JP2014199770A - ガス遮断器用の摺動部材及びこれを用いたガス遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】低摩擦かつガスバリア性を実現するガス遮断器用の摺動部材を提供する。
【解決手段】ガス遮断器において、互いに接触し相対的に摺動可能である部材間に配置されるガス遮断器用の摺動材１３として、摺動材１３は、母材１５と、母材１５の表面の少なくとも一部にイオン注入されて形成されたイオン注入層１６と、を有し、イオン注入層１６は、多価イオンがイオン注入されて形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、電力系統において電流遮断を行うガス遮断器と、ガス遮断器に用いられる摺動可能な部材間に配置される摺動部材に関する。

現在、高電圧大容量の電力系統では、ＳＦ_６ガスを絶縁及び消弧媒体としたガス絶縁開閉装置が広く使用されている。ガス絶縁開閉装置を構成する主要機器として、内部にＳＦ_６ガスを充填させたガス遮断器がある。このガス遮断器は、電力系統における故障電流を速やかに遮断することができる電力機器である。ガス遮断器は、遮断過程に接触子を機械的に切り離し、この切り離しによって発生したアークを絶縁及び消弧媒体の吹き付けによって消弧する。

上記のようなガス遮断器は、現在パッファ形と呼ばれるタイプが広く普及している。パッファ形ガス遮断器は、消弧性ガスが充填された密閉容器内に、固定アーク接触子及び固定通電接触子と、可動アーク接触子及び可動通電接触子とがそれぞれ対向して配置され、それぞれを機械的な駆動力によって接触又は離反させることで電流を導通し又は遮断する。

このガス遮断器には、接触子の離反に伴って容積が減少し、内部の消弧性ガスが蓄圧される蓄圧空間と、両アーク接触子を取り囲むように配置され、蓄圧空間内で蓄圧された消弧性ガスをアークに誘導する絶縁ノズルが設けられている。

遮断過程においては、固定アーク接触子と可動アーク接触子が離反することで、両アーク接触子間にアークが発生する。接触子の離反に伴って蓄圧空間で十分蓄圧された消弧性ガスを、絶縁ノズルを介してアークに強力に吹き付けることにより、両アーク接触子の絶縁性能を回復させ、アークを消弧し、電流の遮断を完了させる。

特開２００７―２９４３５８号公報

上記のような従来のガス遮断器において、蓄圧空間は、例えば、一端面が有底の円筒形状のシリンダと、ドーナツ形状の平板であるピストンと、シリンダと連結し、当該シリンダを移動させる円筒形状の操作ロッドとによって囲まれて形成される。蓄圧空間は、シリンダの一端面と対向するようにピストンを、シリンダ内に嵌め込んで配置し、ピストンのドーナツ開口に操作ロッドを挿通し、操作ロッドをシリンダ内に貫通させて形成される。換言すると、シリンダの一端面及び側面が蓄圧空間の一端面及び外周面となる。また、操作ロッドの外周面が蓄圧空間の内周面となる。ピストンが蓄圧空間のもう一方の一端面となる。

上記の蓄圧空間の容積の減少は、操作ロッドの移動に伴い、シリンダが移動することでシリンダの一端面がピストンに接近することで引き起こる。この際、シリンダ及び操作ロッドはピストンに対して摺動する。

シリンダとピストンとの間、及び、操作ロッドとピストンとの間には、摩擦を小さくする摺動材が配置されている。この摺動材には、低摩擦特性が求められており、現状はＰＴＦＥ系材料が主として用いられている。ところが、ＰＴＦＥ材料はＳＦ_６ガス雰囲気中で膨潤することが知られており、低摩擦特性に悪影響を与える場合がある。そこで、その特性改善のため、ガラス繊維等の充填材を混合している。

しかしながら、多数回の開極閉極による摺動動作において粉塵等を発生させ、摺動材の表面が粗くなることで、摩擦抵抗の上昇や絶縁性能の低下などの問題を引き起こす。そして、このことが、ガス遮断器の機器信頼性の向上の弊害となっていた。

また、ＰＴＦＥ材料にガラス繊維等の充填材を混合させた場合でも、摺動材はその表面からＳＦ_６ガスを吸収し膨潤する虞があった。

本実施形態に係るガス遮断器用の摺動部材は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、低摩擦かつガスバリア性を実現する摺動部材を提供することを目的としている。また、当該摺動部材を用いたガス遮断器を提供することも目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本実施形態のガス遮断器用の摺動部材は、ガス遮断器において、互いに接触し相対的に摺動可能である部材間に配置されるガス遮断器用の摺動部材であって、前記摺動部材は、母材と、前記母材の表面の少なくとも一部にイオン注入されて形成されたイオン注入層と、を有し、前記イオン注入層は、多価イオンがイオン注入されて形成されていることを特徴とする。

また、前記摺動部材を用いたガス遮断器も本発明の態様に含まれる。

第１の実施形態に係るガス遮断器の全体構成を示す断面図であって、（ａ）は通常時の閉極（電流通電）状態を示すガス遮断器の断面図、（ｂ）は開極（電流遮断動作中）の状態を示すガス遮断器の断面図である。 第１の実施形態に係るガス遮断器のシリンダ近傍の拡大断面図である。 第１の実施形態に係るガス遮断器用の摺動部材の一部断面図である。 第２の実施形態に係るガス遮断器用の摺動部材の一部断面図である。 第３の実施形態に係るガス遮断器用の摺動部材の一部断面図である。

［第１の実施形態］
（構成）
以下では、図１〜３を参照しつつ、本実施形態のガス遮断器の全体構成を説明する。図１は、本実施形態のガス遮断器の全体構成を示す断面図であり、図１（ａ）は、通常時の閉極（電流通電）状態を示し、図１（ｂ）は開極（電流遮断動作中）の状態を示している。

本実施形態のガス遮断器は、接地された金属からなる密閉容器１を有し、その内部に消弧性ガスが充填されている。

消弧性ガスは、消弧性能及び絶縁性能に優れたガスであり、例えば六フッ化硫黄ガス（ＳＦ_６ガス）が挙げられる。但し、ＳＦ_６ガスは、二酸化炭素ガスの２３９００倍の地球温暖化効果を有すると言われており、環境保全の観点から、ＳＦ_６ガスよりも地球温暖化係数の小さいガスを用いるようにしても良い。この地球温暖化係数の小さいガスとしては、空気、二酸化炭素、酸素、窒素またはそれらの混合ガス等が挙げられる。

本実施形態のガス遮断器は、図１に示すように、大別すると固定接点部３と可動接点部４とに分けられ、円筒を主体とする形状を有する複数の部材で構成される。各部材は中心軸（以下、単に軸という。）を一致させて密閉容器１内に配置されている。なお、以下では、各部材の位置関係及び方向を説明するのに、固定接点部３側の方向を前方、その反対側の可動接点部４側の方向を後方と呼ぶ。

固定接点部３とは、固定通電接触子６及び固定アーク接触子５をいう。可動接点部４とは、可動アーク接触子８、可動通電接触子１０、絶縁ノズル９、可動シリンダ７、及び操作ロッド１２をいう。以下、各部材について、詳細に説明する。

密閉容器１には、図１に示すように、固定通電接触子６及び可動通電接触子１０が、また、固定アーク接触子５及び可動アーク接触子８が同軸上に延びるようにそれぞれ対向配置されている。

固定通電接触子６及び可動通電接触子１０は、それぞれ端面が開口した円筒形状を有する導体であり、互いに開口を向かい合わせて同一軸上に配置されている。固定通電接触子６の開口縁は内部に膨出しており、開口縁部分の内径と可動通電接触子１０の外径は一致している。

可動通電接触子１０は、固定通電接触子６に対して移動可能となっており、固定通電接触子６の開口に可動通電接触子１０が差し込まれることで、固定通電接触子６の内面と可動通電接触子１０の外面とが接触し、電気的に導通できる状態となる。

固定通電接触子６は、固定支え３１に固定されている。すなわち、固定支え３１は中空で概略円筒形状の導体であり、固定通電接触子６は、固定支え３１の縁に筒形状が続くように固定されている。固定アーク接触子５は、一端が丸みを帯びた中実の円柱状の導体である。固定支え３１の内壁面には、棒状又は板状の部材である支持部３２が、固定支え３１の内壁面から固定支え３１内部に突き出るように固定されている。固定アーク接触子５は、この支持部３２を介して固定支え３１内に固定支持されている。

可動アーク接触子８は、両端が開口した円筒形状を有する導体である。電流遮断過程では、可動アーク接触子８が固定アーク接触子５から開離して両接触子５、８間にアークが発生するアーク空間が形成される。

可動アーク接触子８の開口縁は内部に膨出し、その内径は固定アーク接触子５の外径と一致する。可動アーク接触子８は固定アーク接触子５に対し移動が可能であり、固定アーク接触子５が可動アーク接触子８の開口に差し込まれることで、両接触子５、８が互いに接触し、導通できる状態となる。

なお、可動アーク接触子８の先端は円周方向に分割され、指状電極となっている場合もある。その場合、可動アーク接触子８は可撓性を有し、可動アーク接触子８の開口縁の内径は、固定アーク接触子５の外径より若干小さくされてすぼめられている。固定アーク接触子５が可動アーク接触子８の開口に差し込まれることで、両接触子５、８が互いに接触し、導通できる状態となる。

固定アーク接触子５に対する可動アーク接触子８の移動は、可動アーク接触子８に固定支持された操作ロッド１２によって引き起こされる。操作ロッド１２は前方の一端が開口し後方の他端が有底の円筒形状を有し、内部が中空になっており、可動アーク接触子８や固定アーク接触子５と同軸上に配置されている。可動アーク接触子８と操作ロッド１２は同径であり、可動アーク接触子８は操作ロッド１２の前端の開口縁に立設している。

操作ロッド１２は、絶縁性を有する中実の円柱である絶縁ロッド２２を介して、密閉容器１と連結された機構部１１に接続されている。機構部１１は、絶縁ロッド２２を介して操作ロッド１２を軸方向に押し引きして移動させるものである。可動アーク接触子８と可動通電接触子１０は、この操作ロッド１２の移動の程度に応じて、固定アーク接触子５や固定通電接触子６と接触し、又は離反する。

操作ロッド１２の全長のうち、固定接点部３側の一部の周囲には、可動シリンダ７、操作ロッド１２、及びピストン１９によって囲まれたバームクーヘン形状の蓄圧空間２０が形成されている。

可動シリンダ７は、一端面が有底の円筒形状を有する導体であり、有底である端面を前方にして、その側面が操作ロッド１２を取り囲むように同軸上に配置されている。可動シリンダ７の前端面は操作ロッド１２の前端と面一になるように揃えられて連結されている。可動シリンダ７の前端面及び内周面が蓄圧空間２０の前方の端面及び外周面となる。また、可動シリンダ７の内部を貫くように操作ロッド１２が同軸上に配置され、操作ロッド１２の周面が蓄圧空間２０の内周面となる。ピストン１９は、板状でドーナツ形状に成形されており、ドーナツ形状の開口に操作ロッド１２が摺動可能に貫通し、外径が可動シリンダ７の内径と略一致する。すなわち、ピストン１９は蓄圧空間２０の後方の端面となる。

蓄圧空間２０は、操作ロッド１２の移動により可動シリンダ７の前端面が移動することでその容積が可変となる。可動シリンダ７の前端面のピストン１９に対する接近により蓄圧空間２０の容積が減少し、蓄圧空間２０内の消弧性ガスが圧縮されて蓄圧し、蓄圧空間２０内にガス流が発生するようになっている。

ピストン１９は、図１に示すように、ピストン支え１９ａを介してサポート３３、絶縁支持台３４によって密閉容器１内に固定支持されている。ピストン支え１９ａは、ピストン１９から軸方向に直線的に延びる円筒形状で、途中から屈折してサポート３３に向けて延び、その先端がサポート３３で固定される。サポート３３は、概略円筒形状の導体であり、有底の端面を後方にして、前方の開口に可動シリンダ７が嵌め込まれるようにして配置されている。サポート３３後方の端面は開口しており、操作ロッド１２はこの開口に挿通されて、サポート３３内部を貫通できるようになっている。

サポート３３の後端面には、円筒形状を有する絶縁支持台３４が、同軸上に配置されている。絶縁支持台３４は、通電状態で電路の一部となる部材を支持するものである。絶縁支持台３４は絶縁性の部材であり、その一端がサポート３３に接続され、他端は密閉容器１に固定連結された機構部１１に固定されて、サポート３３、ピストン支え１９ａ及びピストン１９を固定支持するとともに、サポート３３と機構部１１及び密閉容器１とを絶縁する。絶縁ロッド２２は、これらサポート３３及び絶縁支持台３４によって取り囲まれる。

通電状態では、固定支え３１、固定通電接触子６、可動通電接触子１０、可動シリンダ７及びサポート３３が電気的に接続されており、これらの部材が電路の一つとなる。電流は、固定支え３１、サポート３３に接続された導体２ａ、２ｂを介して外部に引き出される。なお、固定支え３１とサポート３３との間には、絶縁体で構成された絶縁筒２３が継合されており、固定支え３１とサポート３３とは絶縁されている。

サポート３３の前方側には摺動部３３ａが設けられている。図１及び２に示すように、サポート３３とピストン支え１９ａとの間には空間が形成されており、遮断過程において、可動ピストン７の側面は、この空間内を操作ロッド１２によって、密閉容器１内に固定された摺動部３３ａ及びピストン１９に対し、軸方向に摺動するようになっている。また、操作ロッド１２もピストン１９とピストン支え１９ａに対し、軸方向摺動するようになっている。

図１及び２に示すように、ピストン１９の外周面と内周面、ピストン支え１９ａの内周面及びサポート３３の摺動部３３ａには、円周方向に溝が設けられ、この溝に円環状の摺動材１３がそれぞれ配置されている。摺動材１３は、当該溝に配置された状態で、可動シリンダ７、操作ロッド１２等の可動部材と摺動可能に接触する。

図３は、本実施形態に係る摺動材１３の一部断面図である。摺動材１３は、図３に示すように、母材１５とイオン注入層１６と摺動面１７とから構成される。母材１５は、摺動材１３の本体であり、摺動性の良いＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂材料からなる。イオン注入層１６は、母材１５の表面に多価イオンがイオン注入されて形成された層であり、イオン注入によって母材１５内部が改質し、イオン注入層１６の表面は滑らかになっている。イオン注入層１６は、所定の厚みをもって形成されており、多価イオンとしては、Ｂ（ボロン）、ＢＮ（窒化ボロン）及びＣ（カーボン）等のイオンとすることができる。摺動面１７は、イオン注入層１６の表面であり、可動シリンダ７又は操作ロッド１２などの可動部材と摺接する面である。

サポート３３の摺動部３３ａには、金属材料からなるマルチラムバンド接点１４が設けられている。マルチラムバンド接点１４は、可動シリンダ７の側面と接触し、可動シリンダ７とサポート３３とを電気的に接続している。すなわち、マルチラムバンド接点１４は、可動シリンダ７側面がサポート３３の摺動部３３ａに対して摺動する過程における通電特性を確保している。

なお、マルチラムバンド接点１４は、サポート３３の摺動部３３ａにおいて、図１及び２に示すように、２つの摺動材１３の間に挟まれるようにして配置されている。これにより、マルチラムバンド接点１４は、これらの摺動材１３と摺動部３３ａと可動シリンダ７側面とによって囲まれ、密閉されている。

可動シリンダ７の前端面には、絶縁ノズル９が立設している。可動シリンダ７の前端面には貫通孔７ａが設けられており、絶縁ノズル９は、蓄圧空間２０で発生したガス流を、貫通孔７ａを介してアーク空間へ誘導する整流手段である。絶縁ノズル９は可動アーク接触子８を包囲するように、軸方向に固定アーク接触子５側へ延び、可動アーク接触子８の先端を通過後、内径が固定アーク接触子５の外径よりも若干大きい程度まで窄み、最小内径部分となるスロート部に至ったところで先端に向けて直線的に拡がる形状となっている。

遮断動作過程では、絶縁ノズル９内部空間に、ガスが通るガス流路が形成される。すなわち、絶縁ノズル９と可動アーク接触子８との間の空間、アーク空間、スロート部より前方の絶縁ノズル９の内部空間、及び密閉容器１内が連通している。この連通した空間がガス流路となり、蓄圧空間２０で発生したガス流の密閉容器１内への排気流路の一つとなる。

（作用）
以上の構成を有するガス遮断器の電流遮断動作を以下に説明する。
電流遮断動作は、事故電流、進み小電流、リアクトル遮断等の遅れ負荷電流、又は極めて小さな事故電流の遮断を要する場合など、ガス遮断器を電流の通電状態から遮断状態に切り替える操作である。

通電状態から電流遮断動作を行う場合、機構部１１を駆動させる。機構部１１により、可動接点部４が固定接点部３に対し軸方向に移動する。すなわち、固定通電接触子６に対して可動通電接触子１０が開離するとともに、固定アーク接触子５に対して可動アーク接触子８が開離し、両アーク接触子５、８間のアーク空間にアークが発生する。このアークは非常に高温であるため、アークから高温のガスが発生するとともに、加熱された周りの消弧性ガスも高温となる。

また、このとき、可動接点部４の移動によって、可動シリンダ７の前端面がピストン１９に対して接近するように移動するため、蓄圧空間２０が圧縮され、蓄圧空間２０内の消弧性ガスが蓄圧される。遮断動作が進行し、両アーク接触子５、８間の距離が十分開き、かつ蓄圧空間２０に十分蓄圧されると、蓄圧空間２０内にガス流が発生する。このガス流は、貫通孔７ａを介して、絶縁ノズル９と可動アーク接触子８との間に形成されるガス流路を通じ、非常に高温なアークに対して強力に吹き付けられる。その後、アーク空間の高温のガスは、前方の固定接点部３側へと排出される。固定接点部３側への高温ガスは、絶縁ノズル９及び固定支え３１の内部を通った後、密閉容器１内に排出される。

遮断過程後半では、電流零点に向けてアークが小さくなり、蓄圧空間２０からのガスの吹き付けにより消弧に至り、電流遮断が完了する。

以上のような遮断動作過程において、可動シリンダ７の側面は、サポート３３の摺動部３３ａとピストン１９の外周面に対して摺動する。またこの過程において操作ロッド１２は、ピストン１９の内周面及びピストン支え１９ａの内周面に対して摺動する。

本実施形態では、密閉容器１内に固定される部材と、当該部材に対して摺動する可動部材との間に摺動材１３を設けた。摺動材１３の母材１５にイオン注入することで母材自体の組成が変化する。イオン注入層１６は、多価イオンのイオン注入により、母材１５の内部組成が変化して緻密な分子構造が形成されたものである。これにより、イオン注入層１６の表面、特に摺動面１７が滑らかになり、低摩擦で摺動特性に優れた摺動材１３を得ることができる。

また、母材１５の表面全体に、緻密な分子構造のイオン注入層１６が形成されることで母材１５へのＳＦ_６ガスなどの消弧性ガスの侵入を防止することができるので、摺動材１３にガスバリア性を得ることができる。

特に、母材１５がＰＴＦＥ若しくはＰＥＥＫなどの樹脂材料で構成される場合に、イオン注入層１６によって消弧性ガスが侵入できないので、膨潤を防止することができる。なお、本実施形態では、ピストン１９の外周面やその内周面などに溝を設け、当該溝に摺動材１３を配置する構成とすることで、可動シリンダ７の側面や操作ロッド１２の外周面等の面積の広い部分に摺動材１３を設ける場合と比べて、充填された消弧性ガスに触れる摺動材１３の表面積をかなり小さくできるので、コスト削減となる他、摺動材１３の磨耗等によって生じる膨潤発生を起こりにくくすることができる。

なお、マルチラムバンド接点１４は、これらの摺動材１３と摺動部３３ａと可動シリンダ７側面とによって囲まれて、密閉されている。従来では、密閉されていたとしても、多数回の開極閉極による摺動動作において、摺動材１３が磨耗し、密閉性が損なわれていた。一方、例えば可動シリンダとマルチラムバンド接点が金属材料からなる場合、多数回の摺動動作によって金属粉が発生する。上記密閉性が損なわれていることで、当該金属粉が密閉容器１内を浮遊し絶縁部材に付着することで絶縁性能が低下する場合があった。

本実施形態では、摺動材１３が低摩擦で摺動特性に優れるため、上記密閉性を保つことができる。このため、多数回の開極閉極による摺動動作において、可動シリンダ７とマルチラムバンド接点１４とが擦れ合ってこれらの粉塵が生じても、当該粉塵が絶縁筒２３等の絶縁部材に付着することがなくなるので、当該粉塵が付着することによる絶縁性能の低下を防止することができる。

（効果）
（１）本実施形態では、摺動材１３を、母材１５と、母材１５の表面に多価イオンをイオン注入して形成したイオン注入層１６とにより構成した。これにより、低摩擦で摺動特性の良い摺動材１３を得ることができ、多数回の開極閉極による摺動動作においても高い摺動性能を有する摺動材１３を得ることができる。

（２）母材１５の材料をＰＴＦＥ若しくはＰＥＥＫとしたことにより、摺動性の良い摺動材１３を得ることができる。また、母材１５の材料をＰＴＦＥ若しくはＰＥＥＫとしたことにより、金属同士を摺動させた場合と比較して、多数回の摺動動作の際に生じる絶縁上問題となる金属粉の発生を抑制することができる。また、母材１５の材料をＰＴＦＥ若しくはＰＥＥＫする場合であっても、イオン注入層１６は多価イオンのイオン注入により、母材１５内部の組成が変化し、ＳＦ_６ガスなどのガス雰囲気中でも母材１５の膨潤を防止することができる。

（３）多価イオンをＢ（ボロン）、ＢＮ（窒化ボロン）、Ｃ（カーボン）のうち、少なくともいずれか１種類を含んで構成することにより、母材１５内部には緻密な分子構造が形成され、低摩擦で摺動特性の優れた摺動材１３を得ることができる。また、イオン注入層１６が緻密な構造になるため、イオン注入層１６からのガスの浸入を防止できる。従って、母材１５表面全体にイオン注入層１６を形成することで、母材１５全面でガスバリア性を得ることができる。その結果、母材１５の膨潤を防止することができる。

（４）本実施形態の摺動材１３を用いたガス遮断器によれば、摺動材１３が摺動特性に優れるので、可動シリンダ７、操作ロッド１２等の可動接触部４をより低エネルギーで操作することができる。そのため、機構部１１を大型化することなく、ガス遮断器の小型化を図ることができる。

［第２の実施形態］
（構成）
第２の実施形態について、図４を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図４は、第２の実施形態に係る摺動材の一部断面図である。第２の実施形態に係る摺動材１３は、イオン注入層１６の厚みの点で異なる。すなわち、イオン注入層１６は、母材１５の表面全体に形成される点で第１の実施形態と共通しているが、摺動面１７におけるイオン注入層１６が、他の部分のイオン注入層１６よりも厚くなっている。

（作用効果）
本実施形態に係るガス遮断器は、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。本実施形態では、摺動面１７におけるイオン注入層１６の厚みを、他の部分よりも厚くしたことにより、摺動面１７において磨耗が生じた場合でも摺動特性をより長く維持することができる。これにより、多数回の開極閉極による摺動動作においても高い摺動性能を有する摺動材１３を得ることができる。本実施形態の摺動材１３を用いることにより、機構部１１を大型化することなく、ガス遮断器の小型化を図ることができる。

［第３の実施形態］
（構成）
第３の実施形態について、図５を用いて説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。第１の実施形態と異なる点のみを説明し、同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図５は、第３の実施形態に係る摺動材１３の一部断面図である。図５に示すように、摺動材１３のイオン注入層１６は、摺動面１７における部分のみに形成されており、他の部分については形成されていない。当該イオン注入層１６が形成されていない部分が、ピストン１９の外周面及び内周面に設けられた溝、サポート３３の摺動部３３ａに設けられた溝等に嵌合している。すなわち、イオン注入層１６が形成されていない部分は密閉容器１内に露出しないようになっている。

（作用効果）
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な作用効果に加えて、以下のような作用効果を奏することができる。すなわち、母材１５表面において、特に低摩擦の摺動性が要求されるのは摺動面１７である。摺動面１７におけるイオン注入層１６以外の部分については、当該部分が、ピストン１９の外周面及び内周面に設けられた溝、サポート３３の摺動部３３ａに設けられた溝等に嵌合されているので、当該部分は密閉容器１内のガス雰囲気中には露出せず、また、摺動面１７を含み露出する部分についてはイオン注入層１６が形成されているので、母材１５へのＳＦ_６ガスなどの消弧性ガスの侵入を摺動材１３全体として防止することができる。そのため、摺動性が要求される部分だけに対してイオン注入すれば良いので、製造コストを削減でき、また生産性を向上させることができる。

［その他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１乃至第３の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

（１）第１乃至第３の実施形態で示した摺動材１３は、多価イオンの価数と当該多価イオンを加速させる加速エネルギーをコントロールすることで注入深さを制御して製造することができる。加速エネルギーは、例えば、多価イオンに電圧を印加することで与えることができる。このように、注入するイオン価数と、当該イオン価数に対して加速エネルギーをコントロールすることで、深さ方向におけるイオン注入量の不均一が低減でき、イオン注入層の厚みを一定にすることができる。これにより、摺動特性の安定した摺動材を製造することができる。

（２）第１乃至第３の実施形態では、固定接点部３を固定して、可動接点部４のみ軸方向に移動させるよう構成したが、固定接点部３に対して可動接点部４が相対的に移動するように、固定接点部３も軸方向に移動させ、相対的開極速度を向上させようとするいわゆるデュアルモーション機構にしても良い。

（３）第１乃至第３の実施形態では、機構部１１による機械的作用による蓄圧空間を有するガス遮断器を示したが、本発明には、機械的作用の蓄圧空間と熱エネルギー作用による蓄圧空間を有するガス遮断器に対しても適用可能である。

１ 密閉容器
２ａ、２ｂ 導体
３ 固定接点部
４ 可動接点部
５ 固定アーク接触子
６ 固定通電接触子
７ 可動シリンダ
７ａ 貫通孔
８ 可動アーク接触子
９ 絶縁ノズル
１０ 可動通電接触子
１１ 機構部
１２ 操作ロッド
１３ 摺動材
１４ マルチラムバンド接点
１５ 母材
１６ イオン注入層
１７ 摺動面
１９ ピストン
１９ａ ピストン支え
２０ 蓄圧空間
２２ 絶縁ロッド
２３ 絶縁筒
３１ 固定支え
３２ 支持部
３３ サポート
３３ａ 摺動部
３４ 絶縁支持台

Claims (7)

1. ガス遮断器において、互いに接触し相対的に摺動可能である部材間に配置されるガス遮断器用の摺動部材であって、
   前記摺動部材は、母材と、前記母材の表面の少なくとも一部にイオン注入されて形成されたイオン注入層と、を有し、
   前記イオン注入層は、多価イオンがイオン注入されて形成されていることを特徴とするガス遮断器用の摺動部材。
2. 前記母材は、前記相対的に摺動可能である部材と摺動可能に接触する摺動面を有し、
   前記イオン注入層は、前記摺動面を含んで前記母材表面に形成され、
   前記摺動面における前記イオン注入層が、他の部分の前記イオン注入層よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のガス遮断器用の摺動部材。
3. 前記イオン注入層は、前記母材の表面全体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス遮断器用の摺動部材。
4. 前記母材の材料は、ＰＴＦＥ若しくはＰＥＥＫであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス遮断器用の摺動部材。
5. 前記多価イオンは、Ｂ（ボロン）、ＢＮ（窒化ボロン）、Ｃ（カーボン）のうち、少なくともいずれか１種類を含んでなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス遮断器用の摺動部材。
6. 前記イオン注入層の厚みが一定であることを特徴とする請求項１、３〜５のいずれか１項に記載のガス遮断器用の摺動部材。
7. 通電又は遮断を切り替えて電路を開閉するガス遮断器であって、
   消弧性ガスが充填された密閉容器と、
   前記密閉容器内に配置され、前記遮断過程において、互いを開離させて両方の間にアークが発生する第１のアーク接触子及び第２のアーク接触子と、
   前記密閉容器内に配置され、一端面が有底の筒形状のシリンダと、
   前記シリンダ内に前記一端面と対面するように嵌めこまれた、開口を有する平板であるピストンと、
   前記開口を摺動可能に貫通して前記シリンダ内に挿通され、前記シリンダを移動させる操作ロッドと、
   前記ピストンの外周面及び内周面の少なくともいずれか一方に設けられた溝に、前記シリンダ又は前記操作ロッドが摺動可能に配置された摺動部材と、を備え、
   前記シリンダを移動させることで、前記シリンダ内で前記消弧性ガスを蓄圧し、前記アークを消弧させるためのガス流を発生させ、
   前記摺動部材は、母材と、前記母材の表面の少なくとも一部に多価イオンがイオン注入されて形成されたイオン注入層と、を有することを特徴とするガス遮断器。

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