JP2940356B2 - 三相アモルファス三脚巻鉄心の製造方法 - Google Patents

三相アモルファス三脚巻鉄心の製造方法

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JP2940356B2
JP2940356B2 JP5231231A JP23123193A JP2940356B2 JP 2940356 B2 JP2940356 B2 JP 2940356B2 JP 5231231 A JP5231231 A JP 5231231A JP 23123193 A JP23123193 A JP 23123193A JP 2940356 B2 JP2940356 B2 JP 2940356B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、三相巻鉄心変圧器に係
り、特にアモルファス磁性薄帯を用いた三相三脚巻鉄心
変圧器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】三相三脚鉄心をアモルファス金属薄帯を
用いて作る場合は特開昭62−249407号公報に示
す如く積鉄心で作られている。一方、けい素鋼帯のよう
に割れが発生しない磁性材料で三脚巻鉄心を製造する場
合は、特公昭39−9506号公報に記載のように、内
側鉄心と外側鉄心を個別に製造し、焼鈍した後に組合せ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】三相三脚鉄心をアモル
ファス金属薄帯を用いて積鉄心で作る場合は接合部が多
くなり鉄損が悪化するという問題がある。従来のけい素
鋼帯を用いた三相三脚巻鉄心のように個別に内外鉄心を
製作する技術を単にアモルファス鉄心に適用した場合、
内側鉄心および外側鉄心のそれぞれで励磁焼鈍をする必
要が生じるとともに、焼鈍後のアモルファス金属は非常
に脆いため焼鈍後の組合せ時に鉄心の破損や破片の大量
発生という問題がある。
【0004】又、鉄心をコイルに挿入する際、アモルフ
ァス鉄心では、焼鈍したものをそのままバラすことなく
一度に挿入するため、初めに入れる一方は容易にコイル
と組合せが可能であるが、内側鉄心の他方のもの及び、
外側鉄心を入れるために、各鉄心間に余裕を必要とす
る。この場合はコイルの鉄心挿入部を大きくする必要が
あり全体が大きくなる。又、三相一括で励磁焼鈍する場
合、内側鉄心の中央コア部に流れる磁界は左右の電流に
より発生する磁界で打ち消すようになるため励磁焼鈍が
困難となる。
【0005】本発明の目的は、焼鈍後の組合せ時に鉄心
の破損や破片の大量発生を防止できる三相アモルファス
三脚巻鉄心の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、三相アモルファス三脚巻鉄心を、アモル
ファス磁性薄帯が積層されて一対の脚部と一対のヨーク
とこれらの脚部とヨークに囲まれた窓部を有するよう矩
形に成形され焼鈍されてそれぞれの脚部の一方同士が隣
接するよう配置された2個の内側鉄心と、アモルファス
磁性薄帯が積層されて一対の脚部と一対のヨークとこれ
らの脚部とヨークに囲まれた窓部を有するよう矩形に成
形され内側鉄心と一体に焼鈍されて2個の内側鉄心の外
周を囲むよう配置された外側鉄心で構成したものであ
る。
【0007】また、本発明は、この鉄心を製造するに当
り、アモルファス磁性薄帯を積層して一対の脚部と一対
のヨークとこれらの脚部とヨークに囲まれた窓部を有す
るよう矩形に成形して2個の内側鉄心を形成し、これら
の2個の内側鉄心をそれぞれの脚部の一方同士が隣接す
るよう配置し、この2個の内側鉄心を成形型にしてアモ
ルファス磁性薄帯を積層して一対の脚部と一対のヨーク
とこれらの脚部とヨークに囲まれた窓部を有するよう矩
形に成形して外側鉄心を形成し、これらの内側鉄心と外
側鉄心を一体として励磁焼鈍する工程により製造するも
のである。
【0008】さらに本発明は、アモルファス磁性薄帯が
積層されて一対の脚部と一対のヨークとこれらの脚部と
ヨークに囲まれた窓部を有するよう矩形に成形され焼鈍
されてそれぞれの脚部の一方同士が隣接するよう配置さ
れた2個の内側鉄心と、アモルファス磁性薄帯が積層さ
れて一対の脚部と一対のヨークとこれらの脚部とヨーク
に囲まれた窓部を有するよう矩形に成形され焼鈍されて
2個の内側鉄心の外周を囲むよう配置された外側鉄心
と、この外側鉄心の一方の脚部およびこの脚部の内側に
配置された内側鉄心の脚部が嵌挿された第1のコイル
と、外側鉄心の他方の脚部およびこの脚部の内側に配置
された内側鉄心の脚部が嵌挿された第2のコイルと、隣
接するよう配置された内側鉄心の脚部が嵌挿された第3
のコイルにより三相アモルファス三脚巻鉄心変圧器を構
成したものである。
【0009】
【作用】内側鉄心および外側鉄心はアモルファス磁性薄
帯が積層されているので接合部が少なく、鉄損の悪化が
防止される。内側鉄心は2個設けられて矩形に成形さ
れ、それぞれの脚部の一方同士が隣接するよう配置され
てこれらの内側鉄心の外周を囲むよう外側鉄心が配置さ
れるので三脚鉄心を形成することができる。また、2個
の内側鉄心はそれぞれの脚部の一方同士が隣接するよう
配置されているので、この2個の内側鉄心を成形型にし
てその外周にアモルファス磁性薄帯を積層して外側鉄心
を形成することができ金型を不要にすることができて製
造設備のコストを低減できる。また、これらの内側鉄心
と外側鉄心を一体として励磁焼鈍するので焼鈍後の内側
鉄心と外側鉄心の組立作業が不要となり、組合せ時に鉄
心の破損や破片の大量発生を防止することができる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図1〜図7により説明
する。図1〜図3は強磁性を有するアモルファス金属の
帯状の薄板(以下アモルファス磁性薄帯)を用いて矩形
の芯金5、6の周りにそれぞれ内側鉄心2、1を形成
し、この内側鉄心2、1の外周に外側鉄心7を形成する
工程を示す。
【0011】内側鉄心1、2はそれぞれ矩形の芯金6、
5の周りにアモルファス磁性薄帯を積層して一対の脚部
1a、2aと一対のヨーク1b、2bとこれらの脚部と
ヨークに囲まれた窓部1c、2cを有するよう矩形に成
形される。これらのあらかじめ形成された内側鉄心1、
2を図1に示すように、逆U字状に吊下げてそれぞれの
脚部の一方同士が隣接するよう配置し、中央コア部が隣
接する構成とする。本実施例では各内側鉄心の最内周
は、アモルファス磁性薄帯を保護する目的で金属帯3が
巻回されている。金属帯3としては、けい素鋼帯又は、
容易に変形する厚みの鋼帯やステンレス鋼帯が用いられ
る。又、内鉄心の最外周は非磁性材4で覆われている。
非磁性材4としては、ステンレス鋼帯が適当である。
【0012】このように配置された内側鉄心1、2の外
周に、内側鉄心1、2を成形型にしてアモルファス磁性
薄帯を逆U字状に積層して外側鉄心7を形成する。内側
鉄心1、2が矩形であるので外側鉄心7も内側鉄心1、
2の外周に倣って矩形に成形される。外側鉄心7も一対
の脚部7aと一対のヨーク7bとこれらの脚部とヨーク
に囲まれた窓部7bを有し、この窓部7bの内側に内側
鉄心1、2が配置される。本実施例では、外側鉄心7の
最内周を保護するために金属帯8がその最内周に巻回さ
れる。アモルファス磁性薄帯を所要枚数積層した後、金
属帯9を巻回して最外周を覆う。金属帯8、9は外側鉄
心7のアモルファス磁性薄帯を保護する目的で巻回さ
れ、これらの材質としては金属帯3と同様にけい素鋼帯
又は、容易に変形する厚みの鋼帯やステンレス鋼帯が用
いられる。
【0013】内側鉄心1、2および外側鉄心7のそれぞ
れの逆U字の開口部はそれぞれヨークの接合部1d、2
d、7dとなる。外側鉄心7が所定積層数になった所で
内側鉄心1、2および外側鉄心7のそれぞれの逆U字の
開口部が閉じられ内側鉄心1、2および外側鉄心7のヨ
ークが接合される。この工程を図2、図3により説明す
る。
【0014】まず、図2に示すように内側鉄心1、2と
外側鉄心7の脚部と接合部のない方のヨークを金具1
1,12,13とボルト10で締付ける。その後接合部
を閉じてヨークとし図3に示すように内側鉄心1、2と
外側鉄心7のヨークも金具14で締める。これにより内
側鉄心1、2と外側鉄心7は一体となり、この状態で図
4に示す励磁焼鈍の工程に送られる。
【0015】図4に示す励磁焼鈍工程では、外側鉄心7
と一体となった2個の内側鉄心1、2のそれぞれの窓部
内に同方向から直流を流して励磁焼鈍を行なう。具体的
には、窓部に導体15,16を通し、この導体15,1
6に電流の向きを同方向とした直流Iを流して磁場中焼
鈍を行う。このようにすることにより導体を流れる直流
により磁界が発生し焼鈍が行なわれる。内側鉄心1、2
の隣接した脚部により構成された中央コアー部には左右
で消磁する方向に磁界が発生するが、本実施例では内側
鉄心1、2の最外周は非磁性材4のため磁束が通過しに
くいので磁束は透磁率の高い内外の鉄心内を流れること
になる。又、周長の長い外側鉄心7に対しては、左右の
電流の合成電流による磁界で励磁することになる。
【0016】焼鈍が終了すると、鉄心についている金具
11,12,13とボルト10および芯金5,6を鉄心
から取り外し、図5にハッチングで示すように接合部の
あるヨーク部以外の内側鉄心および外側鉄心の端面を同
時に保護部材としての保護材17で包む。接合部のある
ヨーク部にはヨークの接合部を露出させる露出部が形成
される。保護材17の材質としてはクラフト紙、ポリエ
ステルフィルム(PET)またはクラフト紙とPETの
複合材等が使用される。この状態での図5のAA断面、
すなわち三脚鉄心の脚部の断面を図6に示す。このよう
に鉄心の脚部は一体となった内側鉄心1、2と外側鉄心
7の周囲が保護材17で覆われるためコイルを嵌挿する
ときに鉄心の破損を防止できる。図6は内側鉄心と外側
鉄心が組み合わされた部分の断面を示しているが、内側
鉄心の脚部同士が組み合わされた三脚鉄心の中央脚も同
様にその周囲が保護材17で覆われ、同様の作用効果を
奏する。保護材はヨークの接合部を露出させる露出部を
接合部のあるヨークに有するのでこの部分で鉄心のヨー
クの接合部を開口してコイルを嵌挿することができる。
【0017】上記の三脚巻鉄心の各脚部にコイルを嵌挿
し、その後ヨークの接合部を閉じることにより三相アモ
ルファス三脚巻鉄心変圧器を得ることができる。本実施
例の三相アモルファス三脚巻鉄心変圧器は図7に示すよ
うにアモルファス磁性薄帯が積層されて一対の脚部と一
対のヨークとこれらの脚部とヨークに囲まれた窓部を有
するよう矩形に成形され焼鈍されてそれぞれの脚部の一
方同士が隣接するよう配置された2個の内側鉄心1、2
と、アモルファス磁性薄帯が積層されて一対の脚部と一
対のヨークとこれらの脚部とヨークに囲まれた窓部を有
するよう矩形に成形され焼鈍されて上記2個の内側鉄心
の外周を囲むよう配置された外側鉄心7と、この外側鉄
心7の一方の脚部およびこの脚部の内側に配置された内
側鉄心1の脚部が嵌挿された第1のコイル18Aと、外
側鉄心7の他方の脚部およびこの脚部の内側に配置され
た内側鉄心2の脚部が嵌挿された第2のコイル18B
と、隣接するよう配置された内側鉄心1、2の脚部が嵌
挿された第3のコイル18Cで構成されている。
【0018】本実施例では接合部のあるヨーク部が保護
材19で覆われている。この保護材19は三脚鉄心の各
脚のそれぞれに第1のコイル、第2のコイル、第3のコ
イルを嵌挿した後で保護材17と同様に鉄心の表面を覆
うように装着される。これにより鉄心の表面が保護材1
7、19で覆われるのでアモルファス材の破片が発生し
ても散らばることがなく信頼性の高い変圧器を得ること
ができる。また、内外鉄心を同時にコイルに挿入するた
め、鉄心間の隙が無くなるのでコイルの鉄心挿入口が小
さくて済む。本実施例によれば、内側鉄心を外側鉄心の
枠とするため内側鉄心及び外側鉄心の組合せが良好とな
る。又、鉄心端面が保護材で覆われるため鉄心からの騒
音を減衰することができる。図7の変圧器はこの後の工
程でタンクに入れられ、このタンク内に油または6フッ
化硫黄ガス等の冷媒が封入されて最終製品となる。
【0019】本発明によれば、焼鈍後の組合せ時に鉄心
の破損や破片の大量発生を防止できる三相アモルファス
三脚巻鉄心の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の巻鉄心の製造途中の正面図
である。
【図2】本発明の一実施例の巻鉄心の接合部以外の直線
部を締付けた状態を示す正面図である。
【図3】本発明の一実施例の巻鉄心の接合部を開口し接
合部のあるヨーク部を締付けた所を示す正面図である。
【図4】本発明の一実施例の巻鉄心の磁場中焼鈍を示す
斜視図である。
【図5】本発明の一実施例の巻鉄心の焼鈍後鉄心のコイ
ル挿入直前を示す正面図である。
【図6】本発明の一実施例の巻鉄心の図5中の脚部A−
Aの断面図である。
【図7】本発明の一実施例の巻鉄心変圧器の外形を示す
斜視図である。
【符号の説明】
1,2…内側鉄心、3…保護材、4…非磁性材、5,6
…芯金、7…外側鉄心、8…保護材、9…保護材、10
…ボルト、11,12,13,14…締付金具、15,
16…導体、17,19…保護材、18…コイル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−231986(JP,A) 特開 昭58−191409(JP,A) 特開 昭63−193512(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01F 27/24 - 27/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アモルファス磁性薄帯を積層して一対の脚
    部と一対のヨークとこれらの脚部とヨークに囲まれた窓
    部を有するよう矩形に成形して2個の内側鉄心を形成
    し、これらの2個の内側鉄心をそれぞれの脚部の一方同
    士が隣接するよう配置し、この2個の内側鉄心を成形型
    にしてアモルファス磁性薄帯を積層して一対の脚部と一
    対のヨークとこれらの脚部とヨークに囲まれた窓部を有
    するよう矩形に成形して外側鉄心を形成し、これらの内
    側鉄心と外側鉄心を一体として励磁焼鈍することを特徴
    とする三相アモルファス三脚巻鉄心の製造方法。
  2. 【請求項2】上記2個の内側鉄心は逆U字状に吊下げら
    れ、これを成形型として外側鉄心を逆U字状に積層し、
    所定積層数になった所で内側鉄心および外側鉄心のそれ
    ぞれの逆U字の開口部を閉じ、内側鉄心と外側鉄心を一
    体として上記2個の内側鉄心の窓部内に同方向から直流
    を流して励磁焼鈍することを特徴とする請求項1記載の
    加工装置。
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