JP2011222457A

JP2011222457A - Gas insulated switchgear

Info

Publication number: JP2011222457A
Application number: JP2010093452A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ishiwatari; 裕石渡; Kunihiko Wada; 国彦和田; Hideaki Shirai; 英明白井; Ikuo Miwa; 郁夫三輪; Sumimasa Sato; 純正佐藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Substation Equipment Technology Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Substation Equipment Technology Corp
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-11-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas insulated switchgear that can rotate a rotating shaft without excessive starting torque and with insulation gas filled therein kept encapsulated even when the rotating shaft is started after a long halt.SOLUTION: A gas insulated switchgear 10 comprises: a container with insulation gas filled therein; a movable member contained in the container; a rotating shaft 37 to transfer power from the outside of the container to the movable member; seal members 71 on the internal circumference of a bearing member that are mounted so as to realize the communication between the inside and outside of the container through the container wall and that slide on the rotating shaft 37 through lubricant; and the bearing member 70 to rotatably support the rotating shaft 37. A slide surface 37a of the rotating shaft 37 where the seal members 71 slide has concavity 80, which is more concaved than the slide surface 37a, curved towards the inside of the slide surface 37a.

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）に係り、特に、回転シャフトとゴム製のシール部材がグリースなどの潤滑油を介して摺動する軸受機構を備えたガス絶縁開閉装置に関する。 The present invention relates to a gas insulated switchgear (GIS), and more particularly to a gas insulated switchgear having a bearing mechanism in which a rotating shaft and a rubber seal member slide through a lubricating oil such as grease.

例えば、ガス絶縁開閉装置は、事故時の大電流を遮断する遮断器、電気回路を入切する断路器、接地をとる接地開閉器などの大電力用のスイッチや、ブッシングや変圧器までの回路を繋ぐ母線などから構成されている。例えば、ガス絶縁開閉装置が故障した場合、送変電系統に停電などの重大な問題が発生する可能性がある。そのため、ガス絶縁開閉装置においては、性能面で高い信頼性が要求されている。また、最近、都心部を中心にビルの地下に変電所を設置するニーズが増加しており、ガス絶縁開閉装置のコンパクト化の要求も高まっている。 For example, a gas-insulated switchgear is a circuit that cuts off a large current at the time of an accident, a switch for turning on / off an electric circuit, a switch for high power such as a grounding switch for grounding, a circuit to a bushing or a transformer. It is composed of buses that connect the two. For example, when a gas-insulated switchgear breaks down, a serious problem such as a power failure may occur in the transmission and transformation system. Therefore, the gas insulated switchgear is required to have high reliability in terms of performance. Recently, there is an increasing need to install a substation in the basement of a building, mainly in the city center, and there is an increasing demand for a compact gas insulated switchgear.

ガス絶縁開閉装置の容器内には、絶縁ガスが封止されている。ガス絶縁開閉装置において、例えば、回路の遮断時には、容器外の駆動装置の駆動を回転シャフトを介して動力伝達手段に伝え、この動力伝達手段により可動接触子を移動することで電気的な遮断を行う。そのため、ガス絶縁開閉装置には、絶縁ガスを封止しつつ、回転シャフトを回転可能に支持する軸受機構が設けられている。 Insulating gas is sealed in the container of the gas insulated switchgear. In a gas insulated switchgear, for example, when the circuit is shut off, the drive of the drive device outside the container is transmitted to the power transmission means via the rotating shaft, and the movable contact is moved by this power transmission means to electrically cut off the circuit. Do. For this reason, the gas-insulated switchgear is provided with a bearing mechanism that rotatably supports the rotating shaft while sealing the insulating gas.

このような軸受機構では、例えば、金属製の回転シャフトとゴム製のシール部材（例えば、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）など）がグリースなどの潤滑油を介して摺動する構造になっている。しかしながら、例えば、回転シャフトを長期間駆動させていない状態から駆動させる場合、摺動抵抗が増大し、定常時の５〜１０倍の過大なトルクが必要になることがある。そのため、この過大なトルクを発生するための駆動機構が必要となる。この摺動抵抗の増大は、駆動機構のコンパクト化を阻害する大きな要因となっている。 In such a bearing mechanism, for example, a metal rotary shaft and a rubber seal member (for example, nitrile butadiene rubber (NBR) or the like) slide through a lubricating oil such as grease. However, for example, when the rotary shaft is driven from a state where it has not been driven for a long period of time, the sliding resistance increases, and an excessive torque 5 to 10 times that in a steady state may be required. Therefore, a drive mechanism for generating this excessive torque is required. This increase in sliding resistance is a major factor that hinders downsizing of the drive mechanism.

このような駆動機構を備えたガス絶縁開閉装置において、様々な技術が開示されている（例えば、特許文献１−３参照。）。 Various techniques have been disclosed for gas-insulated switchgear having such a drive mechanism (see, for example, Patent Documents 1-3).

特開２００７−８７８３６号公報JP 2007-87836 A 特開２００３−４５２９６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-45296 特開２００２−１５２９２２号公報JP 2002-152922 A

しかしながら、上記した従来のガス絶縁開閉装置では、長期間駆動させていない状態から駆動させることによる、軸受機構における摺動抵抗の増大を抑制することはできない。 However, in the conventional gas insulated switchgear described above, an increase in sliding resistance in the bearing mechanism due to driving from a state where it is not driven for a long time cannot be suppressed.

また、発明者らは、この軸受機構における摺動抵抗が増大する因子を調査した結果、回転シャフトとゴム製のシール部材との間に存在するグリースなどの潤滑油が、時間の経過に伴いゴム製のシール部材に浸透して枯渇することを明らかにした。また、発明者らは、この潤滑油の枯渇が、長期間駆動させていない状態から駆動させる際、過大なトルクを必要とする一要因であることをつきとめた。なお、パッキンやグリースの材質を変えた場合であっても、程度の差はあるが上記したような現象が生じた。 Further, as a result of investigating the factors that increase the sliding resistance in the bearing mechanism, the inventors have found that the lubricating oil such as grease existing between the rotating shaft and the rubber seal member has been changed over time. It was clarified that it penetrates into the seal member made of metal and depletes. The inventors have also found that the depletion of this lubricating oil is one factor that requires excessive torque when driven from a state where it has not been driven for a long period of time. Even when the packing and grease materials were changed, the phenomenon described above occurred to some extent.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、回転シャフトを長期間停止状態に保持された状態から起動する際においても、内部に充填された絶縁ガスを封止ししつつ、過大な起動トルクを必要とせずに回転シャフトを回転させることができるガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the rotating shaft is started from a state where it is held for a long time, the insulating gas filled therein is sealed. On the other hand, an object of the present invention is to provide a gas-insulated switchgear that can rotate a rotating shaft without requiring excessive starting torque.

上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、絶縁ガスが封入された容器と、前記容器内に収容され、直線的に進退可能に保持された可動接触子と、前記可動接触子の前方に配置された固定側接触部と、前記容器の外部からの動力をリンク機構を介して前記可動接触子に伝達し、前記可動接触子を進退させて前記固定側接触部との電気的な開閉動作を行わせる回転シャフトと、前記容器の壁面を介して前記容器の内部と外部に連通するように設けられ、内周に前記回転シャフトと潤滑油を介して摺動するシール部材を備え、前記回転シャフトを回転可能に支持する軸支部材とを備えるガス絶縁開閉装置であって、前記回転シャフトの、前記シール部材に摺動する摺動面に、当該摺動面よりも窪んだ凹部が形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a container in which an insulating gas is sealed, a movable contact housed in the container and linearly held so as to be movable forward and backward, and the movable contact A fixed-side contact portion disposed in front of the child and power from the outside of the container is transmitted to the movable contact via a link mechanism, and the movable contact is moved forward and backward to make electrical connection with the fixed-side contact portion. A rotary shaft that performs a typical opening and closing operation, and a seal member that is provided so as to communicate with the inside and the outside of the container via the wall surface of the container, and that slides on the inner periphery via the rotary shaft and lubricating oil A gas-insulated switchgear comprising a shaft support member that rotatably supports the rotating shaft, wherein the sliding surface of the rotating shaft that slides on the seal member is recessed from the sliding surface. It is characterized in that a recess is formed That the gas insulated switchgear is provided.

本発明に係るガス絶縁開閉装置によれば、回転シャフトを長期間停止状態に保持された状態から起動する際においても、内部に充填された絶縁ガスを封止ししつつ、過大な起動トルクを必要とせずに回転シャフトを回転させることができる。 According to the gas-insulated switchgear according to the present invention, even when the rotary shaft is started from a state where it is held for a long period of time, an excessive starting torque is generated while sealing the insulating gas filled inside. The rotating shaft can be rotated without the need.

本発明に係る一実施の形態のガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図である。1 is a side view showing a configuration of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention. 本発明に係る一実施の形態の母線一体形断路器の内部における断路部の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the disconnection part inside the bus bar integrated disconnector of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態の可動接触子を駆動するためのレバー部材を回動させる回転シャフトおよび回転シャフトを支持する軸受部材の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the bearing member which supports the rotating shaft which rotates the lever member for driving the movable contact of one Embodiment which concerns on this invention, and a rotating shaft. 本発明に係る一実施の形態の回転シャフトの斜視図である。It is a perspective view of the rotating shaft of one embodiment concerning the present invention. 本発明に係る一実施の形態の回転シャフトの摺動面の構造を説明するための、回転シャフトの軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of cross section along the axial direction of a rotating shaft for demonstrating the structure of the sliding surface of the rotating shaft of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態のシール部材と回転シャフトとの摺動部における断面を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the cross section in the sliding part of the sealing member of one Embodiment which concerns on this invention, and a rotating shaft. 本発明に係る一実施の形態の回転シャフトの摺動面の構造を説明するための、回転シャフトの軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of cross section along the axial direction of a rotating shaft for demonstrating the structure of the sliding surface of the rotating shaft of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る他の実施の形態の、摺動面に凹部形成領域および平滑面領域を備える回転シャフトの斜視図である。It is a perspective view of the rotating shaft provided with a recessed part formation area | region and a smooth surface area | region in the sliding surface of other embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る他の実施の形態の回転シャフトの摺動面の構造を説明するための、回転シャフトの軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of cross section along the axial direction of a rotating shaft for demonstrating the structure of the sliding surface of the rotating shaft of other embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る他の実施の形態の回転シャフトの摺動面に形成された凹部を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの写真である。It is a photograph when the recessed part formed in the sliding surface of the rotating shaft of other embodiment which concerns on this invention is observed with a scanning electron microscope (SEM). 本発明に係る他の実施の形態の回転シャフトの摺動面の構造を説明するための、回転シャフトの軸方向に沿う側面の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of side surface in alignment with the axial direction of a rotating shaft for demonstrating the structure of the sliding surface of the rotating shaft of other embodiment which concerns on this invention. 図１１に示された回転シャフトの軸方向に沿う断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which follows the axial direction of the rotating shaft shown by FIG. 本発明に係る他の実施の形態の回転シャフトの摺動面の構造を説明するための、回転シャフトの軸方向に沿う側面の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of side surface in alignment with the axial direction of a rotating shaft for demonstrating the structure of the sliding surface of the rotating shaft of other embodiment which concerns on this invention. 図１３に示された回転シャフトの軸方向に沿う断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which follows the axial direction of the rotating shaft shown by FIG. 図７に示した回転シャフトの摺動面に硬質炭素皮膜を形成したときの、回転シャフトの軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of cross section along the axial direction of a rotating shaft when a hard carbon film is formed in the sliding surface of the rotating shaft shown in FIG. 回転試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a rotation test. 回転試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a rotation test. 回転試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a rotation test.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る一実施の形態のガス絶縁開閉装置１０の構成を示す側面図である。図２は、母線一体形断路器２７の内部における断路部３０の断面を示す図である。図３は、可動接触子３３を駆動するためのレバー部材３５を回動させる回転シャフト３７および回転シャフト３７を支持する軸受部材７０の断面を示す図である。 FIG. 1 is a side view showing a configuration of a gas-insulated switchgear 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a cross section of the disconnecting portion 30 inside the bus bar integrated disconnector 27. FIG. 3 is a diagram showing a cross section of a rotating shaft 37 that rotates a lever member 35 for driving the movable contact 33 and a bearing member 70 that supports the rotating shaft 37.

図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１０において、遮断器２０は、その容器２１の軸線が据付面に対して垂直になるように設置されている。この遮断器２０の上部口出し部２２ａには変流器２３が設けられ、断路器２４、接地開閉器２５を経て、ケーブルヘッド２６に接続されている。また、遮断器２０の下部口出し部２２ｂには、母線一体形断路器２７を介して母線導体と接続されている。 As shown in FIG. 1, in the gas insulated switchgear 10, the circuit breaker 20 is installed so that the axis of the container 21 is perpendicular to the installation surface. A current transformer 23 is provided in the upper lead-out portion 22 a of the circuit breaker 20, and is connected to the cable head 26 through a disconnector 24 and a ground switch 25. Further, the lower lead portion 22 b of the circuit breaker 20 is connected to a bus conductor via a bus bar integrated disconnector 27.

ここで、母線一体形断路器２７における断路部３０の構成について説明する。 Here, the structure of the disconnection part 30 in the bus bar integrated disconnector 27 will be described.

母線一体形断路器２７の容器内には、例えば、ＳＦ_６ガスなどの絶縁ガスが封入されている。また、この容器内には、図２に示すように、可動側接触部３１、固定側接触部３２、および可動接触子３３が設けられ、断路部３０を構成している。なお、図示しないが、固定側接触部３２は、母線導体から分岐した導体と接続されている。 An insulating gas such as SF ₆ gas is enclosed in the container of the bus bar integrated disconnector 27. Further, as shown in FIG. 2, a movable side contact portion 31, a fixed side contact portion 32, and a movable contact 33 are provided in the container, and a disconnecting portion 30 is configured. Although not shown, the fixed side contact portion 32 is connected to a conductor branched from the bus conductor.

可動側接触部３１は、固定側接触部３２と対向する位置に設けられ、それぞれの可動接触子３３の移動方向に沿う中心軸がほぼ同一軸となるように設けられている。可動側接触部３１内には、可動接触子３３が摺動自在に挿入されている。この可動接触子３３は、可動側接触部３１と固定側接触部３２との間を電気的に開閉する。 The movable-side contact portion 31 is provided at a position facing the fixed-side contact portion 32, and the central axis along the moving direction of each movable contact 33 is provided so as to be substantially the same axis. A movable contact 33 is slidably inserted into the movable contact portion 31. The movable contact 33 electrically opens and closes between the movable contact portion 31 and the fixed contact portion 32.

可動接触子３３の一端には、連結部材である、例えば円筒状のピン３４が設けられ、このピン３４は、レバー部材３５の一端に形成された長穴形状の溝３６に、摺動自在に連結されている。レバー部材３５の他端は、母線一体形断路器２７の容器外に配置された操作機構により発生した回転駆動力をレバー部材３５に伝達する回転シャフト３７に接続されている。これによって、回転シャフト３７から伝達された回転駆動力がレバー部材３５を介して可動接触子３３に伝わり、可動接触子３３が可動側接触部３１内を摺動し、固定側接触部３２との電気的な開閉（電気的な接触または遮断）を可能とする。 One end of the movable contact 33 is provided with, for example, a cylindrical pin 34 which is a connecting member. The pin 34 is slidable in a slot 36 formed in one end of the lever member 35. It is connected. The other end of the lever member 35 is connected to a rotating shaft 37 that transmits a rotational driving force generated by an operation mechanism arranged outside the container of the bus bar integrated disconnector 27 to the lever member 35. As a result, the rotational driving force transmitted from the rotary shaft 37 is transmitted to the movable contact 33 via the lever member 35, and the movable contact 33 slides in the movable contact portion 31, and Allows electrical opening and closing (electrical contact or disconnection).

また、図３に示すように、可動接触子３３を駆動するためのレバー部材３５を回動させる回転シャフト３７は、母線一体形断路器２７の容器６０の内側と外側に連通するように、母線一体形断路器２７の容器６０を貫通して設けられた軸受部材７０に回転可能に支持されている。 Further, as shown in FIG. 3, the rotation shaft 37 for rotating the lever member 35 for driving the movable contact 33 communicates with the inner side and the outer side of the container 60 of the bus bar integrated disconnector 27. It is rotatably supported by a bearing member 70 provided through the container 60 of the integrated disconnector 27.

軸受部材７０は、内周に回転シャフト３７と潤滑油を介して摺動するシール部材７１を備えている。シール部材７１は、軸受部材７０の内周面に、周方向に亘って形成され、かつ回転シャフト３７の軸方向に所定の間隔をあけて列設された複数の溝７２に設置されている。このシール部材７１が、回転シャフト３７と潤滑油を介して摺動することで、シール効果を発揮し、母線一体形断路器２７の容器内に封入された絶縁ガスが、回転シャフト３７と軸受部材７０との間から外部に流出するのを防止している。シール部材７１として、例えば、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などからなるゴム製のパッキンが使用される。また、潤滑油として、例えば、グリースなどが使用される。 The bearing member 70 includes a seal member 71 that slides on the inner periphery via the rotary shaft 37 and lubricating oil. The seal member 71 is installed in a plurality of grooves 72 formed on the inner peripheral surface of the bearing member 70 in the circumferential direction and arranged in a row at a predetermined interval in the axial direction of the rotary shaft 37. This sealing member 71 exhibits a sealing effect by sliding with the rotating shaft 37 and the lubricating oil, and the insulating gas sealed in the container of the bus bar integrated disconnector 27 is connected to the rotating shaft 37 and the bearing member. It is prevented from flowing out from between 70 and the outside. As the seal member 71, for example, a rubber packing made of nitrile butadiene rubber (NBR) or the like is used. Moreover, grease etc. are used as lubricating oil, for example.

ここで、回転シャフト３７の構造について説明する。 Here, the structure of the rotating shaft 37 will be described.

図４は、回転シャフト３７の斜視図である。図５は、回転シャフト３７の摺動面３７ａの構造を説明するための、回転シャフト３７の軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。図６は、シール部材７１と回転シャフト３７との摺動部における断面を拡大して示した図である。 FIG. 4 is a perspective view of the rotating shaft 37. FIG. 5 is an enlarged view of a part of a cross section along the axial direction of the rotating shaft 37 for explaining the structure of the sliding surface 37 a of the rotating shaft 37. FIG. 6 is an enlarged view showing a cross section of the sliding portion between the seal member 71 and the rotary shaft 37.

図４および図５に示すように、回転シャフト３７の摺動面３７ａには、周方向の全面に亘って、この摺動面３７ａよりも内側に窪んだ複数の凹部８０が形成されている。この凹部８０は、ディンプル状の窪みで構成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 is formed with a plurality of recesses 80 that are recessed inwardly of the sliding surface 37a over the entire circumferential surface. The recess 80 is constituted by a dimple-like depression.

次に、このディンプル状の凹部８０の形成方法について説明する。 Next, a method for forming the dimple-like recess 80 will be described.

このディンプル状の凹部８０は、例えば、ショットピーニング法により形成される。具体的には、ディンプル状の凹部８０は、回転シャフト３７を構成する材料よりも硬度の高い材料で構成された、硬質粒子を回転シャフト３７の摺動面３７ａに高速気流で吹付けることで形成される。 The dimple-shaped recess 80 is formed by, for example, a shot peening method. Specifically, the dimple-shaped recess 80 is formed by spraying hard particles made of a material having a higher hardness than the material constituting the rotating shaft 37 onto the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with a high-speed airflow. Is done.

ここで、硬質粒子の平均粒子径は、７５μｍ以下であることが好ましい。硬質粒子の平均粒子径を７５μｍ以下とすることが好ましいのは、平均粒子径が大きくなるとディンプル状の凹部８０の深さが深くなり、シール部材７１との摩擦が大きくなるからである。この平均粒子径は、メディアン径（５０％粒子径）である。また、硬質粒子の粒子径は、ＪＩＳＲ６００２の研削砥石用研磨材の粒度の試験方法に準じて測定される。 Here, the average particle diameter of the hard particles is preferably 75 μm or less. The reason why the average particle diameter of the hard particles is preferably 75 μm or less is that as the average particle diameter increases, the depth of the dimple-shaped recess 80 increases and friction with the seal member 71 increases. This average particle diameter is a median diameter (50% particle diameter). The particle diameter of the hard particles is measured according to the method for testing the particle size of the abrasive for grinding wheels according to JIS R 6002.

平均粒子径を７５μｍ以下の硬質粒子を使用した場合、吹き付ける気流速度に依存するが、直径が３〜３０μｍ程度のディンプル状の凹部８０が形成される。また、この場合、ディンプル状の凹部８０の深さ（最大深さ）は、１〜１０μｍ程度となる。また、硬質粒子を構成する材料として、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカなどを主成分とする材料が例示される。 When hard particles having an average particle diameter of 75 μm or less are used, a dimple-like recess 80 having a diameter of about 3 to 30 μm is formed, depending on the airflow velocity to be blown. In this case, the depth (maximum depth) of the dimple-shaped recess 80 is about 1 to 10 μm. Moreover, as a material which comprises a hard particle, the material which has an alumina, a zirconia, a silica etc. as a main component is illustrated, for example.

このように凹部８０が形成された、回転シャフト３７の摺動面３７ａは、図６に示すように、潤滑油９０を介して軸受部材７０のシール部材７１と摺動する。回転シャフト３７が回転する際、図６に示すように、ディンプル状の凹部８０には、潤滑油９０が保持された状態となる。 The sliding surface 37a of the rotating shaft 37 in which the recess 80 is formed in this way slides with the seal member 71 of the bearing member 70 via the lubricating oil 90 as shown in FIG. When the rotating shaft 37 rotates, as shown in FIG. 6, the dimple-shaped recess 80 is in a state where the lubricating oil 90 is held.

このように、回転シャフト３７の摺動面３７ａにディンプル状の凹部８０を形成することで、シール部材７１との接触面積が減少し、摩擦抵抗を低減することができる。さらに、凹部８０に潤滑油９０が保持されることにより、回転シャフト３７とシール部材７１との間における潤滑油９０の枯渇を防止することができる。そのため、回転シャフト３７を長期間停止状態に保持された状態から起動する際においても、起動時の過大なトルクが不要となり、回転シャフト３７を駆動するための駆動機構をコンパクト化することができる。 Thus, by forming the dimple-shaped recess 80 on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, the contact area with the seal member 71 can be reduced, and the frictional resistance can be reduced. Furthermore, since the lubricating oil 90 is held in the recess 80, it is possible to prevent the lubricating oil 90 from being depleted between the rotating shaft 37 and the seal member 71. Therefore, even when the rotary shaft 37 is started from a state where it has been held for a long period of time, excessive torque at the time of startup is not required, and the drive mechanism for driving the rotary shaft 37 can be made compact.

また、ショットピーニング法により凹部８０を形成することで、回転シャフト３７の摺動面３７ａのような曲面においても、一様な大きさの微細なディンプル状の凹部８０を形成することができる。さらに、製作コストの削減および製作時間の短縮を図ることができる。 Further, by forming the recess 80 by the shot peening method, a fine dimple-like recess 80 having a uniform size can be formed even on a curved surface such as the sliding surface 37a of the rotary shaft 37. Furthermore, it is possible to reduce the manufacturing cost and the manufacturing time.

なお、ディンプル状の凹部８０の形成方法は、上記した方法に限られるものではない。例えば、次に示すように、ディンプル状の凹部８０を形成してもよい。 The method for forming the dimple-shaped recess 80 is not limited to the method described above. For example, as shown below, a dimple-shaped recess 80 may be formed.

図７は、回転シャフト３７の摺動面３７ａの構造を説明するための、回転シャフト３７の軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。 FIG. 7 is an enlarged view of a part of a cross section along the axial direction of the rotating shaft 37 for explaining the structure of the sliding surface 37 a of the rotating shaft 37.

まず、平均粒子径が７５μｍ以下の第１の硬質粒子を回転シャフト３７の摺動面３７ａに高速気流で吹付けて、ディンプル状の窪みを形成する。続いて、この第１の硬質粒子の直径よりも、直径が３〜５倍程度大きな第２の硬質粒子を、第１の硬質粒子によって形成されたディンプル状の窪みが形成された回転シャフト３７の摺動面３７ａに高速気流で吹付けて、ディンプル状の凹部８０を形成してもよい（図７参照）。 First, the first hard particles having an average particle diameter of 75 μm or less are sprayed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with a high-speed air flow to form dimple-shaped depressions. Subsequently, the second hard particles whose diameter is about 3 to 5 times larger than the diameter of the first hard particles are used as the rotating shaft 37 in which the dimple-like depressions formed by the first hard particles are formed. A dimple-like recess 80 may be formed by spraying the sliding surface 37a with a high-speed airflow (see FIG. 7).

このようにディンプル状の凹部８０を形成することで、第１の硬質粒子によって形成されたディンプル状の凹部におけるエッジ部（図５において凹部８０間に形成される部分）が、第２の硬質粒子によって、図７に示すように、潰されて鈍化する。これにより、回転シャフト３７の摺動面３７ａにおける摩擦抵抗を低減することができる。さらに、エッジ部の形状が鈍化することで、シール部材７１の損傷をより効果的に抑制することができる。 By forming the dimple-like recess 80 in this manner, the edge portion (the portion formed between the recesses 80 in FIG. 5) in the dimple-like recess formed by the first hard particles becomes the second hard particles. Therefore, as shown in FIG. Thereby, the frictional resistance in the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 can be reduced. Furthermore, damage to the seal member 71 can be more effectively suppressed by reducing the shape of the edge portion.

また、回転シャフト３７の摺動面３７ａは、上記した凹部８０が形成された凹部形成領域と、凹部８０が形成されていない平滑面８１からなる平滑面領域とを備えるように構成されてもよい。図８は、摺動面３７ａに凹部形成領域および平滑面領域を備える回転シャフト３７の斜視図である。 Further, the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 may be configured to include a concave portion forming region in which the concave portion 80 is formed and a smooth surface region including a smooth surface 81 in which the concave portion 80 is not formed. . FIG. 8 is a perspective view of the rotating shaft 37 provided with a recessed portion forming region and a smooth surface region on the sliding surface 37a.

図８に示すように、凹部形成領域および平滑面領域は、所定の幅を有して周方向に形成され、かつ回転シャフト３７の軸方向に交互に形成されている。隣接する凹部形成領域間のピッチＰ０（隣接する凹部形成領域における、凹部形成領域の幅方向の中心間の距離）は、一様となるように構成されることが好ましい。 As shown in FIG. 8, the recessed portion forming region and the smooth surface region are formed in the circumferential direction with a predetermined width, and are alternately formed in the axial direction of the rotating shaft 37. It is preferable that the pitch P0 between adjacent recess formation regions (the distance between the centers in the width direction of the recess formation regions in the adjacent recess formation regions) is uniform.

このように、凹部形成領域および平滑面領域を備える場合、回転シャフト３７の摺動面３７ａにおける、摺動面３７ａ全体面積に対する平滑面８１が形成された部分の面積の割合（以下、平滑面積率という）は、３０〜６０％であることが好ましい。 As described above, in the case where the concave portion forming region and the smooth surface region are provided, the ratio of the area of the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 where the smooth surface 81 is formed to the entire area of the sliding surface 37a (hereinafter referred to as the smoothing area ratio). Is preferably 30 to 60%.

この割合の範囲が好ましいのは、平滑面積率が３０％を下回る場合には、特に、摺動面３７ａとシール部材７１との摺動面における面圧が高いときに、凹部８０へのシール部材７１の食い込み量が増加し、摺動面３７ａにおける摩擦抵抗が増加するからである。平滑面積率が６０％を超える場合には、凹部８０における潤滑油９０の保持量が少なく、長期間停止状態に保持された状態から起動する際に過大なトルクを必要とするからである。 The range of this ratio is preferable when the smooth area ratio is less than 30%, particularly when the surface pressure on the sliding surface between the sliding surface 37a and the sealing member 71 is high, and the sealing member to the recess 80. This is because the amount of biting 71 increases and the frictional resistance on the sliding surface 37a increases. This is because when the smooth area ratio exceeds 60%, the retaining amount of the lubricating oil 90 in the recess 80 is small, and an excessive torque is required when starting from a state where the lubricating oil 90 is held for a long period of time.

なお、平滑面積率は、ピッチＰ０を変化させることで、３０〜６０％の範囲に設定される。 The smooth area ratio is set in the range of 30 to 60% by changing the pitch P0.

また、凹部形成領域および平滑面領域を形成する場合、回転シャフト３７の摺動面３７ａの、凹部８０を形成する領域のみに、ディンプル状の凹部８０を形成するための上記した処理が施される。 Further, when forming the recessed portion forming region and the smooth surface region, the above-described processing for forming the dimple-shaped recessed portion 80 is performed only on the region where the recessed portion 80 is formed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37. .

このように、凹部形成領域および平滑面領域を備えることで、上記した凹部８０を備えることの作用効果に加え、さらに、摺動面３７ａとシール部材７１との摺動面における面圧が高い場合においても、凹部８０へのシール部材７１の食い込みを防止することができ、低摩擦化を図ることができる。すなわち、凹部形成領域および平滑面領域を備える構成は、特に、摺動面３７ａとシール部材７１との摺動面における面圧が高い場合に好適である。 As described above, by providing the recessed portion forming region and the smooth surface region, in addition to the effect of providing the recessed portion 80 described above, the surface pressure on the sliding surface between the sliding surface 37a and the seal member 71 is high. In this case, it is possible to prevent the seal member 71 from biting into the recess 80 and to reduce friction. That is, the configuration including the recessed portion forming region and the smooth surface region is particularly suitable when the surface pressure on the sliding surface between the sliding surface 37 a and the seal member 71 is high.

（回転シャフト３７の摺動面３７ａの他の構成）
（孔形状の凹部８０）
上記した実施の形態では、ショットピーニング法により形成されたディンプル状の凹部８０を備える回転シャフト３７の摺動面３７ａについて説明したが、凹部８０の形状は、この形状に限られるものではない。ここでは、回転シャフト３７の摺動面３７ａに形成される他の凹部８０の構成について説明する。 (Other configuration of sliding surface 37a of rotating shaft 37)
(Hole-shaped recess 80)
In the above-described embodiment, the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 including the dimple-shaped recess 80 formed by the shot peening method has been described. However, the shape of the recess 80 is not limited to this shape. Here, the structure of the other recessed part 80 formed in the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 is demonstrated.

図９は、他の構成の凹部８０を備えた、回転シャフト３７の摺動面３７ａの構造を説明するための、回転シャフト３７の軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。図１０は、回転シャフト３７の摺動面３７ａに形成された凹部８０を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの写真である。 FIG. 9 is an enlarged view of a part of the cross section along the axial direction of the rotating shaft 37 for explaining the structure of the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 provided with the recess 80 of another configuration. FIG. 10 is a photograph of the recess 80 formed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 when observed with a scanning electron microscope (SEM).

図９および図１０に示すように、凹部８０は、複数の円形状の孔（孔溝）で構成されてもよい。なお、回転シャフト３７の摺動面３７ａには、これらの凹部８０以外に、凹部８０が形成されていない平滑面８１を備えている。 As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the recess 80 may be composed of a plurality of circular holes (hole grooves). The sliding surface 37a of the rotary shaft 37 is provided with a smooth surface 81 on which the recess 80 is not formed, in addition to the recess 80.

円形状の各孔の口径Ｄ１や深さＨ１、隣接する孔間のピッチＰ１（隣接する孔における孔の中心間の距離）は、一様となるように構成されることが好ましい。 It is preferable that the diameter D1 and the depth H1 of each circular hole and the pitch P1 between adjacent holes (the distance between the centers of the holes in the adjacent holes) are uniform.

凹部８０の口径Ｄ１は、１ｍｍ以下、深さＨ１は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。この口径Ｄ１および深さＨ１の範囲が好ましいのは、凹部８０に適正な量の潤滑油９０を保持することができるからである。 The diameter D1 of the recess 80 is preferably 1 mm or less, and the depth H1 is preferably 0.5 mm or less. The range of the diameter D1 and the depth H1 is preferable because an appropriate amount of the lubricating oil 90 can be held in the recess 80.

また、平滑面積率は、３０〜６０％であることが好ましい。この割合の範囲が好ましいのは、平滑面積率が３０％を下回る場合には、特に、摺動面３７ａとシール部材７１との摺動面における面圧が高いときに、凹部８０へのシール部材７１の食い込み量が増加し、摺動面３７ａにおける摩擦抵抗が増加するからである。平滑面積率が６０％を超える場合には、凹部８０における潤滑油９０の保持量が少なく、長期間停止状態に保持された状態から起動する際に過大なトルクを必要とするからである。 Moreover, it is preferable that a smooth area ratio is 30 to 60%. The range of this ratio is preferable when the smooth area ratio is less than 30%, particularly when the surface pressure on the sliding surface between the sliding surface 37a and the sealing member 71 is high, and the sealing member to the recess 80. This is because the amount of biting 71 increases and the frictional resistance on the sliding surface 37a increases. This is because when the smooth area ratio exceeds 60%, the retaining amount of the lubricating oil 90 in the recess 80 is small, and an excessive torque is required when starting from a state where the lubricating oil 90 is held for a long period of time.

なお、平滑面積率は、凹部８０の口径Ｄ１および深さＨ１を上記した範囲とし、ピッチＰ１を変化させることで、３０〜６０％の範囲に設定される。 The smooth area ratio is set to a range of 30 to 60% by changing the pitch P1 with the aperture D1 and the depth H1 of the recess 80 as described above.

円形状の孔からなる凹部８０は、例えば、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、パルス状に電子ビームやレーザービームを所定時間照射することで形成することができる。このように、電子ビームやレーザービームの照射により凹部８０を形成することで、照射した領域のみに高精度で孔を形成することができる。なお、円形状の孔からなる凹部８０は、例えば、機械加工などによって形成されてもよい。 The concave portion 80 formed of a circular hole can be formed, for example, by irradiating the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with a pulsed electron beam or laser beam for a predetermined time. Thus, by forming the recess 80 by irradiation with an electron beam or a laser beam, a hole can be formed with high accuracy only in the irradiated region. In addition, the recessed part 80 which consists of circular holes may be formed by machining etc., for example.

なお、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、前述したような、回転シャフト３７の軸方向に、前述したような凹部形成領域および平滑面領域を交互に備えてもよい。この場合、凹部形成領域に、孔からなる複数の凹部８０が形成される。また、凹部形成領域における凹部８０間のピッチＰ１は、できる限り小さくすることが好ましい。 The sliding surface 37a of the rotating shaft 37 may be alternately provided with the recess forming regions and the smooth surface regions as described above in the axial direction of the rotating shaft 37 as described above. In this case, a plurality of recesses 80 made of holes are formed in the recess forming region. Moreover, it is preferable to make the pitch P1 between the recessed parts 80 in a recessed part formation area as small as possible.

（溝形状の凹部８０）
図１１は、他の構成の凹部８０を備えた、回転シャフト３７の摺動面３７ａの構造を説明するための、回転シャフト３７の軸方向に沿う側面の一部を拡大した図である。図１２は、図１１に示された回転シャフト３７の軸方向に沿う断面を示す図である。 (Groove-shaped recess 80)
FIG. 11 is an enlarged view of a part of the side surface along the axial direction of the rotating shaft 37 for explaining the structure of the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 provided with the recess 80 of another configuration. FIG. 12 is a view showing a cross section along the axial direction of the rotating shaft 37 shown in FIG. 11.

図１１および図１２に示すように、凹部８０は、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、回転シャフト３７の周方向に亘って形成され、かつ回転シャフト３７の軸方向に所定の間隔をあけて列設された複数の溝で構成されてもよい。なお、回転シャフト３７の摺動面３７ａには、これらの凹部８０以外に、凹部８０が形成されていない平滑面８１を備えている。 As shown in FIGS. 11 and 12, the recess 80 is formed on the sliding surface 37 a of the rotating shaft 37 over the circumferential direction of the rotating shaft 37, and has a predetermined interval in the axial direction of the rotating shaft 37. You may be comprised by the some groove | channel arranged in a line. The sliding surface 37a of the rotary shaft 37 is provided with a smooth surface 81 on which the recess 80 is not formed, in addition to the recess 80.

各溝の溝幅Ｗ２や深さＨ２、隣接する溝間のピッチＰ２（隣接する溝における、溝の溝幅方向の中心間の距離）は、一様となるように構成されることが好ましい。 It is preferable that the groove width W2 and depth H2 of each groove and the pitch P2 between adjacent grooves (the distance between the centers of adjacent grooves in the groove width direction) are uniform.

凹部８０の溝幅Ｗ２は、１ｍｍ以下、深さＨ２は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。この溝幅Ｗ２および深さＨ２の範囲が好ましいのは、凹部８０に適正な量の潤滑油９０を保持することができるからである。 The recess 80 preferably has a groove width W2 of 1 mm or less and a depth H2 of 0.5 mm or less. The reason why the range of the groove width W2 and the depth H2 is preferable is that an appropriate amount of the lubricating oil 90 can be held in the recess 80.

なお、平滑面積率は、凹部８０の溝幅Ｗ２および深さＨ２を上記した範囲とし、ピッチＰ２を変化させることで、３０〜６０％の範囲に設定される。 The smooth area ratio is set to a range of 30 to 60% by changing the pitch P2 with the groove width W2 and the depth H2 of the recess 80 as described above.

上記した溝からなる凹部８０は、例えば、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、パルス状に電子ビームやレーザービームを所定時間照射することで形成することができる。また、上記した溝からなる凹部８０は、例えば、回転シャフト３７の摺動面３７ａをフォトエッチング、機械加工などすることによっても形成することができる。 The recess 80 formed of the groove can be formed, for example, by irradiating the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with a pulsed electron beam or laser beam for a predetermined time. Moreover, the recessed part 80 which consists of an above-described groove | channel can be formed also by carrying out the photo-etching, machining, etc. for the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, for example.

（螺旋溝形状）
図１３は、他の構成の凹部８０を備えた、回転シャフト３７の摺動面３７ａの構造を説明するための、回転シャフト３７の軸方向に沿う側面の一部を拡大した図である。図１４は、図１３に示された回転シャフト３７の軸方向に沿う断面を示す図である。 (Spiral groove shape)
FIG. 13 is an enlarged view of a part of the side surface along the axial direction of the rotating shaft 37 for explaining the structure of the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 provided with the recess 80 having another configuration. FIG. 14 is a view showing a cross section along the axial direction of the rotating shaft 37 shown in FIG. 13.

図１３および図１４に示すように、凹部８０は、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、回転シャフト３７の周方向かつ軸方向に亘って螺旋状に形成された連続する溝で構成されてもよい。なお、回転シャフト３７の摺動面３７ａには、凹部８０以外に、凹部８０が形成されていない平滑面８１を備えている。 As shown in FIGS. 13 and 14, the recess 80 may be formed by a continuous groove spirally formed on the sliding surface 37 a of the rotating shaft 37 over the circumferential direction and the axial direction of the rotating shaft 37. Good. The sliding surface 37 a of the rotary shaft 37 is provided with a smooth surface 81 on which the recess 80 is not formed, in addition to the recess 80.

この螺旋状の溝の溝幅Ｗ３、深さＨ３、隣接する溝間のピッチＰ３（隣接する溝における、溝の溝幅方向の中心間の距離）は、一様となるように構成されることが好ましい。 The groove width W3 and depth H3 of this spiral groove and the pitch P3 between adjacent grooves (the distance between the centers of adjacent grooves in the groove width direction) are configured to be uniform. Is preferred.

凹部８０の溝幅Ｗ３は、１ｍｍ以下、深さＨ３は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。この溝幅Ｗ３および深さＨ３の範囲が好ましいのは、凹部８０に適正な量の潤滑油９０を保持することができるからである。 The recess 80 preferably has a groove width W3 of 1 mm or less and a depth H3 of 0.5 mm or less. The range of the groove width W3 and the depth H3 is preferable because an appropriate amount of the lubricating oil 90 can be held in the recess 80.

なお、平滑面積率は、凹部８０の溝幅Ｗ３および深さＨ３を上記した範囲とし、ピッチＰ３を変化させることで、３０〜６０％の範囲に設定される。 The smoothing area ratio is set to a range of 30 to 60% by changing the pitch P3 with the groove width W3 and the depth H3 of the recess 80 as described above.

上記した螺旋状の溝からなる凹部８０は、例えば、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、パルス状に電子ビームやレーザービームを所定時間照射することで形成することができる。また、上記した溝からなる凹部８０は、例えば、回転シャフト３７の摺動面３７ａをフォトエッチング、機械加工などすることによっても形成することができる。 The concave portion 80 formed of the spiral groove can be formed by, for example, irradiating the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with a pulsed electron beam or laser beam for a predetermined time. Moreover, the recessed part 80 which consists of an above-described groove | channel can be formed also by carrying out the photo-etching, machining, etc. for the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, for example.

上記した他の構成の凹部８０を備えた場合においても、ディンプル状の凹部８０を備えた場合と同様に、凹部８０が形成された、回転シャフト３７の摺動面３７ａは、潤滑油９０を介して軸受部材７０のシール部材７１と摺動する（図６参照）。そして、回転シャフト３７が回転する際、凹部８０には、潤滑油９０が保持された状態となる。 Even when the concave portion 80 having the other configuration described above is provided, the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 in which the concave portion 80 is formed is provided with the lubricating oil 90 in the same manner as when the dimple-shaped concave portion 80 is provided. And slides with the seal member 71 of the bearing member 70 (see FIG. 6). When the rotary shaft 37 rotates, the lubricating oil 90 is held in the recess 80.

このように、回転シャフト３７の摺動面３７ａに凹部８０を形成することで、シール部材７１との接触面積が減少し、摩擦抵抗を低減することができる。さらに、凹部８０に潤滑油９０が保持されることにより、回転シャフト３７とシール部材７１との間における潤滑油９０の枯渇を防止することができる。そのため、回転シャフト３７を長期間停止状態に保持された状態から起動する際においても、起動時の過大なトルクが不要となり、回転シャフト３７を駆動するための駆動機構をコンパクト化することができる。 Thus, by forming the recessed part 80 in the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, a contact area with the sealing member 71 can be reduced, and frictional resistance can be reduced. Furthermore, since the lubricating oil 90 is held in the recess 80, it is possible to prevent the lubricating oil 90 from being depleted between the rotating shaft 37 and the seal member 71. Therefore, even when the rotary shaft 37 is started from a state where it has been held for a long period of time, excessive torque at the time of startup is not required, and the drive mechanism for driving the rotary shaft 37 can be made compact.

また、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、凹部８０と、凹部８０が形成されていない平滑面８１とを備えることで、摺動面３７ａとシール部材７１との摺動面における面圧が高い場合においても、凹部８０へのシール部材７１の食い込みを防止することができ、低摩擦化を図ることができる。 Further, by providing the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with the recess 80 and the smooth surface 81 where the recess 80 is not formed, the surface pressure on the sliding surface between the sliding surface 37a and the seal member 71 is high. Even in this case, it is possible to prevent the sealing member 71 from biting into the recess 80 and to reduce friction.

ここで、回転シャフト３７の摺動面３７ａにおける少なくとも平滑面８１に、硬質炭素皮膜を形成することが好ましい。 Here, it is preferable to form a hard carbon film on at least the smooth surface 81 of the sliding surface 37 a of the rotating shaft 37.

図１５は、図７に示した回転シャフト３７の摺動面３７ａに硬質炭素皮膜１００を形成したときの、回転シャフト３７の軸方向に沿う断面の一部を拡大した図である。なお、ここでは、図７に示した回転シャフト３７の摺動面３７ａに硬質炭素皮膜１００を形成する場合を例示して説明するが、前述した、回転シャフト３７の摺動面３７ａにおける少なくとも平滑面８１のすべてに適用可能である。 FIG. 15 is an enlarged view of a part of the cross section along the axial direction of the rotating shaft 37 when the hard carbon film 100 is formed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 shown in FIG. Here, the case where the hard carbon film 100 is formed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 shown in FIG. 7 will be described as an example, but at least the smooth surface of the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 described above is described. 81 is applicable.

図１５には、凹部８０および平滑面８１の双方、すなわち摺動面３７ａの全体に硬質炭素皮膜１００を形成した一例を示している。なお、硬質炭素皮膜１００は、回転シャフト３７の摺動面３７ａにおける少なくとも平滑面８１に形成されていればよく、図１５に示すように、摺動面３７ａの全体に形成されても、平滑面８１のみに形成されてもよい。 FIG. 15 shows an example in which the hard carbon film 100 is formed on both the recess 80 and the smooth surface 81, that is, the entire sliding surface 37a. The hard carbon film 100 only needs to be formed on at least the smooth surface 81 of the sliding surface 37a of the rotary shaft 37. Even if the hard carbon coating 100 is formed on the entire sliding surface 37a, as shown in FIG. It may be formed only in 81.

硬質炭素皮膜１００は、摩擦係数が小さく、かつ硬度の高い材料で構成され、具体的には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などで形成される。ＤＬＣからなる硬質炭素皮膜１００は、高硬度であるため、磨耗量が少ない。そのため、ＤＬＣからなる硬質炭素皮膜１００を備えることで、抵抗力が小さく、かつ磨耗量が少ない摺動面３７ａを得ることができる。また、このＤＬＣは、耐食性にも優れている。 The hard carbon film 100 is made of a material having a low friction coefficient and high hardness, and specifically, is formed of diamond-like carbon (DLC) or the like. Since the hard carbon film 100 made of DLC has high hardness, the amount of wear is small. Therefore, by providing the hard carbon film 100 made of DLC, it is possible to obtain the sliding surface 37a having a small resistance and a small amount of wear. Moreover, this DLC is excellent also in corrosion resistance.

なお、回転シャフト３７は、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼などの金属で構成される。 The rotating shaft 37 is made of a metal such as an aluminum alloy, stainless steel, or chromium molybdenum steel.

ここで、ＤＬＣの皮膜の形成方法について説明する。 Here, a method of forming a DLC film will be described.

ＤＬＣの皮膜は、メタンガスを原料とするプラズマＣＶＤ法、または固体カーボンを原料とするスパッタリング法により形成される。 The DLC film is formed by a plasma CVD method using methane gas as a raw material or a sputtering method using solid carbon as a raw material.

プラズマＣＶＤ法では、常温付近でコーティングすることができるが、皮膜中に多量の水素が混入するため、皮膜の硬度をあまり高くできない（例えば、ビッカース硬さ（ＨＶ）で最大２０００程度）。また、プラズマＣＶＤ法において、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、ＤＬＣからなる皮膜を形成する際、まず金属の表面に、下地として炭素（Ｃ）との反応性に優れ、ＤＬＣの密着強度を向上させるケイ素（Ｓｉ）などの皮膜を形成することが好ましい。 In the plasma CVD method, coating can be performed at around room temperature, but since a large amount of hydrogen is mixed in the film, the film hardness cannot be so high (for example, a maximum Vickers hardness (HV) of about 2000). Further, in the plasma CVD method, when a coating made of DLC is formed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, first, the surface of the metal is excellent in reactivity with carbon (C) as a base, and the adhesion strength of DLC is increased. It is preferable to form a film such as silicon (Si) to be improved.

一方、スパッタリング法では、２００〜３００℃に加熱する必要があるが、水素量を低くできるので、硬度の高い皮膜を形成することができる（例えば、ビッカース硬さ（ＨＶ）で最大４５００程度）。また、プラズマＣＶＤ法において、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、ＤＬＣからなる皮膜を形成する際、まず金属の表面に、下地として炭素との反応性に優れ、所定の硬度を有する、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）などの皮膜を形成することが好ましい。下地として所定の硬度を有するタングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）などの皮膜を備えることで、回転シャフト３７の基材が変形したときでも、ＤＬＣの皮膜が、割れたり、剥離したりするなどの損傷を抑制することができる。 On the other hand, in the sputtering method, it is necessary to heat to 200 to 300 ° C., but since the amount of hydrogen can be reduced, a film having high hardness can be formed (for example, a maximum of about 4500 in Vickers hardness (HV)). Further, in the plasma CVD method, when a coating made of DLC is formed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, first, tungsten (which has excellent reactivity with carbon as a base and has a predetermined hardness on the metal surface. It is preferable to form a film such as W) or chromium (Cr). By providing a coating of tungsten (W), chromium (Cr) or the like having a predetermined hardness as a base, even when the base material of the rotating shaft 37 is deformed, the DLC coating is cracked or peeled off. Damage can be suppressed.

なお、スパッタリング法において、下地層およびＤＬＣ層を形成する場合、下地層とＤＬＣ層との間に、下地層からＤＬＣ層に向かって、ＤＬＣの濃度が増加し、下地層を構成する材料の濃度が減少する傾斜組成層を備えることが好ましい。この傾斜組成層は、例えば、下地層を形成する金属の蒸着量を徐々に減らし、一方でＤＬＣの蒸着量を徐々に増加させることで形成することができる。この傾斜組成層を備えることで、下地層とＤＬＣ層との間に生じる応力集中を抑制し、剥離の発生を抑えることができる。 Note that in the case of forming the base layer and the DLC layer in the sputtering method, the concentration of DLC increases from the base layer to the DLC layer between the base layer and the DLC layer, and the concentration of the material constituting the base layer It is preferable to provide a graded composition layer in which the decrease is. This graded composition layer can be formed, for example, by gradually reducing the deposition amount of the metal forming the underlayer while gradually increasing the deposition amount of DLC. By providing this gradient composition layer, it is possible to suppress stress concentration generated between the base layer and the DLC layer and to suppress the occurrence of peeling.

上記した方法により形成される硬質炭素皮膜１００の厚さは、皮膜の残留応力、密着強さ、成膜コストなどを考慮して、１〜１０μｍ程度であることが好ましい。 The thickness of the hard carbon film 100 formed by the above method is preferably about 1 to 10 μm in consideration of the residual stress of the film, the adhesion strength, the film formation cost, and the like.

また、硬質炭素皮膜１００を形成するＤＬＣにおける水素含有量は、概ね１０ａｔ％以下であることが好ましい。この範囲が好ましいのは、水素含有量が少ないほど高硬度の皮膜が得られるからである。 Moreover, it is preferable that the hydrogen content in DLC which forms the hard carbon film 100 is about 10 at% or less. This range is preferable because a coating with higher hardness can be obtained as the hydrogen content decreases.

このように、回転シャフト３７の摺動面３７ａにおける少なくとも平滑面８１に、硬質炭素皮膜を形成することで、例えば、回転シャフト３７と摺動面３７ａの平滑面８１との間の潤滑油９０が枯渇または劣化した場合においても、摩擦抵抗を低減することができる。 In this way, by forming the hard carbon film on at least the smooth surface 81 of the sliding surface 37a of the rotating shaft 37, for example, the lubricating oil 90 between the rotating shaft 37 and the smooth surface 81 of the sliding surface 37a can be obtained. Even in the case of depletion or deterioration, the frictional resistance can be reduced.

次に、母線一体形断路器２７における断路部３０の作用について、図２を参照して説明する。 Next, the operation of the disconnecting portion 30 in the bus bar integrated disconnector 27 will be described with reference to FIG.

母線一体形断路器２７の容器外に配置された回動機器により発生した回転駆動力が回転シャフト３７に伝達されると、回転シャフト３７を中心にレバー部材３５が回転する。回転シャフト３７が回転する際、摺動面３７ａの凹部８０には、潤滑油９０が保持された状態となり、シール部材７１との接触面積が減少し、摩擦抵抗が低減される。そのため、回転シャフト３７を長期間停止状態に保持された状態から起動する際においても、過大なトルクを必要としない。また、潤滑油９０を介して回転シャフト３７とシール部材７１とが摺動することで、母線一体形断路器２７の容器内からの絶縁ガスの漏れを防止することができる。 When the rotational driving force generated by the rotating device disposed outside the container of the bus bar integrated disconnector 27 is transmitted to the rotating shaft 37, the lever member 35 rotates around the rotating shaft 37. When the rotary shaft 37 rotates, the concave portion 80 of the sliding surface 37a is in a state where the lubricating oil 90 is held, the contact area with the seal member 71 is reduced, and the frictional resistance is reduced. Therefore, even when the rotating shaft 37 is started from a state where it has been held for a long time, excessive torque is not required. Further, the sliding of the rotary shaft 37 and the seal member 71 through the lubricating oil 90 can prevent the insulating gas from leaking from the container of the bus bar integrated disconnector 27.

回転シャフト３７を中心にレバー部材３５が回転すると、可動接触子３３のピン３４がレバー部材３５の一端の長穴形状の溝３６を摺動し、可動接触子３３は、駆動される。 When the lever member 35 rotates around the rotation shaft 37, the pin 34 of the movable contact 33 slides in the slot 36 having a long hole shape at one end of the lever member 35, and the movable contact 33 is driven.

可動接触子３３が駆動され、可動接触子３３が可動側接触部３１内を摺動し、可動接触子３３の先端部は、固定側接触部３２のシールド３２ｂの内径面から固定側接触部３２内に挿入する。そして、可動接触子３３の先端部の側面に、固定側接触部３２の接点端子３２ａが接触し、電気的に開となった状態（図２で実線で示した状態）となる。 The movable contact 33 is driven, the movable contact 33 slides in the movable contact portion 31, and the distal end of the movable contact 33 extends from the inner diameter surface of the shield 32 b of the fixed contact portion 32 to the fixed contact portion 32. Insert inside. Then, the contact terminal 32a of the fixed side contact portion 32 comes into contact with the side surface of the distal end portion of the movable contact 33 and is in an electrically open state (a state indicated by a solid line in FIG. 2).

次に、本発明に係るガス絶縁開閉装置１０において、前述した回転シャフト３７の摺動面３７ａの構成とすることで、長期間停止状態に保持された状態から起動する際において、過大なトルクを必要としないことを説明する。 Next, in the gas insulated switchgear 10 according to the present invention, the configuration of the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 described above causes excessive torque when starting from a state where the rotary shaft 37 is held in a stopped state for a long time. Explain what is not necessary.

なお、ここでは、図３に示した、回転シャフト３７および軸受部材７０の構成を備えた装置を、母線一体形断路器２７の容器に組み込んでトルクの評価を実施した。 Here, the apparatus having the configuration of the rotary shaft 37 and the bearing member 70 shown in FIG. 3 was incorporated in the container of the bus bar integrated disconnector 27 to evaluate the torque.

（凹部８０がディンプル状の場合）
まず、ステンレス鋼からなる、直径が４５ｍｍ、長さが６００ｍｍの回転シャフト３７の摺動面３７ａの全体に亘って、ショットピーニング処理を施してディンプル状の凹部８０を形成した。 (When the recess 80 is dimple-shaped)
First, a dimple-like recess 80 was formed by performing shot peening over the entire sliding surface 37a of the rotating shaft 37 made of stainless steel and having a diameter of 45 mm and a length of 600 mm.

ショットピーニング処理において、平均粒径が１６μｍ、２３μｍ、４４μｍ、７５μｍの、アルミナを主成分とする硬質粒子を用いて、４種類の試料を作製した。ここで、平均粒径が１６μｍ、２３μｍ、４４μｍ、７５μｍの硬質粒子を用いて作製された試料を、それぞれ、試料１、試料２、試料３、試料４とした。 In the shot peening treatment, four types of samples were prepared using hard particles mainly composed of alumina having an average particle size of 16 μm, 23 μm, 44 μm, and 75 μm. Here, samples prepared using hard particles having an average particle diameter of 16 μm, 23 μm, 44 μm, and 75 μm were referred to as Sample 1, Sample 2, Sample 3, and Sample 4, respectively.

なお、この平均粒子径は、メディアン径（５０％粒子径）である（以下、同じ）。また、硬質粒子の粒子径は、ＪＩＳＲ６００２の研削砥石用研磨材の粒度の試験方法に準じて測定した（以下、同じ）。 The average particle diameter is the median diameter (50% particle diameter) (hereinafter the same). Moreover, the particle diameter of the hard particles was measured according to the method for testing the particle size of abrasives for grinding wheels according to JIS R 6002 (hereinafter the same).

また、平均粒子径が２３μｍの第１の硬質粒子を回転シャフト３７の摺動面３７ａに高速気流で吹付けて、ディンプル状の窪みを形成し、平均粒子径が７５μｍの第２の硬質粒子を、第１の硬質粒子によって形成されたディンプル状の窪みが形成された回転シャフト３７の摺動面３７ａに高速気流で吹付けて、ディンプル状の凹部８０を形成した試料５も用意した。なお、第２の硬質粒子を吹き付ける際の圧力は、第１の硬質粒子を吹き付ける際の圧力よりも低い圧力で行った。 In addition, the first hard particles having an average particle diameter of 23 μm are sprayed on the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with a high-speed air flow to form dimple-shaped depressions, and the second hard particles having an average particle diameter of 75 μm are formed. A sample 5 was also prepared in which a dimple-like recess 80 was formed by spraying the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 formed with the first hard particles on the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 with a high-speed air flow. The pressure at which the second hard particles were sprayed was lower than the pressure at which the first hard particles were sprayed.

さらに、比較のために、摺動面３７ａに凹部８０が形成されていないもの（試料６）も用意した。 Further, for comparison, a sample (sample 6) in which the concave portion 80 was not formed on the sliding surface 37a was also prepared.

なお、シール部材７１として、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）からなるゴム製のパッキンを使用した。また、潤滑油９０として、グリースを使用した。 As the seal member 71, a rubber packing made of nitrile butadiene rubber (NBR) was used. Further, grease was used as the lubricating oil 90.

ここでは、上記した試料からなる回転シャフト３７を用いて回転試験を行うことでトルクを評価した。回転試験は、母線一体形断路器２７の容器外に配置された回転駆動装置により回転シャフト３７を６０ｒｐｍで回転させて停止させた後、１０分以内に再度同回転数で回転させる試験（連続試験）、および回転停止後２４時間経過した時点から、回転駆動装置により回転シャフト３７を回転させる試験（稀頻度試験）を行った。双方の試験において、トルクメータによりトルクを測定した。なお、連続試験および稀頻度試験におけるトルクとは、それぞれの試験において停止状態から起動させる起動時における最大トルクである。 Here, the torque was evaluated by performing a rotation test using the rotating shaft 37 made of the above-described sample. The rotation test is a test (continuous test) in which the rotation shaft 37 is rotated at 60 rpm by a rotation driving device arranged outside the container of the bus-integrated disconnector 27 and stopped at the same rotation speed within 10 minutes. ), And a test (rare frequency test) in which the rotary shaft 37 is rotated by a rotary drive device from the time when 24 hours have passed after the rotation is stopped. In both tests, torque was measured with a torque meter. The torque in the continuous test and the rare frequency test is the maximum torque at the time of start-up for starting from the stopped state in each test.

図１６は、回転試験の結果を示す図である。なお、図１６において、第１の硬質粒子および第２の硬質粒子を用いて凹部８０が形成された試料５における結果は、横軸の平均粒子径が２３μｍの位置に示されている。なお、図１６において、試料２における結果と区別するために、試料５における結果に係るシンボルは点線で示されている。また、摺動面３７ａに凹部８０が形成されていない試料６における結果は、平均粒径（横軸）が「０」の位置に示されている。 FIG. 16 is a diagram showing the results of the rotation test. In FIG. 16, the result in the sample 5 in which the concave portions 80 are formed using the first hard particles and the second hard particles is shown at the position where the average particle diameter on the horizontal axis is 23 μm. In FIG. 16, in order to distinguish from the result in the sample 2, the symbol related to the result in the sample 5 is indicated by a dotted line. Further, the result of the sample 6 in which the concave portion 80 is not formed on the sliding surface 37a is shown at the position where the average particle diameter (horizontal axis) is “0”.

図１６に示すように、試料１〜試料６において、連続試験におけるトルクは、大きな差はなかった。一方、稀頻度試験では、試料６におけるトルクが、他の試料６におけるトルクに比べて高くなることがわかった。具体的には、回転シャフト３７の摺動面３７ａに凹部８０を備えた試料１〜試料５におけるトルクは、回転シャフト３７の摺動面３７ａに凹部８０を備えない試料６におけるトルクに比べて、４０％程度低いことがわかった。この結果から、回転シャフト３７の摺動面３７ａに凹部８０を備えることで、特に、回転停止後２４時間経過した時点から回転させる稀頻度時におけるトルクを低減できることが明らかとなった。 As shown in FIG. 16, in the samples 1 to 6, the torque in the continuous test was not significantly different. On the other hand, in the rare frequency test, it was found that the torque in the sample 6 was higher than the torque in the other samples 6. Specifically, the torque in the samples 1 to 5 in which the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 is provided with the recess 80 is larger than that in the sample 6 in which the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 is not provided with the recess 80. It was found to be about 40% lower. From this result, it has been clarified that by providing the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 with the concave portion 80, it is possible to reduce the torque at the rare frequency of rotation especially after 24 hours have passed since the rotation stopped.

また、連続試験および稀頻度試験において、試料５におけるトルクは、試料１〜試料４におけるトルクよりも低い。この結果から、ディンプル状の凹部におけるエッジ部（図５において平滑面８１を形成する部分）を鈍化することにより、摩擦抵抗を低減することができたものと考えられる。 Further, in the continuous test and the rare frequency test, the torque in the sample 5 is lower than the torque in the samples 1 to 4. From this result, it is considered that the frictional resistance could be reduced by blunting the edge portion (the portion forming the smooth surface 81 in FIG. 5) in the dimple-like recess.

（凹部形成領域および平滑面領域を備える場合）
ここでは、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、凹部８０が形成された凹部形成領域と、凹部８０が形成されていない平滑面８１からなる平滑面領域とを備える場合における、長期間停止状態に保持された状態から起動する際のトルクを評価した。 (When provided with a recess forming region and a smooth surface region)
Here, the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 is in a stopped state for a long period of time when it includes a concave portion forming region where the concave portion 80 is formed and a smooth surface region consisting of the smooth surface 81 where the concave portion 80 is not formed. The torque when starting from the held state was evaluated.

凹部形成領域および平滑面領域を、図８に示すように、所定の幅で、周方向に亘って形成し、かつ回転シャフト３７の軸方向に交互に形成した。また、凹部形成領域を形成する凹部８０の形状は、前述した試料５における凹部８０と同様の形状とした。なお、ここでは、図８を参照して説明する。 As shown in FIG. 8, the recessed portion forming region and the smooth surface region were formed with a predetermined width over the circumferential direction and alternately formed in the axial direction of the rotating shaft 37. In addition, the shape of the recess 80 forming the recess formation region was the same as that of the recess 80 in the sample 5 described above. Here, a description will be given with reference to FIG.

また、上記したように凹部８０を試料５における凹部８０と同様の形状とし、凹部形成領域の幅を一定とし、平滑面積率が０％、３０％、６０％となるように凹部８０を形成した（図８を参照）。すなわち、平滑面積率の設定は、凹部８０間のピッチＰ０を変更することで調整した。そのため、平滑面積率が高い方がピッチＰが大きくなる。 Further, as described above, the concave portion 80 is formed in the same shape as the concave portion 80 in the sample 5, the width of the concave portion forming region is constant, and the concave portion 80 is formed so that the smooth area ratio is 0%, 30%, and 60%. (See FIG. 8). That is, the setting of the smooth area ratio was adjusted by changing the pitch P0 between the recesses 80. Therefore, the pitch P becomes larger as the smooth area ratio is higher.

ここで、平滑面積率が０％とは、摺動面３７ａの全体に亘って凹部８０が形成されている状態であり、前述した試料５と同じ構成であり、ここでも試料５と表示する。また、凹部面積率が３０％のものを試料７、６０％のものを試料８とした。 Here, the smooth area ratio of 0% is a state in which the concave portion 80 is formed over the entire sliding surface 37a, and has the same configuration as that of the sample 5 described above. Samples having a recess area ratio of 30% were used as Sample 7, and samples having 60% were used as Sample 8.

回転試験は、上記した平滑面積率を有する試料５、試料７および試料８について、稀頻度試験を行った。なお、稀頻度試験は、上述した試験方法と同じ試験方法で行った。また、回転シャフト３７の摺動面３７ａに負荷される面圧を、前述したディンプル状の凹部を有する摺動面３７ａに負荷される面圧の、１倍（ディンプル状の摺動面３７ａと同じ面圧）、１．５倍、２倍とした面圧比条件の下、回転試験を行った。 In the rotation test, a rare frequency test was performed on Sample 5, Sample 7, and Sample 8 having the above-described smooth area ratio. In addition, the rare frequency test was done by the same test method as the test method mentioned above. Further, the surface pressure applied to the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 is one times the surface pressure applied to the sliding surface 37a having the dimple-like recess described above (the same as the dimple-shaped sliding surface 37a). Rotational test was performed under surface pressure ratio conditions of (surface pressure), 1.5 times and 2 times.

図１７は、回転試験の結果を示す図である。なお、図１７の、横軸には面圧比が、縦軸には稀頻度試験におけるトルクが示されている。 FIG. 17 is a diagram showing the results of the rotation test. In FIG. 17, the horizontal axis represents the surface pressure ratio, and the vertical axis represents the torque in the rare frequency test.

図１７に示すように、面圧比が低い場合には、平滑面積率が小さい方が、平滑面積率が大きい方よりも、トルクが低いことがわかる。一方、面圧比が高くなるにつれて、平滑面積率が高い方がトルクが低いことがわかる。これは、面圧比が高くなると、凹部８０へのシール部材７１の食い込みが増加し、摩擦力が大きくなるためと考えられる。 As shown in FIG. 17, when the surface pressure ratio is low, it can be seen that the smaller the smooth area ratio, the lower the torque than the larger smooth area ratio. On the other hand, it can be seen that the higher the surface pressure ratio, the lower the torque when the smooth area ratio is higher. This is considered to be because when the surface pressure ratio increases, the biting of the seal member 71 into the recess 80 increases, and the frictional force increases.

また、これらの結果から、凹部形成領域と平滑面領域とを混在させることで、面圧は主として平滑面領域が分担し、潤滑油９０の保持効果は、凹部形成領域が分担していることがわかる。また、平滑面積率が３０〜６０％の範囲においては、面圧比が上昇しても、トルクが急激に増加することがないことがわかった。 Further, from these results, by mixing the recessed portion forming region and the smooth surface region, the surface pressure is mainly shared by the smooth surface region, and the retaining effect of the lubricating oil 90 is shared by the recessed portion forming region. Recognize. Further, it was found that in the range where the smooth area ratio is 30 to 60%, the torque does not increase rapidly even if the surface pressure ratio increases.

（凹部８０が孔状または螺旋溝状の場合）
ここでは、回転シャフト３７の摺動面３７ａの凹部８０を孔状または螺旋溝状とした。凹部８０が孔状の場合には、図９および図１０を、凹部８０が螺旋溝状の場合には、図１３および図１４を参照して説明する。 (When the recess 80 is a hole or a spiral groove)
Here, the concave portion 80 of the sliding surface 37a of the rotary shaft 37 has a hole shape or a spiral groove shape. 9 and 10 will be described in the case where the recess 80 has a hole shape, and FIG. 13 and FIG. 14 will be described in the case where the recess 80 has a spiral groove shape.

凹部８０を孔状に形成した場合（試料９）、凹部８０の口径Ｄ１を３００μｍ、深さＨ１を１０μｍとし、凹部８０間のピッチＰ１を５００μｍとした。この場合、図９および図１０に示すように、凹部８０間に平滑面８１が存在する。この場合における平滑面積率は６０％であった。なお、回転シャフト３７の摺動面３７ａにパルス状に電子ビームを照射して複数の孔状の溝を形成した。 When the recess 80 was formed in a hole shape (sample 9), the diameter D1 of the recess 80 was 300 μm, the depth H1 was 10 μm, and the pitch P1 between the recesses 80 was 500 μm. In this case, as shown in FIGS. 9 and 10, a smooth surface 81 exists between the recesses 80. The smooth area ratio in this case was 60%. The sliding surface 37a of the rotating shaft 37 was irradiated with an electron beam in pulses to form a plurality of hole-shaped grooves.

凹部８０を螺旋溝状に形成した場合（試料１０）、凹部８０の溝幅Ｗ３を５０μｍ、深さＨ３を１０μｍとし、凹部８０間のピッチＰ３を１００μｍとした。この場合における平滑面積率は５０％であった。なお、回転シャフト３７の摺動面３７ａをフォトエッチングすることで螺旋溝状の凹部８０を形成した。 When the concave portions 80 were formed in a spiral groove shape (sample 10), the groove width W3 of the concave portions 80 was 50 μm, the depth H3 was 10 μm, and the pitch P3 between the concave portions 80 was 100 μm. The smooth area ratio in this case was 50%. A spiral groove-like recess 80 was formed by photoetching the sliding surface 37a of the rotating shaft 37.

また、試料９および試料１０の摺動面３７ａに、スパッタリング法により、厚さが２μｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる硬質炭素皮膜１００を形成した。試料９の摺動面３７ａに硬質炭素皮膜１００を形成したものを試料１１と、試料１０の摺動面３７ａに硬質炭素皮膜１００を形成したものを試料１２と示す。 Further, a hard carbon film 100 made of diamond-like carbon (DLC) having a thickness of 2 μm was formed on the sliding surfaces 37a of the samples 9 and 10 by sputtering. Sample 11 has a hard carbon film 100 formed on sliding surface 37a of sample 9, and sample 12 has a hard carbon film 100 formed on sliding surface 37a of sample 10.

なお、比較のために、摺動面３７ａに凹部８０および硬質炭素皮膜１００が形成されていない、前述した試料６も用意した。 For comparison, the above-described sample 6 in which the concave portion 80 and the hard carbon film 100 are not formed on the sliding surface 37a was also prepared.

回転試験では、上記した試料６、試料９〜試料１２について稀頻度試験を行った。なお、稀頻度試験は、上述した試験方法と同じ試験方法で行った。また、回転シャフト３７の摺動面３７ａに負荷される面圧を、前述したディンプル状の凹部を有する摺動面３７ａに負荷される面圧の２倍とした面圧比条件の下、回転試験を行った。 In the rotation test, a rare frequency test was performed on the above-described samples 6 and 9 to 12. In addition, the rare frequency test was done by the same test method as the test method mentioned above. In addition, a rotation test was performed under a surface pressure ratio condition in which the surface pressure applied to the sliding surface 37a of the rotating shaft 37 was twice the surface pressure applied to the sliding surface 37a having the dimple-like recess described above. went.

図１８は、回転試験の結果を示す図である。図１８に示すように、試料９および試料１０においても、前述した、ディンプル状の凹部８０を有する試料１〜試料６と同様に、試料６に比べて、トルクが低いことがわかった。さらに、硬質炭素皮膜１００を備えることで、さらにトルクが低くなることがわかった。 FIG. 18 is a diagram showing the results of the rotation test. As shown in FIG. 18, it was found that Sample 9 and Sample 10 also had lower torque than Sample 6 as in Samples 1 to 6 having dimple-shaped recesses 80 described above. Furthermore, it turned out that torque is further lowered by providing the hard carbon film 100.

なお、図示していないが、回転シャフト３７の摺動面３７ａに、回転シャフト３７の周方向に亘って形成され、かつ回転シャフト３７の軸方向に所定の間隔をあけて列設された複数の溝で構成された凹部８０（図１１および図１２参照）を備える場合においても、凹部８０の溝幅Ｗ２、深さＨ２および平滑面積率を上述した範囲とすることで、凹部８０を螺旋溝状に形成した場合（試料１０）と同程度にトルクが低くなることが確認されている。 Although not shown, a plurality of sliding surfaces 37a of the rotating shaft 37 are formed over the circumferential direction of the rotating shaft 37, and are arranged at predetermined intervals in the axial direction of the rotating shaft 37. Even in the case where the concave portion 80 (see FIGS. 11 and 12) configured by a groove is provided, the concave portion 80 is formed in a spiral groove shape by setting the groove width W2, the depth H2, and the smooth area ratio of the concave portion 80 to the above-described ranges. It is confirmed that the torque is reduced to the same extent as in the case of forming the film (sample 10).

以上、本発明を一実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

１０…ガス絶縁開閉装置、２０…遮断器、２１、６０…容器、２２ａ…上部口出し部、２２ｂ…下部口出し部、２３…変流器、２４…断路器、２５…接地開閉器、２６…ケーブルヘッド、２７…母線一体形断路器、３０…断路部、３１…可動側接触部、３２…固定側接触部、３２ａ…接点端子、３２ｂ…シールド、３３…可動接触子、３４…ピン、３５…レバー部材、３６…溝、３７…回転シャフト、３７ａ…摺動面、７０…軸受部材、７１…シール部材、７２…溝、８０…凹部、８１…平滑面、９０…潤滑油、１００…硬質炭素皮膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gas insulation switchgear, 20 ... Circuit breaker, 21, 60 ... Container, 22a ... Upper outlet part, 22b ... Lower outlet part, 23 ... Current transformer, 24 ... Disconnector, 25 ... Grounding switch, 26 ... Cable Head, 27 ... Busbar integrated disconnector, 30 ... Disconnection part, 31 ... Movable side contact part, 32 ... Fixed side contact part, 32a ... Contact terminal, 32b ... Shield, 33 ... Movable contactor, 34 ... Pin, 35 ... Lever member, 36 ... groove, 37 ... rotating shaft, 37a ... sliding surface, 70 ... bearing member, 71 ... seal member, 72 ... groove, 80 ... recess, 81 ... smooth surface, 90 ... lubricating oil, 100 ... hard carbon Film.

Claims

絶縁ガスが封入された容器と、
前記容器内に収容され、直線的に進退可能に保持された可動接触子と、
前記可動接触子の前方に配置された固定側接触部と、
前記容器の外部からの動力をリンク機構を介して前記可動接触子に伝達し、前記可動接触子を進退させて前記固定側接触部との電気的な開閉動作を行わせる回転シャフトと、
前記容器の壁面を介して前記容器の内部と外部に連通するように設けられ、内周に前記回転シャフトと潤滑油を介して摺動するシール部材を備え、前記回転シャフトを回転可能に支持する軸支部材と
を備えるガス絶縁開閉装置であって、
前記回転シャフトの、前記シール部材に摺動する摺動面に、当該摺動面よりも窪んだ凹部が形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。 A container filled with insulating gas;
A movable contact housed in the container and linearly held so as to be movable back and forth;
A stationary contact portion disposed in front of the movable contact;
A rotating shaft that transmits power from outside the container to the movable contact through a link mechanism, and advances and retracts the movable contact to perform an electrical opening and closing operation with the fixed-side contact portion;
A seal member is provided to communicate with the inside and the outside of the container through the wall surface of the container, and includes a seal member that slides on the inner periphery via the rotating shaft and lubricating oil, and rotatably supports the rotating shaft. A gas insulated switchgear comprising a shaft support member,
A gas-insulated switchgear characterized in that a concave portion that is recessed from the sliding surface is formed on a sliding surface of the rotating shaft that slides on the seal member.

前記凹部が、前記回転シャフトの摺動面に、前記回転シャフトの周方向に亘って所定の幅を有して形成され、かつ前記回転シャフトの軸方向に所定の間隔をあけて列設されていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。 The recesses are formed on the sliding surface of the rotating shaft with a predetermined width in the circumferential direction of the rotating shaft, and are arranged at predetermined intervals in the axial direction of the rotating shaft. The gas insulated switchgear according to claim 1, wherein:

前記凹部が、前記回転シャフトの摺動面の全面に亘って形成されていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。 2. The gas insulated switchgear according to claim 1, wherein the recess is formed over the entire sliding surface of the rotary shaft.

前記凹部が、複数のディンプル状の窪みで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のガス絶縁開閉装置。 The gas-insulated switchgear according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave portion is constituted by a plurality of dimple-shaped depressions.

前記凹部が、前記回転シャフトを構成する材料よりも硬度の高い材料で構成された、平均粒子径が７５μｍ以下の硬質粒子を前記摺動面に高速気流で吹付けることにより形成されていることを特徴とする請求項４記載のガス絶縁開閉装置。 The concave portion is formed by spraying hard particles having an average particle diameter of 75 μm or less, which is made of a material having a hardness higher than that of the material constituting the rotating shaft, on the sliding surface with a high-speed air flow. The gas insulated switchgear according to claim 4, wherein

前記凹部が、前記回転シャフトを構成する材料よりも硬度の高い材料で構成された、平均粒子径が７５μｍ以下の硬質粒子を前記摺動面に高速気流で吹付けてディンプル状の窪みを形成し、平均粒子径が７５μｍよりも大きな前記硬質粒子を前記ディンプル状の窪みが形成された摺動面に高速気流により吹付けることにより形成されていることを特徴とする請求項４記載のガス絶縁開閉装置。 The concave portion is made of a material having a higher hardness than the material constituting the rotating shaft, and hard particles having an average particle diameter of 75 μm or less are sprayed on the sliding surface with a high-speed air flow to form a dimple-like depression. 5. The gas insulated switchgear according to claim 4, wherein the hard particles having an average particle diameter larger than 75 μm are blown by a high-speed air flow onto a sliding surface on which the dimple-like depressions are formed. apparatus.

前記凹部が、複数の孔溝で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のガス絶縁開閉装置。 The gas-insulated switchgear according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave portion is composed of a plurality of hole grooves.

前記凹部が、パルス電子ビームまたはパルスレーザビームを前記摺動面に照射することで形成されることを特徴とする請求項７記載のガス絶縁開閉装置。 8. The gas insulated switchgear according to claim 7, wherein the recess is formed by irradiating the sliding surface with a pulsed electron beam or a pulsed laser beam.

前記凹部が、溝で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のガス絶縁開閉装置。 The gas-insulated switchgear according to claim 1 or 2, wherein the recess is formed by a groove.

前記凹部が、前記回転シャフトの摺動面に、前記回転シャフトの周方向かつ軸方向に亘って所定の幅を有して連続的に形成された螺旋状の溝で構成されていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。 The concave portion is formed of a spiral groove formed continuously on the sliding surface of the rotating shaft with a predetermined width in the circumferential direction and the axial direction of the rotating shaft. The gas insulated switchgear according to claim 1.

前記凹部は、パルス電子ビームまたはパルスレーザビームを前記摺動面に照射すること、前記摺動面をエッチングすること、または前記摺動面を機械加工することで形成されていることを特徴とする請求項９または１０記載のガス絶縁開閉装置。 The concave portion is formed by irradiating the sliding surface with a pulsed electron beam or a pulse laser beam, etching the sliding surface, or machining the sliding surface. The gas insulated switchgear according to claim 9 or 10.

前記回転シャフトの摺動面の、少なくとも、前記凹部が形成されていない平滑面に、硬質炭素皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のガス絶縁開閉装置。 The gas insulated switchgear according to claim 1 or 2, wherein a hard carbon film is formed on at least a smooth surface of the sliding surface of the rotating shaft where the concave portion is not formed.

前記硬質炭素皮膜が、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる皮膜であることを特徴とする請求項１２記載のガス絶縁開閉装置。 13. The gas insulated switchgear according to claim 12, wherein the hard carbon film is a film made of diamond-like carbon (DLC).