JP3588401B2 - 絶縁スペーサ及びシールド電極の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス絶縁開閉装置等に使用する絶縁スペーサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置では、高電圧導体を、接地した金属製容器に絶縁支持するために絶縁スペーサが使用されている。
図１０は例えば特開昭６２−５８８２０号公報及び特開昭５６−７８３１５号公報に示された従来の絶縁スペーサの断面図である。図１０において、例えば、六弗化硫黄ガス（ＳＦ６）などの高圧の絶縁ガス１を充填して接地した容器２内に、高電圧導体３が絶縁スペーサ４を介して絶縁支持されている。
なお、絶縁スペーサ４は後述の５〜９により構成されている。即ち、５はエポキシ樹脂等の絶縁部材、６は絶縁部材５に固着した接続用導体、７は導体６の各端に設けたコンタクトで、高電圧導体３が接続される。８は容器２の近傍の絶縁部材５内に埋設したアルミニウム又は導電性プラスチックからなるシールド電極で、容器２と電気的に接続されている。９は導体６の近傍の絶縁部材５内に埋設したアルミニウム又は高導電性プラスチックからなるシールド電極で、導体６と電気的に接続されている。１０は絶縁スペーサ４を容器２に固定したボルト及びナットからなる固着手段である。
上記のようにシールド電極８、９を設けることにより、不平等電界が緩和されるので、絶縁ガス１の絶縁特性が低下するのを防止できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の絶縁スペーサは以上のように構成されているので、アルミニウム製のシールド電極の場合には、エポキシ樹脂とアルミニウムとの熱膨張率の差に起因する応力により絶縁部材にクラックが発生する恐れがあるという問題点があった。
また、高導電性プラスチック製のシールド電極の場合には、初期の絶縁特性としては良好である。しかし、絶縁部材とシールド電極との境界が明確であるため、境界面に電界が集中して長期間の使用時に絶縁劣化を起こしやすい。さらに、導電性フィラーの充填率を高くするので、組成物樹脂の粘度が増加するため、注型時にボイド等が発生しやすくなり、安定したシールド電極を製造しにくいという問題点があった。
【０００４】
この発明は、絶縁部材とシールド電極との境界面の電界集中を緩和した絶縁スペーサを提供する。
【０００５】
また、絶縁部材の耐クラック性を向上させた絶縁スペーサを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に設置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、上記容器と上記導体との間の中央部に向かって体積固有抵抗が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されているものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記容器と前記導体との間の中央部に向かって１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるように形成されているものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記容器と前記導体との間の中央部に向かって１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるように形成されているものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記プラスチックで金属体を被覆して形成されているものである。
【００１０】
請求項５の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを混合した樹脂組成物からなるプラスチックで形成されているものである。
【００１１】
請求項６の発明に係る絶縁スペーサは、請求項５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと、前記導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂが、前記容器と前記導体の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように形成されているものである。
【００１２】
請求項７の発明に係る絶縁スペーサは、請求項５または６に記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂが、カーボン粉末、金属酸化物粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものである。
【００１３】
請求項８の発明に係る絶縁スペーサは、請求項７に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であるものである。
【００１４】
請求項９の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１〜４に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含む導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されているものである。
【００１５】
請求項１０の発明に係る絶縁スペーサは、請求項９に記載の絶縁スペーサにおいて、組成物全体に対する前記無機充填剤Ｃの含有量が１０〜８０重量％および前記低比重導電性粉末Ｄの含有量が５〜７０重量％であるものである。
【００１６】
請求項１１の発明に係る絶縁スペーサは、請求項９または１０に記載の絶縁スペーサにおいて、低比重導電性粉末Ｄがカーボン粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものである。
【００１７】
請求項１２の発明に係る絶縁スペーサは、請求項７または１１に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であるものである。
【００１８】
請求項１３の発明に係るシールド電極の製造方法は、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサの上記シールド電極を製造するシールド電極の製造方法において、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂを上記容器と上記導体との間の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくするように変化させながら、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを成型用金型内に注入硬化させてシールド電極を形成するものである。
【００１９】
請求項１４の発明に係るシールド電極の製造方法は、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサの上記シールド電極を製造するシールド電極の製造方法において、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含むエポキシ樹脂組成物を成型用金型内に注入硬化させるに際し、該無機充填剤Ｃと低比重導電性粉末Ｄとの硬化時における沈降速度の違いまたは遠心分離力を利用して、上記シールド電極の体積固有抵抗値を上記容器と上記導体との間の中央部に向かって大きくなるように変化させてシールド電極を形成するものである。
【００２０】
請求項１５の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、体積固有抵抗値が１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内である半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成され、その体積固有抵抗値が一定値を示すものである。
【００２１】
請求項１６の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記プラスチックで金属体を被覆して形成されているものである。
【００２２】
請求項１７の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、導電性エポキシ樹脂組成物または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成されているものである。
【００２３】
請求項１８の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１５〜１７のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物および／または前記半導電性エポキシ樹脂組成物が、カーボン粉末、金属酸化物粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものである。
【００２４】
請求項１９の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であるものである。
【００２５】
請求項２０の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であるものである。
【００２６】
請求項２１の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記絶縁部材を、ブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤、硬化促進剤を含むエポキシ樹脂組成物で形成したものである。
【００２７】
請求項２２の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１に記載の絶縁スペーサにおいて、エポキシ樹脂組成物が、さらに常温で液状のエポキシ樹脂を含むものである。
【００２８】
請求項２３の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１または２２に記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末が、架橋アクリル系ゴムであり、かつ前記組成物の有機成分全体に対して５〜３０重量％の量添加されるものである。
【００２９】
請求項２４の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１〜２３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末が、その表面にエポキシ基と反応可能な有機基を有するものである。
【００３０】
請求項２５の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤が、平均粒径５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子からなる充填剤であり、かつ組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合されているものである。
【００３１】
請求項２６の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤が、それぞれ平均粒径５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子とシリカ粒子とを混合してなる充填剤であり、かつ該充填剤における上記アルミナ粒子の配合割合が０重量％を越え１００重量％未満の範囲であるものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
この発明に係る絶縁スペーサのシールド電極は、段階的又は連続的に体積固有抵抗値が１００〜１０１０Ωｃｍの範囲で変化するように、導電性または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成したものである。
また、この発明に係る絶縁スペーサのシールド電極は、体積固有抵抗値が１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で一定値を示すように、導電性または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成したものである。
なお、導電性および半導電性エポキシ樹脂組成物は絶縁スペーサを構成した絶縁部材の注型用エポキシ樹脂組成物と構成樹脂成分が異なっても同一でもよい。しかし、絶縁部材の耐クラック性を向上させるという点から両組成物の硬化物の熱膨張率はほぼ同等であることが望ましい。
導電性を発現させる材料としては、カーボン粉末、酸化アンチモンがドープされた金属酸化物粉末、金属コーティングポリマ粉末を用いる。
カーボン粉末としては、粒径が０．０１〜２００μｍの範囲で、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、ガラス状カーボン粒子等がある。添加量は組成物全体に対して５〜７０重量％である。
酸化アンチモンがドープされる金属酸化物粉末としては、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン等の粉末が挙げられる。これらの金属酸化物のうち少なくとも１種類を金属酸化物粉末以外の組成物全体に対して１０〜５００重量％を添加する。
金属コーティングポリマ粉末としては、銀又はニッケル等が表面に薄膜コーティングされたフェノール樹脂粉末がある。添加量としては、金属コーティングポリマ粉末以外の組成物全体に対して５〜２００重量％である。
【００３３】
上記の導電性を発現させる材料は、一般に知られている通常の攪拌混合装置により、エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤樹脂、無機充填剤、硬化促進剤と混合して用いる。その際に、攪拌混合性（分散性）を向上させるために、予めエポキシ樹脂や酸無水物硬化剤樹脂と前混合して用いてもよい。さらに、導電性を発現する材料の２種類以上を混合して用いてもよい。
また、シールド電極として、アルミニウムの金属体と、この金属体の外周を導電性エポキシ樹脂組成物で被覆したものを使用することができる。
【００３４】
【実施例】
実施例１．
図１は実施例１の断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。図１及び図２において、１〜３、６、７、１０は従来のものと同様である。１１は導体６が固着された絶縁部材で、固着手段１０により容器２に固定されている。１２は絶縁部材１１の容器２の近傍になる位置に導体６を囲むように３分割して埋設したシールド電極で、容器２と導体６との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるように導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されている。１３は絶縁部材１１の導体の近傍になる位置に導体６を囲むように３分割して埋設したシールド電極で、容器２と導体６との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるように導電性エポキシ樹脂からなるプラスチックで形成されている。１４はシールド電極１２を容器２と電気的に接続する接続金具で、絶縁部材１１内に埋設してある。１５はシールド電極１３を導体６と電気的に接続する接続金具である。
上記６、７、１１〜１５で絶縁スペーサ１６を構成している。なお、シールド電極１２、１３は３分割したものについて説明したが、分割数については限定する必要がない。また、導体の近傍になる位置に埋設されるシールド電極１３は、条件に応じて省かれていてもよい。
【００３５】
導電性エポキシ樹脂組成物を用いてシールド電極１２、１３の内部で、段階的または連続的に、体積固有抵抗値を半導電領域（１０４〜１０１０Ωｃｍ）を含めて１００〜１０１０Ωｃｍの範囲で変化させるには次の方法がある。
例えば、絶縁スペーサ１６を構成する絶縁部材１１の製造に用いられる無機充填剤混合エポキシ樹脂組成物Ａと、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂを０／１００を越え８０／２０まで段階的又は連続的に変化させながら、成形用金型内に注入することにより達成できる。
【００３６】
以上のように実施例１の発明によれば、シールド電極１２および１３を容器２と導体６との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるようにしたので、各シールド電極１２、１３の境界領域での電界集中を緩和し、絶縁劣化を低減して長期的な信頼性の向上を図ることができる。
【００３７】
実施例２．
図３は実施例２におけるシールド電極１２、１３の成形装置の構成図である。図３において、１７は注型用の無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）１８を貯留したタンク、１９は導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０を貯留したタンク、２１はバルブ２２を介してタンク１７から無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）１８を引き込むシリンダ、２３はバルブ２４を介してタンク１９から導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０を引き込むシリンダ、２５はミキサで、シリンダ２１からバルブ２６を介して注入された無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）１８と、シリンダ２３からバルブ２７を介して注入された導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０とを混合する。２８は１００℃〜２００℃に保温された金型で、ミキサ２５で混合したエポキシ樹脂組成物１８、２０を注入して硬化させる。
【００３８】
上記構成において、無機充填剤充填系エポキシ樹脂（Ａ）１８と導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０との混合体積比率Ａ／Ｂを０／１００を越え８０／２０までまでバルブ２２、２４の開閉を調整して段階的又は連続的に変化させながら、金型２８内に注入することにより、所定の形状のシールド電極１２、１３（図２参照）を製作する。
【００３９】
実施例３．
図４は実施例３におけるシールド電極１２、１３の製造装置の他の構成図である。図４において、１７、１９、２１〜２４、２６〜２８は図３と同様のものである。２９は注型用エポキシ樹脂組成物で、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物中の硬化促進剤を除いたものである。３０はエポキシ樹脂組成物で、導電性エポキシ樹脂組成物中の硬化促進剤を除いたものである。３１は硬化促進剤３２を貯留したタンク、３３はバルブ３４を介してタンク３１から硬化促進剤３２を引き込むシリンダ、３５はミキサで、シリンダ２１からバルブ２６を介して注入されたエポキシ樹脂組成物２９と、シリンダ２３からバルブ２７を介して注入されたエポキシ樹脂組成物３０とをバルブ２６、２７、３６の開閉を調整して段階的又は連続的に体積混合比率を変化させながら混合する。さらに、ミキサ３５は両エポキシ樹脂組成物２９、３０を混合した後半で、シリンダ３３からバルブ３６を介して注入された硬化促進剤３２を混合し、金型２８に注入して硬化させる。
【００４０】
上記構成においては、硬化促進剤３２が分離して貯留されているので、タンク１７、１９に貯蔵された各エポキシ樹脂組成物２９、３０のポットライフが延長できるという効果がある。
さらに、タンク１７、１９を３０℃〜１５０℃に保温できるので、各エポキシ樹脂組成物２９、３０の粘度を低くできるため、作業性の向上を図ることができる。
【００４１】
実施例４．
シールド電極の製造方法として、比重２．５以下のカーボン粉末及び金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類の低比重導電性材料を組成物全体に対して５〜７０重量％と、１０〜８０重量％の無機充填剤を混合したエポキシ樹脂組成物を金型内に注入する。硬化温度で樹脂が低粘度化するので、低比重導電性材料（例えば、鐘紡（株）製カーボン粉末、ベルパールＣ−８００の比重１．６）と無機充填剤（例えば、アルミナの比重４）との比重の違いにより沈降速度に差が生じ、硬化時間内で濃度の分布が生じることを利用する。硬化温度は、硬化促進剤の種類や添加量により異なるが、１００℃〜２００℃が好ましい。
これにより、シールド電極の内部で段階的又は連続的に体積固有抵抗値を変化させることができる。
【００４２】
実施例５．
シールド電極の製造方法として、実施例４に示した低比重導電性材料と充填剤とを混合したエポキシ樹脂組成物を、硬化時に遠心分離力を利用する。硬化温度は実施例４と同様に１００℃〜２００℃が好ましい。
これにより、シールド電極の内部で段階的又は連続的に体積固有抵抗値を変化させることができる。
なお、実施例４の比重差による沈降速度の違いを利用する方法を併用してもよい。
【００４３】
実施例６．
注型用エポキシ樹脂組成物として、式（１）に示すブロム化されたエポキシ樹脂、特にブロム化ビスＡ骨格、ブロム化ビスＦ骨格からなるエポキシ樹脂はガラス転移温度を向上できるとともに、破壊強度も向上できる。
【００４４】
【化１】
【００４５】
式（１）において、Ｒ１は水素原子、メチル基、炭素数２〜６のアルキル基、アルケニル基で同一でも異なっていてもよい、ｘは１〜４、ｎは０〜１００を示す。
注型用エポキシ樹脂組成物として、式（１）に示す常温で固形状のブロム化されたエポキシ樹脂のうち少なくとも１種類を必須成分とし、常温で液状のエポキシ樹脂、例えばビスＡ骨格のエポキシ樹脂やビスＦ骨格のエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル骨格のエポキシ樹脂を添加することができ、あらゆる構造のエポキシ樹脂を混合して用いることができる。
【００４６】
酸無水物は特に限定がなく、あらゆる構造の酸無水物を用いることができる。また、酸無水物は単独で用いても、２種類以上を混合してもよい。
エポキシ１００部に対する酸無水物の配合量は式（２）〜（４）で表される。
（配合量ｐｈｒ）＝（酸無水物当量）×ａ×１００／（エポキシ当量）・・・・・（２）
（酸無水物当量）＝（酸無水物の分子量）／（酸無水物基の数）・・・・・（３）
ａ＝（酸無水物モル量）／（エポキシ当量） ・・・・・（４）
式（４）において、ａ＝０．５〜１．０が好ましい。ａがこの範囲外では加熱重量減少が大きくなったり、ガラス転移温度が低くなったりして特性の低下を招く恐れがある。
【００４７】
エポキシ樹脂と反応する官能基を有する架橋ゴムポリマ粉末を用いる場合は、官能基の種類により調整されるが、主となるエポキシ基と酸無水物基との反応基の配合比率が上記範囲に入らなければならない。
【００４８】
架橋ゴム粉末としては、水素添加のブタジェンゴム、水素添加のイソプレンゴム、アクリルゴム、ブタジェン−アクリルゴム等の粒径が０．０１〜５０μｍの微細粉末を使用する。これらの微細粉末をエポキシ樹脂に均一に分散させることにより、破壊靱性を向上させるとともに応力が低下できるため、耐クラック性、生産性、成形性等を改善できる。
架橋ゴム粉末は硬化物中に均一に混合させるために、予めエポキシ樹脂や酸無水物と予備混合して用いてもよい。
架橋ゴム粉末の添加量は、有機成分の合計重量に対して５〜３０重量％が適している。即ち、５重量％以下では破壊靱性値が向せず、応力の低下も小さいので耐クラック性が改善できない。また、３０重量％以上では組成物の粘度が高くなるので、作業性が悪くなる。
また、架橋ゴム粉末の粒子の表面にカルボン酸基、アミノ基、水酸基等のエポキシ基と反応可能な有機基（官能基）を有することにより、硬化反応時にエポキシマトリクスと反応して界面が補強されるので、より強靱化が図れる。
さらに、ゴムの粒子の表面に存在する官能基は硬化反応中に反応するが、予めエポキシ樹脂と予備反応して用いてもよい。
【００４９】
無機充填剤としては、アルミナ充填剤又はシリカ充填剤が用いられる。アルミナ充填剤を単独で用いてもよく、シリカ充填剤と混合して用いてもよい。この場合に混合比率に限定はない。また、形状はいずれの場合も球状でも破砕でもよい。
そして、平均粒径は６０μｍ以下で、特に平均粒径が５μｍ以下の範囲の粒子が５重量％以上を占め、組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合する。
また、シリカ充填剤としては、天然シリカ、合成シリカを使用する。
【００５０】
硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のあらゆる種類のイミダゾール類及びその塩類、リフェニルホスフィン、環状ホスフィン等のあらゆる種類の有機ホスフィンで代表されるリン系化合物、脂肪族アミン類、脂肪族ポリアミン類、芳香族アミン類、第三アミン類及びその塩類、ジシアンジアミド、あらゆる種類のルイス酸・塩基触媒、ブレンステッド酸塩類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ等の有機金属塩類、ポリメルカプタン類、マイクロカプセル触媒等、通常のエポキシ樹脂を硬化させることができる硬化促進剤であればよい。
これらの硬化促進剤を単独又は２種類以上を併用してもよい。使用量はエポキシ樹脂の重量１００％に対して０．０５〜１０重量％である。
【００５１】
上記のエポキシ樹脂組成物は通常の混合装置で混合することができる。また、上記のエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁スペーサを製作する場合、通常の成形装置の例えば加圧ゲル化成形装置等、特に限定することなく使用できる。
【００５２】
図５は成形装置の一例を示す構成図である。図５において、１７、１９、２１〜２６は実施例２のものと同様である。
３７はタンク１９に貯留した注型用エポキシ樹脂組成物で、硬化促進剤を除いたものである。３８はタンク１７に貯留した硬化促進剤である。３９は絶縁スペーサの金型で、内部に予め成形したシールド電極（図示せず）が配置してある。
【００５３】
上記構成において、別々に分離して貯留してあるエポキシ樹脂組成物３７と硬化促進剤３８とをそれぞれシリンダ２１、２３を介してミキサ２５に送り込む。そして、ミキサ２５でエポキシ樹脂組成物３７と硬化促進剤３８とを定量混合し、５〜５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１００℃〜２００℃に加熱した金型３９に注入して高速成形する。
以上のように、架橋ゴム粉末が配合されていることにより、絶縁部材１１（図２参照）耐クラック性が向上する。
【００５４】
以下、注型用エポキシ樹脂組成物及び導電性エポキシ樹脂組成物の一実施例について具体的に説明する。
【００５５】
実施例７．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００（長瀬チバ（株）製、ＷＰＥ４００）、酸無水物としてＨＮ２２００（日立化成工業（株）、中和当量８３．０）、無機充填剤としてアルミナ（Ａ−４２−６、昭和電工（株）製、平均粒径６．５μｍ）、硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛を用いて表１の配合組成で混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）を得た。
【００５６】
実施例８．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）の他に、導電性粉末としてカーボン（鐘紡（株）製、ベルパールＣ−８００）を用いて表１の配合組成で混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）を得た。
【００５７】
【表１】
【００５８】
実施例９．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００及び酸無水物としてＨＮ２２００、硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛、及び導電性粉末として酸化アンチモンをドープした酸化錫ＳｎＯ２（三菱マテリアル（株）製、Ｔ−１）を用いて表１の配合組成で混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｃ）を得た。
【００５９】
実施例１０．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００及び酸無水物としてＨＮ２２００、硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛、及び導電性粉末としてニッケルコーティングしたフェノール樹脂（鐘紡（株）製、ベルパールＮ）を用いて表１の配合組成で混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｄ）を得た。
【００６０】
実施例１１．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００、酸無水物としてＨＮ２２００、無機充填剤としてアルミナ（Ａ−４２−６）、導電性粉末としてＣ−８００及び硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛を用いて表１の配合組成で混合し、半導電性エポキシ樹脂組成物（ｅ）を得た。
【００６１】
実施例１２．
エポキシ樹脂として式（５）に示す構造を有する臭素化エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、Ｅ−５０５１、ＷＰＥ６５０）、酸無水物としてＨＮ２２００、架橋ゴムとして表面にカルボン酸基を有するアクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本合成ゴム（株）製、ＸＥＲ−９１）、無機充填剤としてＡ−４２−６及び硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛を用いて表２の配合組成で混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）を得た。
【００６２】
【化２】
【００６３】
【表２】
【００６４】
実施例１３．
エポキシ樹脂として式（６）に示す構造を有する臭素化エポキシ樹脂（三井東圧ファイン（株）製、ＦＢＥＰ−１３、ＷＰＥ７００）の他は実施例１２と同様の成分を表２のように混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ｇ）を得た。
【００６５】
【化３】
【００６６】
実施例１４．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）のうち無機充填剤のアルミナ充填剤（Ａ−４２−６）に代えて、表２のようにアルミナ充填剤（Ａ−４２−６）とシリカ充填剤（龍森（株）製、ＲＤ−８）とを配合して混合し、注型用エポキシ樹脂（ｈ）を得た。
【００６７】
実施例１５．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）のうち無機充填剤のアルミナ充填剤（Ａ−４２−６）に代えて、表２のようにシリカ充填剤（ＲＤ−８）を配合して混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ｉ）を得た。
【００６８】
実施例１６．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）のうち無機充填剤のアルミナ充填剤を除いて、導電性粉末Ｃ−８００を表２のように配合して混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｊ）を得た。
【００６９】
実施例１７．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）に導電性粉末Ｃ−８００を表２のように配合して混合し、半導電性エポキシ樹脂組成物（ｋ）を得た。
【００７０】
実施例１８．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）を図３に示す成形装置のタンク１８に貯留し、実施例８の導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）をタンク１９に貯留し、それぞれ１００℃で保温する。
そして、各樹脂組成物（ａ）（ｂ）はシリンダ２１、２３を介して、混合比（ａ／ｂ）を０／１００を越え８０／２０までの範囲で段階的又は連続的に変化させながらミキサ２５に送り込まれる。ミキサ２５では両樹脂組成物（ａ）（ｂ）を混合してから、３０ｋｇｆ／ｍｍ２の圧力で１６０℃に保温された金型２８内に注入する。金型２８内で１２時間硬化させて図６に示す形状の導電性シールド電極（表３の［１］）を得た。
なお、図６は導電性シールド電極（表３の［１］）の正面図、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。図６及び図７において、１４は図１に示した接続金具である。
【００７１】
【表３】
【００７２】
図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面における領域Ｉ、領域ＩＩ及び領域ＩＩＩを示す説明図である。
図８において、各領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの硬化物について熱重量分析（ＴＧＡ）により灰分を測定して無機充填剤の混合比率を確認する。そして、図９に示すように、予め実験的に求めた無機充填剤（アルミナ充填剤）の混合比率と体積抵抗値との関係から、各領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの抵抗値を求めた。その結果が表３に示したシールド電極の体積抵抗値である。
次に、上記で得たシールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置して、注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化する。これにより絶縁スペーサ（Ａ）を製作し、１００℃／１時間及び０℃／１時間のヒートサイクルテストを１０サイクル実施して、クラック発生の有無について調査した結果を表３に示す。
絶縁スペーサ（Ａ）のシールド電極［１］の放電開始電圧の測定及びヒートサイクルテストの結果は、表３に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７３】
実施例１９．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と実施例９の導電性エポキシ樹脂組成物（ｃ）とを用いて、実施例１８と同様にして表３に示す導電性シールド電極［２］及び絶縁スペーサ（Ｂ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｂ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［２］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７４】
実施例２０．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と実施例１０の導電性エポキシ樹脂組成物（ｄ）とを用いて、実施例１８と同様にして表３に示す導電性シールド電極［３］及び絶縁スペーサ（Ｃ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｃ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［３］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７５】
実施例２１．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）との体積比ａ／ｂを４０／６０にした混合物を１３０℃の金型内に注入し、充填剤の比重の差による沈降速度を変えて２４時間硬化させ、表３に示す導電性シールド電極［４］を得た。
シールド電極［４］を用いて実施例１８と同様にして絶縁スペーサ（Ｄ）を得た。 以上により得られた絶縁スペーサ（Ｄ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［４］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７６】
実施例２２．
実施例１１の半導電性エポキシ樹脂組成物（ｅ）を１３０℃の金型内に注入し、２４時間硬化させて半導電性シールド電極［５］を得た。
シールド電極［５］を用いて実施例１８と同様にして絶縁スペーサ（Ｅ）を得た。 得られた絶縁スペーサ（Ｅ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［５］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７７】
実施例２３．
実施例１６の導電性エポキシ樹脂組成物（ｊ）と実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）とを用いて、実施例１８と同様にして導電性シールド電極［６］を得た。
さらに、実施例１８と同様にして実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）を用いてシールド電極［６］を埋設した絶縁スペーサ（Ｆ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｆ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［６］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７８】
実施例２４．
実施例１７の半導電性エポキシ樹脂組成物（ｋ）を用いて、シールド電極［７］を得た。
次に、シールド電極［７］を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｇ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｇ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［７］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７９】
比較例１．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極［８］を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｙ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｙ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［８］の放電開始電圧が実施例１８〜２４に比してかなり低い。また、ヒートサイクルテストの結果もクラックが発生した。
【００８０】
比較例２．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と実施例８の導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）とを用いて、混合比（ａ／ｂ）が実施例１８とは逆に８０／２０以下０／１００超になるように、段階的又は連続的に変化させながらミキサ２５（図３参照）に送り込む。以下は実施例１８と同様にして、シールド電極［９］及び絶縁スペーサ（Ｚ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｚ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［９］の放電開始電圧が高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８１】
実施例２５．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｈ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｈ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８２】
【表４】
【００８３】
実施例２６．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１３の注型用エポキシ樹脂組成物（ｇ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｉ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｉ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８４】
実施例２７．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１４の注型用エポキシ樹脂組成物（ｈ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｊ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｊ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８５】
実施例２８．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１５の注型用エポキシ樹脂組成物（ｉ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｋ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｋ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８６】
実施例２９．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｌ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｌ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８７】
実施例３０．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１３の注型用エポキシ樹脂組成物（ｇ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｍ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｍ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８８】
実施例３１．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１４の注型用エポキシ樹脂組成物（ｈ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｎ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｎ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８９】
実施例３２．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１５の注型用エポキシ樹脂組成物（ｉ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｐ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｐ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９０】
実施例３３．
実施例１６の導電性エポキシ樹脂組成物（ｊ）でアルミニウム（Ａｌ）製の金属体を被覆したシールド電極（１１）を得た。
シールド電極（１１）を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｑ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｑ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１１）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９１】
実施例３４．
実施例２３の導電性シールド電極［６］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｒ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｒ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［６］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９２】
比較例３．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｙ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｙ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が、実施例２５〜３４の１／２以下であり、ヒートサイクルテストの結果もクラックが発生した。
【００９３】
実施例３５．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型２８内に設置し、実施例１８で用いた注型用エポキシ樹脂（ａ）（ｂ）を用いて実施例１８と同様の成型方法により導電性シールド電極［１２］を得た。ついで注型用エポキシ樹脂（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｓ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｓ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表５に示すようにシールド電極［１２］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９４】
【表５】
【００９５】
実施例３６．
実施例１１で用いた半導電性エポキシ樹脂（ｅ）の組成物のうち硬化促進剤の量を３部に増やした他は同様の組成を有する樹脂組成物（ｅ’）を用いて１６０℃の金型内に注入し、２４時間硬化させて半導電性シールド電極［１３］を得た。ついで実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｔ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｔ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表５に示すようにシールド電極［１３］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９６】
実施例３７．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型２８内に設置し、実施例３６で用いた注型用エポキシ樹脂（ｅ’）で２４時間硬化させて半導電性シールド電極［１４］を得た。ついで実施例７の注型用エポキシ樹脂（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｕ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｕ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表５に示すようにシールド電極［１４］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、シールド電極を容器と導体との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【００９８】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を容器と導体との間の中央部に向かって１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【００９９】
請求項３の発明によれば、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を容器と導体との間の中央部に向かって１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１００】
請求項４の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極をプラスチックで金属体を被覆して形成して、シールド電極の体積固有抵抗値が容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０１】
請求項５の発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを混合した樹脂組成物からなるプラスティックで形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０２】
請求項６の発明によれば、請求項５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂが、容器と導体との間の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０３】
請求項７の発明によれば、請求項６に記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物をカーボン粉末、金属酸化物粉末及び金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものとして、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０４】
請求項８の発明によれば、請求項７に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末を酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫及び酸化チタンの少なくとも１種類であるものとして、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０５】
請求項９の発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含む導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０６】
請求項１０の発明によれば、請求項９に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を、組成物全体に対する無機充填剤Ｃの含有量が１０〜８０重量％および低比重導電性粉末Ｄの含有量が５〜７重量％である組成物からなるプラスチックで形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０７】
請求項１１の発明によれば、請求項９または１０に記載の絶縁スペーサにおいて、低比重導電性粉末Ｄをカーボン粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものとして、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０８】
請求項１２の発明によれば、請求項７または１１に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマをニッケルコーティングまたは銀コーティングの架橋フェノール樹脂粉末として、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０９】
請求項１３の発明によれば、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂが容器と導体との間の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように変化させながら、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを成形用金型内に注入硬化させてシールド電極を形成することにより、電界集中を緩和するシールド電極を製造できる。
【０１１０】
請求項１４の発明によれば、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含むエポキシ樹脂組成物を成型用金型内に注入硬化させるに際し、上記無機充填剤Ｃと低比重導電性粉末Ｄとの硬化時における沈降速度の違いまたは遠心分離力を利用して、上記シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、電界集中を緩和するシールド電極を製造できる。
【０１１１】
請求項１５の発明によれば、シールド電極を体積固有抵抗値が１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内である半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１２】
請求項１６の発明によれば、請求項１５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を体積固有抵抗値が１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内である半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１３】
請求項１７の発明によれば、シールド電極を導電性エポキシ樹脂組成物または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１４】
請求項１８の発明によれば、請求項１５〜１７のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物をカーボン粉末、金属酸化物粉末及び金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものとすることにより、シールド電極の体積固有抵抗値を任意の値に変化させることができるので、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１５】
請求項１９の発明によれば、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末を酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫及び酸化チタンの少なくとも１種類であるものとすることにより、シールド電極の体積固有抵抗値を任意の値に変化させることができるので、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１６】
請求項２０の発明によれば、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマをニッケルコーティングまたは銀コーティングの架橋フェノール樹脂粉末とすることにより、シールド電極の体積固有抵抗値を任意の値に変化させることができるので、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１７】
請求項２１の発明によれば、絶縁部材をブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤および硬化促進剤からなるエポキシ樹脂組成物で形成したので、含有される架橋ゴム粉末の働きでガラス転移温度が高くなりかつ熱膨張率が低くなることにより、耐クラック性が向上する。
【０１１８】
請求項２２の発明によれば、請求項２１に記載の絶縁スペーサにおいて、絶縁部材をブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤、硬化促進剤および常温で液状のエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂組成物で形成したので、含有される架橋ゴム粉末の働きでガラス転移温度が高くなりかつ熱膨張率が低くなることにより、耐クラック性が向上する。
【０１１９】
請求項２３の発明によれば、請求項２１または２２に記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末を架橋アクリル系ゴムとし、かつ組成物の有機成分全体に対して５〜３０重量％の量添加することにより、絶縁部材のガラス転移温度が高くなりかつ熱膨張率が低くなるために耐クラック性が向上する。
【０１２０】
請求項２４の発明によれば、請求項２１〜２３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末を、その粒子表面にエポキシ基と反応可能な有機基を有するものとしたことにより、架橋ゴム粉末が硬化反応時にエポキシマトリクスと反応して界面が補強されるので、絶縁部材の破壊靱性が向上し、かつ耐クラック性が向上する。
【０１２１】
請求項２５の発明によれば、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤を平均粒径が５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子からなる充填剤とし、かつ組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合することにより、絶縁部材の耐クラック性を向上する。
【０１２２】
請求項２６の発明によれば、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤をそれぞれ平均粒径が５μｍの粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子とシリカ粒子とを混合してなる充填剤とし、かつこの充填剤におけるアルミナ粒子の配合割合を０重量％を越え１００重量％未満の範囲としたことにより、絶縁部材の耐クラック性を向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の絶縁スペーサの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図３】実施例２の成形装置の構成図である。
【図４】実施例３の成形装置の構成図である。
【図５】実施例６の成形装置の構成図である。
【図６】実施例１８のシールド電極を示す正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面における領域Ｉ〜ＩＩＩを示す説明図である。
【図９】無機充填剤の混合比率と体積抵抗値との関係を示す説明図である。
【図１０】従来の絶縁スペーサの断面図である。
【符号の説明】
１ 絶縁ガス、２ 容器、６ 導体、１１ 絶縁部材、１２ シールド電極、
１３ シールド電極、１４ 接続金具、１５ 接続金具、１６ 絶縁スペーサ、
１８ 無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）、
２０ 導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）、２８ 金型、
２９ 注型用エポキシ樹脂組成物（硬化促進剤を除いた無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物）、
３０ エポキシ樹脂組成物（硬化促進剤を除いた導電性エポキシ樹脂組成物）、
３２ 硬化促進剤、３７ 硬化促進剤を除いた注型用エポキシ樹脂組成物、
３８ 硬化促進剤、３９ 金型。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス絶縁開閉装置等に使用する絶縁スペーサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にガス絶縁開閉装置や管路気中送電装置では、高電圧導体を、接地した金属製容器に絶縁支持するために絶縁スペーサが使用されている。
図１０は例えば特開昭６２−５８８２０号公報及び特開昭５６−７８３１５号公報に示された従来の絶縁スペーサの断面図である。図１０において、例えば、六弗化硫黄ガス（ＳＦ６）などの高圧の絶縁ガス１を充填して接地した容器２内に、高電圧導体３が絶縁スペーサ４を介して絶縁支持されている。
なお、絶縁スペーサ４は後述の５〜９により構成されている。即ち、５はエポキシ樹脂等の絶縁部材、６は絶縁部材５に固着した接続用導体、７は導体６の各端に設けたコンタクトで、高電圧導体３が接続される。８は容器２の近傍の絶縁部材５内に埋設したアルミニウム又は導電性プラスチックからなるシールド電極で、容器２と電気的に接続されている。９は導体６の近傍の絶縁部材５内に埋設したアルミニウム又は高導電性プラスチックからなるシールド電極で、導体６と電気的に接続されている。１０は絶縁スペーサ４を容器２に固定したボルト及びナットからなる固着手段である。
上記のようにシールド電極８、９を設けることにより、不平等電界が緩和されるので、絶縁ガス１の絶縁特性が低下するのを防止できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の絶縁スペーサは以上のように構成されているので、アルミニウム製のシールド電極の場合には、エポキシ樹脂とアルミニウムとの熱膨張率の差に起因する応力により絶縁部材にクラックが発生する恐れがあるという問題点があった。
また、高導電性プラスチック製のシールド電極の場合には、初期の絶縁特性としては良好である。しかし、絶縁部材とシールド電極との境界が明確であるため、境界面に電界が集中して長期間の使用時に絶縁劣化を起こしやすい。さらに、導電性フィラーの充填率を高くするので、組成物樹脂の粘度が増加するため、注型時にボイド等が発生しやすくなり、安定したシールド電極を製造しにくいという問題点があった。
【０００４】
この発明は、絶縁部材とシールド電極との境界面の電界集中を緩和した絶縁スペーサを提供する。
【０００５】
また、絶縁部材の耐クラック性を向上させた絶縁スペーサを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に設置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、上記容器と上記導体との間の中央部に向かって体積固有抵抗が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されているものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記容器と前記導体との間の中央部に向かって１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるように形成されているものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記容器と前記導体との間の中央部に向かって１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるように形成されているものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記プラスチックで金属体を被覆して形成されているものである。
【００１０】
請求項５の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを混合した樹脂組成物からなるプラスチックで形成されているものである。
【００１１】
請求項６の発明に係る絶縁スペーサは、請求項５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと、前記導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂが、前記容器と前記導体の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように形成されているものである。
【００１２】
請求項７の発明に係る絶縁スペーサは、請求項５または６に記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂが、カーボン粉末、金属酸化物粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものである。
【００１３】
請求項８の発明に係る絶縁スペーサは、請求項７に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であるものである。
【００１４】
請求項９の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１〜４に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含む導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されているものである。
【００１５】
請求項１０の発明に係る絶縁スペーサは、請求項９に記載の絶縁スペーサにおいて、組成物全体に対する前記無機充填剤Ｃの含有量が１０〜８０重量％および前記低比重導電性粉末Ｄの含有量が５〜７０重量％であるものである。
【００１６】
請求項１１の発明に係る絶縁スペーサは、請求項９または１０に記載の絶縁スペーサにおいて、低比重導電性粉末Ｄがカーボン粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものである。
【００１７】
請求項１２の発明に係る絶縁スペーサは、請求項７または１１に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であるものである。
【００１８】
請求項１３の発明に係るシールド電極の製造方法は、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサの上記シールド電極を製造するシールド電極の製造方法において、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂを上記容器と上記導体との間の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくするように変化させながら、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを成型用金型内に注入硬化させてシールド電極を形成するものである。
【００１９】
請求項１４の発明に係るシールド電極の製造方法は、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサの上記シールド電極を製造するシールド電極の製造方法において、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含むエポキシ樹脂組成物を成型用金型内に注入硬化させるに際し、該無機充填剤Ｃと低比重導電性粉末Ｄとの硬化時における沈降速度の違いまたは遠心分離力を利用して、上記シールド電極の体積固有抵抗値を上記容器と上記導体との間の中央部に向かって大きくなるように変化させてシールド電極を形成するものである。
【００２０】
請求項１５の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、体積固有抵抗値が１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内である半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成され、その体積固有抵抗値が一定値を示すものである。
【００２１】
請求項１６の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極が、前記プラスチックで金属体を被覆して形成されているものである。
【００２２】
請求項１７の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、導電性エポキシ樹脂組成物または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成されているものである。
【００２３】
請求項１８の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１５〜１７のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物および／または前記半導電性エポキシ樹脂組成物が、カーボン粉末、金属酸化物粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものである。
【００２４】
請求項１９の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であるものである。
【００２５】
請求項２０の発明に係る絶縁スペーサは、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であるものである。
【００２６】
請求項２１の発明に係る絶縁スペーサは、絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記絶縁部材を、ブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤、硬化促進剤を含むエポキシ樹脂組成物で形成したものである。
【００２７】
請求項２２の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１に記載の絶縁スペーサにおいて、エポキシ樹脂組成物が、さらに常温で液状のエポキシ樹脂を含むものである。
【００２８】
請求項２３の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１または２２に記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末が、架橋アクリル系ゴムであり、かつ前記組成物の有機成分全体に対して５〜３０重量％の量添加されるものである。
【００２９】
請求項２４の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１〜２３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末が、その表面にエポキシ基と反応可能な有機基を有するものである。
【００３０】
請求項２５の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤が、平均粒径５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子からなる充填剤であり、かつ組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合されているものである。
【００３１】
請求項２６の発明に係る絶縁スペーサは、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤が、それぞれ平均粒径５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子とシリカ粒子とを混合してなる充填剤であり、かつ該充填剤における上記アルミナ粒子の配合割合が０重量％を越え１００重量％未満の範囲であるものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
この発明に係る絶縁スペーサのシールド電極は、段階的又は連続的に体積固有抵抗値が１００〜１０１０Ωｃｍの範囲で変化するように、導電性または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成したものである。
また、この発明に係る絶縁スペーサのシールド電極は、体積固有抵抗値が１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で一定値を示すように、導電性または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成したものである。
なお、導電性および半導電性エポキシ樹脂組成物は絶縁スペーサを構成した絶縁部材の注型用エポキシ樹脂組成物と構成樹脂成分が異なっても同一でもよい。しかし、絶縁部材の耐クラック性を向上させるという点から両組成物の硬化物の熱膨張率はほぼ同等であることが望ましい。
導電性を発現させる材料としては、カーボン粉末、酸化アンチモンがドープされた金属酸化物粉末、金属コーティングポリマ粉末を用いる。
カーボン粉末としては、粒径が０．０１〜２００μｍの範囲で、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、ガラス状カーボン粒子等がある。添加量は組成物全体に対して５〜７０重量％である。
酸化アンチモンがドープされる金属酸化物粉末としては、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン等の粉末が挙げられる。これらの金属酸化物のうち少なくとも１種類を金属酸化物粉末以外の組成物全体に対して１０〜５００重量％を添加する。
金属コーティングポリマ粉末としては、銀又はニッケル等が表面に薄膜コーティングされたフェノール樹脂粉末がある。添加量としては、金属コーティングポリマ粉末以外の組成物全体に対して５〜２００重量％である。
【００３３】
上記の導電性を発現させる材料は、一般に知られている通常の攪拌混合装置により、エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤樹脂、無機充填剤、硬化促進剤と混合して用いる。その際に、攪拌混合性（分散性）を向上させるために、予めエポキシ樹脂や酸無水物硬化剤樹脂と前混合して用いてもよい。さらに、導電性を発現する材料の２種類以上を混合して用いてもよい。
また、シールド電極として、アルミニウムの金属体と、この金属体の外周を導電性エポキシ樹脂組成物で被覆したものを使用することができる。
【００３４】
【実施例】
実施例１．
図１は実施例１の断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。図１及び図２において、１〜３、６、７、１０は従来のものと同様である。１１は導体６が固着された絶縁部材で、固着手段１０により容器２に固定されている。１２は絶縁部材１１の容器２の近傍になる位置に導体６を囲むように３分割して埋設したシールド電極で、容器２と導体６との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるように導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されている。１３は絶縁部材１１の導体の近傍になる位置に導体６を囲むように３分割して埋設したシールド電極で、容器２と導体６との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるように導電性エポキシ樹脂からなるプラスチックで形成されている。１４はシールド電極１２を容器２と電気的に接続する接続金具で、絶縁部材１１内に埋設してある。１５はシールド電極１３を導体６と電気的に接続する接続金具である。
上記６、７、１１〜１５で絶縁スペーサ１６を構成している。なお、シールド電極１２、１３は３分割したものについて説明したが、分割数については限定する必要がない。また、導体の近傍になる位置に埋設されるシールド電極１３は、条件に応じて省かれていてもよい。
【００３５】
導電性エポキシ樹脂組成物を用いてシールド電極１２、１３の内部で、段階的または連続的に、体積固有抵抗値を半導電領域（１０４〜１０１０Ωｃｍ）を含めて１００〜１０１０Ωｃｍの範囲で変化させるには次の方法がある。
例えば、絶縁スペーサ１６を構成する絶縁部材１１の製造に用いられる無機充填剤混合エポキシ樹脂組成物Ａと、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂを０／１００を越え８０／２０まで段階的又は連続的に変化させながら、成形用金型内に注入することにより達成できる。
【００３６】
以上のように実施例１の発明によれば、シールド電極１２および１３を容器２と導体６との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるようにしたので、各シールド電極１２、１３の境界領域での電界集中を緩和し、絶縁劣化を低減して長期的な信頼性の向上を図ることができる。
【００３７】
実施例２．
図３は実施例２におけるシールド電極１２、１３の成形装置の構成図である。図３において、１７は注型用の無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）１８を貯留したタンク、１９は導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０を貯留したタンク、２１はバルブ２２を介してタンク１７から無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）１８を引き込むシリンダ、２３はバルブ２４を介してタンク１９から導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０を引き込むシリンダ、２５はミキサで、シリンダ２１からバルブ２６を介して注入された無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）１８と、シリンダ２３からバルブ２７を介して注入された導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０とを混合する。２８は１００℃〜２００℃に保温された金型で、ミキサ２５で混合したエポキシ樹脂組成物１８、２０を注入して硬化させる。
【００３８】
上記構成において、無機充填剤充填系エポキシ樹脂（Ａ）１８と導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）２０との混合体積比率Ａ／Ｂを０／１００を越え８０／２０までまでバルブ２２、２４の開閉を調整して段階的又は連続的に変化させながら、金型２８内に注入することにより、所定の形状のシールド電極１２、１３（図２参照）を製作する。
【００３９】
実施例３．
図４は実施例３におけるシールド電極１２、１３の製造装置の他の構成図である。図４において、１７、１９、２１〜２４、２６〜２８は図３と同様のものである。２９は注型用エポキシ樹脂組成物で、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物中の硬化促進剤を除いたものである。３０はエポキシ樹脂組成物で、導電性エポキシ樹脂組成物中の硬化促進剤を除いたものである。３１は硬化促進剤３２を貯留したタンク、３３はバルブ３４を介してタンク３１から硬化促進剤３２を引き込むシリンダ、３５はミキサで、シリンダ２１からバルブ２６を介して注入されたエポキシ樹脂組成物２９と、シリンダ２３からバルブ２７を介して注入されたエポキシ樹脂組成物３０とをバルブ２６、２７、３６の開閉を調整して段階的又は連続的に体積混合比率を変化させながら混合する。さらに、ミキサ３５は両エポキシ樹脂組成物２９、３０を混合した後半で、シリンダ３３からバルブ３６を介して注入された硬化促進剤３２を混合し、金型２８に注入して硬化させる。
【００４０】
上記構成においては、硬化促進剤３２が分離して貯留されているので、タンク１７、１９に貯蔵された各エポキシ樹脂組成物２９、３０のポットライフが延長できるという効果がある。
さらに、タンク１７、１９を３０℃〜１５０℃に保温できるので、各エポキシ樹脂組成物２９、３０の粘度を低くできるため、作業性の向上を図ることができる。
【００４１】
実施例４．
シールド電極の製造方法として、比重２．５以下のカーボン粉末及び金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類の低比重導電性材料を組成物全体に対して５〜７０重量％と、１０〜８０重量％の無機充填剤を混合したエポキシ樹脂組成物を金型内に注入する。硬化温度で樹脂が低粘度化するので、低比重導電性材料（例えば、鐘紡（株）製カーボン粉末、ベルパールＣ−８００の比重１．６）と無機充填剤（例えば、アルミナの比重４）との比重の違いにより沈降速度に差が生じ、硬化時間内で濃度の分布が生じることを利用する。硬化温度は、硬化促進剤の種類や添加量により異なるが、１００℃〜２００℃が好ましい。
これにより、シールド電極の内部で段階的又は連続的に体積固有抵抗値を変化させることができる。
【００４２】
実施例５．
シールド電極の製造方法として、実施例４に示した低比重導電性材料と充填剤とを混合したエポキシ樹脂組成物を、硬化時に遠心分離力を利用する。硬化温度は実施例４と同様に１００℃〜２００℃が好ましい。
これにより、シールド電極の内部で段階的又は連続的に体積固有抵抗値を変化させることができる。
なお、実施例４の比重差による沈降速度の違いを利用する方法を併用してもよい。
【００４３】
実施例６．
注型用エポキシ樹脂組成物として、式（１）に示すブロム化されたエポキシ樹脂、特にブロム化ビスＡ骨格、ブロム化ビスＦ骨格からなるエポキシ樹脂はガラス転移温度を向上できるとともに、破壊強度も向上できる。
【００４４】
【化１】
式（１）において、Ｒ１は水素原子、メチル基、炭素数２〜６のアルキル基、アルケニル基で同一でも異なっていてもよい、ｘは１〜４、ｎは０〜１００を示す。
注型用エポキシ樹脂組成物として、式（１）に示す常温で固形状のブロム化されたエポキシ樹脂のうち少なくとも１種類を必須成分とし、常温で液状のエポキシ樹脂、例えばビスＡ骨格のエポキシ樹脂やビスＦ骨格のエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ビフェニル骨格のエポキシ樹脂を添加することができ、あらゆる構造のエポキシ樹脂を混合して用いることができる。
【００４６】
酸無水物は特に限定がなく、あらゆる構造の酸無水物を用いることができる。また、酸無水物は単独で用いても、２種類以上を混合してもよい。
エポキシ１００部に対する酸無水物の配合量は式（２）〜（４）で表される。
（配合量ｐｈｒ）＝（酸無水物当量）×ａ×１００／（エポキシ当量）・・・・・（２）
（酸無水物当量）＝（酸無水物の分子量）／（酸無水物基の数）・・・・・（３）
ａ＝（酸無水物モル量）／（エポキシ当量） ・・・・・（４）
式（４）において、ａ＝０．５〜１．０が好ましい。ａがこの範囲外では加熱重量減少が大きくなったり、ガラス転移温度が低くなったりして特性の低下を招く恐れがある。
【００４７】
エポキシ樹脂と反応する官能基を有する架橋ゴムポリマ粉末を用いる場合は、官能基の種類により調整されるが、主となるエポキシ基と酸無水物基との反応基の配合比率が上記範囲に入らなければならない。
【００４８】
架橋ゴム粉末としては、水素添加のブタジェンゴム、水素添加のイソプレンゴム、アクリルゴム、ブタジェン−アクリルゴム等の粒径が０．０１〜５０μｍの微細粉末を使用する。これらの微細粉末をエポキシ樹脂に均一に分散させることにより、破壊靱性を向上させるとともに応力が低下できるため、耐クラック性、生産性、成形性等を改善できる。
架橋ゴム粉末は硬化物中に均一に混合させるために、予めエポキシ樹脂や酸無水物と予備混合して用いてもよい。
架橋ゴム粉末の添加量は、有機成分の合計重量に対して５〜３０重量％が適している。即ち、５重量％以下では破壊靱性値が向せず、応力の低下も小さいので耐クラック性が改善できない。また、３０重量％以上では組成物の粘度が高くなるので、作業性が悪くなる。
また、架橋ゴム粉末の粒子の表面にカルボン酸基、アミノ基、水酸基等のエポキシ基と反応可能な有機基（官能基）を有することにより、硬化反応時にエポキシマトリクスと反応して界面が補強されるので、より強靱化が図れる。
さらに、ゴムの粒子の表面に存在する官能基は硬化反応中に反応するが、予めエポキシ樹脂と予備反応して用いてもよい。
【００４９】
無機充填剤としては、アルミナ充填剤又はシリカ充填剤が用いられる。アルミナ充填剤を単独で用いてもよく、シリカ充填剤と混合して用いてもよい。この場合に混合比率に限定はない。また、形状はいずれの場合も球状でも破砕でもよい。
そして、平均粒径は６０μｍ以下で、特に平均粒径が５μｍ以下の範囲の粒子が５重量％以上を占め、組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合する。
また、シリカ充填剤としては、天然シリカ、合成シリカを使用する。
【００５０】
硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のあらゆる種類のイミダゾール類及びその塩類、リフェニルホスフィン、環状ホスフィン等のあらゆる種類の有機ホスフィンで代表されるリン系化合物、脂肪族アミン類、脂肪族ポリアミン類、芳香族アミン類、第三アミン類及びその塩類、ジシアンジアミド、あらゆる種類のルイス酸・塩基触媒、ブレンステッド酸塩類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ等の有機金属塩類、ポリメルカプタン類、マイクロカプセル触媒等、通常のエポキシ樹脂を硬化させることができる硬化促進剤であればよい。
これらの硬化促進剤を単独又は２種類以上を併用してもよい。使用量はエポキシ樹脂の重量１００％に対して０．０５〜１０重量％である。
【００５１】
上記のエポキシ樹脂組成物は通常の混合装置で混合することができる。また、上記のエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁スペーサを製作する場合、通常の成形装置の例えば加圧ゲル化成形装置等、特に限定することなく使用できる。
【００５２】
図５は成形装置の一例を示す構成図である。図５において、１７、１９、２１〜２６は実施例２のものと同様である。
３７はタンク１９に貯留した注型用エポキシ樹脂組成物で、硬化促進剤を除いたものである。３８はタンク１７に貯留した硬化促進剤である。３９は絶縁スペーサの金型で、内部に予め成形したシールド電極（図示せず）が配置してある。
【００５３】
上記構成において、別々に分離して貯留してあるエポキシ樹脂組成物３７と硬化促進剤３８とをそれぞれシリンダ２１、２３を介してミキサ２５に送り込む。そして、ミキサ２５でエポキシ樹脂組成物３７と硬化促進剤３８とを定量混合し、５〜５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１００℃〜２００℃に加熱した金型３９に注入して高速成形する。
以上のように、架橋ゴム粉末が配合されていることにより、絶縁部材１１（図２参照）耐クラック性が向上する。
【００５４】
以下、注型用エポキシ樹脂組成物及び導電性エポキシ樹脂組成物の一実施例について具体的に説明する。
【００５５】
実施例７．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００（長瀬チバ（株）製、ＷＰＥ４００）、酸無水物としてＨＮ２２００（日立化成工業（株）、中和当量８３．０）、無機充填剤としてアルミナ（Ａ−４２−６、昭和電工（株）製、平均粒径６．５μｍ）、硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛を用いて表１の配合組成で混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）を得た。
【００５６】
実施例８．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）の他に、導電性粉末としてカーボン（鐘紡（株）製、ベルパールＣ−８００）を用いて表１の配合組成で混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）を得た。
【００５７】
【表１】
実施例９．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００及び酸無水物としてＨＮ２２００、硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛、及び導電性粉末として酸化アンチモンをドープした酸化錫ＳｎＯ２（三菱マテリアル（株）製、Ｔ−１）を用いて表１の配合組成で混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｃ）を得た。
【００５９】
実施例１０．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００及び酸無水物としてＨＮ２２００、硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛、及び導電性粉末としてニッケルコーティングしたフェノール樹脂（鐘紡（株）製、ベルパールＮ）を用いて表１の配合組成で混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｄ）を得た。
【００６０】
実施例１１．
エポキシ樹脂としてＣＴ２００、酸無水物としてＨＮ２２００、無機充填剤としてアルミナ（Ａ−４２−６）、導電性粉末としてＣ−８００及び硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛を用いて表１の配合組成で混合し、半導電性エポキシ樹脂組成物（ｅ）を得た。
【００６１】
実施例１２．
エポキシ樹脂として式（５）に示す構造を有する臭素化エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）製、Ｅ−５０５１、ＷＰＥ６５０）、酸無水物としてＨＮ２２００、架橋ゴムとして表面にカルボン酸基を有するアクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本合成ゴム（株）製、ＸＥＲ−９１）、無機充填剤としてＡ−４２−６及び硬化促進剤としてオクチル酸亜鉛を用いて表２の配合組成で混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）を得た。
【００６２】
【化２】
【表２】
実施例１３．
エポキシ樹脂として式（６）に示す構造を有する臭素化エポキシ樹脂（三井東圧ファイン（株）製、ＦＢＥＰ−１３、ＷＰＥ７００）の他は実施例１２と同様の成分を表２のように混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ｇ）を得た。
【００６５】
【化３】
実施例１４．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）のうち無機充填剤のアルミナ充填剤（Ａ−４２−６）に代えて、表２のようにアルミナ充填剤（Ａ−４２−６）とシリカ充填剤（龍森（株）製、ＲＤ−８）とを配合して混合し、注型用エポキシ樹脂（ｈ）を得た。
【００６７】
実施例１５．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）のうち無機充填剤のアルミナ充填剤（Ａ−４２−６）に代えて、表２のようにシリカ充填剤（ＲＤ−８）を配合して混合し、注型用エポキシ樹脂組成物（ｉ）を得た。
【００６８】
実施例１６．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）のうち無機充填剤のアルミナ充填剤を除いて、導電性粉末Ｃ−８００を表２のように配合して混合し、導電性エポキシ樹脂組成物（ｊ）を得た。
【００６９】
実施例１７．
実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）に導電性粉末Ｃ−８００を表２のように配合して混合し、半導電性エポキシ樹脂組成物（ｋ）を得た。
【００７０】
実施例１８．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）を図３に示す成形装置のタンク１８に貯留し、実施例８の導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）をタンク１９に貯留し、それぞれ１００℃で保温する。
そして、各樹脂組成物（ａ）（ｂ）はシリンダ２１、２３を介して、混合比（ａ／ｂ）を０／１００を越え８０／２０までの範囲で段階的又は連続的に変化させながらミキサ２５に送り込まれる。ミキサ２５では両樹脂組成物（ａ）（ｂ）を混合してから、３０ｋｇｆ／ｍｍ２の圧力で１６０℃に保温された金型２８内に注入する。金型２８内で１２時間硬化させて図６に示す形状の導電性シールド電極（表３の［１］）を得た。
なお、図６は導電性シールド電極（表３の［１］）の正面図、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。図６及び図７において、１４は図１に示した接続金具である。
【００７１】
【表３】
図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面における領域Ｉ、領域ＩＩ及び領域ＩＩＩを示す説明図である。
図８において、各領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの硬化物について熱重量分析（ＴＧＡ）により灰分を測定して無機充填剤の混合比率を確認する。そして、図９に示すように、予め実験的に求めた無機充填剤（アルミナ充填剤）の混合比率と体積抵抗値との関係から、各領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの抵抗値を求めた。その結果が表３に示したシールド電極の体積抵抗値である。
次に、上記で得たシールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置して、注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化する。これにより絶縁スペーサ（Ａ）を製作し、１００℃／１時間及び０℃／１時間のヒートサイクルテストを１０サイクル実施して、クラック発生の有無について調査した結果を表３に示す。
絶縁スペーサ（Ａ）のシールド電極［１］の放電開始電圧の測定及びヒートサイクルテストの結果は、表３に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７３】
実施例１９．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と実施例９の導電性エポキシ樹脂組成物（ｃ）とを用いて、実施例１８と同様にして表３に示す導電性シールド電極［２］及び絶縁スペーサ（Ｂ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｂ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［２］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７４】
実施例２０．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と実施例１０の導電性エポキシ樹脂組成物（ｄ）とを用いて、実施例１８と同様にして表３に示す導電性シールド電極［３］及び絶縁スペーサ（Ｃ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｃ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［３］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７５】
実施例２１．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）との体積比ａ／ｂを４０／６０にした混合物を１３０℃の金型内に注入し、充填剤の比重の差による沈降速度を変えて２４時間硬化させ、表３に示す導電性シールド電極［４］を得た。
シールド電極［４］を用いて実施例１８と同様にして絶縁スペーサ（Ｄ）を得た。 以上により得られた絶縁スペーサ（Ｄ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［４］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７６】
実施例２２．
実施例１１の半導電性エポキシ樹脂組成物（ｅ）を１３０℃の金型内に注入し、２４時間硬化させて半導電性シールド電極［５］を得た。
シールド電極［５］を用いて実施例１８と同様にして絶縁スペーサ（Ｅ）を得た。 得られた絶縁スペーサ（Ｅ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［５］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７７】
実施例２３．
実施例１６の導電性エポキシ樹脂組成物（ｊ）と実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）とを用いて、実施例１８と同様にして導電性シールド電極［６］を得た。
さらに、実施例１８と同様にして実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）を用いてシールド電極［６］を埋設した絶縁スペーサ（Ｆ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｆ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［６］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７８】
実施例２４．
実施例１７の半導電性エポキシ樹脂組成物（ｋ）を用いて、シールド電極［７］を得た。
次に、シールド電極［７］を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｇ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｇ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［７］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００７９】
比較例１．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極［８］を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｙ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｙ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［８］の放電開始電圧が実施例１８〜２４に比してかなり低い。また、ヒートサイクルテストの結果もクラックが発生した。
【００８０】
比較例２．
実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）と実施例８の導電性エポキシ樹脂組成物（ｂ）とを用いて、混合比（ａ／ｂ）が実施例１８とは逆に８０／２０以下０／１００超になるように、段階的又は連続的に変化させながらミキサ２５（図３参照）に送り込む。以下は実施例１８と同様にして、シールド電極［９］及び絶縁スペーサ（Ｚ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｚ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表３に示すようにシールド電極［９］の放電開始電圧が高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８１】
実施例２５．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｈ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｈ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８２】
【表４】
実施例２６．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１３の注型用エポキシ樹脂組成物（ｇ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｉ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｉ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８４】
実施例２７．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１４の注型用エポキシ樹脂組成物（ｈ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｊ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｊ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８５】
実施例２８．
実施例１８の導電性シールド電極［１］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１５の注型用エポキシ樹脂組成物（ｉ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｋ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｋ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［１］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８６】
実施例２９．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｌ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｌ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８７】
実施例３０．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１３の注型用エポキシ樹脂組成物（ｇ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｍ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｍ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８８】
実施例３１．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１４の注型用エポキシ樹脂組成物（ｈ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｎ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｎ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００８９】
実施例３２．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例１５の注型用エポキシ樹脂組成物（ｉ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｐ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｐ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９０】
実施例３３．
実施例１６の導電性エポキシ樹脂組成物（ｊ）でアルミニウム（Ａｌ）製の金属体を被覆したシールド電極（１１）を得た。
シールド電極（１１）を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｑ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｑ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１１）の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９１】
実施例３４．
実施例２３の導電性シールド電極［６］を１６０℃の金型内に設置し、実施例１２の注型用エポキシ樹脂組成物（ｆ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｒ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｒ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極［６］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９２】
比較例３．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型内に設置し、実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｙ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｙ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表４に示すようにシールド電極（１０）の放電開始電圧が、実施例２５〜３４の１／２以下であり、ヒートサイクルテストの結果もクラックが発生した。
【００９３】
実施例３５．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型２８内に設置し、実施例１８で用いた注型用エポキシ樹脂（ａ）（ｂ）を用いて実施例１８と同様の成型方法により導電性シールド電極［１２］を得た。ついで注型用エポキシ樹脂（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｓ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｓ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表５に示すようにシールド電極［１２］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９４】
【表５】
実施例３６．
実施例１１で用いた半導電性エポキシ樹脂（ｅ）の組成物のうち硬化促進剤の量を３部に増やした他は同様の組成を有する樹脂組成物（ｅ’）を用いて１６０℃の金型内に注入し、２４時間硬化させて半導電性シールド電極［１３］を得た。ついで実施例７の注型用エポキシ樹脂組成物（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｔ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｔ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表５に示すようにシールド電極［１３］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９６】
実施例３７．
アルミニウム（Ａｌ）製のシールド電極（１０）を１６０℃の金型２８内に設置し、実施例３６で用いた注型用エポキシ樹脂（ｅ’）で２４時間硬化させて半導電性シールド電極［１４］を得た。ついで実施例７の注型用エポキシ樹脂（ａ）で２４時間硬化して絶縁スペーサ（Ｕ）を得た。
絶縁スペーサ（Ｕ）について実施例１８と同様のテストを実施した結果、表５に示すようにシールド電極［１４］の放電開始電圧が充分に高く、クラックの発生もなく良好であった。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、シールド電極を容器と導体との間の中央部に向かって体積固有抵抗値が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【００９８】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を容器と導体との間の中央部に向かって１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【００９９】
請求項３の発明によれば、請求項１に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を容器と導体との間の中央部に向かって１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１００】
請求項４の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極をプラスチックで金属体を被覆して形成して、シールド電極の体積固有抵抗値が容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０１】
請求項５の発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを混合した樹脂組成物からなるプラスティックで形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０２】
請求項６の発明によれば、請求項５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂが、容器と導体との間の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０３】
請求項７の発明によれば、請求項６に記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物をカーボン粉末、金属酸化物粉末及び金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものとして、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０４】
請求項８の発明によれば、請求項７に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末を酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫及び酸化チタンの少なくとも１種類であるものとして、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０５】
請求項９の発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含む導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０６】
請求項１０の発明によれば、請求項９に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を、組成物全体に対する無機充填剤Ｃの含有量が１０〜８０重量％および低比重導電性粉末Ｄの含有量が５〜７重量％である組成物からなるプラスチックで形成して、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０７】
請求項１１の発明によれば、請求項９または１０に記載の絶縁スペーサにおいて、低比重導電性粉末Ｄをカーボン粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものとして、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０８】
請求項１２の発明によれば、請求項７または１１に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマをニッケルコーティングまたは銀コーティングの架橋フェノール樹脂粉末として、シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１０９】
請求項１３の発明によれば、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ／Ｂが容器と導体との間の中央部に向かって０／１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように変化させながら、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを成形用金型内に注入硬化させてシールド電極を形成することにより、電界集中を緩和するシールド電極を製造できる。
【０１１０】
請求項１４の発明によれば、無機充填剤Ｃおよび比重２．５以下の低比重導電性粉末Ｄを含むエポキシ樹脂組成物を成型用金型内に注入硬化させるに際し、上記無機充填剤Ｃと低比重導電性粉末Ｄとの硬化時における沈降速度の違いまたは遠心分離力を利用して、上記シールド電極の体積固有抵抗値を容器と導体との間の中央部に向かって大きくすることにより、電界集中を緩和するシールド電極を製造できる。
【０１１１】
請求項１５の発明によれば、シールド電極を体積固有抵抗値が１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内である半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１２】
請求項１６の発明によれば、請求項１５に記載の絶縁スペーサにおいて、シールド電極を体積固有抵抗値が１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内である半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１３】
請求項１７の発明によれば、シールド電極を導電性エポキシ樹脂組成物または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成することにより、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１４】
請求項１８の発明によれば、請求項１５〜１７のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、導電性エポキシ樹脂組成物をカーボン粉末、金属酸化物粉末及び金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものとすることにより、シールド電極の体積固有抵抗値を任意の値に変化させることができるので、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１５】
請求項１９の発明によれば、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属酸化物粉末を酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫及び酸化チタンの少なくとも１種類であるものとすることにより、シールド電極の体積固有抵抗値を任意の値に変化させることができるので、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１６】
請求項２０の発明によれば、請求項１８に記載の絶縁スペーサにおいて、金属コーティング架橋ポリマをニッケルコーティングまたは銀コーティングの架橋フェノール樹脂粉末とすることにより、シールド電極の体積固有抵抗値を任意の値に変化させることができるので、シールド電極と絶縁部材との境界領域での電界集中を緩和する。
【０１１７】
請求項２１の発明によれば、絶縁部材をブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤および硬化促進剤からなるエポキシ樹脂組成物で形成したので、含有される架橋ゴム粉末の働きでガラス転移温度が高くなりかつ熱膨張率が低くなることにより、耐クラック性が向上する。
【０１１８】
請求項２２の発明によれば、請求項２１に記載の絶縁スペーサにおいて、絶縁部材をブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤、硬化促進剤および常温で液状のエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂組成物で形成したので、含有される架橋ゴム粉末の働きでガラス転移温度が高くなりかつ熱膨張率が低くなることにより、耐クラック性が向上する。
【０１１９】
請求項２３の発明によれば、請求項２１または２２に記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末を架橋アクリル系ゴムとし、かつ組成物の有機成分全体に対して５〜３０重量％の量添加することにより、絶縁部材のガラス転移温度が高くなりかつ熱膨張率が低くなるために耐クラック性が向上する。
【０１２０】
請求項２４の発明によれば、請求項２１〜２３のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、架橋ゴム粉末を、その粒子表面にエポキシ基と反応可能な有機基を有するものとしたことにより、架橋ゴム粉末が硬化反応時にエポキシマトリクスと反応して界面が補強されるので、絶縁部材の破壊靱性が向上し、かつ耐クラック性が向上する。
【０１２１】
請求項２５の発明によれば、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤を平均粒径が５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子からなる充填剤とし、かつ組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合することにより、絶縁部材の耐クラック性を向上する。
【０１２２】
請求項２６の発明によれば、請求項２１〜２４のいずれかに記載の絶縁スペーサにおいて、無機充填剤をそれぞれ平均粒径が５μｍの粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子とシリカ粒子とを混合してなる充填剤とし、かつこの充填剤におけるアルミナ粒子の配合割合を０重量％を越え１００重量％未満の範囲としたことにより、絶縁部材の耐クラック性を向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の絶縁スペーサの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図３】実施例２の成形装置の構成図である。
【図４】実施例３の成形装置の構成図である。
【図５】実施例６の成形装置の構成図である。
【図６】実施例１８のシールド電極を示す正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面における領域Ｉ〜ＩＩＩを示す説明図である。
【図９】無機充填剤の混合比率と体積抵抗値との関係を示す説明図である。
【図１０】従来の絶縁スペーサの断面図である。
【符号の説明】
１ 絶縁ガス、２ 容器、６ 導体、１１ 絶縁部材、１２ シールド電極、
１３ シールド電極、１４ 接続金具、１５ 接続金具、１６ 絶縁スペーサ、
１８ 無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物（Ａ）、
２０ 導電性エポキシ樹脂組成物（Ｂ）、２８ 金型、
２９ 注型用エポキシ樹脂組成物（硬化促進剤を除いた無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物）、
３０ エポキシ樹脂組成物（硬化促進剤を除いた導電性エポキシ樹脂組成物）、
３２ 硬化促進剤、３７ 硬化促進剤を除いた注型用エポキシ樹脂組成物、
３８ 硬化促進剤、３９ 金型。
Claims (25)
- 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に設置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記シールド電極が、上記絶縁部材における容器側固定部分と導体側固定部分との間の中央部に向かって体積固有抵抗が大きくなるようにエポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されていることを特徴とする絶縁スペーサ。
- 前記シールド電極が、前記絶縁部材における容器側固定部分と導体側固定部分との間の中央部に向かって１００〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁スペーサ。
- 前記シールド電極が、前記絶縁部材における容器側固定部分と導体側固定部分との間の中央部に向かって１０４〜１０１０Ωｃｍの範囲内で体積固有抵抗値が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁スペーサ。
- 前記シールド電極が、前記プラスチックで金属体を被覆して形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁スペーサ。
- 前記シールド電極が、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと、導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを混合した樹脂組成物からなるプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサ。
- 前記無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと、前記導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ/Ｂが、前記絶縁部材における容器側固定部分と導体側固定部分との間の中央部に向かって０/１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の絶縁スペーサ。
- 前記導電性エポキシ樹脂組成物Ｂが、カーボン粉末、金属酸化物粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含有するものである請求項５または６に記載の絶縁スペーサ。
- 前記金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であることを特徴とする請求項７に記載の絶縁スペーサ。
- 前記シールド電極が、無機充填剤Ｃおよび比重２.５以下の低比重導電性粉末Ｄを含む導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁スペーサ。
- 前記組成物全体に対する前記無機充填剤Ｃの含有量が１０〜８０重量％および前記低比重導電性粉末Ｄの含有量が５〜７０重量％であることを特徴とする請求項９に記載の絶縁スペーサ。
- 前記低比重導電性粉末Ｄがカーボン粉末および金属コーティング架橋ポリマ粉末の少なくとも１種類を含むものである請求項９または１０に記載の絶縁スペーサ。
- 前記金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であることを特徴とする請求項７または１１に記載の絶縁スペーサ。
- 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサの上記シールド電極を製造するシールド電極の製造方法において、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとの混合体積比率Ａ/Ｂを、前記絶縁部材における容器側固定部分と導体側固定部分との間の中央部に向かって０/１００を越え８０／２０までの範囲内で大きくするように変化させながら、無機充填剤充填系エポキシ樹脂組成物Ａと導電性エポキシ樹脂組成物Ｂとを成型用金型内に注入硬化させてシールド電極を形成することを特徴とするシールド電極の製造方法。
- 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサの上記シールド電極を製造するシールド電極の製造方法において、無機充填剤Ｃおよび比重２.５以下の低比重導電性粉末Ｄを含むエポキシ樹脂組成物を成型用金型内に注入硬化させるに際し、該無機充填剤Ｃと低比重導電性粉末Ｄとの硬化時における沈降速度の違いまたは遠心分離力を利用して、上記シールド電極の体積固有抵抗値を、前記絶縁部材における容器側固定部分と導体側固定部分との間の中央部に向かって大きくなるように変化させてシールド電極を形成することを特徴とするシールド電極の製造方法。
- 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備え、上記シールド電極が、体積固有抵抗値が１０ ４ 〜１０ １０ Ωｃｍの範囲内であり、且つ金属酸化物粉末を含有する半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成された絶縁スペーサにおいて、
前記金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であることを特徴とする絶縁スペーサ。 - 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備え、上記シールド電極が、体積固有抵抗値が１０ ４ 〜１０ １０ Ωｃｍの範囲内であり、且つ金属コーティング架橋ポリマ粉末を含有する半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで形成された絶縁スペーサにおいて、
前記金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であることを特徴とする絶縁スペーサ。 - 前記シールド電極が、前記プラスチックで金属体を被覆して形成されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の絶縁スペーサ。
- 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備え、上記シールド電極が、カーボン粉末、金属酸化物粉末を含有する導電性エポキシ樹脂組成物または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成された絶縁スペーサにおいて、
前記金属酸化物粉末が、酸化アンチモンがドープされた酸化亜鉛、酸化錫および酸化チタンの少なくとも１種類であることを特徴とする絶縁スペーサ。 - 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備え、上記シールド電極が、金属コーティング架橋ポリマ粉末を含有する導電性エポキシ樹脂組成物または半導電性エポキシ樹脂組成物からなるプラスチックで金属体を被覆して形成された絶縁スペーサにおいて、
前記金属コーティング架橋ポリマが、ニッケルコーティングまたは銀コーティングされた架橋フェノール樹脂粉末であることを特徴とする絶縁スペーサ。 - 絶縁ガスを充填して接地した金属容器内に配置され高電圧が印可される導体と、この導体を上記容器に固定する絶縁部材と、この絶縁部材内部の上記容器側および上記導体側、あるいは上記容器側に配置されたシールド電極とを備えた絶縁スペーサにおいて、上記絶縁部材を、ブロム化したエポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、架橋ゴム粉末、無機充填剤、硬化促進剤を含むエポキシ樹脂組成物で形成したことを特徴とする絶縁スペーサ。
- 前記エポキシ樹脂組成物が、さらに常温で液状のエポキシ樹脂を含む請求項２０に記載の絶縁スペーサ。
- 前記架橋ゴム粉末が、架橋アクリル系ゴムであり、かつ前記組成物の有機成分全体に対して５〜３０重量％の量添加されることを特徴とする請求項２０または２１に記載の絶縁スペーサ。
- 前記架橋ゴム粉末が、その表面にエポキシ基と反応可能な有機基を有することを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の絶縁スペーサ。
- 前記無機充填剤が、平均粒径５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子からなる充填剤であり、かつ組成物全体に対して１０〜８０重量％の範囲で配合されるものであることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の絶縁スペーサ。
- 前記無機充填剤が、それぞれ平均粒径５μｍ以下の粒子が５重量％以上で全体の平均粒径が６０μｍ以下のアルミナ粒子とシリカ粒子とを混合してなる充填剤であり、かつ該充填剤における上記アルミナ粒子の配合割合が０重量％を超え１００重量％未満の範囲であることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の絶縁スペーサ。
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