JPS62246206A - 絶縁筒の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、真空また高気圧ガスを閉じ込め高電圧を印加
した状態で使用するのに適したガラス繊維強化プラスチ
ックの絶縁筒の製造方法に関する。

（従来の技術） ガラス繊維強化プラスチック（息下ＧＦＲＰと称する）
は、自重量あたりの機械的強Ｊ［の大きい電気絶縁物と
して高電圧の分野でも使用されている。機器の軽量化、
小形化の要求は、省エネルギ、省資源に寄与するものと
してますます高まりつつある。このため電気絶縁物であ
るＧＦＲＰの電気的５機械的両特性の向上が強く望まれ
ている。

ＧＦＲＰの機械的特性は、■強化材であるガラス繊維の
種類、太さ、織り方また糸のより合わせの方法と■結合
樹脂の種類、ガラス繊維への含浸の程度によって大きく
異なる。

円筒形のＧＦＲＰのうち、機械的特性の優れたものとし
て、ガラスロービングあるいは、ガラスヤーンに前もっ
て樹脂を含浸し１回転するマンドレルに張力をかけて巻
付ける方法、すなわちフィラメントワインディング法が
知られている。

しかし、この方法で製作した絶縁筒は、ガラスロービン
グ又はヤーンを大気中でマンドレルに巻付けるため、絶
縁層内に気泡をとり込んでしまう。

このため、気泡が放電をしない程度に低い電界でしか、
使用することができない。

このため減低下もしくは真空中でガラスロービング又は
ヤーンを巻きつける方法が考えられるが。

長尺・大径の絶縁筒を製作するには大形のマンドレルの
回転機構を含めて一式を真空下に置かなければならず、
シール技術、コストの両面から採用できない。（参考文
献、シェル化学、Ｎｏ、　１３．空隙率の少ないフイラ
メン］−ワインディング）一方、気泡を含まない絶縁筒
の製造方法として知られているものに、樹脂を含浸して
いないガラス布をマンドレルに巻きつけた後、型内に入
れ真空引きしながら樹脂を注入し、ガラス布内に含浸す
るいわゆる真空含浸法がある。

しかし９本方法で製作した絶縁筒はガラス含有率が低く
９機械的特性は、フィラメンｉ・ワインディング法で製
作された絶縁筒に比べ遥かに劣るものである。このため
高電界設計上の利点はあるものの、機械的ストレスの面
からは小形化の要請のネックとなっていた。

電気絶縁−ヒ有害な気泡を含まず、かつ機械ｒ〆’Ｊ　
６！１１度の高い絶縁筒を得るために、樹脂を含浸して
いないガラスロービング又はヤーンをマンドレルに巻き
つけた後、樹脂を真空含浸するという前記二つの方法の
組合せが考えられる。フィラメントワインディング７ム
では、ガラスロービング又はヤーンの一本づつに大きな
張力をかけるためガラス密度が非常に高く、ガラス布に
比べてガラス繊維間の間隔が狭い構成となる。このガラ
ス繊維間の空間部に真空含浸によって樹脂を含浸するが
、ガラス繊維間の空間部が狭いため糸間への樹脂浸透の
抵抗が大きく含浸が困豊となる。更に樹脂の含浸は、主
としてガラス繊維に沿って進行するため。

フィラメントワインディング法のように巻きつけ角度が
軸方向に対し、６０〜７０″′ときわめて立っているも
のでは、軸方向含浸が通常ではほとんど不可能に近く、
含浸不良が発生する。このため軸方向の含浸性を改善す
るため、特開昭６０−３２２０８号公報に示されたよう
に軸方向の樹脂含浸路を形成したものがある。

図面を用いて上記特開昭６０−３２２０８号公報に示さ
れた従来法の説明を行う。第３図において、マンドレル
０）の外表面にガラス布または軸方向にそろえたガラス
ロービングからなる層■を形成した後、所定の巻き付は
角度のガラスロービング又はヤーンのフィラメントワイ
ンディング層■を形成する。

次いでマンドレル０）の内径よりやや小さい内筒とフィ
シメン１−ワインディング層０の外径よりやや大ぎい外
筒及び底抜で構成される含浸槽に）に設置する。

底抜とマンドレル（υの間にスペーサ■を周方向に断続
して置き、空間を確保する。樹脂０は１Ｍ４脂導入路■
を通じて、この系全体を図示しない真空槽内に置き真空
引き接栓々に下部から樹脂を満たし、樹脂に全てが没し
た後真空槽の真空を破り、圧力をあげて加圧する。

第４図は第３図の主要部を抜き出した断面図である。ガ
ラス布または軸方向にそろえたガラスロービングからな
る層（２）を模式的に示すとガラス繊維（２ａ）の占め
ろ部分と、その空間部（２ａ）に分けられる。この空間
部（２ｂ）の間に樹脂が通って軸方向の含浸が改善され
る。またガラス繊維（２ａ）は通常ガラスフィラメント
と呼ばれる細いガラスの束から構成されている。

しかし、フィラメントワインディング層（■の長さが（
第３図における高さ）約５００　ｎ＋ｍまでは、通常考
えられる含浸工程で未含浸部のない絶縁部が得られるが
、約５００−を越えた大形の絶縁筒の含浸は非常に困難
である。

第３図に示す構成で、フィラメントワインディング層■
の巻回張力を種々に変えて調査した結果、張力をあげて
巻回した場合、フィラメントワインディング層■自体の
ガラス含有率が高く密となり、かつ巻き張力のためガラ
ス布又は軸方向に揃えたガラスロービング層■がマンド
レル（ト）との間で圧縮され狭くなると共に、ガラス束
がほどけて空間（２ｂ）が細かく分割され樹脂が通りに
くくなる。その結果樹脂含浸速度が遅くなり、特に大形
の絶縁筒では、含浸不良の発生や、非常に長い含浸時間
が必要であることが判明した。

ガラスロービング層０の高い巻き張力は、機械特性の良
好な絶縁筒の製作に不可欠でまた、含浸時間を短くする
ことは、含浸樹脂は時間と共に粘度−に昇していき、更
に浸透が困難となるので、ボイドレスＧＦＲＰの製作上
必要である。

（発明が解決しようとする問題点） ガラスロービング層の高い巻き張力は、機械的の良好な
絶縁筒の製作に不可欠であるが、レジンの含浸性が著し
く阻害される。本発明は、含浸性を改善することにより
、電気的、機械的特性に優れた絶縁筒の製造方法を堤供
することを目的とす　。

る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記１１的を達成するために１本発明においては。

マンドレルの外周部に金網を巻付けて樹脂含浸路を形成
し、その外側にガラスロービング又はヤーンをスパイラ
ルに往復巻きしてフィラメントワインディング層を形成
し、含浸槽に入れて真空引き後、液状樹脂を加圧含浸し
、その後、含浸した樹脂を硬化させ、機械加工にて金網
を除去することを特徴とするものである。

（作　　用） 金網は、剛性が高く、フィラメン１−ワインディング巻
回時張力をあげてもつぶれることがなく、空間（樹脂の
通路）を確保することができる。

（実　施　例） 次に本発明の一実施例を図面を引用しながら説明する。

第１図において■はマンドレル、（８）は本発明による
金網を巻回した層、（３）がガラスロービング又はヤー
ン等によるフィラメントワインディング層であって、ガ
ラスロービング又はヤーンをスパイラルに往復巻きした
ものを示す。その他のものについては、従来例で示した
ものと１１１様なので、同一符号を付けて説明を省略す
る。

第２図は、金属のワイヤ０）が交互に組み合わさってい
る金網の構成を模式的に示したものである。

金網と同一平面で見た場合金属ワイヤ（９）の周面には
、広い空間（１０）があり、また各ワイヤ０）は互いに
点接触しているので、交点のまわりの空間で、隣りあっ
た空間とお互いに通じている。

金網巻回層■の材質としては、サビ等の発生がないステ
ンレス鋼線が最適である。またワイヤ径０．３〜０．８
　ｍａ＋の３０〜１５０メツシユの金網を用いるとマン
ドレル１の外周に巻いた場合、凹凸が少ない平滑な層に
仕上がる。また、金網巻回層（８）の層数は、３〜５層
が適切である。マンドレルのに、金網巻回Ｍ＠を設け、
フィラメントワインディングＷＩ■を巻回し、前述した
従来と同様な方法で樹脂０の含浸を行う。その後、含浸
した樹脂を硬化させ、機械旋削加工により金網を除去す
る。

次にこの実施例の作用について説明する。

金網は、ガラス布、ロービング材又はヤーンと比べて剛
性が高いので、フィラメントワインディング層■の巻回
張力によってつぶれることがなく、金網の空間部を確保
できるため、軸方向の含浸性を維持することができる。

また、金網全体の剛性は高く、ワイヤ０）は細線を束に
したものではないので、高い張力でフィラメントワイン
ディング層■を巻いても、空間部（１０）がつぶれたり
、細かく分割されることはない。

以上述べたように、この実施例によるとマンドレル■の
外側に剛性の高い金網巻回層（８）を形成すると、フィ
ラメントワインディングＭ　（’、３）を高張力で巻回
しても、金網巻回層（８）は空間（１０）の多い粗の構
成が維持でき、この空１ｔｔｌ（１０）を通る樹脂の流
れが容易となり、軸方向の含浸性を大幅に改善し、電気
絶縁上、有害な気泡を無くし、最後に金網を除去するこ
により電気的１機械的特性を向」〕シた大寸法の絶縁筒
を製造するこができる。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明の絶縁筒の＋Ｊ！Ｊ造方法
は、最内層に空間が多く含浸性の良好な層を設けてフィ
ラメントワインディング層を真空引き後樹脂を加圧含浸
して製作するので電気絶縁、１：、イｆ害な気泡を無く
し、高電界下で使用できると共に、高張力でフィラメン
１へワインディング層を巻いても、剛性の高い金網で含
浸性の改善を図っているため、含浸性が阻害されること
がなく、従来製作が不可能であった大形絶縁筒でも機械
的特性との両立が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の絶縁筒の製造方法の一実施例に適用さ
れる装置の縦断面図、第２図は第１図の金網の一部を示
す拡大斜視図、第３図は従来例の装置を示す縦断面図、
第４図は第３図の要部模式％式％ ３・・・フィラメントワインディング層。 ４・・・含浸槽、　　　　　　６・・・樹脂、８・・・
金網巻回層、　　　　９・・・金属ワイヤ、ｌＯ・・空
　間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マンドレルの外周面に金網を巻付けて樹脂含浸路
   を形成し、その外側にガラスロービング又はヤーンをス
   パイラルに往復巻きしてフィラメントワインディング層
   を形成し、含浸槽に入れて真空引き後、液状樹脂を加圧
   含浸し、その後、含浸した樹脂を硬化させ、機械加工に
   て金網を除去することを特徴とする絶縁筒の製造方法。
2. （２）金網はステンレス鋼線を編んだものとすることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の絶縁筒の製造方
   法。