KR20150016249A - 트랜스 및 그 케이스의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

입력측의 1차 코일(21)과, 출력측의 2차 코일(22)과, 1차, 2차 코일(21, 22)이 권취되는 코어(20)와, 이들로 구성되는 트랜스 본체(2)가 수용되는 주조제의 케이스(3)를 구비하는 동시에, 케이스(3) 및 트랜스 본체(2) 사이에 몰드 수지(4)가 충전되는 트랜스(1)에 있어서, 케이스(3)에는, 트랜스 본체(2)가 장착되는 바닥면부(31)와, 바닥면부(31)를 에워싸는 측벽부(32)와, 바닥면부(31)와 대향한 위치에 설치되고, 또한 트랜스 본체(2)의 수용 및 몰드 수지(4)의 충전이 행해지는 개구(30)를 구비하고, 측벽부(32)의 내벽면(32A) 및 이에 근접 대향하는 트랜스 본체(2)의 외측면(20C) 사이의 간극에 형성된 몰드층(41)의 두께 T1을, 케이스(3)의 개구(30) 측으로부터 바닥면부(31)를 향하는 소정 길이 L1의 범위에서 일정하게 했다.

Description

트랜스 및 그 케이스의 제조 방법{TRANSFORMER AND METHOD FOR MANUFACTURING CASE THEREFOR}

본 발명은, 트랜스 및 그 케이스의 제조 방법에 관한 것이며, 특히 주조제(鑄造製)의 케이스 내에 1차 코일, 2차 코일, 및 이들이 권취되는 코어를 수용한 구성의 트랜스, 및 그 트랜스에 사용되는 케이스의 제조 방법에 관한 것이다.

트랜스는, 1차측의 전력이 입력되는 1차 코일, 2차측의 전력이 출력되는 2차 코일, 및 1차, 2차 코일이 권취됨으로써 자기(磁氣) 결합되는 코어(철심)를 구비하고 있다. 예를 들면, 승압용의 트랜스에서는, 승압 동작에 필요한 소정의 인덕턴스 성능[자기적(磁氣的) 결합도]을 안정적으로 얻기 위해, 이들 1차, 2차 코일 및 코어는, 상대적인 위치 관계가 중요하므로 양호한 정밀도로 유지될 필요가 있다. 또한, 이들은 서로 전기적으로 절연되어 있을 필요가 있고, 승압 동작 시 즉 통전 시에, 전기적 손실이나 자기적 손실이 생겨 발열하므로, 효율적으로 냉각할 필요가 있다. 이상의 제약이 만족되지 않을 경우, 트랜스는 동작 불가능하게 이를 가능성이 있다. 또한, 냉각 부족의 경우, 안정적으로 승압할 수 있는 동작 영역이 작아지게 된다.

그러므로, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 트랜스는, 1차, 2차 코일과 코어와의 사이에, 소정의 두께의 유리 및 에폭시로 이루어지는 복합 재료(일반적으로는 유리에폭시라고 함)제의 판형편이 삽입되고, 또한 1차 코일과 2차 코일과의 사이에도, 마찬가지의 판형편이 삽입된 구성으로 되어 있다. 그리고, 트랜스의 조립 단계에서는, 1차, 2차 코일 및 코어 상호의 위치 관계가 양호한 정밀도로 유지되도록 서브 어셈블리되고, 이 서브 어셈블리가 수용된 케이스에 열경화성의 유동성 수지(이하, 몰드 수지라고 함)를 유입(流入)하고, 가열 경화시킴으로써, 상대적인 위치 관계가 완전히 유지되게 된다. 그리고, 이와 같은 몰드 수지는, 케이스 내로의 이물질이나 수분의 혼입에 의한 절연 기능의 상실을 방지하기 위해서도 필요하다.

그런데, 서브 어셈블리가 수용되는 케이스는, 히트싱크(heatsink)에 대하여 나사 등에 의해 접합되고, 서브 어셈블리에서 생긴 열이 히트싱크에 전달되고, 방열된다. 따라서, 케이스로서는, 열전도율이 큰 것이 바람직하고, 재료로서 알루미늄이 사용되고, 주조(鑄造)에 의해 성형된다. 또한, 서브 어셈블리에 있어서는, 자기 특성의 형편 상, 케이스와 가장 넓은 면적으로 접촉할 수 있는 것은 코어이므로, 코어의 바닥면은 평면으로 되어 있고, 이 평면에 대향하는 케이스의 코어 접지면도 평면으로 되어 있다. 양자의 평면끼리가 밀착됨으로써, 자기 특성을 저해하지 않고, 서브 어셈블리에서의 열이 코어로부터 케이스에 양호하게 전달되고, 히트싱크를 통하여 방열된다.

일본 공개특허 제2008―153293호 공보

그러나, 특허 문헌 1의 트랜스에서는, 케이스의 하면, 즉 코어 접지면이 형성되어 있는 바닥부의 하면이 히트싱크에 접합되므로, 서브 어셈블리에서 생긴 열이 아래쪽으로부터 효과적으로 방열되는 반면, 그 외의 부분에서는, 서브 어셈블리와 케이스와의 사이에 충전된 몰드 수지에 의해 케이스로의 열전달이 저해되어 냉각 부족으로 될 가능성이 있다. 즉, 몰드 수지의 재료는, 금속 재료와 비교하여 일반적으로 열전도율이 작고, 전열(傳熱) 성능이 나쁜 것이다. 특히, 상방측이 개구된 케이스를 주조에 의해 형성하면, 케이스의 주조 시의 몰드 코어(中子; mold-core)의 형상으로부터, 케이스의 내면에는, 바닥 측의 코어 접지면으로부터 위쪽의 개구를 향해 얇게 되도록 구배각(draft angle)이 형성되므로, 위쪽일수록 코어와 케이스의 내면과의 사이의 몰드 수지에 의한 층(이하, 몰드층이라고 함)이 두꺼워진다. 아래쪽에 히트싱크가 위치함으로써, 위쪽을 향함에 따라 높은 온도 분포로 되는 것에 대하여, 케이스의 위쪽일수록 몰드층이 두꺼워지는 것은, 방열에 기초한 냉각에 있어서 한층 불리하다.

본 발명의 목적은, 방열 성능이 양호한 트랜스 및 그 케이스의 제조 방법을 제공하는 것이다.

제1 발명에 관한 트랜스는, 입력측의 1차 코일과, 출력측의 2차 코일과, 상기 1차, 2차 코일이 권취되는 코어와, 이들로 구성되는 트랜스 본체가 수용되는 주조제의 케이스를 구비하는 동시에, 상기 케이스 및 상기 트랜스 본체 사이에 몰드 수지가 충전되는 트랜스에 있어서, 상기 케이스는, 상기 트랜스 본체가 장착되는 장착면부와, 상기 장착면부를 에워싸는 측벽부와, 상기 장착면부와 대향한 위치에 설치되고, 또한 상기 트랜스 본체의 수용 및 상기 몰드 수지의 충전이 행해지는 개구를 구비하고, 상기 측벽부의 내벽면 및 상기 내벽면에 근접 대향하는 상기 트랜스 본체의 대향면 사이의 간극에 형성된 몰드층의 두께는, 상기 케이스의 상기 개구측으로부터 상기 장착면부를 향하는 소정 길이의 범위에서 일정한 것을 특징으로 한다.

그리고, 전술한 특허 문헌 1에 있어서는, 트랜스의 구조가 모식적으로 도시됨으로써, 언뜻 보면 본 발명과 같은 구성이 개시되어 있는 것 같이 생각되지만, 주조제의 케이스를 사용하는 경우의 과제에 주목하고, 이것을 해결하기 위한 구성으로서 상기와 같은 과제 해결 수단을 창출했던 것은, 본 발명의 독자적인 기술적 사상에 따른 것이며, 특허 문헌 1에서 개시되어 있는 발명과는 상이한 데 더하여, 그와 같은 발명으로부터 용이하게 상도할 수 있는 것도 아니다.

제2 발명에 관한 트랜스에서는, 상기 장착면부의 내면은, 캐스팅 면의 절삭 가공에 의해 소정의 표면 거칠기로 형성되어 상기 코어가 접지되는 코어 접지면으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제3 발명에 관한 트랜스에서는, 상기 장착면부의 외면은, 캐스팅 면의 절삭 가공에 의해 소정의 표면 거칠기로 형성되어 방열 수단과 밀접되는 접촉면으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

제4 발명에 관한 트랜스에서는, 상기 케이스는, 상기 케이스의 상기 장착면부에 대응한 캐비티면과 직교하는 방향으로 분할면이 설정된 몰드 코어 제작용 형에 의해 몰드 코어를 제작하는 몰드 코어 제작 단계와, 상기 몰드 코어 제작 단계에서 제작된 몰드 코어를 사용하여 케이스를 캐스팅하는 주조 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조되고 있는 것을 특징으로 한다.

제5 발명에 관한 트랜스의 케이스의 제조 방법은, 입력측의 1차 코일과, 출력측의 2차 코일과, 상기 1차, 2차 코일이 권취되는 코어와, 이들로 구성되는 트랜스 본체가 수용되는 주조제의 케이스를 구비하는 동시에, 상기 케이스 및 상기 트랜스 본체 사이에 몰드 수지가 충전되고, 상기 케이스는, 상기 트랜스 본체가 장착되는 장착면부와, 상기 장착면부를 에워싸는 측벽부와, 상기 장착면부와 대향한 위치에 설치되고, 또한 상기 트랜스 본체의 수용 및 상기 몰드 수지의 충전이 행해지는 개구를 구비하고, 상기 측벽부의 내벽면 및 상기 내벽면에 근접 대향하는 상기 트랜스 본체의 대향면 사이의 간극에 형성된 몰드층의 두께는, 상기 케이스의 상기 개구측으로부터 상기 장착면부를 향하는 소정 길이의 범위에서 일정한 트랜스의 케이스의 제조 방법에 있어서, 상기 케이스의 상기 장착면부에 대응한 캐비티면과 직교하는 방향으로 분할면이 설정된 몰드 코어 제작용 형에 의해 몰드 코어를 제작하는 몰드 코어 제작 단계와, 상기 몰드 코어 제작 단계에서 제작된 몰드 코어를 사용하여 케이스를 캐스팅하는 주조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제6 발명에 관한 케이스의 제조 방법은, 상기 주조 단계 후의 케이스의 상기 장착면부에 형성된 상기 몰드 코어의 구배각에 의한 경사진 캐스팅 면을 제거하여 소정의 표면 거칠기로 마무리하는 기계 가공 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 발명에 의하면, 케이스의 개구에 가까운 영역을 포함하는 범위에서는, 케이스의 내벽면 및 상기 내벽면에 근접 대향하는 트랜스 본체의 대향면 사이에 존재하는 몰드층의 두께가 같으므로, 코어로부터 몰드층을 통하여 케이스에 전달되는 열의 분포 상태를, 케이스의 장착면부로부터 이격된 측에서도 균일화할 수 있어, 트랜스 전체로서의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서의 「소정 길이」란, 케이스의 측벽부에 전달되는 열에 의한 열 분포가, 개구로부터 장착면부까지의 사이에서 대략 균일화되는 데 충분한 길이를 말하고, 케이스의 개구로부터 장착면부까지의 실제의 길이와 엄밀하게 같을 필요는 없고, 보다 짧은 경우도 포함된다.

제2, 제3, 제6 발명에 의하면, 케이스의 장착면부에는, 소정의 표면 거칠기를 가진 코어 접지면이나 접촉면이 형성되므로, 케이스 내에서의 트랜스 본체의 장착 자세, 또는 방열 수단에 대한 케이스의 장착 자세를 양호하게 할 수 있을뿐만아니라, 이들 상호를 밀착시켜 확실한 메탈 터치를 실현할 수 있어, 트랜스 본체로부터 케이스로의 열전달, 및 케이스로부터 방열 수단으로의 열전달을 효율적으로 할 수 있어, 방열 성능을 한층 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명에서의 「소정의 표면 거칠기」란, 부재 사이 상호의 밀착이 확실하게 행해지고, 이로써, 양호한 열전달을 실현할 수 있는 정도의 표면 거칠기를 말한다.

제4, 제5 발명에 의하면, 측벽부에 구배각이 존재하지 않는 케이스를 확실하게 제조할 수 있어, 방열 성능을 향상시킬 수 있는 케이스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 트랜스를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 트랜스의 종단면도이며, 도 1의 II―II선 단면도(斷面圖)이다.
도 3은 트랜스의 종단면도이며, 도 1의 III―III선 단면도이다.
도 4는 몰드 코어를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 트랜스를 구성하는 케이스의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 기계 가공 단계를 설명하기 위한 케이스의 평면도이다.
도 7은 기계 가공 단계를 설명하기 위한 케이스의 종단면도이며, 도 6의 VII―VII선 단면도이다.
도 8은 기계 가공 단계를 설명하기 위한 케이스의 종단면도이며, 도 6의 VIII―VIII선 단면도이다.

이하, 본 발명의 일실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에는, 본 실시형태의 트랜스(1)가 일부 분해된 상태로 나타나 있다. 도 2, 도 3은 각각, 도 1의 II―II선 단면도, III―III선 단면도이다. 도 1∼도 3에 있어서, 트랜스(1)는, 승압 동작이 행해지는 서브 어셈블리로서의 트랜스 본체(2)와, 트랜스 본체(2)가 수용되는 케이스(3)를 구비한다. 케이스(3) 내에 트랜스 본체(2)가 수용된 상태에서는, 트랜스 본체(2) 및 케이스(3)의 사이의 간극이나, 트랜스 본체(2)가 가지는 간극에 몰드 수지(4)가 충전된다. 몰드 수지(4)로서는, 본 실시형태에서는, 실리콘 수지가 사용되지만, 에폭시 수지나 불포화 폴리에스테르계 수지 등이라도 되고, 열경화성의 유동성 수지이면 된다.

트랜스 본체(2)는, 폐자로(閉磁路) 구조의 코어(20)와, 코어(20)의 중앙에 배치된 입력측의 1차 코일(21)과, 1차 코일(21)의 외측에 배치된 출력측의 2차 코일(22)을 구비한다. 코어(20)는, E형 코어(20A, 20B)를 도면 중 상하로 접합한 구조이다. E형 코어(20A, 20B)의 중앙에는, 원기둥형의 자심부(磁心部)(25)가 설치되고, 자심부(25)를 중심으로 하여 1차, 2차 코일(21, 22)이 권취되어 있다. 또한, E형 코어(20A, 20B)에는, 자심부(25)를 중심으로 하여, 그 직경 방향의 양단 측에 외측부(26, 26)가 설치되고, 이들 외측부(26, 26) 및 자심부(25)는 면형부(面形部)(27)에 의해 연결되어 있다. 이와 같은 면형부(27)는, 평면에서 볼 때 중앙의 자심부(25)가 설치되는 부분이 잘록해진 즉 좁은 형상으로 되어 있다.

여기서, 1차 코일(21)과 2차 코일(22)과의 사이, 1차 코일(21)과 자심부(25)와의 사이, 1차, 2차 코일(21, 22)과 상하의 각 면형부(27)와의 사이, 및 2차 코일(22)과 외측부(26)와의 사이에는, 각각 간극이 형성되고, 이들 간극에 몰드 수지(4)가 충전된다. 그리고, 각 간극을 유지하기 위해서는, 유리에폭시제의 스페이서 등이 사용되지만, 여기서는, 그 스페이서를 도시하지 않고 있다. 또한, 1차 코일(21)에는 전력 입력용의 한 쌍의 케이블이 접속되고, 2차 코일(22)에는 전력 출력용의 한 쌍의 케이블이 접속되어 있지만, 이들 케이블에 대해서도 도시하지 않고 있다.

케이스(3)는, 금속제(본 실시형태에서는, 알루미늄)의 주물(鑄物)이며, 상부에 개구(30)를 가지는 대략 직육면체의 바닥이 있는 상자형으로 되어 있다. 따라서, 케이스(3)는, 개구(30)에 대하여 상하로 대향한 장착면부로서의 바닥면부(31)를 하부측에 가지고 있고, 바닥면부(31)의 외주로부터는, 단변(短邊) 측에 따른 측벽부(32) 및 장변(長邊) 측에 따른 측벽부(33)가 세워 설치되어 있다. 바닥면부(31)의 중앙측에는, 코어(20)에 대응한 협착 부분(narrow portion)이 형성되어 있다(도 6도 참조). 바닥면부(31)의 내면은, 캐스팅 면의 표면 거칠기보다 작은 소정의 표면 거칠기로 마무리된 평탄한 코어 접지면(31A)으로 되고, 코어 접지면(31A) 상에 코어(20)가 탑재되고, 아래쪽의 E형 코어(20B)를 형성하는 면형부(27)의 하면(27A)과 코어 접지면(31A)이 밀착된다.

한편, 케이스(3)[트랜스(1)]는, 하부측에 설치된 장착부(34)에 삽통(揷通)되는 볼트에 의해, 예를 들면, 방열 수단으로서의 히트싱크(7) 상에 고정된다. 케이스(3)의 바닥면부(31)의 외면은, 역시 소정의 표면 거칠기로 마무리 하고 있는 동시에, 히트싱크(7)의 상면과 밀착되는 접촉면(31B)으로 되어 있다. 이 결과, 트랜스 본체(2)에 의해 생긴 열의 상당수는, 아래쪽의 E형 코어(20B)의 면형부(27)로부터, 케이스(3)의 바닥면부(31)를 통하여 히트싱크(7)에 전달되고, 방열된다. 그리고, 히트싱크(7)로서는, 내부에 냉각수 회로를 가진 수냉식의 것이 바람직하게 사용된다. 단, 방열핀을 구비하여, 냉각 공기에 의해 냉각시키는 공냉식의 히트싱크라도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 트랜스 본체(2)로부터 측방의 몰드 수지(4) 및 케이스(3)의 측벽부(32, 33)를 통한 방열 촉진을 위해, 이하에 설명하는 구조가 채용되고 있다.

즉, 도 2에 나타낸 방향에서의 단면(斷面)에서 볼 때, 케이스(3)를 형성하는 측벽부(32)의 내벽면(32A)에 대해서는, 대향면으로서의 코어(20)의 외측면(20C)이, 간극(A1)에 충전된 몰드 수지(4)의 몰드층(41)을 통하여 근접 대향하고 있다. 이 때, 케이스(3)에서의 개구(30) 측으로부터 바닥면부(31)를 향할 때까지의 사이의 소정 길이 L1[본 실시형태에서는, 개구(30) 근방으로부터 바닥면부(31) 근방까지의 길이]에서는, 내벽면(32A)과 외측면(20C)이 평행하며, 간극(A1)에서의 몰드층(41)의 두께 T1이 일정하다.

또한, 도 3에 나타낸 방향에서의 단면에서 볼 때, 케이스(3)를 형성하는 측벽부(33)의 내벽면(33A)에 대해서는, 대향면으로서의 2차 코일(22)의 외주면(22A)이, 간극(A2)에 충전된 몰드 수지(4)의 몰드층(42)을 통하여 근접 대향하고 있다. 이 때, 케이스(3)에서의 개구(30) 측으로부터 바닥면부(31)를 향할 때까지의 사이의 소정 길이 L2[본 실시형태에서는, 2차 코일(22)의 축 방향의 길이]에서는, 내벽면(33A)과 외주면(22A)이 평행하며, 간극(A2)에서의 몰드층(42)의 두께 T2가 일정하다.

이 구조는, 케이스(3)의 주조 단계에서 사용되는 몰드 코어에 있어서, 내벽면(32A, 33A)을 형성하기 위한 면에 연직(沿直) 방향에 대한 구배각이 존재하지 않음으로써 실현하고 있다. 종래의 몰드 코어는, 케이스의 코어 접지면을 형성하기 위한 면의 면적이 개구를 형성하기 위한 면의 면적보다 작아지도록 구배각을 가지고 있었다. 그러므로, 케이스의 내벽면에는, 코어 접지면으로부터 개구를 향해 확개(擴開)되도록 구배각이 전사되고, 측벽의 두께가 개구를 향함에 따라 얇아지고, 반대로 몰드 수지의 두께는 개구를 향함에 따라 두껍게 되어 있었다. 이에 대하여 본 실시형태에서는, 케이스(3)를 도 4에 나타낸 바와 같은 몰드 코어(5)를 사용하여 주조함으로써, 측벽부(32, 33)의 두께를 일정하게 하고, 몰드층(41)의 두께 T1을 소정 길이 L1 사이에서 일정하게 하고, 몰드층(42)의 두께 T2를 소정 길이 L2 사이에서 일정하게 하고 있다.

도 4는, 몰드 코어(5) 및 그 제작에 사용되는 몰드 코어 제작용 형(6)을 나타낸 사시도이다.

도 4에 있어서, 몰드 코어(5)는, 케이스(3)의 코어 접지면(31A)을 형성하기 위한 코어 접지면 형성부(51)가 위쪽을 향해 도시되어 있다. 몰드 코어(5)의 측면은, 케이스(3)의 단변 측의 내벽면(32A)을 형성하기 위한 내벽면 형성부(52), 및 장변측의 내벽면(33A)을 형성하기 위한 내벽면 형성부(53)가 되어 있다. 몰드 코어(5)의 도 4 중의 하면으로서 도시되는 면은, 케이스(3)의 개구(30)를 형성하기 위한 개구 형성부(54)이다.

몰드 코어(5)는, 코어 접지면 형성부(51) 및 내벽면 형성부(52)를 도면 중 좌우로 2분하는 연직의 평면(도 4 중에서의 YZ 평면)을 경계로 하여 좌우 대상으로 형성되어 있다. 이와 같은 경계는, 몰드 코어 제작용 형(6)을 구성하는 한 쌍의 형틀(mold frame)(61, 61)의 분할면(61A)에 대응한 위치에, 분할선(55)으로서 출현한다. 이들 형틀(61)도 좌우 대칭이며, 한쪽의 형틀(61)이 도면 중의 X 방향의 플러스극으로, 다른 쪽의 형틀(61)이 X 방향의 마이너스측으로 각각 빼냄으로써(drawn), 몰드 코어(5)가 형성된다.

그러므로, 한쪽의 형틀(61)에 대하여 대표적으로 설명하면, 형틀(61) 내의 캐비티(62)에 있어서는, 몰드 코어(5)의 코어 접지면 형성부(51)를 형성하기 위한 제1 캐비티면(62A)에, 분할면(61A) 측을 향해 확개된 구배각 θ1가 형성되어 있다. 이로부터, 분할면(61A)은, 케이스(3)의 바닥면부(31)에 대응한 제1 캐비티면(62A)과 직교하는 방향으로 설정되어 있다고 할 수 있다.

부가하여, 개구 형성부(54)를 형성하기 위한 제2 캐비티면(62B)에도, 분할면(61A) 측을 향해 확개된 구배각 θ1가 형성되어 있다[제1 캐비티면(62A)의 구배각 θ1만을 도시]. 또한, 몰드 코어(5)의 한 쌍의 내벽면 형성부(52)를 형성하기 위한 제3, 제4 캐비티면(62C, 62D)의 각각에는, 분할면(61A) 측을 향해 확개된 구배각 θ2가 형성되어 있다[제3 캐비티면(62C)의 구배각 θ2만을 도시]. 그리고, 구배각 θ1, θ2는 그대로, 코어 접지면 형성부(51)의 구배각 θ1 및 내벽면 형성부(53)의 구배각 θ2로서, 몰드 코어(5)에 전사된다. 다른 쪽의 형틀(61)과 몰드 코어(5)와의 관계도 마찬가지이다.

따라서, 몰드 코어(5)의 코어 접지면 형성부(51), 내벽면 형성부(52, 53), 개구 형성부(54)에서는, 코어 접지면 형성부(51), 내벽면 형성부(52), 개구 형성부(54)에 있어서, 도 4 중의 X 방향(단변 방향)에 대하여 경사진 구배각 θ1, θ2는 존재하지만, 코어 접지면 형성부(51), 내벽면 형성부(52, 53), 개구 형성부(54) 중 어디에도, Y 방향(장변 방향) 및 Z 방향(상하 방향)에 대하여 경사진 구배각은 존재하지 않는다. 즉, 내벽면 형성부(52, 53)에 의해 형성되는 케이스(3)의 내벽면(32A, 33A)은, 몰드 코어(5)로부터 전사되는 적어도 상하 방향에 대한 구배각이 존재하지 않으므로, 측벽부(32, 33)의 두께는 길이 L1, L2에 걸쳐서 일정하게 형성된다. 이상의 것에 의해, 측벽부(32, 33)는, 개구(30)를 향함에 따라 끝이 가늘어지지 않아, 측벽부(32, 33) 및 트랜스 본체(2) 사이에 존재하는 몰드층(41)의 두께 T1이 길이 L1의 범위에서 일정하게 되어, 몰드층(42)의 두께 T2가 길이 L2 범위에서 일정하게 된다.

이하에는, 케이스(3)의 제조 방법 및 트랜스(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

케이스(3)의 제조 방법으로서는, 도 5에 나타낸 바와 같이 대략, 몰드 코어 제작 단계, 주조 단계, 및 기계 가공 단계를 포함하고, 이 순서로 케이스(3)가 제조된다.

몰드 코어 제작 단계에서는, 도 4에 기초하여 설명한 바와 같이, 몰드 코어 제작용 형(6)을 사용하여 몰드 코어(5)를 제작한다. 즉, 각각의 형틀(61)의 캐비티(62) 내로의 모래 채우기를 행하고, 형틀(61)을 서로 맞춘 후에, 형틀(61)만을 재차 분할하고, 사괴(砂塊)를 인출하여 몰드 코어(5)를 얻는다.

주조 단계에서는, 주형(鑄型) 내에 몰드 코어(5)를 배치한 후에, 통상 행해지고 있는 주조 방법에 의해 용융 금속(본 실시형태에서는 알루미늄)의 캐스팅을 행하여, 마무리 전의 케이스(3A)를 얻는다.

여기서, 도 6∼도 8에 마무리 전의 케이스(3A)를 나타낸다. 케이스(3A)에서는, 주조 시에 구배각 θ1의 코어 접지면 형성부(51)를 가진 몰드 코어(5)를 사용하는 관계로, 케이스(3A)의 바닥면부(31)의 상면은, 구배각 θ1이 전사(轉寫)된 캐스팅 면(31C)으로 되어 있다. 경사진 캐스팅 면(31C)은, 트랜스 본체(2)의 코어(20)를 접지하는 코어 접지면으로서는 부적절하기 때문에, 마무리를 행할 필요가 있다. 그 마무리를 행하는 것이, 다음의 기계 가공 단계이다.

기계 가공 단계에서는, 바닥면부(31)가 캐스팅 면(31C)을 포함하는 도면 중의 크로스해치 부분을, 예를 들면, 엔드밀 등의 절삭 공구 M(도 6, 도 7 참조)을 사용한 슬라이스 가공에 의해 제거한다. 이 기계 가공에 의해, 소정의 표면 거칠기로 마무리된 코어 접지면(31A)을 얻는다. 또한, 바닥면부(31)의 접촉면(31B)이나 장착부(34)의 상면 등도, 기계 가공에 의해 필요한 표면 거칠기로 마무리한다. 그 외의 부분은, 캐스팅 면인 채이다.

이상의 각각의 단계를 거쳐 케이스(3)가 제조된다.

그리고, 트랜스(1)의 제조에 대해서는, 먼저, 서브 어셈블리 단계에 의해 트랜스 본체(2)를 조립하여 두고, 그 트랜스 본체(2)를 전술한 바와 같이 하여 만들어진 케이스(3)의 내부에 개구(30)로부터 넣어 위치결정하고, 수용한다. 이 후, 트랜스 본체(2)와 케이스(3)와의 사이의 간극(A1, A2)을 포함하는 전체 간극 부분에 개구(30)로부터 몰드 수지(4)를 충전하여, 전체를 소정 온도로 가열하여 몰드 수지를 경화시키고, 이로써, 트랜스 본체(2)를 경화한 몰드 수지(4)에 의해 케이스(3) 내에 유지시키면 된다.

그리고, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 본 발명에 관한 케이스의 장착면부가 케이스(3)의 바닥면부(31)로서, 케이스(3)의 바닥 측에 설치되고, 개구에 상당하는 개구(30)가 케이스(3)의 위쪽에 형성되어 있었지만, 장착면부나 개구는, 케이스의 배치 시의 자세에 따라 어느 개소(箇所)에 위치해도 되고, 상기 실시형태에 한정되지 않는다.

상기 실시형태에서는, 몰드 코어(5)를 사용한 주조를 행함으로써 케이스(3)의 측벽부(32, 33)의 두께를 일정하게 하는 것에 의해, 몰드층(41, 42)의 두께를 소정 길이의 범위로 일정하게 하고 있었지만, 종래와 같은 몰드 코어를 사용함으로써, 측벽부에 구배각이 존재하는 경우에는, 이 측벽부에 근접 대향하는 트랜스 본체 측에도 경사를 행하고, 이들 사이의 간극에 존재하는 몰드층의 두께를 소정 길이의 범위에서 일정하게 해도 된다.

상기 실시형태에서는, 케이스(3)의 코어 접지면(31A)이 소정의 표면 거칠기에 기계 가공되어 있었지만, 캐스팅 면에 대하여 납 접착 등에 의해 코어를 고착하는 경우와 같이, 금속납(brazing metal)을 통함으로써 코어와 케이스와의 고정이나, 코어로부터 케이스로의 열전달이 양호하게 행해질 가능성이 있는 경우에는, 기계 가공을 생략해도 된다.

상기 실시형태의 트랜스(1)는, 승압용으로서 설명하였으나, 본 발명을 강압(降壓用)의 트랜스에 적용해도 된다.

[산업 상의 이용 가능성]

본 발명은, 1차 코일과 2차 코일이 동심(同心) 상에 배치된 트랜스에 이용할 수 있는 것 외에, 1차, 2차 코일이 병설된 구조의 트랜스에도 이용할 수 있다.

1…트랜스, 2…트랜스 본체, 3…케이스, 4…몰드 수지, 5…몰드 코어, 6…몰드 코어 제작용 형, 7…방열 수단인 히트싱크, 20…코어, 20C…대향면인 외측면, 21…1차 코일, 22…2차 코일, 22A…대향면인 외주면, 30…개구, 31…장착면부인 바닥면부, 31A…코어 접지면, 31B…접촉면, 31C…캐스팅 면, 32, 33…측벽부, 32A, 33A…내벽면, 41, 42…몰드층, 62A…캐비티면인 제1 캐비티면, 61A…분할면, L1, L2…길이, T1, T2…두께, θ1…구배각.

Claims (6)

1. 입력측의 1차 코일과, 출력측의 2차 코일과, 상기 1차 코일, 상기 2차 코일이 권취되는 코어와, 이들로 구성되는 트랜스 본체가 수용되는 주조제(鑄造製)의 케이스를 포함하는 동시에, 상기 케이스 및 상기 트랜스 본체 사이에 몰드 수지가 충전되는 트랜스에 있어서,
   상기 케이스는, 상기 트랜스 본체가 장착되는 장착면부와, 상기 장착면부를 에워싸는 측벽부와, 상기 장착면부와 대향한 위치에 설치되고, 또한 상기 트랜스 본체의 수용 및 상기 몰드 수지의 충전이 행해지는 개구를 포함하고,
   상기 측벽부의 내벽면 및 상기 내벽면에 근접 대향하는 상기 트랜스 본체의 대향면 사이의 간극에 형성된 몰드층의 두께는, 상기 케이스의 상기 개구측으로부터 상기 장착면부를 향하는 소정 길이의 범위에서 일정한,
   트랜스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 장착면부의 내면은, 캐스팅 면의 절삭 가공에 의해 소정의 표면 거칠기로 형성되어 상기 코어가 접지되는 코어 접지면으로 되어 있는, 트랜스.
3. 제2항에 있어서,
   상기 장착면부의 외면은, 상기 캐스팅 면의 절삭 가공에 의해 소정의 표면 거칠기로 형성되어 방열 수단과 밀접(密接)되는 접촉면으로 되어 있는, 트랜스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 케이스의 상기 장착면부에 대응한 캐비티면과 직교하는 방향으로 분할면이 설정된 몰드 코어 제작용 형에 의해 몰드 코어를 제작하는 몰드 코어 제작 단계; 및
   상기 몰드 코어 제작 단계에서 제작된 몰드 코어를 사용하여 케이스를 캐스팅하는 주조(鑄造) 단계;
   를 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는, 트랜스.
5. 입력측의 1차 코일과, 출력측의 2차 코일과, 상기 1차 코일, 상기 2차 코일이 권취되는 코어와, 이들로 구성되는 트랜스 본체가 수용되는 주조제의 케이스를 포함하는 동시에, 상기 케이스 및 상기 트랜스 본체 사이에 몰드 수지가 충전되고, 상기 케이스는, 상기 트랜스 본체가 장착되는 장착면부와, 상기 장착면부를 에워싸는 측벽부와, 상기 장착면부와 대향한 위치에 설치되고, 또한 상기 트랜스 본체의 수용 및 상기 몰드 수지의 충전이 행해지는 개구를 포함하고, 상기 측벽부의 내벽면 및 상기 내벽면에 근접 대향하는 상기 트랜스 본체의 대향면 사이의 간극에 형성된 몰드층의 두께는, 상기 케이스의 상기 개구측으로부터 상기 장착면부를 향하는 소정 길이의 범위에서 일정한 트랜스의 케이스의 제조 방법에 있어서,
   상기 케이스의 상기 장착면부에 대응한 캐비티면과 직교하는 방향으로 분할면이 설정된 몰드 코어 제작용 형에 의해 몰드 코어를 제작하는 몰드 코어 제작 단계; 및
   상기 몰드 코어 제작 단계에서 제작된 몰드 코어를 사용하여 케이스를 캐스팅하는 주조 단계;
   를 포함하는 트랜스의 케이스의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 주조 단계 후의 케이스의 상기 장착면부에 형성된 상기 몰드 코어의 구배각(draft angle)에 의한 경사진 캐스팅 면을 제거하여 소정의 표면 거칠기로 마무리하는 기계 가공 단계를 더 포함하는, 트랜스의 케이스의 제조 방법.

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