JP4801554B2 - モールドトランス及びその製法 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に使用されるモールドトランス及びその製造方法に関するものである。

各種電気機器の中でも、水回り機器に使用されるトランスにおいて、トランスを樹脂層で被覆したモールドトランス(特許文献１)が実施されている。
モールドトランスには、トランス全体を樹脂被覆した全モールドトランスや、トランスのコイル部分だけを樹脂被覆した簡易モールドトランスがある。
全モールドトランスは、トランス全体をモールド型に収容し、モールド型に溶融樹脂を充填して形成される。
簡易モールドトランスは、コイルに鉄心を組み込む前に、鉄心をモールド型内に収容し、該モールド型内に溶融樹脂を充填してコイル全体を樹脂モールドし、樹脂モールドしたコイルに鉄心を組み込んで形成される。

特開平１１−５４３５４号

簡易モールドトランスは、全モールドトランスに較べると、要部のみをモールドするので製造コストを抑えられる筈である。
しかし、簡易トランスの場合でも、鉄心の厚み、即ち、鉄心を構成する型鉄板の積層厚みの違いに応じて、モールド型を製作しなければならない。
従って、全モールドトランスが、トランス全体をモールド型に収容して、モールド型に溶融樹脂を充填するのに較べて、簡易モールドトランスは、モールド型の大きさの相違、使用する樹脂の量の違いによるだけの経済性に優位があるのに過ぎず、簡易モールドトランスの製造コストを、全モールドトランスの製造コストに較べて、大幅に低減することはできなかった。

出願人は、鉄心を構成する型鉄板の積層厚みの違いがあっても、鉄心の両端からのコイルの突出量は殆んど変わらないことに着目し、この鉄芯からのコイルの突出部だけを覆う一対のモールド型を用いることにより、モールド型に汎用性を持たせて、簡易モールドトランスの製造コストを低減できるモールドトランス及びその製法を明らかにするものである。

請求項１のモールドトランス製法は、型鉄板(21)を積層して形成した鉄心（2）と、 該鉄心(2)に組み込まれた鉄心(２)の両端の型鉄板(21)(21)の板面より一部が突出したコイル(３)と、によって形成されたトランス(1)に対して、コイル(3)の両突出部(30)(30)を樹脂層(4)(4)で被覆する方法であって、コイル(３)の突出部(30)が余裕のある状態に嵌まる型孔(61)と、鉄心(２)の両端にある型鉄板(21)の板面に密接可能な当接面(67)とを有しており、コイル(３)の突出部(30)の正面、上面及び両側面の四面を包囲可能な一対のモールド型(6)(6)を、位置決め手段(7)によって該モールド型(6)に接触させない様にコイル突出部(30)に被せて型孔(61)(61)にコイル(3)の突出部(30)(30)を嵌め、該当接面(67)を鉄心(2)に密着させた状態で、真空雰囲気中にて、モールド型(6)(6)に溶融樹脂を浸透させ、溶融樹脂の固化によって、コイル突出部(30)全体を樹脂層(4)で覆うと共に、樹脂をつなぎ部材として鉄心(2)、コイル(3)及び樹脂層(4)を一体化する。

位置決め手段(７)は、鉄心(２)の複数箇所に開設した第１ボルト挿通孔(22)と、両モールド型(６)(６)の複数箇所に開設した第２ボルト挿通孔(66)(66)と、複数の締上げ用ボルト(70)とを含んでおり、一方のモールド型(６)の第２ボルト挿通孔(66)から、第１ボルト挿通孔(22)を通って他方のモールド型(６)の第２ボルト挿通孔(66)に挿入されるように各締上げ用ボルト(70)を配置し、両モールド型(6)(6)で鉄心(2)を挟圧する様に締め上げた状態で、モールド型(6)に溶融樹脂を充填する。

請求項３は請求項１又は２のモールドトランスの製法において、コイル(３)の各引出し線(31)に端子金具(32)を取り付け、該端子金具(32)をモールド型(６)内面に仮固定した状態で、モールド型内面とコイル突出部(30)との間に溶融樹脂を充填する。

請求項４は請求項３のモールドトランスの製法において、端子金具(32)は袋ナット(33)であり、モールド型(６)の外側からモールド型(６)を貫通させた仮止め用ボルト(72)を該袋ナット(33)に螺合して、袋ナット(33)を型内面に仮固定する。

請求項１のモールドトランスの製法では、鉄心(２)の両側に突出したコイル突出部(30)(30)に被せた一対のモールド型(６)(６)と鉄心(２)とによって１つの金型を形成することになる。これによって、モールド型(６)(６)の内面とコイル突出部(30)との間に溶融樹脂を充填すると、真空雰囲気中であることにより、コイル(３)自身の隙間や、コイル(３)と鉄心(２)との間の微罪な隙間にも溶融樹脂が速やかに浸透する。溶融樹脂の固化によってコイル突出部(30)の全体を樹脂層(４)で覆うと共に、樹脂を繋ぎ部材として鉄心(２)、コイル(３)及び樹脂層(４)を一体化する。
従って、モールド型(６)(６)を外しても、樹脂層(４)がコイル(３)から外れ落ちることはない。
又、前記の様に、コイル突出部(30)の全体を樹脂層(４)で覆うと共に、、コイル(３)自身の隙間や、コイル(３)と鉄心(２)との間の微罪な隙間にも溶融樹脂が浸透固化し、樹脂を繋ぎ部材として鉄心(２)、コイル(３)及び樹脂層(４)を一体化しているから、モールドトランス使用時の、トランスの「うなり」現象を抑えることができる。
構成の簡単な一対のモールド型(６)(６)を準備するだけで、射出成形機等の高価な設備を必要とせず、更に、鉄心(２)を構成する型鉄板(21)の積層枚数に係わらず、鉄心(２)からのコイル突出部(30)の突子量は殆んど変わることがないので、モールド型(６)(６)に汎用性を持たせることができ、モールドトランスの製造コストの低減に大いに寄与できる。

モールド型(６)(６)は、位置決め手段(７)によってモールド型(６)とコイル突出部(30)が接触しない様に鉄心(２)に密着するため、コイル突出部(30)を被覆する樹脂層(４)からコイルの突出部(30)が部分的に露出した不良品を排出することを防止できる。

トランス(１)の鉄心(２)を構成する型鉄板(21)は１枚づつ絶縁層が被覆されており、型鉄板(21)どうしの電気的導通が阻止されている。しかし、従来のトランス(１)は、四隅に開設したボルト挿通孔(22)に挿通したボルトとナットで積層型鉄板を締め上げて、積層型鉄板の分離を防止した状態で使用されるため、プレスの打抜きによって開設されたボルト挿通孔にボルトが挿通されたままであると、型鉄板(21)どうしの絶縁不良が生じて、トランスの性能に悪影響を及ぼす虞れがある。
本願発明の方法で製造したモールドトランスは、前記の如く、固化した樹脂を繋ぎ部材として鉄心(２)、コイル(３)及び鉄心(２)を挟んで対向する樹脂層(４)(４)が一体化しており、鉄心(２)を締め上げるボルトは必要としないから、上記問題は生じない。

請求項２のモールドトランスの製法では、鉄心(２)自体の締結用に開設されているボルト挿通孔(22)を利用して、該ボルト挿通孔(22)と、両モールド型(６)(６)のボルト挿通孔(66)(66)に一連に挿通したボルト(70)とナット(71)によって、一対のモールド型(６)(６)をコイル突出部(30)に接しない様に、該突出部(30)を余裕のある状態に位置決めして被せて、モールド型(６)(６)を鉄心(２)に隙間なく密着させることができる。このため、モールド型(６)(６)を位置決め保持するのに、大掛かりな装置は必要としない。

請求項４のモールドトランスの製法では、コイル(３)の引出し線(31)先端に設けた端子金具(32)は袋ナット(33)であるから、モールド型(６)の外側からモールド型(６)を貫通させた仮止め用ボルト(72)によって、該袋ナット(33)をモールド型(６)内面の所定位置に簡単に仮固定でき、仮止め用ボルト(72)を外して、仮固定を簡単に解除できる。

図１は、トランス(１)と、一対のモールド型(６)(６)と、モールド型(６)(６)を位置決めしてトランス(１)にセットするための位置決め手段(７)を示している。
トランス(１)は、公知の如く、Ｅ型鉄板と、該Ｅ型鉄板の２つの開口を塞ぐＩ型鉄板の組合せからなる型鉄板(21)を積層して形成した鉄心(２)と、該鉄心(２)に組み込まれ鉄心(２)の両端の型鉄板(21)(21)の板面より一部が突出したコイル(３)とによって形成されている。
鉄心(２)の四隅にはボルト挿通孔(22)が開設されている。
コイル(３)の各引出し線(31)の先端には端子金具(32)がハンダ付け等により接続されている。

実施例の端子金具(32)は袋ナット(33)であり、該袋ナットのキャップ部分の外面に引出し線(31)が接続されている。

モールド型(６)は、矩形のブロックに、鉄心(２)からのコイル突出部(30)が余裕のある状態に嵌まる型孔(61)を開設しており、該型孔(61)は、ブロックの背面と下面の２面が連続して開口(62)(63)している。即ち、モールド型(６)はコイル突出部(30)の正面、上面及び両側面の四面を包囲可能であり、モールド型(６)の背面は、鉄心(２)の端部板面に密接する逆Ｕ字状の当接面(67)となっている。
実施例のモールド型(６)は、アルミニューム製である。

モールド型(６)には、前記鉄心(２)の四隅のボルト挿通孔(22)との対応位置に、四つのボルト挿通孔(66)が開設されてる。ボルト挿通孔(66)はモールド型(６)の正面から反対側の当接面(67)に貫通している。
モールド型(６)の天井壁(60)には、前記コイル(３)の端子金具(32)である袋ナット(33)を型孔(61)に仮固定するためのボルト孔(64)が開設されている。
図６は、モールド型(６)を天地逆にした状態を示しており、天井壁(60)の内面には、各ボルト孔(54)の両側に位置して短溝条(65)が開設されている。

一対のモールド型(６)(６)は、コイル突出部(30)に接触しない様に位置決めして、型孔(61)に該コイル突出部(30)を嵌めて鉄心(２)にセットされる。
実施例では、鉄心(２)のボルト挿通孔(22)、両モールド型(６)(６)のボルト挿通孔(66)(66)に一連に挿通される締上げ用ボルト(70)とナット(71)によって、モールド型(６)(６)の位置決め手段(７)を構成している。

然して、図１の状態から、コイル突出部(30)(30)にモールド型(６)を被せ、モールド型(６)の天井壁(60)を貫通させたボルト(72)を、コイル(３)の引出し線(31)先端の袋ナット(33)に螺合し、袋ナット(33)をその開口面を型孔内面に密接させて仮固定する。
尚、モールド型(６)の型孔(61)には、予め離型剤を塗布して型離れを良くしておく。

次に締上げ用ボルト(70)を、一方のモールド型(６)のボルト挿通孔(66)からコイル(３)のボルト挿通孔(22)を経て、他方のモールド型(６)のボルト挿通孔(66)を貫通させ、ナット(71)で締め上げる。
図２に示す如く、４本の締上げ用ボルト(70)の締め付けによって、一対のモールド型(６)(６)が鉄心(２)を均等に挟圧し、両モールド型(６)(６)の当接面(67)(67)が隙間なく鉄心(２)の板面に密着させることができる。

次に、真空雰囲気中にて、図３に示す如く、モールド型(６)の底面開口(63)が上向きになる様に、モールド型(６)(６)と鉄心(２)を天地逆にし、モールド型(６)(６)の上位置にある底面開口(63)(63)から溶融樹脂を充填する。
真空雰囲気中であることにより、溶融樹脂は、コイル(３)自身の隙間や、コイル(３)と鉄心(２)との間の微罪な隙間にも速やかに浸透する。
溶融樹脂の液面がコイル(３)よりも高くなるまで溶融樹脂を充填する。

溶融樹脂の固化によって、コイル突出部(30)の全体を樹脂層(４)で覆うと共に、樹脂を繋ぎ部材として鉄心(２)、コイル(３)及び樹脂層(４)が一体化する。

締上げ用ボルト(70)を抜き外し、トランスからモールド型(６)(６)を外すと、図４に示すモールト゛トランス(1a)が完成する。
トランス突出部(30)を覆う樹脂層(４)(４)には、モールド型(６)の溝条(65)に対応して、隣り合う端子金具(32)の取付け領域を区画する突条(34)が形成される。
必要に応じて、後工程で、鉄心(２)に取付け用ベース板(５)を溶接等により固定する。

上記モールド型(６)の型孔(61)は、背面と底面が連続して開口(62)(63)しているから、エンドミルによって、簡単に加工できる。
又、２つのモールド型(６)(６)を、鉄心(２)を挟んで締上げ用ボルト(70)によって締め付けた状態、即ち、モールド型(６)のＵ字状当接面(67)を鉄心(２)の板面に隙間なく押圧した状態で、モールド型(６)に溶融樹脂を充填するから、溶融樹脂がモールド型(６)と鉄心(２)との間から漏出することはない。

上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

トランス、モールド型及び位置決め手段の斜視図である。 トランスのコイル突出部に一対のモールド型をセットした状態を示す斜視図である。 モールド型をセットしたトランスを天地逆にした状態の斜視図である。 モールドトランスの斜視図である。 モールドトランスの断面図である。 モールド型を天地逆した状態の斜視図である。

符号の説明

１ トランス
２ 鉄心
22 ボルト挿通孔
３ コイル
32 端子金具
４ 樹脂層
３ モールド型
61 型孔
66 ボルト挿通孔
７ 位置決め手段
70 締上げ用ボルト

Claims (4)

1. 型鉄板(21)を積層して形成した鉄心(２)と、該鉄心(２)に組み込まれ鉄心(２)の両端の型鉄板(21)(21)の板面より一部が突出したコイル(３)とによって形成されたトランス(１)に対して、コイル(３)の両突出部(30)(30)を樹脂層(4)(4)で被覆する方法であって、
   コイル(３)の突出部(30)が余裕のある状態に嵌まる型孔(61)と、鉄心(２)の両端にある型鉄板(21)の板面に密接可能な当接面(67)とを有しており、コイル(３)の突出部(30)の正面、上面及び両側面の四面を包囲可能な一対のモールド型(６)(６)を、位置決め手段(７)によって該モールド型(６)に接触させない様にコイル突出部(30)に被せて型孔(61)(61)にコイル(３)の突出部(30)(30)を嵌め、該当接面(67)を鉄心(２)に密着させた状態で、真空雰囲気中にて、モールド型(６)(６)に溶融樹脂を充填し、コイル(３)の隙間及びコイル(３)と鉄心(２)との間の隙間にも溶融樹脂を浸透させ、溶融樹脂の固化によって、コイル突出部(30)全体を樹脂層(４)で覆うと共に、樹脂を繋ぎ部材として鉄心(２)、コイル(３)及び樹脂層(４)を一体化するモールドトランスの製法。
2. 位置決め手段(７)は、鉄心(２)の複数箇所に開設した第１ボルト挿通孔(22)と、両モールド型(６)(６)の複数箇所に開設した第２ボルト挿通孔(66)(66)と、複数の締上げ用ボルト(70)とを含んでおり、
   一方のモールド型(６)の第２ボルト挿通孔(66)から、第１ボルト挿通孔(22)を通って他方のモールド型(６)の第２ボルト挿通孔(66)に挿入されるように各締上げ用ボルト(70)を配置し、両モールド型(６)(６)で鉄心(２)を挟圧する様に締め上げた状態で、モールド型(６)に溶融樹脂を充填する、請求項１に記載のモールドトランスの製法。
3. コイル(３)の各引出し線(31)に端子金具(32)を取り付け、該端子金具(32)をモールド型(６)内面の所定位置に仮固定した状態で、モールド型内面とコイル突出部(30)との間に溶融樹脂を充填する、請求項１又は２に記載のモールドトランスの製法。
4. 端子金具(32)は袋ナット(33)であり、モールド型(６)の外側からモールド型(６)を貫通させた仮止め用ボルト(72)を該袋ナット(33)に螺合して該袋ナットを仮固定する、請求項１乃至３の何れかに記載のモールドトランスの製法。

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