JP3847958B2 - 樹脂モールドコイル - Google Patents

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂モールドコイル及びその製造方法に係り、特に静止誘導機器に備えられる変圧器を構成する樹脂モールドコイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモールド変圧器等の樹脂モールドコイルは、特開昭５７−１８７９２１号公報に見られるように内金型の上に繊維質材料に熱硬化性樹脂、例えばエポキシ系樹脂、を含浸し、半硬化状態にしたプリプレグ材を巻回し、そして、モールド樹脂、例えばエポキシ系樹脂、を充填し硬化していた。しかし、変圧器短絡事故時等に発生する電磁機械力に対する強度を向上させる場合や内金型の代わりに繊維質材料に熱硬化性樹脂を含浸、硬化したボビンを使う場合、繊維質材料としてガラス基材が主に用いられる。
【０００３】
従来のモールド変圧器は、繊維質のガラス基材に熱硬化性樹脂を含有させ硬化したプリプレグ材を巻線の内周に配置していた。巻線導体の線膨張係数は、アルミニウムは約２．３５×１／１０5、銅は約１．６５×１／１０5であり、一方、プリプレグ材に使用するガラス基材の線膨張係数は約０．６×１／１０5であって、線膨張係数の違いから、樹脂硬化時や変圧器運転時に熱応力が発生し、樹脂モールドコイルにクラックが発生することがある。そして、そのクラックから水分、塵埃などが巻線内に侵入し、絶縁破壊事故を起こす原因の１つであった。繊維質のガラス基材に熱硬化性樹脂の含有量を多くしてプリプレグ材の線膨張係数を大きくなり、熱応力は緩和されるが、プリプレグ材硬化物の強度が低下し、変圧器短絡事故時の電磁機械力に対する強度不足となり、そして、内金型の代わりに繊維質材料に熱硬化性樹脂を含浸、硬化したボビンを使う場合、巻線時のテンションに対する強度不足となる。また、内金型を使用せずに繊維質材料に熱硬化性樹脂を含浸、硬化したボビンを使う場合、巻線と剥離し易く、熱応力によりクラックが発生し易いという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、樹脂硬化時及び変圧器運転時の熱応力を緩和し、変圧器短絡事故時の電磁機械力に対する強度を高め、そして、内金型の代わりに繊維質材料に熱硬化性樹脂を含浸、硬化したボビンを使う場合、巻線時のテンションに対する強度を向上させることにより、上記従来技術の問題点を解決し、信頼性の高い樹脂モールドコイルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維質のガラス基材からなるボビンの上に巻線を施し、モールド樹脂を充填し硬化した樹脂モールドコイルにおいて、繊維質のガラス基材に熱硬化性樹脂を含有し硬化した第１のプリプレグ材と、該第1のプリプレグ材の周りに、繊維質のガラス基材からなり、かつ、熱硬化性樹脂の含有量を前記第１のプリプレグ材より多くした第２のプリプレグ材を巻いてボビンとし、前記モールド樹脂を充填するときに、前記第２のプリプレグ材にも該モールド樹脂を含浸し、モールド樹脂を硬化するときに前記第２のプリプレグ材内のモールド樹脂も一緒に硬化した樹脂モールドコイルである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の発明の実施の形態を説明する。
本発明の樹脂モールドコイル及びその製造方法の実施例について、図１及び図２により説明する。図１は、実施例１の樹脂モールドコイルの断面説明図である。図２は、実施例２の樹脂モールドコイルの断面説明図である。
【００１２】
実施例１を説明する。図１は本実施例の樹脂モールドコイルの断面の説明図である。本実施例の樹脂モールドコイルは、ボビン１、巻線２、モールド樹脂層３等からなる。ボビン１は、繊維質のガラス基材に熱硬化性樹脂、例えばエポキシ系樹脂、を含有し硬化するプリプレグ材からなり、巻線に遠い第１プリプレグ層１１と近い第２プリプレグ層１２の複数の層を有する。第２プリプレグ層１２は、熱硬化性樹脂の含有量が第１プリプレグ層１１より多いため、線膨張係数が巻線導体の線膨張係数と近くなり、熱応力の発生を防止することができる。一方、第１プリプレグ層１１は、熱硬化性樹脂の含有量が第２プリプレグ層１２より少ないため、強度を保持することができる。モールド樹脂層３は、モールド樹脂、例えばエポキシ系樹脂、を巻線２の外周、上下等に充填し硬化して形成する。
【００１３】
次に、本実施例の樹脂モールドコイルの製造方法を説明する。内金型４の周りに硬化したプリプレグ材１１、１２の複数の層からなるボビン１を形成し、そのボビン１の上に巻線２を施し、さらにモールド樹脂を充填し硬化して、外周、上下等にモールド樹脂層３を設ける。ボビン１として用いるプリプレグ層１１、１２は、繊維質のガラス基材に熱硬化性樹脂を含有し硬化したもので、巻線に遠い層である第２プリプレグ層１２の樹脂含有量は、巻線に近い層である第１プリプレグ層１１より多くする。これにより、熱硬化性樹脂を多く含有し硬化したプリプレグ材からなる巻線に近い層１２と、熱硬化性樹脂を少なく含有し硬化したプリプレグ材からなる巻線に遠い層１１と、を有するボビンを備える樹脂モールドコイルを得ることができる。
【００１４】
なお、プリプレグ材１１、１２として半硬化状態のものを使用し、そして、モールド樹脂を硬化するときに、プリプレグ材１１、１２を一緒に硬化することもできる。また、内金型４を使用せず、予め硬化したプリプレグ層１１、１２からなるボビン１を使用し、そのボビン１の上に巻線２を施し、モールド樹脂を充填し硬化することもできる。また、予め硬化した第１プリプレグ層１１の周りに第２プリプレグ１２を巻いてボビン１とし、そして、モールド樹脂を充填し硬化するときに、第２プリプレグ材１２を一緒に硬化することもできる。プリプレグ層１１、１２は、それぞれ更に複数のプリプレグ層からなっていてもよいが、巻線に近いプリプレグ層１２は、樹脂含有量が多くなるようにする。
【００１５】
実施例２を説明する。本実施例の樹脂モールドコイルを図２に示す。図２のモールドコイルは、第１プリプレグ層１１の上にガラス基材１３を巻き、さらにその上に巻線２を施す。その外周、上下等にはモールド樹脂層３を設ける。この時、第１プリプレグ層１１は、繊維質のガラス基材に予め熱硬化性樹脂を含有し硬化したものである。ガラス基材１３は、モールド樹脂含浸性のある繊維質のもので、モールド樹脂を含浸した場合、プリプレグ層１１の熱硬化性樹脂含有量よりモールド樹脂含有量が多くなるようにする。そして、ガラス基材１３に含浸したモールド樹脂は、モールド樹脂層３を硬化する時に一緒に硬化する。プリプレグ層１１、１３は、それぞれ更に複数のプリプレグ層からなっていてもよいが、巻線に近いプリプレグ層は、樹脂含有量が多くなるようにする。これにより、モールド樹脂を多く含有し硬化したプリプレグ材からなる巻線に近い層１３と、熱硬化性樹脂を少なく含有し硬化したプリプレグ材からなる巻線に遠い層１１と、を有するボビンを備える樹脂モールドコイルを得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂硬化時及び変圧器運転時の熱応力を緩和し、変圧器短絡事故時の電磁機械力に対する強度を高め、そして、内金型の代わりに繊維質材料に熱硬化性樹脂を含浸、硬化したボビンを使う場合、巻線時のテンションに対する強度を向上させ、信頼性の高い樹脂モールドコイルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の樹脂モールドコイルの断面説明図。
【図２】実施例２の樹脂モールドコイルの断面説明図。
【符号の説明】
１ ボビン
１１、１２ プリプレグ層
１３、 ガラス基材
２ 巻線
３ モールド樹脂層
４ 内金型

Claims (1)

  1. 繊維質のガラス基材からなるボビンの上に巻線を施し、モールド樹脂を充填し硬化した樹脂モールドコイルにおいて、
    繊維質のガラス基材に熱硬化性樹脂を含有し硬化した第１のプリプレグ材と、該第1のプリプレグ材の周りに、繊維質のガラス基材からなり、かつ、熱硬化性樹脂の含有量を前記第１のプリプレグ材より多くした第２のプリプレグ材を巻いてボビンとし、前記モールド樹脂を充填するときに、前記第２のプリプレグ材にも該モールド樹脂を含浸し、モールド樹脂を硬化するときに前記第２のプリプレグ材内のモールド樹脂も一緒に硬化したことを特徴とする樹脂モールドコイル。
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