JP2003077742A - 変成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変成器の小型化、軽量化、及び製造コストの
低減を図る。 【解決手段】 変成器は、巻線１０と、巻線１０の脚部
１０ａに設けた巻鉄心１３とを備える。巻線１０は導体
１１，１２の巻回方向と直交する方向の断面である横断
面が円形である。導体１１，１２の巻回方向と直交する
断面での断面積は、巻線１０の横断面における窓部１０
ｃ側の外周近傍領域である内側外周領域Ａｒ１と、巻線
１０の横断面における窓部１０ｃと反対側の外周近傍領
域である外側外周領域Ａｒ２とのうちの少なくとも一方
の領域において、巻線の横断面における中心近傍の領域
である中心領域Ａｒ３よりも小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器等の変成器
に関するものであり、特に、巻線が備える一対の脚部に
珪素鋼板等の電磁鋼板を巻き込んで巻鉄心を形成してな
る変成器の小型化、軽量化、及び製造コスト低減に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、本発明者が既に提案している
変成器を示している（特開平５−２２６１６８号公報及
び特開平８−５１０３４号公報参照）。この変圧器は、
巻線１と、一対の巻鉄心４とを備えている。巻線１は、
導線２ａ，３ａを複数回巻回した一次巻線２と二次巻線
３とからなる。巻線１は、間隔を隔てて互いに対向する
一対の脚部１ａと、これらの脚部１ａの両端を連結する
一対の連結部１ｂと、これら脚部１ａ及び連結部１ｂに
より囲まれた窓部１ｃとを備えている。巻回方向と直交
する方向の導線２ａ，３ａの断面形状は円形である。一
方、巻鉄心４は、珪素鋼板等の電磁鋼板の帯材を巻線１
の脚部１ａに巻き込むことにより形成している。なお、
図１１において、５は巻線１の外周を被覆する絶縁テー
プ、６は一次巻線２と二次巻線３を絶縁する絶縁スペー
サである。

【０００３】他の種々の変成器と同様に、上記図１１に
示す変成器の一次巻線２及び二次巻線３において、以下
の式（１）の関係が成立する。この式（１）において、
Ｅは起電力（Ｖ）、ｋは比例定数、ｆは周波数（Ｈ
ｚ）、Ｎは導線の巻回回数（巻数）、Ａは鉄心有効断面
積（ｍ^２）、Ｂｍは磁束密度（Ｔ）である。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】変成器の小型化、軽量
化を図るには、変成器を構成する部品のうちで寸法が大
きく、かつ重量も重い巻鉄心４の寸法を縮小することが
最も有効である。また、珪素鋼板等の電磁鋼板からなる
ため巻鉄心４は、変成器を構成する他の部品よりも比較
的高価であり、変成器の製造コストを低減する上でも、
巻鉄心４の寸法はできる限り小さいことが好ましい。

【０００６】上記式（１）から明らかなように、同一の
起電力Ｅを維持しつつ、かつ磁束密度Ｂｍを低下させる
ことなく、巻鉄心４の寸法、すなわち鉄心有効断面積Ａ
を低減するには、巻数Ｎを増加させればよい。また、巻
鉄心４を大型化することなく、すなわち鉄心窓部の寸法
を拡大することなく導線２ａ，３ａの巻数Ｎを増加させ
るには、導線２ａ，３ａの巻回方向と直交する方向の断
面積を減少させる必要、すなわ導線２ａ，３ａの径を縮
小する必要がある。一方、導線２ａ，３ａの断面積が減
少すると電流密度が上昇するため、導線２ａ，３ａで生
じるジュール熱に起因する温度上昇も顕著となる。その
ため、従来は、一次巻線２及び二次巻線３の両方を含む
巻線１全体での温度上昇を考慮し、この巻線１全体での
温度上昇が許容範囲となるように導線２ａ，３ａの径を
設定し、かつ一次巻線２と二次巻線３のそれぞれについ
て導線２ａ，３ａの径を一定としていた。

【０００７】しかし、本発明者が種々の実験及び研究を
行ったところ、巻線１の脚部１ａにおける巻回方向と直
交する方向の断面（横断面）において、上記導線２ａ，
３ａで生じるジュール熱に起因する温度上昇に分布が存
在することを見出した。詳細には、図１２に示すよう
に、巻線１の横断面における窓部１ｃ側の外周近傍の領
域である内側外周領域Ａｒ１（図１１において位置Ｐ４
〜位置Ｐ５間の領域）と、巻線１の横断面における窓部
１ｃと反対側の外周近傍の領域である外側外周領域Ａｒ
２（図１１において位置Ｐ１〜Ｐ２の領域）とでは、巻
線１の横断面における中心近傍の領域である中心領域Ａ
ｒ３（図１１において位置Ｐ２〜Ｐ４間の領域）と比較
して導線２ａ，３ａに生じるジュール熱に起因する温度
上昇の度合いが比較的低い。換言すれば、内側外周領域
Ａｒ１と内側外周領域Ａｒ１は、中心領域Ａｒ３よりも
巻線の冷却効果が高いことが判明した。

【０００８】本発明は、かかる新たな知見に基づいて、
巻線が備える一対の脚部に巻鉄心を形成してなる変成器
の小型化、軽量化、及び製造コストの低減を図ることを
課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、間隔を隔てて
互いに対向する一対の脚部と、これら脚部の両端を連結
する一対の連結部と、これら脚部及び連結部により囲ま
れた窓部とを備え、複数の導体をそれぞれ複数回巻回し
てなる巻線と、上記一対の脚部に電磁鋼板をそれぞれ巻
き込でなる一対の巻鉄心とを備え、上記巻線は上記導体
の巻回方向と直交する方向の断面である横断面の形状が
略円形である、変成器であって、上記複数の導体のうち
少なくとも一つの上記巻回方向と直交する断面での断面
積は、上記巻線の横断面における上記窓部側の外周近傍
領域である内側外周領域と、上記巻線の横断面における
上記窓部と反対側の外周近傍領域である外側外周領域と
のうちの少なくとも一方の領域において、上記巻線の横
断面における中心近傍の領域である中心領域よりも小さ
い、変成器を提供するものである。

【００１０】本発明の変成器では、導体に生じるジュー
ル熱に対する冷却効果が比較的高い領域である巻線の横
断面における内側外周領域と外側外周領域のうちの少な
くとも一方において、中心領域よりも導体の断面積を小
さく設定している。従って、導体の発熱による温度上昇
の制約を充足しつつ、かつ巻線の横断面の面積を増加さ
せることなく導体の巻数を増大させ、それによって巻鉄
心の小型化（鉄心有効断面積の低減）を図ることができ
る。巻鉄心は、変成器を構成する他の部品と比較し寸法
も大きく、かつ重量も重いので巻鉄心の小型化により変
成器全体として、小型化、軽量化を図ることができる。
また、巻鉄心は変成器を構成する他の部品と比較して比
較的高価である電磁鋼板からなるため、巻鉄心を小型化
して電磁鋼板の使用量を低減することにより、変成器の
製造コストを低減することができる。なお、「略円形」
とは、真円に限らず、楕円、長円、多角形、及び自由曲
線からなる閉曲線等の巻線の横断面の形状としては実質
的に円形の範疇に含まれる平面図形をいう。

【００１１】例えば、上記導体は断面円形の導線であ
り、この導線の外側外周領域及び／又は内側外周領域に
おける径を、上記中心領域における径よりも小さく設定
する。

【００１２】また、上記導体は厚みが一定である断面矩
形の帯状導体であり、この帯状導体の上記外側外周領域
及び／又は内側外周領域における幅を上記中心領域にお
ける幅よりも小さく設定する。

【００１３】具体的には、上記帯状導体の外側外周領域
及び／又は内側外周領域における幅が、上記中心領域か
ら離反するに伴って連続的又は段階的に縮小する。な
お、帯状導体の厚みを、外側外周領域及び／又は内側外
周領域と中心領域とで異ならせても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、図面に示す本発明の実施形
態に基づいて、本発明を詳細に説明する。

【００１５】（第１実施形態）図１から図３は、本発明
の第１実施形態に係る変成器を示している。この変成器
は、一次巻線１１と二次巻線１２からなる１個の巻線１
０と、一対の巻鉄心１３とを備えている。なお、図にお
いて、１４は巻線１０の外周を被覆する絶縁テープ、１
５は一次巻線１１と二次巻線１２とを絶縁するための絶
縁スペーサである。

【００１６】巻線１０は、間隔を隔てて互いに対向する
一対の脚部１０ａと、これら脚部１０ａの両端を連結す
る一対の連結部１０ｂと、これら脚部１０ａ及び連結部
１０ｂにより囲まれた窓部１０ｃとを備えている。ま
た、巻線１０は後述する導線１１ａ〜１２ｂの巻回方向
に直交する方向の断面（横断面）が円形である。一方、
巻鉄心１３は、円筒状であって巻線１０が備える一対の
脚部１０ａに電磁鋼板をそれぞれ巻き込んでなる。すな
わち巻鉄心１３の断面円形の鉄心窓に巻線１０が収容さ
れている。

【００１７】巻線１０を構成する一次巻線１１と二次巻
線１２は、それぞれ銅等の導電性を有する材料からなり
断面円形の導線１１ａ〜１２ｂを多数回巻回して構成さ
れている。図１１に示した従来の変成器では一次巻線２
及び二次巻線３の導線２ａ，２ｂは断面積が一定である
が、本実施形態では、一次巻線１１及び二次巻線１２の
両方で導線の径を変化させて、それによって断面積を変
化させている。図において、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は
一次側及び二次側の入出力用の端子を示している。

【００１８】まず、一次巻線１１は、一次側内導線１１
ａと一次側外導線１１ｂからなる。一次側内導線１１ａ
は一次側外導線１１ｂよりも径が小さく、従って断面積
が小さい。一次側内導線１１ａと一次側外導線１１ｂと
は、図３に概略的に示すように、一方の端部が互いに電
気的に接続されており、電気的には１本の導線を構成し
ている。一次巻線１１は、これら一次側内導線１１ａ及
び一次側外導線１１ｂを、図示しない巻型に対して巻回
することにより形成される。この際、一次側内導線１１
ａから巻型に巻き付け、窓部１０ｃ側に一次側内導線１
１ａを配置する。なお、図２において矢印Ｙは巻線１０
の横断面において導線が積み上げられる方向を示してい
る。

【００１９】次に、二次巻線１２は、二次側内導線１２
ａと一次側外導線１１ｂからなる。二次側外導線１２ｂ
は二次側内導線１２ａよりも径が小さく、従って断面積
が小さい。二次側内導線１２ａと二次側外導線１２ｂと
は、図３に概略的に示すように、一方の端部が互いに電
気的に接続されており、電気的には１本の導線を構成し
ている。二次巻線１２は、これら二次側内導線１２ａ及
び二次側外導線１２ｂを、巻型に巻回済みの一次巻線１
１に絶縁スペーサ１５を介在させて巻回することにより
形成される。この際、一次側内導線１１ａから巻き付け
て、一次巻線１１側に二次側内導線１２ａを配置する。
なお、二次巻線１２の形成後、巻線１０の外周に絶縁テ
ープ１４が巻き付けられる。

【００２０】図２に示すように、一次巻線１１について
は、巻線１０の横断面における窓部１０ｃ側の外周近傍
の領域である内側外周領域Ａｒ１に径の小さい（断面積
の小さい）一次側内導線１１ａが配置され、巻線１０の
横断面における中心近傍の領域である中心領域Ａｒ３に
径の大きい（断面積の大きい）一次側外導線１１ｂが配
置されている。一方、二次巻線１２については、中心領
域Ａｒ３に径の大きい（断面積の大きい）二次側内導線
１２ａが配置され、巻線１０の横断面における窓部１０
ｃとは反対側の外周近傍の領域である外側外周領域Ａｒ
２には径の小さい（断面積の小さい）二次側外導線１２
ｂが配置されている。すなわち、第１実施形態では、導
線１１ａ〜１２ｂに生じるジュール熱に対する冷却効果
が比較的高い領域である内側外周領域Ａｒ１と外側外周
領域Ａｒ２において、冷却効果の低い中心領域Ａｒ３よ
りも導線１１ａ〜１２ｂの面積を小さく設定している。
従って、導線１１ａ〜１２ｂの発熱による温度上昇の制
約を充足しつつ、かつ巻線１０の横断面の面積を増加さ
せることなく導線１１ａ〜１２ｂの巻数を増大させ、そ
れによって巻鉄心１３の小型化（鉄心有効断面積の低
減）を図ることができる。巻鉄心１３は、変成器を構成
する他の部品と比較し寸法も大きく、かつ重量も重いの
で巻鉄心１３の小型化により変成器全体として、小型
化、軽量化を図ることができる。また、巻鉄心１３は変
成器を構成する他の部品と比較して比較的高価である電
磁鋼板からなるため、巻鉄心１３を小型化して電磁鋼板
の使用量を低減することにより、変成器の製造コストを
低減することができる。

【００２１】（第２実施形態）図４は、本発明の第２実
施形態に係る変成器を示している。この第２実施形態で
は、巻線１０の一次巻線１１及び二次巻線１２は、導線
ではなく銅等の導電性材料からなる断面矩形の帯状導体
２１，２２を巻回してなる。まず、これらの帯状導体２
１，２２は板厚が一定であり断面形状は矩形状である。
また、帯状導体２１，２２は基端２１ａ，２２ａ側から
一定の長さＬ１は幅Ｗが一定の平行部２１ｃ，２２ｃで
あり、この平行部２１ｃ，２２ｃから末端２１ｂ，２２
ｂ側に向けて漸次幅Ｗが減少する長さＬ２のテーパ部２
１ｄ，２２ｄを備えている。平行部２１ｃ，２２ｃでは
帯状導体２１，２２の断面積は一定であるが、テーパ部
２１ｄ，２２ｄでは帯状導体２１，２２の断面積は先端
側に向けて漸次減少している。

【００２２】一次巻線１１は、図示しない巻型に対して
帯状導体２１を末端２１ｂ側から巻回することにより形
成しており、窓部１０ｃ側にテーパ２１ｄを配置してい
る。また、二次巻線１２は、巻型に巻回済みの一次巻線
１１に絶縁スペーサ１５を介在させて帯状導体２２を基
端２２ａ側から巻回することにより形成しており、窓部
１０ｃとは反対側にテーパ部２２ｄを配置している。

【００２３】図２に示すように、一次巻線１１の帯状導
体２１については、内側外周領域Ａｒ１に幅Ｗが漸次縮
小して断面積が漸次減少するテーパ部２１ｄが配置さ
れ、中心領域Ａｒ３に幅Ｗが一定の平行部２１ｃが配置
されている。一方、二次巻線１２の帯状導体２２につい
ては、中心領域Ａｒ３に幅Ｗが一定で断面積の大きい平
行部２２ｃが配置され、外側外周領域Ａｒ２には幅Ｗが
漸次縮小して断面積が漸次減少するテーパ部２２ｄが配
置されている。

【００２４】内側外周領域Ａｒ３では帯状導体２１の幅
方向の巻鉄心１３の鉄心窓の寸法が小さく、かつその減
少率が大きいが、幅Ｗが漸次縮小するテーパ部２１ｄを
配置しているため、幅一定の帯状導体を巻回する場合と
比較して巻数が増大する。一方、内側外周領域Ａｒ１
は、帯状導体２１に生じるジュール熱に対する冷却効果
が高い。外側外周領域Ａｒ２も、上記内側外周領域Ａｒ
３と同様に、帯状導体２２の幅方向の巻鉄心１３の鉄心
窓の寸法が小さく、かつその減少率が大きいが、幅Ｗが
漸次縮小するテーパ部２２ｄを配置しているため、幅一
定の帯状導体を巻回する場合と比較して巻数が増大す
る。一方、外側外周領域Ａｒ２も、帯状導体２２に生じ
るジュール熱に対する冷却効果が高い。このように第２
実施形態では、帯状導体２１，２２に生じるジュール熱
に対する冷却効果が比較的高い領域である内側外周領域
Ａｒ１と外側外周領域Ａｒ２において、冷却効果の低い
中心領域Ａｒ３よりも帯状導体２１，２２の断面積を小
さく、かつこの断面積を漸次低減させることにより、帯
状導体２１，２２の発熱による温度上昇の制約を充足し
つつ、かつ巻線１０の横断面の面積を増加させることな
く帯状導体２１，２２の巻数を増大させている。この巻
数の増大により、巻鉄心１３の小型化し、変成器全体と
しても小型化、軽量化、及びコスト低減を図ることがで
きる。

【００２５】なお、図４では、巻鉄心１０の横断面を概
略的に示しているため、巻鉄心１３の鉄心窓に隙間があ
るように見えるが、実際にはこの隙間は極めて微少であ
り、実質的に巻鉄心１０の横断面は円形である。第２実
施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様で
あるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省
略する。

【００２６】（第３実施形態）次に、図５から図７に示
す本発明の第３実施形態について説明する。この第３実
施形態では、図７に示すコイルボビン２５に巻線を形成
している。このコイルボビン２５は、共に樹脂製である
外枠２６と、内枠２７とを備えている。外枠２６は巻鉄
心１３に巻き込まれる一対の鉄心巻き込み部２６ａと、
この鉄心巻き込み部２６ａを連結する一対の連結部２６
ｂとを備え、全体として矩形枠状を呈している。また、
外枠２６の外周には巻線を収容するための溝２６ｃが形
成されている。上記内枠２７は、外枠２６と同様に、一
対の鉄心巻き込み部２７ａと、一対の連結部２７ｂとを
備えた矩形枠状であって、その外周に溝２７ｃが形成さ
れている。外枠２６に対して内枠２７が一体に嵌め込ま
れる。

【００２７】図５に示すように、外枠２６の溝２６ｃの
断面は矩形状であり、内枠２７の溝２７ｃの断面は正六
角形を２分割した形状である。従って、溝２６ｃ，２７
ｃを合わせた断面形状、すなわち巻線１０の断面形状
は、円形に近似した形状である。

【００２８】図５に示すように、巻線１０は一次巻線１
１と、二次巻線１２とにより構成され、一次巻線１１
は、コイルボビン２５の内枠２７の溝２７ｃに径が一定
（断面積が一定）の導線２８を巻回して形成されてい
る。そのため、一次巻線１１については、内側領域Ａｒ
１と中心領域Ａｒ３とで導線２８の断面積が一定であ
る。一方、二次巻線１２は、コイルボビン２５の外枠２
６の溝２６ｃに帯状導体２９を巻回して構成している。
この帯状導体２９は上記第２実施形態における帯状導体
２１，２２と同様である。すなわち、帯状導体２９は板
厚が一定で基端２９ａ側の平行部２９ｃと、末端２９ｂ
側のテーパ部２９ｄとを備えている。帯状導体２９は基
端２９ａ側からコイルボビン２５の外枠２６に巻回して
おり、中心領域Ａｒ３には平行部２９ｃが配置され、外
側外周部Ａｒ２にはテーパ部２９ｄが配置されている。
なお、図においてｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９は一次側及び
二次側の入出力用の端子を示している。

【００２９】外側外周領域Ａｒ２では、帯状導体２２の
幅方向の巻鉄心１３の鉄心窓の寸法が小さく、かつその
減少率が大きいが、幅Ｗが漸次縮小するテーパ部２９ｄ
を配置しているため、幅一定の帯状導体を巻回する場合
と比較して巻数が増大する。一方、外側外周領域Ａｒ２
は、帯状導体２２に生じるジュール熱に対する冷却効果
が高い。このように第３実施形態では、帯状導体２９に
生じるジュール熱に対する冷却効果が比較的高い領域で
ある外側外周領域Ａｒ２において、冷却効果の低い中心
領域Ａｒ３よりも帯状導体２９の断面積を小さく、かつ
この断面積を漸次低減させることにより、帯状導体２９
の発熱による温度上昇の制約を充足しつつ、かつ巻線１
０の横断面の面積を増加させることなく帯状導体２９の
巻数を増大させている。この巻数の増大により、巻鉄心
１３の小型化し、変成器全体としても小型化、軽量化、
及びコスト低減を図ることができる。第３実施形態のそ
の他の構成は第１実施形態と同様であるので、同一の要
素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００３０】（第４実施形態）図８及び図９に示すよう
に、本発明の第４実施形態に係る変成器の巻線１０は、
１個の一次巻線４１を備え、この一次巻線４１よりも窓
部１０ｃ側に２個の二次巻線４２，４３を備え、さらに
一次巻線４１に対して窓部１０ｃと反対側に２個の二次
巻線４４，４５を備えている。窓部１０ｃ側の２個の二
次巻線４２，４４３と、窓部１０ｃと反対側の二次巻線
４４，４５とは１個ずつ電気的に接続されている。従っ
て、この変成器は１個の一次巻線と２個の二次巻線を有
している。

【００３１】一次巻線４１は径が一定（断面積が一定）
である導線４１ａを巻回してなり、巻線１０の横断面の
中心付近に配置されている。この一次巻線４１よりも窓
部１０ｃ側には配置されている２個の二次巻線４２，４
３は、それぞれ絶縁スペーサ１５Ａにより一次巻線４１
に対して絶縁されると共に、絶縁スペーサ１５Ｃにより
二次巻線４２，４３どうしが互いに絶縁されている。ま
た、これらの二次巻線４２，４３は、図１０（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、板厚が一定で断面が矩形状であっ
て、基端４６ａ，４７ａ側の長さＬ１の平行部４６ｃ，
４７ｃと、末端４６ｂ，４６ｂ側の長さＬ２のテーパ部
４６ｄ，４７ｄとを備える帯状導体４６，４７からな
る。これらの帯状導体４６，４７は、長手方向の一方の
辺が折れ曲がりのない直線であり、他方の辺が一方の辺
に向けて延びることによりテーパ部４６ｄ，４７ｄが形
成されている。二次巻線４２，４３は、これらの帯状導
体４６，４７を末端４６ｂ，４７ｂ側から巻回すること
により形成され、それぞれ内側外周領域Ａｒ１に各帯状
導体４６，４７のテーパ部４６ｄ，４７ｄが配置され、
中心領域Ａｒ３に平行部４６ｃ，４７ｃが配置されてい
る。

【００３２】一次巻線４１に対して窓部１０ｃと反対側
の二次巻線４４，４５も、図１０（Ｂ），（Ｃ）に示す
ように、板厚が一定で断面が矩形状であって、基端４８
ａ，９ａ側の長さＬ１の平行部４８ｃ，４９ｃと長さＬ
２のテーパ部４８ｄ，４９ｄとを備える帯状導体４８，
４９からなる。二次巻線４４，４５は、これらの帯状導
体４８，４９を基端４８ａ，４９ａ側から巻回すること
により形成され、それぞれ外側外周領域Ａｒ２に各帯状
導体４８，４９のテーパ部４８ｄ，４９ｄが配置され、
中心領域Ａｒ３に平行部４８ｃ，４９ｃが配置されてい
る。

【００３３】図においてｔ１１からｔ２０は一次巻線４
１及び二次巻線４２〜４５の端子を示している。これら
のうち端子ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，ｔ１５，ｔ１８，
ｔ２０は一次側及び二次側の入出力用の端子を示してい
る。一方、端子ｔ１４，ｔ１６，ｔ１７，ｔ１９は二次
巻線４２〜４５の相互接続用である。

【００３４】まず、窓部１０ｃ側の２個の二次巻線４
２，４３のうち、一方の二次巻線４２の端子ｔ１４と、
巻線１０の横断面においてこの二次巻線４２と横断面の
中心に対して点対称に配置されている窓部１０ｃと反対
側の二次巻線４４の端子ｔ１７とが接続されている。従
って、これらの二次巻線４２，４４は１本の巻線を構成
している。

【００３５】また、窓部１０ｃ側の２個の二次巻線４
２，４３のうち、他方の二次巻線４３の端子ｔ１６と、
巻線１０の横断面においてこの二次巻線４３と横断面の
中心に対して点対称に配置されている窓部１０ｃとは反
対側の二次巻線４５の端子ｔ１９とが接続されている。
従って、これらの二次巻線４３，４５は１本の巻線を構
成している。

【００３６】この第４実施形態では、窓部１０ｃ側の二
次巻線４２，４３においては、帯状導体４６，４７のテ
ーパ部４６ｄ，４７ｄが内側外周領域Ａｒ１に配置さ
れ、平行部４６ｃ，４７ｃが中央領域Ａｒ３に配置され
ている。同様に、窓部１０ｃとは反対側の二次巻線４
４，４５においては、帯状導体４８，４９のテーパ部４
８ｄ，４９ｄが外側外周領域Ａｒ２に配置され、平行部
４８ｃ，４９ｃが中央領域Ａｒ３に配置されている。こ
のように第４実施形態では、帯状導体４６〜４９に生じ
るジュール熱に対する冷却効果が比較的高い領域である
内側領域Ａｒ１及び外側外周領域Ａｒ２において、冷却
効果の低い中心領域Ａｒ３よりも帯状導体４６〜４９の
断面積を小さく、かつこの断面積を漸次低減させること
により、帯状導体の４６〜４９発熱による温度上昇の制
約を充足しつつ、かつ巻線１０の横断面の面積を増加さ
せることなく帯状導体２９の巻数を増大させている。こ
の巻数の増大により、巻鉄心１３の小型化し、変成器全
体としても小型化、軽量化、及びコスト低減を図ること
ができる。第４実施形態のその他の構成は第１実施形態
と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して
説明を省略する

【００３７】本発明は、上記実施形態に限定されず、種
々の変形が可能である。図１０（Ｄ）〜（Ｆ）に示すよ
うに、帯状導体１４９，１４９’，１４９’として、幅
Ｗが一定である平行部１４９ａ，１４９ａ’，１４９
ａ’’と、幅Ｗが段階的に縮小する部１４９ｂ，１４９
ｂ’，１４９ｂ’’とを備えるものを使用してもよい。
なお、帯状導体の厚みを、外側外周領域及び／又は内側
外周領域と中心領域とで異ならせても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の変成器では、導体に生じるジュール熱に対する冷却効
果が比較的高い領域である巻線の横断面における内側外
周領域と外側外周領域のうちの少なくとも一方におい
て、中心領域よりも導体の断面積を小さく設定してい
る。従って、導体の発熱による温度上昇の制約を充足し
つつ、かつ巻線の横断面の面積を増加させることなく導
体の巻数を増大させ、それによって巻鉄心の小型化（鉄
心有効断面積の低減）を図ることができる。巻鉄心は、
変成器を構成する他の部品と比較し寸法も大きく、かつ
重量も重いので巻鉄心の小型化により変成器全体とし
て、小型化、軽量化を図ることができる。また、巻鉄心
は変成器を構成する他の部品と比較して比較的高価であ
る電磁鋼板からなるため、巻鉄心を小型化して電磁鋼板
の使用量を低減することにより、変成器の製造コストを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の変成器を示す斜視図
である。

【図２】 図１のII-II線での断面図である。

【図３】 本発明の第１実施形態の変成器の回路図であ
る。

【図４】 本発明の第２実施形態の変成器を示す断面図
である。

【図５】 本発明の第３実施形態の変成器を示す断面図
である。

【図６】 本発明の第３実施形態の変成器の回路図であ
る。

【図７】 第３実施形態の変成器が備えるコイルボビン
を示す分解斜視図である。

【図８】 本発明の第４実施形態の変成器を示す断面図
である。

【図９】 本発明の第４実施形態の変成器の回路図であ
る。

【図１０】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、
（Ｅ）、及び（Ｆ）は、帯状導体を示す平面図である。

【図１１】 従来の変成器を示す断面図である。

【図１２】 巻線の横断面における位置と導線に生じる
ジュール熱に起因する温度上昇との関係を示す線図であ
る。

【符号の説明】 【符号の説明】

１０ 巻線 １０ａ 脚部 １０ｂ 連結部 １０ｃ 窓部 １１ 一次巻線 １１ａ，１１ｂ 導線 １２ 二次巻線 １２ａ，１２ｂ 導線 １３ 巻鉄心 １４ 絶縁テープ １５ 絶縁スペーサ ２１，２２ 帯状導体 ２１ｃ，２２ｃ 平行部 ２１ｄ，２２ｄ テーパ部 ２５ コイルボビン ２６ 外枠 ２７ 内枠 ２８ 導線 ２９ 帯状導体 ２９ｃ 平行部 ２９ｄ テーパ部 ４１ 一次巻線 ４１ａ 導線 ４２，４３，４４，４５ 二次巻線 ４６，４７，４８，４９ 帯状導体 ４６ａ，４７ａ，４８ａ，４９ａ 基端 ４６ｂ，４７ｂ，４８ｂ，４９ｂ 末端 ４６ｃ，４７ｃ，４８ｃ，４９ｃ 平行部 ４６ｄ，４７ｄ，４８ｄ，４９ｄ テーパ部 Ａｒ１ 内側外周領域 Ａｒ２ 外側外周領域 Ａｒ３ 中心領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔を隔てて互いに対向する一対の脚部
   と、これら脚部の両端を連結する一対の連結部と、これ
   ら脚部及び連結部により囲まれた窓部とを備え、複数の
   導体をそれぞれ複数回巻回してなる巻線と、 上記一対の脚部に電磁鋼板をそれぞれ巻き込でなる一対
   の巻鉄心とを備え、 上記巻線は上記導体の巻回方向と直交する方向の断面で
   ある横断面の形状が略円形である、変成器であって、 上記複数の導体のうち少なくとも一つの上記巻回方向と
   直交する断面での断面積は、上記巻線の横断面における
   上記窓部側の外周近傍領域である内側外周領域と、上記
   巻線の横断面における上記窓部と反対側の外周近傍領域
   である外側外周領域とのうちの少なくとも一方の領域に
   おいて、上記巻線の横断面における中心近傍の領域であ
   る中心領域よりも小さい、変成器。
2. 【請求項２】 上記導体は断面円形の導線であり、この
   導線の外側外周領域及び／又は内側外周領域における径
   が、上記中心領域における径よりも小さい、請求項１に
   記載の変成器。
3. 【請求項３】 上記導体は厚みが一定である断面矩形の
   帯状導体であり、この帯状導体の上記外側外周領域及び
   ／又は内側外周領域における幅が上記中心領域における
   幅よりも小さい、請求項１に記載の変成器。
4. 【請求項４】 上記帯状導体の外側外周領域及び／又は
   内側外周領域における幅が、上記中心領域から離反する
   に伴って連続的又は段階的に縮小する、請求項３に記載
   の変成器。