JP3207720B2 - Resin molded component and method of manufacturing the same - Google Patents

Resin molded component and method of manufacturing the same

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば重電機器に
おけるモールドバルブ等のような樹脂モールド部品及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin molded part such as a molded valve in heavy electric equipment and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】重電機器の分野において、高圧絶縁用樹
脂モールド部品が電気絶縁材料及び構造材料として多数
用いられている。エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂は、三
次元的に架橋しており、耐熱性、耐湿性、耐薬品性、寸
法安定性、電気的特性等に多くの優れた特性を有する材
料であり、樹脂モールド部品の樹脂材料として広く使用
されている。しかし、これらの熱硬化性樹脂は、一般的
に非常に脆い材料であり、応力集中部や微小亀裂、異
物、欠陥、ボイド等が存在すると著しく機械的強度が低
下する。また高圧絶縁用樹脂モールド部品にはモールド
バルブのように金属やセラミックスを内蔵するものがあ
る。この場合、熱膨張率の差異により、樹脂/セラミッ
クス・金属の接着界面には、注型時の残留応力が発生し
たり、或いは温度差、温度変化により大きな熱応力が発
生し、靭性の低い熱硬化性樹脂中に亀裂が発生し易い。
一旦亀裂が発生すると、これが停留することなく速やか
に樹脂中を進展し、破壊に至る。また時として、地絡等
の事故を誘発する。
2. Description of the Related Art In the field of heavy electrical equipment, resin molded parts for high-voltage insulation are widely used as electric insulation materials and structural materials. Thermosetting resins such as epoxy resin, phenolic resin, polyimide resin, and polyester resin are three-dimensionally crosslinked and have many excellent heat resistance, moisture resistance, chemical resistance, dimensional stability, electrical characteristics, etc. This material is widely used as a resin material for resin molded parts. However, these thermosetting resins are generally very brittle materials, and the mechanical strength is significantly reduced in the presence of stress concentration parts, microcracks, foreign matter, defects, voids, and the like. Some high-pressure insulating resin mold parts have a built-in metal or ceramic, such as a mold valve. In this case, due to the difference in the coefficient of thermal expansion, a residual stress at the time of casting occurs at the resin / ceramic / metal bonding interface, or a large thermal stress occurs due to a temperature difference or a temperature change, resulting in a low toughness heat. Cracks are easily generated in the curable resin.
Once cracks occur, they quickly propagate through the resin without stopping, leading to destruction. In some cases, an accident such as a ground fault is induced.

【0003】例えば、モールドバルブ10は図7に示す
ような構造からなり、シリカ粉末を充填したエポキシ樹
脂11で真空バルブ2を包み込んでいる。このモールド
バルブ10は、真空遮断器に組み込まれる。真空バルブ
2をエポキシ樹脂11でモールドすることにより、真空
バルブ2沿面の絶縁が強化され、また、これを構造的に
保持する機能が付与されるものである。その結果、真空
遮断器全体が非常に小形・縮小化される。しかし、前述
のように、真空バルブ2を構成するアルミナとエポキシ
樹脂11との熱膨張率の差は大きく、注型時の高温から
室温まで冷却する過程で大きな残留応力が発生する。或
いは、運転休止時の温度変化により大きな熱応力が発生
する。また寒冷地に保持する場合、空輪により極地圏上
空を通過する際などに−35℃程度まで冷却されること
が予想され、極めて大きな応力に曝される。このため真
空バルブ2を包むエポキシ樹脂11が割れ、機械的・電
気的に破壊する。
For example, a mold valve 10 has a structure as shown in FIG. 7, and encloses a vacuum valve 2 with an epoxy resin 11 filled with silica powder. This mold valve 10 is incorporated in a vacuum circuit breaker. By molding the vacuum valve 2 with the epoxy resin 11, insulation along the surface of the vacuum valve 2 is strengthened, and a function of structurally retaining the insulation is provided. As a result, the entire vacuum circuit breaker is very small and downsized. However, as described above, the difference in the coefficient of thermal expansion between the alumina constituting the vacuum valve 2 and the epoxy resin 11 is large, and a large residual stress is generated in the process of cooling from high temperature to room temperature during casting. Alternatively, a large thermal stress is generated due to a temperature change during the suspension of operation. In addition, when it is kept in a cold region, it is expected that it will be cooled down to about −35 ° C. when it passes over the polar sphere by an air wheel, and is exposed to extremely large stress. For this reason, the epoxy resin 11 surrounding the vacuum valve 2 is cracked and mechanically and electrically broken.

【0004】現状では、こうした問題を回避するため、
緩衝層を利用した二段モールド法が適用されている。こ
れは、真空バルブ2を一度柔らかい可撓性エポキシ樹脂
で数mmの厚さに包んでクッション層12を形成し、その
外側を硬いエポキシ樹脂11で再度注型し、所定の外形
寸法に仕上げる手法である。真空バルブ2のように、熱
膨張率、形状から特に直接モールドしにくいコンポーネ
ントに対しては、こうした二段モールド法を適用せざる
を得ない。
At present, in order to avoid such a problem,
A two-stage molding method using a buffer layer has been applied. This is a method of once wrapping the vacuum valve 2 with a soft flexible epoxy resin to a thickness of several millimeters to form a cushion layer 12 and then re-casting the outside with a hard epoxy resin 11 to finish the outer dimensions to predetermined dimensions. It is. Such a two-stage molding method has to be applied to components such as the vacuum valve 2 which are difficult to mold directly due to their thermal expansion coefficient and shape.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二段モ
ールド法は、所定厚さのクッション層を付与する必要が
あり、また従来の注型用樹脂と異なる設備、硬化条件が
必要となるため、作業効率の低下を招く。また注型用エ
ポキシ樹脂という新たな接着界面が出現し、これが弱点
部となりやすい。このため、注型工程の厳しい品質管理
が不可欠であり、設備面、作業面での負荷が増加する。
However, in the two-stage molding method, it is necessary to provide a cushion layer having a predetermined thickness, and equipment and curing conditions different from those of the conventional casting resin are required. This leads to a decrease in efficiency. In addition, a new adhesive interface called a casting epoxy resin appears, and this easily becomes a weak point. For this reason, strict quality control in the casting process is indispensable, and the load on facilities and work increases.

【0006】樹脂/セラミックス・金属界面に発生する
応力を低減させるためには、理想的にはエポキシ樹脂自
身の熱膨張率をセラミックス・金属に近付けることであ
る。エポキシ樹脂は、樹脂単体ではセラミックス等に比
較して1桁程度大きい熱膨張率を持つため、前記のよう
にシリカ、アルミナ等の無機質粒子を多量に充填し、熱
膨張率の低減を図っている。この場合、熱膨張率は、お
およそ複合則に従い変化するため、より多くの無機質粒
子を充填することにより、界面の応力を低減することが
できる。しかし、充填材を多量に充填すると混合物の粘
度が著しく増大し、注型材料が本来持つ流動性、作業
性、脱泡性が損なわれる。このため、実用的には充填量
には上限が存在し、充填量は注型材料としての特性を維
持するレベルに抑えられている。
In order to reduce the stress generated at the resin / ceramic / metal interface, it is ideal to make the thermal expansion coefficient of the epoxy resin itself close to that of the ceramic / metal. Epoxy resin alone has a coefficient of thermal expansion that is about one order of magnitude higher than that of ceramics, etc., and is filled with a large amount of inorganic particles such as silica and alumina as described above to reduce the coefficient of thermal expansion. . In this case, since the coefficient of thermal expansion changes substantially according to the composite rule, the stress at the interface can be reduced by filling more inorganic particles. However, when the filler is filled in a large amount, the viscosity of the mixture is significantly increased, and the fluidity, workability, and defoaming property inherent in the casting material are impaired. For this reason, the filling amount has an upper limit practically, and the filling amount is suppressed to a level that maintains the properties as a casting material.

【0007】以上のように、二段モールド法や無機質充
填材の高充填法には、それぞれ問題点があり、真空バル
ブ等のコンポーネントのモールドは困難なものである。
As described above, the two-stage molding method and the high filling method of the inorganic filler each have problems, and molding of components such as a vacuum valve is difficult.

【0008】そこで、本発明は、上述の問題点のある柔
軟なクッション層を有する二段モールド法を用いること
なく、界面の熱応力を低減し、界面の剥離や亀裂の発生
を防止し、耐クラック性、耐ヒートサイクル性等の長期
信頼性、耐コロナ性等の電気的特性に優れた樹脂モール
ド部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention reduces the thermal stress at the interface, prevents the occurrence of peeling and cracks at the interface, and eliminates the need for a two-stage molding method having a flexible cushion layer having the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to provide a resin molded component excellent in long-term reliability such as crack resistance and heat cycle resistance and electrical characteristics such as corona resistance, and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の樹脂モールド部品の製造方法は、埋
め込み物を電気絶縁性熱硬化性樹脂でモールドした樹脂
モールド部品の製造方法において、 (1)埋め込み物に、無機質粒子が充填された、熱膨張
率の異なる複数の熱硬化性樹脂を熱膨張率の低いものか
ら順次コーティングする工程と、 (2)注型用熱硬化性樹脂を注型する工程と、 (3)注型用熱硬化性樹脂を注型した後に、熱硬化性樹
脂及び注型用熱硬化性樹脂を硬化させる工程と を有することを要旨とする。上記構成において、埋め込
み物の界面部に、熱膨張率がその厚さ方向に変化する樹
脂層が容易に形成される。したがって、埋め込み物と熱
硬化性樹脂との界面に生じる、両者の熱膨張率の差に起
因する熱応力を低減するすることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a resin-molded component in which an embedded material is molded with an electrically insulating thermosetting resin. (1) a step of sequentially coating a plurality of thermosetting resins having different coefficients of thermal expansion, each of which is filled with inorganic particles into the embedded material, from the one having a low coefficient of thermal expansion; and (2) a thermosetting resin for casting. And (3) a step of, after casting the thermosetting resin for casting, curing the thermosetting resin and the thermosetting resin for casting. In the above configuration, a resin layer whose coefficient of thermal expansion changes in the thickness direction is easily formed at the interface of the embedded material. Therefore, it is possible to reduce the thermal stress caused at the interface between the embedded material and the thermosetting resin due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the two.

【0010】請求項2記載の樹脂モールド部品は、請求
項1記載の樹脂モールド部品の製造方法で製造した樹脂
モールド部品であって、熱硬化性樹脂に充填された無機
質粒子の充填量を変化させることにより、熱硬化性樹脂
の熱膨張率を変化させることを要旨とする。熱膨張率の
異なる熱硬化性樹脂を容易に実現することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a resin molded part manufactured by the method of manufacturing a resin molded part according to the first aspect, wherein the amount of the inorganic particles filled in the thermosetting resin is changed. The gist of the invention is to change the coefficient of thermal expansion of the thermosetting resin. Thermosetting resins having different coefficients of thermal expansion can be easily realized.

【0011】請求項3記載の樹脂モールド部品は、請求
項1記載の樹脂モールド部品の製造方法で製造された樹
脂モールド部品であって、熱硬化性樹脂に充填された無
機質粒子の粒径を変化させることにより、熱硬化性樹脂
の熱膨張率を変化させることを要旨とする。熱膨張率の
異なる熱硬化性樹脂を容易に実現することができる。更
に、この場合、細密充填が可能となって熱膨張率を一層
広い範囲で変えることが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to the first aspect, wherein the particle diameter of the inorganic particles filled in the thermosetting resin is changed. The gist of the invention is to change the coefficient of thermal expansion of the thermosetting resin. Thermosetting resins having different coefficients of thermal expansion can be easily realized. Further, in this case, fine packing is possible, and the coefficient of thermal expansion can be changed in a wider range.

【0012】請求項4記載の樹脂モールド部品は、請求
項1記載の樹脂モールド部品の製造方法で製造した樹脂
モールド部品であって、複数の熱硬化性樹脂同士の界面
を消失させることで、熱膨張率が連続的に変化する傾斜
層を形成してなることを要旨とする。埋め込み物の界面
部に熱膨張率が連続的に変化する樹脂層が形成される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to the first aspect. The gist is to form a gradient layer whose expansion coefficient changes continuously. A resin layer whose coefficient of thermal expansion changes continuously is formed at the interface of the embedded material.

【0013】請求項5記載の樹脂モールド部品は、請求
項1記載の樹脂モールド部品の製造方法で製造された樹
脂モールド部品であって、無機質粒子として、シリカ、
アルミナ、ガラス繊維又はドロマイトの少なくとも何れ
かを用いてなることを要旨とする。上記構成において、
無機質粒子には、使用環境等に応じて、シリカ、アルミ
ナ、ガラス繊維又はドロマイトの少なくとも何れかが用
いられる。無機質粒子を使用環境などに応じた材料とす
ることができて一層確実に界面部の熱応力を低減するこ
とができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to the first aspect, wherein the inorganic particles include silica,
The gist is to use at least one of alumina, glass fiber and dolomite. In the above configuration,
As the inorganic particles, at least one of silica, alumina, glass fiber, and dolomite is used depending on the use environment and the like. The inorganic particles can be made of a material suitable for the use environment and the like, and the thermal stress at the interface can be reduced more reliably.

【0014】請求項6記載の樹脂モールド部品は、請求
項1記載の樹脂モールド部品の製造方法で製造された樹
脂モールド部品であって、熱硬化性樹脂及び注型用熱硬
化性樹脂の樹脂主剤は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂
又は不飽和ポリエステル樹脂の何れかを用いてなること
を要旨とする。上記構成において、熱硬化性樹脂及び注
型用熱硬化性樹脂の樹脂主剤には、使用環境等に応じ
て、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又は不飽和ポリエス
テル樹脂の何れかが用いられる。熱硬化性樹脂及び注型
用熱硬化性樹脂の樹脂主剤を、使用環境等に応じた樹脂
材料とすることができて、界面部の熱応力を確実に低減
することができるとともに界面の剥離や亀裂の発生防
止、耐クラック性、耐ヒートサイクル性等の長期信頼
性、耐コロナ性等の電気的特性をいっそう高めることが
できる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a resin molded component manufactured by the method for manufacturing a resin molded component according to the first aspect, wherein the resin main component is a thermosetting resin and a thermosetting resin for casting. The gist of the invention is that any one of epoxy resin, polyimide resin and unsaturated polyester resin is used. In the above-described configuration, any one of an epoxy resin, a polyimide resin, and an unsaturated polyester resin is used as the main resin of the thermosetting resin and the thermosetting resin for casting, depending on the use environment and the like. The resin base material of the thermosetting resin and the thermosetting resin for casting can be made of a resin material according to the use environment and the like. Long-term reliability such as crack generation prevention, crack resistance and heat cycle resistance, and electrical properties such as corona resistance can be further enhanced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。通常、重電機器でよく用いられる
ビスフェノール系固形エポキシ樹脂(例えば、CY22
5、チバガイギー社の商品名)を酸無水物硬化剤(例え
ば、HY925、チバガイギー社の商品名)及び無機質
粉末であるシリカ粉末(例えば、ヒューズレックスRD
−8、(株)龍森の商品名、平均粒径15μm)充填材
の組み合わせからなる加熱硬化形エポキシ注型材料を基
本組成として特性評価を行った。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Normally, bisphenol-based solid epoxy resins often used in heavy electric equipment (for example, CY22
5, a trade name of Ciba-Geigy) and an acid anhydride curing agent (eg, HY925, a trade name of Ciba-Geigy) and silica powder as an inorganic powder (eg, Hughrex RD)
-8, trade name of Tatsumori Co., Ltd., average particle size 15 μm) The characteristics were evaluated using a heat-curable epoxy casting material composed of a combination of fillers as a basic composition.

【0016】[0016]

【表1】 標準的な加熱硬化形エポキシ注型材料の組成を表1に示
す。通常、注型作業を行うためには、粘度が数千cp以
下であることが必須であり、このため、シリカ粉末は4
00phr(per hundred of resin by weight)程度の
充填で抑えられている。図4にシリカ粉末充填量と粘度
の関係を示す。充填量が700phr以上になると10
000cp以上となり、注型には適さない領域になる。
[Table 1] Table 1 shows the composition of a standard heat-curable epoxy casting material. Usually, in order to perform a casting operation, it is essential that the viscosity be several thousand cp or less.
It is suppressed by filling of about 00 phr (per hundred of resin by weight). FIG. 4 shows the relationship between the silica powder filling amount and the viscosity. When the filling amount exceeds 700 phr, 10
000 cp or more, which is an area unsuitable for casting.

【0017】[0017]

【表2】 次に、シリカ粉末充填量と熱膨張率の関係を図5及び表
2に示す。熱膨張率は、充填量の増加とともに低下する
傾向にある。シリカ粉末の粒径が大きい場合には充填量
に限界があるため、60vol%以上の高充填領域で
は、粒径の小さいシリカ粉末(例えば、ヒューズレック
スFF、(株)龍森の商品名、平均粒径2μm)と1:
1で充填し、細密充填を図る。
[Table 2] Next, the relationship between the filling amount of silica powder and the coefficient of thermal expansion is shown in FIG. The coefficient of thermal expansion tends to decrease as the filling amount increases. When the particle size of the silica powder is large, the filling amount is limited. Therefore, in the high filling region of 60 vol% or more, the silica powder having a small particle size (for example, Hughes Rex FF, trade name of Tatsumori Co., Ltd., average Particle size 2 μm) and 1:
Fill with 1 to achieve fine packing.

【0018】埋め込み物として、例えば、真空バルブを
モールドする場合、真空バルブ外管を構成するアルミナ
の熱膨張率は8×10-6/℃であり、樹脂単体では約5
0×10-6/℃アモルファスシリカは4×10-7/℃で
ある。図5、表2に示すようにアモルファスシリカ粉末
の充填量を変化させると、任意の熱膨張率を有する組成
が得られ、組成Dの80vol%の充填で真空バルブの
外管に近い熱膨張率を得る。この組成を用いて真空バル
ブを直接モールドすれば、熱膨張率の差が小さいため、
熱応力の発生を小さく抑え、亀裂や剥離の発生を防ぐこ
とができる。しかし、前記のように60vol%以上の
高充填域では粘度が著しく高くなるので注型作業には適
さない。実際の注型に適する組成は表1にあるような組
成Aの重量部400phr、体積率50vol%程度の
充填量である。
As a buried material, for example, when molding a vacuum valve, the thermal expansion coefficient of alumina constituting the vacuum valve outer tube is 8 × 10 −6 / ° C.
0 × 10 −6 / ° C. amorphous silica has 4 × 10 −7 / ° C. As shown in FIG. 5 and Table 2, when the filling amount of the amorphous silica powder was changed, a composition having an arbitrary coefficient of thermal expansion was obtained. Get. If the vacuum valve is directly molded using this composition, the difference in coefficient of thermal expansion is small,
The generation of thermal stress can be kept small, and the occurrence of cracks and peeling can be prevented. However, as described above, in the high filling region of 60 vol% or more, the viscosity becomes extremely high, so that it is not suitable for the casting operation. The composition suitable for the actual casting is 400 parts by weight of the composition A as shown in Table 1 and a filling amount of about 50 vol% by volume.

【0019】そこで、図2に示すように真空バルブ2表
面を組成Dの樹脂D層3でコーティングした後、それぞ
れ組成C,Bからなる樹脂C層4、樹脂B層5で順次コ
ーティングする。コーティングには、ハケ塗り、ディッ
プ等を用いる。これらの組成B,C,Dの樹脂は、粘度
が高く、注型には適さないが、未硬化で流動性を有する
ため、若干予熱した真空バルブ2表面にコーティングす
ることは可能である。この状態で図3に示すように、金
型8に真空バルブ2をセットし、組成Aからなる通常の
注型材料である樹脂A7を注入する。硬化温度は、通常
80〜150℃であるので、コーティングした樹脂D層
3、樹脂C層4、樹脂B層5の各樹脂が溶融し、界面が
消失する。各層3,4,5の樹脂は全て同じ組成のもの
を用いているので、図1に示すように、硬化後のモール
ドバルブ1において、真空バルブ2近傍から注型樹脂A
層7に向かってシリカ粉末の充填量が段階的に変化する
傾斜層6が形成される。この傾斜層6は、熱膨張率が真
空バルブ2から標準の注型材料である樹脂A層7まで変
化する、いわゆる傾斜機能を有するものであり、熱膨張
率差に起因する残留応力、熱応力を低減することが可能
となる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the surface of the vacuum valve 2 is coated with a resin D layer 3 of composition D, and then coated with a resin C layer 4 and a resin B layer 5 of compositions C and B, respectively. Brush coating, dip, etc. are used for coating. These resins having compositions B, C, and D have high viscosity and are not suitable for casting, but are uncured and have fluidity, so that they can be coated on the slightly preheated surface of the vacuum valve 2. In this state, as shown in FIG. 3, the vacuum valve 2 is set in the mold 8, and a resin A7, which is a normal casting material having the composition A, is injected. Since the curing temperature is usually 80 to 150 ° C., each of the coated resin D layer 3, resin C layer 4, and resin B layer 5 melts and the interface disappears. Since the resin of each layer 3, 4 and 5 has the same composition, as shown in FIG.
The gradient layer 6 in which the filling amount of the silica powder changes stepwise toward the layer 7 is formed. The gradient layer 6 has a so-called gradient function in which the coefficient of thermal expansion changes from the vacuum valve 2 to the resin A layer 7 which is a standard casting material, and has a residual stress and a thermal stress caused by a difference in coefficient of thermal expansion. Can be reduced.

【0020】一次硬化を80℃、15時間、二次硬化を
130℃、15時間として、図1の構造のモールドバル
ブ1を注型、製作した。この傾斜型樹脂モールドバルブ
の他に、比較のため、図7の構造の可撓性エポキシ樹脂
をクッション層とする二段モールド法適用のモールドバ
ルブ、標準的な注型樹脂Aのみで直接モールドしたモー
ルドバルブを作製した。
The mold valve 1 having the structure shown in FIG. 1 was cast and manufactured by setting the primary curing at 80 ° C. for 15 hours and the secondary curing at 130 ° C. for 15 hours. In addition to this inclined resin mold valve, for comparison, a mold valve of a two-stage molding method using a flexible epoxy resin having a structure of FIG. 7 as a cushion layer, and was directly molded only with a standard casting resin A. A mold valve was manufactured.

【0021】次に、得られた各モールドバルブについ
て、信頼性評価を行った。信頼性評価の方法として、0
℃で1時間及び100℃で1時間の液相ヒートサイクル
試験を10回繰り返し、樹脂モールドバルブに亀裂が発
生したか否かを目視により確認した。その結果、従来の
直接モールド法適用のモールドバルブは1サイクル終了
後に樹脂表面に亀裂の発生が認められた。しかし、二段
モールド法適用モールドバルブ及び本実施の形態の傾斜
型樹脂モールドバルブの場合には、10サイクル終了後
も特に異常はなく、亀裂の発生は認められなかった。
Next, the reliability of each of the obtained molded valves was evaluated. As a reliability evaluation method, 0
The liquid phase heat cycle test at 1 ° C. for 1 hour and at 100 ° C. for 1 hour was repeated 10 times, and it was visually confirmed whether or not cracks occurred in the resin mold valve. As a result, cracks were observed on the resin surface after one cycle of the mold valve to which the conventional direct molding method was applied. However, in the case of the mold valve to which the two-stage molding method was applied and the inclined resin mold valve of the present embodiment, there was no particular abnormality even after the completion of 10 cycles, and no crack was observed.

【0022】さらに液相ヒートサイクル試験終了後の二
段モールド法適用モールドバルブ、本実施の形態の傾斜
型樹脂モールドバルブについて部分放電試験を行った。
この試験はコロナ発生開始の放電電荷量を1cpとし
て、交流を印加した。その結果、二段モールド法適用モ
ールドバルブ、本実施の形態の傾斜型樹脂モールドバル
ブは、ともに50kVの交流電圧を印加してもコロナ放
電は発生せず、初期の耐コロナ特性を維持していた。こ
の場合、二段モールド法適用モールドバルブは注型工程
を厳しく管理して製作したもので、作業効率の面で本実
施の形態の傾斜型樹脂モールドバルブがより優れてい
る。
Further, a partial discharge test was performed on the mold valve to which the two-stage molding method was applied after the completion of the liquid phase heat cycle test and the inclined resin mold valve of the present embodiment.
In this test, an alternating current was applied with the discharge charge amount at the start of corona generation being 1 cp. As a result, the mold valve to which the two-stage molding method was applied and the inclined resin mold valve of the present embodiment did not generate corona discharge even when an AC voltage of 50 kV was applied, and maintained the initial corona resistance. . In this case, the mold valve to which the two-stage molding method is applied is manufactured by strictly controlling the casting process, and the inclined resin mold valve of the present embodiment is more excellent in terms of work efficiency.

【0023】次に、同組成の耐クラック性を調べるた
め、図6に示すIEC pd 455−2に準拠する軟
鋼製のオリファント熱衝撃ワッシャー9を5個注型し、
表3に示す条件で熱衝撃試験を行った。軟鋼の熱膨張率
は11×10-6/℃であるため、表2の樹脂C、樹脂B
でワッシャー9をコーティングした後、標準的な樹脂A
で注型した本実施の形態の傾斜型樹脂モールド部品と樹
脂Aのみで直接モールドした従来樹脂モールド部品とを
製作した。
Next, in order to investigate the crack resistance of the same composition, five oliphant thermal shock washers 9 made of mild steel in accordance with IEC pd 455-2 shown in FIG.
A thermal shock test was performed under the conditions shown in Table 3. Since the coefficient of thermal expansion of mild steel is 11 × 10 −6 / ° C., resin C and resin B shown in Table 2 are used.
After coating washer 9 with standard resin A
In this example, the inclined resin molded part of the present embodiment cast and the conventional resin molded part directly molded only with the resin A were manufactured.

【0024】供試品を決められた温度で決められた時間
冷熱試験を繰り返す。試験が進むにつれて温度幅は徐々
に増加する。低温はドライアイスで所望の温度まで冷却
したエタノールを入れた冷却槽で、また高温は室温放置
又は加熱炉によって得られる。判定は、低温側から取り
出した後、亀裂の有無を目視で観察する。その結果を表
4に示す。
The test sample is subjected to a cooling test at a predetermined temperature for a predetermined time. The temperature range gradually increases as the test progresses. The low temperature is obtained in a cooling tank containing ethanol cooled to a desired temperature with dry ice, and the high temperature is obtained by standing at room temperature or by a heating furnace. In the judgment, after taking out from the low temperature side, the presence or absence of a crack is visually observed. Table 4 shows the results.

【0025】表4から分かるように、従来樹脂モールド
部品が9〜11サイクルで亀裂発生が確認されたのに対
し、本実施の形態の傾斜型樹脂モールド部品は17サイ
クルでも亀裂は発生せず、優れた耐熱衝撃性を示した。
またばらつきも少なく安定した特性が得られた。
As can be seen from Table 4, cracks were confirmed to occur in the conventional resin mold parts in 9 to 11 cycles, whereas no cracks occurred in the inclined resin mold parts in the present embodiment even in 17 cycles. It exhibited excellent thermal shock resistance.
In addition, stable characteristics with little variation were obtained.

【0026】また対象とする内蔵物が導体等に使用され
る銅であるならば、熱膨張率は17×10-6/℃である
ため、表2の樹脂Bでワッシャーをコーティングした
後、標準的な樹脂Aで注型してやれば、残留応力、熱応
力の低減に効果を発揮する。
If the target object is copper used for a conductor or the like, the coefficient of thermal expansion is 17 × 10 −6 / ° C. Casting with a typical resin A is effective in reducing residual stress and thermal stress.

【0027】以上のように、本実施の形態の傾斜型樹脂
モールド部品は、従来樹脂モールド部品と比較して、熱
的、機械的、電気的に優れ、信頼性に富むことが実験的
に証明された。
As described above, it has been experimentally proved that the inclined resin molded part of this embodiment is superior in thermal, mechanical and electrical properties and has high reliability as compared with the conventional resin molded part. Was done.

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【表4】 なお、上述の実施の形態では、充填用無機質粒子の材料
として、シリカを用いたが、このシリカに加えてアルミ
ナ、ガラス繊維又はドロマイトの少なくとも何れかを用
いることもできる。また組成の異なる熱硬化性樹脂及び
前記注型用熱硬化性樹脂の樹脂主剤として、エポキシ樹
脂を用いたが、ポリイミド樹脂又は不飽和ポリエステル
樹脂を用いることもできる。
[Table 4] In the above-described embodiment, silica is used as the material of the filling inorganic particles, but at least one of alumina, glass fiber, and dolomite may be used in addition to the silica. Although an epoxy resin is used as the main resin of the thermosetting resin having a different composition and the thermosetting resin for casting, a polyimide resin or an unsaturated polyester resin can also be used.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明しましたように、本発明によれ
ば、柔軟なクッション層を有する二段モールド法を用い
ることなく、界面の熱応力を低減し、界面の剥離や亀裂
の発生を防止し、耐クラック性、耐ヒートサイクル性等
の長期信頼性、耐コロナ性等の電気的特性に優れた樹脂
モールド部品およびその製造方法を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, without using a two-stage molding method having a flexible cushion layer, the thermal stress at the interface is reduced, and peeling and cracking at the interface are prevented. In addition, it is possible to provide a resin molded component excellent in long-term reliability such as crack resistance and heat cycle resistance and electrical characteristics such as corona resistance, and a method of manufacturing the same.

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る樹脂モールド部品の実施の形態で
あるモールドバルブの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a mold valve which is an embodiment of a resin mold component according to the present invention.

【図2】図1の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.

【図3】本実施の形態の樹脂モールド部品の製造方法に
おいて注型用熱硬化性樹脂の注型を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a view for explaining casting of a thermosetting resin for casting in the method of manufacturing a resin molded part according to the present embodiment.

【図4】エポキシ樹脂にアモルファスシリカ粉末を充填
した場合の充填量と粘度の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a filling amount and a viscosity when an amorphous silica powder is filled in an epoxy resin.

【図5】エポキシ樹脂にアモルファスシリカ粉末を充填
した場合の充填量と熱膨張率の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a filling amount and a coefficient of thermal expansion when an amorphous silica powder is filled in an epoxy resin.

【図6】本実施の形態における埋め込み物の例であるオ
リファント熱衝撃ワッシャーを示す図である。
FIG. 6 is a view showing an oliphant thermal shock washer which is an example of an embedded object in the present embodiment.

【図7】従来の二段モールド法で製造したモールドバル
ブを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a mold valve manufactured by a conventional two-stage molding method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モールドバルブ(樹脂モールド部品) 2 真空バルブ(埋め込み物) 3 樹脂D層(組成の異なる熱硬化性樹脂) 4 樹脂C層(組成の異なる熱硬化性樹脂) 5 樹脂B層(組成の異なる熱硬化性樹脂) 6 傾斜層 7 樹脂A層(注型用熱硬化性樹脂) 8 金型 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold valve (resin mold part) 2 Vacuum valve (embedding) 3 Resin D layer (thermosetting resin with different composition) 4 Resin C layer (thermosetting resin with different composition) 5 Resin B layer (heat with different composition) Curable resin) 6 Inclined layer 7 Resin A layer (thermosetting resin for casting) 8 Mold

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 公哉 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 神野 美和 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 平野 嘉彦 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝 浜川崎工場内 (56)参考文献 特開 昭63−51647(JP,A) 特開 昭62−62344(JP,A) 実開 昭59−81040(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/56,23/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Kimiya Sato 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu Plant (72) Inventor Miwa Jinno 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Plant (72) Inventor Yoshihiko Hirano 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside the Hamakawasaki Plant, Toshiba Corporation (56) References JP-A-63-51647 (JP, A) JP-A-62-62344 (JP) , A) Fully open sho 59-81040 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21 / 56,23 / 31

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 埋め込み物を電気絶縁性熱硬化性樹脂で
モールドした樹脂モールド部品の製造方法において、 前記埋め込み物に、無機質粒子が充填された、熱膨張率
の異なる複数の熱硬化性樹脂を当該熱膨張率の低いもの
から順次コーティングする工程と、 注型用熱硬化性樹脂を注型する工程と、 前記注型用熱硬化性樹脂を注型した後に、前記熱硬化性
樹脂及び当該注型用熱硬化性樹脂を硬化させる工程と
有することを特徴とする樹脂モールド部品の製造方法。
1. A implant a method of manufacturing a resin molded component is molded with an electrically insulating thermosetting resin, to the implant, the inorganic particles are filled, the thermal expansion coefficient
A plurality of thermosetting resins with different thermal expansion coefficients
A step of sequentially coating from the casting thermosetting resin comprising the steps of casting, the casting thermosetting resin after casting, the thermosetting
Curing the resin and the thermosetting resin for casting .
【請求項2】 請求項1記載の樹脂モールド部品の製造
方法で製造した樹脂モールド部品であって、前記熱硬化
性樹脂に充填された前記無機質粒子の充填量を変化させ
ることにより、当該熱硬化性樹脂の前記熱膨張率を変化
させることを特徴とする樹脂モールド部品。
2. A resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to claim 1, wherein the thermosetting resin is used.
Changing the filling amount of the inorganic particles filled in the conductive resin
Changes the coefficient of thermal expansion of the thermosetting resin.
A resin molded part characterized by being made to work.
【請求項3】 請求項1記載の樹脂モールド部品の製造
方法で製造された樹脂モールド部品であって、前記熱硬
化性樹脂に充填された前記無機質粒子の粒径を変化させ
ることにより、当該熱硬化性樹脂の前記熱膨張率を変化
させることを特徴とする樹脂モールド部品。
3. A resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to claim 1, wherein
Changing the particle size of the inorganic particles filled in the curable resin
Changes the coefficient of thermal expansion of the thermosetting resin.
A resin molded part characterized by being made to work.
【請求項4】 請求項1記載の樹脂モールド部品の製造
方法で製造した樹脂モールド部品であって、前記熱硬化
性樹脂を溶融し、当該熱硬化性樹脂同士の界面を消失さ
せて、前記熱膨張率が連続的に変化する傾斜層を形成し
てなることを特徴とする樹脂モールド部品。
4. A resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to claim 1, wherein the thermosetting resin is used.
Melts the thermosetting resin and eliminates the interface between the thermosetting resins.
To form a gradient layer in which the coefficient of thermal expansion changes continuously.
A resin molded part characterized by comprising:
【請求項5】 請求項1記載の樹脂モールド部品の製造
方法で製造された樹脂モールド部品であって、前記無機
質粒子として、シリカ、アルミナ、ガラス繊維又はドロ
マイトの少なくとも何れかを用いてなることを特徴とす
る樹脂モールド部品。
5. A resin molded part produced by the method for producing a resin molded part according to claim 1, wherein the inorganic particles are made of at least one of silica, alumina, glass fiber, and dolomite. Characterized resin molded parts.
【請求項6】 請求項1記載の樹脂モールド部品の製造
方法で製造された樹脂モールド部品であって、前記熱硬
化性樹脂及び前記注型用熱硬化性樹脂の樹脂主剤は、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又は不飽和ポリエステル樹
脂の何れかを用いてなることを特徴とする樹脂モールド
部品。
6. A resin molded part manufactured by the method for manufacturing a resin molded part according to claim 1, wherein a main resin of the thermosetting resin and the thermosetting resin for casting is an epoxy resin, a polyimide. A resin molded part characterized by using either a resin or an unsaturated polyester resin.
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