JP2009071134A - 鉄心の製造方法および鉄心の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時の作業性が向上される鉄心の製造方法および鉄心の製造装置、を提供する。
【解決手段】鉄心の製造方法は、複数枚の珪素鋼板３１を積層することによってヨーク鉄心ブロック１１Ｂを形成する工程と、複数枚の珪素鋼板３１を積層することによってレグ鉄心ブロック１３Ｂを形成する工程と（図４（Ａ））、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂの相互で珪素鋼板３１を珪素鋼板３１間の隙間３５に挿入することによって、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとを接合する工程と（図４（Ｂ）〜図４（Ｄ））を備える。ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとを接合する工程は、磁気誘導により、積層された珪素鋼板３１間に反発力を生じさせ、珪素鋼板３１間の隙間３５を拡張する工程（図４（Ｂ）および図４（Ｃ））を含む。
【選択図】図４

Description

この発明は、一般的には、鉄心の製造方法および鉄心の製造装置に関し、より特定的には、複数枚の磁性鋼板を積層して製造する鉄心の製造方法および鉄心の製造装置に関する。

従来の鉄心の製造方法に関して、たとえば、特開平１０−２２３４６６号公報には、鉄心積層ブロックに確実に継鉄鉄心素片を挿入して、接合部分で互いに重なり合わせ、閉磁気回路を構成することを目的とした電磁誘導機器の鉄心の製造方法が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された鉄心の製造方法は、鉄心積層ブロックの接合間隔に拡間部材を挿入し、接合間隔を予め保持する第１工程と、継鉄鉄心素片を接合間隔に挿入する第２工程と、拡間部材を次の接合間隔に連通する切り欠き部に移動する第３工程とを含む。
特開平１０−２２３４６６号公報

変圧器やリアクトルなどの電磁誘導機器に、複数枚の磁性鋼板を積層した鉄心が用いられている。この鉄心は、環状の形状を有するため、複数のブロックが互いに接合されて構成されている。

このような鉄心を製造する方法として、まず、一方のブロックを構成する磁性鋼板と他方のブロックを構成する磁性鋼板とを交互に積み重ねることにより、両者を接合する方法が考えられる。また、一方のブロックを先に作製し、その後、そのブロックの磁性鋼板間に他方のブロックを構成する磁性鋼板を差し込む方法が考えられる。しかしながら、いずれの方法であっても、１枚から数枚単位での作業となり、作業性の向上を十分に図ることができない。

また、上述の特許文献１では、鉄心積層ブロック内で拡間部材を移動させることにより、継鉄鉄心素片が挿入される接合間隔を拡げている。しかしながら、特許文献１では、継鉄鉄心素片を吸着し、１枚ずつ取り出すロボットと、拡間部材を上下方向、水平方向に移動させる移動機構とを必要としており、製造装置や装置の制御が複雑となる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、製造時の作業性が向上される鉄心の製造方法および鉄心の製造装置を提供することである。

この発明に従った鉄心の製造方法は、複数枚の磁性鋼板を積層することによって第１ブロックを形成する工程と、複数枚の磁性鋼板を積層することによって第２ブロックを形成する工程と、第１ブロックおよび第２ブロックの相互で磁性鋼板を磁性鋼板間の隙間に挿入することによって、第１ブロックと第２ブロックとを接合する工程とを備える。第１ブロックと第２ブロックとを接合する工程は、磁気誘導により、積層された磁性鋼板間に反発力を生じさせ、磁性鋼板間の隙間を拡張する工程を含む。

この発明に従えば、製造時の作業性が向上される鉄心の製造方法および鉄心の製造装置を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、変圧器の鉄心構造を示す図である。図１を参照して、変圧器１０は、２つの鉄心１５と、コイル２１とを含む。鉄心１５は、閉磁気回路を形成する環状の形状を有する。鉄心１５は、略矩形の額縁形状を有する。コイル２１は、２つの鉄心１５に巻回されている。

鉄心１５は、一対のヨーク（yoke）鉄心１１，１２と、一対のレグ（leg）鉄心１３，１４とを含む。ヨーク鉄心１１とヨーク鉄心１２とは、互いに間隔を隔てて平行に配置されている。レグ鉄心１３とレグ鉄心１４とは、互いに間隔を隔てて平行に配置されている。隣接するヨーク鉄心１１，１２とレグ鉄心１３，１４とが、互いに接合されている。ヨーク鉄心１１，１２およびレグ鉄心１３，１４は、環状の形状を有する鉄心１５の周回方向に帯状に延びる形状を有する。

２つの鉄心１５は、各鉄心のレグ鉄心１４同士が隣り合うように配置されている。その隣り合って配置されたレグ鉄心１４にコイル２１が巻回されている。図示されていないが、コイル２１は、高圧巻線と低圧巻線とを含む。

鉄心１５の大きさについて一例を挙げれば、レグ鉄心１３，１４の長さは、１０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であり、幅は、２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。ヨーク鉄心１１，１２の長さは、７００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であり、幅は、２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。レグ鉄心１３，１４およびヨーク鉄心１１，１２の高さは、１０００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下である。

なお、変圧器は、図１中に示すタイプに限られず、たとえば、鉄心が有する一対のレグ鉄心にそれぞれ高圧巻線と低圧巻線とが巻回されるタイプであってもよい。また、２を超える複数の鉄心が配列され、隣り合う鉄心のレグ鉄心にそれぞれコイルが巻回されるタイプであってもよい。一般的に、レグ鉄心は、コイルが巻回される鉄心部分であり、ヨーク鉄心は、レグ鉄心間を連結する鉄心部分である。レグ鉄心は、相対的に大きい長さを有し、ヨーク鉄心は、相対的に小さい長さを有する。

図２は、図１中の鉄心を示す図である。図中では、鉄心を平面的に見てその半分が示されている。以下、図に示される部分についてのみ説明するが、残る半分も同様の形状を有する。

図２を参照して、レグ鉄心１３，１４およびヨーク鉄心１１は、それぞれ、複数枚の珪素鋼板３１を含む。珪素鋼板３１は、その表面が水平方向に延在するように積層されている。珪素鋼板３１は、鉛直方向に積層されている。珪素鋼板３１は、たとえば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の厚みを有する。珪素鋼板３１は、薄板であり、自重によってその表面が撓む程度に柔軟性を有する。珪素鋼板３１は、強磁性体である。

図３は、図２中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた位置を拡大して示す図である。図３（Ａ）は斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中の矢印Ｂに示す方向から見た側面図である。

図３を参照して、ヨーク鉄心１１とレグ鉄心１３とは、各鉄心を構成する珪素鋼板３１同士が噛み合うことにより、互いに接合されている。

その構造について詳細に説明すると、各鉄心を構成する複数枚の珪素鋼板３１は、第１磁性鋼板としての珪素鋼板３１ｐと、第２磁性鋼板としての珪素鋼板３１ｑとを含む。珪素鋼板３１ｐと珪素鋼板３１ｑとは、１枚ずつ交互に積層されている。ヨーク鉄心１１とレグ鉄心１３との接合位置において、珪素鋼板３１ｑの端部は、珪素鋼板３１ｐの先端よりも突出する。積層方向に隣り合う珪素鋼板３１ｑの間には隙間が形成されている。ヨーク鉄心１１およびレグ鉄心１３の相互において、珪素鋼板３１ｑが、珪素鋼板３１ｑ間に形成された隙間に挿入されている。

なお、図中に示す形態に限られず、複数枚の珪素鋼板３１ｐと複数枚の珪素鋼板３１ｑとが交互に積層されてもよい。

図４は、この発明の実施の形態における鉄心の製造方法の工程を示す側面図である。図中では、代表的に、図３中のヨーク鉄心１１とレグ鉄心１３とを接合する工程が示されている。図４を参照して、まず、本実施の形態における鉄心の製造方法の基本的な考え方について説明する。

積層した鋼板等に強力な磁石を近づけると、各板に同極の磁極が誘起し、板相互に反発力が生じる。本実施の形態における鉄心の製造方法は、この原理を利用する。

すなわち、この発明の実施の形態における鉄心の製造方法は、複数枚の磁性鋼板としての珪素鋼板３１を積層することによって第１ブロックとしてのヨーク鉄心ブロック１１Ｂを形成する工程と、複数枚の珪素鋼板３１を積層することによって第２ブロックとしてのレグ鉄心ブロック１３Ｂを形成する工程と（図４（Ａ））、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂの相互で珪素鋼板３１を珪素鋼板３１間の隙間３５に挿入することによって、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとを接合する工程と（図４（Ｂ）〜図４（Ｄ））を備える。ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとを接合する工程は、磁気誘導により、積層された珪素鋼板３１間に反発力を生じさせ、珪素鋼板３１間の隙間３５を拡張する工程（図４（Ｂ）および図４（Ｃ））を含む。

隙間３５を拡張する工程は、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂに隣り合って配置された電磁石６１に通電することによって、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂに磁気誘導を起こす工程（図４（Ｂ）および図４（Ｃ））を含む。

ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとを接合する工程は、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂを相対的に移動させることにより、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂの相互で珪素鋼板３１ｑの端部を隙間３５に挿入する工程（図４（Ｃ））を含む。

ヨーク鉄心ブロック１１Ｂを形成する工程と、レグ鉄心ブロック１３Ｂを形成する工程と、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとを接合する工程とを複数回、繰り返すことにより、互いに接合されたヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂの組を複数作製する。鉄心の製造方法は、さらに、複数の、互いに接合されたヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂの組を積層する工程を備える。

続いて、図１中の鉄心１５の製造装置について説明を行なう。図５は、図１中の鉄心の製造時に用いられる製造装置を示す平面図である。図６は、図５中の矢印ＶＩに示す方向から見た製造装置の側面図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿った製造装置の側面図である。図８は、図５中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線上に沿った製造装置の断面図である。なお、図中には、鉄心を平面的に見てその半分のみが示されている。以下、説明を簡単にするため図に示される部分についてのみ説明するが、残る半分についても同様である。

図５から図８を参照して、鉄心の製造装置５１は、装置ユニット５２〜５５を含む。製造装置５１には、レグ鉄心ブロック１３Ｂがセッティングされる。装置ユニット５３および５４には、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂがセッティングされる。装置ユニット５５には、レグ鉄心ブロック１４Ｂがセッティングされる。装置ユニット５２〜５５は、同一の構造を有する。

代表的に装置ユニット５３の構造について説明すると、装置ユニット５３は、支持部材７１を含む。支持部材７１は、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂを構成する複数枚の珪素鋼板３１を支持するとともに、その積層方向に挟持する。

支持部材７１は、支持柱６２と、底板６３と、鉄心押さえ６５とを含む。底板６３は、製造装置５１が設置される設置面上に配置されている。底板６３には、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂが載置される。底板６３には、図示しないボルト等により、支持柱６２が固定されている。支持柱６２は、底板６３から鉛直上方向に延び、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂの上方で水平方向に延びるＬ字形状を有する。鉄心押さえ６５は、支持柱６２に取り付けられている。鉄心押さえ６５は、珪素鋼板３１を底板６３に向けて押圧する。このような構成により、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂを構成する複数枚の珪素鋼板３１が、鉄心押さえ６５と底板６３との間で挟持される。

なお、複数枚の珪素鋼板３１を挟持する構造は、図中に示すものに限られず、たとえば油圧を用いた構造であってもよい。

装置ユニット５３は、電磁石６１を含む。電磁石６１は、支持部材７１に固定されている。電磁石６１は、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂと隣り合って配置されている。電磁石６１への通電時、磁気誘導によって、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂを構成する珪素鋼板３１間に反発力を生じさせ、珪素鋼板３１間の隙間３５を拡張させる。

電磁石６１は、底板６３上に配置されている。電磁石６１は、底板６３から鉛直上方向に延びる形状を有する。電磁石６１は、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂと接触して設けられている。電磁石６１とヨーク鉄心ブロック１１Ｂとの間には隙間が設けられてもよい。珪素鋼板３１が鉄心押さえ６５によって押圧される位置と、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂの接合端との間に、電磁石６１が配置されている。

装置ユニット５３は、電磁石支持棒６４を含む。電磁石６１は、電磁石支持棒６４を介して支持部材７１に支持されている。電磁石６１は、電磁石支持棒６４に対してスライド自在に設けられている。環状の形状を有する鉄心１５が周回する平面上において各鉄心が帯状に延びる方向を長手方向と呼んだ場合に、電磁石支持棒６４は、支持柱６２からヨーク鉄心１１の長手方向に延びる。このような構成により、電磁石６１は、電磁石支持棒６４に対してスライドさせられながら、珪素鋼板３１が鉄心押さえ６５によって押圧される位置とヨーク鉄心ブロック１１Ｂの接合端との間で位置調整される。

装置ユニット５３は、電源７６および制御装置７７を含む。電磁石６１は、制御装置７７を介して電源７６に電気的に接続されている。電源７６は、電磁石６１に電力供給する。制御装置７７は、電源７６から電磁石６１に供給される電力の大きさを可変制御する。

なお、製造装置５１では、各鉄心に磁気誘導を起こす手段として電磁石６１を用いたが、電磁石６１に替えて永久磁石を用いてもよい。しかしながら、電磁石６１を用いた場合、電磁石６１への電力供給を制御することによって、珪素鋼板３１に作用させる磁力の大きさを自在に調整できる。

装置ユニット５３は、鉄心押し出し棒６６を含む。鉄心押し出し棒６６は、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂに当接して設けられている。環状の形状を有する鉄心１５が周回する平面上において各鉄心が帯状に延びる方向に直交する方向を幅方向と呼んだ場合に、鉄心押し出し棒６６は、ヨーク鉄心１１の幅方向に延びる。鉄心押し出し棒６６は、その延びる方向にスライド自在に設けられている。

好ましくは、支持柱６２、底板６３、電磁石支持棒６４、鉄心押さえ６５および鉄心押し出し棒６６は、非磁性材料から形成されている。このような構成により、これらの各部材が磁力に影響を与えたり磁力の影響を受けたりすることを防ぐ。

この発明の実施の形態における鉄心の製造装置５１は、第１ブロックとしてのヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよび第２ブロックとしてのレグ鉄心ブロック１３Ｂをそれぞれ構成する複数枚の珪素鋼板３１を支持するとともに、その積層方向に挟持する第１支持部材としての支持部材７１ｍおよび第２支持部材としての支持部材７１ｎと、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂにそれぞれ隣り合って配置され、通電時、磁気誘導によって、積層された珪素鋼板３１間に反発力を生じさせ、珪素鋼板３１間の隙間３５を拡張させる第１電磁石としての電磁石６１ｍおよび第２電磁石としての電磁石６１ｎとを備える（図５を参照のこと）。

続いて、図５中の製造装置５１を用いて鉄心を製造する方法について説明を行なう。図５を参照して、複数枚の珪素鋼板３１を積層することにより、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂを作製する。

次に、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂを装置ユニット５３，５４にセッティングする。レグ鉄心ブロック１３Ｂおよびレグ鉄心ブロック１４Ｂをそれぞれ装置ユニット５２および装置ユニット５５にセッティングする。この際、まず、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂを、鉄心の製作寸法に合わせて底板６３上に載置する。鉄心押し出し棒６６をスライド移動させることにより、各鉄心の幅方向において、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂの位置決めを行なう。その後、鉄心押さえ６５により、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂを構成する複数枚の珪素鋼板３１を押圧する。

図９は、図５中の製造装置を用いた鉄心の製造方法の工程を示す側面図である。図中には、図５中の矢印ＩＸに示す方向から見た製造工程の様子が示されている。

図９を参照して、次に、電磁石６１への通電を開始し、各ブロックを構成する珪素鋼板３１に電磁力を作用させる。これにより、積層方向に隣り合う珪素鋼板３１間の隙間３５を拡張させる。この際、制御装置７７による磁力調整および各鉄心の長手方向における電磁石６１の位置調整により、接合するブロック間で隙間３５と珪素鋼板３１との位置を一致させる。この調整は、セッティングされる珪素鋼板３１の枚数、珪素鋼板３１の重さや厚み、材質等を考慮して適宜、行なわれる。

また、隙間センサを用いて、珪素鋼板３１間に適当な大きさの隙間が形成されているかをチェックしてもよい。隙間センサによる検出値を制御装置７７にフィードバックさせ、制御装置７７による磁力調整を自動的に行なってもよい。好ましくは、隙間センサは、積層された珪素鋼板３１のうち最も低い位置に設けられる。珪素鋼板３１に磁力を作用させた場合、珪素鋼板３１の自重により積層方向に低い位置ほど隙間３５が小さくなる。このため、その隙間３５が最も小さくなる位置に隙間センサを設けることにより、必要となる大きさの隙間３５が、積層された珪素鋼板３１の全体に渡って形成されているか否か判断することができる。

図１０は、図９に示す工程の次工程を示す平面図である。図１０を参照して、電磁石６１への通電を継続したまま、装置ユニット５３および装置ユニット５４をそれぞれ装置ユニット５２および装置ユニット５５に向けて移動させる。この際、各ブロックを構成する珪素鋼板３１の表面が相互に平行となるように、装置ユニット５３および装置ユニット５４を移動させる。ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂの相互で、珪素鋼板３１を隙間３５に挿入させる。

図１１は、図１０中に示す工程の変形例を示す平面図である。図１１を参照して、本変形例では、まず、装置ユニット５３を装置ユニット５２に向けて移動させ、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂとの相互で、珪素鋼板３１を隙間３５に挿入させる。次に、装置ユニット５４を装置ユニット５５に向けて移動させ、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１４Ｂとの相互で、珪素鋼板３１を隙間３５に挿入させる。このように、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂの一方の接合端と他方の接合端とを別々にレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂに近接させることにより、各接合端において珪素鋼板３１を隙間３５にスムーズに挿入することができる。

なお、本実施の形態では、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂがセッティングされた装置ユニット５３および５４のみを移動させたが、レグ鉄心ブロック１３Ｂおよびレグ鉄心ブロック１４Ｂがそれぞれセッティングされる装置ユニット５２および装置ユニット５５を、装置ユニット５３および装置ユニット５４に向けて移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。

図１２は、図１１中に示す工程の次工程を示す平面図である。図１２を参照して、次に、電磁石６１への通電を停止する。これにより、珪素鋼板３１に電磁力が作用した状態を解消させ、珪素鋼板３１間の隙間３５を元の広さに戻す。結果、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂ間で珪素鋼板３１同士が噛み合い、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂとがそれぞれ接合される。

図１３は、図１２中に示す工程の次工程を示す平面図である。図１４は、図１２中に示す工程の次工程を示す断面図である。図１３および図１４を参照して、鉄心押さえ６５を緩めて、複数枚の珪素鋼板３１を挟持した状態を解消する。鉄心押し出し棒６６によりヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂをそれぞれ水平方向に押し出し、装置ユニット５２〜５５をヨーク鉄心ブロック１１Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂから外す。

ここでは、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂとの接合について説明したが、ヨーク鉄心ブロック１２Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂとの接合についても同様の工程を実施する。両者の工程は、同時に実施してもよいし、一方を実施してから他方を実施してもよい。これにより、互いに接合された枠形状のヨーク鉄心ブロック１１Ｂ，１２Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂを形成する。

以上に説明した工程を複数回、繰り返すことにより、互いに接合されたヨーク鉄心ブロック１１Ｂ，１２Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂを複数組作製する。その後、これらを積層することにより、必要な高さを有する鉄心１５を完成させる。

図１５は、鉄心の断面をより詳細に示した図である。図１５を参照して、鉄心１５は、絶縁性のプレート部材としての絶縁板８５を含む。絶縁板８５は、鉄心表面を流れる循環電流を小さくする目的で、鉄心１５を珪素鋼板３１の積層方向に複数のブロック８１〜８４に分割するように設けられている。この場合に、各ブロックに必要な枚数の珪素鋼板３１を装置ユニットにセッティングすることにより、鉄心１５のブロック８１〜８４を作製し、絶縁板８５を介在させてブロック８１〜８４を積層してもよい。これにより、ブロック８１〜８４の各ブロック内で、珪素鋼板３１の噛み合わせがない層が形成されることが防止できる。

図１６は、図５中の各装置ユニットが配置される位置を模式的に表わす平面図である。図１６を参照して、鉄心１５は、隣り合うヨーク鉄心ブロック１１Ｂ，１２Ｂとレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂとが接合される接合部９１〜９４を含む。本実施の形態では、接合部９１〜９４のそれぞれに対応して、図中の矢印に示す位置に装置ユニットが配置されている。このような構成により、ヨーク鉄心１１，１２およびレグ鉄心１３，１４の長さが異なる鉄心を製造する場合であっても、各接合部に対して一定の位置関係で装置ユニットを配置することが可能となり、製造装置５１の共有化を図ることができる。

このように構成された、この発明の実施の形態における鉄心の製造方法および鉄心の製造装置によれば、磁気誘導を利用して珪素鋼板３１間の隙間３５を拡張させることにより、ヨーク鉄心１１，１２およびレグ鉄心１３，１４間で珪素鋼板３１を数百枚単位で一度に噛み合わせることができる。これにより、鉄心１５の製造工程の作業性を飛躍的に向上させることができる。また、ヨーク鉄心１１，１２およびレグ鉄心１３，１４間で珪素鋼板３１を１枚ごとに噛み合わせる鉄心構造を比較的容易に得ることができる。この場合、複数枚の珪素鋼板３１ごとに噛み合わせる構造と比較して、鉄心１５の接合部の摩擦抵抗を増大させることができる。これにより、変圧時に生じる振動に対して鉄心１５の接合強度を十分に確保し、変圧器１０の耐短絡機械力を向上させることができる。

本実施の形態において、鉄心１５を構成する珪素鋼板３１は、柔軟性を有する薄板であり、強磁性体である。このため、ヨーク鉄心ブロック１１Ｂ，１２Ｂおよびレグ鉄心ブロック１３Ｂ，１４Ｂに磁力を作用させた場合に珪素鋼板３１間の隙間３５を容易に拡張させることができる。このため、磁気誘導の原理をより有効に利用して、鉄心１５を製造することができる。

なお、本発明は、変圧器に限定されず、リアクトルなどの電磁誘導機器の鉄心の製造に適用されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

変圧器の鉄心構造を示す図である。 図１中の鉄心を示す図である。 図２中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた位置を拡大して示す図である。 この発明の実施の形態における鉄心の製造方法の工程を示す側面図である。 図１中の鉄心の製造時に用いられる製造装置を示す平面図である。 図５中の矢印ＶＩに示す方向から見た製造装置の側面図である。 図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿った製造装置の側面図である。 図５中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線上に沿った製造装置の断面図である。 図５中の製造装置を用いた鉄心の製造方法の工程を示す側面図である。 図９に示す工程の次工程を示す平面図である。 図１０中に示す工程の変形例を示す平面図である。 図１１中に示す工程の次工程を示す平面図である。 図１２中に示す工程の次工程を示す平面図である。 図１２中に示す工程の次工程を示す断面図である。 鉄心の断面をより詳細に示した図である。 図５中の各装置ユニットが配置される位置を模式的に表わす平面図である。

符号の説明

１１，１２ ヨーク鉄心、１１Ｂ，１２Ｂ ヨーク鉄心ブロック、１３，１４ レグ鉄心、１３Ｂ，１４Ｂ レグ鉄心ブロック、３１，３１ｐ，３１ｑ 珪素鋼板、３５ 隙間、５１ 製造装置、６１，６１ｍ，６１ｎ 電磁石、７１，７１ｍ，７１ｎ 支持部材、８５ 絶縁板、９１〜９４ 接合部。

Claims (8)

1. 複数枚の磁性鋼板を積層することによって第１ブロックを形成する工程と、
   複数枚の磁性鋼板を積層することによって第２ブロックを形成する工程と、
   前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの相互で磁性鋼板を磁性鋼板間の隙間に挿入することによって、前記第１ブロックと前記第２ブロックとを接合する工程とを備え、
   前記第１ブロックと第２ブロックとを接合する工程は、磁気誘導により、積層された磁性鋼板間に反発力を生じさせ、磁性鋼板間の隙間を拡張する工程を含む、鉄心の製造方法。
2. 前記隙間を拡張する工程は、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックに隣り合って配置された電磁石に通電することによって、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックに磁気誘導を起こす工程を含む、請求項１に記載の鉄心の製造方法。
3. 前記第１ブロックおよび前記第２ブロックは、第１磁性鋼板と第２磁性鋼板とを繰り返し積層することによって形成され、
   前記第１ブロックと前記第２ブロックとの接合位置において、前記第２磁性鋼板の端部は前記第１磁性鋼板の端部よりも突出し、積層方向に隣り合う前記第２磁性鋼板間には、前記隙間が形成され、
   前記第１ブロックと第２ブロックとを接合する工程は、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックを相対的に移動させることにより、前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの相互で前記第２磁性鋼板の端部を前記隙間に挿入する工程を含む、請求項１または２に記載の鉄心の製造方法。
4. 前記第１ブロックを形成する工程と、前記第２ブロックを形成する工程と、前記第１ブロックと第２ブロックとを接合する工程とを複数回、繰り返すことにより、互いに接合された前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの組を複数作製し、さらに、
   複数の前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの組を積層する工程を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
5. 前記複数の第１ブロックおよび第２ブロックの組を積層する工程は、積層方向に隣り合う前記第１ブロックおよび前記第２ブロックの組の間に、絶縁性のプレート部材を配置する工程を含む、請求項４に記載の鉄心の製造方法。
6. 積層された複数枚の磁性鋼板からなり、互いに接合された第１ブロックおよび第２ブロックを備える鉄心の製造装置であって、
   前記第１ブロックおよび前記第２ブロックをそれぞれ構成する複数枚の磁性鋼板を支持するとともに、その積層方向に挟持する第１支持部材および第２支持部材と、
   前記第１ブロックおよび前記第２ブロックにそれぞれ隣り合って配置され、通電時、磁気誘導によって、積層された磁性鋼板間に反発力を生じさせ、磁性鋼板間の隙間を拡張させる第１電磁石および第２電磁石とを備える、鉄心の製造装置。
7. 前記第１支持部材および前記第２支持部材は、非磁性材料から形成される、請求項６に記載の鉄心の製造装置。
8. 鉄心は、ブロック同士が接合された複数の接合部を含み、
   前記複数の接合部の各々に対応して、前記第１支持部材、前記第２支持部材、前記第１電磁石および前記第２電磁石が設けられる、請求項６または７に記載の鉄心の製造装置。

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