(57)【要約】【課題】絶縁樹脂が充填されにくい隙間に対しても絶縁樹脂の充填を確実に行えるモールド形変成器およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るモールド形変成器１００は、筒状に巻回された一次コイル１３と、一次コイル１３の内側に設けられ、一次コイル１３の巻回幅より小さい巻回幅で巻回された二次コイル１５と、一次コイル１３と二次コイル１５とを一体に封止する第一の絶縁体層１８と、第一の絶縁体層１８を収納するケース体と、ケース体の内壁と第一の絶縁体層１８との隙間に設けられた第二の絶縁体層１９とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に巻回された一次コイルと、
前記一次コイルの内側に設けられ、前記一次コイルの巻回幅より小さい巻回幅で筒状に巻回された二次コイルと、
前記一次コイルと前記二次コイルとを一体に封止する第一の絶縁体層と、
前記第一の絶縁体層を収納するケース体と、
前記ケース体の内壁と前記第一の絶縁体層との間に設けられた第二の絶縁体層と
を備えたモールド形変成器。
【請求項２】
前記第一の絶縁体層と前記第二の絶縁体層とは、互いに異なる絶縁樹脂により構成される
ことを特徴とする請求項１記載のモールド形変成器。
【請求項３】
前記一次コイルおよび前記二次コイルは、周方向の断面に直交する方向であるコイル軸方向が前記ケース体の底面と平行となるようにそれぞれ配置され、
前記ケース体は、前記二次コイルより内周側において貫通孔が設けられるためのケース内周部を有し、
前記ケース内周部は、前記ケース体の底面に対する対向面において、前記対向面の中心部が前記ケース体の底面に近づくように傾斜する傾斜部を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモールド形変成器。
【請求項４】
ケース体外部の被測定線に前記一次コイルを電気的に接続させるための一次端子を備え、
前記ケース体は、第一のケースおよび第二のケースが嵌合されて構成され、
前記一次端子が前記第一のケースおよび前記第二のケースの嵌合隙間において嵌挿される端子嵌挿部を有し、
前記端子嵌挿部と前記一次端子との境界部分を前記ケース体の内部にて封止する絶縁体漏出抑止体が設けられる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモールド形変成器。
【請求項５】
前記絶縁体漏出抑止体は、前記第一の絶縁体層および前記第二の絶縁体層を構成する絶縁樹脂とは異なる絶縁樹脂により構成される
ことを特徴とする請求項４に記載のモールド形変成器。
【請求項６】
前記ケース体の前記端子嵌挿部は、底面からの高さ位置が前記一次コイルおよび前記二次コイルの周方向の断面中心における高さ位置と異なる
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のモールド形変成器。
【請求項７】
前記一次コイルおよび前記二次コイルのうち少なくとも一方のコイルの表面には、第一の絶縁体吸着材が設けられる
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモールド形変成器。
【請求項８】
前記一次コイルおよび前記二次コイルの間には第二の絶縁体吸着材により形成された層が設けられる
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモールド形変成器。
【請求項９】
導線が筒状に巻回された一次コイルと前記一次コイルの巻回幅より小さい巻回幅で筒状に巻回された二次コイルとを、前記二次コイルが前記一次コイルの内側に設けられた状態で金型に配置するコイル配置工程と、
前記金型の内部に第一の絶縁樹脂を充填して前記一次コイルおよび前記二次コイルを封止することで、コイル封止体を形成するコイル封止工程と、
前記コイル封止体をケース体に収納し、前記ケース体の内壁と前記コイル封止体との間に第二の絶縁樹脂を充填することで前記ケース体の内部を封止するケース体封止工程と
を備えるモールド形変成器の製造方法。
【請求項１０】
前記コイル封止工程において、前記コイル封止体は、加圧された前記第一の絶縁樹脂を射出成形法により充填することで形成されることを特徴とする請求項９に記載のモールド形変成器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次コイルおよび二次コイルを絶縁樹脂にてモールドして構成されたモールド形変成器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のモールド形変成器は、第一のケースと第二のケースを嵌合して形成したケース体内部に、それぞれ導線を巻回して形成された一次コイルと二次コイルを収納した状態で、ケース体の上面に設けられた注入口からケース体内部にエポキシ樹脂などの絶縁樹脂を充填することにより、一次コイルおよび二次コイルを絶縁樹脂で封止している（例えば、特許文献１参照）。ケース内部に残留した気泡が両コイルと鉄心の間に介在すると、部分的に磁束が乱れ部分放電が発生し、この部分放電が繰り返し発生することで徐々に絶縁体が劣化し、最終的に絶縁破壊に至る。従って、絶縁樹脂に含まれる気泡の残留を抑制できるように、ケース体内の全ての隙間において絶縁樹脂が十分に充填されるように調整する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-２９５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一次コイルおよび二次コイルは円筒状に形成され、二次コイルは一次コイルの内周側に配置される。従って、両コイルの間の隙間、両コイルを構成する導線同士の隙間などの絶縁樹脂が充填されにくい隙間が存在する。従来のモールド形変成器では、このような隙間に対して絶縁樹脂の注入方法を変更するなどの調整を行っておらず、ケース体内部の他の隙間と同様に絶縁樹脂を注入していた。これにより他の隙間に比べてこれらの両コイルにより形成される隙間では絶縁樹脂の充填が不十分になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、絶縁樹脂が充填されにくい隙間に対しても絶縁樹脂の充填を確実に行えるモールド形変成器およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るモールド形変成器は、筒状に巻回された一次コイルと、一次コイルの内側に設けられ、一次コイルの巻回幅より小さい巻回幅で筒状に巻回された二次コイルと、一次コイルと二次コイルとを一体に封止する第一の絶縁体層と、第一の絶縁体層を収納するケース体と、ケース体の内壁と第一の絶縁体層との間に設けられた第二の絶縁体層とを備える。
【０００７】
また、本発明に係るモールド形変成器の製造方法は、導線が筒状に巻回された一次コイルと一次コイルの巻回幅より小さい巻回幅で巻回された二次コイルとを、二次コイルが一次コイルの内側に設けられた状態で金型に配置するコイル配置工程と、金型の内部に第一の絶縁樹脂を充填して一次コイルおよび二次コイルを封止することで、コイル封止体を形成するコイル封止工程と、コイル封止体をケース体に収納し、ケース体の内壁とコイル封止体との間に第二の絶縁樹脂を充填することでケース体の内部を封止するケース体封止工程とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るモールド形変成器によれば、一次コイルと二次コイルを封止する第一の絶縁体層と、コイル封止体とケース体との空間を充填する第二の絶縁体層とを設けているので、絶縁樹脂が充填されにくい隙間にあっても、絶縁樹脂を確実に充填することができる。
【０００９】
本発明に係るモールド形変成器の製造方法によれば、第一の絶縁体層により一次コイルと二次コイルを固定することでコイル封止体を形成した上で、このコイル封止体をケース体の中に収納して絶縁樹脂にて封止することでモールド形変成器を構成するので、絶縁樹脂が充填されにくい隙間にあっても、絶縁樹脂を確実に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器から取付基板を除去した状態を示す底面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器を示す図３のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器を示す図４の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るモールド形変成器の断面図を示し、図３のＡ-Ａ線における断面図に相当する断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るモールド形変成器のコイル封止体の拡大断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るモールド形変成器の断面図を示し、図３のＡ-Ａ線における断面図に相当する断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係るモールド形変成器のコイル封止体の拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るモールド形変成器の断面図を示し、図３のＡ-Ａ線における断面図に相当する断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係るモールド形変成器のコイル封止体の拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器の断面図を示し、図３のＡ-Ａ線における断面図に相当する断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器の一次端子と鉄心の沿面距離を説明する断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器のコイル封止体の拡大断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器の一次コイルと一次端子の第一の接続に関する第一の変形例を示すコイル封止体の断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器の一次コイルと一次端子の第二の接続に関する第二の変形例を示すコイル封止体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１によるモールド形変成器を図１〜図５を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器１００を示す正面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器１００を示す側面図である。
【００１２】
図１および図２において、１０はケース体である。ケース体１０は、第一のケース１１と第二のケース１２とが嵌合されることにより構成される。ケース体１０には、後述する一次コイルおよび二次コイルが収納される。ケース体１０の両端には、後述する一次コイルに接続する一次端子１４が設けられる。ケース体１０の正面には二次コイルに接続する二次端子１６が設けられる。２１は絶縁樹脂をケース体１０の内部に充填するための注入口である。以下、注入口２１を２つ設けた構成について説明するが、注入口２１が２個以外の構成であってもよい。２２は絶縁樹脂を充填後に注入口２１を閉塞する蓋体である。２３は蓋体２２に取り付けられ、ケース体１０に充填された絶縁樹脂で一体的にモールドされる埋金である。２４は、ケース体１０の中央に設けられた貫通孔、２５は２分割されたＣカット形状の鉄心である。２６は埋金２３に不図示のネジにて固定される取付基板、２７はケース体１０に取り付けられるケース本体支持脚部である。２６は取付基板であり、２７はケース本体支持脚部である。Ｃカット形状の鉄心２５の一方の端部は貫通孔２４に嵌挿され、他方の端部はケース本体支持脚部２７の間の孔部に挿入される。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器から取付基板２６を除去した状態を示す底面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係るモールド形変成器１００の図３に示すＡ−Ａ線における断面図である。ここで、図４は、図１に示すモールド形変成器１００を倒置状態で配置した場合の断面図であり、図中、倒置状態のケース体１０において、底面２８が下側に配置され、注入口２１が上側に配置される。なお、理解容易のため鉄心２５の図示を省略している。さらに、以下の各実施の形態における断面形状は、図３に示すＡ−Ａ線における断面におけるものであるとする。図５は、実施の形態１に係るモールド形変成器のコイル封止体の拡大断面図である。
【００１４】
図４および図５を用いて、ケース体１０の内部の構造を説明する。１３は一次コイル、１４は一次端子、１５は二次コイルである。一次コイル１３は一次端子１４を介して被測定線に電気的に接続される。二次コイル１５は、図１および図２に示した二次端子１６を介して測定計器に電気的に接続される。一次コイル１３および二次コイル１５が同心円筒状に巻回されて構成される。被測定線を流れる電流が一次端子１４を介して一次コイル１３に流れる。この電流が一次コイル１３にて一次電流となり、この一次電流が一次コイル１３を流れることにより、鉄心２５に磁束が発生する。この磁束に基づいて二次コイル１５に二次電流が流れ、二次電流は二次端子１６を介して測定計器に流れる。
【００１５】
１７はコイル封止体である。コイル封止体１７は、一次コイル１３および二次コイル１５（以下、「両コイル１３，１５」と呼ぶ場合あり。）およびこの両コイル１３，１５が封止されるように形成された第一の絶縁体層１８を有する。１９は、ケース体１０内壁およびコイル封止体１７の間の隙間が充填されるように設けられた第二の絶縁体層、２０はシール部材である。
【００１６】
ケース体１０は、例えばポリブチレンテレフタレートなどの樹脂成形品で構成される。ケース体１０における第一のケース１１および第二のケース１２の嵌合面は、どちらか一方が凸形状、他方が凹形状に形成されており（図示省略）、第一のケース１１および第二のケース１２は互いに嵌合されやすい構造を有する。ケース体１０は、図４に示す通り、ケース体１０の外部に一次端子１４を引き出すための端子嵌挿部１０ａを有する。ケース体１０は、ケース内周部１０ｂを有し、このケース内周部１０ｂの内側には貫通孔２４が設けられる。なお、第一のケース１１と第二のケース１２を構成する樹脂材料は必ずしも同一である必要はなく、互いに異なる樹脂材料で構成されていてもよい。
【００１７】
一次コイル１３は、銅などの電気伝導性に優れる金属材料からなる導線を１回以上巻回することで、例えば円筒状に製造される。一次コイル１３の両端のそれぞれには、一次端子１４が配設される。一次コイル１３と一次端子１４とは、リベットかしめ、溶接などの方法で互いに接続される。一次コイルは円筒状に限らず、角筒状であってもよい。その形状はいずれでもよい。
【００１８】
二次コイル１５は、銅などの電気伝導性に優れる金属材料からなる導線を１回以上巻回することで製造される。二次コイル１５には二次端子１６が配設されている。二次コイル１５と二次端子１６とは、リベットかしめや溶接などの方法で互いに接続される。一次コイル１３を構成する導線と二次コイル１５を構成する導線の材料あるいは形状は必ずしも同一である必要はないものとする。また、一次コイル１３および一次端子１４の接続方法と、二次コイル１５および二次端子１６の接続方法とが、必ずしも互いに同一である必要はなく、互いに異なっていてもよい。
【００１９】
一次コイル１３、二次コイル１５は、その断面形状は円形であり、互いにその円の中心が一致するように配置されるとともにその周方向の断面に直交する方向（コイル軸方向）に延在している、すなわち同心円筒状であるとして説明を行うが、一次コイル１３と二次コイル１５は互いに同心円筒状に巻回される代わりに、両コイル１３，１５の断面形状が任意の形状に形成されていてもよく、一次コイル１３の断面形状が構成する閉領域内に、二次コイル１５の断面形状が含まれるように形成されていればよい。言い換えれば、一次コイル１３の内側に二次コイル１５が収納されるようにそれぞれのコイルが形成されていればよい。なお、コイル軸方向の各構成の形状については以下説明を省略するが、コイル断面における形状がコイル軸方向に延在している。
【００２０】
二次コイル１５は、その巻回半径（巻回幅）が一次コイル１３に対して所定の幅だけ小さく形成される。一次コイル１３と二次コイル１５との巻回径方向の大きさが異なるため、両コイル１３，１５の間にはコイル軸方向に亘り隙間が形成される。
【００２１】
コイル封止体１７は、一次コイル１３、二次コイル１５、および第一の絶縁体層１８を有する。第一の絶縁体層１８は、絶縁樹脂が硬化して形成されたもので、一次コイル１３および二次コイル１５と一体成形される。なお、コイル封止体１７は、上述した構成に加えて、一次端子１４および二次端子１６を含む構成であってもよく、この場合は、第一の絶縁体層１８により、一次コイル１３および二次コイル１５に加えて一次端子１４および二次端子１６は一体に形成される。
【００２２】
なお、絶縁樹脂は例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂材料である。熱硬化性の樹脂材料の代わりに、ゴム材料あるいは熱可塑性の樹脂を用いてもよい。以下では、コイル封止体１７を成形する方法の一例として射出成形法を用いた方法を例に挙げて説明するが、射出成形法の代わりにトランスファ成形法や加圧含浸法などを用いてもよい。すなわち、高温状態の絶縁樹脂を充填する際、または充填された絶縁樹脂を硬化させる際に、絶縁樹脂に圧力を負荷することが可能であれば、上述した方法に限らずいずれの方法を用いてもよい。
【００２３】
第一の絶縁体層１８は、一次コイル１３および二次コイル１５を構成する導線全体が覆われるように、一次コイル１３よりもその巻回径方向において大きく形成されることが望ましい。一次コイル１３および二次コイル１５を射出成形用金型の内部に挿入した状態で、この金型の内部に高温状態の絶縁樹脂を充填し、充填された絶縁樹脂が硬化することで第一の絶縁体層１８が形成される。
【００２４】
図４および図５に示すコイル封止体１７は、二次コイル１５の内側において、ケース体１０の貫通孔２４に対応して形成された封止体内周部１７ａを有する。コイル封止体１７の孔１７ｂは封止体内周部１７ａの内側に設けられる。コイル封止体１７の封止体内周部１７ａは、貫通孔２４よりも大きく形成されている。ケース体１０のケース内周部１０ｂの外周側にコイル封止体１７の封止体内周部１７ａが配置される。コイル封止体１７の封止体内周部１７ａは、射出成形用金型により形成される。以上により、コイル封止体１７は、コイル封止体１７の封止体内周部１７ａが、ケース体１０のケース内周部１０ｂの外周側に配設される。コイル封止体１７の封止体内周部１７ａはケース体１０のケース内周部１０ｂの外周に嵌め合わされた状態でケース体１０内部に収納される。
【００２５】
封止体内周部１７ａは、二次コイル１５に対して内周側に配置され、この封止体内周部１７ａに対して、ケース体１０のケース内周部１０ｂは内周側に配置される。これにより、コイル封止体１７の封止体内周部１７ａは、ケース体１０のケース内周部１０ｂに外周側から嵌合される。コイル封止体１７の封止体内周部１７ａは、ケース体１０のケース内周部１０ｂに接するように嵌合されることが望ましい。これにより、ケース内周部１０ｂとコイル封止体１７の封止体内周部１７ａとの隙間が生じない。
【００２６】
第二の絶縁体層１９は、コイル封止体１７をケース体１０の内部に収納した状態で、注入口２１からケース体１０の内部に充填された絶縁樹脂を、硬化させることで形成される。
【００２７】
ここで、コイル封止体１７に設けられた第一の絶縁体層１８に用いられる絶縁樹脂と、第二の絶縁体層１９に用いられる絶縁樹脂は必ずしも同一である必要はなく、互いに異なる材料で構成されていてもよい。例えば、部分放電特性などの性能に与える影響が大きいと考えられる第一の絶縁体層１８を形成するための絶縁樹脂は、高品質で高価な樹脂材料で構成し、ケース体１０の内部を封止する第二の絶縁体層１９を形成するための絶縁樹脂は、安価な樹脂材料で構成してもよい。
【００２８】
これにより、高品質且つ安価なモールド形変成器１００を製造することも可能である。第一のケース１１と第二のケース１２の嵌合面に接着剤等のシール部材２０を設ける。これにより、第二の絶縁体層１９を形成する際に、第一のケース１１と第二のケース１２の嵌合面を介して絶縁樹脂が漏出する事態を抑止することができる。絶縁樹脂の漏出する可能性が小さい場合にはシール部材２０を設けなくともよい。
【００２９】
詳細は後述することとするが、射出成形法によりコイル封止体１７を形成するコイル封止工程において、加圧された絶縁樹脂を射出成形用金型に充填する。これにより、絶縁樹脂を充填する前に射出成形用金型の内部に存在している気泡を、絶縁樹脂で置換することができ、コイル封止体１７の第一の絶縁体層１８の内部における気泡の残留が抑制できる。
【００３０】
この射出成形用金型の外部に気泡を排出するための不図示のガスベントを不図示の射出成形用金型に設けてもよい。第一の絶縁体層１８の外周部にガスベントにより発生するバリは、本実施の形態では、詳細は後述するケース体封止工程において絶縁樹脂にてモールドされるので、モールド形変成器１００においては外観不良が生じない。従って、射出成形用金型にガスベントを大きくしてもバリによる外観不良がモールド形変成器１００に生じることはないため、バリの発生による影響を考慮することなくガスベントの大きさを決定できる。
【００３１】
また、従来の方法では、ケース体１０の内部に一次コイル１３および二次コイル１５などのコイル体を収納した上で一様に絶縁樹脂を注入しており、ケース体１０内の特定部分に対して注入する絶縁樹脂の圧力を変化させるなどの制御できない。これにより、絶縁樹脂注入直前のケース体１０内部の圧力や微小なケース寸法ばらつきにより気泡の発生状況が変動し、製品ごとの部分放電特性のばらつきが大きくなるという問題があった。
【００３２】
本実施の形態では、コイル封止体１７を形成する際に射出成形法を用いて、射出成形用金型に加圧された絶縁樹脂を充填している。これにより、製品ごとの部分放電特性のばらつきを抑制することができるとともに、モールド形変成器１００内に気泡の残留を一層抑制することが可能である。
【００３３】
図３および図４に示す蓋体２２は、ケース体１０の内部で、第二の絶縁体層１９を形成するための絶縁樹脂の充填が完了した際に、注入口２１を閉塞する。蓋体２２は注入口２１からケース本体支持脚部２７に嵌挿される蓋体筒状嵌挿部を有し、蓋体２２の中央部には埋金２３が組み込まれている。埋金２３は、ケース体１０の内部に充填された絶縁樹脂に浸漬され、第二の絶縁体層１９と一体化される。埋金２３はケース体１０にかかる応力を緩和する。
【００３４】
蓋体２２の構成材料は、ケース体１０の構成材料と同一であることが好ましい。これは、後述するケース体封止工程において、ケース体１０および蓋体２２が加熱された際に、両部材の熱膨張係数の差による嵌合性の悪化が懸念されるためである。ケース体１０および蓋体２２の熱膨張係数の違いを考慮して、蓋体２２の寸法を調整すればケース体１０および蓋体２２の構成材料は異なっていてもよい。
【００３５】
次に、モールド形変成器１００の製造方法について説明する。モールド形変成器１００の製造方法は、コイル配置工程と、コイル封止工程と、ケース体封止工程と、組立工程とを有する。
【００３６】
コイル配置工程では、一次コイル１３および二次コイル１５を、例えば射出成形用金型の内部に配置する。次に、コイル封止工程では、一次コイル１３および二次コイル１５を射出成形用金型の内部に挿入した状態で、射出成形用金型の内部に絶縁樹脂（第一の絶縁樹脂）を充填し、一次コイル１３および二次コイル１５を絶縁樹脂にて浸漬する。ここで、射出成形用金型において、両コイル１３，１５のコイル軸方向は、射出成形用金型の底面と平行に配置される。この絶縁樹脂が硬化することで、一次コイル１３および二次コイル１５をモールドする第一の絶縁体層１８が形成される。なお、コイル封止体１７は、第一の絶縁体層１８により一次コイル１３および二次コイル１５がモールドされて構成される。
【００３７】
上述したコイル封止工程において、まず、気泡が残留しやすい一次コイル１３および二次コイル１５の周囲を、圧力制御された絶縁樹脂で浸漬する。次に、この絶縁樹脂が硬化して形成された第一の絶縁体層１８で封止した後に、第二の絶縁体層１９を形成するための絶縁樹脂をケース体１０の内部に注入する。
【００３８】
以上により、一次コイル１３および二次コイル１５の周囲に絶縁樹脂の充填が十分に行われるので、気泡を絶縁樹脂により置換することができ、第一の絶縁体層１８中に残留する気泡量を減らすことができる。このため、一次コイル１３および二次コイル１５と、ケース体１０の中央部に嵌挿した鉄心２５の間に気泡が存在することにより発生する部分放電を抑制でき、部分放電が繰り返し作用することで誘起される絶縁破壊を防止できるため、モールド形変成器１００の変圧変流機能を長期間安定して確保できる。
【００３９】
なお、加圧されていない絶縁樹脂によりコイル封止体１７を形成してもよい。この場合、一次コイル１３および二次コイル１５の大きさに合わせて形成された金型に収納し、絶縁樹脂を金型に充填し、一次コイル１３および二次コイル１５を絶縁樹脂にて浸漬した後、絶縁樹脂を硬化させ、第一の絶縁体層１８を有するコイル封止体１７を形成する。
【００４０】
高温状態の絶縁樹脂が硬化して第一の絶縁体層１８が形成されることで、一次コイル１３および二次コイル１５はコイル封止体１７と一体的に成形される。上述した構成に加えて、一次端子１４および二次端子１６も共に一体化することで、コイル封止体１７を構成してもよい。ケース体１０に絶縁樹脂を一度に充填する場合に比べて、上述した金型を用いることで、一次コイル１３および二次コイル１５の隙間に絶縁樹脂が充填されやすく、コイル封止体１７における気泡の残留を抑制できる。すなわち、第一の絶縁体層１８および第二の絶縁体層１９の２層の絶縁樹脂層によりモールド形変成器を構成することで、１層の絶縁樹脂層で形成する場合に比べて、絶縁樹脂の充填性が向上する。さらに、絶縁樹脂の充填性の向上により、気泡を絶縁樹脂と置換することができ、気泡の残留を抑制することができる。
【００４１】
ケース体封止工程において、まず、射出成形用金型からコイル封止体１７を取り出し、第一のケース１１の内部にコイル封止体１７を収納する。次に、第一のケース１１と第二のケース１２を嵌合してケース体１０を組み立てる。ここで、一次端子１４を一次コイル１３と接続するとともに、ケース体１０の端子嵌挿部１０ａに一次端子１４を嵌挿する。これにより、端子嵌挿部１０ａを介して一次端子１４はケース体１０の外部に引き出される。二次端子１６も二次コイル１５と接続する。さらに、ケース体１０の注入口２１が上方となるように配置する。次に、注入口２１から絶縁樹脂（第二の絶縁樹脂）を充填し、ケース体１０の内部を絶縁樹脂にてコイル封止体１７とともに浸漬させる。なお、ケース体１０内部が絶縁樹脂にて浸漬された際、蓋体２２はケース体１０の注入口２１を閉塞するように嵌挿される。ここで、この蓋体２２に固着する埋金２３も絶縁樹脂にて浸漬される。
【００４２】
高温状態の絶縁樹脂が硬化して第二の絶縁体層１９が形成されることで、コイル封止体１７、蓋体２２、埋金２３がケース体１０に一体的に成形される。具体的には、第二の絶縁体層１９がコイル封止体１７の第一の絶縁体層１８の外周部分とケース体１０の内壁との間の領域に形成される。第二の絶縁体層１９が形成されることよりケース体１０内部が絶縁樹脂にてモールドされる。
【００４３】
なお、ケース体封止工程において、加圧された絶縁樹脂を注入するようにしてもよい。一次コイル１３および二次コイル１５は、硬化した絶縁樹脂により予め固定されているため、加圧された樹脂を注入しても各コイルが変形することも、両コイル１３，１５の位置関係が変化することもない。従って、両コイル１３，１５が接触することに起因する絶縁破壊も発生しないため、注入する絶縁樹脂の圧力を任意の圧力に設定することができる。
【００４４】
最後に、組立工程において、Ｃカット形に形成された鉄心２５は、一端がこの貫通孔２４に嵌挿され、他端がケース本体支持脚部２７の間に形成される孔部に嵌挿される。鉄心２５を不図示の取付金具によりケース体１０に固着する。さらに、取付基板２６を埋金２３に固着させることで、モールド形変成器１００が構成される。
【００４５】
本発明に係るモールド形変成器１００によれば、一次コイル１３および二次コイル１５を封止する第一の絶縁体層１８と、コイル封止体１７およびケース体１０間の隙間を充填する第二の絶縁体層１９と、を設けているので、絶縁樹脂が充填されにくい隙間にあっても、絶縁樹脂を確実に充填することができる。
【００４６】
本発明に係るモールド形変成器１００の製造方法によれば、第一の絶縁体層１８により一次コイル１３と二次コイル１５を封止することでコイル封止体１７を形成した上で、このコイル封止体１７をケース体１０の中に収納して絶縁樹脂にて封止することでモールド形変成器を構成するので、絶縁樹脂が充填されにくい隙間にあっても、絶縁樹脂を確実に充填することができる。
【００４７】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２によるモールド形変成器２００を図６および図７に基づいて説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係るモールド形変成器２００の断面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係るモールド形変成器のコイル封止体１７の拡大断面図である。
【００４８】
図６は実施の形態１の図４に対応し、図７は実施の形態１の図５に対応するため、図４および図５と同一または対応する構成は同一符号を付し、それら構成の説明は繰り返し行わない。
【００４９】
本実施の形態のモールド形変成器２００は、ケース体１０のケース内周部１０ｂの端部１０ｅおよび１０ｆから先端部（中心部）１０ｄに向かい傾斜する傾斜部１０ｃを有する点が実施の形態１と異なる。図中、端部１０ｅおよび１０ｆから先端部１０ｄに向かい傾斜する傾斜部１０ｃが線分である場合を例にとり説明したが、傾斜部１０ｃが曲線であってもよい。すなわち、傾斜部１０ｃは、先端部１０ｄが、底面２８に対する高さ位置において、端部１０ｅおよび１０ｆより下であればよい。換言すると、ケース内周部１０ｂは、ケース体１０の底面２８に対する対向面において、この対向面の先端部（中心部）１０ｄがケース体１０の底面２８に近づくように傾斜する傾斜部１０ｃを有する。
【００５０】
ケース体封止工程において、傾斜部１０ｃを設けないで、ケース内周部１０ｂのうち底面２８と対向する部分を平坦部で形成した場合、絶縁樹脂の界面は、このケース内周部１０ｂの平坦部と平行である。この場合、ケース内周部１０ｂの平坦部に微小な凹凸が存在するため、絶縁樹脂は、平坦部に達するタイミングの違いにより異なる流動方向により移動する。この場合、互いに異なる向きの流動方向で移動する絶縁樹脂が衝突し、流動方向の異なる絶縁樹脂の流動先端が互いに衝突することで、この衝突した箇所において気泡が捕捉されて第二の絶縁体層１９の内部に気泡が残留しやすくなる可能性がある。
【００５１】
モールド形変成器２００では、ケース体１０のケース内周部１０ｂの端部１０ｅおよび１０ｆから先端部１０ｄに向かい傾斜する傾斜部１０ｃが設けられている。これにより、ケース封止体工程において絶縁樹脂がケース体１０のケース内周部１０ｂの先端部１０ｄに達した際に、傾斜部１０ｃの先端部１０ｄに最初に絶縁樹脂が衝突する。このため、先端部１０ｄに衝突した絶縁樹脂は、先端部１０ｄから一方の端部１０ｅまたは先端部１０ｄから他方の端部１０ｆに向かい一様に流動することになり、対向して流動する絶縁樹脂の衝突により気泡が捕捉される事態を回避することができ、一層絶縁樹脂の充填性を向上させ、気泡の残留を抑制できる。
【００５２】
傾斜部１０ｃについては、端部１０ｅおよび１０ｆを結ぶ線分に対し、先端部１０ｄと端部１０ｅ又は１０ｆとを結ぶ線分が傾斜する角度（以下、「傾斜部１０ｃの傾き角」と呼ぶ。）が大きいほど、絶縁樹脂に残留する気泡を抑制する効果が大きくなる。一方で、ケース体１０の貫通孔２４を高さ方向に大きく形成する必要があるため、モールド形変成器２００が大型化する。傾斜部１０ｃの傾き角は、気泡残留の抑制効果およびモールド形変成器２００の大型化の相関を考慮して、望ましくは０〜１０度の範囲である。傾斜部１０ｃを有することで気泡の残留が抑制でき、コイル封止体１７の内部に残留する気泡を抑制し、部分放電発生を抑制することができる。
【００５３】
コイル封止工程では、図示を省略した射出成形用金型の内周部は、ケース内周部１０ｂの傾斜部１０ｃ同様に、絶縁樹脂を注入する際に底面となる部分に対向する部分に傾斜部が形成される。この金型に絶縁樹脂を充填すると、ケース体１０の傾斜部１０ｃと同様に、図７に示すコイル封止体１７の傾斜部１７ｃが形成される。これにより、上述した通り、金型内における絶縁樹脂の流動方向が一様になり、対向して流動する絶縁樹脂の衝突により気泡が捕捉される事態を回避することができ、絶縁樹脂の充填性を一層向上させ、気泡の残留を抑制できる。
【００５４】
なお、コイル封止体１７の傾斜部１７ｃの形状に合わせて、傾斜部１０ｃを底面２８に対向する面以外に設ける構成であってもよい。この場合、ケース体封止工程においては上述したケース体１０の傾斜部１０ｃが気泡の残留を低減する効果はないが、コイル封止体１７を形成する段階で気泡の残留を抑制できているので、モールド形変成器では絶縁樹脂の充填性を向上させるとともに、気泡の残留を抑制する効果を有する。
【００５５】
以上のように、実施の形態２のモールド形変成器２００によれば、傾斜部１０ｃを設けたことで、実施の形態１の効果に加え、絶縁樹脂の流動を一様にすることができるので、互いに対向して流動する絶縁樹脂の衝突により気泡が捕捉される事態を回避することができる。また、コイル封止体１７の内部に残留する気泡を抑制でき、これに伴い発生する部分放電および絶縁破壊を抑制できるため、モールド形変成器２００の変圧変流機能を長期間安定して確保できる。
【００５６】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３によるモールド形変成器３００を図８および図９に基づいて説明する。図８は、本発明の実施の形態３に係るモールド形変成器３００の断面図である。図９は、本発明の実施の形態３に係るモールド形変成器３００のコイル封止体１７の拡大断面図である。
【００５７】
図８は実施の形態１の図４、図９は実施の形態１の図５に対応するため、図８および図９において、図４および図５と同一または対応する構成は同一符号を付し、それら構成の説明は繰り返し行わない。
【００５８】
本実施の形態のモールド形変成器３００は、絶縁体漏出抑止体２９を有する点が異なる。絶縁体漏出抑止体２９は一次端子１４と端子嵌挿部１０ａとの隙間を介して絶縁樹脂がケース体１０の外部に漏出することを抑制する
【００５９】
すなわち、ケース体１０に絶縁樹脂を注入する前の段階において、端子嵌挿部１０ａと一次端子１４のケース体１０内側部分との境界部分（接続部）では、絶縁体漏出抑止体２９がその境界部分の全周を覆うように成形される。具体的には、例えば異なる部品が嵌合される一次端子１４とケース体１０の端子嵌挿部１０ａとの間に形成された隙間を、この絶縁体漏出抑止体２９によりケース体１０の内部から封止する。絶縁体漏出抑止体２９を設けることで、ケース体１０におけるシール構造を確立する。第二の絶縁体層を形成する工程で、端子嵌挿部１０ａと一次端子１４との嵌合隙間を介してケース体１０の外部に絶縁樹脂が漏出することを抑制することができる。なお、絶縁体漏出抑止体２９は、端子嵌挿部１０ａに設けられるだけでなく、ケース体１０の他の嵌合隙間にケース体１０の内部側から配置されるように構成してもよい。これにより、ケース体１０の嵌合隙間で絶縁樹脂が漏出することを抑制できる。
【００６０】
実施の形態１に記載の通り、異なる部品の嵌合隙間にはシール部材２０が配設されて絶縁樹脂の外部への漏出を抑止する方法が一般的であるが、シール部材２０の代わりに、本実施の形態３に記載の絶縁体漏出抑止体２９を用いてもよい。さらに、絶縁樹脂の外部漏出防止性能を向上するために、絶縁体漏出抑止体２９の周囲にシール部材２０を巻回し、絶縁体漏出抑止体２９およびシール部材２０を併用してもよい。これにより、絶縁樹脂の外部漏出防止性能をさらに向上させることができる。
【００６１】
絶縁体漏出抑止体２９は、コイル封止体１７をケース体１０に収納した後、ケース体１０の内側の一次端子１４および端子嵌挿部１０ａを絶縁体漏出抑止体２９により封止することで成形される。これにより、絶縁体漏出抑止体２９は、コイル封止体１７を構成する絶縁樹脂とは別の材料を用いて構成できる。従って、例えばゴム材料や熱可塑性エラストマー材料等の弾性率に富んだ材料を用いることで、さらにモールド形変成器３００の絶縁樹脂の外部漏出防止性能を向上することができる。なお、絶縁体漏出抑止体２９は、コイル封止体１７を形成する工程において形成されるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００６２】
以上のように、実施の形態３のモールド形変成器３００によれば、ケース体１０の内側の一次端子１４および端子嵌挿部１０ａの全周を覆うように絶縁体漏出抑止体２９を成形する。これにより、実施の形態１の効果に加え、ケース体１０の注入口２１から充填する絶縁樹脂が端子嵌挿部１０ａからケース体１０の外部に漏出する事態を抑制することができ、外観不良のない高品質のモールド形変成器３００を形成することができる。
【００６３】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４によるモールド形変成器４００を図１０および図１１に基づいて説明する。図１０は、本発明の実施の形態４に係るモールド形変成器４００の断面図である。図１１は、本発明の実施の形態４に係るモールド形変成器４００のコイル封止体１７の拡大断面図である。
【００６４】
図１０は実施の形態１の図４、図１１は実施の形態１の図５に対応するため、図１０および図１１において、図４および図５と同一または対応する構成は同一符号を付し、それら構成の説明は繰り返し行わない。
【００６５】
図１０および図１１を用いて、本実施の形態のモールド形変成器４００を説明する。モールド形変成器４００は、一次コイル１３および二次コイル１５のそれぞれの表面に巻き付けられた絶縁体吸着材３０（第一の絶縁体吸着材）をさらに有する点が、実施の形態１に係るモールド形変成器１００と異なる。絶縁体吸着材３０は、例えば、布、紙、樹脂などの絶縁樹脂を吸着する繊維材料からなる。
【００６６】
一次コイル１３および二次コイル１５の表面に絶縁体吸着材３０が巻き付けられる。ここで、絶縁体吸着材３０は、一次コイル１３を構成する導線同士が形成する隙間を埋めるとともに、二次コイル１５についても同様に導線同士が形成する隙間を埋める。コイル封止体１７を成形する際に、一次コイル１３および二次コイル１５に巻き付けられた絶縁体吸着材３０が絶縁樹脂を吸着する。これにより、一次コイル１３および二次コイル１５に形成された導線同士の微小隙間に、絶縁樹脂が誘導されて滞りなく充填されるため、コイル封止体１７の内部における気泡の残留を抑制できる。
【００６７】
実施の形態４では、両コイル１３，１５それぞれの表面に絶縁体吸着材３０を巻き付ける方法を一例として説明したが、一次コイル１３と二次コイル１５のいずれか一方の表面に対して絶縁体吸着材３０を巻き付ける構成でもよい。さらに、ケース内周部１０ｂとコイル封止体１７の封止体内周部１７ａとの隙間が生じる場合には、この隙間に絶縁体吸着材３０を配置してもよい。これにより、ケース内周部１０ｂとコイル封止体１７の封止体内周部１７ａとの隙間においても絶縁樹脂の充填性が向上する。
【００６８】
また、同心円状に配置された一次コイル１３と二次コイル１５との隙間に絶縁体吸着材３０の層を設けてもよい。この場合、一次コイル１３と二次コイル１５の隙間における絶縁樹脂の充填性が高まり、気泡の残留を一層抑制できる。一次コイル１３と二次コイル１５の隙間に絶縁体吸着材３０の層（第二の絶縁体吸着材）を設けることにより、例えば射出成形用金型の注入口から充填した絶縁樹脂により一次コイル１３および二次コイル１５が移動し、両コイル１３，１５が接触することによる絶縁破壊の発生を抑止することができる。さらに、絶縁体吸着材３０が一次コイル１３および二次コイル１５を構成する導線同士が形成する隙間を埋め、一次コイル１３および二次コイル１５を固定することにより、両コイル１３，１５の接触などを考慮する必要がなくなるため、絶縁樹脂でモールドしてコイル封止体１７を成形する時の作業性を向上することができる。
【００６９】
以上のように、実施の形態４のモールド形変成器４００によれば、一次コイル１３または二次コイル１５の表面に絶縁体吸着材３０を巻き付けることで、コイル封止体１７を成形する工程において、絶縁樹脂が絶縁体吸着材３０に吸着する。この絶縁体吸着材３０が導線同士の微小隙間を埋めるように巻きつけられているため、吸着作用により絶縁樹脂が導線同士の微小隙間に誘導されて充填される。これにより、実施の形態１の効果に加え、導線同士の微小隙間に残留する気泡を抑制できる。これに伴い発生する部分放電および絶縁破壊を抑制できるため、モールド形変成器４００の変圧変流機能を長期間安定して確保できる。
【００７０】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５によるモールド形変成器５００を図１２から図１６に基づいて説明する。図１２は、本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器５００の断面図である。図１３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施の形態５および実施の形態１に係るモールド形変成器の一次端子１４と鉄心２５との沿面距離を示す。図１４は、本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器５００のコイル封止体１７における拡大断面図である。図１５は、本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器５００の一次コイル１３と一次端子１４の接続に関する第一の変形例を示すコイル封止体１７の断面図である。図１６は、本発明の実施の形態５に係るモールド形変成器５００の一次コイル１３と一次端子１４との接続に関する第二の変形例を示す断面図である。
【００７１】
図１２は実施の形態１の図４、図１４は実施の形態１の図５に対応するため、図１２〜図１４において、図４および図５と同一または対応する構成は同一符号を付し、それら構成の説明は繰り返し行わない。本実施の形態のモールド形変成器５００は、ケース体１０の形状を変更した上で、一次コイル１３と一次端子１４とを接続する一次導体３１を設けた点が、実施の形態１に係るモールド形変成器１００と異なる。これにより、後述する沿面距離を長くすることができ、ケース体１０の幅寸法を変更することなく耐圧性能が向上できる。以下、沿面距離は、図１３に示す沿面距離Ｄ１およびＤ２に相当し、貫通孔２４に嵌挿される鉄心２５の外周上の点２５ａと端子嵌挿部１０ａのケース体の最も外側の点であるケース外部点１０ｇとの間の距離であるとする。さらに、高さ位置は、図１３に示す注入口２１が上側に来るようにケース体１０を倒置状態で配置した際に、ケース体１０の底面２８に対する高さ位置であるとする。
【００７２】
両コイル１３，１５の周方向の断面中心と端子嵌挿部１０ａとの高さ位置が異なる構造とすることにより、高さ位置が同じ場合に比べて、長い沿面距離を確保できる。これにより、図１３に示すように、ケース体１０の幅寸法を変更することなく、実施の形態１における沿面距離Ｄ２から本実施の形態における沿面距離Ｄ１に延長できる。つまり、本実施の形態に係るモールド形変成器５００は、実施の形態１に係るモールド形変成器１００と比較して長い絶縁距離を確保でき、モールド形変成器５００の耐圧性能を向上することができる。
【００７３】
図１４に示すように、一次端子１４および一次コイル１３を構成している導線の端部は、一次導体３１により接続される。モールド形変成器５００では、一次コイル１３および二次コイル１５の中心は、ケース体１０内における高さ位置が端子嵌挿部１０ａと異なる。図１４には１種類の一次導体３１を使用した場合を図示したが、一次導体３１は複数使用されていてもよいし、それぞれの一次導体３１の形状や構成材料は異なっていてもよい。
【００７４】
端子嵌挿部１０ａと一次コイル１３および二次コイル１５の中心位置とにおけるケース体１０内の高さ位置が異なる他の構成例を、図１５および図１６に示す。図１５に示すように、一次コイル１３を構成している導線の端部が曲げを含んでおり、平板状の一次端子１４と接続されていてもよい。図１６に示すように、一次コイル１３を構成している導線の端部が、曲げを含んでいる一次端子１４と接続されていてもよい。また図示は省略したが、接続される一次コイル１３を構成する導線の端部と一次端子１４の両方が曲げを含んでいてもよい。
【００７５】
一次コイル１３を構成している導線および一次端子１４と、一次導体３１を接続する方法としてはリベットかしめや溶接などがあるが、それぞれの接続方法はこれに限定されることなく、必ずしも同一方法で接続する必要はない。
【００７６】
図１３に示す通り、一次コイル１３および二次コイル１５の中心と端子嵌挿部１０ａのケース内における高さ位置が異なる構成とすることで、鉄心２５の外周上の点２５ａとケース外部点１０ｇとの沿面距離が長くなり、これにより耐圧性能の向上を図ることができる。また、図中、一次コイル１３および二次コイル１５の高さ方向の中心位置に対して、端子嵌挿部１０ａの高さ位置が下である場合を例にとり説明したが、端子嵌挿部１０ａの高さ位置が上にあってもよいことは言うまでもない。
【００７７】
以上のように、実施の形態５のモールド形変成器５００によれば、一次コイル１３および二次コイル１５の中心と端子嵌挿部１０ａのケース内における高さ位置が異なる。これにより、実施の形態１の効果に加えて、鉄心２５の外周上の点２５ａと一次端子１４におけるケース外部点１０ｇとの沿面距離を長くすることができるため、ケース体１０の幅寸法を変更することなく耐圧性能を向上することができる。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態１〜５を適宜、変更あるいは組み合わせることでモールド形変成器を構成してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ケース体
１０ａ  端子嵌挿部
１０ｂ  ケース内周部
１０ｃ  傾斜部
１０ｄ  先端部
１０ｅ，１０ｆ  端部
１１  第一のケース
１２  第二のケース
１３  一次コイル
１４  一次端子
１５  二次コイル
１６  二次端子
１７  コイル封止体
１８  第一の絶縁体層
１９  第二の絶縁体層
２０  シール部材
２１  注入口
２２  蓋体
２３  埋金
２４  貫通孔
２５  鉄心
２５ａ  外周上の点
２６  取付基板
２７  ケース本体支持脚部
２９  絶縁体漏出抑止体
３０  絶縁体吸着材
３１  一次導体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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