特許 6607808 コイルボビン、コイル及びそのコイルを備えた変圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6607808

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】コイルボビン、コイル及びそのコイルを備えた変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/32 20060101AFI20191111BHJP

   H01F 30/10 20060101ALI20191111BHJP

   H01F 27/30 20060101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   H01F27/32 150

   H01F30/10 E

   H01F27/30 160

【請求項の数】5

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2016-47519(P2016-47519)

(22)【出願日】2016年3月10日

(65)【公開番号】特開2017-163051(P2017-163051A)

(43)【公開日】2017年9月14日

【審査請求日】2018年11月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100115369

【弁理士】

【氏名又は名称】仙波 司

(72)【発明者】

【氏名】田中 剛

(72)【発明者】

【氏名】下村 好亮

【審査官】 右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０５１０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０５７８２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１１６０６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６３４４７８６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開昭６１−０５４６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−１２１０１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−２２６１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１６５６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−１７７５１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−１３５５２４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ２７／３０

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の枠体の外周側の側面全体に凹溝が設けられ、その凹溝に巻線を巻回して環状のコイルが作製されるコイルボビンであって、
前記凹溝の側壁の外側の面に、前記コイルと前記コイルに取り付けられる鉄心との絶縁を補強する絶縁補強部が設けられており、
前記枠体は、矩形状の枠形状を有し、
前記鉄心は、前記枠体の一組の対辺からなる第１の枠辺部に取り付けられるものであり、
前記絶縁補強部は、前記枠体の残りの一組の対辺からなる第２の枠辺部における内周側の側面に、前記枠体の内周に沿って突設された鍔状の凸部を含む、
コイルボビン。

【請求項2】

前記絶縁補強部は、前記コイルと前記鉄心との間の沿面距離を長くすることによって前記絶縁を補強するものである、請求項１に記載のコイルボビン。

【請求項3】

前記凹溝の側壁は、第１の側壁と前記凹溝の底面からの高さが前記第１の側壁の高さよりも低い第２の側壁とから成り、
前記絶縁補強部は、前記第２の側壁の上部の外側の面に、前記枠体の外周に沿って突設された１又は２以上の鍔状の凸部を含む、請求項１または請求項２に記載のコイルボビン。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイルボビンの凹溝に巻線を巻回して作製された、コイル。

【請求項5】

第１のコイルの外側に第２のコイルを同心状に配置したコイル部と、
前記コイル部の対辺関係にある２つの脚部の一方若しくは両方に取り付けられる鉄心と、を備え、
前記第１のコイルは、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイルボビンの凹溝に巻線を巻回して作製されており、
前記第２のコイルは、前記コイルボビンの嵌込みによって当該コイルボビンの外側に外装される第２のコイルボビンの凹溝に巻線を巻回して作製されている、
変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイルボビン、そのコイルボビンに巻線を巻回したコイル及びそのコイルを備えた変圧器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、変圧器用のコイルに用いられるコイルボビンとして、矩形のリング形状を有する樹脂製の枠体から成り、その枠体の外周側の側面（以下、「外周側面」という。）に巻線を巻回するための凹溝が形成されたコイルボビンが知られている。

【0003】

例えば、特許文献１の図６には、一次コイル（高圧コイル）用のコイルボビンとして、長方形のリング形状を有する枠体の外周側面に、底面側が先窄まりとなるように両側壁の内壁面を傾斜させた断面形状を有する凹溝を設けたコイルボビンが記載されている。枠体の長辺の部分は、一次コイル作製後に円筒状の鉄心が取り付けられる脚部となる部分であり、当該枠体の長辺の部分の内周側の側面（以下、「内周側面」という。）の断面形状は半円形状に成形されている。また、枠体の短辺の部分にコイルボビンの凹溝に巻回された巻線の両端部をコイルボビン外に引き出すための切り欠きが設けられている。

【0004】

特許文献１の図６に記載のコイルボビンでは、一方の端部を切り欠きからコイルボビンの外部に引き出した状態で巻線を凹溝に引き込み、所定のターン数だけ整列巻きを繰り返した後、他方の端部を切り欠きからコイルボビンの外部から引き出して一次コイルが作成される。そして、コイルボビンの切り欠きから引き出された巻線の両端部は、コイルボビンの外部に設けられる一対の一次ブッシング（変圧器の一次電圧が印加されるブッシング)にそれぞれ接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−５１０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

コイルボビンは、巻線を所定のターン数だけ整列に巻回するためのガイド部材として機能する。また、一次コイルの脚部に円筒状の鉄心を密着させて取り付ける構成の場合、コイルボビンに巻回された巻線と鉄心との間を電気的に絶縁する絶縁部材して機能する。

【0007】

従って、屋外で使用する変圧器のコイルに用いられるコイルボビンでは、雷サージの影響を考慮して絶縁設計をする必要がある。例えば、配電用６６００［Ｖ］／２１０−１０５［Ｖ］の変圧器の場合、高圧が印加される一次コイルでは、例えば、６００００［Ｖ］以上の雷サージ電圧が印加される場合があり、高圧コイル用のコイルボビンでは、その雷サージ電圧に耐え得る絶縁設計が必要になる。

【0008】

一次コイルと二次コイルを鉄心で磁気結合した変圧器は、一般に鉄心が接地電位に設定されて使用される。例えば、コイルボビンを用いて作製された一次コイルの雷サージよる絶縁破壊には、一次コイルの最も電圧が高くなる巻線位置と鉄心との間でその間を絶縁しているコイルボビンを貫通して放電が発生することによる絶縁破壊がある。コイルボビンにおける一次コイルの最も電圧が高くなる位置は、高圧ブッシングに接続される巻線の端部の巻線位置であり、通常、コイルボビンにおける巻線の巻回開始位置又は巻回終了位置である。従って、上記の絶縁破壊の設計では、高圧ブッシングに接続される巻線の巻回開始位置又は巻回終了位置と鉄心との間のコイルボビンの厚みが設計パラメータとなる。

【0009】

また、雷サージによる絶縁破壊には、一次コイルの任意の巻線位置からコイルボビンの表面に沿う経路で鉄心に向かって放電することによる絶縁破壊がある。この場合の絶縁破壊の設計では、コイルボビンにおける任意の巻線位置から鉄心までの沿面距離が設計パラメータとなる。

【0010】

コイルボビンの厚み（樹脂厚）を厚くすると、一般にコイルと鉄心との間の沿面距離も長くなる傾向があるので、雷サージに対する絶縁設計として、コイルボビンの樹脂厚を十分に厚くする方法が考えられる。しかしながら、コイルボビンの樹脂厚を厚くすると、コイルボビンの大型化、重量化、高コスト化を招くことになる。従って、コイルボビンの樹脂厚は可能な限り薄くするように設計することが望ましい。

【0011】

コイルボビンの樹脂厚を、規定の絶縁耐圧を満たす最小の樹脂厚に設計した場合、コイルボビンの凹溝の断面形状によっては、コイルと鉄心との間の沿面距離が十分に取れない場合が生じることがある。

【0012】

例えば、図２１に示すように、高圧コイル用のコイルボビン１００を二次コイル（低圧コイル）用のコイルボビン２００の穴の部分に嵌め込む構造にすると、コイルボビン１００は、コイルボビン１００の凹溝１０１の一方の側壁１０２の底面１０１Ａからの高さは他方の側壁１０３の底面１０１Ａからの高さよりも低くした構造になる。

【0013】

例えば、図２１のＡ点を凹溝１０１の高圧コイルの巻線１０５の巻回開始位置とし、Ｂ点を鉄心（図示省略）の位置とすると、Ａ点からＢ点に至る沿面距離は、Ａ点から凹溝１０１の内壁面に沿って側壁１０２の上端を迂回した後、側壁１０２の外壁面に沿ってＢ点に至る経路の距離となる。側壁１０２の厚みを薄くすると、Ａ点からＢ点に至る沿面距離が短くなるが、側壁１０２の底面１０１Ａからの高さが低くなると、沿面距離はさらに短くなり、側壁１０２における沿面距離が十分に取れない設計となる場合がある。

【0014】

例えば、高圧コイル用のコイルボビン１００の側壁１０２に巻線を引き出すための溝１０４を設けた場合は、その溝１０４における沿面距離は、Ａ点から凹溝１０４の内壁面に沿って溝１０４の下端を迂回した後、側壁１０２の外壁面に沿ってＢ点に至る経路の距離となるので、側壁１０２の凹溝１０４の形成位置で十分な沿面距離を確保することは困難となる。

【0015】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、サイズや厚みを必要以上に大きくすることなく、雷サージを考慮した絶縁設計が可能なコイルボビン、そのコイルボビンに巻線を巻回したコイル及びそのコイルを備えた変圧器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明に係るコイルボビンは、環状の枠体の外周側の側面全体に凹溝が設けられ、その凹溝に巻線を巻回して環状のコイルが作製されるコイルボビンであって、前記凹溝の側壁の外側の面に、前記コイルと前記コイルに取り付けられる鉄心との絶縁を補強する絶縁補強部が設けられている、コイルボビンである。

【0017】

上記の構成によれば、凹溝の側壁の外側の面に絶縁補強部が設けられているので、コイルと鉄心との間に介在させるコイルボビンの厚みを規定の絶縁耐圧を満たす最小の厚みに設計することができる。これにより、コイルボビンの小型化、軽量化を図ることができる。

【0018】

上記のコイルボビンにおいて、絶縁補強部は、前記コイルと前記鉄心との間の沿面距離を長くすることによって前記絶縁を補強するものであるとよい。

【0019】

上記の構成によれば、絶縁補強部はコイルとコイルの脚部に取り付けられる鉄心との間の沿面距離を長くすることにより、コイルと鉄心との間の絶縁を補強するので、コイルボビンの厚みを規定の絶縁耐圧を満たす最小の厚みに設計した場合でも沿面距離による絶縁耐圧を十分に確保することができる。

【0020】

また、上記のコイルボビンにおいて、前記絶縁補強部は、前記側壁の外側の面に凹部、凸部又は凹凸部のいずれかを設けた構成にするとよい。

【0021】

上記の構成によれば、側壁の外側の面に凹部、凸部又は凹凸部のいずれかを設けるので、これらの部分で凹溝に巻回されたコイルからコイルの脚部に取り付けられる鉄心までのコイルボビンの表面に沿う沿面距離を長くするができる。

【0022】

また、上記のコイルボビンにおいて、前記凹溝の側壁は、第１の側壁と前記凹溝の底面からの高さが前記第１の側壁の高さよりも低い第２の側壁とから成り、前記絶縁補強部は、前記第２の側壁の上部の外側の面に、前記枠体の外周に沿って突設された１又は２以上の鍔状の第１の凸部を含む構成であるとよい。

【0023】

上記の構成によれば、凹溝の第１の側壁よりも第２の側壁の底面から高さが低い場合は、第２の側壁の外側の面に、枠体の外周に沿って１又は２以上の鍔状の第１の凸部を突設することにより、第２の側壁の沿面距離による絶縁を補強することができる。

【0024】

また、上記のコイルボビンにおいて、前記枠体は、矩形状の枠形状を有し、前記鉄心は、前記枠体の一組の対辺からなる第１の枠辺部に取り付けられるものであり、前記絶縁補強部は、前記枠体の残りの一組の対辺からなる第２の枠辺部に設けられている構成にするよい。

【0025】

上記の構成によれば、絶縁補強部によりコイルのコイルボビンの第１の対辺部に巻回されている部分とコイルボビンの第２の対辺部に取り付けられる鉄心の鉄心端面との間の沿面距離を長くして絶縁を補強することができる。

【0026】

また、上記のコイルボビンにおいて、前記絶縁補強部は、前記枠体の第２の枠辺部における内周側の側面に、前記枠体の内周に沿って突設された鍔状の第２の凸部を含むとよい。

【0027】

上記の構成によれば、枠体の第２の枠辺部における内周側の側面に、枠体の内周に沿って鍔状の第２の凸部を設けることにより、コイルのコイルボビンの第１の対辺部に巻回されている部分とコイルボビンの第２の対辺部に取り付けられる鉄心の鉄心端面との間の沿面距離を長くして絶縁を補強することができる。

【0028】

本発明に係るコイルは、上記の本発明に係るコイルボビンの凹溝に巻線を整列巻きして作製された、コイルである。

【0029】

本発明に係るコイルによれば、コイルボビンの凹溝の側壁の外側の面に絶縁補強部が設けられているので、コイルと鉄心との間に介在させるコイルボビンの厚みを規定の絶縁耐圧を満たす最小の厚みに設計することができる。これにより、コイルボビンの小型化、軽量化を図ることができ、延いてはコイルの小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

【0030】

本発明に係る変圧器は、第１のコイルの外側に第２のコイルを同心状に配置したコイル部と、前記コイル部の対辺関係にある２つの脚部の一方若しくは両方に取り付けられる鉄心と、を備え、前記第１のコイルは、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコイルボビンの凹溝に巻線を巻回して作製されており、前記第２のコイルは、前記コイルボビンの嵌込みによって当該コイルボビンの外側に外装される第２のコイルボビンの凹溝に巻線を巻回して作製されている、変圧器である。

【0031】

本発明に係る変圧器によれば、コイルボビンの凹溝の側壁の外側の面に絶縁補強部が設けられているので、コイルと鉄心との間に介在させるコイルボビンの厚みを規定の絶縁耐圧を満たす最小の厚みに設計することができる。これにより、コイルボビンの小型化、軽量化を図ることができ、延いてはそのコイルボビンを用いて作製されたコイルを具備する変圧器の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

【発明の効果】

【0032】

本発明に係るコイルボビン等によれば、コイルと鉄心との間に介在させるコイルボビンの厚みを規定の絶縁耐圧を満たす最小の厚みに設計することができるので、コイルボビンの小型化、軽量化を図ることができる。これにより、コイルボビンを用いたコイルやそのコイルを具備する変圧器の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明に係るコイルボビンを用いて作製されるコイルを備えた変圧器の変圧器本体の構成を示す斜視図

【図2】同変圧器の回路構成を示す図

【図3】同変圧器の一次コイル（高圧コイル）を作製するための第１のコイルボビンを正面から見た図

【図4】同第１のコイルボビンを左側面から見た図

【図5】同第１のコイルボビンを上面から見た図

【図6】同第１のコイルボビンを下面から見た図

【図7】同第１のコイルボビンの図４におけるＡ−Ａ線断面図

【図8】同第１のコイルボビンの図６におけるＢ−Ｂ線断面図

【図9】同第１のコイルボビンに巻線を巻回して作製された高圧コイルの断面図

【図10】同変圧器の二次コイル（低圧コイル）を作製するための第２のコイルボビンを正面から見た図

【図11】同第２のコイルボビンを左側面から見た図

【図12】同第２のコイルボビンを上面から見た図

【図13】同第２のコイルボビンを下面から見た図

【図14】同第２のコイルボビンの図１３におけるＣ−Ｃ線断面図

【図15】同変圧器の一次コイルの外側に二次コイルを同心状に配置したコイル部の作製方法を説明するための図

【図16】同変圧器のコイル部の構造を示す断面図

【図17】同第１のコイルボビンに設けられた絶縁補強部の作用と効果を説明するための図

【図18】同第１のコイルボビンに設けられた絶縁補強部の変形例を示す図

【図19】同第１のコイルボビンに設けられた他の絶縁補強部の作用と効果を説明するための図

【図20】同第１のコイルボビンに設けられた他の絶縁補強部の変形例を示す図

【図21】コイルボビンの絶縁設計における沿面距離を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明に係るコイルボビン等の実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0035】

（実施の形態１）
以下の説明では、変圧器の一次コイルと二次コイルに用いられるコイルボビンについて説明する。本実施の形態に係る変圧器は、一次コイルの外側に二次コイルを同心状に配置し、両コイルの脚部の外側に円筒状の鉄心を配置した構造を有している。本発明に係るコイルボビンは、特に、変圧器の一次コイルを作製するために用いられるものである。

【0036】

図１は、本発明に係るコイルボビンを用いて作製されるコイルを備えた変圧器の主要部（変圧器本体）の構成を示す斜視図である。図２は、同変圧器の回路構成を示す図である。

【0037】

図１に示す変圧器本体１は、第１のコイル２１（図１では見えていない。図１５参照）の外側に第２のコイル２２を同心状に配置した環状のコイル部２と、コイル部２の２つの長辺の部分（以下、「脚部」という。）にそれぞれ取り付けられた円筒状の鉄心３とを備える。第１のコイル２１と第２のコイル２２は、後述するようにそれぞれ第１のコイルボビン４（図３〜図８参照）と第２のコイルボビン５（図１０〜図１４参照）を用いて作製されている。

【0038】

変圧器本体１は、第１のコイル２１に電力系統から６０００［Ｖ］以上の高圧が印加され、第２のコイル２２から需要家に供給する規定の低圧（例えば、１００［Ｖ］若しくは２００［Ｖ］が出力される、配電用の油入り変圧器（油冷却方式の変圧器）に用いられる変圧器本体の一例である。

【0039】

変圧器本体１は、図２に示す変圧器の回路構成の点線で示す部分に相当している。変圧器本体１は、当該変圧器本体１に取り付けられるタップ切換器ＴＬに第１のコイル２１を接続した後、タンク（図示省略）に収納される。そして、タンクに配設される２個の高圧ブッシングＢＳ１（＋），ＢＳ１（−）、３個の低圧ブッシングＢＳ２（＋），ＢＳ２（−），ＢＳ２（Ｇ）に、タップ切換器ＴＬ及び変圧器本体１の第２のコイル２２を電気的に接続し、タンク内に絶縁油（図示省略）を充填して、図２に示す回路構成の変圧器が完成される。

【0040】

２個の高圧ブッシングＢＳ１（＋），ＢＳ１（−）は、高圧配電線路から供給される一次電圧ｖ_１（高圧）（例えば、６３００〜６９００［Ｖ］）を変圧器本体１の第１のコイル２１に印加するためのブッシングであり、３個の低圧ブッシングＢＳ２（＋），ＢＳ２（−），ＢＳ２（Ｇ）は、変圧器本体１から出力される二次電圧±ｖ_２を低圧配電線路に出力するためのブッシングである。

【0041】

なお、３個の低圧ブッシングＢＳ２（＋），ＢＳ２（−）_２，ＢＳ２（Ｇ）のうち、低圧ブッシングＢＳ２（Ｇ）は、接地されるブッシングであり、低圧ブッシングＢＳ２（＋）は、低圧ブッシングＢＳ２（Ｇ）に対して＋ｖ_２（例えば、＋１００［Ｖ］）の低圧を出力し、低圧ブッシングＢＳ２（−）は、低圧ブッシングＢＳ２（Ｇ）に対して−ｖ_２（例えば、−１００［Ｖ］）の低圧を出力するためのブッシングである。

【0042】

以下の説明では、第１のコイル２１を「高圧コイル２１」と称し、第２のコイル２２を「低圧コイル２２」と称して説明する。また、高圧コイル２１を作製するための第１のコイルボビン４と低圧コイル２２を作製するための第２のコイルボビン５を区別するため、第１のコイルボビン４を「高圧コイルボビン４」と称し、第２のコイルボビン５を「低圧コイルボビン５」と称して説明する。

【0043】

変圧器本体１の高圧コイル２１の巻線（以下、「一次巻線」という。）は、図２に示すように、総巻数ｎ_１の主要部を構成する主要巻線２１１と、高圧コイル２１の総巻数ｎ_１の巻線調整部（総巻数ｎ_１の巻数を調整する部分）を構成する巻数調整用巻線２１２を有する。

【0044】

変圧器本体１は、降圧用変圧器であるので、低圧コイル２２の巻線（以下、「二次巻線」という。）の総巻数ｎ_２は、一次巻線の総巻数ｎ_１よりも少ない。高圧コイル２１に流れる電流は、低圧コイル２２に流れる電流よりも小さいので、一次巻線の線径は、二次巻線の線径よりも小さい。

【0045】

巻数調整用巻線２１２は、３個の小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃを有する。主要巻線２１１は、２つに分割された分割巻線２１１ａ，分割巻線２１１ｂを有する。後述するように、高圧コイルボビン４の一次巻線（主要巻線２１１と巻数調整用巻線２１２）を整列巻きするための凹溝４０１（図４参照）の空間は、幅方向（高圧コイルボビン４の厚み方向）に二分割されている。巻数調整用巻線２１２の３個の小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、凹溝４０１の一方の空間（以下、「第１の空間」という。）に整列巻きされるが、主要巻線２１１は巻数調整用巻線２１２に接続される側の一部が凹溝４０１の第１の空間に整列巻きされ、残りが凹溝４０１の他方の空間（以下、「第２の空間」という。）に整列巻きされる。

【0046】

本実施の形態では、主要巻線２１１の凹溝４０１の第１の空間に整列巻きされる部分と第２の空間に整列巻きされる部分は、コイルボビン４の外部で直列に接続される構成である。従って、主要巻線２１１を二分割し、一方の分割巻線２１１ａを凹溝４０１の第１の空間に整列巻きし、他方の分割巻線２１１ｂを凹溝２１３の第２の空間に整列巻きするようにしている。

【0047】

図２に示す変圧器本体１の回路構成では、３個の小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃを直列に接続し、巻数調整用巻線２１２の小巻線２１２ｃと主要巻線２１１を直列に接続して一次巻線が構成される。そして、小巻線２１２ａと小巻線２１２ｂ、小巻線２１２ｂと小巻線２１２ｃ、小巻線２１２ｃと主要巻線２１１の各接続点と小巻線２１２ａの開放された端子がタップとなる。

【0048】

タップ切換器ＴＬには４つのタップ端子Ｐ_１〜Ｐ_４と、切換片ＴＣによっていずれかのタップ端子に接続されるコモン端子Ｐ_ｃとが設けられている。タップ切換器ＴＬのコモン端子Ｐ_ｃは、高圧ブッシングＢＳ１（＋）に接続されている。小巻線２１２ａの両端はそれぞれタップ端子Ｐ₁とタップ端子Ｐ_２に接続され、小巻線２１２ｂの両端はそれぞれタップ端子Ｐ_２とタップ端子Ｐ_３に接続され、小巻線２１２ｃの両端はそれぞれタップ端子Ｐ_３とタップ端子Ｐ_４に接続される。分割巻線２１１ａの一方端と分割巻線２１１ｂの他方端はそれぞれタップ端子Ｐ_４と高圧ブッシングＢＳ１（−）に接続され、分割巻線２１１ａの他方端と分割巻線２１１ｂの一方端はコイルボビン４の外部で互いに接続される。

【0049】

図２では、主要巻線２１１と巻数調整用巻線２１２の接続点を示すために、接続点Ｔ_１〜Ｔ_５と中継端子Ｑ１を記載している。従って、図２では、小巻線２１２ａの両端をそれぞれ接続点Ｔ_１と接続点Ｔ_２に接続し、小巻線２１２ｂの両端をそれぞれ接続点Ｔ_２と接続点Ｔ_３に接続し、小巻線２１２ｃの両端をそれぞれ接続点Ｔ_３と接続点Ｔ_４に接続している。また、分割巻線２１１ａの両端をそれぞれ接続点Ｔ_４と接続点Ｔ_５に接続し、分割巻線２１１ｂの一方端を接続点Ｔ_５に接続し、分割巻線２１１ｂの他方端を中継端子Ｑ_１に接続している。

【0050】

図１には示していないが、変圧器本体１のコイル部２からは分割巻線２１１ａの両端部、分割巻線２１１ｂの両端部、小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃの各両端部が引き出されている。また、変圧器本体１のコイル部２からは低圧コイル２２の巻線（二次巻線）の両端部と中間位置ｃが引き出されている。

【0051】

変圧器では、タップ切換器ＴＬでコモン端子Ｐ_ｃと接続するタップ端子Ｐ_１〜Ｐ_４を切り換えることにより、高圧コイル２１の総巻数ｎ_１を４段階に切り換えることができる。３個の小巻線２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃの巻数をそれぞれｎ_ａ，ｎ_ｂ，ｎ_ｃとし、主要巻線２１１の巻数をｎ_ｄとすると、高圧コイル２１の総巻数ｎ_１は、（ｎ_ａ＋ｎ_ｂ＋ｎ_ｃ＋ｎ_ｄ）、（ｎ_ｂ＋ｎ_ｃ＋ｎ_ｄ）、（ｎ_ｃ＋ｎ_ｄ）、ｎ_ｄの４種類に切り換えることができる。

【0052】

以下の説明では、本実施の形態に係る変圧器本体１を配電用の６６００［Ｖ］／（２１０−１０５［Ｖ］の油入り変圧器に適用する場合について、説明する。

【0053】

６６００［Ｖ］／（２１０−１０５）［Ｖ］の変圧器が配置される需要家の周辺は、配電変電所からの距離によって、変圧器の高圧コイルに入力される一次電圧が大きく変動するので、一般に、配電変電所からは６６００［Ｖ］よりも高い電圧で送電される。このため、変圧器の高圧コイル２１に入力される一次電圧ｖ_１は、配電変電所に近い場所では６６００［Ｖ］以上の高圧になり、配電変電所から遠い場所では６６００［Ｖ］以下の高圧になることがある。

【0054】

変圧器本体１は、一次電圧ｖ_１の大きさによって高圧コイル２１の総巻数n_１を４段階に調整し、低圧コイル２２から安定した（２１０−１０５）［Ｖ］の二次電圧ｖ_２を出力できるようにしている。具体的には、一次電圧ｖ_１をｖ_Ａ、ｖ_Ｂ、ｖ_Ｃ、ｖ_Ｄ（ｖ_Ａ＞ｖ_Ｂ＞ｖ_Ｃ＞ｖ_Ｄ）の４種類に分け、各電圧値に４つのタップを対応させている。

【0055】

変圧器本体１の変圧比は、（ｖ_１／ｖ_２）＝（ｎ_１／ｎ_２）で表される。ｖ_２、ｎ_２は固定であるので、高圧コイル２１の総巻数ｎ_１は、一次電圧ｖ_１に比例する。従って、各タップの電圧ｖ_Ａ、ｖ_Ｂ、ｖ_Ｃ、ｖ_Ｄに、高圧コイル２１の巻数（ｎ_ａ＋ｎ_ｂ＋ｎ_ｃ＋ｎ_ｄ）、（ｎ_ｂ＋ｎ_ｃ＋ｎ_ｄ）、（ｎ_ｃ＋ｎ_ｄ）、ｎ_ｄがそれぞれ対応する。

【0056】

タップ電圧ｖ_Ａ、ｖ_Ｂ、ｖ_Ｃ、ｖ_Ｄは、通常、規格や客先の仕様書等で決められている。例えば、ｖ_Ａ＝６７５０［Ｖ］、ｖ_Ｂ＝６６００［Ｖ］、ｖ_Ｃ＝６４５０［Ｖ］、ｖ_Ｄ＝６３００［Ｖ］に規定されている場合、ｖ_Ａ−ｖ_Ｂ＝ｖ_Ｂ−ｖ_Ｃ＝ｖ_Ｃ−ｖ_Ｄ＝１５０［Ｖ］であるから、ｎ_ａ＝ｎ_ｂ＝ｎ_ｃとなる。すなわち、３個の小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃの巻数は、同一となる。

【0057】

次に、高圧コイル２１と低圧コイル２２の構造について、説明する。まず、高圧コイル２１の構造について、図３〜図９を用いて説明する。

【0058】

図３は、変圧器の高圧コイル２１を作製するための高圧コイルボビン４（本発明に係るコイルボビン）を正面から見た図、図４は、同高圧コイルボビン４を左側面から見た図、図５は、同高圧コイルボビン４を上面から見た図、図６は、同高圧コイルボビン４を下面から見た図、図７は、図４におけるＡ−Ａ線断面図、図８は、図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。図９は、高圧コイルボビン４に一次巻線を巻回して作製された高圧コイル２１の断面図である。

【0059】

以下の説明では、図３において、環状の高圧コイルボビン４の外周側の側面を「外周側面」と称し、内周側の側面を「内周側面」と称し、図４において、高圧コイルボビン４の右側の面を「正面」と称し、左側の面を「背面」と称して説明をする。

【0060】

高圧コイル２１は、高圧コイルボビン４を用いて長方形の環状（リング状）に成形される。高圧コイルボビン４は、図３，図４に示すように、背の低い角丸長方形のリング形状を有している。高圧コイルボビン４は、樹脂を成形して作製されている。

【0061】

高圧コイルボビン４は、外周側面に一次巻線（主要巻線２１１と巻数調整用巻線２１２）を巻回するための凹溝４０１が形成されている。凹溝４０１の両壁面を構成する２つの側壁４０２，４０３は、角丸長方形のリング形状を有している。背面側の側壁４０３（以下、「第２の側壁４０３」という。）の外形寸法（Ｌ２（長手方向の長さ）×Ｗ２（短手方向の長さ））は、正面側の側壁４０２（以下、「第１の側壁４０２」という。）の外形寸法（Ｌ１（長手方向の長さ）×Ｗ１（短手方向の長さ））よりも小さいサイズに設定されている。これは、図１５に示すように、高圧コイルボビン４を低圧コイルボビン５の穴の部分に嵌入して高圧コイル２１の外側に低圧コイル２２が同心状に配置されたコイル部２を作製するためである。

【0062】

従って、高圧コイルボビン４の背面側の外形寸法（Ｌ２×Ｗ２）は、低圧コイルボビン５の穴の部分の寸法（Ｌ４（長手方向の長さ）×Ｗ４（短手方向の長さ））（図１０参照）より僅かに小さいサイズに設定されている。一方、高圧コイルボビン４の正面側の外形寸法（Ｌ１×Ｗ１）は、角丸長方形のリング形状を有する低圧コイルボビン５の外形寸法（Ｌ３（長手方向の長さ）×Ｗ３（短手方向の長さ））（図１０参照）と略同一の寸法に設定されている。

【0063】

高圧コイルボビン４の対辺関係にある２つの短辺の部分４Ａ（図３参照。以下、「第１の対辺部４Ａ」という。）の内周側面は平坦面であるが（図８参照）、高圧コイルボビン４の対辺関係にある２つの長辺の部分４Ｂ（図３参照。以下、「第２の対辺部４Ｂ」という。）の内周側面は、内側に半円形状に突出する湾曲面となっている（図７参照）。なお、高圧コイルボビン４の第１の対辺部４Ａの内周側面も湾曲面となっているが、その湾曲面の先端部分に板状の絶縁補強部４１０Ａが設けられているので、高圧コイルボビン４の穴に臨む面は平坦面となっている。絶縁補強部４１０Ａについては、後述する。

【0064】

高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂの内周側面の断面形状を半円形状にしているのは、図１に示すように、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂに円筒状の鉄心３が取り付けられるので、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂに当該鉄心３の円形の穴の内側面が密着するようにするためである。従って、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂの各長辺は、高圧コイル２１の脚部（鉄心３が取り付けられる部分）に相当している。高圧コイルボビン４の脚部に相当する部分の湾曲した断面形状の半径は、鉄心３の円形の穴の半径より僅かに小さいサイズに設定されている。

【0065】

なお、以下の説明では、説明の便宜上、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂの各長辺部を「脚部４Ｂ」と称して説明することがある。高圧コイルボビン４の脚部４Ｂへの鉄心３の取り付けは、例えば、帯状の電磁鋼板を高圧コイルボビン４の脚部４Ｂに巻き付けるようにして取り付けられる。

【0066】

高圧コイルボビン４の凹溝４０１は、主要巻線２１１が巻回される第１の凹溝４０１Ａと巻数調整用巻線２１２が巻回される第２の凹溝４０１Ｂを有する。第２の凹溝４０１Ｂは、第１の凹溝４０１Ａの底面４０４の幅方向（高圧コイルボビン４の厚み方向、図４において横方向）の中央に穿設されている。

【0067】

第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５の中央には、凹溝４０１の空間を幅方向に分割する分割壁４０６（図４参照）が設けられている。例えば、図４において、分割壁４０６で分割された凹溝４０１の右側の空間（第１の側壁４０２側の空間）が「第１の空間」に相当し、左側の空間（第２の側壁４０３側の空間）が「第２の空間」に相当する。

【0068】

分割壁４０６は、第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５に対して垂直に設けられている。分割壁４０６は、底面４０５から第２の側壁４０３の上端付近までの高さを有する薄板状の部材である。分割壁４０６は、樹脂の一体成形により高圧コイルボビン４の底面４０５に設けられている。

【0069】

第２の凹溝４０１Ｂの形状は、第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５と両側の内壁面が垂直に立ち上がる形状（長方形の形状）になっている（図４，図５参照）。これは、３個の小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃを第２の凹溝４０１Ｂの第１の空間にそれぞれ二層に整列巻きしたときの各巻数を同一にするためである。

【0070】

一方、第１の凹溝４０１Ａは、第１の凹溝４０１Ａの底面４０４に対して両側の内壁面がそれぞれ外側に所定の傾斜角θ（例えば、１２０［°］）で傾斜して立ち上がる形状（等脚台形の形状）となっている（図４参照）。

【0071】

図４〜図６では図示を省略しているが、高圧コイルボビン４の４つの角部には、第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５に小巻線２１２ａを整列巻きするための巻き付け位置をガイドするガイド溝が設けられ、第１の凹溝４０１Ａの底面４０４に、分割巻線２１１ａを整列巻きするための巻き付け位置をガイドするガイド溝が設けられている。ガイド溝は、一次巻線の径の１／２よりも短い溝幅を有する断面形状が円弧形状の溝である。底面４０４と底面４０５には、幅方向に所定数のガイド溝が形成されている。

【0072】

高圧コイルボビン４の外周側面全体に形成された凹溝４０１のうち、第２の対辺部４Ｂに形成された凹溝４０１（図４に示す凹溝４０１参照）には、一次巻線が巻回される方向（図４では、上下方向）に対して交差する方向（図４では、直交する方向）に、第１の側壁４０２から第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５を通って第２の側壁４０３に至る複数個の溝４０７Ａ（図４，図７参照）が設けられている。図４の例では、高圧コイルボビン４の対向する２つの長辺の部分に、それぞれ６個の溝４０７Ａが設けられている。凹溝４０１に溝４０７Ａを設けることによって、図７に示すように、高圧コイルボビン４の溝４０７Ａが設けられた部分の樹脂厚ｄ１がそれ以外の部分の樹脂厚ｄ２よりも薄くなっている。

【0073】

複数個の溝４０７Ａは、凹溝４０１に一次巻線を多層に整列巻きしたときに、最下層の巻線が第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５と接触する接触面積を可及的に少なくし、これにより、高圧コイルボビン４に一次巻線を多層に整列巻きして作製された高圧コイル２１の絶縁油との接触面積を可及的に広くするものである。油冷却方式による変圧器の冷却は、変圧器本体１の高圧コイル２１及び低圧コイル２２に絶縁油を接触させてこれらのコイル２１，２２で発生する熱を絶縁油に受け渡し、その絶縁油をタンクに設けられた冷却装置（例えば、タンク側面に取り付けられた多数のフィン）で外気に放出することによって、行われる。従って、複数個の溝４０７Ａは、絶縁油の高圧コイル２１への接触面積を可及的に大きくして絶縁油の受熱効率を高める機能を果たす。

【0074】

複数個の溝４０７Ａの底面４０７１（図７参照）は、第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５よりも低いので、凹溝４０１に整列巻きされた最下層の巻線は、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂでは、隣接する溝４０７Ａ同士の間の部分４０７Ｂ（図４参照。以下、この部分を「巻線支持部４０７Ｂ」という。）だけでボビンに接触し、溝４０７Ａの部分ではボビンに接触しない。

【0075】

従って、凹溝４０１に一次巻線を多層に整列巻きした高圧コイル２１は、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂでは、溝４０７Ａの部分でボビンの内壁面から浮いた状態となり（溝４０７Ａの部分に空洞ができることになり）、高圧コイル２１が凹溝４０１の内壁面に接触する接触面積が溝４０７Ａを設けない場合よりも小さくなっている。

【0076】

本実施の形態では、複数個の溝４０７Ａを一次巻線の巻回方向に対して直交する方向に形成しているが、複数個の溝４０７Ａは、帯状の巻線支持部４０７Ｂが一次巻線の巻回方向に対して交差する方向であれば、任意の方向に形成してもよい。また、本実施の形態では、高圧コイル２１の各長辺の部分にそれぞれ６個の溝４０７Ａを設けているが、溝４０７Ａの数は、これに限定されるものではない。また、本実施の形態では、溝４０７Ａの形状を横長の長方形状にし、巻線支持部４０７Ｂの形状を帯状にしているが、溝４０７Ａと巻線支持部４０７Ｂの形状は、これらの形状に限定されるものではなく、高圧コイル２１の凹溝４０１との接触面積を少なくできるものであれば、任意の形状を採用することができる。

【0077】

高圧コイルボビン４の第１の側壁４０２の一方の短辺部分（図３では、上側の短辺部分）と第２の側壁４０３の一方の短辺部分（図３では、上側の短辺部分）には、それぞれ４個の切り欠き４０８（図５参照）が設けられている。４個の切り欠き４０８は、高圧コイルボビン４の短辺部分の中央部に設けられている。第１の側壁４０２の４個の切り欠き４０８と第２の側壁４０３の４個の切り欠き４０８は、各切り欠き４０８が対向するように設けられている。

【0078】

第１の側壁４０２に設けられた４個の切り欠き４０８は、凹溝４０１の第１の空間に整列巻きされる主要巻線２１１の分割巻線２１１ａ、巻数調整用巻線２１２の小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃの各巻線の両端部を引き出すためのものである。４個の切り欠き４０８は、第１の側壁４０２の上端（高圧コイルボビン４の外周端）から第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５に至るスリット状の切り欠きである。第１の空間は、４個の切り欠き４０８によって第１の側壁４０２の外部に連通している。

【0079】

第１の側壁４０２に設けられた４個の切り欠きを区別するために、各切り欠きの符号を「４０８Ａ」、「４０８Ｂ」、「４０８Ｃ」、「４０８Ｄ」とし、例えば、図５において、左側から４個の切り欠き４０８Ａ，４０８Ｂ，４０８Ｃ，４０８Ｄが順番に並んでいるとする。

【0080】

例えば、第２の凹溝４０１Ｂの第１の空間に小巻線２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃを底面４０５から２層ずつこの順に整列巻きし、第１の凹溝４０１Ａの第１の空間に分割巻線２１１ａを底面４０４から多層に整列巻きする場合、各巻線の両端部は、例えば、高圧コイルボビン４から以下のように引き出される。

【0081】

すなわち、小巻線２１２ａの両端部が切り欠き４０８Ａから高圧コイルボビン４の外部に引き出され、小巻線２１２ｂの両端部が切り欠き４０８Ｂから高圧コイルボビン４の外部に引き出され、小巻線２１２ｃの両端部が切り欠き４０８Ｃから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。そして、分割巻線２１１ａの両端部が切り欠き４０８Ｄから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。

【0082】

４個の切り欠き４０８Ａ，４０８Ｂ，４０８Ｃ，４０８Ｄは、第１の空間を第１の側壁４０２の外部に連通するので、第１の空間に整列巻きされる巻線の両端部を引き出す機能だけでなく、絶縁油が第１の空間と高圧コイルボビン４の外部との間を流れるようにする機能を有する。すなわち、４個の切り欠き４０８Ａ，４０８Ｂ，４０８Ｃ，４０８Ｄは、高圧コイルボビン４に一次巻線を多層に整列巻きして作製された高圧コイル２１を絶縁油により冷却する際、絶縁油の凹溝４０１の内外への対流効率を高め、これにより油冷却方式による変圧器の冷却効率を向上させる機能を果たす。

【0083】

第２の側壁４０３に設けられた４個の切り欠き４０８も、第１の側壁４０２に設けられた４個の切り欠き４０８と同様に、第２の空間に整列巻きされる巻線の両端部を引き出す機能を有するとともに、絶縁油が第２の空間と高圧コイルボビン４の外部との間を流れるようにする機能（対流効率の向上機能）を有する。なお、第２の空間に整列巻きされる巻線の両端部を引き出す機能は、４個の切り欠き４０８のうち、１個又は２個の切り欠き４０８が巻線を引き出す機能を有する。

【0084】

例えば、図５において、第２の側壁４０３に設けられた４個の切り欠き４０８のうち、左端の切り欠き４０８を巻線引出用の切り欠き４０８Ｅとすると、第２の空間に整列巻きされる分割巻線２１１ｂの両端部が切り欠き４０８Ｅから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。なお、分割巻線２１１ｂの両端部を切り欠き４０８Ｅと他の切り欠き４０８からそれぞれ高圧コイルボビン４の外部に引き出すようにしてもよい。

【0085】

一方、高圧コイルボビン４の第１の側壁４０２の他方の短辺部分（図３では、下側の短辺部分）には、４個の窓４０９（貫通孔４０９と言ってもよい。図６参照）が設けられ、第２の側壁４０３の他方の短辺部分（図３では、下側の短辺部分）には、４個の切り欠き４０８（図６参照）が設けられている。

【0086】

４個の窓４０９は、絶縁油を第１の空間と高圧コイルボビン４の外部との間を流れるようにするためのものであり、４個の切り欠き４０８は、絶縁油を第２の空間と高圧コイルボビン４の外部との間を流れるようにするためのものである。第１の側壁４０２の４個の窓４０９と第２の側壁４０３の４個の切り欠き４０８は、各窓４０９と各切り欠き４０８が対向するように設けられている。なお、第１の側壁４０２に設けられる４個の窓４０９は、貫通孔ではなく、切り欠きにしてもよい。

【0087】

本実施の形態では、高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂに２個の鉄心３が取り付けられるので、鉄心３との干渉を避けるために、絶縁油の対流効率を高めるための切り欠き４０８及び窓４０９を高圧コイルボビン４の第２の対辺部４Ｂに設けている。また、絶縁油入りのタンクに変圧器本体を収納した変圧器においては、通常、絶縁油は、タンク内の周辺部で上から下に向かい、タンクの中央部で下から上に向かう方向に循環するように、対流する。図１に示す変圧器本体１は、２個の鉄心３が水平に並ぶ姿勢でタンクに収納されるので、変圧器を運転したときの絶縁油の対流が高圧コイルボビン４の凹溝４０１内を効率良く通るようにするため、本実施の形態では、高圧コイルボビン４の下側の短辺の部分と上側の短辺の部分に切り欠き４０８と窓４０９を設けている。

【0088】

この構成により、本実施の形態に係る高圧コイルボビン４では、高圧コイルボビン４の下側の短辺の部分に設けられた４個の切り欠き４０８と４個の窓４０９から絶縁油が凹溝４０１内に流入する。凹溝４０１内に流入した絶縁油は、高圧コイルボビン４の左右の長辺の部分を通って高圧コイルボビン４の上側の短辺の部分に上昇する。そして、上昇した絶縁油は、高圧コイルボビン４の上側の短辺の部分に設けられた８個の切り欠き４０８から高圧コイルボビン４の外部に流出する。

【0089】

絶縁油は、高圧コイルボビン４の凹溝４０１内を流れる間に高圧コイル２１に接触して当該高圧コイル２１の発する熱を受け取るので、上述した対流により、高圧コイル２１で発生した熱を高圧コイルボビン４の外部に効率良く排出することができる。

【0090】

また、凹溝４０１の高圧コイルボビン４の左右の長辺の部分では、複数個の巻線支持部４０７Ｂで高圧コイル２１を支持することによって絶縁油と高圧コイル２１との接触面積を可及的に大きくしているので、絶縁油の受熱効率が向上する。従って、本実施の形態に係る高圧コイルボビン４では、上述した対流効率の向上と受熱効率の向上の相乗効果により、高圧コイル２１で発生する熱を高圧コイルボビン４の外部に効率良く排出することができる。

【0091】

上記のように、高圧コイルボビン４の一方の短辺部分に設けられる８個の切り欠き４０８と、高圧コイルボビン４の他方の短辺部分に設けられる４個の切り欠き４０８及び４個の窓４０９は、主として絶縁油を高圧コイルボビン４の外部と凹溝４０１内との間で出入りさせるようにするためのものであるので、切り欠き４０８と窓４０９の数は、上述した数に限定されるものではない。

【0092】

例えば、図３において、高圧コイルボビン４の下側の短辺部分に設けられる切り欠き４０８と窓４０９は、それぞれ３個以下でもよく、５個以上でもよい。また、高圧コイルボビン４の上側の短辺部分に設けられる４個の切り欠き４０８のうち、主として絶縁油対流用の切り欠き（例えば、切り欠き４０８Ａ〜４０８Ｅ以外の切り欠き４０８）についても、その数は上記の数に限定されるものではなく、任意の数に設定することができる。また、絶縁油対流用の切り欠き４０８の形状は、スリット上に限定されるものではなく、任意の形状を採用することができる。

【0093】

第１の側壁４０２の第１の対辺部４Ａの外側の面には、凹溝４０１に整列巻きされる高圧コイル２１と高圧コイルボビン４の脚部に取り付けられる鉄心３との絶縁を補強するための絶縁補強部４１０が設けられている。

【0094】

凹溝４０１に整列巻きされる高圧コイル２１と高圧コイルボビン４の脚部４Ｂに取り付けられる鉄心３は、樹脂製の高圧コイルボビン４が介在することによって電気的に絶縁される構成である。通常、変圧器は鉄心３を接地電位に設定して使用されるので、高圧コイルボビン４の絶縁設計では、高圧コイル２１に印加される高圧ｖ_１に雷サージ電圧が重畳された超高圧を考慮した規定の絶縁耐圧Ｖ_Ｔで絶縁破壊を起こさないように高圧コイルボビン４の脚部４Ｂにおける厚みを設計することが必要である。

【0095】

高圧コイルボビン４の脚部４Ｂに形成される凹溝４０１の厚みは、図７に示すように、凹溝４０１の内壁面の位置によって異なり、凹溝４０１に多層に整列巻きされる高圧コイル２１の電圧も層によって異なる。例えば、図２に示す回路状態で雷サージが発生した場合、小巻線２１２ａの高圧ブッシングＢＳ１（＋）に接続される端部の電圧が超高圧となる。小巻線２１２ａは、後述するように、第２の凹溝４０１Ｂの底面４０５に２層で整列巻きされるので、第２の凹溝４０１Ｂの、高圧ブッシングＢＳ１（＋）に接続される小巻線２１２ａの端部が引き出される位置（巻線引出位置）の電圧が最も高くなる。従って、高圧コイルボビン４の絶縁設計では、小巻線２１２ａの巻線引出における鉄心３との直線距離に相当する樹脂厚が絶縁耐圧Ｖ_Ｔで絶縁破壊を起こさないように設計することが必要である。なお、上記の巻線引出位置における高圧コイルボビン４の樹脂厚は、巻線引出位置で高圧コイルボビン４を貫通して鉄心３に放電が発生する場合の放電経路の距離に相当するものである。

【0096】

樹脂厚を厚くすれば、規定の絶縁耐圧Ｖ_Ｔに対して十分な絶縁性能を得ることができるが、樹脂量が増大し、高圧コイルボビン４の大型化、重量化を招くとともに、製造コストも増大するという問題がある。従って、高圧コイルボビン４の絶縁設計では、樹脂厚を可能な限り絶縁耐圧Ｖ_Ｔを満たす最小の樹脂厚Ｄ_ｍｉｎに設計することが要望される。

【0097】

高圧コイルボビン４の絶縁設計では、上記の高圧コイルボビン４の樹脂厚の設計だけでなく、高圧コイル２１と鉄心Ｂとの間の沿面距離を考慮する必要がある。沿面距離は、高圧コイル２１から高圧コイルボビン４の表面に沿って鉄心Ｂに放電が生じる場合のボビン表面の放電経路の距離である。樹脂厚を最小の樹脂厚Ｄ_ｍｉｎに設定した場合でも、高圧コイルボビン４に十分な沿面距離が取れない部分があると、その部分では、絶縁耐圧Ｖ_Ｔよりも低い電圧で放電が発生する可能性がある。絶縁補強部４１０は、絶縁耐圧Ｖ_Ｔよりも低い電圧で放電が発生する可能性のある部分の沿面距離を長くして高圧コイルボビン４の絶縁の強度を補強するものである。

【0098】

上述したように、高圧コイルボビン４の第１の対辺部４Ａには、複数個の切り欠き４０８と複数個の窓４０９が設けられている。図１に示すように、変圧器本体１を組み立てたとき、高圧コイルボビン４に設けられた複数個の切り欠き４０８及び窓４０９は、鉄心３に対して鉄心端面３Ａを臨む位置となるので、高圧コイルボビン４の切り欠き４０８及び窓４０９が形成された部分では、高圧コイル２１と鉄心Ｂとの間の沿面距離が十分に取れない可能性がある。

【0099】

そこで、本実施の形態では、高圧コイルボビン４の第１の対辺部４Ａの、切り欠き４０８及び窓４０９と鉄心３の鉄心端面３Ａとの間の部分に棒状の凸片からなる絶縁補強部４１０Ａを設けている。絶縁補強部４１０Ａは、図８に示すように、高圧コイルボビン４の各短辺部分の内周側面の湾曲面の先端部分に板状の部材を一体成形により延設して設けられている。従って、高圧コイルボビン４の第１の側壁４０２と第２の側壁４０３では、それぞれ角棒状の凸片からなる部材が絶縁補強部４１０Ａとして設けられた形となっている。この絶縁補強部４１０Ａの作用と効果については後述する。

【0100】

また、高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３は、図７，図８に示すように、第１の側壁４０２よりもサイズが小さく、凹溝４０１の背面側の側壁の底面４０５からの高さｈ２が正面側の側壁の底面４０５からの高さｈ１よりも低くなっている。このため、高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の周縁部（凹溝４０１の背面側の側壁を構成する部分）でも高圧コイル２１と鉄心Ｂとの間の沿面距離が十分に取れない可能性がある。

【0101】

そこで、本実施の形態では、高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の上部の外側面に、断面が矩形状の凸条からなる絶縁補強部４１０Ｂ（図８参照）が高圧コイルボビン４の外周に沿って周回するように設けられている。

【0102】

なお、高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の上端には、図８に示すように、外側に突出させた鍔部４０３１が設けられている。この鍔部４０３１は、一次巻線が整列巻きされた高圧コイルボビン４（高圧コイル２１）を二次巻線が整列巻きされた低圧コイルボビン５（低圧コイル２２）の穴に嵌め込んで高圧コイル２１の外側に低圧コイル２２を同心状に配置したコイル部２を製作する際の、高圧コイルボビン４と低圧コイルボビン５との係合部材として機能するものである。

【0103】

鍔部４０３１と平行に設けられる絶縁補強部４１０Ｂの凸条は当該鍔部４０３１と同様の形状を有しており、絶縁補高圧コイルボビン４と低圧コイルボビン５との係合部材としても機能する。この絶縁補強部４１０Ｂの作用と効果についても後述する。

【0104】

次に、高圧コイルボビン４の凹溝４０１への一次巻線の巻線方法について、図９を用いて簡単に説明する。図９は、高圧コイルボビン４の凹溝４０１に主要巻線２１１と巻数調整用巻線２１２を整列巻きした状態の断面図である。

【0105】

高圧コイルボビン４の凹溝４０１には、最初に巻数調整用巻線２１２の小巻線２１２ａが第２の凹溝４０１Ｂの第２の空間に２層構造で巻回される。小巻線２１２ａは、例えば、一方の端部（リード線となる部分）を切り欠き４０８Ａから高圧コイルボビン４の外部に引き出した状態で第２の側壁４０３側から分割壁４０６まで整列巻きされる。小巻線２１２ａは分割壁４０６で折り返され、小巻線２１２ａの１層目の上面に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第２の側壁４０３まで巻き付けられる。そして、小巻線２１２ａの他方の端部（リード線となる部分）が切り欠き４０８Ａから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。

【0106】

次に、巻数調整用巻線２１２の小巻線２１２ｂが小巻線２１２ａの上に２層構造で巻回される。小巻線２１２ｂは、一方の端部（リード線となる部分）を切り欠き４０８Ｂから高圧コイルボビン４の外部に引き出した状態で第２の側壁４０３側から分割壁４０６まで整列巻きされる。小巻線２１２ｂは分割壁４０６で折り返され、小巻線２１２ｂの１層目の上面に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第２の側壁４０３まで巻き付けられる。そして、小巻線２１２ｂの他方の端部（リード線となる部分）が切り欠き４０８Ｂから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。

【0107】

次に、巻数調整用巻線２１２の小巻線２１２ｃが小巻線２１２ｂの上に２層構造で巻回される。小巻線２１２ｃは、一方の端部（リード線となる部分）を切り欠き４０８Ｃから高圧コイルボビン４の外部に引き出した状態で第２の側壁４０３側から分割壁４０６まで整列巻きされる。小巻線２１２ｃは分割壁４０６で折り返され、小巻線２１２ｂの１層目の上面に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第２の側壁４０３まで巻き付けられる。そして、小巻線２１２ｃの他方の端部（リード線となる部分）が切り欠き４０８Ｃから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。

【0108】

次に、主要巻線２１１の分割巻線２１１ａが第１の凹溝４０１Ａに多層構造で巻回される。第２の凹溝４０１Ｂの上端には小巻線２１２ｃが巻回されているので、分割巻線２１１ａは小巻線２１２ｃの上に巻回されることになる。

【0109】

分割巻線２１１ａは、一方の端部（リード線となる部分）を切り欠き４０８Ｄから高圧コイルボビン４の外部に引き出した状態で第２の側壁４０３側から分割壁４０６まで整列巻きされる。分割巻線２１１ａは分割壁４０６で折り返され、分割巻線２１１ａの１層目の上面に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第２の側壁４０３まで巻き付けられる。その後、分割巻線２１１ａは、各層の分割巻線２１１ａの上側に形成される巻線同士の窪みをガイドとして分割壁４０６と第２の側壁４０３の内壁面に到達する毎に折り返されながら、積層数が所定数となるまで巻回される。そして、分割巻線２１１ａの他方の端部（リード線となる部分）が切り欠き４０８Ｄから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。

【0110】

次に、主要巻線２１１の分割巻線２１１ｂが凹溝４０１の第１の空間に多層構造で巻回される。分割巻線２１１ｂは、一方の端部（リード線となる部分）を切り欠き４０８Ｅから高圧コイルボビン４の外部に引き出した状態で第１の側壁４０２側から分割壁４０６まで整列巻きされる。分割巻線２１１ｂは分割壁４０６で折り返され、分割巻線２１１ｂの１層目の上面に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第１の側壁４０２まで巻き付けられる。その後、分割巻線２１１ｂは、各層の分割巻線２１１ｂの上側に形成される巻線同士の窪みをガイドとして分割壁４０６と第１の側壁４０２の内壁面に到達する毎に折り返されながら、積層数が所定数となるまで巻回される。そして、分割巻線２１１ｂの他方の端部（リード線となる部分）が切り欠き４０８Ｅから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。

【0111】

次に、低圧コイル２２の構造について、図１０〜図１４を用いて説明する。

【0112】

図１０は、変圧器の低圧コイル２２を作製するための低圧コイルボビン５を正面から見た図、図１１は、同低圧コイルボビン５を左側面から見た図、図１２は、同低圧コイルボビン５を上面から見た図、図１３は、同低圧コイルボビン５を下面から見た図、図１４は、図１３におけるＣ−Ｃ線断面図である。

【0113】

低圧コイル２２は、低圧コイルボビン５を用いて長方形の環状（リング状）に成形される。低圧コイルボビン５は、図１０，図１１に示すように、背の低い角丸長方形のリング形状を有し、低圧コイルボビン５の側面から見た形状は、略左右対称になっている。低圧コイルボビン５も樹脂を成形して作製されている。

【0114】

以下では、説明の便宜上、図１１において、リング形状の外周に沿う面を「外周側面」と称し、内周に沿う面を「内周側面」と称し、図１１において、低圧コイルボビン５の右側の面を「正面」と称し、左側の面を「背面」と称して説明をする。

【0115】

低圧コイルボビン５は、高圧コイルボビン４と略同じ寸法の高さ寸法（図１１の幅方向の寸法）を有する。低圧コイルボビン５は、外周側面に二次巻線を巻回するための凹溝５０１が形成されており、低圧コイルボビン５の穴の部分の形状は角丸直方形の形状に成形されている（図１０参照）。低圧コイルボビン５の穴の部分の形状を角丸直方形の形状にしているのは、図１５に示すように、この穴の部分に高圧コイルボビン４が嵌入装着されるからである。

【0116】

凹溝５０１の両壁面を構成する２つの側壁５０２，５０３は、正面又は背面から見てそれぞれ角丸長方形状の環状をなしている。正面側の側壁５０２（（以下、「第１の側壁５０２」という。）の穴の部分の寸法（Ｌ４（長手方向の長さ）×Ｗ４（短手方向の長さ））は、高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の外周側の寸法（Ｌ２×Ｗ２）よりも僅かに大きいサイズを有している。また、側壁５０２の外周側の寸法（Ｌ３（長手方向の長さ）×Ｗ３（短手方向の長さ））は、低圧コイルボビン５の第１の側壁４０２の外周側の寸法（Ｌ１×Ｗ１）（図３参照）と略同一の寸法に設定されている。

【0117】

低圧コイルボビン５の対辺関係にある２つの短辺の部分５Ａ（図１０参照。以下、「第１の対辺部５Ａ」という。）の内周側面と高圧コイルボビン４の対辺関係にある２つの長辺の部分５Ｂ（図１０参照。以下、「第２の対辺部５Ｂ」という。）の内周側面は、平坦面となっている（図１４参照）。これは、低圧コイルボビン５の穴の部分に高圧コイルボビン４を嵌め込むからである。

【0118】

なお、以下の説明では、説明の便宜上、低圧コイルボビン５の第２の対辺部５Ｂの各長辺の部分を「脚部５Ｂ」と称して説明することがある。

【0119】

背面側の側壁５０３（以下、「第２の側壁５０３」という。）は、穴の部分に高圧コイルボビン４を低圧コイルボビン５に嵌め込む際に高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３に嵌め合わせるための嵌合部５０３Ａ（図１０，図１４参照）が形成されている。嵌合部５０３Ａは、第２の側壁５０３の穴の内周に沿ってリング状に形成されている。嵌合部５０３Ａは、第２の側壁５０３の壁面を穴の内側に所定の寸法だけ延設して形成されている。

【0120】

嵌合部５０３Ａの内側の面（低圧コイルボビン５の穴に高圧コイルボビン４を嵌め込むときに当該高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３に対向する面）には、穴の内周に沿って細い溝５０３1，５０３２（図１０，図１４参照）が設けられている。溝５０３1，５０３２は、低圧コイルボビン５の穴に高圧コイルボビン４を嵌め込んだとき、高圧コイルボビン４の第１の側壁４０２に設けられた鍔部４０３１（図７参照）と絶縁補強部４１０Ｂ（図７参照）をそれぞれ嵌め合わせるための溝である。

【0121】

また、嵌合部５０３Ａには、第２の側壁５０３の２つの短辺の部分にそれぞれ４個の切り欠き５０４が設けられている。これらの切り欠き５０４は、低圧コイルボビン５の穴に高圧コイルボビン４を嵌め込んだときに、高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の２つの短辺の部分に形成されている８個の切り欠き４０８を第２の側壁５０３が塞がないようするためのものである。すなわち、８個の切り欠き５０４は、変圧器を作製したときに高圧コイルボビン４の凹溝４０１への絶縁油の出入りを阻害しないようするためのものである。

【0122】

８個の切り欠き５０４の幅は、第２の側壁５０３に設けられた８個の切り欠き５０４と略同一である。また、第２の側壁５０３の一方の短辺の部分（図１０において、上側の短辺部分）にある４個の切り欠き５０４は、低圧コイルボビン５の穴に高圧コイルボビン４を嵌め込んだときに高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の上側の短辺部分に設けられた４個の切り欠き４０８がそれぞれ４個の切り欠き５０４と重なる位置関係となるように第２の側壁５０３の一方の短辺部分に設けられている。また、第２の側壁５０３の他方の短辺の部分（図１０において、下側の短辺部分）にある４個の切り欠き５０４は、低圧コイルボビン５の穴に高圧コイルボビン４を嵌め込んだときに高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３に設けられた４個の切り欠き４０８がそれぞれ４個の切り欠き５０４と重なる位置関係となるように第２の側壁５０３の他方の短辺部分に設けられている。

【0123】

第１の側壁５０２と第２の側壁５０３の一方の短辺の部分（図１０は、上側の短辺部分）には、それぞれ支持部５０５Ａ，５０５Ｂ（図１１参照）が対を成して設けられている。２つの支持部５０５Ａ，５０５Ｂは、タップ切換器ＴＬを取り付けるための板状の部材である。支持部５０５Ａ，５０５Ｂは、樹脂の一体成形加工により第１の側壁５０２と第２の側壁５０３に設けられている。支持部５０５Ａは、第１の側壁５０２の外周から板部材を外側に突出させる（図１１では、第１の側壁５０２の上端から板部材を上側に突出させる）ように形成されている。同様に、支持部５０５Ｂは、第２の側壁５０３の外周から板部材を外側に突出させる（図１１では、第２の側壁５０３の上端から板部材を上側に突出させる）ように形成されている。

【0124】

第１の側壁５０２の支持部５０５Ａが設けられた部分の適所に、二次巻線を引き出すための巻線引出部５０６が設けられている。巻線引出部５０６は、第１の側壁５０２の上端から凹溝５０１の底面５０１１に至る切り欠きで構成されている。

【0125】

凹溝５０１は、凹溝５０１の底面５０１１に対して両内壁面が垂直に立ち上がる形状（長方形の断面形状）となっている（図１１参照）。低圧コイルボビン５の４つの角部には、高圧コイルボビン４と同様に、凹溝５０１の底面５０１１に二次巻線を整列巻きするための巻き付け位置をガイドするガイド溝５０１２（図１１〜図１３参照）が設けられている。ガイド溝５０１２は、二次巻線の径の１／２よりも短い溝幅を有する断面形状が円弧形状の溝である。

【0126】

次に、低圧コイルボビン５の凹溝５０１への二次巻線の巻線方法について、簡単説明する。

【0127】

二次巻線は、凹溝５０１に多層構造で巻回される。二次巻線は、一方の端部（リード線となる部分）を巻線引出部５０６から低圧コイルボビン５の外部に引き出した状態で第１の側壁５０２側から第２の側壁５０３まで整列巻きされる。二次巻線は第２の側壁５０３で折り返され、二次巻線の１層目の上面に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第１の側壁５０２まで巻き付けられる。その後、二次巻線は、各層の巻線の上側に形成される巻線同士の窪みをガイドとして第２の側壁５０３と第１の側壁４０２の内壁面に到達する毎に折り返されながら、積層数が所定数となるまで巻回される。そして、二次巻線の他方の端部（リード線となる部分）が巻線引出部５０６から低圧コイルボビン５の外部に引き出される。

【0128】

高圧コイルボビン４の凹溝４０１に一次巻線を整列巻きして作製された高圧コイル２１は、低圧コイルボビン５の凹溝５０１に二次巻線を整列巻きして作製された低圧コイル２２に対して、図１５に示すように、低圧コイルボビン５の穴の部分に高圧コイルボビン４を正面側から嵌め込んで一体化される。

【0129】

低圧コイルボビン５の穴の部分に、低圧コイルボビン５の正面側から高圧コイルボビン４の背面側を嵌め込むと、高圧コイルボビン４の第２の側壁５０３の周縁部が低圧コイルボビン５の第２の側壁５０３の嵌合部５０３Ａに当接する。その後、さらに高圧コイルボビン４を低圧コイルボビン５側に押し込むと、図１６に示すように、第２の側壁５０３の周縁部の外側の面に形成された鍔部４０３１と絶縁補強部４１０Ｂ（凸条部材）がそれぞれ嵌合部５０３Ａの溝５０３１と溝５０３２に嵌め込まれて、高圧コイルボビン４が低圧コイルボビン５に固定される。これにより、高圧コイル２１の外側に低圧コイル２２が同心状に配置されたコイル部２が作製される。

【0130】

次に、本実施の形態に係る高圧コイルボビン４の特徴的構成である絶縁補強部４１０の作用・効果について、説明する。上述したように、本実施の形態に係る高圧コイルボビン４には、絶縁補強部４１０Ａと絶縁補強部４１０Ｂの２種類の絶縁補強部４１０を設けられている。以下の説明では、両絶縁補強部４１０Ａ，４１０Ｂを区別するため、絶縁補強部４１０Ａを「第１の絶縁補強部４１０Ａ」と称し、絶縁補強部４１０Ｂを「第２の絶縁補強部４１０Ｂ」と称して説明する。

【0131】

まず、第１の絶縁補強部４１０Ａの作用・効果について、図１７を用いて説明する。

【0132】

図１７は、高圧コイル２１を切り欠き４０８Ａの位置で切断した断面図である。なお、高圧コイルボビン４の凹溝４０１には、一次巻線が多層に整列巻きされているが、図１７では、作図の便宜上、一次巻線の一部を描いている。また、図１７には、コイル部２の２つの脚部に鉄心３が取り付けられた場合の鉄心端面３Ａの部分を仮想線で描いている。

【0133】

図２に示す回路構成においては、高圧コイル２１を構成する一次巻線の中で高圧ブッシングＢＳ１（＋）又は高圧ブッシングＢＳ１（−）に接続される位置の対地電圧が最も高くなる。例えば、タップ切換器ＴＬがコモン端子Ｐ_ｃとタップ端子Ｐ_１を接続している状態（図２の回路状態）では、小巻線２１２ａのタップ端子Ｐ_１に接続される端部又は分割巻線２１１ｂの高圧ブッシングＢＳ１（−）に接続される端部の対地電圧が最も高くなる。

【0134】

電力伝送時の高圧ブッシングＢＳ１（＋）には、６０００［Ｖ］〜７０００［Ｖ］の高圧が印加されるが、雷サージ電圧が発生すると、その十倍以上の超高圧が印加されることになるので、小巻線２１２ａのタップ端子Ｐ_１に接続される端部又は分割巻線２１１ｂの高圧ブッシングＢＳ１（−）に接続される端部に超高圧が印加されることになる。

【0135】

例えば、小巻線２１２ａのタップ端子Ｐ_１に接続される端部は、高圧コイルボビン４の凹溝４０１の切り欠き４０８Ａから高圧コイルボビン４の外部に引き出される。このため、雷サージ電圧が重畳された超高圧が高圧ブッシングＢＳ１（＋）に印加されたときの高圧コイルボビン４の凹溝４０１内では、小巻線２１２ａが切り欠き４０８Ａから凹溝４０１内に引き込まれて整列巻きが行われる巻き始めの位置Ｐの電圧が最も高くなる。

【0136】

従って、上述したように、高圧コイルボビン４の樹脂厚を可及的に最小の樹脂厚Ｄ_ｍｉｎに設計するためには、規定の絶縁耐圧Ｖ_Ｔ以下で高圧コイルボビン４の凹溝４０１内の位置Ｐからボビン表面に沿って巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至る経路で放電が発生しないように絶縁補強の設計をする必要がある。

【0137】

なお、上記の説明では、タップ切換器ＴＬがコモン端子Ｐ_ｃとタップ端子Ｐ_１を接続している場合について説明したが、タップ切換器ＴＬがコモン端子Ｐ_ｃとタップ端子Ｐ_２〜Ｐ_４を接続している場合でも同様である。コモン端子Ｐ_ｃにタップ端子Ｐ_２〜Ｐ_４を接続している場合は、放電が発生する位置Ｐが小巻線２１２ｂ、小巻線２１２ｃ、分割巻線２１１ａの巻き始めの位置となるが、これらの巻線２１２ｂ，２１２ｃ，２１１ａの巻き始めの位置は、凹溝４０１の切り欠き４０８Ｂ，４０８Ｃ，４０８Ｄが設けられた位置となるので、小巻線２１２ａの巻き始めの位置Ｐの近傍位置となる。

【0138】

従って、小巻線２１２ａの巻き始めの位置Ｐから巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至るボビン表面に沿う経路の沿面距離について絶縁補強の設計をすれば、コモン端子Ｐ_ｃに接続するタップ端子をＰ_２〜Ｐ_４に切り換える場合にもその効果を奏することができる。

【0139】

分割巻線２１１ｂの高圧ブッシングＢＳ１（−）に接続される端部についても同様に考えることができる。すなわち、分割巻線２１１ｂの高圧ブッシングＢＳ１（−）に接続される端部が高圧コイルボビン４の凹溝４０１の切り欠き４０８Ｅから引き出される位置から巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至るボビン表面に沿う経路の沿面距離について絶縁補強の設計をすれば、絶縁補強をすることができる。

【0140】

本実施の形態に係る高圧コイルボビン４では、図１７に示すように、第１の対辺部４Ａの切り欠き４０８と穴との間（第１の対辺部４Ａの内側の湾曲した内周側面の先端部分）の棒状の凸片からなる第１の絶縁補強部４１０Ａを設けている。第１の絶縁補強部４１０Ａを設けていない場合の凹溝４０１の位置Ｐから巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至るボビン表面に沿う経路は、仮想線で示す経路Ｒ１となるが、第１の絶縁補強部４１０Ａを設けた場合は、凹溝４０１の位置Ｐから巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至るボビン表面に沿う経路が凸片の表面を迂回する経路Ｒ２（太い実線で示す経路）となる。従って、第１の絶縁補強部４１０Ａを設けた場合の位置Ｐから巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至る経路Ｒ２の沿面距離ＬＳは、仮想線で示す経路Ｒ１の沿面距離よりも長くすることができる。

【0141】

これにより、高圧コイルボビン４の第１の対辺部４Ａに切り欠き４０８を設けることによって位置Ｐから巻鉄心３の鉄心端面３Ａに至る経路の沿面距離が短くなり、絶縁強度が低下する場合でも、第１の絶縁補強部４１０Ａを設けることにより絶縁強度を補強することができる。

【0142】

本実施の形態では、第１の対辺部４Ａの切り欠き４０８と穴との間に１本の凸片からなる第１の絶縁補強部４１０Ａを設けているが、第１の絶縁補強部４１０Ａは、図１８（ａ）に示すように、複数本の凸片で構成してもよい。また、第１の絶縁補強部４１０Ａは、図１８（ｂ）に示すように、凸片に代えて溝で構成してもよい。そして、凸片又は溝の断面形状は、矩形に限定されるものではなく、三角形、楕円形、台形など任意の形状を採用することができる。

【0143】

さらに、第１の絶縁補強部４１０Ａは、図１８（ｃ）に示すように、凹部と凸部が繰り返す凹凸部で構成してもよい。この場合も凹凸部の断面形状、正弦波状に限定されるものではなく、三角形状、矩形波状など任意の波形状を採用することができる。また、第１の絶縁補強部４１０Ａを設ける位置は、沿面距離ＬＳが長くなる位置であれば、任意の位置に設定することができる。

【0144】

次に、第２の絶縁補強部４１０Ｂの作用・効果について、図１９を用いて説明する。

【0145】

図１９は、高圧コイル２１の脚部４Ｂにおける断面図である。なお、高圧コイルボビン４の凹溝４０１には、一次巻線が多層に整列巻きされているが、図１９では、作図の便宜上、一次巻線の一部を描いている。また、図１９には、コイル部２の脚部に鉄心３が取り付けられた場合の鉄心３Ａを仮想線で描いている。

【0146】

高圧コイルボビン４の脚部４Ｂの部分では、底面４０５の小巻線２１２ａの巻き始めの位置Ｐからボビン表面に沿って鉄心Ｂに至る放電経路は、図１９に太線で示す経路Ｒ３のようになり、底面４０５の分割巻線２１１ｂの巻き始めの位置Ｑからボビン表面に沿って鉄心Ｂに至る放電経路は、図１９に太線で示す経路Ｒ４のようになる。

【0147】

なお、実際の使用状態（通電状態）においては、上記の位置Ｐ又は位置Ｑを起点とした放電経路Ｒ３，Ｒ４の沿面距離を設計すればよい。しかしながら、変圧器の雷インパルス試験の「非接地試験」では、高圧側を一括で接続し、低圧側及び鉄心、金具のアースなどを全て接地して所定の試験電圧を印加するので、この非接地試験の条件では、図１９の位置Ｕを起点とした放電険路の沿面距離が最も短くなる。従って、高圧コイルボビン４の沿面距離の設計においては、位置Ｕを起点とした放電険路の沿面距離が必要な最小の沿面距離以上に設計されている。

【0148】

高圧コイルボビン４の第２の側壁４０３の底面４０５からの高さｈ２は第１の側壁４０２の底面４０５からの高さｈ１よりも低いので、経路Ｒ３の沿面距離が十分であっても経路Ｒ４の沿面距離が十分に取れない可能性がある。

【0149】

本実施の形態に係る高圧コイルボビン４では、第２の側壁４０３の周縁部の外側の面を低圧コイルボビン５の嵌合部５０３Ａに嵌め合わせて、高圧コイルボビン４と当該高圧コイルボビン４の外側に配置される低圧コイルボビン５とを固定する構成となっている。そのため、第２の側壁４０３の嵌合部５０３Ａへの凸条の嵌め合せ部材を利用して経路Ｒ４の沿面距離を長くするようにしている。

【0150】

経路Ｒ４は、図１９に示すように、凹溝４０１の第２の側壁４０３の内壁面から嵌合部５０３Ａへの嵌め合せ部材である鍔部４０３１の表面を通って第２の側壁４０３の外壁面に出た後、その外壁面を通って鉄心３に至るが、本実施の形態では、第２の側壁４０３の外壁面の経路Ｒ４上に凸条の絶縁補強部４１０Ｂを追加している。この構成により、経路Ｒ４は、凸条の絶縁補強部４１０Ｂの表面を通る分、沿面距離ＬＳが長くなり、第２の側壁４０３における絶縁が補強されている。

【0151】

上記のように、絶縁補強部４１０Ｂは、高圧コイルボビン４と低圧コイルボビン５との嵌合固定の強度を強化できるとともに、凹溝４０１の底面４０５からの高さｈ２が十分に取れない第２の側壁４０３における絶縁を補強することができる効果を奏する。

【0152】

なお、本実施の形態では、絶縁補強部４１０Ｂとして凸条を１本だけ設けているが、図２０（ａ）に示すように、絶縁補強部４１０Ｂを複数本の凸条で構成してもよい。また、絶縁補強部４１０Ｂは、図２０（ｂ）に示すように、凸条に代えて凹条で構成してもよい。そして、凸条又は凹条の断面形状は、矩形に限定されるものではなく、任意の形状を採用することができる。

【0153】

さらに、絶縁補強部４１０Ｂは、図２０（ｃ）に示すように、凸条と凹条を繰り返した凹凸条の部材（断面形状が波状となる部材）で構成してもよい。この場合も凹凸部の断面形状、矩形波状に限定されるものではなく、正弦波状などの任意の波形状を採用することができる。

【0154】

以上、説明したように、本実施の形態に係る高圧コイルボビン４によれば、第１の対辺部４Ａの、切り欠き４０８及び窓４０９と鉄心３の鉄心端面３Ａとの間の部分に棒状の凸片からなる絶縁補強部４１０Ａを設け、第２の側壁４０３の上部の外側面に、断面が矩形状の凸条からなる絶縁補強部４１０Ｂを高圧コイルボビン４の外周に沿って周回するように設けているので、上記の部分の沿面距離による絶縁を補強することができる。これにより、高圧コイルボビン４の樹脂厚を最小の樹脂厚Ｄ_ｍｉｎに設計することかでき、高圧コイルボビン４の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。延いては、高圧コイルボビン４と低圧コイルボビン５を用いたコイル部２とそのコイル部２を用いた変圧器の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

【0155】

なお、上記の実施の形態では、高圧コイルボビン４の凹溝４０１に分割壁４０６を設けているが、分割壁４０６は必ずしも必要ではなく、本願発明は、分割壁４０６のない高圧コイルボビンにも適用することができる。

【0156】

また、上記の実施の形態では、低圧コイルボビン５に巻回される低圧コイルに出力される電圧が低圧であるので、高圧コイルボビン４にだけ絶縁補強部４１０を設けているが、低圧コイルボビン５にも沿面距離による絶縁の補強が必要な箇所がある場合は、その箇所に凸部又は凹部からなる絶縁補強部を設けてもよい。

【0157】

上記の実施の形態では、変圧器本体１に用いられるコイル部２について説明したが、本発明は、変圧器に限定されるものではなく、同一の構造を有するコイル部を用いる静止誘導機器に広く利用することができる。

【符号の説明】

【0158】

１ 変圧器本体
２ コイル部
２１ 第１のコイル（高圧コイル）
２１１ 主要巻線
２１２ 巻数調整用巻線
３ 鉄心
４ 第１のコイルボビン（高圧コイルボビン）
４Ａ 第１の対辺部
４Ｂ 第２の対辺部
４０１ 凹溝
４０１Ａ 第１の凹溝
４０１Ｂ 第２の凹溝
４０２ 第１の側壁
４０３ 第２の側壁
４０３１ 鍔部
４０４ 第１の凹溝の底面
４０４Ａ ガイド溝
４０５ 第２の凹溝の底面
４０５Ａ ガイド溝
４０６ 分割壁
４０７Ａ 溝
４０７Ｂ 巻線支持部
４０７１ 溝の底面
４０８ 切り欠き
４０９ 窓
４１０，４１０Ａ，４１０Ｂ 絶縁補強部
５ 第２のコイルボビン（低圧コイルボビン）
５Ａ 第１の対辺部
５Ｂ 第２の対辺部
５０１ 凹溝
５０１１ 凹溝の底面
５０１２ ガイド溝
５０２ 第１の側壁
５０３ 第２の側壁
５０３Ａ 嵌合部
５０４ 切り欠き
５０５Ａ，５０５Ｂ 支持部
５０５ 第２の凹溝の底面
５０６ 巻線引出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】