JPH06215966A - 計器用変圧器の１次コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】巻線機を停止させることなく連続的に巻回する
ことができる計器用変圧器の１次コイルを提供する。 【構成】レヤー絶縁層１２ａ，１２ｂ，…と単位コイル
１３ａ，１３ｂ，…とを交互に同心的に積層し、レヤー
絶縁層の終端部に電線移動防止用絶縁層１４ａ，１４
ｂ，…を形成して１次コイルを形成する。レヤー絶縁層
及び電線移動防止用絶縁層は、コイルの巻回幅よりも幅
が狭い絶縁テープ１６を巻回することにより形成する。
１つのレヤー絶縁層と電線移動防止用絶縁層とを形成す
るために必要な絶縁テープのターン数を単位コイルのタ
ーン数に等しくし、電線１７と絶縁テープ１６とを同時
に巻回して、単位コイルとレヤー絶縁層及び電線移動防
止用絶縁層とを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計器用変圧器の１次コ
イルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】計器用変圧器の１次コイルは、例えば図
４に示したように、１次巻形１の外周に円筒状に巻回さ
れた多数の単位コイル２，２，…を、それぞれの内周側
にレヤー絶縁層３，３，…を配置した状態で同心的に積
層した構造を有する。

【０００３】従来のこの種のコイルでは、図５に示した
ように、コイルの巻回幅よりも大きな幅寸法を有する絶
縁フィルム４を所定の厚さが得られるまで巻回すること
により各レヤー絶縁層３を形成し、該レヤー絶縁層の外
周に電線５を円筒状に巻回することにより各単位コイル
２を形成していた。またコイルを構成する電線５が移動
してレヤー絶縁層の端部からはみ出すのを防止するた
め、各レヤー絶縁層３の両端に電線５の径にほぼ等しい
厚さの絶縁テープを巻き付けて該絶縁テープをレヤー絶
縁層３に貼り付けることにより、電線移動防止用絶縁層
７を形成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の計器用変圧器の
１次コイルでは、１層の単位コイルを巻回する毎に、コ
イルの巻回作業を中断し、巻形を低速回転させて絶縁フ
ィルム４を単位コイルの外周に巻き付けてレヤー絶縁層
３を形成した後、該レヤー絶縁層の一端の外周に絶縁テ
ープを巻き付けて電線移動防止用絶縁層７を形成する必
要があった。また各単位コイルをレヤー絶縁層の他端付
近まで巻回したところで巻線機を一旦停止させ、巻形を
低速回転させてレヤー絶縁層の端部外周に絶縁テープを
巻き付けることにより、電線移動防止用絶縁層７を形成
する必要があった。

【０００５】このように、従来の計器用変圧器の１次コ
イルでは、各レヤー毎に巻線機を２回停止させる必要が
あったため、巻線作業の能率が悪いという問題があっ
た。また従来の１次コイルでは、絶縁材料として、レヤ
ー絶縁層を構成する絶縁フィルムの外に、電線移動防止
用絶縁層を構成する絶縁テープを必要とするため、電線
の外に２種類の絶縁材料を管理することが必要になり、
材料の管理が面倒であった。

【０００６】本発明の目的は、１種類の絶縁材料を用い
るだけでレヤー絶縁層及び電線移動防止用絶縁層を形成
することができる計器用変圧器の１次コイルを提供する
ことにある。

【０００７】本発明の他の目的は、巻線機を停止させる
ことなく、各単位コイルの巻回とレヤー絶縁層の形成と
を連続的に行うことができるようにした計器用変圧器の
１次コイルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の単位コ
イルをそれぞれの内周側にレヤー絶縁層を配置して同心
的に積層し、レヤー絶縁層の端部側にコイルを構成する
電線の移動を防止するための電線移動防止用絶縁層を設
けた計器用変圧器の１次コイルに係わるものである。

【０００９】本発明においては、コイルの軸線方向寸法
よりも十分短い幅寸法を有する絶縁テープを所定の重な
り代で重合させて軸線方向に沿って巻回することにより
レヤー絶縁層を形成し、該レヤー絶縁層の終端部側で絶
縁テープを所定の厚さが得られるまで巻回することによ
り、電線移動防止用絶縁層を形成する。

【００１０】各レヤー絶縁層と各レヤー絶縁層の終端部
側に設ける電線移動防止用絶縁層とを形成するために必
要な絶縁テープのターン数は、各レヤー絶縁層に対応す
る単位コイルのターン数に等しく設定する。

【００１１】

【作用】上記のように、絶縁テープを巻回することによ
りレヤー絶縁層及び電線移動防止用絶縁層を形成するよ
うにし、各レヤー絶縁層と各レヤー絶縁層の終端部側に
設ける電線移動防止用絶縁層とを形成するために必要な
絶縁テープのターン数を、各レヤー絶縁層に対応する単
位コイルのターン数に等しく設定すると、レヤー絶縁層
及び電線移動防止用絶縁層と各単位コイルとを連続的に
巻回することができるため、巻線作業能率を向上させる
ことができる。また絶縁材料としては１種類の絶縁テー
プを用意すればよいため、材料の管理を容易にすること
ができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明実施例を示したもので、同図に
おいて１１は円筒状に形成された１次巻形、１２ａは１
次巻形１１の外周に巻回された第１層目のレヤー絶縁
層、１３ａはレヤー絶縁層１２ａの外周に巻回された第
１層目の単位コイルである。また１２ｂは第１層目の単
位コイルの外周に巻回された第２層目のレヤー絶縁層、
１３ｂは第２層目のレヤー絶縁層１２ｂの外周に巻回さ
れた第２層目の単位コイル、１２ｃは第２層目の単位コ
イル１３ｂの外周に巻回された第３層目のレヤー絶縁
層、１３ｃはレヤー絶縁層１２ｃの外周に巻回された第
３層目の単位コイルである。以下同様に、レヤー絶縁層
と単位コイルとが交互に積層されて所定のターン数の１
次コイル１０が形成される。

【００１３】また１４ａはレヤー絶縁層１２ａの終端部
側に形成された電線移動防止用絶縁層、１４ｂはレヤー
絶縁層１２ｂの終端部側に形成された電線移動防止用絶
縁層であり、これらの電線移動防止用絶縁層１４ａ，１
４ｂ，…により、単位コイルを構成する電線が移動して
レヤー絶縁層の端部からはみ出すのが防止されている。

【００１４】本発明においては、コイルの巻回幅（軸線
方向長さ）よりも十分に短い幅寸法を有する絶縁テープ
１６を所定の重ね代ｒでラップさせながら巻形の軸線方
向に巻回することによりレヤー絶縁層１２ａ，１２ｂ，
…が形成され、レヤー絶縁層の終端部側で絶縁テープ１
６を所定の厚さが得られるまで巻回することにより電線
移動防止用絶縁層１４ａ，１４ｂ，…が形成される。レ
ヤー絶縁層及び電線移動防止用絶縁層は、レヤー絶縁層
１２ａ→電線移動防止用絶縁層１４ａ→レヤー絶縁層１
２ｂ→電線移動防止用絶縁層１４ｂ→レヤー絶縁層１２
ｃ→…の順に連続的に形成される。また単位コイル１３
ａ，１３ｂ，…は絶縁テープの巻回と並行して電線１７
を円筒状に巻回することにより順次巻回される。

【００１５】ここでレヤー絶縁層１２ａ及び電線移動防
止用絶縁層１４ａを形成するために必要な絶縁テープの
ターン数を単位コイル１３ａのターン数に等しくし、電
線の巻回よりも絶縁テープの巻回を先行させて（電線の
トラバース速度よりも絶縁テープのトラバース速度を速
くして）、電線移動防止用絶縁層１４ａの巻回を終了し
た時点で単位コイル１３ａの最終ターンの巻回が終了す
るように絶縁テープの重ね代ｒ（絶縁テープの送りピッ
チ）を設定しておくことにより、単位コイル１３ａの巻
回作業と、レヤー絶縁層１２ａ及び電線移動防止用絶縁
層１４ａの巻回作業とを同時に並行して進めることがで
きる。同様に、レヤー絶縁層１２ｂ及び電線移動防止用
絶縁層１４ｂを形成するために必要な絶縁テープのター
ン数を単位コイル１３ｂのターン数に等しくし、電線移
動防止用絶縁層１４ｂの巻回を終了した時点で単位コイ
ル１３ｂの最終ターンの巻回が終了するようにすること
により、単位コイル１３ｂの巻回作業と、レヤー絶縁層
１２ｂ及び電線移動防止用絶縁層１４ｂの巻回作業とを
同時に並行させて進めることができる。図示の例では、
絶縁テープの重なり代ｒを絶縁テープの幅のほぼ２／３
としている。

【００１６】上記の１次コイル１０を巻回する際には、
先ず巻形１１を巻線機のドラムに取り付け、巻形１１の
一端側の図示のＰ1 位置に絶縁テープ１６の先端を固定
し、該絶縁テープの上の所定位置Ｑ1 に電線１７の先端
を固定する。次いで巻線機のドラムを回転させ、絶縁テ
ープ１６及び電線１７を巻形１１の他端側に（軸線方向
に）トラバースさせて、レヤー絶縁層及び単位コイルを
同時に巻回していく。この場合、絶縁テープのトラバー
スを電線のトラバースよりも先行させ、絶縁テープ１６
を図示のＰ2 の位置まで巻回したところでレヤー絶縁層
１２ａを完成する。次いで絶縁テープをＰ3 位置まで所
定の重ね代ｒだけトラバースさせたところで絶縁テープ
のトラバースを停止させ、その位置で絶縁テープ１６を
所定のターン数巻回して、単位コイルのほぼ２層分に相
当する厚さの電線移動防止用絶縁層１４ａを形成する。
この絶縁層１４ａの巻回が終了したところで電線がＱ2
位置に達して単位コイル１３ａの巻回が終了する。次い
で絶縁テープを電線移動防止用絶縁層１４ａの巻回終了
位置Ｐ4 位置から巻形１１の他端側にトラバースさせ、
同時に電線１７をＱ3 位置に移行させて、該電線１７を
絶縁テープと同方向（図１の左側）に、絶縁テープより
も遅い速度でトラバースさせることにより、レヤー絶縁
層１２ｂの巻回と単位コイル１３ｂの巻回とを同時に進
めていく。絶縁テープをＰ5 位置まで巻回したところで
レヤー絶縁層１２ｂの巻回を終了し、更に絶縁テープを
Ｐ6 の位置までトラバースさせたところで絶縁テープの
トラバースを停止させ、その位置で絶縁テープを所定タ
ーン数巻回することにより、電線移動防止用絶縁層１４
ｂを巻回する。絶縁テープが絶縁層１４ｂの巻回終了位
置Ｐ7 に達したところで電線がＱ4 位置に達して単位コ
イル１３ｂの巻回が終了する。次いで絶縁テープを巻形
１１の他端側（図１の右側）にトラバースさせ、電線を
Ｑ5 位置に移行させて、レヤー絶縁層１２ｃの巻回と単
位コイル１３ｃの巻回とを同時に進行させる。絶縁テー
プがＰ8 の位置に達したところでレヤー絶縁層１２ｃの
巻回を終了し、絶縁テープを更にＰ9 位置までトラバー
スさせた位置で所定ターン数巻回することにより電線移
動防止用絶縁層１４ｃを巻回する。この絶縁層１４ｃの
巻回が終了した時点で電線をＱ6 位置に到達させて単位
コイル１３ｃの権威を終了する。以下同様の操作を繰り
返すことにより、更に外周側のレヤー絶縁層及び電線移
動防止用絶縁層と単位コイルとを同時に巻回していく。

【００１７】尚図１においては、絶縁テープ１６の厚さ
を誇張して図示しているため、各層の単位コイルの端部
位置で電線の位置が径方向の内側に大幅に偏位している
が、実際には、絶縁テープは電線１７の径に比べて十分
に薄いため、単位コイルの端部位置での電線の偏位は僅
かである。また図１においては、分かり易くするため、
電線移動防止用絶縁層１４ａ及び１４ｂと巻形１１との
間、及び電線移動防止用絶縁層１４ａと１４ｃとの間に
隙間が形成されているが、これらの隙間は実際には殆ど
形成されない。

【００１８】上記の実施例では、絶縁テープを巻形の軸
線方向に0.5 往復移動させることにより１層のレヤー絶
縁層を形成したが、一般に絶縁テープを巻形の軸線方向
にｋ＋0.5 往復（ｋ＝０，１，２，３，…）させること
により、必要な厚さのレヤー絶縁層を形成することがで
きる。例えば、絶縁テープを巻形の軸線方向に0.5 往復
させただけではレヤー絶縁層の厚さが不足する場合に
は、絶縁テープを巻形の軸線方向に1.5 往復させること
により１つのレヤー絶縁層を形成するようにすることが
できる。この場合、絶縁テープを巻形の軸線方向に1.5
往復させたところで１つのレヤー絶縁層を形成し、その
レヤー絶縁層の端部位置で引き続き絶縁テープを所定の
ターン数巻回することにより電線移動防止用絶縁層を形
成する。この場合も、絶縁テープの巻回と電線の巻回と
を同時にスタートさせて、電線移動防止用絶縁層の巻回
が終了したところで、単位コイルの巻回が終了するよう
にするのは上記実施例と同様である。

【００１９】尚ｋを１以上として、絶縁テープをｋ＋0.
5 往復させてレヤー絶縁層を形成する場合には、必然的
に、絶縁テープが電線のトラバース方向と逆方向にトラ
バースする過程が存在し、その過程では絶縁テープと電
線とが所定の回数交差することになる。図２は電線１７
を矢印Ａ1 方向に巻回していく過程で、絶縁テープ１６
と電線１７とが交差する様子を示したものである。図２
の例では、絶縁テープ１６を所定の重なり代でラップさ
せながら、絶縁テープ１６と電線１７とを図の左端部側
から右端側に向って（矢印Ａ1 方向に）巻回していき、
絶縁テープがレヤー絶縁層の終端位置（図２の右端）に
達したところで折り返して、今度は絶縁テープを矢印Ａ
2 方向に巻回していく。絶縁テープを矢印Ａ2 方向に巻
回していく過程で、絶縁テープがＰ点に達したときに、
絶縁テープ１６と電線１７とが交差する。

【００２０】図２には示してないが、絶縁テープが１往
復したところで再び折り返して、絶縁テープを図２の右
側に巻回していく。この過程では、絶縁テープの巻回方
向と電線の巻回方向とが同一となるが、絶縁テープのト
ラバースの方が電線のトラバースよりも速いため、途中
で絶縁テープ１６が電線１７を追い越し、絶縁テープが
丁度1.5 往復したところでレヤー絶縁層の巻回が終了す
る。その後絶縁テープを同じ位置で所定のターン数巻回
することにより、電線移動防止用絶縁層を形成する。こ
の電線移動防止用絶縁層の巻回が終了したところで、単
位コイルの巻回が完了するように、単位コイルのターン
数に応じて、絶縁テープの重なり代ｒを設定する。

【００２１】今、電線の直径をＤ、絶縁テープの厚みを
ｄとすると、電線移動防止用絶縁層を形成するために必
要な絶縁テープのターン数Ｎ1 はほぼ２Ｄ／ｄに等しく
なる（図３参照）。また１レヤーに巻回する単位コイル
のターン数をＮo とすると、単位コイルの巻回幅はＤ×
Ｎo となる。また絶縁テープの幅をＷとすると、絶縁テ
ープのトラバース幅はほぼＤ×Ｎo ＋Ｗとなる。ここで
絶縁テープの送りピッチをΔｘとなすると、１つのレヤ
ー絶縁層を形成するために必要な絶縁テープのターン数
は、（Ｄ・Ｎo ＋Ｗ）／Δｘとなる。

【００２２】従って、１つの単位コイルを巻回する過程
で絶縁テープをｋ＋0.5 往復させるものとすると、（ｋ
＋0.5 ）（Ｄ・Ｎo ＋Ｗ）／Δｘ＝Ｎo −Ｎ1 となるよ
うに送りピッチΔｘを設定してやれば、電線と絶縁テー
プとを同時に連続的に巻回して、単位コイルと、レヤー
絶縁層と、電線移動防止用絶縁層とを並行して巻回して
いくことができる。

【００２３】尚、上記の実施例において、絶縁テープに
部分的に粘着剤を付着させておくと、絶縁テープどう
し、及び絶縁テープと電線とを固定することができるた
め、機械的に強固な１次コイルを得ることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、絶縁テ
ープの重なり代（送りピッチ）を適当に設定することに
より、電線と同じ巻回数で、レヤー絶縁層と電線移動防
止用絶縁層とを形成できるため、巻線機を停止させるこ
となく多層の１次コイルを連続的に巻回することができ
る。従って巻線作業全体の自動化を容易にすることがで
き、巻線作業能率を大幅に向上させることができる。ま
た絶縁材料として１種類の絶縁テープを用意すればよい
ため、材料の管理を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部の構成を概略的に示した
断面図である。

【図２】巻線作業の過程で絶縁テープと電線とを交差さ
せた状態を示した説明図である。

【図３】本発明の実施例におけるコイルの巻回幅と絶縁
テープの巻回幅との関係を示した説明図である。

【図４】従来の計器用変圧器の１次コイルの構成を示し
た要部の断面図である。

【図５】図４の１次コイルの一部を拡大して示した断面
図である。

【符号の説明】

１０ １次コイル １１ １次巻形 １２ａ，１２ｂ レヤー絶縁層 １３ａ，１３ｂ 単位コイル １４ａ，１４ｂ 電線移動防止用絶縁層 １６ 絶縁テープ １７ 電線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の単位コイルをそれぞれの内周側に
   レヤー絶縁層を配置して同心巻きした構造を有し、レヤ
   ー絶縁層の端部側には、コイルを構成する電線の移動を
   防止するための電線移動防止用絶縁層が設けられている
   計器用変圧器の１次コイルにおいて、 前記レヤー絶縁層はコイルの軸線方向寸法よりも十分短
   い幅寸法を有する絶縁テープを所定の重なり代で重合さ
   せて軸線方向に沿って巻回したものからなり、 前記電線移動防止用絶縁層は、前記レヤー絶縁層の終端
   部側で絶縁テープを所定の厚さが得られるまで巻回した
   ものからなり、 各レヤー絶縁層と各レヤー絶縁層の終端部側に設ける電
   線移動防止用絶縁層とを形成するために必要な絶縁テー
   プのターン数は、各レヤー絶縁層に対応する単位コイル
   のターン数に等しく設定されていることを特徴とする計
   器用変圧器の１次コイル。