JP4669372B2 - ケース入り柱上用開閉器 - Google Patents

Description

本発明は、高圧配電線路などの電路を開閉するために使用される開閉部と消弧部を本体ケース内部に収納したケース入り柱上用開閉器に関するものである。更に詳しくは、ブッシングや取付足等を本体ケースに固定するため、本体ケースに立設された固定ボルトを本体ケースに対して溶接接合せずにケースへの密閉性能を保持し、しかも組立作業における固定ボルトの破損に関する修復作業が容易に行えるケース入り柱上用開閉器に関するものである。

高圧配電線路には、配電線路の電路を開閉するために固定電極部、および可動電極部の開閉部と消弧室を本体ケース内部に収納しているケース入り開閉器がある。

例えば特開平１０−２１７９９号の発明は開閉器のブッシングの支持構造に関するものがある。上記構成におけるブッシングを固定用の固定ボルトの立設方法としては、（発明の詳細な説明における段落００１５参照願います）固定ボルトの頭部を本体ケースの外側面に対して溶接接合による方法であることが記載されている。
特開平１０−２１７９９号公報

しかしながら、上記の固定ボルトは６つのブッシングを保持するだけでも２４箇所必要であり、それらの固定ボルトを従来の固定方法では密閉性は保たれるものの、本体ケースの溶接部周辺が溶接熱により歪みが発生し、ブッシング用のシール部材と本体ケース間の密閉性が低下することで開閉器内部の気密状態が不十分となることや、またブッシングの組立工程時において、固定ボルトのねじ山部がナットの過剰な締付トルクにより破損することや、本体ケースの運搬時に固定ボルトが他の物と接触することで変形するという問題があった。

その場合、本体ケースと固定ボルトが一体となっているために修復作業が容易ではなかった。例えば固定ボルトの破損においては、本体ケースに組み込まれた部品を全て取り外した後、溶接接合された固定ボルトを取り除き、ボルト周辺の塗装を剥離させた後、ボルトを溶接接合し周辺を再度塗装する。このようにブッシング固定用の固定ボルトに破損が生じると本体ケースを修復させる工程が余分に必要となっていた。

上記のような固定ボルトの立設方法による問題は、ブッシング用の固定ボルト限らず、他の部品を固定するために本体ケースに溶接接合されている固定ボルトも同様に溶接熱により本体ケースの溶接部周辺に歪が発生する。また、組立作業で固定ボルトのネジ部が破損した場合には、本体ケースを修復させる工程が余分に必要となる。

本発明においては上記の課題を解決するために、蓋体（７）を有する本体ケース（１）内部に開閉部と消弧部を収納し、前記本体ケース（１）側面にブッシング（４）を貫装取付けし、開閉器内部の気密状態を保持するために前記ブッシング（４）と前記本体ケース（１）の間にシール部材（６）と、さらに蓋体（７）と前記本体ケース（１）の間にはシール部材（８）とを設けた開閉器において、前記本体ケース（１）に立設された部品を固定するための固定ボルト（５）は、頭部（５ａ）とねじ部（５ｂ）からなり、前記ねじ部（５ｂ）には弾性材からなるシール部（１１ａ）を備えたシール付座金（１１）を挿通させ、それを前記本体ケース（１）に設けた取付穴（３２）に対して挿通後、突出した前記ねじ部（５ｂ）により部品を固定するケース入り柱上用開閉器である。

上記発明のケース入り柱上開閉器により、固定ボルトの立設方法には溶接工程がないため溶接熱による本体ケースの歪みが発生せず、正確な寸法の本体ケースが製造可能となり、例えばブッシング固定用の固定ボルトの場合においてはブッシングと本体ケースの気密性がさらに向上する。

しかも固定ボルトはシール部を備えたシール付座金を介して本体ケースに固定されているため、本体ケースと固定ボルトの気密状態も従来の溶接接合と同様に確保できる。

また、組立工程時本体ケースに立設された固定ボルトが破損した場合でも、本体ケースに組込まれた部品等を取外さず破損した固定ボルトのみを交換することで組立作業が続行できる。而作業不良に対して固定ボルト交換の修復作業が容易に行える。

さらに、上記の作業不良に対しても本体ケースに対する修復作業、例えば固定ボルトの溶接や本体ケースの再塗装などすることなくそのままの本体ケースを使用することが出来る。

そして、多数の固定ボルトを本体ケースに溶接接合を行わないために、溶接作業工程が省け、而固定ボルトを溶接するために使用する溶接冶具も不要となる。

発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
図１乃至図５は、本発明の実施例を示す。

図１に示すように開閉器は、上面が開口し有底の金属材料からなる、例えばステンレス板や鋼板からなる本体ケース１を有し、該本体ケース１内部には１相毎に分割された絶縁性を有する樹脂材料、例えばエポキシ樹脂や不飽和ポリエステェルからなる絶縁ケース１３が３層設けられ、台板１４にネジにて固定されている。

絶縁ケース１３は上部が開口した略長方形の箱形状にて形成されており、絶縁ケース１３の内部には固定電極部３、可動電極部２が設けられている。
また、絶縁ケース１３の両側壁部には表裏を貫通する貫通穴１３ｂが設けられ、貫通穴１３ｂと同心円状で二重に形成された突出壁１３ａを有している。

貫通穴１３ｂには固定電極部３、可動電極部２からそれぞれに電気的に接合された導電材料からなる接続導電体１６、１７が挿通して固定されている。接続導電体１６、１７は絶縁ケース１３の側壁部を貫通して設けられ、絶縁ケース１３より外側へ突出した接続部１６ａ、１７ａには後述するブッシング４の接続部２８ａと接続されている。

接続導電体１６は導電材料で形成され、後述する固定接触子１８と、その接触面は平行な２つの面で形成されている。また接続導電体１６、１７の端部は図に示すように突出壁１３ａの端部より、本体ケース１側方向へ突出している。

固定電極部３は固定接触子１８で構成され、固定接触子１８は接続導電体１６と平行な位置関係を保つために図示しないピンにて回転しないように固着されている。

固定電極部３には、電極開放時に発生するアークを消弧するために、アーク熱により熱分解した際消弧性ガスを発生するユリア樹脂やポリアセタール樹脂材料からなる消弧室１９が固定接触子１８を覆うように設けられている。消弧室１９の外面で固定接触子１８近傍には消弧性能を上げるための鉄材２０が設けられている。

可動電極部２は可動接触子２１で構成され、図１に示すように湾曲する逆Ｖ字形状に形成されている。可動接触子２１は２枚の板状部材で股状に形成されており、板状部材は平行に配設され、接続導電体１７の接触平面を狭持し、接続導電体１７に貫通されたピン２２に対して回転可能に支持されている。

この可動接触子２１の回転支点部にあるピン２２と同軸上に図示しないコイルバネが圧縮された状態で配設され、この付勢力により所定の圧力で狭持している。

絶縁ケース１３の切欠部１３ｃに位置する部位には、主軸２４が台板１４に回転可能に設けられている。主軸２４には絶縁材料の例えばエポキシ樹脂からなる駆動リンク２５が一体に形成され、駆動リンク２５の先部には絶縁材料からなる例えばエポキシ樹脂からなる連結リンク２６が回転可能に連結され、連結リンク２６の端部は可動接触子２１に回転可能に連結されている。主軸２４は図示しないリンク機構を介しいて本体ケース１の外面に設けた操作ハンドル２７に連結されている。

したがって、図３に示す操作ハンドル２７を回転操作することで、リンク機構を介して主軸２４が回動し、駆動リンク２５、連結リンク２６を介して可動接触子２１が接続導電体１７の連結部を中心として回動し、可動接触子２１の他端部を固定接触子１８の図示しない間に挿入したり、開放したりする操作が行える。

ブッシング４は本体ケース１の両側面から貫装取付されており、絶縁性の樹脂材料、例えばエポキシ樹脂や磁器からなるブッシング４の中央部に、導電性を備えた導電体２８が一体で形成されている。

また、ブッシング４の中央部に設けられた導電体２８の先端部は、図２に示すように中空状のパイプ形状に形成され、それを軸方向に４分割し、その先部の円周状で軸芯方向に突出する凸部を設けて接続部２８ａが形成されている。接続部２８ａの外側には、断面がＣ形状で内径が導電体の先端部の外側よりわずかに小さく形成された有端状の補強リング３０が装着されている。

上記構成により、ブッシング４本体ケース１に貫装取付することで、ブッシング４の接続部２８ａは接続導電体１６、１７の接続部１６ａ、１７ａに圧入勘合されブッシング４の接続導電体２８は可動電極部２や固定電極部３と電気的に接続される。

一方、本体ケース１の両側面には図３に示すように、ブッシング４の円筒部４ａを貫通させるための取付穴３１とその周辺には固定ボルト５の取付穴３２が４箇所設けられており、それらは本体ケース１の両側面合わせて６箇所設けられている。

上記取付穴３２を利用したブッシング４を固定するための本体ケース１に立設された固定ボルトについて以下に述べる。従来固定ボルトを本体ケース１に立設するため、固定ボルト５の頭部を本体ケース１の側面に当接させ、それを溶接接合する方法としていた。その場合、本体ケース１と固定ボルト５の密閉性は確保できるものの、本体ケースの固定ボルト周辺部は溶接による熱により歪みが発生し、最悪の場合においては、本体ケース１とブッシング４間の密着性が不十分となり、開閉器内部の気密性が十分確保できなくなることがあった。

本発明の固定ボルト５の固定方法は、本体ケース１に設けられた取付穴３２に、固定ボルト４を本体ケース１内側よりシール付座金を挿通し貫通させることで立設している。その立設された固定ボルトを利用して後述する方法によりブッシング４を貫装取付することで本体ケース１に設けられた取付穴３２を密閉する。

固定ボルト５は六角形状からなる頭部５ａと頭部５ａより延伸したねじ部５ｂからなっている。頭部５ａについては六角形状に限定されるものではなく丸形状でも特にかまわない。

シール付座金１１は図４に示すようにシール部１１ａは絶縁性や難燃性を有する弾性材料からなる例えばシリコンゴムやＥＰＤＭゴム、ＣＲゴムからなり、シール付座金１１の穴部１１ｂ周辺に対して円周方向全面で、かつ両面に一体的に構成されており、シール部１１ａの直径（Ａ）は本体ケース１に設けられた固定ボルト５の取付穴３２の直径より大きく、しかも固定ボルト５の頭部５ａと同等もしくは、それ以上に構成されている。

そのため、本体ケース１の取付穴３２は固定ボルト５の頭部５ａと本体ケース１によりシール付座金１１が狭持されることで密閉される。

なお、シール付座金１１の実施形態としては、座金１１に弾性ゴム材からなるシール部材を一体としが、本体ケース１と固定ボルト５頭部で本体ケース１に設けられた取付穴３２が密閉できる構成であればよく、例えば、シール部１１ａを座金１１と一体とすることなく別部材とするように変更してもよい。

ブッシング４の固定方法は次の通りである。本体ケース１に設けられた取付穴３１には、弾性部材からなる絶縁性材料の例えばＥＰＤＭゴム、ＣＲゴム、シリコンゴムからなり取付穴３１の直径より大径でブッシング４挿通穴を有するシール部材６を設け、本体ケース１に対して前記シール部材６を狭持してブッシング４を本体ケース１外側より挿通させる。その後、ブッシング４の外側より断面形状が略コの字形状をした非磁性体からなるステンレス等の押さえ金具３４を取付ける。

押さえ金具３４には、ブッシング４取付平面の中央にブッシング４の挿通穴３４ａと、その周囲には本体ケース１に組み込まれた固定ボルト５を貫通させるための取付穴３４ｂが４箇所設けられている。

押さえ金具３４に設けられた取付穴３４ｂより固定ボルト５のねじ部５ｂが突出し、その突出したねじ部５ｂに対してナット１２を締め付けることで押さえ金具３４と本体ケース１とでブッシング４を狭持し固定される。この時、本体ケース１に設けられた固定ボルト５の取付穴３２はシール付座金１１のシール部１１ａにより密閉さる。
同様に、本体ケース１に設けられた取付穴３１はブッシング４のフランジ部４ｂと本体ケース１の間にシール部材６を介在させることで密閉される。

なお、本発明での固定ボルト５立設方法としては、本体ケース１に設けられた取付穴３２にシール付座金を挿通した固定ボルト５を貫通させ、貫通した固定ボルト５のねじ部５ｂに対して本体ケース１外側よりナットにてあらかじめ本体ケース１と固定ボルト５を固着させ、その後ブッシング４を貫装取付する構成でもよい。

その場合、本体ケース１に設けられた取付穴３２はシール付座金１１により密閉されている。

本体ケース１に貫装されたブッシング４の円筒部４ａの端部は、図１に示すように絶縁ケース１３に設けられた２重の突出壁５０の間に位置するように配設されている。また、ブッシング４の円筒部４ａは図１に示すように、絶縁ケース１３の突出壁５０と接触していないために、導電体の接続部（充電部）１６、１７から本体ケース（アース部）１に至るまでには、蛇行した長距離の空間経路が存在する。

この空間経路により、充電部から本体ケース１へと至る空間絶縁距離を伸ばすことが出来る。つまり、充電部から突出壁１３ａ（内側）と円筒部４ａ間の空間を通り、次に円筒部４ａと突出壁１３ａ（外側）の間の空間を経て本体ケース１へと至り絶縁距離が長くなることで絶縁性能が向上する。

そして、開閉器内部の気密を確保するために本体ケース１の内部収納部品や、ブッシング４が本体ケース１に組み込まれた後、本体ケース１の開口端部の全周に弾性材からなる絶縁性のゴム材、例えばＥＰＤＭゴム、シリコンゴム、ＣＲゴムからなるシール部材８を取付け、さらに蓋体７を被せた後、本体ケース１と蓋体７をねじ結合させることで開閉器内部の気密状態が確保できる。

次に、ブッシング４組付工程において、固定ボルトのねじ山部がナットの過剰な締付トルクにより破損することや、本体ケースの運搬時に固定ボルトが他の物と接触することで変形した場合の固定ボルト５交換方法について説明する。

ブッシング４を固定するためには固定ボルト５のねじ部５ｂにナット１２を締め付ける。通常は前記ナット１２の締付トルク値はトルクレンチ等の工具を使用することで管理されているが、工具や使用上の不具合により締め付けトルクが大きい場合には、固定ボルト５のねじ部５ｂが破損し固定ナット５でブッシング４が固定出来なくなる事がある。

その場合、固定ボルト５のねじ部５ｂにねじ結合されたナット１２を取除き、本体ケース１の内側より取付穴３２に挿通された破損した固定ボルト５を抜取る。その後、本体ケース１の内側より取付穴３２に新品の固定ボルト５のねじ部５ｂにシール付座金１１を貫通させたものを挿通させる。本体ケース１外側よりシール部材６を介してブッシング４を取り付け、さらにその外側より押さえ金具３４を取り付けナット１２にて固定する。

従来の方式においては、固定ボルト５が破損した場合本体ケース１の固定ボルト５を取外し改めて本体ケース１に溶接するために、まず本体ケース１の内部や外部に組み込まれた部品を全て取り外す。その後、本体ケース１を修復するために破損した固定ボルト５を取り外し、本体ケース１の塗装を剥離させ、再度固定ボルト５を溶接し、その後、塗装を施す工程が必要であった。

本発明においては、上記の構成により固定ボルトが組立作業中に破損した場合においても組立作業工程を中断することなく固定ボルト５のみを交換し、固定ボルト５にシール付座金１１を挿通し本体ケース１の取付穴３２に挿通することで組立作業が再開できる。

さらには、固定ボルト５は従来のよう本体ケース１に対して溶接接合されていないために、固定ボルト５が取り付けられている本体ケース１周辺には溶接熱による歪が発生することが無いために、ブッシング４と本体ケース１の密着性が向上することで、開閉器内部の気密性がさらに向上する。

上記のような立設方法の固定ボルト５は、ブッシングを保持するための固定ボルト５に限定されるものではなく、例えば開閉器の本体ケースに立設されているのもであれば良く、図１に示す取付足３６を固定するための固定ボルト３８立設方法においては以下の通りである。

本体ケース１底面に固定ボルト３８の取付穴３７を設け、該取付穴３７に対してケース１内側よりシール付座金１１を挿通した固定ボルト３８を貫通させ、本体ケース１外側に突出したねじ部３８ｂに対してナット１２ねじ着結合することで本体ケース１に固定ボルト３８を立設させる。その後、該ねじ部３８ｂを利用して取付足３６に設けられたねじ部３６ａと固定ボルト３８のねじ部３８ｂとでねじ結合して取付足３６を固定させる。

上記本体ケース１に対する固定ボルト３８の立設方法においても、シール付座金１１を固定ボルト３８の頭部３８ａと本体ケース１の間に介在していることで本体ケース１の取付穴３７は密閉状態となっている。

上記の通り、本体ケース１に立設する固定ボルト５は、例えば本体ケース１内部に立設する場合では、本体ケース１に取付穴を設け、本体ケース１の外側にシール付座金１１を介して外側より固定ボルトを挿通する。また、本体ケースの外部に立設する場合では、シール付座金１１を介して内側より固定ボルトを挿通させる。

このように、固定ボルト５の頭部５ａと本体ケース１の間にシール付座金１１を介在させることで、本体ケースに設けられた取付穴を密閉状態に保持することが出来る。而固定ボルト５が破損した場合には固定ボルト５の交換が容易に行える。

本発明の開閉器の正面側からの断面図 図２における本体ケースのブッシング取付穴部分の詳細図 本発明の開閉器においてブッシングを２箇所除いた右側面図 （ａ）はシール付座金の正面図、（ｂ）はシール付座金の断面図 別実施例である取付足部付近のの詳細断面図

符号の説明

１ 本体ケース
４ ブッシング
５ 固定ボルト
７ 蓋体
８ シール部材
１１ シール付座金
３４ 取付け金具
３６ 取付足

Claims (1)

1. 蓋体（７）を有する本体ケース（１）内部に開閉部と消弧部を収納し、前記本体ケース（１）側面にブッシング（４）を貫装取付けし、開閉器内部の気密状態を保持するために前記ブッシング（４）と前記本体ケース（１）の間にシール部材（６）と、さらに蓋体（７）と前記本体ケース（１）の間にはシール部材（８）とを設けた開閉器において、
   前記本体ケース（１）に立設された部品を固定するための固定ボルト（５）は、頭部（５ａ）とねじ部（５ｂ）からなり、前記ねじ部（５ｂ）には弾性材からなるシール部（１１ａ）を備えたシール付座金（１１）を挿通させ、それを前記本体ケース（１）に設けた取付穴（３２）に対して挿通後、突出した前記ねじ部（５ｂ）により部品を固定するケース入り柱上用開閉器。

Images