JPH08217957A - 電気絶縁用樹脂モールド材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂中に柔軟粒子を微粒子分散させることに
より、機械加工性、電気絶縁性、機密性及び信頼性の向
上を図る。 【構成】 無機質粉末の充填されたエポキシ樹脂からな
る電気絶縁用樹脂モールド材において、エポキシ樹脂
（２）とは溶け合わない柔軟粒子（７）がエポキシ樹脂
に微粒子分散されている電気絶縁用樹脂モールド材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＴ形ブッシング
の如き重電機器に使用される電気絶縁用樹脂モールド材
に係わり、特に樹脂中に柔軟粒子を微粒子分散させるこ
とにより、加工容易性、靱性及び機密性を向上し得る電
気絶縁用樹脂モールド材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、重電機器の電気絶縁部分や構造
部分には、耐湿性、耐薬品性、寸法安定性、電気的特性
等に優れたエポキシ樹脂からなる電気絶縁用樹脂モール
ド材が広く用いられている。

【０００３】この種の電気絶縁用樹脂モールド材は、成
形又は注型により樹脂モールド品を形成するための材料
である。ここで、成形は、反応のやや進んだ半固体の材
料を金型に入れ、熱と圧力をかけて所定の形状を得る方
式であって、硬化時間の短いために量産性を要求される
場合に適している。

【０００４】一方、注型は、樹脂、硬化剤、充填剤の液
状の加熱混合物を真空下で脱泡し、金型に注入し、硬化
させて所定の形状を得る方式であって、気泡の少ないた
めに大形で厳しい電気的特性を要求される場合に適して
いる。

【０００５】このように樹脂モールド品は、形状を付与
した金型に樹脂を注入し作製されるので、樹脂の硬化後
には、注入口を切り落としたり、バリをとる作業が必要
となる。特に、複雑な形状のものやネジ穴を必要とする
ものは注型後に機械加工を施さなければならない。ま
た、製品から試験片を採取し、材料特性を検討する場合
にも機械加工が必要となる。

【０００６】しかしながら、エポキシ樹脂は、非常に脆
い材料であり、応力集中部や微小き裂、異物、欠陥、ボ
イド等の存在によって著しく機械的強度が低下する。ま
た、Ｔ形ブッシングのように金属導体を内蔵する樹脂モ
ールド品の場合、樹脂と金属との接着界面には、両者の
熱膨張率の差異により、注型時の残留応力、温度差ある
いは温度変化に対応して大きな熱応力が発生し、靭性の
低いエポキシ樹脂中にき裂を生じさせ易い。また、この
き裂は、一旦発生すると、停留することなく速やかに進
行して樹脂を破壊に至らせる。また、このようなき裂は
地絡等の事故を誘発する可能性がある。

【０００７】図１８はこの種のＴ形ブッシングの構成を
その右半部を断面して示す部分断面図である。このＴ形
ブッシングは、シリカ等の硬質の無機質粉末１の充填さ
れたエポキシ樹脂２にて導体３を包み込んで作成されて
おり、ガス絶縁開閉器（Ｃ−ＧＩＳ）に使用されて、外
部と盤内部とを電気的に接続するものである。このと
き、盤との取付け、絶縁、ガスリーク防止等の機能が要
求されるため、機密保持や電気的特性を向上させる観点
から樹脂との接着性を強固にすることが求められてい
る。

【０００８】一方、この種の接着性を強固にする技術と
しては、導体３の全面をサンドブラストする処理が非常
に有効である。しかしながら、前述したように、導体３
を構成する銅とエポキシ樹脂２との熱膨張率の差が大き
いため、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。あるいは、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、空輸により極地圏上空を通過する際など−３
５℃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、導体３を包むエポキシ樹脂
２が割れ、機械的及び電気的に破壊してしまう問題があ
る。

【０００９】現状では、この問題を回避する観点から、
導体３をサンドブラストせずに、エポキシ樹脂２との接
着性を意図的に低下させている。その結果、大きな機械
的ストレスが発生した場合、接着界面が容易に剥離し、
ストレスを緩和してエポキシ樹脂２の割れを阻止してい
る。

【００１０】但し、この種の界面剥離が発生した場合、
空気層がエポキシ樹脂／導体間に形成されるため、電気
ストレスの高い部分では部分放電が発生し易くなる。現
状では、この部分放電の阻止のため、図１９に示すよう
に、導体３に導電性ペイント４を塗布した後に、エポキ
シ樹脂２にて注型している。従って、接着界面が剥離す
る場合、図２０に示すように、導電性ペイント４がエポ
キシ樹脂２側に付着する。その結果、剥離部５は導体３
と同電位の導電性ペイントに包まれるため、部分放電の
発生が阻止されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな電気絶縁用樹脂モールド材では、低熱膨張化や低コ
スト化のために硬質の無機粉末１が充填されているた
め、機械加工の際に、クラックが入り易く、歩留まりが
悪いといった問題がある。

【００１２】また一方、導電性ペイント４を使用した場
合、導電性ペイント４／導体３界面の接着強度がエポキ
シ樹脂２／導体３界面の接着強度よりも極めて低いこと
から、エポキシ樹脂２を導体３に拘束させずに常に剥離
状態として機密性を低下させ、ガスリーク試験に不合格
のものを発生させてしまう。また、導電性ペイント４が
金属導体３側に付着して剥離した場合、部分放電の阻止
が不可となる。すなわち、導電性ペイント４を使用した
場合、このような特性低下が懸念され、実際に信頼性の
低下と歩留まりの低下を招いている。

【００１３】以上のように、導体３全面をエポキシ樹脂
２に強固に接着した場合には、エポキシ樹脂２にき裂が
発生し易く、導体３全面を剥離させた場合には、機密性
及び電気絶縁性を低下させる問題がある。

【００１４】また一方、機械的特性、電気絶縁性及び機
密性をバランスよく達成する技術として、導体３／エポ
キシ樹脂２の界面を部分的に強固に接着する方式が考え
られる。特に、電気的ストレスの集中部分を接着するこ
とにより、電気絶縁性及び機密性の著しい改善が期待さ
れる。また、全面を接着する場合に比較し、生じる応力
の平均値が小さいという利点を有する。

【００１５】しかしながらこの方式では、図２１に示す
ように、剥離部５と導体３／エポキシ樹脂２の界面とが
鋭い角度の剥離端部を境に明瞭に分離する。こうした剥
離端部は機械的ストレスによって応力が集中するため、
き裂６の起点となり易い。また、機械的ストレスが加わ
ると、エポキシ樹脂２は、硬く脆いためにほとんど変形
せずに、き裂６を進行させて容易に破壊してしまう。こ
のため、部分的に接着する方法も信頼性の低下を招いて
いる。

【００１６】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、樹脂中に柔軟粒子を微粒子分散させることにより、
機械加工性、電気絶縁性、機密性及び信頼性を向上し得
る電気絶縁用樹脂モールド材を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、無機質粉末の充填されたエポキシ樹脂からなる電気
絶縁用樹脂モールド材において、前記エポキシ樹脂とは
溶け合わない柔軟粒子が前記エポキシ樹脂に微粒子分散
されている電気絶縁用樹脂モールド材である。

【００１８】また、請求項２に対応する発明は、無機質
粉末の充填されたエポキシ樹脂からなり、金属インサー
トに接着されて絶縁部材を形成するための電気絶縁用樹
脂モールド材において、少なくとも前記金属インサート
との接着界面に位置するエポキシ樹脂としては、このエ
ポキシ樹脂とは溶け合わない柔軟粒子が微粒子分散され
ている電気絶縁用樹脂モールド材である。

【００１９】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項２に対応する電気絶縁用樹脂モールド材において、前
記形成された絶縁部材にて電気的ストレスあるいは機械
的ストレスの高い部分に位置するエポキシ樹脂として
は、このエポキシ樹脂とは溶け合わない柔軟粒子が微粒
子分散されている電気絶縁用樹脂モールド材である。

【００２０】また、請求項４に対応する発明は、請求項
１又は請求項２に対応する電気絶縁用樹脂モールド材に
おいて、前記無機質粉末として、少なくともシリカ粉
末、アルミナ粉末、ガラス短繊維又はガラスビーズのい
ずれかを用いた電気絶縁用樹脂モールド材である。

【００２１】さらに、請求項５に対応する発明は、請求
項１又は請求項２に対応する電気絶縁用樹脂モールド材
において、前記柔軟粒子として、ゲル状物質あるいはゴ
ム粉末を用いた電気絶縁用樹脂モールド材である。

【００２２】また、請求項６に対応する発明は、請求項
１又は請求項２に対応する電気絶縁用樹脂モールド材に
おいて、前記柔軟粒子としてシリコーンゲルが用いら
れ、且つこのシリコーンゲルの微粒子分散のためのポリ
エーテル変性シリコーンオイルが添加されている電気絶
縁用樹脂モールド材である。

【００２３】さらに、請求項７に対応する発明は、請求
項６に対応する電気絶縁用樹脂モールド材において、前
記柔軟粒子の粒径としては、５０μｍ以下である電気絶
縁用樹脂モールド材である。

【００２４】また、請求項８に対応する発明は、請求項
６に対応する電気絶縁用樹脂モールド材において、前記
柔軟粒子の充填量としては、５ｐｈｒ乃至４０ｐｈｒの
範囲にある電気絶縁用樹脂モールド材である。

【００２５】

【作用】従って、本発明は以上のような手段を講じたこ
とにより、無機質粉末の充填されたエポキシ樹脂中にこ
のエポキシ樹脂とは溶け合わない柔軟粒子が微粒子分散
されているので、加工性を向上させることができる。

【００２６】例えば、図１に示すように、柔軟粒子７が
無機質粉末１の充填されたエポキシ樹脂２中に添加され
ると、柔軟粒子７の周囲のエポキシ樹脂２が非常に変形
し易くなる。すなわち、図２に示すように、引張り負荷
の増加に対応して柔軟粒子７の周囲に応力集中によるせ
ん断変形が誘発され、負荷の方向から４５度傾いた方向
に塑性変形８が発生する。各柔軟粒子７が接近している
場合、各柔軟粒子７間にて各塑性変形８が互いに結合し
てき裂を生じ、き裂先端が柔軟粒子７に至ったとき、柔
軟粒子７中に負荷のひずみエネルギーが消散され、図３
に示すように、き裂先端９が大きく鈍化されてエポキシ
樹脂２が破壊されにくくなり、もって、靭性を向上させ
ることができる。

【００２７】このようなひずみの消散機構は、柔軟粒子
７の周囲の応力集中によるものであり、柔軟粒子７の弾
性率がエポキシ樹脂２の弾性率よりも十分低い場合に発
現する。また、柔軟粒子７の弾性率が無機質粉末１の弾
性率よりも十分低い場合、より一層発現する。

【００２８】但し、本発明の微粒子分散とは異なり、柔
軟粒子７をエポキシ樹脂２中に単純に混合した場合、均
一分散しなかったり、大きな塊となったりして静的強度
の低下を引き起こす可能性がある。そこで、本発明とし
ては、柔軟粒子７をエポキシ樹脂２中に微粒子分散させ
ることにより、確実に静的強度の低下を抑制させてい
る。

【００２９】また、エポキシ樹脂２中に微粒子分散させ
る柔軟粒子７としては、ゴム粉末やシリコーンゲルなど
が挙げられる。ゴム粉末は任意の粒径のものが使用可能
であるため、微粒子分散が可能であり、静的強度を維持
したまま加工性を向上させることができる。一方、シリ
コーンゲルは、液状にて使用されるが、撹拌しても単独
では微粒子分散が不可であり、静的強度の低下を引き起
こす。そこで、相溶化剤としてポリエーテル変性シリコ
ーンオイルが少量添加される。この相溶化剤の添加によ
り、シリコーンゲルの粒径を減少させてその微粒子分散
を可能とし、もって、静的強度を維持したまま、機械加
工性を向上させることができる。

【００３０】さらに、本発明に係る電気絶縁用樹脂モー
ルド材を金属導体の接着すべき部分に塗布し、注型する
ことにより、部分接着であっても機械的、電気的ストレ
スの耐性を向上させ、もって、高い機密性を有する絶縁
部材を形成することができる。

【００３１】また、このようなひずみの消散機構は、柔
軟粒子７の粒径を５０μｍ以下としたり、柔軟粒子７の
充填量を５ｐｈｒ乃至４０ｐｈｒの範囲とすることによ
り、品質のばらつきを抑えながら発現させることができ
る。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。本実施例に係る電気絶縁用樹脂モールド材
（Ａ）は、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）と比べて加工
性の向上を図るため、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）に
柔軟粒子を微粒子分散させて形成されたものであり、図
１に示す構造となっている。

【００３３】ここで、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）
は、図４に示すように、通常、重電機器に多用されるエ
ポキシ樹脂２（例えば、ビスフェノール系液状樹脂、Ｃ
Ｙ２２５、チバ・ガイギー社の商品名）と、硬化剤（例
えば酸無水物系硬化剤、ＨＹ９２５、チバ・ガイギー社
の商品名）とをベースとした樹脂に、低熱膨張化のため
のシリカ粉末１（例えば、電気絶縁用シリカ粉末、Ａ
１、（株）龍森の商品名）が充填された加熱硬化形のも
のである。

【００３４】一方、本実施例に係る電気絶縁用樹脂モー
ルド材（Ａ）は、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）に微粒
子分散のための相溶化剤が添加され、且つ柔軟粒子が微
粒子分散されている。具体的には例えば、ポリエーテル
変性シリコーンオイル（例えば、ＴＳＦ４４５２、東芝
シリコーン社の商品名）を相溶化剤として従来のエポキ
シ注型材料（Ｂ）に５ｐｈｒ（per handred of resin b
y weight 重量部）加え１時間撹はんした後、シリコー
ンゲル（例えば、ＴＳＥ３０６２（Ａ）（Ｂ）、東芝シ
リコーン社の商品名）のような柔軟樹脂１５ｐｈｒを添
加して高速で撹はんすると、シリコーンゲルが１μｍ以
下の粒径にて微粒子分散される。

【００３５】ポリエーテル変性シリコーンオイルは、図
５に示すように、分子中に親水基と疎水基を備え、親水
性のエポキシ樹脂と、疎水性のシリコーンゲルとの界面
を安定に保ち、いわば界面活性剤のような役割を果たし
ている。

【００３６】また、本実施例では、電気絶縁用樹脂モー
ルド材（Ａ）の変形例として、電気絶縁用樹脂モールド
材（Ｃ）を用いている。この電気絶縁用樹脂モールド材
（Ｃ）は、電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）のシリコー
ンゲル及びポリエーテル変性シリコーンオイルに代え
て、柔軟粒子としてゴム粉末をエポキシ注型材料（Ｂ）
に微粒子分散させたものであり、図１に示す構造となっ
ている。

【００３７】次に、このような電気絶縁用樹脂モールド
材の作用を説明する。 （機械的特性）図６は従来のエポキシ注型材料（Ｂ）と
本実施例に係る電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）との機
械的特性を示す比較図である。

【００３８】同図において、破壊靭性Ｋ_ICは、き裂を有
したときの材料の破壊強さを示すものであり、材料の割
れ難さを示す材料定数である。電気絶縁用樹脂モールド
材（Ａ）は、ポリエーテル変性シリコーンオイルの少量
添加によるシリコーンゲルの微粒子分散により、図６に
示すように、曲げ弾性率や曲げ強さで示される静的強度
をほぼ維持しつつ、破壊靭性Ｋ_ICで示される機械加工性
を向上させている。このため、注型後に機械加工を施す
場合、割れが入り難く、歩留まりを向上させている。

【００３９】例えば、電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）
（φ５０×高さ３０の円柱）と従来のエポキシ注型材料
（Ｂ）（同じくφ５０×高さ３０の円柱）とをダイヤモ
ンドカッターによる切削加工を通して比較したところ、
従来のエポキシ注型材料（Ｂ）は直径切削時間が１３４
ｓであるのに対し、電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）は
直径切削時間を９６ｓとして約３０％も短縮でき、大幅
に作業性を向上させることができた。

【００４０】また同様に、アルミナ粉末を充填した従来
のエポキシ注型材料（Ｂ）（同じく２７×２７×９）
と、このエポキシ注型材料（Ｂ）にゴム粉末を分散させ
た本発明に係る電気絶縁用樹脂モールド材（Ｃ）（同じ
く２７×２７×９）との直径切削時間を比較したとこ
ろ、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）は直径切削時間が１
２ｓであるのに対し、電気絶縁用樹脂モールド材（Ｃ）
は直径切削時間を８ｓとして直径切削時間を短縮させる
ことができた。

【００４１】さらに同様に、電気絶縁用樹脂モールド材
（Ａ）を切出し加工し、スイッチギアに使用されるスペ
ーサを成形した。なお、このスペーサは、金属を隔壁を
貫いて固定する場合、図７に示すように、金属１０を電
気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）にてモールドし、隔壁か
ら絶縁するものであり、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）
を用いた切出し加工では、時間がかかる上に歩留まりが
悪いという問題をもっていたものである。しかしなが
ら、電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）によれば、前述し
た通り、高い靱性をもつため、従来とは異なり、短時
間、高歩留まりでスペーサを成形することができた。 （機械的特性のシリコーンゲル充填量による依存性）次
に、硬化後の電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）につい
て、破壊靭性Ｋ_ICのシリコーンゲル充填量による依存性
を図８に示すように調べた。この場合、図８に示すよう
に、０ｐｈｒ又は４００ｐｈｒのシリカ粉末をシリコー
ンゲルに併せて充填している。また、シリコーンゲル粒
子の平均粒径は、０．１〜１．０μｍである。

【００４２】電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）において
は、破壊靭性Ｋ_ICがシリコーンゲルの充填により増大
し、特に５〜４０ｐｈｒの範囲の充填で顕著に増大して
いる。この範囲はシリカ粉末等の無機質粒子１やエポキ
シ樹脂２の種類によらず、ほぼ同じ値となっている。ま
た、破壊靭性Ｋ_ICは、シリカ粉末等の無機質粒子１を併
せて充填した方が高い値となる。 （静的強度のシリコーンゲル粒径による依存性）続い
て、硬化後の電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）につい
て、曲げ強さのシリコーンゲル粒径による依存性を図９
に示すように調べた。なお、シリコーンゲルの充填量は
１５ｐｈｒで一定としている。

【００４３】図９に示すように、電気絶縁用樹脂モール
ド材（Ａ）の曲げ強さは、柔軟粒子の粒径が５０μｍ以
下のとき、エポキシ樹脂単体の曲げ強さにほぼ等しくな
る。従って、静的強度を維持する点から、柔軟粒子の粒
径を５０μｍ以下とすることが好ましい。 （耐熱衝撃性）次に、電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）
の耐熱衝撃性を調べるため、図１０に示すＩＥＣ Ｐｂ
４５５−２に準拠するＦｅ製のオリファント熱衝撃ワ
ッシャーをエポキシ注型材料（Ｂ）及び電気絶縁用樹脂
モールド材（Ａ）にて５ケづつ注型し、図１１に示す温
度と時間の条件で熱衝撃試験を行った。なお、この熱衝
撃試験は、所定の時間幅で高温環境と低温環境とを交互
に与えてき裂の有無を目視観察するものである。なお、
ここで、低温環境はドライアイスにて所望の温度まで冷
却したエタノールを入れた冷却槽により得られ、高温環
境は室温放置又は加熱炉により得られる。目視観察は低
温環境の冷却層から取出した後に行われる。

【００４４】熱衝撃試験の結果、従来のエポキシ注型材
料（Ｂ）に係る供試品は、図１２に示すように、５個と
も９サイクル又は１１サイクルにてき裂が発生し、低い
耐熱衝撃性を示した。一方、電気絶縁用樹脂モールド材
（Ａ）に係る供試品は、５個とも１７サイクルでもき裂
が発生せず、品質の安定と優れた耐熱衝撃性を示した。 （湿熱環境下における引張りせん断接着強さ試験）図１
３は湿熱環境下（６０℃、９８％ＲＨ）にてアルミの接
着板を所定時間保持した場合の接着破壊荷重の変化を試
験した結果の比較図である。この試験は、引張りせん断
接着強さ試験（ＪＩＳ Ｋ６８５０参照、アルミ板使
用、接着部分；幅２５ｍｍ×長さ１２．５ｍｍ）に従っ
て行なわれた。図示するように、電気絶縁用樹脂モール
ド材（Ａ）は、従来のエポキシ注型材料（Ａ）よりも接
着強度及び長期信頼性を向上させている。

【００４５】例えば接着強度が重要である部品として、
ＶＣＢ（真空遮断器）のバルブ開閉に用いられる絶縁操
作ロッドがある。この絶縁操作ロッドは、図１４に示す
ように、接続用の金属インサート１１をエポキシ樹脂２
にて注型したものであり、バルブ開閉時に衝撃の引張り
荷重が付加される。このロッドの引張り強度は、金属イ
ンサート１１の先端部１１ａの接着強度にほぼ等しい。
従って、先端部１１ａに離型剤、異物が付着したり、金
属部ラストインサートの表面荒さの不足、突起等が存在
する場合、引張り強度が著しく低下すると共に、ばらつ
きの原因となり、信頼性の低下を招くことになる。

【００４６】そこで、本発明に係る電気絶縁用樹脂モー
ルド材（Ａ）を先端部１１ａに塗布した後に注型を行っ
た。その結果、平均的に引張り強度を１５％増加し、ば
らつきを低減させることができた。

【００４７】なお、ゴム粉末を用いた電気絶縁用樹脂モ
ールド材（Ｃ）の場合であっても、シリコーンゲルを用
いた電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）の場合と同様に、
接着強度及び長期信頼性を向上させることができる。 （Ｔ形ブッシングの注型）次に、図１８に示される如
き、Ｔ形ブッシングを注型した場合について説明する。
この種のＴ形ブッシングにおいては、電気的ストレスの
高い部分が、図１５に示すｂ−ｃ（ｂ′−ｃ′）間及び
ｄ−ｅ間の部分であり、機械的ストレスの高くて非常に
剥離し易い部分が、急激に形状の変化するｃ−ｄ間並び
に収縮の大きい樹脂の内径側に存在するａ−ｂ（ａ′−
ｂ′）間の部分となっている。

【００４８】そこで、導体３のうち、Ｂ−Ｅ（Ｂ′−
Ｃ′）間に相当する部分をサンドブラストし、電気絶縁
用樹脂モールド材（Ａ）を２〜３ｍｍの厚さで塗布す
る。しかる後、この導体３及び従来のエポキシ注型材料
（Ｂ）を用いて、Ｔ形ブッシング１の注型を行なう。硬
化後の接着部界面は、図１６のようになり、導体３と従
来のエポキシ注型材料（Ｂ）との間に電気絶縁用樹脂モ
ールド材（Ａ）が挿入される。この電気絶縁用樹脂モー
ルド材（Ａ）は、周囲のエポキシ注型材料（Ｂ）とほと
んど同一の樹脂構成であって、完全に硬化しない状態で
注型され、周囲の樹脂と接触するので、非常に良くなじ
み、従来のエポキシ注型材料（Ｂ）との界面が完全に接
着して一体化される。

【００４９】図１７に示すように、この構造は、導体３
／エポキシ注型材料（Ｂ）界面の剥離部５の端部が電気
絶縁用樹脂モールド材（Ａ）にて包まれている。前述し
たように、この電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）は高い
靭性と接着強度とを有するため、剥離部５の端部に発生
する応力を緩和し、き裂の発生を抑制することができ
る。

【００５０】なお、１５ｐｈｒのゴム粉末（例えば、Ｃ
１３２、三菱レーヨンの商品名）をを用いた電気絶縁用
樹脂モールド材（Ｃ）の場合、粘度が増大するため、全
体的な注型には不適当であるが、前述同様に、導体３と
の接着部に塗布されることにより、剥離部５の端部に発
生する応力を緩和し、き裂の発生を抑制することができ
る。 （Ｔ形ブッシングの特性試験）続いて、本発明に係る電
気絶縁用樹脂モールド材を用いたＴ形ブッシング（ＡT
），（ＣT ）、従来技術に係るＴ形ブッシング（ＢT
），（ＤT ）の各々に液相ヒートサイクル試験を実施
した。

【００５１】ここで、Ｔ形ブッシング（ＡT ）は、図１
６と同様に、サンドブラストされた導体３のサンドブラ
スト面に電気絶縁用樹脂モールド材（Ａ）が塗布され、
しかる後、エポキシ注型材料（Ｂ）にて注型されたもの
である。

【００５２】Ｔ形ブッシング（ＣT ）は、前述同様に、
Ｔ形ブッシング（ＡT ）の電気絶縁用樹脂モールド材
（Ａ）に代えて、電気絶縁用樹脂モールド材（Ｃ）を用
いて作成されたものである。

【００５３】また、Ｔ形ブッシング（ＢT ）は、サンド
ブラストされた導体が従来のエポキシ注型材料（Ｂ）に
て直接モールドされて作成されたものである。Ｔ形ブッ
シング（ＤT ）は、導体全面に導電性塗料が塗布され、
導体／エポキシ樹脂界面の接着力を低下させるように作
成されたものである。

【００５４】また、液相ヒートサイクル試験は、これら
各Ｔ形ブッシング（ＡT ）〜（ＤT）を１００℃の沸騰
水からなる槽と０℃の水からなる槽とに交互に１時間づ
つ浸せきする内容のヒートサイクルを連続して複数回行
うものである。

【００５５】また、１０サイクルの液相ヒートサイクル
試験を実施した後、外観検査を実施した。外観検査の結
果、従来技術に係るＴ形ブッシング（ＢT ）にき裂の発
生が認められた。一方、本発明に係るＴ形ブッシング
（ＡT ）（ＣT ）及び従来技術に係るＴ形ブッシング
（ＤT ）には異常が認められなかった。

【００５６】次に、これらＴ形ブッシング（ＡT ）（Ｃ
T ）（ＤT ）に部分放電試験を行った。コロナ発生開始
の放電電荷量を１ｐＣとし、パルス発生頻度５０ｐｐｓ
にて交流を印加した場合、Ｔ形ブッシング（ＡT ）（Ｃ
T ）（ＤT ）が夫々１００ｋＶをクリアし、初期の特性
を維持した。

【００５７】さらに、これらＴ形ブッシング（ＡT ）
（ＣT ）（ＤT ）にガスリーク試験を行った。ガスリー
ク試験の結果、従来技術に係るＴ形ブッシング（ＤT ）
はガスがリークし、機密性が著しく低下していた。一
方、本発明に係るＴ形ブッシング（ＡT ）（ＣT ）はガ
スがリークせず、優れた機密性をもつことが認められ
た。

【００５８】上述したように本実施例によれば、エポキ
シ樹脂２とは溶け合わない柔軟粒子７がエポキシ樹脂に
微粒子分散されているので、曲げ弾性率や曲げ強さで示
される静的強度をほぼ維持しつつ、破壊靭性Ｋ_ICで示さ
れる機械加工性を向上させ、もって、歩留まりや作業効
率を向上させることができる。

【００５９】また、柔軟粒子７の充填量を５〜４０ｐｈ
ｒの範囲とすることにより、破壊靭性Ｋ_ICを顕著に増大
させることができる。また、柔軟粒子７の粒径を５０μ
ｍ以下とすることにより、静的強度を確実に維持するこ
とができる。特に、ポリエーテル変性シリコーンオイル
とシリコーンゲルとの併用は、図６に示すように、諸特
性の維持に有効である。

【００６０】またさらに、各種の試験を通して、電気絶
縁性を維持しつつ耐熱衝撃性、接着強度、長期信頼性及
び機密性を向上させたことが認められた。また、本実施
例によれば、スペーサ、絶縁操作ロッド又はＴ形ブッシ
ング等の樹脂モールド部品に適用される場合、これら樹
脂モールド部品自体の静的強度及び電気絶縁性を維持さ
せつつ、機械加工性、接着強度、耐熱衝撃性、機密性及
び信頼性を向上させることができる。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ポキシ樹脂にこのエポキシ樹脂とは溶け合わない柔軟粒
子を微粒子分散させることにより、静的強度及び電気絶
縁性を維持しつつ、機械加工性、接着強度、耐熱衝撃
性、機密性及び信頼性を向上できる電気絶縁用樹脂モー
ルド材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気絶縁用樹脂モールド材の構成
図、

【図２】本発明材料のひずみ消散機構を説明するための
図、

【図３】本発明材料のひずみ消散機構を説明するための
図、

【図４】従来のエポキシ注型材料の構成図、

【図５】本発明に用いられるポリエーテル変性シリコー
ンオイルの構造図、

【図６】本発明材料と従来材料との機械的特性を示す比
較図、

【図７】本発明材料にて成形されたスペーサの断面図、

【図８】本発明材料と従来材料とにおける破壊靭性のシ
リコーンゲル充填量による依存性を示す比較図、

【図９】本発明材料と従来材料とにおける曲げ強さのシ
リコーンゲル粒径による依存性を示す比較図、

【図１０】本発明材料と従来材料とにより注型された供
試品の形状を示す図、

【図１１】同供試品に施された熱衝撃試験の条件を示す
図、

【図１２】同熱衝撃試験の結果を示す図、

【図１３】本発明材料と従来材料とにおける接着破壊荷
重の時間変化を示す比較図、

【図１４】一般的な絶縁操作ロッドの構成を示す断面
図、

【図１５】一般的なＴ形ブッシングにおける高ストレス
部分を説明するための模式図、

【図１６】本発明材料の適用されたＴ形ブッシングの部
分断面図、

【図１７】同Ｔ形ブッシングにおける剥離部端部の拡大
断面図、

【図１８】従来のＴ形ブッシングの構成をその右半部を
断面して示す部分断面図、

【図１９】従来のＴ形ブッシングにおける導体／導電性
ペイント／樹脂からなる界面の拡大断面図、

【図２０】同界面の導体からの剥離を示す拡大断面図、

【図２１】従来の部分接着における剥離部端部からのき
裂の進展を示す拡大断面図。

【符号の説明】

１…無機質粉末、２…エポキシ樹脂、３…導体、７…柔
軟粒子。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 3/36 ＮＫＸ Ｃ０８Ｋ 3/36 ＮＫＸ 3/40 3/40 Ｈ０１Ｂ 3/40 Ｈ０１Ｂ 3/40 (72)発明者 根本 英樹 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 小山田 満 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 宮川 勝 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 永田 恭文 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機質粉末の充填されたエポキシ樹脂か
   らなる電気絶縁用樹脂モールド材において、 前記エポキシ樹脂とは溶け合わない柔軟粒子が前記エポ
   キシ樹脂に微粒子分散されていることを特徴とする電気
   絶縁用樹脂モールド材。
2. 【請求項２】 無機質粉末の充填されたエポキシ樹脂か
   らなり、金属インサートに接着されて絶縁部材を形成す
   るための電気絶縁用樹脂モールド材において、 少なくとも前記金属インサートとの接着界面に位置する
   エポキシ樹脂は、このエポキシ樹脂とは溶け合わない柔
   軟粒子が微粒子分散されていることを特徴とする電気絶
   縁用樹脂モールド材。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電気絶縁用樹脂モール
   ド材において、 前記形成された絶縁部材にて電気的ストレスあるいは機
   械的ストレスの高い部分に位置するエポキシ樹脂は、こ
   のエポキシ樹脂とは溶け合わない柔軟粒子が微粒子分散
   されていることを特徴とする電気絶縁用樹脂モールド
   材。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の電気絶縁
   用樹脂モールド材において、 前記無機質粉末は、少なくともシリカ粉末、アルミナ粉
   末、ガラス短繊維又はガラスビーズのいずれかを用いた
   ことを特徴とする電気絶縁用樹脂モールド材。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２に記載の電気絶縁
   用樹脂モールド材において、 前記柔軟粒子は、ゲル状物質あるいはゴム粉末を用いた
   ことを特徴とする電気絶縁用樹脂モールド材。
6. 【請求項６】 請求項１又は請求項２に記載の電気絶縁
   用樹脂モールド材において、 前記柔軟粒子としてシリコーンゲルが用いられ、且つこ
   のシリコーンゲルの微粒子分散のためのポリエーテル変
   性シリコーンオイルが添加されていることを特徴とする
   電気絶縁用樹脂モールド材。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の電気絶縁用樹脂モール
   ド材において、 前記柔軟粒子の粒径は、５０μｍ以下であることを特徴
   とする電気絶縁用樹脂モールド材。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の電気絶縁用樹脂モール
   ド材において、 前記柔軟粒子の充填量は、５ｐｈｒ乃至４０ｐｈｒの範
   囲にあることを特徴とする電気絶縁用樹脂モールド材。