JPH09190748A - 高電圧スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力システムで使用する封入式スイッチを提
供することである。 【解決手段】 封入式高電圧スイッチは、ＥＰＤＭのよ
うな絶縁耐力が高い第１弾性材料で製作されたエラスト
マーハウジング（１０）を有する。全体に管状の強化要
素を、第１エラストマー材料とぴったりと接触した状態
に形成し、又はプレス嵌めする。脆性のセラミック真空
ボトル（６２）を持つ真空接点アッセンブリ（６０）が
強化要素内に配置されており、第１材料と異なる充填材
が、スイッチアッセンブリの協働接点用の部分真空ボト
ルの外壁と強化要素（３６）の内壁との間に配置され
る。トリップ機構が外部からエラストマーハウジング
（１０）内に延びており、空動きリンク機構を通して協
働接点（６８）（７０）に連結されており、接点を閉鎖
位置から開放位置へ移動し、又はその逆を行う。更に、
高電圧スイッチを封入し、組み立てられた状態の部分真
空スイッチアッセンブリを保護するための方法が記載さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、電力
システムで使用する封入式スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力回路及び電力システム用の部分真空
型又は真空型の消弧装置を持つ高電圧スイッチアッセン
ブリは当該技術分野で周知であり、米国特許第４，５６
８，８０４号、米国特許第３，９５５，１６７号、及び
米国特許第３，４７１，６６９号に示されている。更
に、遮断器の封入式真空型スイッチが周知であり、米国
特許第３，８１２，３１４号及び米国特許第２，８７
０，２９８号に示されている。

【０００３】このようなスイッチアッセンブリ及び遮断
器では、電流の流れを制御し且つ遮断するため、一対の
協働する接点（一方が固定接点であり、他方が可動接点
である）が設けられている。これらの接点は雰囲気制御
式接点アッセンブリ内に設けられており、このアッセン
ブリは、一般に「ボトル」と呼ばれる比較的脆性のガラ
ス製又はセラミック製のハウジングを更に含む。接点
は、ボトル内に収容されている。代表的には、金属製ベ
ローズがボトルの一端に設けられており、可動接点がベ
ローズの内側とリンクしている。ベローズの外側に取り
付けられた作動ロッドを移動させることによってボトル
の内側の可動接点を移動することができる。ボトルの内
部は、低い部分真空が作用した空気又は他のガスのよう
な制御された雰囲気に維持され、接点の開閉時の電弧に
よる損傷から接点を保護する。ボトルのガラス製又はセ
ラミック製の壁は、装置の寿命に亘って制御された雰囲
気を維持する耐浸透性包囲体を形成する。ボトルを取り
囲む固体の絶縁材料でこのような接点アクチュエータを
保護し且つ強化するため、上掲の特許に示されたような
努力が払われてきたけれども、改善すべき点に関して多
くの必要がある。

【０００４】特に、地下配電システム及び他の同様の用
途に適した、制御された雰囲気の接点アッセンブリを使
用するエラストマー絶縁式スイッチに対する大きな満た
されていない必要が存在する。このような用途で使用す
るためのスイッチは、幾つかの必要条件を満たさなけれ
ばならない。接点アッセンブリ及び作動ロッドを含む、
使用中に線間電圧に接続されるスイッチアッセンブリの
部品は、配電レベルシステムの電圧の数十倍乃至数千倍
のスイッチに加わる最大電圧に耐えるのに十分な絶縁耐
力を持つ中実の絶縁ハウジング内に閉じ込められていな
くてはならない。安全を図るため、絶縁ハウジングは、
接地できる導電性の層で覆われていなくてはならない。
スイッチは、絶縁ハウジングの外側から、ハウジングを
開けないで作動できなければならない。多年に亘り、極
端な温度、水、及び環境上の汚染物質に露呈されるのに
耐えることができなければならない。更に、スイッチ
は、連続的に高電圧に露呈されるのに耐えなければなら
ない。スイッチは、繰り返し作動に耐えなければならな
い。スイッチの開閉中の電弧の発生を最小にするため、
スイッチには、接点を迅速に移動し、更に、接点の開閉
時に接点及びボトルに加わる力を制限する機構が設けら
れていなければならない。更に、スイッチは、妥当な価
格で製造できなければならない。

【０００５】米国特許第３，４７１，６６９号は、地下
の用途用のこのようなスイッチを提供しようとする。米
国特許第３，４７１，６６９号によるスイッチは、部分
真空型又は真空型の制御された雰囲気を持つ接点アッセ
ンブリを含む。協働する接点用の接点アッセンブリは、
間隔が隔てられた強化ロッドを外部の周りに有し、この
接点アッセンブリは、接地を行うための導電性コーティ
ングで覆われた、「一種のエラストマー、シリコーンゴ
ム、又はエポキシゴムのような適当な合成樹脂物質」で
できた全体に防水性の弾性ジャケットに直接的に封入さ
れている。スナップ作動式トグルアッセンブリがジャケ
ット内に配置されており、接点アッセンブリの作動ロッ
ドとリンクしている。絶縁材製の回転自在のシャフトが
ジャケットの外部からトグルアッセンブリまで延びてい
る。シャフトを回転させることによってトグルを賦勢し
て接点を移動し、回路の開閉を行う。

【０００６】しかしながら、米国特許第３，４７１，６
６９号に記載のスイッチは、当該技術分野で広範には採
用されなかった。オデム等の地下配電施設用封入式真空
区分スイッチの開発及び試験（ＩＥＥＥ公開、日付不
詳）で報告されているように、熱及び圧力の作用下で加
硫したエラストマーは、米国特許第３，４７１，６６９
号に示されたスイッチ設計及び製造プロセスでスイッチ
のハウジングの形成に容易には使用できない。このよう
なエラストマーの成形時に遭遇する圧力により、接点ア
ッセンブリに組み込んだボトルの破壊が起こる。エラス
トマーは、機構内に進入し易く、他の問題点を引き起こ
し易い。

【０００７】熱及び圧力で加硫した特定のエラストマー
は、地下発電システムの特に有用な絶縁材料である。Ｅ
ＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンモノマー）のよ
うなエラストマーは、高い絶縁耐力及びオゾンやコロナ
放電の作用に対する優れた抵抗を兼ね備えている。更
に、これらのエラストマーは、耐アブレーション性とい
った良好な物理的性質を提供でき、妥当な価格で成形で
きる。更に、これらのエラストマーは、導電性の添加物
を含むことができ、絶縁性ハウジングと一体の導電性接
地層を形成できる。これらの理由及び他の理由により、
成形され且つ熱及び圧力の作用で加硫したＥＰＤＭ等の
エラストマーは、他の地下配電システムで使用されたハ
ウジング用の構造の材料として広範に採用されてきた。
熱及び圧力の作用で加硫したエラストマーを使用できな
い場合には、米国特許第３，４７１，６６９号及びオデ
ム等の論文に開示されたスイッチ及び方法に深刻な欠点
がもたらされる。

【０００８】更に、オデム等の論文及び米国特許第３，
４７１，６６９号に示された装置のジャケットを貫通し
た回転自在のシャフトは、信頼性に重大な問題点をもた
らす。このような可動の境界面は、汚染や絶縁破壊が起
こり易い。

【０００９】おそらくは以上の理由により、米国特許第
３，４７１，６６９号及びオデム等の論文に開示された
スイッチ及び方法は、長いこと必要とされてきたのにも
関わらず、産業において広範に採用されなかった。確か
に、地下高電圧システム用の、ポリマーで絶縁された適
当なスイッチが長いこと必要とされてきたのにも関わら
ず、真に満足のいく回答はこれまで得られなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の従来技術の問題点を解決した、電力システムで使用す
る封入式スイッチを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴は、
エラストマー材料製のハウジングと、このハウジング内
に配置されており、ハウジングのエラストマー材料とぴ
ったりと接触した中空の好ましくは管状の絶縁強化要素
と、内部に接点を有し且つ制御された雰囲気を内部に有
する、セラミック製又はガラス製の支持ボトルが、中空
強化要素内に配置されており且つ中空強化要素に対して
間隔が隔てられた関係にある、接点支持アッセンブリ
と、を有する高電圧回路で使用するための封入式スイッ
チを提供する。本発明のこの特徴によるスイッチは、最
も好ましくは、ハウジングのエラストマー材料と異なる
充填材を含む。充填材は、前記支持ボトルと中空強化要
素との間の空間を実質的に充填する。接点アッセンブリ
は、好ましくは、前記支持ボトル内に取り付けられた固
定接点及び協働可動接点を含み、可動接点は固定接点に
対して移動自在である。スイッチは、接点アッセンブリ
の外側の、前記可動接点を作動するための賦勢手段を更
に含み、更に、接点に電気的に接続された第１及び第２
の端子を有する。

【００１２】強化要素及び充填材は、脆い接続アッセン
ブリをハウジングの成形中に遭遇する状態から効果的に
保護し、この際、空所のない前記構造を形成する。以下
に論じる本発明の別の特徴による好ましいプロセスで
は、ハウジングの所定位置で成形が行われるか或いはハ
ウジングにプレス嵌めされる。接点アッセンブリを強化
要素内に配置し、充填材を加えて強化要素とハウジング
との間の空間を充填する。接点アッセンブリが成形中に
ハウジングのエラストマーに露呈されることは決してな
いため、この材料の成形中に及ぼされる力及び圧力で接
点アッセンブリが壊れることはない。ハウジングの材料
は、機械的剛性、オゾンや化学薬品の侵蝕に対する抵
抗、絶縁耐力、及び妥当な価格といった、構造で必要な
性質を提供するように選択できる。充填材が外力及び化
学的侵蝕から保護されているため、接点アッセンブリの
まわりへの配置を容易にするように選択できる。

【００１３】ハウジングのエラストマー材料は、好まし
くは、ＥＰＤＭを含む材料又は本質的にＥＰＤＭからな
る材料のような、熱及び圧力の作用で加硫した絶縁ゴム
材料を含む。充填材は、室温加硫エラストマー、グリス
ゲル、及び未加硫のエラストマー材料からなる群から選
択できる。

【００１４】接点アッセンブリは、代表的には、開放端
に向かう方向及び閉鎖端に向かう方向を構成する作動端
及び固定端を有し、前記作動要素及び前記作動接点は、
前記閉鎖端方向に移動して接点を閉じることができる。
スイッチは、接点アッセンブリの固定端を強化要素に構
造的に取り付ける固定端バットレスを更に有する。強化
要素及びバットレスは、前記接点を閉じるときに前記接
点間に加えられる荷重に対し、ボトル又は接点アッセン
ブリのボトルを強化する。

【００１５】好ましくは、賦勢手段は、前記ハウジング
の外部からアクセスでき且つ前記可動接点とリンクした
賦勢要素を含む。かくして、前記賦勢要素を移動するこ
とによって、協働接点を開閉できる。ハウジングは、最
も好ましくは、可撓性ダイヤフラム及びこの可撓性ダイ
ヤフラムを貫通した賦勢要素を含む。賦勢要素は、ダイ
ヤフラムの中央に固定的に連結された絶縁ロッドであ
る。ダイヤフラムの周囲は、ハウジングの残りの部分と
一体に形成されているか或いはハウジングに対して所定
位置に固定されている。かくして、スイッチを作動する
のに必要な賦勢要素の移動は、ダイヤフラムの撓みによ
って吸収される。接点をハウジングの要素と賦勢要素と
の間で摺動したり移動したりする必要はない。ダイヤフ
ラム、ダイヤフラムと賦勢要素との間の固定継手は、耐
全電圧性を持つ信頼性があり且つ耐久性があるシールを
提供する。

【００１６】スイッチは、賦勢要素、及び従って可動接
点を上述の開閉方向に強制的に移動するドライバーを更
に有する。好ましくは、ドライバーと接点アッセンブリ
の可動接点との間にはばねが配置されており、その結
果、閉鎖方向へのドライバーの移動が前記ばねを通して
可動接点に伝達される。これは、接点アッセンブリ及び
ハウジングを、ドライバーによって加えられる機械的衝
撃荷重から保護するのを助ける。ばねは、賦勢要素と前
記接点アッセンブリの作動要素との間に連結されてい
る。

【００１７】ドライバーによって加えられる閉鎖荷重に
対してハウジングを更に強化するため、外部支持要素が
ハウジングと重なっている。外部支持要素は、ドライバ
ー機構のフレームに取り付けられているのがよい。好ま
しくは、ハウジングのエラストマー材料が外部支持要素
と強化要素との間に係合している。

【００１８】本発明の別の特徴は、スイッチの製造方法
を提供する。この方法は、望ましくは、ボトル及びこの
ボトル内に配置された一対の接点からなる接点アッセン
ブリを、中空強化要素内に、ボトルと強化要素との間の
隙間を充填するようにボトルと強化要素との間に充填材
を入れることによって注封する工程を有する。この方法
は、更に、充填材と異なる第１エラストマー材料を含む
エラストマーハウジングを前記強化要素の周りに前記強
化要素とぴったりと接触させて形成する工程を有する。

【００１９】好ましくは、前記強化要素の周りにエラス
トマーハウジングを形成する工程は、前記注封工程の前
に行われ、エラストマーを前記強化要素の周りに成形
し、前記エラストマーを熱及び圧力の作用で加硫する工
程を含む。変形例では、エラストマーハウジングを形成
する工程は、エラストマーを成形して前記ハウジングを
形成する工程、及び、次いで、注封工程の前又は後に前
記強化要素を前記ハウジングにプレス嵌めする工程を含
む。

【００２０】当業者は、添付図面を参照して以下の説明
を読むことによって、本発明の他の目的及び利点を更に
よく理解するであろう。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例によるスイッチ
は、高電圧スイッチである。本開示において装置に関し
て使用されているように、「高電圧」という用語は、３
kV以上の公称システム電圧で作動するようになった装置
を意味する。かくして、「高電圧」という用語は、電気
事業で、例えば一般に「配電」システムと呼ばれる約３
kV乃至約３８kVの公称電圧で作動するシステムで使用す
るのに適した器機、並びに約３８kV以上の公称電圧で作
動する「送電」システムで使用するための器機を含む。
スイッチは、熱及び圧力の作用下で加硫した絶縁性エラ
ストマー、例えばエチレン−プロピレン−ジエンモノマ
ー（ＥＰＤＭ）エラストマーで形成されたハウジング１
０を含む。ハウジングは、軸線１４と平行に端方向に延
びる細長いボア１２を構成する。ハウジングは、固定端
１６及び固定端と反対側の第２端１８を有する。本明細
書中、第２端を作動端と呼ぶ。以下に論じる理由のた
め、固定端１６に沿って軸線１４と平行な方向を、本明
細書中、閉鎖端に向かう方向と呼ぶ。これに対し、作動
端１８に向かう反対側の端に向かう方向を開放端に向か
う方向と呼ぶ。ハウジングは、テーパしたブッシュ２０
を固定端に有し、別のテーパしたブッシュ２２が端方向
軸線に対して垂直方向に延びている。ブッシュ２２は、
軸線１４に対して垂直方向にブッシュ２２を通ってボア
１２まで延びる金属製管状電流搬送要素を有する。テー
パしたブッシュ２０と作動端１８との間に配置されたハ
ウジング１０の部分は全体に円筒形の外面を有し、この
力でのハウジングの壁は全体に円筒形のチューブの形態
である。

【００２２】ハウジング１０は、ハウジングの他の部分
と一体に形成されたダイヤフラム２６を更に有する。ダ
イヤフラム２６はハウジングの管状壁と接合する周囲部
分、ハウジングの軸線１４と隣接した中央部分３０、及
び周囲部分と中央部分との間の環状回旋部２８を有す
る。かくして、ダイヤフラムの周囲部分はハウジング壁
に固定されているが、中央部分３０は、回旋部２８が撓
むときにハウジングの残りの部分に対して自由に動くこ
とができる。

【００２３】ダイヤフラム２６は、耐全電圧性（full v
oltage withstand capability ）を提供するのに十分な
厚さを有する。即ち、ダイヤフラム２６の厚さは、使用
中又は障害状態中、スイッチの電流搬送要素と接地との
間に加わる最大電圧にダイヤフラムが耐えるように選択
される。例えば、相間で公称２５kVで作動するように設
計されたスイッチでは、耐全体電圧性を提供するように
なったダイヤフラム及び他の部品は、少なくとも約１
４．４kVの電圧に連続的に耐えることができなければな
らない。ハウジングには、導電性挿入体３２が設けられ
ている。この挿入体は、ハウジングの残りの部分につい
て使用されたのと同じエラストマーとカーボンブラック
のような導電性材料との混合物から形成される。挿入体
３２は、ボア１２の内壁をダイヤフラム２６からボア２
４を越えた所定の箇所まで覆っている。挿入体３２は、
更に、ダイヤフラム２６の内面に沿って短い距離に亘っ
て半径方向内方に延びている。挿入体は、電流搬送要素
５８の外側に沿って延びる短い管状区分３３を更に有す
る。

【００２４】剛性管状強化要素３６がハウジング１０及
びボア１２のほぼ全長に亘って延びている。強化要素３
６は、繊維強化熱硬化性ポリマー、繊維強化熱可塑性ポ
リマー、及び高強度ポリマーのような物理的強さが大き
い絶縁材から形成されている。このような材料のうち、
ガラス繊維強化エポキシ、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、超高分子量ポリエチレンを使用できる。強化要素に
は、固定端１６に向かう方向に面した環状肩部３８が設
けられている。肩部３８は、固定端１６に向かって閉鎖
端に向かう方向に面している。強化要素３６は、固定端
１６のところで円錐形部分２０の先端を僅かに越えて突
出している。強化要素は、装置の固定端のところに雌ね
じ４０を備えている。強化要素の穴３７は、ブッシュ２
２のボア２４と整合している。

【００２５】管状外部支持要素４２は、作動端１８と隣
接したハウジングの領域でハウジング１０の外面とぴっ
たりと重なっている。外部支持要素は、更に、ハウジン
グの作動端１８を越えて、開放端に向かう方向に延びて
いる。外部支持要素４２は、ステンレス鋼又は他の金属
のような剛性の導電性材料で形成されている。ブッシュ
２２は、ハウジングから外部支持要素の穴４５を通って
延びている。

【００２６】外部支持体４２は、ハウジング１０の外側
にぴったりと空所を形成することなく接触しており、ハ
ウジングの絶縁性エラストマーに固定的に結合されてい
る。同様に、半導体ライニング３２が絶縁性エラストマ
ーにぴったりと結合されている。強化要素３６は、作動
端１８と隣接したその長さの一部に亘って挿入体３２と
ぴったりと空所を形成することなく接触しており、その
長さの残りの部分に亘ってハウジングの絶縁性エラスト
マーとぴったりと空所を形成することなく接触してい
る。

【００２７】これらの構成要素は、インサート成形によ
って形成される。かくして、強化要素３６を、一般にコ
アと呼ばれる内部マンドレル上に配置する。コア及び強
化要素を成形キャビティ内に置く。コアには、回旋部２
８と対応する溝が形成された面が設けられている。更
に、コアは、強化要素に設けられた３７を通って延びて
いる。エラストマーとカーボンの混合物を金型に強化要
素及びコアの周りに注入し、熱及び圧力の作用で硬化
し、挿入体を形成する。次いで、アッセンブリをハウジ
ング１０の形状を持つ別の金型に送る。金型内には外部
支持要素もまた配置されている。その結果、挿入体、強
化要素、及び強化要素内のコアが外部支持要素内に配置
される。更に、電流搬送要素５８が金型内に位置決めさ
れている。次いで、絶縁性エラストマーを金型内に強化
要素及び挿入体の周りに外部支持要素４２内に注入す
る。エラストマーは、ＥＰＤＭの局在化（localizatio
n）に一般に使用される状態を使用することによって、
熱及び圧力が加わった状態に維持される。結合を促すた
め、外部支持要素４２の内面及び強化要素３６の外面を
従来の接着促進剤で処理するのがよい。成形プロセス
は、支持要素、挿入体、絶縁性エラストマーハウジン
グ、及び外部支持要素からなる永久的な、空所のないア
ッセンブリを形成する。次いで、サブアッセンブリを以
下に論じる他の構成要素と組み立てる。

【００２８】スイッチは、作動端バットレス４６を更に
有する。作動端バットレスは、導電性金属材料、好まし
くは、銅又は銅合金、から形成されている。作動端バッ
トレスの第１面４８は、装置の作動端に面しており、強
化要素の肩部３８と係合している。作動端バットレス
は、更に、固定端１６に面した第２面５０を有する。ハ
ウジング及び強化要素の軸線１４と実質的に同軸のボア
５２が作動端バットレスを通って延びている。ボア５２
は拡大区分５４を有する。作動端バットレスは、更に、
ねじ山を備えた継手５６を有する。電流搬送要素５８内
にはボルト５７が配置されており、ねじ山を備えた継手
５６と螺合する。以下に更に詳細に説明するように、作
動端バットレスは、スイッチを通る電流を通すための端
子として役立つ。ボルト５７は、電流搬送要素５８とバ
ットレス４６との間で導通を維持するのに役立つ。

【００２９】接点アッセンブリ６０が作動端バットレス
４６と装置の固定端１６との間に配置されている。接点
アッセンブリ６０は、管状セラミックボトル６２を含
み、このボトルの一端には、金属製固定端閉鎖体６４が
配置されており、反対側のボトルの作動端には、作動端
閉鎖体６６が配置されている。作動端閉鎖体６６は、伸
長可能な可撓性金属ベローズを含む。固定端接点６８
は、固定端閉鎖体６４に取り付けられており且つボトル
６２内に突出しており、これに対し、可動の即ち作動端
接点７０は作動端閉鎖体６６のベローズに取り付けられ
ている。アッセンブリは、ベローズ６６の外側に配置さ
れたロッド状作動要素７２を更に含み、この要素は、可
動端子の延長部を形成する。同様に、ねじ山を備えた固
定端スタブ接点７４が固定端接点６８に一体に形成され
ており、固定端閉鎖体６４を越えて外方に突出してい
る。接点アッセンブリ６０は、更に、接点の部分を取り
囲む金属製シールド７６を含む。シールドは、ボトル６
２を貫通した金属製フレーム７８によってハウジング内
に支持されている。この目的のため、ボトル６２は幾つ
かの区分に分けて形成されているのがよく、両区分は金
属製フレームに接合されている。ボトル６２は、気密封
止されている。かくして、端部閉鎖体間の接合部、接
点、及びボトルは気密になっている。

【００３０】接点を取り囲むボトル６２の内部空間は、
制御された雰囲気を内部に有する。本開示で使用されて
いるように「制御された雰囲気」という用語は、標準大
気圧の空気以外の雰囲気を意味する。最も好ましくは、
ボトル６２内の雰囲気は部分真空状態である。更に、雰
囲気の組成は、標準大気と異なっているのがよい。ボト
ル内には、SF6 のような電弧抑制ガスが入っているのが
よい。接点アッセンブリ６０全体は、従来の、多くの供
給源から商業的に入手可能な種類の、制御された雰囲気
を持つ接点アッセンブリであるのがよい。このような接
点アッセンブリの一つは、ニューヨーク州ホースヘッド
のカトラー−ハンマー社からＷＬ−３５５９０の表示で
手に入れることができる。

【００３１】ボトル６２の外径は、強化要素３６の内径
よりも僅かに小さく、そのため、ボトルの外側と強化要
素の内側との間に環状空間が形成される。この環状空間
は、ボトルの外側と強化要素の内側との間に実質的に空
所のない境界を形成するように、絶縁性充填材８０で完
全に充填されている。充填材８０は、ハウジング１０の
絶縁材と異なる絶縁材で形成されている。最も好ましく
は、絶縁性充填材８０は、高温や高圧を加えることなく
配置でき且つその最終形態にすることができる材料であ
る。作動中、絶縁性充填材には大きな機械的応力が加わ
らない。従って、充填材は、機械的応力、アブレーショ
ン、等に対するその耐久性とほぼ無関係に選択できる。
充填材は、絶縁耐力が優れていなければならない。好ま
しい充填材には、石油を基材としたグリス及びシリコー
ンを基材としたグリス等のグリス、シリコーンゲル等の
ゲル、及び室温加硫型エラストマー即ち「ＲＴＶ」エラ
ストマーと呼ばれる種類の硬化性エラストマーが含まれ
る。充填材とハウジング１０のゴムとの間の適合性にも
考慮を払わなければならない。石油を基材とした材料
は、ＥＤＰＭで膨潤する傾向がある。従ってＥＤＰＭハ
ウジングに関して石油を基材とした充填材を使用する場
合には、使用中、充填材をハウジングから離しておかな
ければならない。絶縁性強化要素により、このような離
間を行うことができる。同様に、シリコーンを基材とし
た充填材は、シリコーンゴムを膨潤する傾向がある。充
填材は、ゴム又は他のポリマーをゆっくりと膨潤させる
ことによっても形成できる。かくして、ボトル６２の外
側と強化要素３６の内側との間の空間は、ＥＤＰＭやシ
リコーンゴム等の膨潤可能なポリマーで緩く充填でき
る。緩い充填は、中実のチューブ又はマスとして、顆粒
又はペレットとして、又はフォームやスポンジといった
任意の他の形態で提供できる。次いで、ＥＤＰＭの場合
の鉱油（石油）又はシリコーンゴムの場合のシリコーン
オイルといった、使用された特定のポリマーを膨潤でき
る液体を空間に導入する。液体によりポリマーを膨潤さ
せ、全空間を充填し、これによって、空所のない境界面
を形成する。この技術は、他の機械的アッセンブリにも
同様に適用できる。

【００３２】金属製固定端バットレス８２は、強化要素
３６のねじ山４０と係合し、接点アッセンブリの固定端
閉鎖体６４と係合する。固定端バットレスの中央ボアに
は、スタブ接点７４が受け入れられている。更に、固定
端バットレスには、以下に説明する組み立てプロセス中
に使用するための追加の穴８６が設けられている。固定
端バットレスは、ボトル６２を作動端１８に向かって開
放方向に押圧し、ボトルの作動端並びに作動端閉鎖体６
６の周囲を固定端バットレス４６の第２面５０としっか
りと係合した状態に保持する。かくして、ボトル６２は
圧縮状態に維持される。金属製第２端子８８がスタブ端
子７４に取り付けられており、及び従って接点の固定端
６８に取り付けられている。スイッチは、絶縁性エラス
トマーで形成された固定端カバー９０及び半導体エラス
トマーで形成された電気応力除去要素９２を更に含む。
固定端カバー９０は、固定端カバーの内部テーパがハウ
ジングの固定端の円錐形の座２０としっかりと係合する
ように、及び固定端電気応力除去要素が接点アッセンブ
リの第２端子８８、スタブ端子７４、固定端バットレス
４０、及び固定端閉鎖体６４を取り囲むように、ハウジ
ング１０に位置決めされている。固定端キャップには、
第２管状金属製電流搬送要素９４が取り付けられてい
る。電流搬送要素内に配置されたボルト９５は、第２端
子８８と螺合している。

【００３３】リンク９８が作動端バットレス４６のボア
５２内に摺動自在に受け入れられている。リンク９８
は、接点アッセンブリの作動要素７２と螺合しており、
螺合部は、螺合した要素を通って延びるピン（図示せ
ず）等で、使用中に動かないように係止されている。一
般に「ルーバー付き」接点と呼ばれる種類の環状接点１
００がリンク９８を取り囲んでいる。接点１００は、そ
の内面及び外面に突起を有する。接点１００に設けられ
た可撓性突起は、バットレス４６及びリンクと当接し、
これによって、バットレスとリンクとの間に摺動自在の
電気接点を形成する。かくして、接点アッセンブリの移
動自在の接点７０は、第１端子即ちバットレス４６に電
気的に接続される。変形例では、銅製編組ストラップの
ような金属製可撓性ストラップをリンク９８と第１端バ
ットレス即ち第１端子４６との間に接続してもよい。ヨ
ーク１０２は、リンク９８と摺動自在に係合している。
圧縮コイルばね１０４が、ヨーク１０２とリンク９８の
端部との間に配置されており、その結果、閉鎖方向へ
の、固定端１６に向かう、図１で右方へのヨークの移動
は、リンク９８に伝達され、及び従ってばねによって可
動接点７０に伝達される。ボルト１０６がリンク及びヨ
ークと係合しており、そのため、反対の開放方向への
（図１の長さに対して）ヨークの移動は、リンク９８及
び可動接点７０にボルト１０６を通して伝達される。ボ
ルト１０６は、望ましくは、ばね１０４に予負荷を加
え、その結果、ばねは常に圧縮状態のままである。

【００３４】エポキシ強化繊維ガラスのような、強固で
剛性の絶縁材で形成された賦勢要素１０８が、ダイヤフ
ラム２６の中央３０を通って延びている。賦勢要素１０
８は、ダイヤフラムの中央３０に固定的に取り付けられ
ており且つ結合されている。好ましくは、賦勢要素１０
８は、ダイヤフラムの成形時に賦勢要素を金型内に位置
決めすることによって、ダイヤフラムにインサート成形
される。上述のインサート成形プロセス中、化学結合剤
を賦勢要素の表面に付着する。化学結合剤は、ゴムの成
形の技術分野で周知である。一つの適当な化学結合剤
は、ケムロック（Chemlok ）２０５の商標で販売されて
いる。賦勢要素自体及び賦勢要素とダイヤフラムとの間
の接合部は、耐全電圧性を各々備えていなければならな
い。

【００３５】変形例では、図８に示すように、賦勢要素
をダイヤフラムに組み立ててもよい。これは、賦勢要素
の直径よりも小さい穴を持つダイヤフラムを成形し、次
いで、賦勢要素の表面とこれを取り囲むダイヤフラムの
部分との間にぴったりとした結合部が形成されるように
賦勢要素を穴にプレス嵌めすることによって行うことが
できる。賦勢要素の、ダイヤフラムの一方の側部には肩
部１０９が形成されており、ナット及びワッシャのよう
なファスナ１１１がダイヤフラムの他方の側部に形成さ
れている。ファスナ及び肩部は、ダイヤフラムの中央部
分を圧縮状態に保持し、賦勢要素をダイヤフラムに対し
て固定位置に保持する。このような圧縮継手により、賦
勢要素とダイヤフラムとの間に固定された境界面を形成
する。ダイヤフラムの詳細及び変形例は、本発明者が本
願と同日付けで出願した「高電圧スイッチ環境について
のダイヤフラムシール」という標題の現在継続中の一般
に譲渡された米国特許出願に記載されている。同特許に
ついて触れたことにより、その特許に開示されている内
容は本明細書中に組み入れたものとする。

【００３６】賦勢要素１０８は、スナップ係合連結でヨ
ーク１０２に連結されている。かくして、ヨーク１０２
には、装置の作動端に最も近いヨークの端部に穴が設け
られており、このような穴の壁には溝１１０が形成され
ている。賦勢要素１０８の周囲に亘って周溝１１２が延
びている。賦勢要素をリンクとともに端方向に移動する
ようにリンクに連結するため、弾性スナップリング１１
４がこれらの溝と係合している。

【００３７】本発明による好ましい組み立てプロセスで
は、ハウジング１０、強化要素３６、ライン３２、及び
外部支持要素４２を含む成形サブアッセンブリは、上文
中に論じた方法で成形することによって製作される。賦
勢要素１０８は、ダイヤフラムに組み込まれる。接点ア
ッセンブリ６０、第１端バットレス４６、リンク９８及
びヨーク１０２は、互いに連結されてサブアッセンブリ
を形成する。このサブアッセンブリは、要素間に連結さ
れた、ヨーク１０２、ばね１０４、及び可撓性コネクタ
１００等の他の構成要素を更に有する。スナップリング
１１４は、ヨークの溝１１０内に位置決めされている。
次いで、このサブアッセンブリを、装置の固定端１６に
ある強化要素の開放端に摺動自在に挿入する。サブアッ
センブリを、強化要素のボア内で摺動自在に移動し、こ
の際、賦勢要素１０８は、ハウジングの外側に配置され
た固定具（図示せず）で所定位置に保持される。ヨーク
１０２が賦勢要素１０８の先端に到達したとき、賦勢要
素がヨークの穴に進入し、スナップリング１１４がスロ
ット１１２並びにスロット１１０と係合する。バットレ
ス４６の第１面４８は、強化要素の押縁３８と係合す
る。電流搬送要素のボルト５７をねじ穴５６と係合さ
せ、締め付ける。

【００３８】充填材８０を接点アッセンブリ６０のボト
ル６２の外側の周りに注入する。固定端バットレス８２
を強化要素と螺合させ、かくして、ボトルの作動端、作
動端閉鎖体６６の周囲部分を第１端バットレスの第２面
５０と強制的にしっかりと係合させる。このようにしっ
かりと係合させることにより、充填材８０が第１端バッ
トレスのボア５２及びリンク９８及びヨーク１０２を包
囲する空間に流入しないようにするシールを第１端バッ
トレスの周囲に亘って形成する。これと同時に、第１端
バットレスは、充填材８０をボトルと強化要素との間の
空間内で圧縮する傾向がある。余分の充填材は、固定端
バットレス８６の通孔を通して漏出させて手作業で除去
することができる。充填材が硬化性材料である場合に
は、硬化させて固体又は半固体にすることができる。

【００３９】固定端キャップ９０及び第２端子８８は、
他の要素に組み立てられる。電流搬送要素９４は、ボル
ト９５を締め付けることによって端子８８に接続され
る。ドライバーアッセンブリ１２０がスイッチの他方の
要素に取り付けられている。ドライバーアッセンブリ１
２０は、スイッチのハウジング１０に取り付けられたド
ライバーフレーム１２２、賦勢要素１０８に連結された
可動要素１２４、及び可動要素を開閉方向に移動して賦
勢要素を移動し、これによって可動接点７０（図１参
照）を移動し、かくしてスイッチの開閉を行うための機
構１２６を有する。

【００４０】ドライバーフレーム１２４は、ステンレス
鋼又は他の適当な耐蝕性金属又は他の材料で形成されて
いるのがよい。ドライバーフレームは、前端に形成され
た環状カラー１２８及び別のカラー１２９を有する。カ
ラー１２８は、管状外部支持要素４２（図１参照）内に
嵌まるような大きさになっている。機械ねじ１３０がカ
ラー１２８及び従ってドライバーフレーム１２２を、外
部支持要素に対して、及びかくしてエラストマーハウジ
ング１０に対して、組み立てられた位置に保持する。別
の円筒形ハウジング１３１（図２参照）がカラー１２９
の上に嵌まっており、ドライバーの機構を覆っている。
図２には、ハウジング１３１の小さな部分だけが示して
あり、残りの部分は、明瞭化を図るために除去してあ
る。更に、カバー１３１は、図３乃至図６では省略して
ある。

【００４１】ドライバーフレーム１２２及びカラー１２
８は、ハウジング１０の作動端１８と隣接して配置され
ている。賦勢要素１０８の外端は、カラーアッセンブリ
１２８を通ってドライバーフレーム１２２内に延びてお
り、ドライバーフレーム内では、賦勢要素は、調節状態
に係止するためのピン又は他の適当な係止装置を備えた
ねじ連結部のような調節自在の連結部によって、ドライ
バーアッセンブリの可動要素１２４に連結されている。

【００４２】ドライバーフレーム１２２は、一対のプレ
ート１３０及び１３２（図２参照）を含む。これらのプ
レート間を延びるベルクランクシャフト１３８に一対の
ベルクランク要素１３４ａ及び１３４ｂが取り付けられ
ている。ベルクランク要素１３８は、それらの間を延び
るプレート１３９によって互いにしっかりと連結されて
いる。開放側ピン１３５及び閉鎖側ピン１３７が、両側
に設けられた機構の前端と隣接してベルクランク要素１
３４間を延びている。図３乃至図６で最もよくわかるよ
うに、各ベルクランク要素は、ノッチ１４０を備えた全
体に円弧状の表面を有する。

【００４３】作動シャフト１４２が、プレート１３０及
び１３２のベアリング（図示せず）を通って延びてお
り、そのため、作動シャフトは、ドライバーフレームに
関して回転自在である。作動シャフト１４２は、作動ハ
ンドル１４５が係合するための多角形ヘッド１４４を一
端に有する。一対のカムプレート１４６が作動シャフト
１４２に固定的に取り付けられている。各カムプレート
は、カラー１２８に向かって前方に延びる一対の主突起
１４８及び１５０（図４参照）、及び後方に延びる一対
のキャッチ面１５２及び１５４（図３及び図４参照）を
有する。図２及び図３で最もよくわかるように、カムプ
レート１４６の開放側突起１４８は、機構が図２及び図
３に示す閉鎖位置にあるとき、ベルクランク要素１３４
間を延びている。同様に、閉鎖側突起１５０は、機構が
図５に示す開放位置にあるとき、ベルクランク要素間を
延びている。開放側ピン１５３は、その開放側突起と隣
接してカムプレート１４６間を延びている。閉鎖側ピン
１５５は、閉鎖側突起１５０と隣接してカムプレート間
を延びている。

【００４４】開放側主ばね１５６がベルクランクの開放
側ピン１３５とカム１４６の開放側ピン１５３との間を
延びている。図２で最もよくわかるように、開放側ばね
１５６は、ベルクランク要素間の空間及びカムプレート
の突起間の空間を実質的に占有する大型で強力なばねで
ある。同様の閉鎖側ばね１５８がカムプレート１４６の
閉鎖側ピン１５５とベルクランクの閉鎖側ピン１３７と
の間を延びている。閉鎖側ばね１５８は、図３乃至図６
には概略にしか示してないが、閉鎖側ばねもまた、ベル
クランク要素間の空間及びカムプレートの閉鎖側突起１
５０間の空間の大部分を占有する大型の強力なばねであ
る。

【００４５】一対の案内リンクプレート１６０が、プレ
ート１３０及び１３２と隣接してドライバーフレームに
ピン１６２（図３及び図４参照）で 枢着されている。
一対の駆動リンクプレート１６６がフレームプレート１
３０及び１３２と隣接して延びている。主ピン１６８が
案内リンクプレート１６２を駆動リンクプレート１６６
に連結し、更に、これらのリンクプレートを駆動機構の
可動要素１２４に連結する。駆動リンクプレート１６６
は、別のピン１７１でベルクランク要素に連結されてい
る。ドライバーフレーム１２２、案内リンクプレート１
６０、駆動リンク１６６、及びベルクランク要素１３４
は、一般に「４棒」リンク機構と呼ばれる種類の機構を
構成する。

【００４６】開放キャッチ１７０（図３及び図４参照）
は、作動シャフト１４２に回転自在に取り付けられてい
る。開放キャッチ１７０は、機構の一方の側で、カムプ
レート１４６とベルクランクプレート１３４ｂと隣接し
た空間１７３に配置されている。キャッチ１７０は、図
２、図５、及び図６では、明瞭化を図るため、省略して
ある。開放キャッチ１７０は、ローラーを備えたチップ
１７４を有する。開放キャッチ１７０は、フィンガ１７
６及びばねマウント１７８を更に有する。キャッチばね
１８２が、ばねマウント１７８とドライバーフレームの
キャップ１２９との間に係合している。ばね１８２は、
開放キャッチ１７０を図３及び図４で見て時計廻り方向
に押圧し、及びかくしてキャッチのチップ１７４を押圧
してベルクランク要素１３４ｂの円弧状の表面と係合さ
せる。

【００４７】同様の閉鎖キャッチ１８６（図５及び図６
参照）が、ベルクランク要素１３４ａと隣接した空間１
８８（図２参照）内で作動シャフト１４２に回転自在に
取り付けられている。閉鎖キャッチ１８６は、図面の明
瞭化を図るため、図２、図３、及び図４では省略してあ
る。閉鎖キャッチ１８６は、対応する開放キャッチの要
素と同様に、ローラーを備えたチップ１９０、ばねアー
ム１９２、及びフィンガ１９４を有する。キャッチばね
１９６は、閉鎖キャッチをシャフト１４２を中心として
反時計廻り方向に押圧し、及びかくしてチップ１９０を
押圧してベルクランクプレート１３４ａと係合させるよ
うに、閉鎖キャッチのばねアーム１９２とフレームのキ
ャップ１２９との間に係合している。一対の突起１９８
ａ及び１９８ｂ（図２参照）を持つフリッパープレート
１９６が、フレームプレート１３０と１３２との間を延
びる中間シャフト２００を介してドライバーフレームに
枢着されている。プレートの枢動は、ストップ２０２
（図３乃至図６参照）によって制限される。全てのシャ
フト２００、１４２、及び１３８は、互いに平行であり
且つ同一平面内にある。全てのシャフトは、スイッチの
軸線１４と垂直に交差する。ドライバー即ちアクチュエ
ータ機構の詳細は、ロイドＢ．スミスが本願と同日付け
で出願した「スイッチアクチュエータ」という標題の現
在継続中の一般に譲渡された米国特許出願に記載されて
いる。同特許について触れたことにより、その特許に開
示されている内容は本明細書中に組み入れたものとす
る。

【００４８】作動では、電流搬送要素５８及び９４を通
して、及び従って端子４６及び８８を通してスイッチを
回路に接続する。挿入体３２は、第１端子４６に電気的
に接続されている。かくして、挿入体は、第１端子即ち
バットレス４６と同じ電位に維持される。リンク９８及
びヨーク１０２は同じ電位にあり、及び従って挿入体３
２が包囲した空間内には電位差がない。同様に、応力除
去要素９２は、スイッチの固定端にある全ての構成要素
を第２端子８８の電位に維持する。

【００４９】図１、図２、及び図３に示す位置では、ス
イッチは閉じられている。ピン１７１は、ベルクランク
シャフト１３８及びピン１６８と整合した状態で軸線１
４上に配置されている。開放キャッチのチップ１７４
は、ベルクランク要素１３８ｂのスロット１４０と係合
している。スイッチを開くため、架線工夫は、ハンドル
１４５（図２参照）を係合させ、ハンドルを廻してカム
プレート１４６を図３及び図４で見て反時計廻り方向に
回転する。架線工夫がカムプレートを廻すと、開放ばね
１５６がピン１５３と１３５との間で延び、これに対
し、閉鎖ばね１５８が弛緩する。カムを動かし続ける
と、機構は、図４に示す位置に至る。この位置では、カ
ムプレートの閉鎖側突起１５０がベルクランク要素１３
４間に係合する。かくして、カムプレート及びベルクラ
ンク要素は、実質的に連続したチャンネルを形成し、壁
がその反対側で閉鎖ばね１５８を境界付ける。

【００５０】カムプレートが図３の位置から図４のフリ
ッパー位置まで移動すると、カムプレートの表面１５４
がフリッパープレート１９６と係合し、これをシャフト
２００を中心として時計廻り方向に廻す。プレート１９
６に設けられた突起は、開放キャッチのフィンガ１７６
と係合し、これによって開放キャッチをばね１８２の押
圧力に抗して反時計廻り方向に押圧する。キャッチのロ
ーラーチップ１７４がベルクランク１３４ｂのスロット
１４０から持ち上げられて外れる。カム１４６が反時計
廻り方向回転移動のほぼ終わりにくるまで、キャッチ面
１５４はフリッパープレートと係合せず、フリッパープ
レートはフィンガ１７６と係合しないということは理解
されるべきである。ローラーチップ１７４を持ち上げて
スロット１４０から外す全作用は、カム１４６の非常に
短い回転移動に亘って生じる。

【００５１】ローラーチップ１７４がスロット１４０か
ら外れると、開放ばね１５６がベルクランク１３４を駆
動し、図５に示す位置に至るまで、ベルクランク要素を
閉鎖方向に、即ち図３及び図４でわかるように反時計廻
り方向に回転する。ベルクランクに設けられたピン１７
１は、駆動リンク１６６を引っ張り、及び従って駆動機
構の可動要素１２４を開放方向（添付図面で見て左方）
に移動する。かくして可動要素は、賦勢要素１０８、ヨ
ーク１０２（図１参照）、ボルト１０６、リンク９８、
及び作動要素７２を開放方向に引っ張る。かくして、可
動接点７０がその開放位置まで移動する。この移動はい
きなり起こり、これによって、接点間で電弧が発生する
可能性を小さくする。ベルクランク要素が図５の位置に
移動したとき、閉鎖キャッチ１８６のチップ１９０がば
ね１９６の作用でベルクランク要素１３４ａのスロット
１４０と係合する。これによって、機構を図５に示す開
放位置に係止する。

【００５２】閉鎖作動は、同様に、しかし逆回転で行わ
れる。かくして、架線工夫はハンドルを動かして作動シ
ャフト及びカム１４６を閉鎖方向即ち時計廻り方向に廻
し、開放ばね１５６を弛緩させ、閉鎖ばね１５８を伸長
する。機構が図６の位置に近付くとき、カムのキャッチ
面１５２がフリッパープレート１９６と係合し、その結
果、プレートの突起１９８ａが閉鎖キャッチのフィンガ
１９４と係合し、これによってローラーチップ１９０を
持ち上げてベルクランク要素１３４ａのスロット１４０
と係合した状態から外す。これによって、ベルクランク
が図３に示す閉鎖位置に達するまで、閉鎖ばね１５８に
よってベルクランク１３４ａを閉鎖方向、即ち添付図面
で見て時計廻り方向に回転駆動することができる。ベル
クランクは、閉鎖位置に回転するとき、ピン１７１及び
従って駆動リンク１６６及び可動要素１２４を閉鎖方向
に押圧し、かくして、スイッチの全ての他の要素を押圧
し、最終的には、可動接点７０を図１に示す閉鎖位置ま
で閉鎖方向に押圧する。

【００５３】カムプレート４０の閉鎖方向への回転は、
ストップ２０２及びフリッパープレート１９６によって
拘束される。ベルクランクの閉鎖移動（図６の位置から
図３の位置まで）により、ピン１７１をピン１３８及び
１６８と整合させる。ピン１７１がこの位置に近付くに
つれて、リンク機構が大きな機械的利点を提供し、可動
要素１２４を大きな力で閉鎖方向に駆動する。ドライバ
ー機構の閉鎖移動の完了の直前に可動接点７０が固定接
点６８と係合するように可動要素１２４と賦勢要素１０
８との間の連結部を調節する。接点の係合後のドライバ
ー機構の最終移動は、ヨーク１０２（図１参照）がばね
１０４の押圧力に抗してリンク９８に対して摺動するこ
とによって吸収される。この移動により、接点に加わる
機械的衝撃荷重を最小にする。

【００５４】閉鎖移動中に接点アッセンブリに加わわる
荷重は、固定接点６８、端閉鎖体６４、固定端バットレ
ス８２を通して強化要素３６にねじ山付き連結部４０を
介して伝達される。これらの荷重のうち、ボトル６２に
加わるものは本質的に全くない。強化要素３６に加わわ
った荷重は、この強化要素をドライバーフレームに対し
て閉鎖方向（図１で右方）に移動する傾向がある。しか
しながら、外部強化要素４２は、カラー２８でドライバ
ーフレームに固定されている。外部強化要素は、ハウジ
ング１０を拘束し、ハウジング１０は強化要素を拘束す
る。内部強化要素３６及び外部強化要素４２は互いに入
れ子になっており、大きな表面積に亘ってハウジング１
０と係合しており、ハウジングのエラストマーの薄い環
状部分だけがこれらの強化要素間に配置されている。こ
れにより、剛性の耐応力継手は形成される。この継手
は、強化要素３６が動かないようにしっかりと支持す
る。

【００５５】上述のドライバー機構は、大きな利点を提
供する。上述のドライバー機構は、接点を、電弧を最小
にするように、開放位置と閉鎖位置との間で迅速に移動
する。ドライバー機構は極めてコンパクトである。全機
構が、スイッチの外部強化要素と本質的に同じ直径の管
状ハウジング内に収容されている。ドライバー機構の要
素を保護する耐候性シールを形成するため、Ｏ−リング
又は他の従来のシール（図示せず）をドライバー管状ハ
ウジング１３１とカラー１２８及び１２９との間に設け
ることができる。更に、ドライバーハウジング１３１に
は、ハンドル１４５を通すための穴（図示せず）が設け
られている。この穴には、適当なシールが設けられてい
る。

【００５６】上文中に論じた機構は特に好ましいけれど
も、スイッチの接点を移動するための当該技術分野で周
知の多くの他の駆動機構のうちの任意の機構を本発明の
大きな概念によるスイッチで使用できる。例えば、空気
作動式装置、ソレノイド作動式装置、ばね作動式装置、
及び他の周知の機構を使用できる。これらの装置は、手
動式又は自動式のいずれであってもよく、自動式の装置
の場合には、制御システムによって賦勢される、又は回
路の状態を検出するためにスイッチと関連したセンサに
よって賦勢される。例えば、本発明によるスイッチに
は、感電回路ブレーカーを形成するため、電流センサに
よって賦勢される駆動機構が設けられているのがよい。

【００５７】本発明の別の実施例によるスイッチは、エ
ラストマー製の絶縁ハウジング１０' 及び上文中に論じ
たのと同様の内部構成要素を含む。しかしながら、管状
内部強化要素３６' は、互いに噛み合うねじ山３９' に
よって互いに接合された二つの部品３５' 及び３７' で
形成されている。ハウジングの作動端１８' と隣接した
部品３５' の内径は、部品３７' の内径よりも僅かに小
さく、そのため、部品３５' はハウジングの固定端１６
に向かって面する押縁３８' を構成する。上文中に論じ
た実施例におけるように、押縁３８' が第１端バットレ
ス４６' と係合する。本発明の一実施例による組み立て
プロセスでは、ハウジング１０には、直径が強化要素の
外径よりも僅かに小さい内部ボアが形成されている。次
いで、強化要素３６' をハウジングにプレス嵌めする。
このプロセスを容易にするため、圧縮空気をボアに導入
すること等によってハウジングを延ばすことができる。
更に、外部強化要素４２' は、一対の半円筒形の薄板金
半部として形成されており、各半部にはファスニングフ
ランジ４３' が設けられている。半部は、強化要素３
６' を挿入した後にハウジング１０に組み立てられる。
次いで、半部を、ボルト４５' 、リベット、クランプ、
又は他の機械的装置によって互いに固定し、これによっ
てハウジング１０のエラストマーを強化要素３６' の周
りで圧縮する。適当な結合剤をハウジング及び強化要素
の半部に付けるのがよい。

【００５８】更に、外部強化要素４２' は金属製ストラ
ップ４９' を含み、この金属製ストラップは、ハウジン
グ１０の固定端１６' の周り及び固定端キャップ９０の
周りに亘って延びている。ストラップ４９' は、ねじ係
合リング１２８' によってドライバーフレーム１２２'
に取り付けられており、次いで、ねじ係合リングをドラ
イバーフレームに連結する。ストラップ４９' には、ス
トラップを締め付けるためのねじ機構５１' が設けられ
ている。ストラップ４９' は、ひとたび締め付けられる
と、接点アッセンブリの固定端を所定位置に保持するの
を助け、ドライバーによって接点を介して加えられる閉
鎖荷重に抵抗するのを助ける。別の変形例では、ストラ
ップ４９' が唯一の外部強化体を形成するように、金属
製外部強化要素４２' の管状部分を省略することができ
る。この場合には、ハウジング１０には、望ましくは、
半導体外部コーティングが成形されている。

【００５９】上文中に論じた特徴の多くの変更及び組み
合わせを、添付の特許請求の範囲に定義された本発明か
ら逸脱することなく使用できるということは理解されよ
う。例えば、固定端バットレス８２と強化要素３６との
間のねじ山を備えた連結部４０（図１参照）に代えてピ
ン継手を使用できる。更に、外部支持要素は、ドライバ
ーフレームからハウジングの固定端に向かって延びる一
組のロッドとして形成できる。従って、好ましい実施例
の以上の説明は、本発明を限定するものでなく、本発明
の例示として捉えられるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるスイッチの一部を示す
部分断面図である。

【図２】図面の明瞭化を図るために幾つかの部品を取り
外した状態で示す、図１に示す機構の別の部分の概略部
分平面図である。

【図３】図２に示した部分の概略正面図である。

【図４】図３と同様であるが、機構を別の作動位置で示
す概略正面図である。

【図５】図３と同様であるが、機構を別の作動位置で示
す概略正面図である。

【図６】図３と同様であるが、機構を別の作動位置で示
す概略正面図である。

【図７】本発明の別の実施例によるスイッチを示す、図
１と同様の部分断面図である。

【図８】本発明の別の実施例によるスイッチの部品を示
す部分断面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １６ 固定端 １８ 作動端 ２０ ブッシュ ２６ ダイヤフラム ３２ 導電性挿入体 ３６ 強化要素 ４６ 作動端バットレス ６０ 接点アッセンブリ ６２ 管状セラミックボトル ６８ 固定接点 ７０ 可動接点 ７２ ロッド状作動要素 ８２ 固定端バットレス ９８ リンク １０２ ヨーク １０８ 賦勢要素 １２０ ドライバーアッセンブリ １２２ フレーム １３４ ベルクランク要素 １４６ カムプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595038062 Ｒｏｕｔｅ 24，Ｈａｃｋｅｔｔｓｔｏｗ ｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ 07840，Ｕｎ ｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆＡｍｅｒｉ ｃａ

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧配電回路で使用するための封入式
   高電圧スイッチにおいて、 ａ．エラストマー材料製のハウジングと、 ｂ．前記ハウジング内に配置されており、前記ハウジン
   グの前記エラストマー材料とぴったりと接触した中空強
   化要素と、 ｃ．内部に接点を有し且つ制御された雰囲気を内部に有
   するボトルが、前記中空強化要素内に配置されており且
   つ前記中空強化要素に対して間隔が隔てられた関係にあ
   る、接点支持アッセンブリと、 ｄ．前記ボトルと前記中空強化要素との間の空間を実質
   的に充填する、前記エラストマー材料と異なる充填材と
   を有する、封入式高電圧スイッチ。
2. 【請求項２】 前記接点は、前記ボトル内に取り付けら
   れた固定接点及び協働可動接点を含み、前記可動接点は
   前記固定接点に対して移動自在であり、スイッチは、前
   記部分真空接点支持アッセンブリの外側の、前記可動接
   点を作動するための賦勢手段を更に含む、請求項１に記
   載の封入式高電圧スイッチ。
3. 【請求項３】 前記賦勢手段は、前記ハウジングの外部
   からアクセスできる賦勢要素を有し、該賦勢要素は前記
   可動接点とリンクし、これによって、前記賦勢要素を移
   動することによって前記協働接点を開閉できる、請求項
   ２に記載の封入式高電圧スイッチ。
4. 【請求項４】 前記ハウジングは可撓性ダイヤフラムを
   有し、前記賦勢要素は、前記可撓性ダイヤフラムを通っ
   て延びている、請求項３に記載の封入式高電圧スイッ
   チ。
5. 【請求項５】 前記賦勢要素は、前記可動接点との間に
   連結された空動きコネクタを含む、請求項３又は４に記
   載の封入式高電圧スイッチ。
6. 【請求項６】 （ａ）固定接点、該固定接点と協働する
   ように配置された可動接点、及びこれらの接点を包囲し
   且つこれらの接点の周りに制御された雰囲気を移動自在
   するボトルを含み、前記可動接点は前記ボトル内で前記
   固定接点に対して移動自在であり、更に、ボトルの外側
   からアクセスできる、前記可動接点を前記固定接点に対
   して移動するため前記可動接点に連結された作動要素を
   有する、接点アッセンブリと、 （ｂ）前記ボトルを包囲する中空強化要素と、 （ｃ）前記ボトルと前記強化要素との間に配置され、前
   記ボトルと前記強化要素との間の全ての空所を実質的に
   充填する、充填材と、 （ｄ）前記強化要素とぴったりと接触した状態で前記強
   化要素を取り囲むエラストマー製のハウジングと、 （ｅ）前記接点に接続されており、前記ハウジングの外
   部からアクセスできる第１及び第２の端子と、 （ｆ）前記ハウジングの外部からアクセスでき、前記ア
   ッセンブリの前記作動要素とリンクした賦勢要素であっ
   て、これによって、前記賦勢要素を移動することによっ
   て前記接点を開閉でき、これによって、前記接点アッセ
   ンブリの作動要素及び前記可動接点を移動する、賦勢要
   素とを有する、高圧スイッチ。
7. 【請求項７】 前記ハウジングは、前記強化要素を取り
   囲む第１エラストマー材料層を含み、前記第１エラスト
   マー材料は、前記充填材と組成が異なる、請求項６に記
   載のスイッチ。
8. 【請求項８】 前記第１エラストマー材料は、熱及び圧
   力が作用した状態で加硫したゴム材料である、請求項７
   に記載のスイッチ。
9. 【請求項９】 前記第１エラストマー材料は、ＥＰＤＭ
   を含む、請求項７に記載のスイッチ。
10. 【請求項１０】 前記第１エラストマー材料は、本質的
    に、ＥＰＤＭからなる、請求項９に記載スイッチ。
11. 【請求項１１】 前記第１エラストマー材料は絶縁性エ
    ラストマーであり、ハウジングは、第１エラストマー材
    料を少なくとも部分的に取り囲む第２の半導体エラスト
    マー層を更に含む、請求項７に記載スイッチ。
12. 【請求項１２】 前記充填材は、室温加硫エラストマ
    ー、グリス、ゲル、及び未加硫のエラストマー材料から
    なる群から選択された材料である、請求項７に記載のス
    イッチ。
13. 【請求項１３】 前記ボトルはセラミック材料製の壁を
    有する、請求項７に記載のスイッチ。
14. 【請求項１４】 前記接点アッセンブリは、作動端及び
    固定端を有し、前記固定接点に向かう閉鎖端方向及び前
    記作動端に向かう開放端方向を構成し、前記作動要素及
    び前記作動接点は、接点を閉じるために閉鎖端方向に移
    動でき、アッセンブリは、前記接点アッセンブリの前記
    固定端を前記強化要素に構造的に連結し、前記接点を閉
    じるときに前記接点間に加わる荷重に対して前記ボトル
    を強化する固定端バットレスを更に有する、請求項７に
    記載のスイッチ。
15. 【請求項１５】 前記強化要素は、作動端及び固定端が
    接点アッセンブリの作動端及び固定端の夫々と隣接して
    配置された、全体に前記端方向に延びる細長いチューブ
    を含む、請求項１４に記載のスイッチ。
16. 【請求項１６】 前記固定端バットレスは前記チューブ
    の前記固定端に取り付けられており、前記アッセンブリ
    は、チューブ及びボトルの作動端と係合した作動端バッ
    トレスを更に有する、請求項１５に記載のスイッチ。
17. 【請求項１７】 前記作動端バットレスは導電性であ
    り、前記接点アッセンブリの前記作動要素は前記作動端
    バットレスに電気的に接続されており、これに関して移
    動自在である、請求項１６に記載のスイッチ。
18. 【請求項１８】 前記作動端バットレスはこのような第
    １端子を構成する、請求項１７に記載のスイッチ。
19. 【請求項１９】 前記作動要素は、前記開放方向及び閉
    鎖方向に移動自在であり、スイッチは、前記賦勢要素と
    前記接点アッセンブリの前記作動要素との間に配置され
    たばねを更に有し、その結果、前記閉鎖方向への前記賦
    勢要素の移動が前記ばねを通して前記作動要素に伝達さ
    れる、請求項１６に記載のスイッチ。
20. 【請求項２０】 前記開放方向及び閉鎖方向に移動する
    ように前記作動端バットレスに摺動自在に取り付けられ
    たリンクを更に有し、該リンクは、前記接点アッセンブ
    リの前記作動要素及び前記ばねに連結されている、請求
    項１９に記載のスイッチ。
21. 【請求項２１】 前記賦勢要素は、前記ハウジングに前
    記開放方向及び閉鎖方向に移動自在に取り付けられてお
    り、前記スイッチは、ドライバーフレーム、可動要素、
    及び前記可動要素を前記フレームに対して前記開放方向
    及び閉鎖方向に選択的に推進するための移動手段を持つ
    ドライバーアッセンブリを更に有し、前記ドライバーフ
    レームは前記ハウジングに連結されており、前記可動要
    素は前記賦勢要素に連結されており、これによって、前
    記移動手段は前記接点を開閉できる、請求項１４に記載
    のスイッチ。
22. 【請求項２２】 前記ハウジングは作動端及び固定端を
    有し、前記接点アッセンブリの前記作動端及び固定端
    は、前記ハウジングの前記作動端及び固定端と隣接して
    配置されており、前記ドライバーフレームはハウジング
    の作動端に配置されており、スイッチは、前記ドライバ
    ーフレームから前記ハウジングの前記固定端に向かって
    延び且つ前記ハウジングに取り付けられた外部支持要素
    を更に有する、請求項２１に記載のスイッチ。
23. 【請求項２３】 前記外部支持要素は、前記ドライバー
    アッセンブリの少なくとも一部を包囲する、請求項２２
    に記載のスイッチ。
24. 【請求項２４】 前記強化要素は、前記ハウジングの前
    記作動端及び固定端と隣接して配置された作動端及び固
    定端を有し、前記外部支持要素は、前記エラストマーハ
    ウジングが前記強化要素と前記外部支持要素との間に配
    置されるように前記強化要素と重なっている、請求項２
    ２に記載のスイッチ。
25. 【請求項２５】 前記外部支持要素及び前記強化要素
    は、前記ハウジングに結合されている、請求項２４に記
    載のスイッチ。
26. 【請求項２６】 前記強化要素はチューブを含み、前記
    外部支持要素は前記強化要素の前記チューブと実質的に
    同心のチューブを含み、これらのチューブは、前記ハウ
    ジングの前記部分が管状エラストマー層を含むように入
    れ子式に係合している、請求項２４に記載のスイッチ。
27. 【請求項２７】 前記外部支持要素は、前記ドライバー
    フレームから前記ハウジングの前記固定端の周りに延び
    ている、請求項２２に記載のスイッチ。
28. 【請求項２８】 前記接点アッセンブリは、開放方向及
    び閉鎖方向の両方向を有し、前記作動要素は、前記開放
    方向及び閉鎖方向に移動自在であり、前記エラストマー
    ハウジングは、周囲がハウジングの残りの部分に連結さ
    れており且つ中央部分が前記周囲に関して前記開放方向
    及び閉鎖方向に移動自在の可撓性ダイヤフラムを含み、
    前記賦勢要素は、前記ダイヤフラムの前記中央部分に固
    定的に取り付けられており、前記ダイヤフラムが撓むと
    き、前記ボトルに対して前記開放方向及び閉鎖方向に移
    動自在である、請求項６に記載のスイッチ。
29. 【請求項２９】 前記ボトルによって維持された前記制
    御された雰囲気は、部分真空である、請求項６に記載の
    スイッチ。
30. 【請求項３０】 スイッチの製造方法において、 （ａ）ボトル及びこのボトル内に配置された一対の接点
    からなる接点アッセンブリを、中空強化要素内に、ボト
    ルと強化要素との間の隙間を充填するようにボトルと強
    化要素との間に充填材を入れることによって注封する工
    程と、 （ｂ）前記充填材と異なる第１エラストマー材料を含む
    エラストマーハウジングを前記強化要素の周りに前記強
    化要素とぴったりと接触させて形成する工程とを含む、
    方法。
31. 【請求項３１】 前記エラストマーハウジングを前記強
    化要素の周りに形成する前記工程を前記注封工程の前に
    行う、請求項３０に記載の方法。
32. 【請求項３２】 前記エラストマーハウジングを形成す
    る前記工程は、エラストマーを前記強化要素の周りで成
    形し、前記エラストマーを熱及び圧力の作用で加硫する
    工程を含む、請求項３１に記載の方法。
33. 【請求項３３】 前記エラストマーハウジングを形成す
    る前記工程は、エラストマーを成形して前記ハウジング
    を形成する工程、及びこの工程に続いて行われる前記強
    化要素を前記ハウジングにプレス嵌めする工程を含む、
    請求項３１に記載の方法。
34. 【請求項３４】 前記ハウジングは閉鎖した作動端及び
    開放した固定端を有し、前記強化要素は、作動端及び固
    定端を持つ細長いチューブを含み、前記エラストマーハ
    ウジングを形成する前記工程は、チューブの作動端が前
    記ハウジングの前記作動端と隣接して配置され、前記チ
    ューブの前記固定端が前記ハウジングの前記固定端と隣
    接して配置されるように行われる、請求項３１に記載の
    方法。
35. 【請求項３５】 ハウジングを強化要素の周りに形成す
    る工程の後、前記接点アッセンブリを前記チューブの前
    記固定端を通して前記チューブに挿入する工程、及び接
    点アッセンブリの作動要素をハウジングの作動端を通っ
    て延びる賦勢要素をリンクする工程を更に有する、請求
    項３４に記載の方法。
36. 【請求項３６】 前記作動要素を前記賦勢要素とリンク
    する前記工程は、前記作動要素及び前記賦勢要素に連結
    されたスナップ係合可能な一対の継手を提供し、前記賦
    勢ロッド及び前記接点アッセンブリを、前記継手が互い
    に係合するように、互いに向かって移動することによっ
    て前記継手を互いに係合させる工程を含む、請求項３５
    に記載の方法。
37. 【請求項３７】 リンク機構空間を前記ハウジングとの
    間に形成するように前記ハウジングの前記作動端から間
    隔が隔てられた所定の位置で前記チューブと係合した作
    動端バットレスを提供する工程を更に有し、前記作動端
    バットレスは前記ボトルとも係合し、前記注封工程は、
    前記充填材を前記ボトルと前記チューブとの間に導入す
    る工程を含み、前記作動端バットレスは、前記充填材を
    閉じ込め、前記充填材が前記リンク機構空間に進入しな
    いようにする、請求項３４に記載の方法。
38. 【請求項３８】 前記充填材の導入後、固定端バットレ
    スを前記チューブと嵌合する工程を更に有し、前記バッ
    トレス及び前記チューブは、ボトルを圧縮状態に保持す
    る、請求項３７に記載の方法。
39. 【請求項３９】 前記注封工程は、前記接点アッセンブ
    リ及び前記強化要素を含むサブアッセンブリを形成する
    ように、前記エラストマーハウジングを形成する前記工
    程の前に行われる、請求項３０に記載の方法。
40. 【請求項４０】 エラストマーハウジングを形成する前
    記工程は、強化要素がハウジングの壁と係合するように
    サブアッセンブリをハウジングにプレス嵌めする工程を
    含む、請求項３９に記載の方法。