JP6606330B2 - 変圧器のための絶縁構造体、変圧器の絶縁方法及び絶縁構造体を備える変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、変圧器のための予備成形した絶縁構造体、予備成形した絶縁構造体を備える変圧器及び予備成形した絶縁構造体を備える変圧器の製造方法に関する。かかる装置は、例えば一次コイル及び二次コイルの間に高圧が印加される変圧器に使用される。

変圧器、特に絶縁変圧器は、変圧器コア及び少なくとも２本の巻線を内包できる。いくつかの絶縁変圧器では、巻線は二本巻き構造で巻回される。例示的な二本巻き構造を図１に示した。線材から形成される２本の巻線１０２、１０３は、環状の変圧器コア１０１の周囲に複数のコイル数だけ巻回される。２本の巻線１０２、１０３は、漏れインダクタンスを制限するために、例えば環状の変圧器コア１０１の略全周にわたって配置できる。第１の巻線１０２及び第２の巻線１０３の間の絶縁抵抗は、上記の構成では、巻線を構成する線材の間隔及び絶縁抵抗によって決定される。高圧、例えば１〜２５ｋＶの電圧に対して十分な絶縁抵抗を確保するために、線材の絶縁材料の厚み及び／又は線材同士の間隔を拡大できる。しかし、線材の間隔及び線材の絶縁材料の厚みの拡大は、コイルの体積を増大させるおそれがある。かかる線材についてなお同一となるコイル数を達成するために、より大型の変圧器コアを使用できる。この措置は、変圧器全体の寸法の大型化につながるおそれがある。

別の例では、変圧器の２本の巻線は、環状の変圧器コアの周上のそれぞれ異なる円弧上に巻回できる（例えば１２０度の円弧）。これによって、第１及び第２の巻線の間の間隔を拡大できる。しかし、第１及び第２の巻線のかかる構成によって、漏れインダクタンスが増大し、更に変圧器コアの一部にはコイルが全く巻回されないため、変圧器コア及び変圧器全体の寸法の大型化という結果をもたらすおそれがある。

第１の予備成形した絶縁構造体は、第１及び第２の巻線を変圧器の変圧器コアの周囲に巻回した場合に変圧器の第１及び第２の巻線の間に位置するように設計され、上記予備成形した絶縁構造体は、第２の巻線が第１の巻線及び変圧器コアから離間するように設計される。

第２の予備成形した絶縁構造体は、第１及び第２の巻線を変圧器の変圧器コアの周囲に巻回した場合に、第１及び第２のコイルと変圧器の変圧器コアとの間に位置するように設計され、上記予備成形した絶縁構造体は、第１及び第２の巻線が変圧器コアから離間するように設計される。

第１の変圧器は、変圧器コア、第１の巻線を構成する第１の線材及び第２の巻線を構成する第２の線材を含み、第１及び第２の巻線は変圧器コアの周囲に巻回され、変圧器は、第１又は第２の予備成形した絶縁構造体を更に含む。

予備成形した絶縁構造体を使用することで、容易に製造できるコンパクトな変圧器を構成できる。予備成形した絶縁構造体はその寸法によって、第１及び第２の巻線の間の最小間隔を画定する。このようにして、絶縁構造体によって第１及び第２の巻線の間の電気的耐圧の最小値を確実に画定する。特に、第１及び第２の巻線を２つの異なる平面に配置できる。かかる配置によってコンパクトな構成を確保でき、同時にかかる構成の漏れインダクタンスを小さい値に抑制できる。絶縁構造体が予備成形されている（従ってかかる絶縁構造体が組み付けられる変圧器内で取ることになる形状を、組み付けられていない状態でも略安定的に維持できる）ことから、変圧器の組み立てが容易になる。例えば第２の巻線を、予備成形した絶縁構造体の周囲に直接巻回できる。

第１の変圧器の条件も含む第２の変圧器では、第２の巻線は、予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回される。

第１又は第２の変圧器の条件も含む第３の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、その周囲に第２の線材が巻回されている場合、形状が略安定する。

第１〜第３の変圧器のいずれか１つの条件も含む第４の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は１部品構成である。

第４の変圧器の条件も含む第５の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、変圧器コア又は第１の巻線を装着した変圧器コアの少なくとも一部を取り囲むように設計されたシェルを含む。

第１〜第３の変圧器のいずれか１つの条件も含む第６の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は多部品構成である。

第６の変圧器の条件も含む第７の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、変圧器コア又は第１の巻線を装着した変圧器コアの少なくとも一部を取り囲むように設計された第１及び第２のシェルを含む。

第７の変圧器の条件も含む第８の変圧器では、第１及び第２のシェルは同一形状に成形される。

第１〜第８の変圧器のいずれか１つの条件も含む第９の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、変圧器コア又は第１の巻線を装着した変圧器コアの全体を取り囲むように設計される。

第６〜第９の変圧器のいずれか１つの条件も含む第１０の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は３以上の部品を含む。

第１〜第１０の変圧器のいずれか１つの条件も含む第１１の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は１つ又は複数の孔を備える。

第１１の変圧器の条件も含む第１２の変圧器では、孔は円形、三角形、矩形又は多角形とするか、或いは不規則な形状を有する。

第１１又は第１２の変圧器の条件も含む第１３の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は１０を上回る数の孔を備える。

第１１〜第１３の変圧器のいずれか１つの条件も含む第１４の変圧器では、１つ又は複数の孔は、予備成形した絶縁構造体の表面の１０％を超える部分を占める。

第１１〜第１４の変圧器のいずれか１つの条件も含む第１５の変圧器では、１つ又は複数の孔は、変圧器コア及び第１の巻線が予備成形した絶縁構造体の内部に設置された状態では、変圧器コア又は変圧器コア及び第１の巻線が占めていないスペースの全体が、１つ又は複数の孔を介して外部スペースと流体結合するように設計される。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第１６の変圧器では、変圧器は、更に、変圧器コア、第１及び第２の巻線並びに予備成形した絶縁構造体を収容するように設計されたハウジングを含む。

第１６の変圧器の条件も含む第１７の変圧器は、ハウジングの内部に絶縁物質を更に含む。

第１７の変圧器の条件も含む第１８の変圧器では、絶縁物質は、封止剤、オイル又はガスの中から選択される。

第１６〜第１８の変圧器のいずれか１つの条件も含む第１９の変圧器では、予備成形した絶縁構造体の１つ又は複数の孔は、変圧器コア、第１及び第２の巻線、並びに第１及び第２のシェルがハウジング内に設置された状態で、中空スペースを形成せずにハウジングの内部スペースを絶縁物質で充填できるように配置される。

第１６〜第１９の変圧器のいずれか１つの条件も含む第２０の変圧器では、ハウジングは、予備成形した絶縁構造体をハウジングの１つ又は複数の外壁と離間するように、１つ又は複数の突起を備える。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第２１の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は閉鎖面を規定する。

第２１の変圧器の条件も含む第２２の変圧器では、予備成形した絶縁構造体からなる閉鎖面の１つ又は複数の辺は、変圧器コア及び第１の巻線に対して開かれている。

第２１又は第２２の変圧器のいずれか１つの条件も含む第２３の変圧器では、予備成形した絶縁構造体はトロイド形状を有する。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第２４の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は移行部を規定し、この移行部によって、第２の線材を変圧器コアの周囲に巻回できる。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第２５の変圧器では、変圧器コアは、閉じた形状を有する。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第２６の変圧器では、第１及び／又は第２の巻線は、変圧器コアに沿って少なくとも３００°の範囲を占める。

第２５又は第２６の変圧器のいずれか１つの条件も含む第２７の変圧器では、変圧器コアはトロイドである。

第２７の変圧器の条件も含む第２８の変圧器では、変圧器コアは環状である。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第２９の変圧器では、第１及び／又は第２の巻線は、変圧器コアに沿って少なくとも１７５°の範囲を占める。

第３０の変圧器の条件も含む第３１の変圧器は、第３の巻線を構成する第３の線材を含み、第３のコイルは変圧器コアの周囲に巻回される。

第３０又は第３１の変圧器の条件も含む第３２の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、１つ又は複数の他の巻線を構成する１つ又は複数の他の線材を含み、１つ又は複数の他の巻線は変圧器コアの周囲に巻回される。

第３２の変圧器の条件も含む第３３の変圧器では、第１の巻線は、変圧器コアに沿って少なくとも３００°の範囲を占め、第２の巻線及び１つ又は複数の他の巻線は、それぞれ変圧器コアの異なった部分を占め、互いに離間している。

第３３の変圧器の条件も含む第３４の変圧器では、変圧器は、他の第１の巻線を含み、かかる他の第１の巻線は、変圧器コアに沿って少なくとも３００°の範囲を占め、第１の巻線と共に１つの平面上に巻回される。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第３５の変圧器では、第１の巻線は一次巻線であり、第２の巻線及び他の巻線は二次巻線である。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第３６の変圧器では、変圧器コアは第１の平面を規定し、この第１の平面内又はこの第１の平面と平行に、変圧器の動作中に磁束が流れ、予備成形した絶縁構造体が第１及び第２の巻線の間に設けられることで、第２の巻線が、第１の平面と垂直に伸びる第２の方向では、第１の巻線及び変圧器コアと離間される。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第３７の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は射出成形法によって製造される。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第３８の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は熱可塑性材料を含む。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第３９の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、０〜１０ＭＨｚでの誘電率が１〜１０である材料を含む。

第３９の変圧器の条件も含む第４０の変圧器では、第２及び第３の巻線の間に予備成形した絶縁構造体が設置され、かかる絶縁構造体は、第３の巻線を第２の巻線、第１のコイル及び変圧器コアから離間させる。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第４１の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は１つ又は複数の線材ホルダを含み、かかる線材ホルダに、第１、第２の線材又はその両者、更に選択的に他の線材のそれぞれを固定できる。

第１８の変圧器又は第１８の変圧器及び先行する変圧器のいずれか１つの変圧器の条件も含む第４２の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、１つ又は複数の位置決め構造体を含み、かかる位置決め構造体は、予備成形した絶縁構造体をハウジング内部の１つ又は複数の方向では位置決めするよう設計される。

第４２の変圧器の条件も含む第４３の変圧器では、１つ又は複数の位置決め構造体は突起を含み、かかる突起は、予備成形した絶縁構造体の表面に設けられる。

第４２又は第４３の変圧器の条件も含む第４４の変圧器では、突起は、第２の巻線とハウジングの１つ又は複数の側面との間隔が一定となるような寸法とする。

先行する変圧器のいずれか１つの条件も含む第４５の変圧器では、予備成形した絶縁構造体及びハウジングは同一の材料からなる。

第９又は先行する変圧器のいずれか１つの変圧器の条件も含む第４６の変圧器では、変圧器コアは第１の平面を規定し、この第１の平面内又はこの第１の平面と平行に、変圧器の動作中に磁束が流れ、変圧器コアの上側及び下側は第１の平面と平行に広がり、第１のシェルが変圧器コアの上側を、第２のシェルが変圧器コアの下側をそれぞれ取り囲む。

第９の変圧器又は第９の変圧器及び先行する変圧器のいずれか１つの変圧器の条件も含む第４７の変圧器では、変圧器コアは第１の平面を規定し、この第１の平面内又はこの第１の平面と平行に、変圧器の動作中に磁束が流れ、変圧器コアの第１のハーフ及び第２のハーフを区分する第２の平面は、第１の平面と垂直な位置にあり、第１のシェルが変圧器コアの第１のハーフを、第２のシェルが変圧器コアの第２のハーフをそれぞれ取り囲む。

先行する変圧器のいずれか１つの変圧器の条件も含む第４８の変圧器では、予備成形した絶縁構造体は、第１の線材、第２の線材又はその両者の巻回補助具を有する。

第３の予備成形した絶縁構造体は、変圧器コアの一部を取り囲むよう設計された第１のシェルを含み、この第１のシェルは、複数の孔及び第１のキャビティを含む。更に、第３の予備成形した絶縁構造体は、変圧器コアの一部を取り囲むよう設計された第２のシェルを含み、この第２のシェルは、複数の孔及び第２のキャビティを含む。第１及び第２のシェルは、第１及び第２のシェルが変圧器コアを取り囲んでいる状態で、第１及び第２のキャビティによって線材を変圧器コアの周囲に巻回できるように設計される。

第１の変圧器の製造方法は、変圧器コアを提供するステップ及び第１の巻線を形成するために第１の線材を変圧器コアの周囲に巻回するステップを含み、更に、予備成形した絶縁構造体が、第１の巻線及び変圧器コアの少なくとも一部を取り囲むように、予備成形した絶縁構造体を設置するステップを含み、更に、第２の巻線を形成するために、第２の線材を予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回するステップを含む。

第１の方法の条件も含む第２の方法では、第２の巻線を、第１の巻線及び変圧器コアから離間させる。

第１又は第２の方法の条件も含む第３の方法は、更に、第１及び第２の巻線並びに予備成形した絶縁構造体を装着した変圧器コアをハウジング内に設置するステップを含み、更に、絶縁材料でハウジングを充填するステップを含み、予備成形した絶縁構造体は、中空スペースを形成せずに、ハウジングを充填できる。

第２又は第３の方法の条件も含む第４の方法では、ハウジングを充填するステップは、低圧下で行われる。

第２、第３又は第４の方法の条件も含む第５の方法では、ハウジングを充填するステップは、ダイキャスト法を含む。

先行する方法のいずれか１つの条件も含む第６の方法では、予備成形した絶縁構造体は、１つ又は複数の線材ホルダを含み、上記の方法は、更に、第２の線材を予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回するステップに先立って、第２の線材の第１の部分を線材ホルダに固定するステップを含み、更に、第２の線材を予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回した後に、第２の線材の第２の部分を線材ホルダに固定するステップを含む。

先行する方法のいずれか１つの条件も含む第７の方法は、更に、第１の巻線を装着した変圧器コアを予備成形した絶縁構造体の第１のシェルに嵌め込むステップを含み、更に、第１の線材の１つ又は複数の部分を固定するステップを含む。更に、上記の方法は、第１の線材の１つ又は複数の部分を固定した後に、第１のシェルを予備成形した絶縁構造体の第２のシェルに結合するステップを含む。

限定的でも包括的でもない本発明の実施形態について、以下の図面を参照して説明する。同一の符号は、別途記載のない限りにおいて、異なる図面中でも同一の部品を指す。

先行技術による変圧器コア、第１及び第２の巻線の例示的な配置を示す図。 変圧器コア及び第１の巻線を取り囲む予備成形した絶縁構造体の例示的な実施形態の分解図。 変圧器コア及び第１の巻線を取り囲む図２の予備成形した絶縁構造体の斜視図。 第２の巻線が予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回された、図３の予備成形した絶縁構造体の別の斜視図。 予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回された第２の巻線を装着した例示的な予備成形した絶縁構造体の上面図。 変圧器コア及び第１の巻線を取り囲み、第２の巻線取り囲まれた予備成形した絶縁構造体及びこれに付随するハウジングの例示的な実施形態の分解図。 図６の変圧器の部品の上面図。 図６の変圧器の部品の斜視図。 予備成形した絶縁構造体を構成する２つのシェルの斜視図。 図９のシェルの上面図及び側面図。 図１１ａは２本の巻線が巻回される変圧器コアのある実施例の上面図。図１１ｂは２本の巻線が巻回される変圧器コアの別の実施例の上面図。 図１２ａは別の例示的な予備成形した絶縁構造体の第１のシェルの上から見た模式図。図１２ｂは複数の巻線及び変圧器コアを装着した、図１２ａに示したシェルの一部断面図／上面図。 図１３ａは例示的な３部品構成の予備成形した絶縁構造体の部品（２つのシェル及び中央部）の上から見た模式図。図１３ｂは図１３ａの予備成形した絶縁構造体の部品の側面から見た模式図。 他の例示的な予備成形した絶縁構造体の部品の上面図及び断面図。

以下の説明において、本発明の理解を深められるよう、数多くの詳細を記載する。しかし、本発明に変更を加える上で、これら個々の詳細が不可欠ではないことは、当業者には明らかである。他の箇所では、本発明の理解を不必要に困難にすることのないよう、従来公知の装置及び方法については細部にわたって説明しない。

以下の説明では、「ある実施形態」、「ある形態」、「ある実施例」又は「実施例」に関する言及は、当該実施形態に関連して説明される一定の技術的特徴、構成又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、以下の説明の様々な箇所に見られる「ある実施形態において」、「ある形態において」、「ある実施例」又は「ある実施例において」という語句全てが、当該実施形態又は当該実施例そのものに関するとは限らない。更に、一定の技術的特徴、構成又は特性は、１つ又は複数の実施形態又は実施例中で、任意の組み合わせ及び／又は部分組み合わせで組み合わせることができる。特定の技術的特徴、構成又は特性は、集積回路、電子回路、回路論理、又は説明されている機能を提供するその他の適当な部品に含まれるものとすることができる。更に、図面は当業者に対する説明を目的としたものであり、実際の寸法に忠実に示されたものではないことを指摘しておく。

図２〜４は、予備成形した絶縁構造体をさまざまな角度から見た図を示す。ここで、予備成形した絶縁構造体は、第２の巻線２０３を第１の巻線２０２及び変圧器コア２０１から離間させるよう設計される。第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３は、それぞれ１つ又は複数のコイルを含む。あるいは、以下に示す予備成形した絶縁構造体は、変圧器コアのみを取り囲む形とすることで、第１及び第２の巻線を変圧器コアから離間させてもよい。例示的な予備成形した絶縁構造体は２部品構成であり、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５からなる。変圧器コア２０１は、第１の線材から形成される第１の巻線２０２を貫通する。言い換えると、第１の巻線２０２は、変圧器コア２０１の周囲に巻回される。このような関係は、第１の巻線２０２及び変圧器コア２０１のみならず、以上及び以下の記載において巻線を特定の部材に巻回する状況について論じる場合全てに広く適用される。第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、変圧器コア２０１及び第１の巻線２０２の一部を取り囲む（別の実施例では、変圧器コアのみを取り囲む）ように組み付けできる。図３は、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５の組み合わされた状態を示す。この実施例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、変圧器コア２０１及び第１の巻線２０２の一部の筒状の収容部を形成する。しかし、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５によって形成される収容部の筒状の形状は必須ではない。それゆえ、収容部は、他のさまざまな形状であってよい（例えば収容部をトーラスの形状としてよい）。この条件は、２部品構成の絶縁構造体のみならず、１部品構成の絶縁構造体又は３つ以上の部品から構成される絶縁構造体にも該当する。

更に、図４に見る通り、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、第２の線材を第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５の周囲に巻回できるように設計される。これによって、第２の巻線２０３が形成される。このために、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、図２〜４の実施例では、選択的な内壁２１４を形成する。しかし、内壁２１４は、省略することもできる。これらの実施例では、第２の線材は、絶縁構造体の上側２１０及び下側２１１の間に密巻される。更に、第２の巻線２０３は、内壁２１４によって形成された孔を貫通して、上側２１０及び下側２１１の間に巻回される。

第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５、第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３並びに変圧器コア２０１は、絶縁変圧器を形成できる。図４に示した通り、シェル２０４、２０５は、第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３の所定の最小間隔を確保する。かかる最小間隔から、装置の最小耐電圧（この値は、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５が製造される際に原料となる材料の材料特性によって決定される）が得られる。こうして、多くの実施例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５を備え予備成形した絶縁構造体が使用されない変圧器に比較して、線材の絶縁層を薄くできる（多くの実施例では、絶縁膜を備えた線材も使用できる）。この結果として、線材の直径を小さくし、線材の柔軟性を向上でき、このことから巻線の巻回が容易にできる。更に、第１及び第２の巻線の間隔を前もって正確に決定できる。こうして、不要な絶縁材料の投入が少なくて済むため、全体の構造のコンパクトさを維持できる。図２〜４に見る通り、絶縁構造体をコンパクトかつ簡略化した構成としたにもかかわらず、第１及び第２の線材は、変圧器コアの略全体に巻回できる。かかる措置によって、漏れインダクタンスを低減できる。

図２〜４に示した装置は、２部品構成の絶縁構造体を備える。しかし、２部品構成とした実施形態は必須ではない。別の実施例では、予備成形した絶縁構造体は略筒状であり、第１の巻線を装着した変圧器コアの挿入のための開口部を具備できる。かかる開口部は、筒状の絶縁構造体の側壁に設置できる。この代わりに、１部品構成の予備成形した絶縁構造体は、単一のシェルから構成できる。第１の巻線を密巻した環状コアを単一のシェルに挿入できるとしたことで、第１の巻線及び予備成形した絶縁構造体のシェルの側壁の上縁部の間に、十分な間隔が発生する。第２の巻線は、１部品構成の絶縁構造体の周囲に密巻される。

別の実施例では、予備成形した絶縁構造体は多部品構成であってよい。例えば図２〜４のシェルの各々が、２つ以上の部品から構成できる。

予備成形した絶縁構造体の形状に関しては、多様な変更形態が検討される。図２〜４に示した例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、変圧器コア２０１及び第１の巻線２０２の部分を、全ての面から完全に取り囲む。ここで、図２〜４に示した予備成形した絶縁構造体は、変圧器コア２０１及び第１の巻線２０２の一部の略筒状の収容部を構成する。シェル２０４、２０５は、それぞれ筒状の収容部の円形の上側２１０又は下側２１１及び周囲の側壁２０９を構成する。

別の実施例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、筒状の収容部の円形の上側２１０又は下側２１１のみを形成できる。周囲の側壁２０９は、（一部又は全体を）省略できる。図３、４に対応する図では、かかる収容部に変圧器コア（の一部）が確認できる。しかし、かかる収容部では、第２の巻線が第１のコイル及び変圧器コアから確実に離間している状態を確保できる。それゆえ、筒状の収容部の円形の上側又は下側を通過する形で第２の線材を密巻でき、もって、予備成形した絶縁構造体が、変圧器コアの全体を取り囲んでいないとしても、第１の巻線（第１の巻線自体は変圧器コアの周囲に密巻できる）の変圧器コアの周囲部分と所定の間隔を維持する。たった今説明された配置は、筒状の収容部に限定されない。側壁２０９の全体を省略する代わりに、絶縁構造体の形状安定性を改善するために、１つ又は複数の支持要素を提供できる。例えば上側２１０又は下側２１１の縁部に、支持ストラットを設置できる。

別の実施例では、筒状の収容部の上側２１０又は下側２１１の一部又は全体を省略できる。図３、４に対応する図では、かかる収容部に変圧器コア（の一部）が確認できる。かかる収容部でも、第２の巻線が第１のコイル及び変圧器コアから確実に離間している状態を確保できる。かかる絶縁構造体では、周囲を囲む側壁２０９、内壁２１４及び上側２１０又は下側２１１の周囲に第２の線材を密巻できる。たった今説明された配置についても、筒状の収容部に限定されない。

図２〜４に示したシェルは、確かに収容部の上側２１０又は下側２１１を構成する。しかし、かかる上側２１０又は下側２１１には、複数の孔２０６（かかる孔については、以下に詳細に説明する）が貫通している。それゆえ、図２〜４に示したシェルの周囲の、孔２０６の部分では、できる限り孔２０６の下方に巻回された第１の巻線との間に所定の間隔が維持されるように、かかる孔の上を通過して第２の巻線を巻回できる。上側２１０又は下側２１１を完全に省略する代わりに、絶縁構造体の形状安定性を向上させるために、１つ又は複数の支持要素を設置できる。例えば上側２１０又は下側２１１の縁部に、支持スポークを設置できる。

図２〜４に示した絶縁構造体は、選択的な１つ又は複数のコネクタを備え、かかるコネクタは、それぞれほぞ２１２及びほぞを収容するほぞ穴２１３を含む。ここで、ほぞ２１２は、シェル２０４、２０５の一方に設けられ、対応するほぞ穴２１３は、それぞれ他方のシェル２０４、２０５に設けられる。ほぞ２１２及びほぞ穴２１３を備えるコネクタに代えて、２つのシェル２０４、２０５を結合する他のあらゆる結合要素を使用できる。例えば互いにスナップ結合する構造体又は第１及び第２のシェルをヒンジ結合するヒンジを提供できる。結合要素の配置は、絶縁構造体の２つ以上の部品が全て１つの方法又は複数の同等の方法で結合できるように選択できる。図２〜４の実施例では、シェル２０４、２０５の２箇所には、２組のほぞ／ほぞ穴を配置し、別の２箇所には、１組のほぞ／ほぞ穴のみを配置したことで、シェル２０４、２０５は、２つの方法のみによって組み合わせできる条件が確保される。これによって、シェル（その他の多部品構成の絶縁構造体）が間違って組み合わせられ、間違いを解消するために、必要に応じて第２の巻線を取り外さなければならなくなる事態を回避できる。

図２〜４を用いて、ここまで数頁では、予備成形した絶縁構造体が変圧器コアを収容し、第２の巻線を第１の巻線及び変圧器コアから離間させるための方法について説明してきた。以下において、図５を用いて、図２〜４に示したシェル２０４、２０５の他の選択的な技術的特徴が説明される。しかし、かかる技術的特徴は、シェルを備える２部品構成の絶縁構造体に限定されない。むしろ、他の絶縁構造体にも使用できる。

図５に見る通り、絶縁構造体は、１つ又は複数の線材ホルダ２０８ａ、２０８ｂを具備できる。図５の実施例では、２つの線材ホルダ２０８ａ、２０８ｂは、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５の対向する側に設置される。第１の線材ホルダ２０８ａは、第１の巻線２０２の第１の端部２０２ａ及び第２の端部２０２ｂを固定するように設計される。図５の実施例では、第１の巻線２０２の第１の端部２０２ａ及び第２の端部２０２ｂは、第１の線材ホルダ２０８ａの通路に挟まれて固定できる。予備成形した絶縁構造体は、第１の巻線２０２の第１の端部２０２ａ及び第２の端部２０２ｂを予備成形した絶縁構造体の内側から外側にガイドするためにガイド（図５では見えない）を含む。

同様に、第２の巻線２０３の第１の端部２０３ａ及び第２の端部２０３ｂは、第２の線材ホルダ２０８ｂの通路に挟まれて固定できる。第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３を固定することで、第１及び第２の巻線の巻回後に第１及び第２の巻線の位置が変わることを防止できる。特に、第２の線材が、組み合わされた状態の第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５の上から巻回される場合には、上記の措置は、巻回ステップを簡略化できる。それゆえ、まず、第２の巻線２０３の第１の端部２０３ａを、ホルダ２０８ｂに固定できる。その後、第２の巻線２０３の残りの線材を巻回して、最後に第２の巻線２０３の第２の端部２０３ｂをホルダ２０８ｂに固定する。こうして、線材が巻回ステップ中に反発力で戻るか又は線材の位置が変わることを回避できる。

図２〜５に示した装置では、線材ホルダ２０８は２つの部品からなり、この部品は１つずつ、第１のシェル２０４又は第２のシェル２０５に設置される。別の実施例では、線材ホルダは１部品構成としてよく、及び／又は絶縁構造体の一部に設置してよい。更に、図２〜５に示した線材ホルダ２０８はそれぞれ、それぞれの線材の２つの端部を固定するように設計されている。別の実施例では、線材のそれぞれの端部に固有の線材ホルダを提供できる。更に、それぞれの線材を１箇所又は３箇所以上で固定できる。線材が固定される箇所は、必ずしもそれぞれの線材の端部としなくともよい。例えば図５の第２の線材には、４つの線材ホルダを提供でき、これらの線材ホルダは、絶縁構造体の周に沿って均等に配置される。更に、線材ホルダ２０８は、挟持通路（図５参照）に代えて、他の固定要素を具備できる。それゆえ、保持装置は、線材が固定されている第１の位置及び線材が固定されていない第２の位置の間で移動可能な要素を具備できる。

直前で説明した通り、予備成形した絶縁構造体は、１つ又は複数の線材を固定するための線材ホルダを具備できる。更に又はあるいは、予備成形した絶縁構造体に巻回補助具（例えばキャビティ又は突起）を設置でき、かかる巻回補助具上又はこの内部に、第１及び／又は第２の線材（図５には図示せず）を配置できる。ある実施例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、上側２１０又は下側２１１に複数の突起を備え、巻回時には、かかる複数の突起に第２の線材を配置できる。

次に、図６〜８を用いて、予備成形した絶縁構造体の他の選択的な技術的特徴及びハウジング内の予備成形した絶縁構造体の配置について説明する。図を必要以上に複雑にしないよう、予備成形した絶縁構造体並びに第１及び／又は第２の巻線は、図２〜５に示した要素に一致する。しかし、図６〜８を用いて説明した選択的な技術的特徴は、他の絶縁構造体（例えば１部品構成又は多部品構成の絶縁構造体）も備える形でも使用できる。

図６では、図４の絶縁構造体に一致する、２つのシェル２０４、２０５からなる予備成形した絶縁構造体を図示した。この絶縁構造体は、第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３を備える。更に、図６では、対応するハウジング３０１を示し、このハウジングは、第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３、変圧器コア２０１並びに第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５からなる予備成形した絶縁構造体を収容するように設計されている。この目的で、ハウジングは、十分な寸法とした内部スペースを構成する。更に、ハウジング３０１は、選択的な止め具３０４を備え、この止め具に第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３の端部が固定され、この止め具が変圧器から外部への接点となる。図６の実施例では、止め具３０４は、ハウジング３０１の外面３０５に設置された突起３０３に配置される。更に、止め具３０４及び突起３０３がハウジング３０１の対向する位置に配置された例を示す。第１及び第２の巻線の端部を、ハウジング３０１内で、ハウジング３０１の内部スペースから外側に向かってガイドを用いてガイドした上で、この位置で固定できる。図６では、裸線（すなわち線材端部の絶縁シースが除去された線材）が止め具３０４の周囲に巻回される。しかし、止め具３０４の他の形態も実施可能である。

ハウジングは、回路内（例えばプリント基板上）に設置できる。この目的で、図６の実施例では、ハウジングはネジ用のアイレット３０２又は同様の固定具を備える。

予備成形した絶縁構造体もハウジング３０１も、予備成形した絶縁構造体のハウジング３０１への配置及び固定が容易になるか又はかかる作業ができるようにする他の技術的特徴を選択的に具備できる。次に、かかる技術的特徴について、図７を用いて詳細に説明する。

すでに図２〜６に見た通り、予備成形した絶縁構造体は、１つ又は複数の突起２０７を具備でき、かかる突起は、予備成形した絶縁構造体の外壁に配置される。図７の実施例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、それぞれ２つずつの突起２０７ａ、２０７ｂを備える。ハウジング３０１は、これに対応するノッチ３０７ａ、３０７ｂを備える。図７の実施例では、ノッチ３０７ａ、３０７ｂは、固定されていない４つの壁面要素３０９ａ〜３０９ｄから形成され、これらの壁面要素は、ハウジング３０１の上側からハウジング３０１の内部スペースまで延びている。ノッチ３０７ａ、３０７ｂ及び突起２０７ａ、２０７ｂは、突起２０７ａ、２０７ｂがノッチ３０７ａ、３０７ｂに係合するように、予備成形した絶縁構造体が第１の巻線２０２及び第２の巻線２０３並びに変圧器コア２０１と共にハウジング３０１内に挿入できるような配置及び寸法とする。こうして、予備成形した絶縁構造体の位置、更には第１及び第２の巻線並びに変圧器コアの位置を、ハウジング３０１内の図７の投影面上で画定できる。特に、予備成形した絶縁構造体とハウジング３０１の周囲の側壁との間隔及び予備成形した絶縁構造体の回転角を画定できる。予備成形した絶縁構造体とハウジング側壁との間隔の方は、予備成形した絶縁構造体更には第１及び第２の巻線とハウジング３０１の周囲の側壁との間隔から、変圧器の外部に対する耐電圧が規定されることから有利となり得る。突起２０７ａ、２０７ｂ及びノッチ３０７ａ、３０７ｂを用いて、予備成形した絶縁構造体、第１及び第２の巻線とハウジング３０１の周囲の側壁との間で、略等間隔とした間隔を達成できる。これによって、絶縁破壊が発生する可能性がある弱点の形成を防止できる。この結果、変圧器をよりコンパクトに設計できる。というのは、絶縁破壊防止のために提供すべき追加の絶縁材料が、全く必要ないか又は従来に比べて少なくて済むからである。ハウジング３０１内部での予備成形した絶縁構造体の回転角の調節によって、変圧器の組み立てが簡略化できる。図７に示した通り、第１及び第２の巻線の線材端部が、かかる線材端部をハウジング３０１の壁面を伝って外部へとガイドできる箇所に横たわっている。

ハウジング３０１内部での予備成形した絶縁構造体の位置決め機能は、図７に示した突起２０７ａ、２０７ｂ及びノッチ３０７ａ、３０７ｂとは別の位置決め構造体を用いても達成できる。例えばハウジング３０１の内壁３０９ａ〜３０９ｄを省略できる。予備成形した絶縁構造体とハウジング３０１の周囲の側壁との間隔は、この実施例では、ハウジング３０１の周囲の側壁に直接接触できる予備成形した絶縁構造体の突起のみによって調節できる。あるいは、ノッチ３０７ａ、３０７ｂと同様に作用するノッチをハウジング３０１の周囲の側壁内に直接設置できる。こうすることでも、ハウジング３０１内部での予備成形した絶縁構造体の回転角が調節できる。突起の形状も変更できる。図７（更には先行するいくつかの図）では、２つの対向する位置の突起が提供される。突起の数及び／又は位置も、これと異なってよい。例えば別の実施例では、３以上の突起を設置できる。ある実施例では、予備成形した絶縁構造体の位置決めのために、対応するノッチ内で挟持できる１つの突起を提供できる。あるいは又は更に、予備成形した絶縁構造体の他の要素を、ハウジング３０１内部での位置決めのために使用できる。ある実施例では、線材ホルダを、予備成形した絶縁構造体とハウジング３０１の周囲の側壁（その少なくとも一部）との間隔を画定するような形状としてよい。

図７の突起２０７ａ、２０７ｂ及びノッチ３０７ａ、３０７ｂは、第１の平面における予備成形した絶縁構造体の位置及び回転角を画定できる。更に図７では、ハウジング３０１が多数の突起３０８を備えることが確認できる。かかる突起３０８は、予備成形した絶縁構造体とハウジング３０１の下側（「下側」という語は、図７に示した配置との関連で見た相対的なものであり、下側の面法線は、直前で定義された第１の平面に垂直である）との間隔を画定する。別の実施例では、予備成形した絶縁構造体（例えば第１及び／又は第２のシェル２０４、２０５）は、予備成形した絶縁構造体とハウジングの下側との間の間隔を取るために、１つ又は複数の突起を備える。

図８は、図６、７に示した変圧器の部品が組み立てられた状態の斜視図を示す。予備成形した絶縁構造体２２２は、選択的に、図７との関連で説明された位置決め補助具を用いてハウジング３０１の内部で位置決めされる。ここで、変圧器の絶縁耐圧を高め、巻線及び変圧器コアを外部と分離するために、封止剤をハウジング内に注入できる。封止剤の注入を容易に行うために、予備成形した絶縁構造体は、複数の孔２０６を備える。かかる孔は、孔２０６によって中空スペースが形成されることなく、予備成形した絶縁構造体２２２によって形成される内部スペースを充填できるように配置できる。この実施例では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、それぞれ多数の孔を備える。結果として、例示的な絶縁物質とされるのは、封止剤である。しかし、本明細書で説明した予備成形した絶縁構造体との関連で、他の絶縁物質も使用できる。例えば絶縁性液体（例えば絶縁油）又は絶縁ガスを使用できる。

第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５は、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５が組み合わされたときに、他の孔が発生するような寸法としてよい。例えば図１０では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５が組み合わされた場合の、縦長のエアギャップ９１０の形成が確認できる。かかる縦長のエアギャップによって、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５の充填時の封止剤の流動挙動を改善できる。

図２〜８では、第１のシェル２０４及び第２のシェル２０５の上側及び下側に設けた孔２０６は円形である。しかし、かかる形状は必須ではない。同様に、孔は必ずしも予備成形した絶縁構造体の対向する位置にある２つの側（例えば上側２１０及び下側２１１）に設けられなくともよい。予備成形した絶縁構造体の上側及び下側は、スポーク状に設けられたバーのみを含むことで、弓形の孔を形成できる。別の実施例では、孔は矩形、六角形又は楕円形であってよい。ただし、孔の大きさ、形状及び位置は、封止剤が孔を通過して予備成形した絶縁構造体の内部スペースに浸入できるように配慮しなければならない。予備成形した絶縁構造体の上側、下側又は側壁が省略された例では、かかる措置によって発生する開口部は、予備成形した絶縁構造体の内部スペースを封止剤で充填するのに十分なものとすることができる。目的に適した孔を提供することで、予備成形した絶縁構造体の内部スペースを封止剤で確実に充填できる。特に、内部スペースに気泡が形成された場合には、特に絶縁耐圧、一般的には変圧器の絶縁特性に悪影響を与えることがあるが、かかる内部スペースの気泡形成を回避できる。

今度は、図９、１０を用いて、予備成形した絶縁構造体の製法及びその材料特性の更なる詳細について説明する。図９、１０でも、図２〜８に示した、２つのシェルからなる予備成形した絶縁構造体が確認できる。しかし、以下の説明も、この特殊な実施形態に限定されない。むしろ、本明細書中で論じた全ての予備成形した絶縁構造体を、提案される製法を用いて以下に論じる材料特性のもとで製造できる。

ある実施例では、予備成形した絶縁構造体は、射出成型法を用いて製造される。こうして、予備成形した絶縁構造体を特に安価に製造できる。図９、１０に見る通り、予備成形した絶縁構造体は、２つの部品のみから構成できる。ハウジング内部での予備成形した絶縁構造体の位置決めのための１つ又は複数の位置決め構造体、線材ホルダ及び予備成形した絶縁構造体の異なる部品の結合のためのコネクタを、第１及び第２の巻線の離間のための部品と一体に形成できる。それゆえ、図９、１０の絶縁構造体は、第１の射出成型品９０１及び第２の射出成型品９０２を包含できる。ここで、第１の射出成型品９０１及び第２の射出成型品９０２はそれぞれ、一体とした位置決め構造体９０７（突起ともいう）、線材ホルダ９０８及びコネクタ９０９を備える。ここで、図９に示した特殊な要素のみならず、図２〜８との関連で列記された変更形態も、第１及び第２の巻線の離間のための部品と一体に形成できる。同様のことは、１つ又は３つ以上の部品を含む予備成形した絶縁構造体にも当てはまる。例えばハウジング内部での予備成形した絶縁構造体の位置決めのための位置決め構造体９０７、線材ホルダ及び予備成形した絶縁構造体の異なる部品の結合のためのコネクタを、予備成形した絶縁構造体の複数の部品のうちの１つと一体に形成できる。

更に図９から分かる通り、絶縁構造体は、２つの同一形状に成型した部品（例えば２つの同一形状に成型したシェル）からなる。別の実施例では、絶縁構造体は、２つの同一形状に成型した部品（例えば２つのシェル）を含む。こうして、予備成形した絶縁構造体の製造コストを更に低減できる。というのは、必要となる射出成型金型の数（又は他の成型法に必要となる金型の数）が抑えられるからである。

射出成型法との関連での以上の説明は、他の成型法を用いた製法にも当てはまる。図２〜１０で説明した部品は、かかる成型法を用いた代替的な製法でも製造できる。

本明細書中で説明した変圧器のハウジングは、予備成形した絶縁構造体と同一の製法で製造できる。例えばハウジング及び１部品又は多部品構成の予備成形した絶縁構造体の全ての部品を射出成型法で製造できる。更に又はあるいは、ハウジング及び予備成形した絶縁構造体の部品が、ハウジングと同一の材料から構成できる。こうして、かかる部品を内包する変圧器の製造コストを更に低減できる。別の実施例では、予備成形した絶縁構造体の１つ又は複数の部品を、ハウジングと結合できる。こうして、かかる部品を、ハウジングと同時に（例えば射出成型品として）製造できる。ある実施例では、予備成形した絶縁構造体は２つのシェルからなり、シェルのうちの１つがハウジングと結合され、ハウジングと同時に射出成型品として製造される。２つ目のシェルは、別の射出成型品とするか、又はハウジングと結合できる。

ある実施例では、予備成形した絶縁構造体の部品（例えば図２〜１０のシェル）は、熱可塑性材料を含む（熱可塑性材料からなる）。予備成形した絶縁構造体の部品（例えば図２〜１０のシェル）は、熱硬化性材料を含む（熱硬化性材料からなる）。上述の通り、予備成形した絶縁構造体が埋め込まれるハウジングは、予備成形した絶縁構造体と同一の材料から構成できる。

本明細書で説明した全ての実施例では、予備成形した絶縁構造体は、０〜１０ＭＨｚでの誘電率が１〜１０である材料を含む（かかる材料からなる）。

図２〜８との関連で、第１及び第２の巻線を備え、第１及び第２の巻線が環状の変圧器コアの略全体を取り囲んでいる（変圧器コアの周囲の３００°を占める）装置について論じた。しかし、本明細書で説明した予備成形した絶縁構造体及びハウジングは、上に示す巻線の数及び配置、更に上記の変圧器コアに限定されない。

例えば別の実施例では、変圧器は矩形又は楕円形の断面としてよい。同様に、変圧器コアは、環状ではなく、（１つの平面として、その内部又はこれと平行に磁力線が流れる平面に対して）他の形状（例えば矩形又は楕円形）としてよい。更に、図２〜８に示した変圧器コアの閉じた形状は必須ではない。２部品又は多部品構成とした変圧器コア構造も、絶縁構造体を対応する形状とすれば、実施できる。変圧器コアの形状に対応して、予備成形した絶縁構造体から形成される収容部の形状も変更できる。図２〜１０との関連で、予備成形した絶縁構造体は、第２の巻線の巻回のための移行部を備える閉じた筒状の面を規定する。しかし、予備成形した絶縁構造体は、他の形状の閉じた面も規定できる。別の実施例では、予備成形した絶縁構造体は、環状のトーラスを規定する。すでに上で論じた通り、予備成形した絶縁構造体の内部は、１つ又は複数の面に対しても開放できる。

別の実施例では、変圧器は第３の巻線又は第３及び他の巻線を含む。図１１ａ、１１ｂは、図２〜１０との関連で提案された装置において他の巻線を設置できる可能性を示している。図１１ａに示した通り、ある実施例では、複数の巻線１１０３ａ、１１０３ｂは、変圧器コア１１０１の周に沿って巻回できる。ここで、図１１ａ、１１ｂに示した巻線は、変圧器コアに直接巻回することもでき、図２〜１０の予備成形した絶縁構造体にも巻回できる。

図１１ａの実施例では、２本の巻線はそれぞれ変圧器コア１１０１の一部のみに（例えば各巻線が変圧器コアの周囲の１７５°未満を占めるように）巻回される。図１２ａ、１２ｂは、３本の巻線を備える同様の配置の別の実施例を示す。かかる配置では、変圧器コアの周囲に直接巻回される第１の巻線及び予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回される他の（例えば他の２本の）巻線の間の耐電圧も、予備成形した絶縁構造体によって規定される（又は耐電圧の規定に予備成形した絶縁構造体が関与する）。これに対して、予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回される巻線同士は、変圧器コアに沿ってそれぞれ間隔を置いていることから、互いに絶縁できる。

図１１ｂは、２本の巻線１１０３ａ、１１０３ｂの他の配置を示す。この実施例では、２本の巻線は互いに絡み合って、変圧器コア１１０１の全体にわたってその周囲に設けられる（変圧器コアの周囲の３００°を超える範囲を占める）。かかるコイルの配置は、漏れインダクタンスを低減できる。同様に、第３の巻線又は他の巻線についても、互いに絡み合って、変圧器コア１１０１の全体にわたってその周囲に設けられる。

図１２ａ、１２ｂは、予備成形した絶縁構造体及び変圧器内部での複数の巻線を伴ったその配置の別の実施例を示す。図２〜１０と同様に、図１２ａ、１２ｂでも、２つのシェルからなる予備成形した絶縁構造体が確認できる。図１２ａは、複数の孔を備える、予備成形した絶縁構造体の第１のシェル１２０４の上側から見た模式図を示す。簡略化のために、選択的なその他の構造体（線材ホルダ、結合構造体及び／又は位置決め構造体）は省略される。しかし、上で言及したかかる構造体はいずれも、シェルと組み合わせできる。更に、上側のシェル１２０４及び下側のシェル１２０５は、巻回補助具１２１０を備え、これを用いて、シェル１２０４、１２０５の周に沿って、複数の巻線を位置決めできる。図１２ａでは、かかる巻回補助具１２１０は、２本の交差するバーとして実施される。それゆえ、第１のシェル１２０４及び第２のシェル１２０５の周に沿って、４つの部分が規定される。

図１２ｂでは、一部断面図（上側のシェルのみを取り除き、巻線及び変圧器コアを上面図で示した図）を用いて、異なる巻線を図１２ａに示したシェルのうち２つの周囲に設ける方法を示す。この実施例では、２本の巻線１２０２ａ、１２０２ｂは、図１１ｂに示したものと同様の形で、変圧器コア１２０１の周囲に直接巻回される。変圧器コアは、２本の巻線１２０３ａ、１２０２ｂと共に、第１のシェル１２０４及び第２のシェル１２０５（第１のシェルは図１２ｂでは見えない）に取り囲まれている。第１のシェル１２０４及び第２のシェル１２０５から形成される予備成形した絶縁構造体の周囲には、３本の他の巻線１２０３ａ〜１２０３ｃが巻回される。これらの巻線も、図１１ａに示したものと同様の形で設けられる。各巻線１２０３ａ〜１２０３ｃは、変圧器コアの周囲の９０°に満たない予備成形した絶縁構造体の一部分を占める。巻回補助具１２１０は、巻線１２０３ａ〜１２０３ｃのそれぞれを所定の部分に制限する。図１２ｂには３本の巻線１２０３ａ〜１２０３ｃが示されているが、巻回補助具は、２本又は３本を上回る巻線も使用できる。図１２ｂの変圧器では、変圧器コア１２０１に直接巻回される２本の巻線１２０２ａ、１２０２ｂは変圧器の一次巻線であってよく、３本の巻線１２０３ａ〜１２０３ｃは変圧器の二次巻線であってよい。３本の巻線１２０３ａ〜１２０３ｃの区分けした巻回は、変圧器コア１２０１に直接巻回される２本の巻線１２０２ａ、１２０２ｂに対する３本の巻線個々の高い絶縁耐圧に加えて、３本の巻線間で高い絶縁耐圧を発生させる目的で利用できる。同様に、図２〜１１との関連で示した例では、１つ又は複数の変圧器コア１２０１に直接巻回される巻線を変圧器コアの一次巻線であってよく、１つ又は複数の予備成形した絶縁構造体に巻回される巻線を変圧器コアの二次巻線であってよい。別の実施例では、１つ又は複数の変圧器コア１２０１に直接巻回される巻線を変圧器コアの二次巻線であってよく、１つ又は複数の予備成形した絶縁構造体に巻回される巻線を変圧器コアの一次巻線であってよい。更に、３本の巻線のコイル１２０３ａ〜１２０３ｃは、異なる電圧レベルを提供できる。これは、図１２ａ、１２ｂの実施例のみに当てはまるのではなく、一般的に、本明細書中で言及した３以上の巻線を備える変圧器コアにも当てはまる。

図２〜１２との関連で、２つのシェルが変圧器コアを取り囲む複数の予備成形した絶縁構造体について説明する。これらの実施例では、第１のシェルが予備成形した絶縁構造体の上側を成し、第２のシェルが予備成形した絶縁構造体の下側を構成する。本明細書中では、「上側」及び「下側」は、１つの平面として、この内部に又はこれと平行に、変圧器の動作中に変圧器コア内に磁束が流れる平面によって区分される。環状の変圧器コアの実施例では、上記の平面は、環状の断面を有する２つの部品が得られる（例えば図１１ａ、１１ｂ参照、ここでは、問題の平面が投影面上に位置する）ように変圧器コアを分割する。

別の実施例では、予備成形した絶縁構造体の２つの部品は、変圧器コアの右側及び左側の部分を取り囲む。本明細書中では、「右側」及び「左側」は、第２の平面として、これと垂直に、変圧器の動作中に変圧器コア内に磁束が流れる平面（それゆえ、この平面は、前段で規定された平面に垂直である）によって区分される。環状の変圧器コアの実施例では、上記の第２の平面は、円形の断面（又は楕円形の断面又は８の字状の断面）を有する２つの部品が得られるように変圧器コアを分割する。

図１３ａ、１３ｂは、予備成形した絶縁構造体及び変圧器内部での複数の巻線を伴った予備成形した絶縁構造体の配置の別の実施例を示す。図１３ａ、１３ｂに示した予備成形した絶縁構造体は３部品構成である。１つ又は複数の第１の巻線が巻回された（例えば図１１ａ、１１ｂに示したものと同様の）変圧器コアは、２つのハーフシェル１３０４ａ、１３０４ｂによって取り囲まれている。環状の中央部１３１４は、ハーフシェル１３０４ａ、１３０４ｂ及び変圧器コアの貫通孔に差し込まれている。それゆえ、変圧器コア及び巻線は、予備成形した絶縁構造体に完全に取り囲まれている。今度は、他の第２の巻線は、絶縁管を貫通し、ハーフシェルの周囲に巻回できる。これに応じて、これらの他の第２の巻線は、３部品構成の絶縁構造体によって内側の第１の巻線とは離間している。

図１３ａは、変圧器コア（図１３ａには図示せず）のそれぞれ右側及び左側を取り囲むように設計された２つの同じ大きさのシェル１３０４ａ、１３０４ｂの上から見た模式図を示す。選択的に、この実施例の上記の予備成形した絶縁構造体は、管状の中央部１３１４を内包できる。この実施例では、変圧器の組み立ては、第一に、第１の巻線が巻回された変圧器コアをシェル１３０４ａ、１３０４ｂの１つに挿入するステップを含む。次いで、第２のシェル１３０４ｂが、変圧器コアを取り囲むように第１のシェル１３０４ａに結合される。シェル１３０４ａ、１３０４ｂの結合の前後いずれの段階でも、管状の中央部１３１４を貫通してガイドできる。次いで、第２の巻線を予備成形した絶縁構造体に巻回できる。

図１３ｂは、２つのハーフシェルの一方１３０４ａの側面から見た模式図である。ハーフシェル１３０４ａは複数の孔を備え、これらの孔を通って、封止剤（又はその他の絶縁材料）が、第１のハーフシェル１３０４ａ及び第２のハーフシェル１３０４ｂから形成される収容部の内部に到達できる。ハーフシェル１３０４ａ、１３０４ｂは、本明細書中で説明された他の技術的特徴、例えば位置決め構造体又は線材ホルダ及び線材のガイドも具備できる。

以上説明した多部品構成の予備成形した絶縁構造体の多くにおいて、部品は対称をなして変圧器コアを取り囲む。言い換えると、予備成形した絶縁構造体の各部品は、変圧器コアの同じ大きさの部分を占めて取り囲む。しかし、かかる配置は必須ではない。別の実施例では、２又は多部品構成の予備成形した絶縁構造体の２（又はこれより多くの）部品の一方は、変圧器コアの他方よりも小さい部分を占めて取り囲むことができる。例えば図３に概略を示した配置では、下側のシェル２０５が側壁全体を取り囲むことができる。ここで、上側のシェル２０４は、下側のシェル２０５上に配置又は差し込みできるカバーとなる。

図１４には、他の２部品構成の予備成形した絶縁構造体を示した。かかる予備成形した絶縁構造体の第１の部品１４０４は、筒状の収容部の上側（「上側」の定義は上述に示した）、外側面の第１の部分及び下側（「下側」の定義は上述に示した）の一部を覆う。上記の予備成形した絶縁構造体の第２の部品１４０５は、外側面の残りの部分及び下側の残りの部分を覆う。それゆえ、組み合わせた状態で、２つの部品１４０４、１４０５は、筒状の収容部の表面全体を取り囲む（中央のキャビティは除く）。例えば図２との関連で示したシェルとは異なり、図１４に示した部品は対称ではない（すなわち、これら部品はそれぞれ、筒状の収容部の表面の異なる大きさの部分を覆う）。

図２には、変圧器コア及び第１の巻線の一部の収容のための内部スペース、及び第２の巻線が巻回される外部スペースを画定する予備成形した絶縁構造体を示した。しかし、本明細書中で説明される変圧器構造体は、このものに限定されない。例えばある実施例では、第２の予備成形した絶縁構造体が、第１の予備成形した絶縁構造体を取り囲むことができる。この実施例では、第１の予備成形した絶縁構造体は、１つ又は複数の第１の巻線を装着した変圧器コアを取り囲む。１つ又は複数の第２の巻線は、第１の絶縁構造体の周囲に巻回される。今度は、第１の絶縁構造体の周囲に巻回された１つ又は複数の第２の巻線が、第２の予備成形した絶縁構造体に取り囲まれる。この第２の予備成形した絶縁構造体の周囲に、第３の巻線が巻回される。それゆえ、上記２つの予備成形した絶縁構造体は、球根の外皮同様に配置される。このように２つの予備成形した絶縁構造体を備える配置では、上述の２又は多部品構成の予備成形した絶縁構造体を使用できる。

別の実施例では、まず変圧器コアが予備成形した絶縁構造体によって取り囲まれる。この第１の予備成形した絶縁構造体に、１つ又は複数の第１の巻線を巻回できる。今度は、第１の予備成形した絶縁構造体及び１つ又は複数の第１のコイルを備えるコアが、第２の予備成形した絶縁構造体に取り囲まれる配置とすることができ、この第２の予備成形した絶縁構造体の周囲に、１つ又は複数の第２の巻線が巻回される。

図２〜１４との関連で、予備成形した絶縁構造体を使用した変圧器の製造のためのいくつかの例示的な製法ステップについてすでに説明した。別の例示的な製法は、以下のステップ：変圧器コアを提供するステップ；第１の線材を変圧器コアの周囲に巻回し、第１の巻線を形成するステップ；予備成形した絶縁構造体を設置して、予備成形した絶縁構造体が第１の巻線及び変圧器コアの少なくとも一部を取り囲むようにするステップ；並びに第２の線材を予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回し、第２の巻線を形成するステップを含む。ここで、巻線、変圧器コア及び予備成形した絶縁構造体を配列したものをハウジング内に設置できる。ハウジングには封止剤を注入できる。例えばハウジングへの封止剤注入は、ダイキャスト法で実施できる。更に、ハウジングへの封止剤注入は、低圧（５００ｍｂａｒ以下の残圧）で実施できる。こうして、封止剤中の気泡及び／又はガス気泡の形成を抑制できる。

予備成形した絶縁構造体が線材ホルダを含む場合には、第１及び／又は第２の巻線の巻回ステップの開始時及び終了後に、線材ホルダのうちの１つの１箇所に、第１又は第２の線材を固定できる。こうして、巻回プロセス（手動で行うか機械的に行うかを問わず）を簡略化できる。というのも、線材の戻り動作が軽減できるからである。

本発明の図示した実施例に関する以上の説明は、包括的なものであること又は上記実施例への限定を意図したものではない。本明細書中の本発明の実施形態及び実施例は例示を目的として説明されており、本発明から逸脱することなく様々な変更形態が可能である。電圧、電流、周波数、出力、範囲を示す値、時間その他に関して、個々の実施例は例示的なものに過ぎず、従って本発明は上記の量に関して別の数値を用いて実施することもできる。

本発明の実施例に対するこのような変更は、以上の詳細な説明に基づいて実施できる。以下の特許請求の範囲で使用される用語は、明細書及び特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に本発明を限定するものとして解釈されてはならない。本明細書及び図面は例示的なものあって、限定的なものと解釈されてはならない。

Claims (12)

1. 変圧器コアであって、
   該変圧器コアはトロイド形状を有し、第１の平面を規定し、該第１の平面内又は該第１の平面と平行に動作中に該変圧器コアの磁束が流れ、該変圧器コアの上側及び下側は該第１の平面と平行である、前記変圧器コア；
   第１の巻線を構成する第１の線材；及び
   第２の巻線を構成する第２の線材
   を含む、変圧器であって、
   前記第１の巻線及び前記第２の巻線は前記変圧器コアの周囲に巻回され、
   前記変圧器は更に、予備成形した絶縁構造体であって、
   該予備成形した絶縁構造体は、前記第１の巻線及び前記第２の巻線が、前記変圧器の前記変圧器コアの周囲に巻回された状態で、前記変圧器の前記第１の巻線及び前記第２の巻線の間に設置され、
   該予備成形した絶縁構造体は、前記第２の巻線を、前記第１の巻線及び前記変圧器コアから離間し、
   該予備成形した絶縁構造体は、前記第１の巻線を装着した前記変圧器コアの少なくとも一部を取り囲む第１及び第２のシェルを含み、該第１のシェルが前記上側を取り囲み、該第２のシェルが前記下側を取り囲み、
   該第１及び第２の各シェルは、複数の孔の大きさ、形状及び位置が絶縁物質が前記複数の孔を通過して該予備成形した絶縁構造体の内部に浸入できるように選択された前記複数の孔を含む、前記予備成形した絶縁構造体、
   を含む前記変圧器。
2. 前記第１及び第２のシェルが孔を形成する内壁を形成し、該孔を貫通して前記第２の巻線が巻回される、請求項１記載の変圧器。
3. 前記第２の巻線は、前記予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回される、請求項１に記載の変圧器。
4. 前記第１及び第２のシェルは同一形状に成型される、請求項１に記載の変圧器。
5. 前記変圧器は更にハウジングを含み、
   前記ハウジングは、前記変圧器コア、前記第１の巻線及び前記第２の巻線、並びに前記予備成形した絶縁構造体を収容する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の変圧器。
6. 前記ハウジング内に更に絶縁物質を含み、
   前記絶縁物質は、前記変圧器コア、前記第１の巻線及び前記第２の巻線を取り囲み、
   前記絶縁物質は、封止剤、オイル又はガスから選択される、請求項５に記載の変圧器。
7. 前記予備成形した絶縁構造体の前記孔は、前記変圧器コア、前記第１の巻線及び前記第２の巻線、並びに前記第１のシェル及び前記第２のシェルが前記ハウジング内に収容された状態で、中空スペースを形成せずに前記ハウジングの内部スペースを前記絶縁物質で充填できるように配置される、請求項５に記載の変圧器。
8. 前記変圧器コアが、環状であり、
   前記第１の巻線及び／又は前記第２の巻線は、前記変圧器コアに沿って少なくとも３００°の範囲を占める、請求項１に記載の変圧器。
9. 前記予備成形した絶縁構造体は射出成型法で製造される、請求項１に記載の変圧器。
10. 前記予備成形した絶縁構造体は：
    前記第１の線材、前記第２の線材若しくはその両者を固定できる、１つ又は複数の線材ホルダ
    を更に含む、請求項１に記載の変圧器。
11. 前記予備成形した絶縁構造体は：
    前記ハウジング内部で、前記予備成形した絶縁構造体を１つ又は複数の方向に位置決めする、１つ又は複数の位置決め構造体
    を更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の変圧器。
12. 変圧器コアを提供するステップ；
    第１の巻線を形成するために第１の線材を前記変圧器コアの周囲に巻回するステップ；
    予備成形した絶縁構造体が、前記第１の巻線及び前記変圧器コアの少なくとも一部を取り囲むように、前記予備成形した絶縁構造体を設置するステップ；
    第２の巻線を形成するために、第２の線材を前記予備成形した絶縁構造体の周囲に巻回するステップ、
    前記第１の巻線及び前記第２の巻線並びに前記予備成形した絶縁構造体を装着した前記変圧器コアを、ハウジング内に設置するステップ；並びに
    絶縁物質で前記ハウジングを充填するステップであって、前記絶縁物質が中空スペースを形成せずに前記ハウジングを充填できるように、前記予備成形した絶縁構造体が１つ又は複数の孔を備える、充填するステップ；
    を含み、
    前記ハウジングに充填するステップが、低圧下で行われる、
    変圧器の製造方法。

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