JPH07226324A

JPH07226324A - 変圧器

Info

Publication number: JPH07226324A
Application number: JP6017400A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Tanaka; 建美田中; Kenichi Okada; 健一岡田
Original assignee: Kandenko Co Ltd
Current assignee: Kandenko Co Ltd
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化して、電気機器内への組込みを可能に
する。【構成】複数のタップを有し、かつ、両端が１次側電
源に接続される単一のコイル１２を備えた変圧器におい
て、両端が同じ方向を向くように折曲された多数のケイ
素鋼線を一端を中心に放射状の配置してカットコア２８
Ａ、２８Ｂを形成し、形成したカットコア２８Ａ、２８
Ｂを２つ対向させて内部にコイル収納空間を備えた鉄心
１４を形成し、このコイル収納空間にコイル１２を巻回
して配置する。これにより、占積率（変圧器を囲むこと
のできる最小の直方体の体積に対する変圧器の体積の占
める割合）を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源装置に係り、特に
家庭で使用される電気機器等の他の機器内に組込むのに
好適な小型の変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気機器内に用いられる変圧器は、磁気
回路を構成する鉄心と電気回路を構成する巻線とを備え
ており、従来の変圧器は、例えば図７に示すように、渦
電流損を防止するために断面形状が略ドーナツ状の薄い
ケイ素鋼板を多数重ねた成層鉄心４に巻線６を巻いた構
造となっている。

【０００３】しかし、このような変圧器では構造上発生
する凹凸によって占積率（変圧器２を囲むことのできる
最小の直方体の体積に対する変圧器２の体積の占める割
合）が小さくなるため、変圧器２の容量と比較してかな
りの収納スペースが必要となる。また、巻線６が露出し
ているため、外部からの電磁ノイズを遮断するための金
属ケースに変圧器２を収納して、金属ケースと共に電気
機器内へ組込む必要があり、さらに大きな収納スペース
が必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、電気機器内に組込むのに好適な小型の変圧器を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、両端が同じ方向を向くように折
曲された多数の鋼線を、一端を中心に放射状に配置して
カットコアを形成し、形成したカットコアを２つ対向さ
せて内部に巻線収納空間を備えた鉄心を形成し、前記巻
線収納空間に巻線を巻回して配置したことを特徴とす
る。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、複数のタッ
プを有し、かつ、両端が１次側電源に接続される単一の
巻線を備えた変圧器において、両端が折曲された略コの
字形の絶縁を施された多数の鋼線を、一端が同一円上に
位置するように放射状に配置して、開口端を有する略円
筒状のカットコアを形成し、形成したカットコアを２つ
対向させて内部に略ドーナツ状の巻線収納空間を備えた
鉄心を形成し、前記巻線収納空間に複数のタップを有す
る略ドーナツ状の絶縁を施された銅線で形成された前記
巻線を巻回して配置したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明は、両端が同じ方向を向く
ように折曲された多数の鋼線を、一端を中心に放射状に
配置してカットコアを形成し、形成したカットコアを２
つ対向させて内部に巻線収納空間を備えた鉄心を形成
し、前記巻線収納空間に巻線を巻回して配置しており、
巻線を隙間なく鉄心で取り囲んでいるため、占積率を向
上させることができる。

【０００８】同様に、請求項２記載の発明は、両端が折
曲された略コの字形の絶縁を施された多数の鋼線を、一
端が同一円上に位置するように放射状に配置して、開口
端を有する略円筒状のカットコアを形成し、形成したカ
ットコアを２つ対向させて内部に略ドーナツ状の巻線収
納空間を備えた鉄心を形成し、前記巻線収納空間に複数
のタップを有する略ドーナツ状の絶縁を施された銅線で
形成された前記巻線を巻回して配置しており、巻線を隙
間なく鉄心で取り囲んでいるため、占積率を向上させる
ことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図６に基づい
て説明する。

【００１０】図１には、本発明の実施例に係る変圧器１
０が示されている。この変圧器１０は、略ドーナツ状の
コイル１２（図２参照）と、多数の鋼線で形成され、コ
イル１２が巻回されている小径の円筒状の鉄心脚１４Ｄ
とこの鉄心脚１４Ｄを連絡する大径の略円筒状の継鉄１
４Ｉで形成された鉄心１４とを備えている（図２参
照）。ここで、コイルに使用される金属としては、銅、
アルミ、銀等が挙げられ、コストが比較的安価で、導電
率も高いことから銅を用いることが好ましく、特に、導
電率が高く、比較的柔らかいため取扱が容易であること
から軟銅線を用いることが好ましい。また、鉄心に使用
される鋼線としては、軟鋼線、ケイ素鋼線等が挙げら
れ、磁気的性質がよいこと、エージングが少ないこと等
からケイ素鋼線を使用することが好ましい。軟銅線及び
鋼線は絶縁されていることが好ましく、使用される絶縁
としては、エナメル等の油性ワニス、ブチルゴム、シリ
コンゴム、天然ゴム等のゴム、ポリ塩化ビニル、ポリエ
チレン等の熱可塑性プラスチック、架橋ポリエチレン等
の熱硬化性プラスチック、マイカ等の無機材料、フッ素
樹脂、紙、綿糸、絹糸が挙げられ、被覆厚を薄くできる
ことから、エナメルを使用することが好ましい。

【００１１】この変圧器１０の製造方法について述べる
と、図３に示すように、まず、複数の直線状の鋼線１６
を、回転軸２０を中心に上方から見た形状が略ドーナツ
状になるように集合する。集合された鋼線１６は上端が
開口している略円筒状の固定部材２２によって、その下
端が固定されている。次に、図４に示すように、回転軸
２０を図示しないアクチュエータによって矢印Ａ方向に
回転させると、鋼線１６は遠心力によって回転軸２０を
中心に放射状に広がる。この状態で、下端が開放端であ
り、中央の開口２６Ａに向かって窪んでいる略ドーナツ
状の上面２６Ｂを有する下部折曲部材２６を、開口２６
Ａの周縁部が固定部材２２の上端２２Ａと略同一平面上
に位置するように上方（反矢印Ｘ方向）に移動させ、か
つ、下端が開放端であり、上面２４Ａが下部折曲部材２
６の上面２６Ｂよりも大径の略円筒状の上部折曲部材２
４を、下方（矢印Ｘ方向）に移動させて、図５に示すよ
うに、上部折曲部材２４と下部折曲部材２６とで鋼線１
６を挟み込んで、鋼線１６の固定されている側の端部と
は反対側の端部を折曲する。以上の動作を繰り返して、
図６に示すように、１組のカットコア２８Ａ、２８Ｂを
製造する。これらのカットコア２８Ａ、２８Ｂはそれぞ
れ上方から見た形状が略ドーナツ状で、カットコア２８
Ａ、２８Ｂを接続した場合にコイル１２を収納するコイ
ル収納空間３２を形成する空間３０Ａ、３０Ｂを有して
いる。一方のカットコア２８Ｂの空間３０Ｂ内にコイル
収納空間３２と略同一の容積を有し、かつ予め巻回され
たコイル１２を配置する。このコイル１２にはコイル１
２の巻始めから巻終わりまでを２４０Ｖ（低圧配電系統
を２４０Ｖ／４１５Ｖ３相４線式とした場合の対地電圧
に相当）として、１０１Ｖ、２０２Ｖ、２３０Ｖの電圧
が得られる所定の位置にタップ１８が設けられている。
最後に、空間３０Ａ、３０Ｂが互いに向き合うようにカ
ットコア２８Ａ、２８Ｂを接着剤等で接着して鉄心１４
を形成すれば変圧器１０が完成する（図１参照）。図２
は図１のＩ−Ｉ線断面図であり、鋼線１６は中心に向か
う程密集するため、中心に向かう程鉄心１４の厚みが増
している。上記の製造方法は遠心力を使用しており、生
産工程の合理化、自動化を図ることができる。

【００１２】このように製造された変圧器１０は、鉄心
１４内に形成されたコイル収納空間３２にコイル１２を
配置しており、コイル１２を隙間なく鉄心１４で取り囲
んでいるため、占積率（変圧器１０を囲むことのできる
最小の直方体の体積に対する変圧器１０の体積の占める
割合）を向上させることができる。従って変圧器１０の
収納スペースを低減することができる。また、コイル１
２が鉄心内に収納されて露出していないため、外部から
の電磁ノイズを遮断するための金属ケースが不要とな
り、これによっても変圧器１０の収納スペースの低減を
図ることができる。

【００１３】また、鉄心脚１４Ｄは、うず電流と直角方
向に配列された多数の鋼線によって形成されており、こ
の鋼線は従来の変圧器に使用されている成層鉄心を形成
するケイ素鋼板に比べて断面積が小さく、１本ずつ絶縁
することが可能であるため、本実施例の鉄心１４は成層
鉄心よりもうず電流損を低減することができる。

【００１４】さらに、本実施例の鉄心１４は、鉄心脚１
４Ｄから継鉄１４Ｉ（図２参照）が放射状に形成されて
いて、継鉄１４Ｉの形成されている方向と磁束の方向と
が一致するため、漏れ磁束が少なく、効率が良いという
効果も有している。

【００１５】上記実施例では、単巻変圧器を例にとって
説明しているが、コイル収納空間３２内に２以上のコイ
ルを絶縁した状態で配置して、本発明を２次コイル、３
次コイル等を備えた変圧器に適用できることはいうまで
もない。なお、従来の単巻変圧器は２次コイル、３次コ
イルを備えた変圧器よりも占積率が低いため、本発明を
２次コイル等を有する変圧器に適用した場合よりも、本
発明を単巻変圧器に適用した場合の方が占積率を向上さ
せることができる。

【００１６】また、上記実施例では、略円筒状の変圧器
を例にとって説明しているが、変圧器の形状は円筒状の
他、略方形状等の他の形状でもよい。本実施例に係る変
圧器の形状を略円筒状とした場合には、略同一の長さの
鋼線からカットコアを製造することができるため、変圧
器の形状を方形状とした場合等に比べ、容易に製造する
ことができるという効果を有している。

【００１７】さらに、上記実施例では、中央に製造の際
の回転軸の挿入により形成された孔を有する変圧器が示
されているが、中央に孔を有しない変圧器としてもよ
い。なお中央に孔を有する変圧器の場合には、分電盤等
の電気機器内へ取付けの際にボルト等を挿入することが
でき、さらに空間を有効に利用することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上記構成としたため、電気機器
内に組込むのに好適な小型の変圧器を得ることができる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る変圧器の斜視図である。

【図２】図１の変圧器のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】本実施例に係る変圧器の製造途中の状態を示し
た斜視図である。

【図４】本実施例に係る変圧器の製造途中の状態を示し
た斜視図である。

【図５】本実施例に係る変圧器の製造途中の状態を示し
た断面図である。

【図６】本実施例に係る変圧器の製造途中の状態を示し
た斜視図である。

【図７】従来の変圧器を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０変圧器１２コイル１４鉄心１８タップ３２コイル収納空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端が同じ方向を向くように折曲された
多数の鋼線を、一端を中心に放射状に配置してカットコ
アを形成し、形成したカットコアを２つ対向させて内部
に巻線収納空間を備えた鉄心を形成し、前記巻線収納空
間に巻線を巻回して配置したことを特徴とする変圧器。
【請求項２】複数のタップを有し、かつ、両端が１次
側電源に接続される単一の巻線を備えた変圧器におい
て、両端が折曲された略コの字形の絶縁を施された多数の鋼
線を、一端が同一円上に位置するように放射状に配置し
て、開口端を有する略円筒状のカットコアを形成し、形
成したカットコアを２つ対向させて内部に略ドーナツ状
の巻線収納空間を備えた鉄心を形成し、前記巻線収納空
間に複数のタップを有する略ドーナツ状の絶縁を施され
た銅線で形成された前記巻線を巻回して配置したことを
特徴とする変圧器。