JPS63503422A - 予備成形多重巻回変圧器巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 予備成形多重巻回変圧器巻線 １、発明分野 本発明は変圧器の構成に関し、特に変圧器巻線の構成に関する。

発明の背景 変圧器は電気的性能や空間要件および製造や加工コストなどの対立する要件の妥 協の下に設計しなければならない場合が多い。巻線の電気的性能要件は合理的な コストで適切な幾何学的形状と機械的な保全性と共に所望のコイルを巻回する困 難性としばしば対立するものである。

少なくとも、変圧器巻線は必要な巻数と適切な電流処理能力、および電気的に誘 起された機械的応力に耐えるのに必要な構造上の強度を持っていなければならな い。更に、付加的ではあるが、巻線間で良好な結合を得ること、巻心窓部を最大 限利用することなどが必要である。巻心を適切に配置したシ、適度な張力を持た せたシ、巻心窓内に配置したシ、巻心窓を充てんしたシなどの変圧器コイルを巻 回する際に生じる実際上の問題点との妥協の結果として最終的な電気的性能が制 限されることが非常に多い。

これ等の問題点を最小にしながら電気的性能を改良する適切な手法として、予備 成形巻線に他の予備巻回巻線を機械的にそう人するチャネル断面を持たせる方法 が考えられている。これによれば電気的性能に妥協をめずに上記の構成上の多く の欠点を克服することができる、この方法は更に、カード式回路パックに適した 低プロファイルの変圧器の設計を可能にする。このような変圧器の構成法は１９ ８４年８月１３日付は連続番号第６３９゜８５９の「１つの巻線が第２の巻線の 支持体として用いられる低プロファイル磁気構造」と題したエフ・チー・デイツ ケンス（Ｆ、　Ｔ、　Ｄｉｃｋｅｎｓ　）とダブリュー・工・ペーダーリン（Ｗ 、　Ａ、　Ｐｅ　ｔｅｒｓｏｎ　）による係属中の特許出願に記載されている。

これによる変圧器は１回ターンの予備成形２次巻線とこの２次巻線のチャネル断 面内に閉鎖収容された１次巻線を持つように構成されている。しかしながら、こ の変圧器は、予備成形巻線を多数ターン巻回するという構成がないため単一ター ン巻線が適するという制限を有している。

発明の要約 従って、これ等の欠点を解決するため、本発明は２回ターン変圧器巻線を設計し 、これを他の巻線に、互いに同軸状に巻回する構成を提供する。この２回ターン 巻線はそれぞれがチャネル断面を持つ個別のターンによシ形成される。個々のタ ーンは、１実施例においては、上記チャネルが閉路を形成するようにもう１方の 上に積重ねられる。上記２つのターンは２つのチャネルを被覆する絶縁被膜によ シミ気的に互いに分離される。この絶縁被膜は２回ターン巻線を形成する個別タ ーンの端部に用いられる直列接続部分を除いて隣接エツジを電気的に隔離するも のである。他方の変圧器巻線が上記閉路内にそう人される。本発明の他の実施例 によると、２回ターンが用いらｎｌこれ等のターンは１方の断面が他方の断面よ シ小さなチャネル断面を持ち、これによシ１万のターンが他方のターン内に嵌合 するように構成されている。

この多重ターン構成によると、許容された全体のターン比が増加するので予備成 形巻線の適用範囲がより大きな電力領域に拡張される。更に、この多重ターン構 成は、かかる構成が望まれるセンタタップ付多重巻線を可能にする。

上記の予備成形巻線の構成によれば、更に、結合が緊密な巻線構成が可能になり 、また巻心の窓領域を完全に利用できるようになる。

図面の簡単な説明 本発明は以下の明細書並びに添付図面の参照によシ容易に理解できるであろう。

ここで、 利用した変圧器の透視図であシ、 第２．３、および４図は第１図に示した多重ターン巻線の構成要素の直角投影図 でめシ、 第５．６、および７図は第１図に示した多重ターン巻線の他の構成要素の直角投 影図であシ、第８図は本発明の原理を具体化する多重ターン巻線の他の構成の斜 視図であシ、 第９．１０、および１１図は第８図に示した多重ターン巻線の構成要素の直角投 影図であシ、第１２図は本発明の原理を具体化する他の多重ターン変成器巻線の 展開斜視図であシ、 第１３．１４、および１５図は第１２図に示した多重ターン巻線の構成要素の直 角投影図であり、更に、第１６．１７、および１８図は第１２図に示した多重タ ーン巻線の他の構成要素の直角投影図である。

詳細な説明 第１図に示した変圧器装置はボード固定形で、非常に低いプロファイルを持つよ うに設計され、従って１回路ボードが他の回路ボードに近接してハウジング内に 装着される。上記変圧器は細長い８字形の磁心１０と磁心キャップ２０を備える 。このキャップ２０は磁心１０に確保され、更に全アセンブリは４個のクリップ ５（１つだけ示しである。）によシ回路ボード１に確保され、これ等のクリップ は各々キャップ２０の戻シ止め２１に接続され磁心１０の底面に配置された対応 する戻）止め（回路〕にスナップ嵌めされる。上記クリップ５の細長い端部６は 回路ボード１の孔或いはレセプタクル７に嵌合する。

変圧器巻線は予備巷回導線からなる１次善線３０と、２つのＵ字形チャネルの断 面を持つ導電ターン或いはユニット４１と４２からなる２次巻線とを備える。こ れ等の導電ユニット４１と４２はそれぞれ、チャネル断面の開放端部が互いに対 向するように方向づけられる。個々の導電ユニットを液化絶縁材料に浸漬するこ とにより絶縁膜或いは絶縁材料４９が塗布さｎ１次にこの膜は、エツジ４３と４ ４が互いにほぼ当接された時、２つのユニット４１と４２がこれ等のエツジに沿 って電気的に隔離されているように、固体膜へと硬化される。上記ユニット４１ と４２の側壁４５と４６の厚み、および底部壁４７と４８の厚みは所望の電力範 囲の変圧器を収容するように必要に応じて変えることができる。Ｕ字形チャネル 断面をｍする各導電性ユニット４１と４２は１つの完全々ターンを構成する。こ れ等のユニット４１と４１は上記のように互いに電気的に絶縁された隣接エツジ ４３と４４により上面で積重ねられる。これ等は端部で電気的に結合されて２つ の完全なターンを形成する。

下部導電ユニット４２の端部は拡張され、チャネルの底部２よびＬ字形エクステ ンションの端部で孔５３と５４を有した各欄のなす平面上で２つのＬ字形の棚５ １と５２を形成する。棚５１と孔５３け上部導電ユニット４１との電気的接続を 容易にするために用いられる。

上部ユニット４１のチャネル底部のエクステンション５５と５６もＬ字形の棚を なしている。但し、各欄は、この棚の面が底部棚状エクステンション５１と５２ とほぼ共面をなして位置づけられるようにステップベンド金偏えている。これ等 の２つの棚状エクステンション部は、２つの導電ユニット４１と４２を電気的に 接続し、更にボルトなどの固定装置によ）、或いは溶融、或いは溶接或いは半田 付けなどの結合により２回ターン巻線を形成する。これ等の２つのユニット４１ と４２が電気的に接続されると、これ等は１次巻線３０を閉鎖するように位置づ けられる。その他の２つの自由な棚５２と５５は２次巻線の端部端子として用い られ、更に孔５Ｔと５４を通してファスナによシ回路ボード或いは他の導電性媒 体上の導電路２と３に確保される。変圧器のバイアス巻線１と８は磁心の底部に 位置づけられ、更に図示のように緩やかな配線或いは印刷回路巻線を構成する。

変圧器の組付けは先ず、上記バイアス巻線７と８を磁心の空所に配置する。１次 巻線が下部導電ユニット４２の空所にそう人され、更に上部ユニット４１はその 上面に配置され、これによシ１次巻線を上部および下部ユニット４１と４２によ シ形成された所望の通路内に閉鎖している。次に、これ等２つの導電ユニット４ １と４２が孔５３と５８を通る適切なファスナハードワイヤによシ確保される。

次に組付けられた巻線が磁心１０内に適切に落とされ、次に磁心１０とキャップ ２０が、ユニットの回路ボード１への装着を容易にするクリップ５によシ確保さ れる。

第２．３．４．５．６および７図には下部導電ユニット４２と上部導電ユニット ４１の詳細が直角投影図としてそれぞれ示してるる。下部ユニット４２は第４図 に示したようなチャネル断面を有し、更にチャネルへ−スは第２図に示したよう な２つのＬ字形棚状エクステンション部５１と５４を再する。これ等の棚状エク ステンション部は、１方５４が巻線端子として用いられ、他方５１が２回ターン 巻線の中間巻線接続部として用いられるように、長さが異なっている。上部ユニ ット４１は第７図に示したようなチャネル断面と、第５図に示したような２つの Ｌ字形棚状エクステンション部５５と５６を有する。各棚状エクステンション部 はステップを備え、このステッフハ下部ユニット４２の棚状エクステンションＳ の嵌め合い面とほぼ共面をなし′ている。

第８図には本発明の原理を具体化する２次巻線の変形が示してあり、これは２つ の同等な導電ユニット１４１と１４２から構成されている。これ等の２つのユニ ットはそれ等のエツジに沿って接合され、１次巻線が得られた閉路内に位置づけ られる。上記ユニットを塗被した絶縁膜１４４は２つの巻線を隣接するエツジ部 位で電気的に互いに隔離している。上記２本の巻線１４１と１４２は、それぞれ Ｌ字形棚状エクステンション部１４８と１４９を導電的に接合する導電性スペー サ１５０によシミ気的に直列に接続され、これにより２回ターン巻線を形成して いる。外部のＬ字形棚１４６と１４１は完成した２次巻線の始端並びに成端リー ド線を与えるために用いられる。

第９〜１１図の詳細な図面から明らかなように、２つの個別ユニット１４１と１ ４２は幾何学的形状が同等であシ、利き手をなしている。これ等は、第８図に示 したように、閉路と共に２回ターン巻線を形成する。

第１２図には第３巻線の斜視図が示してあシ、そこでは２つの巻線ユニット２４ １と２４２は、上部導電ユニット２４１が下部導電ユニット２４２のチャネル断 面内に嵌め合され、チャネルの開口が両導電ユニットに対して同じ方図で対面す るように、大きさを異にしている。

両導電ユニットの導電性断面積は、両ユニットが同じ導電性断面積を有するよう に選択さｎる。従って、薄い方の導電性材料が下部の棚巻線に用いられる。この ように導電領域を食合させると、各々の個別導電ユニットからのエネルギー消散 が等しくなる。２つのターンは２つのユニットの表面の絶縁層（エポキシ系が考 えられる）により互いに隔離される。

各ターンはＬ字形の棚２５１〜２５４に拡張されたそのチャネルのベースを備え ている。上部ユニット２４１の棚状エクステンション部２５１〜２５２は下部ユ ニット２４２の棚２５３と２５４の拡張方向と反対方向に方向づけられる。棚２ ５２と２５３の孔は導電ユニットのアタッチメントが２つの直列接続ターンを互 いに形成することを可能にする。棚２５１と２５４の孔は２つのターンを成端さ せるために用いられる。

予備巻回１次巻線がカバーされてない上部ターン２４１の開放チャネル２４６に そう人される。この構成によると、２つのターンの間の漏えいインダクタンスは 非常に小さくなシ、更に、巻線がセンタタップを有し、電流が２つのターンの間 で切シ換えられた時に２次巻線の個々のターンが交互に導通した場合の用途に当 面は適している。

上記２つの巻線ユニット２４１と２４２Ｆｉそれぞれ第１３．１４．１５．１６ ．１７．２よび１８図に示したように１１１８手が異なっている。これによシ棚 法エクステンション２５１と２５４ｒｉ互いＫｌｗれた形になシ、巻線成端接続 部として用いられることになる。

嵌め合わせを連続的に構成すると、第１２図の構成は２回ターンから多重ターン に拡張できる。このような構成は当業者には容易に理解されるでろろう。

ＦＩＧ、　９　ＦＩＧ、　１０ ＦＩＧ、／θ　ＦＩＧ、１７ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔｉ：Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡＴ：０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ：’ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．変圧器であつて、 中央の巻心線周囲の第１および第２窓を備えた巻心と、前記第１および第２の窓 を通して螺合され、中央巻心を囲繞し、且つチャネル状断面を有した第１導体ユ ニツトと、 第１および第２窓を通して螺合され、中央巻心を囲繞し、且つチャネル状断面を 有した第２導体ユニツトとにより構成され、 前記第１および第２導体ユニツトの各々のチャネル断面の開放エツジと共に互い に隣接して位置づけられた前記第１および第２導体ユニツトは互いにほぼ隣接し 且つ該第１および第２導体ユニツトを互いから電気的に絶縁する手段を有し、更 に、 前記第１および第２導体ユニツトを電気的に直列に接続する導電機構と、更に、 前記中央の巻心線を囲繞し、且つ前記第１および第２導体ユニツトの各々のチャ ネル断面内に含まれる第３導体ユニツトとにより構成された変成器。 ２１前記第１および第２導体ユニツトは、第１導体ユニツトが第２導体ユニツト 内に嵌め合わされるように位置づけられた請求の範囲第１項に記載の変圧器。 ３．前記第１および第２導体ユニツトは、チャネル断面が閉路を形成するように 接合された請求の範囲第１項に記載の変圧器。 ４．各導体ユニツトは該ユニツトのチャネル断面を越えて延在する２つの棚状エ クステンションを備え、各ユニツトにおける１つの棚は前記ユニツトを直列に接 続して２回ターン巻線を形成するように動作する請求の範囲第２項および３項の いずれかに記載の変圧器。 ５．変圧器であつて、 中央巻心線周囲に第１および第２窓を備えた巻心と、前記第１および第２窓を通 して螺合された多重巻回導体からなり、且つ前記中央巻心を囲繞する第１巻線と 、前記第１および第２窓を通して螺合されて中央巻心線を囲繞し、且つチャネル 状断面を有した第１導体からなる第２巻線とにより構成され、 前記第１巻線が前記第１導体のチャネル断面内に位置づけられ、 前記第２導体は、前記第１巻線が該第２導体のチャネル断面内に配置されるよう に位置づけられ、更に、前記第１および第２導体を電気的に直列に接続して連続 する多重ターン第２巻線を形成する導体機構とにより構成された変圧器。 ６．前記第１および第２導体は互いにほぼ隣接し、該導体は２つのチャネル断面 から閉路を形成するように位置づけられ、且つ第１巻線は前記閉路内に完全に閉 鎖されてなる請求の範囲第５項に記載の変圧器。 ７．前記第１および第２導体は、該第１導体のチャネル断面の寸法が前記第２導 体のチャネル断面寸法以下となるように寸法が定められ、前記第１導体は前記第 ２導体内に嵌め合わされ、更に前記第１巻線は第１導体のチヤネル断面内に配置 されてなる請求の範囲第５項に記載の変圧器。 ８．前記第１および第２導体は導電材料の等しい断面積を有する請求の範囲第７ 項に記載の変圧器。 ９．変圧器であつて、 磁心と、 該磁心と相互に作用を及ぼすように巻回された第１および第２巻線とにより構成 され、 前記第１巻線が第１および第２導電要素を備え、各導電要素は前記磁心の１部を 囲繞するように巻回され、且つ細長い空所を有し、前記第１および第２導電要素 は互いに隣接する各々の空所と共に位置づけられてなる変圧器。 １０．前記磁心は２つの窓を分離する中央の磁心部と、前記２つの窓を通して螺 合され、且つ前記中央の磁心部を囲繞してなる請求の範囲第９項に記載の変圧器 。 １１．前記第１および第２導電要素は、前記第２巻線を含む閉路を形成する各々 の細長い空所と機械的に接合される請求の範囲第９項に記載の変圧器。 １２．前記第１導電要素は前記第２導電要素の細長い空所内に嵌め合わされ、且 つ前記第１導電要素の細長い空所は前記第２巻線を含む請求の範囲第９項に記載 の変圧器。 １３．前記細長い空所はチャネル状断面を有する請求の範囲第１１項および第１ ２項のいずれかに記載の変圧器。