JP7162108B1 - 変成器及び変成器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコイルを簡易に並設することができる変成器及び変成器の製造方法を提供する。【解決手段】枠体と、該枠体の外周にて前記枠体の軸長方向に並ぶ複数のコイルと、前記外周に立設され、隣り合う前記コイルを全周にわたって隔てる絶縁壁とを備える変成器において、前記複数のコイルは１本の連続した導線からなり、前記絶縁壁の一面の側の前記外周に形成されている一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線は、前記絶縁壁を乗り越えて、前記絶縁壁の他面の側の前記外周に形成されている他のコイルの巻き始め部分に連続しており、前記絶縁壁の他面の側の前記外周は、前記周方向に延びる第１面と、該第１面に前記周方向に隣り合い、前記第１面よりも前記絶縁壁の先端部側に位置する第２面とを有し、前記第２面は、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられている。【選択図】図５

Description

本開示は、変成器及び変成器の製造方法に関する。

従来、変圧又は変流を目的として、変成器が用いられている。
変成器は、環状の枠体と枠体の外周に形成された複数のコイルとを備えることがある。複数のコイルは枠体の軸長方向に並び、互いに隣り合うコイルの間には、全周にわたって絶縁壁が介在する。この種の変成器は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０２０－１８８２１３号公報

各コイルは導線が枠体に周方向に巻き付けられることによって個別に形成される。互いに隣り合うコイルの形成後、一方のコイルの巻き終わり部分から延びる導線と他方のコイルの巻き終わり部分から延びる導線とが互いに接続される。故に、導線同士を確実に接続するために作業者が煩雑な接続手順を強いられる。

本開示の目的は、複数のコイルを簡易に並設することができる変成器及び変成器の製造方法を提供することにある。

本開示に係る変成器は、環状の枠体と、導線が周方向に巻き付けられることによって前記枠体の外周に夫々形成されており、前記枠体の軸長方向に並ぶ複数のコイルと、前記外周に立設され、隣り合う前記コイルを全周にわたって隔てる絶縁壁とを備える変成器において、前記複数のコイルは１本の連続した前記導線からなり、前記絶縁壁の一面の側の前記外周に形成されている一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線は、前記絶縁壁を乗り越えて、前記絶縁壁の他面の側の前記外周に形成されている他のコイルの巻き始め部分に連続しており、前記絶縁壁の他面の側の前記外周は、前記周方向に延びる第１面と、該第１面に前記周方向に隣り合い、前記第１面よりも前記絶縁壁の先端部側に位置する第２面とを有し、前記第２面は、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられていることを特徴とする。

本開示にあっては、複数のコイルが１本の連続した導線からなる。故に、導線同士を接続する作業が不要である。従って、導線同士を確実に接続するために作業者が煩雑な接続手順を強いられることがないので、複数のコイルを簡易に並設することができる。

導線が枠体の軸長方向の同じ位置に複数回巻き付けられる場合、通常、枠体の外周面から径方向に離れている導線ほど電位が高い。
絶縁壁を乗り越えて絶縁壁の他面の側に進入した導線（以下、渡り線という）の電位は、他のコイルの巻き始め部分の導線の電位に等しい。即ち、渡り線の電位は他のコイルを構成する導線の電位以下である。故に、渡り線が他のコイルを構成する高電位の導線に接触した場合、大きな電位差により絶縁破壊が起きる虞がある。

そこで、枠体の外周は第１面と第２面とを有する。第２面は第１面よりも絶縁壁の先端部側に位置し、且つ、渡り線が他のコイルを構成する導線に軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられている。
換言すれば、枠体の外周面は、周方向の一部分が絶縁壁の先端部側に盛り上がった構成を有する。また、外周面の盛り上がっている部分は、渡り線が他のコイルを構成する導線に接触し得る位置にある。

故に、渡り線が他のコイルを構成する導線に接触したとしても、渡り線が接触する導線は、枠体の外周面に近い導線、即ち低電位の導線である。従って、電位差が小さいので、大きな電位差による絶縁破壊の発生を防止することができる。

本開示に係る変成器は、前記絶縁壁には前記絶縁壁を乗り越える前記導線を案内する案内部が設けられており、前記複数のコイル夫々は前記外周に複数層整列巻きされており、前記第２面は、前記案内部に前記軸長方向に隣り合い、前記導線の巻き付け方向の下流端が上流端よりも前記絶縁壁の先端部側に位置するように傾斜した一の傾斜部と、該一の傾斜部の前記巻き付け方向の下流側に隣接し、前記巻き付け方向の下流端が上流端よりも前記絶縁壁の基端部側に位置するように傾斜した他の傾斜部とを有し、前記一の傾斜部と前記他の傾斜部との境界部分が、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられており、前記第１面は、前記他の傾斜部の前記巻き付け方向の下流端から前記一の傾斜部の前記巻き付け方向の上流端にわたって前記周方向に延び、該周方向に対して平行な面であることを特徴とする。

本開示にあっては、絶縁壁に設けられている案内部が、絶縁壁を乗り越える導線を案内するので、導線が円滑に絶縁壁を乗り越えることができる。

他のコイルは複数層整列巻きされている。他のコイルを構成する導線の内、高層に位置する導線の電位は低層に位置する導線の電位よりも高い。
枠体の外周面は、第１面が周方向に対して平行な面であり、導線の巻き付け方向に見て、第２面の一の傾斜部が絶縁壁の先端部側に傾斜し、第２面の他の傾斜部が絶縁壁の基端部側に傾斜する構成を有する。渡り線が他のコイルを構成する導線に接触し得る位置に、一の傾斜部と他の傾斜部との境界部分、即ち外周面の最も盛り上がっている部分がある。故に、渡り線が接触する導線は、低層に位置する低電位の導線である。

一の傾斜部と他の傾斜部とが互いに隣接しているので、枠体の外周面の最も盛り上がっている部分が周方向に長く延びることはない。故に、枠体の外周面が全周にわたって平坦ではないことによる他のコイルの歪みは最小限である。従って、他のコイルの歪みのせいで変成器の性能が低下する虞はない。

本開示に係る変成器は、前記案内部は、前記絶縁壁の前記一面の先端部から前記絶縁壁の前記他面の基端部に向けて前記導線の巻き付け方向の下流側に延びる傾斜溝を有し、前記一の傾斜部と前記他の傾斜部との境界部分は、前記傾斜溝から前記導線が前記巻き付け方向の下流側に延び出る位置に対応して設けられていることを特徴とする。

本開示にあっては、案内部が傾斜溝である。
絶縁壁を乗り越える際、導線は傾斜溝に案内されて絶縁壁の一面の先端部から絶縁壁の他面の基端部に向かう。傾斜溝は導線の巻き付け方向に延びるので、例えば枠体の回転による導線の巻き付け中に、枠体の回転を継続させつつ導線に絶縁壁を乗り越えさせる場合に特に有用である。

傾斜溝の内側にある導線が傾斜溝から他のコイルに向けて脱落することは、傾斜溝の内面により阻止される。即ち、傾斜溝の内側にある導線は、他のコイルを構成する導線と軸長方向に隣り合っていたとしても、他のコイルを構成する導線から絶縁される。
導線の巻き付け方向に見て、傾斜溝は枠体の外周面に近づく方向に傾斜する。一の傾斜部と他の傾斜部との境界部分は、傾斜溝から渡り線が延び出る位置に対応して設けられている。即ち、外周面の最も盛り上がっている部分が、渡り線が他のコイルを構成する導線に接触し得る位置にある。故に、渡り線が接触する導線は、低層に位置する低電位の導線である。

本開示に係る変成器の製造方法は、環状の枠体と、導線が周方向に巻き付けられることによって前記枠体の外周に夫々形成されており、前記枠体の軸長方向に並ぶ複数のコイルと、前記外周に立設され、隣り合う前記コイルを全周にわたって隔てる絶縁壁とを備える変成器を製造する方法であって、前記絶縁壁の一面の側の前記外周が、前記周方向に延びる第１面と、該第１面に前記周方向に隣り合い、前記第１面よりも前記絶縁壁の先端部側に位置する第２面とを有し、前記第２面は、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が一のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられている前記枠体を、軸心を中心に回転させつつ、前記絶縁壁の他面の側の前記外周に前記導線を巻き付けることにより、他のコイルを形成し、該他のコイルの形成後、前記枠体を回転させつつ前記導線を前記絶縁壁の前記一面の側に向けて前記軸長方向に移動させることにより、前記他のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線が前記絶縁壁を乗り越えるようにし、前記枠体を回転させつつ、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線を前記絶縁壁の前記一面の側の前記外周に巻き付けることにより、前記一のコイルを形成することを特徴とする。
本開示に係る変成器の製造方法は、環状の枠体と、導線が周方向に巻き付けられることによって前記枠体の外周に夫々形成されており、前記枠体の軸長方向に並ぶ複数のコイルと、前記外周に立設され、隣り合う前記コイルを全周にわたって隔てる絶縁壁とを備え、前記複数のコイルは１本の連続した前記導線からなり、前記絶縁壁の一面の側の前記外周に形成されている一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線は、前記絶縁壁を乗り越えて、前記絶縁壁の他面の側の前記外周に形成されている他のコイルの巻き始め部分に連続している変成器を製造する方法であって、前記絶縁壁の前記他面の側の前記外周が、前記周方向に延びる第１面と、該第１面に前記周方向に隣り合い、前記第１面よりも前記絶縁壁の先端部側に位置する第２面とを有し、前記第２面が設けられている位置が、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応している前記枠体を、軸心を中心に回転させつつ、前記絶縁壁の前記一面の側の前記外周に前記導線を巻き付けることにより、前記一のコイルを形成し、該一のコイルの形成後、前記枠体を回転させつつ前記導線を前記絶縁壁の前記他面の側に向けて前記軸長方向に移動させることにより、前記一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線が前記絶縁壁を乗り越えるようにし、前記枠体を回転させつつ、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線を前記絶縁壁の前記他面の側の前記外周に巻き付けることにより、前記他のコイルを形成することを特徴とする。

本開示にあっては、絶縁壁の他面側における他のコイルの形成後、導線が絶縁壁を乗り越えて絶縁壁の他面側から一面側に移動し、絶縁壁の一面側における一のコイルの形成が行なわれる。この結果、複数のコイルが１本の連続した導線からなる変成器を製造することができる。しかも、導線を枠体に巻き付けてコイルを形成するために枠体を回転させ、導線に絶縁壁を乗り越えさせる際にも枠体の回転を止めないので、コイルの並設の自動化を図ることができる。

また、本開示に係る変成器が備える枠体と同じ構成の枠体に導線を巻き付けるので、渡り線が高電位の導線に接触することを防止することができる。

本開示の変成器及び変成器の製造方法によれば、複数のコイルを簡易に並設することができる。

実施の形態に係る変成器の分解斜視図である。 枠体の上辺部の斜視図である。 枠体の平面図である。 枠体の断面図である。 枠体の拡大断面図である。 コイルの形成手順を説明するための模式的な平面図である。 傾斜溝の下流端近傍の斜視図である。

以下、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、図において矢符で示す上下、前後、及び左右を使用する。

図１は、実施の形態に係る変成器の分解斜視図である。
図中１は変成器であり、変成器１はコイルボビン１１、２つの二次コイル１２，１３、カバー１４、及び図示しない２つの巻鉄心を備える。
コイルボビン１１は枠体２とコイル３１～３４とを備える。コイル３１～３４は一次コイルである。

枠体２は矩形環状をなす。枠体２の四隅は円弧形に湾曲している。枠体２は絶縁体であり、例えば合成樹脂製である。
枠体２の左辺部及び右辺部は枠体２の２つの長辺部であり、枠体２の上辺部及び下辺部は枠体２の２つの短辺部である。枠体２の長辺部に平行な方向は上下方向に対応し、枠体２の短辺部に平行な方向は左右方向に対応する。枠体２の軸長方向は前後方向に対応する。
以下では、枠体２の周方向を単に周方向という。

図２は、枠体２の上辺部の斜視図である。
図１及び図２に示すように、枠体２の外周には溝２１が設けられている。溝２１は枠体２の全周にわたる。
枠体２の上辺部及び下辺部夫々において、溝２１の前側壁２１ａには窓部２２が設けられている。窓部２２は、前側壁２１ａを頂部から底部に向けて切り欠いたような矩形状をなす。同様に、溝２１の後側壁２１ｂにも、枠体２の上辺部及び下辺部夫々において窓部２２が設けられている。
溝２１の前側壁２１ａと後側壁２１ｂとの間には、３つの絶縁壁２３が前後方向に並設されている。各絶縁壁２３は枠体２の全周にわたり、溝２１の底面から枠体２の径方向の外向きに立ち上がっている。

コイル３１～３４は溝２１の内側にあり、前から後に向けてこの順に並んでいる。コイル３１～３４夫々は、導線３ａ（後述する図３及び図６参照）が溝２１の底面に周方向に巻き付けられることによって形成されている。コイル３１～３４夫々を構成する導線３ａは複数層（例えば５層以上）整列巻きされている。
導線３ａの枠体２への巻き付け方向は、枠体２の上面、左面、下面、及び右面をこの順に通る方向である。以下では、枠体２への巻き付け方向の上流側／下流側を、単に上流側／下流側という。枠体２の上辺部において、上流側／下流側は右側／左側であり、枠体２の下辺部において、上流側／下流側は左側／右側である。

コイル３１は前側壁２１ａと最前の絶縁壁２３との間に配されている。コイル３１とコイル３２との間には最前の絶縁壁２３が介在している。コイル３２とコイル３３との間には中央の絶縁壁２３が介在している。コイル３３とコイル３４との間には最後の絶縁壁２３が介在している。コイル３４は最後の絶縁壁２３と溝２１の後側壁２１ｂとの間に配されている。
コイル３１～３４は１本の連続した導線３ａからなる。即ち、コイル３１～３４は互いに直列接続されている。コイル３１～３４夫々は前後方向に小さいので、何れかのコイルを構成する導線３ａの整列巻きが部分的に乱れた場合であっても、コイル３１～３４の電圧が大きく変化する虞はない。

図３は、枠体２の平面図である。図３には、コイル３１の巻き終わり部分からコイル３２の巻き始め部分までの導線３ａと、コイル３２の巻き終わり部分からコイル３３の巻き始め部分までの導線３ａとが、二点鎖線で示してある。

コイル３１の巻き終わり部分は最前の絶縁壁２３の前面に接している。コイル３１から延びる導線３ａは、最前の絶縁壁２３を乗り越えて、コイル３２の巻き始め部分に連続している。コイル３２の巻き始め部分は最前の絶縁壁２３の後面に接している。
同様に、コイル３２の巻き終わり部分は中央の絶縁壁２３の前面に接している。コイル３２から延びる導線３ａは、中央の絶縁壁２３を乗り越えて、コイル３３の巻き始め部分に連続している。コイル３３の巻き始め部分は中央の絶縁壁２３の後面に接している。
また、コイル３３の巻き終わり部分は最後の絶縁壁２３の前面に接している。コイル３３から延びる導線３ａは、最後の絶縁壁２３を乗り越えて、コイル３４の巻き始め部分に連続している。コイル３４の巻き始め部分は最後の絶縁壁２３の後面に接している。

コイル３１を構成している導線３ａは枠体２の周方向に概ね平行である。一方、コイル３２～３４夫々を構成している導線３ａは、後述するように、枠体２の上辺部にて部分的に絶縁壁２３の先端部側に湾曲している。

図１に示すように、二次コイル１２は矩形環状をなし、コイルボビン１１の径方向の内側に収められる。二次コイル１３は矩形環状をなす。二次コイル１３の径方向の内側にコイルボビン１１が収められる。二次コイル１２，１３夫々は、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。

カバー１４は２つのカバー部材１４１を備える。各カバー部材１４１は、互いに左右に隣り合う２つの半円筒を一体に有し、各半円筒の軸長方向は上下に延びる。２つのカバー部材１４１を組み合わせることによって、２つの円筒を有するカバー１４が形成される。
カバー１４の左側の円筒は、二次コイル１２の内側を通るようにしてコイルボビン１１及び二次コイル１２，１３夫々の左辺部を覆う。同様に、カバー１４の右側の円筒は、コイルボビン１１及び二次コイル１２，１３夫々の右辺部を覆う。
カバー１４の２つの円筒夫々の外周面に、円筒状の巻鉄心（不図示）が設けられる。

図４は、枠体２の断面図である。図４には枠体２の軸長方向に垂直な断面が示されている。図４に示す矢符は導線３ａの枠体２への巻き付け方向を表わしている。
図２～図４に示すように、各絶縁壁２３には傾斜溝５が設けられている。
傾斜溝５は、枠体２の上辺部における絶縁壁２３の周方向の中央部にて概ね左右方向に延びる。傾斜溝５の深さ方向は下向きである。傾斜溝５の長さ方向の一側は、絶縁壁２３の前面の先端部にて開口している。傾斜溝５の長さ方向の他側は、絶縁壁２３の後面の基端部にて開口している。

傾斜溝５は、絶縁壁２３を乗り越える導線３ａを案内する案内部である。傾斜溝５はガイドスロープ５１及び２つの内側面５２，５３を有する。
ガイドスロープ５１は傾斜溝５の底面であり、右端部から左端部に向けて下降する傾斜面である。
内側面５２，５３はガイドスロープ５１の幅方向の両端から夫々立ち上がる。内側面５２，５３は前後方向に互いに隣り合う。内側面５２，５３夫々は、右端部から左端部に向かうほど前側に位置する傾斜面である。

前側の内側面５２の左端部から左向きに案内面５２１が延出している。案内面５２１は、導線３ａを傾斜溝５の内側面５２，５３間から左向きに絶縁壁２３の後面へ導く機能を有する。最前の絶縁壁２３における案内面５２１は、コイル３２の巻き始め部分が傾斜溝５の左隣にて最前の絶縁壁２３の後面に接するように導線３ａを案内する。同様に、中央（最後）の絶縁壁２３における案内面５２１は、コイル３３（コイル３４）の巻き始め部分が傾斜溝５の左隣にて中央（最後）の絶縁壁２３の後面に接するように導線３ａを案内する。

後側の内側面５３の右端部から右向きに案内面５３１が延出している。案内面５３１は、導線３ａを絶縁壁２３の前面から左向きに傾斜溝５の内側面５２，５３間へ導く機能を有する。最前の絶縁壁２３における案内面５３１は、コイル３１の巻き終わり部分から延びる導線３ａを内側面５２，５３間に導く。同様に、中央（最後）の絶縁壁２３における案内面５３１は、コイル３２（コイル３３）の巻き終わり部分から延びる導線３ａを内側面５２，５３間に導く。

図５は、枠体２の拡大断面図である。図５には傾斜溝５の近傍が示されている。
図４及び図５に示すように、絶縁壁２３の後面側において、溝２１の底面の周方向の一部は第１面４１であり、溝２１の底面の周方向の残部は第２面４２である。
第１面４１は、周方向に対して平行に延びる面である。第２面４２は、第１面４１の下流端から第１面４１の上流端にわたって周方向に延び、第１面４１よりも絶縁壁２３の先端部側に位置している。換言すれば、溝２１の底面は、周方向の一部分が絶縁壁２３の先端部側に盛り上がった構成を有する。

更に詳細には、第２面４２は傾斜部４２１，４２２を有する。傾斜部４２１は一の傾斜部であり、傾斜部４２２は他の傾斜部である。
傾斜部４２１の上流端は第１面４１の下流端に隣接しており、傾斜部４２１の下流端は傾斜部４２２の上流端に隣接している。傾斜部４２１は、下流端が上流端よりも絶縁壁２３の先端部側に位置するように傾斜している。
傾斜部４２２の下流端は第１面４１の上流端に隣接している。傾斜部４２２は、下流端が上流端よりも絶縁壁２３の基端部側に位置するように傾斜している。

傾斜部４２１は、傾斜溝５に前後方向に隣り合っている。傾斜部４２１の上流端は絶縁壁２３を介して案内面５３１に隣り合っている。傾斜部４２１の下流端は案内面５２１に隣り合っている。
傾斜部４２２の下流端は、枠体２の上辺部と左辺部との間の隅部に位置している。

図６は、コイルの形成手順を説明するための模式的な平面図である。図６には１つの絶縁壁２３と溝２１の底面のみが模式的に示されている。図の見易さのために、絶縁壁２３には右上がりのハッチングが施されている。
図中６はコイル形成装置である。作業者はコイル形成装置６に枠体２をセットする。コイル形成装置６にセットされた枠体２は、コイル形成装置６が備える図示しないモータに駆動されることにより、軸心を中心に、図４に矢符で示す方向の逆方向に回転する。

ここで、図１～図４に示す枠体２の上面、左面、下面、及び右面をＡ面、Ｂ面、Ｃ面、及びＤ面と呼ぶ。図６に示すコイル形成装置６にセットされた枠体２は、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ａ面…がこの順に上向きになるようにして回転する。
図６Ａ～図６ＤはＡ面～Ｄ面が上向きになった状態を示しており、図６Ｅは枠体２が１周して再びＡ面が上向きになった状態を示している。コイル形成装置６は図６Ａにのみ模式的に示されている。

コイル形成装置６はリール６１及びトラバース６２を備える。
リール６１は、枠体２に巻き付けるべき導線３ａを供給する。作業者は、リール６１から導線３ａを引き出し、まだ回転していない枠体２の前側壁２１ａと最前の絶縁壁２３との間の空間に導き入れる。次に、作業者は、導線３ａを前側壁２１ａの後面に接触させ、前側壁２１ａにある窓部２２を通して溝２１の外部に引き出す。更に、作業者は、溝２１から引き出した導線３ａの始端部分を、コイル形成装置６が備える図示しない治具に一時的に固定する。

導線３ａの固定後、枠体２が回転することにより、導線３ａはリール６１から連続的に引き出され、Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面、Ａ面、…の順に周方向に巻き付けられる。Ａ面における上流側／下流側は、Ｄ面側／Ｂ面側であり、Ｃ面における上流側／下流側は、Ｂ面側／Ｄ面側である。

トラバース６２は、軸長方向が前後に向くローラであり、前後方向に往復移動可能に設けられている。トラバース６２の周面には全周にわたる係合溝が設けられており、リール６１と枠体２との間に位置している導線３ａがトラバース６２の係合溝に係合している。トラバース６２の係合溝が枠体２の外周に対向した状態でトラバース６２が前後方向に往復移動することにより、導線３ａが枠体２に巻き付く位置が前後方向に調整される。トラバース６２の動作は、コイル形成装置６が備える図示しない制御部によって制御される。

コイル３１～３４は、この順に形成される。説明を簡単化するために、コイル３１～３４夫々はＭ層の整列巻きにより形成され、１層当たり導線３ａがＮ巻きされるものとする（Ｍ，Ｎは自然数）。図６Ａ～図６Ｅにおいて、絶縁壁２３の後側には例えばコイル３２の第１層の１巻き目が示されているが、コイル３３，３４夫々の第１層の１巻き目も同様である。図の見易さのために、コイル３２の第１層の１巻き目の巻き始め部分には右下がりのハッチングが施されている（図６Ａ及び図６Ｅ参照）。

ここで、コイル３１の形成手順について説明する。
コイル３１の奇数層目を形成する場合、導線３ａは前側壁２１ａの後面に接触しつつＡ面～Ｄ面の順に１巻きされる。巻き付けられる導線３ａが再びＡ面に到達したときに、トラバース６２は導線３ａの外径分だけ後側に向けて移動する。この結果、奇数層２巻き目の導線３ａは奇数層１巻き目の導線３ａの後側に隣接する。
Ａ面においてトラバース６２が導線３ａの１本分だけ後側へ移動しつつ導線３ａが所定のＮ回だけ巻き付けられることにより、コイル３１の奇数層が形成される。

コイル３１の偶数層目を形成する場合、導線３ａは最前の絶縁壁２３の前面に接触しつつＡ面～Ｄ面の順に１巻きされる。巻き付けられる導線３ａが再びＡ面に到達したときに、トラバース６２は導線３ａの外径分だけ前側に向けて移動する。この結果、偶数層２巻き目の導線３ａは偶数層１巻き目の導線３ａの前側に隣接する。
Ａ面においてトラバース６２が導線３ａの１本分だけ前側へ移動しつつ導線３ａが所定のＮ回だけ巻き付けられることにより、コイル３１の偶数層が形成される。

Ｍ層目が形成されることにより、コイル３１は巻き終わる。
コイル３１の巻き終わりの際、トラバース６２は所定の長さだけ後側に向けて移動する。トラバース６２の後側への移動に伴い、導線３ａには後向きの外力が加わる。この外力により、導線３ａは最前の絶縁壁２３の前側から後側に移動すると共に最前の絶縁壁２３を乗り越える。絶縁壁２３の乗り越えの際、導線３ａは傾斜溝５に案内される。

具体的には、コイル３１の巻き終わり部分から延びる導線３ａが案内面５３１に案内されて傾斜溝５の内側面５２，５３間に導かれ、ガイドスロープ５１に案内されて最前の絶縁壁２３の先端部側から基端部側に向かう。その後、導線３ａは案内面５２１に案内されて傾斜溝５の内側面５２，５３間から最前の絶縁壁２３の後面に導かれる（図３参照）。
導線３ａが傾斜溝５から枠体２の軸長方向に脱落することは傾斜溝５の内側面５２，５３により阻止される。

以上のようにして最前の絶縁壁２３を乗り越えた導線３ａにより、コイル３１の形成手順と同様の形成手順で、コイル３２が形成される。
コイル３２の巻き終わりの際、コイル３１の巻き終わりの際と同様に、トラバース６２は所定の長さだけ後側に向けて移動する。この結果、コイル３２の巻き終わり部分から延びる導線３ａが傾斜溝５に案内されて中央の絶縁壁２３を乗り越える。その後、中央の絶縁壁２３を乗り越えた導線３ａにより、コイル３３が形成される。

コイル３３の形成後、コイル３３の巻き終わり部分から延びる導線３ａが傾斜溝５に案内されて最後の絶縁壁２３の後面に導かれる。最後の絶縁壁２３を乗り越えた導線３ａにより、コイル３４が形成される。
コイル３４の形成後、枠体２の回転が停止する。作業者は、コイル形成装置６から枠体２を取り外す。

以上のような変成器１の製造方法によれば、導線３ａ同士を接続する作業が不要である。従って、導線３ａ同士を確実に接続するために作業者が煩雑な接続手順を強いられることがないので、複数のコイル３１～３４を簡易に並設することができる。しかも、傾斜溝５が導線３ａの枠体２への巻き付け方向に延びるので、コイル３１～３４の形成中に枠体２の回転を止める必要がない。
また、絶縁壁２３に設けられている傾斜溝５が、絶縁壁２３を乗り越える導線３ａを案内するので、導線３ａが円滑に絶縁壁２３を乗り越えることができる。

ここで、溝２１の底面に第１面４１及び第２面４２が設けられている理由を述べる。
コイル３１～３４夫々はＭ層整列巻きされており、例えばＭ≧５である。コイル３１～３４夫々を構成する導線３ａの内、高層に位置する導線３ａの電位は低層に位置する導線３ａの電位よりも高い。例えば、コイルの巻き始め部分の導線３ａ（即ち１層目の導線３ａ）の電位は、２層目以上の導線３ａの電位よりも低い。

図７は、傾斜溝５の下流端近傍の斜視図である。図７には導線３ａ及び後述する渡り線３ｂ夫々の、傾斜溝５のガイドスロープ５１の下流端における断面が示されている。

例えばコイル３１の巻き終わり部分から絶縁壁２３を乗り越えて絶縁壁２３の後面側に進入した導線３ａ（以下、渡り線３ｂという）の電位は、コイル３２の巻き始め部分の導線３ａの電位に等しい。即ち、渡り線３ｂの電位はコイル３２を構成する導線３ａの電位以下である。故に、渡り線３ｂがコイル３２を構成する高電位の導線３ａに接触した場合、大きな電位差により絶縁破壊が起きる虞がある。実験的には、５層目以上の導線３ａに接触した場合、導線３ａの表面を覆う図示しない絶縁層が破壊されることがある。絶縁層が破壊された渡り線３ｂと５層目以上の導線３ａとの接触により、短絡が生じて変成器１の性能が低下する。
このような問題は、コイル３３，３４においても起こり得る。

前述のように、溝２１の底面は、周方向の一部分が絶縁壁２３の先端部側に盛り上がった構成を有する（図４及び図５参照）。溝２１の底面の盛り上がっている部分（即ち第２面４２）は、渡り線３ｂがコイル３２を構成する導線３ａに軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられている。

更に、第２面４２が有する傾斜部４２１，４２２の境界部分は、傾斜溝５から渡り線３ｂが延び出る位置に対応して設けられている。即ち、溝２１の底面の最も盛り上がっている部分が、渡り線３ｂがコイル３２を構成する導線３ａに接触し得る位置にある。本実施の形態の第２面４２は、渡り線３ｂが４層目の導線３ａに隣り合うように構成されている。仮に、溝２１の底面が第２面４２に替えて第１面４１と同様の面を備えている場合、傾斜溝５から延び出る渡り線３ｂは５層目の導線３ａに隣り合う。

４層目の導線３ａは５層目の導線３ａよりも低電位である。渡り線３ｂが４層目の導線３ａに接触したとしても、両者の電位差が小さいので、大きな電位差による絶縁破壊の発生を防止することができる。
傾斜溝５の内側にある導線３ａは、コイル３２を構成する導線３ａから絶縁されるので、５層目以上の導線３ａに接触する虞はない。

ところで、コイル３２の形成時に、第１面４１に沿ってＤ面からＡ面に向かった導線３ａは、第２面４２の傾斜部４２１に沿って絶縁壁２３の先端部側に傾斜し、次いで、第２面４２の傾斜部４２２に沿って絶縁壁２３の基端部側に傾斜しながらＢ面に向かう。故に、コイル３２は周方向に部分的に歪んでいると言える。
しかしながら、傾斜部４２１，４２２が互いに隣接しているので、溝２１の底面の最も盛り上がっている部分が周方向に長く延びることはない。また、溝２１の底面の盛り上がりは導線３ａの直径分である。更に、傾斜部４２１は枠体２の上辺部において長く延びるので傾斜部４２１の傾斜は緩やかである。

一方、傾斜部４２２の傾斜は傾斜部４２１の傾斜に比べて急である。ただし、傾斜部４２２の下流端は枠体２の隅部に位置している。仮に、溝２１の底面が第２面４２に替えて第１面４１と同様の面を備えているとしても、枠体２の隅部における溝２１の底面は枠体２の上辺部における溝２１の底面から見て絶縁壁２３の基端部側に傾斜している。故に、傾斜部４２２の傾斜がコイル３２に与える悪影響は無視することができる。
以上の結果、枠体２の溝２１の底面が全周にわたって平坦ではないことによるコイル３２の歪みは最小限である。従って、コイル３２の歪みのせいで変成器１の性能が低下する虞はない。

同様に、コイル３３（又はコイル３４）において、渡り線３ｂがコイル３３（又はコイル３４）を構成する導線３ａに接触したとしても、大きな電位差による絶縁破壊の発生を防止することができる。また、コイル３３（又はコイル３４）の歪みのせいで変成器１の性能が低下する虞はない。

なお、第２面４２の構成は前述の構成に限定されない。例えば、第２面４２は、渡り線３ｂが３層目以下の導線３ａに隣り合うように構成されてもよい。傾斜部４２１，４２２夫々は、より急激に又は緩慢に傾斜してもよい。傾斜部４２１と傾斜部４２２との間に、周方向に平行な面があってもよい。
第１面４１、及び第２面の一部には、導線３ａを整列させるための溝（図３参照）が設けられているが、これに限定されない。また、枠体２の肉抜きのために、第１面４１にはコイル３１～３４夫々に歪みが生じない程度の凹部（図４参照）が設けられているが、これに限定されない。

今回開示された実施の形態は、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。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 変成器； ２ 枠体； ２３ 絶縁壁； ３１～３４ コイル； ３ａ 導線； ４１ 第１面； ４２ 第２面； ４２１ 傾斜部（一の傾斜部）； ４２２ 傾斜部（他の傾斜部）； ５ 傾斜溝（案内部）

Claims (4)

1. 環状の枠体と、
   導線が周方向に巻き付けられることによって前記枠体の外周に夫々形成されており、前記枠体の軸長方向に並ぶ複数のコイルと、
   前記外周に立設され、隣り合う前記コイルを全周にわたって隔てる絶縁壁と
   を備える変成器において、
   前記複数のコイルは１本の連続した前記導線からなり、
   前記絶縁壁の一面の側の前記外周に形成されている一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線は、前記絶縁壁を乗り越えて、前記絶縁壁の他面の側の前記外周に形成されている他のコイルの巻き始め部分に連続しており、
   前記絶縁壁の他面の側の前記外周は、
   前記周方向に延びる第１面と、
   該第１面に前記周方向に隣り合い、前記第１面よりも前記絶縁壁の先端部側に位置する第２面と
   を有し、
   前記第２面は、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられていることを特徴とする変成器。
2. 前記絶縁壁には前記絶縁壁を乗り越える前記導線を案内する案内部が設けられており、
   前記複数のコイル夫々は前記外周に複数層整列巻きされており、
   前記第２面は、
   前記案内部に前記軸長方向に隣り合い、前記導線の巻き付け方向の下流端が上流端よりも前記絶縁壁の先端部側に位置するように傾斜した一の傾斜部と、
   該一の傾斜部の前記巻き付け方向の下流側に隣接し、前記巻き付け方向の下流端が上流端よりも前記絶縁壁の基端部側に位置するように傾斜した他の傾斜部と
   を有し、
   前記一の傾斜部と前記他の傾斜部との境界部分が、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応して設けられており、
   前記第１面は、前記他の傾斜部の前記巻き付け方向の下流端から前記一の傾斜部の前記巻き付け方向の上流端にわたって前記周方向に延び、該周方向に対して平行な面であることを特徴とする請求項１に記載の変成器。
3. 前記案内部は、前記絶縁壁の前記一面の先端部から前記絶縁壁の前記他面の基端部に向けて前記導線の巻き付け方向の下流側に延びる傾斜溝を有し、
   前記一の傾斜部と前記他の傾斜部との境界部分は、前記傾斜溝から前記導線が前記巻き付け方向の下流側に延び出る位置に対応して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の変成器。
4. 環状の枠体と、導線が周方向に巻き付けられることによって前記枠体の外周に夫々形成されており、前記枠体の軸長方向に並ぶ複数のコイルと、前記外周に立設され、隣り合う前記コイルを全周にわたって隔てる絶縁壁とを備え、前記複数のコイルは１本の連続した前記導線からなり、前記絶縁壁の一面の側の前記外周に形成されている一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線は、前記絶縁壁を乗り越えて、前記絶縁壁の他面の側の前記外周に形成されている他のコイルの巻き始め部分に連続している変成器を製造する方法であって、
   前記絶縁壁の前記他面の側の前記外周が、前記周方向に延びる第１面と、該第１面に前記周方向に隣り合い、前記第１面よりも前記絶縁壁の先端部側に位置する第２面とを有し、前記第２面が設けられている位置が、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線が前記他のコイルを構成する前記導線に前記軸長方向に隣り合う位置に対応している前記枠体を、軸心を中心に回転させつつ、前記絶縁壁の前記一面の側の前記外周に前記導線を巻き付けることにより、前記一のコイルを形成し、
   該一のコイルの形成後、前記枠体を回転させつつ前記導線を前記絶縁壁の前記他面の側に向けて前記軸長方向に移動させることにより、前記一のコイルの巻き終わり部分から延びる前記導線が前記絶縁壁を乗り越えるようにし、
   前記枠体を回転させつつ、前記絶縁壁を乗り越えた前記導線を前記絶縁壁の前記他面の側の前記外周に巻き付けることにより、前記他のコイルを形成することを特徴とする変成器の製造方法。

Images