JPH0244419Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はセンタークランプ型ブツシングの改良
に関するものである。

（従来の技術） センタークランプ型ブツシングは第６図に示す
ように取付金具１の上下に碍管２，３を取付け、
それらの中央に配置した中心導体４の下端を下部
キヤツプ５に固定するとともにその上端をオイル
チヤンバ６内のばね押え７に螺着し、ばね押え７
の下面とオイルチヤンバ６の底面のばね受け８と
の間に多数の圧縮ばね９を配設したものであつ
て、この圧縮ばね９によつて中心導体４に張力を
与えるとともに碍管２，３に圧縮力を与えて全体
をクランプするように構成されている。ところで
一般に中心導体４は金属製であつて磁器質の碍管
２，３よりも熱膨脹係数がはるかに大きいため、
ブツシングが高温となるにつれてばね押え７とば
ね受け８との間の距離Ｓが拡がつてクランプ力が
低下し、逆に低温となるにつれてこの間の距離Ｓ
が狭くなりクランプ力が増加する傾向を示すこと
は避けられない。このため従来はブツシングが最
高使用温度になつたときにもなお想定される外力
によつて碍管のずれや浮き上りを生じぬための必
要最低限のクランプ力が維持でき、ブツシングが
最低使用温度になつたときにもなお圧縮ばね９が
撓み切ることなく適当な圧縮力を生ずるように圧
縮ばね９の強さが設定されており、この場合のブ
ツシングの使用温度とクランプ力との関係は例え
ば絶縁階級100号仕様の通常の設計例では第７図
に示されるようになる。第７図は碍管２の長さ
1060mm、碍管３の長さ300mm、アルミニウム製取
付金具１の長さ670mm、中心導体４は断面積403mm²
のアルミニウム製でその下端からばね押え７まで
の長さ2105mm、圧縮ばね９はばね定数20Kg／mmで
密着荷重109Kgのものを最低温度においても密着
に至らぬために必要な数の46個配設したと仮定し
て算出したグラフである。この例の構成では、ブ
ツシングの温度が−40℃から100℃まで変化する
ときの外側の構成部品と中心導体４との熱膨脹寸
法差は約3.5mmと計算され、それに圧縮ばねのば
ね定数と中心導体の弾性とが合成された合成ばね
定数の値を乗じた約2000Kgのクランプ力変動が温
度変化によつて起こり、100℃のときの値を例え
ば3000Kgに設定するなら−40℃のときは5000Kgに
達する。このように、従来のセンタークランプ型
ブツシングは通常の最低使用温度とされる−40℃
においてもそのクランプ力は中心導体４が耐え得
る許容荷重レベルよりもかなり低く、十分な余裕
を持つた設計とされているが、反面強度的には過
剰設計とも言うことができ、具体的には多数の圧
縮ばね９をオイルチヤンバ６の内部に配設するの
でこの部分が大型化しコスト高となること、この
種のフツシングは傾斜取付けされることが多いた
め頭部の重量が大きくなると曲げ応力が増加して
その分だけ曲げ外力に対する強度が低下すること
等の問題があつた。もつとも、初めから与えられ
た仕様に対して丁度適合するような強いばね定数
をもつ圧縮ばねを作つて用いるようにすればその
ような不具合は避け得るわけであるが、圧縮ばね
というものは実用上適正なコストで作るためには
かなり大量に一括生産する必要のある性質のもの
であり、少量多品種生産が一般的であるブツシン
グの各々の品種にそれぞれ丁度合うように圧縮ば
ねを個別生産して用いることは実際上コスト的に
不可能である。

また、ばねの材質も、一般的には人手性や材料
特性の点で鉄鋼以外には適当な材料がなく、従つ
てヤング率も殆ど一定値なので設計上得られる特
性にも制限がある。

そのような事情からブツシングには普通多くの
品種にわたつて汎用的な同一のばねが組み込ま
れ、その数量は単に各々のブツシングの最低使用
温度時のクランプ力において密着しないようにと
の観点からだけで決められるのが普通であり、そ
の結果得られるばね定数すなわち温度変化に対す
るクランプ力の変化度合がなりゆき任せとなるた
め、偶然そのばねに丁度適合する仕様の品種以外
のブツシングではすべて上述のような不具合が発
生するのである。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は上記のような従来の問題点を解決し
て、過剰設計をなくすることによりブツシング頭
部の小型化と低コスト化を図り、曲げ外力に対す
る強度を増加させたセンタークランプ型ブツシン
グを目的として完成されたものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は碍管の中央に配置された中心導体に圧
縮ばねによる張力を加えることにより碍管に圧縮
力を与えて全体をクランプするセンタークランプ
型ブツシングにおいて、該圧縮ばねにスペーサそ
の他の撓み量制限部材を介在させ、ブツシングが
最低使用温度まで冷却される以前の中間使用温度
域において圧縮ばねの撓み量を制限したことを特
徴とするものである。

以下に本考案を図面を参照しつつ更に詳細に説
明すると、第１図及び第２図に示されるように本
考案のセンタークランプ型ブツシングの基本的な
構成は第６図に示した従来のものと同様であり、
圧縮ばね９の部分にスペーサ等の撓み量制限部材
１０を介在させた点に特徴がある。撓み量制限部
材１０は第２図に拡大して示すようなスペーサで
あつても、第４図に示すようにばね押え７とばね
受け８の一方又は双方から突設された突起であつ
ても、あるいはその他の任意の形状のものであつ
てもよい。その他の構成部分については第６図に
示したものと同様であるから同一の番号を付して
説明を省略する。本考案においても圧縮ばね９の
強さは第５図に示されるように、ブツシングが最
高使用温度にあるときにも想定される外力によつ
て碍管のずれや浮き上りを生じぬための必要最低
限以上のクランプ力を与えるように設定される。
しかし本考案においては中心導体４の弾性がある
程度ばねに似た機能をもつことに特に着眼し、圧
縮ばね９の個数を減少させる等の方法により圧縮
ばね９の全体の合成ばね定数を第７図に示される
従来のものよりも小さくして、もし撓み量制限部
材１０がない場合には使用温度の低下につれて上
昇するクランプ力により最低使用温度に達する前
に圧縮ばね９が撓み切り密着状態となるように設
定しておく。そして撓み量制限部材１０の長さ
を、第２図に示すように最高使用温度における圧
縮ばね９の長さより短く、また圧縮ばね９が密着
状態となつたときの長さよりも長く設定してお
く。

（作用） このように構成されたものは、ブツシングが最
高使用温度である100℃付近で使用されるときに
も、第４図に示されるように圧縮ばね９が必要最
低限のクランプ力を与えるものであり、この状態
（Ａ点）から使用温度が低下するにつれて次第に
クランプ力が上昇することも前述のとおりであ
る。しかし本考案においては圧縮ばね９の部分に
スペーサその他の撓み量制限部材１０を介在させ
たので、ブツシングが最低使用温度まで冷却され
る以前の中間使用温度域のＢ点において圧縮ばね
９が密着状態となるに先立ち撓み量制限部材１０
が圧縮ばね９の撓み量を制限する。この第３図に
示される状態となると圧縮ばね９はもはや圧縮ば
ねとしての機能を発揮みなくなり、使用温度が更
に低下すると中心導体４自体の弾性のみが作用し
てクランプ力はＢ点からＣ点に向つて急激に上昇
することとなる。そこで最低使用温度におけるク
ランプ力の大きさを第５図のように中心導体４の
許容荷重レベルに近い値となるように計算によつ
て圧縮ばねの強さを調整しておけば、ブツシング
の使用温度が100℃〜−40℃の最高使用温度と最
低使用温度との間を変化する間にクランプ力は必
要最低限の値から中心導体４の許容荷重レベルま
でフルに変動することとなり、第６図及び第７図
の従来品に見られたような過剰設計は解消され
る。この結果、圧縮ばね９として第７図と同一の
特性のものを用いるときにはその個数を例えば46
個から34個まで減少させることができ、これに伴
つてばね押え６やばね受け８を小型化することが
できるのでオイルチヤンバ６の全体の大きさも小
型化することができ、製作コストの低減と頭部自
重の軽減による曲げ外力に対する強度向上とを達
成できることになる。なお本考案と同様の効果は
撓み量制限部材１０を介在させることなく第５図
に示すＢ点において圧縮ばね９が密着状態となる
ようにしても得られるが、一般に市販されている
圧縮ばねはそのような使用方法を想定して設計さ
れておらず、特別に設計された密着可能な圧縮ば
ねを製作しなければならない不利がある。本考案
においては圧縮ばね９が密着状態となる前に撓み
量制限部材１０が撓み量を制限するので、一般に
市販されている圧縮ばねを使用できる利点があ
る。

ここでいう使用温度とは雰囲気温度ではなく、
雰囲気による加熱や冷却及びブツシング自身の通
電発熱によりブツシング自身が達し得る温度のこ
とである。例えば−40℃の雰囲気中で通電電流が
０になればブツシングは−40℃となり、40℃の雰
囲気中で定格電流通電の温度上昇が60℃ならばブ
ツシングは100℃に達する。

第５図、第７図は概ねその程度の想定で算出し
てあるが、本考案は決して−40℃から100℃の範
囲に限定されるものではなく、圧縮ばねが中心導
体及び撓み制限部材の諸元を変えることによりも
つと広い温度範囲、例えば広くは国際規格
IEC137版に示されるような最低雰囲気温度の−
60℃からブツシング許容最高到達温度の120℃に
及ぶ範囲でも同一思想で容易に応用できることは
明白である。

本考案の実施例では圧縮ばねとしてコイルばね
を用いたが、本考案に用いる圧縮ばねはコイルば
ねに限られることはなく、皿ばね、竹の子ばね、
重ね板ばねなどのように圧縮ばねであれば形態を
問わない。

（考案の効果） 本考案は以上の説明からも明らかなように、中
心導体に張力を加える圧縮ばねの強さを従来より
も弱めるとともに撓み量制限部材を介在させるこ
とにより中間使用温度域において圧縮ばねの撓み
量を制限し、更に使用温度が低下したときには中
心導体自体の弾性を利用してクランプ力を生じさ
せるようにしたので、従来よりも圧縮ばねの個数
や大きさを減少させることができ、製造コストの
低減、頭部自重の減少による曲げ外力に対する強
度向上等の効果を得ることができたものである。
また本考案は圧縮ばねを密着状態で使用しないの
で、特別設計の高価な圧縮ばねを用いる必要もな
い。よつて本考案は従来のセンタークランプ型ブ
ツシングの問題点を解決したものとして、その実
用的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す中央縦断
面図、第２図はその要部の拡大断面図、第３図は
圧縮ばねの撓み量が制限された状態を示す同じく
拡大断面図、第４図は本考案の第２の実施例の要
部を示す拡大断面図、第５図は本考案のセンター
クランプ型ブツシングにおけるクランプ力の変化
を示すグラフ、第６図は従来のセンタークランプ
型ブツシングを示す中央縦断面図、第７図はその
クランプ力の変化を示すグラフである。 ２，３：碍管、４：中心導体、９：圧縮ばね、
１０：撓み量制限部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 碍管２，３の中央に配置された中心導体４に圧
   縮ばね９による張力を加えることにより碍管２，
   ３に圧縮力を与えて全体をクランプするセンター
   クランプ型ブツシングにおいて、該圧縮ばね９に
   スペーサその他の撓み量制限部材１０を介在さ
   せ、ブツシングが最低使用温度まで冷却される以
   前の中間使用温度域において圧縮ばね９の撓み量
   を制限したことを特徴とするセンタークランプ型
   ブツシング。