JP2007201235A - シート巻線及びシート巻線変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属シート間の間隔を決める際の障害とならず、容易に分離しないリード線を備えたシート巻線およびシート巻線変圧器を提供する。
【解決手段】 銅板を軸の周りに巻いて巻線を形成するときに、この巻線から突出した突出部分３が軸に平行な方向に形成されるようにこの銅板を切削する。例えば、この突出部分３が複数形成されるようにこの銅版を切削するものとする。ここで、この複数の突出部分３が突出する方向は、軸方向について、同じでも良いし、逆でも良い。このようにして切削された銅板に、絶縁性を有する絶縁シートを重ねて、軸の周りに巻いて、シート巻線が形成される。この突出部分３はシート巻線を構成する銅板の一部分であるため、電導性を有しており、この突出部分３からこのシート巻線に電流を供給する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シート巻線及びシート巻線変圧器に関する。

近年、電気機器の高機能化が進み、電気機器に用いられる部品数が増加する傾向にある。これに伴い、これらの部品に電流を供給する電源の電流供給能力を増大させる必要がある。しかしながら、従来のフェライトコアに電線を巻きつけた巻線方式の変圧器では、巻線に流すことができる電流値が小さく、小電流は供給できるが、大電流の供給は困難であった。

従来、変圧器に、巻線に代えてシート巻線を用い、このシート巻線を用いた変圧器から出力される電流を供給する電源が存在する。この電源によれば、シート巻線に大電流を流すことができることから、大電流を電気機器に供給することができる。

しかしながら、シート巻線は、形状の自由度が小さく、リード線を固定して外部端子と接続するのは困難であった。

従来のシート巻線変圧器の巻線は、内側に２次シート巻線、外側に１次シート巻線が絶縁体を介して配設され、この２次シート巻線の口出リード線と、１次シート巻線の口出リード線がそれぞれ引出されている。金属シートと口出リード線を容易に接合するには口出リード線を板状とすることが製作上好ましいが、口出リード線の厚さまたは幅が大きい場合、絶縁のための巻線間の距離が大きくなる。また、例えば、２次シート巻線の場合、立上りの口出リード線は円周に沿ってハの字形にそれぞれ接線方向を向く。このためそのまま立上げて中身締付金具からの絶縁支持構造材で支持すると中身締付金具と立上がってきた口出リード線が平行とならず捩れているので強固に固定できない。

上述のように、金属シートと口出リード線を接合するには、口出リード線を板状とすることが好ましいが、立上がりの口出リード線は円周に沿ってハの字形にそれぞれのリードが接線方向を向き、中身締付金具の支持材と立上がってきた口出リード線が平行とならず、捩じられて強固に固定できない、大容量変圧器の大電流巻線では電線（金属シート）断面積が大きく、巻線巻回時の張力も大きくなるためリードを巻線始点に固定しにくい、大電流の巻線においては巻線端部の漏れ磁束によりリード部の発生損失が大きくなり局部加熱する可能性があるなどの問題点があった。

このような問題点に鑑み、従来、口出リード線を巻線軸上下両方向に引出すように金属シートに接続し、口出リード線の切欠部に巻線機のリード固定用ホルダーに挿入して巻回作業を開始するようにし、さらに、口出リード線を分割し、口出リード線支持部にテーパークッションを設け、シールドリングを部分的にポルスター絶縁とすることによりコンパクトな変圧器とするシート巻線変圧器が提案されていた（特許文献１参照）。
実用新案登録第２５７４２３０号公報

しかしながら、このシート巻線変圧器は、金属シートと絶縁シートとを重ね合わせて巻回し、その両端部に口出リード線を巻線軸方向に引出して金属シートに接続してなるシート巻線変圧器において、前記口出リード線を複数に分割し、各口出リード線の両側面にテーパークッションを当て、更にその外側に支持材を配設して、該支持材を両側から締付手段により締付けて口出リード線を固定支持するようにしたことを特徴とするものであった。

このため、口出リード線は、巻線軸方向に引出して金属シートに接続されたものであり、金属シートを確実に固定できず、分離することがあった。さらに、口出リード線の厚みが金属シート間の間隔を決める際の障害となる場合があるという課題が存在していた。

そこで、本発明は金属シート間の間隔を決める際の障害とならず、容易に分離しないリード線を備えたシート巻線およびシート巻線変圧器を提供することを目的とする。

前記課題に鑑み、本発明は、絶縁シートと重ねられてなる金属シートが巻かれてなるシート巻線において、金属シートがシート巻線の巻軸と平行に形成された突出部分を有し、シート巻線の突出部分を除く部分から、突出部分が巻軸と平行に突出してなる。

さらに、本発明は、突出部分が金属シートに複数形成され、突出部分を除くシート巻線の断面のうち、突出部分が前記巻軸に垂直な断面に対して同じ側に形成されてなる。

さらに、本発明は、突出部分がシート巻線のリード線を形成してなる。

さらに、本発明は、金属シートが銅板で形成されてなる。

さらに、本発明は、これらのシート巻線を用いて構成されるシート巻線変圧器である。

本発明によれば、シート巻線に突出部分を設け、この突出部分をリード線とすることができる。このため、シート巻線とリード線とを一体に形成することができる。このため、シート巻線とリード線とを同一の板状部材から形成できるので、シート巻線を巻いてコイルを形成するとき、リード線の厚みによってシート巻線の間隔が制限されず、シート巻線の間隔を任意に設定することができる。

図１は、本発明のシート巻線の一例を示す図面である。このシート巻線は銅板からなる金属シート１と絶縁性を有する絶縁シート５とが重ね合わされた状態で、巻かれることにより形成される。図１に示す絶縁シート５は、金属シート１と分離可能なものであるが、金属シート１の表面に絶縁部分を設け、金属シート１と絶縁シート５とを一体に形成しても良い。

このシート巻線を巻くときには、必ずしも巻軸となる軸部材を設ける必要はないが、軸部材を設ける場合には、軸部材に設けた突起に、金属シート１の端部に設けた切り欠き部４を引っ掛けて、金属シート１の端部を固定し、金属シート１をこの軸部材の周りに巻きつけてシート巻線を形成する。ここで、金属シート１は、例えば、銅板を切削（例えば、プレス加工）して形成される。

この金属シート１の形成方法について説明する。まず、長方形の帯状の銅板を用意する。この銅板は、切削して巻線として用いられるものであるため、厚い銅板では柔軟性に欠けることから巻くのが困難であり、薄い銅板では耐久性が劣る。このため、０．５ミリメートルから１．５ミリメートル程度の厚さの銅板が用いられる。本形態では、０．８ミリメートルの厚さの銅板を用いるものとする。

そして、この金属シート１を絶縁シート５と重ねて巻いてシート巻線を形成するときに、このシート巻線から突出する突出部分３が巻軸に平行な方向に形成されるように、この銅板を切削する。本形態では、突出部分３と同じ形状の突出部分が複数形成されるようにこの銅板を切削するものとする。ここで、突出部分３と他の突出部分が突出する方向は、巻軸方向と、同じでも良いし、逆でも良い。このようにして切削された銅板に、絶縁シート５を重ねて、巻軸の周りに巻いて、シート巻線が形成される。この突出部分３はシート巻線を構成する銅板の一部分であるため、電導性を有しており、この突出部分３からこの金属シート１に電流を供給することができる。すなわち、この突出部分３をこのシート巻線に対するリード線とすることができる。ここで、この金属シート１は、銅板を巻いて形成されたものであるため、断面積が大きく、このシート巻線に大電流を流すことができる。

この突出部分３と、金属シート１のこの突出部分３を除く部分とは一体の銅板であるから、この突出部分３をこのシート巻線に対するリード線として用いるときには、別途、リード線を金属シート１に接続する場合に比べて、接続状態は安定する。このとき、切り欠き部４は、電流の流路から外れるが、電流の流路と一体となって形成されているので、金属シート１に発生した熱が伝導し、この切り欠き部４から放熱される。

また、突出部分２を金属シート１に設けて、金属シート１の幅に比べて絶縁シート５の幅を広くすることができる。この場合、絶縁シート５のうち、金属シート１と重ならない部分は、突出部分２によって支えられ、突出部分２と同一形状の部分を複数形成して金属シート１と比べて幅の広い絶縁シート５を用いてシート巻線を形成することができる。このように絶縁シート５に幅の広い絶縁シートを用いることにより、シート巻線における金属シート１間の絶縁性を高めることができる。

図２は、金属シート１が巻かれた状態を示す図である。金属シート１には、突出部分３と同一形状の部分が特定の間隔で設けられ、この突出部分３を金属シート１が巻かれたときに金属シート１の巻数、内径、外径を決める指標とすることができる。

また、このシート巻線を用いて変圧器を形成する場合には、大電流用の変圧器を形成することができる。本形態では、金属シート１の材料として、銅板を用いたが、電導性のある材料であれば銅板に限られるものではない。

本発明によれば、シート巻線を構成する金属プレートとリード線とを一体に形成することができる。このため、リード線と金属プレートとの接続が安定する。さらに、金属プレートの幅より広い幅の絶縁シートを用いて変圧器を構成できるので、金属プレート間の絶縁性に優れた変圧器を構成することができる。また、金属プレートには大電流を流すことができるため、大電流用の変圧器に利用することができる。このように、本発明は、大電流を要する電気機器への利用可能性を有する。

本発明の発明を実施するための最良の形態にかかるシート巻線を示す図 金属シートが巻かれた状態を示す図

符号の説明

１ 金属シート
２，３ 突出部分
４ 切り欠き部
５ 絶縁シート

Claims (5)

1. 絶縁シートと重ねられてなる金属シートが巻かれてなるシート巻線において、前記金属シートが前記シート巻線の巻軸と平行に形成された突出部分を有し、前記シート巻線の前記突出部分を除く部分から、前記突出部分が前記巻軸と平行に突出してなる、シート巻線。
2. 前記突出部分が前記金属シートに複数形成され、前記突出部分を除く前記シート巻線の断面のうち、前記突出部分が前記巻軸に垂直な断面に対して同じ側に形成されてなる、請求項１に記載のシート巻線。
3. 前記突出部分が前記シート巻線のリード線を形成してなる、請求項１または請求項２のいずれかに記載のシート巻線。
4. 前記金属シートが銅板で形成されてなる、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシート巻線。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシート巻線を用いて構成されるシート巻線変圧器。