JP2011129834A

JP2011129834A - 樹脂モールド変圧器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2011129834A
Application number: JP2009289473A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Imai; 雅之今井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30

Abstract

【課題】内側、外側コイルの樹脂注型加工性がよく、内側、外側コイル間に挿入されるスペーサの配置位置を揃え易い、樹脂モールド変圧器を得ること。
【解決手段】樹脂モールドされて筒状に形成された外側コイル１と、樹脂モールドされて筒状に形成され前記外側コイル１内に設置される内側コイル２と、前記外側コイル１の内側の所定位置又は前記内側コイル２の外側の所定位置に位置決めされて予め接着される環状の第１スペーサと、前記外側コイル１内への前記内側コイル２の設置後に、前記外側、内側コイル１、２間に圧縮された状態で挿入され前記環状の第１スペーサ内に嵌合されて位置決めされる短柱状の第２スペーサと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂モールド変圧器及びその製造方法に関する。

従来、それぞれ樹脂モールドした筒状の内側コイル及び外側コイルの対向する周面の少なくとも一方に凹部または凸部を形成し、この凹部または凸部に嵌合させてゴムからなる弾性を有するスペーサ（間隔保持部材）を接着剤により取付けてなり、輸送時及び運転中の振動で内側コイルと外側コイルの相対位置がずれないようにし、また、長期間の運転によりスペーサ（間隔保持部材）が落下しないようにした樹脂モールド変圧器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、樹脂モールドされて筒状に形成された外側コイルと、樹脂モールドされて筒状に形成され前記外側コイル内に設置された内側コイルと、絶縁弾性材料により短柱状に成形され、外周表面に、圧縮性を高め、かつ前記外側、内側コイル間の前記外周表面に沿う沿面距離を増大させるための複数の環状溝部が形成され、前記外側、内側コイル間の対向する周面間に軸方向に圧縮された状態で配置された複数のスペーサと、を備える樹脂モールド変圧器が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０５−１０１９４６号公報特開２００８−０６６５６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、内側コイル及び外側コイルの対向する周面の少なくとも一方に凹部または凸部を形成するので、内側コイル若しくは外側コイルをモールドするときに、金型注型の場合には、金型に凹部若しくは凸部を形成するための金型加工を施す必要がある、という問題があった。また、コイルに凹部を設ける場合には、凹部で必要最小限の樹脂層を確保するため、他の部分を厚くするなど樹脂を余分に使用し、且つ、樹脂層が厚くなって放熱特性が悪くなる、という問題があった。さらに、内側コイル若しくは外側コイルをモールドするときに、金型注型でない場合には、外側コイルの内側には、絶縁シリンダーを用いて巻回するのが一般的であり、外側コイルには、凹部若しくは凸部を設けることはできず、内側コイルに凸部を設ける場合には、内側コイルの外側に何らかの絶縁物を挟み込み、絶縁物などを周回して構成することから、外周を変形させるなどの対応を行なっていたので、工数の増加や、膨らみによる不均一により放熱性が悪くなる、などの問題があった。

また、上記特許文献２に記載された従来の技術によれば、外側コイル及び内側コイルの対向する周面に、凹部又は凸部を形成しないで弾性体であるスペーサを挿入するので、スペーサの位置合わせが難しく、スペーサの位置が揃わない場合には、外側コイルを押す力の位置がずれるため、内側コイルに対し外側コイルが捻れる、という問題があった。コイルの捻れは、高圧端子ピッチの寸法不適合や、外側コイルを固定するための構造物がうまく取り付かない、構造上の見栄えが悪いなどの不都合が生じ、手直しなどによる組立時間の増加などの問題も発生していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内側コイル若しくは外側コイルをモールドするときに、金型注型の場合には、金型に凹部若しくは凸部を形成するための金型加工を施す必要がなく、金型注型によらない場合では、内側コイルの外周面に凸部を設ける追加作業をする必要がなく、内側コイルと外側コイルとの間に挿入されるスペーサの位置合せが容易な樹脂モールド変圧器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、樹脂モールドされて筒状に形成された外側コイルと、樹脂モールドされて筒状に形成され前記外側コイル内に設置される内側コイルと、前記外側コイルの内側の所定位置又は前記内側コイルの外側の所定位置に位置決めされて予め接着される環状の第１スペーサと、前記外側コイル内への前記内側コイルの設置後に、前記外側、内側コイル間に圧縮された状態で挿入され前記環状の第１スペーサ内に嵌合されて位置決めされる短柱状の第２スペーサと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、内側コイル若しくは外側コイルをモールドする際に、金型注型の場合には、金型に凹部若しくは凸部を形成するための金型加工を施す必要がなく、金型注型でない場合には、内側コイルの外周面に凸部を設ける追加作業をすることなく、内側コイルと外側コイル間に挿入されるスペーサの位置合せが容易にできる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかる３相の樹脂モールド変圧器の実施の形態を示す上面図である。図２は、実施の形態の３相の樹脂モールド変圧器の正面図である。図３は、実施の形態の外側コイル内に内側コイルを組込んだ状態を示す上面図である。図４は、実施の形態の外側コイル内に内側コイルを組込んだ状態を示す側面図である。図５は、実施の形態の内側コイルの外側面に第１スペーサを貼付した状態を示す側面図である。図６は、図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。図７−１は、実施の形態の第１スペーサの正面図である。図７−２は、実施の形態の第１スペーサの側面図である。図８−１は、実施の形態の第２スペーサの正面図である。図８−２は、実施の形態の第２スペーサの側面図である。

以下に、本発明にかかる樹脂モールド変圧器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる３相の樹脂モールド変圧器の実施の形態を示す上面図であり、図２は、実施の形態の３相の樹脂モールド変圧器の正面図であり、図３は、実施の形態の外側コイル内に内側コイルを組込んだ状態を示す上面図であり、図４は、実施の形態の外側コイル内に内側コイルを組込んだ状態を示す側面図であり、図５は、実施の形態の内側コイルの外側面に第１スペーサを貼付した状態を示す側面図であり、図６は、図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図であり、図７−１は、実施の形態の第１スペーサの正面図であり、図７−２は、実施の形態の第１スペーサの側面図であり、図８−１は、実施の形態の第２スペーサの正面図であり、図８−２は、実施の形態の第２スペーサの側面図である。

図１〜図４に示すように、実施の形態の樹脂モールド変圧器９０は、３相変圧器であり、絶縁物で被覆された電線を巻き回して四角い筒状に形成し、樹脂モールドした３相の外側コイルとしての高圧コイル１と、高圧コイル１と所定の空間距離離間するように四角い筒状に巻線形成され樹脂モールドされて高圧コイル１内に同心状に夫々設置される３相の内側コイルとしての低圧コイル２とを備えている。高圧コイル１と低圧コイル２との間の間隙には、後述する実施の形態のスペーサ３が合計８個、圧縮された状態で挿入され、低圧コイル２を高圧コイル１内に固定している。

低圧コイル２には、電磁鋼板を積層して帯状に形成された鉄心４が挿通され、鉄心４は、３相の低圧コイル２及び高圧コイル１を相互に磁気的に接続するように、環状に形成されている。鉄心４の下部を覆うように下ブラケット５が取付けられ、鉄心４の上部を覆うように上ブラケット６が取付けられている。下ブラケット５は、２つの据付脚７を備えている。

なお、実施の形態の樹脂モールド変圧器９０は、３相変圧器であるが、高圧コイル１及び低圧コイル２から成る変圧器を２つ並べ鉄心４を環状に接続すれば単相変圧器となる。樹脂モールド変圧器９０は自冷式であり、高圧コイル１、低圧コイル２及び鉄心４が大気中に露出している。実施の形態の樹脂モールド変圧器９０では、通常、高圧コイル１には、６，６００Ｖの交流電圧が入力され、低圧コイル２から２１０Ｖの交流電圧が出力される。

次に、図３〜図８−２を参照して実施の形態のスペーサ３について説明する。図３〜図８−２に示すように、実施の形態のスペーサ３は、シリコンゴム製の環状の第１スペーサ３ａと、第１スペーサ３ａに内嵌されるシリコンゴム製の短柱状の第２スペーサ３ｂとで構成される。図６及び図７−２に示すように、環状の第１スペーサ３ａの外周部は、円錐状のテーパ面とされている。

次に、実施の形態の樹脂モールド変圧器の組立方法（製造方法）について説明する。まず、第１の工程として、四角い筒状の低圧コイル２の外側の所定位置、例えば、図３のコイル上面図に示すように、スペーサ３は、四角いコイルの各平面部分の中央に配置され、図４のコイル側面図に示すように、コイル高さ方向には、コイル高さ方向中心線から略対称な位置（Ｈ_１≒Ｈ_２）となるように、２ヶ所に配置される。また、本実施の形態では、図３に示すように、スペーサ３をコイル中央に配置したが、１面に、幅方向にスペーサ３を複数個配置する場合には、コイル中心に対して略対称な位置に配置する。環状の第１スペーサ３ａを位置決めし、予め、スペーサ３と同じ材料であるシリコン系接着剤で接着する。コイル巻上げ後には、コイルの乾燥を行うので、その前に第１スペーサ３ａをコイルに接着しておけば、コイル乾燥の工程でシリコン系接着剤を乾燥して固着させることができる。

次に、第２の工程として、高圧コイル１内に低圧コイル２を設置する。次に、第３の工程として、高圧コイル１と低圧コイル２の間の間隙に、短柱状の第２スペーサ３ｂを圧縮して挿入し、環状の第１スペーサ３ａの環内に嵌合し、第２スペーサ３ｂを位置決めする。この際、環状の第１スペーサ３ａの外周面をテーパ形状としておくことにより、圧縮された短柱状の第２スペーサ３ｂの挿入作業を容易にしている。予め、環状の第１スペーサ３ａを貼付けておくことにより、第２スペーサ３ｂの挿入位置が決まるので、スペーサ挿入によるずれがなくなり、高圧コイル１が低圧コイル２に対して捻れるなどの構造面での不具合が防止される。

第３の工程において、第２スペーサ３ｂの両端面に、高圧、低圧コイル１、２間への挿入時に、遅乾性の接着剤（例えば、シリコン系の接着剤）を塗布し、この接着剤を第２スペーサ３ｂの挿入時及び第１スペーサ３ａの外周テーパ面の乗り越え時の潤滑剤として利用し、第２スペーサ３ｂの第１スペーサ３ａ内への嵌合、位置決め後に、この接着剤により、第２スペーサ３ｂと高圧、低圧コイル１、２とを接着するようにするとよい。また、第２スペーサ３ｂと高圧、低圧コイル１、２との接着面間の微小な空隙には、第２スペーサ３ｂの弾性により、接着剤が充填されるので、空隙が無くなり、電界集中が生じないなどのメリットがある。

高圧コイル１と低圧コイル２の組立後に、鉄心４の組立と、下ブラケット５及び上ブラケット６の組立を行なうが、これらの組立方法の詳細な説明は省略する。

以上のように、本発明にかかる樹脂モールド変圧器は、スペーサを所定の位置に容易に配置することができるので、内側コイルに対して外側コイルの位置がずれない高性能な変圧器として有用である。

１高圧コイル（外側コイル）
２低圧コイル（内側コイル）
３スペーサ
３ａ第１スペーサ
３ｂ第２スペーサ
４鉄心
５下ブラケット
６上ブラケット
７据付脚
９０樹脂モールド変圧器

Claims

樹脂モールドされて筒状に形成された外側コイルと、
樹脂モールドされて筒状に形成され前記外側コイル内に設置される内側コイルと、
前記外側コイルの内側の所定位置又は前記内側コイルの外側の所定位置に位置決めされて予め接着される環状の第１スペーサと、
前記外側コイル内への前記内側コイルの設置後に、前記外側、内側コイル間に圧縮された状態で挿入され前記環状の第１スペーサ内に嵌合されて位置決めされる短柱状の第２スペーサと、
を備えることを特徴とする樹脂モールド変圧器。
前記環状の第１スペーサの外周部は、円錐状のテーパ面とされていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド変圧器。
前記第２スペーサの端面には、前記外側、内側コイル間への挿入時に遅乾性の接着剤が塗布され、前記接着剤が前記第２スペーサ挿入時の潤滑剤となり、前記第２スペーサの位置決め後に前記第２スペーサと前記外側、内側コイルとを接着することを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂モールド変圧器。
前記第２スペーサと前記外側、内側コイルとの接着面間の微小な空隙には、前記接着剤が充填されていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂モールド変圧器。
筒状の内側コイルの外側の所定位置又は筒状の外側コイルの内側の所定位置に環状の第１のスペーサを位置決めして予め接着する第１の工程と、
前記外側コイル内に前記内側コイルを設置する第２の工程と、
前記外側、内側コイル間に短柱状の第２スペーサを圧縮して挿入し、前記環状の第１スペーサ内に嵌合して位置決めする第３の工程と、
を含むことを特徴とする樹脂モールド変圧器の製造方法。
前記第３の工程において、前記第２スペーサの端面に、前記外側、内側コイル間への挿入時に遅乾性の接着剤を塗布し、前記接着剤を前記第２スペーサ挿入時の潤滑剤とし、前記第２スペーサの前記第１スペーサ内への嵌合、位置決め後に、前記第２スペーサと前記外側、内側コイルとを接着することを特徴とする請求項５に記載の樹脂モールド変圧器の製造方法。