JP2997114B2 - ３相巻鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３相巻鉄心の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８に示したように、３相巻鉄心１は、
矩形状の外側鉄心構成体２と、該外側鉄心構成体の窓部
内に並べて配置された第１及び第２の内側鉄心構成体３
及び４とにより構成される。外側鉄心構成体２の一方の
脚部２ａと第１の内側鉄心構成体３の一方の脚部３ａと
により３相巻鉄心の第１の脚部１Ａが構成され、第１の
内側鉄心構成体３の他方の脚部３ｂと第２の内側鉄心構
成体４の一方の脚部４ａとにより３相巻鉄心の第２の脚
部１Ｂが構成される。また第２の内側鉄心構成体４の他
方の脚部４ｂと外側鉄心構成体の他方の脚部２ｂとによ
り３相巻鉄心の第３の脚部１Ｃが構成されている。第１
ないし第３の脚部１Ａないし１Ｃにそれぞれ３相の巻線
５ｕ〜５ｗが巻装されて、３相変圧器が構成される。尚
図８においてＪは巻鉄心の突合わせ接合部を示してい
る。

【０００３】この種の３相巻鉄心を製造する方法として
は次の３つの方法がある。外側鉄心構成体２を構成す
る円環状の巻鉄心と、内側鉄心構成体３，４を構成する
円環状の巻鉄心とを別々に巻いた後、外側鉄心構成体２
を構成する巻鉄心をほぼ矩形状に成形する。内側鉄心構
成体３，４を構成する巻鉄心を楕円形に成形した後、２
個の内側鉄心構成体３，４を並置してバンドで一体に緊
縛し、緊縛した２個の内側鉄心構成体３，４を外側鉄心
構成体を構成する巻鉄心の内側に挿入する。その後前記
バンドを除去して内側の巻鉄心を矩形状に成形して焼鈍
する。外側鉄心構成体２を構成する巻鉄心と、内側鉄
心構成体３，４を構成する巻鉄心とを別々に巻き、各巻
鉄心を矩形状に成形した後組み合わせて焼鈍する（特公
昭６０−２５８８９号、特開平３−１２５４１５号）。
内側鉄心構成体３，４をそれぞれ形成する巻鉄心を巻
いてこれらの巻鉄心を矩形状に成形して内側鉄心構成体
３，４とした後、並べて配置された両内側鉄心構成体
３，４の外側に鋼帯を巻回して外側鉄心構成体を形成
し、全体を一体にして焼鈍する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記３つの方法の内、
第１の方法による場合には、内側鉄心構成体３，４を
バンドで緊縛する作業及びバンドを除去する作業が必要
になり、作業能率が悪いという問題があった。また一度
使用したバンドは再利用できないため、コストが高くな
るのを避けられなかった。

【０００５】前記第２の方法によると、内側鉄心構成
体の外側コーナ部と、外側鉄心構成体の内側コーナ部と
が密着しないで各コーナ部に隙間が生じ、鉄心の特性が
悪くなることがあった。またこの場合も、内側鉄心構成
体を外側鉄心構成体の窓内に挿入する作業が困難であっ
た。

【０００６】更に前記第３の方法による場合には、外
側鉄心構成体を巻回することが非常に難しいため、現実
には実施が困難であった。

【０００７】本発明の目的は、内側鉄心構成体の挿入作
業を容易に行うことができるようにして、製造能率を向
上させた３相巻鉄心の製造方法を提案することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ほぼ矩形状の
外側鉄心構成体と、該外側鉄心構成体の窓部内に並べて
配置されたほぼ矩形状の第１及び第２の内側鉄心構成体
とからなる３相巻鉄心を製造する方法で、本発明におい
ては、外側鉄心構成体の周長に相当する周長を有する円
環状巻鉄心の外周を四方から押圧して輪郭がほぼ矩形状
を呈する外側巻鉄心を形成する工程と、第１及び第２の
内側鉄心構成体の周長に相当する周長を有する２つの円
環状巻鉄心の窓部内にそれぞれジャッキを挿入してそれ
ぞれのジャッキを伸長させることにより輪郭がほぼ楕円
状を呈する第１及び第２の内側巻鉄心を形成する工程
と、外側巻鉄心の窓部内に前記第１の内側巻鉄心を挿入
して該第１の内側巻鉄心を外側巻鉄心の一方の脚部側に
片寄せて配置する工程と、外側巻鉄心の他方の脚部と前
記第１の内側巻鉄心との間に形成された空所内に下方か
ら前記外側巻鉄心の両脚部の対向方向に相対する１対の
押圧板を挿入して、該１対の押圧板を互いに離間する方
向に変位させることにより該空所を拡大する工程と、１
対の押圧板を下降させつつ前記拡大された空所内に上方
から第２の内側巻鉄心を挿入する工程と、外側巻鉄心の
窓部内に挿入された第１及び第２の内側巻鉄心の窓部内
のジャッキを外した後両内側巻鉄心の窓部内にマンドレ
ル（芯金）を挿入することにより第１及び第２の内側巻
鉄心を矩形状に成形する工程と、外側巻鉄心と該外側巻
鉄心の窓部内に挿入された第１及び第２の内側巻鉄心を
焼鈍する工程とを行い、外側巻鉄心により外側鉄心構成
体を形成し、第１及び第２の内側巻鉄心によりそれぞれ
第１及び第２の内側鉄心構成体を形成する。

【０００９】

【作用】上記のように、外側巻鉄心の窓部内に第１の内
側巻鉄心を挿入して該第１の内側巻鉄心を外側巻鉄心の
一方の脚部側に片寄せて配置した後、外側巻鉄心の他方
の脚部と第１の内側巻鉄心との間に形成された空所内に
下方から１対の押圧板を挿入して、該１対の押圧板によ
り空所を拡大してから、１対の押圧板を下降させつつ拡
大された空所内に上方から第２の内側巻鉄心を挿入する
ようにすると、外側巻鉄心の窓内に既に挿入されている
第１の内側巻鉄心の干渉を受けることなく、第２の内側
巻鉄心の挿入を円滑に行わせることができ、製造能率を
向上させることができる。

【００１０】

【実施例】図１ないし図７を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１１】本発明の方法では先ず、外側鉄心構成体２
を構成する円環状巻鉄心２″（図１Ａ）と内側鉄心構成
体３及び４をそれぞれ構成する円環状巻鉄心３″及び
４″（図１Ｂ）とを形成する。これらの円環状巻鉄心を
形成するには、例えば所定長さに切断された珪素鋼帯を
所定枚数積層して構成した１番目の積層体ブロックを円
形の巻芯に巻回してその両端を突合わせ接合し、次いで
２番目の積層体ブロックを既に巻回された１番目の積層
体ブロックの外周に巻回してその両端を突合わせ接合す
る。以下同様の作業を繰り返して所定の巻回厚を有する
円環状巻鉄心２″を形成する。この場合、各積層体ブロ
ックの接合部Ｊをほぼ同じ位置に位置させておく。最外
周の積層体ブロックの外周には珪素鋼帯を巻回して該珪
素鋼帯の両端をラップさせ、ラップさせた部分をスポッ
ト溶接して巻鉄心を拘束する。

【００１２】外側鉄心構成体を構成する円環状巻鉄心
２″の周長は、外側鉄心構成体２の周長に等しくしてお
く。また内側鉄心構成体を構成する円環状巻鉄心３″及
び４″の周長は内側鉄心構成体３及び４の周長に等しく
しておく。

【００１３】尚本発明において、円環状巻鉄心を形成す
る方法は任意であり、上記の方法に限定されない。

【００１４】外側鉄心構成体を構成する円環状巻鉄心
２″から巻芯（図示せず。）を外した後、該巻鉄心を水
平な作業テーブル２０（図４参照）の上に配置し、図１
（Ｃ）に示すように、巻鉄心の外周に四方から押圧板６
Ａ〜６Ｄを当てて、これらの押圧板をそれぞれ油圧シリ
ンダ７Ａ〜７Ｄにより押して巻鉄心をプレスすることに
より、輪郭がほぼ矩形状を呈する外側巻鉄心２´を形成
する。外側巻鉄心２´は脚部２ａ´，２ｂ´と継鉄部２
ｃ´，２ｄ´とを有し、脚部２ａ´及び２ｂ´が３相鉄
心の外側脚部に相応し、継鉄部２ｃ´及び２ｄ´が３相
鉄心の継鉄部に相応する。

【００１５】また図１（Ｄ）に示したように、内側鉄心
構成体を構成する円環状巻鉄心の内側に半円筒面状の成
形面１０ａ，１１ａを有する成形金具１０，１１と油圧
ジャッキ１２とを挿入してジャッキ１２を伸長させるこ
とにより輪郭がほぼ楕円状を呈する第１及び第２の内側
巻鉄心３´及び４´を形成する。これら内側巻鉄心の形
状及び寸法は同一である。

【００１６】次に図２に示したように、ほぼ矩形状に成
形されている外側巻鉄心２´の窓部内に、楕円状の輪郭
形状を保つように拘束されている第１の内側巻鉄心３´
を挿入し、該巻鉄心３´をほぼ矩形状の外側巻鉄心の一
方の脚部２ａ´側に片寄せて配置する。このとき第１の
内側巻鉄心３´と外側巻鉄心２´の他方の脚部２ｂ´と
の間に空所ｄが形成される。作業テーブル２０には、こ
の空所ｄに対応する窓２０ａが形成されている。

【００１７】次いで作業テーブル２０の下方から窓２０
ａを通して上記空所ｄ内に外側巻鉄心２´の脚部２ａ´
及び２ｂ´の対向方向に相対する１対の押圧板１５Ａ及
び１５Ｂを、外側巻鉄心の高さ方向のほぼ１／２の高さ
位置（図４参照）まで挿入する。図示の例では、押圧板
１５Ａ及び１５Ｂがそれぞれ油圧複動シリシンダ１６Ａ
及び１６Ｂのロッド１６A1及び１６B1の先端に固定され
ていて、両複動シリンダにより押圧板１５Ａ及び１５Ｂ
が水平方向に往復駆動される。また複動シリンダ１６Ａ
及び１６Ｂは図示しない上下駆動機構に取り付けられて
いて、該上下駆動機構により、押圧板１５Ａ及び１５Ｂ
が上下方向に移動し得るようになっている。

【００１８】第１の内側巻鉄心３´と外側巻鉄心２´の
脚部２ｂ´との間の空所ｄ内に下方から押圧板１５Ａ及
び１５Ｂを挿入した後、シリンダ１６Ａ及び１６Ｂを駆
動して両押圧板を互いに離間する方向に移動させること
により、空所ｄを拡大する。図３に示したように、第１
の内側巻鉄心３´の脚部３ａ´と外側巻鉄心２´の脚部
２ａとがほぼ直線状を成して接し、第１の内側巻鉄心３
´の他方の脚部３ｂ´がほぼ直線状を成し、更に外側巻
鉄心２´の他の脚部２ｂ´がほぼ直線状を成したところ
で、シリンダ１６Ａ及び１６Ｂを停止させる。

【００１９】次いで図４に示したように、上方から楕円
状に成形された第２の内側巻鉄心４´を拡大された空所
ｄ内に挿入し、押圧板１５Ａ及び１５Ｂを下降させつつ
第２の内側巻鉄心４´を空所ｄ内に挿入していく。内側
巻鉄心４´の挿入を完了した状態では、押圧板１５Ａ及
び１５Ｂの上端が作業テーブル２０の下方に位置する。
図５はこのようにして第２の内側巻鉄心４´の挿入した
状態を示している。

【００２０】次に内側巻鉄心３´及び４´の内側の窓部
から成形金具１０，１１とジャッキ１２とを外して、両
内側巻鉄心の窓部内に上方から楔形のマンドレルＭ1 〜
Ｍ3を挿入する。各内側巻鉄心の窓部内に挿入されたマ
ンドレルＭ1 〜Ｍ3 の全体の輪郭形状は完成状態の３相
巻鉄心の内側鉄心構成体３，４の窓部の輪郭形状に等し
いほぼ矩形状の形状を呈している。

【００２１】次いで押圧板６Ａ〜６Ｄにより外側巻鉄心
２´を四方から押圧することにより外側巻鉄心２´の脚
部２ａ´及び２ｂ´をそれぞれ内側巻鉄心３´及び４´
の脚部３ａ´及び４ｂ´に密着させ、図６に示すように
矩形状を呈する外側鉄心構成体２と第１及び第２の内側
鉄心構成体３及び４とからなる未焼鈍の３相巻鉄心１´
を構成する。

【００２２】次にこの３相巻鉄心１´を鋼帯２１により
緊縛してその形状を保持するように拘束した後、全体を
焼鈍炉内に入れて焼鈍する。焼鈍後、鋼帯２１及びマン
ドレルＭ1 〜Ｍ3 を外して３相巻鉄心１を完成する。

【００２３】この巻鉄心を用いて変圧器を構成する場合
には、外側鉄心構成体２及び内側鉄心構成体３，４の接
合部Ｊを開いて３相巻鉄心１の脚部１Ａ〜１Ｃ（図８参
照）にそれぞれ巻線５ｕ〜５ｗを嵌装する。その後接合
部Ｊを閉じて図８に示すような３相変圧器を完成する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、外側巻
鉄心の窓部内に第１の内側巻鉄心を挿入して該第１の内
側巻鉄心を外側巻鉄心の一方の脚部側に片寄せて配置し
た後、外側巻鉄心の他方の脚部と第１の内側巻鉄心との
間に形成された空所内に下方から１対の押圧板を挿入し
て、該１対の押圧板により空所を拡大してから、１対の
押圧板を下降させつつ拡大された空所内に上方から第２
の内側巻鉄心を挿入するようにしたので、外側巻鉄心の
窓内に既に挿入されている第１の内側巻鉄心の干渉を受
けることなく、第２の内側巻鉄心の挿入を円滑に行わせ
ることができ、製造能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の方法で外
側鉄心構成体及び内側鉄心構成体を形成するために用い
る円環状巻鉄心を示した上面図である。（Ｃ）は（Ａ）
の巻鉄心を成形して形成したほぼ矩形状の外側巻鉄心を
示した上面図、（Ｄ）は（Ｂ）の巻鉄心を成形して形成
したほぼ楕円状の内側巻鉄心である。

【図２】本発明の方法において外側巻鉄心の窓部に第１
の内側巻鉄心を挿入した状態を示した上面図である。

【図３】本発明の方法において外側巻鉄心の窓部に第１
の内側巻鉄心を挿入した状態で、外側巻鉄心の内側に形
成される空所を拡大する工程を示す上面図である。

【図４】本発明の方法において拡大された空所内に第２
の内側巻鉄心を挿入する工程を示す縦断面図である。

【図５】本発明の方法において外側巻鉄心の内側の空所
に第２の内側巻鉄心を挿入した状態を示した上面図であ
る。

【図６】図５の鉄心を矩形状に成形して外側巻鉄心と内
側巻鉄心とを密着させた状態を示した上面図である。

【図７】図６に示した鉄心を鋼帯により緊縛して拘束し
た状態を示した上面図である。

【図８】本発明の方法により製造した３相巻鉄心を用い
て構成した変圧器を示した正面図である。

【符号の説明】

１…３相巻鉄心、１´…焼鈍前の３相巻鉄心、２…外側
鉄心構成体、２´…外側巻鉄心、２″…外側巻鉄心を構
成する円環状巻鉄心、３…第１の内側鉄心構成体、３´
…第１の内側巻鉄心、３″…内側巻鉄心３´を構成する
円環状巻鉄心、４…第２の内側鉄心構成体、４´…第２
の内側巻鉄心、４″…内側巻鉄心４´を構成する円環状
巻鉄心、６Ａ〜６Ｄ…押圧板、７Ａ〜７Ｄ…油圧シリン
ダ、１５Ａ，１５Ｂ…押圧板、１６Ａ，１６Ｂ…油圧複
動シリンダ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ矩形状の外側鉄心構成体と、該外側鉄
   心構成体の窓部内に並べて配置されたほぼ矩形状の第１
   及び第２の内側鉄心構成体とからなる３相巻鉄心を製造
   する３相巻鉄心の製造方法において、 前記外側鉄心構成体の周長に相当する周長を有する円環
   状巻鉄心の外周を四方から押圧して輪郭がほぼ矩形状を
   呈する外側巻鉄心を形成する工程と、 前記第１及び第２の内側鉄心構成体の周長に相当する周
   長を有する２つの円環状巻鉄心の窓部内にそれぞれジャ
   ッキを挿入してそれぞれのジャッキを伸長させることに
   より輪郭がほぼ楕円状を呈する第１及び第２の内側巻鉄
   心を形成する工程と、 前記外側巻鉄心の窓部内に前記第１の内側巻鉄心を挿入
   して該第１の内側巻鉄心を外側巻鉄心の一方の脚部側に
   片寄せて配置する工程と、 前記外側巻鉄心の他方の脚部と前記第１の内側巻鉄心と
   の間に形成された空所内に下方から前記外側巻鉄心の脚
   部の対向方向に相対する１対の押圧板を挿入して、該１
   対の押圧板を互いに離間する方向に変位させることによ
   り該空所を拡大する工程と、 前記１対の押圧板を下降させつつ前記拡大された空所内
   に上方から第２の内側巻鉄心を挿入する工程と、 前記外側巻鉄心の窓部内に挿入された第１及び第２の内
   側巻鉄心の窓部内のジャッキを外した後両内側巻鉄心の
   窓部内にマンドレルを挿入することにより第１及び第２
   の内側巻鉄心を矩形状に成形する工程と、 前記外側巻鉄心と該外側巻鉄心の窓部内に挿入された第
   １及び第２の内側巻鉄心を焼鈍する工程とを行って、 前記外側巻鉄心により前記外側鉄心構成体を形成し、前
   記第１及び第２の内側巻鉄心によりそれぞれ前記第１及
   び第２の内側鉄心構成体を形成することを特徴とする３
   相巻鉄心の製造方法。