JP6716432B2 - コイルボビン、および変圧器 - Google Patents

Description

本発明は、コイルボビン、およびコイルボビンを用いた変圧器等に関するものである。

従来の技術として、一対の鉄心巻込部と、該鉄心巻込部を所要間隔を隔てて連結する一対の連結部とを備え、外周全体に凹状溝を設けたコイルボビンと、該コイルボビンの凹状溝に導線を所要回数巻き付けてなる巻線と、上記コイルボビンの鉄心巻込部に電磁鋼板を所要回数巻回してなる巻鉄心とを備え、上記鉄心巻込部の凹状溝の両側壁の外周面を、断面円弧状の曲面としたものが知られていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−５１０３４号公報（第１頁、第１図等）

しかしながら、従来の変圧器においては、変圧器の高圧側のコイルを適切に冷却することができない、という課題があった。

例えば、通常、従来のような変圧器においては、絶縁性を高める観点から、高圧側のコイルが巻鉄心側に露出しないよう、枠状のコイルボビンの外周に設けられた凹状溝の底面側に高圧側のコイルが巻付けられる。このような変圧器を油入式の変圧器として用いるために絶縁油内に配置すると、絶縁油が巻鉄心の内側とコイルボビンの高圧側のコイルが巻付けられる凹状溝の外周面との間隙に入り込み、巻鉄心の内側の高圧側のコイルは、上記の間隙の絶縁膜によって冷却されることとなる。しかし、この間隙に入り込んだ絶縁油は、コイルボビンの鉄心を巻付ける部分の凹状溝の外周面を介して高圧側のコイルを間接的に冷却することとなるため、冷却効率が悪く、高圧側のコイルを十分に冷却することができなかった。

本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、高圧側のコイルを適切に冷却することが可能なコイルボビンおよび変圧器を提供することを目的とする。

本発明のコイルボビンは、コイルが配置される第一の溝が外周に沿って設けられた枠状の部材であって、巻鉄心の内側に配置される領域である１以上の第一鉄心領域を有する第一の枠体と、第一の枠体の内側にはめ込まれる枠状の部材であって、コイルが配置される第二の溝が外周に沿って設けられており、各第一鉄心領域に隣接する位置に巻鉄心の内側に配置される領域である第二鉄心領域を有している第二の枠体と、第二の枠体を、第一の枠体の内側にはめ込んだ状態で、第一の枠体及び第二の枠体の、隣接する第一鉄心領域と第二鉄心領域とを包むように配置される円筒部材と、を備え、第二の枠体は、第二鉄心領域において、円筒部材との間に間隙が生じる形状を有しており、第二鉄心領域に、間隙と第二の溝とを連通する１以上の冷却孔を備えているコイルボビンである。

かかる構成により、冷却孔を通じて高圧側のコイルを適切に冷却することができる。また、円筒部材により高圧側コイルと巻鉄心との絶縁性を保つことができる。

また、本発明のコイルボビンは、前記コイルボビンにおいて、第二の枠体は、第二鉄心領域の断面形状が第二の溝の形状に沿った形状を有するコイルボビンである。

かかる構成により、高圧側コイルが巻付けられる第二の枠体の第二鉄心領域におけるボイドの発生を防いで、ボイド内の放電による品質劣化を防いで、高品質なコイルボビンを提供することができる。

また、本発明のコイルボビンは、前記コイルボビンにおいて、円筒部材は、それぞれ、一の第一の枠体が有する一の第一鉄心領域と、第一の枠体にはめ込まれた第二の枠体が有する、一の第一鉄心領域に隣接する一の第二鉄心領域のみを包むよう配置されるコイルボビンである。

かかる構成により、一の第一鉄心領域と、これに隣接する一の第二鉄心領域とを円筒部材で包んだコイルボビン、例えば、外鉄型の変圧器に用いられるコイルボビンにおいて、高圧側コイルを適切に冷却することが可能となる。

また、本発明のコイルボビンは、前記コイルボビンにおいて、第一の枠体は、対向するよう配置された２つの第一鉄心領域を有しており、円筒部材を２つ備えており、２つの円筒部材は、第二の枠体を、第一の枠体の内側にはめ込んだ状態で、第一の枠体及び第二の枠体の、隣接するよう配置された第一鉄心領域と第二鉄心領域との２つの組をそれぞれ包むように配置されるコイルボビンである。

かかる構成により、一の第一鉄心領域と、これに隣接する一の第二鉄心領域との２つの組をそれぞれ円筒部材で包んだコイルボビン、例えば、巻鉄心を２つ備えた外鉄型の変圧器に用いられるコイルボビンにおいて、高圧側コイルを適切に冷却することが可能となる。

また、本発明のコイルボビンは、前記コイルボビンにおいて、第一の枠体を２つ備えており、２つの第一の枠体は、それぞれの第一鉄心領域の第一の溝同士が対向するよう配置され、２つの第一の枠体にそれぞれはめ込まれる２つの第二の枠体を備えており、円筒部材は、対向するよう配置された２つの第一の枠体がそれぞれ有する第一鉄心領域及び第一鉄心領域にそれぞれ隣接する２つの第二の枠体がそれぞれ有する第二鉄心領域を包むように配置されるコイルボビンである。

かかる構成により、二つの第一の枠体の第一鉄心領域と、これに隣接する第二の枠体の第二鉄心領域とを一つの円筒部材で包んだコイルボビン、例えば、内鉄型の変圧器に用いられるコイルボビンにおいて、高圧側コイルを適切に冷却することが可能となる。

また、本発明の変圧器は、上記コイルボビンと、このコイルボビンの第一の溝及び第二の溝にそれぞれ巻き付けられたコイルと、このコイルボビンの円筒部材に巻き付けられた巻鉄心とを有する変圧器である。

かかる構成により、冷却孔を通じて高圧側のコイルを適切に冷却することができる。また、円筒部材により高圧側コイルと巻鉄心との絶縁性を保つことができる。

本発明によるコイルボビン等によれば、高圧側のコイルを適切に冷却することができる。

本発明の実施の形態におけるコイルボビンの斜視図（図１（ａ））、平面図（図１（ｂ））、側面図（図１（ｃ））、および正面図（図１（ｄ）） 同コイルボビンを用いた変圧器の一部切り欠き斜視図（図２（ａ））、平面図（図２（ｂ））、側面図（図２（ｃ））、および正面図（図２（ｄ）） 同コイルボビンにコイルを巻いた状態の分解斜視図（図３（ａ））、およびコイルを巻いた状態のコイルボビンの斜視図（図３（ｂ）） 同コイルボビンを構成する第一の枠体の斜視図（図４（ａ））、平面図（図４（ｂ））、側面図（図４（ｃ））、および正面図（図４（ｄ）） 同コイルボビンを構成する第二の枠体の斜視図（図５（ａ））、平面図（図５（ｂ））、側面図（図５（ｃ））、および正面図（図５（ｄ）） 図１のＶＩａ−ＶＩａ線による断面図（図６（ａ））、および図２のＶＩｂ−ＶＩｂ線による断面図（図６（ｂ）） 同コイルボビンを用いた変圧器を有する回路の構成の一例を説明するための図 同コイルボビンを用いた変圧器の変形例を説明するための正面図（図８（ａ））、および図８のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線による断面図（図８（ｂ））

以下、コイルボビン等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態におけるコイルボビンの斜視図（図１（ａ））、平面図（図１（ｂ））、側面図（図１（ｃ））、および正面図（図１（ｄ））である。

図２は、本実施の形態における変圧器の一部切り欠き斜視図（図２（ａ））、平面図（図２（ｂ））、側面図（図２（ｃ））、および正面図（図２（ｄ））である。この変圧器は、本実施の形態のコイルボビンを用いて作製された変圧器である。

図３は、本実施の形態におけるコイルを巻いた状態のコイルボビンの分解斜視図（図３（ａ））、およびコイルを巻いた状態のコイルボビンの斜視図（図３（ｂ））である。 図４は、本実施の形態におけるコイルボビンを構成する第一の枠体の斜視図（図４（ａ））、平面図（図４（ｂ））、側面図（図４（ｃ））、および正面図（図４（ｄ））である。

図５は、本実施の形態におけるコイルボビンを構成する第二の枠体の斜視図（図５（ａ））、平面図（図５（ｂ））、側面図（図５（ｃ））、および正面図（図５（ｄ））である。

図６は、図１（ｃ）のＶＩａ−ＶＩａ線による断面図（図６（ａ））、および図２（ｃ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線による断面図（図６（ｂ））である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、後述する冷却孔２０１９が設けられた部分の断面図である。

コイルボビン１は、第一の枠体１０１、第二の枠体２０１、円筒部材３０１を備える。なお、本実施の形態においては、第一の枠体１０１の第一の溝１０１１に配置される第一のコイル１０および第二の枠体２０１の第二の溝２０１１に配置される第二のコイル２０が、いずれも複数の巻線で構成される場合を例に挙げて説明する。巻線とは、例えば、導線１０ａまたは導線２０ａを所望の回数巻いたものである。

第一の枠体１０１は、図４等に示すように、正面から見た形状が、矩形形状を有する枠状の部材である。ここでは、第一の枠体１０１の外周及び内周が、角が丸められた矩形形状を有している場合について説明する。ただし、角は丸められていなくても良い。また、ここでの角の曲率半径等は問わない。第一の枠体１０１の、外周と内周との間の距離は問わない。第一の枠体１０１は、貫通孔１０１７を有している。貫通孔１０１７は、第二の枠体２０１がはめ込まれる孔であり、例えば、第一の枠体１０１の内周面で囲まれた孔である。なお、第一の枠体１０１の正面とは、ここでは、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７の開口面の一方であるとする。かかることは、後述する第二の枠体２０１の正面についても同様である。

第一の枠体１０１は、例えば、樹脂により構成される。第一の枠体１０１は、例えば、樹脂成型品である。第一の枠体１０１に用いられる樹脂の種類等は問わない。第一の枠体１０１に用いられる樹脂としては、例えば、通常の変圧器等に用いられるコイルボビンの材料として用いられる樹脂が利用可能である。第一の枠体１０１は、例えば、熱可塑性樹脂により構成される。

第一の枠体１０１には、第一のコイル１０が配置される第一の溝１０１１が外周に沿って設けられている。第一の溝１０１１は、凹状の溝である。第一の溝１０１１は、例えば、第一の枠体１０１の周方向に伸びる溝である。第一の溝１０１１は、例えば、第一の枠体１０１の外側面に設けられた外側面に沿って伸びる溝と考えてもよい。ここでは、第一の溝１０１１は、第一の枠体１０１の外周全体にわたって設けられている。また、第一の溝１０１１の第一の枠体１０１の角に相当する部分の底面は、ここでは角が丸められている。ただし、角は丸められていなくても良い。なお、第一の枠体１０１の外周の両側、すなわち正面側と背面側に、第一の枠１０１の外周に沿って板状の部材（図示せず）を設けられているようにして、この板状の部材と、第一の枠体１の外周部分との組合わせを、第一の溝１０１１と考えても良い。かかることは、後述する第二の溝２０１１についても同様である。また、第一の溝１０１１の側面や底面には、部分的に切り欠き等が設けられていても良い。かかることは、第二の溝２０１１についても同様である。

第一の溝１０１１の底面のうちの、第一の枠体１０１の正面側からみて４つの角に相当する部分の近傍、すなわち第一の枠体１０１の曲がっている部分の近傍には、第一の枠体１０１の外周に沿って伸びる複数のガイド溝１０１１ｃが設けられている。第一の溝１０１１の底面は、例えば、第一の溝１０１１の第一のコイル１０が巻付けられる部分であり、第一の溝１０１１が、後述するように幅方向に段差形状を有している場合においては、一以上の段差形状を有する部分の第一のコイル１０が巻付けられる部分も底面の一部と考えてもよい。

ガイド溝１０１１ｃは、導線１０ａを第一の溝１０１１に整列して巻付けるための、巻付け位置をガイドする溝である。ガイド溝１０１１ｃは、円弧状の断面形状を有する溝であり、第一の溝１０１１の幅方向に、導線１０ａの直径Φ_１と同じピッチで設けられている。ガイド溝１０１１ｃの幅は、導線１０ａの直径Φ_１以下、深さは、導線１０ａの直径Φ_１の半分以下の深さである。

なお、ガイド溝１０１１ｃの断面形状は、円弧状でなくてもよく、他の形状であっても良い。例えば、ガイド溝１０１１ｃは、Ｖ字溝であっても良い。また、溝を設ける代わりに、第一の溝１０１１の伸びる方向に沿ってストライプ状に伸びる１または２以上の突起（図示せず）を設けることで、この突起間の部分を、ガイド溝１０１１ｃとして用いても良い。また、ガイド溝１０１１ｃを、第二の溝１０１１の側面にも設けるようにしても良い。また、ガイド溝１０１１ｃを、第一の枠体１０１の曲がっている部分の近傍の以外の部分にも設けるようにしても良い。また、ここでは、ガイド溝１０１１ｃを複数設けたが、ガイド溝１０１１ｃは１以上であってもよい。また、巻付け時のガイド等が不要である場合、ガイド溝１０１１ｃは省略しても良い。

第一の枠体１０１の断面形状は、第一の溝１０１１の形状に沿った形状を有している。第一の枠体１０１の断面形状とは、例えば、第一の枠体１０１の外周に沿った方向に対して垂直な断面である。以下、第一の枠体１０１の外周に沿った方向を、第一の枠体１０１の外周方向と呼ぶ。ここでの第一の溝１０１１の形状とは、例えば、第一の溝１０１１の断面形状である。この断面形状は、例えば、第一の溝１０１１の伸びる方向に垂直な断面形状である。第一の溝１０１１の形状とは、第一の溝１０１１の内面の断面形状と考えてもよい。ただし、ここでの断面は、例えば、補強用リブ１０１３等の補強用の部材や、成型上必要となる突起等の部材を除外した場合の断面であるとする。断面形状が、第一の溝１０１１の形状に沿った形状を有しているということは、例えば、第一の溝１０１１の内面と、第一の枠体１０１の外側の面との間の距離が均一であること、すなわち等距離であることであってもよく、第一の枠体１０１の、少なくとも第一の溝１０１１の内面に沿った部分の厚さが均一であることであっても良い。なお、第一の枠体１０１の厚さとは、例えば、第一の溝１０１１の内面に対して垂直な方向における第一の枠体１０１の厚さである。なお、誤差程度の距離や厚さの違い、例えば、第一の溝１０１１に巻付けられる導線１０ａの半分以下の距離や厚さの違い等があっても、ここでは、距離や厚さが均一であると考えてよい。第一の枠体１０１の断面形状を、第一の溝１０１１の形状に沿った形状とすることで、第一の枠体１０１の第一の溝１０１１に沿った部分の厚さを薄くすることができ、これにより、第一の枠体１０１にボイドが生じにくくすることができる。第一の枠体１０１の第一の溝１０１１に沿った部分の厚さは、ボイドの発生を防ぐことが可能な厚さであることが好ましい。例えば、第一の枠体１０１の第一の溝１０１１に沿った部分の厚さは、４ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましい。

第一の溝１０１１は、図４（ｂ）等に示すように、底面が平坦であり、側面が底面に対して垂直である形状を有している。このような断面形状とするとともに、第一の溝１０１１の幅、すなわち側面間の距離を、第一の導線１０ａの直径Φ_１のおよそ（ｋ＋１／２）倍以上、（ｋ＋１）倍未満（ただし、ｋは、１以上の整数であるとする）とすることで、導線１０ａを第一の溝１０１１に、第一の溝１０１１の幅方向に整列巻きした場合に、各層の導線１０ａの巻付け数を同じとすることができる。これにより、第一の溝１０１１に導線１０ａを順番に巻付けて、第一のコイル１０を構成する所望の巻数をそれぞれ有する複数の巻線を作製する場合において、例えば、各巻線の巻数を、第一の溝１０１１の底面に巻付け可能な巻数の整数倍とすることで、各巻線の端子を、第一の溝１０１１の幅方向の側壁側から取り出すことが可能となる。また、例えば、各巻線の巻数を、第一の溝１０１１の底面に巻付け可能な巻数の偶数倍とすることで、各巻線の端子を、第一の溝１０１１の幅方向の一方の側壁側から取り出すことが可能となる。ただし、本発明においては、第一の溝１０１１として、どのような断面形状のものを用いても良い。例えば、側面が、第一の溝１０１１の外側に向かって傾斜している断面形状を有する第一の溝１０１１を設けるようにしても良い。

なお、第一の溝１０１１に導線１０ａを往復して巻付けていく場合、第一の溝１０１１の幅に関係なく、１往復で巻付けられる導線１０ａの巻付け数を同じとすることができる。このため、例えば、第一のコイル１０を構成する各巻線の導線１０ａの巻数を、第一の溝１０１１の底面に幅方向に１往復で巻付け可能な巻数の整数倍とすることで、各巻線の端子を、第一の溝１０１１の幅方向の側壁側から取り出すことが可能となる。

なお、ここでは、第一の溝１０１１が段差形状を有していない場合について説明したが、第一の溝１０１１は、段差形状を有していても良い。ここでの段差形状とは、例えば、高低差が、少なくともおよそ第一の溝１０１１に巻かれる導線１０ａの半径ｒの√３倍以上である部分と考えてもよい。導線１０ａを整列巻きする場合等においては、段差の部分において整列巻きが崩れないようにするためには、段差形状の高低差は、例えば、およそ導線１０ａの半径ｒ×ｎ×√３であることが好ましい（ただし、ｎは１以上の整数であるとする）。ここでの高低差は、例えば、段差形状の低い側に配置される導線１０ａの最も低い位置（例えば、最も底面側）を基準とした高低差である。なお、第一の溝１０１１が有する段差形状は、どのような段差形状であっても良い。

第一の枠体１０１は、互いに平行な一対の第一鉄心領域１０１２を有している。第一鉄心領域１０１２は、コイルボビン１を用いて変圧器１０００を作製した場合に、巻鉄心３の内側に位置する第一の枠体１０１の領域である。第一鉄心領域１０１２は、直線状に伸びる形状を有している。ただし、第一鉄心領域１０１２は、必ずしも直線状に伸びる形状を有していなくても良く、例えば、多少の湾曲等を有していてもよい。ここでは、第一の溝１０１１の第一鉄心領域１０１２の側壁の高さが、円筒部材３０１を、第一の溝１０１１に配置される第一のコイル１０に近づけて配置できるよう、第一の枠体１０１の第一鉄心領域１０１２に隣接する領域の側壁よりも低い場合を示しているが、第一の溝１０１１の側壁の高さが全体的に低い場合には、第一鉄心領域１０１２の部分が凹んでいないようにしてもよい。

第一の枠体１０１は、複数の補強用リブ１０１３を有している。補強用リブ１０１３は、第一の枠体１０１の外周方向に対して垂直に設けられた板状の部材である。ただし、第一の枠体１０１の強度等を保つことが可能であれば、補強用リブ１０１３の枚数、平面形状、厚さ、サイズ、及び設置位置等は問わない。また、ここでは、補強用部材として板状部材である補強用リブ１０１３を設けた場合について説明したが、本発明においては、補強用部材であれば、板状の補強用リブ１０１３以外の補強用部材を設けても良い。例えば、板状以外の形状の補強用リブを設けても良く、他の補強部材（図示せず）を設けても良い。また、第一の枠体１０１の材質や、全体のサイズ等によって、補強が不要である場合は、補強用リブ１０１３は省略可能である。補強用リブ１０１３は、第一の枠体１０１の内周側には設けないことが好ましい。

ここでは、各第一鉄心領域１０１２の正面側には５つの補強用リブ１０１３が設けられており、その一部（ここでは、両端の補強用リブ１０１３及び真ん中の補強用リブ１０１３）の、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７近傍の正面側には、円筒部材３０１を第一鉄心領域１０１２に位置決めして固定するための突起１０１４が設けられている。同様に、各第一鉄心領域１０１２の背面側にも５つの補強用リブ１０１３が設けられており、その一部（ここでは、両端の補強用リブ１０１３及び真ん中の補強用リブ１０１３）の、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７近傍の背面側には、円筒部材３０１を第一鉄心領域１０１２に位置決めして固定するための突起１０１４が設けられている。背面側とは、正面側に対して反対となる側である。第一の枠体１０１の正面側および背面側の突起１０１４とは、例えば、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７の開口面に対して、あるいは第一の枠体１０１の正面に対して、垂直な方向に突出する突起である。なお、第一鉄心領域１０１２に配置される補強用リブ１０１３の数や、突起１０１４を有する補強用リブ１０１３の数等は問わない。また、突起１０１４がどのように設けられているかは問わない。また、突起１０１４は補強用リブ１０１３に設けられていなくても良く、例えば、突起１０１４を取付ける台（図示せず）等に設けられていても良く、第一の枠体１０１に直接取付けられていてもよい。また、突起１０１４は、補強用リブ１０１３に設ける代わりに、第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１２の補強用リブ２０１３等の正面側に、上記と同様に設けられていてもよい。

矩形形状である第一の枠体１０１の一対の第一鉄心領域１０１２が設けられている辺を連結する一の辺の、第一の溝１０１１の両側壁には、それぞれ、矩形状に切り欠いた端子取出部１０１５が設けられている。端子取出部１０１５は、第一のコイル１０の端子を取り出す部分である。なお、端子取出部１０１５の形状は上記以外であってもよい。例えば、端子取出部１０１５は、第一の溝１０１１の１以上の側壁に設けられた１以上の貫通孔であっても良い。例えば、端子取出部１０１５は、第一の溝１０１１の一方の側壁に設けられていても良い。また、端子取出部１０１５は、第一の溝１０１１の少なくとも一方の側部に設けられた複数の切り欠き部によって構成されていても良い。また、端子取出部１０１５は、第一の枠体１０１の１対の第一鉄心領域１０１２が設けられている辺を連結する二つの辺に、それぞれ設けられていても良い。なお、第一の枠体１０１は、端子取出部１０１５を有していなくても良い。

第二の枠体２０１は、第一の枠体１０１の内側にはめ込まれる枠状の部材である。第一の枠体１０１の内側とは、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７内である。第二の枠体２０１は、例えば、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７にはめ込まれる。第二の枠体２０１は、貫通孔２０１４を有している。第二の枠体２０１は、例えば、第一の枠体１０１の内側に嵌合する形状を有している。第二の枠体２０１が、第一の枠体１０１の内側にはめ込まれるということは、例えば、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７の開口面と、第二の枠体２０１の貫通孔２０１４の開口面とが平行となるよう、第一の枠体１０１の内側に、第二の枠体２０１を配置することと考えても良く、第二の枠体２０１の外周に設けられた後述する第二の溝２０１１全体が、第一の枠体１０１の内周側の面と対向するよう、第一の枠体１０１に対して第二の枠体２０１を配置することと考えても良い。第一の枠体１０１の内側には、例えば、第一の枠体１０１の正面側からはめ込まれた第二の枠体２０１を、はめ込まれた状態で係止する係止部１０１６が設けられている。正面とは、例えば、第一の枠体１０１の、開口面を有する面の一方である。係止部１０１６は、第一の枠体１０１の内側の、背面側に設けられた突起である。ただし、係止部１０１６は、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の貫通孔１０１７にはめ込んだ状態で係止することができるものであれば、上記以外の構造であっても良い。第二の枠体２０１は、ここでは、正面から見た形状が、矩形形状を有する枠状の部材である。ここでは、第二の枠体２０１の外周及び内周が、角が丸められた矩形形状を有している場合について説明する。ただし、第二の枠体２０１の形状は、第一の枠体１０１内にはめ込まれる形状であればよく、角は丸められていなくても良い。また、ここでの角の曲率半径等は問わない。第二の枠体２０１の、外周と内周との間の距離は問わない。

第二の枠体２０１は、例えば、第一の枠体１０１と同様に、樹脂により構成される。なお、第二の枠体２０１の樹脂と、第一の枠体１０１の樹脂とは異なる樹脂であっても良く同じ樹脂であっても良い。

第二の枠体２０１には、第二のコイル２０が配置される第二の溝２０１１が外周に沿って設けられている。第二の溝２０１１は、凹状の溝である。第二の溝２０１１は、例えば、第二の枠体２０１の周方向に伸びる溝である。第二の溝２０１１は、例えば、第二の枠体２０１の外側面に設けられた外側面に沿って伸びる溝と考えてもよい。ここでは、第二の溝２０１１は、第二の枠体２０１の外周全体にわたって設けられている。また、第二の溝２０１１の第二の枠体２０１の角に相当する部分の底面は、ここでは角が丸められている。ただし、角は丸められていなくても良い。

第二の溝２０１１の底面のうちの、第二の枠体２０１の正面側からみて４つの角に相当する部分の近傍、すなわち第二の枠体２０１の曲がっている部分の近傍の部分には、第二の枠体２０１の外周に沿って伸びる複数のガイド溝２０１１ｃが設けられている。第二の溝２０１１の底面は、例えば、第二の溝２０１１の第二のコイル２０が巻付けられる部分であり、第二の溝２０１１が、後述するように幅方向に段差形状を有している場合においては、一以上の段差形状を有する部分の第二のコイル２０が巻付けられる部分も底面の一部と考えてもよい。

ガイド溝２０１１ｃは、導線２０ａを第二の溝２０１１に整列して巻付けるための、巻付け位置をガイドする溝である。ガイド溝２０１１ｃは、円弧状の断面形状を有する溝であり、第一の溝２０１１の幅方向に、導線２０ａの直径Φと同じピッチで設けられている。ガイド溝２０１１ｃの幅は、導線２０ａの直径Φ_２以下、深さは、導線２０ａの直径Φ_２の半分以下の深さである。

なお、ガイド溝２０１１ｃの断面形状は、円弧状でなくてもよく、他の形状であっても良い。例えば、ガイド溝２０１１ｃは、Ｖ字溝であっても良い。また、溝を設ける代わりに、第二の溝２０１１の伸びる方向に沿ってストライプ状に伸びる１または２以上の突起（図示せず）を設けることで、この突起間の部分を、ガイド溝２０１１ｃとして用いても良い。また、ガイド溝２０１１ｃを、第二の溝２０１１の側面にも設けるようにしても良い。また、ガイド溝２０１１ｃを、第二の枠体２０１の曲がっている部分の近傍の以外の部分にも設けるようにしても良い。また、ここでは、ガイド溝２０１１ｃを複数設けたが、ガイド溝２０１１ｃは１以上であってもよい。また、巻付け時のガイド等が不要である場合、ガイド溝２０１１ｃは省略しても良い。

第二の枠体２０１の断面形状は、第二の溝２０１１の形状に沿った形状を有している。第二の枠体２０１の断面形状とは、例えば、第二の枠体２０１の外周に沿った方向に垂直な断面の形状である。第二の枠体２０１の外周に沿った方向を、以下、第二の枠体２０１の外周方向と呼ぶ。ここでの第二の溝２０１１の形状とは、例えば、第二の溝２０１１の断面形状である。この断面形状は、例えば、第二の溝２０１１の伸びる方向に垂直な断面形状である。第二の溝２０１１の形状とは、第二の溝２０１１の内面の断面形状と考えてもよい。ただし、ここでの断面は、例えば、後述する補強用リブ２０１３等の補強用の部材や、成型上必要となる突起等の部材を除いた断面であるとする。また、ここでの断面形状は、分割壁２０１７等の第二の溝２０１１の内面上に設けられた部材等の断面は除外するものとする。断面形状が、第二の溝２０１１の形状に沿った形状を有しているということは、例えば、第二の溝２０１１の内面と、第二の枠体２０１の外側の面との間の距離が均一であること、すなわち等距離であることであってもよく、第二の枠体２０１の、少なくとも第二の溝２０１１の内面に沿った部分の厚さが均一であることであっても良い。第二の枠体２０１の厚さとは、例えば、第二の溝２０１１の内面に対して垂直方向における第二の枠体２０１の厚さである。第二の枠体２０１の断面形状を、第二の溝２０１１の形状に沿った形状とすることで、第二の枠体２０１の厚さを薄くすることができ、これにより、第二の枠体２０１にボイドが生じにくくすることができる。第二の枠体２０１の厚さは、ボイドの発生を防ぐことが可能な厚さであることが好ましい。例えば、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１に沿った部分の厚さは、４ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましい。

なお、第二の枠体２０１の断面形状において、例えば、誤差程度の微小な距離や厚さの違いがある場合も、ここでは、距離や厚さが均一であると考えてよい。かかることは、第一の溝１０１１についても同様である。誤差程度の距離や厚さの違いは、例えば、第二の溝２０１１に巻付けられる導線２０ａの半分以下の距離や厚さの違い等である。例えば、第二の枠体２０１の断面形状が、第二の溝２０１１の形状に沿ったものであるか否かを考える場合においては、第二の溝２０１１の内面の形状としては、上記のようなガイド溝２０１１ｃのような凹凸や、第二の溝２０１１に対して外周面となる部分の微小な凹凸等は、設計によるもの、あるいは設計によらないものを含めて第二の溝２０１１の内面の形状から除外して考えてよく、第二の枠体２０１の断面形状が、第二の溝２０１１の形状に沿ったものであるか否かを考える場合には、このような微少な凹凸は考慮しないようにしても良い。つまり、凹凸を無視した場合に、実質的に第二の枠体２０１の断面形状が、第二の溝２０１１の形状に沿った形状であればよい。凹凸を無視するということは、例えば、このような凹凸がない場合のなめらかな面を、第二の溝２０１１の内面と考えることであってもよい。ただし、このような凹凸はない方が好ましいことは言うまでもない。例えば、このような凹凸は、特に、第二鉄心領域１０１２には存在しない方が良い。例えば、上述したようなガイド溝２０１１ｃは、第二鉄心領域２０１２には設けないことが好ましい。かかることは、第一鉄心領域１０１２についても同様である。

第二の溝２０１１は、図４（ｂ）に示すように、第二の溝２０１１の幅方向において段差形状を有している。本実施の形態においては、第二の溝２０１１は、底面が平坦であり、両側面の下側が外側に向かって傾斜している外溝２０１１ａと、この外溝２０１１ａの底面の中央に設けられており、底面が平坦で、両側面が垂直で、幅が外溝２０１１ａの底面よりも狭い内溝２０１１ｂとを有している。これにより、第二の溝２０１１の外溝２０１１ａの底面と、内溝２０１１ｂの側面との間が段差形状となっている。ここでは、この段差形状を有する部分を段差部２０１８と呼ぶ。なお、ここでは、外溝２０１１ａの両側面の上方が、外溝２０１１ａの底面に対して垂直となっているため、この垂直な面と、外溝２０１１ａの両側面の下側の外側に傾斜した面と、外溝２０１１ａの底面との間の部分も、段差形状を有する段差部と考えてもよい。なお、外溝２０１１ａの両側面の傾斜している面が、底面に対する角度は、例えば、１００〜１４０度の範囲が好ましい。

なお、ここでの段差形状とは、例えば、高低差が、少なくとも第二の溝２０１１に巻かれる導線２０ａの半径ｒの√３倍以上である部分と考えてもよい。導線２０ａを整列巻きする場合等においては、段差部２０１８において整列巻きが崩れないようにするためには、段差形状の高低差は、例えば、およそ導線１０ａの半径ｒ×ｎ×√３であることが好ましい（ただし、ｎは１以上の整数であるとする）。ここでの高低差は、例えば、段差形状の低い側に配置される導線２０ａの最も低い位置（例えば、最も底面側）を基準とした高低差である。なお、第二の溝２０１１が有する段差形状は、上記以外の段差形状であっても良い。第二の溝２０１１が有する段差形状は、例えば、第二の溝２０１１の底面に向かって、第二の溝２０１１の幅が段階的に減少するような１または２以上の段差であってもよい。また、第二の溝２０１１が段差形状を有する場合、第二の溝２０１１の底面は、平坦面であることが好ましい。なお、第二の溝２０１１は、段差形状を有していなくても良い。また、第一の溝１０１１も、段差形状を有していても良く、有していなくても良い。

更に、第二の溝２０１１の底面中央、ここでは、内溝２０１１ｂの底面中央には、第二の溝２０１１に沿って伸びる底面に対して垂直な分割壁２０１７が設けられている。ただし、分割壁２０１７は、底面の中央ではない位置に設けられていても良い。このような分割壁２０１７を設けることで、第二の溝２０１１の底面上に導線２０ａを整列して層状に順次重ねて巻き付ける際に、重なり合う各層の幅を、分割壁２０１７が存在しない場合に比べて狭くすることができ、巻線の重なり合う層間における耐電圧を高く保つ必要がなく、絶縁対策等を軽減することができ、部品やコストを削減することができる。

また、第二の溝２０１１においては、内溝２０１１ｂの側面と分割壁２０１７とを底面に対して垂直となるようにするとともに、内溝２０１１ｂの側面と分割壁２０１７との間の距離（すなわち幅）を、第二の導線２０ａの直径Φのおよそ（ｍ＋１／２）倍以上、（ｍ＋１）倍未満（ただし、ｍは、１以上の整数であるとする）とすることで、導線２０ａを内溝２０１１ｂに対して、第二の溝２０１１の幅方向に整列巻きした場合に、各層の導線２０ａの巻付け数を同じとすることができる。これにより、例えば、内溝２０１１ｂに導線２０ａを順番に巻付けて、第二のコイル２０を構成する所望の巻数をそれぞれ有する複数の巻線を作製する場合において、各巻線の導線２０ａの巻数を、分割壁２０１７で区切られた内溝２０１１ｂの底面に巻付け可能な巻数の整数倍とすることで、各巻線の端子を、第二の溝２０１１の導線２０ａが巻付けられている領域の側壁側または分割壁２０１７側から取り出すことが可能となる。また、各巻線の巻数を、分割壁２０１７で区切られた内溝２０１１ｂの底面に巻付け可能な巻数の偶数倍とすることで、各巻線の端子を、第二の溝２０１１の導線２０ａが巻付けられている領域の側壁側から取り出すことが可能となる。かかることは、分割壁２０１７がない場合において、内溝２０１１ｂの両側面間において導線２０ａを巻付ける場合においても同様である。また、第二の溝２０１１の外溝２０１１ａの側面は、外溝２０１１ａの底面に対して傾斜しているため、側面が底面に対して垂直な場合に比べて、巻数を増やすことができる。

なお、内溝２０１１ｂの底面に対して垂直な側面と分割壁２０１７との間に、導線２０ａを往復して巻付けていく場合、内溝２０１１ｂの側面と分割壁２０１７との間の距離に関係なく、１往復で巻付けられる導線２０ａの巻付け数を同じとすることができる。このため、例えば、内溝２０１１ｂに導線２０ａを順番に巻付けて、第二のコイル２０を構成する所望の巻数をそれぞれ有する複数の巻線を作製する場合において、各巻線の導線２０ａの巻数を、分割壁２０１７で区切られた内溝２０１１ｂの底面に幅方向に１往復で巻付け可能な巻数の整数倍とすることで、各巻線の端子を、第二の溝２０１１の導線２０ａが巻付けられている領域の側壁側または分割壁２０１７側から取り出すことができる。かかることは、分割壁２０１７がない場合において、内溝２０１１ｂの両側面間において導線２０ａを巻付ける場合においても同様である。

なお、通常、導線２０ａの巻き始めは、第二の溝２０１１の側壁側からとなるので、往復の整数倍で巻付けて取り出される各巻線の端子も側壁側から取り出される。特に、本実施の形態に挙げた例のように、内溝２０１１ｂがタップ巻線として用いられる巻線を巻く領域として用いられる場合においては、通常、導線２０ａは第二の溝２０１１の側壁側から巻付けられて各巻線の端子も側壁側から取り出され、分割壁２０１７側から取り出さない。

なお、本発明においては、第二の溝２０１１として、どのような形状のものを用いても良い。また、第二の溝２０１１は、分割壁２０１７を有していなくても良い。

第二の枠体２０１は、第二鉄心領域２０１２を有している。第二鉄心領域２０１２は、コイルボビン１を用いて変圧器１０００を作製した場合に、巻鉄心３の内側に位置する第二の枠体２０１の領域である。第一の枠体１０１が有する一以上の第一鉄心領域１０１２のそれぞれに隣接する位置に第二鉄心領域２０１２を有している。第一鉄心領域１０１２に隣接する位置とは、例えば、第一の枠体１０１に第二の枠体２０１をはめ込んだ状態で第一の枠体１０１が有する各第一鉄心領域１０１２に隣接する位置である。ここでは、第二の枠体２０１は、第一の枠体１０１が有する互いに平行な一対の第一鉄心領域１０１２にそれぞれ隣接する位置に、第二鉄心領域２０１２を有している。このため、第二の枠体２０１は、互いに平行な一対の第二鉄心領域２０１２を有している。第二鉄心領域２０１２は、直線状に伸びる形状を有している。ただし、第二鉄心領域２０１２は、必ずしも直線状に伸びる形状を有していなくても良く、例えば、多少の湾曲等を有していてもよい。

第二の枠体２０１の２つの第二鉄心領域２０１２には、それぞれ８つの冷却孔２０１９が設けられている。具体的には、第二の枠体２０１の一の第二鉄心領域２０１２の正面側および背面側には、それぞれ４つの冷却孔２０１９が設けられている。ここでは、正面側の４つの冷却孔２０１９と、背面側の４つの冷却孔２０１９とは、正面に対して平行な面を対称面として面対称となる位置に設けられている。冷却孔２０１９は、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１の外周面と、第二の溝２０１１とを連通する貫通孔である。冷却孔２０１９は、例えば、第二の溝２０１１に巻付けられる第二のコイル２０を冷却するための孔である。冷却孔２０１９は、例えば、第二のコイル２０を冷却するための媒体となる絶縁油を、第二のコイル２０に直接接触させるための貫通孔と考えてもよい。各冷却孔２０１９は、開口形状が、第二の枠体２０１の外周方向に対して垂直な方向に延びるストライプ状である孔である。ただし、冷却孔２０１９の幅や長さは問わない。各第二鉄心領域２０１２に設けられた８つの冷却孔２０１９は、ほぼ等しい間隔を隔てて第二の枠体２０１の外周方向に向かって互いに平行となるように配列されている。各冷却孔２０１９は、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように後述する円筒部材３０１を配置した状態において、第二鉄心領域２０１２と円筒部材３０１との間に生じる間隙と、第二の溝２０１１とを連通可能となる位置に設けられている。ここでの連通可能となる位置とは、例えば、各冷却孔２０１９が円筒部材３０１により完全に塞がれない位置、好ましくは、各冷却孔２０１９に絶縁油が入り込むよう各冷却孔２０１９の円筒部材３０１側の開口面に円筒部材３０１により塞がれていない部分が残るような位置である。

第二の枠体２０１は、複数の補強用リブ２０１３を有している。補強用リブ２０１３は、例えば、第二の枠体２０１の外周方向に対して垂直に設けられた板状の部材である。ただし、第二の枠体２０１の強度等を保つことが可能であれば、補強用リブ２０１３の枚数、平面形状、厚さ、サイズ、及び設置位置等は問わない。また、ここでは、補強用部材として板状部材である補強用リブ２０１３を設けた場合について説明したが、本発明においては、補強用部材であれば、板状の補強用リブ２０１３以外の補強用部材を設けても良い。例えば、板状以外の形状の補強用リブを設けても良く、他の補強部材（図示せず）を設けても良い。また、第二の枠体２０１の材質や、全体のサイズ等によって、補強が不要である場合は、補強用リブ２０１３は省略可能である。補強用リブ２０１３は、第二の枠体２０１の外周側には設けないことが好ましい。なお、第二鉄心領域２０１２に設けられる補強用リブ２０１３等の補強用部材の形状は、冷却孔２０１９に絶縁油等が流入および流出可能とするために、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように後述する円筒部材３０１を配置した状態において、この円筒部材３０１の内面と第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１１との間に生じる間隙と、円筒部材３０１の端部の開口部３０１５と、が連通している状態を妨げないような形状とすることが好ましい。例えば、第二鉄心領域２０１２に設けられる補強用リブ２０１３は、後述する円筒部材３０１の内面との間に、少なくとも部分的に絶縁油等が流入および流出可能な隙間や孔等が生じるような平面形状とすることが好ましい。ここでは、補強用リブ２０１３の円筒部材３０１の内側に位置することとなる部分の平面形状が、多角形形状となるようにしている。かかることは、第一鉄心領域１０１２に設けられる補強用リブ１０１３についても同様である。

矩形形状である第二の枠体２０１の一対の第二鉄心領域２０１２が設けられている辺を連結する二つの辺の、第二の溝２０１１の両側となる部分には、それぞれ、矩形の溝状に切り欠いた４つの端子取出部２０１５ａ〜２０１５ｄが設けられている。なお、以下、説明の便宜上、４つの端子取出部２０１５ａ〜２０１５ｄを区別しない場合には、これらを単に端子取出部２０１５と呼ぶ場合がある。端子取出部２０１５は、第二のコイル２０の端子を取り出す部分である。複数の端子取出部２０１５からそれぞれ取り出される端子は、例えば、第二のコイル２０を構成する複数の巻線の端子であっても良く、複数の巻線のうちの２以上の巻線の端子を接続した端子であっても良い。複数の端子取出部２０１５からそれぞれ取り出される端子は、例えば、いわゆるタップ切替えに利用される端子であっても良い。なお、端子取出部２０１５の数及び形状は上記以外であってもよい。例えば、端子取出部１０１５は、第二の溝２０１１の１以上の側部に設けられた１以上の貫通孔であっても良い。また、例えば、第二の枠体２０１は、端子取出部２０１５を一つだけ有していても良く、２以上有していても良い。また、複数の端子取出部２０１５の少なくとも一部が、他と異なる形状を有していても良い。また、複数の端子取出部１０１５は、第二の溝２０１１の一方の側部に設けられていても良い。また、端子取出部２０１５は、第二の枠体２０１の１対の第二鉄心領域２０１２が設けられている辺を連結する１つの辺だけに設けられていても良い。なお、第二の枠体２０１は、端子取出部２０１５を有していなくても良い。また、ここでは、第二の溝２０１１の側面の、端子取出部２０１５ａと端子取出部２０１５ｂの間の部分の情報、および端子取出部２０１５ｃと端子取出部２０１５ｄの間の部分の上方を切り欠いている例を示しているが、切り欠いていなくても良い。

円筒部材３０１は、円筒状の部材である。円筒部材３０１は、長手方向において両端が開口している。この両端の開口した部分を、ここでは開口部３０１５と呼ぶ。図１（ａ）に示すように、円筒部材３０１は、第二の枠体２０１を、第一の枠体１０１の内側にはめ込んだ状態で、第一の枠体１０１及び第二の枠体２０１の、隣接する１以上の第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との１以上の組を包むように配置される。ここでは、二つの円筒部材３０１が、それぞれ、隣接する一対の第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との組を包むように配置される。ここでは、一例として、一のコイルボビン１における１以上の円筒部材３０１が、それぞれ、一の第一の枠体１０１が有する一の第一鉄心領域１０１２と、この第一の枠体１０１にはめ込まれた第二の枠体２０１が有する、上記の一の第一鉄心領域１０１２に隣接する一の第二鉄心領域２０１２のみを包むよう配置されるものである場合について説明する。

本実施の形態のコイルボビン１においては、図６（ａ）に示すように、第二鉄心領域２０１１において、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１の外周面、即ち、円筒部材３０１に対向する部分は、段差形状を有しており、第二の溝２０１１の外周面の、第二の溝２０１１の底面に対応する部分が平坦面となっているため、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１の外周面の形状は、第二鉄心領域２０１１において、対向する円筒部材３０１の内面形状と一致する円弧形状を有していない。このため、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置した状態においては、第二鉄心領域２０１２と、円筒部材３０１との間には、図６（ａ）に示すように、間隙５０が生じる。この間隙５０は、円筒部材３０１の両端の開口部３０１５に連通する。また、上述したように、各冷却孔２０１９は、第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１２の第二の溝２０１１の外周面に沿って設けられており、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置した状態において、第二鉄心領域２０１２と円筒部材３０１との間に生じる間隙５０と、第二の溝２０１１とを連通している。このため、冷却孔２０１９は、円筒部材３０１の端部の開口部３０１５と、第二の溝２０１５とを連通することとなる。

円筒部材３０１の長手方向の両端の開口部３０１５は、完全に開口していることが好ましい。ただし、開口部３０１５は、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置した状態で、円筒部材３０１と第二鉄心領域との間に生じる間隙５０と連通するものであって、この間隙５０に絶縁油が流入および流出可能な開口を第二の枠体２０１との間に有するものであれば、どのような形状を有していても良い。また、円筒部材３０１は、両端が開口している代わりに、両端近傍に絶縁油の流入および流出が可能な１以上の開口した部分（図示せず）を有していても良い。なお、このような両端近傍の開口した部分も、実質的に円筒部材３０１の両端の開口部と考えるようにしてもよい。

円筒部材３０１は、巻鉄心３が巻付けられる部材である。円筒部材３０１は、例えば、電磁鋼板等の巻鉄心３の材料となる鋼板を巻付けることによって、ゆがみや、ひずみ、巻き方の乱れ等の少ない整った円筒状の巻鉄心を作製することが可能なものであれば、外側の面、すなわち外周面に１以上の平坦な部位を有していても良く、外周面に１以上の凹部や凸部を有していても良い。また、円筒部材３０１は、ほぼ円筒に近い形状を有するものであって、鋼板を巻付けることによって、ゆがみ等のない整った円筒状の巻鉄心を作製することが可能なものであれば、外周側が多角柱状の形状を有するものであっても良い。

円筒部材３０１の材質は、例えば、樹脂である。円筒部材３０１の樹脂と、第一の枠体１０１の樹脂とは、異なる樹脂であっても良く、同じ樹脂であっても良い。かかることは、円筒部材３０１の樹脂と、第二の枠体２０１の樹脂とについても同様である。円筒部材３０１の厚さ等は問わない。ただし、円筒部材３０１もボイド等が発生しないような厚さ、例えば、４ｍｍ以下の厚さであることが好ましい。円筒部材３０１の直径及び配置は、例えば、円筒部材３０１を、第一の枠体１０１の内側、すなわち内周側に、第二の枠体２０１を配置した状態の、一対の第一鉄心領域１０１２及び第二鉄心領域２０１２を包むように配置した状態で、円筒部材３０１の内側、すなわち内周側に配置される第一鉄心領域１０１２及び第二鉄心領域２０１２との距離ができるだけ近くなるような直径及び配置とすることが好ましい。例えば、円筒部材３０１の内周側に配置される第一鉄心領域１０１２及び第二鉄心領域２０１２の少なくとも一部に、円筒部材３０１の内面、すなわち内周面が接触するような直径および配置としてもよい。円筒部材３０１の長手方向の長さは問わない。円筒部材３０１の長手方向の長さは、例えば、巻鉄心３の幅等に応じて設定される。

円筒部材３０１は、一対の半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとにより構成されている。半円筒部３０１１ａは、第一の枠体１０１の正面側に配置され、半円筒部３０１１ｂは、第一の枠体１０１の背面側に配置される。一対の半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとを、円弧状に凸となる方向が同一直線状において逆方向になるよう配置して、それぞれが有する長手方向に沿って伸びる２つの端部３０１３を、対向するもの同士で接合することで、半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとが組み付けられて円筒部材３０１となる。端部２０１３は接合面と考えてもよい。半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂは、円筒部材３０１を、長手方向に向かって対称となるよう二つに分割した形状を有する部材であり、この二つの半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとを組み合わせることで、円筒部材３０１が構成される。ただし、半円筒部３０１１ａ及び３０１１ｂは、必ずしも対称となる形状を有していなくても良い。例えば、半円筒部３０１１ａ及び３０１１ｂは、円筒部材３０１を、その中心軸に平行な平面と交わる位置で長手方向に向かって二つに分割した非対称な形状を有する部材であってもよい。

一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂは、連結手段３０１２を有している。一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂは、連結手段３０１２により連結される。連結手段３０１２は、半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとのそれぞれが有する長手方向に沿って伸びる２つの端部３０１３近傍の、半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとを組み付けて円筒部材３０１とする際に対向する位置に設けられている。連結手段３０１２は、半円筒部３０１１ａおよび半円筒部３０１１ｂのいずれか一方に設けられた突起部３０１２ａと、他方のこの突起部３０１２ａに対向する位置に設けられた、この突起部３０１２ａに嵌合する凹部３０１２ｂとの組で構成されている。ここでは、一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂが、長手方向に沿って伸びる対向する２対の端部３０１３のそれぞれに、４組の連結手段３０１２を備えている場合を示しているが、連結手段３０１２の数は問わない。また、一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂが有する連結手段は、上記の連結手段３０１２以外の連結手段であってもよい。また、一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂが接着される場合のように、連結手段による連結が不要である場合は、連結手段は省略可能である。また、一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂがそれぞれ有する長手方向に沿って伸びる２つの端部３０１３のうちの、半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂを組み付ける際に対向する端部３０１３同士の一方を、蝶番（図示せず）等で予め回動可能に接続しておくようにし、他方の対向する端部３０１３に連結手段３０１２を設けるようにしても良い。

なお、ここでは、円筒部材３０１が一対の半円筒部３０１１ａと半円筒部３０１１ｂとにより構成される場合について説明したが、円筒部材３０１は、３以上の部材を組み付ける構成されるものであっても良い。また、円筒部材３０１は、一対の第一鉄心領域１０１２及び第二鉄心領域２０１２を包むように配置することが可能であれば、上記以外の構成であっても良く、上記以外の構造を有していても良い。例えば、円筒部材３０１は、一の部材で構成されていても良い。

円筒部材３０１は、上述した位置決めおよび固定に用いられる突起１０１４に嵌合する凹部３０１４を有している。具体的には、円筒部材３０１を一対の第一鉄心領域１０１２および第二鉄心領域２０１２を包むよう所望の位置に配置した状態で、円筒部材３０１の第一の枠体１０１に設けられた位置決め用の突起１０１４のそれぞれに対応する位置に、位置決め用の突起１０１４が設けられている。ここでは、円筒部材３０１を構成する一対の半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂのうちの、第一の枠体１０１の正面側に配置される半円筒部３０１１ａの幅方向の中心に、第一鉄心領域１０１２の正面側に配置された３つの突起１０１４にそれぞれ嵌合する３つの凹部３０１４が設けられており、第一の枠体１０１の背面側に配置される半円筒部３０１１ｂの幅方向の中心に、第一鉄心領域１０１２の背面側に配置された３つの突起１０１４にそれぞれ嵌合する３つの凹部３０１４が設けられている。ただし、凹部３０１４の位置および数は、突起１０１４に対応する位置及び数であれば、その位置及び数は問わない。また、突起１０１４が設けられていない場合や、突起１０１４および凹部３０１４を用いた位置決めが不要である場合は、凹部３０１４は設けないようにしてよい。なお、コイルボビン１は、上述した突起１０１４および凹部３０１４を用いた位置決め以外の位置決めの手段や構成等を有していてもよい。

次に、コイルボビン１を有する変圧器１０００について説明する。変圧器１０００は、コイルボビン１と、第一のコイル１０と、第二のコイル２０と、二つの巻鉄心３とを有している。

図３（ａ）に示すように、第一のコイル１０は、コイルボビン１の第一の枠体１０１の第一の溝１０１１に配置されている。第一のコイル１０は、第一の溝１０１１に巻付けられたコイルであり、導線１０ａにより構成されている。通常、第一のコイル１０は、変圧器１０００のいわゆる二次側コイルとして用いられる。例えば、第一のコイル１０は、後述する第二のコイル２０に対して低圧側のコイルとして用いられる。第一のコイル１０は、導線１０ａを巻付けて構成された複数の巻線を有している。導線１０ａの材質は通常の変圧器に利用可能な導線であれば良く、材質は問わない。

第一のコイル１０は、図６（ｂ）に示すように、第一の溝１０１１に、整列巻きされた導線１０ａで構成されている。ここでは、一例として、第一のコイル１０は、第一の巻線（図示せず）と、第二の巻線（図示せず）とにより構成されているものとする。なお、図６（ｂ）において、白丸で示した断面が、第一のコイル１０の第一の巻線を構成する導線１０ａの断面であり、斜線で示した断面が、第一のコイル１０の第二の巻線を構成する導線１０ａの断面である。第一の巻線と第二の巻線との巻数は同じであるとする。なお、ここで示した第一の巻線を構成する導線１０ａと第二の巻線を構成する導線１０ａとの巻き方は一例であり、他の巻き方としても良いことはいうまでもない。第一の巻線の第二の端子（図示せず）は、第二の巻線の第一の端子（図示せず）と接続されるとともに、接続された端子は、第一の枠体１０１の端子取出部１０１５の一方から外部に引き出されている。この接続された端子は、例えば、単相３線式の出力のグラウンドとして用いられる。第一の巻線の第一の端子と、第二の巻線の第二の端子とは、それぞれ個別に、端子取出部１０１５の一方から外部に取り出され、例えば、一方が、単相３線式の出力のプラス側端子として用いられ、他方がマイナス側端子として用いられる。なお、図２および図３等においては、端子取出部１０１５から取り出される巻線の端子等の図示は省略している。

また、図３（ａ）に示すように、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１には、第二のコイル２０が配置されている。第二のコイル２０は、第二の溝２０１１に巻付けられたコイルであり、導線２０ａにより構成されている。通常、第二のコイル２０は、変圧器１０００のいわゆる一次側コイルとして用いられる。通常、第二のコイル２０は、第一のコイル１０に対して、高圧側のコイルとして用いられる。例えば、第二のコイル２０は、電力系統等と接続される高圧側のコイルとして用いられる。ここでは、第二のコイル２０は、導線２０ａを巻付けて構成された複数の巻線を有している。導線２０ａの材質は通常の変圧器に利用可能な導線であれば良く、材質は問わない。

第二のコイル２０は、図６（ｂ）に示すように、第二の溝２０１１に整列巻きされた導線２０ａで構成されている。ここでは、一例として、第二のコイル２０が、第三の巻線（図示せず）と、第四の巻線（図示せず）と、第五の巻線（図示せず）と、第六の巻線（図示せず）と、第七の巻線（図示せず）とにより構成されているものとする。第三の巻線は、第二の溝２０１１の分割壁２０１７で区切られた右側の部分の下二層の巻線であり、第四の巻線は、第三の巻線上の二層の巻線であり、第五の巻線は、第四の巻線上の二層の巻線であり、第六の巻線は、第五の巻線の上に配置された複数層の巻線である。第七の巻線は、第二の溝２０１１の分割壁２０１７で区切られた左側の部分に配置された複数層の巻線である。第三の巻線から第五の巻線までは、第二の溝２０１１の、側面が底面に対して垂直である内溝２０１１ｂの底面上に１往復で巻付けられている。例えば、第三の巻線から第五の巻線のいずれの巻線においても、下の層は右から左に向かって導線２０ａが巻付けられて、上の層は、分割壁２０１７の部分で下の層に巻付けた導線２０ａを折りかえして左から右に向かって巻付けられている。これにより、第三の巻線から第五の巻線までの巻線がそれぞれ有する図示しない第一の端子および第二の端子は、いずれも、第二の溝２０１１の右側に設けられた４つの端子取出部２０１５のいずれか一つから取り出すことができる。なお、ここでは、第二の溝２０１１の、底面に対して垂直な側面を有する内溝２０１１ｂに巻付けられる巻線の数が３つである場合について説明しているが、この巻線の数は、３つに限定されるものではなく、１つであっても良く、２以上であっても良い。また、各巻線の往復数は２以上であっても良い。また、各巻線の往復数は同じであっても良く、異なっていても良い。この内溝２０１１ｂの側面の高さは、例えば、配置される１以上の巻線が少なくとも収まる高さに設定される。

図６（ｂ）における右側が、第二の枠体２０１の正面側であるとすると、ここでは一例として、第三の巻線の第一の端子（図示せず）は、端子取出部２０１５ａから取り出され、第三の巻線の第二の端子（図示せず）は、第四の巻線の第一の端子（図示せず）と接続されて、端子取出部２０１５ｂから取り出され、第四の巻線の第二の端子（図示せず）は、第五の巻線の第一の端子（図示せず）と接続されて、端子取出部２０１５ｃから取り出され、第五の巻線の第二の端子（図示せず）は、第六の巻線の第一の端子（図示せず）と接続されて端子取出部２０１５ｄから取り出されるものとする。また、第六の巻線の第二の端子（図示せず）と、第七の巻線の第一の端子（図示せず）とは、コイルボビン１の外部等で接続されるものとする。また、第七の巻線の第二の端子（図示せず）は、第二の背面側の端子取出部２０１５の一つから取り出されるものとする。なお、ここでは、端子取出部２０１５ａ〜端子取出部２０１５ｄが正面から見て左回りに向かって配列される場合を示しているが、本発明においては４つの端子取出部２０１５の配列順は問わない。なお、図２および図３等においては、端子取出部１０１５から取り出される巻線の端子等の図示は省略している。

なお、通常の変圧器においては、一次側コイルの方が、二次側コイルよりも高電圧となり、二次側コイルの方が大きい電流が流れることから、二次側コイルとして用いられる第一のコイル１０を構成する導線１０ａとして、第二のコイル２０を構成する導線よりも、太い導線が用いられている。また、第一のコイル１０および第二のコイル２０の巻き方は上記の整列巻き以外の巻き方であっても良く、その巻き方は問わない。なお、図２等に示した第一のコイル１０および第二のコイル２０の巻き方や、巻数、導線１０ａおよび２０ａの太さ等は説明のためのものであり、実際の巻鉄心３のものとは異なる場合がある。

第二の溝２０１１に第二のコイル２０が巻付けられた第二の枠体２０１は、第一の溝１０１１に第一のコイル１０が巻付けられた第一の枠体１０１の貫通孔１０１７にはめ込まれる。

２つの円筒部材３０１は、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７に、第二の枠体２０１がはめ込まれた状態で、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との二つの組をそれぞれ個別に包むように配置されている。円筒部材３０１は、第一の枠体１０１の正面側及び背面側に設けられた複数の突起１０１４に、円筒部材３０１の、各突起１０１４に対応する位置に設けられた複数の凹部３０１４をはめ込むことで位置決めして配置されている。各円筒部材３０１は、半円筒部３０１１ａ及び３０１１ｂを複数の連結手段３０１２で連結して構成されている。ここでは、各円筒部材３０１は、複数の連結手段３０１２をそれぞれ構成する突起部３０１２ａと凹部３０１２ｂとを嵌め合わせて半円筒部３０１１ａ及び３０１１ｂを連結することにより構成されている。

図２に示すように、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との二つの組をそれぞれ包むように配置された円筒部材３０１には、それぞれ巻鉄心３が巻付けられている。巻鉄心３は、電磁鋼板等の鋼板（図示せず）を、円筒部材３０１に巻付けて構成された鉄心である。巻鉄心３を構成する鋼板としては、通常の巻鉄心に用いられる鋼板であれば、どのような鋼板を用いるかは問わない。巻鉄心３の巻付け回数等は問わない。また、巻鉄心３に用いられる鋼板の厚さおよび幅は問わない。なお、図２等に示した巻鉄心２の巻数や、巻鉄心３に用いられる鋼板等は説明のためのものであり、実際の巻鉄心３のものとは異なる場合がある。

図７は、タップ切換器ＴＬに接続された変圧器１０００の回路構成の一例を説明するための図である。図において、変圧器１０００の回路構成は、点線で示す部分に相当する。ここでは、変圧器１０００を降圧用の変圧器として用いた場合について示している。ただし、変圧器１０００の接続等は、変圧器として利用可能なものであれば、図７に示した接続以外の接続であっても良い。図７において、巻線２１〜２２は、上述した第一のコイル１０を構成する第一および第二の巻線であり、巻線２３〜２７は、上述した第二のコイル２０を構成する第三〜第七の巻線であるとする。

上記で説明した端子取出部２０１５ａ〜２０１５ｄのいずれかから取り出された端子（図示せず）は、いわゆる、タップ切換器ＴＬのタップ端子に接続される。

第一の巻線２１の第一の端子（図示せず）、第一の巻線２１の第２の端子（図示せず）と第二の巻線２２の第一の端子（図示せず）とを接続した端子、及び第二の巻線２２の第二の端子（図示せず）は、それぞれ変圧器１０００が収容される容器（図示せず）に設けられた二次側の端子である正の端子ＢＳ２（＋）、グラウンドのＢＳ２（Ｇ）、及び負の端子ＢＳ２（−）に接続される。容器（図示せず）に設けられた端子ＢＳ２（＋）、ＢＳ２（Ｇ）、及びＢＳ２（−）としては、ここでは、ブッシングが用いられているものとする。端子ＢＳ２（＋）と、端子ＢＳ２（Ｇ）の間の電圧は、例えば、１００から１１０Ｖであり、端子ＢＳ２（−）と、端子ＢＳ２（Ｇ）の間の電圧は、例えば、−１００から−１１０Ｖである。

端子取出部２０１５ａから取り出された第三の巻線２３の第一の端子Ｔ１は、タップ端子Ｐ１と接続され、端子取出部２０１５ｂから取り出された第三の巻線２３の第二の端子（図示せず）と、第四の巻線２４の第一の端子（図示せず）とを接続した端子Ｔ２は、タップ端子Ｐ２と接続され、端子取出部２０１５ｃから取り出された第四の巻線２４の第二の端子（図示せず）と、第五の巻線２５の第一の端子（図示せず）とを接続した端子Ｔ３は、タップ端子Ｐ３と接続され、端子取出部２０１５ｄから取り出された第五の巻線２５の第二の端子（図示せず）と、第六の巻線２６の第一の端子（図示せず）とを接続した端子Ｔ４は、タップ端子Ｐ４と接続される。タップ端子Ｐ１〜Ｐ４のいずれか一つは、切替片ＴＣによってコモン端子Ｐｃに接続される。コモン端子Ｐｃ、及び第七の巻線２７の第二の端子Ｑ１は、それぞれ変圧器１０００が収容される容器（図示せず）に設けられた一次側の正の端子ＢＳ１（＋）及び負の端子ＢＳ１（−）に接続される。容器（図示せず）に設けられた端子ＢＳ１（＋）、及びＢＳ１（−）としては、ここでは、ブッシングが用いられているものとする。端子ＢＳ１（＋）と端子ＢＳ１（−）との間には、電力系統から例えば、電位差が６０００Ｖ以上の高圧の電圧が印加される。このような回路構成においては、切替片ＴＣを動かして、コモン端子Ｐｃ接続されるタップ端子Ｐ１〜Ｐ４を変更することでタップ切換が行なわれる。なお、端子Ｔ５で接続された第六の巻線２６と第七の巻線２７とは、第二のコイル２０の、タップ切換できない主要巻線として機能する。

変圧器１０００は、図示しない絶縁油内に配置して使用される。変圧器１０００は、例えば、いわゆる油入式変圧器である。例えば、変圧器１０００及びタップ切換器ＴＬは、図７に示すように接続されて、絶縁油が充填された容器（図示せず）内に収容される。絶縁油の成分は問わない。

次に、変圧器１０００の製造方法について簡単に説明する。図３（ａ）に示すように、成型された第一の枠体１０１の第一の溝１０１１に導線１０ａを巻付けて、第一のコイル１０が巻付けられた第一の枠体１０１を作製する。第一のコイル１０を構成する複数の巻線の端子は、適宜、端子取出部１０１５から取り出す。同様に、成型された第二の枠体２０１の第二の溝２０１１に導線２０ａを巻付けて、第二のコイル２０が巻付けられた第二の枠体２０１を作製する。第二のコイル２０を構成する複数の巻線の端子は、適宜、端子取出部２０１５から取り出す。導線１０ａおよび導線２０ａの巻付け方法等については、公知の技術が利用可能である。

第二のコイル２０が巻付けられた第二の枠体２０１を、第一のコイル１０が巻付けられた第一の枠体１０１の貫通孔１０１７に、係止部１０１６が設けられていない側からはめ込む。はめ込まれた第二の枠体２０１は、その一部が、係止部１０１６に係合して、第一の枠体１０１と一体に組み付けられる。なお、第二のコイル２０が巻付けられた第二の枠体２０１を、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７にはめ込んだ後に、導線１０ａを第一の溝１０１１に巻付けることで、第一のコイル１０を作製してもよい。

第一の枠体１０１の内側、つまり第一の枠体１０１の貫通孔１０１７に第二の枠体２０１を嵌合させた状態で、一対の隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との組をそれぞれ包むように、半円筒部３０１１ａおよび３０１１ｂを配置し、これらを連結手段３０１２により連結して、図３（ｂ）に示すように、一対の隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との組をそれぞれ包むように配置した一対の円筒部材３０１を得る。円筒部材３０１は、この円筒部材３０１が有する凹部３０１４を、第一の枠体１０１の突起１０１４に嵌合させることで位置決めする。

一対の円筒部材３０１のそれぞれに、鋼板（図示せず）を巻付けて一対の巻鉄心３を設けることで、図２に示すような変圧器１０００を得ることができる。鋼板の巻付け方法としては、公知の技術が利用可能である。

このようにして組み立てた変圧器１０００は、図７に示すようにタップ切換器ＴＬ等に接続されて、変圧器１０００を配置する容器（図示せず）内に収容される。そして、上記のように変圧器１０００の第一の巻線２１および第二の巻線２２の端子（図示せず）が容器の二次側の端子ＢＳ２（＋）、ＢＳ２（Ｇ）、及びＢＳ２（−）と接続され、コモン端子Ｐｃ、及び端子Ｑ１が、容器の一次側の端子ＢＳ１（＋）、及びＢＳ１（−）と接続され、この容器内に絶縁油を充填することで、図７に示した回路構成となるよう接続されて、絶縁油内に配置された変圧器１０００を組み立てることができる。

本実施の形態のコイルボビン１を用いた変圧器１０００においては、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置した状態において、第二鉄心領域２０１２と、円筒部材３０１との間に、円筒部材３０１の両端の開口部３０１５に連通する間隙５０が生じており、各冷却孔２０１９が、それぞれこの第二鉄心領域２０１２と円筒部材３０１との間に生じる間隙５０と、第二の溝２０１１とを連通している。これにより、第二の溝２０１１に巻付けられた高圧側のコイルである第二のコイル２０は、この冷却孔２０１９を介して外部に露出することとなる。なお、図３（ａ）において、冷却孔２０１９内に露出している第二のコイル２０の図示は省略している。このため、このコイルボビン１を用いた変圧器１０００を絶縁油（図示せず）内に配置した場合、絶縁油が、円筒部材３０１の開口部３０１５から、第二鉄心領域２０１２と円筒部材３０１との間に生じる間隙５０と、冷却孔２０１９とを介して、第二の溝２０１１まで入り込み、第二の溝２０１１に巻付けられた第二のコイル２０に直接接触することとなり、絶縁油を介して、第二のコイル２０を効率的に冷却することが可能となる。

また、各第二鉄心領域２０１２における冷却孔２０１９と巻鉄心３との間には、円筒部材３０１が設けられているため、冷却孔２０１９において巻鉄心３側に露出する第二のコイル２０と、巻鉄心３の内側とに間には円筒部材３０１が存在することとなり、第二のコイル２０と巻鉄心３とが、絶縁油だけを介して対向することとはならないため、第二のコイル２０と巻鉄心３との間の絶縁性を保つことができる。

また、円筒部材３０１を有することにより、第二の枠体２０１の形状によらず巻鉄心３をゆがみや、ひずみ、まき付けの乱れ等が生じないよう適切に巻付けることができる。

なお、円筒部材３０１が２以上の部材を組み付けて構成されるものである場合、この２以上の部材の接合される部分に生じる隙間等によって、絶縁性が低下する可能性がある。このため、絶縁性をより確実に保つために、２以上の部材の接合される部分を、冷却孔２０１９に対向しない位置に設けることが好ましい。

以上、本実施の形態によれば、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むよう筒状部材３０１を配置するようにし、第二の枠体２０１が、各第二鉄心領域２０１２において、円筒部材３０１との間に間隙が生じる形状を有するようにし、第二鉄心領域２０１２に、この間隙と第二の溝２０１１とを連通する１以上の冷却孔２０１９を設けるようにしたことにより、高圧側のコイルである第二のコイル２０と、巻鉄心３との間の絶縁性を円筒部材３０１で保ちつつ、第二鉄心領域２０１２において、冷却孔２０１９を通じて高圧側のコイルである第二のコイル２０に絶縁油を直接接触させて冷却することができ、高圧側のコイルを効果的に冷却することができる。また、円筒部材３０１により、巻鉄心３をゆがみやひずみ、巻付けの乱れ等が生じないよう適切に巻付けることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、第二の枠体２０１の断面形状を、第二の枠体２０１の外周に沿って設けられた第二の溝２０１１の形状に沿った形状とし、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置するようにしたことにより、第二の枠体２０１の厚さを薄くして、第二の枠体２０１にボイドを生じにくくすることができる。これにより、高圧側のコイルが巻付けられる第二の枠体２０１の巻鉄心の内側に位置する領域である第二鉄心領域２０１２にボイドが生じにくくすることができる

例えば、上述した従来の技術のように、鉄心巻込部の凹状溝の両側壁の外周面を、断面円弧状の曲面とした場合、例えば、電磁鋼板を巻回して巻鉄心を設ける際に、巻鉄心にひずみやゆがみ、巻き方の乱れ等が生じにくくすることができるが、コイルボビンの鉄心を巻付ける部分の厚さ、すなわち、巻鉄心が巻付けられる面とコイルを巻くための溝との間の厚さが部位によって不均一となり、部分的に厚さの厚い部分が存在することとなる。樹脂の成型品であるコイルボビンにおいては、このような厚さの厚い部分の樹脂内部に、成型時にボイドと呼ばれる空洞が発生しやすい。このようなボイドが存在するコイルボビンを用いて変圧器を作製した場合、コイルボビンに巻かれたコイルと、巻鉄心との間に位置するボイド内に放電が発生する場合がある。特に、変圧器においては、通常、絶縁性を高めるため、高圧側のコイルがコイルボビンの内側に近い部分（例えば、凹状溝の底面側）に巻付けられるが、コイルボビンの、高圧側のコイルが巻付けられる部分の巻鉄心の内側となる領域にボイドが存在する場合、電源系統等の高い電圧が印加される高圧側のコイルと巻鉄心との間に挟まれることになるため、このボイド内において他の部分よりも放電が発生しやすくなる。このようにコイルボビンのボイド内において放電が発生すると、ボイドの近傍部分が急速に劣化してしまう場合があり、この結果、変圧器が劣化しやすくなってしまい、高品質な変圧器を提供することができなくなってしまう場合ある。

これに対し、本実施の形態においては、上記のように、高圧側のコイルが巻付けられる第二の枠体２０１の、巻鉄心３の内側に位置する領域である第二鉄心領域２０１２にボイドが生じにくくすることができるため、この第二の枠体２０１の第二の溝２０１１に巻付けられる高圧側の第二のコイル２０と巻鉄心３との間に位置するボイド内で発生する放電を防いで第二の枠体２０１の劣化を防ぐことができ、変圧器１０００の品質を向上させることができる。また、円筒部材３０１により、ゆがみやひずみ、まき付けの乱れ等のない巻鉄心３を設けることができ、高品質な変圧器を提供することができる。

また、本実施の形態においては、第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１２以外の部分においても、ボイドが生じにくくすることによって、第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１２以外の部分のボイドにおいて発生する放電を防ぐことができ、第二の枠体２０１の劣化を防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、更に、第一の枠体１０１の断面形状を、第一の枠体１０１の外周に沿って設けられた第一の溝１０１１の形状に沿った形状としたことにより、少なくとも第一の溝１０１１の内面に沿った部分の第一の枠体１０１の厚さを薄くして、第一の枠体１０１にボイドを生じにくくすることができ、この第一の枠体１０１を用いた変圧器において、ボイド内における放電を防いで第一の枠体１０１の劣化を防ぐことができる。

また、従来の技術のように、コイルボビン１に樹脂の厚い部分が存在すると、樹脂の量が増加するため、その分コストが上昇してしまうと考えられるが、本実施の形態によれば、第一の枠体１０１の断面形状を、第一の溝１０１１の形状に沿った形状としたことにより、第一の枠体１０１に必要な樹脂量を減らすことができ、コストを削減することができる。

また、本実施の形態によれば、第二の枠体２０１の断面形状を、第二の溝２０１１の形状に沿った形状とすることにより、第二の枠体２０１に必要な樹脂量を減らすことができ、コストを削減することができる。

また、本実施の形態においては、第二の溝２０１１に、幅方向において段差形状を設けることで、例えば、上述したように第二のコイル２０を構成する複数の巻線の端子を、第二の枠体２０１の同一の側から取り出す目的と、導線２０ａの巻付け量を増加させる目的との両立を図ることが可能となる。また、例えば、第二の溝２０１１に、第二の溝２０１１の幅が段階的に変化するようにするように、幅方向において段差形状を設けて、第二の溝２０１１内に整列巻される第二のコイル２０を構成する複数の巻線のそれぞれの巻数を、段差による幅の違いにより容易に設定することが可能となる。なお、この場合は、第二の溝２０１１の底面は、後述するように平坦面とすることが好ましい。また、本実施の形態においては、このように第二の溝２０１１が幅方向に段差形状を有する場合において、第二の枠体２０１の断面形状、特に第二鉄心領域２０１２の断面形状を、第二の溝２０１１の形状に沿った形状としているため、第二の枠体２０１の外周面の、第二の溝２０１１の段差形状を有する部分に対応する部分を、巻鉄心３が適切に巻付けられるよう円筒形状の一部となるような断面形状にする必要がないため、この段差形状を有する部分の厚さを厚くしないようにすることができ、ボイドを生じにくくすることができ、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態においては、第二の溝２０１１の底面を平坦面とすることにより、例えば、第二のコイル２０を構成する整列巻きした複数の巻線の巻数を、第二の溝２０１１の幅により容易に設定することが可能となる。また、第二の溝２０１１の底面を平坦面とし、第二の溝２０１１の側面を底面に対して垂直となるようにすることにより、例えば、上述したように第二のコイル２０を構成する整列巻きした複数の巻線の端子を、第二の溝２０１１の一方の側壁側から、すなわち、第二の枠体２０１の同一の側から取り出すことが可能となる。また、本実施の形態においては、このように第二の溝２０１１の底面が平坦面である場合において、第二の枠体２０１の断面形状、特に第二鉄心領域２０１２の断面形状を、第二の溝２０１１の形状に沿った形状としているため、第二の枠体２０１の外周面の、第二の溝２０１１の平坦な底面に対応する部分を、巻鉄心３が適切に巻付けられるよう円筒形状の一部となるような形状にする必要がないため、この底面に対応する部分の厚さを厚くしないようにすることができ、ボイドを生じにくくすることができ、上記と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、第二の枠体２０１が、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１の外周面が段差形状を有しており、第二の溝２０１１の外周面の、第二の溝２０１１の底面に対応する部分が平坦面となっているようにしたことにより、第二鉄心領域２０１１と、円筒部材３０１との間に、円筒部材３０１の両端の開口部３０１５に連通する間隙が生じるようにした場合について説明したが、本発明においては、第二の枠体２０１は、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置した状態において、第二鉄心領域２０１２と円筒部材３０１との間に、この円筒部材３０１の両端の開口部３０１５に連通する間隙が生じる形状を有していれば、どのような形状を有していても良い。例えば、第二の枠体２０１は、第二鉄心領域２０１２においてのみ第二の溝２０１１の外周面が幅方向に段差形状を有しており、第二鉄心領域２０１２においてのみ第二の溝２０１１の外周面の、第二の溝２０１１の底面に対応する部分が平坦面となっているようにしてもよい。また、例えば、第二の枠体２０１の第二の溝２０１１の外周面が、円筒部材３０１の半径よりも大きい半径の円弧形状であっても良い。また、第二の枠体２０１が、少なくとも第二鉄心領域２０１２において、第二の溝２０１１の外周面が幅方向に２以上の段差形状を有していても良い。

また、本実施の形態においては、各第二鉄心領域２０１２に８つのストライプ状の冷却孔２０１９を設けた例について説明したが、本実施の形態においては、各第二鉄心領域２０１２に設ける１以上の冷却孔２０１９は、第二の枠体２０１を第一の枠体１０１の内側にはめ込んで、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置した状態において、第二鉄心領域２０１２と円筒部材３０１との間に生じる間隙であってこの円筒部材３０１の両端の開口部３０１５に連通する間隙５０と、第二の溝２０１１とを連通する１以上の貫通孔であればどのような孔であってもよく、その孔の開口形状、数、サイズおよび配置等については問わない。

例えば、第二鉄心領域２０１２に設けられる冷却孔２０１９の開口形状は、上記のストライプ状以外の形状であっても良く、例えば、円形、楕円、矩形、多角形等、どのような形状であってもよい。また。例えば、本発明においては、各第二鉄心領域２０１２に配置される冷却孔２０１９は、１以上であれば良く、その数は問わない。例えば、上記実施の形態において、各第二鉄心領域２０１２に１〜７個の冷却孔２０１９を設けるようにしても良く。９以上の冷却孔２０１９を設けるようにしても良い。また、一の第二鉄心領域２０１２に異なる開口形状や、サイズを有する複数の冷却孔２０１９を設けるようにしても良い。また、１以上の冷却孔２０１９を、第二の枠体２０１の内側面、つまり第二の枠体２０１の貫通孔２０１４の側面に有していても良い。

なお、第二鉄心領域２０１２に設けられる冷却孔２０１９の開口形状、数、サイズおよび配置等については、第二のコイル２０を効率良く冷却できるとともに、第二の枠体２０１の強度を、変圧器１０００として利用可能な強度に保つことが可能な範囲で設計することが好ましい。冷却孔２０１９のサイズとは、例えば、冷却孔２０１９の開口面のサイズである。

なお、上記実施の形態においては、一の円筒部材３０１が、一の第一の枠体１０１が有する一の第一鉄心領域１０１２と、この第一の枠体１０１にはめ込まれた第二の枠体２０１が有する、上記の一の第一鉄心領域１０１２に隣接する一の第二鉄心領域２０１２のみを包むよう配置される場合について説明したが、本発明においては、一の円筒部材３０１が、二つの第一の枠体１０１が有する２つの第一鉄心領域１０１２と、この２つの第一の枠体１０１にそれぞれはめ込まれた２つの第二の枠体２０１がそれぞれ有する、上記の２つの第一鉄心領域１０１２に隣接する２つの第二鉄心領域２０１２とを包むようにしてもよい。

例えば、上記実施の形態においては、第一のコイル１０および第二のコイル２０に、巻鉄心３を巻付けたいわゆる外鉄型の変圧器に用いられるコイルボビン１について例に挙げて説明したが、本発明は、巻鉄心に対して、第一のコイル１０および第二のコイル２０を巻付けたいわゆる内鉄型の変圧器に用いられるコイルボビン５においても適用してもよい。以下、このような場合について例を挙げて説明する。

図８は、上記実施の形態において説明した変圧器の変形例を説明するための図であり、内鉄型の変圧器の一例を示す正面図（図８（ａ））、および、図８（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線による断面図（図８（ｂ））である。図において、図１〜図６と同一符号は同一または相当する部分を示している。

変圧器１００５は、コイルボビン５と、二つの第一のコイル１０、二つの第二のコイル２０、巻鉄心３を備えている。

コイルボビン５は、２つの第一の枠体１０１と、２つの第二の枠体２０１と、１つの円筒部材３０１とを備えている。なお、ここでは、第一の枠体１０１のそれぞれが１つの第一鉄心領域１０１を有し、第二の枠体２０１のそれぞれも１つの第二鉄心領域２０１を有しているものとする。２つの第一の枠体１０１は、それぞれの第一鉄心領域１０１２の第一の溝１０１１同士が対向するよう配置される。例えば、二つの第一の枠体１０１は、第一鉄心領域１０１２の外周側が接するように配置される。２つの第二の枠体２０１は、上記の２つの第一の枠体１０１にそれぞれはめ込まれる。円筒部材３０１は、対向するよう配置された上記の２つの第一の枠体１０１がそれぞれ有する第一鉄心領域１０１２及びこれらの第一鉄心領域１０１２にそれぞれ隣接する上述した２つの第二の枠体２０１がそれぞれ有する第二鉄心領域２０１２の組を包むように配置される。

二つの第一のコイル１０は、二つの第一の枠体１０１の第一の溝１０１１にそれぞれ配置される。また、二つの第二のコイル２０は、二つの第二の枠体２０１の第二の溝２０１１にそれぞれ配置される。第一のコイル１０および第二のコイル２０のまき付け方等は問わない。また、第一のコイル１０および第二のコイル２０は、いずれも一つの巻線で構成されていても良く、複数の巻線で構成されていても良い。巻鉄心３は、円筒部材３０１に巻付けられる。

このような変形例においては、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との２つの組を包むよう筒状部材３０１を配置し、第二の枠体２０１が、各第二鉄心領域２０１２において、円筒部材３０１との間に、この円筒部材３０１の両端の開口部３０１５に連通する間隙が生じる形状を有するようにし、第二鉄心領域２０１２に、この間隙と第二の溝２０１１とを連通する１以上の冷却孔２０１９を設けるようにしたことにより、上記実施の形態と同様の効果を奏する。

また、このような変形例に示したコイルボビン５および変圧器１００５においても、第二の枠体２０１の断面形状を、第二の枠体２０１の外周に沿って設けられた第二の溝２０１１の形状に沿った形状とし、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２とを包むように円筒部材３０１を配置するようにしたことにより、上記実施の形態と同様の効果を奏する。

なお、図１から図６を用いて説明したような外鉄型の変圧器の場合、第一の枠体１０１の第一の溝１０１１の両側壁の上方部分、すなわち外周側の部分は、第一のコイル１０を巻付ける必要から開口しておく必要があり、図８に示した内鉄型の変圧器のように、他方の第一の枠体１０１等でこの開口した部分が塞がれることもないため、円筒部材３０１を用いない場合、この開口した第一の溝１０１１の両側壁の上方部分は、巻鉄心３をゆがみや乱れがないように巻付けるための障害となりうる。このため、外鉄型の変圧器に用いられるコイルボビンにおいては、本願発明のように、円筒部材３０１を設けることで、巻鉄心３をゆがみやひずみ、巻き方の乱れがないように巻付けることが可能となり、高品質な変圧器を得ることが可能となる。

なお、上記実施の形態においては、第一の枠体１０１の断面形状が、第一の溝１０１１の形状に沿った形状であり、第二の枠体２０１の断面形状が、第二の溝２０１１の形状に沿った形状である場合を例に挙げて説明したが、本発明においては、少なくとも第二鉄心領域２０１２の第二の枠体２０１の断面形状が第二の溝２０１１に沿った形状であればよい。例えば、本発明においては、第一の枠体１０１の断面形状は、第一の溝１０１１の形状に沿った形状であってもよく、沿った形状でなくてもよく、第二の枠体２０１のうちの、第二鉄心領域２０１２以外の領域は、第二の溝２０１１に沿った形状でなくてもよい。ボイド内における放電の発生は、上述したように、第二の枠体２０１の第二のコイル２０と巻鉄心３との間のボイドにおいて最も起こりやすいため、少なくとも第二のコイル２０と巻鉄心３との間に位置する第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１２の断面形状を第二の溝２０１１に沿った形状とすることにより、放電が発生しやすい部分にボイドが生じにくくすることができる。また、この場合においても、樹脂量を削減することができる。

また、本発明においては、少なくとも、第二のコイル２０と巻鉄心３との間に位置する第二の枠体２０１の第二鉄心領域２０１２の断面形状を第二の溝２０１１に沿った形状とするとともに、更に、第一のコイル１０と巻鉄心３との間の領域となる第一の枠体１０１の第一鉄心領域１０１２の断面形状を、第一の溝１０１１沿った形状としてもよい。ボイド内における放電の発生は、第二のコイル２０と巻鉄心３との間の第二の枠体２０１のボイドを除いて考えた場合、第一の枠体１０１の第一のコイル１０と巻鉄心３との間のボイドにおいても起こりやすいと考えられることから、このような構成により、放電が発生しやすい部分にボイドが生じにくくすることができる。また、この場合においても、樹脂量を削減することができる。

また、第一の枠体１０１は、第一鉄心領域１０１２の第一の溝１０１１の側面に位置する部分が、第一のコイル１０と巻鉄心３との間の領域となるため、本発明においては、第一の枠体１０１の第一鉄心領域１０１２の、第一の溝１０１１の少なくとも側面側の部分の断面形状が、第一の溝１０１１に沿った形状となるようにしてもよい。このような構成により、放電が発生しやすい部分にボイドが生じにくくすることができる。

なお、上記実施の形態においては、第一のコイル１０が複数の巻線で構成されている場合について説明したが、本発明においては、第一のコイル１０は、一つの巻線で構成されていても良い。また、第一のコイル１０が複数の巻線で構成されている場合、その巻線の数は問わない。また、複数の巻線同士は接続されていても良く、接続されていなくても良い。また、複数の巻線の端子の取出し方、及び複数の巻線間の接続の仕方等は問わない。

また、上記実施の形態においては、第二のコイル２０が複数の巻線で構成されている場合について説明したが、本発明においては、第二のコイル２０は、一つの巻線で構成されていても良い。また、第二のコイル２０が複数の巻線で構成されている場合、その巻線の数は問わない。また、複数の巻線同士は接続されていても良く、接続されていなくても良い。また、複数の巻線の端子の取出し方、及び複数の巻線間の接続の仕方等は問わない。

また、上記実施の形態においては、第二のコイル２０の複数の巻線の端子が、いずれも第二の溝２０１１の一方の側壁側に位置する場合、複数の端子取出部２０１５を、少なくともこの第二のコイル２０の複数の巻線の端子が位置する側に設けることが好ましい。

なお、上記実施の形態においては、第一の枠体１０１及び第二の枠体２０１の正面形状が、矩形形状を有する場合について説明した。しかしながら、本発明においては、第一の枠体１０１の平面形状は、１以上の第一鉄心領域１０１２を有する形状、例えば円筒部材３０１で包み込むことが可能な辺を有する形状であれば、どのような形状であるかは問わない。また、同様に、第二の枠体２０１の平面形状は、第一の枠体１０１の内側にはめ込み可能な形状であって、１以上の第一鉄心領域１０１２のそれぞれに隣接する位置に第二鉄心領域２０１２を有する形状であれば、どのような形状であるかは問わない。

また、上記実施の形態においては、第一の枠体１０１が対向する一対の第一鉄心領域１０１２を有し、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７に第二の枠体２０１をはめ込んだ状態で、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との２つの組のそれぞれを包むように２つの円筒部材３０１を配置して、２つの円筒部材３０１に巻鉄心３を巻付けた場合について説明したが、本発明においては、第一の枠体１０１の貫通孔１０１７に第二の枠体２０１をはめ込んだ状態で、隣接する第一鉄心領域１０１２と第二鉄心領域２０１２との１つの組のみを包むように１つの円筒部材３０１を配置して、この１つの円筒部材３０１に巻鉄心３を巻付けるようにしてもよい。なお、この場合、第一の枠体１０１は、少なくとも一つの第一鉄心領域１０１２を有していれば良く、また、第二の枠体２０１は、少なくとも一つの第二鉄心領域２０１２を有していればよい。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

また、上記実施の形態においては、本発明のコイルボビンを変圧器に利用した場合について説明したが、本発明のコイルボビンは、変圧器に利用されるコイルボビンに限られるものではなく、例えば、コイルを備えた静止誘電機器等に広く利用することができる。

以上のように、本発明にかかるコイルボビン等は、巻鉄心を備えた変圧器に用いられるコイルボビン等として適しており、特に、絶縁油内に配置される変圧器に用いられるコイルボビン等として有用である。

１、５ コイルボビン
３ 巻鉄心
１０ 第一のコイル
２０ 第二のコイル
５０ 間隙
１０１ 第一の枠体
２０１ 第二の枠体
３０１ 円筒部材
１０００、１００５ 変圧器
１０１１ 第一の溝
１０１２ 第一鉄心領域
２０１１ 第二の溝
２０１２ 第二鉄心領域
２０１９ 冷却孔

Claims (6)

1. 変圧器用のコイルボビンであって、
   コイルが配置される第一の溝が外周に沿って設けられた枠状の部材であって、巻鉄心の内側に配置される領域である１以上の第一鉄心領域を有する第一の枠体と、
   前記第一の枠体の内側にはめ込まれる枠状の部材であって、前記第一の枠体の第一の溝に配置されるコイルよりも高圧側のコイルが配置される第二の溝が外周に沿って設けられており、前記各第一鉄心領域に隣接する位置に巻鉄心の内側に配置される領域である第二鉄心領域を有している第二の枠体と、
   前記第二の枠体を、前記第一の枠体の内側にはめ込んだ状態で、当該第一の枠体及び第二の枠体の、隣接する前記第一鉄心領域と第二鉄心領域とを包むように配置される円筒部材と、を備え、
   前記第二の枠体は、前記第二鉄心領域において、前記円筒部材との間に間隙が生じる形状を有しており、前記第二鉄心領域に、当該間隙と前記第二の溝とを連通する１以上の冷却孔を備えているコイルボビン。
2. 前記第二の枠体は、前記第二鉄心領域の断面形状が前記第二の溝の形状に沿った形状を有する請求項１記載のコイルボビン。
3. 前記円筒部材は、それぞれ、一の前記第一の枠体が有する一の第一鉄心領域と、当該第一の枠体にはめ込まれた前記第二の枠体が有する、前記一の第一鉄心領域に隣接する一の第二鉄心領域のみを包むよう配置される請求項１または請求項２記載のコイルボビン。
4. 前記第一の枠体は、対向するよう配置された２つの第一鉄心領域を有しており、
   前記円筒部材を２つ備えており、当該２つの円筒部材は、前記第二の枠体を、前記第一の枠体の内側にはめ込んだ状態で、当該第一の枠体及び第二の枠体の、隣接するよう配置された第一鉄心領域と第二鉄心領域との２つの組をそれぞれ包むように配置される請求項３記載のコイルボビン。
5. 前記第一の枠体を２つ備えており、当該２つの第一の枠体は、それぞれの第一鉄心領域の第一の溝同士が対向するよう配置され、
   当該２つの第一の枠体にそれぞれはめ込まれる２つの前記第二の枠体を備えており、
   前記円筒部材は、対向するよう配置された前記２つの第一の枠体がそれぞれ有する第一鉄心領域及び当該第一鉄心領域にそれぞれ隣接する前記２つの第二の枠体がそれぞれ有する第二鉄心領域を包むように配置される請求項１または請求項２記載のコイルボビン。
6. 請求項１から請求項５いずれか一項記載のコイルボビンと、
   当該コイルボビンの前記第一の溝及び第二の溝にそれぞれ巻き付けられたコイルと、
   前記円筒部材に巻き付けられた巻鉄心とを有する変圧器。

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