JP2000114063A

JP2000114063A - 同軸変圧器

Info

Publication number: JP2000114063A
Application number: JP10316790A
Authority: JP
Inventors: Koji Oki; 康次大木
Original assignee: MITSUTSU ELECTRIC KK
Current assignee: MITSUTSU ELECTRIC KK
Priority date: 1998-10-04
Filing date: 1998-10-04
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】簡素な製作行程で、巻線からの電磁放射を完全
に遮蔽でき、細小なスペースに設置可能な変圧器を提供
する。【解決手段】同軸の直円筒、円錐、円錐台において、内
筒鉄心１に巻線６を施した鉄心脚３０、内筒鉄心と同軸
同心とする外筒鉄心３、その内筒鉄心１を外筒鉄心３の
両端で磁路短絡する短絡鉄心２で連接する構成の同軸変
圧器は、巻線の外方に、外筒鉄心と短絡鉄心で覆うの
で、これら継鉄を接地することで完全電磁遮蔽すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】電圧、電流を変成する変圧器
およびリアクトルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に変圧器は、共通の磁気回路とこれ
に鎖交する複数の電気回路により構成され、電磁誘導作
用により、入力系と出力系の電圧、電流を変成し、必要
により相数、位相を変成し、絶縁することを主機能とす
る電気機器であり、該変圧器を大別すると、鉄心変圧
器、空心変圧器、鉄心と空心を組み合わせたギャップ付
変圧器に区分される。一般に、同軸変圧器の鉄心は、薄
板を成層した鉄心（以下において、特に規定しないかぎ
り、成層構成をしない強鉄心塊状のバルク鉄心も含め、
鉄心とする。）から構成される変圧器である。したがっ
て、該鉄心変圧器は該巻鉄心と該鉄心が閉磁路を構成
し、また、該巻線も電流通流のため、閉電路を構成する
必要があり、さらに、両者の該閉磁路と閉電路がリング
結合する構造が必要である。以上、これら両者の該閉磁
路と該閉電路が該リング結合することから、すくなくと
も、どちらか一方が開路した状態後、閉路を構成する
か、どちらかの該閉路を貫通構成することを必要として
いる。

【０００３】一般に前記鉄心変圧器の前記閉磁路の鉄心
には、発明初期に利用された針金束合鉄心が、次に薄板
鉄板が、さらに、近年ではロール巻圧延鋼帯を切り出し
た電磁鋼板が利用されている。該電磁鋼板を積み重ね
て、前記巻鉄心の高さまで成層し、前記鉄心と接合して
閉磁路を構成する。文献（坪島茂彦、羽田正弘著、変圧
器、発行所（東京電気大学出版局）、１９９４年１１月
２０日発行ｐ１９）、文献（浅川七平、清水栄著、変
圧器、発行所（日刊工業新聞社）、昭和４１年４月３０
日初発行ｐ８３）によれば、該鉄心の構成方法として以
下の方式が示されている。前記巻線閉電路に対して巻鉄
心の構成方法として、前記電磁鋼板をトロイダル状に巻
付け成層する巻成層鉄心方式、絶縁を施した後、直に巻
鉄心を巻付ける直成層鉄心巻方式、長方形に巻付け接着
材で固着したものをＣ形に２分割し、巻鉄心を構成する
Ｃ形成層鉄心（カットコア）方式、長方形に巻付けたも
のを一箇所切断し、コイルをはめ込むラップ成層鉄心
（ラップコア）方式などが方式が示されている。また、
Ｉ字短冊だけで閉磁路を構成させるため、Ｉ字短冊の接
合に際して、Ｉ字短冊先端を４５度、６０度にカット
し、該カット面を接合させる額縁成層鉄心方式、先端部
をカットせず、Ｉ字短冊の側面と先端面を接合させて閉
磁路を作成し、該閉磁路を重ねて鉄心を成層構成するＩ
字短冊成層鉄心方式、Ｅ字・Ｉ字短冊接合鉄心方式など
が示されている。上記すべての鉄心において、変圧器及
びリアクトルに巻線を施す場合、巻線の一部が露出して
いることから、電磁放射の発生がなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近、人体にも低周波
領域の電磁障害があるのではないかと活発に研究と議論
がなされおり、その真理論争は人体の幅広い個体差に対
する疫学的解明であり、顕著な疫学性が得られていない
現状から鑑み、その結論も若干の可能性を否定できない
程度であろうと考えられますが、例えその程度であって
も低周波商用電力が各家庭まで広く普及している今日、
社会的影響は極めて大きい。

【０００５】発電から負荷までの交流送配電網におい
て、これらの問題の解決を図る方策として、送配電線お
よび家庭内利用のコードはケーブル化で、その間の電力
変成装置である大型変圧器については匡体アース付きで
あるから問題はないものの、低周波の商用周波用中形モ
ールド変圧器、小型変圧器は剥き出し巻線からの電磁放
射の欠点を有している。

【０００６】変圧器は一般に電圧の昇降と絶縁を目的と
し、磁路（磁気回路）とと電路（電気回路）の両回路を
持ち、それら両回路を交差させ、その交差量を可変させ
て、その目的を果す電力変成装置です。

【０００７】ここで、提案する新型変圧器は特別な電磁
遮蔽装置を具備させることなく、構成する電路を磁路自
身で完全遮蔽化することで、斯様な問題を解決して、な
お、その完全遮蔽化によっても、変圧器総重量の軽減
（変圧器の価格は総重量に比例する。）と製作の容易化
も同時に得られることから、材料・製作工程両面から低
コスト化が可能な同心同軸変圧器である。

【０００８】この新型同軸変圧器は内筒鉄心、内筒鉄心
に巻かれた巻線の外側に配置される同軸外筒鉄心、内筒
鉄心と外筒鉄心を磁気短絡する短絡鉄心から構成され
る。

【０００９】このような構成であることから、コイル巻
線の外側に置かれる同心同軸外輪鉄心を接地することで
巻線コイルから発生する電磁源を完全遮蔽化ができ、ま
た、巻線コイルは同心同軸鉄心への巻き工程で済み、磁
気・電気両回路の交差製作が不要となるため、製作が容
易となります。

【００１０】この新型同心同軸変圧器はソレノイド鉄心
の半径が同軸鉄心長より十分長ければ、巻線コイルの磁
気発生効率も従来変圧器と遜色ない数値を、長岡係数の
同半径とソレノイド長比から選定できることが知られて
いる。また、矩形断面積と円断面積を等しくする周長は
矩形より円の方が短いことは自明であるから、矩形鉄心
周辺に巻かれる従来コイルに比べ、円形鉄心に巻かれる
ため巻線は短尺で済む。したがって、従来の矩形鉄心変
圧器に比べて円筒変圧器は利用鉄心と巻線の使用量も軽
減できるため、製作材料の軽減・製作工程の省工程化の
両面で低コスト化と省スペース化が容易に図れます。

【００１１】本発明は、内筒鉄心と外筒鉄心を短絡鉄心
で連接して、鉄心閉磁路を自覆構造とすることにより、
内筒鉄心と外筒鉄心が同軸方向で往復構造となることた
め、前記鉄心と前記鉄心環に掛かる交流磁界の方向が相
互に打ち消す方向となる。したがって、本発明により、
前記鉄心と前記鉄心環脚の磁わい振動を音源とする大気
振動の位相が逆位相となるので、相互に振動波がキャン
セルするように働くこと、および前記外筒及び短絡鉄心
で完全密封できるため、本発明は、前記変圧器の磁わい
振動による騒音の低下を図ることを目的としている。

【００１２】従来の矩形断面鉄心変圧器において、該円
形巻線の内側空間をできるだけ、前記鉄心に内接するた
めに、前記矩型断面成層を可能な限り円形とするため前
記段付方式を採用するが製造工程が複雑となる欠点、ま
た、前記該段付け構造では、前記鉄心・巻線において発
生する熱は均一であるが、前記段付け構造に内接する空
間は均一でないため、熱放散が均一とならない欠点があ
り、さらに、前記段付構造ではあくまで円形近似のた
め、近似分だけ前記巻線半径が大きくなる欠点がある。

【００１３】本発明は、前記内筒鉄心と外筒鉄心による
円筒および円錐構造であることから、前記巻線と前記鉄
心脚の断面が円形構造となることから、製造工程の簡素
化を促すことを目的とし、前記内接空間が均一、内接空
間が構造に起因する不要空間を排した必要空間のみとす
ることができるため、前記巻線半径は最小化させること
を目的としている。

【００１４】前記従来型鉄心変圧器の前記巻線に流れる
電流が短絡電流など大きい場合、大きな前記電磁力が前
記巻線と前記鉄心成層に発生するが、対称構造となって
いない場合は、前記巻線と前記鉄心成層に不均一な電磁
力が発生する欠点を有している。

【００１５】本発明は、前記内筒鉄心と外筒鉄心が円筒
構造である場合、前記電磁力（放射方向押広力、圧縮
力）に対して、放射方向の電磁力は均一であり、前記電
磁力の力の方向と同方向となっていることを目的として
いる。また、前記内筒鉄心と外筒鉄心が円筒および円錐
構造であることから、軸方向に対しては、センター位置
が設定し易く、巻線・鉄心を対称配置させ易く、軸方向
に発生する電磁力の前記を保持させ易いことを目的とし
ている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の同軸変圧器の鉄心は、同軸上に同心成層す
る内筒鉄心と外筒鉄心、内筒鉄心と外筒鉄心を磁気的に
短絡する成層する短絡鉄心または強磁性体バルク短絡鉄
心で構成される。

【００１７】内筒鉄心脚の巻線から放たれる電磁放射を
完全に遮蔽するため、接地される前記外筒鉄心と前記短
絡鉄心で、内筒鉄心に巻線を施した内筒鉄心脚を完全に
覆うように構成される。

【００１８】前記外筒鉄心、前記短絡鉄心、前記内筒鉄
心、前記内筒鉄心に巻線を施した内筒鉄心脚のいずれも
円形断面とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき、図面を参照して説明する。

【００２０】説明に当たり、以上においても、以下にお
いて、入れ子という表現は、内筒鉄心と短絡鉄心の２鉄
心を、外筒鉄心と短絡鉄心の２鉄心、内筒鉄心、短絡鉄
心と外筒鉄心の３鉄心を一体成層し、それらをそれぞれ
入れ子として成層するという意味である。

【００２１】本発明においては、鉄心脚は、各種の巻線
が巻かれるときの鉄心脚の総称として記述する。

【００２２】リアクトルは二次巻線を設けない変圧器で
あると考え、説明と図を省略している。また、一次巻線
と二次巻線と表しているからといって、三次巻線等複次
巻線を制限するものではない、一次巻線と二次巻線の名
称を入れ替えを制限するものではない。

【００２３】上記目的を達成するために、必要により、
本発明の変圧器の内筒鉄心の同軸軸上に貫通口を設け、
直接貫通軸棒を貫通させるか、または、該貫通口に貫通
軸管を貫通させ、該貫通軸管中に貫通軸棒を貫通させ、
内筒鉄心を固定する方法があり、ここでは省略している
が必要無いという意味ではない。

【００２４】上記目的を達成するために、本発明におい
て、ヘリカル巻線は、立体的構成、スパイラル巻線は平
面構成を意味するが、円錐鉄心に巻き込む巻線は円錐と
いう立体巻線であるがスパイラル巻線としている。ベン
ド巻線は予め鉄心の径状に合わせて、平角巻線を強制ベ
ンドし、必要な曲率をもった巻線である。

【００２５】各鉄心脚と巻線間、巻線と巻線間には基本
的に絶縁を施すが、以下において、各図においても省略
しているが、不要を意味するものではなく、必要に応じ
て施すものである。

【００２６】次に、本発明の閉磁路構成する継鉄脚、巻
鉄心脚などの鉄心として、従来の円筒巻成層した巻鉄心
を採用することを制限するものではない。

【００２７】以下において、図に表記を省略したからと
いって、磁路形成に必要な継鉄脚、巻鉄心脚などの鉄心
は、必要とする訳で、特に規定しない限り、必要に応じ
て、上記鉄心を設けることを制限するものではない。

【００２８】以上のほか、渦電流を軽減する目的のた
め、全ての鉄心を、必要により、スリット付鉄心とする
ことを、本発明の実施にあたり、制限するものではな
い。図中にスリット付鉄心が描写されている場合とない
場合があるが、必要に応じて、利用されるものであるか
ら、描写する場合としない場合があり、特に規定しない
限り、描写、無描写に特に意味を持っていない。

【００２９】以下において、入れ子構成鉄心は、バルク
鉄心として磁路を構成することも可能である。

【００３０】前記円錐は、特に断らない限り、直円錐を
円錐と呼び、以下においても同様とする。

【００３１】以上、以下において、円筒の構成方法は、
以下の構成法による。電磁鋼帯の圧延方向に円筒長に等
しい定尺に切り、定尺幅員の電磁鋼板を作り、その電磁
鋼板を巻き込み、最内半径鋼板が接した所で、同軸方向
にカットして、１スリット付円筒を構成する。または、
電磁鋼板の幅員を同鋼板の厚さを考慮し、巻き込み半径
に応じてカットし、それら電磁鋼板の中心を整えて巻き
込み、１スリット付円筒を構成する。その外、円盤、円
環を成層して、円筒を構成させる。円筒はバルク成形鉄
心でもよい。上記円筒は、必要により、磁路の方向に合
わせた磁場の下に焼成させて、高透磁率の磁路を形成さ
せる方法を取ることも可能である。

【００３２】短絡鉄心２の構成方法は、円盤を成層させ
た円筒形状の短絡鉄心２、その短絡鉄心２を凹円錐状、
凸円錐状にカットしする方法と、異径円盤を成層して、
凹円錐状、凸円錐状の円錐台とする方法による円錐台形
状の短絡鉄心２である。

【００３３】以下の説明および図では、短絡鉄心２と内
筒鉄心１、短絡鉄心２と外筒鉄心３などの接合をブット
接合、テーパブット接合としているが、説明および図の
例としているにすぎないのであって、説明および図に限
定されず、必要な接合方法をとることを制限されるもの
ではない。

【００３４】テーパブット接合用内筒鉄心１と外筒鉄心
３は、前記円筒を凹凸円錐状にカットする方法、異長の
電磁鋼板を巻き込むことで凹凸円錐状に円筒先端を成形
することも可能であり、どの方法によるかは、特に限定
しないかぎり制限されない。

【００３５】図１（Ａ）は、円筒変圧器の構成図であ
る。構造的には、内筒鉄心１に巻線６を巻いた鉄心脚３
０の外周に外筒鉄心３を巻き付け、内筒鉄心１と外筒鉄
心３の両端面に短絡鉄心２を配置した構成で、内筒鉄心
１、外筒鉄心３、短絡鉄心２により円筒磁路が構成され
る。

【００３６】内筒鉄心１に巻線６を施して、鉄心脚３０
を構成し、鉄心脚３０を短絡鉄心２と同軸同心上に置
き、外筒鉄心３を配置し外筒鉄心３と内筒鉄心１の上
に、短絡鉄心２を置くことにより、内筒同軸変圧器が構
成できる。

【００３７】図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の円筒変圧器を
図１（Ａ）に示す縦断面カット位置でカットしたときの
断面図である。縦断面の構造的には、従来の単相巻鉄心
型変圧器と内鉄型変圧器と同一であるが、内筒鉄心１、
巻線６を巻いた鉄心脚３０、外筒鉄心３、短絡鉄心２が
円筒、円盤で構成される点が異なる。

【００３８】図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の断面図におけ
る磁路の構成を表した図である。

【００３９】図２（Ａ）では、丸形巻線６１を、円筒の
内筒鉄心１に巻付けたときの丸形ヘリカル巻線５９の一
部を表している。

【００４０】図２（Ｂ）は、平角巻線５９を巻き込む内
筒鉄心１に対して、平角巻線５９を内筒鉄心１の巻き込
み曲率に合わせて、ベンドさせたときの平角ベンドヘリ
カル巻線５８の一部を表している。

【００４１】図２（Ｃ）では、平角巻線６２内筒鉄心１
に巻き込んだ平角スパイラル巻線５７のいちぶを表して
いる。

【００４２】図３（Ａ）では、図２（Ｃ）の平角スパイ
ラル巻線５７を内筒鉄心の円錐角に合わせて、ずらして
形成する平角円錐スパイラル巻線６３を示す。また、内
筒鉄心１の円錐角に合わせて、丸形巻線６１、平角巻線
６２、平角ベンド巻線６０を巻き込んで平角円錐スパイ
ラル巻線６３は構成できる。

【００４３】図３（Ｂ）は平角巻線６２の幅の半分のビ
ッチで巻き込む半幅ピッチスパイラル巻きの一部を表し
ている。

【００４４】図３（Ｃ）は、平角円錐スパイラル巻線６
３に対して直交する平角スパイラル２等辺巻線６４を構
成させ、平角円錐スパイラル巻線６３が発生する磁場に
鎖交させることができる。

【００４５】図３（Ｄ）は図３（Ｃ）と同様に平角円錐
スパイラル巻線６３と鎖交させる平角スパイラル巻線６
５を示している。

【００４６】図４（Ａ）では、前記構成方法で構成させ
た円筒の両先端を円錐凸状にカットした内筒鉄心１、円
錐凹状にカットし外筒鉄心３を作り、その内筒鉄心１、
外筒鉄心３に整合するように円盤、円環を整正した短絡
鉄心２からなる同軸変圧器の鉄心の構成断面図である。
磁路形成の短絡鉄心２と内筒鉄心１、外筒鉄心３の接合
方法はすべてテーパブット接合５２である。

【００４７】図４（Ｂ）は、前記構成方法で構成させた
円筒の内筒鉄心１と外筒鉄心３に整合させるように円盤
成層し、円錐台の形状とした短絡鉄心２、前記構成方法
で構成させた円筒を円錐凹状にカットし外筒鉄心３から
なる同軸変圧器の鉄心の構成断面図である。磁路形成の
短絡鉄心２と内筒鉄心１の接合方法はブット接合５１、
短絡鉄心２と外筒鉄心３の接合方法はテーパブット接合
５２である。

【００４８】図４（Ｃ）は、成層した電磁鋼板を金型に
よりカップ状に形成させ、入れ子外短絡筒鉄心４１、片
端を円錐状にカットした内筒鉄心１、円錐盤、円環を成
層して円錐台を構成した短絡鉄心２で磁路を構成した同
軸変圧器の鉄心の構成断面図である。また、短絡鉄心２
と内筒鉄心１、外筒鉄心３とテーパブットは接合してい
る。

【００４９】図５（Ａ）は、円盤成層した円筒の短絡鉄
心２、前記円筒構成で構成された内筒鉄心１と外筒鉄心
３において、内筒鉄心１の端部が短絡鉄心２の面に接合
させ、短絡鉄心２の外径と外筒鉄心３の外径を同径接合
させたときの同軸変圧器の鉄心の構成断面図である。す
べての接合はブット接合である。

【００５０】図５（Ｂ）は、円盤成層した円筒の短絡鉄
心２と円錐台の短絡鉄心２、前記円筒構成で構成された
内筒鉄心１と外筒鉄心３において、外筒鉄心３の片端面
を凹円錐状にカットした外筒鉄心３とし、該内筒鉄心１
の端部が該短絡鉄心２の面に接合し、該短絡鉄心２の外
径と該外筒鉄心３の内径が同径接合ときの同軸変圧器の
鉄心の構成断面図である。ＡＡ′の上方はブット接合、
ＡＡ′の下方の外筒鉄心３と短絡鉄心２はテーパブット
接合である。

【００５１】図５（Ｃ）は、円環成層した円環円筒の短
絡鉄心２と円錐の短絡鉄心２、前記円筒構成で構成され
た内筒鉄心１と外筒鉄心３において、内筒鉄心１と外筒
鉄心３の片端面を凹円錐状にカットした内筒鉄心１と外
筒鉄心３とし、該短絡鉄心２の内径と該内筒鉄心１の外
径が同径接合し、該短絡鉄心２の内径と該外筒鉄心３の
内径が同径接合ときの同軸変圧器の鉄心の構成断面図で
ある。ＡＡ′の上方はブット接合、ＡＡ′の下方の外筒
鉄心３、内筒鉄心１が短絡鉄心２とテーパブット接合で
ある。

【００５２】図６（Ａ）は、円環成層した円環円筒の短
絡鉄心２と円錐台の短絡鉄心２、前記円筒構成で構成さ
れた内筒鉄心１と外筒鉄心３において、内筒鉄心１と外
筒鉄心３の片端面を凹円錐状にカットした内筒鉄心１と
外筒鉄心３とし、該短絡鉄心２の円錐台上部径と該内筒
鉄心１の外径が同径接合し、該短絡鉄心２の外径と該外
筒鉄心３の外径が同径接合ときの同軸変圧器の鉄心の構
成断面図である。ＡＡ′の上方はブット接合、ＡＡ′の
下方の外筒鉄心３、内筒鉄心１が短絡鉄心２とテーパブ
ット接合である。

【００５３】図６（Ｂ）は、円錐台の短絡鉄心２、内筒
鉄心１、外筒鉄心３、短絡鉄心２の三者を入れ子構成す
る鉄心の内筒鉄心１と外筒鉄心３の片端面を凹円錐状に
カットした内外短絡筒入れ子鉄心１８、該短絡鉄心２の
円錐台上部径と該内筒鉄心１の外径が同径接合し、該短
絡鉄心２の外径と該外筒鉄心３の外径が同径接合ときの
同軸変圧器の鉄心の構成断面図である。同図の下部右の
短絡鉄心２は円錐の短絡鉄心２と逆円錐の短絡鉄心２か
ら構成されている。同図の下部右の短絡鉄心２と内外短
絡筒入れ子鉄心１８の外筒鉄心３はブット接合、内筒鉄
心１と左外筒鉄心３はテーパブット接合である。左右で
異なるが、左右で異なる構成を意味するものではなく、
２例を同時にあらわしているにすぎない。

【００５４】図６（Ｃ）は、内筒鉄心１の先端を短冊と
して切り込み、放射方向にベンド５４した内短絡筒鉄心
１７の一様を示す図で、異径内筒鉄心１を同様に整形し
て、成層した内短絡筒鉄心１７を構成する。

【００５５】図６（Ｄ）は、外筒鉄心３の先端を短冊と
して切り込み、放射方向にベンド５４した外短絡筒鉄心
３４の一様を示す図で、異径外筒鉄心３を同様に整形し
て、成層した外短絡筒鉄心３４を構成する。

【００５６】図７は、異径巻線配置鉄心脚の構成図を示
す。内筒鉄心１の外方に絶縁材８装着し、その外方を巻
線６で巻き込み、その巻線６の外方を絶縁材８で装着
し、その外方を巻線６で構成することで鉄心脚３０を構
成したときの構成図である。

【００５７】図８は、順序巻線配置鉄心脚の構成図を示
す。内筒鉄心１の外方に絶縁材８装着し、その外方を一
次巻線１０の巻線６と二次巻線１１の巻線６とを同径で
巻き込んだ鉄心脚３０を構成したときの構成図である。
なお、一次巻線１０の巻線６と二次巻線１１の巻線６と
の間は絶縁材８装着している。

【００５８】図９（Ａ）は図８と同様に巻線６を同径で
巻き込んで鉄心脚３０を構成しているが、一次巻線１０
が両サイドに分離分割配置した例である。

【００５９】図９（Ｂ）では、図９（Ａ）の分離分割配
置を一次巻線１０と二次巻線１１の両者にまで適用した
例である。なお、一次巻線１０の巻線６と二次巻線１１
の巻線６との間は絶縁材８装着している。

【００６０】図１０（Ａ）は、内筒鉄心１、外筒鉄心
３、短絡鉄心２ともに円盤、円環を成層して構成したと
きの円錐同軸変圧器の断面図である。構成方法は単に成
層するだけであるから省略する。

【００６０】図１０（Ｂ）は、円筒形状の内筒鉄心１を
凹円錐状に切削した内筒鉄心１、円筒の外筒鉄心３を凹
円錐に切欠きと凸円錐に切削した外筒鉄心３、短絡盤鉄
心２４と短絡円錐鉄心２６で構成する円錐形状の同軸変
圧器の構造断面図である。

【００６０】図１０（Ｃ）は、内筒鉄心１を円錐金型整
形した内円錐鉄心１５と円環成層した短絡テーパ環鉄心
２５、短絡円錐鉄心２６、円筒の外筒鉄心３を凹円錐に
切欠きと凸円錐に切削した外筒鉄心３で構成する円錐形
状の同軸変圧器の構造断面図である。

【００６１】図１１は、内筒鉄心１、外筒鉄心３、短絡
鉄心２の形状を各種様々に構成した円錐形状の同軸変圧
器の構造断面図である。なお、入れ子円錐外筒鉄心３２
は螺旋円錐外筒鉄心３３、入れ子円錐外筒鉄心３２は螺
旋円錐内筒鉄心１３に置き換えることは可能である。

【００６２】図１２も、内筒鉄心１、外筒鉄心３、短絡
鉄心２の形状を各種様々に構成した円錐形状の同軸変圧
器の構造断面図である。

【００６３】図１３（Ａ）は、円錐内筒鉄心１に一次巻
線１０と二次巻線１１を順序配置したときの構成図であ
る。

【００６４】図１３（Ｂ）では、円錐内筒鉄心１の一次
巻線１０を二分分割し、二次巻線１１を挟み込み分離分
割配置したときの構成図である。

【００６５】図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）の順序巻線
配置した巻線構成と一次巻線１０と二次巻線１１の間に
絶縁材８を装着した構成の円錐形状の同軸変圧器の構造
断面図である。

【００６６】図１４（Ｂ）では、螺旋鉄心脚７１に円錐
巻線として、一次巻線１０の外側を二次巻線で重ね巻き
した円錐巻線構成とするときの円錐形状の同軸変圧器の
構造断面図である。なお、一次巻線１０と二次巻線１１
間に絶縁材８を装着している。

【００６７】図１５は、一次巻線１０と二次巻線１１と
もに平角スパイラル巻線５７とし、一次巻線１０の外側
を二次巻線１１で巻き込み、同心同軸の超薄型のスパイ
ラル状の単相同軸変圧器の例を示す。超薄型平角巻線が
市販されたことのより、スパイラル状の同軸変圧器が可
能となった。なお、一次巻線１０と二次巻線１１間に絶
縁材８を装着している。

【００６８】図１６の例は、一次巻線１０と二次巻線１
１ともに平角スパイラル巻線５７とし、二次巻線１１の
外側を一次巻線１０で巻き込み、さらに、その外側に二
次巻線１１を配置する分離分割巻線配置の同心同軸の超
薄型のスパイラル状の単相同軸変圧器の例を示す。内側
一次巻線１０と外側一次巻線１０は渡り線６８で連絡し
ている。なお、一次巻線１０と二次巻線１１間に絶縁材
８を装着している。図１７は、図１６の超薄型のスパイ
ラル状の単相同軸変圧器の構成を同一短絡鉄心２に３個
列ね、上部構成として、内筒鉄心１にＲ相巻線の一次巻
線と二次巻線を配置するのスパイラル状のＲ相単相同軸
変圧器、中間構成として、内筒鉄心１にＳ相の一次巻線
と二次巻線を配置するのスパイラル状のＳ相単相同軸変
圧器、下部構成として、Ｔ相巻線の一次巻線と二次巻線
を配置するのスパイラル状のＴ相単相同軸変圧器の三つ
の単相同軸変圧器で平板状の三相同軸変圧器を構成する
ときの構造断面図である。

【００６９】図１８では、鉄心脚３０を３脚とするスパ
イラル状の単相同軸変圧器を表わす。巻線の構成とし
て、内脚鉄心に一次巻線１０を配置させ、外側２脚に二
次巻線を配置させ、渡り線６８で結んでいる。

【００７０】図１９は、従来の矩形変圧器を示す。

【００７１】図２０は、従来の矩形変圧器と同軸変圧器
の鉄心断面を比較した図である。

【００７２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００７３】接地する外筒鉄心と短絡鉄心の継鉄で自覆
するため、巻線からの電磁放射を完全に遮蔽できる。

【００７４】短径長尺、短尺長径、円錐など必要なニー
ズに応じて、どんな空きスペースに対しても、細小なス
ペースで必要な変圧器を構成できる。

【００７５】巻線と鉄心をクロスさせることがないの
で、作業工程が簡素化され、必要な工具も少なくて済
む。

【００７６】鉄心脚が円形ないし、円錐であることか
ら、巻線の巻半径に対する無駄がないので、巻線延長が
短くなるので、経済的となるばかりでなく、銅損も小さ
くできる。

【００７７】接地する外筒鉄心と短絡鉄心の継鉄で自覆
するため、巻線からの電磁放射を完全に遮蔽できる。

【００７８】外筒鉄心の継鉄で自覆するため、低騒音
化、低振動化、省スペース性が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図１（Ａ）】円筒変圧器の構造図である。

【図１（Ｂ）】円筒変圧器の縦断面図と平面図である。

【図１（Ｃ）】円筒変圧器の縦断面において、基本磁路
を表した図である。

【図２】

【図２（Ａ）】丸型ヘリカル巻線の巻き方法を示す断面
図である。

【図２（Ｂ）】平角ベンドヘリカル巻線の巻き方法を示
す断面図である。

【図２（Ｃ）】平角スパイラル巻線の巻き方法を示す正
面と断面図である。

【図３】

【図３（Ａ）】平角円錐スパイラル巻線の巻き方法を示
す断面図である。

【図３（Ｂ）】平角円錐スパイラル巻線の巻き方法を示
す正面部分図である。

【図３（Ｃ）】円錐スパイラル巻線に直行する平角スパ
イラル二等辺巻線の巻き方法を示す断面図である。

【図３（Ｄ）】円錐スパイラル巻線に直行する平角三角
スパイラル巻線の巻き方法を示す断面図である。

【図４】円錐同軸変圧器の縦断面構造図である。

【図５】円錐同軸変圧器の縦断面構造図である。

【図６】

【図６（Ａ）】縦断面の円筒変圧器の縦断面構造図であ
る。

【図６（Ｂ）】縦断面の円筒変圧器の縦断面構造図であ
る。

【図６（Ｃ）】縦断面の円筒変圧器において、入れ子用
外短絡筒短冊鉄心の１筒構造図である。

【図６（Ｄ）】縦断面の円筒変圧器において、入れ子用
内短絡筒短冊鉄心の１筒構造図である。

【図７】異径巻重層配置鉄心脚の構造および構成図であ
る。

【図８】同径巻線順序配置鉄心脚の構造および構成図で
ある。

【図９】同径巻線分離分割配置鉄心脚の構造および構成
図である。

【図１０】円錐鉄心の構造および構成図である。

【図１１】縦断面の円筒変圧器の縦断面構造図である。

【図１２】縦断面の円筒変圧器の縦断面構造図である。

【図１３】

【図１３（Ａ）】円錐巻線順序配置の構成図である。

【図１３（Ｂ）】円錐巻線分離分割配置の構成図であ
る。

【図１４】

【図１４（Ａ）】円錐巻線順序配置鉄心脚の構造および
構成図である。

【図１４（Ｂ）】円錐巻線重層配置の構造および構成図
である。

【図１５】スパイラル巻線重層順序配置の構成図であ
る。

【図１６】スパイラル巻線重層分離分割配置の構成図で
ある。

【図１７】三相同軸変圧器の構造図である。

【図１８】磁路２分割同軸変圧器の縦断面図である。

【図１９（Ａ）】従来単相変圧器の構造図である。

【図１９（Ｂ）】従来単相変圧器の縦断面図である。

【図２０】従来単相変圧器と同軸変圧器の構造比較断面
図である。

【符号の説明】

１内筒鉄心２短絡鉄心３外筒鉄心４内外筒鉄心５継鉄６巻線７巻線スペース８絶縁体９磁路１０一次巻線１１二次巻線１２入れ子円錐内筒鉄心１３螺旋円錐内筒鉄心１４内短絡円錐鉄心１５内円錐鉄心１６内短絡筒鉄心１７内短絡筒短冊鉄心１８内外短絡筒入れ子鉄心２０両円錐短絡鉄心２１短絡環２３短絡筒２４短絡盤鉄心２５短絡テーバ環鉄心２６短絡円錐鉄心２７円錐異角短絡円錐鉄心２８短絡円錐台鉄心２９バルク短絡鉄心３０鉄心脚３１外筒鉄心３２入れ子円錐外筒鉄心３３螺旋円錐外筒鉄心３４外短絡筒鉄心３５外短絡筒短冊鉄心４１入れ子外短絡鉄心５１ブット接合５２テーバブット接合５３入れ子接合５４ベンド５６スパイラル巻線５７平角スパイラル巻線５８平角ベンドヘリカル巻線５９平角ヘリカル巻線６１丸形巻線６２平角巻線６３平角円錐スパイラル巻線６４平角スパイラル二等辺巻線６５平角三角スパイラル巻線６６円錐スパイラル巻線６８渡り線６９リード線７１螺旋鉄心脚９０鉄心９１継鉄９３矩形鉄心９４矩形鉄心用巻線スペース９７Ｒ相巻線９８Ｓ相巻線９９Ｔ相巻線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心円筒構成における内筒鉄心、外筒鉄
心、短絡鉄心をそれぞれ組み合わせた構成、該内筒鉄心と該短絡鉄心を一体化した内筒短絡鉄心、該
外筒鉄心と該短絡鉄心を一体化した外筒短絡鉄心と該短
絡鉄心とをそれぞれ組み合わせた構成、該内筒鉄心、該外筒鉄心、該内筒短絡鉄心、該外筒短絡
鉄心と該短絡鉄心をそれぞれ組み合わせた構成により円
筒縦断面上で磁路を構成させる円筒同軸変圧器におい
て、該内筒鉄心、該外筒鉄心および該内筒・外筒短絡鉄心の
構成構造を、異幅長の電磁鋼板を複数巻き込み、先端を凹凸円錐状と
した先端円錐円筒成層鉄心、テーパ構成の電磁鋼帯を巻
き込んだテーパ電磁鋼帯、あるいは、定幅電磁鋼帯の端
部を切削して、先端を凹凸円錐状とした先端円錐円筒成
層鉄心、電磁鋼板で該内筒鉄心の一端を包み込み成層し、先端を
凹凸円錐状とした先端円錐円筒成層鉄心、異幅長の電磁鋼板を複数巻き込んだ成層円筒端部、テー
パ構成の電磁鋼帯を巻き込んだテーパ電磁鋼帯端部、定
幅電磁鋼帯の端部を切り裂き、放射方向に直角に折り返
した短冊円筒先端を凹凸円錐状とした先端円錐短冊内筒
短絡成層鉄心および先端円錐短冊外筒短絡成層鉄心、電磁鋼材を圧延、冷間延伸させ、円筒カップ状とし、入
れ子構造として成層し、あるいは、複数成層させた薄い
電磁鋼板を圧延、冷間延伸させ、円筒カップ状に入れ子
成層し、それらの先端を凹凸円錐状とした先端円錐入れ
子内外筒短絡成層鉄心、異幅長の電磁鋼板を複数巻き込んだ円筒端部、テーパ構
成の電磁鋼帯を巻き込んだテーパ電磁鋼帯端部、定幅電
磁鋼帯端部を切り裂き、放射方向に直角に折り返し、さ
らに、同軸方向に折り返した外筒鉄心と内筒鉄心の両先
端を凹凸円錐状とした先頭円錐短冊内外筒短絡成層鉄
心、電磁セラミック、鉄隗等のバルク材を打ち抜き、切削、
鍛造等により円筒カップ状とし、該バルク端部を切削し
て、先端を凹凸円錐状とした先端円錐円筒バルク鉄心、の各鉄心テーパの切り角度を高透磁率角度に整合させた
構造とし、または、上記すべての鉄心の円錐のテーパ角度を直角と
したフッラト面鉄心構造とし、必要により、円筒軸方向
に、必要数のスリットを設けた構造とし、巻線用巻線として、丸形巻線、平角巻線、平角ベンド巻
線を利用し、上記すべての円筒鉄心に対して該巻線用巻線を巻き込む
鉄心脚の構成および該巻線の巻き込み方法を、円筒軸方向に、同心同軸層上に一次、複次巻線を巻き込んだ異径同軸鉄
心脚、同心同軸上に一次、複次巻線を巻き込み、順次一体配置
または分割分離交互配置とする同径同軸鉄心脚、該異径、該同径構成を組み合わせた同軸鉄心脚、または、放射方向に、同心螺旋層上に一次、複次巻線を巻き込み、順次一体配
置または分割分離交互配置とする螺旋巻鉄心脚、円錐上にテーパ螺旋巻として、一次、複次巻線を巻き込
み、順次一体配置または分割分離交互配置し、または、
同心螺旋層上に一次、複次巻線を巻き込み、順次一体配
置または分割分離交互配置とする螺旋巻線をテーパ角度
ずらしたテーパ螺旋鉄心脚、上記すべての同軸鉄心脚と螺旋鉄心脚を組み合わせた同
軸螺旋鉄心脚として構成し、上記すべての鉄心および鉄心脚を連接して磁路を構成さ
せる短絡鉄心の構成構造として、異幅長の電磁鋼板を積層し、成層円盤を構成し、該成層
円盤の外径および内径、該両径を凹凸円錐状とした先端
円錐成層短絡鉄心、同径の電磁鋼板を積層し、外径および内径、該両径の端
部を切削して、該成層円盤の外径および内径、該両径を
凹凸円錐状とした先端円錐成層短絡鉄心、電磁鋼板で中空円筒型の一端を包み込み成層し、外径お
よび内径、該両径の端部を切削して、該成層円盤の外径
および内径、該両径の一部または全部を凹凸円錐状とし
た先端円錐成層短絡鉄心、電磁鋼材を圧延、冷間延伸させ、円筒カップ状とし、入
れ子構造として成層し、あるいは、複数成層させた薄い
電磁鋼板を圧延、冷間延伸させ、円筒カップ状の入れ子
成層し、外径および内径、該両径の端部を切削して、該
成層円盤の外径および内径、該両径の一部または全部を
凹凸円錐状とした先端円錐成層短絡鉄心、電磁セラミック、鉄隗等のバルク材を打ち抜き、切削、
鍛造等により円盤状とし、該バルク端部を切削して、外
径および内径、該両径の端部の一部または全部を切削し
て、該成層円盤の外径および内径、該両径の一部または
全部を凹凸円錐状とした先端円錐バルク短絡鉄心とし、上記すべての短絡鉄心において、必要により鉄心断面の
切り角度を高透磁率角度に整合させた構造とし、または、上記各テーパ付き円筒鉄心の上記テーパ角度を
直角としたフッラト面構造とし、必要により、円筒軸方向に、必要数のスリットを設けた
構造とし、上記すべての鉄心と該鉄心脚との接合をブット接合、入
れ子接合、テーパブットおよびそれらの組み合わせ接合
して、磁路を構成させたことを特徴とする円筒変圧器。