JP2007049077A - Mold coil and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルの絶縁構造を改良したモールドコイル及びそれの製造方法に関する。 The present invention relates to a molded coil having an improved coil insulation structure and a method for manufacturing the same.
従来より、配電用の変圧器等に用いられるモールドコイルにおいては、コイル導体を巻回して構成したコイルを、その周囲に成形するモールド樹脂で直接覆っていた(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、モールド樹脂には成形硬化時にボイドができやすく、特に、モールド樹脂がコイル導体と接する部分、更にその中でも、近接したコイル導体同士で形成される多くの隅の部分に空気が封じ込められてボイドができやすい。そして、そのようにできたボイドは、コイル導体間の部分放電を発生する因となるものであり、この部分放電の発生を避けるため、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることが行われてきたが、そのうちのコイル導体間の電圧を抑制する策では、高電圧クラスの変圧器等の機器への適用が困難であり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとる策では、モールドコイルの大形化、ひいては変圧器など適用機器の大形化を招来していた。 However, voids are easily formed in the mold resin when it is molded and hardened. In particular, air is trapped in the portions where the mold resin is in contact with the coil conductors, and in particular, the corners formed by the adjacent coil conductors. Easy to do. The voids thus formed cause partial discharge between the coil conductors. In order to avoid this partial discharge, the voltage between the coil conductors is suppressed or the insulation between the coil conductors is insulated. Although it has been practiced to increase the distance, the measures to suppress the voltage between the coil conductors are difficult to apply to devices such as high voltage class transformers, and the insulation distance between the coil conductors is reduced. The measure to take a large scale has led to an increase in the size of the molded coil and, in turn, an increase in the size of the applied equipment such as a transformer.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、コイル導体間の部分放電の発生を避けることのできるモールドコイル及びそれの製造方法を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. Therefore, the object of the present invention is to suppress the partial discharge between the coil conductors without suppressing the voltage between the coil conductors or increasing the insulation distance between the coil conductors. An object of the present invention is to provide a molded coil and a method of manufacturing the same that can avoid the occurrence.
上記目的を達成するために、本発明のモールドコイルは、第1に、コイルと、このコイルを覆った、使用時の状態が液相の絶縁物と、この絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂とを具備して成ることを特徴とする(請求項1の発明)。 In order to achieve the above object, a molded coil according to the present invention includes, firstly, a coil, an insulator in a liquid phase when in use, and a mold formed by covering the insulator. It is characterized by comprising resin (Invention of Claim 1).
本発明のモールドコイルの製造方法は、上記第1のモールドコイルを製造するのに、コイルを熱溶融性の第1の樹脂で覆い、その後に、第1の樹脂の溶融温度より硬化温度の低い熱硬化性のモールド樹脂で第1の樹脂を覆い、この状態で、それらを第1の樹脂の溶融温度より高い温度で加熱し、それによって溶融した第1の樹脂を流し出した後に、第1の樹脂が存在した跡の空間に液相の絶縁物を流し込んで充填することを特徴とする(請求項3の発明)。 In the method for producing a molded coil according to the present invention, in order to produce the first molded coil, the coil is covered with a heat-meltable first resin, and then the curing temperature is lower than the melting temperature of the first resin. The first resin is covered with a thermosetting mold resin, and in this state, the first resin is heated at a temperature higher than the melting temperature of the first resin, and thereby the molten first resin is poured out, A liquid phase insulator is poured into the space where the resin is present and filled (invention of claim 3).
本発明のモールドコイルは、第2に、コイルと、このコイルを覆った含浸性材料から成る第1の絶縁物と、この第1の絶縁物を覆った非含浸性材料から成る第2の絶縁物と、この第2の絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂と、前記第1の絶縁物に含浸された液相の第3の絶縁物とを具備して成ることを特徴とする(請求項4の発明)。 Secondly, the molded coil of the present invention includes a coil, a first insulator made of an impregnating material covering the coil, and a second insulation made of a non-impregnating material covering the first insulator. And a mold resin formed so as to cover the second insulator, and a liquid-phase third insulator impregnated in the first insulator. Item 4).
本発明のモールドコイルの製造方法は、上記第2のモールドコイルを製造するのに、コイルを第1の絶縁物で覆い、その後に、第1の絶縁物を第2の絶縁物で覆い、この状態で、更に第2の絶縁物をモールド樹脂で覆い、そのモールド樹脂で前記第2の絶縁物を覆う前、又は覆った後に、前記第1の絶縁物に液相の第3の絶縁物を含浸させることを特徴とする(請求項5の発明)。 According to the method of manufacturing a molded coil of the present invention, in order to manufacture the second molded coil, the coil is covered with a first insulator, and thereafter, the first insulator is covered with a second insulator. In this state, the second insulator is further covered with a mold resin, and before or after the second insulator is covered with the mold resin, a liquid phase third insulator is applied to the first insulator. It is impregnated (Invention of Claim 5).
上記第1の手段を採用したモールドコイルによれば、コイルを覆った、使用時の状態が液相の絶縁物が、液相ゆえに、コイル導体の隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体を包み込む。かくして、コイル導体の絶縁が充分にできることから、コイル導体間の部分放電の発生も、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
又、上記第1の手段を採用したモールドコイルを製造する方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイルを合理的に製造できる。
According to the molded coil adopting the first means, the coil is covered, and the in-use liquid phase insulator is in the liquid phase. Enclose the conductor. Thus, since the coil conductors can be sufficiently insulated, the occurrence of partial discharge between the coil conductors can be avoided without suppressing the voltage between the coil conductors or increasing the insulation distance between the coil conductors.
In addition, according to the method of manufacturing a molded coil employing the first means, a molded coil having the above-described effects can be reasonably manufactured.
一方、第2の手段を採用したモールドコイルによれば、コイルを覆った含浸性材料から成る第1の絶縁物に含浸された液相の第3の絶縁物が、やはり液相ゆえに、コイル導体の隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体を包み込む。かくして、コイル導体の絶縁が充分にできることから、コイル導体間の部分放電の発生も、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
又、上記第2の手段を採用したモールドコイルを製造する方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイルを合理的に製造できる。
On the other hand, according to the molded coil adopting the second means, the third conductor in the liquid phase impregnated in the first insulator made of the impregnating material covering the coil is also the coil conductor because the liquid phase is the third insulator. Wrap around the coil conductors and wrap the coil conductor without creating voids. Thus, since the coil conductors can be sufficiently insulated, the occurrence of partial discharge between the coil conductors can be avoided without suppressing the voltage between the coil conductors or increasing the insulation distance between the coil conductors.
In addition, according to the method of manufacturing a molded coil employing the second means, a molded coil that exhibits the above-described effects can be reasonably manufactured.
以下、本発明の第1実施例(第1の実施形態)につき、図1を参照して説明する。
図1には、完成状態のモールドコイル1を示している。このモールドコイル1は、コイル2と、このコイル2を覆った絶縁物3と、この絶縁物3を覆って成形されたモールド樹脂4とから成っている。
しかして、そのうちのコイル2は、線状のコイル導体2aを円筒状にて多重に巻回して成るものであり、図中上下間の一部は二点鎖線で略図示して表している。
Hereinafter, a first example (first embodiment) of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows the molded coil 1 in a completed state. The mold coil 1 includes a
The
これに対して、絶縁物3は、使用時の状態が液相のものであり、例えば樹脂で、コイル2を包み込んでその周囲に成形され、この成形されて硬化したときには固相であるが、後に加熱されることによって液相となるものである。
そして、モールド樹脂4は、上述のコイル2を覆って成形された絶縁物3を包み込んでその周囲に成形したものであり、上記絶縁物3には、溶融温度(融点)がこのモールド樹脂4の溶融温度より低いものを使用している。
On the other hand, the
The
そこで、このものの場合、モールドコイル1の完成後、例えばコイル2に通電することによって、このコイル2をモールド樹脂4の溶融温度以下であって絶縁物3の溶融温度以上の温度に加熱すると、モールド樹脂4を溶融させずに絶縁物3を溶融させ得るものであり、かくして絶縁物3を液相にしている。又、この場合、コイル2に通電して絶縁物3を溶融させる温度は、モールドコイル1の使用時(変圧器等に適用して運転するとき)の温度ともしており、かくして、絶縁物3を使用時の状態が液相となるようにしている。
Therefore, in this case, after the mold coil 1 is completed, for example, by energizing the
以上のように構成したモールドコイル1によれば、コイル2を覆った、使用時の状態が液相の絶縁物3が、液相ゆえに、コイル導体2aの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体2aを包み込む。かくして、コイル導体2aの絶縁が充分にできることから、コイル導体2a間の部分放電の発生も、コイル導体2a間の電圧を抑制したり、コイル導体2a間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。そして、そのうちの、コイル導体2a間の電圧を抑制できることで、高電圧クラスの変圧器等の機器への適用が容易に可能となり、コイル導体2a間の絶縁距離を大きくとる必要がなくなることで、モールドコイルの大形化、ひいては変圧器など適用機器の大形化を避けることができる。
According to the molded coil 1 configured as described above, the
以上に対して、図2ないし図5は本発明の第2ないし第5実施例(第2ないし第5の実施形態)を示すもので、第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。 2 to 5 show the second to fifth examples (second to fifth embodiments) of the present invention. The same reference numerals are used for the same parts as in the first example. A description will be omitted, and only different parts will be described.
[第2実施例]
図2に示す第2実施例においては、モールドコイル1の製造方法として、まず、(a)図に示すようにコイル2を形成する。次いで、(b)図に示すように、コイル2の周囲に第1の樹脂11を成形して、この第1の樹脂11によりコイル2を覆う。このとき、第1の樹脂11には、成形型注入に供した部分を凸部11aとして上方に残す。
[Second Embodiment]
In the second embodiment shown in FIG. 2, as a method of manufacturing the molded coil 1, first, the
その後、(c)図に示すように、第1の樹脂11の周囲にモールド樹脂4を成形して、このモールド樹脂4により第1の樹脂11を覆う。このとき、第1の樹脂11の上記凸部11aは、上面部をモールド樹脂4の成形上面部に露出させる。モールド樹脂4は、第1の樹脂11の溶融温度より硬化温度の低い熱硬化性のものであり、換言すれば、第1の樹脂11がモールド樹脂4の硬化温度より溶融温度の高い熱溶融性のものである。具体的には、例えば第1の樹脂11として、溶融温度が120〔℃〕のケトン樹脂を使用し、モールド樹脂4として、一次硬化温度が100〔℃〕のエポキシ樹脂を使用している。なお、エポキシ樹脂は二次硬化温度が130〔℃〕である。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, a
次に、(d)図に示すように、成形品の上下を反転させて、その成形品を第1の樹脂11の溶融温度より高い温度で加熱する。すると、第1の樹脂11が溶融する前の温度段階でモールド樹脂4が硬化し、この状態で、第1の樹脂11が溶融する温度に達して以降、第1の樹脂11が凸部11aも含めて溶融する。そして、第1の樹脂11が溶融したなら、その後に、溶融した第1の樹脂11を凸部11aから順に流し出す。
Next, as shown in FIG. 4D, the molded product is turned upside down and the molded product is heated at a temperature higher than the melting temperature of the
この後、(e)図に示すように、成形品の上下を元に戻して、第1の樹脂11が存在した跡の空間に液相の絶縁物12を流し込んで充填する。液相の絶縁物12は、この場合、例えば植物由来のエステル油など、生分解性のものであり、モールドコイル1の使用前から使用時、使用後に至るまで液相である。なお、前記第1の樹脂11の凸部11aが存在した跡の空間には、栓13を装填することにより、液相の絶縁物12の流出を防止する。
Thereafter, as shown in FIG. 4E, the upper and lower sides of the molded product are returned to the original state, and the
このようにしても、コイル2を覆った、使用時の状態が液相の絶縁物12が、液相ゆえに、コイル導体2aの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体2aを包み込むから、コイル導体2aの絶縁が充分にできて、コイル導体2a間の部分放電の発生を、コイル導体2a間の電圧を抑制したり、コイル導体2a間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
Even if it does in this way, since the
又、液相の絶縁物12には、上述の植物由来のエステル油など、生分解性のものを使用しており、それによって、モールドコイル1を棄却したときの絶縁物12の分解が微生物によってでき、地球環境を悪化させることのないようにできる。
更に、上述の製造方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイル1を合理的に製造することができる。
In addition, the
Furthermore, according to the above-described manufacturing method, the molded coil 1 having the above-described effects can be reasonably manufactured.
加えて、上記製造方法において、溶融させて流し出した第1の樹脂11は、同製品のモールドコイル1を製造するのに繰り返し利用することが可能である。
なお、液相の絶縁物12は、生分解性のものに限られず、鋼油やシリコンオイル等であっても良い。
In addition, in the manufacturing method, the
The
[第3実施例]
図3に示す第3実施例においては、モールドコイル1の異なる製造方法として、(a)図に示すようにコイル2を形成した後、(b)図に示すように、コイル2を含浸性材料から成る第1の絶縁物21で覆う。この含浸性材料から成る第1の絶縁物21は、低密度の、独立気泡を有さない多孔質の材料から成るものであり、例えば不織布を使用する。
次いで、(c)図に示すように、第1の絶縁物21を非含浸性材料から成る第2の絶縁物22で覆う。この非含浸性材料から成る第2の絶縁物22には、例えばPETフィルムを使用する。又、この第2の絶縁物22には、上部に口22aを形成しておく。
[Third embodiment]
In the third embodiment shown in FIG. 3, as a different manufacturing method of the molded coil 1, after forming the
Next, as shown in FIG. 3C, the
この後、(d)図に示すように、第2の絶縁物22の口22aから第1の絶縁物21に液相の第3の絶縁物23を注入して含浸させる。この液相の第3の絶縁物23も、例えば生分解性を有する植物由来のエステル油や、鋼油、シリコンオイル等であり、モールドコイル1の使用前から使用時、使用後に至るまで液相である。
そして、その後、(e)図に示すように、第2の絶縁物22の口22aに栓24を装填し、この状態で、第2の絶縁物22の周囲にモールド樹脂4を成形して、このモールド樹脂4により第2の絶縁物22を覆う。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the liquid-phase
And after that, as shown in (e) figure, plug 24 is loaded into
この結果、モールドコイル1は、この場合、コイル2と、このコイル2を覆った含浸性材料から成る第1の絶縁物21と、この第1の絶縁物21を覆った非含浸性材料から成る第2の絶縁物22と、この第2の絶縁物22を覆って成形されたモールド樹脂4と、前記第1の絶縁物21に含浸された液相の第3の絶縁物23とを具備して成るもので、そのうちの、コイル2を覆った、使用時の状態が液相の第3の絶縁物23が、液相ゆえに、コイル導体2aの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体2aを包み込むから、コイル導体2aの絶縁が充分にできて、コイル導体2a間の部分放電の発生を、コイル導体2a間の電圧を抑制したり、コイル導体2a間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
As a result, the molded coil 1 in this case is composed of the
又、この場合、コイル2を覆った含浸性材料から成る第1の絶縁物21を非含浸性材料から成る第2の絶縁物22で覆うことで、含浸性材料から成る第1の絶縁物21に含浸させる液相の第3の絶縁物23を漏らすことのないようにできる。
In this case, the
但し、液相の第3の絶縁物23は、モールド樹脂4で第2の絶縁物22を覆う前に限られず、覆った後に第1の絶縁物21に含浸させるようにしても良いもので、この場合には、モールド樹脂4が第1の絶縁物21に含浸してコイル2の周囲にボイドの発生を伴って成形されるのを、第2の絶縁物22で防ぐことができる。
そして、上述の製造方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイル1を合理的に製造することができる。
However, the
And according to the above-mentioned manufacturing method, the mold coil 1 which has the above-mentioned effect can be manufactured reasonably.
[第4実施例]
図4に示す第4実施例においては、モールド樹脂4にクラック容易な弱点部31を複数箇所形成しており、その形成は、この場合、第1実施例の絶縁物3の外周部に、これが硬化する段階で、先鋭な突起部32を複数形成することにより、そのそれぞれに対応したモールド樹脂4の箇所を局部的に薄肉にすることで行っているが、それに代えて、第2実施例の第1の樹脂11の外周部、又は第3実施例の第2の絶縁物22の外周部に、同様に、先鋭な突起部を複数形成することにより行っても良い。
[Fourth embodiment]
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, a plurality of
このようにすることにより、モールドコイル1を棄却するときのモールド樹脂4の破壊が、弱点部31からモールド樹脂4にクラックを生じさせて容易にでき、それによって、コイル2の回収も容易にできる。
By doing in this way, destruction of the
なお、モールド樹脂4を破壊するについては、第1実施例の絶縁物3、第2実施例の絶縁物12、及び第3実施例の第3の絶縁物23を温度上昇させて、それらの体積を膨張させることにより、モールド樹脂4に内側から破壊力を与える方法で行うようにすると、一層容易にできる。
For destroying the
又、それとは異なる方法として、第1実施例の絶縁物3を液相にして、又は最初から液槽の第2実施例の絶縁物12、及び第3実施例の第3の絶縁物23を流し出して、その跡の空間に水を流し入れ、この水を凍らせることで体積膨張させ、それによって、モールド樹脂4に内側から破壊力を与える方法を採るようにしても良い。
更に、これらの場合、モールド樹脂4に弱点部31を形成していると、モールド樹脂4の破壊が一層容易にできるが、弱点部31はモールド樹脂4に形成していなくても、モールド樹脂4の破壊はそれなりに容易にできる。
Also, as a different method, the
Further, in these cases, if the
[第5実施例]
図5に示す第5実施例においては、モールド樹脂4とコイル2との間に、絶縁空間41を形成するに留めている。コイル導体2a間の電圧のレベルが低い場合には、このようにしても、コイル導体2a間の絶縁性を確保することができる。又、その絶縁空間41には、モールドコイル1を棄却するときに、上述のように液体を流し込んでそれを温度上昇させたり、凍結させたりして体積膨張させることにより、モールド樹脂4に内側から破壊力を与えるようにすると良い。更に、この場合も、モールド樹脂4に弱点部31を形成していると、モールド樹脂4の破壊が一層容易にできるが、弱点部31はモールド樹脂4に形成していなくても、モールド樹脂4の破壊はそれなりに容易にできる。
[Fifth embodiment]
In the fifth embodiment shown in FIG. 5, the insulating
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。 In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.
図面中、1はモールドコイル、2はコイル、3は使用時の状態が液相の絶縁物、4はモールド樹脂、11は第1の樹脂、12は液相の絶縁物、21は第1の絶縁物、22は第2の絶縁物、23は液相の第3の絶縁物、31は弱点部、41は絶縁空間を示す。 In the drawings, 1 is a mold coil, 2 is a coil, 3 is a liquid phase insulator in use, 4 is a mold resin, 11 is a first resin, 12 is a liquid phase insulator, and 21 is a first phase. Insulators, 22 is a second insulator, 23 is a liquid phase third insulator, 31 is a weak spot, and 41 is an insulating space.
Claims (7)
このコイルを覆った、使用時の状態が液相の絶縁物と、
この絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂とを具備して成ることを特徴とするモールドコイル。 Coils,
Covering this coil, the state of use is a liquid phase insulator,
A molded coil comprising a molded resin formed to cover the insulator.
このコイルを覆った含浸性材料から成る第1の絶縁物と、
この第1の絶縁物を覆った非含浸性材料から成る第2の絶縁物と、
この第2の絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂と、
前記第1の絶縁物に含浸された液相の第3の絶縁物とを具備して成ることを特徴とするモールドコイル。 Coils,
A first insulator made of an impregnating material covering the coil;
A second insulator made of a non-impregnated material covering the first insulator;
A mold resin molded to cover the second insulator;
A molded coil comprising: a liquid phase third insulator impregnated in the first insulator.
このコイルを覆って成形されたモールド樹脂とを具備し、
そのモールド樹脂と前記コイルとの間に絶縁空間を形成したことを特徴とするモールドコイル。
Coils,
A mold resin molded over the coil,
A mold coil, wherein an insulating space is formed between the mold resin and the coil.
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