JPH09298118A - 樹脂絶縁リアクトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外形と重量を増やすことなく、耐電圧特性を上
げることのできる樹脂絶縁リアクトルを得ること。 【解決手段】コイル１の外周に対して、減圧した金型に
注入するエポキシ樹脂の絶縁層３を形成する。この絶縁
層３の表面に対して、シリコーン材の接着剤を塗布し
て、２mmから３mm厚の薄い耐環境処理層４を形成して、
絶縁層３とともに対地間を絶縁する絶縁層２を形成す
る。耐環境処理層４によって、絶縁層２の厚みを僅かに
増やすだけで、付着した雨水や雪の凍結と溶解・気化と
通電・停止によるヒートサイクルに対して、長期に亘っ
て絶縁層３の絶縁特性を維持するとともに、保守・点検
作業も容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に外周を絶縁樹
脂で被覆した樹脂絶縁リアクトルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、外周を絶縁したコイルは、リ
アクトルや変圧器及び変成器などに使用され、このう
ち、リアクトルのなかには、空心のリアクトルがあり、
車両用としては、整流された脈動を平滑にするために大
形の平滑リアクトルが採用されている。このようなリア
クトルのうちで、特に空心のリアクトルでは、電磁誘導
障害を防ぐために、リアクトル全体を軟鋼板などの磁性
材料で覆っている。

【０００３】一方、車両の高速化のための軽量化が要請
され、そのため、電磁誘導対策としてのカバーは、最小
限とすることが要求される。この結果、使用される環境
条件は、電気学界電気規格調査会標準規格（JEC-170 ）
で規定した従来の使用環境の等価塩分量 0.03mg/cm² か
ら、等価塩分量 0.35mg/cm² と厳しくなっている。

【０００４】また、前述した電磁誘導障害を軽減するた
めに、巻線の間に対して、電磁シールド板を挿入する方
法なども採られている。さらに、使用環境に絶え、対接
地電位間の耐電圧特性を上げるために、外周にはエポキ
シ樹脂による厚い絶縁層を形成した樹脂絶縁リアクトル
が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された樹脂絶縁リアクトルにおいては、前者の電磁
シールド板を巻線間に挿入する方法は、外部に漏れる磁
束に対しては不十分である。

【０００６】また、後者のエポキシ樹脂の厚い絶縁層
は、前述した軽量化の要請に反し、重量が増えるだけで
なく、外形も増えるので、車両の床下の狭い収納空間に
搭載できなくなるおそれもある。

【０００７】そこで、本発明の第１の目的は、外形と重
量を増やすことなく、耐電圧特性を上げることのできる
樹脂絶縁リアクトルを得ることであり、本発明の第２の
目的は、電磁誘導障害を減らすことのできる樹脂絶縁リ
アクトルを得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
樹脂絶縁リアクトルは、コイル部と端子部を絶縁する絶
縁層がコイル部と端子部の外周に形成された樹脂絶縁リ
アクトルにおいて、絶縁層の表面に耐環境処理層を形成
したことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の発明の樹脂絶縁リ
アクトルは、耐環境処理層をシリコーン材の接着剤で形
成したことを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明の樹脂絶縁リ
アクトルは、耐環境処理層を磁器材又はハロゲン化物無
機質の塗膜としたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明の樹脂絶縁リ
アクトルは、耐環境処理層をフッ素樹脂で形成したこと
を特徴とする。

【００１２】さらに、請求項５に記載の発明の樹脂絶縁
リアクトルは、耐環境処理層を金属溶射又は気相めっき
による磁性材で形成したことを特徴とする。

【００１３】このような手段によって、請求項１乃至請
求項４に記載の発明においては、絶縁層の耐電圧特性を
長期に亘って維持し、請求項５に記載の発明において
は、コイル部で発生する磁界に起因する電磁誘導障害を
抑制する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の樹脂絶縁リアクト
ルの一実施形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）
は、本発明の樹脂絶縁リアクトルの第１の実施形態を示
す正面図で、図１（ｂ）は、図１（ａ）の右側面であ
り、空心の鉄道車両用平滑リアクトルとして採用された
場合を示す。

【００１５】また、図２（ａ）は、図１（ａ），（ｂ）
の状態に外周が絶縁被覆される前の段階のコイル部を示
す正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の右側面で、環状
のコイル部にガラステープが巻き付けられた状態を示
す。また、図３は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面拡大詳細図
を示す。

【００１６】図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），
（ｂ）と図３において、樹脂絶縁リアクトルのコイル１
は、図２で詳述するように内側と外側の二重に形成さ
れ、そのため、内側と外側との間には、図１（ａ）に示
すように、一対の弧状の空隙部２ａが、後述する絶縁層
２の間に形成され、冷却表面積の拡大が図られている。

【００１７】すなわち、このうち、コイル１は、図２及
び図３に示すように、環状の巻線部１ａと巻き始め端子
部１ｂ及び巻き終り端子部１ｃで構成し、このうち、巻
線部１ａは、小径の内側コイル部１ａ１と、大径の外側
コイル部１ａ２で構成されている。

【００１８】これらの内側コイル部１ａ１と外側コイル
部１ａ２は、図３の拡大断面図に示すように、素線絶縁
された平角銅線５が４回巻き付けられ、更に３層に巻き
付けられている。

【００１９】それぞれ４回３層に巻き付けられた内側コ
イル部１ａ１の巻き終りと外側コイル部１ａ２の巻き始
めは、図２で示すように、端子部の反対側において、接
続導体１ｅで接続されている。

【００２０】内側コイル部１ａ１の巻き始めには、図２
（ｂ）で示すように巻き始め端子部１ｂを構成する平角
銅線がろう付で接続されている。同様に、外側コイル部
１ａ２の巻き終りには、同じく図２（ｂ）で示す巻き終
り端子部１ｃを構成する平角銅線がろう付され、これら
の巻き始め端子部１ｂを巻き終り端子部１ｃは、図１
（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように対称的に突設されて
いる。

【００２１】これらの巻き始め端子部１ｂの先端と巻き
終り端子部１ｃの先端には、端子穴１ｄが形成され、こ
の端子穴１ｄの周りには、この樹脂絶縁リアクトルに接
続される導体との間の接触抵抗を減らして、通電による
発熱を抑えるために、斜線部を除いて銀めっきが施され
ている。

【００２２】この銀めっき部分を除く巻き始め端子部１
ｂと巻き終り端子部１ｃの斜線部は、内側コイル部１ａ
１と外側コイル部１ａ２にろう付する前の段階の銀めっ
き工程で施されるマスキングの範囲を示す。

【００２３】このように形成された巻線部１ａは、ガラ
ステープが各内側コイル部１ａ１と外側コイル部１ａ２
毎に巻き付けられ、コイル形状を維持した状態で、エポ
キシ注型用金型に挿入され、減圧された後、外周にエポ
キシ樹脂の絶縁層３が図３に示すように形成される。

【００２４】この絶縁層３には、注型用金型によって、
図６（ａ），（ｂ）に示すように、一対の取付脚２ｂが
対称的に形成され、これらの取付部２ｂの先端には、注
型時において注型用金型に端面が固定される埋金６が図
１（ａ），（ｂ）に示すように、端面を僅かに突き出し
て埋設される。これらの埋金６には、あらかじめ、この
リアクトルを取り付けるためのめねじ穴が破線で示すよ
うに加工されている。

【００２５】絶縁層３の表面には、防水バリヤー剤とし
てのシリコーンを基材とした接着剤（株式会社東芝シリ
コーン製商品名TSE-3991C ）を塗布した、 2.5mm厚の耐
環境処理層４が形成されている。この結果、絶縁層３と
この表面の耐環境処理層４で絶縁保護層２を形成してい
る。

【００２６】このシリコーン材の接着剤による耐環境処
理層４を形成する場合には、常温における粘度が30°を
超えないものを使用して、絶縁層３の表面に均一の厚さ
に形成されるように考慮するとともに、ボイドなどが形
成されないようにして行う。

【００２７】このように構成された樹脂絶縁リアクトル
においては、従来の樹脂絶縁リアクトルと同様に外周に
形成された絶縁層３によって、対接地電位の支持物との
間に印加される電圧に耐える絶縁特性を製造当初と同様
に維持することができる。すなわち、絶縁層３の表面に
形成した耐環境処理層４によって、図４で後述するよう
に耐電圧特性を上げ、盛夏の車両の走行時の通電による
温度上昇と、冬季の夜間における停止時の冷却の温度変
化の繰り返しによるヒートサイクルや、雨水や風雪にさ
らされることによる絶縁層３の絶縁特性の低下を長期に
亘って防ぐことができ、保守点検作業を容易にすること
ができる。

【００２８】図４は、前述したように、従来の絶縁層３
による絶縁抵抗３ｒに対して、本発明の樹脂絶縁リアク
トルでは、耐環境処理層４による絶縁抵抗４ｒが、接地
電位の支持物との間に介在したことを示す説明図であ
る。

【００２９】したがって、このように構成された樹脂絶
縁リアクトルにおいては、絶縁層３の表面に対して、耐
環境処理層４を僅かの厚さで形成することで、耐環境条
件の苛酷な列車の車両の下部に対して、カバーで覆うこ
となく、露出した状態で搭載することができ、冷却効果
も上げることができるので、温度上昇も抑えることがで
き、長期に亘って機械的特性と電気的特性を発揮するこ
とができる。

【００３０】なお、上記実施形態では、耐環境処理層４
として、シリコーン材の接着剤を用いて耐水と耐湿特性
を上げた例で説明したが、ハロゲン化合物に磁器材質を
混合した無機質被覆による耐環境処理層を形成して、請
求項３に記載の発明としてもよい。

【００３１】この場合には、塵埃の付着に対して、保守
時の清掃が容易となるだけでなく、亜硫酸ガスなどで汚
染度の高い工場地帯を走行する車両や、製鉄工場内など
を走行する車両などにも適用することができる。

【００３２】また、耐環境処理層４を形成する材料とし
て、フッ素樹脂の被覆を形成して、耐候性・耐薬品性を
上げるだけでなく、塵埃の付着を更に減らし、保守・点
検も更に容易にした請求項４に記載の発明としてもよ
い。

【００３３】さらに、耐環境処理層４として、絶縁層４
の表面に対して、金属の被膜を溶射や気相めっきで形成
して、請求項５に記載の発明としてもよい。この場合に
は、被膜の材料として鉄を用いることで、磁気遮蔽層と
してもよい。

【００３４】また、上記実施形態では、樹脂絶縁リアク
トルとして車両用リアクトルの場合で説明したが、送電
線路に接続される消弧リアクトルや中性点リアクトル及
び電炉用リアクトル及び始動用リアクトルにも同様に適
用することができ、空心リアクトル以外に鉄心付リアク
トルにも適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
コイル部と端子部を絶縁する絶縁層がコイル部と端子部
の外周に形成された樹脂絶縁リアクトルにおいて、絶縁
層の表面に耐環境処理層を形成することで、絶縁層の耐
電圧特性を長期に亘って維持したので、外形と重量を増
やすことなく、耐電圧特性を上げることのできる樹脂絶
縁リアクトルを得ることができる。

【００３６】また、請求項２に記載の発明によれば、耐
環境処理層をシリコーン材の接着剤で形成することで、
また、請求項３に記載の発明によれば、耐環境処理層を
磁器材又はハロゲン化物無機質の塗膜とし、また、請求
項４に記載の発明によれば、耐環境処理層をフッ素樹脂
で形成することで、絶縁層の耐電圧特性を長期に亘って
維持したので、外形と重量を増やすことなく、耐電圧特
性を上げることのできる樹脂絶縁リアクトルを得ること
ができる。

【００３７】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
耐環境処理層を金属溶射又は気相めっきによる磁性材と
することで、絶縁層の耐電圧特性を長期に亘って維持す
るとともに、コイル部で発生する磁界に起因する電磁誘
導障害も抑制したので、外形と重量を増やすことなく、
耐電圧特性を上げ、電磁誘導障害を減らすことのできる
樹脂絶縁リアクトルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂絶縁リアクトルの一実施形態を示
す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。

【図２】（ａ）は、本発明の樹脂絶縁リアクトルを構成
するコイルを示す正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面拡大詳細図。

【図４】本発明の樹脂絶縁リアクトルの作用を示す接続
図。

【符号の説明】

１…コイル、１ａ…巻線部、１ａ１…内側コイル部、１
ａ２…外側コイル部、１ｂ…巻き始め端子部、１ｃ…巻
き終り端子部、１ｄ…端子穴、１ｅ…接続導体、２…絶
縁保護層、２ａ…空隙部、２ｂ…取付脚、３…絶縁層、
３ｒ，４ｒ…絶縁抵抗、４…耐環境処理層、５…平角銅
線、６…埋金。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル部と端子部を絶縁する絶縁層が前
   記コイル部と端子部の外周に形成された樹脂絶縁リアク
   トルにおいて、前記絶縁層の表面に耐環境処理層を形成
   したことを特徴とする樹脂絶縁リアクトル。
2. 【請求項２】 前記耐環境処理層をシリコーン材の接着
   剤で形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂絶
   縁リアクトル。
3. 【請求項３】 前記耐環境処理層を磁器材又はハロゲン
   化物無機質の塗膜としたことを特徴とする請求項１に記
   載の樹脂絶縁リアクトル。
4. 【請求項４】 前記耐環境処理層をフッ素樹脂で形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載の樹脂絶縁リアクト
   ル。
5. 【請求項５】 前記耐環境処理層を金属溶射又は気相め
   っきによる磁性材で形成したことを特徴とする請求項１
   に記載の樹脂絶縁リアクトル。