JP2022174612A - 変圧器 - Google Patents

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剛 田中
Tsuyoshi Tanaka
弘樹 林
Hiroki Hayashi
好亮 下村
Yoshiaki Shimomura
裕之 大野
Hiroyuki Ono
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Abstract

【課題】カバーの取り付けをより簡単、且つ容易にできる変圧器を提供する。【解決手段】一次コイル21と、一次コイル21と同軸に、一次コイル21の内側及び外側に夫々配置された内側二次コイル7及び外側二次コイル6と、一次コイル21、内側二次コイル7及び外側二次コイル6を共に囲むカバー5とを備える変圧器であって、カバー5は一対の部材3,4を含んでおり、各部材3,4は、一次コイル21、内側二次コイル7及び外側二次コイル6を覆う2つの半円筒部3a,3b,4a,4bと、2つの半円筒部3a,3b,4a,4bを繋ぐ連結部31,41とを有する。【選択図】図2

Description

本発明は、変圧器に関する。
従来、鉄心、一次コイル及び二次コイルを備える変圧器が提案されている。
特許文献1には、矩形環状の外枠及び内枠を有する樹脂製のボビンを備えており、外枠及び内枠それぞれの外周面には、周方向に沿って溝が形成され、外枠及び内枠の各溝に一次コイル及び二次コイルが巻かれている変圧器が開示されている。
特開平8-051034号公報
複数のコイルを有する変圧器の一部は、複数のコイルをまとめて拘束する一対のカバーを備えている。該カバーは筒形状であり、互いに対向する位置に設けられている。各カバーには鉄心が囲まれている。
ところが、複数のコイルをまとめてカバーで囲む、カバーの取り付け作業は手間のかかる作業である。更に、上述の変圧器は一対のカバーを備えているので、カバーの取り付け作業を2回行う必要があり、生産性が劣るという問題があった。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カバーの取り付けをより簡単、且つ容易にできる変圧器を提供することにある。
本発明に係る変圧器は、第1コイルと、該第1コイルと同軸に、前記第1コイルの内側及び外側に夫々配置された第2コイル及び第3コイルと、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルを共に囲むカバーとを備える変圧器であって、前記カバーは一対の部材を含んでおり、各部材は、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルを覆う2つの半円筒部と、前記2つの半円筒部を繋ぐ連結部とを有する。
本発明にあっては、前記カバーが、夫々、前記2つの半円筒部と前記連結部とを有する、一対の部材を含むので、前記一対の部材を合体させる作業のみで、カバーの取り付けが完了し、生産性を高めることができる。
本発明に係る変圧器は、前記半円筒部の内側面には、前記第2及び前記第3コイルの少なくとも一つの位置を定める第1位置決めリブが形成されている。
本発明にあっては、前記第2コイル又は前記第3コイルを前記半円筒部に組み込む際、前記第1位置決めリブにより、前記第2コイル又は前記第3コイルの位置が的確に定められ、前記第2コイル又は前記第3コイルの組み込み作業の作業性を高めることができる。
本発明に係る変圧器は、前記第1コイルが巻回されたボビンを備え、前記半円筒部の内側面には、前記ボビンの位置を定める第2位置決めリブが形成されている。
本発明にあっては、前記ボビンを前記半円筒部に組み込む際、前記第2位置決めリブにより、前記ボビンの位置が的確に定められるので、前記ボビンの組み込み作業の作業性を高めることができる。
本発明に係る変圧器は、前記半円筒部の周囲に設けられた鉄心を備えており、前記連結部は、板形状であって、前記第2コイル及び前記鉄心の間に介在する。
本発明にあっては、前記一対の部材を合体させた場合、前記連結部が前記第2コイル及び前記鉄心の間に介在し、前記鉄心と前記第2コイルとを絶縁させる。よって、別の絶縁材が不要であり、前記鉄心と前記第2コイルとの間に絶縁材を設ける工程を省くことができる。
本発明に係る変圧器は、前記ボビンには、前記第2位置決めリブと係合する凹部が形成されている。
本発明にあっては、前記ボビンを前記半円筒部に組み込む際、前記半円筒部の前記第2位置決めリブが前記ボビンの前記凹部と係合することにより、前記ボビンの位置が的確に定められるので、前記ボビンの組み込み作業の作業性を高めることができる。
本発明によれば、カバーの取り付けをより簡単、且つ容易にできる変圧器を提供することができる。
実施の形態に係る変圧器の斜視図である。 実施の形態に係る変圧器の分解図である。 実施の形態に係る変圧器の第1部材を示す斜視図である。 実施の形態に係る変圧器の第1部材の正面図である。 実施の形態に係る変圧器の第2部材を示す斜視図である。 実施の形態に係る変圧器の組立過程を説明する図である。 実施の形態に係る変圧器の組立過程を説明する図である。 実施の形態に係る変圧器の組立過程を説明する図である。 図1のIX-IX線による断面図である。
以下に、本発明を実施の形態に係る変圧器を示す図面に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1は、実施の形態に係る変圧器1の斜視図である。
変圧器1は、一次コイル21が巻回されたボビン2を備える。ボビン2の内側には内側二次コイル7が配置され、ボビン2の外側には外側二次コイル6が配置されている。また、変圧器1は、一次コイル21、内側二次コイル7及び外側二次コイル6を部分的に囲むカバー5を備えており、カバー5の周囲に鉄心20が設けられている。
図2は、実施の形態に係る変圧器1の分解図である。図2では、便宜上、鉄心20の表示を省略している。
ボビン2は樹脂製であり、筒形状の芯部26と、芯部26の両端側縁から、軸心との交差方向外向きに延びる鍔部25とを有する。鍔部25は矩形環状をなす。これによって、芯部26の外周面には周方向に延びる凹部23が形成されている。凹部23はボビン2の全周に亘って形成されている。凹部23の底には、ボビン2の径方向外向きに突出した複数の仕切り壁22が形成されている。各仕切り壁22はボビン2の周方向に延び、ボビン2の全周に亘って設けられている。これによって、凹部23内にはボビン2の厚み方向に複数の溝が形成されている。各溝内には、一次コイル21(第1コイル)が巻回されている。
各鍔部25の外側面には、後述するカバー5のボビン位置決めリブ33a,33b,43a,43b(図9参照)と係合する係合凹部24が設けられている。係合凹部24は、各鍔部25の両長辺部において、各鍔部25の長手方向に隔てた2箇所に夫々設けられている。
各係合凹部24は、4つの突起間の間隙により、十字形状に形成されている。詳しくは、鍔部25の短手方向に所定の間隔を隔てて並設されている一対の突起が、鍔部25の長手方向に前記間隔と同じ間隔を隔てて並んでいる。なお、係合凹部24はボビン位置決めリブ33a,33b,43a,43bと係合するので、係合凹部24の形状は、対応するボビン位置決めリブ33a,33b,43a,43bの形状に応じて定まる。
ボビン2の径方向内側には、ボビン2と同軸に、矩形環状をなす内側二次コイル7(第2コイル)が設けられている。内側二次コイル7は断面視内側に凸の形状を有する。即ち、内側二次コイル7の外周の径方向寸法は、芯部26の内周の径方向寸法よりも少し小さく、内側二次コイル7の軸心方向の寸法は、芯部26の軸心方向の寸法、つまり鍔部25間の間隔よりも小さい。
ボビン2の径方向外側には、ボビン2と同軸に、矩形環状をなす外側二次コイル6(第3コイル)が設けられている。外側二次コイル6は断面視外側に凸の形状を有する。即ち、外側二次コイル6の内周の径方向寸法は、鍔部25の外周の径方向寸法よりも少し大きく、外側二次コイル6の軸心方向の寸法は、芯部26の軸心方向の寸法、つまり鍔部25間の間隔よりも小さい。
内側二次コイル7及び外側二次コイル6は、自身の形状を保持する構造を備え、ボビンなどの保持機構が無くとも、コイル形状を保つことができる。内側二次コイル7及び外側二次コイル6は、例えば平角線を折り曲げることによって、形成されている。平角線に代えて、複数の丸線を一体化した線群を使用してもよい。
ボビン2(鍔部25)、外側二次コイル6及び内側二次コイル7の両長辺部は、2つの円筒部を有するカバー5によって夫々囲繞されている。上述の如く、カバー5の各円筒部の周囲には円筒形の鉄心20が周設されている。
カバー5は、ポリアミド樹脂系の材料からなり、第1部材3及び第2部材4の一対の部分からなる。第1部材3及び第2部材4は同様の形状を成しており、互いに対応している。以下で、第1部材3についてのみ説明し、第2部材4についての詳しい説明を省略する。
図3は、実施の形態に係る変圧器1の第1部材3を示す斜視図であり、図4は、実施の形態に係る変圧器1の第1部材3の正面図である。
第1部材3は、半円筒部3a及び半円筒部3bと、半円筒部3a及び半円筒部3bを繋ぐ2つの連結部31とを有する。半円筒部3a及び半円筒部3bは、開放側を同じ向きにしており、夫々の軸心が平行になるように、間隙Gを隔てて設けられている。2つの連結部31は半円筒部3a及び半円筒部3b間の間隙Gに介在している。2つの連結部31は半円筒部3a及び半円筒部3bの軸心に沿う方向(以下、単に軸心方向と称する)における両端側に、互いに対向するよう夫々設けられている。各連結部31は、半円筒部3aの端縁から半円筒部3bの端縁に架け渡すように設けられている。例えば、2つの連結部31と、半円筒部3a及び半円筒部3bとは一体形成されている。
半円筒部3aは、ボビン2(鍔部25)、外側二次コイル6及び内側二次コイル7の一長辺部を覆い、半円筒部3bは、ボビン2(鍔部25)、外側二次コイル6及び内側二次コイル7の他長辺部を覆う(図9参照)。
各連結部31は略台形の板形状であり、半円筒部3a及び半円筒部3bの離隔方向(以下、単に離隔方向と称する)へ平行に延びる長辺及び短辺を有する。各連結部31は、非対向面に、開放側が長辺を向けるように櫛形状のリブが設けられている。連結部31には短辺側の側面に、第1部材3及び第2部材4の合体の際の位置決めを行う、位置決め突起311及び位置決め凹部312が設けられている。位置決め突起311及び位置決め凹部312は、離隔方向に所定間隔隔てて設けられている。位置決め突起311は、第2部材4の位置決め凹部412に対応する形状を成しており、位置決め凹部312は、第2部材4の位置決め突起411に対応する形状を成している(図5参照)。
半円筒部3aの内側面には、内側二次コイル7の組み込みの際に、内側二次コイル7の位置決めのための内側位置決めリブ34a(第1位置決めリブ)が設けられている。即ち、内側位置決めリブ34aは、半円筒部3aの周方向(以下、単に周方向と称する)における両端部のうち間隙G寄りの一端部に設けられている。内側位置決めリブ34aは、軸心方向において、半円筒部3aの両端部及び中間部の3箇所に設けられている。本実施の形態では、内側位置決めリブ34aが3箇所に設けられている場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、2箇所以下であっても良く、4箇所以上であっても良い。
各内側位置決めリブ34aは、板状であって、半円筒部3aの軸心に向けて突設されており、周方向に延びている。上述の如く、内側二次コイル7が断面視内側に凸の形状をなすので、各内側位置決めリブ34aには、内側二次コイル7の内側形状に対応する凹部が形成されている。
半円筒部3aには、内側位置決めリブ34a同士の間に、軸心方向に沿って延びる長円形状の貫通孔39aが形成されている。即ち、半円筒部3aには、間隙G寄りの部分に2つの貫通孔39aが軸心方向に沿って並設されている。
また、半円筒部3aの内側面には、周方向における中央位置に、2つのボビン位置決めリブ33a(第2位置決めリブ)が突設されている。ボビン位置決めリブ33aは、例えば十字形状であり、軸心方向に所定間隔を隔てて設けられている。ボビン位置決めリブ33aは、ボビン2を組み込む際に、ボビン2の係合凹部24と係合し、位置決めを行う。
更に、半円筒部3aの内側面であって、周方向において内側位置決めリブ34aの位置と反対側の位置には、外側二次コイル6の組み込みの際に、外側二次コイル6の位置決めのための外側位置決めリブ32a(第1位置決めリブ)が設けられている。即ち、外側位置決めリブ32aは、周方向における他端部に設けられている。外側位置決めリブ32aは、軸心方向において内側位置決めリブ34aと対応する位置に設けられている(図4参照)。本実施の形態では、外側位置決めリブ32aが3箇所に設けられている場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、2箇所以下であっても良く、4箇所以上であっても良い。
外側位置決めリブ32aは、内側位置決めリブ34aと同様の形状をなす。即ち、各外側位置決めリブ32aは、板状であって、半円筒部3aの軸心に向けて突設されており、半円筒部3aの周方向に延びる。上述の如く、外側二次コイル6が断面視外側に凸の形状をなすので、各外側位置決めリブ32aには、外側二次コイル6の外側形状に対応する凹部が形成されている。
そして、半円筒部3aは、周方向の他端部に、第1部材3及び第2部材4が合体した後離隔されることを防止する雄防止部材35a及び雌防止部材36aを有している。雄防止部材35aは略矩形板形状であって、先端に向けて縮幅しており、軸心方向の一端部に設けられている。雌防止部材36aは、後述する第2部材4の雄防止部材45aに対応する矩形孔を有し、軸心方向の他端部に設けられている。
なお、半円筒部3aでは、第1部材3及び第2部材4の合体における位置決めのための位置決め爪37が、周方向の他端から半円筒部3aの外周面の接線方向に延設されている。位置決め爪37は矩形であり、雄防止部材35aの近傍に、設けられている。
半円筒部3bは半円筒部3aと同様の形状を有している。
半円筒部3bの内側面には、内側二次コイル7の組み込みの際に、内側二次コイル7の位置決めのための内側位置決めリブ34b(第1位置決めリブ)が設けられている。即ち、内側位置決めリブ34bは、半円筒部3bの周方向における両端部のうち間隙G寄りの一端部に設けられている。内側位置決めリブ34bは、軸心方向において、半円筒部3bの両端部及び中間部の3箇所に設けられている。各内側位置決めリブ34bは半円筒部3aの内側位置決めリブ34aと同じ形状であり、詳しい説明を省略する。
半円筒部3bには、間隙G寄りの部分であって、内側位置決めリブ34b同士の間に、軸心方向に沿って延びる長円形状の貫通孔39bが形成されている(図4参照)。
また、半円筒部3bの内側面には、周方向における中央位置に、2つのボビン位置決めリブ33b(第2位置決めリブ)が突設されている(図4参照)。ボビン位置決めリブ33bは、例えば軸心方向に線状に延びており、軸心方向に所定間隔を隔てて設けられている。ボビン位置決めリブ33bは、ボビン2を組み込む際に、ボビン2の係合凹部24と係合し、位置決めを行う。
本実施の形態においては、半円筒部3aのボビン位置決めリブ33a及び半円筒部3bのボビン位置決めリブ33bが相違する形状を有する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものでなく、同一形状であっても良い。
更に、半円筒部3bの内側面であって、周方向において内側位置決めリブ34bの位置と反対側の位置には、外側二次コイル6の組み込みの際に、外側二次コイル6の位置決めのための外側位置決めリブ32b(第1位置決めリブ)が設けられている。即ち、外側位置決めリブ32bは、周方向における他端部に設けられている。外側位置決めリブ32bは、軸心方向において内側位置決めリブ34bと対応する位置に設けられている(図4参照)。外側位置決めリブ32bは半円筒部3aの外側位置決めリブ32aと同じ形状であり、詳しい説明を省略する。
そして、半円筒部3bは、周方向の他端部に、第1部材3及び第2部材4が合体した後離隔されることを防止する雄防止部材35b及び雌防止部材36bを有している。雄防止部材35bは軸心方向の他端部に設けられており、雌防止部材36bは軸心方向の一端部に設けられている。雄防止部材35b及び雌防止部材36bの形状は雄防止部材35a及び雌防止部材36aの形状と同じであり、詳しい説明を省略する。
なお、半円筒部3bでは、第1部材3及び第2部材4の合体における位置決めのための位置決め凹部38が、周方向の他端部に形成されている。位置決め凹部38は、第2部材4の位置決め爪47に対応する矩形であり、雌防止部材36bの近傍に、設けられている。
図5は、実施の形態に係る変圧器1の第2部材4を示す斜視図である。
上述の如く、第2部材4は第1部材3と同じ形状を成している。第2部材4は、半円筒部4a及び半円筒部4bと、半円筒部4a及び半円筒部4bを繋ぐ2つの連結部41とを有する。第2部材4の半円筒部4a、半円筒部4b及び連結部41は、第1部材3の半円筒部3a、半円筒部3b及び連結部31と夫々同じ形状であり、詳しい説明を省略する。
図6-図8は、実施の形態に係る変圧器1の組立過程を説明する図である。また、図9は、図1のIX-IX線による断面図である。以下、図6-図9に基づいて、変圧器1の組立過程について詳しく説明する。
まず、図6に示すように、作業者は、一次コイル21が巻回されたボビン2を第2部材4に組み込む。この際、作業者は、ボビン2の一方の鍔部25に設けられた4つの係合凹部24と、半円筒部4aの2つのボビン位置決めリブ43a(第2位置決めリブ)及び半円筒部4bの2つのボビン位置決めリブ43b(第2位置決めリブ)とを係合させる(図9参照)。これによって、ボビン2の位置が正しく決められる。
次いで、図7に示すように、作業者は、ボビン2の径方向内側に、ボビン2と同軸に、内側二次コイル7を組み込む。この際、作業者は、内側二次コイル7の内側を、半円筒部4aの内側位置決めリブ44a及び半円筒部4bの内側位置決めリブ44bと係合させる(図9参照)。これによって、内側二次コイル7の位置が正しく決められる。
次に、図7に示すように、作業者は、ボビン2の径方向外側に、ボビン2と同軸に、外側二次コイル6を組み込む。この際、作業者は、外側二次コイル6の外側を、半円筒部4aの外側位置決めリブ42a及び半円筒部4bの外側位置決めリブ42bと係合させる(図9参照)。これによって、外側二次コイル6の位置が正しく決められる。
そして、図8に示すように、作業者は、第1部材3を第2部材4と合体させる。詳しくは、作業者は、第1部材3の位置決め爪37を第2部材4の位置決め凹部48と係合させ、第1部材3の位置決め凹部38を第2部材4の位置決め爪47と係合させる。また、作業者は、第1部材3の雄防止部材35a,35bを第2部材4の雌防止部材46a,46bに夫々押し込み、第1部材3の雌防止部材36a,36bに第2部材4の雄防止部材45a,45bを押し込む。そして、作業者は、第1部材3の位置決め突起311と第2部材4の位置決め凹部412とを係合させ、第1部材3の位置決め凹部312と第2部材4の位置決め突起411とを係合させる。
この際、ボビン2の他方の鍔部25に設けられた4つの係合凹部24と、半円筒部3aの2つのボビン位置決めリブ33a及び半円筒部3bの2つのボビン位置決めリブ33bとが係合する(図9参照)。また、内側二次コイル7の内側と、半円筒部3aの内側位置決めリブ34a及び半円筒部3bの内側位置決めリブ34bとが係合する(図9参照)。更に、外側二次コイル6の外側と、半円筒部3aの外側位置決めリブ32a及び半円筒部3bの外側位置決めリブ32bとが係合する(図9参照)。そして、第1部材3の連結部31は第2部材4の連結部41に連続し、面一をなす。
以降、作業者は、第1部材3の半円筒部3a及び第2部材4の半円筒部4bによって構成される円筒部、並びに、第1部材3の半円筒部3b及び第2部材4の半円筒部4aによって構成される円筒部の周囲に鉄心20を取り付ける。便宜上、図8では、鉄心20の図示は省略する。
以上のように、本実施の形態に係る変圧器1においては、第1部材3が半円筒部3a,3bを有し、第2部材4が半円筒部4a,4bを有するので、第1部材3及び第2部材4を合体させる作業のみで、半円筒部3a及び半円筒部4bから構成される円筒部、並びに、半円筒部3b及び半円筒部4aから構成される円筒部の組み立てが同時的に行われる。従って、変圧器1の組立過程におけるカバー5の組み込みが簡単、かつ容易になり、変圧器1の組み立ての作業性及び生産性を高めることができる。
また、本実施の形態に係る変圧器1においては、図1及び図8に示すように、カバー5の組み込みを完了した場合、鉄心20と内側二次コイル7との間に、第1部材3の連結部31及び第2部材4の連結部41が存在する。より詳しくは、連結部31及び連結部41が鉄心20の両端面と内側二次コイル7の内側面との間に存在しており、鉄心20と内側二次コイル7とを絶縁させる。よって、別の絶縁材が不要であり、鉄心20の両端面と内側二次コイル7の内側面との間に絶縁材を設ける工程を省くことができるので、変圧器1の組み立ての作業性及び生産性を高めることができる。
更に、本実施の形態に係る変圧器1においては、第1部材3に貫通孔39a,39bが形成され、第2部材4に貫通孔49a,49bが形成されている。即ち、第1部材3の貫通孔39a,39b及び第2部材4の貫通孔49a,49bが、外側二次コイル6側を避けて、内側二次コイル7側にのみ形成されている。従って、外側二次コイル6の絶縁を確実に行い、周辺機器への弊害等を防止しつつ、カバー5の軽量化を図ることができる。
なお、本実施の形態では、第1部材3の貫通孔39a,39b及び第2部材4の貫通孔49a,49bが夫々長円形状であり、かつ2つである場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。長円形状以外の形状であっても良く、1つであっても良く、3つ以上であっても良い。
以上においては、第1部材3に外側位置決めリブ32a,32b及び内側位置決めリブ34a,34bが設けられ、第2部材4に外側位置決めリブ42a,42b及び内側位置決めリブ44a,44bが設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。第1部材3に外側位置決めリブ32a,32b及び内側位置決めリブ34a,34bの何れか一方が設けられ、第2部材4に外側位置決めリブ42a,42b及び内側位置決めリブ44a,44bの何れか一方が設けられた構成であっても良い。
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
1;変圧器、2;ボビン、3;第1部材、3a,3b;半円筒部、4;第2部材、4a,4b;半円筒部、5;カバー、6;外側二次コイル(第3コイル)、7;内側二次コイル(第2コイル)、20;鉄心、21;一次コイル(第1コイル)、24;係合凹部、31,41;連結部、33a,33b,43a,43b;ボビン位置決めリブ(第2位置決めリブ)、32a,32b;外側位置決めリブ(第1位置決めリブ)、34a,34b;内側位置決めリブ(第1位置決めリブ)、42a,42b;外側位置決めリブ(第1位置決めリブ)、44a,44b;内側位置決めリブ(第1位置決めリブ)

Claims (5)

  1. 第1コイルと、該第1コイルと同軸に、前記第1コイルの内側及び外側に夫々配置された第2コイル及び第3コイルと、前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルを共に囲むカバーとを備える変圧器であって、
    前記カバーは一対の部材を含んでおり、
    各部材は、
    前記第1コイル、前記第2コイル及び前記第3コイルを覆う2つの半円筒部と、
    前記2つの半円筒部を繋ぐ連結部とを有する
    変圧器。
  2. 前記半円筒部の内側面には、前記第2及び前記第3コイルの少なくとも一つの位置を定める第1位置決めリブが形成されている
    請求項1に記載の変圧器。
  3. 前記第1コイルが巻回されたボビンを備え、
    前記半円筒部の内側面には、前記ボビンの位置を定める第2位置決めリブが形成されている
    請求項1又は2に記載の変圧器。
  4. 前記半円筒部の周囲に設けられた鉄心を備えており、
    前記連結部は、板形状であって、前記第2コイル及び前記鉄心の間に介在する
    請求項1から3の何れか一項に記載の変圧器。
  5. 前記ボビンには、前記第2位置決めリブと係合する凹部が形成されている
    請求項3に記載の変圧器。
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