JPH09260148A - 電気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケース内に樹脂を充填する場合に特別な作業
工程を必要とせず、且つ発泡による樹脂充填の不具合を
解消した樹脂充填手段を用いた電気装置を提供する。 【構成】 ケース内に被注形部材を備え、この内部に液
状樹脂を充填硬化している電気装置において、該ケース
内部を主注形室と補助注形室とに分離していることを特
徴とする電気装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】液状樹脂を用いて電気部品等を含
浸注形して高絶縁性、高防湿防塵性、耐熱性等を有した
電気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電気部品、特に高電圧トランス
を有した電気装置では高絶縁性、防湿防塵性、耐熱性を
考慮してケース内部に電気部品等の被注形部材を埋設し
た後に液状樹脂をケース内部に充填している。このよう
にケース内部に樹脂充填を行う場合では、真空含湿注形
が実施されており、ここで用いられるケースは、金属材
の絞り加工によるものや、合成樹脂材の成形によるもの
で、形状としては、内部に納められる被注形部材の形状
によって適宜決められている。このようなケースは、液
体樹脂を流し込んだ場合であっても注入樹脂が漏れない
密封構造となっている。

【０００３】上記液状樹脂を用いた注形方式には、主と
して真空ポッティング注形法（以下単に「ポッティング
注形」と呼ぶ）と真空サンドキャスティング注形法（以
下単に「サンドキャスティング注形」と呼ぶ）の２通り
がある。

【０００４】ポッティング注形は注形体（ケース）の中
に被注形部材を納めた後、予め液状樹脂と水酸化アルミ
ニューム等の充填材を混合し、規定処理したものを真空
含浸注形するものである。また、真空サンドキャスティ
ング注形は、ケースの中に被注形部材と充填材を納めた
後、規定処理された液状樹脂を真空含浸注形するもので
あり、これらの注形工程後のケース側面の断面図を図３
と図４に示す。

【０００５】一般的には真空ポッティング注形が広く用
いられているが、ヒートショック性のよい軟質の高粘度
の液状樹脂や放熱性およびヒートショック性のよいシリ
カサンド等の充填材を使用しているために高密度充填で
きない用途にサンドキャスティング注形が最近使用され
るようになってきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術による
と、第３図に示すようにポッティング注形においては、
開口部15を有したケース10中に装着された被注形部材20
共、予備脱泡処理された注形樹脂40を注形する場合、真
空中で被注形部材20への注形樹脂40の含浸による気泡お
よび注形樹脂40注入時の周囲空間の巻き込みによる気泡
が発生し、上部開口部15の注形樹脂表面41で破泡し、こ
のときに、注形樹脂40の飛散が多くケース10内外装や他
部品に当該樹脂が付着する問題があった。

【０００７】また、上記付着に対する防止策として、前
記ケース10内外装を大きくすればよいが、これはケース
10の大型化となるだけであり、他方注形を少量毎に注入
することも一方策であるが、当該作業時間が長く掛かる
といった新たな問題が発生することになる。

【０００８】次に図４によるサンドキャスティング注形
では、ケース10中に装着された被注形部材20へ先行充填
されたシリカサンド等の充填材30に予備脱泡処理された
注形樹脂40が真空中において注入され、当該ケース10内
の空間気体や充填材30間の空間気体との注形樹脂40との
置換により含浸注形されることになり、ポッティング注
形と同様破泡時の樹脂飛散の問題があり、さらに当該注
形樹脂40の粘度が高い場合には注形樹脂40の初期含浸が
少ない状態で真空Ａから大気Ｂへの切換によるサンドキ
ャスティング特有の差圧注形により、ケース10の上部か
ら下部に向かって含浸注形が促進される際、注形樹脂40
が満たされていない内部の未含浸部の体積が大きいとこ
の差圧注入時、未含浸部の内圧が増加し樹脂の注入含浸
が妨げられ、当該ケース底部14に未含浸部が残る場合が
あった。

【０００９】すなわち従来の注形においては、所定の真
空度に保持された真空中において、注形室の上部から単
に真空脱泡処理された注形樹脂40をケース10内部に落と
し込み注形含浸していたために、主にケース10内と被注
形部材20との空間に注形樹脂40が浸透含浸されるという
置換時に気泡発生し、この気泡はケース10と被注形部材
20の内部にある程周囲注形樹脂による圧力のため発生し
にくく、脱気するための時間が必要であり、ケース10の
底部14で発生した気泡は上部に上がっていくにしたがっ
て、その容積は成長し大きなものとなり表面に達して破
泡となり、このときに樹脂の飛散が生じ、注形樹脂の付
着による汚れとなる。

【００１０】本発明は上記課題に鑑み、ケース内に樹脂
を充填する場合に特別な作業工程を必要とせず、且つ発
泡による樹脂充填の不具合を解消した樹脂充填手段を用
いた電気装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、ケース内に被注形部材を備え、この内
部に液状樹脂を充填硬化している電気装置において、該
ケース内部を主注形室と補助注形室とに分離しているこ
とを特徴とする電気装置とする。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例とするポッティング注形を施
す電気装置の側面断面図を図１に示す。図１には注形樹
脂を充填する過程を示している。図１に示すように、ケ
ース10内部は、電気的な動作を行う被注形部材20が埋設
される主注形室101と、内部を空洞化した補助注形室102
とから構成され、この両注形室間には仕切壁12が介在し
ている。各注形室の上部には共通の開口部15があり、被
注形部材20や注形樹脂40はこの開口部15からケース10内
に埋設、注入される。また前記仕切壁12の下部には、一
方の注形室から他方の注形室に注形樹脂40が流入可能と
なるように貫通孔13が設けられている。

【００１３】上記補助注形室102は注形樹脂40のみが注
入されるもので、脱気および注入の役割をするべく設け
られたものである。また前記仕切壁12はケース10の外周
側壁11より低く段差を付けて設けられている。上記にお
いて注形樹脂40は主注形室101もしくは補助注形室の何
れか一方より注入される。

【００１４】次にサンドキャスティング注形を施す電気
装置の側面断面図を図２に示す。図２の電気装置は、上
記図１で説明した主注形室101にシリカサンド（一般的
には川砂を電気用としての不純物除去し、粒径分布を整
えたもの）等の充填材30を投入し、貫通孔13を二つ設け
ていることを除けば図一のものと同様であるので説明は
省略する。

【００１５】なお図１もしくは図２においては、貫通孔
13は一方の注形室から他の注形室へ注形樹脂40が効率よ
く流入できればよいので、最低限ケース底部14との境に
一つ設けることが望ましいが、例えば図２に示す如く複
数個の貫通孔13−13としてもよい、またケース10形状に
よっては注形室は２つに限定することなく複数個で設け
れば同様の効果が得られるのは勿論である。また上記実
施例では、補助注形室102内は注形樹脂40のみしか存在
しない空洞となっているが、注形樹脂40の含浸速度に影
響を及ぼさない程度の大きさの部品であればこの中注形
室内に埋設してもよい。

【００１６】なお上記構成における電気装置（ケース1
0）の樹脂注入作業は大気Ｂから隔離された真空Ａ中で
行われる。

【００１７】次に上記構成における作用を以下に述べ
る。ポッティング注形で図１に示すように樹脂充填を行
った場合、補助注形室102に注入される注形樹脂40は貫
通孔13を通って主注形室101に流入し、この主注形室101
では底部14より開口部15へ向かって注形樹脂40が含浸さ
れることになる。このとき主注形室101上部は注形樹脂4
0で満たされていないため、被注形部材20の未含浸部103
に注形樹脂40が侵入してきても気泡が発生することなく
スムーズに充填が行える。

【００１８】逆に主注形室101より注形樹脂40を注入す
る場合（図示無し）においても、被注形部材20のみ含浸
部103との注形樹脂40との置換により発生した気泡の一
部は前記仕切壁12の貫通孔13を介して補助注形102等か
ら脱気されることになり、主注形室101の開口部15での
破泡は少なくなり、当該注形樹脂40の飛散は少なくな
る。

【００１９】なお、補助注形室102には注形当初は注形
樹脂40が充填されているので、破泡による当該樹脂飛散
はなく、最終的には両注形室は注形樹脂40によって満た
されるが、このときには、被注形部材20との未含浸部と
の樹脂置換はほぼ完了しているため、破泡はほぼない状
態になるのは勿論である。

【００２０】次にサンドキャスティング注形を示す図２
では、注形樹脂40は、特に高粘度のものを使用する。補
助注形室102より当該樹脂40を初期注入した場合は、こ
の注形樹脂40は貫通孔13通って主注形室101へ（ケース1
0の底面14）に浸透含浸が進められる一方で当該補助注
形室102への注形樹脂40が主注形室101へ流れ込み、上記
と同様に主注形室101の上部15にも注形樹脂40が満たさ
れた時点、差圧注形を行うことにより、底部14には、既
に注形樹脂40は（少なくとも一部）注形されているの
で、従来の問題はなくなる。

【００２１】逆に主注形室101より当該注形樹脂40を注
入すれば、被注形部材20や充填材30への初期注形は当該
樹脂40自体の自重および濡れ性の作用により未含浸部10
3への注形が行われ、貫通孔13により脱気されるので、
以上の動作による含浸部の内部圧力増加はなく、サンド
キャスティング注形の特有の差力注形時点、真空Ａから
大気Ｂに切変えられる時点での未含浸部103は小さくな
っており、従来問題となったケース底部14の未含浸部残
存はなくなる。

【００２２】なお、前記ケース底部14への注形樹脂40の
浸透が完全でなくても、差圧注形時の樹脂40の浸透が当
該ケース底部14の注形樹脂40同士の親和性により促進さ
れ、十分な注形がなされる。

【００２３】以上のようにケース10内を貫通孔13を有す
る仕切壁12により主注形室101と補助注形室102とに分け
ることで、従来のようにケース10上部を注形樹脂で覆い
被せることによるケース10の内部空間の密閉が防止でき
るので、殆ど気泡発生することなくケース10内壁と被注
形部材20との空間に注形樹脂40が充填できる。

【００２４】また、特に上記サンドキャスティング注形
では、電気装置を所定の真空中（本実施例では約３から
５mHg）に入れ、開口部15より補助注形室102に注形樹脂
40を注入するので、ケース底部14に位置した貫通孔13よ
り主注形室101へ注形樹脂40が被注形部材20と充填材30
間を毛細管現象と共に流れ込み、被注形部材20や充填材
30の底部14より注形含浸が進められ、補助注形室102へ
の注形樹脂40の注入が満たされることにより、主注形室
101の開口部15からの注入が開始される。

【００２５】こうした状態で、主注形室101の被注形部
材20や充填材30は開口部15とケース底部14からの２層注
形の形で注形含浸が進められ、主注形室101と補助注形
室102共に開口部15が注形樹脂40で規定状態まで満たさ
れた時点でサンドキャスティング注形の特有の真空状態
から大気Ｂ開放による差圧によって、一気に被注形部材
20や充填材30が含浸注形される。

【００２６】このことにより、従来問題であった注形樹
脂40の粘度、濡れ性、脱泡性等のばらつき、充填材30の
量、粒径、注形樹脂40との濡れ性等のばらつきによる未
含浸部103の残存や飛散がなくなり、主注形室101からの
脱泡や差圧注形時の脱泡に対する圧力損失も小さくな
り、スムーズに確実な含浸注形が行える。

【００２７】

【発明の効果】以上により、ポッティング注形もしくは
サンドキャスティング注形何れを行う場合であっても、
主注形室101もしくは補助注形室102より仕切壁12の貫通
孔13を通して注形樹脂40を初期注入することで、被注形
部材20と注形樹脂40との置換の気泡は殆ど発生すること
なく、スムーズに含浸注形が進められる。したがって、
破泡による注形樹脂40飛散の影響は無視し注形速度を落
とすことなくケース10の注形方向の高さを必要最小値に
した注形が可能となり、小型化および注形の生産性向上
に有用となる。

【００２８】また、特にサンドキャスティング注形にお
いては、高粘度の注形樹脂40の使用等を含め注形条件の
拡大に対しても未含浸部103を残すことなく確実な含浸
注形が可能となり、サンドキャスティング注形の特徴で
あるポッティング注形では不可能な充填材30の多量化、
大粒径体、高硬度体の使用が可能となり、用途拡大に非
常に有効となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例とするポッティング注形を施
す過程を示した電気装置の断面図である。

【図２】 本発明の実施例とするサンドキャスティング
注形を施す過程を示した電気装置の断面図である。

【図３】 従来のポッティング注形を施した電気装置の
断面図である。

【図４】 従来のサンドキャスティング注形を施した電
気装置の断面図である。

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １０ ケース １１ 側壁 １２ 仕切壁 １３ 貫通孔 １４ ケース底部 １５ 開口部 ２０ 被注形部材 ３０ 充填材 ４０ 注形樹脂 ４１ 注形樹脂表面 １０１ 主注形室 １０２ 補助注形室 １０３ 未含浸部 Ａ 真空 Ｂ 大気

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に被注形部材を備え、この内部
   に液状樹脂を充填硬化している電気装置において、該ケ
   ース内部を主注形室と補助注形室とに分離していること
   を特徴とする電気装置。
2. 【請求項２】 主注形室と補助注形室との間には少なく
   とも一以上の貫通孔と、ケース外周壁より段差が設けら
   れた仕切壁を有する構成の特許請求の範囲１記載の電気
   装置。
3. 【請求項３】 前記液状樹脂と充填体とは個別にケース
   の中に投入する充填方式で構成した特許請求の範囲１記
   載の電気装置。