JP2757613B2 - 非晶質磁芯変圧器 - Google Patents

非晶質磁芯変圧器

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JP2757613B2
JP2757613B2 JP3225891A JP22589191A JP2757613B2 JP 2757613 B2 JP2757613 B2 JP 2757613B2 JP 3225891 A JP3225891 A JP 3225891A JP 22589191 A JP22589191 A JP 22589191A JP 2757613 B2 JP2757613 B2 JP 2757613B2
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正雄 村田
功一 平川
全郎 林
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質磁性合金薄帯を
巻回した磁芯を備えた非晶質磁性変圧器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、非晶質磁性合金薄帯は低損失で磁
気特性がよいので変圧器等の静止機器に検討されてい
る。
【0003】従来、この種の非晶質磁芯変圧器はまだ検
討の途中であり、製品化されていなく構成については具
体的なものがなく、珪素鋼板を使用した同一構成で検討
されていた。そして非晶質磁芯は応力がかかると磁気特
性の低下が大きいということで一部改善検討もされてい
た。それは磁芯にかかるコイルの重量を低減するために
コイル支持材を使用することと磁芯の上下の締付け力を
低減することであった。特に上部は磁芯の上部の高さが
コイル支持材の上部より高くなると磁芯を強い力で締め
付けることになり、磁気特性の低下をきたす。それらの
ことを踏まえ、以下その構成について図4および図5を
参照しながら説明する。図に示すように、厚さが25μ
mの非晶質磁性合金薄帯を巻回してなる磁芯1、一次巻
線と二磁巻線よりなるコイル2、プレスボードやポリエ
ステル等の成形材であるコイル支持材3、ケース(図示
せず)に固定するための上部金具4、上下連結板5、下
部金具6、絶縁スペーサ8などによって構成され、コイ
ル2が上下のコイル支持材3を介して上部金具4、上下
連結板5、下部金具6に組み立てられている。磁芯1は
下部金具6の上に置かれて上部金具4とは空隙部7のあ
る状態で絶縁スペーサ8を介してコイル2と組み立てら
れ、固定を良くするために鉄のバンド9を磁芯1のコー
ナ部をはじめとしてできるだけ磁芯に沿わせて上部金具
4と下部金具6の中央部で一体に固定している。これら
の構成により、珪素鋼板の磁芯ではあまり問題とならな
いことであるが、コイル2の重量が磁芯1にかからない
ため、またバンド9で一体固定するときバンド締付け力
が大きくても上部金具4を介して磁芯1に力がかからな
いため形状変化が小さく磁気特性の低下やばらつきの改
善が見られる。これらは、磁芯の上部に継ぎ手部をもっ
てくる場合、珪素鋼板では突き合わせ構造で磁芯の巻厚
がその他の部分と差がないが、非晶質磁芯ではオーバー
ラップ構造がよくされるがその場合磁芯の巻厚がその他
の部分と20〜70%大きくなり、ばらつきも大きいた
めである。特に頂上部は膨らみやすく、上部金具4と接
触部が小さくなる傾向がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、磁芯の固定は非常によいが、非晶質磁芯は
応力に非常に敏感で小さな力で形状変化して磁気特性が
低下するため、また焼鈍後は磁芯が脆く割れ易くなるた
めに、製造作業時に磁芯1のコーナー部をバンド9で締
付けたときはもちろんのこと、上部金具4の取付部4a
を用いて吊り下げたとき一体化した器体は上下連結
板5とバンド9により全重量が支えられ、金具等のたわ
み等のためバンド9が上下に引っ張られる結果、磁芯1
のコーナー部に局部的な応力が加わり、磁芯1の破砕や
磁気特性の低下や破砕片の発生が見られた。破砕片は絶
縁面から信頼性に重要な問題を与える。 また空隙部7
を設けている場合、振動に対して弱く、特に上下振動に
伴う応力が磁芯に加わりやすく、前記と同様の問題が発
生した。これは非晶質磁性合金薄帯の一枚一枚が珪素
板の薄帯のように製法上均一な厚さをしておらず、磁芯
としたときも巻回した層間に接着剤を付ける等して固く
一体化できないため、さらにオーバーラップ構造の継ぎ
手ではばらつきも大きく、緩やかに積層されることにな
るために応力の集中や変形が発生しやすいことも起因し
ている。また非晶質磁芯は弾性力が少なく一旦変形する
ともとに戻りにくいので、磁気特性が一旦低下すると応
力がなくなってもそのままもとに戻らないので、変形そ
のものを最初から発生させにくくすることが重要であ
る。
【0005】本発明は上記問題を解決するもので、磁芯
にかかる応力そのものを小さくし、磁芯の上下・左右・
前後方向を大きな面積で固定支持し、磁芯に局部的な応
力がかからないような構成とし、特に磁芯のコーナー部
へかかる応力を少なくして磁気特性の低下を防ぎ、また
磁芯の変形や破砕を少なくすることができる非晶質磁芯
変圧器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、非晶質磁性合金薄帯を巻回してなる磁芯
と、この内部形状を支持するコアボビンと、この磁芯に
設けたコイルと、このコイルの上下に設けたコイル支持
材と、前記磁芯と前記コイル間の絶縁スペーサと、前記
磁芯をケースに固定するための上下金具と、上下連結板
と、バンドとを備え、前記コイル支持材をコイルの上下
に設けてコイルを支持するとともに前記絶縁スペーサを
コイルの上下に設けて前記コアボビンを介して前記磁芯
を支持し、前記磁芯の磁脚の外面の延長線近傍もしくは
その外側の位置にバンドと上下金具の接触端部を持つよ
うにして固定し、さらに上下連結板で形状支持して一体
化した構成を有する。
【0007】
【作用】上記した構成において、コイル支持材をコイル
の上下に設けてコイルを支持することにより、磁芯にか
かるコイルの重量を減少させ、磁芯の上下方向、左右方
向、前後方向を広い面積で固定支持し、また磁芯の固定
は磁脚の内面延長線上より外側で固定のための上下金具
バンドの接触端部を持つことにより磁芯のコーナー部
をバンドで締め付ける力を減少させ、かつ磁芯にかかる
力を分散させて、磁芯の磁気特性の低下や形状変形や破
砕を防ぐ。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図1〜図
3を参照しながら説明する。なお、本実施例において、
前述の従来例に示したものと同一構成部品には同じ符号
を付し、その説明は省略する。図に示すように、非晶質
磁性合金薄帯を巻回してなる磁芯1、一次巻線と二次巻
線よりなるコイル2、プレスボードやポリエステル等の
成形材であるコイル支持材3、磁芯支持材である上部金
具11および下部金具12、上下連結板13、磁芯1の
内部形状を支持するアルミニウムやステンレスや鉄等よ
りなるコアボビン14、磁芯1の外周部を保護するため
の珪素鋼板等からなる保護材15、磁芯1とコイル2間
を支持するゴム、樹脂、プレスボード等の絶縁物からな
る支持スペーサ16、緩衝材17a、17b、磁芯1を
固定するためのバンド18などによって構成されてい
る。緩衝材17a、17bはポリエチレンテレフタレー
ト(PET)等の織布マットや空隙を設けた紙やシリコ
ンゴム等の弾力性のある材料を使用している。そして組
立ては、寝かした焼鈍後の磁芯1の継ぎ手部である上部
を開き、コイル2を磁芯の磁脚に挿入した後、磁芯1の
内側に組立て時には分割してあるコアボビン14を装着
し、オーバーラップまたは突き合わせ等の継ぎ手構造で
順次積層していって組立て、さらに保護材15を磁芯1
の外側に設け、コアボビン14に絶縁スペーサ16を配
設し、下部金具12とコイル支持材3を磁芯1に緩衝材
17a、17bを介して配設し、その後下部金具14が
下になるように立てて上部を同様に組み立てる。これに
よりコイル2は上部金具11と下部金具12と上下のコ
イル支持材3により支持され、上下の絶縁スペーサ16
とコイル2よりコアボビン14を支持するように組立て
られる。そして、磁脚の外面の延長線上に相当するB点
に上部金具11および下部金具12とバンド18の固定
接触部を持つようにしてバンド18で一体に固定する。
その後全体の形状を維持するために上下連結板13で固
定する。バンド18の固定だけでは、製造作業時の吊り
下げやケースの取付時に金具位置がずれたり、バンドの
間に磁芯が膨らむという変形をする可能性があり、それ
らを防ぐためと磁芯の左右方向変形をバンドと上下連結
板の合わせた面積で固定支持して応力を分散させる。
施例では上部金具11および下部金具12とバンド18
定接触端部の位置がB点の場合を示しているが、上
部金具11や下部金具12の切欠部の位置を変える等し
て固定接触端部の位置がA点からB点に向かうにしたが
って磁芯1の重量と磁芯1のコーナー部のバンド18の
締付け力が減少する。したがって、上部金具11の取付
部11aを吊り下げても、磁芯1にコイル2の重量が殆
どかからなくなる。またバンド18は磁芯1の底面全体
部を支持するので磁芯1にかかる応力が小さくなり均等
化して、磁芯1の変形や破砕を小さくし、磁気特性の低
下を小さくするとともに特性ばらつきを抑えることがで
きる。図3に示すように、一体固定するときの金具上で
バンドの折れ曲がる位置すなわち金具とバンドの固定接
触端部の位置が、磁脚の内面の延長線上と金具の交点で
あるA点からB点までは外側になるにつれて変圧器の鉄
損は急激に低下し、B点より外側では位置によらず変圧
器の鉄損が小さく一定化している。磁芯1は厚さが25
μmの非晶質磁性合金薄帯を使用しており機械的強度が
小さく脆いので、磁芯1の内周部にコアボビン14を、
外周部に保護材15を設け、また外側は上下連結板13
を配設して強度を増しかつバンド18への応力の集中を
防いで形状変形や破砕片の発生を防止している。さらに
緩衝材17a、17bを設けているので、磁芯1は広い
接触面で自重等による応力を支えることになり、磁気特
性の低下や形状変化を防ぎ、磁芯1とコイル2は両方共
容易に十分な固定ができる。また、磁芯1と上部金具1
1の間に間隙を設ける設計をするとき、その隙間に緩衝
材17aを設けることで、磁気特性の低下を防いで固定
をよくすることができる。このため製造時や輸送時の振
動にたいしても十分に耐えられる。なお磁芯1の積層端
面は塗装固定して強度を上げ、さらに磁芯1自体が焼鈍
後は脆くなっていても緩衝材17a、17bにより磁芯
1と剛体のコイル支持材3とは製造時や輸送時に接触し
ないので破砕し難い。
【0009】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
非晶質磁芯変圧器は、非晶質磁性合金薄帯を巻回してな
る磁芯と、この磁芯に設けたコイルと、このコイルの上
下に設けたコイル支持材と、前記磁芯をケースに固定す
るための種々の磁芯支持材とを備え、前記コイル支持材
をコイルの上下に設けてコイルを支持するとともに前記
磁芯支持材の上下金具とバンドによる固定は磁脚の外面
の延長線近傍もしくは外側で上下金具とバンドの接触端
部を持つようにし、さらに上下連結板で形状支持して一
体化したものである。この構成とすることにより、磁芯
としての固定強度が大変小さく応力による磁気特性の低
下の大きい非晶質磁芯にかかるコイルの重量を殆ど無く
し、かつどうしても避けられない自重や固定のために発
生する応力については、磁芯の上下方向・左右方向・前
後方向を広い面積で固定支持することにより、きわめて
分散することができる。特に、バンドで固定するとき、
上下金具を介して磁芯の底面の全体部を支持するので、
全体部磁芯のコーナー部をバンドで直接締め付けること
による応力集中の影響を小さくできる。また上下連結板
により、バンド締めによる固定以後の製造工程や移動時
に発生する磁芯にかかる応力たいしても形状変化を防い
で、磁気特性の低下や破砕を少なくすることができる。
磁芯にかかる応力そのものを小さくし、磁芯の上下・左
右・前後方向を大きな面積で固定支持し、磁芯に局部的
な応力がかからないような構成とし、特に磁芯のコーナ
ー部へかかる応力を少なくして磁気特性の低下を防ぎ、
また磁芯の変形や破砕を少なくすることができる非晶質
磁芯変圧器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における非晶質磁芯変圧器の一
部断面正面図
【図2】同非晶質磁芯変圧器の一部断面側面図
【図3】同非晶質磁芯変圧器の金具とバンドの固定接触
端部の位置と鉄損の関係を示す図
【図4】従来の変圧器の構造を非晶質磁芯に適用した変
圧器の一部断面平面図
【図5】同変圧器の一部断面正面図
【符号の説明】
1 磁芯 2 コイル 3 コイル支持材 11,12 金具(磁芯支持材) 13 上下連結板 14 コアボビン 18 バンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 宏光 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−142923(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01F 27/00 - 27/42

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非晶質磁性合金薄帯を巻回してなる磁芯
    と、この内部形状を支持するコアボビンと、この磁芯に
    設けたコイルと、このコイルの上下に設けたコイル支持
    材と、前記磁芯と前記コイル間の絶縁スペーサと、前記
    磁芯をケースに固定するための上下金具と、上下連結板
    と、バンドとを備え、前記コイル支持材をコイルの上下
    に設けてコイルを支持するとともに前記絶縁スペーサを
    コイルの上下に設けて前記コアボビンを介して前記磁芯
    を支持し、前記磁芯の磁脚の外面の延長線近傍もしくは
    その外側の位置にバンドと上下金具の接触端部を持つよ
    うにして固定し、さらに上下連結板で形状支持して一体
    化した非晶質磁芯変圧器。
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KR100434328B1 (ko) * 2002-04-01 2004-06-04 엘지산전 주식회사 아몰퍼스 몰드 변압기
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