JP3349411B2 - アモルファス鉄心変圧器 - Google Patents

アモルファス鉄心変圧器

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JP3349411B2 JP25449497A JP25449497A JP3349411B2 JP 3349411 B2 JP3349411 B2 JP 3349411B2 JP 25449497 A JP25449497 A JP 25449497A JP 25449497 A JP25449497 A JP 25449497A JP 3349411 B2 JP3349411 B2 JP 3349411B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファス鉄心
変圧器に係り、非晶質磁性合金薄帯を用いた巻鉄心(本
明細書では「アモルファス巻鉄心」という)を有する変
圧器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のアモルファス巻鉄心に関する技術
としては、特開昭58−112310号公報に記載され
ている技術が知られている。この公報記載の技術によれ
ば、アモルファス磁性条帯を積層するように巻回し、巻
回して形成された最内層に対してノンアモルファス金属
材料の内側補強体とを備えたものである。
【0003】さらに、上記アモルファス巻鉄心を詳しく
説明すると、巻線作業に起因する応力の巻鉄心への影響
を除去するために、当該アモルファス巻鉄心を成形した
状態で磁場中で焼鈍が行われる。そして焼鈍後、図2に
示すように一度アモルファス巻鉄心1のラップ接合側
(図示では下側)を開き、コイル2を挿入して、再度巻
いて変圧器を形成するのが一般である。このようにして
形成されたアモルファス巻鉄心を用いた変圧器は、通
常、機械的な保護と放熱のために、密閉したタンク中の
絶縁油に油浸された状態で使用されていた。
【0004】しかし、焼鈍したアモルファス磁性材は、
非常に脆いため、巻鉄心1をコイル2に挿入する作業
時、コイル2の端面から当該コイル2の内部に前記アモ
ルファスの破片が侵入して絶縁を破壊する。また、輸送
中の振動や使用中の衝撃等により、積層されたアモルフ
ァス薄帯の側面、すなわちコアの端面より構成面におけ
る割れ等により、アモルファス磁性材の微粉が油中に散
逸し、この散逸した微粉が原因となり、コイルの絶縁を
破壊してしまう可能性があった。
【0005】そこで、特開平2−239607号公報記
載の技術では、焼なまし処理去れたアモルファス金属性
巻きコアを有する変圧器で、当該コアのフェースを樹脂
被覆基材で被覆し、前記コアのフェースに樹脂被覆基材
を加圧接着することにより、当該変圧器のコアの構造強
度が付与される共に、コアからのアモルファス磁性材の
割れや、前記割れの微粉の油中への散逸の防止を図って
いた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】変圧器のアモルファス
磁性材の巻鉄心は、動作時、鉄損、銅損等による発熱で
膨張し、変形が生ずることになるのが通常である。しか
し、前記特開平2−239607号公報記載の技術によ
れば、コア端面を固着させた樹脂被覆基材で覆うように
して変形を押えているが、この場合、当該変形を押さえ
る方向の力が巻鉄心に働き、当該巻鉄心に局部的歪みが
生じ、応力が大となり、鉄損の増加等特性の変化をもた
らすという問題があった。
【0007】このような問題を解決するため、単相器に
おいては、特開平6−163281号公報記載の技術が
提案されている。巻回した複数層のアモルファス磁性材
薄帯の側端面により構成されるアモルファス巻鉄心の端
面を覆うように絶縁保護材を取り付け、この絶縁保護材
は、前記アモルファス巻鉄心の端面の内、最外周層にお
いてのみ固着されているものである。この技術では、巻
鉄心を構成するアモルファス磁性材の移動自由度を充分
に保ちつつ、巻鉄心の外周側エッジ部を保護して、アモ
ルファス磁性材の破損を防ぐことができる。
【0008】しかし、三脚以上の巻鉄心においては、ヨ
ーク部が複数個になるため、前記特開平6−16328
1号公報記載の技術では、破片脱落防止の作業が複雑に
なっていた。すなわち、アモルファス巻鉄心の脚部に保
護材を筒状に巻き、上部ヨーク部の巻鉄心端面と巻鉄心
の接合部を有する下部ヨーク部の巻鉄心端面を保護材で
覆うようにする。そして、前記巻鉄心端面の保護材を前
記筒状の保護材に取り付けるようにし、さらに、当該巻
鉄心端面の保護材を連結しなければならず、実際には、
非常に作業に手間がかかり、面倒となっていたという問
題があった。
【0009】本発明は、かかる従来技術における問題点
を解決するためになされたものであり、少なくとも三脚
以上の鉄心構造を持つアモルファス変圧器において、巻
鉄心の破片の散逸や一旦落下した破片の再散逸を、巻鉄
心特性を悪化させることなく防止することが容易にでき
るアモルファス巻鉄心変圧器を提供することをその目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るアモルファス鉄心変圧器の構成は、接
合部を有するアモルファス巻鉄心を複列にし、 該複列の
巻鉄心が挿入された複数のコイルを有し、前記複列の
鉄心を少なくとも三脚とし、前記複列の巻鉄心のコイル
を挟んだ接合部側および該接合部の反対側の複数のヨー
ク部外周それぞれが、連続し且つ間隙のごく小さい絶縁
性保護材で一括して覆われていることを特徴とするもの
である。
【0011】前記に記載のアモルファス鉄心変圧器にお
いて、記連続しかつ間隙のごく小さい絶縁保護材を、
前記巻鉄心の複列方向と直交し、かつ少なくとも三脚の
前記巻鉄心の配置方向を長手方向とする一枚または二枚
絶縁性保護材で一括して覆うようにしたことを特徴と
するものである。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【発明の実施の形態】図1ないし図9を参照して、本発
明に係るアモルファス鉄心変圧器の実施の形態について
説明する。図1は、本発明に係るアモルファス鉄心変圧
器の一実施形態の模式図、図2は、図1のアモルファス
鉄心変圧器におけるアモルファス鉄心の模式図、図3
は、図1のアモルファス鉄心変圧器の組立て図、図4
は、図1のアモルファス鉄心変圧器におけるアモルファ
ス鉄心の他の模式図、図5は、図1のアモルファス鉄心
変圧器の他の組立て図、図6は、図1のアモルファス鉄
心における保護材の模式図、図7は、図1のアモルファ
ス鉄心における保護材の他の模式図、図8は、本発明に
係るアモルファス鉄心変圧器の他の一実施形態の模式
図、図9は、本発明に係るアモルファス鉄心変圧器のさ
らに他の一実施形態の模式図である。
【0017】〔実施の形態 1〕図1に示すように、ア
モルファス鉄心変圧器Tは、アモルファス巻鉄心1をコ
イル2に挿入して列状に配設したものである。また、ア
モルファス巻鉄心1はいずれか一方で(図示では下方の
位置)でアモルファス積層薄帯をラップさせて形成す
る。
【0018】前記巻鉄心のラップ側のヨーク部は、コイ
ル2の最内周の絶縁部材2aもしくは巻枠3またはコイ
ル2の外側に位置する巻鉄心のコア部を覆っている絶縁
部材4と、これら部材と隙間なく貼着した絶縁部材で形
成した保護材5とにより全体として連続して、間隙なく
全体として覆われている。前記巻鉄心の反ラップ部(図
示では上方の位置)側のヨーク部とコア部は、それぞれ
絶縁部材4、6で覆われている。このようにして、アモ
ルファス巻鉄心1が密封され、アモルファス破片の脱落
を防止している。
【0019】図2は、焼鈍後、アモルファス巻鉄心のラ
ップ部を開口し、逆U字に成形されたアモルファス巻鉄
心1の模式図を示しているが、前記アモルファス巻鉄心
1は、最内周に当該巻鉄心1に強度を持たせるための補
強部材7が設けられ、最外周にはけい素鋼板による補強
部材8が設けられている。さらに、上部ヨーク部とコア
部の巻鉄心端面を保護するためのそれぞれ絶縁部材6、
4が貼り付けられている。
【0020】図3を参照して、逆U字成形されたアモル
ファス鉄心1をコイル2に挿入する工程を説明する。図
中、丸付数字は、工程の順序を示すものである。工程
において、前記コイル2の鉄心ラップ部側(図示では下
方側)端面には、コイル最内周の絶縁部材もしくは巻枠
3と、隙間なく貼られた絶縁部材で形成した保護部材5
とを設ける。この保護部材5には、アモルファス鉄心が
挿入される位置に切り込み部C1が設けられているが、
これについては詳細に後述する。
【0021】工程において、この保護部材5に対して
逆U字成形されたアモルファス鉄心1が逐次挿入され
る。図示では、左方の位置から右方の位置に対して逐次
挿入されている。前記保護部材5は、単一の連続部材で
も、複数に分割したものを粘着テープ等で張り合わせた
連続部材でも差し支えない。
【0022】工程において、アモルファス鉄心1の挿
入が完了し、そののち、前記保護部材5の面が垂直にな
るように位置させる。工程において、前記起立させた
逆U字成形されたアモルファス鉄心1の開口部を、コイ
ル2のラップ側の端面を保護部材5で覆うたまま、ラッ
プ作業により、ラップさせ矩形成形させる。図示ではこ
のときの状況を示している。
【0023】工程において、ラップ作業の完了後のア
モルファス鉄心1の状態を図示するが、コイル2の端面
は、保護部材5により覆われ、コイル2の内部にアモル
ファス破片が侵入することなく作業が出来る。工程に
おいて、矩形成形されたアモルファス巻鉄心1のラップ
側のヨーク部を保護部材5により包み込み、アモルファ
ス破片の脱落防止が行われる。工程において、前記構
成したアモルファス巻鉄心1を起立させて完成する。
【0024】〔実施の形態 2〕図4を参照して、本発
明に係る一実施形態のアモルファス鉄心変圧器の他の構
成を説明する。本実施形態では、コイル2の上下両端面
に絶縁材の保護部材を設けたものである。図4には、焼
鈍後に、ラップ部を開口して逆U字成形されたアモルフ
ァス鉄心9を示すが、アモルファス巻鉄心9は、最内周
に当該巻鉄心9に強度を持たせるための補強部材10が
設けられ、最外周にけい素鋼板による補強部材11が設
けられている。
【0025】図5を参照して、図4の逆U字成形された
アモルファス鉄心9をコイル2に挿入する工程を説明す
る。工程において、前記コイル2の鉄心ラップ部側
(図示では下方側)端面には、コイル最内周の絶縁部材
もしくは巻枠3と、隙間なく貼られた絶縁部材で形成し
た保護部材5を設ける。この保護部材5には、アモルフ
ァス鉄心が挿入される位置に切り込み部C1が設けられ
ているが、これについては詳細に後述する。
【0026】工程において、この保護部材5に対して
逆U字成形されたアモルファス鉄心1が逐次挿入され
る。図示では、左方の位置から右方の位置に対して逐次
挿入されている。前記保護部材5は、単一の連続させた
部材でも、複数に分割したものを粘着テープ等で張り合
わせた連続部材でも差し支えない。
【0027】工程において、図示する如く、アモルフ
ァス鉄心9の4個の内、両外側二個のコイルの外側に位
置するコア部のみに絶縁材で形成した保護部材12を貼
着し、他の部分は貼着せず、そのままとする。また、コ
イル2の上下端面には、コイル最内周の絶縁部材または
巻枠3と隙間なく貼り付けられた絶縁材で形成させた保
護部材5a、5bを設ける。
【0028】次いで、逆U字成形されたアモルファス巻
鉄心9を当該保護部材5a、5bに挿入する。前記保護
部材5a、5bは、単一の連続させた部材でも、複数に
分割したものを粘着テープ等で張り合わせた連続部材で
も差し支えない。そして、先に貼着した保護材12と保
護部材5a、5bを隙間なく貼り付ける。
【0029】工程において、そののち、逆U字成形さ
れたアモルファス鉄心9の開口部をラップ作業が容易と
なるように位置させ、当該ラップ作業を行わせる。工程
において、ラップ作業が完了し、矩形成形をさせる。
工程において、矩形成形されたアモルファス巻鉄心9
の上下ヨーク部を保護部材5a、5bにより包み込ませ
る。次いで、工程において、アモルファス巻鉄心9を
起立させる。
【0030】このようにして、アモルファス破片の脱落
防止を行いながら、アモルファス巻鉄心9の組立てをす
ることができる。本実施形態の構成によれば、アモルフ
ァス巻鉄心個々にあらかじめ絶縁処理を施す必要がな
く、破片脱落防止が容易に行える。
【0031】〔実施の形態 3〕図6を参照して、本発
明に係る一実施形態のアモルファス鉄心変圧器のさらに
他の構成を説明する。図6は、保護部材5をコイル最内
周の絶縁部材又は巻枠3に貼着する方法の一例を示す。
図6分図(a)は、長方形の絶縁材である保護部材5に
おいて、切り込み部C1を形成する。図6分図(b)
は、切り込み部C1の拡大図である。
【0032】分図(a)、分図(b)において、切り込
み部C1に生じた三角形の絶縁材片を下方に折り込んだ
山形部分15を形成させる。この山形部分15は、例え
ばクラフトテープ等の粘着テープ13aにより、コイル
最内周の絶縁部材もしくは巻枠3に隙間なく貼着する。
さらに、補強用としてコイル窓内角部に粘着テープ14
を貼着することが好ましい。また、粘着テープ14の代
わりに、接着材により貼付を行つても差し替えない。
【0033】次に、図7を参照して、保護部材5をコイ
ル最内周の絶縁部材もしくは巻枠3に貼り付けるその他
の方法を説明する。図7分図(a)に示す如く、長方形
の絶縁材である保護部材5において、コイル窓の形状の
切取り部C2を形成する。図7分図(b)は、切取り部
C2の拡大図である。
【0034】図示する如く、切取り部C2部分をコイル
窓のエッジ部分に合わせて、例えばクラフトテープ等の
粘着テープ13bによりコイル最内周の絶縁部材もしく
は巻枠3に隙間なく貼着する。さらに、補強用としてコ
イル窓の内角部に粘着テープ14を貼着してもよい。以
上の実施形態は、三相五脚鉄心についての例であるが、
三脚以上のコア部を持つアモルファス巻鉄心であれば、
同様の方法でアモルファス破片の脱落防止ができる。
【0035】また、以上の実施例の他に、図8、図9に
示すように、鉄心幅方向に2列以上の複列のアモルファ
ス巻鉄心を並べた鉄心構造を持つ変圧器に対しても同様
のことが実施できる。この場合、鉄心幅方向に複数並ん
だ鉄心を、各列毎に一括して絶縁部材でできた保護材で
覆っても差し支えないし、全列一括して絶縁部材で形成
した保護部材で覆っても差し支えない。
【0036】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く、本発明の構成
によれば、3脚以上のアモルファス巻鉄心をもつアモル
ファス巻鉄心変圧器において、アモルファス変圧器の特
性を悪化させることなく、容易にアモルファス鉄心の保
護が行え、アモルファス破片の散逸を防止するアモルフ
ァス巻鉄心変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアモルファス鉄心変圧器の一実施
形態の模式図である。
【図2】図1のアモルファス鉄心変圧器におけるアモル
ファス鉄心の模式図である。
【図3】図1のアモルファス鉄心変圧器の組立工程図で
ある。
【図4】図1のアモルファス鉄心変圧器におけるアモル
ファス鉄心の他の模式図である。
【図5】図1のアモルファス鉄心変圧器の他の組立工程
図である。
【図6】図1のアモルファス鉄心における保護材の模式
図である。
【図7】図1のアモルファス鉄心における保護材の他の
模式図である。
【図8】本発明に係るアモルファス鉄心変圧器の他の一
実施形態の模式図である。
【図9】本発明に係るアモルファス鉄心変圧器のさらに
他の一実施形態の模式図である。
【符号の説明】
1…アモルファス巻鉄心、2…コイル、3…絶縁部材又
は巻枠、4…絶縁部材、5、5a、5b…保護材、6…
絶縁部材、7…補強部材、8…補強部材、9…アモルフ
ァス鉄心、10…補強部材、11…補強部材、12…保
護材、13a、13b…粘着テープ、14…粘着テープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 勝敏 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地1 株式会社日立製作所 産業機器事業部 内 (56)参考文献 特開 平8−31667(JP,A) 特開 平9−129464(JP,A) 特開 昭63−241911(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 27/24 H01F 27/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接合部を有するアモルファス巻鉄心を複列
    にし、 該複列の 巻鉄心が挿入された複数のコイルを有し、 前記複列の巻鉄心を少なくとも三脚とし、 前記複列の巻鉄心のコイルを挟んだ接合部側および該
    合部の反対側の複数のヨーク部外周それぞれが、連続し
    且つ間隙のごく小さい絶縁性保護材で一括して覆われて
    いることを特徴とするアモルファス鉄心変圧器。
  2. 【請求項2】請求項1記載のアモルファス鉄心変圧器に
    おいて、 記連続しかつ間隙のごく小さい絶縁保護材を、前記巻
    鉄心の複列方向と直交し、かつ少なくとも三脚の前記巻
    鉄心の配置方向を長手方向とする一枚または二枚の絶縁
    性保護材で一括して覆うようにしたことを特徴とするア
    モルファス鉄心変圧器。
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