特許 5663322 樹脂モールドコイル、及びそれを用いたモールド変圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5663322

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】樹脂モールドコイル、及びそれを用いたモールド変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/32 20060101AFI20150115BHJP

   H01F 30/00 20060101ALI20150115BHJP

【ＦＩ】

   H01F27/32 A

   H01F31/00 J

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2011-10366(P2011-10366)

(22)【出願日】2011年1月21日

(65)【公開番号】特開2012-151374(P2012-151374A)

(43)【公開日】2012年8月9日

【審査請求日】2013年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】100100310

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 学

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(74)【代理人】

【識別番号】100091720

【弁理士】

【氏名又は名称】岩崎 重美

(72)【発明者】

【氏名】畔上 達人

(72)【発明者】

【氏名】竹内 正樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 孝平

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敦

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 義光

【審査官】 池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２６７１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２７８５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５９７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３９１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０６２３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０５９７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０５３００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０１５２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０８１９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２０２５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１１０６３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−２５６２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１３５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻線の径方向の内周側と外周側に樹脂層を有する樹脂モールドコイルにおいて、
前記巻線の径方向の内周側から外周側に向かって、第１のプリプレグ層、第１のガラス基材層、第２のプリプレグ層、第２のガラス基材層、巻線、第３のガラス基材層、第３のプリプレグ層、第４のガラス基材層、第４のプリプレグ層が積層された積層部を備え、
該積層部の巻線の軸方向における上側、下側の端面部位が繊維質のガラス基材層で覆われており、
該繊維質のガラス基材層の、巻線の軸方向における上側と下側とが、樹脂層で覆われている
ことを特徴とする樹脂モールドコイル。

【請求項2】

請求項１記載の樹脂モールドコイルにおいて、
前記ガラス基材が繊維質であることを特徴とする樹脂モールドコイル。

【請求項3】

請求項１記載の樹脂モールドコイルと、
前記樹脂モールドコイルが設けられる鉄心と、
前記樹脂モールドコイルが接続される接続端子と、
前記樹脂モールドコイルが締め付けられる金具とを有することを特徴とする受配電用モールド変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受配電用等のモールド変圧器を提供する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２０００−１２３４３号公報（特許文献１）と特開平１１−２１４２３７号公報（特許文献２）がある。

【0003】

前記特許文献１、及び特許文献２には、従来技術に比べ簡便なる方法で樹脂モールド層を形成し、絶縁特性の良好なる樹脂モールドコイルの製造方法を提供する旨の記載がある。

【0004】

また、電気絶縁物で被覆した導体を巻回して得た巻線をエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂組成物でモールドした樹脂モールドコイルは、絶縁性能及び難燃性に優れているために、主に高圧受配電用モールド変圧器に適用されている。

【0005】

従来の樹脂モールドコイルの製造方法において、コイルの同心円半径方向の内外周構成は樹脂層のみ、または繊維質のガラス基材の層に樹脂を含浸させた層と樹脂層の各一層のみを設けた構成で、前述のように、絶縁特性について配慮されているものがある。

【0006】

なお、樹脂モールドコイルについては、前記絶縁特性の改善だけでなく、耐クラック性についても、更に改善されることが望ましいものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００−１２３４３号公報

【特許文献2】特開平１１−２１４２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の樹脂モールドコイルの構成においては、樹脂硬化時や変圧器運転時に樹脂層で樹脂収縮量が大きくなり、許容応力を超えるとクラックが生じることが予想される。

【0009】

そして、例えば、クラックが生じたとした場合に、そのクラックから水分、塵埃などがコイル、巻線内に進入することで、絶縁破壊が引き起こされる可能性もあり、この点について、検討すべき課題と言える。

【0010】

本発明の目的は、上記の問題を解決した樹脂モールドコイル、及びそれを用いたモールド変圧器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を以下に挙げる。

【0012】

樹脂モールドコイルの構成において、コイル、巻線の同心円半径方向の内外周の樹脂層に対して、プリプレグ層、繊維質のガラス基材の複数層、多層化による細分化により各層の樹脂収縮量を緩和し、耐クラック性を向上させるようにする。

【0013】

さらに、以下に、本発明の構成について、別の表現にて説明する。

【0014】

巻線の径方向の内周側と外周側に樹脂層を有する樹脂モールドコイルにおいて、前記内周側の樹脂層、または、外周側の樹脂層がガラス基材を複数層有するようにする。

【0015】

前記樹脂モールドコイルにおいて、前記内周側の樹脂層が、内周側にプリプレグ層を設けられ、前記プリプレグ層の外周側にガラス基材の層を設けられるようにする。

【0016】

前記樹脂モールドコイルにおいて、前記巻線の径方向の内周側から外周側に向かって、第１プリプレグ層、第１ガラス基材層、第２プリプレグ層、第２ガラス基材層、巻線、第３ガラス基材層、第３プリプレグ層、第４ガラス基材層、第４プリプレグ層が設けられるようにする。

【0017】

前記樹脂モールドコイルにおいて、前記ガラス基材層の巻線の軸方向の上側、下側に樹脂層を設けるようにする。

【0018】

前記樹脂モールドコイルにおいて、前記ガラス基材が繊維質であるようにする。

【0019】

前記樹脂モールドコイルにおいて、上側、下側に設けられた前記樹脂層が繊維質のガラス基材を有するようにする。

【0020】

前記樹脂モールドコイルと、前記樹脂モールドコイルが設けられる鉄心と、前記樹脂モールドコイルが接続される接続端子と、前記樹脂モールドコイルが締め付けられる金具とを有して、受配電用モールド変圧器を構成するようにする。

【発明の効果】

【0021】

本発明を実施することで、従来と比べて、樹脂層の耐クラック性と巻線作業性を向上でき、絶縁耐力や生産性に優れたモールド変圧器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施例１の樹脂モールドコイルの断面図の例である。

【図2】実施例２の樹脂モールドコイルの断面図の例である。

【図3】本発明の実施例の樹脂モールドコイルを上から見た場合の断面図の例である。

【図4】本発明のモールドコイルを備えた樹脂モールド変圧器の概観図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を用いて実施例を説明する。

【実施例1】

【0024】

本実施例では、樹脂モールドコイルについて、モールドコイルの巻線を巻く際に、その径方向の内周側、そして外周側の樹脂層の構成を説明する。

【0025】

図１は、本実施例の樹脂モールドコイルを横から見た場合の断面図の例である。

【0026】

本実施例の樹脂モールドコイルは、コイルとなる巻線１、モールド樹脂層２、ガラス基材層、プリプレグ層を有する。

【0027】

コイル内周側から外周側に向かって、第１プリプレグ層４１、第１ガラス基材層３１、第２プリプレグ層４２、第２ガラス基材層３２、巻線１、第３ガラス基材層３３、第３プリプレグ層４３、第４ガラス基材層３４、第４プリプレグ層４４が配置される構成となっている。

【0028】

モールド樹脂層２は、樹脂を第１プリプレグ層４１、第１ガラス基材層３１、第２プリプレグ層４２、第２ガラス基材層３２、巻線１、第３ガラス基材層３３、第３プリプレグ層４３、第４ガラス基材層３４、第４プリプレグ層４４などに対して、上下に、樹脂等を充填し硬化して形成する。

【0029】

従来の樹脂モールドコイルの構造は、耐クラック性の観点から内周側に設けるプリプレグ層の厚みを確保する為、プリプレグテープを複数回巻きつける必要が有り、この巻きつけ作業時間が多く掛かり生産性が悪くなる問題があった。

【0030】

一方、実施例１の図１の樹脂モールドコイルでは、樹脂層の構成において、内周側に設けるプリプレグ層をプリプレグテープ一回巻きとし、第１プリプレグ層４１としている。

【0031】

前記第１プリプレグ層４１の上から第１ガラス基材層３１を設けている。

【0032】

この第１ガラス基材層３１を設けることで、耐クラック性を得るようにしている。

【0033】

前記のように、内周側の第１プリプレグ層４１は、プリプレグテープ一回巻きとしているので、従来のように、プリプレグテープを複数回巻きつけるよりは、巻きつけの作業時間が少なくなり、生産性が従来よりも改善されることとなる。

【0034】

なお、図１に例示するように、プリプレグテープ一回巻きとした第２プリプレグ層４２を設けること、第２ガラス基材層３２など、複数の層を設けることで耐クラック性を改善させることも可能である。この場合であっても、従来と比べると、プリプレグテープの巻き回数が少ない為、巻線作業性を向上させた樹脂モールドコイルを得ることができる。

【0035】

また、モールド樹脂層２は、巻線１と、第１プリプレグ層４１、第２プリプレグ層４２、第３プリプレグ層４３、第４プリプレグ層４４を有するプリプレグ層と、そして、第１ガラス基材層３１、第２ガラス基材層３２、第３ガラス基材層３３、第４ガラス基材層３４を有するガラス基材層に対して、上下に樹脂を充填し硬化して形成する。

【0036】

なお、前記において、プリプレグテープの巻数は、一回巻きに限定されるものではなく、従来よりも巻きつけ作業時間を低減出来る回数であれば、特に限定しない。従って、二回、三回等であっても良い。

【実施例2】

【0037】

本実施例では、樹脂モールドコイルの上下樹脂層の構成を説明する。

【0038】

図２は、実施例２における樹脂モールドコイルの断面図の例である。

【0039】

図２の樹脂モールドコイルの断面図のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。

【0040】

実施例２では、モールド樹脂層２について、工夫している。

【0041】

図２に例示するように、ガラス基材層、プリプレグ層などの絶縁物の端面部位に於けるモールド樹脂層２に対し、繊維質のガラス基材５を配置し、ガラス基材層、プリプレグ層などの絶縁物の端面部位を覆うようにしている。

【0042】

このようにすることで、これらの絶縁物端面部位からのクラックを防止するようにするものである。モールド樹脂層２は、樹脂をガラス基材層、プリプレグ層の上下に樹脂を充填し硬化して形成する。

【0043】

なお、前記ガラス基材層、プリプレグ層の他にテオネックス（Ｒ）、ルミラーＸ１０Ｓ（Ｒ）等の層間絶縁フィルムやガラスクロスなどの絶縁物を設けるものであっても良い。

【実施例3】

【0044】

図３は、前記図１、図２に例示の樹脂モールドコイルの樹脂層について、レジンを用いて形成する場合を例示したものである。

【0045】

図３に示すように、樹脂モールドコイルの内周側の第１プリプレグ層４１、第１ガラス基材層３１、第２プリプレグ層４２、第２ガラス基材層３２がレジンによって、レジン層４０Ａとされ、外周側の第３ガラス基材層３３、第３プリプレグ層４３、第４ガラス基材層３４、第４プリプレグ層４４がレジンによって、レジン層４０Ｂとされている。

【0046】

前記によって、図３に例示するように、樹脂モールドコイルは、樹脂層であるレジン層については、巻線１の内周側にレジン層４０Ａが位置し、外側にレジン層４０Ｂが位置することとなる。

【実施例4】

【0047】

次に、前記樹脂モールドコイル１００を設けた受配電用モールド変圧器の概観の斜視図を図４に示す。

【0048】

図４に示す受配電用モールド変圧器は、鉄心１０、鉄心１０の周囲に配置されて交番磁界を発生する一次コイル、鉄心１０と一次コイルとの間に配置される二次コイル、一次コイルの接続端子として変圧器の外側に引き出されている一次端子１３、二次コイルの接続端子として変圧器の外側に引き出されている二次端子１４、及び変圧器の金具１１、１２等より構成される。

【0049】

一次コイルと二次コイルとの間は、絶縁と冷却を兼ねる空気層となっている。金具１１、１２は、鉄心１０とコイルとを上方と下方とから締め付けて支持する上締金具と下締金具とから成っている。

【0050】

また、一次コイルは分割コイルで構成されても良く、樹脂を注型し硬化して樹脂モールドコイルを構成する。二次コイルは、上記の分割コイルの巻線方法は取っておらず、金型にコイルを巻回して樹脂を注型して硬化させ、金型を外したモールドコイルを搭載しても良い。

【0051】

また、上記のボビンは樹脂製でガラスロービングクロス基材などを用いる。

【符号の説明】

【0052】

１‥巻線
２‥モールド樹脂層
３‥ガラス基材層
５‥繊維質のガラス基材
１０‥鉄心
１１、１２‥変圧器の金具
１３‥一次端子
１４‥二次端子
３１‥第１ガラス基材層
３２‥第２ガラス基材層
３３‥第３ガラス基材層
３４‥ガラス基材層
４１‥第１プリプレグ層
４２‥第２プリプレグ層
４３‥第３プリプレグ層
４４‥第４プリプレグ層
１００‥樹脂モールドコイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】