JP2019129121A - 電気機器 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の電気機器を構成する絶縁材料について説明する。図1は本発明の電気機器が備える絶縁材料の一例を示す模式図である。図1に示すように、本発明の絶縁材料100は、マトリックスとなる樹脂3に、充填材(フィラー)としてマイカ1および粒子2が分散されている。
近年、電気機器の小型化に伴って、樹脂3の量を減少させる傾向にある。そこで、樹脂3の量を減少しつつも十分な絶縁破壊耐性を確保するために、フィラーとしてマイカ1を使用することが有効である。マイカ1は、電気的トリーおよびクラックの発生および進展を効果的に防止する役割を果たし、かつ天然鉱物であるためコストの面でも有利なものである。
次に、粒子2について説明する。粒子2は、樹脂3内でデンドライト6を形成し、電気的トリーおよびクラックの進展を防止して、絶縁材料の絶縁破壊寿命と破壊靭性の向上を図ることが可能となる。さらに、粒子2はマイカ1の周囲に配置され、マイカ1の凝集・沈殿を防止し、マイカ1の効果を十分に引き出す役割を果たす。
D(拡散係数)∝温度/(半径×粘性)…式1
したがって、粒子2のサイズ(半径)が小さいほど拡散係数が大きくなり、粒子2が溶媒内のマイカ1の周囲に配置され、マイカ1の凝集・沈殿を防止することができることがわかる。
以下に、マイカ1および粒子2以外の添加材について述べる。上述したように、添加材としては絶縁材料100に与えたい特性を考慮して種々のものが挙げられる。例えば、3次元構造によって機械的特性向上をより期待することができるシリカおよび熱伝導性が高いAl2O3、BN、AlNまたは金属酸化物が好ましい。また、添加材の沈殿・凝集を抑制するために、粒子2と同一の主骨格を有するものを用いることが好ましい。
絶縁材料100のマトリックスとなる樹脂3としては、熱硬化性を有するものであれば特に限定は無く、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェノール樹脂、ノボラック樹脂、ABS(アクリロニトリル‐スチレン‐ブタジエン共重合体)樹脂、ポリアセタール樹脂およびこれらの複合材が挙げられる。エポキシ樹脂を用いる場合、プレポリマーの主骨格はビスフェノールA型が好ましい。
以下に、上述した絶縁材料100を用いた電気機器の例について説明する。図12は変圧器の一例の外観を示す模式図であり、図13は図12の横断面図である。図12および図13に示すように、変圧器120は、鉄心121に巻線122,123が設けられ、絶縁材料124によってモールドされている。絶縁材料124に、上述した絶縁材料100を用いることで、電気特性(耐絶縁破壊性)または機械特性(耐クラック性)に優れた変圧器を実現することができる。
Claims (12)
- 樹脂と、マイカと、粒子とを含む絶縁材料を有し、
前記マイカは、粒径が2μm以上40μm以下であり、アスペクト比が1/200以上1/4以下であり、
前記粒子は、粒径が1nm以上200nm以下であることを特徴とする電気機器。 - 前記マイカの粒径が2〜25μmであることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記マイカの粒径が3〜10μmであることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記マイカのアスペクト比が1/200以上1/6以下であることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記マイカのアスペクト比が1/150以上1/19以下であることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記粒子の粒径が1〜100nmであることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記粒子の粒径が1〜20nmであることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記マイカがシリカを主骨格とするものであり、前記粒子がシリカであることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
- 前記粒子は前記樹脂においてデンドライト構造を形成していることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電気機器。
- さらに、前記樹脂にエラストマー粒子または鱗片状添加材が含まれていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電気機器。
- 前記樹脂がエポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェノール樹脂、ノボラック樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂またはこれらの複合材であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電気機器。
- 前記電気機器は、変圧器、開閉器、スイッチギヤ、回転機または電動機であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の電気機器。
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