JP3238049U - Interlayer insulation structure - Google Patents
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【課題】トロイダルコアに巻線を積層してなるトロイダル・リアクトルやトロイダル・トランスにおいて、トロイダルコア外周における巻線間の隙間の不均一や絶縁テープの重なり不足で絶縁破壊が生じたり、トロイダルコア内周における過剰な絶縁テープの重なりで内径寸法が減少して巻線の作業性が低下したりすることを防止できる簡単且つ安価な層間絶縁構造を提供する。【解決手段】層間絶縁構造は、トロイダルコア1に巻き付けられた下層の巻線の上からトロイダルコアの円周方向に沿って螺旋状に重ね巻きされる絶縁テープ4と、絶縁テープの上からトロイダルコアの外周面及び筒軸方向の両端面を覆うように着接されて、その上から巻き付けられる上層の巻線3により固定される絶縁シート5と、で構成される。【選択図】図5PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toroidal reactor or a toroidal transformer in which windings are laminated on a toroidal core. Provided is a simple and inexpensive interlayer insulating structure capable of preventing the inner diameter dimension from being reduced due to excessive overlap of insulating tapes on the circumference and the workability of the winding being lowered. An interlayer insulating structure consists of an insulating tape 4 spirally wound along the circumferential direction of a toroidal core from above a lower winding wound around the toroidal core 1, and a toroidal from above the insulating tape. It is composed of an insulating sheet 5 which is attached and contacted so as to cover the outer peripheral surface of the core and both end faces in the tubular axis direction and is fixed by a winding 3 of an upper layer wound from above. [Selection diagram] FIG. 5
Description
本考案はトロイダルコアに巻線を積層してなるトロイダル・リアクトルやトロイダル・トランスにおいて巻線間の短絡を防止するための層間絶縁構造に関する。 The present invention relates to an interlayer insulation structure for preventing a short circuit between windings in a toroidal reactor or a toroidal transformer in which windings are laminated on a toroidal core.
従来、トロイダルコアに積層される巻線間の短絡を防止するために、コアに巻き付けた下層の巻線(例えば一次コイル)を覆うように樹脂フィルム製又は紙製の絶縁テープを螺旋状に重ね巻きし、その上に上層の巻線(例えば二次コイル)を巻き付ける(積層する)層間絶縁構造が一般に採用されている。そして、絶縁テープの重ね巻き方式としては、例えば幅方向に1/2ずつずらして重ねることで全体的にテープが二枚重ねになるハーフラップ(半掛け)のほか、ハーフラップで絶縁強度が不足する場合には三枚重ねによる2/3ラップあるいは四枚重ねによる3/4ラップを施したり、ハーフラップを二層にしたりすることもある。 Conventionally, in order to prevent a short circuit between the windings laminated on the toroidal core, a resin film or paper insulating tape is spirally laminated so as to cover the lower winding (for example, the primary coil) wound around the core. An interlayer insulation structure is generally adopted in which a winding is wound and an upper winding (for example, a secondary coil) is wound (stacked) on the winding. As a method of laminating insulating tapes, for example, in addition to half-wrapping (half-wrapping) in which two tapes are stacked as a whole by shifting them by 1/2 in the width direction, the insulation strength is insufficient due to half-wrapping. In some cases, two-thirds wraps made by stacking three sheets or 3/4 wraps made by stacking four sheets are applied, or half wraps are made into two layers.
しかし、ドーナツ型のトロイダルコアでは、外周面と内周面の周長が異なるため、例えば外周面側は二枚重ねでも、内周面側は四枚重ねや五枚重ねになる等、トロイダルコア内周における過剰な絶縁テープの重なりで内径寸法が減少すれば巻線の作業性が低下する。その一方で、絶縁テープは、その下側に下層の巻線による凹凸があり、これに上から巻き付けられる上層の巻線が食い込んで伸び、重ね幅が少ない外周面側では部分的に捲り上がり隙間を生じて所期の絶縁強度を確保できなくなることがあり、更に高電圧がかかった場合にはコロナ放電を生じてテープ材料が劣化することが懸念される。 However, in a donut-shaped toroidal core, the circumferences of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface are different. If the inner diameter is reduced due to the excessive overlap of the insulating tapes in the above, the workability of the winding is lowered. On the other hand, the insulating tape has irregularities on the lower side due to the winding of the lower layer, and the winding of the upper layer wound from above bites into the unevenness and extends, and the outer peripheral surface side where the overlapping width is small is partially rolled up and has a gap. In some cases, it may not be possible to secure the desired dielectric strength, and if a high voltage is applied, corona discharge may occur and the tape material may deteriorate.
上記に対して、例えば特許文献1の第3図に示されるように、絶縁テープにおいてトロイダルコアの内周面側に接する部分に一巻きごとに幅狭部分を形成したり、同文献の第4図に示すように、ヤーンを斜め向きに交差させた絶縁テープを用いて内周面側に接する部分においてテープにテンションを掛けることで幅狭部分を生じさせたりすることが提案されている。しかし、これらの層間絶縁構造では、製作が大変面倒あるいは高コストであるという問題がある。
In contrast to the above, for example, as shown in FIG. 3 of
本考案は、上記事情に鑑みて、トロイダルコアに巻線を積層してなるトロイダル・リアクトルやトロイダル・トランスにおいて、トロイダルコアの外周における巻線間の隙間の不均一や絶縁テープの重なり不足で絶縁破壊が生じたり、トロイダルコア内周における過剰な絶縁テープの重なりで内径寸法が減少して巻線の作業性が低下したりすることを防止できる簡単且つ安価な層間絶縁構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention insulates a toroidal reactor or toroidal transformer in which windings are laminated on a toroidal core due to uneven gaps between windings on the outer periphery of the toroidal core and insufficient overlap of insulating tapes. An object of the present invention is to provide a simple and inexpensive interlayer insulation structure that can prevent breakdown and deterioration of winding workability due to a decrease in inner diameter due to excessive overlapping of insulating tapes on the inner circumference of the toroidal core. And.
請求項1の考案は、
トロイダルコアに積層される上層の巻線と下層の巻線の間に介在して巻線間の短絡を防止する層間絶縁構造において、
トロイダルコアに巻き付けられた下層の巻線の上からトロイダルコアの円周方向に沿って螺旋状に重ね巻きされる絶縁テープと、
前記絶縁テープの上からトロイダルコアの外周面及び筒軸方向の両端面を覆うように着接されて、その上から巻き付けられる上層の巻線により固定される絶縁シートと、で構成されることを特徴とする層間絶縁構造
を提供する。
The device of
In an interlayer insulation structure that is interposed between the upper and lower windings laminated on the toroidal core to prevent short circuits between the windings.
Insulation tape that is spirally overlaid along the circumferential direction of the toroidal core from above the lower winding wound around the toroidal core.
It is composed of an insulating sheet that is attached and contacted from above the insulating tape so as to cover the outer peripheral surface of the toroidal core and both end surfaces in the tubular axis direction, and is fixed by an upper layer winding wound from above. It provides a characteristic interlayer insulation structure.
請求項2の考案は、
トロイダルコアに積層される上層の巻線と下層の巻線の間に介在して巻線間の短絡を防止する層間絶縁構造において、
トロイダルコアに巻き付けられた下層の巻線の上からトロイダルコアの円周方向に沿って螺旋状に重ね巻きされる絶縁テープと、
トロイダルコアの外周長より稍長くトロイダルコアの筒軸方向の厚み幅より幅広く形成される帯状体であり、前記絶縁テープの上からトロイダルコアの外周面を覆うように巻き付けられると共に帯幅方向の両側部がそれぞれトロイダルコアの筒軸方向の両端面を覆うように折り込まれて、その上から巻き付けられる上層の巻線により固定される絶縁シートと、で構成されることを特徴とする層間絶縁構造
を提供する。
The device of
In an interlayer insulation structure that is interposed between the upper and lower windings laminated on the toroidal core to prevent short circuits between the windings.
Insulation tape that is spirally overlaid along the circumferential direction of the toroidal core from above the lower winding wound around the toroidal core.
It is a strip-shaped body that is slightly longer than the outer peripheral length of the toroidal core and is formed wider than the thickness width in the tubular axis direction of the toroidal core. An interlayer insulation structure characterized by being composed of an insulating sheet in which each portion is folded so as to cover both end faces in the tubular axis direction of the toroidal core and is fixed by an upper layer winding wound from above. offer.
請求項3の考案は、
前記両端面を覆うように折り込まれる前記絶縁シートの両側部は、前記両端面において外周面側から内周面側へ向かう中途部で途切れる長さに設定されていることを特徴とする請求項2記載の層間絶縁構造
を提供する。
The device of
2. The second aspect of the insulating sheet, which is folded so as to cover both end faces, is set to a length that is interrupted in the middle of the both end faces from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side. The described interlayer insulation structure is provided.
本考案の層間絶縁構造によれば、トロイダルコア外周における巻線間の隙間の不均一や絶縁テープの重なり不足等による絶縁破壊を簡易且つ安価に防止し、トロイダルコア内周において過剰に絶縁テープが重なり内径寸法が減少することによる巻線の作業性低下を防止することができる。 According to the interlayer insulation structure of the present invention, it is possible to easily and inexpensively prevent dielectric breakdown due to non-uniformity of gaps between windings on the outer periphery of the toroidal core and insufficient overlap of insulating tapes, and excessive insulating tape is formed on the inner circumference of the toroidal core. It is possible to prevent a decrease in workability of the winding due to a decrease in the overlapping inner diameter dimension.
本考案の層間絶縁構造の一実施形態について図1~5を参照しながら説明する。本実施形態の層間絶縁構造はドーナツ型のトロイダルコア1に下層の巻線(一次コイル)2及び上層の巻線(二次コイル)3(図5)を積層するように巻き付けてなるトロイダル・トランスにおいて下層の巻線2と上層の巻線3の間に介在するように設けられ巻線間の短絡を防止するもので、下記のように絶縁テープ4と絶縁シート5(図2~5)で構成される。
An embodiment of the interlayer insulation structure of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The interlayer insulation structure of the present embodiment is a toroidal transformer in which a lower winding (primary coil) 2 and an upper winding (secondary coil) 3 (FIG. 5) are wound around a donut-shaped
巻線が積層されるトロイダルコア1はフェライト等の磁性材で形成される断面概ね矩形の厚肉円筒体でその径方向の外側に外周面1a、内側に内周面1b、筒軸方向の両側に端面1c、1cを有してなり、コア全体がポリアミドやエポキシ樹脂等のコーティングにより予め絶縁処理されている。
The
トロイダルコア1はその円周方向に沿って下層の巻線2が全周に巻き付けられており、その上から層間絶縁構造の一部を構成する絶縁テープ4が、図1に示すようにトロイダルコア1の円周方向に沿って全周に亘り螺旋状に重ね巻きされる。この重ね巻きは、コアの内周面1b側でテープが過剰に重なり合ってゴワゴワすることを避けるため、絶縁テープ4同士の重ね幅は外周面1a側でテープ幅の1/2よりも小さくなるように控え目に設定されている。テープ材料にはポリエステル、アラミド、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂フィルムや紙材などが用いられる。
In the
上記のように絶縁テープ4の重ね幅を小さくすると、内周面1b側の過剰な重なりは解消されるが、その一方で外周面1aや、両端面1c、1cにおいて外周面1aに近い部分では隙間が生じ易くなるため、これらの部分を図2乃至4に示されるように絶縁テープ4の上から更に絶縁シート5で覆うことにより絶縁性能を確保する。絶縁シート5は、絶縁テープ4と同様の材料で製作されるシート材で、トロイダルコア1の外周長より稍長くトロイダルコア1の筒軸方向の厚み幅よりも幅広く形成される概ね矩形状の帯状体である。
By reducing the overlapping width of the
絶縁シート5は、図2に示されるようにトロイダルコア1の外周面1a全体を覆うように長手方向に巻き付けられて、図3に白矢印で示されるように外周面1aから筒軸方向の両外側にはみ出した帯幅方向の両側部がトロイダルコア1の両端面1、1cを覆うように折り込まれる。これを全周に亘って行うことにより、図4に示されるように絶縁テープ4による隙間が生じ易い外周面1a及び両端面1c、1cにおいて外周面1aに近い部分が覆われ層間絶縁が確実になされようになる。なお、絶縁シート5の帯幅方向の両側部は、内周面1b側にまで回り込むと、ゴワゴワを生じる原因になるため、トロイダルコア1の外周面1a側から内周面1b側へ向かう中途部で途切れる長さに設定されている。
The
最後に、図5に示されるように絶縁シート5の上から上層の巻線3をトロイダルコアの円周方向に沿って巻き付けることにより、絶縁シート5が捲れることがないように固定される。上記のようにして、トロイダルコア1に巻き付けられた下層の巻線2の上からトロイダルコア1の円周方向に沿って螺旋状に重ね巻きされる絶縁テープ4と、絶縁テープ4の上からトロイダルコアの外周面1a及び筒軸方向の両端面1c、1cを覆うように着接され、その上から巻き付けられる上層の巻線により固定される絶縁シート5と、で構成される層間絶縁構造が形成される。
Finally, as shown in FIG. 5, the winding 3 in the upper layer is wound from above the
なお、絶縁テープ4を巻き付ける際の重ね幅を小さくしても、絶縁テープ4による巻線間の隙間は、やはり外周面1a側よりも内周面1b側の方が大きいが、絶縁シート5で覆うことにより外周面1a側の巻線間の隙間も大きくなることで巻線間における誘電率の不均一が改善される。上記のとおり、本実施形態の層間絶縁構造は、トロイダルコア1に絶縁テープ4を螺旋状に巻き付ける従来の層間絶縁構造に同材質の樹脂フィルムや紙材で形成した帯状の絶縁シート5を付加するだけの簡易かつ安価な構成でありながら、巻線間の隙間の不均一や絶縁テープの重なり不足による絶縁破壊を確実に防止することができる。
Even if the stacking width when winding the
上記実施形態ではトロイダルコアに巻き付けた一次コイルの上に二次コイルを積層するトロイダル・トランスについて説明したが、連続した巻線を何層にも積層するトロイダル・リアクトルや、その他トロイダルコアに複数の巻線を積層する全ての場合に適用することができる。上記実施形態では絶縁テープ4の重ね巻きについてハーフラップより重ね幅を小さくしたが、トロイダルコアの外径寸法と内径寸法により内周縁側におけるテープの重なり具合は異なるため、上記のような重ね幅を設定することに限るものではない。絶縁シート5を専ら内外周面における巻線間の隙間の不均一是正のために用いることにしても良い。
In the above embodiment, a toroidal transformer in which a secondary coil is laminated on a primary coil wound around a toroidal core has been described, but a toroidal reactor in which continuous windings are laminated in multiple layers, and other toroidal cores have a plurality of layers. It can be applied in all cases where windings are laminated. In the above embodiment, the stacking width of the insulating
上記実施形態では、絶縁テープ4の上から被せる絶縁シート5を一枚としたが、二枚以上の絶縁シートを被せることとしても良い。その他本考案の層間絶縁構造は上記実施形態に限られるものではなく、考案の要旨を変更しない範囲で種々の変更を成し得るものである。
In the above embodiment, the insulating
1 トロイダルコア
2 下層の巻線
3 上層の巻線
4 絶縁テープ
5 絶縁シート
1
Claims (3)
トロイダルコアに巻き付けられた下層の巻線の上からトロイダルコアの円周方向に沿って螺旋状に重ね巻きされる絶縁テープと、
前記絶縁テープの上からトロイダルコアの外周面及び筒軸方向の両端面を覆うように着接されて、その上から巻き付けられる上層の巻線により固定される絶縁シートと、で構成されていることを特徴とする層間絶縁構造。 In an interlayer insulation structure that is interposed between the upper and lower windings laminated on the toroidal core to prevent short circuits between the windings.
Insulation tape that is spirally overlaid along the circumferential direction of the toroidal core from above the lower winding wound around the toroidal core.
It shall be composed of an insulating sheet that is attached and contacted from above the insulating tape so as to cover the outer peripheral surface of the toroidal core and both end surfaces in the tubular axis direction, and is fixed by an upper layer winding wound from above. An interlayer insulation structure characterized by.
トロイダルコアに巻き付けられた下層の巻線の上からトロイダルコアの円周方向に沿って螺旋状に重ね巻きされる絶縁テープと、
トロイダルコアの外周長より稍長くトロイダルコアの筒軸方向の厚み幅より幅広く形成される帯状体であり、前記絶縁テープの上からトロイダルコアの外周面を覆うように巻き付けられると共に帯幅方向の両側部がそれぞれトロイダルコアの筒軸方向の両端面を覆うように折り込まれて、その上から巻き付けられる上層の巻線により固定される絶縁シートと、で構成されていることを特徴とする層間絶縁構造。 In an interlayer insulation structure that is interposed between the upper and lower windings laminated on the toroidal core to prevent short circuits between the windings.
Insulation tape that is spirally overlaid along the circumferential direction of the toroidal core from above the lower winding wound around the toroidal core.
It is a strip-shaped body that is slightly longer than the outer peripheral length of the toroidal core and is formed wider than the thickness width in the tubular axis direction of the toroidal core. An interlayer insulation structure characterized in that each portion is folded so as to cover both end faces in the tubular axis direction of the toroidal core, and is fixed by an upper layer winding wound from above. ..
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