JP4842061B2

JP4842061B2 - 樹脂モールド変圧器

Info

Publication number: JP4842061B2
Application number: JP2006243907A
Authority: JP
Inventors: 二郎藤井; 良文南井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: JP2008066564A

Description

本発明は、樹脂モールド変圧器に関するものである。

従来の樹脂モールド変圧器として、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ものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、従来のモールドコイル成形用スペーサとして、モールド成形後に表面に接地層が設けられるモールドコイルをモールド成形する場合に、コイルを支持するために金型内に設置されるスペーサにおいて、コイルを支持可能なＬ形断面の内角部を有するとともに、コイル支持面と直角をなす界面にひだ（襞）を設け、注型樹脂と同一材料を用いてモールド成形して成り、コイルと接地層との界面にひだを設け、モールド樹脂とスペーサの界面距離を長くしてモールドコイル機器の耐電圧特性を強化したものがある（例えば、特許文献２参照）。

また、従来のモールドコイルとして、モールド樹脂でＬ字形状に形成されたスペーサの水平部によって、コイルを金型内に支持し、前記スペーサと同一材料のモールド樹脂を前記金型内に注入して、前記コイルおよびスペーサを一体にモールド成形するモールドコイルにおいて、前記スペーサの水平部には、前記コイルとの接触面が幅の小さい線状で、かつその下方が幅の大きいテーパ状のひだを形成し、スペーサとモールド樹脂との界面の面積を大きくしてモールド樹脂とスペーサとの接着性を向上させ、モールドコイルの耐電圧特性を向上させたものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開平０５−１０１９４６号公報実開平０５−０６９９３０号公報特開平１１−００３８２４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、コイルをモールドする樹脂の肉厚が不均一になる。そのため、樹脂注型加工性が悪い、という問題があった。

また、樹脂モールドコイルは、寸法精度が低く、内側コイル及び外側コイルの対向する周面間距離が±５ｍｍ程度ばらつくが、スペーサがゴム製であっても伸縮量は１ｍｍ程度であるので、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、ばらつきを調整するために、厚さ（高さ）の異なる多種類のスペーサを準備しなければならない、という問題があった。

さらに、内側コイル及び外側コイルの対向する巻線間には、絶縁耐電圧を確保するために、所定の空間距離をもたせているが、巻線間にスペーサ（間隔保持部材）を介在させると、スペーサの沿面距離（面に沿う距離）の絶縁耐電圧は、空間距離の絶縁耐電圧よりも小さいので、上記特許文献１に記載された従来のスペーサ（間隔保持部材）を用いると、所定の空間距離より大きい巻線間距離としなければならない。そのため、外側コイルの外形が大きくなってしまう、という問題があった。

また、上記特許文献２及び特許文献３には、ひだを設けることにより、界面の距離を長くしたり、界面の面積を大きくして、モールドコイルの耐電圧特性を向上させるスペーサが記載されている。しかしながら、この特許文献２及び特許文献３に記載されたスペーサは、注型用のモールド樹脂と同一の材料で成形されたもので、モールドコイル成形時に、コイルを金型内に支持するものであって、樹脂モールドした筒状の外側コイルと内側コイルとが同心状に配置され、対向する周面間距離が±５ｍｍ程度ばらつくコイル間に、相対位置がずれないように配置するスペーサとして使用することはできなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、樹脂注型加工性がよく、スペーサの製造管理が容易で、コンパクトで省スペース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、前記外側コイルと周面間の空間距離が±５ｍｍ程度のバラツキを有する内側コイルと、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、少なくとも１０ｍｍ圧縮可能で、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、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、内側コイル及び外側コイルの対向する周面に凹部または凸部を形成する必要がなく、樹脂注型加工性が良い。また、短柱の外周表面に複数の環状溝部が形成されたスペーサを使用することにより、スペーサの沿面距離が得られるので巻線間の空間距離を大きくする必要がない。さらに、短柱の外周表面に複数の環状溝部が形成されたスペーサは、弾性係数が大きくなって圧縮変形性が高いので、内側コイル及び外側コイルの寸法精度が低く、対向する周面間距離が±５ｍｍ程度ばらついても少ない種類のスペーサで対応することができる、という効果を奏する。

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、同縦断面図であり、図３は、本発明にかかるスペーサの実施の形態を示す側面図であり、図４は、同正面図である。

図１及び図２に示すように、実施の形態の樹脂モールド変圧器１０は、四角筒状に巻線形成され樹脂モールドされた外側コイルとしての一次巻線１と、一次巻線１と所定の空間距離Ｓ離間するように四角筒状に巻線形成され樹脂モールドされて一次巻線１内に同心状に設置された内側コイルとしての二次巻線２と、電磁鋼板を積層して帯状に形成されて二次巻線２内に挿通された鉄心４とを備えている。

図１及び図２に示す樹脂モールド変圧器１０を２つ並べ、それぞれの鉄心４を環状に接続すれば単相変圧器となり、樹脂モールド変圧器１０を３つ並べ、それぞれの鉄心４を環状に接続すれば３相変圧器となる。

実施の形態の樹脂モールド変圧器１０では、通常、一次巻線１には、６，０００Ｖの交流電圧が入力され、二次巻線２から２１０Ｖの交流電圧が出力される。樹脂モールド変圧器１０の耐熱クラスは、Ｆ種（温度上昇限度：９５Ｋ）又はＨ種（温度上昇限度：１３５Ｋ）である。樹脂モールドコイルは、精密な寸法精度に製作することが難しく、一次巻線１と二次巻線２の対向する周面間の空間距離Ｓは、２０±５ｍｍ程度の寸法バラツキを有している。

図３及び図４に示すように、実施の形態のスペーサ３は、絶縁弾性材料として耐熱性及び耐候性の高いシリコンゴムの注型成型により、凹部としての３つの環状溝部３ａが形成された、高さ（厚さ）約２５ｍｍ、直径約２０ｍｍ程度の短円柱状に形成されている。３つの環状溝部３ａの間の部分３ｂは、両端部の直径約２０ｍｍと略同じ直径となっている。

スペーサ３には、３つの環状溝部３ａが形成されているので、溝部のない短円柱状のスペーサに比べて弾性係数が大きくなって圧縮変形性が高く、高さ（厚さ）２０ｍｍ程度に容易に圧縮することができ、圧縮状態で一次巻線１及び二次巻線２の対向する周面間に複数個挿入し、一次巻線１及び二次巻線２同士を、対向する空間距離２０ｍｍ程度離間させて固定する。

このとき、一次巻線１と二次巻線２の空間距離Ｓは約２０ｍｍであり、スペーサ３の表面に沿う沿面距離は、３つの環状溝部３ａが形成されているので、空間距離Ｓの２倍程度の約４０ｍｍとなっている。従って、空間距離Ｓを約２０ｍｍとしたままスペーサ３を介在させても、絶縁耐電圧が低下することはない。

スペーサ３は、３つの環状溝部３ａの形成により圧縮変形性が高いので、高さ（厚さ）約１５ｍｍ程度まで軸方向に圧縮することができ、樹脂モールドコイルの寸法にバラツキがあり、空間距離Ｓが２０±５ｍｍ程度にばらついても１種類または少数種類のスペーサ３で対応することができる。

図１及び図２に示すように、スペーサ３は、通常、一次巻線１及び二次巻線２の対向する平面間に、上部開口側に４ヶ所、下部開口側に４ヶ所、合計８ヶ所に配置する。スペーサ３を、上部開口側又は下部開口側のいずれかの対向する最低２ヶ所に配置し、他の箇所にはスペーサ３とは異なる詰め物をするようにしてもよい。

実施の形態の樹脂モールド変圧器１０によれば、内側コイル及び外側コイルの対向する周面に凹部または凸部を形成する必要がなく、樹脂注型加工性が良い。また、短円柱の外周表面に複数の環状溝部が形成されたスペーサを使用することにより、スペーサの沿面距離が得られるので巻線間の空間距離を大きくする必要がない。さらに、短円柱の外周表面に複数の環状溝部が形成されたスペーサは、弾性係数が大きくなって圧縮変形性が高いので、内側コイル及び外側コイルの寸法精度が低く、対向する周面間距離が±５ｍｍ程度ばらついても少ない種類のスペーサで対応することができる、という効果を奏する。

なお、絶縁弾性材料としては、シリコンゴムの他、ニトリルゴム等を用いることができ、スペーサ３の表面の凹部としては、環状溝部の他、ねじのような螺旋溝部等でもよく、スペーサ３の外形は、円柱状の他、四角柱のような角柱状としてもよい。また、一次、二次巻線１、２を四角筒状ではなく円筒状としてもよく、一次巻線を内側コイルとし、二次巻線を外側コイルとしてもよい。

以上のように、本発明にかかる樹脂モールド変圧器は、コンパクトで省スペースな変圧器として有用である。

本発明にかかる樹脂モールド変圧器の実施の形態を示す上面図である。本発明にかかる樹脂モールド変圧器の実施の形態を示す縦断面図である。本発明にかかるスペーサの実施の形態を示す側面図である。本発明にかかるスペーサの実施の形態を示す正面図である。

符号の説明

１一次巻線（外側コイル）
２二次巻線（内側コイル）
３スペーサ
３ａ環状溝部（凹部）
３ｂ環状溝部の間の部分
４鉄心
１０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、前記外側コイルと周面間の空間距離が±５ｍｍ程度のバラツキを有する内側コイルと、
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、１０ｍｍ程度圧縮可能で、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、
を備えることを特徴とする樹脂モールド変圧器。
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、前記外側コイルと周面間の空間距離が±５ｍｍ程度のバラツキを有する内側コイルと、
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螺旋溝部が形成され、１０ｍｍ程度圧縮可能で、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、
を備えることを特徴とする樹脂モールド変圧器。