JP2010161289A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】
額縁型鉄心を用いた変圧器において、額縁型鉄心の材料費や工数の増大を抑えた構成下で無負荷損を減らす。
【解決手段】
額縁型鉄心を基本的に、該額縁型鉄心内で磁束が集中する磁気回路を形成する幅寸法の大きな板状磁性材を、該板状磁性材を構成する磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３つ以上の異なる位置として分散させ該磁路の実効的断面積を増大させたり、透磁率の高い磁性材片を用いたりして、該磁束が集中する磁気回路部分の磁気抵抗を減らした構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、環状の磁気回路を形成する板状磁性材が幅寸法順に積層されて成る額縁型鉄心を用いた変圧器に係り、特に、該額縁型鉄心の構成に関する。

省エネ法の改定により、変圧器の特性改善（トップランナー化）についての法律が２００６年度より施行され、これによって、変圧器の鉄心で生じる損失（無負荷損）の低減化が必要となってきている。幅寸法の異なる板状磁性材が積層されて成る額縁型鉄心においては、無負荷損の低減化策として、従来より、板状磁性材に磁気特性の優れた磁性材を用いる技術や、板状磁性材の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に分散させる技術や、板状磁性材の積層数を増やす技術などが検討されている。

上記検討されている技術のうち、板状磁性材に磁気特性の優れた磁性材を用いる技術や板状磁性材の積層数を増やす技術では、額縁型鉄心の材料費の増加につながり、また、板状磁性材を構成する磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に分散させる技術では、額縁型鉄心の製造時の工数の増大につながり、いずれの技術も、額縁型鉄心やこれを用いた変圧器の製造コストを増大させる要因となる。

本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、額縁型鉄心を用いた変圧器において、額縁型鉄心の材料費や製造工数の増大を抑えた構成下で、額縁型鉄心の鉄損を減らし、変圧器の無負荷損を減らせるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、額縁型鉄心を用いた変圧器において、コストパフォーマンスを改善した変圧器を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、環状の磁気回路を形成する板状磁性材が幅寸法順に積層されて成る額縁型鉄心を用いた変圧器において、該額縁型鉄心を基本的に、該額縁型鉄心内で磁束が集中する磁気回路を形成する幅寸法の大きな板状磁性材を、該板状磁性材を構成する磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に分散させて該磁路の実効的断面積を増大させたり、透磁率の高い磁性材片を用いたりして、該磁束が集中する磁気回路部分の磁気抵抗を減らした構成とする。具体的には、額縁型鉄心を構成する板状磁性材のうち、幅寸法が最大となる第１の板状磁性材は、その各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、該第１の板状磁性材の各コーナー部において、３つ以上の異なる位置で互いに対向させて突き合わせた状態で、積層され、かつ、第１の板状磁性材以外の他の全ての第２の板状磁性材は、幅寸法が同じとされるもの毎に、その各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、該第２の板状磁性材の各コーナー部において、２つの異なる位置で互いに対向させて突き合わせた状態で、積層される構成とする。また、透磁率の高い磁性材片を用いる構成では、幅寸法が最大となる第１の板状磁性材または該第１の板状磁性材を含み幅寸法が相対的に大きな板状磁性材を、透磁率が相対的に高い磁性材片から構成し、他の板状磁性材は、透磁率が相対的に低い磁性材片から構成する。

本発明によれば、額縁型鉄心の材料費や製造工数の増大を抑えた構成下で、該額縁型鉄心の磁気回路特性の改善が可能となり、この結果、該額縁型鉄心の鉄損を減らし、変圧器の無負荷損を低減させることができる。また、変圧器の運転時の騒音も減らすことができる。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施例としての変圧器の構造を示す図、図２は、図１の変圧器に用いる額縁型鉄心を構成する板状磁性材ユニットの説明図、図３は、図１の変圧器に用いる額縁型鉄心を構成する板状磁性材のうち、幅寸法が最大となる板状磁性材を構成するための各磁性材片を示す図、図４は、図３の磁性材片を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを３個または図３の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを３個積層するときの説明図、図５は、図４の積層によって構成される板状磁性材のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図、図６は、図３の磁性材片を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを４個または図３の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを４個積層するときの説明図、図７は、図６の積層によって構成される板状磁性材のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図、図８は、図１の変圧器に用いる額縁型鉄心を構成する板状磁性材のうち、幅寸法が最大となる板状磁性材以外の板状磁性材を構成するための各磁性材片を示す図、図９は、図８の磁性材片を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを２個または図８の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを２個積層するときの説明図、図１０は、図９の積層によって構成される板状磁性材のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。

図１において、（ａ）は変圧器の正面構成を示す図、（ｂ）は、Ａ−Ａ断面の構成を示す図である。
図１において、１は、本発明の実施例としての変圧器、１０は、板状磁性材が幅寸法順に積層されて成り、変圧器１の環状の磁気回路を形成する額縁型鉄心、２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、額縁型鉄心１０に巻き回され、通電により該額縁型鉄心１０を励磁するコイル、１０１〜１０６は、額縁型鉄心１０を形成する板状磁性材、板状磁性材１０１は、該板状磁性材１０１〜１０６のうちで幅寸法が最大の板状磁性材（第１の板状磁性材）、板状磁性材１０２〜１０６はそれぞれ、板状磁性材１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の順に幅寸法が小さくなっている（板状磁性材１０６の幅寸法が最も短い）板状磁性材（第２の板状磁性材）である。額縁型鉄心１０は、±Ｙ軸方向に板状磁性材１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６が、幅寸法が次第に小さくなる順に積層されている。Ｗ_１ａ、Ｗ_１ｂは、第１の板状磁性材１０１の±Ｚ軸方向の幅寸法、Ｗ_２ａ、Ｗ_２ｂは、第２の板状磁性材１０２の±Ｚ軸方向の幅寸法、Ｗ_３ａ、Ｗ_３ｂは、第２の板状磁性材１０３の±Ｚ軸方向の幅寸法、Ｗ_４ａ、Ｗ_４ｂは、第２の板状磁性材１０４の±Ｚ軸方向の幅寸法、Ｗ_５ａ、Ｗ_５ｂは、第２の板状磁性材１０５の±Ｚ軸方向の幅寸法、Ｗ_６ａ、Ｗ_６ｂは、第２の板状磁性材１０６の±Ｚ軸方向の幅寸法、Ｗ_１ｃ、Ｗ_１ｄ、Ｗ_１ｅは、第１の板状磁性材１０１の±Ｙ軸方向の幅寸法、Ｗ_２ｃ、Ｗ_２ｄ、Ｗ_２ｅは、第２の板状磁性材１０２の±Ｙ軸方向の幅寸法、Ｗ_３ｃ、Ｗ_３ｄ、Ｗ_３ｅは、第２の板状磁性材１０３の±Ｙ軸方向の幅寸法、Ｗ_４ｃ、Ｗ_４ｄ、Ｗ_４ｅは、第２の板状磁性材１０４の±Ｙ軸方向の幅寸法、Ｗ_５ｃ、Ｗ_５ｄ、Ｗ_５ｅは、第２の板状磁性材１０５の±Ｙ軸方向の幅寸法、Ｗ_６ｃ、Ｗ_６ｄ、Ｗ_６ｅは、第２の板状磁性材１０６の±Ｙ軸方向の幅寸法である。また、ｔ_１は、第１の板状磁性材１０１の積層厚さ寸法、ｔ_０は、板状磁性材１０１〜１０６全体の積層厚さ寸法、Ｐ_１、Ｐ_２は、板状磁性材１０１〜１０６それぞれの平面内に形成される空間部、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、板状磁性材１０１〜１０６それぞれにおけるコーナー部である。第１の板状磁性材１０１は、該空間部Ｐ_１、Ｐ_２のそれぞれを囲む内周部の長さが他の第２の板状磁性材１０２〜１０６のどれよりも短いすなわち最短であるとともに、外周部の長さは、他の第２の板状磁性材１０２〜１０６のどれよりも長いすなわち最長である。第２の板状磁性材１０２〜１０６は、空間部Ｐ_１、Ｐ_２のそれぞれを囲む内周部の長さが、板状磁性材１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の順で長くなっている（板状磁性材１０６の内周部の長さが最も長い）とともに、外周部の長さは、板状磁性材１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の順で短くなっている（板状磁性材１０６の外周部の長さが最も短い）。板状磁性材１０１〜１０６は、それぞれが環状の磁気回路を形成することにより、額縁型鉄心１０全体としての磁気回路を構成する。

上記額縁型鉄心１０において、板状磁性材１０１〜１０６はそれぞれ、各辺が磁性材片で構成され、第１の板状磁性材１０１は、該第１の板状磁性材１０１の各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、該第１の板状磁性材１０１の各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおいて、異なる３つの位置（３位置）または４つの位置（４位置）で互いに対向させて突き合わせた状態で、積層され、上記第１の板状磁性材以外の他の全ての第２の板状磁性材１０２〜１０６は、幅寸法が同じとされるもの毎に、その各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおいて、２つの異なる位置で互いに対向させて突き合わせた状態で、積層されている、すなわち、板状磁性材１０２、１０３、１０４、１０５、１０６のそれぞれが、その各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおいて、２つの異なる位置で互いに対向させて突き合わせた状態で、積層されている。すなわち、板状磁性材１０１〜１０６はそれぞれ、各辺が磁性材片で構成され、互いに隣接する該磁性材片の磁路方向の端面を、コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、互いに対向させ突き合わせた状態で、該各辺の磁性材片が継ぎ合わされている。該突き合わせ部の位置は、該コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、板状磁性材１０１〜１０６のそれぞれにおける複数の板状磁性材ユニット（各辺の磁性材片が継ぎ合わされて構成される板状磁性材の最小単位。板状磁性材ユニットとしては、１枚ずつの各辺の磁性材片が継ぎ合わされて構成される板状磁性材ユニットと複数枚ずつの各辺の磁性材片が継ぎ合わされて構成される板状磁性材ユニットとがあるとする。）毎に異なる位置とされ、板状磁性材１０１〜１０６のそれぞれにおいて磁路方向の複数位置に分散されている。額縁型鉄心１０においては、突き合わせ部の位置は、第１の板状磁性材１０１では、３個の板状磁性材ユニット間で３つの位置に分散され、または、４個の板状磁性材ユニット間で４つの位置に分散され、第２の板状磁性材１０２〜１０６のそれぞれでは、２個の板状磁性材ユニット間で２つの位置（３位置）に分散されているとする。すなわち、図１の構成において、額縁型鉄心１０は、複数の第１の板状磁性材１０１と、複数の第２の板状磁性材１０２と、複数の第２の板状磁性材１０３と、複数の第２の板状磁性材１０４と、複数の第２の板状磁性材１０５と、複数の第２の板状磁性材１０６とから成り、さらに、各板状磁性材１０１は、３個または４個の板状磁性材ユニット（板状磁性材１０１用の板状磁性材ユニット）から構成され、各板状磁性材１０２は、２個の板状磁性材ユニット（板状磁性材１０２用の板状磁性材ユニット）から構成され、各板状磁性材１０３は、２個の板状磁性材ユニット（板状磁性材１０３用の板状磁性材ユニット）から構成され、各板状磁性材１０４は、２個の板状磁性材ユニット（板状磁性材１０４用の板状磁性材ユニット）から構成され、各板状磁性材１０５は、２個の板状磁性材ユニット（板状磁性材１０５用の板状磁性材ユニット）から構成され、各板状磁性材１０６は、２個の板状磁性材ユニット（板状磁性材１０６用の板状磁性材ユニット）から構成され、さらに、板状磁性材１０１用の各板状磁性材ユニットは、隣接する磁性材片のそれぞれが、１枚の磁性材片または２枚の磁性材片で構成され、板状磁性材１０２用の各板状磁性材ユニットは、隣接する磁性材片のそれぞれが、１枚の磁性材片または３枚以上の磁性材片で構成され、板状磁性材１０３用の各板状磁性材ユニットは、隣接する磁性材片のそれぞれが、１枚の磁性材片または３枚以上の磁性材片で構成され、板状磁性材１０４用の各板状磁性材ユニットは、隣接する磁性材片のそれぞれが、１枚の磁性材片または３枚以上の磁性材片で構成され、板状磁性材１０５用の各板状磁性材ユニットは、隣接する磁性材片のそれぞれが、１枚の磁性材片または３枚以上の磁性材片で構成され、板状磁性材１０６用の各板状磁性材ユニットは、隣接する磁性材片のそれぞれが、１枚の磁性材片または３枚以上の磁性材片で構成されているものとする。積層厚さ寸法ｔ_１は、複数の第１の板状磁性材１０１の積層厚さ寸法であり、積層厚さ寸法ｔ_０は、該複数の第１の板状磁性材１０１の積層厚さ寸法ｔ_１と、複数の第２の板状磁性材１０２の積層厚さ寸法と、複数の第２の板状磁性材１０３の積層厚さ寸法と、複数の第２の板状磁性材１０４の積層厚さ寸法と、複数の第２の板状磁性材１０５の積層厚さ寸法と、複数の第２の板状磁性材１０６の積層厚さ寸法との和の寸法である。該複数の第１の板状磁性材１０１の積層厚さ寸法ｔ_１は、複数の第２の板状磁性材１０２の積層厚さ寸法、複数の第２の板状磁性材１０３の積層厚さ寸法、複数の第２の板状磁性材１０４の積層厚さ寸法、複数の第２の板状磁性材１０５の積層厚さ寸法、複数の第２の板状磁性材１０６の積層厚さ寸法のいずれよりも大きくされている。

コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに通電されて額縁型鉄心１０が励磁されたとき、該額縁型鉄心１０内に発生する磁束は、空間部Ｐ_１、Ｐ_２のそれぞれを囲む内周部の長さが最も短い第１の板状磁性材１０１の該内周部の近傍に形成される磁気回路の磁気抵抗が最も低いために、該磁気回路に最も高い割合で集中することになる。第１の板状磁性材１０１においては、磁束集中が起きた場合にも、磁気回路特に内周部の近傍に形成される磁気回路の磁気抵抗が、磁束密度の上昇に起因した原因例えば磁気飽和などによって増大しないように、積層厚さ寸法ｔ_１を十分な値（例えば約１００×１０^−３ｍ）にしてあり、これによって磁路の断面積を確保するようにしている。さらに、第１の板状磁性材１０１は、第２の板状磁性材１０２〜１０６よりも、透磁率の高い磁性材片を用いて構成してあり、この点からも、磁束が集中する上記磁気回路の磁気抵抗の増大化を抑えるようにしている。なお、第２の板状磁性材１０２〜１０６の積層厚さ寸法ｔ_０−ｔ_１も、例えば約１００×１０^−３ｍとし、第１の板状磁性材１０１の積層厚さ寸法ｔ_１と合わせた全体の積層厚さ寸法ｔ_０は、約２００×１０^−３ｍとする。
以下、説明中で用いる図１の構成における各構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。

図２は、図１の変圧器１に用いる額縁型鉄心１０を構成する板状磁性材ユニットの説明図である。（ａ）は正面構成を示す図、（ｂ）はコーナー部における磁性材片の突き合わせ部の説明図である。
図２において、１０ｎは板状磁性材ユニット、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはそれぞれ、磁性材片、Ｊ_１は、隣接する磁性材片Ａ、Ｄのそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、Ｊ_２は、隣接する磁性材片Ａ、Ｃのそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、Ｊ_３は、隣接する磁性材片Ｂ、Ｃのそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、Ｊ_４は、隣接する磁性材片Ｂ、Ｄのそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、Ｊ_５は、隣接する磁性材片Ａ、Ｅのそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、Ｊ_６は、隣接する磁性材片Ｂ、Ｅのそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、Ｓ_Ａは、磁性材片Ａの端面、Ｓ_Ｄは、磁性材片Ｄの端面である。突き合わせ部Ｊ_１においては、の端面Ｓ_Ａと端面Ｓ_Ｄが突き合わされる。他の突き合わせ部Ｊ_２〜Ｊ_６においても同様である。なお、図２（ｂ）では、説明の便宜上、端面Ｓ_Ａと端面Ｓ_Ｄとの間に隙間がある突き合わせ部Ｊ_１の構成を示したが、本発明においては、全ての突き合わせ部で、磁性材片の端面間は密着されているものとする。

図３は、図１の変圧器１に用いる額縁型鉄心１０を構成する板状磁性材１０１〜１０６のうち、幅寸法が最大となる第１の板状磁性材１０１を構成するための各磁性材片を示す図である。
図３において、１０１１〜１０１５は、第１の板状磁性材１０１の各辺を形成する磁性材片である。該磁性材片１０１１〜１０１５はそれぞれが、例えば、厚さ０．２３×１０^−３ｍの高配向性電磁鋼板をプレス加工することで製作されたものである。高配向性電磁鋼板は、汎用性電磁鋼板よりも透磁率が高い磁気特性を有する。額縁型鉄心１０は、複数の第１の板状磁性材１０１が積層されることにより構成され、各第１の板状磁性材１０１は、３個または４個の板状磁性材ユニットが積層されることにより構成され、各板状磁性材ユニットは、その各辺に、上記磁性材片１０１１〜１０１５のうちの対応するものが１枚ずつまたは複数枚（２枚）ずつ配されて構成される。
以下、説明中で用いる図３の構成における各構成要素には、図３の場合と同じ符号を付して用いる。

図４は、図３の磁性材片１０１１〜１０１５を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを３個積層または図３の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを３個積層して、第１の板状磁性材１０１を形成するときの説明図である。
図４において、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃはそれぞれ板状磁性材ユニットである。板状磁性材ユニット１０１ａにおいて、１０１ａｊ_１〜１０１ａｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１３のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ａｊ_５〜１０１ａｊ_６は、隣接する磁性材片１０１３、１０１２のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。板状磁性材ユニット１０１ｂにおいて、１０１ｂｊ_１〜１０１ｂｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１５のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ｂｊ_５〜１０１ｂｊ_６は、隣接する磁性材片１０１５、１０１４のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。また、板状磁性材ユニット１０１ｃにおいて、１０１ｃｊ_１〜１０１ｃｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１３のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ｃｊ_５〜１０１ｃｊ_６は、隣接する磁性材片１０１３、１０１２のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。

板状磁性材ユニット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが積層されて第１の板状磁性材１０１とされた状態では、コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ（図１）において、上記突き合わせ部１０１ａｊ_１〜１０１ａｊ_６、１０１ｂｊ_１〜１０１ｂｊ_６、１０１ｃｊ_１〜１０１ｃｊ_６のそれぞれ対応するものどうしが、重ならずに、磁路の方向に３つの異なる位置にずれる。すなわち、コーナー部ａにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_１、１０１ｂｊ_１、１０１ｃｊ_１が磁路方向に対して３つの異なる位置に配され、コーナー部ｂにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_２、１０１ｂｊ_２、１０１ｃｊ_２が磁路方向に対して３つの異なる位置に配され、コーナー部ｃにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_３、１０１ｂｊ_３、１０１ｃｊ_３が磁路方向に対して３つの異なる位置に配され、コーナー部ｄにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_４、１０１ｂｊ_４、１０１ｃｊ_４が磁路方向に対して３つの異なる位置に配され、コーナー部ｅにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_５、１０１ｂｊ_５、１０１ｃｊ_５が磁路方向に対して３つの異なる位置に配され、コーナー部ｆにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_６、１０１ｂｊ_６、１０１ｃｊ_６が磁路方向に対して３つの異なる位置に配されることになる。複数の第１の板状磁性材１０１が積層された状態においては、上記３つの異なる位置が周期的に繰り返された状態となる。
以下、説明中で用いる図４の構成における各構成要素には、図４の場合と同じ符号を付して用いる。

図５は、図４の積層によって構成される第１の板状磁性材１０１のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。（ａ）は、コーナー部ｃ、ｄ、ｆにおける隣接磁性材片１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５の端面の突き合わせ部の状態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の構成におけるＢ−Ｂ断面の構成を示す図である。
図５において、コーナー部ｃでは、板状磁性材ユニット１０１ａにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ａｊ_３と板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_３とは、磁路方向に距離ｄ_３３１を隔てて配され、板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_３と板状磁性材ユニット１０１ｃにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｃｊ_３とは、磁路方向に距離ｄ_３３２を隔てて配される。同様に、コーナー部ｄでは、板状磁性材ユニット１０１ａにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ａｊ_４と板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_４とは、磁路方向に距離ｄ_３４１を隔てて配され、板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_４と板状磁性材ユニット１０１ｃにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｃｊ_４とは、磁路方向に距離ｄ_３４２を隔てて配される。他のコーナー部ａ、ｂ、ｅ、ｆにおいても同様である。図５（ｂ）からも明らかなように、複数の第１の板状磁性材１０１が積層された状態においては、各コーナー部において、隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の磁路方向に対する上記３つの異なる位置が３個の板状磁性材ユニット毎に周期的に繰り返されることになる。上記距離ｄ_３３１、ｄ_３３２、ｄ_３４１、ｄ_３４２は、例えば約１５×１０^−３ｍとする。他のコーナー部の距離も同様である。

図６は、図３の磁性材片１０１１〜１０１５を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを４個積層または図３の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを４個積層して、第１の板状磁性材１０１を形成するときの説明図である。
図６において、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄはそれぞれ板状磁性材ユニットである。板状磁性材ユニット１０１ａにおいて、１０１ａｊ_１〜１０１ａｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１５のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ａｊ_５〜１０１ａｊ_６は、隣接する磁性材片１０１５、１０１４のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。板状磁性材ユニット１０１ｂにおいて、１０１ｂｊ_１〜１０１ｂｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１５のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ｂｊ_５〜１０１ｂｊ_６は、隣接する磁性材片１０１５、１０１４のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。板状磁性材ユニット１０１ｃにおいて、１０１ｃｊ_１〜１０１ｃｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１３のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ｃｊ_５〜１０１ｃｊ_６は、隣接する磁性材片１０１３、１０１２のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。また、板状磁性材ユニット１０１ｄにおいて、１０１ｄｊ_１〜１０１ｄｊ_４は、隣接する磁性材片１０１１、１０１３のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０１ｄｊ_５〜１０１ｄｊ_６は、隣接する磁性材片１０１３、１０１２のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。板状磁性材ユニット１０１ｂは、板状磁性材ユニット１０１ａを裏返したものと同じ構造であり、同様に、板状磁性材ユニット１０１ｄは、板状磁性材ユニット１０１ｃを裏返したものと同じ構造である。

板状磁性材ユニット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが積層されて第１の板状磁性材１０１とされた状態では、コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ（図１）において、上記突き合わせ部１０１ａｊ_１〜１０１ａｊ_６、１０１ｂｊ_１〜１０１ｂｊ_６、１０１ｃｊ_１〜１０１ｃｊ_６、１０１ｄｊ_１〜１０１ｄｊ_６のそれぞれ対応するものどうしが、重ならずに、磁路の方向に４つの異なる位置にずれる。すなわち、コーナー部ａにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_１、１０１ｂｊ_１、１０１ｃｊ_１、１０１ｄｊ_１が、磁路方向に対して４つの異なる位置にずれて配され、コーナー部ｂにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_２、１０１ｂｊ_２、１０１ｃｊ_２、１０１ｄｊ_２が磁路方向に対して４つの異なる位置にずれて配され、コーナー部ｃにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_３、１０１ｂｊ_３、１０１ｃｊ_３、１０１ｄｊ_３が磁路方向に対して４つの異なる位置にずれて配され、コーナー部ｄにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_４、１０１ｂｊ_４、１０１ｃｊ_４、１０１ｄｊ_４が磁路方向に対して４つの異なる位置にずれて配され、コーナー部ｅにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_５、１０１ｂｊ_５、１０１ｃｊ_５、１０１ｄｊ_５が磁路方向に対して４つの異なる位置にずれて配され、コーナー部ｆにおいては、突き合わせ部１０１ａｊ_６、１０１ｂｊ_６、１０１ｃｊ_６、１０１ｄｊ_６が磁路方向に対して４つの異なる位置にずれて配されることになる。複数の第１の板状磁性材１０１が積層された状態においては、上記４つの異なる位置が周期的に繰り返された状態となる。
以下、説明中で用いる図６の構成における各構成要素には、図６の場合と同じ符号を付して用いる。

図７は、図６の積層によって構成される第１の板状磁性材１０１のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。（ａ）は、コーナー部ｃ、ｄ、ｆにおける隣接磁性材片１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、１０１５の端面の突き合わせ部の状態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の構成におけるＣ−Ｃ断面の構成を示す図である。
図７において、コーナー部ｃでは、板状磁性材ユニット１０１ａにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ａｊ_３と板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_３とは、磁路方向に距離ｄ_４３１を隔てて配され、板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_３と板状磁性材ユニット１０１ｃにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｃｊ_３とは、磁路方向に距離ｄ_４３２を隔てて配され、板状磁性材ユニット１０１ｃにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｃｊ_３と板状磁性材ユニット１０１ｄにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｄｊ_３とは、磁路方向に距離ｄ_４３３を隔てて配される。同様に、コーナー部ｄでは、板状磁性材ユニット１０１ａにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ａｊ_４と板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_４とは、磁路方向に距離ｄ_４４１を隔てて配され、板状磁性材ユニット１０１ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｂｊ_４と板状磁性材ユニット１０１ｃにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｃｊ_４とは、磁路方向に距離ｄ_４４２を隔てて配され、板状磁性材ユニット１０１ｃにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｃｊ_４と板状磁性材ユニット１０１ｄにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０１ｄｊ_４とは、磁路方向に距離ｄ_４４３を隔てて配される。他のコーナー部ａ、ｂ、ｅ、ｆにおいても同様である。図７（ｂ）からも明らかなように、複数の第１の板状磁性材１０１が積層された状態においては、各コーナー部において、隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の磁路方向に対する上記４つの異なる位置が４個の板状磁性材ユニット毎に周期的に繰り返されることになる。上記距離ｄ_４３１、ｄ_４３２、ｄ_４３３、ｄ_４４１、ｄ_４４２、ｄ_４４３は、例えば約１０×１０^−３ｍとする。他のコーナー部の距離も同様である。

図８は、図１の変圧器１に用いる額縁型鉄心１０を構成する板状磁性材のうち、幅寸法が最大となる第１の板状磁性材１０１以外の板状磁性材すなわち第２の板状磁性材１０２〜１０６を構成するための各磁性材片を示す図である。
図８において、１０２１〜１０２３は、第２の板状磁性材１０２〜１０６それぞれの各辺を形成する磁性材片である。該磁性材片１０２１〜１０２３はそれぞれが、例えば、厚さ０．３０×１０^−３ｍの汎用性電磁鋼板をプレス加工することで製作されたものである。額縁型鉄心１０は、第２の板状磁性材１０２〜１０６のそれぞれが複数と、複数の第１の板状磁性材１０１とが積層されることにより構成され、該第２の板状磁性材１０２〜１０６はそれぞれ、個々の第２の板状磁性材が２個の板状磁性材ユニットの積層により構成され、各板状磁性材ユニットは、その各辺に、上記磁性材片１０２１〜１０２３のうちの対応するものが１枚ずつまたは複数枚（３枚以上。例えば４枚）ずつ配されて構成される。
以下、説明中で用いる図８の構成における各構成要素には、図８の場合と同じ符号を付して用いる。

図９は、図８の磁性材片１０２１〜１０２３を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを２個積層または図８の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを２個積層して、第２の板状磁性材１０２〜１０６のそれぞれを形成するときの説明図である。
図９において、１０２ａ、１０２ｂはそれぞれ板状磁性材ユニットであって、第２の板状磁性材１０２を構成する板状磁性材ユニットである。板状磁性材ユニット１０２ａにおいて、１０２ａｊ_１〜１０２ａｊ_４は、隣接する磁性材片１０２１、１０２３のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０２ａｊ_５〜１０２ａｊ_６は、隣接する磁性材片１０２３、１０２２のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。また、板状磁性材ユニット１０２ｂにおいて、１０２ｂｊ_１〜１０２ｂｊ_４は、隣接する磁性材片１０２１、１０２３のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部、１０２ｂｊ_５〜１０２ｂｊ_６は、隣接する磁性材片１０２３、１０２２のそれぞれの互いに対向する端面の突き合わせ部である。

板状磁性材ユニット１０２ａ、１０２ｂが積層されて第２の板状磁性材１０２とされた状態では、コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ（図１）において、上記突き合わせ部１０２ａｊ_１〜１０２ａｊ_６、１０２ｂｊ_１〜１０２ｂｊ_６のそれぞれ対応するものどうしが、重ならずに、磁路の方向に２つの異なる位置すなわち互いにずれた位置に配される。すなわち、コーナー部ａにおいては、突き合わせ部１０２ａｊ_１、１０２ｂｊ_１が磁路方向に対して互いにずれた位置に配され、コーナー部ｂにおいては、突き合わせ部１０２ａｊ_２、１０２ｂｊ_２が磁路方向に対して互いにずれた位置に配され、コーナー部ｃにおいては、突き合わせ部１０２ａｊ_３、１０２ｂｊ_３が磁路方向に対して互いにずれた位置に配され、コーナー部ｄにおいては、突き合わせ部１０２ａｊ_４、１０２ｂｊ_４が磁路方向に対して互いにずれた位置に配され、コーナー部ｅにおいては、突き合わせ部１０２ａｊ_５、１０２ｂｊ_５が磁路方向に対して互いにずれた位置に配され、コーナー部ｆにおいては、突き合わせ部１０２ａｊ_６、１０２ｂｊ_６が磁路方向に対して互いにずれた位置に配されることになる。複数の第２の板状磁性材１０２が積層された状態においては、上記互いにずれた位置が周期的に繰り返された状態となる。
第２の板状磁性材１０３〜１０６のそれぞれについても、上記第２の板状磁性材１０２の場合と同様である。
以下、説明中で用いる図９の構成における各構成要素には、図９の場合と同じ符号を付して用いる。

図１０は、図９の積層によって構成される第２の板状磁性材１０２のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。（ａ）は、コーナー部ｃ、ｄ、ｆにおける隣接磁性材片１０２１、１０２２、１０２３の端面の突き合わせ部の状態を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の構成におけるＤ−Ｄ断面の構成を示す図である。
図１０において、コーナー部ｃでは、板状磁性材ユニット１０２ａにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０２ａｊ_３と板状磁性材ユニット１０２ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０２ｂｊ_３とは、磁路方向に距離ｄ_２３１を隔てて配される。同様に、コーナー部ｄでは、板状磁性材ユニット１０２ａにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０２ａｊ_４と板状磁性材ユニット１０２ｂにおける隣接磁性材片の端面の突き合わせ部１０２ｂｊ_４とは、磁路方向に距離ｄ_２４１を隔てて配される。他のコーナー部ａ、ｂ、ｅ、ｆにおいても同様である。複数の第２の板状磁性材１０２が積層された状態においては、図１０（ｂ）からも明らかなように、２個の板状磁性材ユニット毎に上記２つの異なる位置すなわち互いにずれた位置が周期的に繰り返されることになる。上記距離ｄ_２３１、ｄ_２４１は、例えば約３０×１０^−３ｍとする。他のコーナー部の距離も同様である。

なお、図５に示す第１の板状磁性材１０１のコーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、磁性材片の端面の突き合わせ部が磁路方向にずれる距離は、図７に示す第１の板状磁性材１０１のコーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、磁性材片の端面の突き合わせ部が磁路方向にずれる距離よりも長く、また、図１０に示す第２の板状磁性材１０２のコーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、磁性材片の端面の突き合わせ部が磁路方向にずれる距離は、図５に示す第１の板状磁性材１０１のコーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、磁性材片の端面の突き合わせ部が磁路方向にずれる距離よりも長い。他の第２の板状磁性材１０３〜１０６のそれぞれも、そのコーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、磁性材片の端面の突き合わせ部が磁路方向にずれる距離は、図５に示す第１の板状磁性材１０１のコーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのそれぞれにおいて、磁性材片の端面の突き合わせ部が磁路方向にずれる距離よりも長い。

本発明の実施例としての上記変圧器１においては、額縁型鉄心１０として、該額縁型鉄心１０内で磁束が集中する第１の板状磁性材１０１を、該板状磁性材を構成する磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置または４位置に分散させるとともに、積層厚さ寸法を大きくした構成としているため、磁束が集中する第１の板状磁性材１０１による磁気回路において磁路の実効的断面積を増大させることができ、これによって、該第１の板状磁性材１０１による磁気回路の磁気抵抗を減らして鉄損を減らすことができ、額縁型鉄心１０全体の鉄損を減らすことができて、変圧器の無負荷損を減らすことが可能となる。また、第１の板状磁性材１０１を、透磁率の高い高配向性電磁鋼板の磁性材片で構成しているため、この点からも、第１の板状磁性材１０１による磁気回路の磁気抵抗を減らして該磁気回路の鉄損を減らし、額縁型鉄心１０全体の鉄損を一層低減させて、変圧器の無負荷損を一層減らすことが可能となる。また、磁束が集中する第１の板状磁性材１０１による磁気回路において磁路の実効的断面積を増大させることで、額縁型鉄心１０全体の磁性材の積層数を減らすことが可能となり、これによって、該額縁型鉄心１０の材料費の増大を抑えることができる。さらに、変圧器の騒音も低減させることができる。無負荷損及び騒音の低減効果については、発明者による実験でも確認されている。すなわち、発明者は、板状磁性材１０１〜１０６の全てを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２個に分散させた構成（図８〜図１０に示す構成を板状磁性材１０１〜１０６の全てに適用した構成）の額縁型鉄心のサンプル（以下、鉄心サンプルＡという）と、磁束が集中する第１の板状磁性材１０１だけを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置に分散させ（図３〜図５に示す構成）、他の板状磁性材１０２〜１０６は、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２個に分散させた構成（図８〜図１０に示す構成）の額縁型鉄心のサンプル（以下、鉄心サンプルＢという）と、磁束が集中する第１の板状磁性材１０１だけを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に４位置に分散させ（図３、図６〜図７に示す構成）、他の板状磁性材１０２〜１０６は、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２個に分散させた構成（図８〜図１０に示す構成）の額縁型鉄心のサンプル（以下、鉄心サンプルＣという）とをそれぞれ試作し、変圧器としての無負荷損と運転時の騒音とを求める実験を行った結果、無負荷損は、鉄心サンプルＢの場合は、鉄心サンプルＡの場合に比べて２．８％低減され、鉄心サンプルＣの場合は、鉄心サンプルＡの場合に比べて５．０％低減され、それぞれにおいて無負荷損の低減効果が確認され、また、騒音は、鉄心サンプルＡの場合は６７．５ｄＢ、鉄心サンプルＣの場合は５８．８ｄＢであり、鉄心サンプルＣの場合は、鉄心サンプルＡの場合よりも８．７ｄＢ低減され、騒音低減効果も確認された。なお、上記鉄心サンプルＡは、従来の変圧器に用いられている額縁型鉄心と同じ構成であり、上記鉄心サンプルＢ及び鉄心サンプルＣは、本発明の実施例としての上記変圧器１に用いる額縁型鉄心１０と同仕様の構成である。

また、上記変圧器１においては、額縁型鉄心１０として、第１の板状磁性材１０１だけを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置または４位置に分散させ、他の第２の板状磁性材１０２〜１０６は、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた構成としているため、該額縁型鉄心１０の製造時の工数の増大を抑えることができ、作業性を向上させることができる。すなわち、（１）第１の板状磁性材１０１だけを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置に分散させ、他の第２の板状磁性材１０２〜１０６は、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた構成においては、磁性材片の種類数は、第１の板状磁性材１０１用の５種類（５種類の形状（図３）×１段階の幅寸法）と、第２の板状磁性材１０２〜１０６用の１５種類（３種類の形状（図８）×５段階の幅寸法）の合計２０種類であり、また、板状磁性材ユニットの積層作業の作業パターン数は、第１の板状磁性材１０１用の３作業パターン（第１の板状磁性材１０１用の板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を３位置に分散（１段階の幅寸法×３位置分散））と、第２の板状磁性材１０２〜１０６用の１０作業パターン（第２の板状磁性材１０２〜１０６それぞれの板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を２位置に分散（５段階の幅寸法×２位置分散））の合計１３作業パターンである。また、（２）第１の板状磁性材１０１だけを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置に分散させ、他の第２の板状磁性材１０２〜１０６は、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた構成においては、磁性材片の種類数は、第１の板状磁性材１０１用の５種類（５種類の形状（図３）×１段階の幅寸法）と、第２の板状磁性材１０２〜１０６用の１５種類（３種類の形状（図８）×５段階の幅寸法）の合計２０種類であり、また、板状磁性材ユニットの積層作業の作業パターン数は、第１の板状磁性材１０１用の４作業パターン（第１の板状磁性材１０１用の板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を４位置に分散（１段階の幅寸法×４位置分散））と、第２の板状磁性材１０２〜１０６用の１０作業パターン（第２の板状磁性材１０２〜１０６それぞれの板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を２位置に分散（５段階の幅寸法×２位置分散））の合計１４作業パターンである。また、（３）第１の板状磁性材１０１及び第２の板状磁性材１０２〜１０６を全て、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた従来の構成の場合においては、磁性材片の種類数は、板状磁性材１０１〜１０６用の１８種類（３種類の形状（図８）×６段階の幅寸法）であり、また、板状磁性材ユニットの積層作業の作業パターン数は、板状磁性材１０１〜１０６用の１２作業パターン（板状磁性材１０１〜１０６それぞれの板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を２位置に分散（６段階の幅寸法×２位置分散））である。また、（４）もしも、第１の板状磁性材１０１及び第２の板状磁性材１０２〜１０６を全て、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置に分散させた従来の構成の場合においては、磁性材片の種類数は、板状磁性材１０１〜１０６用の３０種類（５種類の形状（図３）×６段階の幅寸法）であり、また、板状磁性材ユニットの積層作業の作業パターン数は、板状磁性材１０１〜１０６用の１８作業パターン（板状磁性材１０１〜１０６それぞれの板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を２位置に分散（６段階の幅寸法×３位置分散））であり、（５）もしも、第１の板状磁性材１０１及び第２の板状磁性材１０２〜１０６を全て、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に４位置に分散させた従来の構成の場合においては、磁性材片の種類数は、板状磁性材１０１〜１０６用の３０種類（５種類の形状（図３）×６段階の幅寸法）であり、また、板状磁性材ユニットの積層作業の作業パターン数は、板状磁性材１０１〜１０６用の２４作業パターン（板状磁性材１０１〜１０６それぞれの板状磁性材ユニットの磁性材片の突き合わせ部を２位置に分散（６段階の幅寸法×４位置分散））である。上記（１）〜（５）から明らかなように、上記（１）の構成においては、磁性材片の種類数は上記（３）の構成よりも２種類だけ多く、作業パターン数は上記（３）の構成よりも１作業パターンだけ多いに過ぎないが、上記（４）、（５）の構成よりも、磁性材片の種類数、作業パターン数のそれぞれが、大幅に少なくなっている。上記（２）の構成においても、磁性材片の種類数は上記（３）の構成よりも２種類だけ多く、作業パターン数は上記（３）の構成よりも２作業パターンだけ多いに過ぎないが、上記（４）、（５）の構成よりも、磁性材片の種類数、作業パターン数のそれぞれが、大幅に少なくなっている。磁性材片の種類数の増大や作業パターン数の増大が抑えられることにより、額縁型鉄心１０の製造工数の増大を抑えることができ、製造時の作業性を向上させることができる。

また、本発明の変圧器においては、それに用いる額縁型鉄心を、板状磁性材のうち、幅寸法が最大の板状磁性材を含み幅寸法が相対的に大きな板状磁性材が、透磁率が相対的に高い磁性材片から構成され、幅寸法が最小の板状磁性材を含み幅寸法が相対的に小さな板状磁性材が、透磁率が相対的に低い磁性材片から構成されるようにしてもよい。この場合、（ａ）例えば図１に示した構造の額縁型鉄心においてすなわち第１の板状磁性材１０１だけを、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に３位置または４位置に分散させ、他の第２の板状磁性材１０２〜１０６は、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた構成において、板状磁性材１０１、１０２を、高配向性電磁鋼板など透磁率が相対的に高い磁性材片から構成し、他の板状磁性材１０３〜１０６を、汎用性電磁鋼板など透磁率が相対的に低い磁性材片から構成するようにしたものや、（ｂ）板状磁性材１０１〜１０６を全て、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた構成において、幅寸法が最大の板状磁性材１０１を含み幅寸法が相対的に大きな板状磁性材例えば板状磁性材１０１、１０２を、高配向性電磁鋼板など透磁率が相対的に高い磁性材片で構成し、幅寸法が最小の板状磁性材１０６を含み幅寸法が相対的に小さな板状磁性材例えば板状磁性材１０３〜１０６を、汎用性電磁鋼板など透磁率が相対的に低い磁性材片で構成するようにしたものや、（ｃ）板状磁性材１０１〜１０６を全て、各コーナー部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆにおける磁性材片の端面の突き合わせ部の位置を磁路の方向に２位置に分散させた構成において、幅寸法が最大の板状磁性材１０１を、高配向性電磁鋼板など透磁率が相対的に高い磁性材片で構成し、幅寸法が相対的に小さな板状磁性材１０２〜１０６を、汎用性電磁鋼板など透磁率が相対的に低い磁性材片で構成するようにしたものなどがある。これらの構成においても、額縁型鉄心の材料費や製造工数の増大を抑えた構成下で、該額縁型鉄心の磁気回路特性の改善が可能となり、この結果、該額縁型鉄心の鉄損を減らし、変圧器の無負荷損を低減させることができる。無負荷損についての試作実験を行った結果、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともほぼ同程度の無負荷損の低減効果が確認された。

なお、上記説明した実施例構成においては、板状磁性材の幅寸法を６段階の寸法としたが、本発明はこれに限定されない。

本発明の実施例としての変圧器の構造を示す図である。 図１の変圧器に用いる額縁型鉄心を構成する板状磁性材ユニットの説明図である。 図１の変圧器に用いる額縁型鉄心を構成する板状磁性材のうち、幅寸法が最大となる板状磁性材を構成するための各磁性材片を示す図である。 図３の磁性材片を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを３個または図３の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを３個積層するときの説明図である。 図４の積層によって構成される板状磁性材のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。 図３の磁性材片を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを４個または図３の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを４個積層するときの説明図である。 図６の積層によって構成される板状磁性材のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。 図１の変圧器に用いる額縁型鉄心を構成する板状磁性材のうち、幅寸法が最大となる板状磁性材以外の板状磁性材を構成するための各磁性材片を示す図である。 図８の磁性材片を各辺に１枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを２個または図８の磁性材片を各辺に複数枚ずつ用いて成る板状磁性材ユニットを２個積層するときの説明図である。 図９の積層によって構成される板状磁性材のコーナー部における隣接磁性材片の端面の突き合わせ部の説明図である。

１…変圧器、
１０…額縁型鉄心、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…コイル、
１０１…第１の板状磁性材、
１０２〜１０６…第２の板状磁性材、
１０ｎ、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０２ａ、１０２ｂ…板状磁性材ユニット、
１０１１〜１０１５…第１の板状磁性材用磁性材片、
１０２１〜１０２３…第２の板状磁性材用磁性材片、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…磁性材片、
Ｊ_１〜Ｊ_６、１０１ａｊ_１〜１０１ａｊ_６、１０１ｂｊ_１〜１０１ｂｊ_６、１０１ｃｊ_１〜１０１ｃｊ_６、１０１ｄｊ_１〜１０１ｄｊ_６…隣接磁性材片端面の突き合わせ部、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ…コーナー部、
Ｐ_１、Ｐ_２…空間部、
Ｓ_Ａ、Ｓ_Ｄ…磁性材片の端面。

Claims (6)

1. 環状の磁気回路を形成する板状磁性材が幅寸法順に積層されて成る額縁型鉄心を用いた変圧器であって、
   上記板状磁性材のうち、幅寸法が最大の第１の板状磁性材は、該第１の板状磁性材の各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、該第１の板状磁性材の各コーナー部において、３つ以上の異なる位置で互いに突き合わせた状態で、積層され、上記第１の板状磁性材以外の他の全ての第２の板状磁性材は、幅寸法が同じとされるもの毎に、各辺を構成する磁性材片のうち互いに隣接する磁性材片の端面を、該第２の板状磁性材の各コーナー部において、２つの異なる位置で互いに対向させて突き合わせた状態で、積層された額縁型鉄心と、
   上記額縁型鉄心に巻き回され、通電により該額縁型鉄心を励磁するコイルと、
   を備えて成ることを特徴とする変圧器。
2. 上記額縁型鉄心における上記第１の板状磁性材は、上記隣接する磁性材片のそれぞれが１枚の磁性材片または複数枚の磁性材片で構成され、かつ、上記第２の板状磁性材は、幅寸法が同じとされるもの毎に、上記隣接する磁性材片のそれぞれが１枚の磁性材片または複数枚の磁性材片で構成されている請求項１に記載の変圧器。
3. 上記額縁型鉄心における上記第１の板状磁性材は、上記隣接する磁性材片のそれぞれが２枚の磁性材片で構成され、上記第２の板状磁性材は、幅寸法が同じとされるもの毎に、上記隣接する磁性材片のそれぞれが３枚以上の磁性材片で構成されている請求項２に記載の変圧器。
4. 上記額縁型鉄心は、上記第１の板状磁性材の積層厚さ寸法が、上記第２の板状磁性材のうち、幅寸法が同じとされるどのものの積層厚さ寸法よりも大きくされている請求項１または請求項２に記載の変圧器。
5. 上記額縁型鉄心は、上記第１の板状磁性材が、上記第２の板状磁性材よりも透磁率の高い磁性材片から構成されている請求項１に記載の変圧器。
6. 環状の磁気回路を形成する板状磁性材が幅寸法順に積層されて成る額縁型鉄心を用いた変圧器であって、
   上記板状磁性材のうち、幅寸法が最大の板状磁性材を含み幅寸法が相対的に大きな板状磁性材が、透磁率が相対的に高い磁性材片から構成され、幅寸法が最小の板状磁性材を含み幅寸法が相対的に小さな板状磁性材が、透磁率が相対的に低い磁性材片から構成された額縁型鉄心と、
   上記額縁型鉄心に巻き回され、通電により該額縁型鉄心を励磁するコイルと、
   を備えて成ることを特徴とする変圧器。

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