JP2015139335A - 母線接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一方の電気機器と他方の電気機器をボルトレスで接続する母線接続装置を提供する。【解決手段】 一方の主回路導体端１ａと、他方の主回路導体端１ｂと、可撓性絶縁体１ｃとで構成され、一方の主回路導体端１ａは、一方の主回路導体２と、一方の絶縁層３と、一方の絶縁層３の外周面に設けられた固体絶縁突出部３ａとを有し、他方の主回路導体端１ｂは、他方の主回路導体５と、絶縁凹部７ａが設けられた他方の絶縁層７と、絶縁凹部７ａの内周面に設けられた固体絶縁溝部７ｂとを有し、可撓性絶縁体１ｃは、可撓性絶縁層９と、可撓性絶縁層９の内周面に設けられるとともに、固体絶縁突出部３ａが嵌め込まれる可撓性絶縁溝部９ａと、可撓性絶縁層９の外周面に設けられるとともに、固体絶縁溝部７ｂに嵌め込まれる可撓性絶縁突出部９ｂとを有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、真空バルブ、主回路導体などの電気部材をエポキシ樹脂などの絶縁材料でモールド（注型）した固体絶縁の電気機器の相互を接続する母線接続装置に関する。

従来、固体絶縁の電気機器の相互の接続には、一方に突出した円錐状、他方に窪んだ円錐状の界面接続部を設け、これらの間に可撓性絶縁体を介在させることが知られている。可撓性絶縁体は界面接続部で形成される隙間よりも厚くし、一方と他方の電気機器を複数のボルトで締付固定して可撓性絶縁体に面圧を加え、良好な絶縁性能が発揮できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

このような接続においては、複数のボルトで一方と他方の電気機器を所定の締付力で均一に締付けなくてはならず、困難な組立作業となっていた。ボルトの締付力が界面接続部の全周にわたって所定値に達しないと、面圧が不均一となり、絶縁性能を低下させることになる。このため、ボルトによる締付固定をしなくても、可撓性絶縁体の反発力を利用して接続部の全周にわたって均一な面圧を得ることができるものが望まれていた。

特開２００３−１６８８１号公報

本発明が解決しようとする課題は、一方の電気機器と他方の電気機器の接続をボルトレスとしても、界面接続部の全周にわたって均一な面圧を得ることができる母線接続装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、実施形態の母線接続装置は、一方の主回路導体端と、他方の主回路導体端と、前記一方の主回路導体端と前記他方の主回路導体端間に設けられた可撓性絶縁体とで構成され、前記一方の主回路導体端は、一方の主回路導体と、前記一方の主回路導体の周りに設けられた一方の絶縁層と、前記一方の絶縁層の外周面に設けられた固体絶縁突出部とを有し、前記他方の主回路導体端は、前記一方の主回路導体が接続される他方の主回路導体と、前記他方の主回路導体の周りに設けられるとともに、前記一方の絶縁層を挿入する絶縁凹部が設けられた他方の絶縁層と、前記他方の絶縁層の絶縁凹部の内周面に設けられた固体絶縁溝部とを有し、前記可撓性絶縁体は、前記一方の絶縁層と前記他方の絶縁層とに密着する筒状の可撓性絶縁層と、前記可撓性絶縁層の内周面に設けられるとともに、前記固体絶縁突出部が嵌め込まれる可撓性絶縁溝部と、前記可撓性絶縁層の外周面に設けられるとともに、前記固体絶縁溝部に嵌め込まれる可撓性絶縁突出部とを有することを特徴とする。

本発明の実施例１に係る母線接続装置の構成を示す断面図。 本発明の実施例１に係る母線接続装置の接続方法を説明する図。 本発明の実施例２に係る母線接続装置の構成を示す要部断面図。 本発明の実施例３に係る母線接続装置の構成を示す要部断面図。 本発明の実施例３に係る母線接続装置の構成を示す要部断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る母線接続装置を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る母線接続装置の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る母線接続装置の接続方法を説明する図である。

図１に示すように、母線接続装置は、一方の固体絶縁の電気機器に接続された凸状の一方の主回路導体端１ａ、一方の主回路導体端１ａが挿入される他方の固体絶縁の電気機器に接続された凹状の他方の主回路導体端１ｂ、一方と他方の主回路導体端１ａ、１ｂ間に設けられた筒状の可撓性絶縁体１ｃで構成されている。

一方の主回路導体端１ａには、一方の電気機器に接続された棒状の一方の主回路導体２が設けられている。一方の主回路導体２の周りには、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂のような絶縁材料でモールドされた一方の絶縁層３が設けられている。一方の主回路導体２端部は露出している。一方の絶縁層３には、可撓性絶縁体１ｃと接する外周部分に、先端に行くほど細径となるテーパ状で突出した環状の第１の固体絶縁突出部３ａが連接して設けられている。テーパ状で太径となった終端部分は、段差部となって元の外径に戻っている。以下、テーパ状の形状は同様である。可撓性絶縁体１ｃと接するまでの外周には、銀、カーボンなどの導電性塗料を塗布した一方の接地層４が設けられている。

他方の主回路導体端１ｂには、他方の電気機器に接続されるとともに、一方の主回路導体２端部が挿入、接続される円状に窪んだ導体凹部５ａと、第１の固体絶縁突出部３ａを囲むまで先端が伸びた環状の電界緩和シールド部５ｂとを有する他方の主回路導体５が設けられている。導体凹部５ａの内面には、接触子６が設けられている。他方の主回路導体５の周りには、一方の絶縁層３と同様の絶縁材料でモールドされた他方の絶縁層７が設けられている。他方の絶縁層７の軸方向の中央部には、可撓性絶縁体１ｃが挿入される円状に窪んだ絶縁凹部７ａが設けられており、導体凹部５ａは露出し、電界緩和シールド５ｂは埋め込まれている。絶縁凹部７ａの内面には、底面に行くほど細径となるテーパ状で窪んだ環状の第１の固体絶縁溝部７ｂが設けられている。他方の絶縁層７の外周には、絶縁凹部７ａを除き、一方の接地層４と同様の導電性塗料を塗布した他方の接地層８が設けられている。

可撓性絶縁体１ｃには、一方の絶縁層３の外周面に密着するＥＰゴム、シリコンゴムなどの絶縁材料よりなる筒状の可撓性絶縁層９が設けられている。可撓性絶縁層９の内周面には、第１の固体絶縁突出部３ａが嵌め込まれる第１の可撓性絶縁溝部９ａが設けられている。外周面には、第１の固体絶縁溝部７ｂに嵌め込まれる第１の可撓性絶縁突出部９ｂが設けられている。絶縁凹部７ａから突出した外周には、導電性の可撓性接地層１０が一体成形で設けられている。

一方の絶縁層３の外径は、可撓性絶縁層９の内径よりも僅かに大きく、また、可撓性絶縁層９の外径は、他方の絶縁層７の絶縁凹部７ａの内径よりも僅かに大きく、接続後には反発力が生じて、突出部３ａ、９ｂと溝部７ｂ、９ａを含む互いが全周にわたって均一に密着するようになっている。密着面では、一方の絶縁層３、可撓性絶縁層９、他方の絶縁層７が同軸配置となる。

次に、接続方法を図２を参照して説明する。

図２に示すように、先ず、一方の絶縁層３の外周表面に、例えばシリコングリスを塗布し、可撓性絶縁層９の筒内に挿入し、第１の固体絶縁突出部３ａが第１の可撓性絶縁溝部９ａに嵌め込まれるまで押込む。第１の固体絶縁突出部３ａが可撓性絶縁層９の筒内を通過時には、可撓性絶縁層９の内外径が一旦、広がるものの、第１の固体絶縁突出部３ａが第１の可撓性絶縁溝部９ａに嵌め込まれると、収縮して元に戻り、互いが密着する。一方の絶縁層３と可撓性絶縁層９の内周面が絶縁性能を保持する界面接続部となる。

次に、可撓性絶縁層９の外周表面に、例えばシリコングリスを塗布し、他方の絶縁層７の絶縁凹部７ａに挿入する。一方の主回路導体２端が導体凹部５ａに挿入されるとともに、第１の可撓性絶縁突出部９ｂが第１の固体絶縁溝部７ｂに嵌め込まれるまで押込む。第１の可撓性絶縁突出部９ｂは、絶縁凹部７ａの内面を通過時、一旦、縮まるものの、第１の固体絶縁溝部７ｂに嵌め込まれると広がって元に戻り、互いが密着する。一方の主回路導体２に回転などを加えながら挿入すると作業性が向上する。可撓性絶縁層９の外周面と他方の絶縁層７が絶縁性能を保持する界面接続部となる。

第１の固体絶縁突出部３ａが第１の可撓性絶縁溝部９ａに嵌め込まれ、第１の可撓性絶縁突出部９ｂが第１の固体絶縁溝部７ｂに嵌め込まれると、引抜く方向では段差部があるので、容易に引抜くことができない。即ち、一方の主回路導体端１ａを可撓性絶縁体１ｃを介して他方の主回路導体端１ｂに密着させ、強固に固定することができる。従来方法のようなボルトによる固定が不要となり、部品点数の削減、接続作業の容易化を図ることができる。また、電界緩和シールド部５ｂにより、第１の固体絶縁突出部３ａ、第１の可撓性絶縁溝部９ａ、第１の可撓性絶縁突出部９ｂ、第１の固体絶縁溝部７ｂなどでの電界集中を緩和することができる。なお、一方の主回路導体端１ａを引抜くときには、可撓性絶縁体１ｃを切削し解体する方法がある。

上記実施例１の母線接続装置によれば、一方の絶縁層３に第１の固体絶縁突出部３ａを設けて可撓性絶縁層９の内周面の第１の可撓性絶縁溝部９ａに嵌め込み、また、可撓性絶縁層９の外周面の第１の可撓性絶縁突出部９ｂを他方の絶縁層７に設けた第１の個体絶縁溝部７ｂに嵌め込むようにしているので、界面接続部の全周にわたって均一に密着するとともに、一旦、一方の主回路導体端１ａを他方の主回路導体端１ｂに挿入すると、容易に引抜くことができず、ボルトレスにおいても強固に固定され、接続作業を容易とすることができる。

次に、本発明の実施例２に係る母線接続装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る母線接続装置の構成を示す要部断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、突出部と溝部を複数個所に設けたことである。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。

図３に示すように、一方の絶縁層３の軸方向には、第１の固体絶縁突起部３ａと所定の間隔を保って、先端に行くほど細径となるテーパ状で突出した環状の第２の固体絶縁突出部３ｂを設けている。可撓性絶縁層９の内周面には、第２の固体絶縁突出部３ｂが嵌め込まれる第２の可撓性絶縁溝部９ｃが設けられている。外周面には、第１の可撓性絶縁突出部９ｂと所定の間隔を保って、先端に行くほど細径となるテーパ状で突出した環状の第２の可撓性絶縁突出部９ｄを設けている。他方の絶縁層７の絶縁凹部７ａ内面には、第２の可撓性絶縁突出部９ｄが嵌め込まれる第２の固体絶縁溝部７ｃが設けられている。電界緩和シールド部５ｂは、第２の固体絶縁溝部７ｃまでを囲むものとする。

上記実施例２の母線接続装置によれば、実施例１による効果のほかに、突出部３ａ、３ｂ、９ｂ、９ｄと溝部７ｂ、７ｃ、９ａ、９ｃを軸方向に複数個所設けているので、一方の主回路導体端１ａを他方の主回路導体端１ｂにより強固に固定することができる。

次に、本発明の実施例３に係る母線接続装置を図４、図５を参照して説明する。図４、図５は、本発明の実施例３に係る母線接続装置の構成を示す要部断面図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、主回路導体を係止するようにしたことである。図４、図５において、実施例２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。

先ず、図４に示すように、一方の主回路導体２の先端に、括れを持った環状の凸部１１ａを設け、他方の主回路導体５の導体凹部５ａの底面に、括れ部分を挟む環状のバネ部１１ｂを設けている。ここで、凸部１１ａとバネ部１１ｂを一方の主回路導体２を他方の主回路導体５に係止する係止手段と称する。

次に、図５に示すように、一方の主回路導体２の先端に雄ネジ１２ａを設け、また、他方の主回路導体５の導体凹部５ａの底面に、雄ネジ１２ａが螺合する雌ネジ１２ｂを設けている。ここで、雄ネジ１２ａと雌ネジ１２ｂを一方の主回路導体２を他方の主回路導体５に係止する係止手段と称する。これらの係止手段において、凸部１１ａと雄ネジ１２ａを一方の主回路導体２の先端に設けた凸状係止部材、バネ部１１ｂと雌ネジ１２ｂを他方の主回路導体５の凹部５ａに設けた凸状係止部材が嵌め込まれる凹状係止部材と称する。

上記実施例３の母線接続装置によれば、実施例２による効果のほかに、一方の主回路導体２を他方の主回路導体５に係止する係止手段を設けているので、より強固に一方の主回路導体端１ａと他方の主回路導体端１ｂを接続することができる。

以上述べたような実施形態によれば、一方の主回路導体を可撓性絶縁体を介して他方の主回路導体にボルトレスで接続することができる。

本発明のいくつか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り、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１ａ 一方の主回路導体端
１ｂ 他方の主回路導体端
１ｃ 可撓性絶縁体
２ 一方の主回路導体
３ 一方の絶縁層
３ａ 第１の固体絶縁突出部
３ｂ 第２の固体絶縁突出部
５ 他方の主回路導体
５ａ 導体凹部
５ｂ 電界緩和シールド部
７ 他方の絶縁層
７ａ 絶縁凹部
７ｂ 第１の固体絶縁溝部
７ｃ 第２の固体絶縁溝部
９ 可撓性絶縁層
９ａ 第１の可撓性絶縁溝部
９ｂ 第１の可撓性絶縁突出部
９ｃ 第２の可撓性絶縁溝部
９ｄ 第２の可撓性絶縁突出部

Claims (5)

1. 一方の主回路導体端と、
   他方の主回路導体端と、
   前記一方の主回路導体端と前記他方の主回路導体端間に設けられた可撓性絶縁体とで構成され、
   前記一方の主回路導体端は、一方の主回路導体と、
   前記一方の主回路導体の周りに設けられた一方の絶縁層と、
   前記一方の絶縁層の外周面に設けられた固体絶縁突出部とを有し、
   前記他方の主回路導体端は、前記一方の主回路導体が接続される他方の主回路導体と、
   前記他方の主回路導体の周りに設けられるとともに、前記一方の絶縁層を挿入する絶縁凹部が設けられた他方の絶縁層と、
   前記他方の絶縁層の絶縁凹部の内周面に設けられた固体絶縁溝部とを有し、
   前記可撓性絶縁体は、前記一方の絶縁層と前記他方の絶縁層とに密着する筒状の可撓性絶縁層と、
   前記可撓性絶縁層の内周面に設けられるとともに、前記固体絶縁突出部が嵌め込まれる可撓性絶縁溝部と、
   前記可撓性絶縁層の外周面に設けられるとともに、前記固体絶縁溝部に嵌め込まれる可撓性絶縁突出部とを有することを特徴とする母線接続装置。
2. 前記固体絶縁突出部、前記固体絶縁溝部、前記可撓性絶縁溝部、前記可撓性絶縁突出部のそれぞれを複数としたことを特徴とする請求項１に記載の母線接続装置。
3. 前記固体絶縁溝部を囲むような電界緩和シールドを前記他方の絶縁層に埋め込んだことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の母線接続装置。
4. 前記一方の主回路導体先端に凸状係止部材を設け、
   前記他方の主回路導体面に前記凸状係止部材が嵌め込まれる凹状係止部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の母線接続装置。
5. 前記凸状係止部材は、括れを持った凸部であり、
   前記凹状係止部材は、前記括れを挟むバネ部であることを特徴とする請求項４に記載の母線接続装置。