JP4979832B1 - 複合碍子 - Google Patents

Abstract

【課題】コアロッドを磁器製にし外被を高分子材料とし、それらを接触摩擦により係合させて形成される複合碍子を提供する。
【解決手段】磁器製で形成され、外周面に摩擦部を有するコアロッド２と、高分子材料で形成され、コアロッド２の外周面を摩擦部との接触摩擦により係合状態で被覆し、複数の笠部７を有する外被３とを備え、摩擦部が、凸状及び／又は凹状の構造体８からなり、構造体８がコアロッド２と一体的に形成されている。構造体８は、コアロッド２の周方向及び／又は長手方向に沿って線状又は点線状に連続して形成されている。また、構造体８は、コアロッド２の外周面に、一の方向に螺旋状に巻回して形成される第１の構造体と、一の方向と逆方向に螺旋状に巻回して形成される第２の構造体とからなる。さらに、コアロッド２が、外周面の一部又は全部の領域に複数の磁器製の微小片９を有し、微小片９がコアロッド２と一体的に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、送配電線や機器のブッシング用に使用される碍子に関する。

架空送電線路での絶縁物として古くから碍子が使われており、日本特有の陶土、窯業等から生まれた磁器製のものが多く利用されている。磁器製の碍子は、耐劣化性能に優れているものの、絶縁特性を考えると沿面距離を長くする必要があるため大型化してしまうと共に、重量も大きくなってしまうという問題がある。また、笠の部分を成形するのに成形性が悪くなってしまう。さらに、曲げの力が加わった場合には、笠の部分に応力が集中してしまい、亀裂を生じてしまうといった問題もある。そこで、近年、例えば特許文献１に示すような、電気的な絶縁特性に優れ、重量も小さい高分子を用いた碍子が用いられている。

特許文献１には、ＦＲＰ筒と、ＦＲＰ筒の外周に設けた胴部と複数の笠とからなるゴム製の外被とから構成されたポリマーＳＰ碍子用ＦＲＰ筒であって、ＦＲＰ筒の内周に、ＦＲＰ筒の中心に向かって突出するリブ部を設けてＦＲＰ筒を構成し、この構成のＦＲＰ筒を、マンドレルにリブ部を形成するための溝を形成し、この溝に繊維を巻き溝の部分を埋めた後、得られたマンドレルに対しフィラメントワインディング法で円筒部分を形成することで製造することが記載されている。すなわち、コアロッドにＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：繊維強化プラスチック）を用い、そのＦＲＰのコアロッドをゴム製の外被で被覆した碍子の構成が開示されている。

これに対して、特許文献２には、絶縁コアが磁器で作成され、表面がポリマー材料からなるシェドを有する絶縁体で形成された電気絶縁体が開示されている。

特開平１１−３１２４２１号公報 特表２００４−５２２２５９号公報

しかしながら、引用文献１のように、コアロッドをＦＲＰにした場合は、太径で形成するときに引き抜き成形が非常に難しく、成形作業が煩わしくなると共に、作業効率が非常に悪いものになってしまうという課題を有する。また、細径で形成した場合には曲げに非常に弱くなってしまうという課題を有する。さらに、ＦＲＰの場合は、特にねじれ方向の力に弱いため、送配電線に用いた場合にＦＲＰに隙間が生じてしまい、その隙間に水分などが混入してしまうと絶縁特性が悪くなってしまうという問題がある。さらにまた、ＦＲＰは非常にコストが掛かり、高価なものになってしまう。

また、引用文献２のように、絶縁コアを磁器で作成した場合には、異質な材料の組み合わせとなるため、それぞれの密着性が不十分であったり、外部から負荷が掛かるとズレが生じてしまうといった問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、磁器製のコアロッドを高分子材料からなる外被で被覆し、それらを接触摩擦により係合させて形成される複合碍子を提供する。

本発明に係る複合碍子は、磁器製で形成され、外周面に摩擦部を有するコアロッドと、高分子材料で形成され、前記コアロッドの外周面を前記摩擦部との接触摩擦により係合状態で被覆し、複数の笠を有する外被とを備え、前記コアロッドが、外周面の一部又は全部の領域に構造体として複数の磁器製の微小片を有し、当該微小片が前記コアロッドと一体的に形成されており、当該微小片と前記外被の内面部とが係合状態で成形されているものである。

このように、本発明に係る複合碍子は、コアロッドが磁器製であり外被が高分子材料で形成されるため、磁器製のコアロッドにより機械的な強度を高めると共に、高分子材料により電気絶縁性を高めることができるという効果を奏する。また、磁器製のコアロッドは、ＦＲＰに比べて太径であっても成形が容易であるため、曲げ強度を高めた太径のコアロッドを成形する際に、成形作業を効率よく行うことができるという効果を奏する。さらに、コアロッドと外被とが接触摩擦により係合状態で成形されるため、コアロッドと外被との密着性を向上させ、ズレを防止することができるという効果を奏する。
また、コアロッドが、外周面の一部又は全部の領域に複数の磁器製の微小片を有しているため、微小片により外被との密着性を高めると共に、ズレを防止することができるという効果を奏する。また、コアロッドに微小片を塗して焼成するだけで簡単に形成することができるという効果を奏する。

本発明に係る複合碍子は、磁器製で形成され、外周面に摩擦部を有するコアロッドと、高分子材料で形成され、前記コアロッドの外周面を前記摩擦部との接触摩擦により係合状態で被覆し、複数の笠が連結して且つ一体として形成される笠部を有する外被とを備え、磁器製で形成された凸状の構造体からなる前記摩擦部と高分子材料で形成された前記外被の内面部とが、前記接触摩擦により係合しているものである。

このように、本発明に係る複合碍子は、磁器製で形成され、外周面に摩擦部を有するコアロッドと、高分子材料で形成され、前記コアロッドの外周面を前記摩擦部との接触摩擦により係合状態で被覆し、複数の笠が連結して且つ一体として形成される笠部を有する外被とを備え、磁器製で形成された凸状の構造体からなる前記摩擦部と高分子材料で形成された前記外被の内面部とが、前記接触摩擦により係合しているため、コアロッドと外被との密着性を高め、外被とのズレを防止することができるという効果を奏する。また、コアロッド及び凸状の構造体からなる摩擦部が磁器製であることから、焼成により容易に構造体とコアロッドとを一体的に形成することが可能となり、より強固に外被とのズレを防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る複合碍子は、前記構造体が、前記コアロッドの周方向及び／又は長手方向に沿って線状又は点線状に連続して形成されているものである。

このように、本発明に係る複合碍子は、構造体が、コアロッドの周方向及び／又は長手方向に沿って連続して形成されているため、長手方向、周方向、ねじれ方向等の様々な方向からの応力に対して外被とのズレを確実に防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る複合碍子は、周方向に形成されている前記構造体の配置位置が、前記外被の笠の突起位置と対応付けられているものである。

このように、本発明に係る複合碍子は、周方向に形成されている前記構造体の配置位置が、前記外被の笠の突起位置と対応付けられているため、コアロッドと外被との一体性を高めつつ、外被の厚みの均等性を保つことができ、機能性を低下させることなくコアロッドと外被との密着性を高め、外被とのズレを防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る複合碍子は、前記構造体が、前記コアロッドの外周面に、一の方向に螺旋状に巻回して形成される第１の構造体と、前記一の方向と逆方向に螺旋状に巻回して形成される第２の構造体とからなるものである。

このように、本発明に係る複合碍子は、構造体が、コアロッドの外周部に、一の方向に螺旋状に巻回して形成される第１の構造体と、一の方向と逆方向に螺旋状に巻回して形成される第２の構造体とからなるため、長手方向、周方向、ねじれ方向等の様々な方向からの応力に対して外被とのズレを確実に防止することができるという効果を奏する。

本発明に係る複合碍子成形方法は、前記複合碍子を成形するものであって、前記コアロッドの外周に配置された前記外被の高分子材料を熱収縮させることで、前記摩擦部と前記外被の内面部とを係合させて成形するものである。

本発明に係る複合碍子成形方法は、前記複合碍子を成形するものであって、金型の中心位置に配置された前記コアロッドの外周面に、前記外被の高分子材料を充填して熱硬化させることで、前記摩擦部と前記外被の内面部とを係合させて成形するものである。

第１の実施形態に係る複合碍子の構造を示す図である。 コアロッドの構造体が周方向に線状に形成された場合の構造を示す図である。 構造体の断面形状のエッジ部分を円弧状にした場合の図である。 コアロッドの構造体が２つの螺旋状に形成された場合の構造を示す図である。 コアロッドの外周面に微小片（小棒片）を形成した場合の構造を示す図である。 コアロッドの外周面に構造体と微小片を形成した場合の構造を示す図である。 構造体の形状や微小片が形成する表面形状の例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。

（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る複合碍子について、図１ないし図７を用いて説明する。本実施形態に係る複合碍子は、磁器製のコアロッドと、コアロッドの外周面を被覆し、高分子材料で形成された複数の笠を有する外被とを備える構成である。

図１は、本実施形態に係る複合碍子の構造を示す図である。図１（Ａ）は引留型の複合碍子の構造であり、図１（Ｂ）は通り型の複合碍子である。引留型の場合は、両端部から引っ張ることによる張力が付加される。通り型の場合は、曲げにより一方の側面（曲げ方向の側面）には圧縮による力が掛けられ、他方の側面には張力が付加される。いずれの型もコアロッドと外被の構造は共通している。複合碍子１は、円柱状の磁器製のコアロッド２と、コアロッド２の外周面を被覆する高分子材料（例えば、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）等）で形成された外被３と、コアロッド２の上端部と下端部をかしめる把持部４，５とを有する。外被３は、コアロッド２の外周面を被覆する被覆部６と、被覆部６からコアロッド２の外周方向に放射状に突起して形成される複数の笠部７とを有する。

コアロッド２の外周面には、図１においては図示していないが、外被３との密着性を向上させるために、コアロッド２と一体的に形成されている構造体８を有する。この構造体８の形状は凸状及び／又は凹状であり、外被３との間で接触摩擦を生じ、コアロッド２と外被３とを係合させて密着性を向上させる。

以下に、本実施形態に係る複合碍子１のコアロッド２の構造体８について具体例を挙げて説明する。図２は、コアロッド２の構造体８が周方向に線状に形成された場合の構造を示す図である。図２（Ａ）は、コアロッド２の構造を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のコアロッド２を用いた場合の複合碍子１の構造を示し、図２（Ｃ）は、構造体８の断面形状を示す。ここでは、構造体８は、コアロッド２の周方向に沿って線状の凸部が連続し、コアロッド２を周回して形成されている。構造体８は、定間隔に複数配置されており、その数や大きさはコアロッド２の強度、外被３の自重、複合碍子１の使用環境等を考慮して決定される。

外被３が有する笠部７の突起位置と、構造体８の配置位置とは対応付けられていることが望ましい。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、笠部７の突起位置と同じ断面位置に構造体８が配置されることで、コアロッド２と外被３との一体性を高めつつ、外被３の厚みの均等性を保つことができる。また、図に示すように、笠部７の突起の大きさが大小交互に形成されているような外被３の場合は、突起が大きい笠部７の位置に合わせて構造体８が配置されるようにしてもよい。さらに、構造体８の数に応じて、全ての笠部７の位置に対応する構造体８を配置してもよいし、大きい方の突起を有する複数の笠部７ごと（例えば、２個ごと、３個ごと）に対応付けて構造体８を配置してもよい。

構造体８の断面形状は、図２（Ｃ）に示すように、楕円、半円、１／４円等の円弧部を有する形状、矩形、三角等の多角形を有する形状、波形のように断面の一部に凹部を有する形状等で形成される。これらの断面形状を有する構造体８に、外被３の高分子材料が接触して摩擦を生じることでコアロッド２と外被３とが係合する。なお、図２（Ｃ）に示す各断面形状におけるエッジの部分は、例えば図３に示すように、所定の径（Ｒ_１〜Ｒ_３は任意の値）を有する円弧状に加工されることが望ましい。そうすることで、曲げやねじれの力に対してエッジ部分に応力が集中することを防止し、強度の上げることができる。

なお、構造体８は、図２（Ａ）に示したように線状の凸部が連続する形状以外に、線状の凹部が連続する形状、点線状の凸部が連続する形状、点線状の凹部が連続する形状であってもよい。また、周方向に連続する以外に、長手方向に前記各形状で連続するように形成されてもよい。さらに、周方向と長手方向の双方向に構造体８が形成されるようにしてもよい。

図４は、コアロッドの構造体が２つの螺旋状に形成された場合の構造を示す図である。図４（Ａ）は、コアロッド２の構造を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のコアロッド２を用いた場合の複合碍子１の構造を示す。構造体８は、コアロッド２の外周面に、一の方向（例えば、右方向）に螺旋状に巻回して形成される第１の構造体８ａ（線状の凸部が連続する形状）と、一の方向と逆方向（例えば、左方向）に螺旋状に巻回して形成される第２の構造体８ｂ（線状の凸部が連続する形状）とからなる。このような構造体８を有することで、長手方向、周方向、ねじれ方向等の様々な方向からの応力に対して外被３とのズレを防止することができる。

図４（Ｂ）に示すように、外被３が有する笠部７の突起位置と、構造体８ａ，８ｂの交差位置とは対応付けられていてもよい。すなわち、構造体８ａ，８ｂの交差位置に小さい方の突起を有する笠部７が形成されるようにする。そうすることで、コアロッド２と外被３との一体性を高めつつ、外被３の厚みの均等性を保つことができる。

図２及び図４に示すコアロッド２の構造においては、磁器製のコアロッド２の表面を削り出して焼成することで、コアロッド２と構造体８を一体的に成形することができる。

図５は、コアロッド２の外周面に微小片（小棒片）９を形成した場合の構造を示す図である。ここでは、コアロッド２が、外周面の全部の領域に多数の磁器製の微小片９を有している。この微小片９はコアロッド２と一体的に形成されており、微小片９と外被３とが接触摩擦により係合状態で成形される。微小片９は、予め散点された磁器製の微小片９の上で焼成前のコアロッド２を転回させ、そのまま焼成することでコアロッド２と一体的に形成することができる。なお、微小片９は、コアロッド２の外周面全体に形成されてもよいし、一部の領域にのみ形成されてもよい。

図６は、コアロッド２の外周面に構造体８と微小片９を形成した場合の構造を示す図である。図２（Ａ）におけるコアロッド２の長手方向に列状の微小片９が形成されている。このように、コアロッド２の外周面に任意の形状の構造体８及び／又は任意の範囲の微小片９を組み合わせて形成することで、長手方向、周方向、ねじれ方向等の様々な方向からの応力に対して、より強固に外被３とのズレを防止することができる。

以上のように、本実施形態に係る構造体８の形状や微小片９が形成する表面形状は、任意の形状とすることができ、いくつかの例示（コアロッド２の側面図）を図７に示す。いずれの形状においても外部からの様々な方向の応力に対して、コアロッド２と外被３とを強固に密着させ、ズレを防止することができる。

本実施形態に係る複合碍子１は、コアロッド２の周囲に接着剤等を塗布して外被３を設置し、外被３の高分子材料を熱収縮によりコアロッド２に圧着させて成形することで製造することができる。また、金型の中心位置にコアロッド２を配置し、コアロッド２の外周面に外被３の高分子材料を充填して熱硬化させることで成形して製造することが可能である。本実施形態に係る複合碍子１のコアロッド２は磁器製であることから、ＦＲＰのようなコアロッドに比べて耐熱性に優れている。すなわち、より高温で成形を行うことができるため、高分子材料の流動性が高くなり品質を向上させることが可能となる。

１ 複合碍子
２ コアロッド
３ 外被
４，５ 把持部
６ 被覆部
７ 笠部
８ 構造体
９ 微小片（小棒片）

Claims (7)

1. 磁器製で形成され、外周面に摩擦部を有するコアロッドと、
   高分子材料で形成され、前記コアロッドの外周面を前記摩擦部との接触摩擦により係合状態で被覆し、複数の笠を有する外被とを備え、
   前記コアロッドが、外周面の一部又は全部の領域に複数の磁器製の微小片の構造体を有し、当該微小片が前記コアロッドと一体的に形成されており、当該微小片と前記外被の内面部とが係合状態で成形されていることを特徴とする複合碍子。
2. 磁器製で形成され、外周面に摩擦部を有するコアロッドと、
   高分子材料で形成され、前記コアロッドの外周面を前記摩擦部との接触摩擦により係合状態で被覆し、複数の笠が連結して且つ一体として形成される笠部を有する外被とを備え、
   磁器製で形成された凸状の構造体からなる前記摩擦部と高分子材料で形成された前記外被の内面部とが、前記接触摩擦により係合していることを特徴とする複合碍子。
3. 請求項１又は２に記載の複合碍子において、
   前記構造体が、前記コアロッドの周方向及び／又は長手方向に沿って線状又は点線状に連続して形成されていることを特徴とする複合碍子。
4. 請求項３に記載の複合碍子において、
   周方向に形成されている前記構造体の配置位置が、前記外被の笠の突起位置と対応付けられていることを特徴とする複合碍子。
5. 請求項１又は２に記載の複合碍子において、
   前記構造体が、前記コアロッドの外周面に、一の方向に螺旋状に巻回して形成される第１の構造体と、前記一の方向と逆方向に螺旋状に巻回して形成される第２の構造体とからなることを特徴とする複合碍子。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の複合碍子を成形する複合碍子成形方法であって、
   前記コアロッドの外周に配置された前記外被の高分子材料を熱収縮させることで、前記摩擦部と前記外被の内面部とを係合させて成形することを特徴とする複合碍子成形方法。
7. 請求項１ないし５のいずれかに記載の複合碍子を成形する複合碍子成形方法であって、
   金型の中心位置に配置された前記コアロッドの外周面に、前記外被の高分子材料を充填して熱硬化させることで、前記摩擦部と前記外被の内面部とを係合させて成形することを特徴とする複合碍子成形方法。

Images