JP3813350B2 - アモルファス鉄心変圧器 - Google Patents
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Description
【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であり、特にアモルファス材を用いた、アモルファス巻鉄心を有する変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気特性に優れたアモルファス材を巻鉄心に使用する変圧器が多数提案されている。従来のアモルファス鉄心変圧器は、図７（ａ）に示すように、アモルファス巻鉄心１´、コイル２´、スペーサ３１´、３２´からなる。スペーサ３１´３２´は、巻鉄心１´とコイル２´との間に挿入し、巻鉄心１´とコイル２´を固定していた。アモルファス鉄心変圧器の組立作業では、一般的に、鉄心１´を一括してコイル２´に挿入する。この場合、作業性を高めるには、鉄心１´とコイル２´の窓内の余裕寸法を大きくとる必要が有り、鉄心１´挿入後、鉄心１´コイル２´間に絶縁部材からなるスペーサ３１´、３２´により、鉄心１´とコイル２´の固定を行っていた（例えば、特願平９−１４９３３１号参照）。また、鉄心コイル間や単位鉄心間に間隙部材を挿入することも提案されている（特開昭６３−１９３５１２号公報、特開平２−１１７１１１号公報参照）。
【０００３】
従来技術では、鉄心コイル間に絶縁部材からなるスペーサを挿入するため、スペーサの厚さ分だけ、鉄心のヨーク部が長くなり、鉄心材料費アップ、鉄損の悪化等の問題が生じることとなる。そして、スペーサは、コイル１脚について２部材必要であり、さらに鉄心の窓内開口部に挿入を行わなければならず、スペーサ自体の材料費が高くなる、挿入作業性が悪い等の問題があった。また、単位鉄心間に間隙部材を挿入する際にコイルを固定しないと、単位鉄心とコイルとを固定することにはならず、コイル等を固定する部材が別途必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、これらの問題を解決し、鉄心材料、スペーサ用絶縁部材の材料費の低減、組立性の改善、鉄損の低減等を実現し、そして、別途固定部材を必要としないアモルファス鉄心変圧器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アモルファス材薄帯を多層に巻回した複数の単位巻鉄心と該単位巻鉄心を挿入する複数のコイルとを有し、単位巻鉄心をアモルファス材薄帯積厚方向に複数列配置するアモルファス鉄心変圧器において、前記単位巻鉄心と前記コイルとを固定する絶縁スペーサを隣接して配置する単位巻鉄心間に設け、前記絶縁スペーサは巻鉄心係止部を有するアモルファス鉄心変圧器である。
【０００６】
また、本発明は、上記絶縁スペーサの幅は、アモルファス材薄帯の幅の８０％以上であるアモルファス鉄心変圧器である。
【０００７】
そして、本発明は、上記絶縁スペーサの厚さは、３０ｍｍ以下の寸法であるアモルファス鉄心変圧器である。
【０００８】
更に、本発明は、上記絶縁スペーサは、アモルファス材薄帯積厚方向部と幅方向部とからなるＨ字形であるアモルファス鉄心変圧器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の発明の実施の形態を説明する。
本発明のアモルファス鉄心変圧器の実施例について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の斜視説明図である。図２は、実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の上面説明図である。図３は、実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立工程説明図である。図４は、スペーサの厚さの影響を示す概念説明図である。図５は、実施例２のアモルファス鉄心変圧器の上面説明図である。図６は、実施例３のアモルファス鉄心変圧器の正面説明図である。
【００１１】
実施例１を説明する。本実施例のアモルファス鉄心変圧器の鉄心コイル構造の斜視説明図を図１に、そして、図１の横断面における上面説明図を図２に示す。図示するように本実施例のアモルファス鉄心変圧器は、アモルファス材薄帯を多層に巻回した複数の単位巻鉄心１と単位巻鉄心１を挿入する複数のコイル２とを有し、単位巻鉄心１をアモルファス材薄帯積厚方向に複数列配置する。隣接して配置される単位巻鉄心１間に、絶縁部材でできた鉄心積厚方向スペーサ３１を設けることで、単位巻鉄心１間を固定する。鉄心幅方向スペーサ３２は、巻鉄心１巻線２間を固定し、巻線２は隣接する巻線２により固定する。この構造により、単位巻鉄心１のヨーク部を従来品より短くでき、鉄心重量の低減による、材料費低減、鉄損改善が可能となる。そして、鉄心積厚方向スペーサ３１は、従来例ではコイル１脚について２部材必要であるが、本実施例では１部材で固定できる。
【００１２】
次に、本実施例のアモルファス鉄心変圧器の組立におけるスペーサ挿入作業について、図３を用いて説明する。３巻線４単位巻鉄心で説明する。各単位巻鉄心１をＵ字形とし、巻線２に挿入する（図３ａ参照）。単位巻鉄心１をすべて挿入（図３ｂ参照）し、次に３枚のスペーサ３１を隣接する巻鉄心１間に挿入する（図３ｃ参照）。各単位巻鉄心１の先端を合わせ（図３ｄ参照）てつないで組立体とする（図３ｅ及び図３ｆ参照）。従来例では、スペーサ３１´を巻鉄心１´コイル２´間に挿入する（図７ｂ参照）ので、スペーサ３１´を６枚必要とし、作業時間が長くなってしまうが、本実施例の変圧器では、スペーサ３１は３枚で良いので、挿入作業時間等を短縮することができる。
【００１３】
なお、アモルファス鉄心は、応力感受性が高く、鉄心の積厚方向に応力を受けると鉄損が悪化する。そこで、本実施例では鉄心積厚方向スペーサ３１の幅寸法（図２におけるａ）をアモルファス鉄心を構成するアモルファス材薄帯の幅寸法（図２におけるｂ）に対して８０％以上とすると、局部応力を緩和し、良好な鉄心特性を得ることも可能となる。
【００１４】
更に、スペーサの厚さ（図２におけるｃ）と材料費、加工工数及び鉄心特性との関係について、図４を用いて説明する。材料費は、スペーサが厚くなると増加する。加工工数は、鉄心間の間隙が大きいほど挿入しやすくなる等組立性が良くなるため、スペーサが厚さくなるほど低くなる。鉄心特性は、スペーサの厚さが薄くなると隣接する巻鉄心からの漏洩磁束等の影響を受け、また、スペーサを厚くすると、磁気特性が劣化する。これらの影響を考慮すると、本実施例ではスペーサの厚さ寸法を３０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００１５】
実施例２を説明する。本実施例のアモルファス鉄心変圧器の構造説明図を図５に示す。本実施例では鉄心積厚方向に挿入するスペーサ部と鉄心幅方向に挿入するスペーサ部を一体化してＨ字形のスペーサ３Ｂとし、このＨ字形のスペーサ３Ｂで単位巻鉄心１とコイル２を固定する。これにより、スペーサを一度に挿入することができるとともに、鉄心積厚方向と鉄心幅方向の２方向とも簡単に固定することができ、組立作業性の改善等が可能となる。
【００１６】
実施例３を説明する。本実施例のアモルファス鉄心変圧器の構造説明図を図６に示す。図１における縦断面で示す。本実施例では、鉄心１間に挿入するスペーサ３Ｃの形状として、巻鉄心係止部３１Ｃを有する。巻鉄心係止部３１Ｃは、スペーサ３Ｃを単位巻鉄心１間に挿入すると、巻鉄心係止部３１Ｃの幅と等しい鉄心１間寸法のところで、スペーサ３Ｃを係止する。そのため、必要以上の応力を鉄心にかけることなく挿入することが可能であるとともに、スペーサ３Ｃが脱落する恐れのない構造を実現できる。なお、スペーサ３Ｃは、鉄心積厚方向スペーサとして説明したが、鉄心幅方向スペーサ及びＨ字形のスペーサにおいても、巻鉄心係止部を形成することは可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、鉄心材料、スペーサ用絶縁部材の材料費の低減、組立性の改善、鉄損の低減等を実現し、そして、別途固定部材を必要としないアモルファス鉄心変圧器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の斜視説明図。
【図２】実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の上面説明図。
【図３】実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立工程説明図。
【図４】スペーサの厚さの影響を示す概念説明図。
【図５】実施例２のアモルファス鉄心変圧器の上面説明図。
【図６】実施例３のアモルファス鉄心変圧器の正面説明図。
【図７】従来例のアモルファス鉄心変圧器の上面説明図及び組立工程説明図。
【符号の説明】
１ 単位巻鉄心
２ コイル
３、３Ｂ、３Ｃ スペーサ
３１ 鉄心積厚方向スペーサ
３２ 鉄心幅方向スペーサ
３１Ｃ 巻鉄心係止部
【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であり、特にアモルファス材を用いた、アモルファス巻鉄心を有する変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気特性に優れたアモルファス材を巻鉄心に使用する変圧器が多数提案されている。従来のアモルファス鉄心変圧器は、図７（ａ）に示すように、アモルファス巻鉄心１´、コイル２´、スペーサ３１´、３２´からなる。スペーサ３１´３２´は、巻鉄心１´とコイル２´との間に挿入し、巻鉄心１´とコイル２´を固定していた。アモルファス鉄心変圧器の組立作業では、一般的に、鉄心１´を一括してコイル２´に挿入する。この場合、作業性を高めるには、鉄心１´とコイル２´の窓内の余裕寸法を大きくとる必要が有り、鉄心１´挿入後、鉄心１´コイル２´間に絶縁部材からなるスペーサ３１´、３２´により、鉄心１´とコイル２´の固定を行っていた（例えば、特願平９−１４９３３１号参照）。また、鉄心コイル間や単位鉄心間に間隙部材を挿入することも提案されている（特開昭６３−１９３５１２号公報、特開平２−１１７１１１号公報参照）。
【０００３】
従来技術では、鉄心コイル間に絶縁部材からなるスペーサを挿入するため、スペーサの厚さ分だけ、鉄心のヨーク部が長くなり、鉄心材料費アップ、鉄損の悪化等の問題が生じることとなる。そして、スペーサは、コイル１脚について２部材必要であり、さらに鉄心の窓内開口部に挿入を行わなければならず、スペーサ自体の材料費が高くなる、挿入作業性が悪い等の問題があった。また、単位鉄心間に間隙部材を挿入する際にコイルを固定しないと、単位鉄心とコイルとを固定することにはならず、コイル等を固定する部材が別途必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、これらの問題を解決し、鉄心材料、スペーサ用絶縁部材の材料費の低減、組立性の改善、鉄損の低減等を実現し、そして、別途固定部材を必要としないアモルファス鉄心変圧器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アモルファス材薄帯を多層に巻回した複数の単位巻鉄心と該単位巻鉄心を挿入する複数のコイルとを有し、単位巻鉄心をアモルファス材薄帯積厚方向に複数列配置するアモルファス鉄心変圧器において、前記単位巻鉄心と前記コイルとを固定する絶縁スペーサを隣接して配置する単位巻鉄心間に設け、前記絶縁スペーサは巻鉄心係止部を有するアモルファス鉄心変圧器である。
【０００６】
また、本発明は、上記絶縁スペーサの幅は、アモルファス材薄帯の幅の８０％以上であるアモルファス鉄心変圧器である。
【０００７】
そして、本発明は、上記絶縁スペーサの厚さは、３０ｍｍ以下の寸法であるアモルファス鉄心変圧器である。
【０００８】
更に、本発明は、上記絶縁スペーサは、アモルファス材薄帯積厚方向部と幅方向部とからなるＨ字形であるアモルファス鉄心変圧器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の発明の実施の形態を説明する。
本発明のアモルファス鉄心変圧器の実施例について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の斜視説明図である。図２は、実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の上面説明図である。図３は、実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立工程説明図である。図４は、スペーサの厚さの影響を示す概念説明図である。図５は、実施例２のアモルファス鉄心変圧器の上面説明図である。図６は、実施例３のアモルファス鉄心変圧器の正面説明図である。
【００１１】
実施例１を説明する。本実施例のアモルファス鉄心変圧器の鉄心コイル構造の斜視説明図を図１に、そして、図１の横断面における上面説明図を図２に示す。図示するように本実施例のアモルファス鉄心変圧器は、アモルファス材薄帯を多層に巻回した複数の単位巻鉄心１と単位巻鉄心１を挿入する複数のコイル２とを有し、単位巻鉄心１をアモルファス材薄帯積厚方向に複数列配置する。隣接して配置される単位巻鉄心１間に、絶縁部材でできた鉄心積厚方向スペーサ３１を設けることで、単位巻鉄心１間を固定する。鉄心幅方向スペーサ３２は、巻鉄心１巻線２間を固定し、巻線２は隣接する巻線２により固定する。この構造により、単位巻鉄心１のヨーク部を従来品より短くでき、鉄心重量の低減による、材料費低減、鉄損改善が可能となる。そして、鉄心積厚方向スペーサ３１は、従来例ではコイル１脚について２部材必要であるが、本実施例では１部材で固定できる。
【００１２】
次に、本実施例のアモルファス鉄心変圧器の組立におけるスペーサ挿入作業について、図３を用いて説明する。３巻線４単位巻鉄心で説明する。各単位巻鉄心１をＵ字形とし、巻線２に挿入する（図３ａ参照）。単位巻鉄心１をすべて挿入（図３ｂ参照）し、次に３枚のスペーサ３１を隣接する巻鉄心１間に挿入する（図３ｃ参照）。各単位巻鉄心１の先端を合わせ（図３ｄ参照）てつないで組立体とする（図３ｅ及び図３ｆ参照）。従来例では、スペーサ３１´を巻鉄心１´コイル２´間に挿入する（図７ｂ参照）ので、スペーサ３１´を６枚必要とし、作業時間が長くなってしまうが、本実施例の変圧器では、スペーサ３１は３枚で良いので、挿入作業時間等を短縮することができる。
【００１３】
なお、アモルファス鉄心は、応力感受性が高く、鉄心の積厚方向に応力を受けると鉄損が悪化する。そこで、本実施例では鉄心積厚方向スペーサ３１の幅寸法（図２におけるａ）をアモルファス鉄心を構成するアモルファス材薄帯の幅寸法（図２におけるｂ）に対して８０％以上とすると、局部応力を緩和し、良好な鉄心特性を得ることも可能となる。
【００１４】
更に、スペーサの厚さ（図２におけるｃ）と材料費、加工工数及び鉄心特性との関係について、図４を用いて説明する。材料費は、スペーサが厚くなると増加する。加工工数は、鉄心間の間隙が大きいほど挿入しやすくなる等組立性が良くなるため、スペーサが厚さくなるほど低くなる。鉄心特性は、スペーサの厚さが薄くなると隣接する巻鉄心からの漏洩磁束等の影響を受け、また、スペーサを厚くすると、磁気特性が劣化する。これらの影響を考慮すると、本実施例ではスペーサの厚さ寸法を３０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００１５】
実施例２を説明する。本実施例のアモルファス鉄心変圧器の構造説明図を図５に示す。本実施例では鉄心積厚方向に挿入するスペーサ部と鉄心幅方向に挿入するスペーサ部を一体化してＨ字形のスペーサ３Ｂとし、このＨ字形のスペーサ３Ｂで単位巻鉄心１とコイル２を固定する。これにより、スペーサを一度に挿入することができるとともに、鉄心積厚方向と鉄心幅方向の２方向とも簡単に固定することができ、組立作業性の改善等が可能となる。
【００１６】
実施例３を説明する。本実施例のアモルファス鉄心変圧器の構造説明図を図６に示す。図１における縦断面で示す。本実施例では、鉄心１間に挿入するスペーサ３Ｃの形状として、巻鉄心係止部３１Ｃを有する。巻鉄心係止部３１Ｃは、スペーサ３Ｃを単位巻鉄心１間に挿入すると、巻鉄心係止部３１Ｃの幅と等しい鉄心１間寸法のところで、スペーサ３Ｃを係止する。そのため、必要以上の応力を鉄心にかけることなく挿入することが可能であるとともに、スペーサ３Ｃが脱落する恐れのない構造を実現できる。なお、スペーサ３Ｃは、鉄心積厚方向スペーサとして説明したが、鉄心幅方向スペーサ及びＨ字形のスペーサにおいても、巻鉄心係止部を形成することは可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、鉄心材料、スペーサ用絶縁部材の材料費の低減、組立性の改善、鉄損の低減等を実現し、そして、別途固定部材を必要としないアモルファス鉄心変圧器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の斜視説明図。
【図２】実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立体の上面説明図。
【図３】実施例１のアモルファス鉄心変圧器の組立工程説明図。
【図４】スペーサの厚さの影響を示す概念説明図。
【図５】実施例２のアモルファス鉄心変圧器の上面説明図。
【図６】実施例３のアモルファス鉄心変圧器の正面説明図。
【図７】従来例のアモルファス鉄心変圧器の上面説明図及び組立工程説明図。
【符号の説明】
１ 単位巻鉄心
２ コイル
３、３Ｂ、３Ｃ スペーサ
３１ 鉄心積厚方向スペーサ
３２ 鉄心幅方向スペーサ
３１Ｃ 巻鉄心係止部
Claims (4)
- アモルファス材薄帯を多層に巻回した複数の単位巻鉄心と該単位巻鉄心を挿入する複数のコイルとを有し、単位巻鉄心をアモルファス材薄帯積厚方向に複数列配置するアモルファス鉄心変圧器において、
前記単位巻鉄心と前記コイルとを固定する絶縁スペーサを隣接して配置する単位巻鉄心間に設け、前記絶縁スペーサは巻鉄心係止部を有することを特徴とするアモルファス鉄心変圧器。 - 請求項１記載のアモルファス鉄心変圧器において、
上記絶縁スペーサの幅は、アモルファス材薄帯の幅の８０％以上であることを特徴とするアモルファス鉄心変圧器。 - 請求項１又は２に記載のアモルファス鉄心変圧器において、
上記絶縁スペーサの厚さは、３０ｍｍ以下の寸法であることを特徴とするアモルファス鉄心変圧器。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアモルファス鉄心変圧器において、
上記絶縁スペーサは、アモルファス材薄帯積厚方向部と幅方向部とからなるＨ字形であることを特徴とするアモルファス鉄心変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15241798A JP3813350B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | アモルファス鉄心変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15241798A JP3813350B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | アモルファス鉄心変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345725A JPH11345725A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3813350B2 true JP3813350B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=15540065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15241798A Expired - Lifetime JP3813350B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | アモルファス鉄心変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3813350B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105405614A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-16 | 广州广高高压电器有限公司 | 油浸式非晶合金铁芯变压器 |
| JP6823990B2 (ja) * | 2016-10-04 | 2021-02-03 | 東芝産業機器システム株式会社 | 外鉄形変圧器、半巻鉄心及び外鉄形変圧器の製造方法 |
| JP6977369B2 (ja) * | 2017-07-31 | 2021-12-08 | 富士電機株式会社 | 変圧器の鉄心支持構造 |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP15241798A patent/JP3813350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11345725A (ja) | 1999-12-14 |
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| A521 | Written amendment |
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