JP2727462B2 - 電気巻線部品とその巻線方法 - Google Patents

電気巻線部品とその巻線方法

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、チョークコイルやトランスなどの電気巻
線部品とその巻線方法に関する。
「従来の技術」 第8図は従来例として示したチョークコイルの断面図
で、このチョークコイルは、鉄心巻線11aの両側に鍔11
b、11cを一体形成した鉄心11と、この鉄心11の鉄心巻線
部11aに巻線されたコイル12と、コイル12の巻始端と巻
終端を止着した端子ピン13、14とより構成されている。
コイル12は整列巻き、ガラ巻きなど各種の巻線方法によ
って形成されるが、特に、耐電圧、効率を高めることが
できる巻線方法として第9図に示した、いわゆる斜向重
ね巻きの方法が知られている。
この巻線方法は、鍔11bの立上り部に第1巻線P1を、
その上に第2巻線P2を巻回してから、第1巻線P1の横位
置に第3巻線P3を巻回す。続いて、第3巻線P3の横位置
に第4巻線P4を巻回した後、P5、P6・・・・の順序で巻
回し、以下同様にPnまで巻回す。
この巻線Pnが巻回された時点で、巻線P1、Pk、Pnを結
ぶ線にしたがって巻線断面の三角形層が形成されるか
ら、巻線Pnに引き続いて巻回す巻線をこの三角形層の対
角辺に沿って巻回し、図示する一点鎖線15のように巻線
ピッチを進めて巻線する。
「発明が解決しようとする課題」 上記のように巻線されたコイル12は、線間に表われる
電位差と分布容量が少なく、電気巻線部品の耐電圧と効
率を高める上に有利である。
しかしながら、上記したところの斜向重ね巻きは、巻
線崩れを伴い正確に巻線することが困難である。これ
は、鉄心巻線部11aの面上で線材が滑って位置ずれした
り、下層の巻線に乗らず滑り落ちたりするなど、巻線ピ
ッチが正確に斜向して進まないことに原因する。
巻線崩れが生ずると、低電圧部品の巻線と高電圧部分
の巻線とが接近することがあり、この場合、線間の電位
差が増大してコロナ放電や絶縁破壊を誘発する。
本発明は上記した課題を解決することを目的とする。
「課題を解決するための手段」 上記した目的を達成するため、本発明では、鉄心また
はボビンの鍔間に巻線する電気巻線部品の巻線方法にお
いて、巻線ピッチを一方向に進めるように巻線する往路
巻きと巻線ピッチを他方向に進めるように巻線する復路
巻きとを同じ巻回数として巻線する巻線工程を順次繰返
し、巻線工程を繰返す毎に一方向に向って一定の巻回数
単位の巻線数を増加させながら一方の鍔から所定の範囲
に巻線して第1巻線部を形成した後、往路巻きに対して
復路巻きを一定の巻回線単位の巻線数を減少させて巻線
する巻線工程を順次繰返し、上記第1巻線部と他方の鍔
との間の所定の範囲に第2巻線部を形成し、続いて、往
路巻きと復路巻きとを同じ巻回数で巻線する巻線工程を
順次繰返し、巻線工程を繰返す毎に他方向に向って一定
の巻回数単位の巻線数を減少させながら上記第2巻線部
と他方の鍔との間に巻線し第3巻線部を形成し、一方、
上記した各巻線工程では線径に比べて短い長さの巻線間
隔をおいて巻線することを特徴とする電気巻線部品の巻
線方法を提案する。
また、本発明では、上記した第1巻線部を形成した
後、第3巻線部を形成する巻線方法を提案する。
さらに、本発明では、上記した第1,第2,第3巻線部に
よって二次コイルを形成し、この二次コイルの上層また
は下層となるように巻線した整列巻線によって一次コイ
ルを形成した電気巻線部品を提案する。
「実施例」 次に本発明の実施例について図面に沿って説明する。
第1図は本発明の巻線方法を実施したチョークコイル
の簡略断面図であり、21は鉄心巻線部21aの両側に鍔21
b、21cを有する鉄心、22は鉄心巻線部21aに巻線形成し
たコイル、23、24はコイル22の巻始端と巻終端とを止着
した端子ピンである。
コイル22は一体の線材で連続巻線した第1巻線部22
a、第2巻線部22b、第3巻線部22cより形成してある。
第2図(a)は上記コイル22の巻線方法を示す説明図
である。
図示する如く、第1巻線部22aでは、鍔21bの内面最下
部より巻き始めて鍔21c方向に巻線した4ターンの巻線
ピツチの往路(往路巻き)と、引き続いてこの往路の上
に巻線して鍔21b方向に巻線ピッチを進めた4ターンの
復路(復路巻き)とによって巻線工程a1が行なわれて、
続いて、上記巻線工程a1の巻線の上に4ターン、鉄心巻
線部21aの上に4ターンの巻線をし、鍔21c方向に巻線ピ
ッチ往路を進めた8ターンの巻線と、この巻線の上に巻
線されて鍔21b方向に巻線ピッチ復路を進めた8ターン
の巻線とによって巻線工程a2が行なわれる。以下同様に
巻線工程が繰り返される毎に往路と復路とに4ターンの
単位巻線を増加させるようにa3、a4・・・・・・・anの
巻線工程が行なわれる。このようして巻線された第1巻
線部22aは、巻線Ta1、Tak、Tanを結ぶ線で囲まれた三角
形断面層として形成され、その斜辺部分が鉄心21の軸心
に対し一定の角度θをもつようになる。
なお、図面では、説明の便宜上各巻線工程を階段状に
示したが、実際に巻線された状態では、角度θのほぼ直
線的な傾斜辺22lの断面層として形成される。
第2巻線部22bは上記した三角形断面層の斜辺に沿っ
て巻線ピッチを進めるように巻線される。すなわち、三
角形断面層の斜辺に沿って巻線し、Tanより巻上げた復
路巻線はTb1とし、往路巻線に比べて4ターン少なくす
る。次に、コイル外周より鉄心巻線21aに向かって巻線
ピッチを進めた往路は鉄心巻線部21aに達したときに鍔2
1c方向に4ターンの巻線を増加する。(Tb2〜Tb3)。
続いて、この巻線はコイル外周方向に巻線ピッチを進
めて復路巻線が行われるが、この復路巻線は往路巻線に
比べ4ターン少なくする。(Tb3〜Tb4)。
このように巻線ピッチを進めることによって巻線工程
b1、b2が行なわれ、以下同様にb3、b4・・・・・bnの巻
線工程が順次行なわれる第2巻線部22bが形成される。
第3巻線部22cは、第1巻線部22aと同様に、各工程に
おいて往路と復路が同じ巻回数の巻線工程がc1、c2
c3、c4・・・・・cnのように繰返されるが、巻線工程毎
に巻線ピッチの往路と復路とが4ターンの巻線を減少す
るように巻線される。
つまり、この第3巻線部22cでは、往路と復路の路長
の鍔21cから鍔21bに向かって各巻線工程毎に4ターンの
巻線単位を減少させるようになっている。
このように巻線された第3巻線部22cは、図示するよ
うに三角形断面層の巻線として形成される。第2図
(b)は上記のように巻線するときの巻線間隔S2を示
す。
すなわち、この実施例では、線径S1の1/2、 とするように、線芯間の距離S3を1.5S1として巻線して
ある。ただ、巻線間隔S2については、傾斜角θや線の太
さなどを考慮して0<S2<S1の範囲で定めることが好ま
しい。なお、Xは4ターンの巻線単位を示す。
コイル22は上記したように巻線されるが、実際には、
下層のコイル線間に上層のコイル線が部分的に落ち込む
ため、下層コイルの各線の直上に上層コイルの各線が位
置するようにはならない。したがって、巻線ピッチの進
路を段階状に示してあるが、この進路は鉄心21の軸心に
対して角度θをもった傾斜進路となる。
このように巻線したコイル22は、第1巻線部22aに巻
線崩れがほとんど発生しないため、この巻線部22aが正
確な三角形断面層として形成される結果、第2巻線部22
b、第3巻線部22cに巻線崩れが起らない。
なお、鉄心巻線部21aの巻線滑りを防止するため、こ
の巻線部21a表面を部分的に細かい凹凸面としたり、粗
面のテープを鉄心巻線部21aに巻付ける等の手段を設け
ると効果的である。
また、巻線崩れは巻線ピッチの進路の角度θを小さく
する程起り難くなるが、反面、この角度θを小さくする
程線間に表われる電位差と分布容量とが増加することに
なる。
一方、この進路に関する角度θは、繰返される巻線工
程の巻回数増加割合によって決まる。すなわち、上記実
施例では、第1巻線部22aの巻線工程が繰返される毎に
往復路共に4ターンの巻回数単位Xで増加させてある
が、この巻回数単位Xを小さく選べば角度θが大きくな
り、この単位を大きく選べばこの角度θが小さくなる。
この結果、角度θを大きくして巻線ピッチの進路勾配
を急にするほど有利となるが、巻線崩れを考慮して上記
巻回数単位Xの巻回数を定めることが好ましい。
第3図は上記したコイル22の巻線ピッチ進路を示した
説明図であり、この図の如く、第1巻線部22aでは各巻
線工程毎に鍔21bから鍔21cに向かって一定の巻回数単位
Xが増加し、第2巻線部22bでは各巻線工程の復路が往
路に対して巻回数単位Xだけ減少し、また、第3巻線部
22cでは各巻線工程毎に鍔21cから鍔21bに向かって一定
の巻回数単位Xが減少している。
なお、上記実施例ではチョークコイルについて説明し
たが、トランスとして実施する場合には、第1巻線部22
aを一次コイル、第2巻線部22b、第3巻線部22cを二次
コイルとして構成したり、或は、コイル22を二次コイル
としてその下層または上層となるようにして整列巻きの
一次コイルを設ける。また、上記したようなコイルは鉄
心21に直巻きせずに、ボビンに巻線する構成としてもよ
い。
第4図はトランスに本発明を実施した一例で、同形の
2つのE形鉄心25a、25b、ボビン26、コイル27、端子ピ
ン28、29より構成してある。
そして、このトランスのコイル27は上記実施例のコイ
ル22と同様に巻線してあり、第1巻線部27aが一次コイ
ル、第2巻線部27b及び第3巻線部27cとが二次コイルと
なっている。
このようなトランスのコイル27は第5図に示した如
く、第1巻線27aと第3巻線部27cとによって構成するこ
ともできる。第6図はこのように構成した場合の巻線ピ
ッチの進路を示している。
第7図は第1巻線部27aと第3巻線部27cとの間に整列
巻き、或は不整列巻きの第2巻線部30を設けたトランス
の実施例であり、その他は第4図実施例と同様である。
以上、各実施例について説明したが、本発明は鉄心を
備えない電気巻線部品についても同様に実施することが
できる。
「発明の効果」 上記した通り、本発明に係る巻線方法は、一定の巻回
数単位で順次増加し、また減少させた巻線工程を繰返
し、或いは、往路に対して復路の巻回数を一定の巻回数
単位で減少させた巻線工程を順次繰返す一方、所定の巻
線間隔を保って巻線するため、鉄心またはボビンの軸心
に対して傾斜巻きする、いわゆる、斜向重ね巻きのコイ
ルが巻線崩れなく、正確な順序と方向にしたがって巻線
することができ、その上、巻回数単位を変えて巻線ピッ
チの進路角度を調整し、電気巻線部品の耐電圧、効率を
最も高めるコイルとして巻線することができる。
この結果、上記した巻線方法によって二次コイルを形
成し、整列巻きによって一次コイルを形成することによ
り、耐電圧と効率の高いトランスとしての電気巻線部品
を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の巻線方法を実施したチョークコイルの
簡略的な断面図、第2図(a)は上記チョークコイルの
巻線方法を示す説明図、第2図(b)は巻線間隔を示す
説明図、第3図は巻線ピッチの進路を示した説明図、第
4図は本発明の巻線方法による第1、第2、第3巻線部
によってコイル巻線したトランスの実施例を示す簡略断
面図、第5図は第1、第3巻線部によってコイル巻線し
たトランスの実施例を示す簡略断面図、第6図は第5図
実施例の巻線ピッチの進路を示す説明図、第7図は第2
巻線部を整列巻き、或は不整列巻きとした第4図実施例
同様のトランスの簡略断面図、第8図は従来例として示
したチョークコイルの断面図、第9図は従来の巻線方法
を示す説明図である。 21……鉄心 21b、21c……鍔 22……コイル 22a……第1巻線部 22b……第2巻線部 22c……第3巻線部 25……鉄心 26……ボビン 27……コイル 27a……第1巻線部 27b……第2巻線部 27c……第3巻線部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄心またはボビンの鍔間に巻線する電気巻
    線部品の巻線方法において、巻線ピッチを一方向に進め
    るように巻線する往路巻きと巻線ピッチを他方向に進め
    るように巻線する復路巻きとを同じ巻回数として巻線す
    る巻線工程を順次繰返し、巻線工程を繰返す毎に一方向
    に向って一定の巻回数単位の巻線数を増加させながら一
    方の鍔から所定の範囲に巻線して第1巻線部を形成した
    後、往路巻きに対して復路巻きを一定の巻回線単位の巻
    線数を減少させて巻線する巻線工程を順次繰返し、上記
    第1巻線部と他方の鍔との間の所定の範囲に第2巻線部
    を形成し、続いて、往路巻きと復路巻きとを同じ巻回数
    で巻線する巻線工程を順次繰返し、巻線工程を繰返す毎
    に他方向に向って一定の巻回数単位の巻線数を減少させ
    ながら上記第2巻線部と他方の鍔との間に巻線し第3巻
    線部を形成し、一方、上記した各巻線工程では線径に比
    べて短い長さの巻線間隔をおいて巻線することを特徴と
    する電気巻線部品の巻線方法。
  2. 【請求項2】鉄心またはボビンの鍔間に巻線する電気巻
    線部品の巻線方法において、巻線ピッチを一方向に進め
    るように巻線する往路巻きと巻線ピッチを他方向に進め
    るように巻線する復路巻きとを同じ巻回数として巻線す
    る巻線工程を順次繰返し、巻線工程を繰返す毎に一方向
    に向って一定の巻回数単位の巻線数を増加させながら一
    方の鍔から所定の範囲に巻線して一方の巻線部を形成し
    た後、巻線工程を繰返す毎に他方向に向って一定の巻回
    数単位の巻線数を減少させながら上記一方の巻線部と他
    方の鍔との間に巻線し他方の巻線部を形成し、一方、上
    記した各巻線工程では線径に比べて短い長さの巻線間隔
    をおいて巻線することを特徴とする電気巻線部品の巻線
    方法。
  3. 【請求項3】鉄心またはボビンの鍔間に一次、二次コイ
    ルを巻線する電気巻線部品において、巻線ピッチを一方
    向に進めるように巻線する往路巻きと巻線ピッチを他方
    向に進めるように巻線する復路巻きとを同じ巻回数とし
    て巻線する巻線工程を順次繰返し、巻線工程を繰返す毎
    に一方向に向って一定の巻回数単位の巻線数を増加させ
    ながら一方の鍔から所定の範囲に巻線して第1巻線部を
    形成した後、往路巻きに対して復路巻きを一定の巻回数
    単位の巻線数を減少させて巻線する巻線工程を順次繰返
    し、上記第1巻線部と他方の鍔との間の所定の範囲に第
    2巻線部を形成し、続いて、往路巻きと復路巻きとを同
    じ巻回数で巻線する巻線工程を順次繰返し、巻線工程を
    繰返す毎に他方向に向って一定の巻回数単位の巻線数を
    減少させながら上記第2巻線部と他方の鍔との間に巻線
    し第3巻線部を形成し、さらに、上記した各巻線工程で
    は線径に比べて短い長さの巻線間隔をおいて巻線してな
    る二次コイルと、上記二次コイルの上層または下層とな
    るように巻線した整列巻線からなる一次コイルを備えた
    ことを特徴とする電気巻線部品。
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