JPS58166189A - 絶縁管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁管継手、例えば、金属製気密容器の壁面
を貫通して取り付けたり、あるいは金楓管の中間に介在
させて絶縁を保持する目的に使用するところの中心部に
貫通孔を有する絶縁管継手に関するものである。

本発明Ｋか〜る絶縁管継手は、例えば、液体窒素あるい
は液体ヘリウム等、低温液体を使用する冷却装置等に、
また、ｉｏθ〜２００℃という常温より高い状態の液体
若しくは気体を絶縁を保持して流通させ−るところの化
学工業あるいは石油精製工業等の設備等に使用されるも
のであり、このような目的に使用される絶縁管継手に要
求される特性中、主なものを挙げると次のとおりである
。

まず、気密特性が良好であり、温度の急激な上昇及び下
降の反復にあっても、気密特性が低下す材料あるいは周
囲条件により低下することがない十分な浴面絶縁距離を
確保し得ること、機械的強度に富み、特に、引張り荷重
隼駅が大きく、使用中に破損の危険性がないこと、及び
、経年変化がなく長期信頼性を有すること等である。更
に、このほか、広く実用化されるためには、器壁への取
付け、あるいは、金属管との接続が容易であること、一
定流量に対して外径寸法が小さいこと、及・ひ、′。

４、製造が容易で、価格が低摩であること等が切実に要
求される。

このような絶縁管継手の場合、２（ｌ！の導管の間に電
気絶縁物を介在させた構造が一本構造になり、この場合
、特性を最も大きく支配するのは電気絶縁物である。以
下、この電気絶縁物について説明する。絶縁物に有機材
料を使用した場合には、温度が高くなったり、あるいは
上昇、下降の反復にあうと、材料自体の特性の経年変化
により、気密特性が劣化するという致命的な欠陥がある
ために、現実的には使用不可能である。次に、ガラス質
を使用した場合には、温度の急変によりひび割れを発生
すること、あるいは、機械的衝撃強度が低いという欠陥
があり、また磁器材料を使用し、低融点金属で封着した
場合もガラス質の場合と同様熱的及び機械的衝撃強度が
低いという致命的な欠陥があり、これらもまた、現実に
は使用不可能である。上記の各８％性を総合して最も優
れたものに次に詳細に説明するガラス・マイカ塑造体よ
りなる電気絶縁物がある。

ガラス・マイカ塑造体とは、ガラス質の粉末とマイカの
粉末との混合物を原料とし、この原料粉末をガラス質が
軟化して加圧により流動する温度Ｋまで加熱し、−加熱
状態で加圧成形し【得る電気絶縁物の上とである。

ガラス・マイカ塑造体を電気絶縁物とした絶縁管継手で
、従来の要求特性に対して最も理想的なものに、先に本
発明者らが提案（％願昭５Ｓ−５／／３コ号）したもの
がある。

以下、これを添付図面第１図により、その構造を説明す
る。なお、第１図Ｘは製品の構成を、また第１図Ｙは製
品に機械加工する前の成形品の構造をそれぞれ示す縦断
面図である。

図において、符号／は第１管状部材、コは第コ管状部材
、３は第１及び第コ管状部材／、コ関に設けられる電気
絶縁物であって、第１管状部材ｌは、その一端、例えば
図において筒体／−／の下一端側には外周部にねじ／−
３が形成された鍔部ｌ−コが外径側に突出して形成され
ると共に上端部には筒体／−／ＩＩＣ連続して接続部／
−＆が形成されており、また、第コ管状部材−には、上
部鍔部ｌ−一を囲むように溝部コーｌが内径部に形成さ
れると共に溝部コー１１１Ｇ鍔部ｌ−一を挿入するため
に溝部コー７に続いてその上部にねと／−、？にら合す
るねとコーーが形成され、更に下端部には接続部−一３
が形成されている。また、電気絶縁物３は、電気絶縁物
、７−／において、第１．第二管状部材ｌ、λ間に介装
して、第１．第λ管状部材ｌ、−を絶縁すると共にねじ
部／−３及び−−２と協働して軸方向の引っ張り荷重を
負荷すると共に、上部においては第１管状部材／の外周
面に、また、下部においては第コ管状部材−の内周面に
露出して沿面抵抗を有するように外周絶−物３−λ及び
内周絶縁物３−３が形成されている。

従来の絶縁管継手は上記のように構成されるが、次にそ
の製造方法の概略を添付図面第１図に基づいて説明する
。

まず、第１管状部材７ノは、その内径部に機械加工用取
代を設けると共に下端部に支持部！が内周絶縁物３−３
が形成される間ｔＭ３’−＃を第コ管状部材−′との間
に残して設けられており、その他の部分にあっては所要
形状に形成されている。また、第コ管状部材λ′は、そ
の上端部が第１管状部材ｌ′の筒体／−／と同高に延長
して形成されると共に、下端は後−に述べる支持金上に
載置し得るよ５に外径側に段部が形成され、また、内径
部には第１管状部材／′の支持部ｔｌ　　ｇが載置され
る段部な形成すると共に第１管状部材７′の内径と同径
に内径が形成されている。

金具類としては、上記のように形成された第１及び第コ
管状部材／′、λ′から構成されるが、これらの使用材
料は１００℃程度の加熱条件下で所要強度を保持し得る
ものであればよく、鋼やステンレス−等は好適に使用さ
れる。

次に成形型であるが、これは１、第コ管状部材λ′の外
周にあって成形時の第一一状部材の変形を支承する円周
方向に分割可能な壁部ｑと、壁部ｑの外径側に形成の傾
斜面に嵌合する傾斜面が内径面に形成され、壁部ダを保
持固定する一体構造の枠５と、第一一状部材ｌを下方か
ら支承する分割構造の支持金６と、第１管状部材／′の
筒体／−／及び接続部Ｉ−ダ関の境界部に形成の段部、
第コ管状部材−′の上端部並びに壁部ダにより形成の空
間部に載置される電気絶縁物を後に形成する予備成形体
りを押圧して第１．第一管状部材間の間隙部Ｊ／　Ｋ予
備成形体７を加熱充填する加圧金ｇとから構成されてい
る。

また、予備成形体りは、その原料にはガラス質の粉末と
、マイカの粉末との混合粉末、例えば、混合比率が容量
比において３５〜ｑＯ対６５〜６０の混合粉末を使用し
、別の図示されていない成形型により、壁部ダと第１．
第一一状部材／／　、　、２／とにより形成の空間部に
挿填可能の円筒形状品に成形し、乾燥して水分を除去し
たものである。

上記のように構成された各部材により、成形するために
、まず、第２図に示すように、壁部ダ、枠！及び支持金
６を組み立て、組み立てない状態の加圧金ｔと共に所定
温度に加熱する。金具は第７管状部材ｌ′を第２管状部
材−′にら通して組み立てた状態で所定温度に、また、
予備成形体７も所定温度にそれぞれ加熱する。

このようにして加熱が完了すると、先ず、組み立てた金
具を壁部ダ内の支持金６上に挿填する。

次に予備成形体７を壁部４ｔｆ第１管状部材／の接続部
／−４（とで構成する空間部に挿填する。この場合の状
態が第一図・ＸＫ示しである。次に加圧金ざを予備成形
体７上に載置し、加圧成形機（図示せず）を用い加圧金
５を加圧する。その結果、予備成形体りは流動して、第
１及び第一管状部材／′λ′により構成する間隙部ｌを
充填し、一部は第−管状部材一′上に！Ａす、絶縁物Ｊ
−１１を構成する。

この場合の状態が第一図Ｙに示しである。

このようにして成形が完了すると、成形品を所定温度に
冷却し、次いで成形製を分解して成形品を取り出し、こ
の成形品を機檎加工により、第１図ＸＫ示すように外周
絶縁物３−コ及び内周絶縁物３−３を露出させ、接続部
ｌ−ダを設けた製品に仕上げられる。なお、この接続部
／−ｌは、ねじあるいは溶接等により容器壁あるいは金
属管に接続される。

このようＫして製造された絶縁管継手は、気密特性、冷
熱及び機械的債撃強度、引張り荷重強度に関しては、完
全にこれを保持するが、電気絶縁特性中、沿面絶縁特性
、特に、内周部の特性が低く、構造、機械的な不可避の
理由により、これを改良し得ないという極めて重大な致
命的な欠陥がある。また、この傾向は製品形状が大きく
なるにつれ、％に顕著となるものである。

以下、その理由につい【説明する。

この絶縁管継手の金具類の材質は、成形上の理由により
、約１００℃の温度に加熱され、この状態でｉｓ〜３ト
ンの加圧を受けて成形されるために、この条件下で所定
の機械的強度を保持する必要があり、従って、自ずと使
用材料は限定され、鉄及びその合金やステンレス鋼等に
なる。しかるに、鉄の熱膨張率はｌ／×ＩＯ−′、ステ
ンレス鋼のそれは１ｔｘｉｏ−’　　程度である。一方
、電気絶縁物であるガラス・マイカ塑造体の熱膨張率は
ｇ〜９Ｘ１０　’である。このガラス・マイカ塑造体と
なる予備成形体は、一般に７３０−　＆θ０℃に加熱さ
れるが、これは加圧成形時の流動性を良好にするために
必要な条件である。また天然マイカはこの温度に加熱す
ると分解するために、必然的に熱分解しない合成マイカ
が使用され、実際には、合成含ヰ素金マイカが使−用さ
れ、このマイカの熱膨張率はｔ　Ｘ　１０−’である。

一方、ガラス質の熱膨張率は、軟化溶融温度、電気絶縁
特性及び耐食性勢必須具備特性面からの制約により、ｇ
−ｉｏｘｉｏ’のものが使用され、これより大きい熱１
１脹率のものは使用不可能である。そのため必然的に上
記の膨張率になる。

また、製品の内周の沿面絶縁特性を司る内周絶縁物３−
３は、上記の熱膨張率の差により、成形品は常温におい
て、矢印９−１．９−コＩｔＣ示スような軸方向に、ま
た、矢印ＩＯにより示す内周方向の中心部に必然的に圧
縮力を受ける。この内周絶縁物３−３が受ける単位あ五
りの圧縮力は、長さが長くなる機軸方向に１また、直径
が大きくなる程円周方向に増加するようＫなる。しかし
ながら、成形品の状態では、金具によつ【、この内周絶
縁物３−３は包囲されているので、現象的には何ら異常
が見られないが、製品にするために内周部の金具を除去
すると、ガラス・マイカ塑造体として保持する圧縮強度
より、この圧縮力が大きくなることがあり、その結果、
破壊して飛散する現象、いわゆる爪飛び現象を生ずるよ
うになる。この現象は温度の上昇、下降があると顕著に
加速される。

このような理由により、内周絶縁物３−３の長さは必然
的に制約されるようＫなるために必要とする沿面絶縁特
性が確保できなくなり、また、直径の大きいものは製作
不能になって、その限度は約／θＯｗｎψに抑えられる
。

本発明は、このような従来品の致命的な欠陥である沿面
絶縁特性及び形状の大きさについての制約を完全に除去
し、直径の大ささの制約がな（、且つ必要な沿面絶縁特
性を保持する絶縁管継手を提供することを、その目的と
するものである。

本発明は、この目的を達成するために、内部側に設けら
れる第１管状部材と、外部［Ｋ設けられる第コ管状部材
と、第１及び第一管状部材間に介在して第７．第コ管状
部材を相互に絶縁する電気絶縁物とから構成される絶縁
管継手において、第７管状部材は一端部に接続部を有す
ると共に中間部に外径側へ夾品した鍔部が形成されてお
り、第コ管状部材は、その内径が第１管状部材との間に
電気絶縁物が充填される間隙部を有するように形成され
ると共に、その長さが、上記一端部側において上記鍔部
をはさむ電気絶縁物の上記一端側を越えて所望長さに延
長され、他端側において上記鍔部をはさむ電気絶縁物の
上記他端側端部と同一面になるように形成されており、
電気絶縁物は第１管状部材の上記接続部近辺から第１．
第コ管状部材にはさまれる部分を経て他端にまで連結し
て構成されており、更に、第コ管状部材の上記他端部に
は所定長さの接続具が上記電気絶縁物と離隔して気密に
取り付けられていることを特徴とするものである。

以下、本発明になる絶縁管継手をその一実施例を示す添
付図向第３図及び第ダ図に基づいて説明する。なお、第
３図又は成形完了品の構造を、また、第３図Ｙはこの成
形完成品に機械加工を施して仕上げられた製品の構造を
それぞれ示す縦断面図であり、また、第ダ図Ｘは成形の
ための加圧前の状態を、第ｑ図Ｙは加圧終了時の状態を
それぞ図において上端部に接続部コ／−／を筒体２／−
一に連続して設けられると共に筒体コ／−２の中間部に
外径側に突出した鍔部コ／−３が設けられ且つ鍔部λ／
−３の下部に支持台コ／−タが設けられた第１管状部材
、符号ココは、第１管状部材２／の鍔部コ／−３を囲繞
するか、又は、下方を開放して囲繞する溝部−２御／を
、内径側に、第１．第２管状部材、２１．ココ関に介在
して両管状部材２／、コλを絶縁する電気絶縁物２３−
７が形成される間隙部コダーｌを有するように形成し、
その長さは、図において上端側が上記鍔部コ／−３をは
さむ電気絶縁物コ３−コの上端を越えて所要長さに延長
され、また、下端側が同じく上記鍔部２／−３をはさむ
電気絶縁物２３−３の下端面と同一面になるか、又は、
これから若干下方に延長するように形成された第コ管状
部材であり、電気絶縁物コ３は電気絶縁物２３−２．コ
３−３に連続して、上部は第１管状部材ぞれ、延長して
電気絶縁物λ３−４Ｉ及びコ３−５が構成されており、
また、当然に鍔部２１−３と第コ管状部分２−との間に
も電気絶縁物コ、ｙ−ｉが連続して介在している。また
、第コ管状部材ココの外周下部には、例えば、ねじコｓ
−ｉによるら着及び溶接２Ｓ−λ等の内少なくともいず
れか一方により接続具コロが電気絶縁物２３−５と離隔
すると共に気密に取り付けられており、また、接続具２
乙の下端は第１管状部材２ノの内径と同一径の内径を有
する穴λ／、−／が形成されていケ。

なお、上記の第１及び第λ管状部材２／、λ−は、いず
れも従来品と同様に、１００℃程度の加熱条件下で所定
の機械的強度を保持するものであればよ訃 く、鉄、ステンレス鋼等ゆ好適に使用される。

本発明品は上記のように構成されるが、次にその成形に
ついて第参図により説明する。なお、成形においては、
接続具コロが未着の状態において成形され、第１及び第
コ管状部材−７，ココは、第１管状部材の内径に加工用
取代な必要に応じて付する程度で、他部分はそのまま使
用される。

また、成形型としては、第コ管状部材２コの外径と同一
外径を有し、第１管状部材−７の筒体コｌ−一の外径と
の間に、その間に介在する電気絶縁物２３−ダな形成す
るに必要な所定の間隙部２ｑ−ダを有するよ５に内径が
形成され、且つ、上端が内向き傾斜面λ７−／を有する
ところの電気絶縁物２３−９を形成するに必要な長さを
有する円周方向に分割可能の補助壁部コアと、第コ管状
部材ココの下端面を上面において支承すると共に電気絶
縁物コ３−３を形成するに必要な間隙部２ｑ−３を鍔部
コ／−３との間に保持するように第１管状部材２／の下
端面を支承する段部２１１−／が形成され、且つ、第７
管状部材コｌの下部の支持合一／−ダとの間に電気絶縁
物コＪ−，ｔを構成するに必要な間隙部評−５を有して
いる分割構造の支持金２ｇと、従来品の成形において使
用されたものと同様の壁部ダ、枠よ及び加圧金Ｓとから
構成されている。

また、原料は従来と同様、ガラス質粉末とマイカの粉末
と０混合粉末を円筒体に成形した予備成形体７を使用す
る。

このように構成された各部材により本発明の絶縁管継手
を成形するには、成形型中、壁部ダ、枠Ｓ、及び支持金
−ｌは組み立て、また、補助壁部コアと加圧金Ｓとは組
み立てることなく別個に、それぞれ所定温度に、更に、
第１及び第コ管状部材λｌ、ココ及び予備成形体７もそ
れぞれ、所定温度に加熱する。

次いで、加熱が完了すると、先ず組み立てられた成形製
の支持金−ｇ上に第１管状部材コｌを挿填し、次に第−
管状部材一一を同じく支持金コｌ上に挿填する。次いで
、補助壁部２７を第コ管状部材コｌ上に、引き続き、予
備成形体りを補助壁部λり上帆載置する。この場合の状
態が、第ダ図Ｘに示しである。

次に加圧金ｇを予備成形体？上に載置し、加圧成形機（
図示せず）により、加圧金ざを加圧する。

予備成形体７は、この加圧により流動して、第１管状部
材２１と、第コ管状部材２２、補助壁部２７及び支持金
とによって構成される間隙部２ダー７〜コ４Ｌ−３を充
填し、その一部は補助壁部コアの上部の傾斜面コアー７
上に残り、電気絶縁物コ３、すなわちコ３−／〜コ３−
５を構成する。この場合の状態が第ダ図Ｙに示しである
。

このようＫしや成形が完了すると、成形品を所定温度に
まで冷却し、次いで成形型を分解して成形品を取り出す
が、補助壁部２７は分割構造であり、且つ上部が傾斜面
２７−７になっているために、容易に分解除去すること
が可能である。このような成形品が第３図Ｘに示しであ
る。また第１及び第コ管状部材λｌ、−−間の間隙部コ
ダーｌ〜コ亭−３に充填された電気絶縁物コ３−／〜λ
３−３は、第コ管状部材ココにより圧縮されており、第
１管状部材２１を確実に固定している。また、第コ管状
部材−一の両端の第１管状部材２／の外周面に構成され
た絶縁物２．７−４１　、２１−１は成形特外周面に分
割構造で移動自由な成形型である補助壁部２７及また、
内Ｊ１１面も第１管状部材Ｊ／の熱膨張率が大きいため
、何らの異常圧力が残存しておらず、極いので、沿面絶
縁特性を保持するに必要な長さの成形品を製造すること
が可能であり、また、円周方向にも何らの異常圧力が残
存しないために、直径が大きくなっても何らの影響を受
けず、従つ【、大きな直径の製品の製造が可能である。

このよう忙、本発明では、上記成形品、すなわち、第λ
管状部材−一の両端ＫＭ／管状部材−／の外周面にある
渋面絶縁部とな゛る電気絶縁物コ３−ダ、λ３−５を内
周及び外周面の６却絶縁特性保持部分として構成してい
るために、第３図Ｙに示すよ針に、接続具λ６を第コ管
状部材コニに接続することができ、この接続は機械的強
度と気密特性とを維持すればよく、従って、ねじ部コ５
−／及び溶接コＳ−一の何れでもよく、また、併用でも
一向に差し支えない。また接続具２乙の先端には、ｔａ
／管状部材コｌの内径と同一径の内径を有する穴２６−
１が形成された接続部分が設けてあり、従って、従来の
構造品と全く同様に容器壁あるいは金属管に接続するこ
とが可能である。

本発明になる絶縁管継手は、従来の方法で製造した小形
形状品が保持する良好な気密特性を保持し、％に急激な
温度の上昇、下降の反復にあっても、気゛ｖＭ％性が低
下することなく、冷熱及び機械的衡撃強度も大きく、機
械的強度、特に、引張り荷重強度については両管状部材
間に対面部が設定されており、機械計算により必要強度
を保持させることが可能であり、その結果、経年変化が
なく長期信頼性を有するなど、全特性を完全に具備する
と共Ｋ、従来の絶縁管継手では確保し得なかった沿面絶
縁特性についても、必要な長さの泪面絶径の大きさに就
いての制約は完全に除去されて必要な大きさの絶縁管継
手が製造できるという顕著な効果を有している。加うる
に、金具構造が極めて単純になり、しかも、成形品の機
械加工も大幅に軽減され、必然的に製造費用も低下し、
安価に製品を提供し得るようになり、その技術的及び実
用的効果は極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の絶縁管継手の縦断面図であって、第１
図Ｘは製品の構造を、また、第１図Ｙは成形品の構造を
示す縦断面図、第２図は従来の絶縁管継手の製造方法を
示す縦断面図であって、第コ図Ｘは加圧成形直前の状態
を、また、第コ図Ｙは加圧成形完了後の状態を示す縦断
面図、第３図は本発明になる絶縁管継手の一実施例を示
す縦断面図であって、第３図Ｘは成珍完了品の構造を、
また、第３図Ｙは製品の構造を示す縦断面図、第９図は
本発明になる絶縁管継手の製造方法の一例を示す縦断面
図であって、第ダ図Ｘは加圧成形直前の状態を、また、
第ダ図Ｙは加圧成形完了後の状態を示す縦断面図である
。 図中、参・・壁部、３・・枠、７・・予備成形体、ｔ・
・加圧金、コト・第１管状部材、２コ・・第コ管状部材
、コ３・・電気絶縁体、コク・・間隙部、コ！−ｌ・・
ねじ部、λよ−コ・・接合部、コロ・・接続具、コク・
・補助壁部、２ｇ・・支持金。 なお、各図中、同一符号は同一また＆ｉ相当部分を示す
。 代理人　　葛　　野　　信　　− 党１図 ９Ｐ）２図 Ｙ 手続補正書（自発） 昭和　５７．９月２１日 １、事件の表示　　　　特願昭　Ｉ？−１０４２１勺２
、発明の名称　　　１１１１手 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称（６０１）　　　三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 （１）　　明１ａ畳の発明の詳細な説明の一部）　　図
　　面 ４　補正の自答 ム　本纏明ｍｖの記載の一部を次のとおり補正する。 （１）ｍ４ペ一ジ第λθ行「支持部ｓＪを「支持部戸−
５」と補正する。 １２）　　第７ページ第１ツ〜／１行「変形を支承する
」を「変形を支持する」と補正する。 ＋（資）　第１０ベージ第１Ｊ行「１．Ｓ〜３トン」を
「／、ｊ　−Ｊ””／　ａｍ’　Ｊ　色補正スルａＢ　
図面第１図の符号−一部の引出し線を別紙図面写に示す
とおり補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内部側一般けられる第１管状部材と、外部側に設
   は名にる第コ管状部材と、第７及び第２管状部材間に介
   在して第１．第コ管状部材を相互に絶縁する電気絶縁物
   とから構成される絶縁管継手において、第１管状部材は
   一端部に接続部を有すると共に中間部に外径側へ突出し
   た鍔部が形成されており、第コ管状部材は、その内径が
   第７管状部材との間に電気絶縁物が充填される間隙部を
   有するように形成されると共に、その長さが、上記一端
   部側において上記鍔部なはさむ電気絶縁物の上記一端部
   を越えて所望長さに延長され、他端側において上記鍔部
   をはさむ電気、絶縁物の上記他端側端部と同一面になる
   ように形成されており、電気絶縁物は、第１管状部材の
   上記接続部近辺から第１．第コ管状部材にはさまれる部
   分を経て他端にまで連結して構成されており、更に、第
   コ管状部材の上記他端部には所定長さの接続具が上記電
   気絶縁物と離隔して気密に取り付けられていることを特
   徴とする絶縁管継手。 （コ）接続具の電気絶縁物と離隔して気密に取り付けら
   れる第コ管状部材への取付けが、第コ管状部材の外周部
   へのら着及び接合の少なくともいずれかによる取付けで
   ある特許請求の範囲第７項記載の絶縁管継手。 （３）接続具の先端部内径が、第１管状部材の内径と同
   径に形成されている特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の絶縁管継手。 （り）　　電気絶縁物が、ガラス質およびマイカの粉末
   を混合ｆＩＩＩして構成されたガラス・マイカ塑造体で
   ある特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の絶縁管継手。