JPH0969321A

JPH0969321A - 樹脂モールド電気機器

Info

Publication number: JPH0969321A
Application number: JP22383195A
Authority: JP
Inventors: Kanji Yoshioka; 寛司吉岡; Michihiko Koyama; 充彦小山; Yoshihiro Kagawa; 芳弘加川; Mitsuru Oyamada; 満小山田; Masaru Miyagawa; 勝宮川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】いかなる使用環境下においても耐亀裂性と埋め
込み金属の電界緩和性に高い信頼性のおける樹脂モール
ド電気機器を提供する。【解決手段】円筒あるいは円柱状で両端部付近にＲ部を
有する金属を中心部に埋め込んだ樹脂モールド電気機器
において、埋め込み金属のＲ部付近に導電性ゴムテープ
３を接着しているので、Ｒ部付近に発生する残留応力を
緩和することができる。したがって、いかなる使用環境
下においても耐亀裂性と埋め込み金属の電界緩和性との
すぐれた樹脂モールド電気機器を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば閉鎖配電盤
等に使用される樹脂モールドブッシング等の金属インサ
ートを有する樹脂モールド電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、樹脂モールド電気機器は銅、ア
ルミニウム、鉄などの金属インサートあるいは電子部品
などをモールド樹脂内に埋め込まれて構成されている。
このようにモールド樹脂内に埋め込まれた金属インサー
ト及び電子部品の熱膨張係数は、モールド樹脂に比べて
小さいため急激な熱衝撃を受けたり、あるいは氷点下の
極低温に曝されたときに生ずる熱応力によってモールド
樹脂に亀裂が起り易い。特に、樹脂モールドブッシング
のように比較的長い導体を用いる場合、モールド樹脂の
硬化収縮や双方の熱膨張係数の違いにより発生する導体
軸方向の熱応力の絶対量が大きくなるため容易に亀裂が
発生し易い。

【０００３】例えば、図６のような長尺の導体２をモー
ルドした場合、モールド樹脂４に存在する残留応力は大
まかにいって、図６（ａ）の側断面図に示すような軸方
向の残留応力と、図６（ｂ）の正面図に示すような円周
方向の残留応力がある。この二方向の残留応力は導体２
に近いほど大きくなることが知られている。

【０００４】そこで、従来は例えば図７に示すように、
導体２の周囲に予め注型によって可撓性エポキシ樹脂等
のゴム状弾性体１１の応力緩和層を設け、その後再度、
モールド樹脂４でモールドするという二段モールド法が
行われている。

【０００５】また、図８に示すように、導体２の回り止
めあるいは固定のため、一部にローレット１２等の加工
を施し、その部位のみ接着し、他はモールド樹脂４が接
着しないように表面処理を施して導体２に対して軸方向
のモールド樹脂４の動きを抑える方法が行われている。
さらに、他の方法としてモールド樹脂自体に可撓性付与
剤等を添加し、モールド樹脂自体の耐クラック性を改善
する方法が行われている。

【０００６】一方、導体２の先端部は、導体２とモール
ド樹脂４と空気が接する、いわゆる３重点であるため、
高い電界がかかる。そこで、導体２の先端部付近に図１
（ａ）に示すようなＲ部を設け、電解緩和を図ってい
る。また、導体２からモールド樹脂４にかかる高電圧を
緩和する他の方法として、モールド樹脂４に図１（ａ）
のようなベルマウス５を設けるとか、あるいは図１
（ｃ）に示すようなモールド樹脂４の中にシールド電極
６を組み込んで接地する方法が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、二段モールド
法は、ゴム状弾性体１１の形成に金型を用いるため、非
量産的であり、コスト高となる。しかも、金型には離型
性を向上させるためシリコーンオイルや弗素樹脂系の離
型剤が塗布されるため、これら離型剤の除去に多くの手
間と慎重な取扱いが余儀なくされていた。

【０００８】また、導体２の一部にローレット１２等の
加工を施し、他の部分を剥離させる方法は、モールド樹
脂４との接着部が僅かであるため、導体２に負荷荷重が
かかった場合、その全荷重をローレット１２のモールド
樹脂４部分で受けるため応力集中によって容易に亀裂が
発生し易く、また、絶縁ガスや絶縁油を使用した機器に
使用される気密性を必要とするものについては、著しく
信頼性に欠けるという問題があった。

【０００９】さらに、モールド樹脂自体に可撓性付与剤
を添加する方法は、可撓性付与剤として用られる材料
が、ポリエチレングリコール等のように比較的低分子量
であるため耐熱性に乏しく、熱的な問題の要求される部
位での使用は限定されていた。特に、電気機器の小型
化、大容量化が要求されている今日では熱的な問題は避
けられない。

【００１０】また、導体先端部付近にＲ部を設けて電界
緩和を図る方法では、両端Ｒ部によって硬化する過程で
発生するモールド樹脂の硬化収縮が拘束されるため、内
部応力が発生し亀裂が生じ易くなるという問題があっ
た。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的はいかなる使用環境下においても耐亀裂性
と埋め込み金属の電界緩和性に高い信頼性のおける樹脂
モールド電気機器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１は、円筒あるいは円柱状で両端部
付近にＲ部を有する金属を中心部に埋め込んだ樹脂モー
ルド電気機器において、前記埋め込み金属のＲ部付近に
導電性ゴムテープを接着することを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項２は、円筒あるいは円柱状
の金属を中心部に埋め込んだ樹脂モールド電気機器にお
いて、前記埋め込み金属の両端付近の円周方向に溝を設
け、この溝に導電性ゴムまたはプラスチックを組み込ん
だことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項３は、円筒あるいは円柱状
の金属を中心部に埋め込んだ樹脂モールド電気機器にお
いて、前記埋め込み金属の円周方向に等間隔に溝を設
け、この溝に導電性ゴムまたはプラスチックを組み込ん
だことを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項４は、円筒あるいは円柱状
の金属を中心部に埋め込んだ樹脂モールド電気機器にお
いて、前記埋め込み金属の両端部付近の円周方向に溝を
設け、この溝に前記円筒あるいは円柱状の金属の径より
小さい径を有するスパイラル状リングを装着し、前記金
属の両端に装着したスパイラル状リング間に前記金属の
径より小い径を有する網目状金属を組み込むことを特徴
とする。

【００１６】本発明の請求項５は、円筒あるいは円柱状
の金属を中心部に埋め込んだ樹脂モールド電気機器にお
いて、前記埋め込み金属の両端部付近の円周方向に溝を
設け、この溝に前記金属の径より小い径を有するスパイ
ラル状リングを装着し、前記金属の両端に装着したスパ
イラル状リング間に等間隔で前記金属の円周方向に設け
た溝に導電性ゴムまたはプラスチックを組み込むことを
特徴とする。

【００１７】

【発明の実施例の形態】以下、本発明の実施の形態を図
を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例（請
求項１対応）に係わる絶縁スペーサ等に用いられるモー
ルド部品の構成図であり、同図（ａ）は断面図、同図
（ｂ）その一部拡大図である。

【００１８】同図に示すように、金属インサート２の両
端には電界緩和のためＲ部（Ｒ状の凸部）１が設けられ
ている。埋め込み金属を構成する金属インサート２の両
端付近のＲ部１に導電性ゴムテープ３を接着し、モール
ド樹脂４でモールドしたものであり、さらにこのモール
ド樹脂４の外形にベルマウス５を設けている。

【００１９】本実施例によれば、導電性ゴムテープ３の
周囲におけるモールド樹脂４の変形が可能となり、金属
インサートのＲ部１付近に発生する残留応力を小さくす
ることができる。

【００２０】ところで、金属インサート２は、外径約５
０ｍｍの円柱状の銅に銀めっきしたもので、その両端部
付近には電界緩和のためＲ部１を設けてある。モールド
樹脂４として、エポキシ樹脂系注型材料（例えば、日本
チバガイギー（株）社のエポキシ樹脂：アラルダイトＧ
Ｙ２６０）を主剤とし、硬化剤（例えば、日立化成
（株）社の変性酸無水物：ＨＮ−２２００）を用いた配
合物に、充填剤（例えばシリカ粉末、例えば（株）龍森
社のクリスタライトＡ−１）を全体の約５０％以上にな
るように配合し、この組成物に硬化促進剤として第３級
アミン、例えばＢＤＭＡを規定量添加したものを用い
た。金属インサート２の両端部付近のＲ部１に接着する
導電性ゴムテープ３は、樹脂を注型する前に予じめ接着
する。

【００２１】本実施例に係わるモールド部品について、
１００℃の沸騰水に１時間浸漬した後、直ちに０〜２℃
の冷水に１時間浸漬する動作を１サイクルとしたものを
１０サイクル繰り返す熱衝撃試験を行い、試験前後の部
分放電特性を調査した結果、外観に亀裂などの異常は見
つからず、熱衝撃試験前後の部分放電特性にもほとんど
変化が見られなかった。

【００２２】また、本実施例の変形例として図１（ｃ）
に示すごとく、埋め込み金属を構成する金属インサート
２の両端付近のＲ部１に導電性ゴムテープ３を接着し、
モールド樹脂４でモールドし、さらにこのモールド樹脂
４内にシールド電極６を組み込んで接地したものであ
る。本実施例の場合も導電性ゴムテープ３の周囲におけ
るモールド樹脂４の変形が可能となり、金属インサート
のＲ部１付近に発生する残留応力を小さくすることがで
きる。

【００２３】図２は、本発明の第２実施例（請求項２対
応）に係わる樹脂モールドブッシングの金属インサート
の構成図である。同図において、金属インサート２の両
端部付近に円周方向の溝８を設け、この溝８に導電性ゴ
ムまたはプラスチック７を組み込んだものである。

【００２４】このような構成の金属インサート２を前述
した第１実施例における注型材料を用い、導電性ゴム・
プラスチックとして、東芝ケミカル（株）製導電性プラ
スチックＥＭＭ−１００１を用いてモールドする。導電
性ゴムまたはプラスチック７部分におけるモールド樹脂
４の変形が可能となり、金属インサート２両端部分に発
生する残留応力を緩和することができる。また、導電性
ゴムまたはプラスチック７を金属インサート２の両端部
付近に組み込むことにより、電界を緩和することができ
る。因みに、前述の熱衝撃試験を行い、その前後の部分
放電特性を調査した結果、外観に亀裂などの異常は見ら
れず、部分放電特性にもほとんど変化が見られなかっ
た。

【００２５】図３は、本発明の第３実施例（請求項３対
応）に係わる樹脂モールドブッシングを構成する金属イ
ンサートの構成図である。同図において、金属インサー
ト２の円周方向に等間隔に溝８を設け、この溝８に第２
実施例における導電性ゴム・プラスチック７を組み込ん
だものである。

【００２６】このような構成の金属インサート２を第１
実施例における注型材料によりモールド樹脂４に埋め込
む。これにより円周方向の導電性ゴム・プラスチック７
部分におけるモールド樹脂４の変形が可能となり、軸方
向に発生する残留応力が分断されるため、残留応力の低
減が図れることから、特に軸方向に発生する残留応力を
緩和することができる。また、金属インサート２の両端
部付近の導電性ゴム・プラスチック７により電界を緩和
することができる。因みに、前述の熱衝撃試験を行い、
その前後の部分放電特性を調査した結果、外観に亀裂な
どの異常は見られず、部分放電特性にもほとんど変化が
見られなかった。

【００２７】図４は本発明の第４実施例（請求項４対
応）に係わる樹脂モールドブッシングを構成する金属イ
ンサートの構成図である。同図において、金属インサー
ト２の両端部付近の円周方向に設けた溝に金属インサー
ト２の径より小さい径を有するスパイラル状リング９を
装着し、両端のスパイラル状リング９間に金属インサー
ト２の径より小さい径を有する網目金属１０を組み込ん
だものである。

【００２８】このような構成の金属インサート２を前述
した第１実施例における注型材料でモールドする。金属
インサート２の両端部付近に装着するスパイラル状リン
グ９は、円周方向に設けた溝により位置決めがなされる
ため、特に金属インサート２の両端部付近に発生する電
界を緩和する効果がある。また、金属インサート２に装
着する網目状金属１０の柔軟性により、その部分におけ
るモールド樹脂４の変形が可能となり、軸方向、円周方
向の残留応力を緩和することができる。因みに、前述の
熱衝撃試験を行い、その前後の部分放電特性を調査した
結果、外観に亀裂などの異常は見られず、部分放電特性
にもほとんど変化が見られなかった。

【００２９】図５は、本発明の第５実施例（請求項５対
応）に係わる樹脂モールドブッシングを構成する金属イ
ンサート２の構成図である。同図において、金属インサ
ート２の両端部付近の円周方向に設けた溝に金属インサ
ート２の径より小さい径を有するスパイラル状リング９
を装着し、金属インサート２の円周方向に等間隔の溝を
設け、前述した第２実施例における導電性ゴム・プラス
チック７を組み込んだものである。

【００３０】このような構成の金属インサート２を前述
した第１実施例における注型材料でモールド樹脂４に埋
め込む。金属インサート２の両端部付近に装着するスパ
イラル状リング９は円周方向に設けた溝により位置決め
がなされるため、特に金属インサート２の両端部付近に
発生する電界を緩和する効果がある。また、導電性ゴム
またはプラスチック７により、その部分におけるモール
ド樹脂４の変形が可能となり、軸方向に発生する残留応
力が分断されるため残留応力の低減が図れる。因みに、
前述の熱衝撃試験を行い、その前後の部分放電特性を調
査した結果、外観に亀裂などの異常は見られず、部分放
電特性にもほとんど変化が見られなかった。

【００３１】上述した第１乃至第５実施例においては、
モールド樹脂４の外形に図１（ａ）に示すようなベルマ
ウス５を設けた構成、または図１（ｃ）に示すようなモ
ールド樹脂４内にシールド電極６を組み込んで接地した
構成としても、前述の熱衝撃試験前後の部分放電特性を
調査した結果、部分放電特性はほとんど変化が見られな
かった。これにより、本発明の第１乃至第５実施例につ
いては、モールド樹脂４の外形に図１（ａ）に示すよう
なベルマウス５を設ける構成、またはモールド樹脂４内
にシールド電極６を設ける構成としても電界緩和につい
ては同等の特性を示すことが分った。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、特に両端部付近に電界緩和のためのＲ部を設
けた埋め込み金属において、Ｒ部付近に発生する残留応
力を緩和することができる。また本発明の請求項２によ
れば、特に円柱状の埋め込み金属において、埋め込み金
属の両端部付近の電界緩和と応力緩和を図ることができ
る。さらに本発明の請求項３乃至請求項５によれば、特
に円柱状の埋め込み金属において、埋め込み金属の両端
部付近の電界緩和と埋め込み金属の軸方向の応力緩和を
図ることができる。このように、本発明によれば、いか
なる使用環境下においても耐亀裂性と埋め込み金属の電
界緩和性とのすぐれた樹脂モールド電気機器を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わるモールド部品の構
成図。

【図２】本発明の第２実施例に係わる樹脂モールドブッ
シングを構成する導体の構成図。

【図３】本発明の第３実施例に係わる樹脂モールドブッ
シングを構成する導体の構成図。

【図４】本発明の第４実施例に係わる樹脂モールドブッ
シングを構成する導体の構成図。

【図５】本発明の第５実施例に係わる樹脂モールドブッ
シングを構成する導体の構成図。

【図６】円柱状の導体を樹脂モールドしたときのモール
ド樹脂側に発生する残留応力の模式図。

【図７】従来の樹脂モールドブッシングの断面図。

【図８】従来の他の樹脂モールドブッシングの断面図。

【符号の説明】

１…金属インサートのＲ部、２…金属インサート、３…
導電性ゴムテープ、４…モールド樹脂、５…ベルマウ
ス、６…シールド電極、７…導電性ゴム、８…溝、９…
スパイラル状リング、１０…網目状金属、１１…可撓性
樹脂、１２…ローレット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒あるいは円柱状で両端部付近にＲ部
を有する金属を中心部に埋め込んだ樹脂モールド電気機
器において、前記埋め込み金属のＲ部付近に導電性ゴム
テープを接着することを特徴とする樹脂モールド電気機
器。
【請求項２】円筒あるいは円柱状の金属を中心部に埋
め込んだ樹脂モールド電気機器において、前記埋め込み
金属の両端付近の円周方向に溝を設け、この溝に導電性
ゴムまたはプラスチックを組み込んだことを特徴とする
樹脂モールド電気機器。
【請求項３】円筒あるいは円柱状の金属を中心部に埋
め込んだ樹脂モールド電気機器において、前記埋め込み
金属の円周方向に等間隔に溝を設け、この溝に導電性ゴ
ムまたはプラスチックを組み込んだことを特徴とする樹
脂モールド電気機器。
【請求項４】円筒あるいは円柱状の金属を中心部に埋
め込んだ樹脂モールド電気機器において、前記埋め込み
金属の両端部付近の円周方向に溝を設け、この溝に前記
円筒あるいは円柱状の金属の径より小さい径を有するス
パイラル状リングを装着し、前記金属の両端に装着した
スパイラル状リング間に前記金属の径より小い径を有す
る網目状金属を組み込むことを特徴とする樹脂モールド
電気機器。
【請求項５】円筒あるいは円柱状の金属を中心部に埋
め込んだ樹脂モールド電気機器において、前記埋め込み
金属の両端部付近の円周方向に溝を設け、この溝に前記
金属の径より小い径を有するスパイラル状リングを装着
し、前記金属の両端に装着したスパイラル状リング間に
等間隔で前記金属の円周方向に設けた溝に導電性ゴムま
たはプラスチックを組み込むことを特徴とする樹脂モー
ルド電気機器。