JP2017005229A - 静止誘導機器用鉄心 - Google Patents

Abstract

【課題】脚鉄心の上部に熱がこもり勝ちとなることを防止できるとともに、磁束の損失を極力防止でき、性能の向上を図ることを可能とする。
【解決手段】３組の各脚鉄心は周方向に２分割されるとともに、分割された各分割脚鉄心は、ほぼＵ字状をなす積層用鉄心を複数層重ねて形成され、積層用鉄心の各ヨーク形成部の先端部は、当該ヨーク形成部の側面に対して斜めとなる切断面にて切断されている。分割脚鉄心における内側から２層目以降の積層用鉄心のヨーク形成部の一部が、当該分割脚鉄心と同じ磁路を形成する隣の分割脚鉄心の前層の積層用鉄心のヨーク形成部の一部に重なるように構成されたラップ構造を有するとともに、３組の脚鉄心におけるヨーク形成部の中心部分に軸方向に開通した開口部を形成した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、静止誘導機器用鉄心に関する。

静止誘導機器用鉄心として例えば三相の変圧器用鉄心においては、軸方向に延びる脚部の両端部に互いに対向する一対のヨーク形成部を有する、横向きのほぼＵ字状をなす脚鉄心を３組備え、これら３組の脚鉄心を、所定の点を中心として前記脚部がほぼ１２０度間隔となるように配置するとともに、前記ヨーク形成部同士を突き合わせることにより構成されるものが考えられている（特許文献１参照）。３組の各脚鉄心は、周方向に２分割され、しかも分割された各分割脚鉄心は、厚さ方向に複数層重ねられた構成となっている。３組の脚鉄心の各脚部には、コイルが巻装される。

特公昭４９−３５９３０号公報

上記した構成のものでは、変圧器の運転時において、コイルや各脚鉄心において発生する熱が上部のヨーク形成部の裏面付近にこもり勝ちとなり、その部分の温度が異常に上昇するおそれがある。

そこで、ほぼＵ字状をなす脚鉄心を３組備え、これら３組の脚鉄心を組み合わせて構成されるものにあって、脚鉄心の上部に熱がこもり勝ちとなることを防止できるとともに、磁束の損失を極力防止でき、性能の向上を図ることが可能な静止誘導機器用鉄心を提供する。

本実施形態の静止誘導機器用鉄心は、脚部の両端部に互いに対向するように曲げられた一対のヨーク形成部を有するほぼＵ字状をなす脚鉄心を３組備え、これら３組の脚鉄心を、所定の点を中心として前記脚部がほぼ１２０度間隔となるように配置するとともに、前記ヨーク形成部同士を突き合わせることにより構成される。前記３組の各脚鉄心は周方向に２分割されるとともに、分割された各分割脚鉄心は、ほぼＵ字状をなす積層用鉄心を複数層重ねて形成され、前記積層用鉄心の各ヨーク形成部の先端部は、当該ヨーク形成部の側面に対して斜めとなる切断面にて切断されている。前記分割脚鉄心における内側から２層目以降の前記積層用鉄心のヨーク形成部の一部が、当該分割脚鉄心と同じ磁路を形成する隣の分割脚鉄心の前層の前記積層用鉄心のヨーク形成部の一部に重なるように構成されたラップ構造を有するとともに、前記３組の脚鉄心における前記ヨーク形成部の中心部分に軸方向に開通した開口部を形成した構成とする。

第１実施形態における変圧器用鉄心（静止誘導機器用鉄心）の斜視図 変圧器用鉄心の平面図 ３組の脚鉄心を分離した状態で示す斜視図 （ａ）〜（ｄ）は３組の脚鉄心における分割脚鉄心の積層用鉄心を１層ずつ積層していく状態を示す斜視図 第２実施形態における変圧器用鉄心の斜視図 変圧器用鉄心の平面図 ３組の脚鉄心を分離した状態で示す斜視図 （ａ）〜（ｄ）は３組の脚鉄心における分割脚鉄心の積層用鉄心を１層ずつ積層していく状態を示す斜視図

以下、複数の実施形態による静止誘導機器用鉄心を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。第１実施形態の静止誘導機器用鉄心としては、三相の変圧器用鉄心である。図１から図３において、変圧器用鉄心１は、第１、第２および第３の３組の脚鉄心２，３，４を備えている。これら３組の脚鉄心２，３，４は同一の構成であるので、主に第１の脚鉄心２を代表して説明する。

第１の脚鉄心２は、横向きのほぼＵ字状をなす第１および第２の２個の分割脚鉄心５，６を組み合わせて構成されている。２個の各分割脚鉄心５，６は、それぞれほぼＵ字状をなす積層用鉄心を複数層、この場合４層積み重ねて構成されている。この場合、第１の分割脚鉄心５については、図１および図３に示すように、内側から一層目の積層用鉄心を５−１、二層目の積層用鉄心を５−２、三層目の積層用鉄心を５−３、四層目の積層用鉄心を５−４の符号で示す。第２の分割脚鉄心６については、図１および図３における左側の第３の脚鉄心４における第２の分割脚鉄心６で示すように、内側から一層目の積層用鉄心を６−１、二層目の積層用鉄心を６−２、三層目の積層用鉄心を６−３、四層目の積層用鉄心を６−４の符号で示す。各積層用鉄心５−１〜５−４、６−１〜６−４は、例えば電磁鋼板により形成されている。

第１の分割脚鉄心５における一層目の積層用鉄心５−１は、図４（ａ）に示すように、軸方向（上下方向）に延びる脚形成部５ａ−１と、この脚形成部５ａ−１の上下両端部に互いに対向するように曲げられたヨーク形成部５ｂ−１を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部５ｂ−１の先端部と下側のヨーク形成部ヨーク形成部５ｂ−１の先端部には、それぞれヨーク形成部５ｂ−１の側面に対して斜めとなる切断面５ｃ−１が形成されている。上下の両切断面５ｃ−１は、同じ向きに形成されている。各切断面５ｃ−１は、対応するヨーク形成部５ｂ−１の側面に対して６０°と１２０°の角度をなしている。上側のヨーク形成部５ｂ−１の突出長さと、下側のヨーク形成部５ｂ−１の突出長さは、同じ長さに設定されている。

第１の分割脚鉄心５における二層目の積層用鉄心５−２は、図４（ｂ）に示すように、一層目の積層用鉄心５−１の外側に積層され、脚形成部５ａ−２と一対のヨーク形成部５ｂ−２を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部５ｂ−２の先端部と下側のヨーク形成部５ｂ−２の先端部には、それぞれヨーク形成部５ｂ−２の側面に対して斜めとなる切断面５ｃ−２が形成されている。上下の両切断面５ｃ−２は、一層目の切断面５ｃ−１と同じ向きに形成されているが、一層目の切断面５ｃ−１より所定寸法後退している（図３参照）。

第１の分割脚鉄心５における三層目の積層用鉄心５−３は、図４（ｃ）に示すように、二層目の積層用鉄心５−２の外側に積層され、脚形成部５ａ−３と一対のヨーク形成部５ｂ−３を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部５ｂ−３の先端部と下側のヨーク形成部５ｂ−３の先端部には、それぞれヨーク形成部５ｂ−３の側面に対して斜めとなる切断面５ｃ−３が形成されている。上下の両切断面５ｃ−３は、二層目の切断面５ｃ−２と同じ向きに形成されているが、二層目の切断面５ｃ−２より所定寸法後退している。

第１の分割脚鉄心５における四層目の積層用鉄心５−４は、図４（ｄ）に示すように、三層目の積層用鉄心５−３の外側に積層され、脚形成部５ａ−４と一対のヨーク形成部５ｂ−４を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部５ｂ−４の先端部と下側のヨーク形成部５ｂ−４の先端部には、それぞれヨーク形成部５ｂ−４の側面に対して斜めとなる切断面５ｃ−４が形成されている。上下の両切断面５ｃ−４は、三層目の切断面５ｃ−３と同じ向きに形成されているが、三層目の切断面５ｃ−３より所定寸法後退している。

したがってこの場合、第１の分割脚鉄心５における四層の積層用鉄心５−１〜５−４のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の切断面５ｃ−１〜５ｃ−４は、図３に示すように階段状に順にずれている。

また、第２の分割脚鉄心６における一層目の積層用鉄心６−１は、図４（ａ）に示すように、軸方向（上下方向）に延びる脚形成部６ａ−１と、この脚形成部６ａ−１の上下両端部に互いに対向するように曲げられたヨーク形成部６ｂ−１を一体に有していて（図４（ａ）において、左側の第３の脚鉄心４の第２の分割脚鉄心６の一層目の積層用鉄心６−１参照）、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部６ｂ−１の先端部と下側のヨーク形成部６ｂ−１の先端部には、それぞれヨーク形成部６ｂ−１の側面に対して斜めとなる切断面６ｃ−１が形成されている。上下の両切断面６ｃ−１は、同じ向きに形成されているが、第１の分割脚鉄心５における一層目の積層用鉄心５−１の切断面５ｃ−１とは向きが異なっている。また、上側のヨーク形成部６ｂ−１の突出長さと、下側のヨーク形成部６ｂ−１の突出長さは、同じ長さに設定されているが、第１の分割脚鉄心５における一層目の積層用鉄心５−１のヨーク形成部５ｂ−１よりも短く設定されている。

第２の分割脚鉄心６における二層目の積層用鉄心６−２は、図４（ｂ）に示すように、一層目の積層用鉄心６−１の外側に積層され、脚形成部６ａ−２と一対のヨーク形成部６ｂ−２を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部６ｂ−２の先端部と下側のヨーク形成部６ｂ−２の先端部には、それぞれヨーク形成部６ｂ−２の側面に対して斜めとなる切断面６ｃ−２が形成されている。上下の両切断面６ｃ−２は、一層目の切断面６ｃ−１と同じ向きに形成されているが、一層目の切断面６ｃ−１より所定寸法突出している（図３参照）。

第２の分割脚鉄心６における三層目の積層用鉄心６−３は、図４（ｃ）に示すように、二層目の積層用鉄心６−２の外側に積層され、脚形成部６ａ−３と一対のヨーク形成部６ｂ−３を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部６ｂ−３の先端部と下側のヨーク形成部６ｂ−３の先端部には、それぞれヨーク形成部６ｂ−３の側面に対して斜めとなる切断面６ｃ−３が形成されている。上下の両切断面６ｃ−３は、二層目の切断面６ｃ−２と同じ向きに形成されているが、二層目の切断面６ｃ−２より所定寸法突出している。

第２の分割脚鉄心６における四層目の積層用鉄心６−４は、図４（ｄ）に示すように、三層目の積層用鉄心６−３の外側に積層され、脚形成部６ａ−４と一対のヨーク形成部６ｂ−４を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部６ｂ−４の先端部と下側のヨーク形成部６ｂ−４の先端部には、それぞれヨーク形成部６ｂ−４の側面に対して斜めとなる切断面６ｃ−４が形成されている。上下の両切断面６ｃ−４は、三層目の切断面６ｃ−３と同じ向きに形成されているが、三層目の切断面６ｃ−３より所定寸法突出している。

したがってこの場合、第２の分割脚鉄心６における四層の積層用鉄心６−１〜６−４のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の切断面６ｃ−１〜６ｃ−４は、図３に示すように階段状に順にずれている（図３において、第３の脚鉄心４における第２の分割脚鉄心６参照）。

第１の脚鉄心２は、図３に示すように、それぞれ四層の第１の分割脚鉄心５と第２の分割脚鉄心６を、これらの側面同士を合わせて組み合わせることで、軸方向に延びる脚部２ａの両端部に互いに対向するように曲げられた一対のヨーク形成部２ｂを有する、横向きのほぼＵ字状をなすように構成される。第１の脚鉄心２の脚部２ａは、第１の分割脚鉄心５の脚形成部５ａと第２の分割脚鉄心６の脚形成部６ａで構成され、第１の脚鉄心２のヨーク形成部２ｂは、第１の分割脚鉄心５のヨーク形成部５ｂと第２の分割脚鉄心６のヨーク形成部６ｂで構成される。第２の脚鉄心３および第３の脚鉄心４も、第１の脚鉄心２と同様に構成されている。

そして、変圧器用鉄心１は、図２に示すように、３組の脚鉄心２，３，４を、所定の点を中心として脚部２ａ，３ａ，４ａがほぼ１２０度間隔となるように配置するとともに、ヨーク形成部２ｂ，３ｂ，４ｂの先端部同士を突き合わせることにより構成される。また、３組の脚鉄心２，３，４は、それぞれ周方向に２分割された第１の分割脚鉄心５と第２の分割脚鉄心６により構成されている。

この場合、第１の脚鉄心２の第１の分割脚鉄心５における一層目から四層目の積層用鉄心５−１〜５−４の上下の切断面５ｃ−１〜５ｃ−４は、第３の脚鉄心４の第２の分割脚鉄心６における一層目から四層目の積層用鉄心６−１〜６−４の上下の切断面６ｃ−１〜６ｃ−４にそれぞれ突き合わせられる。このとき、第１の脚鉄心２の第１の分割脚鉄心５における一層目から四層目の積層用鉄心５−１〜５−４の上下のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の先端部、および第３の脚鉄心４の第２の分割脚鉄心６における一層目から四層目の積層用鉄心６−１〜６−４の上下のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の先端部は、それぞれ階段状に順にずれているから、第３の脚鉄心４の第２の分割脚鉄心６における二層目から四層目の積層用鉄心６−２〜６−４の上下のヨーク形成部６ｂ−２〜６ｂ−４の先端部が、同じ磁路を形成する第１の脚鉄心２の第１の分割脚鉄心５における一層目から三層目の積層用鉄心５−１〜５−３の上下のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−３の先端部にそれぞれ重なるようになる。その重なった部分をステップラップ構造７（図１および図２参照）と称する。

また同様に、第１の脚鉄心２の第２の分割脚鉄心６における一層目から四層目の積層用鉄心６−１〜６−４の上下の切断面６ｃ−１〜６ｃ−４は、第２の脚鉄心３の第１の分割脚鉄心５における一層目から四層目の積層用鉄心５−１〜５−４の上下の切断面５ｃ−１〜５ｃ−４にそれぞれ突き合わせられる。このときも、第１の脚鉄心２の第２の分割脚鉄心６における一層目から四層目の積層用鉄心６−１〜６−４の上下のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の先端部、および第２の脚鉄心３の第１の分割脚鉄心５における一層目から四層目の積層用鉄心５−１〜５−４の上下のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の先端部は、それぞれ階段状に順にずれているから、第１の脚鉄心２の第２の分割脚鉄心６における二層目から四層目の積層用鉄心６−２〜６−４の上下のヨーク形成部６ｂ−２〜６ｂ−４の先端部が、同じ磁路を形成する第２の脚鉄心３の第１の分割脚鉄心５における一層目から三層目の積層用鉄心５−１〜５−３の上下のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−３の先端部にそれぞれ重なるようになる。その重なった部分もステップラップ構造７（図１および図２参照）となっている。

さらに、第２の脚鉄心３の第２の分割脚鉄心６における一層目から四層目の積層用鉄心６−１〜６−４の上下の切断面６ｃ−１〜６ｃ−４は、第３の脚鉄心４の第１の分割脚鉄心５における一層目から四層目の積層用鉄心５−１〜５−４の上下の切断面５ｃ−１〜５ｃ−４にそれぞれ突き合わせられる。このときも、第２の脚鉄心３の第２の分割脚鉄心６における一層目から四層目の積層用鉄心６−１〜６−４の上下のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の先端部、および第３の脚鉄心４の第１の分割脚鉄心５における一層目から四層目の積層用鉄心５−１〜５−４の上下のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の先端部は、それぞれ階段状に順にずれているから、第２の脚鉄心３の第２の分割脚鉄心６における二層目から四層目の積層用鉄心６−２〜６−４の上下のヨーク形成部６ｂ−２〜６ｂ−４の先端部が、同じ磁路を形成する第３の脚鉄心４の第１の分割脚鉄心５における一層目から三層目の積層用鉄心５−１〜５−３の上下のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−３の先端部にそれぞれ重なるようになる。その重なった部分もステップラップ構造７（図１および図２参照）となっている。

図１および図２に示すように、３組の脚鉄心２，３，４を組み合わせた状態では、これら３組の脚鉄心２，３，４の上下の各ヨーク形成部２ｂ，３ｂ，４ｂの中心部に、軸方向（上下方向）に開通した開口部８が形成されている。そして、３組の脚鉄心２，３，４の各脚部２ａ，３ａ，４ａにコイル９（図２参照）を巻装することにより、変圧器が構成される。

この場合、各脚部２ａ，３ａ，４ａにコイル９を巻装する場合には、図３に示すように、それぞれ第１の分割脚鉄心５と第２の分割脚鉄心６を組み合わせることで３組の脚鉄心２，３，４を別々に形成し、各脚部２ａ，３ａ，４ａにコイル９を巻装した状態とし、この後、それぞれコイル９を巻装した３組の脚鉄心２，３，４を組み合わせることで、脚鉄心１を構成するようにする。このように組み立てることで、変圧器を良好に組み立てることが可能となる。

上記構成において、変圧器として使用した場合、第１の脚鉄心２における第１の分割脚鉄心５を流れる磁束は、隣接する第３の脚鉄心４における第２の分割脚鉄心６を通して流れる。このとき、第１の分割脚鉄心５を構成する四層の積層用鉄心５−１〜５−４のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の先端部と、第２の分割脚鉄心６を構成する四層の積層用鉄心６−１〜６−４のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の先端部は、ステップラップ構造７で積層方向に重なっているから、磁束は突き合わされた切断面５ｃ−１〜５ｃ−４、６ｃ−１〜６ｃ−４だけではなく、積層方向にも流れ易くなるので、磁束の損失を極力防止することができる。

また、第１の脚鉄心２における第２の分割脚鉄心６を流れる磁束は、隣接する第２の脚鉄心３における第１の分割脚鉄心５を通して流れる。このときも、第２の分割脚鉄心６を構成する四層の積層用鉄心６−１〜６−４のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の先端部と、第１の分割脚鉄心５を構成する四層の積層用鉄心５−１〜５−４のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の先端部は、ステップラップ構造７で積層方向に重なっているから、磁束は突き合わされた切断面６ｃ−１〜６ｃ−４、５ｃ−１〜５ｃ−４だけではなく、積層方向にも流れ易くなるので、磁束の損失を極力防止することができる。

さらに、第２の脚鉄心３における第２の分割脚鉄心６を流れる磁束は、隣接する第３の脚鉄心４における第１の分割脚鉄心５を通して流れる。このときも、第２の分割脚鉄心６を構成する四層の積層用鉄心６−１〜６−４のヨーク形成部６ｂ−１〜６ｂ−４の先端部と、第１の分割脚鉄心５を構成する四層の積層用鉄心５−１〜５−４のヨーク形成部５ｂ−１〜５ｂ−４の先端部は、ステップラップ構造７で積層方向に重なっているから、磁束は突き合わされた切断面６ｃ−１〜６ｃ−４、５ｃ−１〜５ｃ−４だけではなく、積層方向にも流れ易くなるので、磁束の損失を極力防止することができる。

また、変圧器の運転時において、コイル９や各脚鉄心２，３，４において発生する熱が、特に上部のヨーク形成部２ｂ，３ｂ，４ｂの裏面付近にこもり勝ちとなるが、本実施形態においては、ヨーク形成部２ｂ，３ｂ，４ｂの中心部分に開口部８を形成しているので、熱をその開口部８を通して外部へ逃がすことが可能となる。これにより、温度が異常に上昇することを防止でき、性能の向上を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図５から図８を参照して説明する。この実施形態の誘導機器用鉄心も、三相の変圧器用鉄心である。図５から図７において、変圧器用鉄心１１は、第１、第２および第３の３組の脚鉄心１２，１３，１４を備えている。これら３組の脚鉄心１２，１３，１４は同一の構成であるので、主に第１の脚鉄心１２を代表して説明する。

第１の脚鉄心１２は、横向きのほぼＵ字状をなす第１および第２の２個の分割脚鉄心１５，１６を組み合わせて構成されている。２個の各分割脚鉄心１５，１６は、それぞれほぼＵ字状をなす積層用鉄心を複数層、この場合４層積み重ねて構成されている。この場合、第１の分割脚鉄心１５については、図５および図７に示すように、内側から一層目の積層用鉄心を１５−１、二層目の積層用鉄心を１５−２、三層目の積層用鉄心を１５−３、四層目の積層用鉄心を１５−４の符号で示す。第２の分割脚鉄心１６については、図５および図７における左側の第３の脚鉄心１４における第２の分割脚鉄心１６で示すように、内側から一層目の積層用鉄心を１６−１、二層目の積層用鉄心を１６−２、三層目の積層用鉄心を１６−３、四層目の積層用鉄心を１６−４の符号で示す。各積層用鉄心１５−１〜１５−４、１６−１〜１６−４も、例えば電磁鋼板により形成されている。

第１の分割脚鉄心１５における一層目の積層用鉄心１５−１は、図８（ａ）に示すように、軸方向（上下方向）に延びる脚形成部１５ａ−１と、この脚形成部１５ａ−１の上下両端部に互いに対向するように曲げられたヨーク形成部１５ｂ−１を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１５ｂ−１の先端部と下側のヨーク形成部ヨーク形成部１５ｂ−１の先端部には、それぞれヨーク形成部１５ｂ−１の側面に対して斜めとなる切断面１５ｃ−１が形成されている。上下の両切断面１５ｃ−１は、同じ向きに形成されている。各切断面１５ｃ−１は、対応するヨーク形成部１５ｂ−１の側面に対して６０°と１２０°の角度をなしている。上側のヨーク形成部１５ｂ−１の突出長さと、下側のヨーク形成部１５ｂ−１の突出長さは、同じ長さに設定されている。

第１の分割脚鉄心１５における二層目の積層用鉄心１５−２は、図８（ｂ）に示すように、一層目の積層用鉄心１５−１の外側に積層され、脚形成部１５ａ−２と一対のヨーク形成部１５ｂ−２を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１５ｂ−２の先端部と下側のヨーク形成部１５ｂ−２の先端部には、それぞれヨーク形成部１５ｂ−２の側面に対して斜めとなる切断面１５ｃ−２が形成されている。上下の両切断面１５ｃ−２は、一層目の切断面５ｃ−１と同じ向きに形成されているが、一層目の切断面５ｃ−１より所定寸法後退している（図７参照）。

第１の分割脚鉄心１５における三層目の積層用鉄心１５−３は、図８（ｃ）に示すように、二層目の積層用鉄心１５−２の外側に積層され、脚形成部１５ａ−３と一対のヨーク形成部１５ｂ−３を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１５ｂ−３の先端部と下側のヨーク形成部１５ｂ−３の先端部には、それぞれヨーク形成部１５ｂ−３の側面に対して斜めとなる切断面１５ｃ−３が形成されている。上下の両切断面１５ｃ−３は、二層目の切断面１５ｃ−２と同じ向きに形成されているが、二層目の切断面１５ｃ−２より所定寸法突出していて、一層目の切断面１５ｃ−１と同じ位置まで突出している（図７参照）。

第１の分割脚鉄心１５における四層目の積層用鉄心１５−４は、図８（ｄ）に示すように、三層目の積層用鉄心１５−３の外側に積層され、脚形成部１５ａ−４と一対のヨーク形成部１５ｂ−４を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１５ｂ−４の先端部と下側のヨーク形成部１５ｂ−４の先端部には、それぞれヨーク形成部１５ｂ−４の側面に対して斜めとなる切断面１５ｃ−４が形成されている。上下の両切断面１５ｃ−４は、三層目の切断面１５ｃ−３と同じ向きに形成されているが、三層目の切断面１５ｃ−３より所定寸法後退していて、二層目の切断面１５ｃ−２と同じ位置まで後退している。

したがってこの場合、第１の分割脚鉄心１５における四層の積層用鉄心１５−１〜１５−４のヨーク形成部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の切断面１５ｃ−１〜１５ｃ−４は、図７に示すように交互に突出、後退した状態となっている。

また、第２の分割脚鉄心１６における一層目の積層用鉄心１６−１は、図８（ａ）に示すように、軸方向（上下方向）に延びる脚形成部１６ａ−１と、この脚形成部１６ａ−１の上下両端部に互いに対向するように曲げられたヨーク形成部１６ｂ−１を一体に有していて（図８（ａ）において、左側の第３の脚鉄心１４の第２の分割脚鉄心１６の一層目の積層用鉄心１６−１参照）、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１６ｂ−１の先端部と下側のヨーク形成部１６ｂ−１の先端部には、それぞれヨーク形成部１６ｂ−１の側面に対して斜めとなる切断面１６ｃ−１が形成されている。上下の両切断面１６ｃ−１は、同じ向きに形成されているが、第１の分割脚鉄心１５における一層目の積層用鉄心１５−１の切断面１５ｃ−１とは向きが異なっている。また、上側のヨーク形成部１６ｂ−１の突出長さと、下側のヨーク形成部１６ｂ−１の突出長さは、同じ長さに設定されているが、第１の分割脚鉄心１５における一層目の積層用鉄心１５−１のヨーク形成部１５ｂ−１よりも短く設定されている。

第２の分割脚鉄心１６における二層目の積層用鉄心１６−２は、図８（ｂ）に示すように、一層目の積層用鉄心１６−１の外側に積層され、脚形成部１６ａ−２と一対のヨーク形成部１６ｂ−２を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１６ｂ−２の先端部と下側のヨーク形成部１６ｂ−２の先端部には、それぞれヨーク形成部１６ｂ−２の側面に対して斜めとなる切断面１６ｃ−２が形成されている。上下の両切断面１６ｃ−２は、一層目の切断面１６ｃ−１と同じ向きに形成されているが、一層目の切断面１６ｃ−１より所定寸法突出している（図７参照）。

第２の分割脚鉄心１６における三層目の積層用鉄心１６−３は、図８（ｃ）に示すように、二層目の積層用鉄心１６−２の外側に積層され、脚形成部１６ａ−３と一対のヨーク形成部１６ｂ−３を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１６ｂ−３の先端部と下側のヨーク形成部１６ｂ−３の先端部には、それぞれヨーク形成部１６ｂ−３の側面に対して斜めとなる切断面１６ｃ−３が形成されている。上下の両切断面１６ｃ−３は、二層目の切断面１６ｃ−２と同じ向きに形成されているが、二層目の切断面１６ｃ−２より所定寸法後退していて、一層目の切断面１６ｃ−１と同じ位置まで後退している。

第２の分割脚鉄心１６における四層目の積層用鉄心１６−４は、図８（ｄ）に示すように、三層目の積層用鉄心１６−３の外側に積層され、脚形成部１６ａ−４と一対のヨーク形成部１６ｂ−４を一体に有していて、横向きのほぼＵ字状をなしている。上側のヨーク形成部１６ｂ−４の先端部と下側のヨーク形成部１６ｂ−４の先端部には、それぞれヨーク形成部１６ｂ−４の側面に対して斜めとなる切断面１６ｃ−４が形成されている。上下の両切断面１６ｃ−４は、三層目の切断面１６ｃ−３と同じ向きに形成されているが、三層目の切断面１６ｃ−３より所定寸法突出していて、二層目の切断面１６ｃ−２と同じ位置まで突出している。

したがってこの場合、第２の分割脚鉄心１６における四層の積層用鉄心１６−１〜１６−４のヨーク形成部１６ｂ−１〜１６ｂ−４の切断面１６ｃ−１〜１６ｃ−４は、図７に示すように交互に突出、後退した状態となっている（図７において、第３の脚鉄心１４における第２の分割脚鉄心１６参照）。

第１の脚鉄心１２は、図７に示すように、それぞれ四層の第１の分割脚鉄心１５と第２の分割脚鉄心１６を、これらの側面同士を合わせて組み合わせることで、軸方向に延びる脚部１２ａの両端部に互いに対向するように曲げられた一対のヨーク形成部１２ｂを有する、横向きのほぼＵ字状をなすように構成される。第１の脚鉄心１２の脚部１２ａは、第１の分割脚鉄心１５の脚形成部１５ａと第２の分割脚鉄心１６の脚形成部１６ａで構成され、第１の脚鉄心１２のヨーク形成部１２ｂは、第１の分割脚鉄心１５のヨーク形成部１５ｂと第２の分割脚鉄心１６のヨーク形成部１６ｂで構成される。第２の脚鉄心１３および第３の脚鉄心１４も、第１の脚鉄心１２と同様に構成されている。

そして、変圧器用鉄心１１は、図６に示すように、３組の脚鉄心１２，１３，１４を、所定の点を中心として脚部１２ａ，１３ａ，１４ａがほぼ１２０度間隔となるように配置するとともに、ヨーク形成部１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの先端部同士を突き合わせることにより構成される。また、３組の脚鉄心１２，１３，１４は、それぞれ周方向に２分割された第１の分割脚鉄心１５と第２の分割脚鉄心１６により構成されている。

この場合も、第１の脚鉄心１２の第１の分割脚鉄心１５における一層目から四層目の積層用鉄心１５−１〜１５−４の上下の切断面１５ｃ−１〜１５ｃ−４は、第３の脚鉄心１４の第２の分割脚鉄心１６における一層目から四層目の積層用鉄心１６−１〜１６−４の上下の切断面１６ｃ−１〜１６ｃ−４にそれぞれ突き合わせられる。このとき、第１の脚鉄心１２の第１の分割脚鉄心１５における一層目から四層目の積層用鉄心１５−１〜１５−４の上下のヨーク形成部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の先端部、および第３の脚鉄心１４の第２の分割脚鉄心１６における一層目から四層目の積層用鉄心１６−１〜１６−４の上下のヨーク形成部１６ｂ−１〜１６ｂ−４の先端部は、それぞれ交互に突出および後退しているから、第３の脚鉄心１４の第２の分割脚鉄心１６における二層目と四層目の積層用鉄心１６−２、１６−４の上下のヨーク形成部１６ｂ−２、１６ｂ−４の先端部が、同じ磁路を形成する第１の脚鉄心１２の第１の分割脚鉄心１５における一層目と三層目の積層用鉄心１５−１、１５−３の上下のヨーク形成部１５ｂ−１、１５ｂ−３の先端部にそれぞれ重なるようになる。その重なった部分を交互ラップ構造１７（図５および図６参照）と称する。

また同様に、第１の脚鉄心１２の第２の分割脚鉄心１６における一層目から四層目の積層用鉄心１６−１〜１６−４の上下の切断面１６ｃ−１〜１６ｃ−４は、第２の脚鉄心１３の第１の分割脚鉄心１５における一層目から四層目の積層用鉄心１５−１〜１５−４の上下の切断面１５ｃ−１〜１５ｃ−４にそれぞれ突き合わせられる。このときも、第１の脚鉄心１２の第２の分割脚鉄心１６における一層目から四層目の積層用鉄心１６−１〜１６−４の上下のヨーク形成部１６ｂ−１〜１６ｂ−４の先端部、および第２の脚鉄心１３の第１の分割脚鉄心１５における一層目から四層目の積層用鉄心１５−１〜１５−４の上下のヨーク形成部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の先端部は、それぞれ交互に突出および後退しているから、第１の脚鉄心１３の第２の分割脚鉄心１６における二層目と四層目の積層用鉄心１６−２、１６−４の上下のヨーク形成部１６ｂ−２、１６ｂ−４の先端部が、同じ磁路を形成する第２の脚鉄心１３の第１の分割脚鉄心１５における一層目と三層目の積層用鉄心１５−１、１５−３の上下のヨーク形成部１５ｂ−１、１５ｂ−３の先端部にそれぞれ重なるようになる。その重なった部分も交互ラップ構造１７（図５および図６参照）となる。

さらに、第２の脚鉄心１３の第２の分割脚鉄心１６における一層目から四層目の積層用鉄心１６−１〜１６−４の上下の切断面１６ｃ−１〜１６ｃ−４は、第３の脚鉄心１４の第１の分割脚鉄心１５における一層目から四層目の積層用鉄心１５−１〜１５−４の上下の切断面１５ｃ−１〜１５ｃ−４にそれぞれ突き合わせられる。このときも、第２の脚鉄心１３の第２の分割脚鉄心１６における一層目から四層目の積層用鉄心１６−１〜１６−４の上下のヨーク形成部１６ｂ−１〜１６ｂ−４の先端部、および第３の脚鉄心１４の第１の分割脚鉄心１５における一層目から四層目の積層用鉄心１５−１〜１５−４の上下のヨーク形成部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の先端部は、それぞれ交互に突出および後退しているから、第２の脚鉄心１４の第２の分割脚鉄心１６における二層目と四層目の積層用鉄心１６−２、１６−４の上下のヨーク形成部１６ｂ−２、１６ｂ−４の先端部が、同じ磁路を形成する第３の脚鉄心１４の第１の分割脚鉄心１５における一層目と三層目の積層用鉄心１５−１、１５−３の上下のヨーク形成部１５ｂ−１、１５ｂ−３の先端部にそれぞれ重なるようになる。その重なった部分も交互ラップ構造１７（図５および図６参照）となる。

図５および図６に示すように、３組の脚鉄心１２，１３，１４を組み合わせた状態では、これら３組の脚鉄心１２，１３，１４の上下の各ヨーク形成部１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの中心部に、軸方向（上下方向）に開通した開口部１８が形成されている。そして、３組の脚鉄心１２，１３，１４の各脚部１２ａ，１３ａ，１４ａにコイル１９（図６参照）を巻装することにより、変圧器が構成される。

この場合も、各脚部１２ａ，１３ａ，１４ａにコイル１９を巻装する場合には、図７に示すように、それぞれ第１の分割脚鉄心１５と第２の分割脚鉄心１６を組み合わせることで３組の脚鉄心１２，１３，１４を別々に形成し、各脚部１２ａ，１３ａ，１４ａにコイル１９を巻装した状態とし、この後、それぞれコイル１９を巻装した３組の脚鉄心１２，１３，１４を組み合わせることで、脚鉄心１１を構成するようにする。このように組み立てることで、変圧器を良好に組み立てることが可能となる。

上記構成において、変圧器として使用した場合、第１の脚鉄心１２における第１の分割脚鉄心１５を流れる磁束は、隣接する第３の脚鉄心１４における第２の分割脚鉄心１６を通して流れる。このとき、第１の分割脚鉄心１５を構成する四層の積層用鉄心１５−１〜１５−４のヨーク形成部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の先端部と、第２の分割脚鉄心１６を構成する四層の積層用鉄心１６−１〜１６−４のヨーク形成部１６ｂ−１〜１６ｂ−４の先端部は、交互ラップ構造１７で積層方向に重なっているから、磁束は突き合わされた切断面１５ｃ−１〜１５ｃ−４、１６ｃ−１〜１６ｃ−４だけではなく、積層方向にも流れ易くなるので、磁束の損失を極力防止することができる。

また、第１の脚鉄心１２における第２の分割脚鉄心１６を流れる磁束は、隣接する第２の脚鉄心１３における第１の分割脚鉄心１５を通して流れる。このときも、第２の分割脚鉄心１６を構成する四層の積層用鉄心１６−１〜１６−４のヨーク形成部１６ｂ−１〜１６ｂ−４の先端部と、第１の分割脚鉄心１５を構成する四層の積層用鉄心１５−１〜１５−４のヨーク形成部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の先端部は、交互ラップ構造１７で積層方向に重なっているから、磁束は突き合わされた切断面１６ｃ−１〜１６ｃ−４、１５ｃ−１〜１５ｃ−４だけではなく、積層方向にも流れ易くなるので、磁束の損失を極力防止することができる。

さらに、第２の脚鉄心１３における第２の分割脚鉄心１６を流れる磁束は、隣接する第３の脚鉄心１４における第１の分割脚鉄心１５を通して流れる。このときも、前述の場合と同様に、磁束は突き合わされた切断面１６ｃ−１〜１６ｃ−４、１５ｃ−１〜１５ｃ−４だけではなく、積層方向にも流れ易くなるので、磁束の損失を極力防止することができる。

また、変圧器の運転時において、コイル１９や各脚鉄心１２，１３，１４において発生する熱が、特に上部のヨーク形成部１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの裏面付近にこもり勝ちとなるが、本実施形態においても、ヨーク形成部１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの中心部分に開口部１８を形成しているので、熱をその開口部１８を通して外部へ逃がすことが可能となる。これにより、温度が異常に上昇することを防止でき、性能の向上を図ることが可能となる。

（その他の実施形態）
第１および第２実施形態において、各分割脚鉄心を形成する積層用鉄心の積層枚数は、４枚に限られず、２枚以上の複数枚であればよい。
静止誘導機器用鉄心としては、変圧器用鉄心に限られず、リアクトル用鉄心にも適用できる。

以上説明したように、少なくとも一つの実施形態によれば、ほぼＵ字状をなす脚鉄心を３組備え、これら３組の脚鉄心を組み合わせて構成されるものにあって、脚鉄心の上部に熱がこもり勝ちとなることを防止できるとともに、磁束の損失を極力防止でき、性能の向上を図ることが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１，１１は変圧器用鉄心（静止誘導機器用鉄心）、２，３，４，１２，１３，１４は脚鉄心、２ａ，３ａ，４ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａは脚部、２ｂ，３ｂ，４ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂはヨーク形成部、２−１〜２−４、３−１〜３−４、４−１〜４−４は積層用鉄心、２ｂ−１〜２ｂ−４、３ｂ−１〜３ｂ−４、４ｂ−１〜４ｂ−４はヨーク形成部、２ｃ−１〜２ｃ−４、３ｃ−１〜３ｃ−４、４ｃ−１〜４ｃ−４は切断面、５，６，１５，１６は分割脚鉄心、７はステップラップ構造（ラップ構造）、１７は交互ラップ構造（ラップ構造）、８，１８は開口部、９，１９はコイルを示す。

Claims (3)

1. 脚部の両端部に互いに対向するように曲げられた一対のヨーク形成部を有するほぼＵ字状をなす脚鉄心を３組備え、これら３組の脚鉄心を、所定の点を中心として前記脚部がほぼ１２０度間隔となるように配置するとともに、前記ヨーク形成部同士を突き合わせることにより構成される静止誘導機器用鉄心であって、
   前記３組の各脚鉄心は周方向に２分割されるとともに、分割された各分割脚鉄心は、ほぼＵ字状をなす積層用鉄心を複数層重ねて形成され、前記積層用鉄心の各ヨーク形成部の先端部は、当該ヨーク形成部の側面に対して斜めとなる切断面にて切断されていて、
   前記分割脚鉄心における内側から２層目以降の前記積層用鉄心のヨーク形成部の一部が、当該分割脚鉄心と同じ磁路を形成する隣の分割脚鉄心の前層の前記積層用鉄心のヨーク形成部の一部に重なるように構成されたラップ構造を有するとともに、前記３組の脚鉄心における前記ヨーク形成部の中心部分に軸方向に開通した開口部を形成した構成の静止誘導機器用鉄心。
2. 前記ラップ構造は、複数層の前記積層用鉄心の前記ヨーク形成部の先端部が順にずれて重なるステップラップ構造である請求項１記載の静止誘導機器用鉄心。
3. 前記ラップ構造は、複数層の前記積層用鉄心の前記ヨーク形成部の先端部が交互に突出および後退して重なる交互ラップ構造である請求項１記載の静止誘導機器用鉄心。

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