JPH106350A - 樹脂モールド電気品及びそのモールド方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂モールド電気品において絶縁寸法を低減
することにより、寸法及び重量の低減された樹脂モール
ド電気品及びそのモールド方法を提供すること。 【解決手段】 導電性充填材を含入し、中心導体２の周
囲をモールドする導電性樹脂４と、この導電性樹脂４の
周囲をモールドする導電性充填材を含入しないモールド
樹脂５と、このモールド樹脂５を覆う接地電極３とによ
り樹脂モールド電気品を構成し、導電性を有する樹脂に
より中心導体２の周囲をモールドし、さらに周囲を導電
性を有しないモールド樹脂５によりモールドすることで
絶縁は導電性を有しないモールド樹脂部で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂モールド形ブッ
シングやモールド変圧器、モールドリアクトル等のエポ
キシ樹脂等で導体を樹脂モールドしてなる樹脂モールド
電気品及びそのモールド方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂等で導体をモールドした電
気品は電気的及び機械的な特性に優れているため、モー
ルド変圧器、磁気浮上鉄道用地上コイルやモールド型ブ
ッシング、ガス絶縁機器の絶縁スペーサ等に使用されて
いる。

【０００３】これら電気機器のモールド品において、そ
の樹脂絶縁部分で部分放電が発生すると樹脂が分解され
機器の劣化、故障へとつながるため、モールドされた電
気品では、その使用時に於いて部分放電が発生しないよ
う考慮されなければならない。従って部分放電の発生を
抑制するためエポキシ樹脂注型の際には真空中で樹脂を
注入し、ボイドの発生を防いだり、電界の集中を防ぐた
め導体のエッジ部分を極力無くしたり、樹脂の耐電圧か
ら要求される絶縁厚さよりも大きな絶縁厚さにすること
により電界を低下させる必要があった。

【０００４】さらに、モールド変圧器等に使用されるモ
ールドコイルにおいては、単純な多重筒構成や円盤構成
のコイルではインパルス電圧がコイルに侵入した際、コ
イル内の電圧分担が平等とならないため、インパルス電
圧を分担する大きさを考慮して交流電圧から要求される
絶縁より大きな絶縁厚さを必要とする場合があった。こ
の点を解決するため、従来よりハイセルキャップ巻線が
採用されることがあるが、この方法では、コイルを構成
する際に円板状に巻いた素線を切断したり、接続したり
する作業が発生するため量産には向かず、また容量の小
さな巻線においては矩形断面の素線サイズが小さく加工
が困難となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、モール
ド電気品はその品質を確保するためエポキシ樹脂注型の
際に真空中で樹脂を注入したり、電界の集中を防ぐため
導体のエッジ部分の曲率を大きくする加工を施したり、
耐電圧から要求される絶縁厚さよりも大きな絶縁厚さに
することを必要としていたため、製品重量や寸法が大き
くなるものである。

【０００６】さらに、モールド変圧器等に使用されるモ
ールドコイルにおいては、インパルス電圧がコイルに侵
入した際のインパルス電圧分担をコイル内で平等になる
ようにするため、加工に手間がかかるハイセルキャップ
巻線としたり、インパルス電圧の分担の大きい箇所の絶
縁厚さを分担の小さい部分より厚くする必要があった
り、複雑なコイル構成とする必要があったため、前述と
同様製品重量や寸法が大きくなるものである。

【０００７】本発明の目的は樹脂モールド電気品におい
て絶縁寸法を低減することにより、寸法及び重量の低減
された樹脂モールド電気品及びそのモールド方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
中心導体の周囲をモールドし導電性充填材を含入した導
電性樹脂と、この導電性樹脂の周囲をモールドし導電性
充填材を含入しないモールド樹脂と、このモールド樹脂
を覆う接地電極とを用いて樹脂モールド電気品を構成す
る。このように、導電性を有する樹脂により中心導体の
周囲をモールドし、さらに周囲を導電性を有しないモー
ルド樹脂によりモールドすることで絶縁は導電性を有し
ないモールド樹脂部で行われる。導電性樹脂部はそれに
より取り囲んだ中心導体と同電位になるが、中心導体の
エッジ部分等での電界集中がこれにより緩和されるため
結果として部分放電が発生しにくくなる。また中心導体
と樹脂の線膨脹率の違いにより界面部で剥離が生じると
剥離部分で部分放電が発生しやすくなるが、絶縁樹脂と
導体の間にこのような導電性樹脂部位分を介在させるこ
とにより、導体と導電性樹脂の間で剥離が生じても、絶
縁樹脂と導電性樹脂の界面は同一電位に保つことが可能
で結果として部分放電の発生を防ぐことが可能となる。
従って、モールド樹脂部分の電界を向上することが可能
となり、結果として絶縁厚さを低減し、機器の寸法を小
さくすることが可能となる。

【０００９】請求項２記載の発明は、中心導体の周囲を
モールドした導電性樹脂と、この導電性樹脂を覆う接地
電極と、前記導電性樹脂に含入された導電性充填材とを
用いて樹脂モールド電気品を構成すると共に、前記導電
性充填材の含入濃度が前記中心電極から前記接地電極に
向かって連続的に変化させたことを特徴とする。こりよ
うに、導電性樹脂を構成するための導電性充填材を含有
量を一方の中心導体側から他方の接地電極に向け連続的
に分布させることにより、一方で導電性樹脂、また他方
で絶縁性樹脂とすることによって請求項１記載の発明と
同様の効果を持つことができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、中心導体と接地電
極との間を導電性樹脂にてモールドする際に、前記導電
性樹脂に導電性充填材を含入し、前記中心導体と前記接
地電極との間に電圧を印加しながら注型を行うことを特
徴とする。この発明は、請求項２記載の発明に基づく樹
脂モールド電気品のモールド方法で、注型樹脂の注型時
に電極に電圧を加えると帯電した導電性充填材は電界に
より移動し、導電性充填材を正に帯電したときは負極側
から正極側、導電性充填材を負に帯電させたときは正極
側から負極側に向かって導電性充填材の分布が密から粗
になり導電性充填材の分布を得ることが可能となる。

【００１１】請求項４記載の発明は、コイル巻線を巻回
して形成したコイル導体を導電性充填材を含入した樹脂
でモールドしたことを特徴とする。請求項５記載の発明
は、コイル巻線を巻回して形成したコイル導体と、この
コイル導体の周囲をモールドした導電性充填材を含入し
た導電性樹脂と、この導電性樹脂の周囲をモールドした
導電性充填材を含入しないモールド樹脂とにより樹脂モ
ールド電気品を構成する。

【００１２】請求項６記載の発明は、導体の絶縁被覆上
に半導電性の被覆をコーティングしたコイル巻線と、こ
のコイル巻線を巻回して形成したコイル導体とを有し、
このコイル導体を樹脂モールドしたことを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、導体の絶縁被覆上
に半導電テープを巻回したコイル巻線と、このコイル巻
線を巻回して形成したコイル導体とを有し、このコイル
導体を樹脂モールドしたことを特徴とする。請求項８記
載の発明は、請求項７記載の半導電テープが弾性体であ
ることを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。図１は第１の実施例を示す断面斜視図で
ある。ブッシング１の中心導体２は導電性樹脂４により
周囲をモールドし、さらにその周囲をモールド樹脂５に
よりモールドされ接地電極である接地リング３に納めら
れている。このように構成することで絶縁はモールド樹
脂５で保たれる。導電性樹脂部４は中心導体２と同電位
になるが、中心導体２のエッジ部分等での電界集中は導
電性樹脂４により緩和されるため結果としてモールド樹
脂５で部分放電が発生しにくくなる。また中心導体２と
導電性樹脂４の間で剥離が生じても導電性樹脂４の一部
で中心導体２とつながっていれば、導電性樹脂４の電位
は中心導体２と同一に保たれるためモールド樹脂５と導
電性樹脂４の間は剥離が生じていない場合と電気的に同
一状態に保たれるため部分放電が発生しない。そのた
め、絶縁厚さを低減でき、ブッシング１の寸法を小さく
することが可能となる。

【００１５】図２は第２の実施例を示す断面斜視図であ
る。ブッシング１の中心導体２は導電性充填材を含有し
た導電性樹脂４により周囲をモールドされ接地電極であ
る接地リング３に収められている。導電性樹脂４の導電
性充填材の含有量は中心導体４から接地リング３に向け
連続的に濃度（含入濃度）が変化し中心導体２側では導
電性が強く、また接地リング３側では絶縁性が強い樹脂
となっている。このように構成することで導電性樹脂４
は図１における導電性樹脂４とモールド樹脂５の両方の
機能を持つため第１の実施例と同様絶縁厚さを低減で
き、ブッシング１の寸法を小さくすることが可能とな
る。

【００１６】図３は第３の実施例におけるモールド方法
を説明するための図である。中心導体２及び接地電極で
ある接地リング３はそれぞれ絶縁物７ａ及び７ｂを介
し、金型６に納められ、図には示されない導電性樹脂を
金型６内に入れた後、硬化時に直流電源８で中心導体２
と接地リング３の間に電界を印加する。このとき、たと
えば導電性樹脂の導電性充填材粒子を正に帯電させた状
態で中心導体２を負極、接地リング３を正極とすること
により導電性充填材粒子は中心導体２に凝集し、図２に
示すようなブッシング１を得ることが可能となる。

【００１７】図４は第４の実施例を示すモールドコイル
１４ａの部分断面斜視図で絶縁被覆を有するコイル巻線
９ａを導電性充填材を含入した半導電樹脂４により注型
したものである。このように構成することでインパルス
電圧がコイルの一端から入った時の電圧分布がコイル全
体で一様に近づくためモールドコイル１４ａの絶縁厚さ
を低減し、モールドコイル１４ａの寸法を低減する事が
できる。

【００１８】図５は第５の実施例を示すモールドコイル
１４ｂの部分断面斜視図で絶縁被覆を有するコイル巻線
９ａを導電性充填材を含入した半導電樹脂４により注型
したのち、導電性を有しないモールド樹脂５で注型した
物である。この場合は第４の実施例と同様モールドコイ
ル１４ｂ内の絶縁寸法を低減できるとともにモールドコ
イル１４ｂと図に示さない鉄心間などの対地絶縁をモー
ルド樹脂で行うことが可能となり、モールドコイル１４
ｂを使用した機器としての寸法の低減が可能となる。

【００１９】図６は第６の実施例を示す実施例でコイル
巻線９ｂを示す断面斜視図で、図８の断面斜視図に示す
ようなモールドコイル１４ｃに使用するコイル巻線９ｂ
である。コイル巻線９ｂは導体１０の絶縁被覆１１の上
に半導電被覆１２をコーティングすることにより得られ
るものである。このコイル巻線９ｂをコイル状に巻き、
図８のような形状にモールド樹脂５でモールドし、モー
ルドコイル１４ｃを得る。

【００２０】半導電被覆１２はコイル内でその周囲のコ
イル巻線９ｂの半導電被覆と密着させる。この結果、コ
イル層間の静電容量は導体被覆の厚さで決まるため半導
電被覆１２が無く注型樹脂がコイル巻線９ｂの相互間の
静電容量に影響を与える場合より大きくできる。インパ
ルス電圧の分担率はコイル直列静電容量の平方根に比例
するため、インパルス電圧がコイルの一端の端子から入
った時の電圧分布はコイル全体で一様に近づく。従って
モールドコイル１４ｃの絶縁厚さを低減し、モールドコ
イル１４ｃの寸法を低減する事ができる。

【００２１】図７は第７の実施例を示す実施例でコイル
巻線９ｃを示す断面斜視図で、図８の断面斜視図に示す
ようなモールドコイル１４ｃに使用するコイル巻線９ｃ
である。コイル巻線９ｃは導体１０の絶縁被覆１１の上
に半導電テープ１３を巻き付けることにより得られるも
のである。このコイル巻線９ｃをコイル状に巻き、図８
のような形状にモールド樹脂５でモールドし、モールド
コイル１４ｃを得る。その結果図６のコイル巻線９ｂを
使用した場合と同様に、インパルス電圧がコイルの一端
から入った時の電圧分布がコイル全体で一様に近づくた
め、モールドコイル１４ｃの絶縁厚さを低減し、モール
ドコイル１４ｃの寸法を低減する事ができる。

【００２２】また第８の実施例においては図７の半導電
テープ１３を例えばゴム状の弾性体とすることにより、
モールドコイル１４ｃの内部での機械的な発生応力を緩
和させることで、機械的な応力から要求される絶縁厚さ
についても低減が可能となり、モールドコイル１４ｃの
寸法を低減できる。

【００２３】以上の通り本発明により樹脂モールド電気
品において絶縁厚さを従来より低減できるため、製品重
量や寸法を小さくすることが可能となる。また、モール
ド変圧器等に使用されるモールドコイルにおいては、イ
ンパルス電圧がコイルに侵入した際のインパルス電圧分
担をコイル内で平等に近づけることが可能になり、イン
パルス電圧の分担を分担の小さい部分より厚くする必要
が無くなり、製品重量や寸法を従来に比べ低減する事が
可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上の通り本発明により樹脂モールド電
気品について絶縁寸法を低減し、これら電気品の寸法及
び重量の低減方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるブッシングの断面
斜視図

【図２】本発明の第２実施例におけるブッシングの断面
斜視図

【図３】本発明の第３実施例におけるモールド方法を示
す断面斜視図

【図４】本発明の第４実施例におけるモールドコイルの
部分断面図

【図５】本発明の第５実施例におけるモールドコイルの
部分断面図

【図６】本発明の第６実施例におけるコイル巻線の断面
斜視図

【図７】本発明の第７実施例におけるコイル巻線の断面
斜視図

【図８】第６実施例及び第７実施例によるコイル巻線が
適用されるモールドコイルの部分断面斜視図

【符号の説明】

１はブッシング、２は中心導体、３は接地リング、４は
導電性樹脂、５はモールド樹脂、９ａはコイル巻線、９
ｂはコイル巻線、９ｃはコイル巻線、１０は導体、１１
は絶縁被覆、１２は半導電被覆、１３は半導電テープ、
１４ａはモールドコイル、１４ｂはモールドコイル、１
４ｃはモールドコイルである。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性充填材を含入し、中心導体の周囲
   をモールドする導電性樹脂と、この導電性樹脂の周囲を
   モールドする導電性充填材を含入しないモールド樹脂
   と、このモールド樹脂を覆う接地電極とを有する樹脂モ
   ールド電気品。
2. 【請求項２】 中心導体の周囲をモールドした導電性樹
   脂と、この導電性樹脂を覆う接地電極と、前記導電性樹
   脂に含入される導電性充填材とを有し、前記導電性充填
   材の含入濃度が前記中心電極から前記接地電極に向かっ
   て連続的に変化したことを特徴とする樹脂モールド電気
   品。
3. 【請求項３】 中心導体と接地電極との間を導電性樹脂
   にてモールドする際に、前記導電性樹脂に導電性充填材
   を含入し、前記中心導体と前記接地電極との間に電圧を
   印加しながら注型を行うことを特徴とする樹脂モールド
   電気品のモールド方法。
4. 【請求項４】 コイル巻線を巻回して形成したコイル導
   体を有し、このコイル導体を導電性充填材を含入した樹
   脂でモールドしたことを特徴とする樹脂モールド電気
   品。
5. 【請求項５】 コイル巻線を巻回して形成したコイル導
   体と、導電性充填材を含入し、前記コイル導体の周囲を
   モールドした導電性樹脂と、この導電性樹脂の周囲をモ
   ールドする導電性充填材を含入しないモールド樹脂とを
   有する樹脂モールド電気品。
6. 【請求項６】 導体の絶縁被覆上に半導電性の被覆をコ
   ーティングしたコイル巻線と、このコイル巻線を巻回し
   て形成したコイル導体とを有し、このコイル導体を樹脂
   モールドしたことを特徴とする樹脂モールド電気品。
7. 【請求項７】 導体の絶縁被覆上に半導電テープを巻回
   したコイル巻線と、このコイル巻線を巻回して形成した
   コイル導体とを有し、このコイル導体を樹脂モールドし
   たことを特徴とする樹脂モールド電気品。
8. 【請求項８】 半導電テープが弾性体であることを特徴
   とする請求項７記載の樹脂モールド電気品。