JPH1174133A - 静止誘導機器の巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体占積率および製造作業性に優れ、しか
も、導体の巻崩れが起り難い静止誘導機器の巻線を提供
すること。 【解決手段】 変圧器の一次巻線２３は、断面略円形状
の導体２５ａを複数段および複数列に連続巻きしてなる
四角筒状の巻線部２５と、巻線部２５を覆う樹脂層２６
とから構成されたものであり、導体２５ａは、巻進め・
巻戻し・段上り・段下がりを繰返すことに伴い、俵状に
積み上げられながら傾斜状に巻回されている。この構成
の場合、導体２５ａを同一段に複数列巻回した後に段上
り・段下りさせているので、段上り回数・段下り回数が
少なくなる。しかも、導体２５ａが段上り・段下がりす
る際の傾斜角度θが緩やかになるので、総じて、大・中
容量の変圧器であっても巻崩れが起り難くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断面略円形状をな
す導体を複数段および複数列に連続巻きしてなる巻線部
を有する静止誘導機器の巻線に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビルや地下街に設置される受配電
機器、とりわけ変圧器のような大形機器には、難燃性，
安全性，環境調和性等が要求され、巻線を難燃性エポキ
シ樹脂で注型したモールド変圧器等の需要が増えてい
る。また、地価が高い都市部のビルに設置されるモール
ド変圧器の場合、小形化・軽量化が最優先課題である。
このような背景のもと、モールド変圧器の小形化・軽量
化に大きく影響する一次巻線について、種々の構成が考
えられている。

【０００３】図９の（ａ）は、モールド変圧器の一次巻
線１を示す外観図である。この一次巻線１は、（ｂ）に
示すように、巻線部２と、巻線部２を覆うエポキシ樹脂
層３とを主体とするものであり、巻線部２は、円筒状を
なす複数の単位巻線部２ａから構成され、単位巻線部２
ａ相互間にはエポキシ樹脂製のスペーサー４が介在され
ている。

【０００４】各単位巻線部２ａは、図９の（ｃ）に矢印
で示すように、導体の矢印Ａ方向への巻進め→矢印Ｂ方
向への段上り→反矢印Ａ方向への巻戻しを繰返すことに
伴い、矩形状に巻装されたものであり、（ｂ）の数字は
導体の巻回順序を示している。下記〜に一次巻線１
の製造方法を示す。

【０００５】巻型５に複数の巻線ガイド６を装着した
後、導体を巻回することに伴い、複数の単位巻線部２ａ
を形成する。尚、巻型５には複数のガイド溝５ａが形成
されており、１段目の導体はガイド溝５ａ内に挿入さ
れ、２段目以後の導体は、下段の導体相互間に落込まれ
る。 巻型５から複数の単位巻線部２ａを取外し、単位巻線
部２ａ相互間にスペーサー４を介在する。 複数の単位巻線部２ａおよびスペーサー４を注型用の
内型にセットする。そして、内型に上型，下型，外型を
組付けた後、エポキシ樹脂を注型してエポキシ樹脂層３
を形成する。

【０００６】一次巻線１の場合、電圧によって決まる所
定回数（一般的には数百ターン）だけ導体が巻回され、
段数ｎ（図ではｎ＝５）および１段当りの列数ｍ（図で
はｍ＝６）等は、隣接する導体間に発生する電圧（導体
に施された絶縁の絶縁特性で制約を受ける），単位巻線
部２ａ間に発生する電圧（単位巻線部２ａ間に注型され
るエポキシ樹脂の絶縁特性で制約を受ける）によって決
められている。このため、電圧が高くなる程に巻線部２
が細分化され、単位巻線部２ａ，スペーサー４の数が増
えるので、エポキシ樹脂層３内での導体占積率が低下す
る。従って、一次巻線１が大形化し、一次巻線１の軽量
化が阻害される。これと共に、多数の巻線ガイド６を必
要とするので、巻線〜樹脂注型に至る工程が増え、加工
コストが高くなる。

【０００７】図１０の（ａ）は、米国特許５３０５９６
１号明細書に記載された一次巻線７を示す外観図であ
る。この一次巻線７は、（ｂ）に示すように、円筒状を
なす巻線部８と、巻線部８を覆うエポキシ樹脂層９とを
主体とするものであり、巻線部８は、（ｃ）に矢印で示
すように、導体を傾斜状に巻進め・巻戻しながら俵状に
連続巻きに巻装されている。尚、（ｂ）の数字は、一次
巻線７の巻回順序を示している。

【０００８】図１１の（ａ）は、スイス特許第２５４０
９３号明細書に記載された一次巻線１０を示す外観図で
ある。この一次巻線１０は、（ｂ）に示すように、円筒
状をなす巻線部１１と、巻線部８を覆うエポキシ樹脂層
１２とを主体とするものであり、巻線部１１は、（ｃ）
に矢印で示すように、導体の矢印Ａ方向への巻進め→矢
印Ｂ方向への段上り→反矢印Ａ方向への巻戻し→矢印Ｂ
方向への段上り→矢印Ａ方向への巻進めを行った後、導
体を傾斜状に巻進め・巻戻しながら俵状に連続巻きされ
ている。尚、（ｂ）の数字は、一次巻線１０の巻回順序
を示している。

【０００９】一次巻線７および１０の場合、導体の段数
ｎを適切に選べば、隣接する導体間のターン順序の差が
小さくなるので（一次巻線１の場合、ターン順序の差が
「２ｎ＋１＝１１」になっている）、隣接する導体間の
電位差を小さく抑えることができる。このため、巻線部
８および１１を複数の単位巻線部に分割し、単位巻線部
相互間にスペーサーを介在する必要がなくなるので、エ
ポキシ樹脂層９および１２内での導体占積率が向上す
る。従って、一次巻線７および１０が小形化されると共
に、巻線ガイド６が不要になるので、巻線〜樹脂注型に
至る工程が低減される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許５３０５９６１号明細書に記載された一次巻線７およ
びスイス特許第２５４０９３号明細書に記載された一次
巻線１０の場合、導体の段上り・段下がりが多数回繰返
されるので、特に導体断面積（導体径）が比較的大きな
大・中容量の変圧器の場合、導体が巻回時に巻崩れ易く
なる。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、導体占積率および製造作業性に優れ、しか
も、導体の巻崩れが起り難い静止誘導機器の巻線を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の静止誘導
機器の巻線は、断面略円形状をなす導体を複数段および
複数列に連続巻きしてなる筒状の巻線部を備え、前記導
体が巻進め・段上り・巻戻し・段上りを最上段まで繰返
すことに伴い俵状に積み上げられた後に傾斜状に巻回さ
れているところに特徴を有している。

【００１２】上記手段によれば、導体の巻進め・段上り
・巻戻し・段上りを最上段まで繰返すことに伴い導体が
俵状に積み上げられている。このため、巻崩れが最も起
り易い巻始め部分において、導体の段下がりがなくな
り、段換え回数が低減されるので、導体径が比較的大き
な大・中容量の静止誘導機器であっても導体が巻崩れ難
くなる。しかも、導体の径方向への重なりが低減され、
巻線部の巻膨れが小さくなるので、静止誘導機器が小形
化・軽量化される。また、導体を俵状に積み上げた後に
傾斜状に巻回しているので、隣接する導体間のターン順
序の差が比較的小さくなる。このため、巻線部を複数の
単位巻線部に分割し、単位巻線部相互間にスペーサーを
介在する必要がなくなるので、導体占積率が向上する。
これと共に、巻線部を巻回するにあたって、巻線ガイド
が不要になるので、製造作業性が向上する。

【００１３】請求項２記載の静止誘導機器の巻線は、断
面略円形状をなす導体を複数段および複数列に連続巻き
してなる角筒状の巻線部を備え、前記導体が巻進め・巻
戻し・段上り・段下りを繰返すことに伴い俵状に積み上
げられながら傾斜状に巻回され、前記導体の段上り・段
下りが導体を同一段に複数列巻回した後に行われ、前記
導体の段上り部分・段下がり部分が前記巻線部の一面あ
るいは相対する２面のみに配置されているところに特徴
を有している。

【００１４】上記手段によれば、導体を同一段に複数列
巻回した後に段上り・段下りさせているので、導体を所
定ターン数巻回するまでの段上り回数・段下り回数が少
なくなる。しかも、導体が段上り・段下がりする際の傾
斜角度が緩やかになるので、総じて、大・中容量の静止
誘導機器であっても巻崩れが起り難くなる。しかも、導
体を俵状に積み上げながら傾斜状に巻回しているので、
隣接する導体間のターン順序の差が比較的小さくなる。
このため、導体占積率が向上する上、製造作業性が向上
する。さらに、巻線部を角筒状に形成した上で、導体の
段上り・段下がりを巻線部の一面あるいは相対する２面
のみで行っている。このため、巻線部が一面あるいは相
対する２面のみで巻膨れするので、静止誘導機器の別の
幅寸法が小さくなり、静止誘導機器が小形化・軽量化さ
れる。

【００１５】請求項３記載の静止誘導機器の巻線は、複
数本の導体を１組として巻線部が巻回されているところ
に特徴を有している。上記手段によれば、１本の導体か
ら巻線部を巻回する場合に比べ、直径寸法が小さい導体
を用いることができるので、巻崩れが一層起り難くな
る。しかも、導体が段上り・段下がりする際の傾斜角度
が緩やかになるので、この点からも巻崩れが一層起り難
くなる。

【００１６】請求項４記載の静止誘導機器の巻線は、複
数本の導体が異段に跨がって巻回された部分を備えてい
るところに特徴を有している。上記手段によれば、複数
本の導体を１組として同一段に巻回する場合に比べ、巻
終り部分の傾斜角度が急になるので、導体占積率が向上
する。しかも、隣接する導体間の巻回順序の差が小さく
なるので、発生電圧が抑えられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例を図１
ないし図３に基づいて説明する。まず、図３において、
静止誘導機器に相当する変圧器２１は、三相三脚形の鉄
心２２に３個の一次巻線２３および３個の二次巻線２４
を装着してなるものであり、各一次巻線２３は、図１に
示すように、導体２５ａを整列密着状に連続巻きしてな
る巻線部２５と、巻線部２５の内外周面および上下端面
を覆うエポキシ樹脂製の樹脂層２６とから構成され、導
体２５ａは、直径寸法５ｍｍ以上の断面円形状をなし、
表面に所定の絶縁が施されている。

【００１８】樹脂層２６の短尺な一面には、図３に示す
ように、一次端子２７および一次タップ端子（図示せ
ず）等が固定されている。これら一次端子２７および一
次タップ端子は、樹脂層２６の形成時に型内に収容され
ることに伴い、樹脂層２６に一体化されたものであり、
巻線部２５は、一次端子２７および一次タップ端子（図
示せず）等に接続されている。

【００１９】巻線部２５は、導体２５ａを図１の数字の
順序で巻回してなるものであり、導体２５ａは、矢印Ａ
方向への巻進め・反矢印Ａ方向への巻戻し・矢印Ｂ方向
への段上り・反矢印Ｂ方向への段下りを繰返すことに伴
い、俵状に積み重ねられながら傾斜状に連続巻きされ、
導体２５ａの段上り・段下りは、図２の（ａ）に示すよ
うに、巻線部２５のうち一次端子２７等が配置された一
短辺でのみ行われている。以下、一次巻線２３の製造手
順について説明する。

【００２０】１．導体２５ａを内型２８の外周面に巻付
け、図１の矢印Ａ方向へ向って８列に巻回する（１ター
ン目〜８ターン目）。この内型２８には、図２に示すよ
うに、軸方向へ延びる複数のスペーサー２８ａが設けら
れている。これら各スペーサー２８ａは、注型樹脂と同
一のエポキシ樹脂からなるものであり（但し、各スペー
サー２８ａは、注型後の耐クラック性を考慮してセミキ
ュア状態にある）、各スペーサー２８ａには、導体２５
ａの径寸法と同一ピッチで複数のガイド溝（図示せず）
が形成され、１段目の導体２５ａは、ガイド溝内に挿入
されながら内型２８に巻付けられる。

【００２１】２．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段上りさせ、５ターン目および６ターン目間に落
込み、反矢印Ａ方向へ向って５列巻回する（９ターン目
〜１３ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で３段目
に段上りさせ、１２ターン目および１３ターン目間に落
込み、矢印Ａ方向へ向って４列巻回する（１４ターン目
〜１７ターン目）。

【００２２】３．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段下りさせ、６ターン目および７ターン目間に落
込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（１８ターン目
〜１９ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で１段目
に段下りさせ、複数のガイド溝内に挿入しながら、矢印
Ａ方向へ向って４列巻回する（２０ターン目〜２３ター
ン目）。

【００２３】４．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段上りさせ、２０ターン目および２１ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（２４タ
ーン目〜２５ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
３段目に段上りさせ、１８ターン目および１９ターン目
間に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（２６
ターン目〜２７ターン目）。

【００２４】５．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段上りさせ、１６ターン目および１７ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って３列巻回する（２８タ
ーン目〜３０ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
５段目に段上りさせ、２９ターン目および３０ターン目
間に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３１タ
ーン目〜３２ターン目）。

【００２５】６．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段下りさせ、１７ターン目および２７ターン目間
に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３３ター
ン目〜３４ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で３
段目に段下りさせ、１９ターン目および２５ターン目間
に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３５ター
ン目〜３６ターン目）。そして、巻線部２５の一短辺で
２段目に段下りさせ、２１ターン目および２２ターン目
間に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３７タ
ーン目〜３８ターン目）。

【００２６】７．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で１
段目に段下りさせ、複数のガイド溝内に挿入しながら矢
印Ａ方向へ向って４列巻回する（３９ターン目〜４２タ
ーン目）。次に、巻線部２５の一短辺で２段目に段上り
させ、３９ターン目および４０ターン目間に落込み、反
矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４３ターン目〜４４
ターン目）。そして、巻線部２５の一短辺で３段目に段
上りさせ、３７ターン目および３８ターン目間に落込
み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４５ターン目
〜４６ターン目）。

【００２７】８．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段上りさせ、３５ターン目および３６ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４７タ
ーン目〜４８ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
５段目に段上りさせ、３３ターン目および３４ターン目
間に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４９
ターン目〜５０ターン目）。そして、巻線部２５の一短
辺で４９ターン目を乗越えて、矢印Ａ方向へ向って同一
段に２列巻回した後（５１ターン目〜５２ターン目）、
巻進み・巻戻し・段上り・段下がりさせながら傾斜状に
巻回する。

【００２８】９．導体２５ａを所定ターン数だけ傾斜状
に巻回したら、内型２８に上型，下型，外型（いずれも
図示せず）を組付け、一次端子２７および一次タップ端
子等を組込む。そして、エポキシ樹脂を注型して硬化さ
せることに伴い、樹脂層２６を形成する。

【００２９】上記実施例によれば、導体２５ａを同一段
に複数列巻回した後に導体２５ａの段上り・段下りを行
ったので、導体２５ａを所定ターン数巻回するまでの段
上り回数・段下り回数が少なくなる。しかも、導体２５
ａが段上り・段下がりする際の傾斜角度θ（図１参照）
が緩やかになるので、総じて、導体２５ａの直径寸法が
比較的大きな大・中容量の変圧器２１であっても巻崩れ
が起り難くなる。

【００３０】しかも、導体２５ａを俵状に積み上げなが
ら傾斜状に巻回したので（１ターン目〜）、隣接する導
体２５ａ間のターン順序の差が比較的小さくなる。この
ため、巻線部２５を複数の単位巻線部に分割し、単位巻
線部間にスペーサーを介在する必要がなくなるので、樹
脂層２６内での導体２５ａの占積率が向上する。これと
共に、巻線部２５を巻回するにあたって、巻線ガイドが
不要になるので、巻線〜樹脂注型に至る工程が低減さ
れ、製造作業性が向上する。

【００３１】尚、隣接する導体２５ａ間の発生電圧Ｖ
は、２２ターン差分であり、下記（１）式で与えられ
る。 Ｖ＝２×（２ｎ＋１）×（１ターン差当りの発生電圧ΔＶ） ……（１） このため、電圧ストレスが厳しくなるので、導体２５ａ
に施された絶縁材の絶縁特性等を考慮したり、隣接する
導体２５ａ間の一部絶縁補強をすることが好ましい。

【００３２】ところで、米国特許５３０５９６１号明細
書に記載された円筒状の一次巻線７の場合、図１２の
（ａ）に示すように、３ターン目から４ターン目の段上
り部１３ａは、２ターン目および３ターン目の上に乗っ
かり、４ターン目および５ターン目は、（ｂ）に示すよ
うに、段上り部１３ａの上に巻回されている。従って、
導体が段上り・段下がりするにあたって、径方向に重な
るので、巻膨れが発生し、変圧器２１の小形化・軽量化
に対して不利になる。このことは、スイス特許第２５４
０９３号明細書に記載された円筒状の一次巻線１０も同
様である。

【００３３】これに対して上記実施例では、巻線部２５
を四角筒状に形成した上で、導体２５ａの段上り・段下
がりを巻線部２５の一短辺のみで行った。このため、巻
線部２５が一短辺のみで巻膨れし、図３に示すように、
変圧器２１の幅寸法Ｗに影響を与える一般部は、段上り
・段下がりがなく、整列密着状に巻回され、厚さ寸法ｔ
ａが理想の低値に抑えられる。このため、変圧器２１の
幅寸法Ｗ・鉄心２２の質量が小さくなり、変圧器２１が
小形化・軽量化される。

【００３４】これと共に、導体２５ａの径寸法／巻線部
２５の短辺寸法（段間渡りスパン）の比が大きい場合で
も、段渡りによる巻膨れが抑えられる。このため、導体
２５ａを崩れなく高速巻回できるので、導体２５ａの巻
回作業が容易になる。尚、巻線部２５の短尺な一面は、
一次端子２７および一次タップ端子の内部接続スペース
として、従来より厚さ寸法ｔｂが他の部分の厚さ寸法ｔ
ａより大きく設定されている。しかも、鉄心２２の窓部
２２ａの外側に位置しているので、巻線部２５の短尺な
一面の巻膨れによる悪影響は殆ど無視できる。

【００３５】また、ガイド溝を有するスペーサー２８ａ
を注型用の内型２８に配置し、内型２８に導体２５ａを
直接巻回したので、内型２８に外型・上型・下型を組付
けて注型できる。このため、巻型に導体２５ａを巻回す
る場合とは異なり、巻型から巻線部２５を取外して内型
２８に装着する手間がなくなるので、この点からも製造
作業性が向上する。

【００３６】尚、上記第１実施例においては、断面円形
状の導体２５ａを用いたが、これに限定されるものでは
なく、例えば断面楕円形状の導体を用いても良く、要は
断面略円形状であれば良い。また、上記第１実施例にお
いては、導体２５ａの段上り・段下がりを巻線部２５の
短尺な一面のみで行ったが、これに限定されるものでは
なく、例えば相対する短尺な２面のみで行っても良い。

【００３７】次に本発明の第２実施例を図４に基づいて
説明する。尚、上記第１実施例と同一の部材については
同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材に
ついてのみ説明を行う。巻線部２５は、導体２５ａを数
字の順序で連続巻きしてなるものであり、導体２５ａ
は、矢印Ａ方向への巻進め→矢印Ｂ方向への段上り→反
矢印Ａ方向への巻戻し→矢印Ｂ方向への段上りを繰返し
ながら俵状に積み重ねられた後に傾斜状に巻回され、導
体２５ａの段上り・段下がりは、巻線部２５の一短辺で
のみ行われている。下記１〜７に巻線部２５の巻回手順
を示す。

【００３８】１．導体２５ａを複数のガイド溝内に挿入
しながら、内型２８の外周面に巻付け、矢印Ａ方向へ向
って８列に巻回する（１ターン目〜８ターン目）。 ２．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２段目に段上り
させ、６ターン目および７ターン目間に落込み、反矢印
Ａ方向へ向って６列巻回する（９ターン目〜１４ターン
目）。次に、巻線部２５の一短辺で３段目に段上りさ
せ、１３ターン目および１４ターン目間に落込み、矢印
Ａ方向へ向って４列巻回する（１５ターン目〜１８ター
ン目）。

【００３９】３．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段上りさせ、１６ターン目および１７ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（１９タ
ーン目〜２０ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
最上段（５段目）に段上りさせて、１９ターン目および
２０ターン目間に落込み、１列巻回する（２１ターン
目）。

【００４０】４．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段下がりさせ、１７ターン目および１８ターン目
間に落込み、１列巻回する（２２ターン目）。次に、巻
線部２５の一短辺で３段目に段下がりさせ、９ターン目
および１０ターン目間に落込み、１列巻回する（２３タ
ーン目）。

【００４１】５．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段下がりさせ、７ターン目および８ターン目間に
落込み、１列巻回する（２４ターン目）。次に、巻線部
２５の一短辺で１段目に段下がりさせ、ガイド溝内に挿
入しながら２列巻回する（２５ターン目〜２６ターン
目）。

【００４２】６．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段上りさせ、８ターン目および２５ターン目間に
落込み、１列巻回する（２７ターン目）。次に、巻線部
２５の一短辺で３段目に段上りさせ、９ターン目および
２４ターン目間に落込み、１列巻回する（２８ターン
目）。

【００４３】７．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段上りさせ、１８ターン目および２３ターン目間
に落込み、１列巻回する（２９ターン目）。そして、巻
線部２５の一短辺で最上段に段上りさせ、１９ターン目
および２２ターン目間に落込み、１列巻回した後（３０
ターン目）、所定ターン数まで傾斜状に巻進め・巻戻
す。

【００４４】巻線部２５の１段目の巻回数ｍは、下記
（１）式で与えられる。 ｍ≧２×段数ｎ−２ ……（１） 例えば、段数ｎ＝５の場合の巻回数ｍは下記（１ａ）
式、段数ｎ＝６の場合の巻回数ｍは下記（１ｂ）式の通
りである。 段数ｎ＝５の場合：ｍ≧２×５−２＝８ ……（１ａ） 段数ｎ＝６の場合：ｍ≧２×６−２＝１０ ……（１ｂ）

【００４５】隣接する導体２５ａ間の発生電圧Ｖは、段
数ｎ＝５の場合に１９ターン差分となり、下記（２）式
で与えられる。 Ｖ＝｛（ｎ−１）（ｍ−ｎ）＋（ｎ−２）｝ ×（１ターン当りの発生電圧ΔＶ） ……（２） 従って、（１）式において、隣接する導体２５ａ間の発
生電圧Ｖを考慮すれば、１段目の巻回数ｍは下記（１
ｃ）式に基づいて設定することが最適である。 ｍ＝２×段数ｎ−２ ……（１ｃ）

【００４６】上記実施例によれば、導体２５ａの巻進め
→段上り→巻戻し→段上り→巻進めを最上段まで繰返す
ことに伴い、導体２５ａを俵状に積み上げた（１ターン
目〜２１ターン目）。このため、巻崩れが最も起り易い
巻始め部分において、導体２５ａの段下がりがなくな
り、段換え回数が低減されるので、導体２５ａの直径寸
法が比較的大きな大・中容量の変圧器２１であっても巻
崩れが起り難くなる。

【００４７】また、導体２５ａを俵状に積み上げた後に
傾斜状に巻回した（２２ターン目〜）ので、隣接する導
体２５ａ間のターン順序の差が比較的小さくなる。この
ため、巻線部２５を単位巻線部に分割してスペーサーを
介在する必要がなくなるので、樹脂層２６内での導体２
５ａの占積率が向上する。これと共に、巻線部２５を巻
回するにあたって、巻線ガイドが不要になるので、巻線
〜樹脂注型に至る工程が低減され、製造作業性が向上す
る。しかも、導体２５ａの径方向へ重なりが低減され、
巻線部２５の巻膨れが小さくなるので、変圧器２１の幅
寸法Ｗ（図３参照）・鉄心２２の質量が小さくなり、変
圧器２１が小形化・軽量化される。

【００４８】また、巻線部２５を四角筒状に形成した上
で、導体２５ａの段上り・段下がりを巻線部２５の一短
辺のみで行ったので、巻線部２５が一短辺のみで巻膨れ
する。このため、変圧器２１の幅寸法Ｗ・鉄心２２の質
量が一層小さくなるので、変圧器２１が一層小形化・軽
量化される。これと共に、導体２５ａの径寸法／巻線部
２５の短辺寸法（段間渡りスパン）の比が大きい場合で
も、段間渡りによる巻膨れが抑えられる。このため、導
体２５ａを崩れなく高速巻回できるので、導体２５ａの
巻回作業が容易になる。

【００４９】次に本発明の第３実施例を図５に基づいて
説明する。尚、上記第１実施例と同一の部材については
同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材に
ついてのみ説明を行う。巻線部２５は、導体２５ａを数
字の順序で連続巻きしてなるものであり、導体２５ａ
は、矢印Ａ方向への巻進め→矢印Ｂ方向への段上り→反
矢印Ａ方向への巻戻し→矢印Ｂ方向への段上りを繰返し
ながら俵状に積み重ねられた後に傾斜状に巻回され、導
体２５ａの段上り・段下がりは、巻線部２５の一短辺の
みで行われている。下記１〜８に巻線部２５の巻回手順
を示す。

【００５０】１．導体２５ａを複数のガイド溝内に挿入
しながら、内型２８の外周面に巻付け、矢印Ａ方向へ向
って１１列巻回する（１ターン目〜１１ターン目）。
２．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２段目に段上り
させ、８ターン目および９ターン目間に落込み、反矢印
Ａ方向へ向って８列巻回する（１２ターン目〜１９ター
ン目）。次に、巻線部２５の一短辺で３段目に段上りさ
せ、１８ターン目および１９ターン目間に落込み、矢印
Ａ方向へ向って５列巻回する（２０ターン目〜２４ター
ン目）。

【００５１】３．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段上りさせ、２１ターン目および２２ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（２５タ
ーン目〜２６ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
最上段（５段目）に段上りさせて、２５ターン目および
２６ターン目間に落込み、１列巻回する（２７ターン
目）。

【００５２】４．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段下がりさせ、２２ターン目および２３ターン目
間に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（２８タ
ーン目〜２９ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
３段目に段下がりさせ、１３ターン目および１４ターン
目間に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３０
ターン目〜３１ターン目）。

【００５３】５．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段下がりさせ、９ターン目および１０ターン目間
に落込み、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３２ター
ン目〜３３ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で１
段目に段下がりさせ、ガイド溝内に挿入しながら、矢印
Ａ方向へ向って４列巻回する（３４ターン目〜３７ター
ン目）。

【００５４】６．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で２
段目に段上りさせ、３４ターン目および３５ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（３８タ
ーン目〜３９ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
３段目に段上りさせ、３２ターン目および３３ターン目
間に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４０
ターン目〜４１ターン目）。

【００５５】７．導体２５ａを巻線部２５の一短辺で４
段目に段上りさせ、３０ターン目および３１ターン目間
に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４２タ
ーン目〜４３ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
最上段に段上りさせ、２８ターン目および２９ターン目
間に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（４４
ターン目〜４５ターン目）。

【００５６】８．導体２５ａを、巻線部２５の一短辺で
４４ターン目を乗越えて同一段の２９ターン目および４
３ターン目間に落込み、反矢印Ａ方向へ向って２列巻回
する（４６ターン目〜４７ターン目）。そして、４〜７
のようにして所定ターン数だけ傾斜状に巻回する。

【００５７】上記実施例によれば、導体２５ａの巻進め
→段上り→巻戻し→段上り→巻進めを最上段まで繰返す
ことに伴い、導体２５ａを俵状に積み上げた（１ターン
目〜２７ターン目）。このため、巻崩れが最も起り易い
巻始め部分において、導体２５ａの段換え回数が低減さ
れるので、大・中容量の変圧器２１であっても巻崩れが
起り難くなる。

【００５８】また、導体２５ａを俵状に積み上げた後に
傾斜状に巻回したので（２８ターン目〜）、隣接する導
体２５ａ間のターン順序の差が比較的小さくなる。この
ため、巻線部２５を単位巻線部に分割してスペーサーを
介在する必要がなくなるので、樹脂層２６内での導体２
５ａの占積率が向上する。これと共に、巻線部２５を巻
回するにあたって、巻線ガイドが不要になるので、巻線
〜樹脂注型に至る工程が低減され、製造作業性が向上す
る。しかも、巻線部２５の巻膨れが小さくなるので、変
圧器２１の幅寸法Ｗ・鉄心２２の質量が小さくなる。さ
らに、巻線部２５を四角筒状に形成した上で、導体２５
ａの段上り・段下がりを巻線部２５の一短辺のみで行っ
た。このため、巻線部２５が一短辺のみで巻膨れするの
で、変圧器２１の幅寸法Ｗ・鉄心２２の質量が一層小さ
くなる。

【００５９】次に本発明の第４実施例を図６に基づいて
説明する。尚、上記第２実施例と同一の部材については
同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材に
ついてのみ説明を行う。巻線部２５は、２本の導体２５
ａを１組として巻回されたものであり（一重丸は一方の
導体２５ａ、二重丸は他方の導体２５ａを示してい
る）、１組の導体２５ａの巻回順序は、数字で示すよう
に、第２実施例と同一に設定されている。１組の導体２
５ａの巻回手順の概略を下記１〜４に示す。

【００６０】１．左側の導体２５ａを最上段に巻回した
後（一重丸の２１ターン目）、巻線部２５の一短辺で４
段目に段下がりさせ、一重丸で示す２１ターン目を巻回
する。同時に、右側の導体２５ａを最上段に巻回した後
（二重丸の２１ターン目）、巻線部２５の一短辺で４段
目に段下がりさせ、二重丸で示す２２ターン目を巻回す
る。 ２．左側の導体２５ａおよび右側の導体２５ａを、１段
ずつ最下段まで段下がりさせながら１列ずつ巻回した後
（２３ターン目〜２５ターン目）、１段目に１列巻回す
る（２６ターン目）。

【００６１】３．左側の導体２５ａを２段目に段上りさ
せ、一重丸で示す２７ターン目を巻回する。同時に、右
側の導体２５ａを２段目に段上りさせ、二重丸で示す２
７ターン目を巻回する。 ４．左側の導体２５ａおよび右側の導体２５ａを、１段
ずつ最上段まで段上りさせながら１列ずつ巻回した後
（２８ターン目〜３０ターン目）、５段目に１列巻回す
る（３１ターン目）。

【００６２】上記実施例によれば、複数本の導体２５ａ
を１組として巻線部２５を巻回した。このため、１本の
導体２５ａから巻線部２５を巻回する場合に比べ、直径
寸法が小さい導体２５ａを用いることができるので、巻
崩れが一層起り難くなる。しかも、１組の導体２５ａが
段上り・段下がりする際の傾斜角度θが緩やかになるの
で、この点からも巻崩れが一層起り難くなる。

【００６３】尚、上記第３実施例においては、１段目の
巻回数を「８」に設定したが、これに限定されるもので
はなく、例えば「１１」に設定しても良い。この理由
は、次の通りである。巻線部２５の１段目の巻回数ｍ
は、下記（１）式で与えられる。 ｍ≧３×段数ｎ−４ ……（１）

【００６４】また、隣接する導体２５ａ間の発生電圧Ｖ
は、段数ｎ＝５の場合に１９ターン差となり、下記
（２）式で与えられる。 Ｖ＝｛（ｎ−１）（２ｍ−３ｎ）＋４ｎ＋１０｝／２ ×（１ターン当りの発生電圧ΔＶ） ……（２） 従って、（１）式において、隣接する導体２５ａ間の発
生電圧Ｖを考慮すれば、１段目の巻回数ｍは下記（３）
式に基づいて設定することが最適であり、段数ｎが
「５」の場合には、ｍ＝１１になる。 ｍ＝３×段数−４ ……（３）

【００６５】尚、上記第４実施例においては、２本以上
の導体２５ａを１組として巻回することに伴い、導体２
５ａが最上段まで俵状に積み上げた後に傾斜巻きされた
巻線部２５を形成したが、これに限定されるものではな
く、例えば第１実施例の巻線部２５を形成するにあたっ
て、２本以上の導体２５ａを１組として巻回しても良
い。

【００６６】次に本発明の第５実施例を図７に基づいて
説明する。尚、上記第２実施例と同一の部材については
同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材に
ついてのみ説明を行う。巻線部２５は、２本の導体２５
ａを１組として巻回されたものであり（一重丸は一方の
導体２５ａ、二重丸は他方の導体２５ａを示してい
る）、１組の導体２５ａの巻回順序は、数字で示すよう
に設定され、１６ターン目，１７ターン目等が異段に跨
がって巻回されている。１組の導体２５ａの巻回手順を
下記１〜７に示す。

【００６７】１．１組の導体２５ａを内型２８の外周面
に巻付け、矢印Ａ方向へ向って４列に巻回する（１ター
ン目〜４ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で２段
目に段上りさせ、反矢印Ａ方向へ向って３列巻回する
（５ターン目〜７ターン目）。 ２．１組の導体２５ａを巻線部２５の一短辺で３段目に
段上りさせ、矢印Ａ方向へ向って２列巻回する（８ター
ン目〜９ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で４段
目に段上りさせ、１列巻回する（１０ターン目）。

【００６８】３．左側の導体２５ａを最上段の５段目に
一列巻回する（一重丸で示す１１ターン目）。また、右
側の導体２５ａを４段目に段下がりさせ、４段目に一列
巻回する（二重丸で示す１１ターン目）。 ４．左側の導体２５ａを３段目に段下がりさせ、一列巻
回する（一重丸で示す１２ターン目）。また、右側の導
体２５ａを２段目に段下がりさせ、一列巻回する（二重
丸で示す１２ターン目）。

【００６９】５．左側の導体２５ａを１段目に段下がり
させ、一列巻回する（一重丸で示す１３ターン目）。ま
た、右側の導体２５ａを１段目に段下がりさせ、一列巻
回する（二重丸で示す１３ターン目）。 ６．左側の導体２５ａを３段目に段上りさせ、一列巻回
する（一重丸で示す１４ターン目）。また、右側の導体
２５ａを２段目に段上りさせ、一列巻回する（二重丸で
示す１４ターン目）。 ７．左側の導体２５ａを最上段に段上りさせ、一列巻回
する（一重丸で示す１５ターン目）。また、右側の導体
２５ａを４段目に段上りさせ、一列巻回する（二重丸で
示す１５ターン目）。

【００７０】巻線部２５の１段目の巻回数ｍは、下記
（１）式で与えられる。 ｍ≧段数ｎ−１ ……（１） 隣接する導体２５ａ間の発生電圧Ｖは、段数が奇数のｎ
＝５の場合、１０ターン差となり、下記（２）式で与え
られる。 Ｖ＝｛（ｎ−１）（２ｍ−ｎ）＋ｎ＋３）｝／２ ×（１ターン当りの発生電圧ΔＶ） ……（２） 従って、（１）式において、隣接する導体２５ａ間の発
生電圧Ｖを考慮すれば、１段目の巻回数ｍは下記（３）
式に基づいて設定することが最適である。 ｍ＝段数ｎ−１ ……（３）

【００７１】上記実施例によれば、２本の導体２５ａを
異段に跨がって巻回した。このため、１本の導体２５ａ
から巻線部２５を巻回する場合に比べ、直径寸法が小さ
い導体２５ａを用いることができるので、巻崩れが一層
起り難くなる。しかも、２本の導体２５ａを同一段に巻
回した図６の巻線部２５に比べ、巻終り傾斜角度が急に
なるので、樹脂層２６内での導体２５ａの占積率が向上
する。これと共に、隣接する導体２５ａ間のターン順序
の差が小さくなるので、発生電圧Ｖが抑えられる利点が
ある。

【００７２】次に本発明の第６実施例を図８に基づいて
説明する。尚、上記第２実施例と同一の部材については
同一の符号を付して説明を省略し、以下、異なる部材に
ついてのみ説明を行う。巻線部２５は、２本の導体２５
ａを１組として巻回されたものであり（一重丸は一方の
導体２５ａ、二重丸は他方の導体２５ａを示してい
る）、１組の導体２５ａの巻回順序は、数字で示すよう
に設定され、１６ターン目以後が異段に跨がって巻回さ
れている。１組の導体２５ａの巻回手順を下記１〜７に
示す。

【００７３】１．１組の導体２５ａを内型２８の外周面
に巻付け、矢印Ａ方向へ向って５列に巻回する（１ター
ン目〜５ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で２段
目に段上りさせ、反矢印Ａ方向へ向って４列巻回する
（６ターン目〜９ターン目）。 ２．１組の導体２５ａを巻線部２５の一短辺で３段目に
段上りさせ、矢印Ａ方向へ向って３列巻回する（１０タ
ーン目〜１２ターン目）。次に、巻線部２５の一短辺で
４段目に段上りさせ、２列巻回した後（１３ターン目〜
１４ターン目）、巻線部２５の一短辺で５段目に段上り
させ、１列巻回する（１５ターン目）。

【００７４】３．左側の導体２５ａを最上段に一列巻回
する（一重丸で示す１６ターン目）。また、右側の導体
２５ａを５段目に段下がりさせ、一列巻回する（二重丸
で示す１６ターン目）。

【００７５】４．左側の導体２５ａを４段目，２段目に
順次段下がりさせ、一列ずつ巻回する（一重丸で示す１
７ターン目〜１８ターン目）。また、右側の導体２５ａ
を３段目，１段目に順次段下がりさせ、一列ずつ巻回す
る（二重丸で示す１７ターン目〜１８ターン目）。

【００７６】５．左側の導体２５ａを同一段である２段
目に１列巻回し（一重丸で示す１９ターン目）、右側の
導体２５ａを同一段である１段目に１列巻回（二重丸で
示す１９ターン目）。

【００７７】６．左側の導体２５ａを４段目，６段目に
順次段上りさせ、一列ずつ巻回する（一重丸で示す２０
ターン目〜２１ターン目）。また、右側の導体２５ａを
３段目，５段目に順次段上りさせ、一列ずつ巻回する
（二重丸で示す２０ターン目〜２１ターン目）。

【００７８】７．左側の導体２５ａを同一段である６段
目に１列巻回し（一重丸で示す２２ターン目）、右側の
導体２５ａを同一段である５段目に１列巻回（二重丸で
示す２２ターン目）。

【００７９】巻線部２５の１段目の巻回数ｍは、下記
（１）式で与えられる。 ｍ≧段数ｎ−１ ……（１） 隣接する導体２５ａ間の発生電圧Ｖは、段数が偶数のｎ
＝６の場合、１４ターン差となり、下記（２）式で与え
られる。 Ｖ＝｛（ｎ−１）（２ｍ−ｎ）＋ｎ＋２）｝／２ ×（１ターン当りの発生電圧ΔＶ） ……（２） 従って、（１）式において、隣接する導体２５ａ間の発
生電圧Ｖを考慮すれば、１段目の巻回数ｍは、下記
（３）式に基づいて設定することが最適である。 ｍ＝段数ｎ−１ ……（３）

【００８０】上記実施例によれば、２本の導体２５ａを
異段に跨がって巻回した。このため、１本の導体２５ａ
から巻線部２５を巻回する場合に比べ、直径寸法が小さ
い導体２５ａを用いることができるので、巻崩れが一層
起り難くなる。しかも、２本の導体２５ａを同一段に巻
回した図６の巻線部２５に比べ、巻終り傾斜角度が大き
くなるので、樹脂層２６内での導体２５ａの占積率が向
上する。これと共に、隣接する導体２５ａ間の巻回順序
の差が小さくなるので、発生電圧Ｖが抑えられる利点が
ある。

【００８１】尚、上記第５〜第６実施例においては、２
本以上の導体２５ａを異段に跨がるように巻回すること
に伴い、導体２５ａが最上段まで俵状に積み上げた後に
傾斜巻きされた巻線部２５を形成したが、これに限定さ
れるものではなく、例えば第１実施例の巻線部２５を形
成するにあたって、２本以上の導体２５ａを１組として
異段に跨がるように巻回しても良い。

【００８２】また、上記第４〜第６実施例においては、
２本の導体２５ａを１組として巻線部２５を巻回した
が、これに限定されるものではなく、例えば３本以上の
導体２５ａを１組として巻線部２５を巻回しても良い。
特に第５および第６実施例において、３本の導体２５ａ
を１組とする場合、３本の導体２５ａを各々異段に配置
したり、１本の導体２５ａと２本の導体２５ａとを異段
に配置しても良い。

【００８３】また、上記第２〜第６実施例においては、
巻線部２５を四角筒状に巻回したが、これに限定される
ものではなく、例えば、円筒状に巻回したり、三角筒状
に巻回したり、５以上の多角筒状に巻回しても良い。ま
た、上記第２〜第６実施例においては、導体２５の段上
り部分・段下がり部分を巻線部２５の短尺な一面に配置
したが、これに限定されるものではなく、例えば、相対
する短尺な２面，長尺な一面，相対する長尺な２面のみ
で行ったり、３面以上に配置しても良い。

【００８４】また、上記第１〜第６実施例においては、
巻線部２５を樹脂層２６でモールドしたが、これに限定
されるものではなく、例えば樹脂層２６を廃止しても良
い。また、上記第１〜第５実施例においては、導体２５
ａを５段に巻回し、第６実施例においては、６段に巻回
したが、これに限定されるものではなく、要は２段以上
であれば良い。

【００８５】また、上記第１〜第６実施例においては、
本発明を変圧器２１の一次巻線２３に適用したが、これ
に限定されるものではなく、例えば二次巻線２４に適用
したり、リアクトルの巻線に適用しても良い。

【００８６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の静止誘導機器の巻線は次の効果を奏する。請求項１記
載の手段によれば、導体の巻進め・段上り・巻戻し・段
上りを最上段まで繰返すことに伴い導体を俵状に積み上
げた。このため、巻崩れが最も起り易い巻始め部分にお
いて、導体の段換え回数が低減されるので、導体径が比
較的大きな大・中容量の静止誘導機器であっても導体が
巻崩れ難くなる。しかも、巻線部の巻膨れが小さくなる
ので、静止誘導機器が小形化・軽量化される。また、導
体を俵状に積み上げた後に傾斜状に巻回したので、隣接
する導体間のターン順序の差が比較的小さくなる。この
ため、導体占積率が向上する上、製造作業性が向上す
る。

【００８７】請求項２記載の手段によれば、導体を同一
段に複数列巻回した後に段上り・段下りさせたので、導
体を所定ターン数巻回するまでの段上り回数・段下がり
回数が少なくなる。しかも、導体が段上り・段下がりす
る際の傾斜角度が緩やかになるので、総じて、大・中容
量の静止誘導機器であっても巻崩れが起り難くなる。ま
た、導体を俵状に積み上げながら傾斜状に巻回したの
で、隣接する導体間のターン順序の差が比較的小さくな
る。このため、導体占積率が向上する上、製造作業性が
向上する。また、巻線部を角筒状に形成した上で、導体
の段上り・段下がりを巻線部の一面のみで行った。この
ため、巻線部の一面を含まない静止誘導機器の幅寸法が
小さくなり、静止誘導機器が小形化・軽量化される。

【００８８】請求項３記載の手段によれば、複数本の導
体を１組として巻線部を巻回した。このため、直径寸法
が小さい導体を用いることができるので、巻崩れが一層
起り難くなる。しかも、導体が段上り・段下がりする際
の傾斜角度が緩やかになるので、この点からも巻崩れが
一層起り難くなる。請求項４記載の手段によれば、複数
本の導体を異段に跨がって巻回した。このため、巻終り
部分の傾斜角度が急になるので、導体占積率が向上す
る。しかも、隣接する導体間の巻回順序の差が小さくな
るので、発生電圧が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図（一次巻線を示す
断面図）

【図２】ａは内型に導体が１段巻回された状態を示す
図、ｂは内型に導体が複数段巻回された状態を示す図
（巻線部を矢印Ｘ方向から示す図）

【図３】変圧器を示す平面図

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図７】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【図８】本発明の第６実施例を示す図１相当図

【図９】従来例を示す図（ａは一次巻線の外観を示す斜
視図、ｂは斜線部分を示す断面図、ｃは導体の巻回手順
を示す断面図）

【図１０】別の従来例を示す図９相当図

【図１１】別の従来例を示す図９相当図

【図１２】導体の乗上げ状態を示す斜視図

【符号の説明】

２１は変圧器（静止誘導機器）、２３は一次巻線（巻
線）、２５は巻線部、２５ａは導体を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面略円形状をなす導体を複数段および
   複数列に連続巻きしてなる筒状の巻線部を備え、 前記導体は、巻進め・段上り・巻戻し・段上りを最上段
   まで繰返すことに伴い俵状に積み上げられた後に傾斜状
   に巻回されていることを特徴とする静止誘導機器の巻
   線。
2. 【請求項２】 断面略円形状をなす導体を複数段および
   複数列に連続巻きしてなる角筒状の巻線部を備え、 前記導体は、巻進め・巻戻し・段上り・段下りを繰返す
   ことに伴い俵状に積み上げられながら傾斜状に巻回さ
   れ、 前記導体の段上り・段下りは、導体を同一段に複数列巻
   回した後に行われ、 前記導体の段上り部分・段下がり部分は、前記巻線部の
   一面あるいは相対する２面のみに配置されていることを
   特徴とする静止誘導機器の巻線。
3. 【請求項３】 巻線部は、複数本の導体を１組として巻
   回されていることを特徴とする請求項１または２記載の
   静止誘導機器の巻線。
4. 【請求項４】 複数本の導体は、異段に跨がって巻回さ
   れた部分を備えていることを特徴とする請求項３記載の
   静止誘導機器の巻線。