(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサートが配置された金型内に流体状の絶縁樹脂が充填されてインサートと固体絶縁物とが一体に硬化形成される電気機器用部材の製造方法であって、
金型内面に離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、
金型内面の離型剤層の上に撥水性コーティング剤を重層被覆するように塗布する一次コーティング剤塗布工程と、
金型内にインサートを配置して絶縁樹脂注入可能状態に金型を組み付ける型込工程と、
絶縁樹脂を注入する樹脂注入工程と、
絶縁樹脂を硬化させる一次硬化工程と、
硬化した絶縁樹脂を金型から離型する離型工程と、
セミキュア状に硬化している絶縁樹脂表面を適宜補修処理する表面処理工程と、
絶縁樹脂表面に撥水性コーティング剤を重層被覆するように塗布する二次コーティング剤塗布工程と、
絶縁樹脂および撥水性コーティング剤を硬化させる二次硬化工程と、
を行い、
撥水性コーティング剤を、絶縁樹脂と境界近傍で混然と一体的に硬化させて電気機器用部材を製造することを特徴とする電気機器用部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機器用部材の製造方法において、
前記絶縁樹脂をエポキシ樹脂とすることを特徴とする電気機器用部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電気機器用部材の製造方法において、
前記撥水性コーティング剤をシリコーン系またはフッ素系の撥水性コーティング剤とすることを特徴とする電気機器用部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電気機器用部材の製造方法により製造され、モールド成形によりインサートと固体絶縁物とが一体となって形成される電気機器用部材であって、流体状の絶縁樹脂表面を覆う流体状の撥水性コーティング剤を共に硬化させ、硬化後に固体絶縁物表面の境界近傍で混然と固着した撥水性コーティング層を有することを特徴とする電気機器用部材。
【請求項５】
請求項４に記載の電気機器用部材において、
前記固体絶縁物は、絶縁樹脂であるエポキシ樹脂を硬化させたものであることを特徴とする電気機器用部材。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の電気機器用部材において、
前記撥水性コーティング層は、シリコーン系またはフッ素系の撥水性コーティング剤を硬化させた層であることを特徴とする電気機器用部材。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器用部材において、
前記インサートは、端子、導体、コイル、または電圧非直線抵抗体素子の何れかであることを特徴とする電気機器用部材。
【請求項８】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器用部材において、
前記電気機器用部材を変成器とし、
前記インサートを、端子、コイル、または鉄心としたことを特徴とする電気機器用部材。
【請求項９】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器用部材において、
前記電気機器用部材を避雷器とし、
前記インサートを、端子または電圧非直線抵抗体素子としたことを特徴とする電気機器用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサートと一体に形成される固体絶縁物に撥水性を持たせる電気機器用部材の製造方法およびそのような電気機器用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の電気機器用部材の製造方法の一つとしてモールド成形法がある。このモールド成形法では、端子、導体、コイルなどの金属部品であるインサートを金型内の所定位置に配置固定した状態で金型内に流体状の絶縁樹脂を充填し、熱を加えて絶縁樹脂を硬化させ、インサートと固体絶縁物とが一体となった電気機器用部材を得るというものである。
このような電気機器用部材は、例えば、碍子、ブッシング、またはスペーサというように各種あり、用途に応じて受配電設備の部品として多用されている。
【０００３】
このようなモールド成形に用いられる絶縁樹脂は各種あるが、特にエポキシ樹脂が利用されている。このエポキシ樹脂は、絶縁樹脂の一つであって物理的に優れ、かつ化学的に安定した特性を備えており、電気機器用部材に用いられる絶縁樹脂として多くの実績を積みつつ今日に至っている。
【０００４】
ところで、先に挙げた受配電設備のような高圧電気機器では、よく知られているように、高圧充電部と接地との間に、僅かではあるが、固体絶縁物の最短表面距離に沿って漏洩電流が流れている。この漏洩電流により固体絶縁物が絶縁破壊されるという問題があった。
【０００５】
絶縁破壊に至るまでの具体的な経過について説明する。
降雨または朝方の結露により固体絶縁物表面が湿潤状態になると、通常よりも漏洩電流が増加する。そして、晴天により固体絶縁物表面が乾燥状態になると、大気中の塵埃等汚損物質の付着も相俟って、固体絶縁物表面は、漏洩電流の発熱により炭化され、高圧充電部と接地との間に導電路を形成しやすい。
そして、この湿潤と乾燥の繰り返しに伴い、漏洩電流の増加と炭化という悪循環に陥り、固体絶縁物の炭化導電路が徐々に成長していき、遂には電気的絶縁が破壊されるに至るというものである。
【０００６】
このため、エポキシ樹脂等の固体絶縁物で成形される電気機器用部材を含む電気機器が屋外あるいは地下室のような湿潤環境に配設される場合、固体絶縁物表面に撥水性コーティング剤を塗布して固体絶縁物表面から水分を除くような処理を講じている。
しかしながら、この撥水性コーティング剤の塗布作業は、手間を要するとともにコスト増の原因ともなるため回避したいという要請があった。
また、従来では時間が経過するにつれて、経年劣化により固体絶縁物から撥水性コーティング剤が剥離しやすくなるため絶縁性能の信頼が乏しいものであり、さらに撥水性コーティング剤が剥離しないように保守点検作業が頻繁に必要になるという問題点もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、固体絶縁物が長期間にわたり撥水性を維持するようにした電気機器用部材の製造方法およびそのような電気機器用部材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載した電気機器用部材の製造方法によれば、
インサートが配置された金型内に流体状の絶縁樹脂が充填されてインサートと固体絶縁物とが一体に硬化形成される電気機器用部材の製造方法であって、
金型内面に離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、
金型内面の離型剤層の上に撥水性コーティング剤を重層被覆するように塗布する一次コーティング剤塗布工程と、
金型内にインサートを配置して絶縁樹脂注入可能状態に金型を組み付ける型込工程と、
絶縁樹脂を注入する樹脂注入工程と、
絶縁樹脂を硬化させる一次硬化工程と、
硬化した絶縁樹脂を金型から離型する離型工程と、
セミキュア状に硬化している絶縁樹脂表面を適宜補修処理する表面処理工程と、
絶縁樹脂表面に撥水性コーティング剤を重層被覆するように塗布する二次コーティング剤塗布工程と、
絶縁樹脂および撥水性コーティング剤を硬化させる二次硬化工程と、
を行い、
撥水性コーティング剤を、絶縁樹脂と境界近傍で混然と一体的に硬化させて電気機器用部材を製造することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載した電気機器用部材の製造方法によれば、
請求項１に記載の電気機器用部材の製造方法において、
前記絶縁樹脂をエポキシ樹脂とすることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載した電気機器用部材の製造方法によれば、
請求項１または請求項２に記載の電気機器用部材の製造方法において、
前記撥水性コーティング剤をシリコーン系またはフッ素系の撥水性コーティング剤とすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載した電気機器用部材によれば、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電気機器用部材の製造方法により製造され、モールド成形によりインサートと固体絶縁物とが一体となって形成される電気機器用部材であって、流体状の絶縁樹脂表面を覆う流体状の撥水性コーティング剤を共に硬化させ、硬化後に固体絶縁物表面の境界近傍で混然と固着した撥水性コーティング層を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載した電気機器用部材によれば、
請求項４に記載の電気機器用部材において、
前記固体絶縁物は、絶縁樹脂であるエポキシ樹脂を硬化させたものであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載した電気機器用部材によれば、
請求項４または請求項５に記載の電気機器用部材において、
前記撥水性コーティング層は、シリコーン系またはフッ素系の撥水性コーティング剤を硬化させた層であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載した電気機器用部材によれば、
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器用部材において、
前記インサートは、端子、導体、コイル、または電圧非直線抵抗体素子の何れかであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に記載した電気機器用部材によれば、
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器用部材において、
前記電気機器用部材を変成器とし、
前記インサートを、端子、コイル、または鉄心としたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に記載した電気機器用部材によれば、
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の電気機器用部材において、
前記電気機器用部材を避雷器とし、
前記インサートを、端子または電圧非直線抵抗体素子としたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電気機器用部材の製造方法およびその電気機器用部材について一括して説明する。図１は本実施形態における電気機器用部材の製造方法を説明する工程図である。本実施形態における製造方法の説明では、話をより具体化するためモールド形変流器の製造方法を例示するものとする。
【００２０】
まず、工程１ではインサートを製作・手配する工程（インサート製作・手配工程）である。
変流器で用いられるインサートである一次・二次コイル（場合によっては一次導体）を製作したり、他のインサートである端子、取付ボスを外注手配することとなる。
【００２１】
工程２は、金型を組み立てる工程（金型組立工程）である。この工程２では、二分割された金型を開口状態となるまで組み立てるものである。なお、図１では、工程２は工程１の後で行われているが、これ以外にも工程１と工程２とを並行して行うようにしてもよい。これらは、製造時の実状に応じて適宜選択されることとなる。
【００２２】
工程３は、開口状態の２つの金型内面に絶縁樹脂が剥離しやすくするための離型剤を塗布する工程（離型剤塗布工程）である。
工程４は、金型内面の離型剤層の上にさらに撥水性コーティング剤を塗布する工程（一次コーティング剤塗布工程）である。この撥水性コーティング剤は、シリコーン系またはフッ素系の撥水性コーティング剤であり、半乾燥状態であって少し流動性を有する流体状で、金型内面に塗布された離型剤表面に重層被覆するように塗布する。
【００２３】
この撥水性コーティング剤として、絶縁樹脂であるエポキシ樹脂の物性値（例えば、線膨張係数など）と近い物性値を有する撥水性コーティング剤（例えば、ＮＴＴアドバンステクノロジー社製・商品名「ＨＩＲＥＣ４５０」等）を使用し、熱的挙動による収縮差が少なくなるようにするのが望ましい。
【００２４】
工程５は、金型内の所定配置位置にインサートの配置固定や内部配線を施した上で、さらにこの金型を絶縁樹脂の注入が可能な状態まで金型を組み付ける工程（型込工程）である。二分割されていた金型が一体に組み付けられて絶縁樹脂注入が可能な状態となる。
工程６は、この金型内に流体状の絶縁樹脂を注入する工程（樹脂注入工程）である。この絶縁樹脂は先に説明したエポキシ樹脂である。
【００２５】
工程７は、絶縁樹脂を注入した金型に熱を与え、絶縁樹脂が離型可能な機械的強度になるように絶縁樹脂を硬化させる工程（一次硬化工程）である。
工程８は、金型を再び二分割し、硬化した絶縁樹脂を金型から離型する工程（離型工程）である。
【００２６】
工程９は、離型した絶縁樹脂の絶縁樹脂表面を処理する工程（表面処理工程）である。金型離型後、セミキュア状に硬化している樹脂表面を適宜補修する。
工程１０は、絶縁樹脂表面に撥水性コーティング剤を重層被覆する工程（二次コーティング剤塗布工程）である。工程１０は、工程９の表面処理工程と並行して行われるようにしてもよい。
【００２７】
工程１１は、一次硬化体である絶縁樹脂および撥水性コーティング剤を硬化させる工程（二次硬化工程）である。撥水性コーティング剤が絶縁樹脂表面を覆うように重層被覆された状態で二次硬化させ、固体絶縁物と一体になった撥水性コーティング層を表面に形成するようにする。この二次硬化工程では、具体的には加熱炉内にいれて絶縁樹脂を所定時間加熱状態の後、徐冷して硬化させる。硬化終了後、表面を研磨するなど仕上げ処理を施し、電気機器用部材の製造は終了する。
【００２８】
工程１２は、組立工程である。モールド成形法により製造された各種電気機器用部材を用いて、鉄心装着（外鉄形の場合）、フレーム取付等組み立て、および仕上げ作業を経て変流器として完成させる。その後、完成試験を行った上で製品出荷することとなる。
【００２９】
以上説明したように、工程１〜工程１２を経て変流器は完成することとなる。なお、工程９の表面処理工程は、撥水性コーティング層が完全に固体絶縁物の表面全体を覆った状態で離型されるならば、表面処理が不要となるため、その工程を省略することもできる。
また、工程１０の二次コーティング剤塗布工程も同様に、撥水性コーティング層が完全に固体絶縁物の表面全体を覆った状態で離型されるならば、表面処理が不要となってその工程を省略することもできる。これらは製造される電気機器用部材や製造時の実状に応じて適宜選択される。
【００３０】
さて、上述のごとく、本実施形態では一例としてモールド形変流器を想定し、その製造方法を説明した。
しかしながら、図１で示した電気機器用部材の製造方法を用いて製造できる電気機器用部材は各種あり、インサートを、端子、導体、電圧非直線抵抗体素子、あるいはリング状鉄心に巻装されたコイルなどの部材が考えられる。
【００３１】
さらに、本発明の電気機器用部材の製造方法は、モールド形変流器以外、例えば、碍子、ブッシング、スペーサ、コンデンサ、避雷器、全モールド変成器など各種用途の電気機器用部材に適用でき、製造することができる。
【００３２】
例えば、電気機器用部材を変成器とすると、インサートが端子、コイル、または鉄心とした電気機器用部材が製造される。
また、電気機器用部材を避雷器とすると、インサートが端子または電圧非直線抵抗体素子とした電気機器用部材が製造される。
これら電気機器用部材はその固体絶縁物が撥水性を有することとなる。
【００３３】
以上説明したように、金型内表面に離型剤を塗布し、その上に撥水性コーティング剤を重ね塗り処理した後、絶縁樹脂と共に撥水性コーティングも硬化処理することにより、撥水性コーティング剤とエポキシ樹脂との境界面が混然とした接触状態で一体的に硬化する。このため、固体絶縁物と撥水性コーティング層とは境界付近で混然と絡まって強固に固着されるため、短時間で剥離するという事態が防止される。
撥水性コーティング処理を施して硬化したエポキシ樹脂は、二次硬化後の固体絶縁物表面への撥水性コーティング剤塗布処理に比較して、表面の撥水性機能を長期間確保できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、固体絶縁物が長期間にわたり撥水性を維持するようにした電気機器用部材の製造方法およびそのような電気機器用部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における電気機器用部材の製造方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
１      インサート製作・手配工程
２      金型組立工程
３      離型剤塗布工程
４      一次コーティング剤塗布工程
５      型込工程
６      樹脂注入工程
７      一次硬化工程
８      離型工程
９      表面処理工程
１０    二次コーティング剤塗布工程
１１    二次硬化工程
１２    組立工程
【図１】
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