JP2013030368A - Resin-cast article and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、絶縁層内に真空バルブのような電気部材を埋め込んだ樹脂注型品およびその製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a resin cast product in which an electric member such as a vacuum valve is embedded in an insulating layer, and a method for manufacturing the same.
従来、接離自在の一対の接点を有する真空バルブにおいては、外周にエポキシ樹脂のような注型樹脂を注型して絶縁層を形成し、外部絶縁補強が行われている。この場合、真空バルブの封着金具には、電界緩和用の金属キャップが設けられており、絶縁層と良好に接着するように、サンドブラスト処理や導電性塗料塗布処理などが行われている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vacuum valve having a pair of contactable contacts, an insulating layer is formed by casting a resin such as an epoxy resin on the outer periphery, and external insulation reinforcement is performed. In this case, the metal fitting for electric field relaxation is provided in the sealing fitting of the vacuum valve, and a sandblasting treatment or a conductive paint coating treatment is performed so as to adhere well to the insulating layer (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、真空バルブの大容量化が進むと、通電電流による温度上昇が大きくなり、更に強固な接着が必要になる。即ち、エポキシ樹脂と金属キャップの線膨張係数の相違と温度差から発生する熱応力が大きくなるので、それに耐え得るように接着性を向上させなければならない。なお、接着が耐えられない場合には、剥離などが起こり、絶縁劣化が起こる。 However, as the capacity of the vacuum valve increases, the temperature rise due to the energization current increases, and a stronger bond is required. That is, since the thermal stress generated from the difference in the linear expansion coefficient between the epoxy resin and the metal cap and the temperature difference increases, the adhesiveness must be improved so as to withstand it. In addition, when adhesion cannot be endured, peeling or the like occurs and insulation deterioration occurs.
本発明が解決しようとする課題は、金属キャップを設けた真空バルブのような電気部材を絶縁層内に埋め込むものにおいて、電気部材と絶縁層の接着性を向上し得る樹脂注型品およびその製造方法を提供することにある。 A problem to be solved by the present invention is that a resin casting product that can improve the adhesion between an electric member and an insulating layer in an electric member such as a vacuum valve provided with a metal cap embedded in the insulating layer, and its manufacture It is to provide a method.
上記課題を解決するために、実施形態の樹脂注型品は、注型樹脂で注型された主絶縁層と、前記主絶縁層に埋め込まれとともに、サンドブラスト処理を施した電気部材と、前記電気部材のサンドブラスト処理面に設けられるとともに、前記主絶縁層よりも熱変形温度の低い絶縁塗料で設けられた絶縁被膜とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a resin cast product according to an embodiment includes a main insulating layer cast with a casting resin, an electric member embedded in the main insulating layer and subjected to sandblasting, and the electric And an insulating coating provided with an insulating paint having a thermal deformation temperature lower than that of the main insulating layer.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る樹脂注型品を図1〜図3を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る本発明の実施例1に係る樹脂注型品の構成を示す断面図、図2は、本発明の実施例1に係る樹脂注型品の構成を示す要部拡大断面図、図3は、本発明の実施例1に係る樹脂注型品の製造方法を示す図である。なお、樹脂注型品において、絶縁層内に埋め込まれる電気部材を、真空バルブを用いて説明する。
First, a resin cast product according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a resin cast product according to
図1に示すように、接離自在の一対の接点を有する真空バルブの真空絶縁容器1の両端には、固定側封着金具2と可動側封着金具3が封着されている。固定側封着金具2の周りには、碗状の固定側金属キャップ4が設けられ、固定側通電軸5に固定されている。固定側金属キャップ4には、後述する接着性を向上させるための固定側絶縁被膜6が設けられている。
As shown in FIG. 1, a fixed-side sealing metal fitting 2 and a movable-side sealing
可動側封着金具3の周りにも、碗状の可動側金属キャップ7が設けられ、樹脂浸入防止管8に固定されている。樹脂浸入防止管8内には、移動自在の可動側通電軸9が挿通している。可動側金属キャップ7にも、固定側と同様に、可動側絶縁被膜10が設けられている。真空バルブ1や金属キャップ4、7の外周には、エポキシ樹脂で注型した主絶縁層11が設けられている。即ち、主絶縁層11内には、電気部材となる真空バルブ1や金属キャップ4、7が埋め込まれていることになる。絶縁層11の両端には、他の部材と接続するためのテーパー状の界面接続部11a、11bが設けられている。
A hook-like
次に、製造方法について、図2、図3を参照して説明する。 Next, a manufacturing method is demonstrated with reference to FIG. 2, FIG.
図2、図3に示すように、先ず、銅材よりなる金属キャップ4、7にサンドブラスト処理を施し、表面粗さRz:30〜50μmに粗面化する(st1)。これをアセトンで洗浄(st2)、乾燥(st3)させた後、絶縁塗料を例えば、はけ塗りし、絶縁厚さ数10〜数100μmの絶縁被膜6、10を設ける(st4)。絶縁被膜6、10の表面は、図示の通り、金属キャップ4、7の表面よりも滑らかになる。
As shown in FIGS. 2 and 3, first, the
ここで、絶縁塗料は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、ビスアジペートなどの環式脂肪族エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル型エポキシ樹脂などの主剤に、コハク酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸などの脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸などの硬化剤を混ぜたものである。主剤よりも硬化剤の混合比を少なくすれば、主絶縁層11よりも熱変形温度を低く抑えられ、接着性を向上させることができる。なお、絶縁塗料は、アセトン、メタノールなどで希釈できる。
Here, the insulating paints are glycidyl ether type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin, cyclic aliphatic epoxy resins such as bis adipate, and hexahydrophthalic acid glycidyl ester type epoxy resins. Further, a curing agent such as an aliphatic dicarboxylic acid such as succinic acid or dimer acid, an alicyclic dicarboxylic acid such as hexahydrophthalic acid, or an aromatic dicarboxylic acid such as phthalic acid or isophthalic acid is mixed. If the mixing ratio of the curing agent is smaller than that of the main agent, the heat distortion temperature can be suppressed lower than that of the main insulating
次に、この絶縁塗料塗布後の液ダレを防止し、主絶縁層11の熱変形温度よりも低い温度の約100℃で予備硬化させる(st5)。予備硬化後の熱変形温度は、約60℃であり、後述する主絶縁層11の熱変形温度120〜150℃よりも低くなっている。予備硬化とは、表面が硬化する程度あり、主絶縁層11の硬化温度よりも低い温度で硬化させることを言う。
Next, dripping after the application of the insulating paint is prevented, and pre-curing is performed at about 100 ° C., which is lower than the heat deformation temperature of the main insulating layer 11 (st5). The heat deformation temperature after pre-curing is about 60 ° C., which is lower than the heat deformation temperature 120 to 150 ° C. of the
次に、金属キャップ4、7を取付けた真空バルブを注型金型にセットし(st6)、注型を行い(st7)、主絶縁層11を形成する。注型樹脂は、エポキシ基を2個以上1分子中に有する化合物であれば適用可能であり、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、またはビスフェノールF型エポキシ樹脂に酸無水物硬化剤を所定量混合し、シリカ、アルミナなどの無機充填剤も所定量を添加したものである。無機充填剤の添加量を調整し、線膨張率を銅材の金属キャップ4、7と同程度することが望ましい。注型は、金型温度120〜150℃の一般的な真空注型を用いる。
Next, the vacuum valve to which the
絶縁被膜6、10有無による部分放電特性を表1に示すが、絶縁被膜6、10を設けたものでは、金属キャップ4、7と主絶縁層11との剥離がなく、優れた特性であった。なお、絶縁被膜6、10の無いものでは、部分放電特性が低下した。試験条件としては、主絶縁層11の絶縁厚さは25mmであり、外周には接地層を設けている。
これにより、予備硬化させた熱変形温度の低い絶縁被膜6、10は、硬化中の注型樹脂に発生する残留応力を緩和することができ、接着力を向上させることができる。絶縁被膜6、10と主絶縁層11は、エポキシ樹脂系の同種材料である。また、金属キャップ4、7側では、粗面化によるアンカー効果を有し、主絶縁層11側では、絶縁被膜6、10の滑らかな面による応力集中の防止を図ることができ、更に接着力を向上させることができる。なお、絶縁被膜6、10の熱変形温度が高くなると、被膜自体に亀裂などが発生するので好ましくない。
Thereby, the
上記実施例1の樹脂注型品によれば、金属キャップ4、7に主絶縁層11よりも熱変形温度の低い絶縁被膜6、10を設けて主絶縁層11を形成しているので、強固な接着力を得ることができ、優れた電気特性を得ることができる。
According to the resin cast product of Example 1, the
次に、本発明の実施例2に係る樹脂注型品図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施例2に係る樹脂注型品の構成を示す断面図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、樹脂注型品にブッシングを用いたことである。図4において、実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Next, a resin cast product according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a resin cast product according to Example 2 of the present invention. In addition, this Example 2 is different from Example 1 in that a bushing is used for a resin cast product. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、サンドブラスト処理したアルミの中心導体21の周りには、熱変形温度が主絶縁層22よりも小さい絶縁被膜23を設けている。中心導体21はアルミであり、実施例1の銅材よりも線膨張係数が大きく、接着面積も大きくなるが、主絶縁層22、絶縁被膜23の基本的な主成分は実施例1と同様である。しかしながら、絶縁被膜23により、接着性が向上するので、優れた電気特性を得ることができる。なお、中心導体21は、主絶縁層22に埋め込まれる電気部材となる。
As shown in FIG. 4, an
上記実施例2の樹脂注型品によれば、主絶縁層22に埋め込まれる電気部材の材質を変えても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
According to the resin cast product of the second embodiment, even if the material of the electric member embedded in the main insulating
以上述べたような実施形態によれば、主絶縁を形成する絶縁層と、絶縁層に埋め込まれる電気部材との接着性を向上させることができる。 According to the embodiment as described above, it is possible to improve the adhesion between the insulating layer forming the main insulation and the electric member embedded in the insulating layer.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 真空絶縁容器
2、3 封着金具
4、7 金属キャップ
5、9 通電軸
6、10、23 絶縁被膜
8 樹脂浸入防止管
11、22 主絶縁層
11a、11b 界面接続部
21 中心導体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記主絶縁層に埋め込まれとともに、サンドブラスト処理を施した電気部材と、
前記電気部材のサンドブラスト処理面に設けられるとともに、前記主絶縁層よりも熱変形温度の低い絶縁塗料で設けられた絶縁被膜とを備えたことを特徴とする樹脂注型品。 A main insulating layer cast with a casting resin;
An electrical member embedded in the main insulating layer and subjected to sandblasting;
A resin cast product, comprising: an insulating coating provided on a sandblasted surface of the electric member and provided with an insulating paint having a thermal deformation temperature lower than that of the main insulating layer.
前記絶縁塗料は、エステル系エポキシ樹脂に所定量のダイマー酸を混合したものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の樹脂注型品。 The casting resin is obtained by adding a predetermined amount of an acid anhydride and an inorganic filler to a bisphenol A type epoxy resin,
4. The resin cast product according to claim 1, wherein the insulating paint is a mixture of an ester-based epoxy resin and a predetermined amount of dimer acid. 5.
その表面にエステル系エポキシ樹脂に所定量のダイマー酸を混合した絶縁塗料を塗布し、
これを予備硬化し、
予備硬化させた電気部材を注型金型にセットし、
この注型金型にビスフェノールA型エポキシ樹脂に所定量の酸無水物と無機充填剤とを添加した注型樹脂を充填し、
加熱硬化させることを特徴とする樹脂注型品の製造方法。 Apply sand blasting to electrical components,
Apply an insulating paint mixed with a predetermined amount of dimer acid to ester epoxy resin on its surface,
This is precured,
Set the pre-cured electrical member in the casting mold,
This casting mold is filled with a casting resin obtained by adding a predetermined amount of an acid anhydride and an inorganic filler to a bisphenol A type epoxy resin,
A method for producing a resin casting, characterized by being heat-cured.
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