JP2003059732A - モールドコイル用ボビンとモールドコイル及びモールド変圧器並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、プリプレグ材筒と巻線との間
に介在させた絶縁フィルムの巻線時に発生するずれや捻
じれを防止し、短時間で巻線を作製することができるモ
ールドコイル用ボビンとモールドコイル及びモールド変
圧器並びにそれらの製造方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は、熱硬化性樹脂を有する繊維状ガ
ラス基材からなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有機フィ
ルムが接着剤によって接着されて巻回されていること、
又、熱硬化性樹脂を有する繊維状ガラス基材からなるプ
リプレグ材筒の外周に絶縁有機フィルムが巻回され、該
絶縁有機フィルムが前記プリプレグ材筒の加熱硬化に伴
って接着されていることを特徴とするモールドコイル用
ボビンとモールドコイル及びモールド変圧器並びにそれ
らの製造方法にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規なモールドコイ
ル用ボビンとその製造方法及びモールドコイルとその製
造方法に係わり、特に配電用変圧器などに使用されるモ
ールド変圧器に使用されるモールドコイル用ボビンとモ
ールドコイル及びモールド変圧器並びにそれらの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、モールドコイルの作製は繊維状ガラ
スに半硬化状態の熱硬化性樹脂組成物（例えばエポキシ
樹脂組成物）を含浸したプリプレグ材を内金型の上に巻
回して筒状とし、プリプレグ材を加熱硬化あるいは未硬
化の状態で導体を巻線後、さらに外金型を取り付けてモ
ールド樹脂を注型し、加熱硬化させる方法が主流であっ
た。

【０００３】しかし近年、製造コスト低減の観点から、
特開２０００―１２３４３号に記載される様に、プリプ
レグ材等で作製したモールドコイル用ボビンに内金型も
兼用させる方法が提案されている。この場合、モールド
コイル用ボビンは巻線工程時に掛かる応力に耐えるた
め、予め加熱硬化させる必要がある。したがって、絶縁
性の確保のために必要に応じてモールドコイル用ボビン
と巻線間に絶縁フィルムを介在させる場合、絶縁フィル
ムを粘着テープ等でモールドコイル用ボビンに一時的に
固着させて巻線する方法が取られていた。しかしこの場
合、モールドコイル用ボビンと絶縁フィルムとでは十分
な密着性が得られないために、第1層巻線時において絶
縁フィルムのずれや捻じれが発生し、これを修復するた
めに巻線を一時中断してずれや捻じれを矯正しなければ
ならない問題があった。

【０００４】又、特開平４−３５９４１４号公報及び特
開平４−３５９４１４号公報には、いずれも樹脂モール
ドコイルについて開示されているが、巻線されるボビン
に対して絶縁有機フィルムを接着して巻回することは示
されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プリ
プレグ材筒と巻線との間に介在させた絶縁フィルムの巻
線時に発生するずれや捻じれを防止し、短時間で巻線を
作製することができるモールドコイル用ボビンとモール
ドコイル及びモールド変圧器並びにそれらの製造方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、繊維状ガラス
基材に熱硬化性樹脂を含有したプリプレグ材筒の外周に
絶縁フィルムを巻回したモールドコイル用ボビンにおい
て、プリプレグ材筒と絶縁フィルムとが接着しているこ
とを特徴とする。又、繊維状ガラス機材に熱硬化性樹脂
を含有したプリプレグ材筒の外周に絶縁フィルムを巻き
まわしたモールドコイル用ボビンの製造方法において、
該プリプレグ材筒の加熱硬化時に該絶縁フィルムを接着
することを特徴とする。

【０００７】即ち、本発明は、熱硬化性樹脂を有する繊
維状ガラス基材からなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有
機フィルムが接着剤によって接着されて巻回されている
ことを特徴とするモールドコイル用ボビンにある。

【０００８】更に、本発明は、熱硬化性樹脂を有する繊
維状ガラス基材からなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有
機フィルムが巻回され、該絶縁有機フィルムが前記プリ
プレグ材筒の加熱硬化に伴って接着されていることを特
徴とするモールドコイル用ボビンにある。

【０００９】又、本発明は、電気絶縁物で被覆された導
体がボビン外周に巻回された巻線にエポキシ樹脂組成物
が注型されたモールドコイルにおいて，前記ボビンは前
述に記載のボビンよりなることを特徴とする。

【００１０】又、本発明は、低電圧モールドコイル及び
高電圧モールドコイルが互いに鉄心によって磁気的に接
続されているモールド変圧器において、前記低電圧モー
ルドコイル及び高電圧モールドコイルの少なくとも一方
が前述に記載のモールドコイルにより構成されることを
特徴とする。

【００１１】又、本発明は、熱硬化性樹脂を有する繊維
状ガラス基材からなるプリプレグ材筒の外周に接着剤を
塗付し、該接着剤上に絶縁有機フィルムを巻回すること
を特徴とするモールドコイル用ボビンの製造方法にあ
る。

【００１２】本発明は、熱硬化性樹脂を有する繊維状ガ
ラス基材からなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有機フィ
ルムを巻回し、次いで前記プリプレグ材筒を加熱硬化す
ることを特徴とするモールドコイル用ボビンの製造方法
にある。

【００１３】本発明は、電気絶縁物で被覆された導体を
ボビン外周に巻回し巻線を形成した後、該巻線にエポキ
シ樹脂組成物を注型するモールドコイルの製造方法にお
いて，前記ボビンを前述に記載のボビンの製造方法によ
って製造することを特徴とする。

【００１４】又、本発明は、低電圧モールドコイル及び
高電圧モールドコイルが互いに鉄心によって磁気的に接
続されているモールド変圧器を前述のモールドコイルの
製造方法によって製造することを特徴とする。

【００１５】本発明に係るプリプレグ材筒は、繊維状ガ
ラス基材に半硬化状態の熱硬化性樹脂を含有させ、所定
の加熱処理を施すことで半硬化状態の熱硬化性樹脂を完
全に硬化させることにより、機械的強度等を発揮する。

【００１６】本発明に係る熱硬化性樹脂としては、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられ、必要に応じて
各種硬化剤と溶剤の混合物が適宜使用され、繊維状ガラ
ス基材に塗布、乾燥することでプリプレグ材を作製し、
ボビンの型枠に巻き付けた後に加熱硬化することでプリ
プレグ材筒を得ることができる。

【００１７】一方、絶縁有機フィルムとしてはポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
フェニレンエーテル、ポリエチレンサルファイド等の高
分子薄膜フィルム及び各種絶縁化合物を紙質基材とした
絶縁紙等を適宜選択して使用することができるが、生産
性及びモールド変圧器の性能等の観点から、ポリエチレ
ンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートが好適
である。又、絶縁有機フィルムは、芯に巻かれているロ
ール状のもので、幅３〜１０ｃｍの物が有り、任意の幅
に設定出来、コイルの高さ以上が好ましく、作業の点で
はコイルの高さと同じにすることによりはみ出した個所
の切断等の工程が不要なため好都合である。

【００１８】前記プリプレグ材筒と絶縁フィルムの接着
は、モールドコイル用ボビンの型枠にプリプレグ材を巻
きまわした後にプリプレグ材を加熱硬化させてプリプレ
グ材筒を作製し、その後プリプレグ材筒の外周あるいは
絶縁フィルムの表面に接着剤を塗布して両者を貼り合わ
せる方法、さらに好ましくはプリプレグ材筒の加熱硬化
前にプリプレグ材筒の外周に絶縁フィルムを巻きまわ
し、その後加熱硬化することでプリプレグ材筒と絶縁フ
ィルムを貼り合わせる方法等で達成できる。

【００１９】本発明のモールドコイル用ボビンは、プリ
プレグ材筒と絶縁フィルムが接着しているために、巻線
機で導体を巻線する時に絶縁フィルムの固定処理が不要
なこと、さらに第１層巻線時に生じ易い絶縁フィルムの
ずれや捻じれ等が生じないため、途中中断すること無く
巻線することができる。

【００２０】又、プリプレグ材筒は前述の様に半硬化状
態の熱硬化性樹脂を含有しているものであり、加熱硬化
時に半硬化状態の熱硬化性樹脂は一時期溶融状態とな
り、その後硬化反応が速やかに進行する。プリプレグ材
でモールドコイル用ボビンを作製する際は、型枠にプリ
プレグ材を巻きまわした後、所定の機械的強度や耐熱性
を確保するために、加熱処理を施す必要がある。したが
って、この加熱処理時に熱硬化性樹脂が溶融状態になる
ことを利用し、絶縁フィルムを接着することが可能であ
る。すなわち、モールドコイル用型枠にプリプレグ材を
巻きまわしてプリプレグ材筒を作製後、その外周に絶縁
フィルムを巻きまわし、加熱処理を施すことでプリプレ
グ材筒と絶縁フィルムとを接着することができ、前述と
同様の効果が得られるものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】（実施例１）モールドコイル用ボ
ビンの型枠（ 外径１８０ｍｍ×長さ３５０ｍｍ）にエ
ポキシ樹脂含浸ガラス繊維プリプレグ材（日立化成社
製、商品名ＶＧＴ−Ｆ３５）を５層巻回し、１７０℃・
５時間の加熱硬化を行い、プリプレグ材筒を作製した。
その後、このプリプレグ材筒の外周に接着剤（長瀬ケム
テック社製、商品名ＡＶ１３８／ＨＶ９９８）を塗布
し、絶縁フィルムとして厚さ７５μｍのポリフェニレン
サルファイド（東レ社製、商品名トレリナ）を貼り合わ
せて室温に４時間放置した。プリプレグ材筒とポリフェ
ニレンサルファイドフィルムとの間には一部ボイドが存
在するが、両者が接着したモールドコイル用ボビンを作
製することができた。作製したモールドコイル用ボビン
は巻線機に装着し、アルミ線を巻線した。その際、絶縁
フィルムのしわや捻じれ等は生ぜず、巻線作業を中断す
ること無く、第１層巻線を作製（所用時間：５分）する
ことができた。

【００２２】本実施例によれば、巻線作業を中断するこ
と無く、短時間で第１層巻線を作製することができる。

【００２３】（比較例１）実施例１と同様な方法によ
り、プリプレグ材筒を作製した。このプリプレグ材筒を
実施例1と同様な巻線機に装着後、プリプレグ絶縁筒の
外周に絶縁フィルムとして実施例１と同様にポリフェニ
レンサルファイドを接着剤無しで巻回し、その端部を粘
着テープで固定してモールドコイル用ボビンとしてアル
ミ線を巻線した。その際、巻線開始直後にポリフェニレ
ンサルファイドにしわや捻じれが発生し、巻線を中断し
てポリエチレンサルファイドフィルムの位置ずれや巻線
の張力を矯正する必要が生じた（第１層巻線作製の所用
時間：２０分）。

【００２４】（実施例２）実施例１と同様なモールドコ
イル用ボビンの型枠にフェノール樹脂含浸ガラス繊維プ
リプレグ材（利昌工業社製、商品名ＰＳ−３１３０Ａ）
を４層巻回し、１５０℃・５時間の加熱硬化を行い、プ
リプレグ材筒を作製した。その後、このプリプレグ材筒
の外周に実施例１と同様な接着剤を塗布し、その上に絶
縁フィルムとして厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフ
タレート（東レ社製、商品名ルミラー）を貼り合わせて
６０℃、１時間の熱処理を行った。プリプレグ材筒とポ
リエチレンテレフタレートフィルムとの間にボイドが存
在しない良好なモールドコイル用ボビンを作製すること
ができた。作製したモールドコイル用ボビンを巻線機に
装着し、アルミ線を巻線した。その際、絶縁フィルムの
しわや捻じれ等は生ぜず、巻線作業を中断すること無
く、第１層巻線を作製（所用時間：５分）することがで
きた。

【００２５】本実施例によれば、プリプレグ材と絶縁フ
ィルム間にボイドの無いモールドコイル用ボビンが得ら
れると共に、巻線作業を中断すること無く、短時間で第
１層巻線を作製することができた。

【００２６】（実施例３）モールドコイル用ボビンの型
枠（外径２９０ｍｍ×長さ３７０ｍｍ）に実施例１と同
様にエポキシ樹脂含浸ガラス繊維プリプレグを巻回し、
その外周に絶縁フィルムとして厚さ１２５μｍのポリエ
チレンナフタレート（帝人社製、商品名テオネックス）
を巻回して、１７０℃、5時間の加熱硬化を行い、プリ
プレグ材筒とポリエチレンナフタレートフィルムとを接
着した。両者の間にはボイドが存在しない良好なモール
ドコイル用ボビンを作製することができた。作製したモ
ールドコイル用ボビンを巻線機に装着し、アルミ線を巻
線した。その際、絶縁フィルムのしわや捻じれ等は生じ
ず、巻線作業を中断すること無く、第１層巻線を作製
（所用時間：５分）することができた。

【００２７】本実施例によれば、プリプレグ材筒と絶縁
フィルムとを簡単に接着することができ、プリプレグ材
と絶縁フィルム間にボイドの無いモールドコイル用ボビ
ンが得られると共に、巻線作業を中断すること無く、短
時間で第１層巻線を作製することができる。

【００２８】（実施例４）図３は、本実施例のモールド
コイルの斜視図である。本実施例では、実施例3で得ら
れたモールドコイル用ボビンにアルミ線を巻線したコイ
ルの外周に、注型レジン用金型を装着してモールドコイ
ル用レジン（結晶質シリカ含有エポキシ樹脂／酸無水物
組成物）を注型した後、加熱硬化（100℃・5時間+170℃
・10時間）して、モールドコイルを作製した。モールド
コイルは、１次側電源接続用端子4、コイル接続端子5、
タップ切り替え端子6を有する。無機充填剤はモールド
コイル用レジン全体に対して６０〜８５重量％含有され
る。

【００２９】図４は、本実施例で作製したモールドコイ
ルを高電圧コイル（１次コイル）とし、低電圧コイル
（2次コイル）と組合せて製作したモールド変圧器の斜
視図である。高電圧コイル13、低電圧コイル7の中空部
に鉄心8を嵌挿し、1次側電源接続用端子4には1次側接続
用金具9、コイル接続端子5にはコイル接続バー10、さら
にタップ切り替え端子6にはタップ接続バー11がそれぞ
れ接続されている。なお、2次端子12は単相3線式2次出
力が得られるよう結線されている。

【００３０】本実施例のモールド変圧器は、実施例３に
よって得られるモールドコイル用ボビンによってモール
ドコイルを形成しているので、巻線時に絶縁フィルムの
ずれや捻じれが生じ無いために、巻線作業を中断するこ
と無く、短時間で第1層巻線を作製することができ、そ
の結果、モールド変圧器の信頼性が向上できるとともに
モールド変圧器の作製時間を短縮できる効果があった。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プリプレ
グ材筒の外周に絶縁フィルムを接着することにより、巻
線時に絶縁フィルムのずれや捻じれが生じ無いために、
巻線作業を中断すること無く、短時間で第1層巻線を作
製することができるモールドコイル用ボビンとモールド
コイル及びモールド変圧器並びにそれらの製造方法を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るモールドコイル用ボビンの一部
断面図を示す斜視図。

【図２】 本発明に係るモールドコイル用ボビンの一部
断面図を示す斜視図。

【図３】 本発明に係るモールドコイルの斜視図。

【図４】 本発明に係るモールドコイルを用いたモール
ド変圧器の斜視図。

【符号の説明】

１…プリプレグ材筒 、２…絶縁フィルム、３…接着
剤、４…次側電源接続用端子、５…コイル接続端子、６
…タップ切り替え端子、７…低電圧モールドコイル、８
…鉄心、９…1次側接続用金具、１０…コイル接続バ
ー、１１…タップ接続バー、１２…2次端子、13…高電
圧モールドコイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊豆名 具巳 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１ 株式会社日立製作所産業機器グループ内 (72)発明者 海津 朋宏 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１ 株式会社日立製作所産業機器グループ内 Ｆターム(参考） 5E044 AA07 BA01 BB05 BC02 CA03 CA05 CA09 CB03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱硬化性樹脂を有する繊維状ガラス基材か
   らなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有機フィルムが接着
   剤によって接着されて巻回されていることを特徴とする
   モールドコイル用ボビン。
2. 【請求項２】熱硬化性樹脂を有する繊維状ガラス基材か
   らなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有機フィルムが巻回
   され、該絶縁有機フィルムが前記プリプレグ材筒の加熱
   硬化に伴って接着されていることを特徴とするモールド
   コイル用ボビン。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記絶縁有機フ
   ィルムがポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレ
   フタレート、ポリフェニレンサルファイド及び絶縁紙の
   いずれかであることを特徴とするモールドコイル用ボビ
   ン。
4. 【請求項４】電気絶縁物で被覆された導体がボビン外周
   に巻回された巻線にエポキシ樹脂組成物が注型されたモ
   ールドコイルにおいて，前記ボビンは請求項１〜３のい
   ずれかに記載のボビンよりなることを特徴とするモール
   ドコイル。
5. 【請求項５】低電圧モールドコイル及び高電圧モールド
   コイルが互いに鉄心によって磁気的に接続されているモ
   ールド変圧器において、前記低電圧モールドコイル及び
   高電圧モールドコイルの少なくとも一方が請求項４に記
   載のモールドコイルにより構成されることを特徴とする
   モールド変圧器。
6. 【請求項６】熱硬化性樹脂を有する繊維状ガラス基材か
   らなるプリプレグ材筒の外周に接着剤を塗付し、該接着
   剤上に絶縁有機フィルムを巻回することを特徴とするモ
   ールドコイル用ボビンの製造方法。
7. 【請求項７】熱硬化性樹脂を有する繊維状ガラス基材か
   らなるプリプレグ材筒の外周に絶縁有機フィルムを巻回
   し、次いで前記プリプレグ材筒を加熱硬化することを特
   徴とするモールドコイル用ボビンの製造方法。
8. 【請求項８】電気絶縁物で被覆された導体をボビン外周
   に巻回し巻線を形成した後、該巻線にエポキシ樹脂組成
   物を注型するモールドコイルの製造方法において，前記
   ボビンを請求項６又は７に記載のボビンの製造方法によ
   って製造することを特徴とするモールドコイルの製造方
   法。
9. 【請求項９】低電圧モールドコイル及び高電圧モールド
   コイルが互いに鉄心によって磁気的に接続されるモール
   ド変圧器の製造方法において、前記低電圧モールドコイ
   ル及び高電圧モールドコイルの少なくとも一方が請求項
   ８に記載のモールドコイルの製造方法により製造するこ
   とを特徴とするモールド変圧器の製造方法。