JPH0963381A - 懸垂がいし - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁体頭部寸法の増加を必要とせずに、所要の
磁器破壊強度および残留強度を同時に発現させ得る懸垂
がいしを提案することを目的とする。 【解決手段】懸垂がいしは、中空円筒状頭部（３）にお
ける周壁（３ａ）の内面および外面にセラミック質のサ
ンド（４）が接着された磁器製の絶縁体（１）を具え
る。絶縁体頭部（３）に対し、キャップ金具（５）およ
びピン金具（６）がそれぞれセメント（７）により接合
されている。ピン金具（６）は、絶縁体頭部（３）内に
位置すると共にアール面（６ｂ）を有する大径端部（６
ａ）を含んでいる。ピン金具（６）のアール面（６ｂ）
は、軸線方向引張荷重の作用下で絶縁体頭部（３）の周
壁（３ａ）内面に対して半径方向の圧縮力を及ぼす配置
とされている。本発明においては、ピン金具（６）にお
ける大径端部の外径Ｄとアール面の曲率半径Ｒとの間
に、Ｒ／Ｄ＝１．１〜１．３の関係を満足させることに
より、絶縁体頭部（３）の大型化を必要とせずに所要の
磁器破壊強度および残留強度を同時に発現させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、頂壁および周壁を
有する中空円筒状の頭部を含み、周壁の内面および外面
にセラミック質のサンドが接着された磁器製の絶縁体
と、該絶縁体の頭部に対しセメントにより接合されたキ
ャップ金具およびピン金具とを具え、ピン金具が、絶縁
体の頭部内に位置すると共にアール面を有する大径端部
を含み、該アール面を、軸線方向引張荷重の作用下で絶
縁体頭部に対して半径方向の圧縮力を及ぼす配置とした
懸垂がいしに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述した構成の懸垂がいしは、例えば特
開昭６３−２７１８３１号公報に開示されており、従来
既知である。このような懸垂がいしにおいて、大径端部
にアール面を有するピン金具（いわゆるＲピン）は、そ
の「くさび効果」によって生じる応力を拡散させて磁器
本体への応力の集中を緩和する機能を発揮するため、長
期強度に対する信頼性を向上するうえで有効であり、標
準がいしより例えば３３トン級の懸垂がいしに至るまで
広範に採用されている。しかるに、Ｒピンを有する懸垂
がいしは笠部欠損後の引張強度、いわゆる残留強度が必
ずしも十分に発現されない場合があり、これは欠損した
笠部破面に応力が加わって頭部への亀裂進展を助長する
ことが原因とされている。そのため、残留強度を向上す
るためには絶縁体の頭部寸法を増加せざるを得ないと考
えられていた。

【０００３】なお、４０トン級以上の重量級懸垂がいし
となると、絶縁体頭部のさらなる大型化が必要となり、
従来のＲピン構成では頭部の高さを有効に活用すること
が困難となる。これに対応すべく複数のアール面を有す
る多段Ｒピンも提案されているが、多段Ｒピンは基本的
には単段Ｒピンの設計思想を踏襲したものである。

【０００４】一般的に、Ｒピンのくさび効果を高めて懸
垂がいしの長期強度に対する信頼性を向上する観点から
はアール面の曲率半径を増加させ、頭部の広い範囲で荷
重を分担させて応力集中を緩和させる設計が望ましい
が、これとは対照的に、懸垂がいしの残留強度の見地か
らはアール面の曲率半径を減少させるのが効果的であ
る。すなわち、アール面の曲率半径を減少させることに
より荷重分担の範囲をキャップ内に留め、欠損部まで至
らないようにした場合には、笠部の欠損破面への荷重が
緩和されるため、破面に生じた亀裂の進展を遅延させる
ことが可能である。これにより、キャップ／ピン間の高
さを有効に活用できるため、懸垂がいしの残留強度が向
上するのである。しかし、アール面の曲率半径の減少に
伴ってピン金具のくさび効果が必然的に低下し、磁器の
所要引張破壊強度を達成するのが困難となる場合があ
る。

【０００５】したがって、絶縁体頭部寸法の増加を必要
とせずに、所要の磁器破壊強度および残留強度を同時に
発現させ得る懸垂がいしが待望されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
した要求を十分に満足することのできる懸垂がいしを提
案することにある。

【課題を解決するための手段】

【０００７】この課題を解決するため、本発明は、頂壁
および周壁を有する中空円筒状の頭部を含み、周壁の内
面および外面にセラミック質のサンドが接着された磁器
製の絶縁体と、該絶縁体の頭部に対しセメントにより接
合されたキャップ金具およびピン金具とを具え、ピン金
具が、絶縁体の頭部内に位置すると共にアール面を有す
る大径端部を含み、該アール面を、軸線方向引張荷重の
作用下で絶縁体頭部に対して半径方向の圧縮力を及ぼす
配置とした懸垂がいしにおいて、ピン金具における大径
端部の外径Ｄと、アール面の曲率半径Ｒとの間に、次の
関係：Ｒ／Ｄ＝１．１〜１．３を満足させることを特徴
とするものである。

【０００８】本発明は、絶縁体頭部寸法の増加を必要と
せずに、所要の磁器破壊強度および残留強度を同時に発
現させ得る懸垂がいしの構成について鋭意検討を重ねた
結果、ピン金具における大径端部の外径Ｄと、アール面
の曲率半径Ｒとの寸法比Ｒ／Ｄが特に重要な役割を演じ
ていることを初めて知見し、この寸法比Ｒ／Ｄを１．１
〜１．３の範囲内で設定し、特に好適には約１．２とす
ることにより、所期の目的を確実に達成し得るとの新規
な認識に基づいて完成されたものである。

【０００９】本発明の好適実施例においては、絶縁体頭
部における周壁内面が円筒面、頂壁内面が曲面であり、
周壁および頂壁の各内面が略四半円弧状のアール面で連
続的に接続されている。この場合、絶縁体頭部内面にお
けるアール面は頂壁内面の曲面よりも小さい曲率半径を
有する構成とする。このアール面の曲率半径は、例えば
８〜１０ｍｍとすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示した
好適実施例に基づいて詳述する。図１に示す懸垂がいし
は磁器製の絶縁体１を具え、この絶縁体１の素地表面に
は既知の態様で釉薬が施されている。絶縁体１は、半径
方向外方に向けて延在するフランジ状の笠部２と、その
中央に配置されて上向きに突出する略円筒状の頭部３と
から構成されている。頭部３は、下端部において笠部２
に接続する略円筒状の周壁３ａと、周壁３ａの上端部に
連続する頂壁３ｂとを含んでいる。図２に示すように、
頭部３における周壁３ａの内面を円筒面、頂壁３ｂの内
面を曲面とし、周壁３ａおよび頂壁３ｂの各内面をアー
ル面３ｃで連続的に接続し、同アール面３ｃの曲率半径
Ｒc を頂壁３ｂ内面の曲率半径Ｒb よりも小とし、例え
ば８〜１０ｍｍとする。周壁３ａの内面および外面に
は、セラミック質のサンド４が接着されている。この場
合、周壁３ａの内面におけるサンド４の接着領域の上端
は、周壁３ａの円筒状内面とアール面３ｃとの接続位置
Ｔを基準として、その上方３ｍｍの位置よりも下側の領
域ΔＴ内に配置するのが好適である。

【００１１】頭部３に対し、キャップ金具５が外面側
で、またピン金具６が内面側で、それぞれセメント７に
より接合されている。図３に示すように、ピン金具６
は、絶縁体１の頭部３内に位置すると共にアール面６ｂ
を有する大径の上端部６ａを具えている。このアール面
６ｂは、軸線方向引張荷重の作用下で絶縁体頭部３に対
して半径方向の圧縮力を及ぼす配置とされている。図３
における参照符号ｈは、キャップ／ピン間の実質的な有
効高さを表している。なお、ピン金具６の表面には溶融
亜鉛めっき等による金属めっき層が形成され、この金属
めっき層上に耐アルカリ性絶縁皮膜としてのビチューメ
ン塗料（bituminous paint）が塗布されている。さら
に、ピン金具６の上端面と頭部３における頂壁３ｂ内面
との間には、厚みが２〜３ｍｍの緩衝部材８が介挿され
ている。

【００１２】上述した懸垂がいしの基本構成自体は前記
特開昭６３−１９３４１４号公報に開示されており、従
来既知である。絶縁体１における頭部周壁３ａの内面お
よび外面に接着するサンド４は、次の方法により製造す
るのが好適である。すなわち、先ず従来と同様にサンド
素地を調合し、フィルタープレスにより脱水して適度な
水分を含有するケーキとする。このケーキを土練機に投
入して混練し、孔径が１．８〜２．０ｍｍ程度の多数の
貫通孔を有する孔あき板から押し出してヌードル状の成
形体を得る。この成形体の直径は、目的とするサンドの
最大粒径と同じか、僅かに大きめとしておく。

【００１３】次に、このヌードル状成形体を乾燥し、粗
砕機およびデシンター整粒機によって成形体の直径とほ
ぼ同径の粒状体に粉砕、整粒する。なお、デシンター整
粒機は、多数の透孔が設けられたドラムを回転させつつ
粉砕、整粒を行なう装置である。ドラムにおける透孔の
孔径は１．６〜１．８ｍｍ程度とし、また、ドラムの回
転数は通常の場合よりもはるかに低い２００ｒｐｍ程度
とするのが好適である。かくして得られた粒状体は、鋭
角的なエッジの少ない粒状体であり、上網が１．６８ｍ
ｍ、下網が０．８４〜１．０ｍｍの整粒篩にかけて選別
した上、さや詰めして焼成する。その後に焼成品をほぐ
し篩にかけてほぐし、鋭角的なエッジの少ないがいし用
サンドとして仕上げるのである。がいし用サンドの上記
粉砕製法については、例えば特公平６−５３６０１号公
報に詳述されているので、当該公報の記載も参照された
い。

【００１４】本発明は、絶縁体頭部寸法の増加を必要と
せずに所要の磁器破壊強度および残留強度を同時に発現
させ得る懸垂がいしを実現させるうえで、ピン金具６に
おける大径端部６ａの外径Ｄと、アール面６ｂの曲率半
径Ｒとの寸法比Ｒ／Ｄが特に重要な役割を演じている点
に着目して、この寸法比Ｒ／Ｄの適正範囲を定めるもの
である。

【００１５】図４は、ＩＥＣ規格Ｎｏ．３０５のＵ１２
０ＢＳに準拠する懸垂がいしにおいて、寸法比Ｒ／Ｄを
変化させたときの磁器の引張破壊強度および残留強度を
示すグラフである。このグラフにおいて、磁器の引張破
壊強度は母集団の平均値を保証強度に対して３σの裕度
を持たせた値を１００とし、また、残留強度は、母集団
の平均値を保証強度の６５％に対して１．６４５σの裕
度を持たせた値を１００としたものである。図４から明
らかなとおり、寸法比Ｒ／Ｄが１．１に満たない場合に
は満足すべき残留強度が達成される反面、磁器の引張破
壊強度が不十分となる傾向が認められる。他方、寸法比
Ｒ／Ｄが１．３を超える場合には満足すべき引張破壊強
度が達成される反面、残留強度が不十分となる傾向が認
められる。したがって、寸法比Ｒ／Ｄは１．１〜１．３
の範囲内で設定するのが好適であり、約１．２とするの
が特に望ましいことが明らかである。

【００１６】さらに、図５は、ＩＥＣ規格Ｎｏ．３０５
のＵ３００ＢＳに準拠する懸垂がいしにおいて、寸法比
Ｒ／Ｄを変化させたときの磁器の引張破壊強度および残
留強度を示すグラフである。このグラフにおいても、磁
器の引張破壊強度および残留強度は、いずれも前述と同
様の値を１００としたときのデータを示すものである。
図５から明らかなとおり、この懸垂がいしについても寸
法比Ｒ／Ｄが１．１に満たない場合には満足すべき残留
強度が達成される反面、引張破壊強度が不十分となる傾
向が認められる。他方、寸法比Ｒ／Ｄが１．３を超える
場合には満足すべき引張破壊強度が達成される反面、残
留強度が不十分となる傾向が認められる。したがって、
この場合においても寸法比Ｒ／Ｄは１．１〜１．３の範
囲内で設定するのが好適であり、約１．２とするのが特
に望ましいことが明らかである。

【００１７】上述した説明から明らかなとおり、本発明
によれば、ピン金具６における大径端部６ａの外径Ｄに
対するテーパ面６ｂの曲率半径Ｒの適正範囲を定めたこ
とにより、絶縁体頭部３の大型化を必要とせずに磁器の
所要引張破壊強度および残留強度を同時に発現し得る懸
垂がいしを実現することが可能となるものである。 な
お、上述した実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限
定するものではない。そして、本発明がその範囲内にお
いて種々の変形形態をもって実施し得ることは、言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を好適に実施し得る懸垂がいしの正面図
であって、その半部を断面で示すものである。

【図２】絶縁体頭部の内面形状を説明するための略図で
ある。

【図３】本発明による懸垂がいしの要部拡大断面図であ
る。

【図４】保証強度が互いに異なる懸垂がいしにおいて、
それぞれ寸法比Ｒ／Ｄを変化させたときの磁器破壊強度
および残留強度を示すグラフである。

【図５】保証強度が互いに異なる懸垂がいしにおいて、
それぞれ寸法比Ｒ／Ｄを変化させたときの磁器破壊強度
および残留強度を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 磁器製の絶縁体、３ 中空円筒状頭部、３ａ 周
壁、４ セラミック質のサンド、５ キャップ金具、６
ピン金具、６ａ 大径端部、６ｂアール面、７ セメ
ント

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】頂壁および周壁を有する中空円筒状の頭部
   を含み、周壁の内面および外面にセラミック質のサンド
   が接着された磁器製の絶縁体と、該絶縁体の頭部に対し
   セメントにより接合されたキャップ金具およびピン金具
   とを具え、ピン金具が、絶縁体の頭部内に位置すると共
   にアール面を有する大径端部を含み、該アール面を、軸
   線方向引張荷重の作用下で絶縁体頭部に対して半径方向
   の圧縮力を及ぼす配置とした懸垂がいしにおいて、ピン
   金具における前記大径端部の外径Ｄと前記アール面の曲
   率半径Ｒとの間に、次の関係： Ｒ／Ｄ＝１．１〜１．３ を満足させることを特徴とする懸垂がいし。
2. 【請求項２】ピン金具における前記大径端部の外径Ｄと
   前記アール面の曲率半径Ｒとの間に、次の関係： Ｒ／Ｄ≒１．２ を満足させることを特徴とする、請求項１記載の懸垂が
   いし。
3. 【請求項３】前記絶縁体頭部における周壁内面が円筒
   面、頂壁内面が曲面であり、周壁および頂壁の各内面が
   略四半円弧状のアール面で連続的に接続され、該アール
   面が頂壁内面の曲面よりも小さい曲率半径を有すること
   を特徴とする、請求項１または２に記載の懸垂がいし。
4. 【請求項４】前記絶縁体頭部内面におけるアール面の曲
   率半径が、８〜１０ｍｍであることを特徴とする、請求
   項３記載の懸垂がいし。