JP2003318056A - 高圧トランスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注型用樹脂の硬化時間を短縮することがで
き、生産性を向上させることができるとともに、絶縁性
の信頼性も向上させることができる高圧トランスおよび
その製造方法を提供する。 【解決手段】 １次コイル１２および２次コイル１４を
含浸用樹脂２０で含浸処理してなるコイル本体１０をケ
ース３０に組み込むとともに、このコイル本体１０が組
み込まれたケース３０内に注型用樹脂４０を注型し硬化
させてなる高圧トランス、およびその製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火コイルやフラ
イバックトランス等の高圧トランスおよびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車などにおいては、点火プラ
グに高電圧を供給するため点火コイルが使用されてお
り、また、テレビ受像機やコンピュータモニター等の陰
極線管には、アノード部分に高電圧を印加するためフラ
イバックトランスが使用されている。

【０００３】このような高電圧を発生するトランスにお
いては、絶縁性の確保が重要かつ不可欠であり、このた
め、鉄芯の外周に１次コイルおよび２次コイルを巻装し
てケースに収容し、このケース内に注型用樹脂を注型し
硬化させている。注型用樹脂の注型にあたっては、ケー
ス内に空隙が生じることのないよう、また、樹脂内に気
泡を生ずることのないよう、真空で注型する方法が採ら
れる一方、硬化に際しては、まず初期段階で低温でゆっ
くり時間をかけて硬化させ、コイル内部にまで樹脂が充
填されたところで温度を高め硬化させる、いわゆるステ
ップ加熱方式が用いられている。これは、初期より硬化
温度を高くすると、硬化反応による樹脂の粘度上昇が速
くなるために、コイル内部にまで十分に樹脂が含浸せ
ず、結果的に絶縁不良が生ずるおそれがあるからであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の高圧トランスにおいては、注型用樹脂の硬化
に時間（通常、4時間以上）がかかるため、生産性が低
いという問題があった。しかも、通常、注型用樹脂に
は、シリカ等の無機充填剤が多量に配合されており、こ
れらの微細粉がコイルの巻線間の隙間を塞ぎやすいた
め、上記のような硬化方法をもってしても、コイル内に
注型用樹脂を隙間なく充填することは非常に困難であっ
た。したがって、絶縁性の信頼性の点でもやや問題があ
った。

【０００５】本発明はこのような従来技術の課題に対処
するためになされたもので、注型用樹脂の硬化時間を短
縮することができ、これにより生産性を向上させること
ができるとともに、コイルの巻線間の絶縁性の信頼性も
向上させることができる高圧トランスおよびその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高圧トランスは、1次コイルおよび２次コ
イルを含浸用樹脂で含浸処理してなるコイル本体をケー
ス内に組み込むとともに、前記コイル本体が組み込まれ
たケース内に注型用樹脂を注型し硬化させてなることを
特徴としている。

【０００７】ここで、含浸用樹脂は、無溶剤型熱硬化性
樹脂であってもよく、また、注型用樹脂は、不飽和ポリ
エステル系樹脂またはエポキシ系樹脂であってもよい。
高圧トランスとしては、点火コイルおよびフライバック
トランスが例示される。本発明の高圧トランスの製造方
法は、1次コイルおよび２次コイルを含浸用樹脂で含浸
処理してなるコイル本体を、ケース内に組み込んだ後、
前記ケース内に注型用樹脂を注型し硬化させることを特
徴としている。

【０００８】また、本発明の高圧トランスの製造方法
は、1次コイル用巻線および２次コイル用巻線に含浸用
樹脂を塗布しつつコイル状に巻き付けて形成された1次
コイルおよび２次コイルを備えたコイル本体を、ケース
内に組み込んだ後、前記ケース内に注型用樹脂を注型し
硬化させることを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、1次コイルおよび２次コ
イルを含浸用樹脂で含浸処理しているので、従来のよう
に注型用樹脂を各コイルの巻線間に含浸させる必要がな
い。したがって、注型用樹脂を初期段階から高温で硬化
させることが可能となり、硬化時間を大幅に短縮するこ
とができる。これにより生産性を向上させることができ
る。しかも、コイルの巻線間の絶縁性は含浸用樹脂によ
って確保され、コイルの巻線間に樹脂が十分に含浸しな
いことによる絶縁不良の発生のおそれもないため、信頼
性も向上する。また、注型用樹脂に含まれる無機充填剤
によってコイル巻線間の絶縁不良が生ずることがないた
め、無機充填剤をより多く配合した注型用樹脂の使用が
可能となり、高圧トランス全体としての絶縁性をさらに
高めることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る点
火コイルを概略的に示す断面図である。図１において、
１０は、表面が耐熱性樹脂で被覆されたフェライト等か
らなるコア１１と、その外周に巻き付けられたポリウレ
タンエナメル線等からなる１次コイル１２と、その外周
に嵌挿されたコイルボビン１３と、このコイルボビン１
３に巻き付けられたポリウレタンエナメル線等からなる
２次コイル１４を備えたコイル本体を示している。本実
施形態の点火コイルは、このようなコイル本体１０全体
を含浸用樹脂２０によって含浸処理するとともに、ポリ
フェニレンオキサイト（ＰＰＯ）等からなるケース３０
に組み込み、さらに、これらをケース３０内に注型し硬
化させた注型用樹脂４０によって一体化した構造となっ
ている。なお、図２は、２次コイル１４が形成されたコ
イルボビン１３の一部を拡大して示したものである。

【００１１】コイル本体１０に対する含浸用樹脂２０に
よる含浸処理は、含浸用樹脂２０を収容し0.1〜0.3 kPa
程度にまで減圧した真空槽内にコイル本体１０を入れ、
含浸用樹脂２０に完全に浸漬して含浸用樹脂２０を十分
に含浸させることにより行われる。含浸時間は、通常、
1〜5分程度である。

【００１２】含浸用樹脂２０には、公知のものを使用す
ることができるが、絶縁性、硬化性、環境への配慮等の
観点から、無溶剤型熱硬化性樹脂を使用することが好ま
しく、なかでも不飽和ポリエステル系樹脂またはエポキ
シ系樹脂を使用することが好ましい。

【００１３】不飽和ポリエステル系樹脂としては、東芝
ケミカル社製のＴＶＢ２１９１Ｋ、ＴＶＢ２９０６（以
上、いずれも商品名）等が挙げられる。また、エポキシ
系樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸のグリ
シジルエーテル、シクロへキサン誘導体のエポキシ化物
のような液状乃至低粘度のエポキシ樹脂に、メチルヘキ
サヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸
無水物、無水フタル酸タイプの誘導体、無水メチルナジ
ック酸無水物のような液状の酸無水物や、液状の各種ア
ミン系硬化剤等の硬化剤を配合したものが挙げられる。
なお、併用成分として液状のモノエポキシ樹脂の使用も
可能である。

【００１４】これらの含浸用樹脂には、シリカ、タル
ク、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の絶縁性無
機充填剤が配合されていてもよい。このような無機充填
剤が配合されたものを使用することにより、耐熱性や絶
縁性を向上させることができる。ただし、あまり含有量
が多かったり、あるいは、粒径の大きい無機充填剤が配
合されていると、含浸が不十分になるおそれがあるた
め、できるだけ粒径の小さい無機充填剤であることが好
ましく、また、その含有量は全体の30％以下であること
が好ましい。

【００１５】本実施形態の点火コイルは、上記含浸処理
が施されたコイル本体１０を、点火コイルに必要な他の
構成部材とともに、ケース３０内にセットした後、注型
用樹脂４０をケース３０内に注型し加熱硬化させること
により製造される。ここでの加熱は、１次コイル１２お
よび２次コイル１４に既に含浸用樹脂２０が含浸されて
いるので、従来のようなステップ加熱法を採る必要はな
く、注型用樹脂の硬化に一般に用いられているような加
熱方法を採ることができる。なお、注型用樹脂４０の硬
化とともに、コイル本体１０に含浸させた含浸用樹脂２
０も硬化するが、含浸用樹脂２０はコイル本体１０をケ
ース３０内にセットする前に予め加熱硬化させておいて
もよい。

【００１６】注型用樹脂４０には、公知のものを使用す
ることができるが、耐熱性、絶縁性、成形性等の観点か
ら、不飽和ポリエステル系樹脂またはエポキシ系樹脂を
使用することが好ましい。具体的には、不飽和ポリエス
テル系樹脂として、東芝ケミカル社製のＴＣＤ９３４４
（商品名）等が挙げられる。また、エポキシ系樹脂とし
ては、東芝ケミカル社製のＴＣＧ１５８８、ＴＣＧ１５
９４（以上、いずれも商品名）等が挙げられる。

【００１７】これらの注型用樹脂には、シリカ、タル
ク、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の絶縁性無
機充填剤が配合されていてもよい。このような無機充填
剤が配合されたものを使用することにより、耐熱性や絶
縁性を向上させることができる。無機充填剤の含有量と
しては、全体の50〜90％の範囲が好ましい。

【００１８】本実施形態においては、コイル本体１０を
含浸用樹脂２０で含浸処理してケース３０に組み込んだ
後、ケース３０内に注型用樹脂４０を注型し硬化させて
いるので、従来のように注型用樹脂を各コイルの巻線間
に十分に含浸させるために注型用樹脂の硬化時間を長く
する、つまり硬化速度を遅くする必要がない。このた
め、加熱温度を初期より高くして樹脂の硬化速度を速め
ることができ、樹脂の硬化時間を大幅に短縮することが
できる。これにより効率のよい生産が可能となる。しか
も、各コイル１２、１４の巻線間への樹脂の充填不良、
含浸不良が生ずることもないため、絶縁処理の信頼性も
向上する。また、従来に比べ無機充填剤をより多く配合
した注型用樹脂の使用が可能となることで、絶縁性のい
っそうの向上を図ることが可能となる。

【００１９】次に、本発明の第２の実施形態を、第１の
実施形態との相違点を中心に説明する。

【００２０】図３は、本発明の第２の実施形態に係る点
火コイルを概略的に示す断面図である。図３に示すよう
に、本実施形態では、図１に示した点火コイルにおい
て、１次コイル１２と２次コイル１４にのみ含浸用樹脂
２０を含浸処理した構造となっている。

【００２１】このような点火コイルは、例えば次のよう
に製造される。ポリウレタンエナメル線等の１次コイル
用巻線を含浸用樹脂２０を収容した浸漬槽内を通過させ
るなどの方法で、その表面に含浸用樹脂２０を付着さ
せ、これをコア１１上に巻き付ける一方、同様にして２
次コイル用巻線の表面に含浸用樹脂２０を付着させ、こ
れをコイルボビン１３に巻き付ける。その後、これらを
加熱槽に移し、含浸用樹脂２０を加熱硬化させる。次い
で、コイルボビン１３をコア１１外周に嵌挿させ、第１
の実施形態の場合と同様、点火コイルに必要な他の構成
部材とともに、ケース３０内に組み込んだ後、ケース３
０内に注型用樹脂４０を注型し、加熱硬化させる。

【００２２】このような点火コイルにおいても、第１の
実施形態の場合と同様、注型用樹脂４０を各コイル１
２、１４の巻線間に含浸させる必要がないため、従来の
点火コイルに比べ樹脂の硬化時間を大幅に短縮すること
ができ、効率のよい生産が可能となるうえ、絶縁処理の
信頼性も向上する。また、無機充填剤をより多く配合し
た注型用樹脂の使用によって、高圧トランス全体として
の絶縁性をさらに高めることが可能となる。さらに、本
実施形態においては、第１の実施形態における真空槽を
用いた含浸工程が不要となり、よりいっそうの効率化を
図ることができるとともに、製造コストの低減が可能と
なる。

【００２３】なお、以上説明した実施形態は、いずれも
本発明を点火コイルに適用した例であるが、本発明はこ
のような例に限定されるものではなく、フライバックト
ランスをはじめ、高い絶縁性が要求される各種高圧トラ
ンスに広く適用することができる。また、点火コイルに
ついても特に上記構造のものに限定されるものではな
い。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を記載する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものでないこ
とはいうまでもない。

【００２５】実施例１ ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）で被覆したフェラ
イトからなるコアに外径0.03mmのポリウレタンエナメル
線を巻き付け１次コイルを形成した。また、ポリブチレ
ンテレフタレート（ＰＢＴ）からなるコイルボビンに外
径0.03mmのポリウレタンエナメル線を巻き付け２次コイ
ルを形成し、１次コイルの外周に嵌挿させ、コイル本体
とした。

【００２６】一方、ビスフェノールＡジグリシジルエー
テル100重量部と、メチルテトラヒドロフタル酸無水物9
0重量部と、ベンジルジメチルアミン0.5重量部とを撹拌
混合して調製した含浸用樹脂を真空槽に入れ40℃に保温
した後、真空槽内を0.1〜0.3 kPaまで減圧した。

【００２７】真空槽内の含浸用樹脂中に100℃に予熱し
た上記コイル本体を3分間浸漬した後、加熱槽に移し、1
20℃で30分間加熱して含浸用樹脂を硬化させた。次い
で、この含浸処理したコイル本体を他の構成部材ととも
にＰＰＯからなるケースにセットし、120℃に予熱して
真空槽内に収容した。真空槽内を0.1〜0.3 kPaまで減圧
した後、ケース内に60℃に予熱した注型用樹脂を1分間
かけて注入した。注型用樹脂には、ビスフェノールＡジ
グリシジルエーテル100重量部と、メチルテトラヒドロ
フタル酸無水物90重量部と、ベンジルジメチルアミン2
重量部と、結晶シリカ（龍森社製 商品名クリスタライ
トＡ−１）200部とを撹拌混合して調製したものを用い
た。注型用樹脂注入後、加熱槽に移し、100℃で1時間加
熱して注型用樹脂を硬化させ、点火コイルを得た。

【００２８】得られた点火コイルは、巻線間への樹脂の
含浸状態が良好であり、かつ、絶縁特性試験の結果も良
好であった。

【００２９】実施例２ ＰＰＯで被覆したフェライトからなるコアに、実施例１
と同様の含浸用樹脂を収容した浸漬槽内を通過させるこ
とによって表面に含浸用樹脂を付着させた外径0.03mmの
ポリウレタンエナメル線を巻き付け１次コイルを形成し
た。また、ＰＢＴからなるコイルボビンに、同様にして
表面に含浸用樹脂を付着させた外径0.03mmのポリウレタ
ンエナメル線を巻き付け２次コイルを形成した。１次コ
イルおよび２次コイル形成後、直ちに加熱槽に移し、12
0℃で30分間加熱して含浸用樹脂を硬化させた。

【００３０】次いで、２次コイルを形成したコイルボビ
ンを１次コイルを形成したコア外周に嵌挿させ、他の構
成部材とともにＰＰＯからなるケースにセットし、120
℃に予熱して真空槽内に収容した。

【００３１】真空槽内を0.1〜0.3 kPaまで減圧した後、
ケース内に60℃に予熱した実施例1と同様の注型用樹脂
を1分間かけて注入した。注型用樹脂注入後、加熱槽に
移し、100℃で1時間加熱して注型用樹脂を硬化させ、点
火コイルを得た。

【００３２】得られた点火コイルは、巻線間への樹脂の
含浸状態が良好であり、かつ、絶縁特性試験の結果も良
好であった。

【００３３】比較例 実施例１と同様にして作製したコイル本体を、含浸処理
することなく実施例１と同様のＰＰＯからなるケースに
セットし、120℃に予熱して真空槽内に収容した。次い
で、真空槽内を0.1〜0.3 kPaまで減圧した後、ケース内
に60℃に予熱した実施例1と同様の注型用樹脂を1分間か
けて注入した。注型用樹脂注入後、加熱槽に移し、100
℃で1時間加熱して注型用樹脂を硬化させ、点火コイル
を得た。得られた点火コイルは、巻線間への注型用樹脂
の含浸率が50〜70％であり（通常、要求される含浸率は
95％以上である）、絶縁特性試験の結果も不良であっ
た。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注型用樹脂の硬化時間が短縮されるため、生産性を向上
させることができ、また、コイルの巻線間の絶縁性は含
浸用樹脂によって十分に確保されるため、絶縁性に対す
る信頼性も向上させることができる高圧トランスを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る点火コイルを概
略的に示す断面図

【図２】図１に示す点火コイルの部分拡大断面図。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る点火コイルを概
略的に示す断面図。

【符号の説明】

１０……コイル本体、１１……コア、1２……１次コイ
ル １３……コイルボビン、１４……２次コイル、２０……
含浸用樹脂 ３０……ケース、４０……注型用樹脂

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次コイルおよび２次コイルを含浸用樹
   脂で含浸処理してなるコイル本体をケースに組み込むと
   ともに、前記コイル本体が組み込まれたケース内に注型
   用樹脂を注型し硬化させてなることを特徴とする高圧ト
   ランス。
2. 【請求項２】 含浸用樹脂が、無溶剤型熱硬化性樹脂で
   あることを特徴とする請求項１記載の高圧トランス。
3. 【請求項３】 注型用樹脂が、不飽和ポリエステル系樹
   脂またはエポキシ系樹脂であることを特徴とする請求項
   １または２記載の高圧トランス。
4. 【請求項４】 高圧トランスが、点火コイルまたはフラ
   イバックトランスであることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれか1項記載の高圧トランス。
5. 【請求項５】 １次コイルおよび２次コイルを含浸用樹
   脂で含浸処理してなるコイル本体を、ケース内に組み込
   んだ後、前記ケース内に注型用樹脂を注型し硬化させる
   ことを特徴とする高圧トランスの製造方法。
6. 【請求項６】 １次コイル用巻線および２次コイル用巻
   線に含浸用樹脂を塗布しつつコイル状に巻き付けて形成
   された1次コイルおよび２次コイルを備えたコイル本体
   を、ケース内に組み込んだ後、前記ケース内に注型用樹
   脂を注型し硬化させることを特徴とする高圧トランスの
   製造方法。