JP2004134707A - 樹脂モールドコイル、樹脂モールドコイルを用いたモールド変圧器及びモールド変圧器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド変圧器において、樹脂成形作業後のコイル表面の修正を不要にできる技術の提供。
【解決手段】励磁用のコイル導体部の内周側に第１の絶縁部材、外周側に第２の絶縁部材を設け、少なくとも、該第１の絶縁部材の外周側または該第２の絶縁部材の内周側のいずれか一方に、樹脂含浸性を有した第３の絶縁部材を設け、上記第２の絶縁部材の外周側にはさらに、整面処理されたフルキュアガラスクロスなどの外装材を設け、樹脂は該外装材の内側に充填する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂モールドコイルを用いるモールド変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂モールドコイルを用いるモールド変圧器では、樹脂モールドコイルとして、コイル導体部の内周部と外周部に絶縁材として、ガラス繊維密度の高いガラス繊維不織布や網状のガラス繊維織布を設け、さらに、外周部の該絶縁材料の外周側に、予めヒートプレスされ整面処理されたフルキュアガラスクロス（ガラス繊維どうしが密な状態に織られ、樹脂が塗工され目がつまった状態で硬化されているシート状絶縁物）を設けてある。コイルの製造にあたっては、上記フルキュアガラスクロスの外周に柔軟性を有する金属板を巻いて外型を形成する。図５は、従来の樹脂モールドコイルの製造技術例の説明図である。
【０００３】
図５において、１は巻型、２は柔軟性を有する金属板から成る外型、３はコイル導体部に充填される熱硬化性樹脂、４はコイル導体部の外周側に設けた絶縁材（外周側絶縁材）、５は注型治具、９は、上記外周側絶縁材４のさらに外周側に設けた外装材、１０はコイル導体部の内周側に設けた絶縁材（内周側絶縁材）である。上記外装材９は、ヒートプレスされ整面処理されたフルキュアガラスクロスから成る。外型２は、バンドなどでコイル胴体部を数個所締付ける。巻型１の外周に内周側絶縁材１０を設け、該内周側絶縁材１０の外周に、巻線されたコイル導体部を設け、該コイル導体部の外周に外周側絶縁材４を設け、該外周側絶縁材４の外周にはフルキュアガラスクロスから成る外装材９を設け、該外装材９の外側にさらに外型２を設ける。かかる状態で、巻型１と外型２との間に熱硬化性樹脂３を充填する。巻型１と外型２は、内周側絶縁材１０、コイル導体部、外周側絶縁材４、外装材９のいずれよりも高い寸法にしてある。熱硬化性樹脂３の硬化後、外型２を外装材９の表面から外し、端末処理等を行ってコイルとして準備する。コイルは磁気回路形成用の鉄心に挿入する。
本発明に関連した技術としては、例えば特開平０９−２６０１５８公報（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−２６０１５８公報（段落番号００１１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂モールドコイルでは、製作工程において、熱硬化性樹脂３の注入時に該熱硬化性樹脂３が外装材９と外型２との間に侵入し、該外周材９表面に付着した状態で硬化し、外型２を取外した後も、まだら模様に残る（図５の３０）。このため、コイル表面の修正が必要となり、モールド変圧器の製作作業工数の増加とコスト増大の要因となる。
本発明の課題点は、かかる従来技術の状況に鑑み、モールド変圧器において、（１）樹脂成形作業時にコイル表面に樹脂が付着しないようにできること、（２）樹脂成形作業後、コイル表面の修正を不要にできることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、モールド変圧器において、励磁用のコイル導体部の内周側に第１の絶縁部材（該当実施例：符号１０）、外周側に第２の絶縁部材（該当実施例：符号４）を設け、少なくとも、該第１の絶縁部材の外周側または該第２の絶縁部材の内周側のいずれか一方に、樹脂含浸性を有した第３の絶縁部材（該当実施例：符号１１、１２）を設け、上記第２の絶縁部材の外周側にはさらに、整面処理されたフルキュアガラスクロスなどの外装材（該当実施例：符号９）を設け、樹脂は該外装材の内側に充填する構成とする。具体的には、（１）樹脂モールドコイルとして、励磁用のコイル導体部と、該コイル導体部の内周側に設けられる第１の絶縁部材（該当実施例：符号１０）と、該コイル導体部の外周側に設けられる第２の絶縁部材（該当実施例：符号４）と、上記第１の絶縁部材の外周側、該第２の絶縁部材の内周側のいずれか一方または両方に設けられ、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材（該当実施例：符号１１、１２）と、上記第２の絶縁部材の外周側に設けられ、整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、またはシート状導電性部材で構成される外装材（該当実施例：符号９）と、該外装材の内側に充填され硬化された樹脂（該当実施例：符号３）とを備え、上記外装材の表面に上記樹脂が露出しない状態で該樹脂により、上記コイル導体部と上記第１、第２、第３の絶縁部材と上記外装材とが結合された構成とする。（２）モールド変圧器として、組込まれる樹脂モールドコイルが、励磁用のコイル導体部と、該コイル導体部の内周側に設けられる第１の絶縁部材（該当実施例：符号１０）と、該コイル導体部の外周側に設けられる第２の絶縁部材（該当実施例：符号４）と、上記第１の絶縁部材の外周側、該第２の絶縁部材の内周側のいずれか一方または両方に設けられ、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材（該当実施例：符号１１、１２）と、上記第２の絶縁部材の外周側に設けられ、整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成される外装材（該当実施例：符号９）と、該外装材の内側に充填され硬化された樹脂（該当実施例：符号３）とを備え、上記外装材の表面に上記樹脂が露出しない状態で該樹脂により、上記コイル導体部と上記第１、第２、第３の絶縁部材と上記外装材とが結合された構成を有し、相数に対応した数設けられ、かつ、該樹脂モールドコイルの上記第１の絶縁部材の内周側に挿入される鉄心（該当実施例：符号２０）と、上記樹脂モールドコイルの上記コイル導体部の端末が接続される端子（該当実施例：符号２５ａ〜２５ｃ）とを備える。（３）モールド変圧器の製造方法として、巻型の外周に第１の絶縁部材を設けるステップと、該第１の絶縁部材の外周に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材を設けるステップと、該第３の絶縁部材の外周に導体を巻き付け、励磁用のコイル導体部を形成するステップと、該コイル導体部の外周に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材を設けるステップと、該第３の絶縁部材の外周に第２の絶縁部材を設けるステップと、該第２の絶縁部材の外周側に、整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成される外装材を設けるステップと、該外装材の外部の所定位置に注型治具を配置するステップと、上記外装材と上記型との間に樹脂を注入するステップと、該注入された樹脂を硬化させるステップと、樹脂硬化後、上記第１の絶縁部材の内周側に鉄心を挿入するステップとを経て、モールド変圧器を形成する。
上記外装材は、外型としての働きをするとともに、コイル表面に樹脂を付着させないようにする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
図１〜図４は、本発明の実施例の説明図である。図１、図２は、本発明のモールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルの製作技術の説明図であって、図１は、外装材を最外部に設けたときの状態図、図２は、外装材の外側に押え治具を設けたときの状態図、図３は、製作される樹脂モールドコイルの構成例図、図４は、図３の樹脂モールドコイルを組み込んで成るモールド変圧器の構成例図である。
本実施例は、励磁用のコイル導体部の内周側に設けられる第１の絶縁部材の外周側と、コイル導体部の外周側に設けられる第２の絶縁部材の内周側との両方に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材を設け、さらに、上記第２の絶縁部材の外周側に、予めヒートプレスされ整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成される外装材を設ける場合の構成例である。
【０００８】
図１、図２において、１は巻型、３は熱硬化性樹脂、５は注型治具、９は、予めヒートプレスされ整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成され、上記外周側絶縁材４のさらに外周側に設けた外装材、１０は、巻型１の外周に巻かれ、コイル導体部の内周側に設けた第１の絶縁部材、４はコイル導体部の外周側に設けた第２の絶縁部材、１１は、上記第１の絶縁部材１０の外周側に設けた樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材、１２は、上記第２の絶縁部材４の内周側に設けた樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材、７は注型治具５を押さえる押え治具、６はコイル側面を押える治具、８はコイル背面を押さえる押え治具である。熱硬化性樹脂３は、図２の状態において、巻型１と外装材９との間に充填され、該充填部にあるコイル導体部、第１の絶縁部材１０、第２の絶縁部材４、第３の絶縁部材１１、１２を覆った状態で硬化する。図２（ｂ）は、図２（ａ）のコイルの軸方向に直角な断面の一部を示す。図１、図２の構成による樹脂モールドコイルの製作手順は以下のようになる。すなわち、（１）巻型１の外周に第１の絶縁部材１０を設ける。（２）該第１の絶縁部材１０の外周に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材１１を設ける。（３）該第３の絶縁部材１１の外周に導体を巻き付け、励磁用のコイル導体部を形成する。（４）該コイル導体部の外周に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材１２を設ける。（５）該第３の絶縁部材１２の外周に第２の絶縁部材４を設ける。（６）該第２の絶縁部材４の外周側に、予めヒートプレスされ整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成される外装材９を設ける。（７）該外装材９の外部に注型治具５、押え治具６、７、８をセットする。（８）上記外装材９と上記巻型１との間に熱硬化性樹脂３を注入する。（９）該注入された熱硬化性樹脂３を硬化させる。なお、上記手順において、（２）、（４）のいずれかのステップはなくともよい。すなわち、第３の絶縁部材１１、１２のうちのいずれか一方は設けない構成であってもよい。樹脂硬化後は、上記第１の絶縁部材１０の内周側に鉄心を挿入するステップを経て、モールド変圧器を形成する。
【０００９】
外装材９として用いるフルキュアガラスクロスは、樹脂の塗工により目が良くつまっているものが望ましい。また、該外装材９として用いるフィルム状絶縁部材としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリミイド（ＰＩ）などがある。該フィルム状絶縁部材に半硬化の樹脂を塗工すれば、加熱処理によりコイル導体部との接着性が高まり、外装材の剥れ等もなくすことができる。さらに、該外装材９として用いるゴムシートには、例えばシリコンゴムなどがある。ゴムシートを用いた場合には耐クラック性の強化を図れる。特に、導電性のゴムシートを用いたときはコイルの接地を行うことができ、コイル表面の帯電による感電事故を防止することもできる。外装材９として用いる導電性部材のシートとしては、金属（鉄、銅など）のシートを使用してもよい。特に、例えば通電中に表面の色が変化するシートを用いた場合は感電を防止し易い。また、予め着色のしてある化粧板を使用した場合は、コイル表面の塗装作業をなくすことができ、作業工数を減らせる。
【００１０】
図３は、製作された樹脂モールドコイル１５の構成例図である。図３（ａ）は、外観図、図３（ｂ）は、コイル軸の方向に直角な断面（Ａ−Ａ’断面）を示す。
図３において、樹脂モールドコイルの最外部は、予めヒートプレスされ整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成された外装材９の面が露出した状態となっている。熱硬化性樹脂３は、巻型１と外装材９との間に注入されるため、外装材９の外側面には熱硬化性樹脂３は漏れ出さず付着もしない。このため、樹脂の硬化後にも外装材９の外側面の外観修正は不要である。
【００１１】
図４は、図３の樹脂モールドコイルを組み込んで成るモールド変圧器の構成例図である。図３の樹脂モールドコイルを３個（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）用い、それぞれの第１の絶縁部材１０の内周側に鉄心２０を挿入して磁気回路を形成する。また、２５ａ、２５ｂ、２５ｃはそれぞれ端子である。
【００１２】
上記実施例によれば、モールド変圧器において、樹脂成形作業において、外装材９の外側に樹脂が付着しないようにすることができる。このため、成形後の樹脂モールドコイルの外観を損なわないようにでき、コイル表面の修正を不要にできる。また、外装材９として導電性部材のシートを用いた場合は、コイルの接地を行うことができ、コイル表面の帯電による感電事故を防止することもできる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂モールドコイルの成形後にコイル表面の修正が不要なモールド変圧器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルの製作技術の説明図で、外装材を最外部に設けたときの状態図である。
【図２】本発明のモールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルの製作技術の説明図で、外装材の外側に押え治具を設けたときの状態図である。
【図３】本発明の実施例としての樹脂モールドコイルの構成例図である。
【図４】図３の樹脂モールドコイルを組み込んで成るモールド変圧器の構成例図である。
【図５】従来の樹脂モールドコイルの製造技術の説明図である。
【符号の説明】
１…巻型、２…外型、　３…熱硬化性樹脂、　４…第２の絶縁部材、　５…注型治具、　９…外装材、　１０…第１の絶縁部材、　１１、１２…第３の絶縁部材、　６、７、８…押え治具、　１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…樹脂モールドコイル、　２０…鉄心、　２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…端子。

Claims (3)

1. 変圧器用の樹脂モールドコイルであって、
   励磁用のコイル導体部と、
   該コイル導体部の内周側に設けられる第１の絶縁部材と、
   該コイル導体部の外周側に設けられる第２の絶縁部材と、
   上記第１の絶縁部材の外周側、該第２の絶縁部材の内周側のいずれか一方または両方に設けられ、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材と、
   上記第２の絶縁部材の外周側に設けられ、整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、またはシート状導電性部材で構成される外装材と、
   該外装材の内側に充填され硬化された樹脂と、
   を備え、上記外装材の表面に上記樹脂が露出しない状態で該樹脂により、上記コイル導体部と上記第１、第２、第３の絶縁部材と上記外装材とが結合された構成を特徴とする樹脂モールドコイル。
2. 鉄心に樹脂モールドコイルが組込まれて成るモールド変圧器であって、
   励磁用のコイル導体部と、該コイル導体部の内周側に設けられる第１の絶縁部材と、該コイル導体部の外周側に設けられる第２の絶縁部材と、上記第１の絶縁部材の外周側、該第２の絶縁部材の内周側のいずれか一方または両方に設けられ、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材と、上記第２の絶縁部材の外周側に設けられ、整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成される外装材と、該外装材の内側に充填され硬化された樹脂とを備え、上記外装材の表面に上記樹脂が露出しない状態で該樹脂により、上記コイル導体部と上記第１、第２、第３の絶縁部材と上記外装材とが結合された構成を有し、相数に対応した数設けられる樹脂モールドコイルと、
   該樹脂モールドコイルの上記第１の絶縁部材の内周側に挿入される鉄心と、
   上記樹脂モールドコイルの上記コイル導体部の端末が接続される端子と、
   を備えた構成を特徴とするモールド変圧器。
3. モールド変圧器の製造方法であって、
   巻型の外周に第１の絶縁部材を設けるステップと、
   該第１の絶縁部材の外周に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材を設けるステップと、
   該第３の絶縁部材の外周に導体を巻き付け、励磁用のコイル導体部を形成するステップと、
   該コイル導体部の外周に、樹脂含浸性を有する第３の絶縁部材を設けるステップと、
   該第３の絶縁部材の外周に第２の絶縁部材を設けるステップと、
   該第２の絶縁部材の外周側に、整面処理されたフルキュアガラスクロス、フィルム状絶縁部材、ゴムシート、または導電性部材のシートで構成される外装材を設けるステップと、
   該外装材の外部の所定位置に注型治具を配置するステップと、
   上記外装材と上記型との間に樹脂を注入するステップと、
   該注入された樹脂を硬化させるステップと、
   樹脂硬化後、上記第１の絶縁部材の内周側に鉄心を挿入するステップと、
   を経て、モールド変圧器を形成することを特徴とするモールド変圧器の製造方法。

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