JP7464852B2 - 巻線機器、及び巻線機器の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、巻線機器、及び巻線機器の製造方法に関する。

変圧器やリアクトルなどの巻線機器では、その巻線に電流が流れたときに生じるジュール熱などを効率よく冷却することが求められている。特に、パワーエレクトロニクス機器として用いられる高周波巻線機器では、巻線に対して、高周波電流が高出力で供給されるため、当該巻線での損失密度が大きい。このため、このような高周波巻線機器では、その高電位部で発生した損失、つまり熱を効率よく外部に放熱して当該高周波巻線機器を効率よく冷却することが要望されている。

従来の巻線機器には、直線状の軸を有するとともに、巻回されたコイル内に挿入された中コアと、放熱フィン部及びコイルの外周に沿う形状に形成された空隙部を有するケースとを備え、中コアとコイルが空隙部に挿入されて、ケースが例えばエポキシ樹脂により充填されたリアクトルが知られている（下記特許文献１参照）。

特許第３８１４２８８号

しかしながら、上記のような従来の巻線機器では、コイル（巻線）とケース（放熱フィン部に接続される。）との間の距離が大きいために、当該コイルで発生した熱を効率よく放熱することに限界があり、これによって巻線機器の冷却性能を向上させることが困難であるという問題点を生じることがあった。

本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、冷却性能を向上させることができる巻線機器、及び巻線機器の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る巻線機器は、巻線と、前記巻線を冷却する冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットの前記巻線側に一体的に設けられた高熱伝導樹脂と、前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂と、を備え、前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂よりも高い熱伝導率を有する。

また、本開示の一側面に係る巻線機器の製造方法は、巻線と、前記巻線を冷却する冷却ジャケットとを備える巻線機器の製造方法であって、前記冷却ジャケットの前記巻線側に一体的に高熱伝導樹脂を形成する工程と、前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂を形成する工程と、を含み、前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂よりも高い熱伝導率を有する。

本開示の一態様によれば、冷却性能を向上させることができる巻線機器、及び巻線機器の製造方法を提供することができる。

本開示の実施形態１に係る変圧器の要部構成を説明する図である。 図１に示した外側巻線を含んだ外側巻線ユニットの外観を示す図である。 図２に示した外側巻線ユニットの内部構成を示す図である。 図１に示した内側巻線を含んだ内側巻線ユニットの外観を示す図である。 図４に示した内側巻線ユニットの内部構成を示す図である。 上記外側巻線ユニットの要部構成を説明する図である。 図６に示した高熱伝導樹脂を示す正面図である。 図７のVIII-VIII線断面図である。 図７のIX-IX線断面図である。 本開示の実施形態１に係る変圧器の製造方法を示すフローチャートである。 上記外側巻線ユニットの製造工程を説明する図である。 上記内側巻線ユニットの製造工程を説明する図である。 本開示の実施形態２に係る変圧器の要部構成を説明する図である。 本開示の変形例１に係る変圧器の要部構成を説明する図である。 本開示の変形例２に係る変圧器の要部構成を説明する図である。 本開示の変形例３に係る変圧器の要部構成を説明する図である。

〔実施形態１〕
以下、本開示の実施形態１について、図１から図５を用いて詳細に説明する。図１は、本開示の実施形態１に係る変圧器１の要部構成を説明する図である。図２は、図１に示した外側巻線３ａを含んだ外側巻線ユニット３０の外観を示す図である。図３は、図２に示した外側巻線ユニット３０の内部構成を示す図である。図４は、図１に示した内側巻線３ｂを含んだ内側巻線ユニット４０の外観を示す図である。図５は、図４に示した内側巻線ユニット４０の内部構成を示す図である。

なお、以下の説明では、巻線機器として、外側巻線及び内側巻線を有する変圧器に適用した場合を例示して説明する。しかしながら、本開示の巻線機器は、巻線、冷却ジャケット、高熱伝導樹脂、及び封止樹脂を有するものであれば何等限定されるものではなく、本開示の巻線機器は、例えば、リアクトルなどの他の巻線機器にも適用することができる。

＜変圧器１＞
図１に示すように、本実施形態の変圧器１は、鉄心２と、当該鉄心２の左右の各脚部に巻回された巻線３とを備える。巻線３は、例えば、外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂを有する。変圧器１は、外側巻線３ａを冷却する冷却ジャケット４、内側巻線３ｂを冷却する冷却ジャケット５、及び冷却ジャケット４の外側巻線３ａ側及び冷却ジャケット５の内側巻線３ｂ側の各々に設けられた高熱伝導樹脂６を有する。なお、変圧器１は、後述の封止樹脂によって外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂを各々別個に封止した、いわゆるモールド変圧器である。但し、図１では、図面の簡略化のために、各封止樹脂の図示は省略している。

鉄心２は、例えば、珪素鋼板、フェライト、アモルファス合金、ナノ結晶軟磁性材料等の強磁性材料を用いて構成されている。鉄心２は、例えば、２つのＵ字状部材に分割可能とされており、外側巻線３ａを含んだ外側巻線ユニット３０（図２）と内側巻線３ｂを含んだ内側巻線ユニット４０（図４）とを当該鉄心２の周りに配置可能に構成されている。

外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂは、各々、例えば、リッツ線などの被覆された導電線を用いて構成されている。内側巻線３ｂは、鉄心２に近接して、当該鉄心２の脚部の周りに所定のターン数で巻回されている。外側巻線３ａは、内側巻線３ｂを囲むように、鉄心２の脚部の周りに所定のターン数で巻回されている。

冷却ジャケット４は、例えば、水冷式の水冷ジャケットであり、冷却媒体（例えば、水）が循環する循環流路（図示せず）が形成されたジャケット本体４ａと、ジャケット本体４ａの循環流路に接続された入出口４ｂとを備える。同様に、冷却ジャケット５は、例えば、水冷ジャケットであり、循環流路（図示せず）が形成されたジャケット本体５ａと、ジャケット本体５ａの循環流路に接続された入出口５ｂとを備える。

ジャケット本体４ａ及び５ａは、例えば、銅やアルミニウム合金などの熱伝導率が高い金属材料を用いて構成されている。ジャケット本体４ａ及び５ａは、それぞれ外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂで発生した熱を上記冷却媒体に効率よく熱交換して、対応する熱を効率よく外部に放熱することができるようになっている。

図２に示すように、本実施形態の変圧器１は、外側巻線３ａを含んだ外側巻線ユニット３０を備えている。外側巻線ユニット３０は、封止樹脂７によって入出口４ｂ以外の構成、つまり外側巻線３ａ、冷却ジャケット４、及び高熱伝導樹脂６を封止している。また、図３に示すように、外側巻線ユニット３０は、巻枠８ａに沿って、例えば、四角形の枠状に巻回された外側巻線３ａと、高熱伝導樹脂６を介在させて外側巻線３ａと対向するように設けられたジャケット本体４ａを有する冷却ジャケット４とを備える。

図４に示すように、本実施形態の変圧器１は、内側巻線３ｂを含んだ内側巻線ユニット４０を備えている。内側巻線ユニット４０は、封止樹脂９によって入出口５ｂ以外の構成、つまり内側巻線３ｂ、冷却ジャケット５、及び高熱伝導樹脂６を封止している。また、図５に示すように、内側巻線ユニット４０は、図示を省略した巻枠の外側に配置された冷却ジャケット５と、高熱伝導樹脂６を介在させて冷却ジャケット５のジャケット本体５ａに対向するように、かつ、上記巻枠に沿って、例えば、四角形の枠状に巻回された内側巻線３ｂとを備える。

封止樹脂７及び９は、例えば、エポキシ樹脂などの所定の合成樹脂と、アルミナやシリカなどの所定のフィラーとを含んでいる。封止樹脂７及び９は、例えば、モールド注型によってそれぞれ外側巻線ユニット３０の外壁部及び内側巻線ユニット４０の外壁部となるように形成されている（詳細は後述。）。また、このように封止樹脂７及び９を使用して外側巻線ユニット３０の外壁部及び内側巻線ユニット４０の外壁部を形成することにより、外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂと冷却ジャケット４及び５とのそれぞれの密着性を長期に渡って維持でき、冷却性能の信頼性が向上する。

また、封止樹脂７及び９は、それぞれ外側巻線ユニット３０の外壁部及び内側巻線ユニット４０の外壁部となるように形成されているので、変圧器１でのトリプルジャンクション等の絶縁の惰弱部分を保護することが可能となる。さらに、外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂに埃等不純物の付着を防ぐことができ、絶縁信頼性を容易に向上できる。この結果、本実施形態の変圧器１では、その高電圧化に容易に対応することができる。

また、封止樹脂７及び９の熱伝導率は、例えば、０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．６Ｗ／ｍ・Ｋ以下程度であり、変圧器１の冷却性能の向上に寄与する必要はない。また、上記の説明以外に、例えば、１ｋＶ以下の低電圧の変圧器１では、封止樹脂７及び９の代わりに、ワニスによって外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂと冷却ジャケット４及び５とをそれぞれ一緒に固めてもよい。尚、ワニスの熱伝導率も、封止樹脂７及び９と同程度である。

＜変圧器１の要部構成＞
次に、図６から図９も用いて、本実施形態の変圧器１の要部構成について具体的に説明する。図６は、上記外側巻線ユニットの要部構成を説明する図である。図７は、図６に示した高熱伝導樹脂を示す正面図である。図８は、図７のVIII-VIII線断面図である。図９は、図７のIX-IX線断面図である。なお、以下の説明では、外側巻線ユニット３０の要部構成を例示して説明する。また、内側巻線ユニット４０の要部構成は、外側巻線ユニット３０の要部構成と同様に構成されているので、その重複した説明は省略する。

図６から図９に示すように、外側巻線ユニット３０では、高熱伝導樹脂６が冷却ジャケット４の外側巻線３ａに対向する主面４ａ１上及び側面４ａ２、４ａ３上に形成されている。すなわち、高熱伝導樹脂６は、冷却ジャケット４に当接する第１面６ａ１と、当該第１面６ａ１に対向するとともに、外側巻線３ａに当接する第２面６ａ２を有し、高熱伝導樹脂６は、冷却ジャケット４と外側巻線３ａとで挟持されるように設けられている。

詳細にいえば、高熱伝導樹脂６は、冷却ジャケット４の角部４ｃ１及び４ｃ２を覆うように、当該冷却ジャケット４の主面４ａ１上及び側面４ａ２、４ａ３上に一体的に設けられている。これにより、高熱伝導樹脂６は、外側巻線３ａと冷却ジャケット４の主面４ａ１及び側面４ａ２、４ａ３との間の絶縁性能を向上させることができる。また、高熱伝導樹脂６が、上記角部４ｃ１及び４ｃ２を覆うように設けられているので、電界が集中して絶縁破壊が生じ易い当該角部４ｃ１及び４ｃ２の絶縁性能を確実に向上させることができる。

なお、図６にＬ１にて示す外側巻線３ａの長さ寸法が、図６にＬ２にて示す冷却ジャケット４の主面４ａ１の長さ寸法よりも短く、十分な沿面距離を確保できる場合には、当該冷却ジャケット４の側面４ａ２、４ａ３上に高熱伝導樹脂６を形成することを割愛することもできる。

高熱伝導樹脂６は、例えば、エポキシ樹脂などの所定の合成樹脂と、アルミナなどの所定のフィラーとを含んでいる。高熱伝導樹脂６の厚みは、例えば、０．５ｍｍ以上０．８ｍｍの範囲内の値であってよく、冷却ジャケット４に対する絶縁破壊電圧は、例えば、平均で約２０ｋＶｒｍｓ／ｍｍである。高熱伝導樹脂６の厚みは、これに限らず、必要な絶縁破壊電圧に応じて変更することができる。高熱伝導樹脂６は、例えば、モールド注型によって冷却ジャケット４の主面４ａ１及び側面４ａ２、４ａ３を覆うように一体的に設けられている。なお、この説明以外に、例えば、塗布法などを用いて、冷却ジャケット４の主面４ａ１及び側面４ａ２、４ａ３を覆うように高熱伝導樹脂６を一体的に形成する構成でもよい。

高熱伝導樹脂６の熱伝導率は、封止樹脂７及び９もしくはワニスの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するように、例えば、１.０Ｗ／ｍ・Ｋ以上７．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の範囲内の値に調整されている。具体的には、高熱伝導樹脂６では、フィラーとして熱伝導率がより高い、アルミナなどの材料が用いられている。また、高熱伝導樹脂６におけるフィラーの密度は、封止樹脂７及び９におけるフィラーの密度よりも高い。例えば、高熱伝導樹脂６での当該フィラーの配合量（つまり、上記合成樹脂でのフィラーの密度）が封止樹脂７及び９でのフィラーの配合量と比べて１０％以上高い値であればよく、フィラーの配合量が多ければ多い方が熱伝導率は高くなる。

以上の構成により、高熱伝導樹脂６は、その膜厚を上記のように薄くしている点とも相まって、外側巻線３ａで発生した熱を効率よく冷却ジャケット４に伝えることができ、当該熱を冷却ジャケット４にて効率よく冷却して変圧器１の冷却性能を確実に向上させることができる。

また、冷却ジャケット４では、例えば、ホーニング処理を行うことにより、主面４ａ１及び側面４ａ２、４ａ３の算術平均粗さＲａが１．０μm以上１００μm以下の範囲内の値にあり、望ましくは２．０μｍ以上１０μｍ以下の範囲内の値にされている。このように、本実施形態の変圧器１では、冷却ジャケット４での高熱伝導樹脂６との接触面の表面粗さを調整することにより、冷却ジャケット４と高熱伝導樹脂６との間の密着性を高めることができ、変圧器１での耐クラック性を高めてより実用的な変圧器１を容易に構成することができる。

また、高熱伝導樹脂６では、例えば、ホーニング処理を行うことにより、上記第２面６ａ２などの封止樹脂７との接触面の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以上１００μｍ以下の範囲にあり、望ましくは２．０μｍ以上１０μｍ以下の範囲内の値にされている。このように、本実施形態の変圧器１では、高熱伝導樹脂６での封止樹脂７との接触面の表面粗さを調整することにより、高熱伝導樹脂６と封止樹脂７との間の密着性を高めることができ、変圧器１での耐クラック性を高めてより実用的な変圧器１を容易に構成することができる。

＜変圧器１の製造方法＞
次に、図１０から図１２も参照して、本実施形態の変圧器１の製造方法について具体的に説明する。図１０は、本開示の実施形態１に係る変圧器の製造方法を示すフローチャートである。図１１は、上記外側巻線ユニットの製造工程を説明する図である。図１２は、上記内側巻線ユニットの製造工程を説明する図である。なお、以下の説明では、変圧器１の要部構成についての製造方法について主に説明する。

図１０のステップＳ１にて示すように、例えば、冷却ジャケット４において、高熱伝導樹脂６との接触面である、主面４ａ１及び側面４ａ２、４ａ３を含んだ全面（６面）に対して、ホーニング処理を施すことにより、当該全面の表面粗さを上記範囲内の値に調整する。

次に、ステップＳ２に示すように、例えば、モールド注型を行うことにより、冷却ジャケット４の主面４ａ１上及び側面４ａ２、４ａ３上に高熱伝導樹脂６を形成する。続いて、ステップＳ３に示すように、高熱伝導樹脂６での封止樹脂７との接触面に対して、ホーニング処理を施すことにより、当該接触面の表面粗さを上記範囲内の値に調整する。

次に、ステップＳ４に示すように、外側巻線３ａに高熱伝導樹脂６を当接させて、金型の内部に配置する。その後、ステップＳ５に示すように、金型に封止樹脂７を注型して、封止樹脂７を形成する。

具体的にいえば、図１１に示すように、金型Ｋ１の内部に対して、巻枠８ａ、外側巻線３ａ、高熱伝導樹脂６、及び冷却ジャケット４を配置する。その後、金型Ｋ１に対して、封止樹脂７をモールド注型することにより、図２に示した外側巻線ユニット３０が形成される。

また、図１２に示すように、金型Ｋ２の内部に対して、巻枠８ｂ、冷却ジャケット５、高熱伝導樹脂６、及び内側巻線３ｂを配置する。その後、金型Ｋ２に対して、封止樹脂９をモールド注型することにより、図４に示した内側巻線ユニット４０が形成される。

以上のように構成された本実施形態の変圧器１は、外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂと、外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂそれぞれ冷却する冷却ジャケット４及び５と、冷却ジャケット４及び５の外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂ側に一体的に設けられた高熱伝導樹脂６と、外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂ、冷却ジャケット４及び５、及び高熱伝導樹脂６をそれぞれ封止する封止樹脂７及び９を備える。高熱伝導樹脂６は、封止樹脂７及び９もしくはワニスよりも高い熱伝導率を有する。また、上記のように、予め水冷ジャケット４及び５に高熱伝導樹脂６を形成することで、当該高熱伝導樹脂６の樹脂面を薄く形成することができる。これにより、本実施形態では、上記従来例と異なり、冷却性能を向上させることができる変圧器１を構成することができる。

また、本実施形態の変圧器１では、高熱伝導樹脂６は冷却ジャケット４または５に当接する第１面６ａ１と、当該第１面６ａ１に対向するとともに、外側巻線３ａまたは内側巻線３ｂに当接する第２面６ａ２を有し、高熱伝導樹脂６は、冷却ジャケット４または５と外側巻線３ａまたは内側巻線３ｂとで挟持されるように設けられている。これにより、本実施形態の変圧器１では、高熱伝導樹脂６を介して外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂでそれぞれ発生した熱をより効率よく冷却ジャケット４及び５に伝えることができ、変圧器１の冷却性能をより確実に向上させることができる。

尚、冷却ジャケット４及び５に対し一体的に高熱伝導樹脂６を一体的に設ける代わりに、冷却ジャケット上に高熱伝導プリプレグを載置する比較例を構成することも考えられる。しかしながら、この高熱伝導プリプレグは、ガラス布等に樹脂を含浸させて半硬化させたシート状の部材であって、厚さが０．２ｍｍ程度の薄い部材である。このため、この比較例では、冷却ジャケットに対する絶縁耐性を確保するためには、複数の高熱伝導プリプレグを積層する必要がある。この結果、高熱伝導プリプレグの積層体に空気等のボイドが生じて当該ボイドにより絶縁性能が部分的に低下したり、積層体の厚みに起因して冷却性能が低下したりするという問題点を生じることがあった。

これに対して、本実施形態では、高熱伝導樹脂６をモールド注型または塗布によって冷却ジャケット４及び５に一体的に設けているので、ボイドの発生を抑制して部分的な絶縁性能の低下を抑えることできる。また、本実施形態では、上記積層体よりも高熱伝導樹脂６の厚みを薄くできることから、冷却性能が低下することを抑制することができる。高熱伝導樹脂６は、異なる部材を交互に積層させた積層体（高熱伝導プリプレグ）ではなく、冷却ジャケット４及び５上で液体状から固化して形成される。そのため、ボイドが生じにくいので、絶縁性能を確保しながら高熱伝導樹脂６を薄くすることができる。

〔実施形態２〕
本開示の実施形態２について、図１３を用いて具体的に説明する。図１３は、本開示の実施形態２に係る変圧器１の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

本実施形態２と上記実施形態１との主な相違点は、鉄心２に対して、円筒形状に巻回された外側巻線３１ａ及び内側巻線３１ｂを用いた点である。

本実施形態の変圧器１では、図１３に示すように、円筒形状の内側巻線３１ｂが鉄心２の周りに巻回されている。この内側巻線３１ｂには、その内側に接するように、略円形の高熱伝導樹脂６が設けられ、更に、この高熱伝導樹脂６に当接して、略円形の冷却ジャケット５が設けられている。

また、円筒形状の外側巻線３１ａが、内側巻線３１ｂを囲むように鉄心２の周りに巻回されている。この外側巻線３１ａには、その外側に接するように、略円形の高熱伝導樹脂６が設けられ、更に、この高熱伝導樹脂６に当接して、略円形の冷却ジャケット４が設けられている。

以上の構成により、本実施形態２の変圧器１は、実施形態１のものと同様な効果を奏する。

〔変形例１〕
本開示の変形例１について、図１４を用いて具体的に説明する。図１４は、本開示の変形例１に係る変圧器１の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

本変形例１と上記実施形態１との主な相違点は、リッツ線を用いた外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂに代えて、エッジワイズ巻線を用いた外側巻線５２及び内側巻線５１を設けた点である。

本変形例１の変圧器１では、図１４に示すように、外側巻線５２及び内側巻線５１は、各々断面形状が長方形の被覆された単一の導電線を用いて、当該導電線の幅方向（エッジワイズ；長方形の断面形状の長辺方向）に巻回して形成されたエッジワイズ巻線によって構成されている。

以上の構成により、本変形例１の変圧器１は、実施形態１のものと同様な効果を奏する。

〔変形例２〕
本開示の変形例２について、図１５を用いて具体的に説明する。図１５は、本開示の変形例２に係る変圧器１の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

本変形例２と上記実施形態１との主な相違点は、リッツ線を用いた外側巻線３ａ及び内側巻線３ｂに代えて、ディスク巻線を用いた外側巻線６２及び内側巻線６１を設けた点である。

本変形例２の変圧器１では、図１５に示すように、外側巻線６２及び内側巻線６１は、各々断面形状が長方形の被覆された単一の導電線を用いて、当該導電線の厚さ方向（長方形の断面形状の短辺方向）に巻回して形成されたディスク巻線によって構成されている。

以上の構成により、本変形例２の変圧器１は、実施形態１のものと同様な効果を奏する。

〔変形例３〕
本開示の変形例３について、図１６を用いて具体的に説明する。図１６は、本開示の変形例３に係る変圧器１の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、図１６では、図面の簡略化のために、内側巻線７１のみ図示し、外側巻線の図示は省略する。

本変形例３と上記実施形態１との主な相違点は、リッツ線を用いた内側巻線３ｂに代えて、円筒巻線を用いた内側巻線７１を設けた点である。

本変形例３の変圧器１では、図１６に示すように、内側巻線７１は、断面形状が長方形の被覆された単一の導電線（例えば、平角電線）を用いて、当該導電線の幅方向が不図示の鉄心２の軸と平行になるように当該軸方向に巻回して、例えば、７層（７レャー）の円筒状の各レャーに形成した円筒巻線である。また、内側巻線７１では、その巻初め端及び巻終わり端がそれぞれ端子７１ａ及び７１ｂに接続されている。また、内側巻線７１では、７レャーのうち、高熱伝導樹脂６が冷却ジャケット５と当該冷却ジャケット５に最も近いレャーとの間に設けられている。また、内側巻線７１では、残りのレャー間において、当該レャー間の電圧差が小さいので、高熱伝導プリプレグＰｒでレャー間を絶縁する構成になっており、これによって内側巻線７１内の半径方向の熱移動が容易になっている。

以上の構成により、本変形例３の変圧器１は、実施形態１のものと同様な効果を奏する。

〔まとめ〕
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る巻線機器は、巻線と、前記巻線を冷却する冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットの前記巻線側に一体的に設けられた高熱伝導樹脂と、前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂もしくはワニスと、を備え、前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂もしくは前記ワニスよりも高い熱伝導率を有する。

上記構成によれば、冷却性能を向上させることができる巻線機器を提供することができる。

上記一側面に係る巻線機器において、前記高熱伝導樹脂及び前記封止樹脂は、各々所定の合成樹脂及び所定のフィラーを含み、前記高熱伝導樹脂でのフィラーの密度は、前記封止樹脂でのフィラーの密度より高くしてもよい。

上記構成によれば、高熱伝導樹脂によって巻線で発生した熱を効率よく冷却ジャケットに伝えることができ、当該熱を冷却ジャケットにて効率よく冷却して巻線機器の冷却性能を確実に向上させることができる。

上記一側面に係る巻線機器において、前記高熱伝導樹脂は、前記冷却ジャケットに当接する第１面と、当該第１面に対向するとともに、前記巻線に当接する第２面を有し、前記高熱伝導樹脂は、前記冷却ジャケットと前記巻線とで挟持されるように設けられてもよい。

上記構成によれば、高熱伝導樹脂を介して巻線で発生した熱をより効率よく冷却ジャケットに伝えることができ、巻線機器の冷却性能をより確実に向上させることができる。

上記一側面に係る巻線機器において、前記高熱伝導樹脂は、前記冷却ジャケットの主面上及び側面上に形成されてもよい。

上記構成によれば、高熱伝導樹脂によって巻線と冷却ジャケットの主面及び側面との間の絶縁性能を向上させて絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。

上記一側面に係る巻線機器において、前記冷却ジャケットでは、前記高熱伝導樹脂との接触面の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内の値であってもよい。

上記構成によれば、冷却ジャケットと高熱伝導樹脂との間の密着性を高めることができ、巻線機器での耐クラック性を高めてより実用的な巻線機器を容易に構成することができる。

上記一側面に係る巻線機器において、前記高熱伝導樹脂では、前記封止樹脂との接触面の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内の値であってもよい。

上記構成によれば、高熱伝導樹脂と封止樹脂との間の密着性を高めることができ、巻線機器での耐クラック性を高めてより実用的な巻線機器を容易に構成することができる。

上記一側面に係る巻線機器において、前記高熱伝導樹脂は、所定の合成樹脂と所定のフィラーとを含み、熱伝導率が１.０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の値であってもよい。

上記構成によれば、高熱伝導樹脂によって巻線と冷却ジャケットとの間の絶縁性能を確保しつつ、当該高熱伝導樹脂の厚みを薄くすることができ、巻線機器の冷却性能をより確実に向上させることができる。

また、本開示の一側面に係る巻線機器の製造方法は、巻線と、前記巻線を冷却する冷却ジャケットとを備える巻線機器の製造方法であって、前記冷却ジャケットの前記巻線側に一体的に高熱伝導樹脂を形成する工程と、前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂を形成する工程と、を含み、前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂よりも高い熱伝導率を有する。

上記構成によれば、冷却性能を向上させることができる巻線機器の製造方法を提供することができる。

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

１ 変圧器（巻線機器）
３ 巻線
３ａ 外側巻線
３ｂ 内側巻線
４、５ 冷却ジャケット
４ａ１ 主面
４ａ２、４ａ３ 側面
６ 高熱伝導樹脂
６ａ１ 第１面
６ａ２ 第２面
７、９ 封止樹脂

Claims (10)

1. 巻線と、
   前記巻線を冷却する冷却ジャケットと、
   前記冷却ジャケットの前記巻線側にモールド成型品または塗布膜として一体的に設けられた高熱伝導樹脂と、
   前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂もしくはワニスと、を備え、
   前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂もしくは前記ワニスよりも高い熱伝導率を有する、巻線機器。
2. 前記高熱伝導樹脂及び前記封止樹脂は、各々所定の合成樹脂及び所定のフィラーを含み、
   前記高熱伝導樹脂でのフィラーの密度は、前記封止樹脂でのフィラーの密度より高い、請求項１に記載の巻線機器。
3. 前記高熱伝導樹脂は、前記冷却ジャケットに当接する第１面と、当該第１面に対向するとともに、前記巻線に当接する第２面を有し、
   前記高熱伝導樹脂は、前記冷却ジャケットと前記巻線とで挟持されるように設けられている、請求項１または２に記載の巻線機器。
4. 巻線と、
   前記巻線に対向する主面及び前記巻線に対向しない側面を有し、前記巻線を冷却する冷却ジャケットと、
   前記冷却ジャケットの前記主面上及び前記側面上に一体的に設けられた高熱伝導樹脂と、
   前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂もしくはワニスと、を備え、
   前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂もしくは前記ワニスよりも高い熱伝導率を有する、巻線機器。
5. 前記高熱伝導樹脂は、前記冷却ジャケットの角部を覆うように前記冷却ジャケットの前記主面上及び前記側面上に一体的に設けられている、請求項４に記載の巻線機器。
6. 前記冷却ジャケットでは、前記高熱伝導樹脂との接触面の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内の値である、請求項１から５のいずれか１項に記載の巻線機器。
7. 前記高熱伝導樹脂では、前記封止樹脂との接触面の算術平均粗さＲａが１．０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内の値である、請求項１から６のいずれか１項に記載の巻線機器。
8. 前記高熱伝導樹脂は、所定の合成樹脂と所定のフィラーとを含み、熱伝導率が１.０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の値である、請求項１から７のいずれか１項に記載の巻線機器。
9. 巻線と、前記巻線を冷却する冷却ジャケットとを備える巻線機器の製造方法であって、
   前記冷却ジャケットの前記巻線側にモールド注型または塗布によって一体的に高熱伝導樹脂を形成する工程と、
   前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂を形成する工程と、を含み、
   前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂よりも高い熱伝導率を有する、巻線機器の製造方法。
10. 巻線と、前記巻線を冷却する冷却ジャケットとを備える巻線機器の製造方法であって、
    前記冷却ジャケットの前記巻線に対向する主面上及び前記巻線に対向しない側面上に一体的に高熱伝導樹脂を形成する工程と、
    前記巻線、前記冷却ジャケット、及び前記高熱伝導樹脂を封止する封止樹脂を形成する工程と、を含み、
    前記高熱伝導樹脂は、前記封止樹脂よりも高い熱伝導率を有する、巻線機器の製造方法。

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