JP2003163131A - 樹脂モールドコイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂モールドコイルの製作工数及び製作時間
を短くする。 【解決手段】 コイル１１の内周面１２及び外周面１３
を絶縁性プリプレグシート１８，１８で覆い、コイル１
１の両端面１４，１４に、難燃性及び絶縁性を有する石
英粉末が添加されている熱硬化型シリコン樹脂１９を充
填する。そして、この熱硬化型シリコン樹脂１９を加熱
して硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、コイルの回りを樹
脂で覆った樹脂モールドコイルの製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の樹脂モールドコイルとしては、例
えば、特開昭５９−４３５１４号公報に示すものがあ
る。 【０００３】この樹脂モールドコイルの製造では、図２
に示すように、まず、巻線機２１に取り付けられた巻線
型２２の外周に絶縁性プリプレグシート１８を巻線型２
２に巻き付ける。そして、巻線機２１を駆動して、巻線
型２２を回転させつつ、巻線型２２に導線を巻いてコイ
ル１１を形成する。続いて、コイル１１の外周１３に
も、絶縁性プリプレグシート１８を巻き付け、この樹脂
モールドコイル中間製造物１０を巻線型２２ごと巻線機
２１から外す。次に、絶縁性プリプレグシート１８の端
部とコイル１１の端面１４との間に形成された凹部Ａ
に、エポキシ樹脂等のパテ状樹脂を充填すべく、樹脂モ
ールドコイル中間製造物１０を垂直に立てる。すなわ
ち、コイル１１の貫通孔が鉛直方向を向くように、樹脂
モールドコイル中間製造物１０を乾燥場に置く。これ
は、その後、エポキシ樹脂等のパテ状樹脂を熱硬化させ
る過程で、一度、樹脂の粘度が低下するため、樹脂モー
ルドコイル中間製造物１０を垂直に立てて置かないと、
コイル端部の凹部Ａから樹脂が垂れてくるからである。 【０００４】樹脂モールドコイル中間製造物１０を乾燥
場に置くと、上を向いているコイル端部に、ハケやヘラ
等を使ってパテ状樹脂を充填し、これを加熱して、パテ
状樹脂を熱硬化させる。一方の端部に充填したパテ状樹
脂が熱硬化すると、他方の端部が上を向くように、樹脂
モールドコイル中間製造物１０をひっ繰り返す。そし
て、この他方の端部にも同様に、ハケやヘラ等を使って
パテ状樹脂を充填し、これを加熱して、パテ状樹脂を熱
硬化させる。 【０００５】コイルの両端部の樹脂が硬化すると、端部
の角にグラインダーをかけて、そこのバリ等を取って、
樹脂モールドコイルを完成させる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、コイルの端部に樹脂を充填するに当
たり、樹脂モールドコイル中間製造物１０を巻線機２１
から外して、これを垂直に立て、一方の端部に樹脂を充
填し、この樹脂が熱硬化した後、樹脂モールドコイル中
間製造物１０をひっ繰り返して、他方の端部にも同様の
処理を行わなければならないため、非常に作業工数が多
くなると共に、製造時間も長くなるという問題点があ
る。 【０００７】また、エポキシ樹脂には、一般的に酸無水
物硬化剤が添加されているため、充填作業の際には、樹
脂が手に触れぬような配慮が必要である上に、グライン
ダーによるバリ取り作業の際には、塵埃対策も必要にな
り、各作業ごとに特殊な安全対策が必要であるという問
題点がある。さらに、エポキシ樹脂は、充填する際にお
いて粘度が非常に高いために、樹脂射出ガンを用いて充
填することができず、ハケやヘラ等を用いて手作業にて
充填しなければならず、自動化が困難であるという問題
点もある。 【０００８】本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされ
たものであって、作業工数が少なく製造時間も短く、さ
らに特殊な安全対策が不要で、しかも自動化が比較的容
易な樹脂モールドコイルの製造方法を提供することであ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の樹脂モールドコイルの製造方法は、コイル（１１，１
１ａ）の巻線型（２２）の外周面を絶縁性樹脂シート
（１８）で覆い、絶縁性樹脂シート（１８）で覆われた
巻線型（２２）の外周に、導電性線材（１５）を巻き付
けてコイル（１１，１１ａ）を形成し、コイル（１１，
１１ａ）の外周面（１３）を絶縁性樹脂シート（１８）
で覆い、コイル（１１，１１ａ）の両端面（１４，１
４）に、難燃性及び絶縁性を有する材料を添加した熱硬
化型シリコン樹脂（１９）を充填し、この熱硬化型シリ
コン樹脂（１９）を加熱して熱硬化型シリコン樹脂（１
９）を硬化させることを特徴とするものである。 【００１０】なお、以上の説明において、（ ）内の符
号は、以下に説明する実施形態における対応部位の符号
である。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る各種実施形態
としての樹脂モールドコイルについて説明する。 【００１２】まず、図１〜図４を用いて、本発明に係る
一実施形態としての樹脂モールドコイルについて説明す
る。 【００１３】この樹脂モールドコイルは、図１に示すよ
うに、略角柱状に形成されたコイル１１と、コイル１１
の内周面１２及び外周面１３を覆う絶縁性プリプレグシ
ート１８，１８と、コイル１１の両端面１４，１４を覆
う熱硬化型シリコン樹脂１９とを有して構成されてい
る。 【００１４】この樹脂モールドコイルの製造では、図２
を用いて従来技術で述べたように、まず、略角柱状の巻
線型２２を巻線機２１の回転軸２１ａに取り付ける。続
いて、この巻線型２２の外周に、絶縁性プリプレグシー
ト１８を巻き付ける。この絶縁性プリプレグシート１８
は、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させたものである。
そして、巻線機２１を駆動して、巻線型２２を回転させ
つつ、巻線機２１の回転軸２１ａの延長線上に形成され
る仮想の巻軸２５を中心として、巻軸方向Ｓに線材を巻
く。一層目が巻終わると、その外周に層間絶縁シート
(図示されていない。)を施した後、さらにその外周に線
材を巻き付けて、二層目を形成し、その外周にも層間絶
縁シートを施す。以上の処理を何度か繰り返して、巻軸
２５から遠ざかる層方向Ｒに何層にも線材を巻いてコイ
ル１１を形成する。コイル１１が形成されると、このコ
イル１１の外周面１３にも、絶縁性プリプレグシート１
８を巻き付ける。ここで、コイル１１の内周面１２及び
外周面１３に絶縁性プリプレグシート１８が施されたも
のを樹脂モールドコイル中間製造物１０とする。 【００１５】この樹脂モールドコイル中間製造物１０に
おいて、内外周の絶縁性プリプレグシート１８の巻軸方
向Ｓの長さは、コイル１１の巻軸方向Ｓの長さよりも長
く、このコイル１１の端面１４，１４と内外周の絶縁性
プリプレグシート１８，１８とで凹部Ａが形成されてい
る。 【００１６】次に、樹脂モールドコイル中間製造物１０
の端部の凹部Ａに、図３に示すように、樹脂射出ガン２
３を用いて、熱硬化型シリコン樹脂１９を充填する。こ
の際、巻線機２１を駆動して、樹脂モールドコイル中間
製造物１０を回転させつつ、この熱硬化型シリコン樹脂
１９を充填する。 【００１７】次に、熱硬化型シリコン樹脂の充填が終了
した樹脂モールドコイル中間製造物１０ａを、巻線型２
２ごと巻線機２１から外し、図４に示すように、テフロ
ン（米国デュポン社の登録商標）性のセパレートシート
２７を敷いた乾燥板２６の上に、横にして並べて行く。
樹脂モールドコイル中間製造物１０ａを横置きにできる
のは、常温時において熱硬化型シリコン樹脂が樹脂モー
ルドコイル中間製造物１０の凹部Ａから垂れてこないだ
けの粘性があり、しかも、後で行う熱硬化過程で、その
粘度がエポキシ樹脂のように低下しないからである。一
定数量の樹脂モールドコイル中間製造物１０ａを並べ終
わると、これらの上に再びテフロン性のセパレートシー
ト２７を敷いて、この上にも樹脂モールドコイル中間製
造物１０ａを置く。以上のようにして、乾燥板２６の上
に、複数の樹脂モールドコイル中間製造物１０ａ，１０
ａ，…を複数段積み重ねる。そして、これら全部を乾燥
炉内に入れて１３０〜１５０℃程度に加熱し、コイル１
１の内外周に配した絶縁性プリプレグシート１８，１８
と共に、コイル１１の端部に充填した熱硬化型シリコン
樹脂１９を硬化させる。このように、熱硬化型シリコン
樹脂を充填した複数の樹脂モールドコイル１０ａ，１０
ａ，…を複数段に積み重ねて、１度に硬化させることが
できるので、乾燥炉を効率良く利用することができる。 【００１８】絶縁性プリプレグシート１８及び熱硬化型
シリコン樹脂１９が硬化したら、巻線型２２を外し、整
形作業を行って、図１に示す樹脂モールドコイルを完成
させる。この整形作業では、カッターナイフを用いて、
コイル端部の角の面取りする。 【００１９】以上のように、この樹脂モールドコイルの
製造では、コイル１１の両端面１４，１４に一度に樹脂
を充填することができ、しかもコイル１１の内外周面１
２，１３に配した絶縁性プリプレグシート１８，１８と
共に、コイル１１の両端面１４，１４に充填した熱硬化
型シリコン樹脂１９を一工程で硬化させることができる
ので、作業工数を少なくすることができると共に製造時
間を短くすることができる。また、シリコン樹脂は、硬
化収縮に対して粘性があるため、内部残留応力が発生せ
ずクラック等の問題もないことから、短時間硬化及び短
時間徐冷が可能である。従って、この面からも、製造時
間を短くすることができる。 【００２０】また、熱硬化型シリコン樹脂１９は、人体
に対して無害であるために、これが皮膚に触れぬような
配慮は特に必要なく、さらに、グラインダーによるバリ
取り作業が無くなるために、集塵対策も不要になる。し
たがって、各作業ごとの安全対策が容易になり、製造コ
ストの低減を図ることもできる。 【００２１】また、熱硬化型シリコン樹脂１９は、前述
したように、樹脂モールドコイル１０を横置きにして、
その端部の凹部Ａにこのシリコン樹脂を充填しても垂れ
ないだけの粘性を有するものの、エポキシ樹脂より、粘
性が低いので、樹脂充填の際に樹脂射出ガン２３を用い
ることができ、充填作業が容易になって充填作業の自動
化を図ることもできる。 【００２２】また、導線の外周を覆う素線絶縁材や、コ
イル１１の各層間を絶縁するための層間絶縁材として、
例えば、ポリエステルフィルム（ポリエチレンテレフタ
レート）やポリエチレンナフタレートなど化学加合性フ
ィルムを用いることがあるが、この場合、エポキシ樹脂
に添加されている酸無水物硬化剤によって劣化が促進さ
れることがある。しかしながら、シリコン樹脂を用いた
場合、これらフィルムに対しては無害であり、長期的絶
縁劣化に対して非常に有利になる。 【００２３】コイル１１の端面１４への充填剤として、
従来のエポキシ樹脂の換わりに、熱硬化型シリコン樹脂
１９を用いることで、以上のように、多くの有利な点が
あるものの、現状では、熱硬化型シリコン樹脂１９がエ
ポキシ樹脂に比べて、高価であるという難点もある。さ
らに、シリコン樹脂硬化物はゴム状で軟かいために、ユ
ーザーがその指触感から不安視することも考えられる。
そこで、安価で、シリコン樹脂よりも硬く、難燃性及び
絶縁性を有する材料を増量剤として、熱硬化型シリコン
樹脂１９に添加することで、比較的高価な熱硬化型シリ
コン樹脂１９の使用量を削減して、製造コストの低減を
図ると共に、その指触感を高めることが好ましい。 【００２４】具体的には、熱硬化型シリコン樹脂１９
に、増量剤として石英粉末を８０％Ｗｔ添加する。これ
により得られた樹脂は、価格的には、増量材を含まない
通常のシリコン樹脂の約１／２であり、十分に製造コス
トの低減を図ることができる。 【００２５】ところで、石英粉末を８０％Ｗｔ添加した
シリコン樹脂を用いて実験したところ、ある程度粘性が
高まるものの、樹脂射出ガン２３による充填作業は良好
であった。また、硬化時間は１１０〜１２０℃で３〜５
時間で所定の特性が得られた。また、石英粉末を添加し
た硬化物の硬度は、石英粉末の未添加の硬化物の硬度よ
りも高まり、ショアー硬度として８０°以上が得られ
た。また、難燃性の指標として一般的に用いられるＪＩ
ＳＫ６９１１（１９７９）（熱硬化型プラスチック一般
試験方法）記載の耐燃性（Ａ法）で試験したところ、石
英粉末８０％Ｗｔ添加品では、燃焼時間は０（秒）、燃
焼距離は５（mm）で、難燃区分としては不燃性であっ
た。この比較として一般的な酸無水物硬化剤と結晶質石
英粉末を添加したエポキシ樹脂の硬化物の同様の耐燃試
験では、燃焼時間は１２〜１４（秒）、燃焼距離は１１
〜１４（mm）であった。これらの耐燃試験では、両者と
も燃焼区分としては不燃性となるが、石英粉末を８０％
Ｗｔ添加したシリコン樹脂が、エポキシ樹脂に比べると
難燃性は向上したと言える。 【００２６】次に、図５及び図６を用いて、本発明に係
る他の実施形態としての樹脂モールドコイルについて説
明する。 【００２７】この実施形態においては、図６に示すよう
に、コイル１１ａを形成する線材１５として、線材１５
の本体である導線１６と、この導線１６の外周の一部に
隣接し且つ導線１６の長手方向に沿って施された層間絶
縁用絶縁材１７ａと、この層間絶縁用絶縁材１７ａが施
された導線１６の外周に巻き付けられた絶縁性樹脂シー
ト１７ｂとで構成されているものを用いている。 【００２８】絶縁性樹脂シート１７ｂは、仮想の巻軸２
５を中心として巻軸２５が伸びている巻軸方向Ｓに、導
線１６を何度も巻くに当たり、この巻軸方向Ｓに隣合う
導線１６，１６間の絶縁性を確保するものである。ま
た、層間絶縁用絶縁材１７ａは、仮想の巻軸２５を中心
として巻軸２５から遠ざかる層方向Ｒに、導線１６を複
数層巻くにあたり、層方向Ｒに隣合う導線１６，１６間
の絶縁性を確保するものである。コイル１１ａにおいて
は、巻軸方向Ｓに隣合う導線間よりも層方向Ｒに隣合う
導線間の方が電位差が大きいので、絶縁性樹脂シート１
７ｂよりも層間絶縁用絶縁材１７ａの方が絶縁性は高
い。なお、この実施形態では、絶縁性樹脂シート１７ｂ
も層間絶縁用絶縁材１７ａも、プリプレグシートで形成
されている。この実施形態では、以上で説明した線材１
５を用いて、図５に示すように、層間絶縁用絶縁材１７
ａが施されている側が層方向Ｒを向くよう、巻線型（図
示されていない）の回りに巻軸方向Ｓに線材１５を何度
も巻き、さらに、層方向Ｒに何層にも線材１５を巻いて
コイル１１ａを形成している。このように、予め層間絶
縁用絶縁材１７ａが施されている線材１５を用いること
により、コイル形成過程で、各層を形成した後に層間絶
縁シートを配する手間を省くことができる。 【００２９】この実施形態においても、以上のように形
成したコイル１１ａを用いて、先の実施形態と同様に、
コイル１１ａの内外周に絶縁性プリプレグシート１８，
１８を配し、コイル１１ａの両端部に熱硬化型シリコン
樹脂１９を施して、樹脂モールドコイルを形成してい
る。従って、先に述べた層間絶縁シート施工の工程の省
略という効果の他に、先の実施形態と同様の効果を得る
ことができる。 【００３０】 【発明の効果】本発明によれば、コイルの両端面に一度
に樹脂を充填することができ、しかも充填した樹脂を一
工程で硬化させることができるので、作業工数を少なく
することができると共に製造時間を短くすることができ
る。また、コイルの端面に充填する熱硬化型シリコン樹
脂は、人体に対して無害であるために、これが皮膚に触
れぬような配慮は特に必要なく、さらに、グラインダー
によるバリ取り作業が無くなるために、集塵対策も不要
になる。したがって、各作業ごとの安全対策が容易にな
り、製造コストの低減を図ることもできる。また、熱硬
化型シリコン樹脂は、従来用いられていたエポキシ樹脂
より、粘性が低いので、樹脂充填の際に樹脂射出ガンを
用いることができ、充填作業が容易になって充填作業の
自動化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る一実施形態としての樹脂モールド
コイルの縦断面図である。 【図２】本発明に係る一実施形態としての樹脂モールド
コイルの中間製造物の縦断面図である。 【図３】本発明に係る一実施形態としての樹脂モールド
コイルのシリコン樹脂充填作業を示す斜視図である。 【図４】本発明に係る一実施形態としての樹脂モールド
コイルの硬化時姿勢を示す斜視図である。 【図５】本発明に係る他の実施形態としての樹脂モール
ドコイルの縦断面図である。 【図６】本発明に係る他の実施形態としての樹脂モール
ドコイルに用いられる線材の断面図である。 【符号の説明】 １０…樹脂モールドコイル中間製造物、１１，１１ａ…
コイル、１２…内周面、１３…外周面、１４…端面、１
５…線材、１６…導線、１７ａ…層間絶縁用絶縁材、１
７ｂ…絶縁用樹脂シート、１８…絶縁性プリプレグシー
ト、１９…熱硬化型シリコン樹脂、２１…巻線機、２２
…巻線型、２５…巻軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】コイルの回りが樹脂で覆われている樹脂モ
   ールドコイルの製造方法において、 前記コイルの巻線型の外周面を絶縁性樹脂シートで覆
   い、 絶縁性樹脂シートで覆われた前記巻線型の外周に、導電
   性線材を巻き付けて前記コイルを形成し、 前記コイルの外周面を前記絶縁性樹脂シートで覆い、 前記コイルの両端面に、難燃性及び絶縁性を有する材料
   を添加した熱硬化型シリコン樹脂を充填し、 前記熱硬化型シリコン樹脂を加熱して該熱硬化型シリコ
   ン樹脂を硬化させることを特徴とする樹脂モールドコイ
   ルの製造方法。