JP4038317B2 - 複合碍子の組立方法および製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には複合碍子の技術分野に関し、特に、碍子サブアセンブリと金属端部金具とを備える複合碍子の組立方法および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かなり長期間にわたって、複合碍子は、アンカーで固定されているタワーから高い圧力で張られているワイヤを絶縁するために使用されてきた。長い間に、この技術分野は、技術者がこれらの碍子を頻繁に改良しなければならないほど、かなり複雑になってきた。例えば、先行技術としてここに示すKunieda らの米国特許第５，５６３，３７９は、図１に示すように、把持力の上昇なしに金具１０２と胴部１０４との間の良好な耐水性を維持することができる複合碍子１００を示している。金属端部金具１０２は、ＦＲＰロッド１０８の端部を受ける穴１０７を規定するスリーブ部１０６を有している。ＦＲＰロッド１０８は胴部１０４で覆われており、この胴部はその外表面上に２つの円周方向のリッジ１１０を有している。図２（ａ）に示すように、円周方向にリッジはそれぞれ外径（ｄ２）を有している。スリーブ部１０６で規定された穴１０７の内径（ｄ１）は、円周方向のリッジ１１０の外径（ｄ２）よりも大きい。スリーブ１０６とリッジ１１０との間のスペースに水が漏れるのを防ぐため、図２（ｂ）に示すように、Kunieda らは、スリーブ部１０６を円周方向のリッジ１１０上まで収縮させ、円周方向のリッジ１１０と金属金具１０２との間を緊密に接触させている。一旦組み立てられると、円周方向のリッジ１１０は、水が金属金具１０２の内部に侵入することを防止するＯリングとして作用する。すなわち、金属金具のスリーブ部１０６に適度な収縮力を与えると、円周方向のリッジ１１０は、金属金具１０２により圧縮され、金属金具１０２の内表面がいかに平坦でなくでもその内表面に一致し、それにより、長期間にわたり望ましい耐水性を維持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法に従う製造方法における一つの問題は、もし穴１０７や円周方向のリッジ１１０の形状に変動があると、リッジ１１０が金属金具１０２の内表面に完全には接触しない可能性があることである。同様に、スリーブ部１０６と穴１０７との間に少しでも偏芯があると、スリーブ１０６とリッジ１１０との間にギャップが発生する可能性がある。いずれの場合も、スリーブ１０６とリッジ１１０との間のギャップに水が漏れ出す可能性がある。これは、水がＦＲＰロッド１０８と胴部１０４との境界に侵入する可能性があるため危険であり、碍子の電気絶縁性能は電気放電（言い換えるとフラッシュオーバー）が起こるほど劣化するであろう。その結果、これらの碍子が発揮することを意図している作用（言い換えると絶縁性）が破壊される。そのような水の漏れは、また、金属金具１０２の内表面の錆を発生させ、次にはロッド／胴部サブアセンブリと金属金具１０２との間の収縮力を緩和させる。
【０００４】
胴部と金属金具との間の良好なはめ合わせとそのような水の漏れに対する保護を確実にするための唯一の方法は、円周方向のリッジ１１０及び金属金具１０２の内表面の寸法制御をより確実にすることである。前者の寸法制御は精確に加工されたモールドを必要とし、後者の寸法制御は金属端部金具の精確な加工を必要とする。両者とも製造プロセスを複雑化しコストを上昇させる。
【０００５】
また、円周方向のリッジ１１０の外径（ｄ２）が金属金具１０２で規定された穴の内径未満であるため、円周方向のリッジ１１０を覆う金属金具１１０２の部分は、リッジ１１０を圧縮し良好なシールを形成するよう把持されなければならない。この把持工程は、ＦＲＰロッド１０８の周囲の金属金具１０２を塑性的に変形させるために使用される把持工程に付加される。碍子を簡単で安価に組み立てるためには、この第２の把持工程をなくすことが望ましい。
【０００６】
このように、簡単で安全に金属端部金具部材に組み立てる複合碍子の製造についての明瞭な必要性がある。高度な加工寸法精度の制御と２つの把持工程に関連する必要性をなくすことで、製造時間及び費用を大幅に減少させることができる。
【０００７】
本発明の目的は、従来の組み立て方法に関連する以上の議論した問題点を解消することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、碍子を組み立てるために使用される部材の精確な寸法制御の必要をなくすことである。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、金属端部金具や碍子サブアセンブリを組み立てる際の２つの把持工程の必要性をなくすことで製造を単純化することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
碍子の部材の精確な寸法制御の必要を緩和し、２つの把持工程をなくすために、発明者は、円周方向のリッジの直径（ｄ２）を金属端部金具中の穴の内径（ｄ１）よりも大きくし、その結果、リッジを覆う金属端部金具の部分を把持することなく、円周方向のリッジが金属端部金具の内表面とシールを形成させるようにしようと試みた。
【００１１】
しかしながら、この問題を解決することで他の問題が発生した。碍子サブアセンブリを金属端部金具の穴に無理に挿入しようとすると、リッジ（ｄ２）の直径が金属端部金具の内径（ｄ１）よりも大きいため、空洞内に存在する空気が捕捉されるようになった。捕捉された空気は、碍子サブアセンブリの挿入によって圧縮され、サブアセンブリを金属端部金具から外へ戻すような反力として作用した。すなわち、碍子サブアセンブリを挿入するために使用された力が除去されると、穴内の空気圧が碍子サブアセンブリを穴外へ押し出した。
【００１２】
発明者は、サブアセンブリの挿入に際し捕捉された空気を空洞の外へ出すように、金属端部金具の底に通気穴を設けることを考えた。しかしながら、そのような通気穴は、それが金属端部金具に形成されなければならず、また、水の漏れを防がなければならない点で、新たな製造工程を作った。シーラント材料は、長い間に破壊しやすく、金属端部金具の内側への水の侵入を許しやすい。そのことが、上述したように、ＦＲＰロッド上での嵌め合いの把持力を鈍らせ破壊し、フラッシュオーバーを導く原因となっていた。
【００１３】
捕捉された空気の問題を解消するために、発明者は、ロッド／胴部からなる碍子サブアセンブリを金属端部金具内へ挿入する際、円周方向のリッジの上端でかつ横切ってスペーシング部材を挿入した。このスペーシング部材は、弾力性のあるリッジを変形させ、碍子サブアセンブリを金属端部金具の空隙に強制的に挿入するとき、空隙内の空気を逃がすための一時的な通気穴通路を与える。空隙内に圧力をかけられて存在する空気が逃げれば、スペーシング部材を除去する。弾力性のあるリッジは、その後、金属端部金具と碍子サブアセンブリとの間の気密なシールを形成するため、その元の大きさと形状に戻る。
【００１４】
スペーシング部材は、挿入工程の際、一時的にリッジを変形させて空隙から空気を逃がすことができれば、いかなる形状をも取り得る。例えば、スペーシング部材は、スペーシング部材を介して空気を通気させるための中空のチューブ状の構成を採ることができる。あるいは、スペーシング部材は、単純に、コードやワイヤの周りを介して空気を空隙から外へ通気するのに十分な直径を有するコードやワイヤでも良い。
【００１５】
上述した目的を達成するために、複合碍子の製造方法および組立方法を提供する。これらの方法によれば、少なくとも１つの金属端部金具は第１の直径ｄ１を有する穴を規定するスリーブ部を有する。碍子サブアセンブリは、その後作製される。碍子サブアセンブリは、電気的に絶縁されているプラスチック材料からなるロッドと、そのロッドの外表面の少なくとも一部分を覆う碍子胴部を備える。その胴部の端部がその外表面上に形成された変形可能な円周方向のリッジを有する。この円周方向のリッジは、第１の直径ｄ１よりも大きい第２の直径ｄ２を有する。碍子サブアセンブリは、金属端部金具と少なくとも円周方向のリッジとの間に介挿されたスペーサ部材とともに、金属端部金具の穴に挿入される。スペーサ部材は、リッジを変形させ、穴内の空気を逃がすための一時的な通気穴を規定するよう作用する。スペーサ部材は、その後取り除かれ、それにより、金属端部金具と碍子サブアセンブリとの間の気密なシールを形成するよう、その元の大きさと形状に戻る。
【００１６】
その結果、得られる複合碍子は、電気的に絶縁されているプラスチック材料からなるロッドと、そのロッドの外表面の少なくとも一部分を覆う胴部を備える碍子サブアセンブリを含む構成を有している。胴部は、端部とその外表面上に形成された少なくとも１つの変形可能な円周方向のリッジとを有している。リッジは第２の直径ｄ２を有している。好ましくは、胴部は、弾力性があり電気的に絶縁されている材料からなる。複合碍子は、また、第２の直径ｄ２未満の第１の直径ｄ１を有する穴を規定するスリーブ部を含んでいる。金属端部金具は胴部の端部を取り囲み、リッジを覆う金属端部金具の端部領域は変形しない。その結果、さらに気密性を望むならば把持工程は実施され得るが、良好なシールを形成するために金属端部金具を把持する必要はもはやない。
【００１７】
本発明の他の目的、効果及び他の新規な特徴は、以下の詳細な記述及び図面の実施の際当業者にとって明らかになるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上述した目的は達成するために、複合碍子１を製造および組み立てる方法を提供する。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、第１の直径ｄ１を有する穴３を規定する少なくとも１つの金属端部金具１が設けられている。金属端部金具１は、例えば亜鉛でめっきした高張力鋼、アルミニウム、鋳鉄、他の適当な金属を備えることができる。
【００２０】
碍子サブアセンブリ４は、その後形成される。碍子サブアセンブリ４は、電気的に絶縁されているプラスチック材料からなるロッド５と、ロッド５の外表面の少なくとも一部分を覆う碍子胴部６とを備えている。
【００２１】
好ましくは、ロッド５は繊維強化プラスチック材料からなる。この繊維強化プラスチック材料は、ガラス繊維または高弾性係数を有する他の適当な繊維のような、編まれたまたは織られた繊維またロービング等長さ方向にたばねられた繊維と、マトリックス樹脂として繊維中に含浸された、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性の合成繊維とを備えることができる。そのような繊維強化プラスチック材料は、優れた機械強度と、引張力、曲げ力、ねじり力及び圧縮力に対する耐性を提供する。この繊維強化プラスチック材料は、また、優れた重量／強度レシオを示す。
【００２２】
ある実施例によれば、碍子サブアセンブリ４を形成する際、ロッド５はモールド内に位置決めされ、胴部６はロッド５の周囲にモールドされる。好ましくは、胴部６の端部７は、軸方向に押し下げた半径方向で最も内側の表面領域を有する一般的に円錐台形状の自由端中で終わる。この胴部６の自由端において半径方向に押し下げられた表面領域は、胴部が熱膨張または冷却収縮する際胴部６のロッド５からの分離を確実に妨げる作用をする。好ましくは、胴部６は、これらの材料が優れた耐候性及び耐トラッキング性を提供するために、シリコンゴム（好ましくは）及びエチレンプロピレンゴムのような弾力性があり電気的に絶縁されている材料からなる。絶縁されている胴部６は、また、軸方向に互いに離間しており、希望する表面漏洩距離を維持する一連の笠部９を備えるべきである。
【００２３】
胴部６の端部７は、また、穴３を規定する金属金具２の内表面との気密なシールを提供するために、その外表面上に形成された少なくとも１つの変形可能な円周方向のリッジ１０を備えている。胴部６の外表面は、互いに一定距離だけ軸方向に離間した複数の円周方向のリッジ１０を備えることができる。好ましくは、すべての円周方向のリッジ１０が半円の断面を有するが、他の適当な断面も使用することができる。
【００２４】
各円周方向のリッジ１０は、第１の直径ｄ１よりも大きい第２の直径ｄ２を有する。円周方向のリッジ１０の直径（ｄ２）を金属端部金具１の穴３の内径（ｄ１）よりも大きくすることによって、円周方向のリッジ１０は、リッジ１０を覆う金属端部金具１の一部分を把持することなく、金属端部金具１の内表面とのシールを形成する。また、リッジ１０と金属端部金具１との間に確実なシールを設けることで、碍子の部材の精確な寸法制御のための必要をなくす。従って、良好で気密な水に対するシールを、碍子の部材の全体に対する精確な寸法制御の必要なく、また、円周方向のリッジを圧縮するための第２の把持工程の必要なく、形成することができる。
【００２５】
碍子サブアセンブリ４は、その後、金属端部金具１の穴３内に挿入される。図３（ａ）及び図４に示すように、碍子サブアセンブリ４を強制的に金属端部金具１の穴３内に挿入するときに、穴３内に存在する空気が捕捉され残留しないようにするために、スペーサ部材２０が、金属端部金具２と円周方向のリッジ１０との間に介挿されている。胴部６の端部７が１つあるいはそれ以上のリッジ１０を持つことができるため、スペーサ部材２０が、サブアセンブリ４の金属端部金具１への挿入の際に通気のための通路を形成するよう、各円周方向のリッジ１０の上部であって横切るよう置かれなければならないことを認識すべきである。碍子サブアセンブリ４が強制的に穴３内に挿入されるときに、穴３内の空気を逃がすのは、弾性力を有するリッジ１０を変形するよう作用するスペーサ部材２０である。
【００２６】
スペーサ部材２０は、金属端部金具１と円周方向のリッジ１０との間に介挿されたときに変形しないような材料からなるべきである。好ましくは、スペーサ部材２０は、スペーサ部材２０が取り除かれるときにリッジ１０へのダメージをなくすためにナイロンからなるべきである。また、スペーサ部材２０は、一時的にリッジ１０を変形させ挿入工程の際に穴３から空気を逃がすことができれば、いかなる形状をも取り得る。スペーサ部材２０は、中空及び中実のいかなる断面をも有することができる。例えば、スペーサ部材２０は、スペーサ部材２０を介して空気を通気させるために中空のチューブ状の構成を有することができる。あるいは、スペーサ部材は、単純に、コードまたはワイヤの周囲から空隙の外部へ空気を通気するために十分な直径を有するコードまたはワイヤからなる。好ましい実施例において、スペーサ部材の断面形状は、リッジ１０が裂けないように丸い形状である。しかしながら、それが穴３内に存在する空気を逃がすことのできる適当な曲率半径を有し、そしてリッジ１０にダメージを与えない限り、いかなる形状をも採ることができる。
【００２７】
空隙内で圧縮された空気が逃げれば、スペーサ部材２０は取り除かれる。弾性力を有するリッジ１０は、その後、金属端部金具１と碍子サブアセンブリ４との間の気密なシールを形成するよう、元の大きさ及び形状に戻る。
【００２８】
以上の記述から明らかなように、得られた複合碍子は、電気的に絶縁されているプラスチック材料からなるロッド５とロッド５の外表面の少なくとも一部分を覆う胴部６とを備える碍子サブアセンブリ４を含む構成を有している。胴部６は、端部７とその外表面上に形成された少なくとも１つの変形可能な円周方向のリッジ１０とを有している。リッジ１０は第２の直径ｄ２を有している。複合碍子は、また、第２の直径ｄ２未満の直径ｄ１を有する穴３を規定するスリーブ部２を有する金属端部金具１を含んでいる。金属端部金具１は胴部６の端部７を取り囲み、リッジ１０を覆う金属端部金具１の端部領域１１は変形しない（言い換えると、第２の把持工程は不必要である）。しかしながら、耐水性を改善するために端部領域１１を把持できることは認めるべきである。
【００２９】
本発明はある好ましい実施例を参照して記載されているが、それらは一例としてのみ与えられている。種々の変形や変更は、付加されたクレームによって定義される本発明の範囲から逸脱しない範囲内で成され得る。
【００３０】
例えば、胴部６と金属金具１との間の気密性を、それらの間のギャップをシリコンゴム等のシーラント樹脂で充填することによって改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の複合碍子の接地側を示す一部長手方向の断面で示した部分的な正面図である。
【図２】（ａ）は金属金具をプラスチックロッドに固定する前の従来の金属金具及び胴部を示す部分的な長手方向の断面図であり、（ｂ）は金属金具をプラスチックロッドに固定した後の従来の金属金具及び胴部を示す同様な断面図である。
【図３】（ａ）は碍子サブアセンブリのリッジ状にスペーサ部材が置かれる直前の本発明による金属端部金具と碍子サブアセンブリの側面図であり、（ｂ）は本発明に従って碍子サブアセンブリが挿入される直前の位置にあるスペーサ部材を有する本発明の金属端部金具と碍子サブアセンブリの側面図である。
【図４】本発明のリッジと金属端部金具との間の長手方向の通気用通路として作用するスペーサ部材（取り除く前）を示す本発明に係る複合碍子の断面図である。
【符号の説明】
１ 複合碍子、２ スリーブ部、３ 穴、４ 碍子サブアセンブリ、５ ロッド、６ 胴部、７ 端部、８ 半径方向に最も内側の表面領域、９ 笠部、１０ 円周方向のリッジ、１１ 端部領域、２０ スペーサ部材

Claims (7)

1. 第１の直径ｄ１を有する穴を規定するスリーブ部を有する少なくとも１つの金属端部金具を準備し；電気的に絶縁されているプラスチック材料からなるロッドと、そのロッドの外表面の少なくとも一部分を覆う碍子胴部とを備え、その胴部の端部がその外表面上に形成された変形可能な円周方向のリッジを有し、その円周方向のリッジが第１の直径ｄ１よりも大きい第２の直径ｄ２を有する、碍子サブアセンブリを準備し；その碍子サブアセンブリを、その金属端部金具と少なくともその円周方向のリッジとの間に介挿されたスペーサ部材とともに、金属端部金具の穴に挿入し、それにより、スペーサ部材がリッジを変形させて、穴内の空気を逃がすための一時的な通気穴を規定し；そのスペーサ部材を取り除くことを特徴とする複合碍子の組立方法。
2. 前記スペーサ部材が中空の円筒チューブを備える請求項１記載の方法。
3. 前記スペーサ部材が中実の円筒コードを備える請求項１記載の方法。
4. 電気的に絶縁されているプラスチック材料からなるロッドと、そのロッドの外表面の少なくとも一部分を覆う碍子胴部とを備え、その胴部の端部がその外表面上に形成された変形可能な円周方向の第２の直径ｄ２を有するリッジを有する碍子サブアセンブリを作製し；第２の直径ｄ２未満の第１の直径ｄ１を有する穴を有する少なくとも１つの金属端部金具を準備し、その碍子サブアセンブリを、その金属端部金具と少なくともその円周方向のリッジとの間に介挿されたスペーサ部材とともに、金属端部金具の穴に挿入し、それにより、スペーサ部材がリッジを変形させて、穴内の空気を逃がすための一時的な通気穴を規定し；そのスペーサ部材を取り除くことを特徴とする複合碍子組立部材の製造方法。
5. 前記ロッドがモールド中に位置決めされ、前記胴部が前記ロッドの周囲にモールドされる請求項４記載の方法。
6. 前記スペーサ部材が中空の円筒チューブを備える請求項４記載の方法。
7. 前記スペーサ部材が中実の円筒コードを備える請求項４記載の方法。

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