JP5888994B2

JP5888994B2 - モールド形変成器

Info

Publication number: JP5888994B2
Application number: JP2012004660A
Authority: JP
Inventors: 吉田　和雄; 和雄吉田; 高橋　浩二; 浩二高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: JP2013145773A

Description

この発明は、一次コイルと二次コイルを同心円筒状に巻回しこの両コイルの周囲をモールドしたモールド形変成器に関するものである。

従来のモールド形変成器は、ケース内に巻回したコイルを配置し、ケース内にエポキシ樹脂などの絶縁樹脂を充填して加熱、硬化させている。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１１−２９５４７号公報

従来のモールド形変成器は、以上のように構成されているが、第１のケースと第２のケースを接合して形成したケース内にコイルを収納し、エポキシ樹脂などの絶縁樹脂を充填後、高温の状態で絶縁樹脂を硬化させると、一次コイルが高温で加熱により熱膨張する。このため、外周方向へ広がって巻線が緩む方向に変形することで、一次コイルの口出し部位置にズレが発生し、一次コイルに固着している一次端子に上下方向の傾き及び一次端子の導出方向へのズレによる導出長さの変化が発生する。
上下の傾きについては、一次コイルの巻回し方向により相違となる。これにより、ケースの外側に導出している一次コイルに固着された一次端子部分の接続孔位置にズレが発生し、一次端子部に接続される配線導体と接続できなくなることや、無理に接続することで一次端子部分に応力がかかりケースから導出している一次端子根元のモールド部分に割れが発生するという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、一次コイルに固着している一次端子の傾きや位置ズレを防止することで一次端子位置を固定でき、接続導体の接続において、接続が確実にでき、モールド割れが発生することのないモールド形変成器を提供することにある。

この発明に係るモールド形変成器は、被測定線に接続される一次コイルと、二次コイルが同心円筒状に巻回されて収納され且つ絶縁樹脂が注入されるケース本体と、外端部が上記ケース本体に設けた一次端子嵌挿孔からそれぞれ導出され、内端部が上記ケース本体内で上記一次コイルの巻端部にそれぞれ固着された一対の一次端子を有するモールド形変成器において、上記端子嵌挿孔のケース本体内側には、上記一次端子を支持すると共に上記一次コイルの巻端部を当接させ上記一次コイルのずれを防ぐ端子嵌挿部を設けたものである。

この発明のモールド形変成器によれば、一次端子部の位置を固定し、一次コイルが高温で加熱されて熱膨張することにより、外周方向へ広がって巻線が緩む方向に変形することによって、一次コイルの口出し部位置にズレが発生し、一次コイルに固着している一次端子に上下方向の傾きと、一次端子の導出方向へのズレによる導出長さの変化が発生するのを抑えることができる。これにより、ケース外側に導出している一次コイルに固着された一次端子部分の接続孔位置にズレが発生し、一次端子部に接続される配線導体と接続で
きなくなることや、無理に接続することで一次端子部分に応力がかかりケースから導出している一次端子根元のモールド部分に割れが発生することを防ぐことができる。

この発明の実施の形態１におけるモールド変成器で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。この発明の実施の形態１におけるモールド変成器の底面図で、鉄心及び取付板を除去した図である。図２のＡ−Ａ線を矢印方向に見た断面図である。一次コイルの口出し位置をコイル幅の中央部に設けた状態を示す説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。端子嵌挿部を簡略化して示した拡大断面図で、端子嵌挿部の先端に一次コイルの先端部が接触した状態を示す説明図である。図３のＢ−Ｂ線部分の端子嵌挿部を拡大して示した側断面図で、一次端子凸部が端子嵌挿部凹部に嵌合した状態を示す説明図である。一次端子の変形例を示し、（ａ）は点状一次端子凸部を有する一次端子の部分斜視図、（ｂ）は帯状一次端子凸部を有する一次端子の部分斜視図である。端子嵌挿部の変形例を示し、図３のＢ−Ｂ線に相当する箇所を切断して矢印方向に見た断面図で、端子嵌挿部凸部が一次端子凹部に嵌合した状態を示す説明図である。一次端子の変形例で、一次コイル外周部に沿うように曲成した一次端子を一次コイルに固着した状態を示す側面図である。従来のモールド変成器を示し、絶縁樹脂硬化により一次コイルが変形した状態を示す説明図である。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１．
以下、図１〜図３に基づいて実施の形態１におけるモールド形変成器を説明する。
図１〜図３において、モールド形変成器１００は、例えば熱可塑性樹脂成形品からなるケース本体３０に同心円筒状に巻回され被測定線に接続される一次コイル１と測定計器に接続される二次コイル２が収納され、ケース本体３０に配設された注入口３ａから例えばエポキシ樹脂である熱硬化性絶縁樹脂４（以下絶縁樹脂）が注入され、この絶縁樹脂４は両コイルの周囲に充填され、高温の状態で絶縁樹脂４を硬化させることにより一次コイル１、一次端子１ａ、二次コイル２、二次端子２ａ、ケース本体３０が一体的に形成される。なお、ケース本体３０は、第１ケース３１Ｌ及び第２ケース３２Ｒを接合して形成されており、一次コイル１は、リベットかしめ又は溶接などにより一次端子１ａに固着される。

ケース本体３０の注入口３ａには、絶縁樹脂４を注入した後に注入口３ａに嵌挿されて注入口３ａを閉塞する蓋７が配設されており、この蓋７の中央部には埋金８が係止される。
ケース本体３０の略中心部には、貫通孔３ｂが配設されており、この貫通孔３ｂには鉄心５が嵌挿されて取付金具によりケース本体３０に固着され、埋金８に締付ねじ９で取付足６を固着し、モールド形変成器１００を構成させている。

このように形成されたモールド形変成器１００は、一次コイル１に一次端子１ａを介して一次電流が通電されると、鉄心５に磁束が発生しこの磁束に基づいて二次コイル２の二次端子２ａに二次電流が発生する。
モールド形変成器１００は、一次端子１ａの接続孔１ａ３に接続導体が接続され、使用される。

絶縁樹脂４の硬化時においては、一次コイル１が高温で加熱されると熱膨張するため、外周方向へ広がって巻線が緩む方向に変形することで、一次コイル１の口出し部１ｃの位置にズレが発生し、一次コイル１に固着している一次端子１ａに上下方向の傾き及び一次端子の導出方向へのズレによる導出長さの変化が発生するため（図１０参照）、次のような一次コイル１及びケース本体３０の構造によりこれらの発生を抑制している。

図４は、一次コイル１の説明図であり、一次コイル１の口出し部１ｃの位置がコイル幅の中央位置（一次コイルの巻回径方向に対し垂直方向のコイル幅の中央部）にくるように巻線し、コイル巻きの巻き始めと巻き終わり位置が両隣の線と密着する密着巻きで巻いている。一次コイル１の口出し部１ｃの位置がコイル幅の両端位置となるような、通常の巻き方であれば、コイルの巻き始めや巻き終わり部は、両隣がコイルと接触するわけでなく摩擦が少ないが、このような密着巻きをすることで一次コイルの巻始め、巻終り部も両隣のコイルと密着させて巻くことができ、密着による摩擦により一次コイル１が広がりコイル巻きが緩む方向に変形するのを抑えることができる。また、コイル間に層間紙を挿入することで摩擦力を大きくすることもできる。
また、一次コイル１の口出し部１ｃ位置がコイル幅の中央位置にくるように巻線し、一次コイル１の巻始め、巻終り部が両隣のコイルと密着させて巻くようにしたことにより、絶縁樹脂４を硬化させる際、コイル巻きが緩む方向に変形するのを抑えられるので、一次コイル１の熱膨張による一次コイル１の変形で一次端子１ａ部が傾いたり、ズレが発生するのを抑えることができる。

図５は、後述する端子嵌挿部ＴＫを簡略化して示した拡大断面図で、端子嵌挿部ＴＫの端部に一次コイル１の先端部が当接した状態を示す説明図である。
図５において、一次端子１ａを導出するため貫通した一次端子嵌挿孔３ｈのケース本体３０の内側部分には、一次端子１ａの導出方向と反対方向、すなわちケース本体３０内方に延設させた端子嵌挿部ＴＫが形成され、その端子嵌挿部ＴＫの先端面に一次コイル１の先端部を当接させている。これにより一次コイル１の先端位置が固定でき、一次端子１ａの導出方向へのズレを抑えることができる。なお、端子嵌挿部ＴＫは、第１ケース側の第１端子嵌挿部３１ＴＫと第２ケース側の第２端子嵌挿部３２ＴＫとが合体することにより形成される。

図６は、第２ケース側の端子嵌挿部３２ＴＫのみを示し、一次端子凸部１ａ１が端子嵌挿部凹部ＴＫ２（３２ＴＫ２）に嵌合した状態を示す説明図である。
図６において、一次端子１ａに設けられた一次端子凸部１ａ１は、端子嵌挿部凹部ＴＫ２（３２ＴＫ２）に嵌り込むようにしている。
これにより、一次端子嵌挿孔３ｈの上下面、すなわち端子嵌挿部ＴＫの上下の壁で一次端子１ａを挟み込みことで一次端子１ａを平行に保ち、一次端子凸部１ａ１が端子嵌挿部凹部ＴＫ２に嵌り込むことで、一次端子１ａのズレによる長さ変化を防止している。

一次端子凸部１ａ１は、その変形例として図７（ａ）に示すような点状一次端子凸部１ａ１１、又は図７（ｂ）に示すような帯状一次端子凸部１ａ１２としてもよい。

また、図６の端子嵌挿部ＴＫの変形例としては、図８に示すように、図６で一次端子１ａに設けた凸部（１ａ１）に相当する凸部を、一次端子嵌挿孔３ｈの両側面、すなわち端子嵌挿部ＴＫの側面に設け、その端子嵌挿部凸部ＴＫ３（３１ＴＫ３，３２ＴＫ３）が一次コイルの一次端子１ａに設けた一次端子凹部１ａ２に嵌り込む構造としても良い。

この実施の形態１は、以上のように構成されているので、一次端子１ａの位置を固定でき、絶縁樹脂４の硬化時に、一次コイル１の高温での加熱による熱膨張で外周方向へ広がるように熱変形が発生しても、一次コイル１に固着している一次端子１ａに上下方向の傾き及び一次端子１ａの導出方向へのズレによる導出長さの変化が発生するのを防止できるので、接続導体の接続において、接続が確実にでき、モールド割れが発生することのないモールド形変成器１００を得ることができる。

また、一次端子１ａの固定については、導出部分を治具等により固定した状態で絶縁樹脂を硬化させる方法も考えられるが、上記記載の製品構造により一次端子１ａを固定することで、治具が不要となり、治具を取り付ける作業も省くことができる。

また、端子嵌挿部ＴＫの上下面、すなわち一次端子嵌挿孔３ｈの上下面に、図６のように端子嵌挿部凹部ＴＫ２を設け、その凹部に一次端子１ａの凸部１ａ１が嵌り込む構造にした場合には、一次コイル１をケース本体３０に組み込む時に、一次コイル１の位置決めとなるため、組み込み作業が正確かつ容易にできる。

一次端子１ａの変形例である図９は、一次コイル１の巻回した部分に、一次コイル１外周部に沿うように形成（曲成）した一次端子１ａａを固着させている。
この一次端子１ａａの、一次コイル１と接触している部分は、接着剤１０等により固着していることから一次コイル１が広がり、一次コイル１が巻き方向への緩むのを抑えることができ、一次端子１ａを所定位置に固定することができる。

図９のように構成することによって、絶縁樹脂４がケース本体３０に充填され、高温の状態で絶縁樹脂４を硬化する場合に、一次コイル１の高温での加熱による熱膨張で外周方向へ広がるように熱変形するのを抑えこむ効果がある。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１一次コイル
１ａ一次端子
１ａ１一次端子凸部
１ａ１１点状一次端子凸部
１ａ１２帯状一次端子凸部
１ａ２一次端子凹部
１ａ３接続孔
１ａａ一次端子（変形例）
１ｃ一次コイル口出し部
２二次コイル
２ａ二次端子
３０ケース本体（３１Ｌ、３２Ｒ）
３ａ注入口
３ｂ貫通孔
３１Ｌ第１ケース
３２Ｒ第２ケース
ＴＫ端子嵌挿部（３１ＴＫ、３２ＴＫ）
３１ＴＫ第１ケース側の第１端子嵌挿部
３２ＴＫ第２ケース側の第２端子嵌挿部
ＴＫ２端子嵌挿部凹部（３１ＴＫ２、３２ＴＫ２）
３１ＴＫ２第１端子嵌挿部凹部
３２ＴＫ２第２端子嵌挿部凹部
ＴＫ３端子嵌挿部凸部（３１ＴＫ３、３２ＴＫ３）
３１ＴＫ３第１端子嵌挿部凸部
３２ＴＫ３第２端子嵌挿部凸部
３ｈ一次端子嵌挿孔
４絶縁樹脂
５鉄心
６取付足
７蓋
８埋金
９締付ねじ
１０接着剤
１００モールド形変成器。

Claims

被測定線に接続される一次コイルと、二次コイルが同心円筒状に巻回されて収納され且つ絶縁樹脂が注入されるケース本体と、外端部が上記ケース本体に設けた一次端子嵌挿孔からそれぞれ導出され、内端部が上記ケース本体内で上記一次コイルの巻端部にそれぞれ固着された一対の一次端子を有するモールド形変成器において、
上記一次端子嵌挿孔のケース本体内側には、上記一次端子を支持すると共に上記一次コイルの巻端部を当接させ上記一次コイルのずれを防ぐ端子嵌挿部を設けたことを特徴とするモールド形変成器。
上記一次端子嵌挿孔の内周面及び上記一次端子の外周面のいずれか一方に、凸部又は凹部を設ける共に、上記一次端子嵌挿孔の内周面及び上記一次端子の外周面の他方に、凹部又は凸部を設け、上記凸部と凹部とを嵌合させ上記一次コイルのずれを防ぐことを特徴とする請求項１に記載のモールド形変成器。
上記一次端子の上面又は側面に凸部を設けると共に上記一次端子嵌挿孔の内周面に凹部を設け、上記凸部と凹部とを嵌合させ上記一次コイルのずれを防ぐことを特徴とする請求項２に記載のモールド形変成器。
上記巻端部を構成する巻始め端部と巻終り端部とを、それぞれコイル幅の中央部に配置すると共に上記コイル幅の方向に隣接する両側の巻線との間を密着させ、且つ上記巻始め端部と上記巻終り端部を互いに逆方向に延長して、上記一次端子にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモールド形変成器。
被測定線に接続される一次コイルと、二次コイルが同心円筒状に巻回されて収納され且つ絶縁樹脂が注入されるケース本体と、外端部が上記ケース本体に設けた一次端子嵌挿孔からそれぞれ導出され、内端部が上記ケース本体内で上記一次コイルの巻端部にそれぞれ固着された一対の一次端子を有するモールド形変成器において、
上記巻端部を構成する巻始め端部と巻終り端部とを、それぞれコイル幅の中央部に配置すると共に上記コイル幅の方向に隣接する両側の巻線との間を密着させ、且つ上記巻始め端部と上記巻終り端部を互いに逆方向に延長して、上記一次端子にそれぞれ接続したことを特徴とするモールド形変成器。
上記一次端子の上面又は側面に凸部を設けると共に上記一次端子嵌挿孔の内周面に凹部を設け、上記凸部と凹部とを嵌合させ上記一次コイルのずれを防ぐことを特徴とする請求項５に記載のモールド形変成器。
上記一次端子の内端部を上記一次コイルの外周部に沿うように曲成し、この内端部を上記一次コイルの巻回した部分に固着させたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモールド形変成器。