JP4647876B2

JP4647876B2 - 樹脂含浸コイルの製造方法

Info

Publication number: JP4647876B2
Application number: JP2002018858A
Authority: JP
Inventors: 工輔佐々木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003224019A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂含浸コイルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に調光器などサイリスタ応用商品は、雑音防止用のチョークコイルを使用しており、特に調光器が調光手段として位相制御方式を採用している場合には、、交流のピーク電圧に近い電圧でスイッチングを行うことがまれではない。そのようなスイッチング時には、通常のオン・オフ用途のスイッチングに比べて大きいレベルの不要ノイズを発生するため、より大きいインダクタンス値のチョークコイルがフィルターとして必要になり、さらにチョークコイルからスイッチング時に発生する振動によって大きい騒音（うなり音）が発生する。そして、寝室等の低騒音が要求される使用環境で、調光用途に使用される場合があるが、このとき調光器のチョークコイルから発生するうなり音が耳障りで眠れない等の不満が市場にはあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、前記のようなチョークコイルの振動により発生するうなり音を低減するために、図１３（ａ），（ｂ）に示すように磁性体からなるコア（図示なし）に巻回した巻線１を円筒形の金属ケースＫに収納し、金属ケースＫの中を樹脂で含浸した構造のコイルがあるが、構造が複雑となり、高コストになり、外形寸法が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
また、うなり音の低減のために、無作為に選定した樹脂材料を含浸させるという技術もあったが、これも安定してうなり音を低減できるという効果は期待できない。さらに、巻線１と外部との間の絶縁性能を確保するために、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、トロイダル形状の磁性体からなるコア２に巻回した巻線１に絶縁材料Ｂを含浸させる技術もあるが目的が異なるため、うなり音を低減できるという効果は期待できない。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の形状、構成、性能を維持しつつ、後処理を付加するのみで、コイルから発生する耳障りなうなり音を低コストで低減した樹脂含浸コイルの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、巻線を、電子部品を実装したプリント基板上に実装した後、前記プリント基板を、硬化前の粘度が２５Ｐａ・ｓ以下であり、硬化後の硬度がＪＩＳＤで９０となり、さらには絶縁作用及び防湿作用を有する樹脂材料中に浸漬し、前記巻線の外周囲、線間、前記電子部品の外周囲、及び前記プリント基板の外周囲に前記樹脂材料を含浸させて、前記樹脂材料から引き上げた後、所定時間、所定の温度雰囲気下にて乾燥させて、含浸させた前記樹脂材料を硬化させることを特徴とする樹脂含浸コイルの製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
（参考例）
本参考例の樹脂含浸コイルは、図１（ａ），（ｂ）、図２（ａ），（ｂ）に外形を示すように、トロイダル形状の磁性体からなるコア２に巻線１を巻回したものに、含浸材料Ａを含浸させたものであり、主にサイリスタ応用商品のスイッチング時に発生するノイズの防止用やスイッチング電源のノイズ防止用のフィルタ（チョークコイル）として使用される。図１（ａ），（ｂ）は、巻線１の両端をトロイダル形状のコア２の軸方向に突出させて、プリント基板上にコア２の底面を載置して実装する横形のコイルであり、図２（ａ），（ｂ）は、巻線１の両端をトロイダル形状のコア２の側面方向に突出させて、プリント基板上にコア２の側面を載置して実装する縦形のコイルである。この含浸材料Ａは、硬化前は低粘度の液体状態で、硬化後は高硬度となる樹脂材料からなり、硬化前の粘度が２５Ｐａ・ｓ以下、硬化後の硬度がＪＩＳＤで略９０のものを用いる。
【０００９】
したがって、低粘度であるため、巻線１の外周囲だけでなく、巻線１とコア２との間、及び巻線１の線間に含浸材料Ａが十分に浸透し（本発明の効果の安定性に寄与している）、その後、高硬度に含浸材料Ａが硬化するため、通電時に発生するコイルの振動を抑制し、振動による巻線１とコア２、及び巻線１の線間の物理的干渉を防止することになり、安定した低騒音化を達成することができる。また、従来のコイルに含浸材料Ａの含浸処理を施すのみであるため、低コストで低騒音化を実施でき、外形寸法、構成、性能も従来と大きく異なることはない。
【００１０】
また含浸材料Ａは、粘度、硬度の前記条件に加えて、絶縁効果や防湿効果のある材料を選定することにより、一度の含浸作業で低騒音化、絶縁、防湿の複数の効果を得ることができる。
【００１１】
具体的には、含浸材料Ａとして、リレーのシール、チップ部品の仮固定、小型モータコイルの含浸固定を主な用途として使用されているエポキシ配合樹脂（スリーエム社製２２１２Ｂ等）や、湿度、汚れから実装基板を保護する用途で使用されている飽和ポリエステル樹脂を主成分とする防湿絶縁塗料（Ｓｅａｌ−ｇｌｏ４３５Ｇ等）や、小型コイルの巻線の電気絶縁用途で使用されているアルキド樹脂を主成分とするワニス（日立化成社製ＷＡ−２３８Ａ等）等がある。
【００１２】
逆に含浸材料Ａとして不向きなものには、騒音低減効果のない低硬度のシリコン系材料や、安定した騒音低減効果が得られずバラツキが大きい高粘度、高硬度のエポキシ系材料等がある。
【００１３】
（実施形態１）
本実施形態では、参考例の樹脂含浸コイルの製造方法について説明し、参考例と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。まず、トロイダル形状の磁性体からなるコア２に巻線１を巻回したものを、含浸材料Ａが入れられた浸漬用タンクに浸漬する。ここで、含浸材料Ａは参考例と同様に硬化前は低粘度の液体状態で、硬化後は高硬度となる樹脂材料からなり、硬化前の粘度が２５Ｐａ・ｓ以下、硬化後の硬度がＪＩＳＤで略９０のものを用いる。したがって、低粘度であるため、巻線１の外周囲だけでなく、巻線１とコア２との間、及び巻線１の線間に含浸材料Ａが十分に浸透する。
【００１４】
次に、浸漬用タンクからコイルを引き上げ、規定時間、規定の温度雰囲気下（含浸材料Ａの効果特性に依存する）にて乾燥させて、含浸させた含浸材料Ａを硬化させる。含浸材料Ａは高硬度に硬化するため、通電時に発生するコイルの振動を抑制し、振動による巻線１とコア２、及び巻線１の線間の物理的干渉を防止することになり、安定した低騒音化を達成することができる。また、従来のコイルに含浸材料Ａの含浸処理を施すのみであるため、低コストで実施でき、外形寸法、構成、性能も従来と大きく異なることはない。
【００１５】
また含浸材料Ａは、粘度、硬度の前記条件に加えて、絶縁効果や防湿効果のある材料を選定することにより、一度の含浸作業で低騒音化、絶縁、防湿の複数の効果を得ることができる。
【００１６】
さらに、上記コイル単品の場合と同様に、コイルを含む電子部品を実装したプリント基板を、絶縁効果や防湿効果のある上記含浸材料Ａが入れられた浸漬用タンクに浸漬し、巻線１の外周囲、巻線１とコア２との間、巻線１の線間、電子部品、プリント基板にも含浸材料Ａを十分に浸透させ、次に、浸漬用タンクからプリント基板を引き上げ、規定時間、規定の温度雰囲気下（含浸材料Ａの効果特性に依存する）にて乾燥させて、含浸させた含浸材料Ａを硬化させることによって、含浸材料Ａを含浸したプリント基板上に含浸材料Ａを含浸した電子部品（コイルを含む）が実装されるので、通電時に発生するコイルの振動を抑制し、振動による巻線１とコア２、及び巻線１の線間の物理的干渉を防止し、安定した低騒音化を達成し、且つ絶縁処理や防湿処理を施すことができると共に、プリント基板や、プリント基板上のコイルを含む電子部品にも絶縁処理や防湿処理を施すことができる。
【００１７】
（実施形態２）
本実施形態は、参考例の樹脂含浸コイルをプリント基板上に実装して、調光器に内蔵した例について、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）〜図７を用いて説明する。図３に示す調光器２０は、照明負荷および配線器具のスイッチ３０を介して商用電源に接続されて（商用電源の出力間に、照明負荷、スイッチ３０および調光器２０の直列回路が接続）、照明負荷の調光用に使用されるもので、調光器２０は、外形寸法が既製の埋込型の配線器具（例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定された大角形連用配線器具）の２個モジュール寸法に形成されている。
【００１８】
取付枠１０は金属製で、１個モジュール寸法の配線器具を短幅方向に３個並べて取り付けることができ、２個モジュール分の開口を閉塞して調光器２０を取り付けており、残された１個モジュール寸法の開口に大角形連用配線器具であるスイッチ３０を取り付けている。また、この取付枠１０の両端部には、壁面に埋設された埋込ボックスに取付枠１０を取り付けるためのボックスねじを挿通する長孔１１と、取付枠１０を壁面等の造営面に直付けするためのねじが挿通されるねじ挿通孔１２と、造営面を形成する壁パネル等に取り付ける際に使用するはさみ金具（図示せず）を係止するはさみ金具係止孔１３とが設けてある。
【００１９】
スイッチ３０は、図６に示すように、内部で短絡した端子Ｔ３，Ｔ４の接続先を端子Ｔ１または端子Ｔ２に切換えており、端子Ｔ１，Ｔ２間には表示灯ＰＬが接続されている。
【００２０】
調光器２０は、その器体を、上面が開口する箱状に形成されたボディ２２と、下面に形成された開口がボディ２２の開口に対向して取り付けられた箱状の端子カバー２１とから構成される。ボディ２２の下面の一角には、図４に示すように錠ばね２６，２６、解除釦２７が収納され、また図５に示すように端子カバー２１は錠ばね２６，２６に対向する箇所に端子板２４，２４を備えて、速結端子構造となっており、この２つの端子は、図６における端子Ｔ５，Ｔ６を構成するもので、２枚の端子板２４，２４、２つの錠ばね２６，２６及び解除釦２７とからなり、ボディ２２の下面に穿設された電線挿入孔２８，２８から電線の芯線を挿入すると、速結式で錠ばね２６，２６の先端が電線の芯線に圧接され、錠ばね２６，２６と端子板２４，２４との間で芯線が挟持されて電線の結線が行われる構造となっている。なお、解除釦２７を操作すれば錠ばね２６，２６が圧接解除方向に撓み、電線の芯線を端子部から取り外すことができるようになっている。
【００２１】
ボディ２１内に収納されるプリント基板Ｐは、図６に示す調光制御を行う回路を構成する回路部品が実装されており、端子板２４，２４がプリント基板Ｐの配線パターンにはんだ付けされている。
【００２２】
次に、このプリント基板Ｐ上の回路の構成，動作について説明する。プリント基板Ｐの端子Ｔ５の外部には、スイッチ３０の端子Ｔ３が接続され、プリント基板Ｐの端子Ｔ５−Ｔ６間にはバリスタＺＮＲと、コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路とが接続されて、コンデンサＣ２の両端間には抵抗Ｒ１が接続されている。端子Ｔ６にはコイルＬ１が直列に接続されており、トライアックＱ１はコイルＬ１を介して端子Ｔ５−Ｔ６間に並列接続されている。ここで、コイルＬ１は、参考例の樹脂含浸コイルであり、トライアックＱ１のスイッチングにより発生するノイズが端子Ｔ５，Ｔ６を通して交流電源や照明器具側に出力されないようフィルタの役目をしている。
【００２３】
そして、トライアックＱ１の導通角を制御して照明器具に供給される電力を制御し（つまりは、位相制御を行って）、照明器具の調光を行っており、トライアックＱ１の導通角の制御は、ハイブリッドＩＣ（以下ＨＩＣ）４０と、ＨＩＣ４０に接続されたスライド式の可変抵抗（以下、ボリュームと呼ぶ）ＶＲ１と、ボリュームＶＲ１の一方の固定端子と可変端子との間に接続した抵抗Ｒ１３とで行われ、ボリュームＶＲ１の設定により調光量を調整できるようにしてある。
【００２４】
ＨＩＣ４０は、トライアックＱ１に並列接続された抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３との直列回路と、コンデンサＣ３に並列接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４からなる整流回路と抵抗Ｒ３との直列回路と、整流回路の出力端間に接続したコンデンサＣ４、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ５との直列回路と、抵抗Ｒ９とＮＰＮ形のトランジスタＴｒ２との直列回路と、コンデンサＣ５に並列接続した抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ５との接続中点とトランジスタＴｒ２のベースとの間に接続したダイオードＤ５とＰＮＰ形トランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ８との直列回路と、ダイオードＤ５に並列接続した抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ５との接続中点とトランジスタＴｒ１のベースとの間に接続したコンデンサＣ６と、トランジスタＴｒ１のベースに一端を接続した抵抗Ｒ１１と、整流回路の正出力側に一端を接続した抵抗Ｒ１０と、整流回路の負出力側に一端を接続した抵抗Ｒ１２とから構成され、ＨＩＣ４０の外部では、抵抗Ｒ１０，Ｒ１２の各他端にボリュームＶＲ１の固定端子が接続され、抵抗Ｒ１１の他端にボリュームＶＲ１の可変端子が接続されて、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の各他端間に抵抗Ｒ１３が接続されている。
【００２５】
そして、ボリュームＶＲ１の設定を変化させると、抵抗Ｒ３を流れる電流値が変化して、この抵抗Ｒ３の両端電圧によってトライアックＱ１を駆動することによって、トライアックＱ１の導通角を制御して位相制御を行っている。ボリュームＶＲ１は、図７（ｂ）に示すボリュームＶＲ１の操作片２５ａをスライドさせることによってその抵抗値が変化するもので、図３（ａ），（ｂ）に示すように、操作片２５ａに嵌合したスライドつまみ２３ａをカバー２０の略中央に設けて、スライドつまみ２３ａをスライドさせることにより調光量の調整を行っている。
【００２６】
スイッチ３０をオンに切換えたときは、交流電源が通電して上記動作を行って、ボリュームＶＲ１の設定により調光動作を行い、スイッチ３０をオフに切換えたときは、照明負荷は消灯し、スイッチ３０の表示灯３０が点灯して、周囲が暗いときにスイッチ３０の設置箇所を示すようにしてある。
【００２７】
また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、コイルＬ１は、トロイダル形状の磁性体からなるコア２に巻線１を巻回して含浸材料Ａに含浸したもので、プリント基板Ｐ上にコア２の側面を載置して実装されている。そして参考例と同様に、含浸材料Ａが巻線１の外周囲だけでなく、巻線１とコア２との間、及び巻線１の線間に十分に浸透し、高硬度に含浸材料Ａが硬化しているため、照明器具の点灯，調光時に、トライアックＱ１がスイッチングすることによって発生するコイルの振動を抑制して、安定した低騒音化を達成している。
【００２８】
なお、絶縁効果や防湿効果のある含浸材料Ａを用い、さらにプリント基板Ｐ及びプリント基板Ｐ上の電子部品の外周囲にも含浸材料Ａを含浸させれば、プリント基板Ｐや、プリント基板上の電子部品に絶縁処理や防湿処理を施すことができる。
【００２９】
（実施形態３）
本実施形態は、実施形態２において調光設定を行うスライド式のボリュームＶＲ１を、ロータリ式のボリュームＶＲ２としたことが異なり、ボリュームＶＲ２は、図１２（ａ），（ｂ）に示すボリュームＶＲ２の操作軸２５ｂを回動させることによってその抵抗値が変化するもので、図８（ａ），（ｂ）に示すように、操作軸２５ｂに嵌合した回動つまみ２３ｂをカバー２０の略中央に設けて、回動つまみ２３ｂを回動させることにより調光量の調整を行っている。また、スイッチ３０の端子Ｔ３が、プリント基板Ｐの端子Ｔ６の外部に接続されていることも実施形態２とは異なっている。他の構成は実施形態２と同様であり、説明は省略する。
【００３０】
なお、参考例、実施形態１乃至３においてサイリスタ応用商品のスイッチング時に発生するノイズの防止用やスイッチング電源のノイズ防止用のフィルタ（チョークコイル）として使用されるトロイダルコイルの低騒音化処理について説明したが、他にも巻線とコアとで構成される部品で、うなり音を発生するようなコイル、及びそれを実装したプリント基板に応用して同様の効果を得ることは可能である。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、巻線を、電子部品を実装したプリント基板上に実装した後、前記プリント基板を、硬化前の粘度が２５Ｐａ・ｓ以下であり、硬化後の硬度がＪＩＳＤで９０となり、さらには絶縁作用及び防湿作用を有する樹脂材料中に浸漬し、前記巻線の外周囲、線間、前記電子部品の外周囲、及び前記プリント基板の外周囲に前記樹脂材料を含浸させて、前記樹脂材料から引き上げた後、所定時間、所定の温度雰囲気下にて乾燥させて、含浸させた前記樹脂材料を硬化させるので、樹脂材料が十分に浸透した後、高硬度に硬化し、したがって従来の形状、構成、性能を維持しつつ、低コストな後処理を付加するのみで、通電時に発生するコイルの振動を抑制して、安定した低騒音化を達成した樹脂含浸コイルを製造することができるという効果がある。また、一度の含浸作業で低騒音化、絶縁，防湿処理の複数の処理を行うことができ、さらに、プリント基板や、プリント基板上の電子部品にも絶縁処理や防湿処理を施すことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）本発明の参考例の横形コイルの外形を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）本発明の参考例の縦形コイルの外形を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態２の樹脂含浸コイルを内蔵した調光器の一部破断した前面を示す図である。
（ｂ）同上の一部破断した側面を示す図である。
（ｃ）同上の背面を示す図である。
【図４】同上のボディの内部構造を示す図である。
【図５】同上の端子カバーの内部構造を示す図である。
【図６】同上の回路構成を示す図である。
【図７】（ａ）同上の回路部品を実装したプリント基板の側面を示す図である。
（ｂ）同上の回路部品を実装したプリント基板の前面を示す図である。
【図８】（ａ）本発明の実施形態３の樹脂含浸コイルを内蔵した調光器の一部破断した前面を示す図である。
（ｂ）同上の一部破断した側面を示す図である。
（ｃ）同上の背面を示す図である。
【図９】同上のボディの内部構造を示す図である。
【図１０】同上の端子カバーの内部構造を示す図である。
【図１１】同上の回路構成を示す図である。
【図１２】（ａ）同上の回路部品を実装したプリント基板の側面を示す図である。
（ｂ）同上の回路部品を実装したプリント基板の前面を示す図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）第１の従来例の外形を示す図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）第２の従来例の外形を示す図である。
【符号の説明】
１巻線
２コア
Ａ含浸材料

Claims

巻線を、電子部品を実装したプリント基板上に実装した後、前記プリント基板を、硬化前の粘度が２５Ｐａ・ｓ以下であり、硬化後の硬度がＪＩＳＤで９０となり、さらには絶縁作用及び防湿作用を有する樹脂材料中に浸漬し、前記巻線の外周囲、線間、前記電子部品の外周囲、及び前記プリント基板の外周囲に前記樹脂材料を含浸させて、前記樹脂材料から引き上げた後、所定時間、所定の温度雰囲気下にて乾燥させて、含浸させた前記樹脂材料を硬化させることを特徴とする樹脂含浸コイルの製造方法。