JPS645450B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐クラツク性及び冷却効率に優れ、か
つモールド処理作業性に優れた一次コイル、二次
コイル一体モールドコイルを得ることを目的とす
るものである。

従来のモールドコイルは、一次コイルと二次コ
イルが各々別にモールドされていた。この従来の
モールドコイルの製造にあたり、モールド用金型
は２個必要となり、また、そのモールド処理作業
も各々のコイルに必要となり、長時間を要してい
た。また、モールドコイルを変圧器として組立て
る作業において、２個のモールドコイル間のエア
ダクト間隙の均一な調整に長時間を要していた。
上記欠点を補う方法としては一次コイル及び二次
コイルを１個の金型で一体モールドすることが考
えられるが、機器用の小型変成器においては可能
であつても、配電用トランス（数KVA以上）に
おいては、そのコイル寸法の大きさよりモールド
コイルの耐クラツク性に問題が生ずると共に、そ
の発生熱量の大きさより冷却効率に問題が生じ、
その解決が大きな課題であつた。

本発明は一次及び二次コイルを一体にモールド
し、上記従来欠点を解消するもので、以下本発明
を添付図面を参照して説明する。第１図に示す如
く、内周表面全体及び外周表面全体に高強度繊維
材層３，４を設けた一次コイル１と、外周表面全
体に高強度繊維材層５を設けた二次コイル２との
間に、それぞれのコイル表面より一定距離の位置
でかつコイル周方向の数ケ所にエアダクト形成材
６を任意間隔をもつて設け、該間隔部７（第１図
の点線で囲つた部分）に離型性セパレータ８を第
２図に示す如くその周方向両端８ａをエアダクト
形成材６にオーバラツプする如く、かつその上下
端８ｂをモールド後のコイル端面まで到達する如
く設け、該セパレータ８とエアダクト形成材６の
外表面に高強度繊維材層９を設けた後、一次及び
二次コイルを一体に樹脂モールドし、硬化後、エ
アダクト形成材６を抜き取り、第４図、第５図に
示す如く周方向に断続的なエアダクト６′を有す
るモールドコイル１０を得る。または、第３図に
示す如く、エアダクト形成材６の間隔部７にエア
ダクト形成材６と隣接する如く溝形成材１１，１
２をモールド後の上端及び下端位置よりその上下
方向先端間隔を十分有する如く設け、該上下溝形
成材１１，１２間の空間部に離型性セパレータ８
をその周方向両端８ａがエアダクト形成材６にオ
ーバラツプし、かつその上下方向両端８ｂが溝形
成材１１，１２の対向先端部にオーバラツプする
如く設け、一次及び二次コイルを一体モールド後
に周方向に断続的なエアダクト６′とこれに隣接
する第７図に示す如き溝１１′，１２′を有するモ
ールドコイル１０を得る。

上記構成において、一次コイル１の内周表面及
び外周表面全体に巻回される高強度繊維材層３及
び４は、一次コイルの巻枠材であると共に耐クラ
ツク補強材も兼ねる。この材料としては、機械的
強度を十分有していると共にモールド樹脂１３と
の相溶性も必要であり、モールド樹脂１３をエポ
キシ系とするとエポキシ系半硬化状態（Ｂステー
ジ）樹脂を含浸したガラスクロス、ポリエステル
クロス等のシート材が適している。

エアダクト形成材６は、モールドコイル１０の
硬化後、抜き取るが、この材料としては離型性材
料、即ち、ポリ４フツ化エチレン（テフロン）、
ナイロンまたはナイロンをシリコーン離型剤処理
したもの、あるいは金属をシリコーン離型剤処理
またはテフロンコーテイングしたもの等が適す
る。

また第２図に示す離型性セパレータ８はエアダ
クト６′の存在しない部分、即ち一次コイル１と
二次コイル２がモールド樹脂層を介して接着する
部分を切り離し（化学的接着をしない）、応力緩
和することで耐クラツク性を向上させることに目
的がある。ゆえに、その構成は周方向両端８ａが
エアダクト形成材６にオーバラツプし、かつその
上下方向両端８ｂは第６図の如くモールド後のコ
イル上下端面まで到達しており、一次コイル側と
二次コイル側間の確実な離型が生ずる。周方向両
端８ａのオーバラツプ巾は５〜15mmが適当であ
り、５mm以下であれば周方向端部の離型効果が損
われることがあり、15mm以上となると後述する冷
却効率の低下をもたらす懸念がある。離型性セパ
レータ８の材料としてはモールド樹脂と接着しな
いことが必要であり、ポリ４フツ化エチレン（テ
フロン）、ポリエチレンテレフタレートもしくは
その少なくとも片面にシリコーン等の離型処理し
たフイルム及びシリコーンゴムシート等のいわゆ
る離型性材料が適するが、モールド樹脂１３との
接着強度が長さ150mm、巾20mmの２枚のフイルム
を10mm重ね、この重ね代をモールド樹脂１３で接
着し硬化した後の引張強度が10Kg以下となるもの
を使用すれば離型効果は確実であり、モールド樹
脂層１３′にクラツクが発生することはないが、
上記引張強度が10Kgを越える場合は、まれにモー
ルド樹脂槽１３′にクラツクが発生することがあ
る。

また、第３図に示すエアダクト形成材６間の周
方向間隔部７に位置し、エアダクト形成材６と隣
接する溝形成材１１，１２はエアダクト形成材６
と同材料が適する。この溝形成材１１，１２と共
に用いる離型性セパレータ８はその目的、材料共
に前述の第２図に示す離型性セパレータと全く同
一である。離型性セパレータ８はその周方向両端
８ａは第２図のセパレータ８と同じくエアダクト
形成材６と５〜10mmオーバラツプし、その上下方
向両端８ｂは第３図に示す如く溝形成材１１，１
２の対向先端部に５〜10mmオーバラツプして設け
る。オーバラツプ巾については第２図の場合と同
様である。

溝形成材１１，１２を設ける目的は、第２図に
示す如く溝形成材がなく、離型性セパレータ８を
モールドコイル端面まで到達させねばその離型効
果は望めないため、離型性セパレータ８は必ずモ
ールドコイル端面に露出することになり、このた
め特性には全く問題はないが、外観を一部損なう
懸念があり、これを解消することになる。即ち、
溝形成材１１，１２の使用に伴ない上記した如
く、離型性セパレータ８はモールドコイル１０の
端面まで達せず、モールド後の溝１１′，１２′の
底部にオーバラツプするにとゞまり、モールドコ
イル端面に露出することはないと共に溝１１′，
１２′はエアダクト６の周方向に隣接しているた
め、あたかもエアダクト６が連続して全周に亘り
形成されている如く見え、美観を呈する。

一方、上記離型性セパレータ８をエアダクト
６′に沿つて全周に亘り介在させる方法が考えら
れるが、この場合の離型効果（耐クラツク向上効
果）は本発明と相違ないが、離型性セパレータと
モールド樹脂との間に離型層即空気層が発生する
ため、コイルで発生した熱がエアダクト６′へ放
熱する際、大きな熱抵抗となり、その冷却効率を
著しく低下させる。絶縁層を通る熱流に対する熱
抵抗は絶縁層厚さに比例し、絶縁層の熱伝導率及
び断面積に正比例するが、モールド樹脂層の厚さ
５mm、離型層（空気層）の厚さ0.2mmとし、断面
積一定、空気の熱伝導率0.025Kcal／m.h.deg絶
縁層（モールド樹脂）の熱伝導率を0.80Kcal／
m.h.degとして、二次コイル２よりエアダクト
６′までの熱抵抗を比較すると、離型性セパレー
タが全周に亘り設けられた場合は本発明に対し、
熱抵抗は2.3倍となり、その冷却効率低下の著し
さがわかる。故に本発明の如く、エアダクト６′
の存在しない部分のみに離型性セパレータ８を設
けることは、冷却効率を高め、その離型性セパレ
ータ８の介在部を極力小さくすること、即ちエア
ダクト６′の面積を大きくとることが冷却効率を
高める。

エアダクト形成材６及び離型性セパレータ８の
外周に巻回される高強度繊維材層９及び二次コイ
ル２の外周に巻回される高強度繊維材層５はいづ
れも耐クラツク補強材であり、その材料としては
ガラスクロス、ポリエステルクロス等のテキスタ
イル材がモールド樹脂の含浸性の点より適する。

以上の絶縁処理を行つた後、一括して１個の金
型を装着し、モールド樹脂１３によりモールド
し、硬化工程を終えた一次及び二次コイル一体の
モールドコイル１０はエアダクト形成材６を抜き
取り、周方向に断続的なエアダクト６′を有する
か或いはエアダクト形成材６及び溝形成材１１，
１２共に抜き取り、周方向に断続的なエアダクト
６′とこれに隣接する溝部１１′，１２′を有しあ
たかも連続的なエアダクトを有する如きモールド
コイル１０を得る。モールド樹脂としては、無機
質充填剤を混入したエポキシ樹脂が適する。

本発明により得た一次及び二次コイル一体のか
つ、エアダクト６を有するモールドコイル１０
は、特性としては二次コイル両面の高強度繊維材
層（FRP層）３及び４、エアダクト６′及び離型
性セパレータ８外周の高強度繊維層９及び二次コ
イル外周の高強度繊維材層５のモールド後の
FRP層化により、コイル１及び２とモールド樹
脂１３間に発生する内部応力に起因するクラツク
発生を防止し、一方、離型性セパレータ８により
一次コイル側と二次コイル側を化学的に非接着と
し、一次コイル１と二次コイル２に狭まれるモー
ルド樹脂層１３′に発生する複雑な内部応力発生
を完全に抑制し、クラツク発生を防止していると
共にエアダクト６′と部分的なセパレータ８によ
り冷却効率を向上している。また製造工法上は、
金型及びモールド工数が従来の半分となり、また
トランスとしての組立工数も１個のコイルとして
扱えるため、従来の一次モールドコイル、二次モ
ールドコイル間のエアダクト巾調整が不要となり
非常な時間短縮を可能とする。

以下に実施例を示す。

実施例 １ 内周面全体及び外周面全体にエポキシ系半硬化
樹脂含浸ガラスクロス層３及び４を巻回した一次
コイル１と、外周表面全体にガラスクロス５を巻
回した二次コイル２との間に、一次コイル１より
２mm、二次コイル２より５mmの位置にコイル周方
向の４ケ所にテフロン製エアダクト形成材６を30
mm間隔をもつて設け、該30mmの４ケ所の間隔部７
（第１図の点線部）の二次コイル側にシリコーン
離型処理したポリエチレンエレフタレートフイル
ム製のセパレータ８をその周方向両端８ａをエア
ダクト形成材６に10mmオーバラツプし、かつその
上下端８ｂはモールド後のコイル端面まで達する
長さで設け、該セパレータ８とエアダクト形成材
６の外表面にガラスクロス９を巻回した後、上記
構成物を一括して１個の金型を装着し、石英粉を
充填した酸無水物硬化型エポキシ樹脂によりモー
ルド硬化後、エアダクト形成材６を抜き取り、周
方向に断続的な４つのエアダクト６′を有する一
次及び二次コイル一体のモールドコイル１０を得
る。

実施例 ２ 実施例１において、エアダクト形成材６の４ケ
所の周方向間隔部７にエアダクト形成材６と隣接
する如く、エアダクト形成材の約1/6の高さを有
するテフロン製の溝形成材１１，１２をモールド
後の上端及び下端にあたる位置より設け、該上、
下溝形成材１１，１２間の空間部の二次コイル側
にシリコーン離型処理したポリエチレンテレフタ
レートフイルム製のセパレータ８をその周方向両
端８ａがエアダクト形成材６に10mmオーバラツプ
し、かつその上下方向両端８ｂが溝形成材１１，
１２に10mmオーバラツプする長さで設けてモール
ドし、硬化後は周方向に断続的な４つのエアダク
ト６′とこれに隣接する４つの溝１１′，１２′を
有し、あたかも連続的なエアダクトを有する外観
を呈する一次及び二次コイル一体のモールドコイ
ル１０を得る。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、耐クラツク性及び冷却性に優れ、生産性も良
好なモールドコイルが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモールドコイルの絶縁構成を
示す平面図、第２図は本発明の第１の実施例にか
かるエアダクト形成材とセパレータの位置関係を
示す斜視図、第３図は本発明の第２の実施例にか
かるエアダクト形成材とセパレータの位置関係を
示す斜視図、第４図は本発明にかかるモールドコ
イルの一部を断面にて示す平面図、第５図は第４
図のＡ−A′線における断面図、第６図は本発明
の第１の実施例にかかり第４図のＢ−B′線にお
ける断面図、第７図は本発明の第２の実施例にか
かり第４図のＢ−B′線における断面図である。 １……一次コイル、２……二次コイル、３，
４，５，９……高強度繊維材層、６……エアダク
ト形成材、６′……エアダクト、７……間隔部、
８……セパレータ、１０……モールドコイル、１
１，１２……溝形成材、１１′，１２′……溝、１
３……モールド樹脂、１３′……モールド樹脂層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁コイルを樹脂モールドするにあたり、内
   周表面全体及び外周表面全体に高強度繊維材層を
   設けた一次コイルと、外周表面全体に高強度繊維
   材層を設けた二次コイルとの間に、それぞれのコ
   イル表面より一定距離の位置で、かつコイルの周
   方向の数ケ所にエアダクト形成材を任意間隔をも
   つて設け、該間隔部に離型性セパレータをその周
   方向両端をエアダクト形成材にオーバラツプする
   如く設け、該セパレータとエアダクト形成材外表
   面に高強度繊維材層を設けた後、一次及び二次コ
   イルを一体に樹脂モールドし、硬化後、エアダク
   ト形成材を抜き取り、周方向に断続的なエアダク
   トを形成することを特徴とするモールドコイルの
   製造方法。 ２ エアダクト形成材の間隔部にエアダクト形成
   材と隣接する如く、溝形成材をモールド後の上端
   及び下端位置よりその上下方向先端間隔を十分有
   する如く設け、該上下溝形成材間の空間部に離型
   性セパレータをその周方向両端がエアダクト形成
   材にオーバラツプし、かつその上下方向両端が溝
   形成材の対向先端部にオーバラツプする如く設
   け、モールド後に周方向に断続的なエアダクトと
   これに隣接する溝部を形成す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の製
   造方法。 ３ 離型性セパレータ材料として、モールド樹脂
   との接着強度が長さ150mm、幅20mmの２枚のフイ
   ルムを10mm重ね、その重ね代をモールド樹脂で接
   着し、硬化した後の引張接着強度が10Kg以下とな
   るものを使用することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のモールドコイルの製
   造方法。