(57)【要約】  【課題】  モールド変圧器の樹脂モールドコイルを低コストに製作可能な技術の提供。  【解決手段】  樹脂モールドコイルの冷却用ダクト製作用の抜型として、芯材の外表面側に熱可塑性樹脂を配し、さらにその外側にセミキュアシートを巻付けて固定した構成のものを用いる。【選択図】  図４
2005191360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルであって、
１次側コイルと該１次側コイルの内側に同心状に設けられた２次側コイルとがモールド樹脂により一体状に結合され、または分離して配置され、少なくとも該１次側コイルの外形位置よりも内側のモールド樹脂中に、断面の形状及び面積が略一定の冷却用ダクトが設けられた構成を特徴とする樹脂モールドコイル。
【請求項２】
上記冷却用ダクトは、周縁部がセミキュアシートで形成される請求項１に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項３】
上記冷却用ダクトは、上記１次側コイルと上記２次側コイルの中心軸方向に沿って形成される請求項１または請求項２に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項４】
コアに樹脂モールドコイルが組み込まれて成るモールド変圧器であって、
１次側コイルと該１次側コイルの内側に同心状に設けられた２次側コイルとがモールド樹脂により一体状に結合され、少なくとも該１次側コイルの外形位置よりも内側のモールド樹脂中に、断面の形状及び面積が略一定の冷却用ダクトが設けられた樹脂モールドコイルと、
上記樹脂モールドコイルの上記２次側コイルの内周側に挿入され、環状の磁気回路を形成するコアと、
上記樹脂モールドコイルの上記１次側コイル、２次側コイルの端末がそれぞれ接続される端子と、
を備えた構成を特徴とするモールド変圧器。
【請求項５】
コアに樹脂モールドコイルが組み込まれて成るモールド変圧器の製造方法であって、
芯材を加工するステップと、
上記芯材の表面に離型剤を塗布するステップと、
上記芯材の表面に熱可塑性樹脂を配置するステップと、
上記芯材及び上記熱可塑性樹脂の外側にセミキュアシートを巻付けて固定し、樹脂モールドコイルの冷却用ダクトを製作するための抜型として完成させるステップと、
上記抜型を複数個、コイル導体を巻線したコイルの外側に配置するステップと、
上記コイルと同心状にかつ上記抜型の外側に、さらにコイル導体を巻線してコイルを製作するステップと、
上記コイル及び上記抜型を含む領域にモールド樹脂を充填するステップと、
上記充填したモールド樹脂を加熱し硬化させるステップと、
上記モールド樹脂の硬化後、上記抜型内の上記熱可塑性樹脂の軟化状態で、該抜型から上記芯材を除去するステップと、
上記抜型から上記芯材を除去した状態で、上記モールド樹脂を再度加熱し硬化させるステップと、
コイル端末の処理を行い、樹脂モールドコイルとして完成させるステップと、
上記樹脂モールドコイルを、別途製作したコアに挿入するステップと、
コイル端末を端子に接続するステップと、
を経て、モールド変圧器を製造することを特徴とするモールド変圧器の製造方法。
【請求項６】
上記複数個の抜型を上記コイルの外側に配置するステップでは、該複数個の抜型のうちの一部または全部を、その長手方向が該コイルの中心軸に沿うように配置される請求項５に記載のモールド変圧器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂モールドコイルを用いて成るモールド変圧器技術に係り、特に、該樹脂モールドコイル中に設ける冷却用ダクトを形成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モールド変圧器の樹脂モールドコイル中の冷却用ダクトは、長手方向にテーパ状とされた抜型によりモールド樹脂中に製作される。すなわち、コイル中に、コイル中心軸方向が長手方向となるようにして上記テーパ状の抜型を配し、該コイル及び該抜型を含む領域にモールド樹脂を充填して、該モールド樹脂を加熱硬化させた後、該抜型を長手方向（テーパ方向）に引き抜く。該抜型を引き抜いた跡には、該抜型の外形に対応してテーパ状の空間すなわちテーパ状の冷却用ダクトが形成される。該抜型の表面には通常、離型剤が塗布される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、抜型をテーパ状に加工する必要がある。このため、加工工数が多くなり、製作費も高くなり易い。
【０００４】
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、モールド変圧器の樹脂モールドコイルを、冷却用ダクト製作用の抜型を含めて低コストで製作できるようにすることである。抜型は、冷却用ダクトの寸法変更等にも低コスト下で対応可能なようにすることである。
【０００５】
本発明の目的は、かかる課題点を解決して、低コストで製作作業性に優れたモールド変圧器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題点を解決するために、本発明では、モールド変圧器の樹脂モールドコイル中の冷却用ダクトを製作するための抜型として、芯材の外表面側に熱可塑性樹脂を配し、さらに、該芯材及び該熱可塑性樹脂の外側にセミキュアシートを巻付けて固定した構成のものを用い、樹脂モールドコイルの製作時、コイルと上記抜型を含む領域に充填したモールド樹脂を加熱硬化させた段階で、上記熱可塑性樹脂が軟化状態にあることを利用して上記芯材を、該加熱硬化させたモールド樹脂から抜き取る。芯材はテーパ状のものであってもよいし、非テーパ状のものであってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却用ダクトの寸法変更等にも低コスト下で容易に対応して、モールド変圧器の樹脂モールドコイルを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて説明する。
【０００９】
図１〜図５は、本発明の実施形態の説明図である。図１は、３相式モールド変圧器の全体構成例図、図２は、図１のモールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルの平面図、図３は、図２の樹脂モールドコイルの製造に用いる抜型の外観図、図４は、図３の抜型の断面図、図５は、図１のモールド変圧器の製造工程の一例を示す図である。
【００１０】
図１において、１はモールド変圧器、２は樹脂モールドコイル、２ａは、樹脂モールドコイル２のうち、Ｕ相の樹脂モールドコイル、２ｂは同じくＶ相の樹脂モールドコイル、２ｃは同じくＷ相の樹脂モールドコイル、３は、磁気回路を形成するためのコア、４ａはＵ相の樹脂モールドコイルの端子、４ｂはＶ相の樹脂モールドコイルの端子、４ｃはＷ相の樹脂モールドコイルの端子である。樹脂モールドコイル２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのものが、コイルの中心軸に沿う方向に、その断面の形状及び面積が略一定の冷却用ダクトがモールド樹脂中に設けられた構成を有する。
【００１１】
図２は、図１のモールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルのうちの１つの平面図である。
【００１２】
図２において、２は樹脂モールドコイル、２ｐは１次側コイル、２ｓは２次側コイル、２０ａ〜２０ｈは、モールド樹脂中に設けられた冷却用ダクトである。モールド樹脂は、１次側コイル２ｐ、２次側コイル２ｓを含む領域に充填され、加熱によって硬化状態とされて、該１次側コイル２ｐと２次側コイル２ｓを一体状にした樹脂モールドコイルを形成している。１次側コイル２ｐと２次側コイル２ｓは同心状に配され、冷却用ダクト２０ａ〜２０ｈは、本実施形態の場合は該両コイル２ｐ、２ｓ間に配され、該両コイル２ｐ、２ｓの中心軸に沿う方向に、その断面の形状及び面積が略一定とされている。冷却用の空気が該冷却用ダクト２０ａ〜２０ｈ中を流動することにより、樹脂モールドコイルが冷却される。該冷却用ダクト２０ａ〜２０ｈはそれぞれ、対応する抜型を用いて形成される。すなわち、複数の抜型を用いて形成される。
【００１３】
図３は、冷却用ダクト２０ａ〜２０ｈを形成するための抜型のうちの１つの抜型の外観図である。複数の抜型の基本構成は互いに同じであるとする。
【００１４】
図３において、３０は抜型、３０ａは、金型などで構成される芯材、３０ｂは、該芯材３０ａの外側に配される該熱可塑性樹脂、３０ｃは、さらにその外側に巻付けられるセミキュアシートである。芯材３０ａは、長手方向（ｚ方向）に直角な断面の形状及び面積が略一定とされている。このため、抜型３０全体としても、長手方向（ｚ方向）に直角な断面の形状及び面積が略一定となっている。該抜型３０は、樹脂モールドコイルの製造時、モールド樹脂の充填に先立って、１次側コイル２ｐ（図２）と２次側コイル２ｓ（図２）の間の位置に、その長手方向（ｚ方向）が該両コイルの中心軸方向に沿うようにして配される。
【００１５】
図４は、図３の抜型の断面図である。
【００１６】
図４において、３０は抜型、３０ａは芯材、３０ｂは熱可塑性樹脂、３０ｃはセミキュアシートである。熱可塑性樹脂３０ｂとしては、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどを用いる。芯材３０ａの表面には離型剤を塗布し、その外側に熱可塑性樹脂３０ｂを配する。本構成の抜型３０は、断面形状が略長方形の芯材３０ａを用いた例であり、抜型３０内において、熱可塑性樹脂３０ｂは、芯材３０ａの断面積に対する抜型３０の断面積の増大分を少なく抑えるために、該芯材３０ａの該長方形の２辺に相当する２面側にのみ配する。
【００１７】
図５は、図１のモールド変圧器の製造工程の一例を示す図である。
【００１８】
以下、図５の説明中で用いるモールド変圧器、樹脂モールドコイル及び抜型の構成要素には、上記図１〜図４におけると同じ符号を付して用いる。
【００１９】
モールド変圧器１の製造工程では、製作した抜型３０を用いて、樹脂モールドコイル２中の冷却用ダクト２０ａ〜２０ｈを形成し、該冷却用ダクト２０ａ〜２０ｈを形成して完成させた樹脂モールドコイル２を、コア３に挿入してコイル端末の結線を行い、モールド変圧器１として完成させる。
【００２０】
図５において、
抜型３０は、
（１）芯材３０ａを所定の寸法・形状に加工して製作する（ステップＳ５０１ｃ）。
【００２１】
（２）芯材３０ａの表面に離型剤を塗布する（ステップＳ５０２ｃ）。
【００２２】
（３）上記離型剤のさらに外側に、熱可塑性樹脂３０ｂを配する（ステップＳ５０３ｃ）。
【００２３】
（４）上記離型剤を塗布した芯材３０ａ、上記熱可塑性樹脂３０ｂの外側にセミキュアシート３０ｃを巻付けて固定する（ステップＳ５０４ｃ）。
【００２４】
（５）トリミング等を行い、所定の複数の抜型３０を完成させる（ステップＳ５０５ｃ）。
【００２５】
樹脂モールドコイル２の製作は、
（６）まず、２次側コイル２ｓの巻線を行う（ステップＳ５０１ｂ）。
【００２６】
（７）次に、上記２次側コイル２ｓの外周側の所定の複数位置に、上記製作した抜型３０を配置する（ステップＳ５０２ｂ）。
【００２７】
（８）上記抜型３０の外周側の所定位置に、上記２次側コイル２ｓと同心状に１次側コイル２ｐを巻線する（ステップＳ５０３ｂ）。
【００２８】
（９）上記１次側コイル２ｐ、上記２次側コイル２ｓ及び上記抜型３０を含む領域にモールド樹脂を充填する（ステップＳ５０４ｂ）。
【００２９】
（１０）上記充填したモールド樹脂を加熱して硬化させる（１回目の加熱硬化）（ステップＳ５０５ｂ）。
【００３０】
（１１）上記抜型３０中の芯材３０ａを、上記熱可塑性樹脂３０ｂが軟化して状態で該上記抜型３０から引き抜く（ステップＳ５０６ｂ）。
【００３１】
（１２）上記充填したモールド樹脂を再度加熱して硬化させる（２回目の加熱硬化）（ステップＳ５０７ｂ）。
【００３２】
（１３）上記１次側コイル２ｐ、上記２次側コイル２ｓそれぞれの端末処理等の調整を行う（ステップＳ５０８ｂ）。
【００３３】
（１４）全体トリミングを行い、樹脂モールドコイル２として完成させる（ステップＳ５０９ｂ）。
【００３４】
（１５）上記完成した樹脂モールドコイル２を、別途製作したコア３に挿入し（ステップＳ５１０ｂ）、各コイル端末を端子４ａ、４ｂ、４ｃに接続するなどしてモールド変圧器１を完成させる。
【００３５】
上記本発明の実施形態によれば、樹脂モールドコイル２の製作時、モールド樹脂を加熱硬化させた後、上記熱可塑性樹脂３０ｂを軟化させることで、上記芯材３０ａを上記抜型３０から容易に除去することができる。芯材３０ａには、その長手方向に、その断面の形状及び面積が略一定のストレート状にものを用いているため、該芯材３０ａ及びこれを用いた抜型３０を、少ない工程で低コストに製作することができ、冷却用ダクトの寸法変更等にも低コスト下で対応可能となる。上記抜型３０の低コスト化により、樹脂モールドコイル２及びモールド変圧器１の低コスト化を図ることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、上記芯材３０ａ及び抜型３０として、その断面の形状及び面積が長手方向に対し略一定のストレート状にものを用いているが、本発明はこれに限定されず、他の断面形状・断面積のものを用いてもよい。例えばテーパ状のものであってもよい。また、上記実施形態では、冷却用ダクトを、樹脂モールドコイル２内において、１次側コイル２ｐと２次側コイル２ｓとの間に配する構成としたが、本発明はこれに限定されず、冷却用ダクトを、例えば、２次側コイル２ｓ中に設けてもよいし、１次側コイル２ｐ中に設けてもよいし、または、２次側コイル２ｓと１次側コイル２ｐの両方に設けてもよい。２次側コイル２ｓ中に設ける場合は、樹脂モールドコイル２の製作時、２次側コイル２ｓとしてのコイル導体の巻線の途中段階で抜型３０を挿入し、挿入後、該抜型３０を含む外周側にさらに続けて該２次側コイル２ｓとしてのコイル導体を巻線する。冷却用ダクトを、１次側コイル２ｐ中に設ける場合や、２次側コイル２ｓと１次側コイル２ｐの両方に設ける場合も同様である。また、上記実施形態では、上記冷却用ダクトを樹脂モールドコイル２内に複数個設ける構成としたが、冷却用ダクトは１個であってもよい。また、上記実施形態では、冷却用ダクトを、１次側コイルと上記２次側コイルの中心軸方向に沿って形成する構成としたが、本発明はこれにも限定されず、該冷却用ダクトをコイルの中心軸方向に対し傾斜させて設けてもよい。複数個の冷却用ダクトの場合は、その全部を、コイルの中心軸方向に対し傾斜させてもよいし、複数個のうちの一部をコイルの中心軸方向に沿わせ、残りのものをコイルの中心軸方向に対し傾斜させるようにしてもよい。また、樹脂モールドコイルとしては、１次側コイルと２次側コイルとがモールド樹脂により一体状に結合されるものに限定されず、それぞれが互いに分離して配置されるものであってもよい。さらに、上記実施形態では３相式のモールド変圧器の場合につき述べたが、本発明はこれにも限定されず、他のモールド変圧器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態としてのモールド変圧器の構成例図である。
【図２】図１のモールド変圧器に用いる樹脂モールドコイルの平面図である。
【図３】図２の樹脂モールドコイルの製造に用いる抜型の外観図である。
【図４】図３の抜型の断面図である。
【図５】図１のモールド変圧器の製造工程の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…モールド変圧器、
２、２ａ、２ｂ、２ｃ…樹脂モールドコイル、
２ｐ…１次側コイル、
２ｓ…２次側コイル、
３…コア、
４ａ、４ｂ、４ｃ…樹脂モールドコイルの端子、
２０ａ〜２０ｈ…冷却用ダクト、
３０…抜型、
３０ａ…芯材、
３０ｂ…熱可塑性樹脂、
３０ｃ…セミキュアシート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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