JP2008277014A - ガス遮断器およびその製造方法 - Google Patents

ガス遮断器およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2008277014A
JP2008277014A JP2007116645A JP2007116645A JP2008277014A JP 2008277014 A JP2008277014 A JP 2008277014A JP 2007116645 A JP2007116645 A JP 2007116645A JP 2007116645 A JP2007116645 A JP 2007116645A JP 2008277014 A JP2008277014 A JP 2008277014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
seal
circuit breaker
gas container
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007116645A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4960139B2 (ja
JP2008277014A5 (ja
Inventor
Yutaka Ishiwatari
裕 石渡
Toshiyuki Nakano
俊之 中野
Masahiro Hanai
正広 花井
Akira Shimamura
旭 島村
Sumimasa Sato
純正 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007116645A priority Critical patent/JP4960139B2/ja
Publication of JP2008277014A publication Critical patent/JP2008277014A/ja
Publication of JP2008277014A5 publication Critical patent/JP2008277014A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4960139B2 publication Critical patent/JP4960139B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

【課題】可動接触子の必要駆動力を低減し、操作機構のコンパクト化、低コスト化、省エネルギー化を図るとともに、シール部材の耐摩耗性も改善する。
【解決手段】ガス遮断器は、消弧性ガスを充填したガス容器1と、ガス容器1内に収容された固定接触子2、3および可動接触子4、5と、可動接触子4、5と連結されてガス容器1を貫通するシールロッド9と、ガス容器1の外側に配置されてシールロッド9を駆動する操作機構12と、ガス容器貫通部でシールロッド9を摺動可能に支持し、ガス容器1内の消弧ガスが操作機構12側に流出するのを防止するシール部材と、を有する。シール部材は合成ゴムまたはフッ素樹脂であり、シール部材のシールロッド9と摺動する摺動面に、耐摩耗かつ低摩擦の材料である非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンのコーティング層が形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、アークに対して消弧性ガスを吹き付けて消弧するガス遮断器およびその製造方法に関する。
ガス遮断器は可動接触子を固定接触子から引離すことで電流を遮断し、遮断時に発生するアークに消弧性ガスを吹き付けてアークを消弧させる構造になっている。このガス遮断器は真空遮断器や空気遮断器等に比べて遮断性能に優れているため、真空遮断器や空気遮断器等に比べて大電力の遮断に適しており、コンパクト化、軽量化できるという特徴を有している(特許文献1,2,3参照)。
しかし近年では更なるコンパクト化、軽量化の要求が高まっている。そして、ガス遮断器のコンパクト化により、ガス容器内の構成部材が遮断時に発生する高温の熱と腐食性の消弧ガスの分解ガスに接する時間が長くなり、絶縁物等の非金属材料は過酷な条件に曝されることになる。
従来の一般的なガス遮断器は、金属製のガス容器内に固定主接触子、固定アーク接触子と可動主接触子、可動アーク接触子が配置されており、可動アーク接触子には遮断時にSF6ガスを吹き付けるためのノズルを備えている。固定主接触子と可動主接触子は各々接続導体と電気的に接続されている。
可動主接触子と可動アーク接触子は、これらを回路開閉時に動かすために金属製の可動ロッドと機械的に結合されており、この可動ロッドは絶縁操作ロッドを介して電気的に絶縁され、絶縁操作ロッドは金属製のシールロッドを介して操作機構と機械的に結合されている。このシールロッドはガス容器に取り付けられたシールフランジでゴムまたは樹脂製のシール部材を介して支持されており、接触子の稼動時はシールロッドとシール部材の間で摺動する構造になっている。また、シール部材はシールロッドを支持することに加えて、ガス容器内の消弧ガスが操作機構箱に流入するのを防止し、かつ、操作機構箱内の摩耗粉や水分、油分がガス容器内に進入するのを防ぐ役割も持っている。
通常、シール材にはゴムやフッ素樹脂等の樹脂が使用されているが、ガス遮断器の長寿命化や信頼性向上には、これらの材料の耐摩耗性向上が必要である。
一方、省エネルギー対策としては、可動ロッドおよびシールロッドの駆動力低減が提案されている。たとえば特許文献1では高速が要求される開極初期のみ高速化を図ることで駆動エネルギーの低減を図っている。また、特許文献2では開閉時の接点面積を小さくすることで駆動力の低減を図っている。さらに、特許文献3では駆動ロッドを動かすリンク機構を変えることで駆動力の低減を図っている。
特開2004−55420号公報 特開2003−123602号公報 特開2006−164673号公報
上記特許文献1,2,3の技術では確かに可動接触子の駆動力を低減できるが、最も大きな駆動力が必要とされるのは開極時に静的状態から動的状態に変わる瞬間であり、上記発明では必ずしも十分ではない。
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、可動接触子の駆動時に最も大きなエネルギーを必要とする可動開始時の駆動力を低減し、操作機構のコンパクト化、低コスト化、省エネルギー化を図るとともに、シール部材の耐摩耗性をも改善し、ガス遮断器の長寿命化、信頼性の向上も可能にすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るガス遮断器は、消弧性ガスを充填して密閉したガス容器と、前記ガス容器内に収容された固定接触子と、前記ガス容器内に収容されて前記固定接触子に接触および離脱が可能な可動接触子と、前記可動接触子と機械的に連結されてガス容器貫通部で前記ガス容器を貫通するシールロッドと、前記ガス容器の外側に配置されて前記シールロッドを駆動することによって前記可動接触子を駆動する操作機構と、前記ガス容器貫通部で前記シールロッドを軸方向に摺動可能に支持し、前記ガス容器内の消弧ガスが前記操作機構側に流出するのを防止するシール部材と、を有するガス遮断器であって、前記シール部材の少なくとも前記シールロッドと摺動する摺動面に、耐摩耗かつ低摩擦の材料のコーティング層が形成されていること、を特徴とする。
また、本発明に係るガス遮断器の製造方法は、消弧性ガスを充填し密閉できるガス容器と、前記ガス容器内に収容された固定接触子と、前記ガス容器内に収容されて前記固定接触子に接触および離脱が可能な可動接触子と、前記可動接触子と機械的に連結されてガス容器貫通部で前記ガス容器を貫通するシールロッドと、前記ガス容器の外側に配置されて前記シールロッドを駆動することによって前記可動接触子を駆動可能な操作機構と、前記ガス容器貫通部で前記シールロッドを軸方向に摺動可能に支持し、前記ガス容器内の消弧ガスが前記操作機構側に流出するのを防止できるシール部材と、を有するガス遮断器の製造方法であって、前記シール部材の少なくとも前記シールロッドと摺動する摺動面に、高周波プラズマCVD法を用いて、耐摩耗かつ低摩擦の材料である非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンのコーティング層を形成する工程を含むこと、を特徴とする。
本発明によれば、ガス遮断器の開閉時に生じる部材間の静摩擦係数および動摩擦係数を低減でき、コンパクト化、軽量化、省エネルギー化を図ることができる。
発明者らはシールロッドを模擬した金属材料と、ゴムやフッ素樹脂等の支持・シール部材を模擬した材料について静摩擦係数と動摩擦係数を測定した。その結果、シールロッドの駆動開始時に最も大きなエネルギーが必要なことが判明した。すなわち、可動接触子の駆動力を低減させるためには、シールロッドと支持・シール部材間の静摩擦係数が小さい材料の組み合せが有効なことが明らかとなった。つぎにこのような観点から静摩擦係数を小さくすることを目的に、各種のコーティングを施したシールロッドおよび支持・シール部材について同様な摩擦係数の測定を実施した。その結果、シリコン系および非晶質炭素系のコーティングを施すことにより、静摩擦係数を著しく低下させることが可能であることを見出した。
一方、支持・シール材部は消弧ガスの分解ガスに対する耐熱性や耐食性も要求されるため、つぎに高温の酸蒸気中での腐食試験を実施した。その結果、シリコン系のコーティング材は耐食性が不十分であったが、非晶質炭素系のコーティング材は良好な耐食性を示すことが確認された。以上の結果から、シール部材の表面に非晶質炭素系のコーティングを施すことにより、静摩擦係数を小さくでき、併せて、支持・シール材の長寿命化や信頼性をも向上できることが分かった。
本発明は、上記の新たな知見に基づいてなされたものである。つぎに、本発明に係るガス遮断器の第1の実施形態を、図1ないし図3を参照して説明する。ここで、図1は本発明に係るガス遮断器の第1の実施形態の縦断面図である。図2は図1のガス遮断器におけるシールロッドの支持・シール部を示す部分拡大縦断面図であり、図3は図2のシール部材の拡大断面図である。
ガス遮断器では、密閉容器であるガス容器1内に、固定接触子である固定主接触子2および固定アーク接触子3と、可動接触子である可動主接触子4および可動アーク接触子5が配置されている。可動アーク接触子5には遮断時にSF6ガスを吹き付けるためのノズル6を備えている。固定主接触子2と可動主接触子4は各々接続導体11、11aと電気的に接続されている。ガス容器1は、消弧性ガスであるSF6ガスが充満する金属製の密閉容器である。
可動主接触子4および可動アーク接触子5は、それらを回路開閉時に動かすための金属製の可動ロッド7と機械的に結合されている。この可動ロッド7は絶縁操作ロッド8を介して電気的に絶縁され、絶縁操作ロッド8は金属製のシールロッド9を介して操作機構12と機械的に結合されている。このシールロッド9はガス容器1に取り付けられたシールフランジ10でシール部材(支持・シール部材)14を介して支持されており、接触子の稼動時はシールロッド9とシール部材14の間で摺動する構造になっている。また、シール部材14はシールロッド9を支持することに加えて、ガス容器内の消弧ガスが操作機構箱13に流入するのを防止し、かつ、操作機構箱13内の摩耗粉や水分、油分がガス容器1内に進入するのを防ぐ役割も持っている。
この実施形態では、図2および図3に示すように、シール部材14の横断面はほぼ円形となっている。シール部材14は、たとえば、合成ゴムまたはフッ素樹脂(たとえばテフロン(商品名))を用いる。このシール部材14の摺動面には、耐食・低摩擦係数のコーティング材料によるコーティング層(皮膜)25が形成されている。コーティング材料としては、たとえば非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンが好ましい。
シール部材14の表面に耐食・低摩擦のコーティング層25を形成する方法としては、たとえば、高周波プラズマCVD法を用いることができる。この製造プロセスを用いることにより、ゴムやフッ素樹脂等の耐熱性が低い絶縁材料の表面に、非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンのコーティング層25を、基材の劣化・変形を伴なわずに、緻密かつ均一に形成することが可能となる。
この実施形態によれば、シールロッド9の駆動時に最もエネルギーを要するシールロッド9とシール部材14間の静摩擦係数を小さくすることができるので、操作機構のコンパクト化、低コスト化、省エネルギー化を図ることが可能となる。さらに、シール部材14の耐摩耗性も向上できるため、長寿命化に加えて信頼性をも向上させることができる。
また、シール部材14として、変形能が大きく、適正な弾性係数の合成ゴムまたはフッ素樹脂を用いることにより、シールロッド9との馴染性を良くし、ガス遮断器を構成するガス容器1からの消弧ガスの漏洩や、操作機構12からの油や粉塵等の混入を防止することができる。さらに、これらの材料は消弧ガスの分解ガスに対する耐食性も有しているため、コーティング層が損傷した場合でも次期点検までガス遮断器を継続して使用することが可能である。
つぎに、本発明に係るガス遮断器の第2の実施形態を、図4および図5を参照して説明する。ただし、第1の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。図4は本発明に係るガス遮断器の第2の実施形態におけるシールロッド9の支持・シール部を示す縦断面図である。図5は図4のシール部材の拡大断面図である。
この実施形態では、シール部材14の断面形状を長方形とする。そして、シール部材14がシールロッド9に接する部分を平面とし、この平面に、耐食・低摩擦コーティング層25を形成する。
この構成によれば、シール部材14がシールロッド9に押し付けられた場合に、シール部材14の変形量を小さくすることができ、それにより、シール部材14の表面に施した耐食・低摩擦コーティング層の損傷を抑制することができる。
シール部材14の表面に形成する低摩擦コーティング層25としては、第1の実施形態と同様に、非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンを用いるのが好ましい。
上記構成のシールロッド9においては、シール部材14との静摩擦係数をさらに低減することが可能であり、駆動機構のさらなるコンパクト化、低コスト化、省エネルギー化を図ることが可能になる。さらに、摺動面のかじりや、シールロッドにおける摺動面の傷や磨耗を防止することが可能となり、長期間に渡り安定した摺動、シール特性を維持することが可能となる。
つぎに、本発明に係るガスガス遮断器の第3の実施形態を、図6を参照して説明する。図6は本発明に係るガス遮断器の第3の実施形態におけるシールロッドを示す部分縦断面図である。第1または第2の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
この実施形態では、シールロッド9の、シール部材14に接触する部分に低摩耗性のコーティング層27を形成する。その他の部分は第1または第2の実施形態と同様である。シールロッド9の材質は、たとえば、炭素鋼、低合金鋼、合金鋼、またはアルミニウム合金などが好ましい。コーティング層27は、たとえば非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンなどが好ましい。
このような構成により、シール部材14との静摩擦係数をさらに低減することが可能であり、駆動機構のさらなるコンパクト化、低コスト化、省エネルギー化が図ることが可能になる。さらに、摺動面のかじりや、シールロッド9における摺動面の傷や磨耗を防止することが可能となり、長期間に渡り安定した摺動、シール特性を維持することが可能となる。
シールロッド9のコーティング層27は、非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンなどにより、プラズマCDV法またはスパッタリング法などを用いて形成される。このような製造プロセスを用いることにより、鉄鋼材料はもとより、耐熱性に劣るアルミニウム合金製のシールロッド9の表面に、非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンの皮膜を基材を劣化、変形させることなく、緻密かつ均一にコーティングすることが可能となる。
つぎに、本発明に係るガス遮断器の第4の実施形態を、図7を参照して説明する。図7は本発明に係るガス遮断器の第4の実施形態におけるシールロッドを示す部分縦断面図である。第1ないし第3の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
この実施形態は第3の実施形態の変形であって、シールロッド9の摺動面に非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成させる前に、下地層28として、金属炭化物もしくは金属窒化物、または、これらを含有する金属材料を設ける。その他の部分は第3の実施形態と同様である。
このような構成を用いることにより、外側のコーティング層27である非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボン皮膜の表面が圧縮荷重を受けて変形した場合でも、硬質の下地層28が皮膜の変形を抑制することが可能となる。その結果、大荷重や不均一な荷重が皮膜に作用した場合でも、損傷や剥離を抑制し、長期間にわたり安定した性能を維持することができる。
さらに、第3および第4の実施形態の変形例として、シールロッド9の摺動面に非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成し、その後、そのコーティング層27の表面を機械的に研磨するのもよい。このような研磨を行なうことにより、シールロッド9とシール部材14との静摩擦係数をさらに低減することが可能になるとともに、コーティング層(皮膜)27の剥離を抑制することもでき、駆動機構のコンパクト化に加えて長期間に渡り安定した性能を維持することができる。
以上、具体的に説明した各実施形態は単なる例示であって、この発明はこれらに限定されるものではない。
つぎに、本発明に係るガス遮熱器のシールロッドの支持・シール構造の効果を確認する試験について説明する。
実際のガス遮断器では定量的な評価が難しいため、模擬試験体として、図2または図4に示す部分のみを模擬するものを用いた。すなわち、シールロッド9を、シール部材14を介してシールフランジ10ではさんだ構成とした。模擬試験では、シールフランジ10に相当する部分は鋼製の押し治具として、油圧により押し治具の外側から荷重を負荷して締め付けた。その際、締め付け圧力は実機と同じになるように調整した。このような状態でシールロッド9を一定の速度で下方に移動させ、その時のシールロッド9を引き下げる力を測定し、静摩擦係数と動摩擦係数を計算により算出した。
実施例1は、図2および図3に示すように、鋼製のシールロッド9の両側を、円形断面のゴム製シール材部14ではさみ込む構造である。円形断面のゴム製シール材部14の表面に高周波プラズマCVDによりダイヤモンドライクカーボンのコーティング層25を約1μmの厚さで形成した。この実施例1と同様の形状で、コーティング層25をフッ素樹脂(具体的にはテフロン(商品名))としたものを比較例1とした。また、何もコーティングしていないものを比較例2として、同様の試験を行なった。
なお、非晶質炭素やダイヤモンドライクカーボンのコーティング方法としては何種類か提案されているが、高周波プラズマCDVは150℃以下の低温でもゴムや樹脂等の絶縁物にコーティングできるので、耐熱性の低い基材でも劣化や変形することなく最も適したプロセスである。
また、非晶質炭素、ダイヤモンドライクカーボン皮膜は優れた耐食性を有する材料であるが、同様にテフロンも優れた耐食性を有する材料である。
試験の結果、シールロッド9を引き下げた時の荷重は稼動した瞬間に大きく立ち上がり、その後急激低下する傾向を示した。この急激に立ち上がった荷重から静摩擦係数を求め、その後の低下した荷重から動摩擦係数を求めた結果を図8に示す。また、上記試験を繰り返して行ない、コーティング皮膜が損傷・剥離するまでの回数を測定した結果を図9に示す。
図8の結果から、動摩擦係数にはあまり大きな差が認められないが、静摩擦係数はダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施した場合(実施例1)は、何もコーティングしなかった場合(比較例2)に比べて1/2以下に低減できることが確認された。一方、テフロンコーティングを施した場合(比較例1)も良好な摩擦係数値を示したが、図9に示すように数回の試験で皮膜の一部が剥離する現象が観察され、長期に渡る繰返し使用には適さないことが分かった。
つぎに、図4に示すようにシール部材14を模擬した長方形断面のゴムを用い、その表面に図5に示すようにダイヤモンドライクカーボンのコーティング層25を約1μmの厚さで形成したものを実施例2とした。コーティング層25の形成は高周波プラズマCVDによって行なった。
ダイヤモンドライクカーボンをコーティングした円形断面のゴム(実施例1)と、長方形断面のゴム(実施例2)の静摩擦係数と動摩擦係数の測定結果を図10に示す。長方形断面のゴムは円形断面のゴムに比べて相手材である角棒ロッド(シールロッド9)との接触面積が大きくなるため、静摩擦係数、動摩擦係数共に若干大きくなる傾向を示したが、図8に示したテフロンをコーティングした場合(比較例1)と同程度、何もコーティングしない場合(比較例2)に比べれば著しく低減できることがわかる。
図11には、シールフランジ10(押し治具)の押し付け加重を変えた場合の、コーティング皮膜の損傷・剥離挙動を調べた結果を示す。図11の結果から、同じ締め付け加重を負荷した場合、円形断面(実施例1)は長方形断面(実施例2)に比べてゴムの変形量が大きくなるため、コーティング皮膜が損傷・剥離を起こし易いことが確認された。したがって、高いシール性能が必要な場合は長方形断面のシール部材を用いることで、コーティング皮膜の損傷や剥離を回避できることが明らかである。
つぎに、シールロッド9の摺動面(シール面)のコーティングの効果を示す試験について説明する。実施例3ないし実施例6では、いずれも実施例2と同様に、図4および図5に示すように、シール部材14を模擬した長方形断面のゴムを用い、その表面に図5に示すようにダイヤモンドライクカーボンのコーティング層25を約1μmの厚さで形成した。コーティング層25の形成は高周波プラズマCVDによって行なった。
実施例3では、シールロッド9を低合金製として、その表面に、スパッタリング法により厚さ約2μmのダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成した(図6参照)。実施例4では、シールロッド9をアルミニウム合金製として、その表面に、スパッタリング法により厚さ約2μmのダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成した。
また、実施例5では、シールロッド9をアルミニウム合金製として、その表面に、まず炭化ケイ素を主成分とした厚さ約2μmの下地層28を形成し、この下地層28の上に、スパッタリング法により厚さ約2μmのダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成した(図7参照)。さらに、実施例6では、実施例5と同様に、シールロッド9の表面に下地層28を形成し、下地層28の上にダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成し、その後に、コーティング層27の表面を機械研磨により仕上げた。
これら実施例3ないし実施例6について、実施例1および実施例2と同様な静摩擦係数および動摩擦係数の測定を行なった。さらに実施例4と実施例5については繰返し試験によるコーティング皮膜の損傷・剥離挙動を評価した。
なお、シールロッド9の金属基材表面への非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27の形成方法としてはプラズマCVD法、スパッタリング法、イオン蒸着法等がある。前述のシール部材14の表面に形成した非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンのコーティング層25に硬さを合わせるという観点では高周波プラズマCVD法が適しているが、金属、セラミックスおよびこれらの複合材料を下地層28として設ける場合には、同一の装置内でコーティングが可能なスパッタリング法が適している。
図12には摩擦係数の測定結果を示す。シール部材14であるゴムの表面にのみダイヤモンドライクカーボンのコーティング層25を形成した場合(実施例2)に比べて、シールロッド9にもダイヤモンドライクカーボンのコーティング層27を形成することにより(実施例3,4)、摩擦係数は小さくなる傾向を示し、その効果は静摩擦係数の低減に有効なことがわかる。一方、シールロッド9の材料として、低合金鋼製基材(実施例3)に比べてアルミ合金製基材(実施例4)の方が摩擦係数の低下効果が小さい。これは剛性の低い金属基材の場合は、基材自体の弾性変形の影響が大きいためと考えられる。実施例5(図7)では硬質の下地層28を設けることにより、低合金基材と同等の摩擦係数を示すとともに、図13に示すように皮膜の損傷・剥離寿命も大幅に改善することが可能である。アルミニウム合金のような低比重材料をシールロッド等の駆動機構に用いることにより、駆動機構のさらなるコンパクト化が可能である。
一方、一般にコーティング皮膜の表面は微小な凹凸があることから、コーティング表面を機械的に研磨加工を施すことにより更なる低摩擦係数化を図ることが可能である(実施例6)。
本発明に係るガス遮断器の第1の実施形態の縦断面図。 図1のガス遮断器におけるシールロッドの支持・シール部を示す部分拡大縦断面図。 図2のシール部材の拡大断面図。 本発明に係るガス遮断器の第2の実施形態におけるシールロッドの部分支持・シール部を示す縦断面図。 図4のシール部材の拡大断面図。 本発明に係るガス遮断器の第3の実施形態におけるシールロッドを示す部分縦断面図。 本発明に係るガス遮断器の第4の実施形態におけるシールロッドを示す部分縦断面図。 実施例1と比較例1および比較例2についての摩擦係数の測定結果を示す表。 実施例1と比較例1および比較例2についてのコーティング層(皮膜)の損傷・剥離試験の結果を示す表。 実施例1および実施例2についての摩擦係数の測定結果を示す表。 実施例1および実施例2について、シールフランジに付加した荷重を変えた場合のコーティング皮膜の損傷・剥離試験の結果を示す表。 実施例2ないし実施例6についての摩擦係数の測定結果を示す表。 実施例4および実施例5についてのコーティング層の損傷・剥離試験の結果を示す表。
符号の説明
1 … ガス容器
2 … 固定主接触子(固定接触子)
3 … 固定アーク接触子(固定接触子)
4 … 可動主接触子(可動接触子)
5 … 可動アーク接触子(可動接触子)
6 … ノズル
7 … 可動ロッド
8 … 絶縁操作ロッド
9 … シールロッド
10 … シールフランジ
11,11a … 接続導体
12 … 操作機構
13 … 操作機構箱
14 … シール部材
25、27 … コーティング層
28 … 下地層

Claims (12)

  1. 消弧性ガスを充填して密閉したガス容器と、
    前記ガス容器内に収容された固定接触子と、
    前記ガス容器内に収容されて前記固定接触子に接触および離脱が可能な可動接触子と、
    前記可動接触子と機械的に連結されてガス容器貫通部で前記ガス容器を貫通するシールロッドと、
    前記ガス容器の外側に配置されて前記シールロッドを駆動することによって前記可動接触子を駆動する操作機構と、
    前記ガス容器貫通部で前記シールロッドを軸方向に摺動可能に支持し、前記ガス容器内の消弧ガスが前記操作機構側に流出するのを防止するシール部材と、
    を有するガス遮断器であって、
    前記シール部材の少なくとも前記シールロッドと摺動する摺動面に、耐摩耗かつ低摩擦の材料のコーティング層が形成されていること、を特徴とするガス遮断器。
  2. 前記シール部材に形成されたコーティング層が、非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項1に記載のガス遮断器。
  3. 前記シール部材の材質が合成ゴムまたはフッ素樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガス遮断器。
  4. 前記シール部材の前記摺動面が平面であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のガス遮断器。
  5. 前記シール部材に形成されたコーティング層が、高周波プラズマCVD法を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のガス遮断器。
  6. 前記シールロッドの少なくとも前記シール部材と摺動する摺動面に、低摩擦の材料のコーティング層が形成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のガス遮断器。
  7. 前記シールロッドに形成されたコーティング層が、非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項6に記載のガス遮断器。
  8. 前記シールロッドに形成されたコーティング層が、プラズマCVD法またはスパッタリング法を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のガス遮断器。
  9. 前記シールロッドの材質が、炭素鋼、低合金鋼、合金鋼、もしくは、アルミニウム合金、またはこれらの組み合わせであり、前記シールロッドのコーティング層が形成される部分に下地層が設けられていることを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれか一項に記載のガス遮断器。
  10. 前記下地層は、金属炭化物もしくは金属窒化物、または、これらを含有する金属材料であること、を特徴とする請求項9に記載のガス遮断器。
  11. 前記シールロッドのコーティング層は、そのシールロッドのコーティング層の表面が機械的研磨により平滑化されていることを特徴とする請求項6ないし請求項10のいずれか一項に記載のガス遮断器。
  12. 消弧性ガスを充填し密閉できるガス容器と、
    前記ガス容器内に収容された固定接触子と、
    前記ガス容器内に収容されて前記固定接触子に接触および離脱が可能な可動接触子と、
    前記可動接触子と機械的に連結されてガス容器貫通部で前記ガス容器を貫通するシールロッドと、
    前記ガス容器の外側に配置されて前記シールロッドを駆動することによって前記可動接触子を駆動可能な操作機構と、
    前記ガス容器貫通部で前記シールロッドを軸方向に摺動可能に支持し、前記ガス容器内の消弧ガスが前記操作機構側に流出するのを防止できるシール部材と、
    を有するガス遮断器の製造方法であって、
    前記シール部材の少なくとも前記シールロッドと摺動する摺動面に、高周波プラズマCVD法を用いて、耐摩耗かつ低摩擦の材料である非晶質炭素またはダイヤモンドライクカーボンのコーティング層を形成する工程を含むこと、を特徴とするガス遮断器の製造方法。
JP2007116645A 2007-04-26 2007-04-26 ガス遮断器およびその製造方法 Expired - Fee Related JP4960139B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007116645A JP4960139B2 (ja) 2007-04-26 2007-04-26 ガス遮断器およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007116645A JP4960139B2 (ja) 2007-04-26 2007-04-26 ガス遮断器およびその製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008277014A true JP2008277014A (ja) 2008-11-13
JP2008277014A5 JP2008277014A5 (ja) 2010-05-20
JP4960139B2 JP4960139B2 (ja) 2012-06-27

Family

ID=40054749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007116645A Expired - Fee Related JP4960139B2 (ja) 2007-04-26 2007-04-26 ガス遮断器およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4960139B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086902A1 (ja) * 2010-01-12 2011-07-21 株式会社 東芝 ガス絶縁開閉装置
JP2012097821A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Hitachi Ltd 摺動部品およびそれを用いた機械装置
JP2014047884A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Iai Corp アクチュエータ
CN103975406A (zh) * 2011-11-30 2014-08-06 伊顿工业(荷兰)有限公司 用于中压开关元件装置的驱动杆
CN104425179A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 株式会社日立制作所 耐磨损件及其制作方法以及缓冲缸及其制作方法和缓冲型气体断路器
WO2016088430A1 (ja) * 2014-12-03 2016-06-09 株式会社日立製作所 耐摩耗材、パッファシリンダ及びパッファ型ガス遮断器
US9604881B2 (en) 2013-06-18 2017-03-28 Hitachi, Ltd. Wear-resistant material, puffer cylinder, and puffer-type gas circuit breaker

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6161369U (ja) * 1984-09-28 1986-04-25
JPH04341713A (ja) * 1991-05-16 1992-11-27 Toshiba Corp 開閉装置
JPH0638140U (ja) * 1992-10-23 1994-05-20 日本高圧電気株式会社 ガス開閉器の軸貫通部の気密構造
JPH06275174A (ja) * 1993-03-22 1994-09-30 Nissin Electric Co Ltd 開閉装置
JP2001324026A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Mitsubishi Cable Ind Ltd 軸シール
JP2002048240A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd シール材
JP2002194523A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Toshiba Corp 駆動部品とその製造方法並びに駆動部品を具備した電力用開閉装置
JP2005061426A (ja) * 2003-08-11 2005-03-10 Nissan Motor Co Ltd メカニカルシール及びその製造方法
JP2005089735A (ja) * 2003-08-08 2005-04-07 Nissan Motor Co Ltd 摺動部材
JP2006057674A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Riken Corp 摺動部材及びピストンリング
JP2006271890A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Pentax Corp 内視鏡用封止部材および内視鏡
JP2006283970A (ja) * 2005-03-09 2006-10-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ピストンリングおよびそれを備えたピストン

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6161369U (ja) * 1984-09-28 1986-04-25
JPH04341713A (ja) * 1991-05-16 1992-11-27 Toshiba Corp 開閉装置
JPH0638140U (ja) * 1992-10-23 1994-05-20 日本高圧電気株式会社 ガス開閉器の軸貫通部の気密構造
JPH06275174A (ja) * 1993-03-22 1994-09-30 Nissin Electric Co Ltd 開閉装置
JP2001324026A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Mitsubishi Cable Ind Ltd 軸シール
JP2002048240A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Mitsubishi Cable Ind Ltd シール材
JP2002194523A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Toshiba Corp 駆動部品とその製造方法並びに駆動部品を具備した電力用開閉装置
JP2005089735A (ja) * 2003-08-08 2005-04-07 Nissan Motor Co Ltd 摺動部材
JP2005061426A (ja) * 2003-08-11 2005-03-10 Nissan Motor Co Ltd メカニカルシール及びその製造方法
JP2006057674A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Riken Corp 摺動部材及びピストンリング
JP2006283970A (ja) * 2005-03-09 2006-10-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ピストンリングおよびそれを備えたピストン
JP2006271890A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Pentax Corp 内視鏡用封止部材および内視鏡

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011147217A (ja) * 2010-01-12 2011-07-28 Toshiba Corp ガス絶縁開閉装置
WO2011086902A1 (ja) * 2010-01-12 2011-07-21 株式会社 東芝 ガス絶縁開閉装置
JP2012097821A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Hitachi Ltd 摺動部品およびそれを用いた機械装置
US9318278B2 (en) * 2011-11-30 2016-04-19 Eaton Industries (Netherlands) B.V. Driving rod for medium voltage switching element gear
CN103975406A (zh) * 2011-11-30 2014-08-06 伊顿工业(荷兰)有限公司 用于中压开关元件装置的驱动杆
US20140284192A1 (en) * 2011-11-30 2014-09-25 Eaton Industries (Netherlands) B.V. Driving rod for medium voltage switching element gear
EP2786392B1 (en) * 2011-11-30 2017-02-01 Eaton Industries (Netherlands) B.V. Driving rod for medium voltage switching element gear
JP2014047884A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Iai Corp アクチュエータ
US9604881B2 (en) 2013-06-18 2017-03-28 Hitachi, Ltd. Wear-resistant material, puffer cylinder, and puffer-type gas circuit breaker
CN104425179A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 株式会社日立制作所 耐磨损件及其制作方法以及缓冲缸及其制作方法和缓冲型气体断路器
US9653239B2 (en) 2013-08-30 2017-05-16 Hitachi, Ltd. Wear-resistant material, method for producing the same, puffer cylinder and puffer-type gas circuit breaker
WO2016088430A1 (ja) * 2014-12-03 2016-06-09 株式会社日立製作所 耐摩耗材、パッファシリンダ及びパッファ型ガス遮断器
JPWO2016088430A1 (ja) * 2014-12-03 2017-07-06 株式会社日立製作所 耐摩耗材、パッファシリンダ及びパッファ型ガス遮断器
US10128071B2 (en) 2014-12-03 2018-11-13 Hitachi, Ltd. Abrasion resistant material, puffer cylinder, and puffer type gas circuit breaker

Also Published As

Publication number Publication date
JP4960139B2 (ja) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4960139B2 (ja) ガス遮断器およびその製造方法
JP4660407B2 (ja) ガス絶縁開閉器
US20120012558A1 (en) Gas insulated breaking device
CN102714402B (zh) 气体绝缘开闭装置
Brand et al. Oxygen-induced graphitization of amorphous carbon deposit on ohmic switch contacts improves their electrical conductivity and protects them from wear
She et al. Compatibility of C5F10O with common-used sealing materials: An experimental study
WO2012085145A1 (fr) Dispositif à piston et cylindre pour appareillages électriques à moyenne et haute tension
JP2011048997A (ja) モールド真空バルブ
JP5135442B2 (ja) ガス絶縁開閉装置
JP2006325363A (ja) ガス絶縁開閉装置
JP4429209B2 (ja) ガス絶縁開閉装置
KR102513344B1 (ko) 진공 단속기 재조정 방법
Guan et al. Deterioration behavior analysis and lstm-based failure prediction of gib electrical contact inside various insulation gases
CN214672473U (zh) 户内六氟化硫断路器的动触头结构
CN109753692B (zh) 一种sf6断路器弧触头优化设计方法
CN102290275B (zh) 用于高压断路器的闸刀片及其镀银工艺
CN2457722Y (zh) 真空灭弧室用的复合导向套
Li et al. Study on the Compatibility of Chloroprene Rubber and Environment-friendly Insulating Gas C 5 F 10 O
JP5889549B2 (ja) ガス絶縁開閉装置用通電部材
JP2011222457A (ja) ガス絶縁開閉装置
Gilbert et al. Characterization of gold–gold microcontact behavior using a nanoindenter based setup
JPH1092286A (ja) 電磁リレー及びその製造方法
WO2019166904A1 (en) Switchgear with a kinematic chain having components with tungsten carbide/carbon to reduce abrasive wear
Gilbert et al. A Nanoindenter Based Investigation of Gold–Ruthenium Alloy Microcontact Behavior under Cyclic Condition
CN116092853A (zh) 真空灭弧室的装配方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100407

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100407

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110420

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120228

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120322

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150330

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4960139

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees