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公開番号2024162094
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023077295
出願日2023-05-09
発明の名称真空バルブ用高誘電率樹脂、及び真空バルブ
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H01H 33/662 20060101AFI20241114BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】高誘電率粒子の含有量を低減し、高誘電率樹脂の粘度上昇や高誘電率粒子の沈降を抑制する。
【解決手段】実施形態に係る真空バルブ用高誘電率樹脂は、導電性を持ち、粒子径が小さく長さが長い繊維状のアスペクト比を有する導電性繊維状粒子と、前記導電性繊維状粒子を分散する樹脂とを含み、
前記導電性繊維状粒子は、前記樹脂中にランダムな方向を向いて分散するように配列している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電性を持ち、粒子径が小さく長さが長い繊維状のアスペクト比を有する導電性繊維状粒子と、
前記導電性繊維状粒子を分散する樹脂とを含み、
前記導電性繊維状粒子は、前記樹脂中にランダムな方向を向いて分散するように配列している真空バルブ用高誘電率樹脂。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記樹脂中に分散された非導電性粒子をさらに含み、前記非導電性粒子は、前記樹脂内における前記導電性繊維状粒子間の領域、及びそれ以外の領域にランダムに配置されている請求項１に記載の真空バルブ用高誘電率樹脂。
【請求項３】
前記導電性繊維状粒子は、体積抵抗率が１０
－１
Ωｃｍ以下、粒子径が１００ｎｍ以上、１０μｍ以下、長さが１μｍ以上、１００μｍ以下、前記粒子径に対する前記長さで表されるアスペクト比が１．２５以上、１００以下である請求項１に記載の真空バルブ用高誘電率樹脂。
【請求項４】
前記導電性繊維状粒子は、炭素の六員環ネットワークを有する請求項１に記載の真空バルブ用高誘電率樹脂。
【請求項５】
前記導電性繊維状粒子は、前記真空バルブ用高誘電率樹脂全体の体積を１００％したときに０．５体積％以上５体積％以下である請求項１に記載の真空バルブ用高誘電率樹脂。
【請求項６】
前記非導電性粒子は、１０
１０
Ωｃｍ以上の体積抵抗率を有する請求項２に記載の真空バルブ用高誘電率樹脂。
【請求項７】
両端に開口を有する絶縁容器、及び両端の前記開口と各々接合部にて接合された一対の封着金具を備えた真空容器と、
前記真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極と、
少なくとも一方の前記接合部の外表面において前記絶縁容器と前記封着金具と導通可能な金属部材と空気とが接する三重点を被覆する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の真空バルブ用高誘電率樹脂とを含む真空バルブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空バルブ用高誘電率樹脂、及び真空バルブに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
３つの媒体が一点で接する箇所をトリプルジャンクションとよび、トリプルジャンクション部分は非常に高電界となることが知られている。また、電極の端部などその先端曲率が小さい箇所は高電界となる。それら高電界箇所の電界緩和方法の１つとして高誘電率材料を高電界箇所に配置する方法がある。この方法では、比誘電率の高い高誘電率粒子を樹脂に混入して高誘電率樹脂を作成し、トリプルジャンクション部分に塗布する。スイッチギヤに用いられる真空バルブの封着金具端部にはセラミック、金属、及び樹脂が接するトリプルジャンクションが存在しており、そのトリプルジャンクション部分に高誘電率樹脂を配置することができる。高誘電率粒子としては、チタン酸バリウム（ＢＡＴＩＯ
３
）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
３
）などの比誘電率が１００を超えるような粒子があげられる。しかしなから、樹脂全体を高誘電率化するために比誘電率の高い粒子を多量に混入すると、樹脂の粘度が増加することにより、ボイドなどの欠陥ができやすくなり、及び高誘電率粒子は概ね比重が大きいことにより、樹脂重量を増加させ、及び高誘電率粒子が樹脂中で沈降しやすくなることから、扱いが難しくなるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１８２８７７号公報
国際公開第２０２２／２０２７９２号
特開２０２２－１３４８２１号公報
特開２０１４－２１６２１０号公報
特許第７１４３１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、高誘電率粒子の含有量を低減し、高誘電率樹脂の粘度上昇や高誘電率粒子の沈降を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、導電性を持ち、粒子径が小さく長さが長い繊維状のアスペクト比を有する導電性繊維状粒子と、前記導電性繊維状粒子を分散する樹脂とを含み、前記導電性繊維状粒子は、前記樹脂中にランダムな方向を向いて分散するように配列している真空バルブ用高誘電率樹脂が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る真空バルブ用高誘電率樹脂の断面構造を表すモデル図である。
実施例１－１の導電性繊維状粒子含有量と比誘電率との関係を表すグラフ図である。
比較例１の高誘電率粒子含有量と比誘電率との関係を表すグラフ図である。
実施例１－１の導電性繊維状粒子と体積抵抗率との関係を表すグラフ図である。
実施形態に係る真空バルブ用高誘電率樹脂の他の断面構造を表すモデル図である。
実施例２－１の導電性繊維状粒子含有量と比誘電率との関係を表すグラフ図である。
実施形態にかかる真空バルブの一例を表す概略的な断面図である。
図７の一部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
第１実施形態に係る真空バルブ用高誘電率樹脂は、導電性繊維状粒子と、導電性繊維状粒子を分散する樹脂とを含む。導電性繊維状粒子は、粒子径が小さく長さが長い繊維状のアスペクト比をもち、ランダムな方向を向いて高誘電率樹脂中に分散するように配列している。
【０００８】
また、第２実施形態に係る真空バルブは、上記第１実施形態に係る真空バルブ用高誘電率樹脂を用いた真空バルブであって、両端に開口を有する絶縁容器、及び両端の前記開口と各々接合部にて接合された一対の封着金具を備えた真空容器と、真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極と、導電性繊維状粒子、及び導電性繊維状粒子を分散する樹脂を含む真空バルブ用高誘電率樹脂とを備え、真空バルブ用高誘電率樹脂は、少なくとも一方の接合部の外表面において、絶縁容器と、封着金具と導通可能な金属部材と、空気とが接する三重点（トリプルジャンクション）を被覆している。導電性繊維状粒子は、粒子径が小さく長さが長い繊維状のアスペクト比をもち、ランダムな方向を向いて高誘電率樹脂中に分散するように配列している。
【０００９】
実施形態によれば、真空バルブ用高誘電率樹脂に、導電性繊維状粒子を用いることにより、より少ない含有量で十分な誘電率を得ることが可能となり、樹脂における沈降を抑制して均一な分散を維持することができる。このため、真空バルブ用高誘電率樹脂の重量の増加、及び粘度の上昇を抑制し得る。
また、実施形態によれば、粘度が上昇しにくく、十分な高誘電率を有する真空バルブ用高誘電率樹脂を用いることにより、真空バルブに適用した際にボイドなどの欠陥を発生しにくく、真空バルブのトリプルジャンクション（以下、ＴＪと表記する）の高電界を十分に緩和し得る。
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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