａ〜９５ｃを挿入してもよい。あるいは、内部半導電層２１及び外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの内側に中子９５ａ〜９５ｃを挿入した後、内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを金型９内に配置してもよい。
【００７４】
（第五の工程）
第五の工程は、隙間９２を上方に向けた金型９内に絶縁性材料を充填し、絶縁性材料を隙間９２から溢れさせる。そして、図５に示すように、内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを一体化する絶縁層２２を成形する。本例では、絶縁性材料に絶縁性ゴム材料を使用する。
【００７５】
金型９は、図４に示すように、金型９内のキャビティ９０に連通し、キャビティ９０内に絶縁性材料を注入するゲート部９３と、隙間９２に連通し、隙間９２から溢れた絶縁性材料を受け入れるオーバーフロー部９４とを有する。ゲート部９３は、内部半導電層２１の軸方向に沿って延びるフィルムゲートであってもよい。図４に示す金型９を用いて絶縁層２２を成形する場合、ゲート部９３からキャビティ９０内に絶縁性材料を注入して充填する。キャビティ９０内に絶縁性材料が満たされた後、金型９の上方に設けた隙間９２から溢れさせた絶縁性材料をオーバーフロー部９４へ流出させる。そのため、金型９の上方に設けた隙間９２が絶縁性材料の最終充填部に位置することになり、絶縁性材料を隙間９２から溢れさせてキャビティ９０内のガスを抜くことができる。
【００７６】
絶縁層２２の成形後、内部半導電層２１と外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔとを絶縁層２２により一体化した図５に示す成形体を金型９から取り出す。
【００７７】
（第六の工程）
絶縁層２２には、ゲート部９３に形成された絶縁性材料の余剰部分であるバリや、隙間９２から絶縁性材料を溢れさせてオーバーフロー部９４に形成された余剰部分が残る。第六の工程は、絶縁層２２の上記余剰部分を機械加工により除去する。
【００７８】
更に、絶縁層２２の成形後、図５に示す成形体に対し、外部半導電層２３の両端部２３ｅｇ、２３ｅｔ間における絶縁層２２が露出する部分に半導電性塗料を塗布して、外部半導電層２３の中間部２３ｍを形成する。本例では、半導電性塗料に導電性ゴム塗料を使用する。これにより、図１に示す絶縁成形体２０が得られる。
【００７９】
本例の場合、図５に示すように、作業用開口部２６を形成する箇所に隙間９２を設けており、隙間９２に絶縁性材料が充填されることなる。そのため、絶縁層２２の成形後、図５に示すように、絶縁層２２の第一端面２２１が外部半導電層２３の開口縁２７１から露出することになる。また、絶縁層２２の第一端面２２１には、上述した機械加工によりオーバーフロー部により形成された余剰部分を除去することで、加工面が形成されることになる。よって、作業用開口部２６を有する中空端部５０は、絶縁層２２の第一端面２２１と、外部半導電層２３の端部２３ｅｇの第一端面２３１とを有し、第一端面２２１が加工面である第一の中空端部により構成されている。
【００８０】
図５に示す接続用開口部２５Ｇを形成する箇所では、中子９５ｂと外部半導電層２３の開口縁２７２とが密着している。また、図５に示す接続用開口部２５Ｔも同じように、中子９５ｃと外部半導電層２３の開口縁２７とが密着している。そのため、絶縁層２２の成形後、接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔでは、図５に示すように、外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの内周面２３０に位置するように絶縁層２２の第二端縁２２２が形成されることになる。よって、接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔを有する中空端部５０は、外部半導電層２３の端部２３ｅｇ、２３ｅｔの第二端面２３２と、第二端面２３２に達することなく端部２３ｅｇ、２３ｅｔの内周面２３０に位置する絶縁層２２の第二端縁２２２とを有する第二の中空端部により構成されている。
【００８１】
＜固体絶縁母線の製造方法＞
図１に示す実施形態１の固体絶縁母線１の製造方法を説明する。固体絶縁母線１の製造方法は、上述した絶縁成形体２０の製造方法により絶縁成形体２０を製造する工程と、絶縁成形体２０の一端側から内部半導電層２１内に導体１０を挿入する工程と、を備える。
【００８２】
本例では、導体１０の端部に端子１１Ｇ、１１Ｔを取り付けて端子１１Ｇ、１１Ｔ付き導体１０を作製しておく。そして、絶縁成形体２０のＴｒ側である一端側から内部半導電層２１内に端子１１Ｇ、１１Ｔ付き導体１０を挿入することで、固体絶縁母線１を製造する。
【００８３】
本例の場合、内部半導電層２１の内周、即ち挿入孔２００の断面寸法が導体１０の断面寸法よりも大きいことから、図２に示すように、内部半導電層２１内に隙間１２を有した状態で導体１０を挿入することができる。そのため、導体１０の外周面に内部半導電層２１が密着することがなく、隙間１２によって、固体絶縁母線１を曲げる際に絶縁成形体２０に対する導体１０の長手方向への動きが許容される。また、内部半導電層２１における端子１１Ｔの基部１１ｂが挿入される部分の断面寸法が基部１１ｂの断面寸法よりも若干小さくなっている。そのため、端子１１Ｔの基部１１ｂを内部半導電層２１内に押し込んで、絶縁成形体２０を弾性変形させることによって、端子１１Ｔを絶縁成形体２０内に圧着状態で固定する。これにより、端子１１Ｇ、１１Ｔ付き導体１０と絶縁成形体２０とを一体化できる。
【００８４】
以下、図３を参照して、固体絶縁母線１を用いた接続構造１００について説明する。
【００８５】
図３に示す接続構造１００は、相手機器１０１となるＧＩＳとトランスとの接続に固体絶縁母線１を使用している。固体絶縁母線１は、導体引出棒３Ｇ、３Ｔを介して相手機器１０１に接続されている。接続構造１００では、相手機器１０１の接続箇所１０２の高さ位置が異なり、固体絶縁母線１を曲げて配置している。上記接続箇所１０２は、リード線などが挙げられる。
【００８６】
（導体引出棒）
導体引出棒３Ｇ、３Ｔは、基端側が固体絶縁母線１の端子１１Ｇ、１１Ｔにそれぞれ接続され、先端側が相手機器１０１であるＧＩＳ又はトランスの各接続箇所１０２に接続される。これにより、固体絶縁母線１の端子１１Ｇ、１１Ｔが導体引出棒３Ｇ、３Ｔを介して相手機器１０１の接続箇所１０２に電気的に接続され、ＧＩＳとトランスとが固体絶縁母線１を介して電気的に接続される。導体引出棒３Ｇ、３Ｔは、例えば銅で形成されている。
【００８７】
本例では、Ｔｒ側の端子１１Ｔと導体引出棒３Ｔとの接続は、端子１１Ｔの先端部１１ａを導体引出棒３Ｔの基端側の端面に形成された挿入穴３０に嵌め込むことで行っている。一方、ＧＩＳ側の端子１１Ｇと導体引出棒３Ｇとの接続は、端子１１Ｇの面と導体引出棒３Ｇの基端側の端面とを接触させた状態で、作業用開口部２６側から端子１１Ｇに形成された貫通孔１１２にボルト１１３を挿通して、導体引出棒３Ｇをボルト１１３で固定することで行っている。作業用開口部２６は、このボルト１１３の締結作業を行うために設けられている。
【００８８】
（ブッシング）
ブッシング４Ｇ、４Ｔは、導体引出棒３Ｇ、３Ｔの外周を覆う筒状の部材である。ブッシング４Ｇ、４Ｔには、その長手方向に貫通するように導体引出棒３Ｇ、３Ｔが挿通されている。ブッシング４Ｇ、４Ｔは、例えばエポキシ樹脂で形成されている。本例では、導体引出棒３Ｇ、３Ｔの外周にブッシング４Ｇ、４Ｔを構成するエポキシ樹脂などの樹脂材料をモールドして、導体引出棒３Ｇ、３Ｔに対してブッシング４Ｇ、４Ｔが一体成形されている。
【００８９】
ブッシング４Ｇ、４Ｔの基端側にはそれぞれ、固体絶縁母線１の接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔに嵌め込まれる挿入領域が設けられている。ブッシング４Ｇ、４Ｔの挿入領域の外周面は、各接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔの内周面に対応した形状であり、基端に向かって先細りする円錐台形状に形成されている。ブッシング４Ｇ、４Ｔの挿入領域の外径は、ブッシング４Ｇ、４Ｔが挿入される前の状態における各接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔの内径よりも若干大きい。そのため、ブッシング４Ｇ、４Ｔの基端側を接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔにそれぞれ挿入したとき、ブッシング４Ｇ、４Ｔの挿入領域が接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔ内に圧着状態で固定される。
【００９０】
ブッシング４Ｇ、４Ｔには、外周面から径方向外方に突出するフランジ部４５がそれぞれ設けられている。フランジ部４５は、ブッシング４Ｇ、４Ｔの挿入領域よりも先端側に位置し、ブッシング４Ｇ、４Ｔの外周面に円環状に形成されている。フランジ部４５の外周面は、固体絶縁母線１の端面、具体的には接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔの端面よりも径方向外方に突出し、かつ、フランジ５５の外周面よりも径方向外方に突出している。フランジ部４５の基端側の端面には、フランジ５５が取り付けられると共に、先端側の端面には、後述する取付フランジ８が取り付けられる。本例では、フランジ部４５に対してフランジ５５及び取付フランジ８をボルトで固定する。また、フランジ部４５に対向するフランジ５５及び取付フランジ８の各端面には、シール溝が形成されており、各シール溝にシール部材が嵌め込まれている。これにより、フランジ部４５とフランジ５５及び取付フランジ８との間から内部に水が浸入することを防止できる。シール部材は、例えばゴム製のＯリングである。
【００９１】
本例では、ＧＩＳ側のブッシング４ＧとＴｒ側のブッシング４Ｔとで形状が異なっている。Ｔｒ側のブッシング４Ｔは、フランジ部４５を挟んで挿入領域とは反対側の領域が、ＧＩＳ側のブッシング４Ｇに比べて長く、その外周に複数の鍔部が長手方向に並んで形成されている。この鍔部により、沿面距離を確保している。
【００９２】
（取付フランジ）
取付フランジ８は、ブッシング４Ｇ、４Ｔの各フランジ部４５と相手機器１０１の各筐体１０４との間に介在される円環状の部材であり、例えば黄銅で形成されている。取付フランジ８の外周面は、フランジ部４５の外周面よりも径方向外方に突出している。また、筐体１０４に対向する取付フランジ８の端面には、シール溝が形成されており、シール溝にシール部材が嵌め込まれている。これにより、筐体１０４と取付フランジ８との間から内部に水が浸入することを防止できる。シール部材は、例えばゴム製のＯリングである。
【００９３】
（その他）
固体絶縁母線１のＧＩＳ側端部１Ｇに形成された作業用開口部２６には、絶縁栓７が嵌め込まれる。絶縁栓７は、作業用開口部２６の内周面に対応した形状であり、作業用開口部２６の底側に向かって先細りする円錐台形状に形成されている。絶縁栓７の外径は、絶縁栓７が挿入される前の状態における作業用開口部２６の内径よりも若干大きい。そのため、絶縁栓７を作業用開口部２６に挿入したとき、絶縁栓７が作業用開口部２６内に圧着状態で固定される。
【００９４】
作業用開口部２６に設けられたフランジ５６には、蓋６が取り付けられ、蓋６によって作業用開口部２６内が密封される。蓋６は、円板状の部材であり、例えば黄銅で形成されている。本例では、フランジ５６に対して蓋６をボルトで固定する。また、蓋６に対向するフランジ５６の端面には、シール溝が形成されており、シール溝にシール部材が嵌め込まれている。これにより、蓋６とフランジ５６との間から内部に水が浸入することを防止できる。シール部材は、例えばゴム製のＯリングである。
【００９５】
絶縁栓７には、端子１１Ｇと導体引出棒３Ｇとを接続するボルト１１３の近傍、及び蓋６の近傍に、埋込電極７１、７２がそれぞれ埋設されている。
【００９６】
《効果》
上述した実施形態１に係る絶縁成形体２０、固体絶縁母線１、絶縁成形体２０の製造方法、及び固体絶縁母線１の製造方法は、それぞれ次の効果を奏する。
【００９７】
上述した実施形態の絶縁成形体２０は、作業用開口部２６が第一の中空端部により構成されていることで、絶縁層２２の第一端面２２１を、絶縁層２２の成形時における絶縁性材料の最終充填部に設けることができる。これにより、絶縁層２２の成形時に第一端面２２１となる部分から絶縁性材料を溢れさせ、金型内のガスを抜くことによって、絶縁層２２にボイドが発生することを抑制できる。
【００９８】
上述した実施形態の固体絶縁母線１は、上述した実施形態の絶縁成形体２０を備えることで、絶縁成形体２０における絶縁層２２にボイドが少なく、絶縁層２２の絶縁特性に優れる。また、絶縁成形体２０の内部半導電層２１内に導体１０が隙間１２を有して挿入されることで、導体１０の外周面に絶縁成形体２０が密着していない。そのため、固体絶縁母線１を曲げる際に絶縁成形体２０に対する導体１０の長手方向への動きが許容されることから、固体絶縁母線１が曲げ易い。
【００９９】
上述した実施形態の絶縁成形体２０の製造方法は、外部半導電層２３の端部２３ｅｇの内側に挿入した中子９５ａと外部半導電層２３の開口縁２７１との間に隙間９２を形成し、その隙間９２を上方に向けた金型９内に絶縁性材料を充填して、絶縁層２２を成形する。絶縁層２２を成形する上述の第五の工程において、金型９の上方に設けた隙間９２が最終充填部に位置することになる。そのため、絶縁性材料を隙間９２から溢れさせて金型９内のガスを抜くことによって、成形した絶縁層２２にボイドが発生することを抑制できる。
【０１００】
上述した実施形態の固体絶縁母線１の製造方法は、上述した実施形態の絶縁成形体２０の製造方法により製造された絶縁成形体２０を用いることから、絶縁層２２のボイドが少なく、絶縁層２２の絶縁特性に優れる固体絶縁母線１を製造することができる。
【０１０１】
［実施形態２］
実施形態１では、作業用開口部２６を有する中空端部５０が第一の中空端部により構成され、それ以外の接続用開口部２５Ｇ、２５Ｔを有するそれぞれの中空端部５０がいずれも第二の中空端部により構成されている形態を説明した。実施形態２では、図６、図７を参照して、実施形態１におけるＴｒ側の接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０を第三の中空端部の構成に変更した例を説明する。図６に示す実施形態２の絶縁成形体２０は、接続用開口部２５Ｔの構成を第三の中空端部に変更した以外は図１に示す実施形態１の絶縁成形体２０と同様の構成になっており、同様の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０２】
本例の場合、接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０が第三の中空端部により構成されている。接続用開口部２５Ｔは、図６に示すように、絶縁層２２の第三端面２２３と、外部半導電層２３における端部２３ｅｔの第三端面２３３とを有し、絶縁層２２の第三端面２２３が金型により成形された成形面である。本例では、接続用開口部２５Ｔを有する第三の中空端部５０の端面に、絶縁層２２の第三端面２２３と端部２３ｅｔの第三端面２３３とが露出して設けられている。第三端面２２３と第三端面２３３とは略面一になっている。
【０１０３】
接続用開口部２５Ｔを有する第三の中空端部とする場合、図７に示すように、Ｔｒ側の外部半導電層２３の端部２３ｅｔの内側に挿入する中子９５ｃの外周面と端部２３ｅｔの開口縁２７を含む内周面２３０との間に隙間９２を形成する。この隙間９２の開放端となる軸方向端部は、金型９を構成する分割型９１及び中子９５ｃにより閉塞されている。本例の場合、図６に示す接続用開口部２５Ｔを形成する箇所に、図７に示す隙間９２が設けられており、隙間９２に絶縁性材料が充填されることなる。そのため、絶縁層２２の成形後、図６に示すように、絶縁層２２の第三端面２２３が外部半導電層２３の開口縁２７から露出することになる。また、隙間９２の開放端は、金型９を構成する分割型９１の内面及び中子９５ｃ外周面により塞がれている。よって、外部半導電層２３の開口縁２７から露出する絶縁層２２の第三端面２２３は、金型９により形成された成形面になる。つまり、絶縁層２２の第三端面２２３には機械加工された擦過痕がない。
【０１０４】
実施形態２では、実施形態１における接続用開口部２５Ｔを有する中空端部５０を第三の中空端部により構成する場合を示したが、図６に示す接続用開口部２５Ｇを有する中空端部５０を第三の中空端部により構成するようにしてもよい。この場合、接続用開口部２５Ｇ及び接続用開口部２５Ｔを有するそれぞれの中空端部５０を第三の中空端部により構成してもよいし、一方のみを第三の中空端部により構成してもよい。
【０１０５】
〈変形例〉
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。図１、図３に示す固体絶縁母線１及び接続構造１００において、ＧＩＳ側及びＴｒ側の端子１１Ｇ、１１Ｔや導体引出棒３Ｇ、３Ｔなどの形状を変更することが可能である。例えば、固体絶縁母線１のＧＩＳ側の端部とＴｒ側の端部とを入れ替えて、端子１１Ｇをトランスに接続する方とし、端子１１ＴをＧＩＳに接続する方とすることも可能である。つまり、ＧＩＳ側を端子１１Ｔと導体引出棒３Ｔとの組み合わせとし、トランス側を端子１１Ｇと導体引出棒３Ｇとの組み合わせとする。この場合、固体絶縁母線１の端子１１Ｔが導体引出棒３Ｔを介してＧＩＳの接続箇所１０２に接続されると共に、端子１１Ｇが導体引出棒３Ｇを介してトランスの接続箇所１０２に接続されるように、接続構造１００を構成する。
【符号の説明】
【０１０６】
１  固体絶縁母線
１０  導体
１１Ｇ、１１Ｔ  端子
１１ｂ  基部    １１ａ  先端部
１１２  貫通孔    １１３  ボルト
２０  絶縁成形体
２０Ｇ、２０Ｔ  端部    ２０Ｍ  中間部
２００  挿入孔
２１  内部半導電層    ２１１  孔
２２  絶縁層
２２１  第一端面    ２２２  第二端縁    ２２３  第三端面
２３  外部半導電層
２３０  内周面
２３１  第一端面    ２３２  第二端面    ２３３  第三端面
２３ｅｇ、２３ｅｔ  端部    ２３ｍ  中間部
２５Ｇ、２５Ｔ  接続用開口部    ２６  作業用開口部
２７、２７１、２７２、２７３  開口縁
１２  隙間
５０  中空端部
３Ｇ、３Ｔ  導体引出棒
３０  挿入穴
４Ｇ、４Ｔ  ブッシング
４５  フランジ部
５５、５６  フランジ
６  蓋    ７  絶縁栓
７１、７２  埋込電極
８  取付フランジ
９  金型
９０  キャビティ
９１  分割型    ９２  隙間
９３  ゲート部    ９４  オーバーフロー部
９５ａ、９５ｂ、９５ｃ  中子    ９６  棒状部
１００  固体絶縁母線の接続構造
１０１  相手機器    １０２  接続箇所
１０４  筐体
Ｔ１０  厚さ    Ｗ１０  幅
【図１】
2020039879.tif 000003
【図２】
2020039879.tif 000004
【図３】
2020039879.tif 000005
【図４】
2020039879.tif 000006
【図５】
2020039879.tif 000007
【図６】
2020039879.tif 000008
【図７】
2020039879.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月9日(2021.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に成形された絶縁成形体であって、
筒状の内部半導電層と、
前記内部半導電層の外周に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の少なくとも端部の外周に設けられた外部半導電層と、
前記絶縁層の第一端面と、前記外部半導電層の第一端面とを有する第一の中空端部と、を有し、
前記絶縁層の第一端面は、機械加工された加工面である、
絶縁成形体。
【請求項２】
前記第一の中空端部以外の第二の中空端部を有し、
前記第二の中空端部は、前記外部半導電層の第二端面と、前記第二端面に達することなく前記外部半導電層の内周面に位置する前記絶縁層の第二端縁とを有する請求項１に記載の絶縁成形体。
【請求項３】
前記第一の中空端部以外の第三の中空端部を有し、
前記第三の中空端部は、前記絶縁層の第三端面と、前記外部半導電層の第三端面とを有し、
前記絶縁層の第三端面は、金型により成形された成形面である請求項１又は請求項２に記載の絶縁成形体。
【請求項４】
前記第一の中空端部以外の全ての中空端部は、第二の中空端部及び第三の中空端部の少なくとも一方で構成され、
前記第二の中空端部は、前記外部半導電層の第二端面と、前記第二端面に達することなく前記外部半導電層の内周面に位置する前記絶縁層の第二端縁とを有し、
前記第三の中空端部は、前記絶縁層の第三端面と、前記外部半導電層の第三端面とを有し、
前記絶縁層の第三端面は、金型により成形された成形面である請求項１に記載の絶縁成形体。
【請求項５】
前記内部半導電層、前記絶縁層及び前記外部半導電層がゴム材料で形成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁成形体。
【請求項６】
前記絶縁成形体は、両端部と、両端部をつなぐ中間部とを有し、
前記両端部のうち、一方の端部がハンマーヘッド状であり、
前記ハンマーヘッド状の端部は、前記内部半導電層と交差する方向に開口する２つの開口部を有し、
前記２つの開口部の一方の開口部を有する中空端部は、前記絶縁層の第一端面と前記外部半導電層の第一端面とを有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の絶縁成形体。
【請求項７】
前記内部半導電層は、前記絶縁成形体の一方の端部から他方の端部にまで延びている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の絶縁成形体。
【請求項８】
前記絶縁層の第一端面と前記外部半導電層の第一端面とが面一である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の絶縁成形体。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の絶縁成形体と、
前記絶縁成形体の前記内部半導電層内に隙間を有して挿入される導体と、を備える、
固体絶縁母線。
【請求項１０】
前記導体が編組線で形成されている請求項９に記載の固体絶縁母線。
【請求項１１】
筒状の内部半導電層を成形する第一の工程と、
開口縁を有する中空の外部半導電層の端部を成形する第二の工程と、
前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを金型内に配置する第三の工程と、
前記内部半導電層及び前記外部半導電層の端部の内側に中子を挿入する第四の工程と、
前記金型内に絶縁性材料を充填して、前記内部半導電層と前記外部半導電層の端部とを一体化する絶縁層を成形する第五の工程と、を備え、
前記第三の工程は、前記内部半導電層の少なくとも両端の外周近傍に前記外部半導電層の端部を間隔を開けるように行い、
前記第四の工程は、前記中子の外周面と前記外部半導電層における前記開口縁を含む内周面との間に隙間を形成し、
前記第五の工程は、前記隙間を上方に向けて前記絶縁性材料の充填を行い、前記絶縁性材料を前記隙間から溢れさせる、
絶縁成形体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の絶縁成形体の製造方法により絶縁成形体を製造する工程と、
前記絶縁成形体の一端側から前記内部半導電層内に導体を挿入する工程と、を備える、
固体絶縁母線の製造方法。
【国際調査報告】
2020039879.tif 000010
2020039879.tif 000011
2020039879.tif 000012
2020039879.tif 000013