JPH11113114A - ベローズ及びこのベローズを用いた複合絶縁開閉装置 - Google Patents
ベローズ及びこのベローズを用いた複合絶縁開閉装置Info
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- JPH11113114A JPH11113114A JP9265381A JP26538197A JPH11113114A JP H11113114 A JPH11113114 A JP H11113114A JP 9265381 A JP9265381 A JP 9265381A JP 26538197 A JP26538197 A JP 26538197A JP H11113114 A JPH11113114 A JP H11113114A
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ベローズの体格を増大させることなく、ベロー
ズ両端の応力集中が緩和され、寿命の向上を図ることが
可能なベローズを提供する。 【解決手段】容器壁を貫通しかつ揺動する可動レバー３
５に一方端が固定され、他方端が容器壁３に固定される
ベローズ６において、前記ベローズの伸縮方向中央部に
おけるばね定数を、伸縮方向端部におけるばね定数より
小さく形成するようにした。
ズ両端の応力集中が緩和され、寿命の向上を図ることが
可能なベローズを提供する。 【解決手段】容器壁を貫通しかつ揺動する可動レバー３
５に一方端が固定され、他方端が容器壁３に固定される
ベローズ６において、前記ベローズの伸縮方向中央部に
おけるばね定数を、伸縮方向端部におけるばね定数より
小さく形成するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はベローズとそれを用
いた複合絶縁開閉装置に係わり、特に機器容器壁を貫通
して設けられているレバー部の密封に用いられるベロー
ズに関するものである。
いた複合絶縁開閉装置に係わり、特に機器容器壁を貫通
して設けられているレバー部の密封に用いられるベロー
ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、真空−大気間など２つの異なる
空間を損なわず、かつ駆動力を伝達する一つの手法とし
てベローズが用いられることが多い。例えば真空バルブ
（真空遮断器）などでは、真空バルブ容器外に設けられ
た操作機構および容器を貫通しているレバーによって可
動ロッドを固定ロッドに対して上下移動させ、各々のロ
ッド端部に設けられている電極を接離するのであるが、
この場合、真空バルブの内外を封ずるためにこの可動ロ
ッド部にベローズが用いられる。
空間を損なわず、かつ駆動力を伝達する一つの手法とし
てベローズが用いられることが多い。例えば真空バルブ
（真空遮断器）などでは、真空バルブ容器外に設けられ
た操作機構および容器を貫通しているレバーによって可
動ロッドを固定ロッドに対して上下移動させ、各々のロ
ッド端部に設けられている電極を接離するのであるが、
この場合、真空バルブの内外を封ずるためにこの可動ロ
ッド部にベローズが用いられる。
【０００３】なお、これに関連するものとしては、例え
ば特開昭５５-１４３７２７号公報が挙げられる。
ば特開昭５５-１４３７２７号公報が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように形成されて
いる機構においてベローズがその軸方向にのみ伸縮する
場合には特に問題になることはないのであるが、前述し
た特開昭５５-１４３７２７号公報に開示されている真
空バルブのように、レバーが主軸を支点に揺動し、可動
電極と固定電極と接離する場合，すなわちベローズの伸
縮に湾曲変形が伴う場合、ベローズが繰返し湾曲変形さ
せられることから、ベローズの結合部分の近傍，すなわ
ちレバー側の固定部分と容器壁側の固定部分近傍に応力
が集中し、永年の運転中にはこの部分に亀裂が生じ両空
間の密封が破壊される恐れがある。
いる機構においてベローズがその軸方向にのみ伸縮する
場合には特に問題になることはないのであるが、前述し
た特開昭５５-１４３７２７号公報に開示されている真
空バルブのように、レバーが主軸を支点に揺動し、可動
電極と固定電極と接離する場合，すなわちベローズの伸
縮に湾曲変形が伴う場合、ベローズが繰返し湾曲変形さ
せられることから、ベローズの結合部分の近傍，すなわ
ちレバー側の固定部分と容器壁側の固定部分近傍に応力
が集中し、永年の運転中にはこの部分に亀裂が生じ両空
間の密封が破壊される恐れがある。
【０００５】勿論この場合、このベローズの径をある程
度大きなものとすれば応力集中は緩和されるであろう
が、このベローズの体格を増すことは、このベローズが
用いられている機器の体格も増大することになり得策で
はない。
度大きなものとすれば応力集中は緩和されるであろう
が、このベローズの体格を増すことは、このベローズが
用いられている機器の体格も増大することになり得策で
はない。
【０００６】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、ベローズの体格を増大させること
なく、ベローズ両端の応力集中が緩和され、寿命の向上
を図ることが可能なこの種のベローズおよびこのベロー
ズを用いた複合絶縁開閉装置を提供することにある。
目的とするところは、ベローズの体格を増大させること
なく、ベローズ両端の応力集中が緩和され、寿命の向上
を図ることが可能なこの種のベローズおよびこのベロー
ズを用いた複合絶縁開閉装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、容器
壁を貫通しかつ揺動する可動レバーに一方端が固定さ
れ、他方端が容器壁に固定されるベローズにおいて、前
記ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数を、伸縮
方向端部におけるばね定数より小さく形成するようにし
所期の目的を達成するようにしたものである。
壁を貫通しかつ揺動する可動レバーに一方端が固定さ
れ、他方端が容器壁に固定されるベローズにおいて、前
記ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数を、伸縮
方向端部におけるばね定数より小さく形成するようにし
所期の目的を達成するようにしたものである。
【０００８】また本発明は、容器壁を貫通しかつ揺動す
る可動レバーに一方端が固定され、他方端が容器壁に固
定されるベローズにおいて、前記ベローズの伸縮方向中
央部におけるベローズの山の高さを、伸縮方向端部にお
ける山の高さより大きく形成するようにしたものであ
る。
る可動レバーに一方端が固定され、他方端が容器壁に固
定されるベローズにおいて、前記ベローズの伸縮方向中
央部におけるベローズの山の高さを、伸縮方向端部にお
ける山の高さより大きく形成するようにしたものであ
る。
【０００９】またこの場合、前記ベローズの山の高さ
を、両端から中央部に向けて連続的に変化するように形
成したものである。また、前記ベローズの外形を、ビヤ
樽形状に形成したものである。
を、両端から中央部に向けて連続的に変化するように形
成したものである。また、前記ベローズの外形を、ビヤ
樽形状に形成したものである。
【００１０】また、真空バルブ容器内に対応配置されて
いる固定および可動電極と、前記可動電極に結合される
とともに、前記容器壁を貫通し、かつ揺動自在に形成さ
れて前記可動電極の移動を行う可動導体と、この可動導
体に一方端が固定され、他方端が前記容器壁に固定され
たベローズとを備え、前記ベローズにて可動導体貫通部
を密封するようになした複合絶縁開閉装置において、前
記ベローズに、前記したいずれかのベローズを用いるよ
うにしたものである。
いる固定および可動電極と、前記可動電極に結合される
とともに、前記容器壁を貫通し、かつ揺動自在に形成さ
れて前記可動電極の移動を行う可動導体と、この可動導
体に一方端が固定され、他方端が前記容器壁に固定され
たベローズとを備え、前記ベローズにて可動導体貫通部
を密封するようになした複合絶縁開閉装置において、前
記ベローズに、前記したいずれかのベローズを用いるよ
うにしたものである。
【００１１】すなわちこのように形成されたベローズで
あると、ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数
が、伸縮方向端部におけるばね定数より小さく形成され
ているので、ベローズの中央部がその端の部分に比べて
柔軟な構造となるため、ベローズに湾曲変形が生じて
も、ベローズ端部の応力は中央部へ分散され、したがっ
てベローズの体格を増大させることなく、ベローズ両端
の応力集中が緩和され、寿命の向上を図ることが可能と
なるのである。
あると、ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数
が、伸縮方向端部におけるばね定数より小さく形成され
ているので、ベローズの中央部がその端の部分に比べて
柔軟な構造となるため、ベローズに湾曲変形が生じて
も、ベローズ端部の応力は中央部へ分散され、したがっ
てベローズの体格を増大させることなく、ベローズ両端
の応力集中が緩和され、寿命の向上を図ることが可能と
なるのである。
【００１２】また、ベローズの中央部におけるばね定数
を小さくするに際し、ベローズの山の高さを変える，す
なわち端部分の山の高さが中央部に比べて低くなるた
め、端部分近傍における山同士の接触を防ぐこともでき
るのである。
を小さくするに際し、ベローズの山の高さを変える，す
なわち端部分の山の高さが中央部に比べて低くなるた
め、端部分近傍における山同士の接触を防ぐこともでき
るのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１にはそのベローズおよびそ
のベローズが用いられる周辺の構成が断面して示されて
いる。符号３が例えば真空バルブなど機器の容器側壁で
あり、この側壁の両側は別空間となるように形成されて
いる。３５はこの機器容器壁を貫通して設けられている
可動レバーで、機器の容器外部より容器内部の装置を操
作するものである。
発明を詳細に説明する。図１にはそのベローズおよびそ
のベローズが用いられる周辺の構成が断面して示されて
いる。符号３が例えば真空バルブなど機器の容器側壁で
あり、この側壁の両側は別空間となるように形成されて
いる。３５はこの機器容器壁を貫通して設けられている
可動レバーで、機器の容器外部より容器内部の装置を操
作するものである。
【００１４】可動レバー３５は、容器壁３を貫通して設
けられ、容器外に設けられている主軸１８を支点に揺動
するように形成されている。機器容器の可動レバー貫通
部には容器内外を密封するために、容器壁３と可動レバ
ー３５とに跨りベローズ６が設けられている。すなわち
このベローズはその一方端が可動レバーに固定され、他
方端が容器壁３に固定されている。
けられ、容器外に設けられている主軸１８を支点に揺動
するように形成されている。機器容器の可動レバー貫通
部には容器内外を密封するために、容器壁３と可動レバ
ー３５とに跨りベローズ６が設けられている。すなわち
このベローズはその一方端が可動レバーに固定され、他
方端が容器壁３に固定されている。
【００１５】この場合、特にベローズ６は次のように形
成されている。すなわち、ベローズの伸縮方向中央部に
おけるベローズの山の高Ｈさが、伸縮方向端部における
山の高さより大きく形成されているのである。換言すれ
ば、ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数が、伸
縮方向端部におけるばね定数より小さく形成されている
のである。
成されている。すなわち、ベローズの伸縮方向中央部に
おけるベローズの山の高Ｈさが、伸縮方向端部における
山の高さより大きく形成されているのである。換言すれ
ば、ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数が、伸
縮方向端部におけるばね定数より小さく形成されている
のである。
【００１６】このようなベローズであると、ベローズの
中央部がその端の部分に比べて柔軟な構造となるため、
ベローズに軸ずれ動作など湾曲変形が生じても、ベロー
ズ端部の応力は中央部へ分散され、したがってベローズ
両端の応力集中が緩和されるのである。
中央部がその端の部分に比べて柔軟な構造となるため、
ベローズに軸ずれ動作など湾曲変形が生じても、ベロー
ズ端部の応力は中央部へ分散され、したがってベローズ
両端の応力集中が緩和されるのである。
【００１７】すなわち、このベローズを従来のものと比
較してみると、図２に示されているように主軸１８がベ
ローズ６の外部に存在する場合、ベローズ６は「角曲げ
動作」と「軸ずれ動作」の複合動作をすることになる。
またこの場合、ベローズ６に生じる応力分布は図３のよ
うになる。なお、この図はグラフ横軸はベローズ両端Ａ
−Ａ'間の位置を表し、グラフ縦軸は山および谷でベロ
ーズ６に生じる応力を表わしている。
較してみると、図２に示されているように主軸１８がベ
ローズ６の外部に存在する場合、ベローズ６は「角曲げ
動作」と「軸ずれ動作」の複合動作をすることになる。
またこの場合、ベローズ６に生じる応力分布は図３のよ
うになる。なお、この図はグラフ横軸はベローズ両端Ａ
−Ａ'間の位置を表し、グラフ縦軸は山および谷でベロ
ーズ６に生じる応力を表わしている。
【００１８】すなわち、これらの図よりベローズ６端部
の部分Ｓ１において応力集中が生じることが分かる。ま
た、回転角などの条件によっては、山同士が接触してし
まう部分Ｓ２があり、さらに応力集中を助長する恐れが
ある。これに対して本発明のベローズ６では、ベローズ
の端部から中央部に向けて山高さＨ（図１参照）が連続
的に増加しており、等価的に中央部のばね定数が両端の
それより小さくなる構造であるため、このときの応力分
布は図４に示されているように、ベローズ端部の応力は
中央部側へ分散されるのである。また、端部の山高さＨ
１が中央部Ｈ２に比べて低く形成されていることから、
部分Ｓ２における山同士の接触も充分防ぐことができる
のである。
の部分Ｓ１において応力集中が生じることが分かる。ま
た、回転角などの条件によっては、山同士が接触してし
まう部分Ｓ２があり、さらに応力集中を助長する恐れが
ある。これに対して本発明のベローズ６では、ベローズ
の端部から中央部に向けて山高さＨ（図１参照）が連続
的に増加しており、等価的に中央部のばね定数が両端の
それより小さくなる構造であるため、このときの応力分
布は図４に示されているように、ベローズ端部の応力は
中央部側へ分散されるのである。また、端部の山高さＨ
１が中央部Ｈ２に比べて低く形成されていることから、
部分Ｓ２における山同士の接触も充分防ぐことができる
のである。
【００１９】なお、この場合ベローズの山の高さを、両
端から中央部に向けて連続的に変化するように形成する
と、応力をその長手方向一様に分散することができ、さ
らに長寿命なベローズとすることができる。
端から中央部に向けて連続的に変化するように形成する
と、応力をその長手方向一様に分散することができ、さ
らに長寿命なベローズとすることができる。
【００２０】なお、以上の説明ではベローズの中央部の
ばね定数を両端のそれより小さくするに際し、ベローズ
の山の高さを変えるようにしたが、このばね定数を変え
るにはその他にも山のピッチを変えたりベローズの板厚
を変えるなど種々考えられるであろう。また、ベローズ
の外形もこの場合にはビヤ樽型構造としたが常にこの構
成でなければならないわけではなく、例えば図５のよう
に中央部が極端にふくらむ形状の凸型構造としてもよい
であろう。
ばね定数を両端のそれより小さくするに際し、ベローズ
の山の高さを変えるようにしたが、このばね定数を変え
るにはその他にも山のピッチを変えたりベローズの板厚
を変えるなど種々考えられるであろう。また、ベローズ
の外形もこの場合にはビヤ樽型構造としたが常にこの構
成でなければならないわけではなく、例えば図５のよう
に中央部が極端にふくらむ形状の凸型構造としてもよい
であろう。
【００２１】以上説明してきたように、本発明のベロー
ズであると、ベローズ中央部のばね定数を両端のそれよ
り小さくしたため、主軸１８がベローズ６外部に存在す
る場合でも、ベローズ端部に生じる応力を中央部に分散
でき、従来に比べて小型で、かつ寿命の向上を図ること
が可能なベローズとすることができる。
ズであると、ベローズ中央部のばね定数を両端のそれよ
り小さくしたため、主軸１８がベローズ６外部に存在す
る場合でも、ベローズ端部に生じる応力を中央部に分散
でき、従来に比べて小型で、かつ寿命の向上を図ること
が可能なベローズとすることができる。
【００２２】次に述べる実施例は、本発明のベローズを
複合絶縁開閉装置に適用したものであり、図６から図８
を用いて説明すると、この真空バルブ１は以下の様に構
成され、内部が真空密閉されている。金属ケース１６の
上部には絶縁筒２Ａが設けられ、そしてこの絶縁筒の上
部に設けられた封止金具３Ａにより固定ロッド４が真空
バルブ内に保持されている。また、金属ケース１６の下
部には絶縁筒２Ｃが設けられ、その内部に接地導体４２
がベローズ６Ｃおよび封止金具３Ｃを介して保持されて
いる。
複合絶縁開閉装置に適用したものであり、図６から図８
を用いて説明すると、この真空バルブ１は以下の様に構
成され、内部が真空密閉されている。金属ケース１６の
上部には絶縁筒２Ａが設けられ、そしてこの絶縁筒の上
部に設けられた封止金具３Ａにより固定ロッド４が真空
バルブ内に保持されている。また、金属ケース１６の下
部には絶縁筒２Ｃが設けられ、その内部に接地導体４２
がベローズ６Ｃおよび封止金具３Ｃを介して保持されて
いる。
【００２３】また、前記固定ロッド４に対し直角方向に
延びて配置されている可動ロッド５（可動レバー）は、
真空バルブ１の壁部を貫通して外部に延びており、ベロ
ーズ６Ｂおよび封止金具３Ｂで保持されている。固定ロ
ッド４および可動ロッド５の先端には、それぞれ例えば
Cu-Pb合金などからなる固定電極８，可動電極９が設け
られ、可動ロッド５をベローズ６Ｂ外部に設けた主軸１
８を支点に回動させて、両電極が開閉させられる。
延びて配置されている可動ロッド５（可動レバー）は、
真空バルブ１の壁部を貫通して外部に延びており、ベロ
ーズ６Ｂおよび封止金具３Ｂで保持されている。固定ロ
ッド４および可動ロッド５の先端には、それぞれ例えば
Cu-Pb合金などからなる固定電極８，可動電極９が設け
られ、可動ロッド５をベローズ６Ｂ外部に設けた主軸１
８を支点に回動させて、両電極が開閉させられる。
【００２４】可動ロッド５と固着封止したベローズ６Ｂ
は、前述の実施例と同様に、端部から中央部に向けて山
高さＨを増加させ、外形がたる型形状である構造に形成
されている。ここで、この実施例の効果について説明す
る。
は、前述の実施例と同様に、端部から中央部に向けて山
高さＨを増加させ、外形がたる型形状である構造に形成
されている。ここで、この実施例の効果について説明す
る。
【００２５】可動ロッド５はベローズ６Ｂ外部に設けた
主軸１８を支点に回動する。それゆえ、ベローズ６Ｂは
「角曲げ動作」と「軸ずれ動作」の複合動作をする。実
施例１と同様にベローズ６Ｂの中央部のばね定数を両端
のそれに比べて小さくしたため、ベローズ根元部分Ｓ１
の応力集中を低減することができ、ベローズ６Ｂは小型
化され、かつ寿命が向上する。
主軸１８を支点に回動する。それゆえ、ベローズ６Ｂは
「角曲げ動作」と「軸ずれ動作」の複合動作をする。実
施例１と同様にベローズ６Ｂの中央部のばね定数を両端
のそれに比べて小さくしたため、ベローズ根元部分Ｓ１
の応力集中を低減することができ、ベローズ６Ｂは小型
化され、かつ寿命が向上する。
【００２６】また、図７および図８に可動ロッド５が回
動したときのベローズ６Ｂと絶縁筒２Ｂの関係が示され
ている。図８中の鎖線は、図７の従来型ベローズを用い
たときの絶縁筒２Ｂの位置が示されている。図のよう
に、ベローズ６Ｂ両端の山高さＨを中央部に比べて低く
したため、可動ロッド５の回動時にも絶縁筒２Ｂとベロ
ーズ６Ｂの間隙を確保でき、絶縁筒２Ｂを小型化、結果
的に開閉装置全体を小型化できる効果を有する。
動したときのベローズ６Ｂと絶縁筒２Ｂの関係が示され
ている。図８中の鎖線は、図７の従来型ベローズを用い
たときの絶縁筒２Ｂの位置が示されている。図のよう
に、ベローズ６Ｂ両端の山高さＨを中央部に比べて低く
したため、可動ロッド５の回動時にも絶縁筒２Ｂとベロ
ーズ６Ｂの間隙を確保でき、絶縁筒２Ｂを小型化、結果
的に開閉装置全体を小型化できる効果を有する。
【００２７】なお以上の説明ではベローズを真空機器に
適用した場合について説明したが、勿論ガス容器あるい
は液体容器などにも使用できることは勿論である。
適用した場合について説明したが、勿論ガス容器あるい
は液体容器などにも使用できることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ベローズの体格を増大させることなく、ベローズ両
端の応力集中が緩和され、寿命の向上を図ることが可能
なこの種のベローズ、またこのベローズを用いた複合絶
縁開閉装置を得ることができる。
ば、ベローズの体格を増大させることなく、ベローズ両
端の応力集中が緩和され、寿命の向上を図ることが可能
なこの種のベローズ、またこのベローズを用いた複合絶
縁開閉装置を得ることができる。
【図１】本発明のベローズの一実施例を示す縦断側面図
である。
である。
【図２】従来のベローズを示す縦断側面図である。
【図３】従来のベローズに働く応力を示した特性図であ
る。
る。
【図４】本発明の実施例であるベローズに働く応力を示
した特性図である。
した特性図である。
【図５】本発明の他の実施例であるベローズの動作を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図６】本発明のベローズを適用した真空バルブの縦断
側面図である。
側面図である。
【図７】従来のベローズを用いた場合の真空バルブの絶
縁筒とベローズの位置関係を示す断面図である。
縁筒とベローズの位置関係を示す断面図である。
【図８】本発明のベローズを用いた場合の真空バルブの
絶縁筒とベローズの位置関係を示す断面図である。
絶縁筒とベローズの位置関係を示す断面図である。
３…端板（側壁）、４…固定ロッド、５…可動ロッド、
６…ベローズ、８…固定電極、９…可動電極、３５…可
動レバー、Ｓ…部分、Ｈ…山高さ。
６…ベローズ、８…固定電極、９…可動電極、３５…可
動レバー、Ｓ…部分、Ｈ…山高さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷水 徹 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 堀越 俊夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 四元 善治 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 橋本 隆範 石川県河北郡津幡町南中条り74番１号 株 式会社久世ベローズ工業所内
Claims (5)
- 【請求項１】 容器壁を貫通しかつ揺動する可動レバー
に一方端が固定され、他方端が容器壁に固定されるベロ
ーズにおいて、 前記ベローズの伸縮方向中央部におけるばね定数を、伸
縮方向端部におけるばね定数より小さく形成するように
したことを特徴とするベローズ。 - 【請求項２】 容器壁を貫通しかつ揺動する可動レバー
に一方端が固定され、他方端が容器壁に固定されるベロ
ーズにおいて、 前記ベローズの伸縮方向中央部におけるベローズの山の
高さを、伸縮方向端部における山の高さより大きく形成
するようにしたことを特徴とするベローズ。 - 【請求項３】 前記ベローズの山の高さが、両端から中
央部に向けて連続的に変化するように形成されている請
求項２記載のベローズ。 - 【請求項４】 前記ベローズの外形が、ビヤ樽形状に形
成されている請求項１，２または３記載のベローズ。 - 【請求項５】 真空バルブ容器内に対応配置されている
固定および可動電極と、前記可動電極に結合されるとと
もに、前記容器壁を貫通し、かつ揺動自在に形成されて
前記可動電極の移動を行う可動導体と、この可動導体に
一方端が固定され、他方端が前記容器壁に固定されたベ
ローズとを備え、前記ベローズにて可動導体貫通部を密
封するようになした複合絶縁開閉装置において、前記ベ
ローズに、前記請求項１から４のいずれか１項に記載の
ベローズを用いるようにした複合絶縁開閉装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265381A JPH11113114A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ベローズ及びこのベローズを用いた複合絶縁開閉装置 |
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