JPH04374B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂モールドコイルの製造方法に関す
るもので、その目的は樹脂モールドコイルを変圧
器の鉄心に固定する際、樹脂モールドコイル両端
面の絶縁部が損傷するのを防止せしめて、絶縁特
性および機械的強度に優れた樹脂モールドコイル
を製造することにある。

〔従来の技術〕

従来、例えば配電用変圧器のような比較的電圧
の低い変圧器に用いる樹脂モールドコイルを製造
する場合に、先ず、幅広な繊維強化プラスチツク
（FRP）の薄板を数回筒状に巻回して形成した巻
芯１の外周に、この巻芯１より幅寸法を短くした
例えば、アルミ条等シート状のコイル導体２と、
このコイル導体２よりやや幅広なプリプレグ材よ
りなるフイルム状の層間絶縁物３とを重ね合わせ
て所要回数回し、最外層には前記巻芯１と同質材
料を巻回するか、層間絶縁物３と同質材料で巻芯
１と同幅の絶縁物を数回巻回する等そして外側絶
縁層４を設けて素コイル５を形成（この際、巻芯
１と外側絶縁層４はともに層間絶縁物３より幅広
になるよう形成されている。）し、次に、この素
コイル５の軸方向の両側端面のみを、石英等の充
填剤を混入したエポキシ樹脂等熱硬化性の樹脂６
でリング条に注型被覆し、又、素コイル５の層間
はプリプレグ材よりなる層間絶縁物３を介して熱
接着することにより機械的強度をもたせて樹脂モ
ールドコイル７の製造を行つていた。そして、前
記樹脂モールドコイル７を鉄心８の脚鉄心ａに固
定する場合は、第２図に示すように、樹脂モール
ドコイル７を脚鉄部ａに嵌合してから、巻芯１と
脚鉄部ａとの間に生ずる空間Ｓに例えば、機械的
強度の強い繊維強化プラスチツク等の積層板を用
いて縦長に形成された楔９を打ち込み、この楔９
によるクサビ効果を利用して樹脂モールドコイル
７を鉄心の脚鉄部ａに固定していた。

〔発明が解決するための課題〕

然るに、前記楔９によつて樹脂モールドコイル
７を鉄心８に固定する場合、樹脂モールドコイル
７の軸方向の両側端面は、前記のように、樹脂６
によりリング状に注型被覆されているだけである
ため、巻芯１と脚鉄部ａとの間の空間Ｓに楔９を
打込んでいる間、この楔９の打込み時に生ずる衝
撃によつて前記リング状の樹脂６部分に大きな衝
撃力が加わり、前記樹脂６部分に亀裂を生じさせ
る場合があつた。樹脂モールドコイル７の樹脂６
部分に亀裂が生じると、この亀裂部分から湿気や
塵埃等が浸入して樹脂モールドコイル７の絶縁性
能を低下させたり、巻回間短絡を誘発する等の問
題があつた。

本発明は前記の問題点に鑑み、樹脂モールドコ
イルの軸方向両端面の機械的強度を強くすること
により、樹脂モールドコイルの鉄心への組立作業
を円滑・良好に、かつ、確実に行うことができる
樹脂モールドコイルの製造方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、巻芯の外周に、この巻芯より幅寸法
を短くしたシート状のコイル導体を、プリプレグ
材からなるフイルム状の層間絶縁物を介して巻回
することにより素コイルを形成し、この素コイル
の外周には巻芯と同幅の絶縁物を巻回して外側絶
縁層を形成し、このあと、素コイルの軸方向の片
側端面から突出する巻芯と外側絶縁物とによつて
形成される空間内に、層間絶縁物が被覆できる程
度に熱硬化性の樹脂を充填するとともに、この充
填樹脂の上に熱硬化性の樹脂を含浸させたロービ
ング材を巻芯の高さまで過巻状に集中巻回し、前
記充填樹脂及びロービング材の含浸樹脂を加熱固
化して素コイルの片側端面に樹脂絶縁層と絶縁補
強層とを一体的に形成し、更に、前記素コイルを
反転させて素コイルの反対側の端面にも、前記同
様の樹脂絶縁層と絶縁補強層とを一体的に形成し
て樹脂モールドコイルを製造するようにしたこと
を特徴とする。

〔作用〕

本発明の製造方法によつて得られる樹脂モール
ドコイルは、その軸方向の両端面が、該端面に充
填した樹脂を加熱固化して形成した樹脂絶縁層
と、樹脂を含浸させたロービング材を過巻状に巻
回して前記含浸樹脂を加熱固化することによつて
形成した絶縁補強層とを一体的に形成させて機械
的強度を強くするように設けられているので、外
部からの衝撃により樹脂モールドコイルの軸方向
端面側の樹脂部分に亀裂が生じて絶縁性能を低下
させるようなことは全くなく、機械的強度に優れ
た樹脂モールドコイルを製造することができると
ともに、ロービング材の巻回に際しても、素コイ
ルの内、外周面の絶縁物は、その軸方向の長さ寸
法が素コイルの軸方向端面より長くなるように形
成されているため、ロービング材を、前記コイル
の端面から脱落することなく、円滑・良好に、し
かも、迅速・確実に巻回することが可能となり、
その上、ロビング材に含浸させた樹脂は、コイル
内に滲透するものの、外部には一切漏出しないの
で、前記含浸樹脂の有効利用がはかれ、前記機械
的強度の強化と相まつて電気的に優れた樹脂モー
ルドコイルを製造することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の製造方法の実施例を第３図及び
第４図によつて説明する。なお、第３図、第４図
において、第１図、第２図と同一符号は同一部品
を示す。

そして、第３図に示す本発明の製造方法によつ
て得られる樹脂モールドコイル１０と、第１図に
示す従来の樹脂モールドコイル７との異なる点
は、本発明において樹脂モールドコイル１０の軸
方向両端面の機械的強度を強化したことにある。

即ち、本発明において、樹脂モールドコイル１
０を製造する場合は、従来と同様の製造方法にて
素コイル５を最初に形成し、つづいて、この素コ
イル５の軸方向の片側端面に、第３図に示す如
く、素コイル５の端面から突出する巻芯１と外側
絶縁層４との間の空間内において、先ず、層間絶
縁物３を覆う程度に熱硬化性の樹脂を充填して樹
脂絶縁層１１を形成すると共に、この樹脂絶縁層
１１上に、更に、ガラス繊維等高強度繊維からな
るロービング材１２を、巻芯１と外側絶縁層４と
の間において、素コイル５の周方向に沿つて前記
空間を埋めるように巻芯１とほぼ同じ高さに達す
るまで巻回積層して絶縁補強層１３を形成する。
そして、前記ロービング材１２の巻回にあたつて
は、予めロービング材を素コイル５の１巻回に相
当する長さに切断したものを使用するか、あるい
は、長尺となつたものを使用してもよく、巻回積
層時は、ロービング材１２を樹脂に浸してから、
これを樹脂絶縁層１１上に順次渦巻状に巻回積層
する。次に、前記素コイル５を第３図のように立
てた状態で樹脂の加熱硬化炉に入れて、炉内の温
度を熱硬化性の樹脂が硬化する温度まで上昇さ
せ、樹脂絶縁層１１の充填樹脂と、ロービング材
１２に含浸している樹脂と、層間絶縁物３に含浸
している樹脂とをそれぞれ加熱固化させて前記樹
脂絶縁層１１と絶縁補強層１３とを一体的に固定
する。素コイル５の前記各部位の樹脂が固化した
らこの素コイル５を加熱硬化炉より引き出して反
転させ、素コイル５のもう一方の端面側に、前記
と同様、樹脂絶縁層１１′と、ロービング材１２
を巻回積層して絶縁補強層１３′とを形成させて
から、もう一度、素コイル５を加熱硬化炉に入
れ、前記樹脂絶縁層１１′及び絶縁補強層１３′の
各樹脂を加熱固化させることにより樹脂モールド
コイル１０の製造を行うものである。前記のよう
にして製造を行うことにより、樹脂モールドコイ
ル１０の軸方向側の端面は、層間絶縁物３の端部
付近が樹脂絶縁層１１，１１′により強固に固め
られて補強され、しかも、この樹脂絶縁層１１，
１１′の上側には、樹脂を含浸させた繊維からな
るロービング材１２を巻回し、これを、前記含浸
樹脂で固化した絶縁補強層１３，１３′が、前記
樹脂絶縁層１１，１１′と一体となつて形成され
ているので、機械的強度を著しく強くすることが
できる。

前記のようにして製造した樹脂モールドコイル
１０を鉄心８に固定する場合は、従来と同じく、
樹脂モールドコイル１０を鉄心８の脚鉄部ａに嵌
合し、つづいて、脚鉄部ａとモールドコイル１０
の巻芯１との間に空間Ｓに、第５図に示す楔９を
第４図のように打ち込む。この際、楔９の打ち込
み時に生ずる衝撃力は樹脂モールドコイル１０の
軸方向の両端面側に伝わるが、前記樹脂モールド
コイル１０の軸方向の両端面側は、充填樹脂を加
熱固化して形成した樹脂絶縁層１１，１１′と、
ロービング材１２をコイルの周方向に沿つて巻回
積層してこれを樹脂で固化することにより形成し
た絶縁補強層１３，１３′とを一体的に固定する
ことにより、機械的強度を強くするように補強さ
れているので、前記衝撃力によつて樹脂絶縁層１
１，１１′や絶縁補強層１３，１３′にに亀裂が生
ずるようなことは全くない。なお、第４図中・１
４はモールドコイル１０の口出導体である。

〔発明の効果〕

以上説明より明らかなように、本発明によれ
ば、素コイル最内周部の巻芯と、最外周部に巻層
した外側絶縁層とを、それぞれ素コイル内の層間
絶縁物より幅広となして、前記巻芯と外側絶縁層
とによつて形成される素コイルの軸方向端面の空
間内に、最初に熱硬化性の樹脂をコイル導体の端
面から突出する層間絶縁物の端部が埋まる程度に
充填・固化させて設けた樹脂絶縁層と、この樹脂
絶縁層の外側には樹脂を含浸させたロービング材
を巻芯の高さ位置まで過巻状に巻回して積層し、
このロービング材の含浸樹脂を固化させて設けた
絶縁補強層とにより、樹脂モールドコイルの端面
に、種類の異なる２種類の樹脂絶縁層を一体的に
形成し、コイルの軸方向端面における機械的強度
を著しく強くして樹脂モールドコイルを製造する
ようにしたので、本発明の製造方法においては、
次に示すような効果を有する。

本発明の製造方法によれば、樹脂モールドコ
イルの軸方向の両端面は、素コイルの端部から
突出する巻芯と外側絶縁層とによつて形成され
る空間内において、最初に、層間絶縁物の端部
を覆う程度に樹脂を充填し、つづいて樹脂を含
浸させたロービング材を巻回積層して、樹脂絶
縁層と絶縁補強層とを一体的に形成するように
したので、前記層間絶縁物の端部は、ロービン
グ材の巻回積層によつて加えられる繰返し応力
によつて折り曲げられようとするが、既に、充
填されている樹脂により適宜受止められて、前
記繰り返し応力に耐えることができるようにな
つているので、層間絶縁物の端部が折れ曲つて
損傷するという事態を確実に回避することがで
きる。

又、樹脂の充填に際しては、層間絶縁物の端
部の周りが巻芯と外側絶縁とによつて包囲され
ているので、前記充填樹脂はその注入時も含め
て外部に漏出することなく確実に充填すること
ができるとともに、充填樹脂の一部は素コイル
の端面からその内部に浸透するため、前記充填
樹脂を加熱固化させることによつて、素コイル
端部における絶縁強度を著しく強くし、しか
も、長期に亘り良好に維持することができる。

次にロービング材の巻回に当つては、前記の
ように、既に、素コイルの端部に層間絶縁物を
覆うようにして樹脂が充填されているので、前
記ロービング材は充填樹脂に緩衝された状態
で、層間絶縁物を折り曲げたり、損傷させたり
することなく、外側絶縁層に沿つて過巻状に円
滑に巻回積層することができる。この場合も、
素コイルの端部から突出する巻芯と外側絶縁層
とのなす空間を埋め込むように巻回積層するだ
けでよいので、その作業は迅速・容易に行うこ
とができる。

しかも、ロービング材に含浸させた樹脂は、
その一部がロービング材の巻回に際して外部に
滲み出るものの、この滲み出た樹脂は巻芯と外
側絶縁層とのなす空間の外には漏出せず、充填
樹脂と良好になじんでコイル内に浸透するた
め、含浸樹脂の有効利用をはかることができ
る。

更に、前記充填樹脂とロービング材に含浸し
ている樹脂は、同種の樹脂を使用することによ
つて両樹脂は良好になじみ、加熱固化させるこ
とによつて、充填樹脂からなる樹脂絶縁層とロ
ービング材を巻回積層してなる絶縁補強層とを
一体的に固定して形成することができる。従つ
て、本発明の製造方法によつて製造される樹脂
モールドコイルは、その軸方向の端部が、前記
樹脂絶縁層とロービング材を備えた絶縁補強層
とによつて２重に補強されることとなるので、
絶縁特性及び機械的強度を著しく向上させるこ
とができる。

特に、樹脂モールドコイルの端面は、樹脂絶
縁層の他に、ロービング材を何層にもわたり集
中巻回してその機械的強度の強化がはかられて
いるため、例えば、コイルと鉄心とを固定する
楔を打込んだ際に生ずる衝撃力にも充分に耐え
ることが可能となり、前記衝撃力によつてコイ
ル端面の樹脂絶縁層にクラツク等が生じて樹脂
モールドコイルの絶縁特性を低下させるといつ
た事態を確実に解決することができる。

その上、本発明の製造方法においては、素コ
イルの軸方向端面に樹脂を充填させたり、ロー
ビング材を巻回積層する場合は、素コイルを垂
直に直立させ、上側のコイル端面より樹脂を充
填し、つづいてロービング材を巻回積層したあ
と、前記充填した樹脂及びロービング材に含浸
している樹脂を固化させたあと、前記コイルを
反転させ、反対側のコイル端面にも、前記同様
に、樹脂を充填し、かつ、ロービング材を巻回
したあと、樹脂を固化させて樹脂モールドコイ
ルを製造する方法が採用されているので、樹脂
の充填作業やロービング材の巻回積層に際して
は、素コイル端部の内、外周面が巻芯と外側絶
縁層とによつて包囲されていることと相まつ
て、金型を用いて樹脂の充填作業を行う必要が
全くないので、コイルのモールド作業が簡易
に、かつ、経済的に行うことができるととも
に、素コイルを直立させて充填作業を行うこと
により、充填樹脂がコイル内に良好に浸透し、
この種コイルの軸方向端面の絶縁特性を向上さ
せることができる。

しかも、樹脂の充填に際しては、層間絶縁物
を覆う程度に充填すれば、あとはロービング材
の存在によつて素コイルの端部を完全に被うこ
とができるので、前記金型の不使用と相まつて
樹脂の使用量を低減しても、電気的特性に優
れ、かつ、機械的強度を強くした信頼性の高い
樹脂モールドコイルを経済的に製造することが
できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の樹脂モールドコイルの要部を縦
断して示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面
図、第３図は本発明の製造方法によつて製造した
樹脂モールドコイルの要部を示す縦断面図、第４
図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第５図は楔の斜視図
である。 １…巻芯、４…外側絶縁層、５…素コイル、１
０…樹脂モールドコイル、１１…樹脂絶縁層、１
２…ロービング材、１３…絶縁補強層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 巻芯１の外周に、この巻芯１より幅寸法を短
   かくしたアルミ条等からなるコイル導体２と、こ
   のコイル導体２よりやや幅広なプリプレグ材より
   なるフイルム状の層間絶縁物３とを重ね合せて所
   要回数巻回して素コイル５を形成し、前記素コイ
   ル５の外周には、前記巻芯１と同幅の絶縁物を巻
   回して外側絶縁層４を形成し、前記素コイル５の
   軸方向の片側端面には、素コイル５の軸方向端面
   から突出する巻芯１と外側絶縁層４との間の空間
   内において、層間絶縁物３を覆う程度で熱硬化性
   の樹脂を充填して樹脂絶縁層１１を形成させると
   ともに、前記樹脂絶縁層１１の上には熱硬化性の
   樹脂を含浸させたガラスロービング材１２を素コ
   イル５の周方向に沿つて巻芯１とほぼ同じ高さ位
   置まで過巻状に巻回積層して絶縁補強層１３を形
   成させ、この後、前記素コイル５を垂直に立てた
   状態で、前記樹脂絶縁層１１の充填樹脂と、ロー
   ビング材１２の含浸樹脂とを加熱固化させて、樹
   脂絶縁層１１と絶縁補強層１３とを一体的に固定
   し、更に、前記素コイル５を反転させて前記素コ
   イル５の反対側の軸方向端面に、前記樹脂絶縁層
   １，１′と絶縁補強層１３′とを一体的に固定して
   樹脂モールドコイルを製造するようにしたことを
   特徴とする樹脂モールドコイルの製造方法。