JP2022144632A - Laminated core and transformer - Google Patents

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Abstract

To provide a laminated core for a transformer capable of reducing iron loss more than before by a simple method.SOLUTION: A laminated core 1 includes a yoke portion 2, and a leg iron portion 4 arranged perpendicular to the yoke portion 2 and laminated with grain-oriented electrical steel sheets having a first magnetic orientation, and the yoke portion 2 includes a directional member having concave portions 7A and 7B laminated with a grain-oriented electrical steel sheet having a second magnetic orientation perpendicular to the first magnetic orientation and provided in a region including a part of the interface between the yoke portion 2 and the leg iron portion 4, and a non-directional member 8 on which non-oriented electrical steel sheets are laminated and which is fitted in the concave portions 7A and 7B of the directional member.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、積層鉄心及び変圧器に関する。 The present invention relates to laminated cores and transformers.

従来、変圧器において、電磁鋼板を積層することにより製造された継鉄部と脚鉄部とを備える鉄心が用いられている。変圧器における鉄損特性を改善するため、この電磁鋼板として、圧延方向の磁化特性が良好な一方向性電磁鋼板が用いられることがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a transformer, an iron core including a yoke portion and a leg iron portion manufactured by laminating electromagnetic steel sheets is used. In order to improve iron loss characteristics in transformers, grain-oriented electrical steel sheets having good magnetization characteristics in the rolling direction are sometimes used as the electrical steel sheets.

三相変圧器用の積層鉄心は、2個の継鉄部と3個の脚鉄部とを備える。2個の継鉄部と3個の脚鉄部とは、各々が一方向性電磁鋼板を積層して構成される。この積層鉄心は、継鉄部と中央の脚鉄部とが垂直に接合されるT形接合部を備える。T形接合部では磁束が複雑な経路で流れる。継鉄部から流れ出た磁束が中央の脚鉄部に流れ込む場合、継鉄部の圧延方向に沿って流れる磁束が、T形接合部の近傍において、脚鉄部を行き過ぎた後に脚鉄部に流入するといった磁束の回り込み事象が発生する。また、2つの継鉄部と外側の2つの脚鉄部とを周回する経路で磁束が流れる場合、中央の脚鉄部に対して、いったん磁束が侵入した後に、磁束が継鉄部に戻るといった事象が発生していた。 A laminated core for a three-phase transformer comprises two yokes and three leg irons. Each of the two yoke parts and the three leg iron parts is constructed by laminating unidirectional magnetic steel sheets. This laminated core has a T-joint where a yoke and a central leg iron are joined vertically. Flux flows in complex paths in a T-junction. When the magnetic flux flowing out of the yoke flows into the central leg iron, the magnetic flux flowing along the rolling direction of the yoke flows into the leg iron near the T-shaped joint after passing the leg iron. A wraparound event of the magnetic flux occurs. Also, when magnetic flux flows in a path that circulates between two yoke parts and two outer leg iron parts, the magnetic flux once enters the central leg iron part and then returns to the yoke part. An event had occurred.

例えば、特許文献1に開示される積層鉄心では、上述の中央の脚鉄部に対する磁束の侵入を抑制するため、継鉄部のT形接合部において、当該継鉄部の圧延方向に対して直交する幅方向を深さ方向とするV字形の切込み部が形成されている。さらに、当該切込み部に対して、連続した線状に延びるレーザー照射処理を、互いに交差する二方向に格子状に施してなるベクトル磁気特性材から構成される切片がはめ込まれている。 For example, in the laminated core disclosed in Patent Document 1, in order to suppress the penetration of the magnetic flux into the above-described central leg iron portion, the T-shaped joint portion of the yoke portion is provided with a rolling direction perpendicular to the rolling direction of the yoke portion. A V-shaped notch is formed with the width direction as the depth direction. Further, a segment composed of a material having vector magnetic properties obtained by applying continuous linear laser irradiation processing in two mutually intersecting directions in a grid pattern is fitted into the cut portion.

特開2020-9910号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2020-9910

しかし、特許文献1に係る技術は、切込み部にはめ込む鉄心に対して、上述のようにレーザー照射処理が必要となるので、製造工程が複雑となり、且つ製造コストが大きくなるといった問題があった。 However, the technique according to Patent Literature 1 requires laser irradiation processing as described above for the iron core to be fitted into the notched portion, so there is a problem that the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.

本発明の目的は、簡便な手法で、従来よりも鉄損を低減させることが可能な変圧器用積層鉄心を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laminated core for a transformer capable of reducing iron loss more than conventionally by a simple method.

本発明の一態様に係る積層鉄心は、継鉄部と、前記継鉄部に対して垂直方向に配置され、第1の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層された脚鉄部とを備え、前記継鉄部は、前記第1の磁性の方向性とは垂直な第2の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層され、当該継鉄部と前記脚鉄部との界面の一部を含む領域に設けられた凹部を有する方向性部材と、前記方向性部材の凹部にはめ込まれる、無方向性電磁鋼板が積層された無方向性部材とを備える、積層鉄心である。 A laminated core according to an aspect of the present invention includes a yoke portion, and a leg iron portion which is arranged in a direction perpendicular to the yoke portion and in which grain-oriented electrical steel sheets having a first magnetic orientation are laminated. wherein the yoke portion is laminated with grain-oriented electrical steel sheets having a second magnetic directionality perpendicular to the first magnetic directionality, and an interface between the yoke portion and the leg iron portion A laminated core comprising: a directional member having a recess provided in a region including a part of the directional member;

また、本発明の一態様に係る変圧器は、上述の積層鉄心と、前記積層鉄心に巻き付けられる一次コイル及び二次コイルとを備える変圧器である。 Further, a transformer according to an aspect of the present invention is a transformer including the laminated core described above, and a primary coil and a secondary coil wound around the laminated core.

本発明の一実施形態による積層鉄心1の構成図である。1 is a configuration diagram of a laminated core 1 according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態による積層鉄心1の製造方法の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing the laminated core 1 according to one embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態による積層鉄心1に発生する磁束が流れる経路の形状のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a simulation result of the shape of a path through which magnetic flux generated in the laminated core 1 according to one embodiment of the present invention flows; 比較例としての積層鉄心50の構成とその鉄損密度分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a laminated core 50 as a comparative example and its iron loss density distribution; 本発明の一実施形態による積層鉄心1の構成とその鉄損密度分布を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a laminated core 1 and its iron loss density distribution according to an embodiment of the present invention; FIG. 比較例としての積層鉄心50における磁束密度の測定箇所を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing magnetic flux density measurement points in a laminated core 50 as a comparative example. 比較例としての積層鉄心50における磁束密度の測定値の経時的変化を示す図である。FIG. 5 is a graph showing changes over time in measured values of magnetic flux density in a laminated core 50 as a comparative example; 本発明の一実施形態による積層鉄心1における磁束密度の測定箇所を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing magnetic flux density measurement locations in the laminated core 1 according to the embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態による積層鉄心1における磁束密度の測定値の経時的変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing changes over time in measured values of magnetic flux density in the laminated core 1 according to one embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態による積層鉄心1Aの構成図である。1 is a configuration diagram of a laminated core 1A according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態による積層鉄心1Bの構成図である。1 is a configuration diagram of a laminated core 1B according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態による積層鉄心1Cの構成図である。1 is a configuration diagram of a laminated core 1C according to one embodiment of the present invention; FIG.

以下、実施形態に係る積層鉄心、及び変圧器について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 Hereinafter, a laminated core and a transformer according to embodiments will be described with reference to the drawings. In each drawing, the dimensions and scale of each part are appropriately different from the actual ones. In addition, since the embodiments described below are preferred specific examples, various technically preferable limitations are attached. are not limited to these forms unless

1.第1実施形態
以下、図1~図9を参照することにより、第1実施形態に係る積層鉄心、及び当該積層鉄心を備える変圧器について説明する。
1. First Embodiment Hereinafter, a laminated core according to a first embodiment and a transformer provided with the laminated core will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.

1.1 第1実施形態の構成
図1は、第1実施形態に係る三相三脚の積層鉄心1の構成図である。積層鉄心1は、継鉄部2A及び2B、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4が接合されて構成されている。より詳細には、継鉄部2A及び2Bの長手方向に対して、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4の長手方向が垂直に位置するように、継鉄部2A及び2Bと外側の脚鉄部3A及び3B及び中央の脚鉄部4とが接合される。
1.1 Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram of a laminated core 1 of a three-phase tripod according to a first embodiment. The laminated core 1 is configured by joining yoke portions 2A and 2B, outer leg iron portions 3A and 3B, and a central leg iron portion 4. As shown in FIG. More specifically, the yoke portions 2A and 2B are arranged such that the longitudinal directions of the outer leg portions 3A and 3B and the central leg portion 4 are positioned perpendicular to the longitudinal direction of the yoke portions 2A and 2B. 2B is joined with the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4.

なお、本明細書において、継鉄部2A及び2Bを「継鉄部2」と総称することがある。同様に、外側の脚鉄部3A及び3Bを「外側の脚鉄部3」と総称することがある。 In this specification, the yoke portions 2A and 2B may be collectively referred to as "yoke portion 2". Similarly, the outer leg irons 3A and 3B may be collectively referred to as "outer leg irons 3".

また、以降の説明では、相互に直交するX軸、Y軸及びZ軸を想定する。X軸、Y軸及びZ軸は、以降の説明で例示される全図において共通である。図1に例示される通り、任意の地点からみてX軸に沿う一方向をX1方向と表記し、X1方向と反対の方向をX2方向と表記する。X軸方向は、X1方向及びX2方向の両方向を含む方向である。同様に、任意の地点からY軸に沿って相互に反対の方向をY1方向及びY2方向と表記する。Y軸方向は、Y1方向及びY2方向の両方向を含む方向である。また、任意の地点からZ軸に沿って相互に反対の方向をZ1方向及びZ2方向と表記する。Z軸方向は、Z1方向及びZ2方向の両方向を含む方向である。さらに、X軸とY軸とを含むX-Y平面は水平面に相当する。Z軸は鉛直方向に沿う軸線である。 Also, in the following description, X-, Y-, and Z-axes that are orthogonal to each other are assumed. The X-axis, Y-axis and Z-axis are common in all the drawings illustrated in the following description. As exemplified in FIG. 1, one direction along the X axis when viewed from an arbitrary point is denoted as X1 direction, and the opposite direction to X1 direction is denoted as X2 direction. The X-axis direction is a direction including both the X1 direction and the X2 direction. Similarly, mutually opposite directions along the Y-axis from an arbitrary point are denoted as Y1 direction and Y2 direction. The Y-axis direction is a direction including both the Y1 direction and the Y2 direction. Also, directions opposite to each other along the Z-axis from an arbitrary point are denoted as Z1 direction and Z2 direction. The Z-axis direction is a direction including both the Z1 direction and the Z2 direction. Furthermore, the XY plane, which includes the X and Y axes, corresponds to the horizontal plane. The Z-axis is the axis along the vertical direction.

とりわけ、図1において、継鉄部2A及び2Bの長手方向をX軸方向とし、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4の長手方向をY軸方向とする。また、継鉄部2Aと継鉄部2Bとを比較すると、継鉄部2Aは継鉄部2Bに対して、Z2方向に位置する。また、外側の脚鉄部3Aと外側の脚鉄部3Bとを比較すると、外側の脚鉄部3Aは外側の脚鉄部3Bに対して、X2方向に位置する。中央の脚鉄部4は、外側の脚鉄部3Aと脚鉄部3Bとの中央に位置する。 In particular, in FIG. 1, the longitudinal direction of the yoke portions 2A and 2B is the X-axis direction, and the longitudinal direction of the outer leg portions 3A and 3B and the central leg portion 4 is the Y-axis direction. Further, comparing the yoke portion 2A and the yoke portion 2B, the yoke portion 2A is positioned in the Z2 direction with respect to the yoke portion 2B. Further, when the outer leg iron portion 3A and the outer leg iron portion 3B are compared, the outer leg iron portion 3A is positioned in the X2 direction with respect to the outer leg iron portion 3B. The central leg iron portion 4 is positioned in the middle between the outer leg iron portion 3A and the leg iron portion 3B.

継鉄部2A及び継鉄部2Bは、X軸方向を圧延方向とする方向性電磁鋼板を、互いに絶縁した状態で、Y軸方向に所定枚数積層することにより構成されている。さらに、継鉄部2A及び継鉄部2Bは、当該圧延方向を磁性の方向性とする。継鉄部2A及び継鉄部2Bの磁性の方向性は、図1において、矢印Aで示される。 The yoke portion 2A and the yoke portion 2B are formed by laminating a predetermined number of grain-oriented electrical steel sheets whose rolling direction is the X-axis direction in the Y-axis direction while being insulated from each other. Further, the yoke portion 2A and the yoke portion 2B have the directionality of magnetism in the rolling direction. Directionality of magnetism of the yoke portion 2A and the yoke portion 2B is indicated by an arrow A in FIG.

外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4は、Z軸方向を圧延方向とする方向性電磁鋼板を、互いに絶縁した状態で、Y軸方向に所定枚数積層することにより構成されている。さらに、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4は、当該圧延方向を磁性の方向性とする。外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4の磁性の方向性は、図1において矢印Bで示される。 The outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4 are formed by laminating a predetermined number of grain-oriented electrical steel sheets whose rolling direction is the Z-axis direction in the Y-axis direction while being insulated from each other. ing. Further, the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4 have the magnetic orientation in the rolling direction. The orientation of the magnetism of the outer leg irons 3A and 3B and the central leg iron 4 is indicated by arrow B in FIG.

外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4には、コイル部5A~5Cが装着される。より詳細には、外側の脚鉄部3Aにコイル部5Aが、中央の脚鉄部4にコイル部5Bが、外側の脚鉄部3Bにコイル部5Cが装着される。なお、図1において、コイル部5A~5Cは想像線で示される。また、積層鉄心1が変圧器で用いられる場合には、コイル部5A~5Cは、一次コイル及び二次コイルを含む。これら一次コイル及び二次コイルは、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4を中心として、同心状に巻き回されることにより構成される。 Coil portions 5A to 5C are attached to the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4. As shown in FIG. More specifically, the coil portion 5A is attached to the outer leg iron portion 3A, the coil portion 5B is attached to the central leg iron portion 4, and the coil portion 5C is attached to the outer leg iron portion 3B. In FIG. 1, the coil portions 5A to 5C are indicated by imaginary lines. Also, when the laminated core 1 is used in a transformer, the coil sections 5A to 5C include primary coils and secondary coils. The primary coil and the secondary coil are concentrically wound around the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4. As shown in FIG.

なお、本明細書において、コイル部5A~5Cを「コイル部5」と総称することがある。 In this specification, the coil portions 5A to 5C may be collectively referred to as "coil portion 5".

また、継鉄部2A及び継鉄部2Bには、中央の脚鉄部4との間の界面6A及び6Bの少なくとも一部を含む領域の各々に、凹部7A及び7Bが設けられており、凹部7A及び7Bの各々には、無方向性部材8A及び8Bがはめ込まれる。無方向性部材8A及び8Bは、無方向性鋼板を、互いに絶縁した状態で、Y軸方向に所定枚数積層することにより構成されている。無方向性部材8A及び8Bの形状は、XZ平面において長方形とすることが好適であるが、これには限定されない。また、無方向性部材8A及び8BのX軸方向の幅は、中央の脚鉄部4のX軸方向の幅に一致することが好適であるが、これには限定されない。また、無方向性部材8A及び8Bを、XZ平面における長方形とした場合、無方向性部材8Aが、継鉄部2Aにおいて界面6AよりもZ2方向にあったり、無方向性部材8Bが、継鉄部2Bにおいて界面6BよりもZ1方向にあったりすると、磁束の回り込みを抑える効果が減少してしまう。このため、無方向性部材8AのX軸方向の二辺のうち、Z1方向側の辺を界面6Aに一致させ、無方向性部材8BのX軸方向の二辺のうち、Z2方向側の辺を界面6Bに一致させることが好適であるが、これには限定されない。 The yoke portion 2A and the yoke portion 2B are provided with recesses 7A and 7B in regions including at least part of the interfaces 6A and 6B with the central leg iron portion 4, respectively. Each of 7A and 7B is fitted with a non-directional member 8A and 8B. The non-directional members 8A and 8B are formed by laminating a predetermined number of non-oriented steel plates in the Y-axis direction while being insulated from each other. The shape of the non-directional members 8A and 8B is preferably rectangular in the XZ plane, but is not limited to this. Also, the width of the non-directional members 8A and 8B in the X-axis direction preferably matches the width of the central leg iron portion 4 in the X-axis direction, but is not limited to this. Further, when the non-directional members 8A and 8B are rectangular in the XZ plane, the non-directional member 8A may be located in the Z2 direction from the interface 6A in the yoke portion 2A, or the non-directional member 8B may be located in the yoke portion 2A. If the portion 2B is located in the Z1 direction from the interface 6B, the effect of suppressing the wraparound of the magnetic flux is reduced. Therefore, of the two sides in the X-axis direction of the non-directional member 8A, the Z1-side side is aligned with the interface 6A. coincides with the interface 6B, but is not limited to this.

なお、本明細書において、界面6A及び6Bを「界面6」と総称することがある。同様に、凹部7A及び7Bを「凹部7」と総称することがある。同様に、無方向性部材8A及び8Bを「無方向性部材8」と総称することがある。 In this specification, the interfaces 6A and 6B may be collectively referred to as "interface 6". Similarly, recesses 7A and 7B may be collectively referred to as "recesses 7". Similarly, non-directional members 8A and 8B may be collectively referred to as "non-directional members 8".

また、無方向性部材8A及び8BのZ軸方向の長さの最大値は、後述のように、継鉄部2A及び2BのZ軸方向の長さの1/2以下であって、とりわけ1/2近傍とすることが好適である。これは、磁束が継鉄部2A、脚鉄部3A、継鉄部2B、及び脚鉄部3Bを周回する際、磁束が無方向性部材8A及び8Bを避けてスムーズに周回することのできる領域をある程度確保すると共に、磁束が無方向性部材8A及び8Bによって中央の脚鉄部4に誘導される度合いを抑制するためである。しかし、無方向性部材8A及び8BのZ軸方向の長さの最大値は、これには限定されない。 Also, the maximum length of the non-directional members 8A and 8B in the Z-axis direction is 1/2 or less of the length of the yoke portions 2A and 2B in the Z-axis direction, as will be described later. /2 is preferable. This is the area where the magnetic flux can smoothly circulate around the nondirectional members 8A and 8B when the magnetic flux circulates through the yoke portion 2A, the leg iron portion 3A, the yoke portion 2B, and the leg iron portion 3B. is ensured to some extent, and the degree of induction of the magnetic flux to the central leg iron portion 4 by the non-directional members 8A and 8B is suppressed. However, the maximum length of the nondirectional members 8A and 8B in the Z-axis direction is not limited to this.

また、無方向性部材8A及び8Bを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、継鉄部2A及び2B、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4を構成する方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高い。これは、後述のように無方向性部材8A及び8Bが配置されるT形接合部には磁束が集中し、磁束密度が高くなるため鉄損も高くなる傾向にあるためである。鉄損がより低くなる材料として、ケイ素含有率が比較的高いために導電性の低い材料を用いることが好適である。具体的には、継鉄部2A及び2B、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4を構成する方向性電磁鋼板のケイ素含有率は2%~5%とすることが好適であり、とりわけ3%前後とすることが好適である。一方で、無方向性部材8A及び8Bを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高いと共に、7%以下とすることが好適であり、とりわけ6.5%前後とすることが好適である。これは、無方向性電磁鋼板のケイ素含有率が7%を超えると、とりわけ磁性や剛性に関する物性が落ちるためである。なお、磁性に関する特性としては、磁歪特性が挙げられる。ケイ素含有率が6.5%の電磁鋼板では、磁歪がほぼゼロとなるため、変圧器における騒音振動の抑制に効果的である。 In addition, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets constituting the non-oriented members 8A and 8B is in the direction of forming the yoke portions 2A and 2B, the outer leg iron portions 3A and 3B, and the central leg iron portion 4. It is higher than the silicon content of the elastic electrical steel sheet. This is because, as will be described later, the magnetic flux concentrates at the T-shaped joint where the non-directional members 8A and 8B are arranged, and the magnetic flux density increases, which tends to increase iron loss. Materials with lower core losses are preferably those with low electrical conductivity due to their relatively high silicon content. Specifically, the silicon content of the grain-oriented electrical steel sheets forming the yoke portions 2A and 2B, the outer leg portions 3A and 3B, and the central leg portion 4 is preferably 2% to 5%. , and it is particularly preferable to set it to around 3%. On the other hand, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets constituting the non-oriented members 8A and 8B is preferably higher than the silicon content of the grain-oriented electrical steel sheets, and is preferably 7% or less. A value of around 0.5% is preferable. This is because if the silicon content of the non-oriented electrical steel sheet exceeds 7%, the physical properties, especially the magnetism and rigidity, are degraded. Magnetostrictive properties can be mentioned as properties related to magnetism. An electrical steel sheet with a silicon content of 6.5% has nearly zero magnetostriction, which is effective in suppressing noise and vibration in transformers.

さらに、無方向性部材8A及び8Bを構成する無方向性電磁鋼板における端部、具体的には、X軸方向においての、端部のケイ素含有率は、中央部のケイ素含有率よりも高くすることが好適である。これは後述のように、無方向性部材8A及び8Bにおいて、X軸方向においての端部であると共に、界面6A及び6Bの近傍、すなわち界面6A及び6Bから所定の距離未満にあるコーナー部に磁束が集中するためである。これに起因して、当該コーナー部の鉄損が高くなりがちである。従って、当該コーナー部には、より鉄損の低くなる、ケイ素含有率の高い材料を用いることが好適である。 Furthermore, the silicon content in the ends of the non-oriented electrical steel sheets constituting the non-oriented members 8A and 8B, specifically in the X-axis direction, is higher than that in the center. is preferred. As will be described later, in the nondirectional members 8A and 8B, magnetic flux is generated at the ends in the X-axis direction and near the interfaces 6A and 6B, that is, at the corners less than a predetermined distance from the interfaces 6A and 6B. This is because Due to this, iron loss at the corner tends to increase. Therefore, it is preferable to use a material with a high silicon content for lower core loss for the corner portion.

なお、継鉄部2A及び2B、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4を構成する方向性電磁鋼板、及び、無方向性部材8A及び8Bを構成する無方向性電磁鋼板の厚さは、0.30mm~0.35mm前後とすることが好適であるが、これには限定されない。 The yoke parts 2A and 2B, the outer leg iron parts 3A and 3B, and the central leg iron part 4 are composed of the grain-oriented magnetic steel sheets, and the non-oriented members 8A and 8B are composed of the non-oriented magnetic steel sheets. The thickness of is preferably about 0.30 mm to 0.35 mm, but is not limited to this.

1.2 実施形態の製造方法
図2は、第1実施形態に係る積層鉄心1の製造方法の例を示す説明図である。図2には、無方向性部材8Bを含む継鉄部2Bに、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4の端部が接合された状態が示されている。この状態において、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4に対して、コイル部5A~5Cが、当該外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4を包囲するように、Z2方向からZ1方向に向かって装着される。その後、無方向性部材8Aを含む継鉄部2Aが、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4に接合される。この製造方法により、変圧器に用いられる積層鉄心1が構成される。
1.2 Manufacturing Method of Embodiment FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a manufacturing method of the laminated core 1 according to the first embodiment. FIG. 2 shows a state in which the ends of the outer leg irons 3A and 3B and the central leg iron 4 are joined to the yoke 2B including the non-directional member 8B. In this state, with respect to the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4, the coil portions 5A to 5C surround the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4. It is mounted from the Z2 direction to the Z1 direction so as to do. The yoke 2A including the non-directional member 8A is then joined to the outer leg irons 3A and 3B and the central leg iron 4. FIG. A laminated core 1 used in a transformer is constructed by this manufacturing method.

また、図2においてハッチングで示される、継鉄部2Aと脚鉄部3Aとの接合部2F及び3F、継鉄部2Aと脚鉄部3Bとの接合部2G及び3G、中央の脚鉄部4と無方向性部材8Aとの接合部4F及び8H、中央の脚鉄部4と無方向性部材8Bとの接合部4G及び8I、継鉄部2Aの凹部7Aと無方向性部材8Aとの接合部7F及び8F、継鉄部2Bの凹部7Bと無方向性部材8Bとの接合部7G及び8G、各々の互いの接合には、ラップジョイント方式が用いられる。具体的には、各々の継目が積層毎に交互にずれて重なるようなラップ代が設けられ、互いに異なる部材のラップ代同士が接合される方式が用いられる。ただし、ラップジョイント方式はあくまで一例であって、各部材同士の接合方式は、ラップジョイント方式に限定されない。 2, joint portions 2F and 3F between the yoke portion 2A and the leg iron portion 3A, joint portions 2G and 3G between the yoke portion 2A and the leg iron portion 3B, and a central leg iron portion 4, which are hatched in FIG. and non-directional member 8A, joint portions 4G and 8I between the central leg iron portion 4 and the non-directional member 8B, and joint between the concave portion 7A of the yoke portion 2A and the non-directional member 8A. The portions 7F and 8F and the joint portions 7G and 8G between the concave portion 7B of the yoke portion 2B and the non-directional member 8B are joined to each other by a lap joint method. Specifically, a method is used in which a lap margin is provided so that each joint is alternately displaced and overlapped for each lamination, and the lap margins of different members are joined together. However, the lap joint method is only an example, and the method of joining the respective members is not limited to the lap joint method.

また、図2に示される製造方法はあくまで一例であって、他の方法により積層鉄心1を製造することが可能である。例えば、最初に、無方向性部材8Aを含む継鉄部2Aと、外側の脚鉄部3A及び3B及び中央の脚鉄部4の端部とを接合させた上で、コイル部5A~5Cが、外側の脚鉄部3A及び3B及び中央の脚鉄部4を包囲するように、Z1方向からZ2方向に向かって装着され、最後に、無方向性部材8Bを含む継鉄部2Bが、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4の端部に接合されてもよい。 Moreover, the manufacturing method shown in FIG. 2 is merely an example, and it is possible to manufacture the laminated core 1 by other methods. For example, first, the yoke portion 2A including the non-directional member 8A is joined to the ends of the outer leg iron portions 3A and 3B and the central leg iron portion 4, and then the coil portions 5A to 5C are formed. , the outer leg irons 3A and 3B and the central leg iron 4 are mounted from the Z1 direction to the Z2 direction, and finally the yoke 2B including the non-directional member 8B is mounted on the outer side. may be joined to the ends of the leg irons 3A and 3B and the center leg iron 4.

1.3 磁束が流れる経路の形状
図3は、第1実施形態における積層鉄心1に発生する磁束が流れる経路の形状のシミュレーション結果を示す。なお、図3は、ある瞬間における、積層鉄心1における磁束が流れる経路を示すものであり、図3の例においては、磁束が主として、継鉄部2Aと、中央の脚鉄部4と、継鉄部2Bと、外側の脚鉄部3Bとを周回する瞬間の磁束の流れを示す。
1.3 Shape of Path through which Magnetic Flux Flows FIG. 3 shows simulation results of the shape of the path through which magnetic flux generated in the laminated core 1 in the first embodiment flows. FIG. 3 shows the path through which the magnetic flux flows in the laminated core 1 at a certain moment. In the example of FIG. It shows the flow of magnetic flux at the moment when it circulates around the iron part 2B and the outer leg iron part 3B.

磁束は、より短い距離を流れようとするため、図3の例においては、継鉄部2A、中央の脚鉄部4、継鉄部2B、及び外側の脚鉄部3Bを周回するルートのうち、より内側のルートを流れる傾向が高い。このため、より内側のルートほど多くの磁束が流れ、局所的な磁束密度は高くなる。 Since the magnetic flux tends to flow over a shorter distance, in the example of FIG. , with a higher tendency to flow through more medial routes. For this reason, more magnetic flux flows through the inner route, and the local magnetic flux density increases.

また、継鉄部2A及び2Bは、磁気異方性としてAで示す磁性の方向性を有するため、T形接合部において、磁束が継鉄部2A及び2Bから、中央の脚鉄部4に流れ込む際、図3のPの円内に示すように、一部の磁束が、いったん中央の脚鉄部4を行き過ぎた後、中央の脚鉄部4に流入するといった磁束の回り込み事象が発生する。しかし、無方向性部材8A及び8Bが存在することにより、図3のPの円内に示すように、継鉄部2A及び2Bにおいて、無方向性部材8A及び8Bとは反対側を流れる磁束の一部が回り込まずに、無方向性部材8A及び8Bに吸収されるように誘導される。その後、無方向性部材8A及び8Bに吸収された磁束は、中央の脚鉄部4において、磁気異方性としてBで示される磁性の方向性に従って、無方向性部材8A及び8Bに吸収された位置から、真下又は真上に流れる。詳しくは後述するが、無方向性部材8A及び8Bによる磁束の誘導により、中央の脚鉄部4における磁束密度は、無方向性部材8A及び8Bを配置しない場合に比較して減少し、延いては、積層鉄心1における鉄損も減少する。 In addition, since the yoke portions 2A and 2B have a magnetic direction indicated by A as magnetic anisotropy, magnetic flux flows from the yoke portions 2A and 2B into the central leg iron portion 4 at the T-shaped joint. At this time, as shown in the circle P1 in FIG. 3 , some of the magnetic flux passes through the central leg iron 4, and then flows into the central leg iron 4. . However, due to the presence of the non-directional members 8A and 8B, the magnetic flux flowing on the opposite side of the non-directional members 8A and 8B in the yoke portions 2A and 2B as shown in the circle P2 in FIG . are guided to be absorbed by the non-directional members 8A and 8B without turning around. After that, the magnetic flux absorbed by the non-directional members 8A and 8B was absorbed by the non-directional members 8A and 8B according to the directionality of the magnetism indicated by B as the magnetic anisotropy in the central leg iron 4. From a position, flow straight down or straight up. Although details will be described later, due to the induction of magnetic flux by the non-directional members 8A and 8B, the magnetic flux density in the central leg iron portion 4 is reduced compared to the case where the non-directional members 8A and 8B are not arranged. also reduces iron loss in the laminated core 1 .

1.4 鉄損の比較
次に、図4及び図5を参照することにより、本実施形態に係る積層鉄心1と、比較例としての積層鉄心50との、鉄損密度の比較について説明する。図4は、比較例としての積層鉄心50の構成とその鉄損密度分布を示す図である。図5は、本実施形態に係る積層鉄心1の構成とその鉄損密度分布を示す図である。
1.4 Comparison of Iron Loss Next, a comparison of iron loss densities between the laminated core 1 according to the present embodiment and the laminated core 50 as a comparative example will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a laminated core 50 as a comparative example and its iron loss density distribution. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the laminated core 1 according to this embodiment and its core loss density distribution.

比較例に係る積層鉄心50は、継鉄部20A及び20B、外側の脚鉄部30A及び30B、及び中央の脚鉄部40が接合されて構成されている。より詳細には、継鉄部20A及び20Bの長手方向に対して、外側の脚鉄部30A及び30B、及び中央の脚鉄部40の長手方向が垂直に位置するように、継鉄部20A及び20Bと外側の脚鉄部30A及び30B及び中央の脚鉄部40とが接合される。 A laminated core 50 according to the comparative example is configured by joining yoke portions 20A and 20B, outer leg iron portions 30A and 30B, and a central leg iron portion 40 . More specifically, the yoke portions 20A and 20B are arranged so that the longitudinal directions of the outer leg portions 30A and 30B and the central leg portions 40 are perpendicular to the longitudinal direction of the yoke portions 20A and 20B. 20B, outer leg iron portions 30A and 30B, and central leg iron portion 40 are joined.

とりわけ、図4において、継鉄部20A及び20Bの長手方向をX軸方向とし、外側の脚鉄部30A及び30Bの長手方向をY軸方向とする。また、継鉄部20Aと継鉄部20Bとを比較すると、継鉄部20Aは継鉄部20Bに対して、Z2方向に位置する。また、外側の脚鉄部30Aと脚鉄部30Bとを比較すると、脚鉄部30Aは脚鉄部30Bに対して、X2方向に位置する。中央の脚鉄部40は、外側の脚鉄部30Aと脚鉄部30Bとの中央に位置する。 Particularly, in FIG. 4, the longitudinal direction of the yoke portions 20A and 20B is the X-axis direction, and the longitudinal direction of the outer leg iron portions 30A and 30B is the Y-axis direction. Further, comparing the yoke portion 20A and the yoke portion 20B, the yoke portion 20A is positioned in the Z2 direction with respect to the yoke portion 20B. Further, when the outer iron leg portion 30A and the iron leg portion 30B are compared, the iron leg portion 30A is positioned in the X2 direction with respect to the iron leg portion 30B. The central leg iron portion 40 is positioned in the middle between the outer leg iron portions 30A and 30B.

継鉄部20A及び20Bは、X軸方向を圧延方向とする方向性電磁鋼板を、互いに絶縁した状態で、Y軸方向に所定枚数積層することにより構成されている。さらに、継鉄部20A及び20Bは、当該圧延方向を磁性の方向性とする。継鉄部20A及び20Bの磁性の方向性は、図4において、矢印Aで示される。 The yoke portions 20A and 20B are formed by laminating a predetermined number of grain-oriented electrical steel sheets whose rolling direction is the X-axis direction in the Y-axis direction while being insulated from each other. Furthermore, the yoke portions 20A and 20B have the directionality of magnetism in the rolling direction. The directionality of the magnetism of the yoke portions 20A and 20B is indicated by arrow A in FIG.

外側の脚鉄部30A及び30B、及び中央の脚鉄部40は、Z軸方向を圧延方向とする方向性電磁鋼板を、互いに絶縁した状態で、Y軸方向に所定枚数積層することにより構成されている。さらに、外側の脚鉄部30A及び30B、及び中央の脚鉄部40は、当該圧延方向を磁性の方向性とする。外側の脚鉄部30A及び30B、及び中央の脚鉄部40の磁性の方向性は、図4において矢印Bで示される。 The outer leg iron portions 30A and 30B and the central leg iron portion 40 are formed by laminating a predetermined number of grain-oriented electrical steel sheets in the Y-axis direction while being insulated from each other and having the Z-axis direction as the rolling direction. ing. Further, the outer leg iron portions 30A and 30B and the central leg iron portion 40 have the magnetic orientation in the rolling direction. The orientation of the magnetism of the outer leg irons 30A and 30B and the central leg iron 40 is indicated by arrows B in FIG.

比較例に係る積層鉄心50を、本実施形態に係る積層鉄心1と比較すると、比較例に係る積層鉄心50は、T形接合部に無方向性部材8A及び8Bを備えない点で、本実施形態に係る積層鉄心1とは異なる。比較例に係る積層鉄心50においては、継鉄部20A及び20Bの各々に略V字型の凹部25A及び25Bが設けられると共に、中央の脚鉄部40の両端が略V字型に形成され、中央の脚鉄部40の両端と、凹部25A及び25Bとが接合される。 Comparing the laminated core 50 according to the comparative example with the laminated core 1 according to the present embodiment, the laminated core 50 according to the comparative example does not include the non-directional members 8A and 8B at the T-shaped joints. It is different from the laminated core 1 according to the form. In the laminated core 50 according to the comparative example, substantially V-shaped recesses 25A and 25B are provided in each of the yoke portions 20A and 20B, and both ends of the central leg iron portion 40 are formed substantially in a V shape, Both ends of the central leg iron portion 40 are joined to the concave portions 25A and 25B.

なお、本明細書において、継鉄部20A及び20Bを「継鉄部20」と総称することがある。同様に、外側の脚鉄部30A及び30Bを「外側の脚鉄部30」と総称することがある。同様に、凹部25A及び25Bを「凹部25」と総称することがある。 In this specification, the yoke portions 20A and 20B may be collectively referred to as "yoke portion 20". Similarly, the outer leg irons 30A and 30B may be collectively referred to as "outer leg irons 30". Similarly, recesses 25A and 25B may be collectively referred to as "recesses 25".

次に、比較例に係る積層鉄心50の鉄損密度分布と、本実施形態に係る積層鉄心1の鉄損密度分布とを比較する。本実施形態に係る積層鉄心1の、無方向性部材8A及び8Bを除く継鉄部2A及び2B、外側の脚鉄部3A及び3B、及び中央の脚鉄部4において、図5で示される鉄損の高い領域の面積は、比較例に係る積層鉄心50の、継鉄部20A及び20B、外側の脚鉄部30、及び中央の脚鉄部40における、同様に鉄損が高い領域の面積よりも狭い。 Next, the iron loss density distribution of the laminated core 50 according to the comparative example and the iron loss density distribution of the laminated core 1 according to this embodiment will be compared. In the yoke parts 2A and 2B, the outer leg iron parts 3A and 3B, and the central leg iron part 4, excluding the non-directional members 8A and 8B, of the laminated core 1 according to the present embodiment, the iron shown in FIG. The area of the region of high iron loss is larger than the area of the region of similarly high iron loss in the yoke portions 20A and 20B, the outer leg iron portion 30, and the central leg iron portion 40 of the laminated core 50 according to the comparative example. is also narrow.

変圧器に用いられる鉄心において、鉄損は主として、鉄心において磁界の向きが変わる時に発生するヒステリシス損と、鉄心の中に生じる渦電流によって生じる渦電流損とを含む。ヒステリシス損は、以下の数式[1]により算出される。また、渦電流損は、以下の数式[2]により算出される。なお、以下の数式[1]及び数式[2]において、ヒステリシス損をP[W/kg]、周波数をf[Hz]、最大磁束密度をB[T]、渦電流損をP[W/kg]、鋼板の厚さをt[m]、電圧の波形率をkとし、k、及びkは材料によって定まる定数である。

Figure 2022144632000002
In cores used in transformers, core losses mainly include hysteresis loss generated when the direction of the magnetic field changes in the core and eddy current loss caused by eddy currents generated in the core. Hysteresis loss is calculated by the following formula [1]. Also, the eddy current loss is calculated by the following formula [2]. In the following formulas [1] and [2], the hysteresis loss is Ph [W/kg], the frequency is f [Hz], the maximum magnetic flux density is B m [T], and the eddy current loss is Pe [ W/kg], the thickness of the steel sheet is t [m], the voltage form factor is kf , and kh and ke are constants determined by the material.
Figure 2022144632000002

上述の数式[1]及び数式[2]に示されるように、最大磁束密度Bが増加するほど、ヒステリシス損Pも渦電流損Pも共に増加する。このため、鉄損を減少させるためには、最大磁束密度Bを減少させることが好ましい。後述のように、本実施形態に係る積層鉄心1での磁束の位相は、比較例に係る積層鉄心50での磁束の位相よりもズレが小さい。これにより、磁束同士が打ち消しあう度合いが低いため、総磁束量一定の条件下では、あまり高い磁束密度が要求されない。また、本実施形態に係る積層鉄心1では、磁束密度の分布にムラが発生する度合いが小さい。すなわち、本実施形態に係る積層鉄心1では、局所的に磁束密度が高くなる領域が発生する傾向が小さいため、鉄損密度が比較的低くなると推察される。さらに、T形接合部においては、磁束が流れる経路が複雑に入り乱れているため、比較例のように特定の方向性を有する材料を用いることは好ましくない。それと共に、T形接合部に無方向性部材8を用いることで、どの方向からの磁束も中央の脚鉄部4に誘導することが可能となる。その結果、比較例に係る積層鉄心50に比較して、本実施形態に係る積層鉄心1では、総鉄損を1.5%前後低減することができる。 As shown in the above formulas [1] and [2], both the hysteresis loss Ph and the eddy current loss Pe increase as the maximum magnetic flux density Bm increases. Therefore, in order to reduce core loss, it is preferable to reduce the maximum magnetic flux density Bm . As will be described later, the magnetic flux phase deviation in the laminated core 1 according to the present embodiment is smaller than that in the laminated core 50 according to the comparative example. As a result, the magnetic flux cancels out each other to a lesser extent, so under the condition that the total magnetic flux is constant, a very high magnetic flux density is not required. Moreover, in the laminated core 1 according to the present embodiment, the degree of unevenness in the magnetic flux density distribution is small. That is, in the laminated core 1 according to the present embodiment, since there is little tendency to generate areas where the magnetic flux density is locally high, it is presumed that the core loss density is relatively low. Furthermore, in the T-shaped joint, the path through which the magnetic flux flows is complicated and confused, so it is not preferable to use a material having a specific directivity as in the comparative example. At the same time, by using the non-directional member 8 at the T-shaped joint, magnetic flux from any direction can be induced to the central leg iron portion 4 . As a result, in the laminated core 1 according to the present embodiment, the total iron loss can be reduced by around 1.5% compared to the laminated core 50 according to the comparative example.

一方で、本実施形態に係る積層鉄心1では、上述のように、無方向性部材8A及び8Bにおいて、X軸方向での端部であると共に、界面6の近傍にあるコーナー部における鉄損密度が高くなっている。これは、磁束がより近距離のルートを通ろうとするために、コーナー部にはより多くの磁束が集中するためである。そのため、上述のように、無方向性部材8A及び8Bを構成する無方向性電磁鋼板における端部、具体的には、X軸方向においての、無方向性電磁鋼板の端部のケイ素含有率は、中央部のケイ素含有率よりも高くすることが好適である。これにより、上述した総鉄損の低減効果はより大きくなる。 On the other hand, in the laminated core 1 according to the present embodiment, as described above, in the nondirectional members 8A and 8B, the iron loss density Is high. This is because more magnetic flux concentrates at the corners because the magnetic flux tends to follow a shorter route. Therefore, as described above, the silicon content of the ends of the non-oriented electrical steel sheets constituting the non-oriented members 8A and 8B, specifically, the ends of the non-oriented electrical steel sheets in the X-axis direction is , preferably higher than the silicon content in the center. As a result, the effect of reducing the total iron loss described above is further increased.

1.5 磁束密度分布の比較
次に、図6~図9を参照することにより、本実施形態に係る積層鉄心1と、比較例としての積層鉄心50との、磁束密度分布の比較について説明する。図6は、比較例としての積層鉄心50における磁束密度の測定箇所を示す図である。図7は、図6に示される各測定箇所における磁束密度の測定値の経時的変化を示すグラフである。図8は、本実施形態に係る積層鉄心1における磁束密度の測定箇所を示す図である。図9は、図8に示される各測定箇所における磁束密度の測定値の経時的変化を示すグラフである。
1.5 Comparison of Magnetic Flux Density Distribution Next, a comparison of magnetic flux density distributions between the laminated core 1 according to the present embodiment and the laminated core 50 as a comparative example will be described with reference to FIGS. . FIG. 6 is a diagram showing magnetic flux density measurement locations in a laminated core 50 as a comparative example. FIG. 7 is a graph showing changes over time in magnetic flux density measurements at the respective measurement locations shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing measurement points of the magnetic flux density in the laminated core 1 according to this embodiment. FIG. 9 is a graph showing changes over time in the measured values of the magnetic flux density at each measurement point shown in FIG.

図6に示されるように、比較例としての積層鉄心50に備わる中央の脚鉄部40のZ軸方向中央部を、X2方向からX1方向に向かって等間隔に七分割し、分割点である五点を、X2方向からX1方向に向かって測定点MC1、測定点MC2、測定点MC3、測定点MC4、及び測定点MC5とする。比較例としての積層鉄心50では、これら測定点MC1~MC5における磁束密度が測定される。同様に、図8に示されるように、本実施形態に係る積層鉄心1に備わる中央の脚鉄部4のZ軸方向中央部を、X2方向からX1方向に向かって等間隔に七分割し、分割点である五点を、X2方向からX1方向に向かって測定点ME1、測定点ME2、測定点ME3、測定点ME4、及び測定点ME5とする。本実施形態に係る積層鉄心1では、これら測定点ME1~ME5における磁束密度が測定される。 As shown in FIG. 6, the central portion in the Z-axis direction of the central leg iron portion 40 provided in the laminated core 50 as the comparative example is divided into seven at equal intervals from the X2 direction to the X1 direction. The five points are defined as measurement point M C1 , measurement point M C2 , measurement point M C3 , measurement point M C4 , and measurement point M C5 from the X2 direction toward the X1 direction. In the laminated core 50 as a comparative example, the magnetic flux densities at these measurement points M C1 to M C5 are measured. Similarly, as shown in FIG. 8, the central portion in the Z-axis direction of the central leg iron portion 4 provided in the laminated core 1 according to the present embodiment is divided into seven at equal intervals from the X2 direction to the X1 direction, The five division points are assumed to be measurement point M E1 , measurement point M E2 , measurement point M E3 , measurement point M E4 , and measurement point M E5 from the X2 direction toward the X1 direction. In the laminated core 1 according to this embodiment, magnetic flux densities are measured at these measurement points M E1 to M E5 .

上述のように、図7は、測定点MC1、測定点MC2、測定点MC3、測定点MC4、及び測定点MC5における磁束密度の測定値の経時的変化を示す。同様に、図9は、測定点ME1、測定点ME2、測定点ME3、測定点ME4、及び測定点ME5における磁束密度の測定値の経時的変化を示す。図7と図9とを比較すると、図7に示される磁束密度の最大値が1を超える一方で、図9に示される磁束密度の最大値は1を下回る。すなわち、本実施形態に係る積層鉄心1における磁束密度の最大値は、比較例としての積層鉄心50における磁束密度の最大値よりも小さい。また、図9における各グラフの山と山との間隔は、図7における各グラフの山と山との間隔よりも小さい。すなわち、本実施形態に係る積層鉄心1における磁束の位相ズレは、比較例としての積層鉄心50における磁束の位相ズレよりも小さい。これは、図3の円P内に例示されるような磁束の回り込みが低減されたことで、界面6A及び6Bにおける複雑な磁束の流れが抑制されて、中央の脚鉄部4における位相ズレが小さくなったためである。この結果、磁束同士が打ち消しあう度合いが下がったために、中央の脚鉄部4における総磁束量を一定とした場合に、必要となる磁束密度が下がる。これにより、本実施形態に係る積層鉄心1における鉄損は、比較例としての積層鉄心50における鉄損よりも減少したと言える。 As described above, FIG. 7 shows changes over time in the measured values of magnetic flux density at measurement points M C1 , M C2 , M C3 , M C4 , and M C5 . Similarly, FIG. 9 shows temporal changes in the measured values of the magnetic flux densities at the measurement point M E1 , the measurement point M E2 , the measurement point M E3 , the measurement point M E4 , and the measurement point M E5 . Comparing FIG. 7 and FIG. 9, the maximum value of the magnetic flux density shown in FIG. 7 exceeds one while the maximum value of the magnetic flux density shown in FIG. 9 is below one. That is, the maximum value of the magnetic flux density in the laminated core 1 according to the present embodiment is smaller than the maximum value of the magnetic flux density in the laminated core 50 as the comparative example. Also, the interval between peaks in each graph in FIG. 9 is smaller than the interval between peaks in each graph in FIG. That is, the magnetic flux phase shift in the laminated core 1 according to the present embodiment is smaller than the magnetic flux phase shift in the laminated core 50 as the comparative example. This is due to the fact that the wraparound of the magnetic flux is reduced as exemplified in the circle P1 in FIG. This is because the As a result, the degree to which the magnetic fluxes cancel each other is reduced, so that the necessary magnetic flux density is reduced when the total amount of magnetic flux in the central leg iron portion 4 is kept constant. Therefore, it can be said that the iron loss in the laminated core 1 according to the present embodiment is lower than the iron loss in the laminated core 50 as the comparative example.

1.6 第1実施形態が奏する効果
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
1.6 Effects of First Embodiment The following effects can be obtained in this embodiment.

本実施形態に係る積層鉄心1は、継鉄部2と、継鉄部2に対して垂直方向に配置され、第1の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層された脚鉄部4とを備え、継鉄部2は、第1の磁性の方向性とは垂直な第2の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層され、当該継鉄部2と脚鉄部4との界面6Aの一部を含む領域に設けられた凹部7Aを有する方向性部材と、方向性部材の凹部7Aにはめ込まれる、無方向性電磁鋼板が積層された無方向性部材8とを備える。 A laminated core 1 according to the present embodiment includes a yoke portion 2 and a leg iron portion 4 which is arranged in a direction perpendicular to the yoke portion 2 and in which grain-oriented electromagnetic steel sheets having a first magnetic directionality are laminated. The yoke portion 2 is laminated with grain-oriented electrical steel sheets having a second magnetic directionality perpendicular to the first magnetic directionality, and the yoke portion 2 and the leg iron portion 4 are laminated. It comprises a directional member having a recess 7A provided in a region including a part of the interface 6A, and a non-directional member 8 in which non-oriented electrical steel sheets are laminated and which is fitted in the recess 7A of the directional member.

これにより、積層鉄心1は、従来の積層鉄心と比較して、簡便な手法で、鉄損をより低減できる。 As a result, the laminated core 1 can further reduce iron loss by a simpler method than conventional laminated cores.

また、本実施形態に係る積層鉄心1において、上述の継鉄部2は、第1継鉄部2Aであり、上述の方向性部材は第1方向性部材であり、上述の無方向性部材8は第1無方向性部材8Aであり、第2継鉄部2Bを備える。当該第2継鉄部2Bは、第2の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層されて構成される。当該第2継鉄部2Bと上述の脚鉄部4との界面6Bの一部を含む領域に設けられた凹部7Bを有する第2方向性部材と、第2方向性部材の凹部7Bにはめ込まれる、無方向性電磁鋼板が積層された第2無方向性部材8Bとを備えてもよい。 Further, in the laminated core 1 according to the present embodiment, the above-described yoke portion 2 is the first yoke portion 2A, the above-described directional member is the first directional member, and the above-described non-directional member 8 is the first non-directional member 8A and comprises the second yoke portion 2B. The second yoke portion 2B is formed by laminating grain-oriented electrical steel sheets having a second magnetic orientation. A second directional member having a recessed portion 7B provided in a region including a part of the interface 6B between the second yoke portion 2B and the leg iron portion 4, and a recessed portion 7B of the second directional member. , and a second non-directional member 8B laminated with non-oriented electrical steel sheets.

これにより、積層鉄心1を三相変圧器用の積層鉄心として使用することが可能となる。 This makes it possible to use the laminated core 1 as a laminated core for a three-phase transformer.

また、本実施形態に係る積層鉄心1において、第1無方向性部材8Aと第2無方向性部材8Bは、界面6A及び6Bの全てを端面の一部としてもよい。 Further, in the laminated core 1 according to the present embodiment, the first nondirectional member 8A and the second nondirectional member 8B may use all of the interfaces 6A and 6B as part of the end faces.

これにより、第1無方向性部材8Aと第2無方向性部材8Bとは、より多くの磁束を、脚鉄部4に誘導することが可能となる。 As a result, the first non-directional member 8A and the second non-directional member 8B can induce more magnetic flux to the leg iron portion 4. As shown in FIG.

また、本実施形態に係る積層鉄心1において、第1無方向性部材8Aと第2無方向性部材8Bの界面6A及び6Bに対して垂直な厚み方向の長さの最大値は、継鉄部2A及び2Bの界面6A及び6Bに対して垂直な厚み方向の長さの2分の1以下であってもよい。 Further, in the laminated core 1 according to the present embodiment, the maximum value of the length in the thickness direction perpendicular to the interfaces 6A and 6B between the first nondirectional member 8A and the second nondirectional member 8B is the yoke portion It may be half or less of the length in the thickness direction perpendicular to the interfaces 6A and 6B of 2A and 2B.

これにより、磁束が継鉄部2A、外側の脚鉄部3A、継鉄部2B、及び外側の脚鉄部3Bを周回する際、無方向性部材8A及び8Bによって中央の脚鉄部4に誘導される度合いを、より低減することが可能となる。 As a result, when the magnetic flux circulates around the yoke portion 2A, the outer leg iron portion 3A, the yoke portion 2B, and the outer leg iron portion 3B, it is guided to the central leg iron portion 4 by the non-directional members 8A and 8B. It is possible to further reduce the degree of

また、本実施形態に係る積層鉄心1において、無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高くてもよい。 Moreover, in the laminated core 1 according to the present embodiment, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets may be higher than the silicon content of the grain-oriented electrical steel sheets.

これにより、磁束が集中する無方向性部材8A及び8Bでの鉄損をより減少させることが可能となる。 This makes it possible to further reduce iron loss in the non-directional members 8A and 8B where the magnetic flux concentrates.

また、本実施形態に係る積層鉄心1の無方向性電磁鋼板において、継鉄部2A及び2Bの長手方向での端部のケイ素含有率は、中央部のケイ素含有率よりも高くてもよい。 In addition, in the non-oriented electrical steel sheet of the laminated core 1 according to the present embodiment, the silicon content at the ends in the longitudinal direction of the yoke portions 2A and 2B may be higher than the silicon content at the central portion.

これにより、とりわけ磁束が集中する無方向性部材8のコーナー部での鉄損をより減少させることが可能となる。 As a result, it is possible to further reduce iron loss particularly at the corner portions of the non-directional member 8 where the magnetic flux concentrates.

また、本実施形態に係る変圧器は、上述の積層鉄心1と、積層鉄心1に巻き付けられる一次コイル及び二次コイルとを備える。 Also, the transformer according to the present embodiment includes the above-described laminated core 1 and primary and secondary coils wound around the laminated core 1 .

これにより、従来技術に比較して、より鉄損を減少させ、延いては変圧効率が高められた変圧器を実現することが可能となる。 As a result, it is possible to realize a transformer with a reduced iron loss and an improved transformation efficiency as compared with the conventional technology.

2.第2実施形態
以下、図10を参照することにより、第2実施形態に係る積層鉄心について説明する。
2. Second Embodiment Hereinafter, a laminated core according to a second embodiment will be described with reference to FIG.

2.1 第2実施形態の構成
図10は、第2実施形態に係る三相三脚の積層鉄心1Aの構成図である。なお、以下では説明の簡略化のため、第2実施形態に係る積層鉄心1Aが、第1実施形態に係る積層鉄心1と異なる点について説明する。とりわけ、積層鉄心1Aと積層鉄心1とで同一の構成要素については同一の符号を用いると共に、主としてその機能に係る説明については省略することがある。
2.1 Configuration of Second Embodiment FIG. 10 is a configuration diagram of a three-phase three-legged laminated core 1A according to a second embodiment. In the following, for simplification of explanation, differences between the laminated core 1A according to the second embodiment and the laminated core 1 according to the first embodiment will be explained. In particular, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the laminated core 1A and the laminated core 1, and descriptions mainly relating to their functions may be omitted.

第2実施形態に係る積層鉄心1Aにおいては、第1実施形態に係る積層鉄心1とは異なり、無方向性部材8Aが、X2方向からX1方向に向かって、無方向性部材8P、無方向性部材8Q、及び無方向性部材8Rの3つに分割されている。同様に、無方向性部材8Bが、X2方向からX1方向に向かって、無方向性部材8S、無方向性部材8T、及び無方向性部材8Uの3つに分割されている。さらに、無方向性部材8P及び無方向性部材8Rを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、無方向性部材8Qを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高い。同様に、無方向性部材8S及び無方向性部材8Uを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、無方向性部材8Tを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高い。 In the laminated core 1A according to the second embodiment, unlike the laminated core 1 according to the first embodiment, the non-directional members 8A are arranged from the X2 direction to the X1 direction in the order of the non-directional members 8P, the non-directional It is divided into three parts, a member 8Q and a non-directional member 8R. Similarly, the nondirectional member 8B is divided into three nondirectional members 8S, 8T, and 8U from the X2 direction toward the X1 direction. Furthermore, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets forming the non-oriented member 8P and the non-oriented member 8R is higher than the silicon content of the non-oriented magnetic steel sheet forming the non-oriented member 8Q. Similarly, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets that form the non-oriented members 8S and 8U is higher than the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets that form the non-oriented member 8T.

上述のように、無方向性部材8A及び8Bにおいて、X軸方向においての端部であると共に、界面6A及び6Bの近傍、すなわち界面6A及び6Bから所定の距離未満にあるコーナー部に磁束が集中することに起因して、当該コーナー部における鉄損が高くなりがちである。第2実施形態に係る積層鉄心1Aではこれに対応して、鉄損が高くなりがちな無方向性部材8P及び無方向性部材8Rを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率が、中央の無方向性部材8Qを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高くなっている。同様に、鉄損が高くなりがちな無方向性部材8S及び無方向性部材8Uを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率が、中央の無方向性部材8Tを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高くなっている。 As described above, in the nondirectional members 8A and 8B, the magnetic flux is concentrated at the corners which are the ends in the X-axis direction and near the interfaces 6A and 6B, that is, at less than a predetermined distance from the interfaces 6A and 6B. As a result, iron loss at the corner tends to increase. Corresponding to this, in the laminated core 1A according to the second embodiment, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets constituting the non-oriented member 8P and the non-oriented member 8R, which tend to increase iron loss, is It is higher than the silicon content of the non-oriented electrical steel sheet that constitutes the non-oriented member 8Q. Similarly, the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets constituting the non-oriented member 8S and the non-oriented member 8U, which tend to have high iron loss, is is higher than the silicon content of

なお、図10に示す積層鉄心1Aでは、無方向性部材8Aは、無方向性部材8P、無方向性部材8Q、及び無方向性部材8Rの3つに分割されており、無方向性部材8Bは、無方向性部材8S、無方向性部材8T、及び無方向性部材8Uの3つに分割されているが、これは一例であって、これには限定されない。無方向性部材8A及び8Bは、任意の個数に分割することが可能である。 In the laminated core 1A shown in FIG. 10, the non-directional member 8A is divided into three non-directional members 8P, 8Q and 8R. is divided into three non-directional members 8S, 8T, and 8U, but this is an example and not a limitation. The nondirectional members 8A and 8B can be divided into arbitrary numbers.

2.2 第2実施形態が奏する効果
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
2.2 Effects of Second Embodiment The following effects can be obtained in this embodiment.

本実施形態に係る積層鉄心1Aの無方向性部材8Aを構成する無方向性電磁鋼板において、X軸方向での端部である、無方向性部材8P及び無方向性部材8Rを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、中央部である、無方向性部材8Qを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高い。同様に、無方向性部材8Bを構成する無方向性電磁鋼板において、X軸方向での端部である、無方向性部材8S及び無方向性部材8Uを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、中央部である、無方向性部材8Tを構成する無方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高い。 In the non-oriented electrical steel sheets that constitute the non-oriented member 8A of the laminated core 1A according to the present embodiment, the The silicon content of the non-oriented electrical steel sheet is higher than that of the non-oriented electrical steel sheet forming the non-oriented member 8Q, which is the central portion. Similarly, in the non-oriented electrical steel sheets that form the non-oriented member 8B, the silicon-containing silicon-containing The ratio is higher than the silicon content of the non-oriented electrical steel sheet forming the non-oriented member 8T, which is the central portion.

これにより、積層鉄心1Aは、とりわけ磁束が集中する無方向性部材8A及び8Bのコーナー部での鉄損をより減少させることができる。 As a result, the laminated core 1A can further reduce iron loss particularly at the corner portions of the nondirectional members 8A and 8B where the magnetic flux concentrates.

3.第3実施形態
以下、図11を参照することにより、第3実施形態に係る積層鉄心について説明する。
3. Third Embodiment Hereinafter, a laminated core according to a third embodiment will be described with reference to FIG. 11 .

3.1 第3実施形態の構成
図11は、第3実施形態に係る三相三脚の積層鉄心1Bの構成図である。なお、以下では説明の簡略化のため、第3実施形態に係る積層鉄心1Bが、第1実施形態に係る積層鉄心1と異なる点について説明する。とりわけ、積層鉄心1Bと積層鉄心1とで同一の構成要素については同一の符号を用いると共に、主としてその機能に係る説明については省略することがある。
3.1 Configuration of Third Embodiment FIG. 11 is a configuration diagram of a three-phase three-phase laminated core 1B according to a third embodiment. In the following, for simplification of explanation, differences of the laminated core 1B according to the third embodiment from the laminated core 1 according to the first embodiment will be explained. In particular, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the laminated core 1B and the laminated core 1, and explanations mainly relating to their functions may be omitted.

第3実施形態に係る積層鉄心1Bにおいては、第1実施形態に係る積層鉄心1とは異なり、図11のXZ平面において、継鉄部2A及び2Bの各々が、長方形の凹部7A及び7Bの代わりに、2つの三角形の凹部9A及び9Bと、2つの三角形の凹部9C及び9Dとを有する。これら凹部9A~9Dは、図面のXZ平面において、直角三角形となっている。より詳細には、この直角三角形は、界面6A及び6Bの端部を直角の頂点とすると共に、当該頂点を始点とする界面6A及び6Bの一部の線分を一辺とし、当該頂点を始点とすると共に界面6A及び6Bに対して垂直な線分を他の一辺とする。積層鉄心1Bにおいては、継鉄部2A及び2Bにおける合計4つの凹部9A~9Dの各々に、無方向性部材10A~10Dがはめ込まれる。 In a laminated core 1B according to the third embodiment, unlike the laminated core 1 according to the first embodiment, each of the yoke parts 2A and 2B is replaced by the rectangular recesses 7A and 7B in the XZ plane of FIG. has two triangular recesses 9A and 9B and two triangular recesses 9C and 9D. These concave portions 9A to 9D are right-angled triangles in the XZ plane of the drawing. More specifically, this right-angled triangle has the ends of the interfaces 6A and 6B as vertices of the right angle, and a line segment of a part of the interfaces 6A and 6B starting from the vertices as one side, and the vertices as the starting points. Then, a line segment perpendicular to the interfaces 6A and 6B is taken as another side. In the laminated core 1B, nondirectional members 10A to 10D are fitted in each of a total of four recesses 9A to 9D in the yoke portions 2A and 2B.

なお、本明細書において、凹部9A~9Dを「凹部9」と総称することがある。同様に、無方向性部材10A~10Dを「無方向性部材10」と総称することがある。 In this specification, the concave portions 9A to 9D may be collectively referred to as "the concave portions 9". Similarly, the non-directional members 10A-10D may be collectively referred to as the "non-directional member 10."

上述のように、無方向性部材8A及び8Bにおいて、継鉄部2のX軸方向での端部であると共に、界面6A及び6Bの近傍、すなわち界面6A及び6Bから所定の距離未満にあるコーナー部に磁束が集中することに起因して、当該コーナー部における鉄損が高くなりがちである。第3実施形態に係る積層鉄心1Bでは、方向性部材を構成する方向性電磁鋼板よりも、ケイ素含有率が高い無方向性電磁鋼板で構成される無方向性部材10A~10Dが当該コーナー部のみに配置される。 As described above, in the non-directional members 8A and 8B, the corners that are the ends of the yoke portion 2 in the X-axis direction and are near the interfaces 6A and 6B, that is, less than a predetermined distance from the interfaces 6A and 6B. Iron loss tends to be high at the corner portion due to the concentration of magnetic flux at the corner portion. In the laminated core 1B according to the third embodiment, the non-directional members 10A to 10D made of non-oriented magnetic steel sheets having a higher silicon content than the grain-oriented magnetic steel sheets that make up the directional members are only the corner portions. placed in

3.2 第3実施形態が奏する効果
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
3.2 Effects of the Third Embodiment The following effects can be obtained in this embodiment.

本実施形態に係る積層鉄心1Bにおいて、第1無方向性部材10A及び10Bと第2無方向性部材10C及び10Dは、界面6A及び6Bの一部を端面の一部とする。 In the laminated core 1B according to the present embodiment, the first non-directional members 10A and 10B and the second non-directional members 10C and 10D have part of the interfaces 6A and 6B as part of the end face.

これにより、積層鉄心1Bは、高コストなケイ素含有率が高い無方向性電磁鋼板の使用量を節約することで、積層鉄心1Bにおける鉄損の減少をより低コストで実現することができる。 As a result, the laminated core 1B can reduce the iron loss in the laminated core 1B at a lower cost by saving the amount of costly non-oriented electrical steel sheets with a high silicon content.

4.第4実施形態
以下、図12を参照することにより、第4実施形態に係る積層鉄心について説明する。
4. Fourth Embodiment Hereinafter, a laminated core according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. 12 .

4.1 第4実施形態の構成
図12は、第4実施形態に係る三相三脚の積層鉄心1Cの構成図である。なお、以下では説明の簡略化のため、第4実施形態に係る積層鉄心1Cが、第1実施形態に係る積層鉄心1と異なる点について説明する。とりわけ、積層鉄心1Cと積層鉄心1とで同一の構成要素については同一の符号を用いると共に、主としてその機能に係る説明については省略することがある。
4.1 Configuration of Fourth Embodiment FIG. 12 is a configuration diagram of a three-phase tripod laminated core 1C according to a fourth embodiment. In the following, for simplification of explanation, differences between the laminated core 1C according to the fourth embodiment and the laminated core 1 according to the first embodiment will be explained. In particular, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the laminated core 1C and the laminated core 1, and explanations mainly relating to their functions may be omitted.

第4実施形態に係る積層鉄心1Cにおいては、第1実施形態に係る積層鉄心1とは異なり、継鉄部2Aがその内部に備える無方向性部材11Aに加えて、継鉄部2Aと中央の脚鉄部4との外部において、継鉄部2AのZ1方向側の側面を第1端面、中央の脚鉄部4のX2方向側の側面を第2端面とするような無方向性部材12Aが設けられる。同様に、継鉄部2Aと中央の脚鉄部4との外部において、継鉄部2AのZ1方向側の側面を第1端面、中央の脚鉄部4のX1方向側の側面を第2端面とするような無方向性部材12Bが設けられる。同様に、継鉄部2Bがその内部に備える無方向性部材11Bに加えて、継鉄部2Bと中央の脚鉄部4との外部において、継鉄部2BのZ2方向側の側面を第1端面、中央の脚鉄部4のX2方向側の側面を第2端面とするような無方向性部材12Cが設けられる。同様に、継鉄部2Bと中央の脚鉄部4との外部において、継鉄部2BのZ2方向側の側面を第1端面、中央の脚鉄部4のX1方向側の側面を第2端面とするような無方向性部材12Dが設けられる。 Unlike the laminated core 1 according to the first embodiment, in the laminated core 1C according to the fourth embodiment, in addition to the non-directional member 11A provided inside the yoke portion 2A, Outside the leg 4, a non-directional member 12A having a first end face on the Z1 direction side of the yoke 2A and a second end face on the X2 direction side of the central leg 4 is provided. be provided. Similarly, outside the yoke portion 2A and the central leg portion 4, the side surface of the yoke portion 2A on the Z1 direction side is the first end surface, and the side surface of the central leg portion 4 on the X1 direction side is the second end surface. A non-directional member 12B is provided such that Similarly, in addition to the non-directional member 11B provided inside the yoke portion 2B, outside the yoke portion 2B and the central leg iron portion 4, the side surface of the yoke portion 2B on the Z2 direction side is the first A non-directional member 12C is provided such that the side surface of the central leg iron portion 4 on the X2 direction side serves as the second end surface. Similarly, outside the yoke portion 2B and the central leg portion 4, the side surface of the yoke portion 2B on the Z2 direction side is the first end surface, and the side surface of the central leg portion 4 on the X1 direction side is the second end surface. A non-directional member 12D is provided such that

さらに、無方向性部材12A及び12Bは、互いに垂直に位置する第1端面と第2端面との間に、第3端面として、第1端面と第2端面との交線側を凸とするような円筒面を備える。同様に、無方向性部材12C及び12Dは、互いに垂直に位置する第1端面と第2端面との間に、第3端面として、第1端面と第2端面との交線側を凸とするような円筒面を備える。 Further, the non-directional members 12A and 12B are provided between the first end face and the second end face that are perpendicular to each other so that the side of the intersection line between the first end face and the second end face is convex as the third end face. It has a cylindrical surface. Similarly, the non-directional members 12C and 12D are provided between the first end face and the second end face that are perpendicular to each other, and the side of the intersection line between the first end face and the second end face is convex as the third end face. It has a cylindrical surface like

また、図12のXZ平面において、継鉄部2Aの内部に備わる無方向性部材11Aは長方形であって、X軸方向の二辺のうちZ1方向側の辺は、界面6Aを含むと共に、無方向性部材12A及び12Bの第1端面のX軸方向の幅と、中央の脚鉄部4のX軸方向の幅との合計に一致することが好ましい。同様に、継鉄部2Bの内部に備わる無方向性部材11Bは長方形であって、X軸方向の二辺のうちZ2方向側の辺は、界面6Bを含むと共に、無方向性部材12C及び12Dの第1端面のX軸方向の幅と、中央の脚鉄部4のX軸方向の幅との合計に一致することが好ましい。 In the XZ plane of FIG. 12, the nondirectional member 11A provided inside the yoke portion 2A has a rectangular shape, and of the two sides in the X-axis direction, the side on the Z1 direction side includes the interface 6A and is non-directional. It is preferable to match the sum of the X-axis direction width of the first end faces of the directional members 12A and 12B and the X-axis direction width of the central leg iron portion 4 . Similarly, the non-directional member 11B provided inside the yoke portion 2B has a rectangular shape. and the width of the central leg iron portion 4 in the X-axis direction.

なお、本明細書において、無方向性部材12A~12Dを「無方向性部材12」と総称することがある。 In this specification, the non-directional members 12A to 12D may be collectively referred to as "non-directional members 12".

また、無方向性部材12は、継鉄部2A及び2Bと中央の脚鉄部4とのT形接合部に限らず、さらに、継鉄部2A及び2Bと、外側の脚鉄部3との接合部に配置されてもよい。 Further, the non-directional member 12 is not limited to the T-shaped joint between the yoke portions 2A and 2B and the central leg iron portion 4. It may be placed at the junction.

4.2 第4実施形態が奏する効果
図3を参照して説明したように、積層鉄心を周回する磁束は、より近距離のルートを周回しようとする。そのため、図5に示されるように、無方向性部材8A及び8Bにおいて、X軸方向においての端部であると共に、界面6A及び6Bの近傍、すなわち界面6A及び6Bから所定の距離未満にあるコーナー部に磁束が集中することに起因して、当該コーナー部における鉄損が高くなりがちである。本実施形態に係る積層鉄心1Cは、磁束の集中するコーナー部に円筒面を含む無方向性部材12A~12Dが設けられることにより、コーナー部における磁束の集中を緩和させ、延いては鉄損を減少させることが可能となる。
4.2 Effects of the Fourth Embodiment As described with reference to FIG. 3, the magnetic flux that circulates in the laminated core tends to circulate in a shorter route. Therefore, as shown in FIG. 5, in the non-directional members 8A and 8B, corners that are ends in the X-axis direction and near the interfaces 6A and 6B, that is, less than a predetermined distance from the interfaces 6A and 6B Iron loss tends to be high at the corner portion due to the concentration of magnetic flux at the corner portion. The laminated core 1C according to the present embodiment is provided with the non-directional members 12A to 12D including cylindrical surfaces at the corners where the magnetic flux concentrates, thereby alleviating the concentration of the magnetic flux at the corners and eventually reducing iron loss. can be reduced.

1,1A,1B,1C…積層鉄心、2,2A,2B…継鉄部、2F,2G…接合部、3,3A,3B…外側の脚鉄部、4…中央の脚鉄部、5,5A,5B,5C…コイル部、6,6A,6…界面、7,7A,7B…凹部、7F,7G…接合部、8,8A,8B,8P,8Q,8R,8S,8T,8U…無方向性部材、9,9A,9B,9C,9D…凹部、10,10A,10B,10C,10D,11,11A,11B,12,12A,12B,12C,12D…無方向性部材、20,20A,20B…継鉄部、25,25A,25B…凹部、30,30A,30B…外側の脚鉄部、40…中央の脚鉄部、50…積層鉄心 1, 1A, 1B, 1C... laminated core, 2, 2A, 2B... yoke portion, 2F, 2G... joint portion, 3, 3A, 3B... outer leg iron portion, 4... central leg iron portion, 5, 5A, 5B, 5C... coil portion, 6, 6A, 6... interface, 7, 7A, 7B... concave portion, 7F, 7G... joint portion, 8, 8A, 8B, 8P, 8Q, 8R, 8S, 8T, 8U... non-directional members 9, 9A, 9B, 9C, 9D ... concave portions 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 11, 11A, 11B, 12, 12A, 12B, 12C, 12D ... non-directional members, 20, 20A, 20B... yoke portion, 25, 25A, 25B... concave portion, 30, 30A, 30B... outer leg iron portion, 40... central leg iron portion, 50... laminated core

Claims (9)

継鉄部と、
前記継鉄部に対して垂直方向に配置され、第1の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層された脚鉄部とを備え、
前記継鉄部は、
前記第1の磁性の方向性とは垂直な第2の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層され、当該継鉄部と前記脚鉄部との界面の一部を含む領域に設けられた凹部を有する方向性部材と、
前記方向性部材の凹部にはめ込まれる、無方向性電磁鋼板が積層された無方向性部材とを備える、
積層鉄心。
yoke section;
a leg iron portion arranged in a direction perpendicular to the yoke portion and laminated with grain-oriented electrical steel sheets having a first magnetic orientation;
The yoke portion
A grain-oriented electrical steel sheet having a second magnetic orientation perpendicular to the first magnetic orientation is laminated and provided in a region including a part of the interface between the yoke portion and the leg iron portion. a directional member having a recessed portion;
a non-directional member in which non-oriented electrical steel sheets are laminated and which is fitted in the concave portion of the directional member;
Laminated core.
前記継鉄部は、第1継鉄部であり、前記方向性部材は第1方向性部材であり、前記無方向性部材は第1無方向性部材であり、
第2継鉄部を備え、
前記第2継鉄部は、
前記第2の磁性の方向性を有する方向性電磁鋼板が積層され、当該第2継鉄部と前記脚鉄部との界面の一部を含む領域に設けられた凹部を有する第2方向性部材と、
前記第2方向性部材の凹部にはめ込まれる、無方向性電磁鋼板が積層された第2無方向性部材とを備える、請求項1に記載の積層鉄心。
The yoke portion is a first yoke portion, the directional member is a first directional member, the non-directional member is a first non-directional member,
Equipped with a second yoke,
The second yoke portion is
A second direction-oriented member in which grain-oriented electrical steel sheets having the second directionality of magnetism are laminated and having a concave portion provided in a region including a part of an interface between the second yoke portion and the leg iron portion. When,
2. The laminated core according to claim 1, further comprising: a second non-directional member in which non-oriented electrical steel sheets are laminated and which is fitted in the concave portion of the second direction-oriented member.
前記第1無方向性部材と前記第2無方向性部材は、前記界面の一部を端面の一部とする、請求項2に記載の積層鉄心。 3. The laminated core according to claim 2, wherein said first non-directional member and said second non-directional member have a part of said interface as a part of an end face. 前記第1無方向性部材と前記第2無方向性部材は、前記界面の全てを前記端面の一部とする、請求項3に記載の積層鉄心。 4. The laminated core according to claim 3, wherein said first non-directional member and said second non-directional member make said entire interface part of said end surface. 前記第1継鉄部又は前記第2継鉄部の長手方向側面を第1端面、前記脚鉄部の長手方向側面を第2端面とし、前記第1端面と前記第2端面との間に、前記第1端面と前記第2端面との交線側を凸とする円筒面である第3端面を有すると共に、無方向性電磁鋼板が積層された第3無方向性部材をさらに備える、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の積層鉄心。 A longitudinal side surface of the first yoke portion or the second yoke portion is defined as a first end surface, a longitudinal side surface of the leg iron portion is defined as a second end surface, and between the first end surface and the second end surface, A third non-oriented member having a third end surface that is a cylindrical surface convex on the intersection side of the first end surface and the second end surface, and further comprising a third non-oriented member in which non-oriented electrical steel sheets are laminated. The laminated core according to any one of claims 2 to 4. 前記第1無方向性部材と前記第2無方向性部材の前記界面に対して垂直な厚み方向の長さの最大値は、前記継鉄部の前記界面に対して垂直な厚み方向の長さの2分の1以下である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の積層鉄心。 The maximum length of the thickness direction perpendicular to the interface between the first non-directional member and the second non-directional member is the length of the yoke portion in the thickness direction perpendicular to the interface. 6. The laminated core according to any one of claims 1 to 5, which is one-half or less of the. 前記無方向性電磁鋼板のケイ素含有率は、前記方向性電磁鋼板のケイ素含有率よりも高い、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の積層鉄心。 The laminated core according to any one of claims 1 to 6, wherein the silicon content of the non-oriented electrical steel sheets is higher than the silicon content of the grain-oriented electrical steel sheets. 前記無方向性電磁鋼板において、前記継鉄部の長手方向での端部のケイ素含有率は、中央部のケイ素含有率よりも高い、請求項7に記載の積層鉄心。 8. The laminated core according to claim 7, wherein in the non-oriented electrical steel sheet, the silicon content in the longitudinal ends of the yoke portion is higher than the silicon content in the central portion. 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の積層鉄心と、
前記積層鉄心に巻き付けられる一次コイル及び二次コイルとを備える、変圧器。
A laminated core according to any one of claims 1 to 8;
A transformer comprising a primary coil and a secondary coil wound around the laminated core.
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