(57)【要約】【課題】  コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、コイル導体間の部分放電の発生を避け得るようにする。【解決手段】  コイル２と、このコイル２を覆った、使用時の状態が液相の絶縁物３と、この絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂４とを具備して成り、使用時の状態が液相の絶縁物３が、液相ゆえに、コイル導体２ａの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体２ａを包み込む。かくして、コイル導体２ａの絶縁が充分にできることから、コイル導体間２ａ間の部分放電の発生を、コイル導体２ａ間の電圧を抑制したり、コイル導体２ａ間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
このコイルを覆った、使用時の状態が液相の絶縁物と、
この絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂とを具備して成ることを特徴とするモールドコイル。
【請求項２】
絶縁物が生分解性のものであることを特徴とする請求項１記載のモールドコイル。
【請求項３】
コイルを熱溶融性の第１の樹脂で覆い、その後に、第１の樹脂の溶融温度より硬化温度の低い熱硬化性のモールド樹脂で第１の樹脂を覆い、この状態で、それらを第１の樹脂の溶融温度より高い温度で加熱し、それによって溶融した第１の樹脂を流し出した後に、第１の樹脂が存在した跡の空間に液相の絶縁物を流し込んで充填することを特徴とする請求項１記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項４】
コイルと、
このコイルを覆った含浸性材料から成る第１の絶縁物と、
この第１の絶縁物を覆った非含浸性材料から成る第２の絶縁物と、
この第２の絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂と、
前記第１の絶縁物に含浸された液相の第３の絶縁物とを具備して成ることを特徴とするモールドコイル。
【請求項５】
コイルを第１の絶縁物で覆い、その後に、第１の絶縁物を第２の絶縁物で覆い、この状態で、更に第２の絶縁物をモールド樹脂で覆い、そのモールド樹脂で前記第２の絶縁物を覆う前、又は覆った後に、前記第１の絶縁物に液相の第３の絶縁物を含浸させることを特徴とする請求項４記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項６】
モールド樹脂がクラック容易な弱点部を有することを特徴とする請求項１又は４記載のモールドコイル。
【請求項７】
コイルと、
このコイルを覆って成形されたモールド樹脂とを具備し、
そのモールド樹脂と前記コイルとの間に絶縁空間を形成したことを特徴とするモールドコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルの絶縁構造を改良したモールドコイル及びそれの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、配電用の変圧器等に用いられるモールドコイルにおいては、コイル導体を巻回して構成したコイルを、その周囲に成形するモールド樹脂で直接覆っていた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５７７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、モールド樹脂には成形硬化時にボイドができやすく、特に、モールド樹脂がコイル導体と接する部分、更にその中でも、近接したコイル導体同士で形成される多くの隅の部分に空気が封じ込められてボイドができやすい。そして、そのようにできたボイドは、コイル導体間の部分放電を発生する因となるものであり、この部分放電の発生を避けるため、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることが行われてきたが、そのうちのコイル導体間の電圧を抑制する策では、高電圧クラスの変圧器等の機器への適用が困難であり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとる策では、モールドコイルの大形化、ひいては変圧器など適用機器の大形化を招来していた。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、コイル導体間の部分放電の発生を避けることのできるモールドコイル及びそれの製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のモールドコイルは、第１に、コイルと、このコイルを覆った、使用時の状態が液相の絶縁物と、この絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂とを具備して成ることを特徴とする（請求項１の発明）。
【０００６】
本発明のモールドコイルの製造方法は、上記第１のモールドコイルを製造するのに、コイルを熱溶融性の第１の樹脂で覆い、その後に、第１の樹脂の溶融温度より硬化温度の低い熱硬化性のモールド樹脂で第１の樹脂を覆い、この状態で、それらを第１の樹脂の溶融温度より高い温度で加熱し、それによって溶融した第１の樹脂を流し出した後に、第１の樹脂が存在した跡の空間に液相の絶縁物を流し込んで充填することを特徴とする（請求項３の発明）。
【０００７】
本発明のモールドコイルは、第２に、コイルと、このコイルを覆った含浸性材料から成る第１の絶縁物と、この第１の絶縁物を覆った非含浸性材料から成る第２の絶縁物と、この第２の絶縁物を覆って成形されたモールド樹脂と、前記第１の絶縁物に含浸された液相の第３の絶縁物とを具備して成ることを特徴とする（請求項４の発明）。
【０００８】
本発明のモールドコイルの製造方法は、上記第２のモールドコイルを製造するのに、コイルを第１の絶縁物で覆い、その後に、第１の絶縁物を第２の絶縁物で覆い、この状態で、更に第２の絶縁物をモールド樹脂で覆い、そのモールド樹脂で前記第２の絶縁物を覆う前、又は覆った後に、前記第１の絶縁物に液相の第３の絶縁物を含浸させることを特徴とする（請求項５の発明）。
【発明の効果】
【０００９】
上記第１の手段を採用したモールドコイルによれば、コイルを覆った、使用時の状態が液相の絶縁物が、液相ゆえに、コイル導体の隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体を包み込む。かくして、コイル導体の絶縁が充分にできることから、コイル導体間の部分放電の発生も、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
又、上記第１の手段を採用したモールドコイルを製造する方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイルを合理的に製造できる。
【００１０】
一方、第２の手段を採用したモールドコイルによれば、コイルを覆った含浸性材料から成る第１の絶縁物に含浸された液相の第３の絶縁物が、やはり液相ゆえに、コイル導体の隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体を包み込む。かくして、コイル導体の絶縁が充分にできることから、コイル導体間の部分放電の発生も、コイル導体間の電圧を抑制したり、コイル導体間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
又、上記第２の手段を採用したモールドコイルを製造する方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイルを合理的に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１を参照して説明する。
図１には、完成状態のモールドコイル１を示している。このモールドコイル１は、コイル２と、このコイル２を覆った絶縁物３と、この絶縁物３を覆って成形されたモールド樹脂４とから成っている。
しかして、そのうちのコイル２は、線状のコイル導体２ａを円筒状にて多重に巻回して成るものであり、図中上下間の一部は二点鎖線で略図示して表している。
【００１２】
これに対して、絶縁物３は、使用時の状態が液相のものであり、例えば樹脂で、コイル２を包み込んでその周囲に成形され、この成形されて硬化したときには固相であるが、後に加熱されることによって液相となるものである。
そして、モールド樹脂４は、上述のコイル２を覆って成形された絶縁物３を包み込んでその周囲に成形したものであり、上記絶縁物３には、溶融温度（融点）がこのモールド樹脂４の溶融温度より低いものを使用している。
【００１３】
そこで、このものの場合、モールドコイル１の完成後、例えばコイル２に通電することによって、このコイル２をモールド樹脂４の溶融温度以下であって絶縁物３の溶融温度以上の温度に加熱すると、モールド樹脂４を溶融させずに絶縁物３を溶融させ得るものであり、かくして絶縁物３を液相にしている。又、この場合、コイル２に通電して絶縁物３を溶融させる温度は、モールドコイル１の使用時（変圧器等に適用して運転するとき）の温度ともしており、かくして、絶縁物３を使用時の状態が液相となるようにしている。
【００１４】
以上のように構成したモールドコイル１によれば、コイル２を覆った、使用時の状態が液相の絶縁物３が、液相ゆえに、コイル導体２ａの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体２ａを包み込む。かくして、コイル導体２ａの絶縁が充分にできることから、コイル導体２ａ間の部分放電の発生も、コイル導体２ａ間の電圧を抑制したり、コイル導体２ａ間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。そして、そのうちの、コイル導体２ａ間の電圧を抑制できることで、高電圧クラスの変圧器等の機器への適用が容易に可能となり、コイル導体２ａ間の絶縁距離を大きくとる必要がなくなることで、モールドコイルの大形化、ひいては変圧器など適用機器の大形化を避けることができる。
【００１５】
以上に対して、図２ないし図５は本発明の第２ないし第５実施例（第２ないし第５の実施形態）を示すもので、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
【００１６】
［第２実施例］
図２に示す第２実施例においては、モールドコイル１の製造方法として、まず、（ａ）図に示すようにコイル２を形成する。次いで、（ｂ）図に示すように、コイル２の周囲に第１の樹脂１１を成形して、この第１の樹脂１１によりコイル２を覆う。このとき、第１の樹脂１１には、成形型注入に供した部分を凸部１１ａとして上方に残す。
【００１７】
その後、（ｃ）図に示すように、第１の樹脂１１の周囲にモールド樹脂４を成形して、このモールド樹脂４により第１の樹脂１１を覆う。このとき、第１の樹脂１１の上記凸部１１ａは、上面部をモールド樹脂４の成形上面部に露出させる。モールド樹脂４は、第１の樹脂１１の溶融温度より硬化温度の低い熱硬化性のものであり、換言すれば、第１の樹脂１１がモールド樹脂４の硬化温度より溶融温度の高い熱溶融性のものである。具体的には、例えば第１の樹脂１１として、溶融温度が１２０〔℃〕のケトン樹脂を使用し、モールド樹脂４として、一次硬化温度が１００〔℃〕のエポキシ樹脂を使用している。なお、エポキシ樹脂は二次硬化温度が１３０〔℃〕である。
【００１８】
次に、（ｄ）図に示すように、成形品の上下を反転させて、その成形品を第１の樹脂１１の溶融温度より高い温度で加熱する。すると、第１の樹脂１１が溶融する前の温度段階でモールド樹脂４が硬化し、この状態で、第１の樹脂１１が溶融する温度に達して以降、第１の樹脂１１が凸部１１ａも含めて溶融する。そして、第１の樹脂１１が溶融したなら、その後に、溶融した第１の樹脂１１を凸部１１ａから順に流し出す。
【００１９】
この後、（ｅ）図に示すように、成形品の上下を元に戻して、第１の樹脂１１が存在した跡の空間に液相の絶縁物１２を流し込んで充填する。液相の絶縁物１２は、この場合、例えば植物由来のエステル油など、生分解性のものであり、モールドコイル１の使用前から使用時、使用後に至るまで液相である。なお、前記第１の樹脂１１の凸部１１ａが存在した跡の空間には、栓１３を装填することにより、液相の絶縁物１２の流出を防止する。
【００２０】
このようにしても、コイル２を覆った、使用時の状態が液相の絶縁物１２が、液相ゆえに、コイル導体２ａの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体２ａを包み込むから、コイル導体２ａの絶縁が充分にできて、コイル導体２ａ間の部分放電の発生を、コイル導体２ａ間の電圧を抑制したり、コイル導体２ａ間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
【００２１】
又、液相の絶縁物１２には、上述の植物由来のエステル油など、生分解性のものを使用しており、それによって、モールドコイル１を棄却したときの絶縁物１２の分解が微生物によってでき、地球環境を悪化させることのないようにできる。
更に、上述の製造方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイル１を合理的に製造することができる。
【００２２】
加えて、上記製造方法において、溶融させて流し出した第１の樹脂１１は、同製品のモールドコイル１を製造するのに繰り返し利用することが可能である。
なお、液相の絶縁物１２は、生分解性のものに限られず、鋼油やシリコンオイル等であっても良い。
【００２３】
［第３実施例］
図３に示す第３実施例においては、モールドコイル１の異なる製造方法として、（ａ）図に示すようにコイル２を形成した後、（ｂ）図に示すように、コイル２を含浸性材料から成る第１の絶縁物２１で覆う。この含浸性材料から成る第１の絶縁物２１は、低密度の、独立気泡を有さない多孔質の材料から成るものであり、例えば不織布を使用する。
次いで、（ｃ）図に示すように、第１の絶縁物２１を非含浸性材料から成る第２の絶縁物２２で覆う。この非含浸性材料から成る第２の絶縁物２２には、例えばＰＥＴフィルムを使用する。又、この第２の絶縁物２２には、上部に口２２ａを形成しておく。
【００２４】
この後、（ｄ）図に示すように、第２の絶縁物２２の口２２ａから第１の絶縁物２１に液相の第３の絶縁物２３を注入して含浸させる。この液相の第３の絶縁物２３も、例えば生分解性を有する植物由来のエステル油や、鋼油、シリコンオイル等であり、モールドコイル１の使用前から使用時、使用後に至るまで液相である。
そして、その後、（ｅ）図に示すように、第２の絶縁物２２の口２２ａに栓２４を装填し、この状態で、第２の絶縁物２２の周囲にモールド樹脂４を成形して、このモールド樹脂４により第２の絶縁物２２を覆う。
【００２５】
この結果、モールドコイル１は、この場合、コイル２と、このコイル２を覆った含浸性材料から成る第１の絶縁物２１と、この第１の絶縁物２１を覆った非含浸性材料から成る第２の絶縁物２２と、この第２の絶縁物２２を覆って成形されたモールド樹脂４と、前記第１の絶縁物２１に含浸された液相の第３の絶縁物２３とを具備して成るもので、そのうちの、コイル２を覆った、使用時の状態が液相の第３の絶縁物２３が、液相ゆえに、コイル導体２ａの隅々までよく行き渡ってボイドを生じることなくコイル導体２ａを包み込むから、コイル導体２ａの絶縁が充分にできて、コイル導体２ａ間の部分放電の発生を、コイル導体２ａ間の電圧を抑制したり、コイル導体２ａ間の絶縁距離を大きくとったりすることなく、避けることができる。
【００２６】
又、この場合、コイル２を覆った含浸性材料から成る第１の絶縁物２１を非含浸性材料から成る第２の絶縁物２２で覆うことで、含浸性材料から成る第１の絶縁物２１に含浸させる液相の第３の絶縁物２３を漏らすことのないようにできる。
【００２７】
但し、液相の第３の絶縁物２３は、モールド樹脂４で第２の絶縁物２２を覆う前に限られず、覆った後に第１の絶縁物２１に含浸させるようにしても良いもので、この場合には、モールド樹脂４が第１の絶縁物２１に含浸してコイル２の周囲にボイドの発生を伴って成形されるのを、第２の絶縁物２２で防ぐことができる。
そして、上述の製造方法によれば、上述の効果を奏するモールドコイル１を合理的に製造することができる。
【００２８】
［第４実施例］
図４に示す第４実施例においては、モールド樹脂４にクラック容易な弱点部３１を複数箇所形成しており、その形成は、この場合、第１実施例の絶縁物３の外周部に、これが硬化する段階で、先鋭な突起部３２を複数形成することにより、そのそれぞれに対応したモールド樹脂４の箇所を局部的に薄肉にすることで行っているが、それに代えて、第２実施例の第１の樹脂１１の外周部、又は第３実施例の第２の絶縁物２２の外周部に、同様に、先鋭な突起部を複数形成することにより行っても良い。
【００２９】
このようにすることにより、モールドコイル１を棄却するときのモールド樹脂４の破壊が、弱点部３１からモールド樹脂４にクラックを生じさせて容易にでき、それによって、コイル２の回収も容易にできる。
【００３０】
なお、モールド樹脂４を破壊するについては、第１実施例の絶縁物３、第２実施例の絶縁物１２、及び第３実施例の第３の絶縁物２３を温度上昇させて、それらの体積を膨張させることにより、モールド樹脂４に内側から破壊力を与える方法で行うようにすると、一層容易にできる。
【００３１】
又、それとは異なる方法として、第１実施例の絶縁物３を液相にして、又は最初から液槽の第２実施例の絶縁物１２、及び第３実施例の第３の絶縁物２３を流し出して、その跡の空間に水を流し入れ、この水を凍らせることで体積膨張させ、それによって、モールド樹脂４に内側から破壊力を与える方法を採るようにしても良い。
更に、これらの場合、モールド樹脂４に弱点部３１を形成していると、モールド樹脂４の破壊が一層容易にできるが、弱点部３１はモールド樹脂４に形成していなくても、モールド樹脂４の破壊はそれなりに容易にできる。
【００３２】
［第５実施例］
図５に示す第５実施例においては、モールド樹脂４とコイル２との間に、絶縁空間４１を形成するに留めている。コイル導体２ａ間の電圧のレベルが低い場合には、このようにしても、コイル導体２ａ間の絶縁性を確保することができる。又、その絶縁空間４１には、モールドコイル１を棄却するときに、上述のように液体を流し込んでそれを温度上昇させたり、凍結させたりして体積膨張させることにより、モールド樹脂４に内側から破壊力を与えるようにすると良い。更に、この場合も、モールド樹脂４に弱点部３１を形成していると、モールド樹脂４の破壊が一層容易にできるが、弱点部３１はモールド樹脂４に形成していなくても、モールド樹脂４の破壊はそれなりに容易にできる。
【００３３】
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例を示す斜視断面図
【図２】本発明の第２実施例を（ａ）〜（ｅ）で製造工程順に示す斜視断面図
【図３】本発明の第３実施例を示す図２相当図
【図４】本発明の第４実施例を示す図１相当図
【図５】本発明の第５実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
【００３５】
図面中、１はモールドコイル、２はコイル、３は使用時の状態が液相の絶縁物、４はモールド樹脂、１１は第１の樹脂、１２は液相の絶縁物、２１は第１の絶縁物、２２は第２の絶縁物、２３は液相の第３の絶縁物、３１は弱点部、４１は絶縁空間を示す。
【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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