JPH08316056A - モールドコイルおよびその製造方法 - Google Patents

モールドコイルおよびその製造方法

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JPH08316056A
JPH08316056A JP7122250A JP12225095A JPH08316056A JP H08316056 A JPH08316056 A JP H08316056A JP 7122250 A JP7122250 A JP 7122250A JP 12225095 A JP12225095 A JP 12225095A JP H08316056 A JPH08316056 A JP H08316056A
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JP
Japan
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layer
winding
epoxy resin
coil
prepreg material
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Pending
Application number
JP7122250A
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English (en)
Inventor
Masao Hayashi
全郎 林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で絶縁性能が優れ、かつ、製造が容易な
モールドコイルを提供することを目的とする。 【構成】 エポキシプリプレグ材巻回層2とシート状絶
縁材層3とからなる内周絶縁層1と、前記内周絶縁層1
上に形成された巻線4と、前記巻線4の外周部および前
記内周絶縁層1と巻線4とで形成された空間部に形成さ
れたエポキシ樹脂層5とからなり、前記シート状絶縁材
層3の熱膨張係数を前記エポキシプリプレグ材巻回層2
およびエポキシ樹脂層5の熱膨張係数より大きく、か
つ、前記エポキシ樹脂層5の熱膨張係数を30×10-6
から45×10-6の範囲にあるように構成することによ
り、小型で絶縁性能が優れ、かつ、容易に製造できる優
れたモールドコイルが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は配電あるいは分電等に用
いるモールド変圧器のモールドコイルおよびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】巻線の周囲に固体絶縁層を形成したモー
ルドコイルを用いたモールド変圧器は、絶縁層が難燃性
を有して防災性に優れている事から、防災性の要求され
る場所を中心に急速に普及している。
【0003】以下に従来のモールドコイルとその製造方
法について説明する。固体絶縁層としてはエポキシ樹脂
層が最も一般的であり、その形成方法は金型を用いて樹
脂注型を行う金型注型法や金型含浸法が知られている。
【0004】この金型注型法は巻線を製作した後、この
巻線を注型用の金型にセットして樹脂配合物を注型し、
加熱硬化を行ってモールドコイルを製造するものであ
る。このとき、巻線と金型の内枠の間の隙間に形成され
る樹脂層が内周絶縁層を、巻線と金型の外枠の間の隙間
に形成される樹脂層が外周絶縁層を構成する。樹脂層の
絶縁強度は厚さに依存するので、小型で十分な絶縁強度
を持つモールドコイルを製造しようとするときは、前記
巻線と金型の内枠間の距離を均一に保って内周絶縁層を
形成することが望ましい。
【0005】そこで、例えば、本発明者等は特開平1−
93106号公報によって素コイルの寸法安定性を向上
し内周絶縁層及び外周絶縁層の厚みを正確に制御できる
モールドコイルおよびその製造方法を開示した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のモールドコイルでは、内周絶縁層を樹脂層で形成して
いるため、巻線と内枠間の距離を小さくして内周絶縁層
の厚さを小さくしようとすると、金型にセットしたとき
の巻線の位置の僅かなばらつきでも、内周絶縁層の厚さ
のばらつきが大きくなり、したがって絶縁強度も大きく
ばらつくという欠点を有していた。そのため巻線のセッ
ト位置の決定に、より多くの注意を払う必要が生じ、製
造作業性が低下するという問題点を有していた。
【0007】また巻線と内枠間の距離が小さくなると樹
脂の含浸性が低下し、樹脂層にボイドが発生しやすくな
るという欠点を有していた。そのため注型をより厳しい
条件で真空注型するなどして、ボイドの発生を防止する
必要があった。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型で絶縁性能が優れており、容易に製造できるモ
ールドコイルおよびその製造方法を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモールドコイルは、プリプレグ材巻回層とこ
のプリプレグ材巻回層上に形成されたシート状絶縁材層
とからなる内周絶縁層と、内周絶縁層上に形成された巻
線と、この巻線の外周部および内周絶縁層と巻線とで形
成された空間部に形成されたエポキシ樹脂層とからな
り、前記シート状絶縁材層の熱膨張係数がプリプレグ材
巻回層およびエポキシ樹脂層の熱膨張係数より大きく、
かつ、前記エポキシ樹脂層の熱膨張係数が30×10-6
から45×10-6の範囲にある構成を有する。
【0010】また、このモールドコイルの製造方法は、
注型用金型の内枠の外寸法と同一外寸法を有する巻芯に
プリプレグ材を巻回した後加熱硬化してプリプレグ材巻
回層を形成し、その後硬化した前記プリプレグ材巻回層
上にシート状絶縁材層を形成する内周絶縁層形成工程
と、前記内周絶縁層上に巻線を巻回して素コイルとする
巻線工程と、素コイルを注型金型にセットしてエポキシ
樹脂配合物を注型し、加熱硬化してエポキシ樹脂層を形
成するモールド工程とからなっている。
【0011】
【作用】この構成において、所要絶縁強度はシート状絶
縁材層で得られ、プリプレグ材巻回層はシート状絶縁材
層の機械的強度を補強するとともに、シート状絶縁材層
の熱応力による絶縁性能低下を防止する作用を有する。
またシート状絶縁材の熱膨張係数をプリプレグ材巻回層
およびエポキシ樹脂層の熱膨張係数より大きくすること
によりヒートサイクル時の応力集中を防止し絶縁欠陥の
発生を防止する作用を有する。またエポキシ樹脂層の熱
膨張係数を30×10-6から45×10-6の範囲にする
ことにより樹脂硬化時の絶縁欠陥の発生を防止する作用
を有する。
【0012】また、この製造方法において、プリプレグ
材巻回層とシート状絶縁材層から成る内周絶縁層の形成
工程を、エポキシ樹脂層を形成するモールド工程から分
離し、モールド工程を簡略化することができる。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1において、1はプリプレグ材巻回
層としてのエポキシプリプレグ材巻回層2とその上に形
成されたシート状絶縁材層3とで構成された内周絶縁層
で、4はシート状絶縁材層3の上に形成されている巻線
である。5は巻線4の外周部を覆いかつ内周絶縁層1と
巻線4とで形成された空間部に充填されるように形成さ
れるエポキシ樹脂層である。
【0014】以上のように構成されるモールドコイルに
ついて、その製造方法を説明する。なお、図2に示す6
は本実施例のモールドコイルの製造に用いた巻芯であ
り、図3に示す7は同じく注型用金型の内枠、8は注型
用金型の外枠、9は注型用金型の側板である。巻芯6の
外寸法は注型用金型の内枠7の外寸法と同一である。
【0015】この巻芯6にエポキシプリプレグ材を巻回
する。巻回終了後、エポキシプリプレグ材巻回層2を巻
芯6と共に加熱炉にて加熱し硬化する。次に硬化したエ
ポキシプリプレグ材巻回層2を巻線機に巻芯6ごとセッ
トしてシート状絶縁材としてPETフィルム、PPSフ
ィルム等を巻回し、シート状絶縁材層3を形成して内周
絶縁層1を構成する(内周絶縁層形成工程)。
【0016】以上のように製造した内周絶縁層1に巻線
を形成して内周絶縁層1と巻線4からなる素コイルを製
造する(巻線工程)。つぎに素コイルから巻芯6をはず
し、巻芯6の外寸法と同一の外寸法を有する注型用金型
の内枠7をセットする。この素コイルと内枠7を注型用
金型の外枠8、側板9と一体化して素コイルの注型用金
型へのセットが完了する。これらを加熱乾燥した後、エ
ポキシ樹脂注型を行って加熱硬化してモールドコイルを
得る(モールド工程)。
【0017】本実施例では、本発明のモールドコイルの
絶縁性能を試験するために、エポキシプリプレグ材巻回
層2の巻回厚はコイルの大きさに応じて2mmから10
mmの範囲の厚さに、シート状絶縁材層3の巻回厚は要
求絶縁強度に応じて2mmから10mmの範囲の厚さに
それぞれ変え、また、エポキシ樹脂はシリカ、アルミ
ナ、ガラス繊維等の充填材を含む配合物とし、これら充
填材の種類および量によって熱膨張係数を変えたサンプ
ルを製造した(サンプル1〜16)。
【0018】(比較例A)以上のように製造した本実施
例のモールドコイルのサンプルと比較を行うために、内
周絶縁層1がエポキシプリプレグ材巻回層2だけからな
るモールドコイル(比較例1〜6)と、シート状絶縁材
層3だけからなるモールドコイル(比較例7〜13)を
製造した。
【0019】(比較例B)また、内周絶縁層1は本実施
例と同様にエポキシプリプレグ材巻回層2とシート状絶
縁材層3からなるが、エポキシ樹脂層5の熱膨張係数が
本実施例とは異なる範囲にあるモールドコイルを本実施
例と同様の方法で製造した(比較例14〜21)。
【0020】本実施例によるモールドコイルの特性と比
較例によるモールドコイルの特性を比較するために、製
造直後の初期状態のモールドコイルおよび120℃と−
30℃のヒートサイクル試験を5回行ったヒートサイク
ル後のモールドコイルについて、パルス破壊試験を行っ
た。そのインパルス破壊電圧の測定結果を絶縁性能目標
を満足するインパルス強度を100%として整理した結
果を(表1)に比較して示した。
【0021】
【表1】
【0022】内周絶縁層1がエポキシプリプレグ材巻回
層2だけからなるモールドコイル(比較例1〜6)の場
合、プリプレグ材巻回層厚が2mmから10mmまで変
化しても初期のインパルス強度は30%から80%まで
しか増加しない。しかもヒートサイクル試験後のインパ
ルス強度は10〜30%に低下している。
【0023】シート状絶縁材層3だけからなるモールド
コイル(比較例7〜13)においては初期のインパルス
強度は目標値を超える値が得られたが、ヒートサイクル
試験後においては比較例1〜6の場合と同様に絶縁性能
の低下があり目標を達成できなかった。
【0024】つぎに、内周絶縁層1は本実施例と同じ構
成であるが、エポキシ樹脂層5の熱膨張係数が本実施例
より小さいまたは大きいモールドコイル(比較例14〜
21)においては、初期のインパルス強度は目標値を超
える値が得られたが、ヒートサイクル試験後においては
絶縁性能の低下があり目標を達成できなかった。
【0025】一方、本実施例によるモールドコイル(サ
ンプル1〜16)はいずれも、初期のインパルス強度
も、ヒートサイクル後のインパルス強度もともに絶縁性
能目標より高い絶縁性能を示した。
【0026】この(表1)から明らかなように、本実施
例によるモールドコイルは、絶縁性能が優れ、かつ、ヒ
ートサイクルにも強い点で優れた効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、プリプレ
グ材巻回層とプリプレグ材巻回層上に形成されたシート
状絶縁材層とからなる内周絶縁層と、内周絶縁層上に形
成された巻線と、巻線の外周部および内周絶縁層と巻線
とで形成された空間部に形成されたエポキシ樹脂層とか
らなり、前記シート状絶縁材層の熱膨張係数をプリプレ
グ材巻回層およびエポキシ樹脂層の熱膨張係数より大き
く、かつ、前記エポキシ樹脂層の熱膨張係数を30×1
-6から45×10-6の範囲にあるように構成すること
により、小型で絶縁性能が優れ、かつ、容易に製造でき
る優れたモールドコイルを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例におけるモールドコ
イルの上面図 (b)は本発明の一実施例におけるモールドコイルの一
部を断面で示す正面図
【図2】本発明の一実施例のモールドコイルの製造に用
いた巻芯の斜視図
【図3】本発明の一実施例のモールドコイルの製造に用
いた注型用金型の斜視図
【符号の説明】
1 内周絶縁層 2 プリプレグ材巻回層 3 シート状絶縁材層 4 巻線 5 エポキシ樹脂層 6 巻芯 7 注型用金型の内枠 8 注型用金型の外枠 9 注型用金型の側板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリプレグ材巻回層とこのプリプレグ材
    巻回層上に形成されたシート状絶縁材層とからなる内周
    絶縁層と、この内周絶縁層上に形成された巻線と、この
    巻線の外周部および内周絶縁層と巻線とで形成された空
    間部に形成されたエポキシ樹脂層とからなり、前記シー
    ト状絶縁材層の熱膨張係数がプリプレグ材巻回層および
    エポキシ樹脂層の熱膨張係数より大きく、かつ、前記エ
    ポキシ樹脂層の熱膨張係数が30×10-6から45×1
    -6の範囲にある事を特徴とするモールドコイル。
  2. 【請求項2】 注型用金型の内枠の外寸法と同一外寸法
    を有する巻芯にプリプレグ材を巻回した後加熱硬化して
    プリプレグ材巻回層を形成し、その後硬化した前記プリ
    プレグ材巻回層上にシート状絶縁材層を形成する内周絶
    縁層形成工程と、前記内周絶縁層上に巻線を巻回して素
    コイルとする巻線工程と、素コイルを注型金型にセット
    してエポキシ樹脂配合物を注型し、加熱硬化してエポキ
    シ樹脂層を形成するモールド工程とからなる請求項1記
    載のモールドコイルの製造方法。
JP7122250A 1995-05-22 1995-05-22 モールドコイルおよびその製造方法 Pending JPH08316056A (ja)

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