JPH04129207A - モールドコイルの製造方法 - 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、コイルをレジンによりモールドして製造する
モールドコイルの製造方法に関する。

（従来の技術） モールドコイルは、モールド変圧器の他、リアクトル、
モールド形計器用変圧器（ＰＴ）　、モールド形変流器
（ＣＴ）等の電気機器に多く用いられている。これらの
モールドコイルのうち、量産タイプで繰り返し多量に生
産するものの場合には、成形型として肉厚の厚い金型を
使用し、その金型を高い温度に加熱した状態で金型内に
レジンを加圧しながら注入し、そのレジンを注入部より
遠いところから短時間で硬化させる加圧ゲル化法を採用
し、生産効率をあげている。一方、配電用及び電力用モ
ールド変圧器のように一品一品形態が変わるような機種
に用いるものの場合には、成形型の扱い易さ、保管性及
び経済性の面から肉厚の薄い金型が使用されることが多
い。

このような肉厚の薄い金型を使用する場合には、一般に
は次のようにしてモールドコイルを製造する。まず、金
型にコイルを組み込み、この金型を乾燥炉内に入れて、
気相でコイル及び金型の乾燥を行うと共に、注型レジン
の流れを良くするためにこれらコイル及び金型の加熱を
行う。この後、コイルを組み込んだ金型を真空タンク内
に入れて真空引きし、金型内に熱硬化性のレジンを注入
する。そして、レジンを注入した金型を真空タンクから
出して再び乾燥炉内に入れ、レジンが硬化するまで一定
温度で放置する。この場合、形状や大きさにもよるが、
筒状のモールドコイルの場合には、一般には、レジンの
硬化収縮で内側の型の離型がし難くなったり、残留応力
が大きくなってクラックが発生したりし昌いため、−次
硬化後に離型し、その後再び乾燥炉内に入れてレジンを
完全に硬化させる二次硬化を行って強固なモールドコイ
ルを得るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） このような製造方法においては、コイル及び金型を加熱
する際に、乾燥炉内において空気を熱媒体とした気相加
熱で行うため、加熱効率が悪く、それらコイル及び金型
が一定温度になるまで上昇させるのに長時間を要し、電
気エネルギーの消費も多大なものになる。また、レジン
を注入する際には、コイルが組み込まれた金型を乾燥炉
から真空タンクに移し代え・る必要があるため、その移
し代えが面倒であると共に、そこで生産の流れが中断し
てしまう。しかも、真空タンク内の全体を真空引きする
必要があるため、真空引きにも多くの時間がかかる。さ
らには、レジンを加熱硬化させる際も、金型を真空タン
クから乾燥炉に移し代える必要があり、しかも乾燥炉内
において上述と同様に空気を熱媒体とした気相加熱で行
うため、やはりレジンを硬化させるのに必要な温度まで
上昇させるのに時間がかかり、電気エネルギーの消費も
多くなる。

また、レジンを加熱硬化させる場合、乾燥炉内での気相
加熱では温度のコントロールができないため、特にレジ
ンの注入口部分が早く硬化して、内部にひけやボイド等
が生じたり、残留応力が局部的に大きくなったりしてレ
ジンにクラックが発生したりすることがある。これを防
止するためには、低い温度でゆっくり硬化させる必要が
あるが、これでは生産性が著しく低下してしまう。

そこで、本発明の目的は、コイル及び成形型の加熱時、
及びレジンの加熱硬化時における加熱を効率良く行うこ
とができると共に、それらの加熱時における温度コント
ロールが可能となり、さらには成形型内の真空引き及び
レジンの注入時にも成形型の移し代えが不要にできて連
続した生産が可能となり、効率的で且つ経済的にモール
ドコイルを製造することができるモールドコイルの製造
方法を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、成形型内にコイルを組み込み、その成形型内
に熱硬化性のレジンを注入した後、そのレジンを加熱硬
化することによってモールドコイルを製造する方法にお
いて、成形型に組み込むコイルを通電可能に構成すると
共に、その成形型を気密に構成し、且つこの成形型に脱
気口を設けると共に電気的加熱素子を取り付け、前記コ
イル及び加熱素子に通電してこれらを発熱させることに
よりコイル及び成形型を加熱し、この後、前記脱気口か
ら成形型内を真空引きすると共にその成形型内にレジン
を注入し、この状態で前記レジンを前記コイル及び加熱
素子の通電により加熱硬化させるようにしたところに特
徴を有する。

（作用） 上記した手段によれば、コイル及び成形型の加熱時にお
いては、コイルは通電によって生じるコイル自身の抵抗
損失（ｉ　Ｒ：　Ｉ−通電電流。

Ｒ−導体の抵抗）による発熱によって直接的に加熱され
、成形型はこれに取り付けられた加熱素子の発熱によっ
て直接的に加熱される。従って、乾燥炉内で空気を熱媒
体とした二次的な加熱で行う場合に比べて加熱効率が良
く、それらコイル及び成形型を早く加熱することができ
る。

そして、レジンの注入に先立って行う成形型内の真空引
きは、成形型の脱気口に真空引き装置、例えば真空ポン
プを接続することにより行うことができるから、レジン
の注入に際して成形型を真空タンクに移し代えるという
必要はなく、しかも、成形型内のみを真空引きすれば良
いから、真空引きに要する時間も短くできる。

また、レジン注入後のレジンの加熱硬化時においても、
上記加熱時と同様にコイル及び加熱素子の発熱による加
熱で行うことができるから、やはり加熱効率が良く、レ
ジンを硬化させるのに必要な温度まで早く上昇させるこ
とができる。

しかも、この場合、レジンによりモールドされたコイル
自身が発熱するので、レジンを中から外へ順次硬化させ
ることができ、ひけ等による残留応力を減らすことがで
き、また、コイル及び加熱素子の通電状態を制御するこ
とにより温度コントロールが可能となり、レジンを良好
に硬化させることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき図面を参照して説明する
。

第１図は成形型１にコイル２を組み込んだ状態の概略的
構成を示している。同図において、成形型１は、夫々薄
い鉄板から成る内型３及び外型４と、内面にパツキン５
を介して第３図に示す端部型６が取り付けられた薄い鉄
板から成る一対の側面型７と、外型４の一部に配置され
第３図に示すように脱気口８及びレジン注入口９並びに
複数個の端子取付部１０が設けられた端子台型１１とを
組み合わせ、これらを締付はスタッド１２により締付け
ることによって気密に構成されている。この成形型１の
うち、内型３．外型４及び側面型７の外面には、プリン
トヒータ或いはテープ状ヒータ等の電気的加熱素子たる
電気ヒータ１３が複数個に分割された状態で取り付けら
れている。そして、コイル２は、複数個の環状をなすコ
イル素子１４を直列に接続して構成され、成形型１内に
通電可能に組み込まれている。

ここで、成形型１にコイル２を組み込む手順について説
明する。まず、一方の側面型７の端部型６に内型３の一
端部を嵌合させ、各コイル素子１４を内型３の外側にス
ペーサ等を介して配置する。

そして、コイル素子１４間の接続を行うと共に、端子台
型１１の端子取付部１０に口出し端子１５及びタップ端
子１６を図示しない絶縁ブツシュ及びパツキン等を介し
て取り付ける。この後、端子台型１１及び外型４をコイ
ル２の外側に配置し、他方の端部型６を内型３．外型４
．端子台型１１の他端部に嵌合させると共に他方の側面
型７を取り付け、締付はスタッド１２により締付けて全
体を第１図に示すように横置き状態とする。これにより
、成形型１へのコイル２の組み込みが完了する。

次に電気的な構成について第４図に基づいて説明する。

尚、この第４図では成形型１及びコイル２は簡略的に示
されている。成形型１に組み込まれたコイル２はコイル
素子１４が直列に接続されており、このコイル２の両端
子は、電圧検出器１７及び電流検出器１８を介して直流
の電力調整器１９１：’接続されている。成形型１に取
り付けられた各電気ヒータ１３はヒータ温度制御装置２
０に接続されている。電力調整器１９及びヒータ温度制
御装置２０は電源２１に接続され、また、これら電力調
整器１９．ヒータ温度制御装置２０並びに電圧検出器１
７．電流検出器１８は図示しないインターフェイス等を
介してＣＰＵ２２に接続されている。そして、ＣＰＵ２
２は、これに必要な条件（コイル２の容量や、温度、時
間等）を入力することにより、コイル２及び電気ヒータ
１３の通電状態を制御するようになっている。尚、図示
はしないが、成形型１には、これの温度を検出するため
の熱電対が設けられている。

さて、上記した構成においてモールドコイルを製造する
手順について説明する。

第１図に示すように成形型１内にコイル２を組み込んだ
状態で、まず成形型１及びコイル２の加熱及び乾燥を行
う。この加熱、乾燥は、これに必要な条件をＣＰＵ２２
に入力し、コイル２及び成形型１に取り付けられた電気
ヒータ１３に通電してこれらを発熱させることによって
所定時間行う。

このとき、コイル２及び電気ヒータ１３は、コイル２及
び成形型１の温度が約１００〜１２０℃となるようにＣ
ＰＵｌ０により制御される。

この場合、コイル２の温度制御は、電圧検出器１７及び
電流検出器１８により検出した電圧及び電流の検出値に
基づいて、ＣＰＵ２２によりコイル２の抵抗を算出する
と共にこの抵抗から温度を計算し、電力調整器１９を介
して通電電流をコントロールすることによって行う。ま
た、成形型１の温度制御は、成形型１に設けられた図示
しない熱電対により検出される温度に基づいて、ＣＰＵ
２２によりヒータ温度制御装置２０を介し電気ヒータ１
３をコントロールすることによって行う。

このような加熱、乾燥工程が終了したら、成形型１に設
けられた脱気口８に真空ポンプ等の真空引き装置２３を
接続し、その脱気口８から成形型１内の真空引きを行う
。そして、レジン注入口９にレジン注入装置２４を接続
し、レジン注入口９から成形型１内にエポキシ樹脂等の
熱硬化性のレジンを注入する。この場合、これら真空引
き及びレジン注入の間もコイル２及び電気ヒータ１３を
制御して温度制御を行う。

レジン注入後は、レジンの硬化に必要な条件がＣＰＵ２
２から指示され、コイル２及び電気ヒータ１３の発熱に
よりレジンを加熱することによって硬化させる（−次硬
化）。このとき、レジンの種類にもよるが、コイル２及
び成形型１の温度が約９０〜１２０℃となるように制御
する。

この−次硬化の工程における温度制御も、上記加熱、乾
燥工程と同様に、コイル２及び電気ヒータ１３をＣＰＵ
２２により制御することによって行われる。この場合、
成形型１に取り付けた電気ヒータ１３のうち、レジン注
入口９近傍の電気ヒータ１３をレジン注入口９部分の温
度が他の部分より低くなるように制御し、そのレジン注
入口９部分のレジンの硬化を他の部分より遅らせる。

この−次硬化の工程が終了したら、成形型１を取り外し
く離型）、この後、二次硬化を所定時間行う。この二次
硬化は、成形型１を取り外したモールド成形物を図示し
ない乾燥炉内に入れ、コイル２の発熱と乾燥炉による気
相加熱とを併用して行うと良い。このようにしてレジン
を完全に硬化させることにより、モールドコイルの製造
が完了する。

斯様な本実施例によれば、コイル２及び成形型１の加熱
、乾燥、及びレジン注入後のレジンの一次硬化は、コイ
ル２がこれの通電によって生じるコイル自身の抵抗損失
による発熱によって直接的に加熱されると共に、成形型
１がこれに取り付けられた電気ヒータ１３の発熱によっ
て直接的に加熱されることによって行われる。従って、
乾燥炉内で空気を熱媒体とした二次的な加熱で行う場合
に比べて加熱効率が良く、それらコイル２及び成形型１
を早く加熱することができ、加熱乾燥及びレジンの一次
硬化の時間を短縮でき、使用電力量も抑えることができ
る。この場合、特にコイル２に通電する電源２１として
直流を用いるため、電圧検出器１７でコイル２の両端子
間の電圧を測定し、電流検出器１８でコイル２の通電電
流を測定することにより、コイル２の抵抗を計算で容易
に求めることができる。このコイル２の抵抗から、コイ
ル２の温度をＣＰＵ２２で計算して所定の温度になるよ
うにコイル２への通電電流を制御することにより、温度
制御を容易に行うことができる。

しかも、コイル２の温度制御は種々のコイル２に応じて
行うことができるから、その温度制御を最適な条件で行
うことができる。一方、成形型１は薄い鉄板から構成し
たものであるから、電気ヒータ１３による熱応答性が良
＜、シかも電気ヒータ１３を分割して取り付けているか
ら、成形型１の温度制御も容易に行うことができる。

そして、レジンの注入に先立って行う成形型１内の真空
引きは、成形型１の脱気口８に真空引き装置２３を接続
することにより行うことができ、また、レジンの注入は
、成形型１のレジン注入口９にレジン注入装置２４を接
続することにより行うことができるから、レジンの注入
に際して成形型１を真空タンクに移し代えるという必要
はない。

従って、コイル２及び成形型１の加熱、乾燥から真空引
き、レジンの注入、さらにはレジンの一次硬化までの各
工程を連続して行うことができるから、効率的で且つ経
済的に生産することができる。

しかも、真空引きとしては成形型１内のみを行えば良い
から、真空引きに要する時間も短くできる。

さらに、レジンの硬化時においては、レジンによりモー
ルドされたコイル２自身が発熱するので、レジンを中か
ら外へ順次硬化させることができ、ひけ等による残留応
力を減らすことができる。しかも、コイル２及び電気ヒ
ータ１３の通電状態を制御することによって温度コント
ロールを容易に行うことができるから、レジンを良好に
硬化させることができ、クラック等が生ずることも防止
できる。

尚、上記した実施例では、成形型１に取り付ける電気的
加熱素子として、プリントヒータ等の電気ヒータ１３を
例示したが、その電気ヒータに代えて、例えば通電時の
極性変化で加熱と冷却の切り換えができるベルチェ素子
を用いても良い。ちなみに、レジンの一次硬化時におい
て、レジンの種類によっては硬化発熱が大きくなり、電
気ヒータ１３のみでは温度分布の調整ができな（なる場
合がある。このような場合には、ベルチェ素子を用い、
温度が高すぎる部分は冷却、低いところは加熱するとい
う制御を行うことにより、温度分布をより正確に制御す
ることが可能となる。

［発明の効果］ 以上の記述にて明らかなように、本発明によれば、コイ
ル及び成形型の加熱、並びにレジンを硬化させるための
加熱を、コイル自身の発熱及び成形型に取り付けた電気
的加熱素子の発熱により行うようにしたから、それらの
加熱を効率良く行うことができると共に、温度コントロ
ールも容易に行うことができるから、レジンを良好に硬
化させることができる。しかも、レジンの注入に先立っ
て行う成形型内の真空引きは、成形型の脱気口に真空引
き装置を接続することにより行うことができるから、レ
ジンの注入に際して成形型を真空タンクに移し代えると
いう必要がなく、コイル及び成形型の加熱から真空引き
、レジンの注入、さらにはレジンの硬化までの各工程を
連続して行うことができる。よって、モールドコイルを
効率的で且つ経済的に製造することができるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は成形型にコイ
ルを組み込んだ状態の断面図、第２図は端部型の斜視図
、第３図は端子台型の斜視図、第４図はモールドコイル
を製造する際の概略的構成図である。 図面中、１は成形型、２はコイル、８は脱気口、９はレ
ジン注入口、１３は電気ヒータ（電気的加熱素子）、２
３は真空引き装置、２４はレジン注入装置を示す。 代理人　　弁理士　佐　藤　　強 逮 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．成形型内にコイルを組み込み、その成形型内に熱硬
   化性のレジンを注入した後、そのレジンを加熱硬化する
   ことによってモールドコイルを製造する方法において、
   前記成形型に組み込む前記コイルを通電可能に構成する
   と共に、その成形型を気密に構成し、且つこの成形型に
   脱気口を設けると共に電気的加熱素子を取り付け、前記
   コイル及び加熱素子に通電してこれらを発熱させること
   によりコイル及び成形型を加熱し、この後、前記脱気口
   から成形型内を真空引きすると共にその成形型内にレジ
   ンを注入し、この状態で前記レジンを前記コイル及び加
   熱素子の通電により加熱硬化させるようにしたことを特
   徴とするモールドコイルの製造方法。