JP2610092B2 - ノンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法 - Google Patents
ノンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法Info
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- JP2610092B2 JP2610092B2 JP5066668A JP6666893A JP2610092B2 JP 2610092 B2 JP2610092 B2 JP 2610092B2 JP 5066668 A JP5066668 A JP 5066668A JP 6666893 A JP6666893 A JP 6666893A JP 2610092 B2 JP2610092 B2 JP 2610092B2
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- gripping
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
- H01B17/02—Suspension insulators; Strain insulators
- H01B17/12—Special features of strain insulators
-
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49227—Insulator making
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- Insulating Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
製（ＦＲＰ）のロッドと、弾性絶縁材料よりなる外被
と、把持金具とを備えてなるノンセラミック碍子の金具
把持構造及び金具の把持方法に関するものである。
製（ＦＲＰ）のロッドと、弾性絶縁材料よりなる外被
と、把持金具とを備えてなるノンセラミック碍子の金具
把持構造及び金具の把持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ノンセラミック碍子において把
持金具は、高引張強度の要求に対応するため高張力鋼材
あるいはダクタイル鋳鉄からなり、ＦＲＰロッドとかし
め着固定されている。この構成において、把持金具は外
周から強圧されＦＲＰロッドを強固に把持することにな
る。従来、ノンセラミック碍子の金具把持構造として
は、例えば、特公昭６０−５４７３０号公報に記載され
ているものがある。
持金具は、高引張強度の要求に対応するため高張力鋼材
あるいはダクタイル鋳鉄からなり、ＦＲＰロッドとかし
め着固定されている。この構成において、把持金具は外
周から強圧されＦＲＰロッドを強固に把持することにな
る。従来、ノンセラミック碍子の金具把持構造として
は、例えば、特公昭６０−５４７３０号公報に記載され
ているものがある。
【０００３】これは、把持金具によりＦＲＰロッドの把
持金具の対接部を均等に圧縮して、ＦＲＰロッドと把持
金具を強固に結合したもので、大きな引張力下でもＦＲ
Ｐがが引き抜かれることはないようにしている。
持金具の対接部を均等に圧縮して、ＦＲＰロッドと把持
金具を強固に結合したもので、大きな引張力下でもＦＲ
Ｐがが引き抜かれることはないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、把持金具の
剛性はＦＲＰの剛性に比べ、格段に大きいため、何れか
の表面に凹凸があると、そこのＦＲＰの表面側に局部変
形が発生し、この局部は弾性変形となって内在応力とし
て残ることとなる。そして、これに外力が加わることに
より、特に入口部分ではその内部応力は倍加されて大き
な応力集中の原因となり、比較的短時間でＦＲＰロッド
が折損する恐れがあった。そのため、把持金具の内表面
及びＦＲＰロッドの表面は、その加工精度を高度に調整
しなければならないという問題があった。また、把持部
の任意の輪切り断面において、ＦＲＰロッドが不均等に
圧縮されても同様の問題が発生するので、そのため、求
心方向への均一な圧縮が不可欠の要素として要求される
等の制約があった。
剛性はＦＲＰの剛性に比べ、格段に大きいため、何れか
の表面に凹凸があると、そこのＦＲＰの表面側に局部変
形が発生し、この局部は弾性変形となって内在応力とし
て残ることとなる。そして、これに外力が加わることに
より、特に入口部分ではその内部応力は倍加されて大き
な応力集中の原因となり、比較的短時間でＦＲＰロッド
が折損する恐れがあった。そのため、把持金具の内表面
及びＦＲＰロッドの表面は、その加工精度を高度に調整
しなければならないという問題があった。また、把持部
の任意の輪切り断面において、ＦＲＰロッドが不均等に
圧縮されても同様の問題が発生するので、そのため、求
心方向への均一な圧縮が不可欠の要素として要求される
等の制約があった。
【０００５】そこで本発明の目的は、局部変形による応
力集中を緩和し、ＦＲＰの切損事故を防止する安価なノ
ンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法を
提供することにある。
力集中を緩和し、ＦＲＰの切損事故を防止する安価なノ
ンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明では、繊維強化プラスチック製のロッド
と、そのロッドの外周面を覆う弾性絶縁材料よりなる外
被と、ロッドの端部に接合された把持金具とを備えてな
るノンセラミック碍子において、金具の接合後に前記ロ
ッドのマトリックス樹脂の熱転位温度以上の温度で熱処
理した部分をロッドの前記把持金具との対接部に設けた
ことをその要旨としている。
に第１の発明では、繊維強化プラスチック製のロッド
と、そのロッドの外周面を覆う弾性絶縁材料よりなる外
被と、ロッドの端部に接合された把持金具とを備えてな
るノンセラミック碍子において、金具の接合後に前記ロ
ッドのマトリックス樹脂の熱転位温度以上の温度で熱処
理した部分をロッドの前記把持金具との対接部に設けた
ことをその要旨としている。
【０００７】また、第２の発明では、前記接合はかしめ
着であることをその要旨としている。さらに、第３の発
明では、繊維強化プラスチック製のロッドに、そのロッ
ドの外周面を覆う弾性絶縁材料よりなる外被を適宜成形
し、前記ロッドの端部に把持金具をかしめ着し、把持金
具を加熱してロッドをマトリックス樹脂の熱転位温度以
上の温度で熱処理することをその要旨としている。
着であることをその要旨としている。さらに、第３の発
明では、繊維強化プラスチック製のロッドに、そのロッ
ドの外周面を覆う弾性絶縁材料よりなる外被を適宜成形
し、前記ロッドの端部に把持金具をかしめ着し、把持金
具を加熱してロッドをマトリックス樹脂の熱転位温度以
上の温度で熱処理することをその要旨としている。
【０００８】
【作用】上記構成により、本発明では、かしめ着後に前
記ロッドをそのマトリックス樹脂の熱転位温度以上の温
度で熱処理することにより、ＦＲＰロッドの任意の輪切
り断面において同ロッドが把持金具から受ける圧力がロ
ッドに均等に作用するので、求心方向へ均一に圧縮する
精度を緩和することができる。
記ロッドをそのマトリックス樹脂の熱転位温度以上の温
度で熱処理することにより、ＦＲＰロッドの任意の輪切
り断面において同ロッドが把持金具から受ける圧力がロ
ッドに均等に作用するので、求心方向へ均一に圧縮する
精度を緩和することができる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明を具体化した実施例について図
面に従って説明する。図１に及び図２に示すように、ノ
ンセラミック碍子は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製
のロッド１と、弾性絶縁材料よりなる外被２と、ＦＲＰ
ロッド１の両端部にかしめ着された接地側及び課電側の
把持金具３，４とから構成されている。
面に従って説明する。図１に及び図２に示すように、ノ
ンセラミック碍子は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製
のロッド１と、弾性絶縁材料よりなる外被２と、ＦＲＰ
ロッド１の両端部にかしめ着された接地側及び課電側の
把持金具３，４とから構成されている。
【００１０】繊維強化プラスチックは軸方向に配列、ま
たは編成あるいは織成された繊維束に、エポキシ樹脂あ
るいはポリエステル樹脂等の熱硬化性合成樹脂を含浸硬
化させて構成されている。従って、ＦＲＰロッド１は非
常に大きな引張強度を持ち、きわめて大きな強度対重量
比を有している。把持金具３，４は高張力鋼材、または
アルミ材あるいはダクタイル鋳鉄等の金属からなり、Ｆ
ＲＰロッド把持用の穴部５が形成されている。ＦＲＰロ
ッド１の両端は穴部５に挿入され、把持部５ａにおい
て、かしめ着固定されている。この把持金具３，４は電
線あるいは鉄塔アーム等の支柱に直接あるいは間接に取
り付けられる構造、例えばリングあるいはＹ字状の取付
け部３ａを有している。
たは編成あるいは織成された繊維束に、エポキシ樹脂あ
るいはポリエステル樹脂等の熱硬化性合成樹脂を含浸硬
化させて構成されている。従って、ＦＲＰロッド１は非
常に大きな引張強度を持ち、きわめて大きな強度対重量
比を有している。把持金具３，４は高張力鋼材、または
アルミ材あるいはダクタイル鋳鉄等の金属からなり、Ｆ
ＲＰロッド把持用の穴部５が形成されている。ＦＲＰロ
ッド１の両端は穴部５に挿入され、把持部５ａにおい
て、かしめ着固定されている。この把持金具３，４は電
線あるいは鉄塔アーム等の支柱に直接あるいは間接に取
り付けられる構造、例えばリングあるいはＹ字状の取付
け部３ａを有している。
【００１１】一方、外被２はシリコーンゴム、エチレン
プロピレンゴム等の弾性絶縁材からなり、外被２の形状
及びＦＲＰロッドの表面を覆う位置は電気的汚損設計上
から適宜決められている。
プロピレンゴム等の弾性絶縁材からなり、外被２の形状
及びＦＲＰロッドの表面を覆う位置は電気的汚損設計上
から適宜決められている。
【００１２】続いて、ノンセラミック碍子の金具把持方
法について、外被がＦＲＰロッドの全表面を覆うものを
実施例として説明する。先ず、把持金具３，４はＦＲＰ
ロッド１の端部にかしめ着固定される。このかしめ着に
より、ＦＲＰロッド１は把持金具３，４に押圧されて縮
径している。本実施例のＦＲＰロッド１の把持部５ａの
長さは７０ｍｍで、ＦＲＰロッドの外径は１６ｍｍであ
る。その後、図３に示すように、把持金具３，４の端部
はヒーター６を内蔵するリング状の加熱装置７で加熱さ
れる。ヒーター６は局部を加熱するのみであるため、把
持金具３，４の端部をピークに熱勾配が生じる。従っ
て、把持金具３，４の端部の特定の部分のみがマトリッ
クス樹脂の熱転位温度以上の温度で熱処理される。その
結果、把持金具３，４のＦＲＰロッド１の入口側に少な
くともＦＲＰロッド１の直径より長い２０ｍｍの熱処理
部８が形成される。ここで、熱転位温度とは、マトリッ
クス樹脂の機械的物性が弾性体からゴム状体に変化する
温度を指す。この熱処理によりゴム状体に変化したマト
リックス樹脂は、穴部５の内面の凹凸とＦＲＰロッド１
の表面の凹凸によって生起された局部弾性変形を吸収す
るように塑性変形する。そして室温に復帰した時には、
ＦＲＰロッド１の表面は穴部５の内面の凹凸を転写する
ように変形される。従って、弾性変形による内在応力が
無くなり、併せて，外力による局部応力集中が抑えられ
る。
法について、外被がＦＲＰロッドの全表面を覆うものを
実施例として説明する。先ず、把持金具３，４はＦＲＰ
ロッド１の端部にかしめ着固定される。このかしめ着に
より、ＦＲＰロッド１は把持金具３，４に押圧されて縮
径している。本実施例のＦＲＰロッド１の把持部５ａの
長さは７０ｍｍで、ＦＲＰロッドの外径は１６ｍｍであ
る。その後、図３に示すように、把持金具３，４の端部
はヒーター６を内蔵するリング状の加熱装置７で加熱さ
れる。ヒーター６は局部を加熱するのみであるため、把
持金具３，４の端部をピークに熱勾配が生じる。従っ
て、把持金具３，４の端部の特定の部分のみがマトリッ
クス樹脂の熱転位温度以上の温度で熱処理される。その
結果、把持金具３，４のＦＲＰロッド１の入口側に少な
くともＦＲＰロッド１の直径より長い２０ｍｍの熱処理
部８が形成される。ここで、熱転位温度とは、マトリッ
クス樹脂の機械的物性が弾性体からゴム状体に変化する
温度を指す。この熱処理によりゴム状体に変化したマト
リックス樹脂は、穴部５の内面の凹凸とＦＲＰロッド１
の表面の凹凸によって生起された局部弾性変形を吸収す
るように塑性変形する。そして室温に復帰した時には、
ＦＲＰロッド１の表面は穴部５の内面の凹凸を転写する
ように変形される。従って、弾性変形による内在応力が
無くなり、併せて，外力による局部応力集中が抑えられ
る。
【００１３】熱処理温度は、その熱処理でＦＲＰロッド
１の当該対接表面がマトリックス樹脂の熱転位温度以上
に到達することができれば何度でもよいが、あまり高く
すると、熱劣化が起きるので好ましくはない。安全な処
理として、マトリックス樹脂の熱転位温度＋３０℃で約
１５分程度が好ましい。又、熱処理部８の長さは、ノン
セラミック碍子に要求される機械的疲労強度から適宜決
められるもので、前記の２０ｍｍに制約されるものでは
ない。
１の当該対接表面がマトリックス樹脂の熱転位温度以上
に到達することができれば何度でもよいが、あまり高く
すると、熱劣化が起きるので好ましくはない。安全な処
理として、マトリックス樹脂の熱転位温度＋３０℃で約
１５分程度が好ましい。又、熱処理部８の長さは、ノン
セラミック碍子に要求される機械的疲労強度から適宜決
められるもので、前記の２０ｍｍに制約されるものでは
ない。
【００１４】熱処理の効果を比較するために、熱処理し
たものと、熱処理をしないものを用意し、ロッド１が折
損する時間を調べた。試料として、把持部長さ６０ｍｍ
の把持金具３，４をかしめ着しエポキシ樹脂製ロッド１
を２本用意した。このエポキシ樹脂よりなるマトリック
ス樹脂は熱転位温度１１０℃である。一方の試料は、ロ
ッド１の入口側において２０ｍｍ長さ部分を１４０℃で
１５分間、図３に示すように前記加熱装置７を用いて熱
処理し、他方は熱処理していない。そして、短時間引張
破壊強度を１００として、その一定割合の引張荷重を加
えてロッド１が折損する時間を調べた結果を図６に示
す。
たものと、熱処理をしないものを用意し、ロッド１が折
損する時間を調べた。試料として、把持部長さ６０ｍｍ
の把持金具３，４をかしめ着しエポキシ樹脂製ロッド１
を２本用意した。このエポキシ樹脂よりなるマトリック
ス樹脂は熱転位温度１１０℃である。一方の試料は、ロ
ッド１の入口側において２０ｍｍ長さ部分を１４０℃で
１５分間、図３に示すように前記加熱装置７を用いて熱
処理し、他方は熱処理していない。そして、短時間引張
破壊強度を１００として、その一定割合の引張荷重を加
えてロッド１が折損する時間を調べた結果を図６に示
す。
【００１５】図６から明らかなように、ロッド１のマト
リックス樹脂の熱転位温度以上の温度で熱処理部８を設
けることにより、例えば、８０％の荷重であれば約３．
８倍の寿命が得られ、把持構造の信頼性を大幅に向上さ
せることができる。
リックス樹脂の熱転位温度以上の温度で熱処理部８を設
けることにより、例えば、８０％の荷重であれば約３．
８倍の寿命が得られ、把持構造の信頼性を大幅に向上さ
せることができる。
【００１６】
【別の実施例】次に、この発明を具体化した別の実施例
を図４及び図５に従って説明する。なお、以降の説明に
おいては前記実施例の構成と同様な構成については図面
に同一番号を記すのみで、説明は省略する。
を図４及び図５に従って説明する。なお、以降の説明に
おいては前記実施例の構成と同様な構成については図面
に同一番号を記すのみで、説明は省略する。
【００１７】図４に示すように、ノンセラミック碍子の
課電側の把持金具４においてＦＲＰロッド１を把持する
穴部５内面に、テーパ状に多段の拡径部９が形成されて
いる。樹脂１０がこの拡径部９に充填され、ＦＲＰロッ
ド１と把持金具４との接着が行われている。ＦＲＰロッ
ド１に把持金具４から引き抜く方向に張力が働くと、把
持金具４の穴部５の拡径部９のテーパ面と樹脂１０の外
周面との間の楔作用によりＦＲＰロッド１の中心方向に
応力が発生する。この応力により把持強度が向上され
る。
課電側の把持金具４においてＦＲＰロッド１を把持する
穴部５内面に、テーパ状に多段の拡径部９が形成されて
いる。樹脂１０がこの拡径部９に充填され、ＦＲＰロッ
ド１と把持金具４との接着が行われている。ＦＲＰロッ
ド１に把持金具４から引き抜く方向に張力が働くと、把
持金具４の穴部５の拡径部９のテーパ面と樹脂１０の外
周面との間の楔作用によりＦＲＰロッド１の中心方向に
応力が発生する。この応力により把持強度が向上され
る。
【００１８】また、図５に示す課電側の把持金具４の取
り付け構造において、鋳鉄からなる楔１１がＦＲＰロッ
ド１端部にあらかじめ嵌入されており、ＦＲＰロッド１
端部は若干拡げられている。従って、拡径されたＦＲＰ
ロッド１端部と縮径された把持金具４との噛み合いはよ
り確実になり、把持強度は大きく向上される。
り付け構造において、鋳鉄からなる楔１１がＦＲＰロッ
ド１端部にあらかじめ嵌入されており、ＦＲＰロッド１
端部は若干拡げられている。従って、拡径されたＦＲＰ
ロッド１端部と縮径された把持金具４との噛み合いはよ
り確実になり、把持強度は大きく向上される。
【００１９】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、熱処理部８を含む把持部５ａの一部をかし
め着し、全体をオーブンに入れて熱処理した後、残りの
部分のかしめ着を行っても良い。この時、残りの部分の
かしめ着に加えて、かしめ着された熱処理部８の一部を
再度かしめ着すると、把持部５ａの長さを短く設計でき
るので好ましい。
のではなく、熱処理部８を含む把持部５ａの一部をかし
め着し、全体をオーブンに入れて熱処理した後、残りの
部分のかしめ着を行っても良い。この時、残りの部分の
かしめ着に加えて、かしめ着された熱処理部８の一部を
再度かしめ着すると、把持部５ａの長さを短く設計でき
るので好ましい。
【００２０】さらに、把持部５ａの長さ、熱処理部８の
長さ、熱処理温度、熱処理時間、熱処理方法を、発明の
趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
長さ、熱処理温度、熱処理時間、熱処理方法を、発明の
趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、把持金具をかしめ着
後、熱処理を加えたため、ノンセラミック碍子の果たす
機械的機能の寿命を大幅に延ばし、把持構造の信頼性を
向上できるという効果を奏する。
後、熱処理を加えたため、ノンセラミック碍子の果たす
機械的機能の寿命を大幅に延ばし、把持構造の信頼性を
向上できるという効果を奏する。
【図１】本発明を具体化したノンセラミック碍子の金具
把持構造の一実施例を示す断面図である。
把持構造の一実施例を示す断面図である。
【図２】同じくノンセラミック碍子の全体を示す平面図
である。
である。
【図３】把持部の要部熱処理方法を示す断面図である。
【図４】本実施例を具体化したノンセラミック碍子の金
具把持構造の他の実施例を示す断面図である。
具把持構造の他の実施例を示す断面図である。
【図５】同じく、本発明を具体化したノンセラミック碍
子の金具把持構造の他の実施例を示す断面図である。
子の金具把持構造の他の実施例を示す断面図である。
【図６】把持部に熱処理部のある場合と無い場合とを比
較した引張荷重と破断時間の関係を示す特性図である。
較した引張荷重と破断時間の関係を示す特性図である。
１ ＦＲＰロッド、２ 外被、３，４ 把持金具、５ａ
把持部、６ ヒーター、７ 加熱装置、８ 熱処理
部。
把持部、６ ヒーター、７ 加熱装置、８ 熱処理
部。
Claims (3)
- 【請求項１】繊維強化プラスチック製のロッドと、その
ロッドの外周面を覆う弾性絶縁材料よりなる外被と、ロ
ッドの端部に接合された把持金具とを備えてなるノンセ
ラミック碍子において、 金具の接合後に前記ロッドのマトリックス樹脂の熱転位
温度以上の温度で熱処理した部分をロッドの前記把持金
具との入口側対接部に設けたことを特徴とするノンセラ
ミック碍子の金具把持構造。 - 【請求項２】前記接合はかしめ着であることを特徴とす
る請求項１に記載のノンセラミック碍子の金具把持構
造。 - 【請求項３】繊維強化プラスチック製のロッドに、その
ロッドの外周面を覆う弾性絶縁材料よりなる外被を適宜
成形し、 前記ロッドの端部に把持金具をかしめ着し、 把持金具を加熱してロッドをマトリックス樹脂の熱転位
温度以上の温度で熱処理することを特徴とするノンセラ
ミック碍子の金具の把持方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066668A JP2610092B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | ノンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法 |
| AU57938/94A AU671346B2 (en) | 1993-03-25 | 1994-03-22 | Composite electrical insulator and method of manufacturing same |
| DE69403836T DE69403836T2 (de) | 1993-03-25 | 1994-03-24 | Elektrischer Verbundisolator und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP94302138A EP0617432B1 (en) | 1993-03-25 | 1994-03-24 | Composite electrical insulator and method of manufacturing same |
| CA002119830A CA2119830C (en) | 1993-03-25 | 1994-03-24 | Composite electrical insulator and method of manufacturing same |
| CN94105267A CN1085386C (zh) | 1993-03-25 | 1994-03-25 | 复合电绝缘子和该绝缘子的制造方法 |
| US08/583,959 US5633478A (en) | 1993-03-25 | 1996-01-11 | Composite electrical insulator and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5066668A JP2610092B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | ノンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283063A JPH06283063A (ja) | 1994-10-07 |
| JP2610092B2 true JP2610092B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=13322521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5066668A Expired - Fee Related JP2610092B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | ノンセラミック碍子の金具把持構造及び金具の把持方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5633478A (ja) |
| EP (1) | EP0617432B1 (ja) |
| JP (1) | JP2610092B2 (ja) |
| CN (1) | CN1085386C (ja) |
| AU (1) | AU671346B2 (ja) |
| CA (1) | CA2119830C (ja) |
| DE (1) | DE69403836T2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6065207A (en) * | 1995-03-20 | 2000-05-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Composite insulators and a process for producing the same |
| JP3157710B2 (ja) * | 1996-02-29 | 2001-04-16 | 日本碍子株式会社 | ポリマーｌｐ碍子およびその製造方法 |
| TW406461B (en) * | 1996-03-01 | 2000-09-21 | Cooper Ind Inc | Enhanced polymer ic weathershed and surge arrester and method of making same |
| JPH09259673A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-10-03 | Ngk Insulators Ltd | 複合碍子の製造方法 |
| US5877453A (en) * | 1997-09-17 | 1999-03-02 | Maclean-Fogg Company | Composite insulator |
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