(57)【要約】      （修正有）【課題】外ケースに挿入したコイルの加圧成形の際に巻線およびコアにストレスを加えることなく支持し、電気特性劣化を防ぎ、加えてリード線の組付け性および成形樹脂の充填性と接着性を向上させる変流器及び零相変流器を提供する。【解決手段】コイル支持用のリブ２を外ケース１の内側円筒３、外側円筒４の両方もしくいずれかにコイルとの接触面積が大きくなるように幅広く設け、加えてリード線挿入部１５にリード線１０および成形樹脂９を容易に底部まで導き、成形樹脂９との接触面積を大きくすることができるテーパの誘い込み形状５を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い比透磁率特性を有する環状磁心に巻線を施したコイルで、その巻線終端部に引き出し線として被覆を有したリード線を取り付け、外ケースに収めて加熱流動化した成形樹脂を注ぎ込み一体に加圧成形し封止する構造であって、
前記外ケースは、外側円筒形状と内側円筒形状を有し、それらの両方またはどちらか一方に前記コイルを支えるリブを有し、前記リブは、前記コイルの中心からの中心角が６０°以上の連続した長さを持ち、少なくとも一か所以上にあることを特徴とする変流器もしくは零相変流器。
【請求項２】
前記リブは、前記コイルの高さの０．５〜０．８倍の高さを有することを特徴とする請求項１記載の変流器もしくは零相変流器。
【請求項３】
前記リブは、前記外側円筒側のリブが、前記外側円筒内径と前記コイル外径との差の半分の厚みを有し、前記内側円筒側のリブが、前記コイル内径と前記内側円筒外径との差の半分の厚みを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変流器もしくは零相変流器。
【請求項４】
前記外ケースは、前記リード線を収納するリード線挿入部を有し、前記リード線挿入部は、前記リード線を所定のスペースを持って囲む壁部と、前記巻線を通す隙間部と、前記外ケース底面に向かい狭くなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の変流器もしくは零相変流器。
【請求項５】
前記外ケースは、前記リード線を収納するリード線挿入部を有し、前記リード線挿入部は、前記リード線を所定のスペースを持って囲む壁部と、前記巻線を通す隙間部と、前記リード線を位置決めする位置決め部と、前記リード線位置決め部に向かい狭くなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の変流器もしくは零相変流器。
【請求項６】
前記外ケースは、前記リード線を収納するリード線挿入部を有し、前記リード線挿入部は、前記リード線を所定のスペースを持って囲む壁部と、前記巻線を通す隙間部と、前記リード線を位置決めする位置決め部と、前記リード線位置決め部の天面に段差形状を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の変流器もしくは零相変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、交流電流または、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流もしくはその漏洩電流を計測するための変流器及び零相変流器に関する。
【背景技術】
【０００２】  図１は、従来の一般的な変流器を示す概略図である。従来の変流器は、環状の磁心からなる閉磁路に２次巻線Ｗ２が巻回されており、計測対象の電流の流れる１次巻線Ｗ１が閉磁路の中央開口を貫通している。その動作は、１次巻線Ｗ１に電流Ｉ１が流れると、電磁誘導によって電流Ｉ１の大きさに対応した、好ましくは比例した電流Ｉ２が２次巻線Ｗ２に発生する。このとき２次巻線Ｗ２に負担抵抗を接続することによって、電圧信号が２次巻線Ｗ２に出力され、その結果、１次巻線Ｗ１に流れる電流Ｉ１を電圧信号として計測することが可能になる。【０００３】  また従来の変流器の製造方法としては、金属の型を用意し、少なくとも一つの巻線を備えたコアすなわちコイルを外ケースに組み込んだ状態で型内に挿入し、型を閉鎖して、加熱流動化した成形樹脂を加圧下で型に充填することにより、加圧成形し一体に封止成形する方法がある。（例えば特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８３１４５号  図１、図３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来の変流器は、外ケースにコイルを組み込み加圧成形により封止を行う場合、コイルが成形時の圧力により外ケース側壁に対して接近する箇所が生じる。その場合、コイルと外ケースが接近している箇所には成形樹脂が充填されにくいため、その付近において成形樹脂が剥がれやすくなり、耐電圧特性も低下する。また、コイルの成形圧力による移動に伴い、コアの位置ずれが生じるため零相変流器として用いる場合は平衡特性の低下が生じる。【０００６】  また従来の変流器の外ケースが有する円筒状リード線挿入部の穴径はリード線の位置決めを兼ねているためリード線の線径程度であり、加圧成形の際、成形樹脂の粘度を低くしなければ充填できない。また、リード線周りの成形樹脂と外ケース間の接触面積が小さく、大きな引き抜き強度は得られない。【０００７】  また従来の変流器のボビンを用いて、コイルの位置決めをして、加圧成形による封止を行う場合、位置決め用にボビンに設けられたリブはコイルとの接触面積が小さくなる構造のために、成形時の圧力によりコイルがリブに押し付けられた際、巻線に対して局所的に大きなストレスが加わり、被覆破れや断線が生じる。また、コイルの巻線部は変形しやすく、位置決め用リブに成形圧力で押し付けられることで変形するため、それに伴いコアの位置ズレが生じ、零相変流器として用いる場合には平衡特性は低下する。
さらに、コイル外周部において、位置決め用リブは引き出し線用の硬銅線付近のみにしか設けられておらず、その他の箇所におけるコイルの位置決めは不十分である。
また、位置決め用リブに成形圧力で押し付けられた際、コイル内部のコアに対しても力が加わり、コアの特性が変化して電気的特性は悪化する。【０００８】  また従来の変流器の引き出し線用の硬銅線はボビンに一体成形する構造のため、被覆を有したリード線のように強度、耐熱温度が外ケースと比較して低い導線を引き出し線として用いることはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  この発明における変流器もしくは零相変流器は、高い比透磁率特性を有する環状磁心に巻線を施したコイルで、その巻線終端部に引き出し線として被覆を有したリード線を取り付け、外ケースに収めて加熱流動化した成形樹脂を注ぎ込み一体に加圧成形し封止する構造であって、外ケースは、外側円筒形状と内側円筒形状を有し、それらの両方またはどちらか一方にコイルを支えるリブを有し、リブはコイルの中心からの中心角が６０°以上の連続した長さを持ち、少なくとも一か所以上に設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】  この発明は以上説明したように、コイルを支えるリブを、コイルの中心からの中心角が６０°以上の連続した長さを持ち、少なくとも一か所以上に設けたことにより、成形時にリブとの接触により生じるコイル巻線およびコイル内のコアへのストレスを最小限にしつつコイルを支えることができるため、断線、被覆破れおよび巻線部の変形、コイルの位置ずれ、コアに加わる力により生じる電気的特性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  一般的な変流器を示す概略図である。
【図２】  本発明の実施の形態１における変流器もしくは零相変流器に用いる外ケース構造を示す図である。
【図３】  本発明の実施の形態２における変流器もしくは零相変流器に用いる外ケース構造を示す図である。
【図４】  本発明の実施の形態３における変流器もしくは零相変流器に用いる外ケース構造を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態１〜３における変流器もしくは零相変流器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  実施形態１．
図５はこの発明の実施の形態１における変流器もしくは零相変流器１００で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は正面図である。図５（ｄ）はコイル１４のアイソメ図である。
図５（ｄ）において、１３はコア部１１に巻き付けた巻線、１０は被覆を有した引き出し線用リード線であり、１４はそれらを組み合わせたコイルである。なお、コイル１４の外径寸法をＬ５、内径寸法をＬ６、高さをＬ７とする。
図５（ａ）において、外ケース１にコイル１４を組み込み、加熱流動化した成形樹脂９を注ぎ込み一体に加圧成形して封止している。
図２はこの発明の実施の形態１における変流器もしくは零相変流器１００に用いる外ケース１で、図２（ａ）は外ケース１の平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図２（ｃ）はアイソメ図、図２（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図、図２（ｅ）は誘い込み形状５内のリード線１０を示す図である。
図２（ａ）（ｂ）において、外ケース１は、内側円筒３と外側円筒４を有し、それぞれの円筒にコイル位置決め用のリブ２が設けられる。リブ２の厚み寸法は外側円筒４側をＬ１、内側円筒３側をＬ２とし、外側円筒４の内径寸法をＬ３、内側円筒３の外形をＬ４とすると
【数１】
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【数２】
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の関係を持ち、リブ２の高さはコイル１４の高さＬ７の０．５〜０．８倍程度である。外側円筒４側には、コイル中心からの中心角は６０°以上（例えば９０°）の長さのリブ２が２カ所あり、内側円筒３には、コイル中心からの中心角は６０°以上（例えば９０°）の長さのリブ２が２カ所ある。
図２（ｃ）（ｄ）において１５はリード線挿入部、８はコイル１４の巻線を引き出すための隙間を有する巻線引出し部、５は巻線に接続したリード線１０を収納する誘い込み形状、７はケース１から外部にリード線１０を引き出すリード線引き出し部である。
このように構成された変流器もしくは零相変流器１００においては、リブ２の高さをコイル１４の高さＬ７の０．５〜０．８倍にすることで、リブ２上部に成形樹脂が充填される余地を設けつつ、コイル１４を支持することができる。
また、リブ２長さをコイル１４中心からの中心角は６０°以上となるようにすることでコイル１４との接触面積が大きくなり、加圧成形時の圧力により押し付けられた場合においても巻線に断線や被覆破れを生じさせるようなストレスを与えず、さらにコアに対しても電気的特性が変化するような力が加わらないようにすることができる。
また、図２（ｅ）にあるようにリード線挿入部１５はリード線１０先端を、外ケース１底部まで導き、さらにリード線１０を反らせて成形樹脂９との接着性を高めることが可能なテーパ形状５ａを有する誘い込み形状５により、リード線１０の組付け性を向上させるとともに成形樹脂９の充填性および外ケース１との接着性も向上させることができる。
なお、リブ２は図２（ｆ）のように内側円筒３のみに設けたり、図２（ｇ）のように外側円筒４のみに設けても、コイルを支持することは可能であるため、内側円筒３及び外側円筒４の両方に設けた場合と同等の効果が得られる。
【００１３】  実施形態２．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分について説明する。図３はこの発明の実施の形態２における変流器もしくは零相変流器１００の外ケース１で、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図３（ｃ）はアイソメ図、図３（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図である。図３（ｅ）は、誘い込み形状１６内のリード線１０を示す図である。
図３（ｃ）（ｄ）において１５はリード線挿入部、８はコイル１４の巻線を引き出すための隙間を有する巻線引出し部、１６は巻線に接続したリード線１０を収納する誘い込み形状、６は円筒形状のリード線位置決め部、７はケース１から外部にリード線１０を引き出すリード線引き出し部である。
このように構成された変流器もしくは零相変流器１００においては、図３（ｅ）にあるようにリード線挿入部１５はテーパ形状１６ａを有する誘い込み形状１６によりリード線１０先端をリード線位置決め部６へ導き、リード線１０の組付け性を向上させるとともに成形樹脂９の充填性および外ケース１との接着性も向上させることができる。
【００１４】  実施形態３．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分について説明する。図４はこの発明の実施の形態３における変流器もしくは零相変流器１００の外ケース１で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）はアイソメ図、図４（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図である。図４（ｅ）は、誘い込み形状１２内のリード線１０を示す図である。
図４（ｃ）（ｄ）において１５はリード線挿入部、８はコイル１４の巻線を引き出すための隙間を有する巻線引出し部、１２は巻線に接続したリード線１０を収納する誘い込み形状、１２ａは段差形状、６は円筒形状のリード線位置決め部、７はケース１から外部にリード線１０を引き出すリード線引き出し部である。
このように構成された変流器もしくは零相変流器１００においては、図４（ｅ）にあるようにリード線挿入部１５は、段差形状１２ａを備えた誘い込み形状１２により、リード線１０先端をリード線位置決め部６へ導き、リード線の組付け性を向上させるとともに成形樹脂９の充填性を向上させることができる。誘い込み形状１２を段差形状１２ａとすることで成形樹脂９と外ケース１の接着性をより高めることができる。
【符号の説明】
【００１５】１      外ケース
２      位置ズレ防止用リブ
３      外ケース内側円筒
４      外ケース外側円筒
５      誘い込み形状（リード線入口〜外ケース底部）
５ａ    テーパ形状
６      リード線位置決め部
７      リード線引き出し部
８      巻線引き出し部
９      成形樹脂
１０    リード線
１１    コア部
１２    誘い込み形状（段差付、リード線挿入部入口〜リード線位置決め用円筒６入口）
１２ａ  段差形状
１３    巻線
１４    コイル
１５    リード線挿入部
１６    誘い込み形状（リード線挿入部入口〜リード線位置決め用円筒６入口）
１６ａ  テーパ形状
１００  変流器及び零相変流器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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