JP2005150507A - 巻鉄心及び変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い方向性を有する電磁鋼板を使用しても、その特性、メリットを存分に生かし切ることができる巻鉄心及び変圧器を提供する。
【解決手段】 巻回された帯状の電磁鋼板を切断して単位鉄心２ａを構成し、切断端４を突合せて接合部５を形成する際に、その切断端４を巻回方向に対して５０°〜７５°の角度をもって傾斜させるようにする。そして、前記接合部５近傍で単位鉄心２が互いにラップ部６を有するように積層する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、方向性を有する電磁鋼板を巻回して構成された巻鉄心及びこれを具備した変圧器に関する。

従来より、変圧器１００における巻鉄心１０１の構成は、図１７に示すように、帯状の電磁鋼板１０２を巻回し、この電磁鋼板１０２を幅方向に対して、例えば１巻回（ワンターン）毎に切断したものに巻線１０３を挿入後、この電磁鋼板１０２の切断端１０２ａ同士を突合せて接合部１０４として閉じて、前記巻線１０３を固定するというものが一般的である。この場合、前記接合部１０４において、一度切断した電磁鋼板１０２の切断端１０２ａ同士を再度密に接触させて閉じることは構造上非常に困難であり当該接合部１０４には必然的に僅かな隙間、つまり磁性体が存在しない空隙が生じてしまうのが現実である。

このような巻鉄心１０１において、磁束Ａは、図１８にその一部を示すように、電磁鋼板１０２の巻回方向に流れているので、当該磁束Ａは前記接合部１０４に対して直角に且つ幅方向の全部が一挙に達する。しかし、この接合部１０４は上記のように空隙であり磁気抵抗が非常に高いので、前記磁束Ａはこの空隙を事前に避けようとし、同図１８のように、接合部１０４に達する前に上下どちらかの電磁鋼板１０２に対して緩やかな傾斜角度をもって渡り、流れていくものである。
特開２００１−２８４１３６号公報

ところで、昨今では、上記電磁鋼板１０２に代わり、薄板化され且つ極めて高い方向性を有する電磁鋼板が開発されている。この電磁鋼板１０５（図１９参照）は、その高い方向性故に磁束が前記巻回方向以外の方向へは流れ難いという特性を有している。また、この電磁鋼板１０５は、前記薄板化により鋼板間の絶縁皮膜の存在が大きくなって、前記磁束が巻回方向以外の方向、特に厚み方向には流れ難いという特性が一層高められている。

このような電磁鋼板１０５を流れる磁束Ｂは、図１９に示すように、前述した電磁鋼板１０２を流れる磁束Ａとは異なり、接合部１０４へ達する前に上下どちらかの電磁鋼板１０５に渡ろうとせずに、そのまま磁気抵抗の高い接合部１０４に達する。そして、この磁束Ｂは、前記接合部１０４近傍のある時点に達したら急激に且つ一挙に上下どちらかの電磁鋼板１０５に渡ろうとし、瞬時に流れる方向を変化させられるので、前記電磁鋼板１０５に対し略直角の傾斜角度をもって渡るようになる。

更に、上記のような接合部１０４に達した磁束Ｂは、当該接合部１０４近傍の最も磁気抵抗の小なる部分に流れようとするので、前記磁束Ｂはその磁気抵抗の小なる部分に集中して流れたり、或いは接合部１０４の空隙の一部に漏れ流れたりする。ところが、このような接合部１０４近傍で起こる磁束の集中、空隙に漏れることによる乱れは磁気損失となってしまうと共に、更に上記のように電磁鋼板１０５に対して、磁束Ｂが直角（略直角）に入射するとその周りに渦電流が発生し渦電流損失となってしまう。

なお、最近では、表面にケガキ（スクラッチ）が形成された磁区制御電磁鋼板と称される電磁鋼板が製品化されている。この磁区制御電磁鋼板を電磁鋼板１０５に用いれば、渦電流の発生を抑えることはできるが、接合部１０４近傍での磁束Ｂの集中や乱れに起因する磁気損失については、有効な対応がとられず、これはそのまま変圧器１００における特性の悪化に繋がってしまっているのが現実である。つまり、折角の高い方向性を有する電磁鋼板、例えば磁区制御御電磁鋼板を使用して巻鉄心１０１を構成しても、その高い方向性を有する特性というメリットが、時に上記のような、磁束Ｂの集中や乱れを発生させてしまうようなデメリットとなってしまう場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い方向性を有する電磁鋼板を使用しても、その特性をメリットとして存分に生かし切ることができる巻鉄心及び変圧器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の巻鉄心は、巻回された帯状の電磁鋼板を１巻回若しくは複数巻回毎に切断して単位鉄心とする複数の単位鉄心で構成され、各単位鉄心の切断端を突合せて接合部とすると共に、各接合部を巻回方向にずらすようにした巻鉄心において、前記単位鉄心の切断端は、巻回方向に５０°〜７５°の角度をもって傾斜するように構成されていることを特徴とすることを特徴とする（請求項１の発明）。

この構成によれば、電磁鋼板により構成された単位鉄心を流れる磁束は、接合部に対して当該単位鉄心の幅方向の全部が一挙に達する訳ではなく、幅方向にて順次到達するようになるので、当該接合部近傍で磁束の集中を起こすことがない。更に、単位鉄心の各切断端を傾斜させることにより、接合部において磁束が幅方向に流れにくくなるので、当該接合部に達した磁束は速やかに上下の電磁鋼板に流れるようとするようになり、仮に高い方向性を有する電磁鋼板、例えば磁区制御電磁鋼板で構成された単位鉄心を流れる磁束であっても、接合部においてスムーズに上下どちらかの磁区制御電磁鋼板に渡り、接合部の空隙を流れることによる乱れも防止できる。

また、上記の場合、隣接する単位鉄心の接合部は交差するように構成してもよい（請求項２の発明）。
例えば、巻鉄心を構成する単位鉄心の全部を角度をもって切断してそのまま突合せて接合部とすると、当該接合部は、結局はバットラップ接合となり磁束が渡りにくく変圧器としての特性は良くはならないが、上記のような請求項２の構成によれば、単位鉄心を構成する切断された各電磁鋼板を１枚毎に反転させてから突合せて接合部とするため、隣接する単位鉄心、つまり電磁鋼板の接合部は確実にラップ部を有するようになるので、当該接合部に達した磁束が上下どちらかの電磁鋼板に渡り易くなる。

また、本発明の巻鉄心は、巻回された帯状の電磁鋼板を１巻回若しくは複数巻回毎に切断して単位鉄心とする複数の単位鉄心で構成され、各単位鉄心の切断端を突合せて接合部とするようにした巻鉄心において、単位鉄心の切断端は、巻回方向に夫々異なる角度をもって傾斜するように構成されていることを特徴とする（請求項５の発明）。
上記構成の場合、例えば小型変圧器等において、構造上の都合や寸法の要求等から継鉄部が長く取れない場合等であっても、隣接する電磁鋼板同士間、つまり単位鉄心間のラップ部を確実に確保することができる。

また、請求項１に記載の巻鉄心において、各単位鉄心は接合部の近傍で押圧部材により幅方向の両側から押圧され当該幅方向へずれるよう構成してもよい（請求項７の発明）。
この構成によれば、接合部に空隙が存在していても電磁鋼板、つまり単位鉄心が幅方向へずれることにより当該空隙が閉じられるので、前記電磁鋼板の切断端同士が接触できるようになる。

以上の説明から明らかなように、本発明の巻鉄心及び変圧器によれば、高い方向性を有する電磁鋼板、いわゆる磁区制御電磁鋼板を使用しても、その特性をメリットとして存分に生かし切ることができるという優れた効果を得ることができる。

＜第１の実施例＞
以下、本発明の第１の実施例を図１ないし図４を参照して説明する。
図１には単相の変圧器１の概略的な外観図が示されている。巻鉄心２は、薄板化され且つ高い方向性を有する電磁鋼板、例えば磁区制御電磁鋼板を巻回し、この巻回物を１巻回（ワンターン）毎に切断して単位鉄心とする複数の単位鉄心２ａから構成されている。そして、この巻鉄心２には、各単位鉄心２ａの切断端４を拡開させた状態にして巻線３が嵌め込まれている。その後、各単位鉄心２ａの切断端４同士を突合せて接合部５として閉じ、以って変圧器１が構成される。従って、巻鉄心２においては、上部継鉄部に接合部５が形成されることになる。

単位鉄心２ａの切断は、図２に示すように、巻回方向に対して切断角度θ（例えば、θ＝６０°）をもって傾斜するようになされるものであり、このように切断された切断端４を突合せた接合部５は僅かな隙間、いわゆる磁気抵抗の高い空隙を有している。また、各単位鉄心２ａは、接合部５近傍で巻回方向に１枚毎にずれることに基づいて夫々互いが、図２に示すような、平行四辺形状のラップ部６を有するように構成されている。そして、これに起因して接合部５は巻回方向へ段階的にずれており、これら接合部５を幅方向から見た場合、この部分を拡大して示す図３のように、あたかも一般的なステップラップ接合であるかのように構成されている。

ここで、図４は励磁周波数が５０（Ｈｚ）の際の、接合部５における切断端４の切断角度θをパラメータとして、横軸に磁束密度（Ｔ）及び縦軸にＢＦ（この場合のＢＦとは、素材損失に対する巻鉄心損失の比＝素材損失／巻鉄心損失）をとって示す実験データのグラフである。この図４から明らかなように、切断角度θ＝６０°（図２にも示している。）の時に、ＢＦが全ての磁束密度において全体的に良好な低い値を示している。そして、θ＝６０°を境に、θ＝５０°及びθ＝７５°でも、ＢＦは全ての磁束密度で比較的良好な低い値を示している。しかし、θ＝４５°及びθ＝９０°（直角）では、ＢＦはやや高い値となってしまう。

この理由は、接合部５の切断端４の切断角度θを５０°〜７５°の範囲とさせることで、磁束は順次接合部５に達した順から漸次上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り、流れることができるので磁束の集中、これに起因した磁束密度の急激な上昇が起き難くなるということと、切断角度を上記範囲にすることにより切断端４、つまり接合部５近傍、或いは直前にて幅方向へ逃げる磁束が減り、より多くの磁束が上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り、流れようとする効果を高めるためである。なお、磁束の流れに対して接合部５が直角（９０°）となると、これは従来技術に相当するものである。

このように、上記第１の実施例によれば、接合部５の切断端４の切断角度θをθ＝６０°としているので、磁束は順次接合部５に達した順から漸次上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り、流れることができ、更に、この単位鉄心２ａは、接合部５近傍でラップ部６を有しており、磁束はこの磁気抵抗の高い接合部５を事前に避けて上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り易くなるので、接合部５で磁束が一挙に流れることによる磁束の集中による磁束密度の急激な上昇、磁束の乱れ、そしてこれらに起因する単位鉄心２ａに対する磁束の傾斜角度が直角となってしまうことによる渦電流の発生を、夫々抑えることが可能となり、延いては磁区制御電磁鋼板、つまり高い方向性を有する電磁鋼板のメリットを存分に生かし切った良好な特性の変圧器１を得ることができる。

＜第２の実施例＞
本発明の第２の実施例を、図５を用いて説明する。なお、第１の実施例と同様の部分には同符号を付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
第２の実施例では、各単位鉄心２ａに形成された接合部１０は当該単位鉄心２ａの積層方向において交差するように構成されている。これらの接合部１０はθ＝６０°の角度をもって切断されていると共に、各単位鉄心２ａを１枚毎に反転させながら積層することにより隣接する接合部１０における切断端４の切断角度を互いに１８０°ずらし、前記各接合部１０を前記単位鉄心２ａの積層方向に交差させるものである。このとき、各接合部１０の交差中心にはひし形状の孔部１０ａが形成される。なお、接合部１０における切断端４の切断角度は、図４に示すように、５０°〜７５°の範囲にあればよい。

各単位鉄心２ａは、接合部１０を交差させることに基づいて夫々が三角状のラップ部１１を有し、これに起因して接合部１０も巻回方向へ段階的に互い違いとなるようにずれており、これら接合部１０を幅方向から見た場合、図５（ｂ）に示すように、あたかも一般的な交互ラップ接合であるかのように構成されている。
単位鉄心２ａにおける接合部１０は磁気抵抗が高いため、前述の通り磁束はこの接合部１０を避けて、磁気抵抗の低いところから上下どちらかの単位鉄心２に渡ろうとするが、この際、隣接する単位鉄心２ａにおけるラップ部が小さい、或いはないと、磁束の流れはこの接合部１０近傍における磁気抵抗の低いところにて集中し、乱れることにより高い磁気損失となり、変圧器（例えば、図１に示す変圧器１）の特性を悪化させる。

しかし、上記第２の実施例によれば、近接する単位鉄心２ａは三角状のラップ部１１を有し、しかもこのラップ部１１は近接する接合部が互いに交差する構成となっており、接合部１０近傍にて比較的大きな面積なものとなるので、このラップ部１１により磁束が前記接合部１０を事前に避け易くなり、磁束の集中や乱れを起しにくくなることに起因して磁気損失が減少し、変圧器（１）の特性を向上させることができる。更に、各切断端は６０°の角度をもって傾斜しているので、接合部１０に達した磁束は、磁束の集中による磁束密度の急激な上昇や乱れを、一層起すことなくスムーズに上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り、流れることができ、上記効果をより向上させることができる。また、この場合、前述した第１の実施例における効果をも同様に得ることができる。

＜第３の実施例＞
本発明の第３の実施例を示す図６では、前記第２の実施例の接合部１０において交差中心に形成された前記ひし形状の孔部１０ａには、締付け具として、例えばボルト２０を挿入され、単位鉄心２ａを積層方向にナット２１で締付けるように構成されている。この場合、最上部及び最下部の夫々の単位鉄心２ａには抑え板２２が配設されている。

変圧器（１）に対しては、積み込み時や輸送時の人為的な揺れ、或いは不可避的な励磁振動等が時に加わってしまう。しかし、上記第３の実施例によれば、単位鉄心２ａは積層方向に締付けられて固定されているので、解けたりすることがなく、変圧器（１）全体としての強度を向上させることが可能となると共に、鉄心バインディング等が不要となるのでコスト性も良好となる。
なお、上記第３の実施例においては、締付け具としてボルト２０及びナット２１を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばビレット等を用いてもよい。

＜第４の実施例＞
本発明の第４の実施例を示す図７では、前記第３の実施例におけるボルト２０の一端部に一体に設けられた吊り棒２０ａが変圧器構成物（図示せず）の一部に固定され、継鉄部３０にて全体が宙吊り状態として構成されている。この場合、巻鉄心２と巻線３との間にある上下の空間に対して樹脂製のクランプ３１を圧入し、巻鉄心２が変形しないように構成されるものであり、当該クランプ３１同士は連結棒３２で連結されている。

磁区制御電磁鋼板を含め、一般的な電磁鋼板の巻回方向（長さ方向）に対して、特に心脚部３３に対して圧縮応力が加わると、この部分で磁束が流れにくくなり、これが磁気損失となることに起因して変圧器（１）の特性が悪化する。しかし、上記第４の実施例によれば、巻鉄心２の自重や巻線３の荷重等は前記変圧器構成物により支えられ、脚部３３に対して圧縮応力が加わらないようにすることができるので、比較的簡単な構造で変圧器（１）の特性の悪化を防止することができる。

＜第５の実施例＞
本発明の第５の実施例を、図８を用いて説明する。なお、第１ないし第４の実施例と同様の部分には同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第５の実施例では、各単位鉄心２ａにより形成された接合部４０は当該単位鉄心２ａの巻回方向に夫々異なる角度をもって傾斜するよう、換言すれば各接合部４０が幅方向の一端部に位置する基準点４１を中心として放射状となるよう形成されている。つまり、夫々の接合部４０（の切断端４）は巻回方向に対してθ＝３０°〜９０°の範囲で、切断角度が順次１０°毎増すように切断されており、このような構成の場合、隣接する単位鉄心２ａの接合部４０では、三角状で面積が夫々異なったラップ部４２が形成され、これらの各ラップ部４２は前記基準点４１近傍から離れるに従って徐々に大きくなるものである。また、基準点４１は積層方向に空隙となっている。

例えば、小型変圧器等においては、構造上の都合や寸法の要求等から継鉄部が長く取れない場合がある。この場合、例えば図２に示すようなステップラップ接合や、或いは図５に示すような交互ラップ接合にて接合部５や１０を構成してラップ部６や１１を形成しようとすると、前記継鉄部が短い故に、前記ラップ部６や１１の一部（ラップ部６、１１の端部における一部）が巻鉄心２の湾曲した部分、いわゆるコーナー部にまでかかってしまうことに起因して一部湾曲したラップ部６、１１となってしまうため、正常な状態のラップ部６、１１を形成できない、或いはできても非常に小さいような事態が起こり得る。しかし、ラップ部６、１１を形成できない、或いは非常に小さいと、接合部５や１０に達した磁束が上下どちらかの単位鉄心２ａに渡れない、或いは渡り切れないので、磁束の流れが乱れ、高い磁気損失となってしまい、変圧器（１）の特性の悪化に繋がる。

しかし、上記第５の実施例によれば、小型変圧器のような継鉄部が長く取れない場合であっても、切断角度が夫々異なる接合部４０を有する単位鉄心２ａを積層することにより隣接する上下の前記単位鉄心２ａ同士の間に三角状の面積の異なったラップ部４２を確実に、且つ正常な状態で確保することができ、接合部４０に達した磁束はこのラップ部４２により上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り、流れることができので、小型変圧器であってもその特性を悪化させることがない。
なお、上記第５も実施例においては、単位鉄心２ａを７枚の構成としているが、この単位鉄心２ａの枚数は特に限定するものではない。

＜第６の実施例＞
上記第５の実施例における巻鉄心２を１ブロック４３とし、このブロック４３を２つ積層した構成をなす本発明の第６の実施例では、まず図９に示すように、各ブロック４３、４３毎の基準点４１、４１を幅方向に対向する両端部のずれた位置とし、これに基づいてこれら２つの基準点４１、４１を中心として放射状となるよう形成された各接合部４０、４０が、各ブロック４３、４３毎に１８０°ずれて互いが交差する位置となるように構成されている。

また、図１０に示す変形例では、前記２つの基準点４１、４１を幅方向の同端部における離れた位置とし、これに基づいてこれら基準点４１、４１を中心として放射状となるよう形成された各接合部４０、４０が、各ブロック４３、４３毎に反転して互いが交差する位置となるように構成されている。
例えば、小型変圧器等において、より広いラップ部が必要な場合は、前記ブロック４３を複数段、例えば２段積層して構成し、前記ラップ部を広く取る工夫がなされている。しかし、このブロック４３は、上記の通り、幅方向の一端部には基準点４１が存在し、この基準点４１は積層方向に空隙である。よって、前記ブロック４３を積層して巻鉄心２とするとき、基準点４１近傍での単位鉄心２ａにおける各ラップ部４２は小さいので、仮に前記基準点４１が幅方向の一端部に揃って集中してしまうと、この部分では小さなラップ部４２が集中してしまう。このような場合、特に設計磁束密度が高い小型変圧器においては、漏れ磁束がこの基準点４１の揃った、換言すれば小さいラップ部４２が集中した位置にて増加してしまうことに起因して、例えば前記図７に示したようなクランプ３１等に渦電流を発生させると共に、この部分で局部的な温度上昇や熱曲がり等の事態を起してしまう。

しかし、上記第６の実施例によれば、例えば図９の変圧器（１）では、基準点４１を幅方向に対向する両端部のずれた位置とし、当該基準点４１を幅方向の一端部に揃わせずに構成しているので、漏れ磁束による渦電流の発生部位を離し、これに起因したクランプ３１等に対する局部的な温度上昇等を押させることができる。更に、隣接する上下の単位鉄心２ａ同士間のラップ部４２を確実に確保することもできると共に、各接合部４０において、その位置及び距離が互いに疎に形成され、切断端４の切断角度も互いに異なるようになるので、これら接合部４０で磁束の集中による磁束密度の上昇や乱れ等を起こすことがなく、変圧器（１）の特性を向上させることができる。

また、図１０の変圧器（１）では、前記基準点４１を幅方向の同端部における離れた位置としているので、上記図９の変圧器（１）と同様の効果を得ることができる。
なお、上記第５及び第６の実施例においては、夫々の接合部４０における切断端４の切断角度は３０°〜９０°の範囲で、切断角度間隔は１０°毎で、夫々異なる角度となるよう構成にしたが、これに限定されるものではなく、切断角度、切断角度範囲、及び切断角度の間隔は単位鉄心２ａの積層枚数等によって適宜変更可能であると共に、基準点４１は各接合部４０毎にずれるような構成としてもよい。

＜第７の実施例＞
本発明の第７の実施例を、図１１及び図１２を用いて説明する。なお、上記第１ないし第６の実施例と同様の部分には同符号を付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
第７の実施例では、単位鉄心２ａの切断端４は、最初、図１１（ａ）にて一点鎖線で示す左切断端５０、及び二点鎖線で示す右切断端５１のように互いが幅方向に面一の状態である。つまり、第１の実施例における図２（ａ）の状態である。そして、この状態で、左切断痰０及び右切断端５１が、押圧部材として、弾性体の例えば板ばねによって幅方向のずれた位置にて互いに反対方向から押圧されることにより、図１１（ａ）の実線で示すように、互いの切断端５０、５１が幅方向にずれて、これら両切断端５０、５１が接触した状態の構成となる。これは、押圧により、左切断端５０が図１１（ａ）の下方にずれ、右切断端５１が同図の上方にずれるためである。

単位鉄心２ａの接合部５を密に接触させることは当該接合部５の磁気抵抗を大幅に減少させるため、変圧器（１）の特性を向上させるに非常に有効であるが、現実には構造上及び材質上、極めて困難である。しかし、変圧器（１）における寸法の要求等から、上記接合部５の幅があまりに大きいと前記要求された寸法に応じられないばかりか、当該接合部５を磁束が渡り切れず時に変圧器（１）の特性自体を大きく低下させてしまう。

しかし、上記第７の実施例によれば、接合部５において両切断端５０、５１は両幅方向のずれた位置から押圧され、これら切断端５０、５１は互いに接触して当該接合部５が閉じ、接合部５における磁気抵抗を大幅に減少させられるので、変圧器（１）の特性を向上させることができる。図１２は、横軸に磁束密度（Ｔ）及び縦軸に５０（Ｈｚ）時の鉄損（Ｗ／ｋｇ）をとって示す実験データのグラフである。この図１２から明らかなように、上記効果は、特に磁束密度が１．３０を超えた辺りから徐々に有効となり、磁束密度に比例して良好となるものである。

また、製造時において、何らかの理由で接合部５の幅が予想よりも大きくなってしまった場合等でも、両切断端５０、５１を両幅方向から押圧することにより、この幅を狭めることができるので、例えば寸法誤差等を是正することができる。
なお、上記第７の実施例においては、押圧部材として板ばねを使用したが、これに限定されるものではなく、例えば波型ばねやコイルスプリング、或いはゴム等の樹脂を用いてもよい。

＜第８の実施例＞
本発明の第８の実施例では、単位鉄心２ａの切断端は、最初、図１３（ａ）にて一点鎖線で示す左切断端６０及び二点鎖線で示す右切断端６１のように互いが幅方向に面一であると共に、左切断端６０が、右切断端６１に対して１０％傾斜して切断された状態である。そして、この状態で、左切断端６０及び右切断端６１が、両幅方向のずれた位置から押圧されることにより、図１３（ａ）の実線で示すように、互いの切断端６０、６１が幅方向にずれて、両切断端６０、６１が接触した状態の構成となる。

接合部の幅を減少させるには、両幅方向からの押圧は有効な手段であるが、例えば押圧によるずれの曲率半径が小さく、更に切断端同士が平行の場合では、当該切断端同士の接触が点接触となってしまうことも起こり得る。このように切断端同士が点接触となると、接合部において部分的に大きな空隙が残り、結局は接合部における磁気抵抗を減少させられず、変圧器の特性を向上させるに至らない。

しかし、第８の実施例によれば、左切断端（一方の切断端）６０に対して右切断端（他方の切断端）６１を１０％傾斜させており、両幅方向からの押圧によって左切断端６０の端部がいち早く右切断端６１に接触すると共に、更に押圧が進むと左切断端６０が確実に右切断端６１と面接触することができるので、接合部６２の空隙をより確実に閉じることができ、これに起因して前記接合部６２の磁気抵抗を減少させることが可能となり、変圧器（１）の特性を確実に向上させることができる。ここで、一方の切断端に対し他方の切断端を傾斜させる角度の割合は１０％以内が好ましく、これを超えると押圧の際に単位鉄心２ａが大きく歪んでしまう自体が起こり得てしまう。
なお、上記第８の実施例においては、左切断端６０を右切断端６１に対して１０％傾斜させて切断した構成であるが、これに限定されるものではなく、右切断端６１に対して左切断端６０を傾斜させて切断したり、或いは両切断端６０、６１を相対的に１０％傾斜させて切断するようにしてもよい。

＜第９の実施例＞
本発明の第９の実施例を、図１４を用いて説明する。なお、上記第７の実施例と同様の部分には同符号を付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
第９の実施例では、図１３に示すように、前述の第７の実施例に記載したような幅方向にずれて空間となった切断端５０、５１に、磁性体を含有した樹脂７０が塗布されている。ここで、磁性体としては、例えば鉄粉が使用され、樹脂としては、例えばエポキシ樹脂が使用されるものであり、この樹脂７０は空間となった、つまり空隙が生じた切断端５０、５１が単位鉄心２ａの側面と面一となるように塗布されるものである。

幅方向にずれて空隙が生じた切断端５０、５１に達した磁束は、それ以上流れることができず、急激に流れる方向を変更して近傍の単位鉄心２ａに流れ込むため、時にこの部分で磁束の集中による磁束密度が急激な上昇や乱れが起こってしまい、変圧器（１）の特性が悪化する。
しかし、上記第９の実施例によれば、空隙が生じた切断端５０、５１には磁性体を含有した樹脂７０が塗布されており、この切断端５０、５１に達した磁束はこの樹脂７０を流れながら単位鉄心２ａに緩やかに戻ることができるので、磁束の集中による磁束密度の急激な上昇や乱れ等が起こらず、変圧器（１）の特性が向上する。更に、時間の経過につれ樹脂７０が硬化し単位鉄心２ａ同士、そして切断端５０、５１同士を互いに固着するので、鉄心バインディングが不要となりコスト性が良好となる共に、前記樹脂７０が単位鉄心２ａの振動や磁気騒音等を吸収するので、より高い品質の変圧器（１）を得ることができる。更に、中空状態の切断端５０、５１は鋭利であるが、樹脂７０を塗布し単位鉄心２ａの側面と面一とすることにより、前記切断端５０、５１が他の部材に引っかかったり、傷つけたりすることを防止できる。
なお、この第９の実施例の構成を第８の実施例に適用してもよい。

＜第１０の実施例＞
本発明の第１０の実施例では、図１５のように、前述の第１の実施例に記載したような接合部５の空隙に、上記第９の実施例と同様の樹脂７０が密に充填されている。
前述の通り、空隙を有する接合部５は磁気抵抗が非常に高いために、磁束はこれを避けようと上下どちらかの単位鉄心２ａに渡り、流れようとするわけだが、この場合、前述してきた通り、接合部５近傍で磁束の集中による磁束密度の上昇や乱れ等が起こり、変圧器（１）の特性が悪化する。

しかし、上記第１０の実施例によれば、接合部５には磁性体を含有した樹脂７０が密に充填されており、磁束はこの樹脂７０を流れることができるので、前記接合部５における磁気抵抗が減少し、変圧器（１）の特性が向上すると共に、上記第９の実施例と同様の効果も得ることができる。
なお、上記第９及び第１０の実施例における樹脂７０は、様々な形状の切断端、接合部に対して塗布、或いは充填が可能であると共に、要旨を逸脱しない範囲で、塗布、充填箇所は適宜変更可能である。

また、上記樹脂７０において、この樹脂７０に対して含有させる磁性体は７０質量％前後が望ましく、これを離れると樹脂７０の流動性や接着性等に問題が生じる。また、磁性体としては鉄粉だけに限らず、例えばフィライト粉等は前記鉄粉程は磁束を流せないが絶縁性が良好であり、仮に樹脂が巻線絶縁部（コイル絶縁部）等に流れ込んでも絶縁不良を起しにくい。

＜第１１の実施例＞
本発明の第１１の実施例を、図１６を用いて説明する。なお、上記第５の実施例と同様の部分には同符号を付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
第１１の実施例では、第５の実施例の接合部４０における切断端４の切断角度を積層方向に夫々ことなるように構成の各単位鉄心２ａに、位置決め部としての凹部８０及び凸部８１が１箇所に、かしめにより形成されている。凹部８０及び凸部８１は略円錐台形をなすものであり、単位鉄心２ａの幅方向における一端部近傍に形成されている。各単位鉄心２ａの凸部８１は、隣接する単位鉄心２ａの凹部８０と互いに係合し、これに基づいて各単位鉄心２ａは互いの相対的な位置がずれないようになっている。

複数枚の単位鉄心２ａを積層する場合、これら各単位鉄心２ａを１巻回毎に切断してから積層する訳だが、この場合、振動等によって各単位鉄心２ａが幅方向ずれたり、或いはばらけると、正確にこれらの単位鉄心２ａ同士を再度正確に積層し直す、或いはこれらの各切断端４同士を再度正確に突合わせることは非常に困難である。
しかし、上記第１１の実施例によれば、単位鉄心２ａは夫々に形成された凹部８０及び凸部８１によって互いが係合し合うことができるので、各単位鉄心２ａがずれたり、ばらけたりすることがなく、巻鉄心２の形成時において作業性が向上する。

なお、上記第１１の実施例においては、位置決め部８０を穴部としたが、これに限定されるものではなく、例えばその形状は溝状であったり、凸部であったりしてもよい。
また、この第１１の実施例の構成を、第１ないし第４、及び第６ないし第１０の実施例に適用してもよい。
また、上記第１ないし第１１の実施例においては、特に磁束密度１．５Ｔにおける磁束整列倍数が１５０以上を有する磁区制御電磁鋼板を用いるとよい。

また、上記第１ないし第１１の実施例においては、電磁鋼板の巻回物を１巻回（ワンターン）毎に切断して単位鉄心２ａを構成したが、例えば複数巻回毎に切断して単位鉄心を構成してもよく、この場合、複数巻回毎とは、２或いは３巻回毎が望ましい。
また、同じく上記第１ないし第１１の実施例においては、単相の変圧器を適用したが、これに限定されるものではなく、例えばエンボス型鉄心や５脚型鉄心に用いる三相の変圧器に適用してもよい。

本発明の第１の実施例を示すもので、変圧器の斜視図 （ａ）は継鉄部の部分拡大図、（ｂ）は同斜視図 継鉄部の拡大側面図 磁束密度とＢＦ（＝素材損失／巻鉄心損失）との関係を示す図 本発明の第２の実施例を示すもので、図２相当図 本発明の第３の実施例を示すもので、継鉄部の拡大断面図 本発明の第４の実施例を示すもので、図１相当図 本発明の第５の実施例を示すもので、図２相当図 本発明の第６の実施例を示すもので、図２相当図 変形例を示す図９相当図 本発明の第７の実施例を示すもので、図２相当図 磁束密度と押圧前と押圧後の鉄損との関係を示す図 本発明の第８の実施例を示すもので、図２相当図 本発明の第９の実施例を示すもので、図１１（ａ）相当図 本発明の第１０の実施例を示すもので、図２（ｂ）相当図 本発明の第１１の実施例を示すもので、（ａ）は図８（ａ）相当図、（ｂ）は継鉄部の拡大断面図 従来例を示す図１相当図 作用説明図 図１８相当図

符号の説明

図面中、１は変圧器、２は巻鉄心、２ａは単位鉄心、４は切断端、５は接合部、１０は接合部、１０ａは孔部、２０はボルト（締付け具）、２１はナット（締付け具）、４０は接合部、４３はブロック、７０は樹脂、５０は左切断端（切断端）、５１は右切断端（切断端）、６０は左切断端（切断端）、６１は右切断端（切断端）、８０は穴部（位置決め部）である。

Claims (13)

1. 巻回された帯状の電磁鋼板を１巻回若しくは複数巻回毎に切断して単位鉄心とする複数の単位鉄心で構成され、各単位鉄心の切断端を突合せて接合部とすると共に、各接合部を巻回方向にずらすようにした巻鉄心において、
   前記単位鉄心の切断端は、巻回方向に５０°〜７５°の角度をもって傾斜するように構成されていることを特徴とする巻鉄心。
2. 請求項１に記載の巻鉄心において、
   隣接する単位鉄心の接合部は交差するように構成されていることを特徴とする巻鉄心。
3. 請求項２に記載の巻鉄心において、
   接合部の交差部に形成される孔部に締付け具を挿入して複数の単位鉄心を積層方向に締付けるようにしたことを特徴とする巻鉄心。
4. 請求項３に記載の巻鉄心において、
   締付け具の一端を変圧器構成物の一部に固定することに基づいて全体を宙吊り状態としたことを特徴とする巻鉄心。
5. 巻回された帯状の電磁鋼板を１巻回若しくは複数巻回毎に切断して単位鉄心とする複数の単位鉄心で構成され、各単位鉄心の切断端を突合せて接合部とするようにした巻鉄心において、
   単位鉄心の切断端は、巻回方向に夫々異なる角度をもって傾斜するように構成されていることを特徴とする巻鉄心。
6. 請求項５に記載の巻鉄心を１ブロックとする複数のブロックが積層されて構成され、隣接するブロックの接合部は交差するように構成されていることを特徴とする巻鉄心。
7. 請求項１に記載の巻鉄心において、
   各単位鉄心は接合部の近傍で押圧部材により幅方向の両側から押圧され当該幅方向へずれることを特徴とする巻鉄心。
8. 請求項７に記載の巻鉄心において、
   各単位鉄心の一方の切断端の切断角度に対して他方のそれが相対的に１０％ずれていることを特徴とする巻鉄心。
9. 請求項７又は８に記載の巻鉄心において、
   押圧部材は弾性体により構成されていることを特徴とする巻鉄心。
10. 請求項７又は８に記載の巻鉄心において、
    前記電磁鋼板がずれた箇所の側面には磁性体を含有する樹脂が塗布されていることを特徴とする巻鉄心。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の巻鉄心において、
    接合部には磁性体を含有する樹脂が充填されていることを特徴とする巻鉄心。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の巻鉄心において、
    各単位鉄心には互いに係合する位置決め部が形成されていることを特徴とする巻鉄心。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の巻鉄心が具備されていることを特徴とする変圧器。
    
    

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