JPH0349206A - モールドコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は特に高電圧大電流用電磁機器に使用されるモー
ルドコイルに関する。

（従来の技術） 一般に、エポキシ樹脂による注型品は機構的保持と同時
に優れた電気絶縁性を付与でき、しかも機械的特性の同
一品質のものが得られるため、碍子・ブッシング・小形
変圧器、小形電動機等に利用されてきた。大形の機器に
対してもこれらの長所は十分生かし得ることから種々の
応用が検討されている。

近年エポキシ樹脂による注型品の量産化に伴い加圧ゲル
化方法により注型品の製作を行うことが多くなってきた
。この加圧ゲル化方法は、注型金型の温度を注入する樹
脂の温度より高くし、かつ金型に一定の温度勾配をつけ
、しかる後、注型樹脂を、注型金型の底もしくは下方か
ら一定の圧力を加えながら注型金型に注入する。

その後、注型樹脂が完全に注型金型に満たされた後、一
定圧力を加えたまま注型樹脂を高い温度で早く硬化させ
右方法である。この方法の特徴は、注型金型の底もしく
は下方から注型樹脂を注入し、注型金型内に入った注型
樹脂は乱流を起こすことなくゆるやかに注型金型に満た
される。

この場合注型樹脂は乱流を起こさないため、先に注入さ
れた注型樹脂の温度は注型金型の温度の熱伝達により後
から注入された注型樹脂の温度より高くなり、注型金型
内に満たされた注型樹脂には温度勾配が付与される。つ
まり注型樹脂を注入する注入口から最も遠い所の注型樹
脂の温度が最も高く、注入口附近の注型樹脂の温度が最
も低くなり、注型金型内に満たされた注型樹脂には温度
勾配が付く。そのため、注入口から最も遠い注型樹脂か
ら硬化が始まり、注入口により近い注型樹脂はど遅く硬
化する。また注型樹脂が硬化する際には硬化収縮が生じ
るが、注型樹脂は注入口から一定圧力で加圧されている
ため、硬化により収縮した分はまだ硬化していない注入
口により近い注型樹脂で補われる。こうした加圧ゲル化
方法を適用することにより、注型樹脂を早く硬化させる
ことができ収縮による内部の内部歪が緩和されヒケのな
い優れた特性を有する注型品を製作することができる。

この加圧ゲル化方法を適用した一例として磁気浮上鉄道
用の推進案内コイルがある。これは例えば約６５０ｍｍ
Ｘ１６００龍のレーストラック状の形をしており、概略
の形状、構成は第４図のようになっていて巻回されたコ
イル導体１の周囲を注型樹脂２でおおっている。この時
問題となるのは巻回されたコイル導体１の集束および形
状保持と注型樹脂２でモールドされるコイル導体１の位
置である。コイル導体１の集束および形状保持が完全で
ない場合、コイル間に隙間が生じたり変形が起り所定の
寸法が得られないばかりでなく、機器の特性におよぼす
影響も大きい。また、磁気浮上鉄道用推進案内コイルの
ように大形になるとこれらの問題の他に、コイル導体１
が注型樹脂２の中心に押込まれるように注型金型にセッ
トすることもむずかしくなる。

従来はこれらの問題を解決するために、第５図に示すよ
うにＵ字形の絶縁スペーサ４をコイル導体１のほぼ全長
にわたり所定の間隔を保ってコイル導体１の長さ方向と
直交する外周面に下方向からはめ付ける。この絶縁スペ
ーサ４をはめ付けたコイル導体１を注型金型３にセット
していた。

しかしこの場合、コイル導体１の上部が拘束されていな
いためコイル導体１の集束および形状保持が不完全であ
り、注型金型３を移動する時に振動等によりコイル導体
１が絶縁スペーサ４からはずれ規定寸法が得られない場
合が多い。またこのＵ字形の絶縁スペーサ４を用いてコ
イル導体１をはめ付は注型金型３にセットし、加圧ゲル
化方法で注型した場合、注型金型３の底もしくは下方か
ら注型樹脂２を注入するのでＵ字形の絶縁スペーサ４が
注型樹脂２の流れを阻止しスムーズな流れとならない。

Ｕ字型のスペーサ４はコイル導体１の下からはめ付けて
いるため、完全な壁となりコイルの長さ方向の注型樹脂
２の流をとめてしまう。

なお、１５は上部側および下部側の注型金型３をセット
したときの隙間をシールするパツキンである。

注型樹脂２は、第６図に示すようにＵ字形の絶縁スペー
サ４の上部まで注入されてから、Ｕ字形の絶縁スペーサ
４を越える。この絶縁スペーサ４は一種の堰のような働
きをし、注型樹脂の流れを乱す。このため注型樹脂２に
最適な温度勾配がつけられなくなる。

その結果、注入口に近い所の注型樹脂２が先に硬化し、
注入口から遠い所の注型樹脂２が後から硬化するといっ
た現象が生じ得る。こうなると加圧ゲル化方法の特徴と
するところの注型樹脂２の硬化による収縮分を後から注
入された注型樹脂２によって補なうことができず、硬化
した注型樹脂２は内部歪が残ったりヒケが生じる。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように第４図の例では、コイル導体１を集束
しかつ形状保持および注型金型４への埋込み寸法を安定
に保持することはできず、また第５図および第６図の例
のように加圧ゲル化方法を適用しても注型樹脂の流れが
スムーズに行われなく、注型金型４に注入された注型樹
脂にはアンバランスの温度勾配が付き、内部歪が残った
りヒケが生じるという問題点がある。

本発明の目的は、コイル導体を集束しかつ形状保持およ
び注型金型への埋込み寸法を安定に保持し、しかも加圧
ゲル化方法を適用しても注型樹脂の流れがスムーズで注
型金型に注入された注型樹脂にはバランスのとれた温度
勾配が付き、内部歪が緩和されヒケのないモールドコイ
ルを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、注型型内にコイル本
体を収納するとともに、これと上記注型型との空間に注
型樹脂を注入して得られるモールドコイルにおいて、上
記コイル本体として導体を複数回巻回して成るコイル導
体のほぼ全長にわたり所定の間隔で、このコイル導体の
横断面の幅寸法および厚さ寸法とそれぞれほぼ等しい内
幅寸法に設定された上記注型型に接する側および上記コ
イル導体に接する側１こ注型時に上記注型樹脂の流動を
可能にするための樹脂流動路をコイルの長さ方向に複数
個ずつ交互に有するＵ字形の絶縁スペーサを、コイル導
体の長さ方向と直交する外周面にその上下又は左右の少
なくとも一方方向からはめ込んだことを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明によれば、注型型に収納されるコイル本体として
複数のコイル導体を集束した状態で、その外周面に設け
られる絶縁スペーサに、注型型に接する側およびコイル
導体に接する側に、注型時に樹脂の流動を可能にする樹
脂流動路を形成したので、コイル導体を集束しかつ形状
保持および注型金型への埋込み寸法も安定でき、しかも
加圧ゲル化方法を適用しても注型金型に注入された注型
樹脂は流れがスムーズで、バランスのとれた温度勾配が
付き、内部歪が緩和されヒケのないモールドコイルが得
られる。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のモールドコイルの一実施例のモールド
（注型）成形前の状態すなわちコイル本体を示す斜視図
であり、第２図は第１図の絶縁スペーサ５．６とコイル
導体１を示す図である。コイル導体１は導体１ａを複数
回巻回して成る。Ｕ字形の絶縁スペーサ５，６は、注型
時に第３図に示すように注型金型３に接する側およびコ
イル導体１に接する側に樹脂流動路例えば半円状の溝５
ａ、５ｂをコイルの長さ方向に複数個ずつ交互に有して
おり、コイル導体１との寸法関係は第２図で示すように
設定する。

すなわち、絶縁スペーサ５．６は、コイル導体１の横断
面の幅寸法Ｘと、厚さ寸法Ｙとそれぞれほぼ等しい内幅
寸法Ｘ−，Ｙ−を持つように設定する。また注型金型３
に接する側およびコイル導体１に接する側にコイルの長
さ方向に複数個ずつ有する溝５ａ、６ａの大きさは、注
型樹脂２の硬化時間とその量および注型樹脂２を注型金
型３に注入する速度、つまり単位時間当りに注型金型３
に注入される注型樹脂２の量により決まる。そして、そ
の注型金型３に接する側およびコイル導体１に接する側
に溝５ａ、５ａをコイルの長さ方向に複数個ずつ交互に
有するＵ字形の絶縁スペーサ５．６をコイル導体１のほ
ぼ全長にわたり、第１図で示す如く所定の間隔を保って
コイル導体１の長さ方向と直交する外周面にその上・下
・左・右の各方向からはめ付ける。

絶縁スペーサ５．６はＵ字形でありコイル導体１に対し
、互いに向きを変えてはめ付けているため、コイル導体
１はしっかりした形で固定される。

そして、第３図のように注型金型３にセットした後は、
コイル導体１は上―下・左・右から押さえられ、コイル
導体１は注型金型３内の規定位置に安定した状態でセッ
トされる。また注型金型３に接する側およびコイル導体
１に接する側にコイルの長さ方向に複数個ずつ交互に有
する溝５ａ。

６ａにより、加圧ゲル化方法を適用して注型金型３の底
もしくは下方から注入した注型樹脂２は、乱流を起こさ
ずスムーズに流れ注型金型３に満たされる。すなわち注
型樹脂２の注入始開当初は、絶縁スペーサ５，６の最下
段に有する溝５ａ。

６ａを通りスムーズに流れる。最下段に有する溝５ａ、
６ｇの上部まで注型樹脂２が注入されると、その上の例
えば注型金型３に接する側に有する溝５ａ、６ａを通り
始める。その満５ａ、　　６ａの上部まで注型樹脂２が
注入されると、その上のコイル導体１に接する側に有す
る溝５ｇ、６ｇを通り始める。　このように、注型樹脂
２は、注型金型３に接する側の溝５　ｇ　、　　６　ａ
　ｓそしてコイル導体１に接する側の溝５ａ、６ｇを交
互に常に半円状の満５ａ、　　６ａを通り流れている状
態となる。つまり絶縁スペーサ５，６が注型樹脂２の流
れを阻止することなく乱流も起こさずスムーズに流れ、
注型樹脂２を注型金型３に満たすことができる。

このように本実施例によれば、コイル導体１は絶縁スペ
ーサ５．６のはめ付けにより、充分に集束されかつ形状
保持され、注型金型３内の規定位置に安定した状態でセ
ットされるため、作業が簡単となり、コイル導体１の規
定の埋込み寸法が確実に得られる。

また、量産化における加圧ゲル化方法を適用しても、注
型金型３に注入された注型樹脂２は乱流も起こさずスム
ーズに流れ注型金型３に満たされる。そのため、注型樹
脂２にはバランスのとれた温度勾配が付き、温度が最も
高い注入口より最も遠い注型樹脂２から硬化が始まり、
注入口により近い注型樹脂２はど温度が低く遅く硬化す
る。また、先に硬化した注型樹ｒＭ２の硬化収縮分は、
注型樹脂２に注入口から一定圧力で加圧されているため
、まだ硬化していない注入口により近い注型樹脂２によ
り補われる。

このように加圧ゲル化方法が十分適用できるので、注型
樹脂２を早く硬化させることができ、注型樹脂２の硬化
収縮による内部歪が緩和されヒケのない優れた特性を有
する注型品を製作することができる。さらに従来のモー
ルドコイルでは絶縁スペーサと注型樹脂２とのコイル導
体の長さ方向と直交するところの界面は温度サイクル等
により剥離しようとするが、本実施例では絶縁スペーサ
５．６の溝５ａ、６ａに注型樹脂２が充填されているた
め剥離は生じない。

前述した本発明の一実施例では、Ｕ字形の絶縁スペーサ
５．６の注型金型３に接する側およびコイル導体１に接
する側に樹脂流動路としてそれぞれ半円状の溝を交互５
ａ、６ａに設けたが、注型金型３内に注入された注型樹
脂２が乱流を起こさずスムーズに流れるのであれば、Ｕ
字形の絶縁スペーサに半だ円状の溝や正方形、長方形お
よび台形状の溝を注型金型に接する側およびコイル導体
に接する側に交互に複数個ずつ設けても本発明の実施例
と同様の作用効果が得られる。また、樹脂流動路として
溝でなくＵ字形の絶縁スペーサに円、だ円、正方形、長
方形等の穴をコイル導体の長さ方向に複数個設けること
によって、注型金型内に注入された注型樹脂が乱流を起
こさずスムーズに流れるのであれば、本発明の実施例と
同様の効果が得られる。さらに、絶縁スペーサ５，６を
コイル導体の長さ方向と直交する外周面に、その上下左
右の各方向からはめ込んだが、これを絶縁スペーサ５又
は６のいずれか一方によりその上下又は左右の方向から
はめ込んでもよい。

［発明の効果コ このように本発明によれば、注型型内に収納されるコイ
ル本体として、コイル導体のほぼ全長にわたり所定の間
隔でこのコイル導体の横断面の幅寸法および厚さ寸法と
それぞれほぼ等しい内幅寸法に設定された注型型に接す
る側およびコイル導体に接する側に樹脂流動路をコイル
導体の長さ方向に複数個ずつ交互に有するＵ字形の絶縁
スペーサを、コイル導体の長さ方向からはめ込んだので
、コイル導体を集束しかつ形状保持および注型型への埋
込み寸法も安定でき、しかも加圧ゲル化方法を適用して
も注型型に注入されたモールド樹脂は流れがスムーズで
、バランスのとれた温度勾配が付き、内部歪が緩和され
ヒケのないモールドコイルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモールドコイルの一実施例におけ
る注型金型に接する側およびコイル導体に接する側に半
円状の溝をコイルの長さ方向に複数個ずつ交互に有する
Ｕ字形の絶縁スペーサによるコイル導体の集束および形
状保持状態を示す斜視図、第２図は本発明におけるコイ
ル導体と絶縁スペーサとの寸法関係を示す図、第３図は
本発明によるコイル導体の注型金型内へのセット状態を
示す断面図、第４図は磁気浮上鉄道用推進案内等に用い
られる一般的なモールドコイルを示す概略図、第５図は
従来のコイル導体の注型金型内へのセット状態を示す断
面図、第６図は従来のコイル導体の注型金型へのセット
した後に加圧ゲル化方法を適用し注型金型の底もしくは
下方から注型樹脂を注入した時の絶縁スペーサ附近の注
型樹脂の流れを示す断面図である。 １・・・コイル導体、１ａ・・・導体、２・・・注型樹
脂、３・・・注型金型、５，６・・・溝５ａ、６ａをそ
れぞれ有する絶縁スペーサ。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　注型型内にコイル本体を収納するとともに、これと上
   記注型型との空間に注型樹脂を注入して得られるモール
   ドコイルにおいて、上記コイル本体として導体を複数回
   巻回して成るコイル導体のほぼ全長にわたり所定の間隔
   で、このコイル導体の横断面の幅寸法および厚さ寸法と
   それぞれほぼ等しい内幅寸法に設定された上記注型型に
   接する側および上記コイル導体に接する側に、注型時に
   上記注型樹脂の流動を可能にするための樹脂流動路をコ
   イルの長さ方向に複数個ずつ交互に有するＵ字形の絶縁
   スペーサを、コイル導体の長さ方向と直交する外周面に
   その上下又は左右の少なくとも一方の方向からはめ込ん
   だことを特徴とするモールドコイル。