JPH0246020Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、医用電気機器等の電源装置に用い
られ、入出力回路の絶縁を目的とする絶縁変圧器
に関する。

〈従来の技術〉 従来、医用電気機器等の電源装置には、二次側
の活線部分の接地時や人体への接触時の電撃防止
を目的とした絶縁変圧器が使用される。

このような装置に用いられる絶縁変圧器は、一
次コイルと二次コイルとの間の静電容量の充電電
流であるリーク電流を抑制するために、二次コイ
ルの対地静電容量を300PF以下に制限して、リー
ク電流を小さく抑えるようにして安全が確保され
るように形成されている。このような絶縁変圧器
としては、本願と同一出願人により出願されてい
る絶縁変圧器がある（実公昭59−32103号公報、
実用新案登録第1595027号）。

〈考案が解決しようとする問題点〉 一般に変圧器を電源に投入した場合、投入位相
によつては定格負荷電流を超える励磁突入電流が
流れる。この励磁突入電流は投入時の過渡現象に
より、鉄心中の残留磁束の影響及び電圧位相によ
つて、鉄心が飽和して一次コイルが空心状態にな
るために生ずるもので、最悪時には変圧器の定格
負荷電流の数十倍に達することがあり、電源の配
線用しや断器等の定格を大きなものにする必要が
あつた。

このため、従来はこの励磁突入電流を小さくす
るために、鉄心断面積を大きくしたり、コイルの
巻回数を多くして鉄心の磁束密度を下げたり、ま
た鉄心の磁気回路に空隙を設け、残留磁束を少な
くする等の方策がとられていた。それ故に変圧器
自体の構造が大形となる欠点があつた。

したがつて、医用電気機器等の電源装置に用い
られる絶縁変圧器においても、励磁突入電流を小
さくしようとすると絶縁変圧器の構成が大形化
し、小形機器への装備や壁などへの埋込みが困難
になるという問題があつた。

〈考案の目的〉 この考案の目的は、充電電流であるリーク電流
を小さくした絶縁変圧器であつて、その励磁突入
電流を抑制して小さくし、且つ、小形に形成し得
る絶縁変圧器を提供するものである。

〈問題点を解決するための手段〉 この考案は上記問題点を解決するためになされ
たものであつて、以下にその内容を実施例に対応
する第１図ないし第３図を用いて説明する。

２分割された複数組の巻線からなる一次コイル
と複数個の巻線からなる二次コイルとを交互に環
状の巻鉄心上に巻装し上記一次コイルと上記二次
コイルとの間の静電容量を小さくするように構成
された絶縁変圧器であつて、上記２分割された隣
接する一次コイル間に補助鉄心及び磁性体片を配
設し且分割鉄心を使用して電源投入時の励磁突入
電流を小さくするように構成された絶縁変圧器で
ある。

〈作用〉 この考案は上記のように構成されたものであ
り、“第５図Ａに示すような並列の二つの磁気回
路は、第５図Ｂに示すように直列の等価電気回路
に転換される”といわれる原理を利用している。

第５図Ａ、第５図Ｂにおいて、１は変圧器の鉄
心に相当するものとし、２は補助鉄心、磁性体片
及びベースに相当するものとする。いま、コイル
に電源が投入されて励磁突入電流により１の変圧
器鉄心が飽和しても、２の補助鉄心、磁性体片及
びベース相当部分がリアクトルの如く電気回路に
直列に作用する。

したがつて、絶縁変圧器を電源に投入して励磁
突入電流により巻鉄心３が飽和したとき、２の補
助鉄心部分に当る補助鉄心６、磁性体片７，８及
びベースがリアクトル鉄心として作用して、絶縁
変圧器の励磁突入電流の抑制を行うものである。

第６図は鉄心３が飽和したときの磁束１１の通
路を示す。

〈考案の効果〉 以上のようにこの発明の絶縁変圧器によれば、
２分割された複数組の巻線からなる一次コイルと
複数個の巻線からなる二次コイルとを交互に環状
の巻鉄心上に巻装し一次コイルと二次コイルとの
間の静電容量を小さくするように構成されると共
に、２分割された隣接する一次コイル間に補助鉄
心及び磁性体片を配設して電源投入時の励磁突入
電流を小さくするように構成したから、電源投入
時の巻鉄心の磁気飽和の場合に、補助鉄心、磁性
体片及びベースが一次コイルとのリアクトル鉄心
として作用し励磁突入電流が抑制される。したが
つて、絶縁変圧器の大形化に伴うことなく励磁突
入電流を小さくでき、配線用しや断器等に特別の
考慮を拂わなくてもよい。そして、充電電流が少
ない小形の絶縁変圧器を構成することができる。

また、磁性体片は漏洩磁束密度０の位置に配設
されているため漂遊損を発生せず、補助鉄心は通
常動作時には巻鉄心の並列磁気回路として作用し
て磁気特性を向上させるなどその奏する効果は極
めて大である。

〈実施例〉 以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。第１図は絶縁変圧器の平面図を示し、第２
図はそのＸ−Ｏ−Ｙ線断面図を示している。３は
帯状の珪素鋼板をドーナツ状に巻回して、レジン
樹脂で固めた上、２つの半円形に分割した巻鉄心
である。４は巻鉄心３上に巻装され、Ｐ１ａとＰ
１ｂ、Ｐ２ａとＰ２ｂ、Ｐ３ａとＰ３ｂ、Ｐ４ａ
とＰ４ｂの２分割された４組の巻線からなる一次
コイルであり、５は二次コイルである。

二次コイル５は、２分割された４組の一次コイ
ル４のＰ４ｂとＰ１ａ、Ｐ１ｂとＰ２ａ、Ｐ２ｂ
とＰ３ａ、Ｐ３ｂとＰ４ａの間に４分割されてＳ
１ないしＳ４として巻鉄心３上に巻装されてい
る。

６は短冊形珪素鋼板を積重ねて形成された弧状
の補助鉄心であり、一次コイル４の２分割されて
隣接する巻線Ｐ１ａとＰ１ｂ、Ｐ２ａとＰ２ｂ、
Ｐ３ａとＰ３ｂ、Ｐ４ａとＰ４ｂの４個所に、
夫々両巻線間にかけわたし状にして、一次コイル
の内側に巻鉄心３に沿わせて配設されている。

この絶縁変圧器の二次コイル５は対地充電電流
であるリーク電流を10μA以下、静電容量で
300PF以下に制限されているので、静電容量を小
さくするため必然的に二次コイル５の内側と鉄心
３の外側との間隙Ｂは、第２図のように絶縁物を
介して大きくとられている。

また、一次コイル４の内側の形状と大きさは、
二次コイル５の内側と略同じに形成され、したが
つて、一次コイル４の内側と鉄心３の外側との間
にも大きな間隙が形成され、この間隙部分に補助
鉄心６を容易に配設することができる。この補助
鉄心６は通常動作時には、鉄心３に並列した磁気
回路を形成するので、鉄心３の特性向上に寄与す
る。

７は第３図のように側面をＬ字形に形成した磁
性体片、８は楔形の磁性体片であり、一次コイル
４の２分割されて隣接する巻線間の間隙Ａ１ない
しＡ４部分に配設されている。そして第２図のよ
うに磁性体片８は軟鋼製ベース９にウエルド等に
より固定され、薄い絶縁紙をおき、その上に巻鉄
心３及ご補助鉄心６をおき、更にそれらをはさむ
形で、磁性体片７を磁性体片８にボルト１０によ
り固定する。

このように一次コイルと二次コイルを巻装した
絶縁変圧器では、Ｓ１ないしＳ４により４分割し
た二次コイル５をＰ１ａとＰ１ｂ、Ｐ２ａとＰ２
ｂ、Ｐ３ａとＰ３ｂ、Ｐ４ａとＰ４ｂの２分割さ
れた４組の巻線からなる一次コイル４により両側
から挾んだ形となり、その巻鉄心３の円周Ｌに沿
つて一次コイル４と二次コイル５の漏洩磁束密度
Ｃの分布を示すと、第４図のように表わすことが
できる。したがつて、２分割されて隣接する巻線
間の間隙Ａ１ないしＡ４には漏洩磁束が通過しな
いので、この部分に配設された磁性体片７，８に
は漂遊損は発生しないことになる。

また、一次コイルＰ１ａ〜Ｐ４ｂ、および二次
コイルＳ１〜Ｓ４は予め巻いておき、所定の配列
に従い、半円形の巻鉄心３のそれぞれに挿入すれ
ば、製作が容易になり、巻鉄心３の接合面１２に
薄い絶縁紙をはさめば、残留磁気が滅じ、更に突
入電流が滅ずる効果が得られる。

尚、この発明は上述の説明及び図例に限定され
るものではなく、補助鉄心のみ、または磁性体片
のみの使用においても効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の絶縁変圧器の平面
図、第２図は第１図のＸ−Ｏ−Ｙ線断面図、第３
図は磁性体片の斜視図、第４図は巻鉄心の円周Ｌ
方向に対する一次コイルと二次コイル間の漏洩磁
束密度Ｃの分布を示すグラフ図、第５図Ａはこの
考案の絶縁変圧器の作用を説明するための並列の
二つの磁気回路を示す図、第５図Ｂは第５図Ａの
並列磁気回路から転換される直列の等価電気回路
を示す図、第６図は鉄心３が飽和したときの磁束
１１の通路を示す図である。 ３……巻鉄心、４……一次コイル、５……二次
コイル、６……補助鉄心、７……磁性体片、８…
…磁性体片、９……ベース。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ２分割された複数組の巻線からなる一次コイル
   と複数個の巻線からなる二次コイルとを交互に環
   状の巻鉄心上に巻装し前記一次コイルと前記二次
   コイルとの間の静電容量を小さくするように構成
   された絶縁変圧器であつて、 前記２分割された隣接する一次コイル間に補助
   鉄心及び磁性体片を配設し且分割鉄心を使用して
   電源投入時の励磁突入電流を小さくするように構
   成したことを特徴とする絶縁変圧器。