JPS6257084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモールドコイルおよびその製造方法、
さらに詳しくいえば配電用変圧器のような比較的
電圧の低い筒状コイルを金型を用いずに樹脂で注
型被覆したモールドコイルとその製造方法に関す
るもので、その目的は小形軽量で、かつ吸湿性の
ないモールドコイルを安価に製造することにあ
る。

このような低電圧コイルに適用される樹脂注型
法の１つとして、素コイルの径方向の内外周面を
除き層間短絡を生じやすい軸方向の両端面のみ樹
脂で注型被覆する方法がある。第１図はこの方法
でつくられたモールドコイルを示し、ガラスクロ
スなどに熱硬化性樹脂を含浸し半硬化状態とした
プリプレグ材からなる層間絶縁物３とアルミ条の
ようなコイル導体２とを円筒状に巻回し最外層に
ガラスクロスのような外装絶縁物５を巻き付けた
素コイル１の軸方向の両端面にのみ、径方向の内
外周を囲む金型を用いて樹脂４を注型被覆し、コ
イル層間はプリプレグ材を介し熱接着して機械的
強度をもたせたものである。

この方法は樹脂の使用量の節減と、コイルの径
方向の厚みを薄くして変圧器全体を小形化するこ
とを狙つたものであるが、素コイルの上下端面を
別個に注型被覆しなければならないため作業工数
がふえることと、コイルの外周面が樹脂で被覆さ
れていないためコイルが吸湿する恐れがあると共
にコイル外周面の機械的強度が十分でない。

第２図はポリエステルフイルム、クラフト紙な
どのような樹脂が含浸されていない層間絶縁物７
とアルミ条のようなコイル導体２を用いて円筒状
に巻回された素コイル１を注型用金型に入れ、コ
イル全体を樹脂４で含むように注型被覆する通常
の方法でつくられたモールドコイルを示し、この
方法だとコイルの外周面が樹脂で被覆されている
のでコイルが吸湿することがないと共に機械的強
度も十分となるが、コイルの形状、寸法に合つた
大掛りな金型が必要で型代がかさみ、またコイル
の寸法のバラツキを考慮すると径方向の内外周面
を被覆する樹脂層の厚みを余り薄くできないた
め、樹脂の使用量が増し、コイルの寸法、重量が
大きくなるという欠点がある。

なお、この種の装置として関連するものとして
特開昭54−124217号が挙げられるが、これには素
コイルの外周にその軸方向に沿つて上記素コイル
の軸方向の長さとほぼ等しい長さに形成されたス
ペーサを設け、樹脂との良好な接着性を有しテー
プ状またはシート状に形成された半硬化状態の絶
縁材料を上記スペーサの外面に接して両端が素コ
イルの軸方向端面より突出するよう巻回し、上記
素コイルの内外周面および両端面を樹脂で注型被
覆するとともに、上記絶縁材料を硬化させて上記
素コイルを被覆する樹脂の外周面に絶縁層を形成
するという技術的思想が開示されていない。ま
た、他に関連するものとして実公昭50−21680号
が挙げられるが、これには素コイルの外周にその
軸方向に沿つて上記素コイルの軸方向の長さとほ
ぼ等しい長さに形成されたスペーサを設けるとい
う技術的思想が開示されておらず、さらにはスペ
ーサの外面に接してテープ状またはシート状に形
成された半硬化状態の絶縁材料をその両端が素コ
イルの軸方向端面より突出するよう巻回し、上記
素コイルの内外周面および両端面を樹脂で注型被
覆するという技術的思想が開示されていない。

本発明の目的は上記従来技術の欠点に鑑み、注
型工数の低減を図れるとともに、小型軽量であり
ながら短絡時の電磁力に耐える十分な機械的強度
と優れた吸湿防止性能および絶縁性能とを有する
モールドコイルおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

本発明は、素コイルの外周面の軸方向に沿つて
配置されたスペーサの外面に接して両端が素コイ
ルの軸方向端面より突出するよう巻きつけられテ
ープ状またはシート状に形成された不透過性で半
硬化状態の絶縁材料を注型用の型として用い、素
コイルと絶縁材料との間のスペーサにより形成さ
れた空間を介して樹脂を注入して上記素コイルの
内外周面および両端面を注型被覆するとともに、
上記絶縁材料を硬化させて上記素コイルを被覆す
る樹脂の外周面に絶縁層を形成するようにしてコ
イルの吸湿を十分に防止し得る肉厚の薄い樹脂層
を形成するようにしたものである。

本発明を要約していえば、簡単な治具と樹脂の
洩れを止める不透過性の樹脂との接着性のよいテ
ープ状又はシート状絶縁材料を金型として用いて
素コイルの周りに樹脂を注入し、予め素コイルの
径方向内外周面にそわせて複数個間隔をあけて配
置した樹脂との接着性のよいスペーサによつて構
成された空間に樹脂を流すことにより、素コイル
の軸方向両端面と径方向内外周面とを同時に樹脂
で注型被覆し、径方向の内外周面には上記スペー
サと金型としてのシート状絶縁材料を補強材とし
て兼用してコイルの吸湿を防止するに足るだけの
肉厚の薄い樹脂層を形成することに成功したもの
である。

本発明は、第２図に示す従来例のように大掛か
りな金型を必要とせず型代および型組み工数が大
幅に低減すると共に、第２図の従来例に比べて樹
脂の使用量も少くてすみ、かつコイルの径方向の
厚みを薄くできるので変圧器全体を小形軽量化で
きる。また第１図の従来例と比べると注型が一度
にできるので注型工数が低減し、短絡時の電磁力
に耐える十分な機械的強度を有し、かつ吸湿性の
ないモールドコイルを安価に提供できる。

さらに本発明では素コイルの内外周に巻いたシ
ート状絶縁材料を金型の代りに用いることによつ
て樹脂の洩れ止めを行なつているので、円形、ダ
円形等任意の形状、寸法を有するモールドコイル
を容易に製作できるという利点もある。

本発明において、素コイルの内外周面にそわせ
て配置されるスペーサ１１，１１′には注入する
樹脂と同一材質の棒状のもの、あるいは樹脂との
接着性のよい他の棒状のものを用い、このスペー
サに接して巻かれるテープ状又はシート状絶縁材
料１０，１０′にはテープ状プリプレグ材のよう
な樹脂と接着性のよい材質のものを用いる。

以下本発明製造方法の実施例を図面を用いて説
明する。

工程順に述べれば、第３図に示すように最初に
コイル巻型８を巻線機９に取付け、この上にプリ
プレグシート状絶縁材料１０を数回巻き付ける。
さらにこの上に棒状スペーサ１１を縦向に複数本
配置して糸等でしばりつけ、その周りにポリエス
テルフイルムまたはクラフト紙など任意の材料か
らなる層間絶縁物１３とアルミ条のようなコイル
導体１２を重ね巻きして円筒状の素コイル１を形
成する。巻線終了後、素コイル１の外周面にそわ
せて再び棒状スペーサ１１′配置し、さらにこの
上にスペーサを縛りつけるようにしてプリプレグ
シート状絶縁材料１０′を巻付ける。これが終る
と巻線機から上記のように構成されたコイルを巻
型８と一緒に取外す。

次に第４図に示すように固定台１４の上面に巻
型８と一体になつたコイルを立て、そして巻型８
に通したボルト１６とナツト１７により押え金１
８を介してコイルを固定台１４上に固定し、巻型
８と固定台１４の接する面にはシリコーンゴムの
ようなシール材２１を塗布し樹脂の洩れを止め
る。コイル外周面に巻かれたスペーサ１１′の上
にはプリプレグシート状絶縁材料１０′を巻き付
けているので、シリコーンゴムのようなシール材
２１，２２を用いてシート状絶縁材料１０′の巻
終り端およびシート状絶縁材料１０′と固定台１
４の接合部にシールを施す。またコイルの径方向
内外周面にそつて巻かれたシート状材料１０，１
０′の両端は素コイル１の上下端面より突出して
おり、これらシート状絶縁材料１０，１０′の突
出端と素コイルの上端面とで囲まれた空間は上端
を開放され、これらシート状絶縁材料１０，１
０′の突出端と素コイルの下端面とで囲まれた空
間は下端を固定台１４でふさがれている。

このように内外周をシート状絶縁材料１０，１
０′で囲まれシールが施された素コイル１を乾燥
させた後、真空中でシート状絶縁材料１０，１
０′により囲まれた空間に上方より低粘度の樹脂
２３を注入する。注入された樹脂はシート状絶縁
材料１０，１０′と素コイル１の内外周面との間
に介在するスペーサ１１，１１′に沿つて流入し
素コイル１の下端面と固定台１４との間のふさが
れた空間を満たし、さらにスペーサ１１，１１′
の間、および素コイル１の上端面とシート状絶縁
材料１０，１０′とで囲まれた開かれた空間にも
樹脂が充填される。樹脂の硬化後、巻枠８、固定
台１４、ボルト１６、ナツト１７、押え金１８を
取外せば第５図に示すようなシート状絶縁材料１
０，１０′のついたモールドコイル２４が得られ
る。

本実施例ではスペーサ１１，１１′が素コイル
１の軸方向の長さとほぼ等しい長さに形成され、
素コイル１の内外周面の軸方向に沿つて配置さ
れ、かつ、樹脂との良好な接着性を有する材質に
て形成されているので、スペーサ１１，１１′が
樹脂２３の流入を妨げることがないとともに素コ
イル１の内外周面と絶縁材料１０，１０′との間
に樹脂２３の流路を形成して樹脂２３を有効に素
コイル１の下端面と固定台１４との間にふさがれ
た空間に導くことができる。また、樹脂２３とス
ペーサ１１，１１′との間に間隙が発生するのを
防止でき、コロナの発生による絶縁劣化を防止で
きるとともに絶縁距離を確保することができる。

このモールドコイル２４は、第５図〜第７図に
示すように素コイル１の上下端面を被覆し層間絶
縁物１３の端部が包み込まれた比較的肉厚の厚い
樹脂層２３ａ，２３ｂと、素コイル１の径方向内
外周面を被覆する肉厚の極く薄い樹脂層２３ｃ，
２３ｄを有し、その内外周の樹脂層２３ｃ，２３
ｄは樹脂との接着性のよいスペーサ１１，１１′
およびシート状絶縁材料１０，１０′により補強
されているので素コイルの内外周面と強固に接着
し、吸湿によるコイルの絶縁劣化はコイル全体を
包むこれら樹脂層２３ａ〜２３ｄによつて完全に
防止される。なお第６図に示すように素コイルが
複数個に分割されている場合でも本発明は有効で
あり、分割コイル１ａ，１ｂ間にスペーサで構成
される間隔を介して樹脂が十分に入り込み、分割
コイル間の機械的強度、絶縁強度を向上させるこ
とができる。図面には簡略して示したが、実際に
用いるコイル巻型８は注型後の取外しが容易なよ
うに径方向に分割して構成されており、シート状
材料１０はこの巻型の表面を覆つて巻型の継目か
らの樹脂の洩れを防ぐのに役立つ。

本発明によれば、注型工数の低減を図れるとと
もに、小型軽量でありながら短絡時の電磁力に耐
える十分に機械的強度と優れた吸湿防止性能およ
び絶縁性能とを有するモールドコイルおよびその
製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の方法でつくられた
モールドコイルを示し、Ａはその一部切断した正
面図、Ｂは平面図である。第３図〜第５図は本発
明によるモールドコイルの製造過程を例示した図
で、第３図Ａ，Ｂは巻線作業が終了した状態での
一部切断した正面図および側面図、第４図Ａ，Ｂ
は注型作業を終了した状態での一部切断した正面
図および平面図、第５図Ａ，Ｂは完成したモール
ドコイルの一部切断した正面図および平面図、第
６図は他の実施例の一部切断した要部正面図、第
７図はその要部を一部切断した平面図である。 １：素コイル、８：コイル巻型、１０，１
０′：シート状絶縁材料、１１，１１′：スペー
サ、１４：固定台、２３：樹脂、２４：完成した
モールドコイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 素コイル、上記素コイルの軸方向の長さとほ
   ぼ等しい長さを有し樹脂との良好な接着性を有す
   る材質にて形成され上記素コイルの少なくとも外
   周面の軸方向に沿つて配置されたスペーサ、樹脂
   との良好な接着性を有しテープ状またはシート状
   に形成されて上記スペーサの外面に接して両端が
   素コイルの軸方向端面より突出するよう巻きつけ
   られた半硬化状態の絶縁材料、上記素コイルの内
   外周面および両端面を注型被覆する樹脂からな
   り、上記絶縁材料は硬化されて上記素コイルを被
   覆する樹脂の外周面に絶縁層を形成することを特
   徴とするモールドコイル。 ２ 上記絶縁材料はプリプレグ材からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモールド
   コイル。 ３ 注型樹脂との良好な接着性を有する材質から
   なり素コイルの軸方向の長さとほぼ等しい長さに
   形成されたスペーサを上記素コイルの少なくとも
   外周面の軸方向に沿つて複数個互いに離間配置
   し、樹脂との良好な接着性を有しテープ状または
   シート状に形成された半硬化状態の絶縁材料を上
   記スペーサの外面に接して両端が素コイルの軸方
   向端面より突出するよう巻回し、上記素コイルの
   外周面と上記絶縁材料との間に樹脂を充填し得る
   空間を形成した後、この素コイルを固定台上に立
   てて一方の軸方向端面の絶縁材料により囲まれた
   空間をふさぎ、この状態で上記素コイルの他方の
   軸方向端面から樹脂を注入することにより素コイ
   ルの内外周面および両端面を同時に樹脂で注型被
   覆した後、上記絶縁材料を硬化して上記素コイル
   を被覆する樹脂の外周面に絶縁層を形成するモー
   ルドコイルの製造方法。