(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル導体を巻き回して短筒状に形成したコイルをモールド樹脂でモールドして外形を短筒状に形成した単位コイルと、
前記コイルの内周側の前記コイル導体の巻き始め端に接続され、コイル軸方向に前記モールド樹脂の外部まで引出された引出し部と、該引出し部からコイル径方向へ延設されて前記モールド樹脂の外方まで延びる渡り部とを有する巻き始め端子と、
前記コイルの外周側の前記コイル導体の巻き終り端に接続し、径方向に前記モールド樹脂の外方まで延びる巻き終り端子と、
を備えて成る複数のモールド単位コイルを、交互に天地を逆にしてスペーサを介してコイル軸方向に積層し、隣接する前記巻き始め端子同士及び巻き終り端子同士を接続したモールドコイルであって、
前記巻き始め端子の引出し部は、前記スペーサの位置から周方向にずれた位置に配置され、前記渡り部の先端部は、前記スペーサの外方のスペーサと同一周方向位置に配置されていることを特徴とするモールドコイル。
【請求項２】
前記スペーサは両端にフランジを有する柱状に形成され、前記両端のフランジで積層された２つのモールド単位コイルの内周部と外周部を挟持することを特徴とする請求項１に記載のモールドコイル。
【請求項３】
前記スペーサの内側のフランジには、内側モールドコイルに前記モールドコイルを固定する内側スペーサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のモールドコイル。
【請求項４】
前記モールド単位コイルの内周部及び外周部には凹部が形成され、前記スペーサのフランジが該凹部に嵌合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のモールドコイル。
【請求項５】
前記モールド単位コイルは四角短筒状に形成され、前記スペーサは前記モールド単位コイルの四角の各辺の中心線上に放射状に配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のモールドコイル。
【請求項６】
前記巻き始め端子の引出し部と渡り部とは、別体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のモールドコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂モールド変圧器の、主として外側コイルとして用いられるモールドコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の単位コイルが巻回軸方向に並べて配置されて単位コイル群が構成され、該単位コイル群を構成する一連の単位コイルが順次直列に接続されて１つのコイルが構成されているモールド変圧器用コイルにおいて、各単位コイルは、帯状の薄板状導体を層間に絶縁を施した状態で所定のターン数連続巻した構造を有し、前記単位コイル群を構成する一連の単位コイルは、隣り合う単位コイルの巻回方向を交互に異ならせた状態で配置され、前記一連の単位コイルは、コイルの内周側で隣り合う単位コイルの巻終わりと巻始めとを接続する渡り接続部とコイルの外周側で隣り合う単位コイルの巻終わりと巻始めとを接続する渡り線部とが巻回軸方向に交互に配置される渡り接続構造で直列に接続され、樹脂により一体的に筒状にモールドされているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、単位コイルをそれぞれ別個に樹脂により環状にモールド形成するとともに、それぞれの表面に単位コイルの口出し端子を設けたモールドコイルを、軸方向に複数個積み重ね、各モールドコイルの口出し端子相互間を電気的に接続したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１９６８２号公報
【特許文献２】実開平０５−０１８０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術によれば、単位コイルの配置をスペーサ等で調整して単位コイル全体を組合せた後にモールドを行なうので、モールド作業性が悪く、ボイドが発生し易く、放熱性が悪い、という問題があった。さらに、コイルの内周側で隣り合う単位コイルの巻終わりと巻始めとを接続する渡り接続を行なうときの作業性が悪い、という問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載された技術によれば、単位コイル内周側から外周側へ渡る口出し端子を単位コイルとともにモールドしているので、口出し端子と単位コイルとの絶縁距離を確保する必要があり、単位コイルの軸方向の占積率を悪化させ、モールドコイルの軸方向長さが大きくなる、という問題があった。また、モールド作業時において、口出し端子を含めてモールドするので作業性が悪く、各モールドコイルが軸直角方向にずれ易い、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モールド作業を容易化し、モールド部を小型化してモールド樹脂使用量を低減し、放熱性を向上させたモールドコイルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、コイル導体を巻き回して短筒状に形成したコイルをモールド樹脂でモールドして外形を短筒状に形成した単位コイルと、前記コイルの内周側の前記コイル導体の巻き始め端に接続され、コイル軸方向に前記モールド樹脂の外部まで引出された引出し部と、該引出し部からコイル径方向へ延設されて前記モールド樹脂の外方まで延びる渡り部とを有する巻き始め端子と、前記コイルの外周側の前記コイル導体の巻き終り端に接続し、径方向に前記モールド樹脂の外方まで延びる巻き終り端子と、を備えて成る複数のモールド単位コイルを、交互に天地を逆にしてスペーサを介してコイル軸方向に積層し、隣接する前記巻き始め端子同士及び巻き終り端子同士を接続したモールドコイルであって、前記巻き始め端子の引出し部は、前記スペーサの位置から周方向にずれた位置に配置され、前記渡り部の先端部は、前記スペーサの外方のスペーサと同一周方向位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、モールド作業を容易化し、モールド部を小型化してモールド樹脂使用量を低減し、放熱性を向上させたモールドコイルが得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかるモールドコイルの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかるモールドコイルにおけるモールド単位コイルのコイル軸Ｚ方向積層構造を示す縦断面図であり、図２は、３つのモールド単位コイルの組合せ構造を示す正面図であり、図３−１は、図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図であり、図３−２は、図１のＣ−Ｃ線に沿う横断面図であり、図３−３は、巻き始め端子の他の例を示す一部横断面図であり、図４−１は、巻き始め端子引出し構造を示すモールド単位コイルの部分縦断面図であり、図４−２は、巻き始め端子引出し構造の他の例を示すモールド単位コイルの部分縦断面図であり、図５−１は、モールド単位コイルの端子引出し構造を示す部分縦断面図であり、図５−２は、図５−１のＤ部拡大図であり、図５−３は、モールド単位コイルの端子引出し構造の他の例を示す部分縦断面図であり、図６−１は、スペーサによるモールド単位コイルの積層構造を示すモールドコイルの縦断面図であり、図６−２は、スペーサ６の側面図であり、図６−３は、スペーサ７の側面図であり、図６−４は、他のスペーサによるモールド単位コイルの積層構造を示すモールドコイルの一部縦断面図であり、図７−１は、巻き終り端子への端子カバーの取付構造を示すモールドコイルの縦断面図であり、図７−２は、図７−１のＢ部拡大図である。
【００１２】
図１〜図６−３に示すように、モールド単位コイル１０は、絶縁物で被覆されたコイル導体１（図４−１〜図５−３参照）を所定回数巻き回して四角短筒状に形成したコイル２を、モールド樹脂３でモールドし、外形を四角短筒状（図３−１、図３−２参照）に形成されている。
【００１３】
コイル２の内周側のコイル導体１の巻き始め端１ａ（図４−１、図４−２参照）に接続されたＬ型の巻き始め端子４が、コイル２の内周部からコイル軸Ｚ方向へモールド樹脂３の外部まで引き出され、直角に折れ曲ってコイル径方向へ延設されてモールド単位コイル１０のモールド樹脂３の外方まで延びている。
【００１４】
巻き始め端子４は、コイル２の内周側のコイル導体１の巻き始め端１ａ（図４−１、図４−２参照）に接続され、コイル軸Ｚ方向へモールド樹脂３の外部まで引出された引出し部４ｃと、引出し部４ｃからコイル２の径方向へ延設されてモールド単位コイル１０のモールド樹脂３の外方まで延びる渡り部４ｂとを有していて、渡り部４ｂをモールドしないので、モールド作業が容易である。
【００１５】
図４−１に示すように、引出し部４ｃを、コイル２の内側全長に亘って延設し、引出し部４ｃとコイル導体１の巻き始め端１ａとを電気的に接続し、巻き始め端１ａ以外のコイル導体１と引出し部４ｃとの間は、絶縁物３ａで絶縁する。また、図４−２に示すように、引出し部４ｃを、コイル２の内側の巻き始め端１ａまで延設して電気的に接続し、巻き始め端１ａ以外のコイル導体１の内側部分は、絶縁物３ａで埋めるようにしてもよい。
【００１６】
図３−１に示すように、巻き始め端子４の引出し部４ｃは、モールド単位コイル１０の四角の短辺の中心線Ｏからずれた位置Ｙに配置され、渡り部４ｂが直角に折れ曲がってコイル径方向へ延び、渡り部４ｂの先端部４ａが、モールド単位コイル１０の外方の中心線Ｏ上に配置されている。なお、図３−１では、巻き終り端子５は、図示を省略している。
【００１７】
図３−２、図４−１及び図４−２に示すように、コイル２の外周側のコイル導体１の巻き終わり端１ｂに接続された巻き終わり端子５は、モールド単位コイル１０の四角の短辺の中心線Ｏ上を、径方向にモールド樹脂３の外方まで延びている。なお、図３−２では、巻き始め端子４は、図示を省略している。
【００１８】
図１、図２、図３−１及び図３−２に示すように、モールドコイル２０の最上部のモールド単位コイル１０の下側には、天地を逆にして、巻き始め端子４が上側となるようにした同一形状のモールド単位コイル１０が、周方向に９０°ずつ離間させて配置した４個のスペーサ７を介して積層される。
【００１９】
その下側には、最上部のモールド単位コイル１０と同様に、天地を正にして、巻き終り端子５が上側となるようにしたモールド単位コイル１０が、４個のスペーサ６を介して積層される。スペーサ６は、モールド単位コイル１０の四角の各辺の中心線上に放射状に配置されている。
【００２０】
以下、同様に天地を正逆にした同一形状のモールド単位コイル１０が、スペーサ６又はスペーサ７を介してコイル軸Ｚ方向に積層され、実施の形態のモールドコイル２０は、６個の同一形状のモールド単位コイル１０を積層して形成されている。
【００２１】
図２、図３−１、図６−１及び図６−３に示すように、最上部のモールド単位コイル１０の下側と、最下部のモールド単位コイル１０の上側に配置されるスペーサ７は、両端部にフランジ７ａ、７ａを有し、モールド単位コイル１０の径方向の厚さに相当する長さを有する角柱状に形成されている。両端部のフランジ７ａ、７ａにより、上下の２つのモールド単位コイル１０、１０の内周部と外周部を挟持し、上下のモールド単位コイル１０、１０が径方向にずれるのを防いでいる。
【００２２】
内側のフランジ７ａには、モールドコイル２０を、内側モールドコイル３０に固定する内側スペーサ７ｂが設けられている。図６−２に示すように、モールドコイル２０の中間部に配置されるスペーサ６は、スペーサ７の内側スペーサ７ｂを有していない構造となっている。図６−１に示すように、内側モールドコイル３０内には、鉄心５０が挿通されている。
【００２３】
図２及び図３−１に示すように、隣接する上下の巻き始め端子４、４の先端部４ａ、４ａ同士が重なり、ボルト・ナット８（図１参照）により締結されて接続される。また、図２及び図３−２に示すように、隣接する上下の巻き終り端子５、５同士は、コ型導体９（図１参照）及びボルト・ナット８により締結されて接続される。
【００２４】
図１の最上部のモールド単位コイル１０の巻き終わり端子５（モールドコイル２０の巻き始め端子となる）から電流が流れ込むと、その下側の天地が逆になったモールド単位コイル１０には、巻き始め端子４から電流が流れ込むので、上下のモールド単位コイル１０、１０が発生する磁束の方向は同一の方向となり、モールドコイル２０は、モールド単位コイル１０の巻数の６倍の巻数を有する単一のコイルとして作動する。
【００２５】
以上のように、実施の形態のモールドコイル２０は、巻き始め端子４の渡り部４ｂをモールド樹脂３の外側に配置して、同一形状のモールド単位コイル１０をスペーサ６、７を介して積層して形成しているので、スペーサの介在により放熱性が良い。また、モールド単位コイル１０を小型化（薄型化）し、モールド樹脂３の使用量を低減させている。
【００２６】
なお、図３−３、図４−１及び図４−２に示すように、巻き始め端子４の他の例としての、巻き始め端子２４は、モールド単位コイル１０の四角の短辺の中心線Ｏからずれた位置Ｙからコイル軸Ｚ方向へモールド樹脂３の外部まで引き出され（引出し部２４ｃ）、直角に折れ曲がって中心線Ｏと平行にコイル径方向へ延び、モールド単位コイル１０の外方で直角に中心線Ｏに向って折れ曲がり（渡り部２４ｂ）、先端部２４ａが、モールド単位コイル１０の外方で中心線Ｏ上に位置するように、配置されている。巻き始め端子４の替わりに、巻き始め端子２４を用いてもよい。
【００２７】
また、図５−１、図５−２及び図５−３に示すように、巻き始め端子のさらに他の例としての、巻き始め端子３４は、コイル導体１の巻き始め端１ａに接続されたＬ型の引出し部３４ｃが、モールド樹脂３内に埋設され、ボルト３４ｄにより引出し部３４ｃに締結された別体の渡り部３４ｂが、コイル径方向へ延設されてモールド単位コイル１０の外方まで延びている。巻き始め端子３４の渡り部３４ｂを別体としたので、モールド単位コイルの保管が容易となる。
【００２８】
図３−１に示すように、巻き始め端子３４の引出し部３４ｃは、モールド単位コイル１０の四角の短辺の中心線Ｏからずれた位置Ｙに配置され、別体の渡り部３４ｂがコイル径方向へ延び、渡り部３４ｂの先端部３４ａが、モールド単位コイル１０の外方の中心線Ｏ上に配置されている。巻き始め端子４の替わりに、巻き始め端子３４を用いてもよい。
【００２９】
また、図６−４に示すように、スペーサ６の他の例としてのスペーサ３６は、両端部にフランジ３６ａ、３６ａを有し、フランジ３６ａ、３６ａの厚さを含む全長が、モールド単位コイル１０の径方向の厚さに相当する長さの角柱状に形成されている。
【００３０】
両端部のフランジ３６ａ、３６ａは、上下のモールド単位コイル１０、１０の外周部及び内周部に形成された凹部に嵌合するようになっている。両端部のフランジ３６ａ、３６ａが凹部に嵌合することにより、上下のモールド単位コイル１０、１０が径方向及び周方向にずれるのを防いでいる。
【００３１】
図示はしないが、内側のフランジ３６ａに、内側スペーサ７ｂと同様の内側スペーサを設ければ、モールドコイル２０を、内側モールドコイル３０に固定することができる。スペーサ６、７の替わりに、スペーサ３６を用いてもよい。
【００３２】
図７−１及び図７−２に示すように、モールドコイル２０の巻き始め端子４及び巻き終り端子５が引出された側には、端子を覆うように帯状の端子カバー４０が取付けられている。最上部のモールド単位コイル１０の巻き終り端子５に、ボルト・ナット４３（図７−１参照、図７−２には図示されていない。）によりＬ型端子４１の一片が締結されている。
【００３３】
Ｌ型端子４１の他片にボルト・ナット４４により別端子４２が締結され、ボルト・ナット４４の先端に絶縁ナット４５が締結され、絶縁ナット４５の他端に絶縁ボルト４６により端子カバー４０の上部が取付けられている。図示しないが、同様にして、最下部のモールド単位コイル１０の巻き終り端子５にも、端子カバー４０の下部が締結される。
【００３４】
図７−１では、モールド単位コイル１０の巻き終り端子５を、モールドコイル２０の巻き始め端子とする例を示したが、巻き始め端子４を、モールドコイル２０の巻き始め端子とする場合には、上段のモールド単位コイル１０との接続端子を利用して端子カバー４０を取付ける。
【００３５】
実施の形態のモールド単位コイル１０は、四角短筒状に形成したが、円短筒状に形成してもよい。モールドコイル２０は、６個（６段）のモールド単位コイル１０を連結する例を示したが、連結するモールド単位コイル１０の個数は、モールドコイル２０の容量や巻線によって異なり、６個に限定されない。
【００３６】
図３−１に示すように、スペーサ６、７を、１段に４個配置する例を示したが、スペーサ６、７は、モールド単位コイル１０の形状やコイル質量により、配置個数を選択する。図６−１に示すように、内側スペーサ７ｂを、最上部のモールド単位コイル１０の下側と、最下部のモールド単位コイル１０の上側に設置したが、それ以外の位置に設置してもよい。また、巻き終り端子５、５同士がコ型導体９により接続されるモールド単位コイル１０、１０間に配置するスペーサの厚さ（高さ）を薄くしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかるモールドコイルは、樹脂モールド変圧器の外側コイルに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態にかかるモールドコイルにおけるモールド単位コイルのコイル軸Ｚ方向積層構造を示す縦断面図である。
【図２】３つのモールド単位コイルの組合せ構造を示す正面図である。
【図３−１】図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図３−２】図１のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
【図３−３】巻き始め端子の他の例を示す一部横断面図である。
【図４−１】巻き始め端子引出し構造を示すモールド単位コイルの部分縦断面図である。
【図４−２】巻き始め端子引出し構造の他の例を示すモールド単位コイルの部分縦断面図である。
【図５−１】モールド単位コイルの端子引出し構造を示す部分縦断面図である。
【図５−２】図５−１のＤ部拡大図である。
【図５−３】モールド単位コイルの端子引出し構造の他の例を示す部分縦断面図である。
【図６−１】スペーサによる単位コイルの積層構造を示すモールドコイルの縦断面図である。
【図６−２】スペーサの側面図である。
【図６−３】スペーサの側面図である。
【図６−４】他のスペーサによる単位コイルの積層構造を示すモールドコイルの一部縦断面図である。
【図７−１】巻き終り端子への端子カバーの取付構造を示すモールドコイルの縦断面図である。
【図７−２】図７−１のＢ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  コイル導体
１ａ  巻き始め端
２  コイル
３  モールド樹脂
４，２４，３４  巻き始め端子
４ａ，２４ａ，３４ａ  渡り部の先端部
５  巻き終り端子
６，７，３６  スペーサ
６ａ，７ａ，３６ａ  フランジ
７ｂ  内側スペーサ
８  ボルト・ナット
９  コ形導体
１０  モールド単位コイル（単位コイル）
２０  モールドコイル
３０  内側モールドコイル
４０  端子カバー
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【図７−１】
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【図７−２】
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