JPH0554231B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高電圧分離コネクタに関し、更に詳し
くは、誤閉成時や通電作動時にインサート内にお
けるアーク抑制ガスの発生によつて推進されるピ
ストン作動形可動雌接点組立体を備えた負荷遮断
ブツシユ・インサートに関する。

［従来の技術、発明が解決しようとする課題］ 高電圧分離コネクタは変圧器のようなエネルギ
源と分配回路網とを相互接続するためのものであ
る。その代表的な構造は、変圧器に接続されたブ
ツシユ筒とブツシユ・インサートとを具備し、ブ
ツシユ・インサートは、ブツシユ筒に接続される
雌接点組立体と、分配線に接続されるとともにイ
ンサートの雌接点に接合するための雄接点を有す
る湾曲部とを備えている。通電状態又は誤閉成状
態のもとで雄接点と雌接点とが閉成し得るので、
雌接点は雄接点と雌接点との閉成を早めてアーク
が発生しないようにするためにインサート内で移
動するように構成されている。しかしながら、雌
接点組立体の移動中に電気的導通状態を保つ必要
がある。このような雌接点組立体とブツシユ・イ
ンサートのもう一方の部分との間の接続は、その
移動を妨げることなく回路に高電流を十分流すこ
とができるようにフレキシブルなものでなければ
ならない。これらの要求を達成するための構成は
十分な電流通路を有するものではなかつたので、
コネクタ加熱する原因となつていた。また、分配
回路網の正常な作動の妨げとなり、極端な場合に
はブツシユ・インサートの破壊を招くこととなつ
ていた。

1976年９月28日にジエネラル・エレクトリツク
社（General Electric Company）に付与された
米国特許第3982812号には、金属筒８を有するブ
ツシユ・インサート若しくはモジユール１が示さ
れており、この金属筒８内では可動雌接点４が休
止位置から挿入された金属接点棒１０に係合する
ように移動する。移動中における雌接点４と筒８
との間の接触は可撓性を有するコイル状導電体５
によつて維持される。ブツシユ・インサート若し
くはモジユール１の内側における可撓性の必要性
及びスペース上の制限のために、導電体の寸法は
通電状態若しくは誤閉成状態下においては電流ト
ランスフアにとつて最適ではない。

1980年２月５日に付与された米国特許第
4186985号の第１図及び第２図はこの明細書の添
付図面の第１図及び第２図に表わされている。
1976年１月６日に付与された米国特許第3930709
号の第４図はこの添付図面の第３図に表わさられ
ている。これら２つの特許はこの出願の出願人に
譲渡されている。これらの図にはルーバ付接点リ
ング若しくはばね３４，５２が示されている。第
１図に示すように、金属スリーブ１２は雌接点組
立体３０に対しルーバばね３４を介して電気的に
接続されており、ルーバばね３４は組立体３０の
ピストン３２を取り巻くとともに該ピストンに対
して移動可能となつている。第３図は作動的接触
が金属スリーブ３８とピストン５０とにそれぞれ
接触するばね指部５２ｂ，５２ｃの端で達成され
ることを示している。

このような接触部の特性及び抵抗は指部の接触
個数と接触面の大きさとに依存する。指部のねじ
れや汚れの発生有効接触領域の面積を減少させて
電流密度に影響を及ぼす。更に、雌接点組立体が
動くときに、これら接触部の大きさ及び特性がか
なり変化する。

この問題が処理されて電流トランスフアの実質
的な改良がなされ、並列通路内で処理するために
のみ第２作動接点を設けることによつて雌接点組
立体はその初期位置及び初期移動段階に置かれ
た。しかしながら、一旦雌接点組立体がその初期
位置を越えると、電流トランスフアは再び上述し
たルーバ付接点リング３４，５２によつて処理さ
れた。この改良構造はアラン デイー．ボーグス
トロームからこの出願の譲受人に譲渡された発明
の名称「高電圧ブツシユ・インサート用固定接触
部材」に係る1988年９月27日付与の米国特許第
4773872号に開示され特許請求されている。この
特許の第５図はこの添付図面の第４図に表わされ
ている。

［課題を解決するための手段、作用効果］ 本発明は、通電状態若しくは閉成不良状態のと
きに雌接点組立体の移動通路全長にわたつてブツ
シユ筒と可動雌接点組立体との直接的固体状接点
を設けることによつて、上述した従来装置の問題
点を解消するものである。この直接的接点は従来
装置のルーバ付接点に置き代わることにより、従
来装置には必要であつた追加の金属スリーブを除
去する。また、この直接的接点により、例えば全
体がプラスチツク製のスリーブの使用を可能にす
る簡単な構造を実現できることとなり、このスリ
ーブは導電性プラスチツクで形成されるか、或い
は、導電性材料で被覆された単一成形ユニツトと
しての先端片を具備することにより、トラツプさ
れる空気の量を減少させるとともにコロナ放電の
電位を下げることができる。

直接固体状接点は、一端がブツシユ筒上に結合
されるとともに、その他端は可動雌接点組立体が
その全移動範囲にわたつて移動する間中該組立体
の管状延長部と電気的に接触するように配置され
る。第１実施例群においては、直接的接点の第２
端が分割されて管状延長部の内部との直接的接触
を行なうように拡張される。その接触部は管状延
長部上の保持リング、突起状指部、又はストツパ
リングによつて作用を受けて雌接点組立体の前進
移動を規制するストツパ面も有する。本発明装置
の第２の形態は、必要とされる電気的通路を形成
するために、直接接点の外面に対する管状延長部
の自由端の係合を使用する。両部品上の適切なリ
ングは互いに係合して雌接点組立体の移動を規制
する。

本発明の目的は、高電圧ブツシユ・インサート
内の可動雌接点組立体に固体状直接接点を設ける
ことにある。

本発明の他の目的は、ブツシユ・インサート内
のブツシユ筒と可動雌接点組立体との間に簡単な
直接電気接点を設けることにある。

本発明の他の目的は、通電若しくは誤閉成状態
に応じて雌接点組立体の全移動範囲にわたりブツ
シユ・インサート内のブツシユ筒と可動雌接点組
立体との間に簡単な直接電気接点を設けることに
ある。

本発明の他の目的は、通常のルーバ付接点及び
金属スリーブを除去し、高電圧ブツシユ・インサ
ートのブツシユ筒と可動雌接点組立体との間の直
接摺動形接点に置き換えることによつてブツシ
ユ・インサートの構造を簡素化することにある。

本発明の他の目的及び特徴は以下の説明及び特
許請求の範囲の記載及び添付図面の図示によつて
明らかになるであろう。なお、以下の発明の開示
は発明の原理及び発明を実施するための最良の形
態を例示したものである。

［好ましい実施例の説明］ 第５図及び第６図を参照すると、これらの図に
は、本発明概念に従つて構成されたブツシユ・イ
ンサート２００の第１実施例が示されている。ブ
ツシユ・インサート２００は天然ゴム、合成ゴ
ム、プラスチツク等のような絶縁材料及び
EDPMゴムで作られた細長い本体部分２０２を
備えている。本体部分２０２の外側部分の周りに
は導電性EDPMゴムのような半導体層２０４が
配設されている。縦穴２０６は本体部分２０２の
第１端２０８から第２端２１０までの全長にわた
つて延びている。縦穴２０６の全長にわたつて該
縦穴内には非金属スリーブ２１２が嵌合してお
り、このスリーブは本体部分２０２の第１端２０
８に隣接し且つ実質的に閉じた端部２１４と、本
体部分２０２の第２端２１０に隣接し且つ先端片
として形成された開口端部２１６とを有してい
る。この非金属スリーブ２１２の一体形構造によ
り、本体部分２０２に結合されねばならない先端
片が分割成形される必要性がなくなる。スリーブ
２１２は導電性プラスチツクで形成されるか、或
いは、塗料等のような導電性材料で被覆されるこ
とにより、その長手方向に沿つて等電位レベルに
保たれることとなる。この構造によれば、組付け
作業が省略されるとともに、コロナ放電を誘発す
る空気ポケツトが減少することとなる。

スリーブ２１２の端部２１４を貫通する通路２
１８はブツシユ筒（図示せず）を受容する凹所２
２０と連通している。

非金属スリーブ２１２の全長にわたつて該スリ
ーブ内には可動雌接点組立体２２２が配設されて
おり、好ましい雌接点組立体は本質的に雌接点２
２４と、作動ピストン２２６と、プラスチツクス
リーブ２２８と、アーク抑制ガス発生スリーブ２
３０と、中空管状金属スリーブ２３２とからなつ
ている。周知のように、回路が作動状態にある
か、或いは、接地が誤つている場合には、雄接点
プローブをブツシユ・インサート内の雌接点内に
差し込もうとすると、アークが発生して固体的電
気接触がなされるまでそのアークが持続すること
となる。このようなアークによる破壊作用を最小
にするために、できるだけ迅速にアークを消すア
ーク抑制ガスが発生される。したがつて、雄接点
プローブ（図示せず）が雌接点２２４に到達する
ときにアーク（図示せず）が発生し、そのアーク
がスリーブ２３０の表面に沿つて通過することに
より、アーク抑制ガスが発生し、このアーク抑制
ガスは本体部分２０２の端部２０８に向かつて室
２３４内に入る。室２３４内のガスの圧力が十分
高いときは、第６図に示すように、ガスはピスト
ン２２６に作用して雌接点組立体２２２全体を本
体部分２０２の端部２１０に向けて移動させるこ
とにより、雌接点２２４と雄接点プローブ（図示
せず）と間の強固な接触が行なわれることとな
る。管状金属スリーブ２３２は組立体２２２の移
動によつて同様に移動される。

可動雌接点組立体２２２の管状延長部２３２内
には接点手段すなわち接点２３６が設けられてお
り、この接点は非金属スリーブ２１２の実質的閉
塞端２１４に隣接した第１端２３８が堅く、ま
た、雌接点組立体２２２のピストン２２６に隣接
した第２端２４０が管状である。

第１端２３８には外径が小径とされた管状突起
部２４２が隣接しており、この管状突起部２４２
には実質的閉塞端２１４における接点２３６とス
リーブ２１２との組付けを容易にするための穴２
４４が形成されている。管状突起部２４２は、該
管状突起部が通路２１８内に圧入されるととも
に、ブツシユ筒の軸部（図示せず）がねじ溝付穴
２４４に螺合されて接点２３６の主要部内のねじ
溝付穴延長部２４６内に入るときに、該管状突起
部２４２の位置が保たれるように、寸法設定され
得る。変形例として、管状突起部２４２の外表面
は通路２１８のねじ溝付内表面に螺合するように
ねじ溝を形成することができる。また、プラスチ
ツクスリーブ２１２は音波溶接または熱膨張によ
つて金属接点２３６に結合され得る。

更に、第７図に示すように、管状突起部２４２
に突起２４８を形成するとともに、スリーブ２１
２の端面には折り返された突起２４８を受容する
ために通路２１８の周りに凹所２５０を設けるこ
とができる。

非金属スリーブ２１２を強化し補強するため
に、貫通穴２５４を備えた金属インサート２５２
がスリーブ２１２内に成形されるか、或いは、第
９図に示すように、成形後にスリーブ２１２内に
圧入され得る。同様に、第８図に示すように、貫
通するねじ穴２５８を備えた適当なナツト２５６
がスリーブ２１２の実質的閉塞端２１４内の通路
２１８に隣接配置され得る。

上述した接点２３６の端２４０は実質的に管状
であつて、ソケツト２６０に係合した雄接点プロ
ーブの端を受容可能となつている。管状端２４０
には一連の接触部材すなわちばね指部２６４を形
成するためのスリツト溝２６２が形成されてい
る。ばね指部２６４の接触面を増大させるため
に、端２４０に隣接した接点２３６の外表面の周
りに環状リング２６６を配設することができる。
リング２６６には同様にスリツト溝が形成され
る。ばね指部２６４を外方に偏向させて管状金属
スリーブ２３２の内面２７０との接触性を高める
ために、端２４０に隣接した接点２３６内にリン
グばね２６９（第１１図参照）を配設することが
できる。後面２６８は、後で述べるように、スト
ツパ面として作用する。ばね指部２６４で支持さ
れたリング２６６の外表面は、可動雌接点組立体
２２２の移動区間全体にわたつて管状金属スリー
ブ２３２の内表面２７０との固体状電気接触及び
ブツシユ・インサート２００が組み付けられるブ
ツシユ筒との固体状電気接触を行なわせる。以上
の説明においては、ブツシユ筒が軸部を備え、ブ
ツシユ・インサートがねじ溝付受容部を備えたも
のとして述べたが、ブツシユ・インサートが軸部
を備え、ブツシユ筒がねじ溝付受容部を備えるよ
うに、両者を逆の関係にしてもよい。

管状金属スリーブ２３２の内表面２７０上の端
２７２には環状凹所２７４が隣接しており、この
環状凹所２７４内には保持リング２７６が配設さ
れている。第６図に示すように、保持リング２７
６はリング２６６のストツパ面２６８に係合する
ように配置されることにより、本体部分２０２の
端２１０の方向の雌接点組立体２２２の移動を規
制する。第１０図に示すように、別のストツパ機
構は金属スリーブ２３２の端２７２を封止するた
めに内方を向いた突起２７４ａを形成しており、
この突起はストツパ面２６８に係合することによ
り本体部分２０２の端２１０に向かう組立体２２
２の移動を規制する。更に、ストツパリング２７
６を管状金属スリーブ２３２の端２７２に設ける
ことができる。ストツパリング２７６は符号２７
８の箇所で管状金属スリーブ２３２と螺合するよ
うに形成することができ、第１１図に示すよう
に、このストツパリングは内部環状リング２８０
を形成し、その前面２８２はストツパ面２６８に
係合して組立体２２２の移動を規制する。

接点２３６と金属スリーブ２３２の内表面２７
０との間の接触の代わりに、第１２図は、上記ば
ね指部２４０を用いることなく延長部２３２の端
と接点２３６の外表面との接触を行なう構造を示
している。接点２８４は接点２８４の端２８６の
周りにストツパリング２８８を有しており、接点
の端２８６及びリング２８８にはばね指接触面を
形成するためのスリツト溝は形成されていない。
延長部２９０の端２９２には内部環状リング２９
４が形成されており、この環状リングの前面２９
６はストツパ面として作用する。端２９２及びリ
ング２９４には複数個の異なるばね指部２９８を
形成するためのスリツト溝が形成されている。本
体部分３００には指部２９８が外方に撓むことを
可能にするための凹所３０２が形成されているの
で、組立時にリング２９４がリング２８８を通過
することができる。複数個のばねパツド２９９が
指部２９８を支持することにより、指部２９８と
接点２８４の外表面３０４との間の良好な電気接
触が確保されている。雌接点組立体２２２の移動
はストツパ面２９６とストツパリング２８８との
係合によつて規制されるが、電流通路はブツシユ
筒（図示せず）と雄接点プローブ（図示せず）と
の間に接点２８４及び延長部２９０のばね指部２
９８を介して維持される。

以上、負荷遮断形ブツシユ・インサートに関し
て本発明を説明したが、新規な直接形電気接点は
一体形ブツシユ、フイードスルー形ブツシユ、フ
イードスルー形インサート、接続器等のようない
かなる形式の遮断装置にも使用することができ
る。

以上、好ましい実施例に適用した本発明の重要
且つ新規な特徴について図示し説明したが、当業
者であれば発明思想を逸脱しない範囲内で図示し
た構造及び作用に種々の省略、代替及び変更を加
え得ることがわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

図面において、同様の構成要素には同様の参照
符号が付されている。第１図及び第２図はそれぞ
れ従来のブツシユ・インサートの断面側面図であ
つて、1980年２月５日に付与された米国特許第
4186985号の第１図及び第２図に相当するもので
ある。第３図は第１図のブツシユ・インサートの
３−３線に沿つた断面正面図であつて、1976年１
月６日に付与された米国特許第3930709号の第４
図に相当するものである。第４図は従来のブツシ
ユ・インサートの断面側面図であつて、1988年９
月27日に付与された米国特許第4773872号の第５
図に相当するものである。第５図は本発明思想に
従つて構成されたブツシユ・インサートの断面側
面図である。第６図は第５図のブツシユ・インサ
ートの作動時の一部を示す短縮断面側面図であ
る。第７図は第５図の非金属室又はスリーブに対
する金属接点の結合方法の変形例を示す部分的断
面側面図である。第８図および第９図は第５図の
非金属室又はスリーブの補強方法を示す部分的断
面側面図である。第１０図は雌接点組立体ストツ
パ機構の構造の変形例を示す部分的断面側面図で
ある。第１１図は雌接点組立体ストツパ機構の構
造の別の変形例を示す部分的断面側面図である。
第１２図は可動雌接点組立体に係合する金属接点
の別の変形例を示す部分的断面側面図である。 図において、２００はブツシユ・インサート、
２０２は本体部分（本体部材）、２０８は第１端、
２１０は第２端、２１２は非金属スリーブ、２２
２は可動雌接点組立体、２２４は接点、２２８は
プラスチツクスリーブ、２３２は管状金属スリー
ブ、２３６は接点、２４２は管状延長部、２５２
は金属インサート、２５６はナツト、２６４はば
ね指部、２６６は環状リング、２６８はストツパ
面、２６９はリングばね、２７６はストツパリン
グ、２８２はストツパ面、２８４は接点、２９４
は環状リング、２９６はストツパ面、２９８はば
ね指部、３００は本体部分をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１端から第２端まで延びる中心穴を有する
   細長い絶縁性本体部材を備え、 前記本体部材の一部内に設けられたほぼ中空筒
   状の非金属スリーブを備え、前記非金属スリーブ
   は前記本体部材の前記第１端に隣接した開口端を
   有し、 前記非金属スリーブの中空部分内で前記本体部
   材の前記第１端に隣接した第１位置から前記本体
   部材の前記第２端に近接した第２位置まで非係合
   状態で移動するように、前記非金属スリーブの中
   空部分内に配設され、かつ該中空部分から間隔を
   隔てて位置する、可動雌接点組立体を備え、前記
   可動接点雌接点組立体は雌接点に結合される第１
   端と前記雌接点から離れた第２自由端とを有する
   中空の管状金属スリーブ部分を有し、 前記非金属スリーブ内に配設された固定金属接
   点手段を備え、前記接点手段は前記開口端に隣接
   した第１部分を有するとともに、前記金属接点手
   段を高電圧ブツシユ筒内の導電性軸部に結合させ
   る手段を有し、 前記接点手段は前記接点手段の前記第１部分か
   ら離れた第２部分を有し、 前記第１位置から前記第２位置までの前記雌接
   点組立体の移動の間中、前記金属接点手段と前記
   金属スリーブ部分との間に連続した電気通路を維
   持するために前記金属接点手段及び前記金属スリ
   ーブ部分に結合された接触部材を備えている、 高電圧負荷遮断形ブツシユ・インサート。 ２ 前記固定金属接点手段の前記第１部分を前記
   非金属スリーブの実質的閉塞端で該非金属スリー
   ブに結合させるための結合手段を更に備えてい
   る、請求項１に記載のブツシユ・インサート。 ３ 前記結合手段が螺合手段である、請求項２に
   記載のブツシユ・インサート。 ４ 前記結合手段が圧入部である、請求項２に記
   載のブツシユ・インサート。 ５ 前記結合手段は、前記非金属スリーブの外表
   面の凹所内に受容されるように形成された前記固
   定金属接点手段の前記第１部分の折返し端であ
   る、請求項２に記載のブツシユ・インサート。 ６ 前記結合手段が音波溶接部である、請求項２
   に記載のブツシユ・インサート。 ７ 前記結合手段が熱膨張部を有する、請求項２
   に記載のブツシユ・インサート。 ８ 前記非金属スリーブの前記開口端内に更に補
   強手段を備えた、請求項１に記載のブツシユ・イ
   ンサート。 ９ 前記補強手段は前記非金属スリーブの開口端
   内に埋設されるべき刻み付き外表面を有する中空
   の金属インサートである、請求項８に記載のブツ
   シユ・インサート。 １０ 前記補強手段は前記非金属スリーブの開口
   端内に埋設される複数個のレンチ係合平面を有す
   るナツトである、請求項８に記載のブツシユ・イ
   ンサート。 １１ 前記接点手段の前記第２部分はほぼ円形で
   あつて、且つ、前記雌接点組立体の前記中空管状
   金属スリーブ部分の内表面に完全に係合するよう
   に配置されている、請求項１に記載のブツシユ・
   インサート。 １２ 前記接点手段の前記第２部分のほぼ円形で
   あつて、且つ前記雌接点組立体の前記中空管状金
   属スリーブ部分の内表面に係合するように配置さ
   れる一連のばね指部を形成するように分割されて
   いる、請求項１に記載のブツシユ・インサート。 １３ 前記接点手段の前記第２部分はほぼ円形で
   あつて、且つ、その自由端の周りに環状リングを
   有しており、 前記接点手段の第２部分及び前記環状リング
   は、前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリー
   ブ部分の内表面に係合するように配置される一連
   のばね指部を形成するように分割されている、請
   求項１に記載のブツシユ・インサート。 １４ 前記環状リングは更にストツパ面を備え、 前記インサートは更に前記自由端に隣接するよ
   うに、前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリ
   ーブ部分の内表面上に設けられ、前記ストツパ面
   に対する前記保持リングの係合により前記雌接点
   組立体の更なる移動が規制されるようになつてい
   る、請求項１３に記載のブツシユ・インサート。 １５ 前記環状リングは更にストツパ面を備え、 前記インサートは更に前記自由端に隣接するよ
   うに前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリー
   ブ部分内に複数個の突起部分を備え、突起部分の
   自由端は前記管状金属スリーブ部分の内方に向か
   つて延びており、前記ストツパ面に対する前記突
   起部分の自由端の係合により前記雌接点組立体の
   更なる移動が規制されるようになつている、請求
   項１３に記載のブツシユ・インサート。 １６ 前記環状リングは更に第１ストツパ面を備
   え、 前記インサートは更に前記雌接点組立体の前記
   中空管状金属スリーブ部分の自由端に結合される
   ストツパリングを備え、前記ストツパリングは第
   ２ストツパ面を有し、前記第１ストツパ面に対す
   る前記ストツパリングの前記第２ストツパ面の係
   合により前記雌接点組立体の更なる移動が規制さ
   れるようになつている、請求項１３に記載のブツ
   シユ・インサート。 １７ 前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリ
   ーブ部分の自由端はほぼ円形であつて、且つ、固
   定金属接点手段の外表面に完全に係合するように
   配設されている、請求項１に記載のブツシユ・イ
   ンサート。 １８ 前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリ
   ーブ部分の自由端はほぼ円形であつて、且つ、固
   定金属接点手段の外表面に完全に係合するように
   配設された一連のばね指部を形成するように分割
   されている、請求項１に記載のブツシユ・インサ
   ート。 １９ 前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリ
   ーブ部分の自由端はほぼ円形であつて、更に、そ
   の内表面上の自由端に環状リングを有しており、
   前記自由端及び前記環状リングは、固定金属接点
   手段のばね指部を形成するように分割されてい
   る、請求項１に記載のブツシユ・インサート。 ２０ 更に１つ１つが前記各ばね指部のための複
   数個のばねパツドを備え、前記各ばねパツドは、
   前記ばね指部と前記固定金属接点手段の外表面と
   の間の接触性を高めるために、ばね指部上に設け
   られていて前記非金属スリーブの内表面に係合し
   ている、請求項１９に記載のブツシユ・インサー
   ト。 ２１ 前記固定金属接点手段の前記第２部分の端
   の外側の周りに設けられて第１ストツパ面を有す
   る第１環状リングと、 前記雌接点組立体の前記中空管状金属スリーブ
   部分の自由端の内面に設けられた第２環状リング
   とを更に備え、前記第１ストツパ面に対する前記
   第２ストツパ面の係合により前記雌接点組立体の
   更なる移動が規制されるようになつている、請求
   項１に記載のブツシユ・インサート。