JP5213574B2 - Iron core for static induction equipment - Google Patents

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Description

本発明は、変圧器又はリアクトルなどの静止誘導機器に用いられる円形鉄心に関するものである。   The present invention relates to a circular iron core used for static induction equipment such as a transformer or a reactor.

変圧器やリアクトルなどの静止誘導機器において、磁路となる鉄心の損失は、機器の効率低下及び発熱の原因となっており、その低減が大きな課題である。特に、漏洩磁束による鉄心の渦電流損は大きな比率を占め、この渦電流により鉄心が発熱してしまい、機器の効率を低下させてしまう。また、これに巻回されている誘導コイルの効率低下、絶縁低下を招く要因となる。なお、渦電流の大きさは、磁束が垂直に入る磁性鋼板の幅、又は板厚の二乗に比例して大きくなることが知れられている。   In static induction devices such as transformers and reactors, the loss of the iron core, which is a magnetic path, causes a reduction in the efficiency of the device and heat generation, and its reduction is a major issue. In particular, the eddy current loss of the iron core due to the leakage magnetic flux occupies a large ratio, and the iron core generates heat due to the eddy current, thereby reducing the efficiency of the device. Moreover, it becomes a factor which causes the efficiency fall and insulation fall of the induction coil currently wound by this. It is known that the magnitude of the eddy current increases in proportion to the square of the width or thickness of the magnetic steel sheet in which the magnetic flux enters vertically.

この静止誘導機器において、鉄心に巻装するコイル導線の長さを短くする為などの理由から、鉄心を円柱状にする場合がある。このとき、静止誘導機器用鉄心として、幅寸法が異なる平坦な磁性鋼板を積層して円柱状に構成する積鉄心(特許文献1参照)、平坦な磁性鋼板を積層し、これを丸巻きして円柱状に構成する巻鉄心(特許文献2参照)平坦な磁性鋼板を放射状に積層して円柱状に構成するラジアル鉄心(特許文献3参照)、がある。なお、これらの鉄心において、適当な磁束密度を設定して所望のリアクタンスを得るために鉄心間に磁気ギャップが設けられる(特許文献2参照)。   In this static induction device, the iron core may be formed into a columnar shape for the purpose of shortening the length of the coil conductor wound around the iron core. At this time, as an iron core for stationary induction equipment, a laminated iron core (see Patent Document 1) configured by laminating flat magnetic steel plates having different width dimensions to form a columnar shape, laminating a flat magnetic steel plate, and winding this round There is a wound iron core (refer to Patent Document 2) configured in a columnar shape, and a radial iron core (refer to Patent Document 3) configured in a cylindrical shape by laminating flat magnetic steel plates radially. In these iron cores, a magnetic gap is provided between the iron cores in order to obtain an appropriate reactance by setting an appropriate magnetic flux density (see Patent Document 2).

しかしながら、特許文献1に示すような積鉄心では、真円に近づけるために幅寸法の異なる磁性鋼板の種類を増やす必要があり、製造コストが高くなってしまうことや、組み立て作業が煩雑になってしまう等の問題がある。また、磁気ギャップを設けた場合、当該ギャップ近傍の鉄心において、径方向に貫通して外部に放出される漏洩磁束が増大するが、この漏洩磁束により渦電流が生じてしまい、鉄心が発熱してしまうという問題がある。   However, in the stacked iron core as shown in Patent Document 1, it is necessary to increase the types of magnetic steel sheets having different width dimensions in order to approach a perfect circle, which increases the manufacturing cost and makes the assembly work complicated. There is a problem such as. In addition, when a magnetic gap is provided, in the iron core in the vicinity of the gap, the leakage magnetic flux penetrating in the radial direction and discharged to the outside increases. However, this leakage magnetic flux causes an eddy current, and the iron core generates heat. There is a problem of end.

また、特許文献2に示すような巻鉄心では、最外周に設けられた鋼板の平面部の全部が露出する構造となり、漏洩磁束の貫通により発生する渦電流の最大値が大きく、鉄損が増大してしまうという問題がある。また、磁気ギャップを設けた場合において、この問題は顕著になってしまう。   Moreover, in the wound iron core as shown in Patent Document 2, the entire flat portion of the steel plate provided on the outermost periphery is exposed, and the maximum value of eddy current generated by the penetration of the leakage magnetic flux is large, and the iron loss increases. There is a problem of end up. In addition, this problem becomes significant when a magnetic gap is provided.

さらに、特許文献3に示すようなラジアル鉄心では、漏洩磁束が通過するのは鋼板の端面であり渦電流を小さくすることができ、鉄心の発熱量を低減させることができるものの、細幅の磁性鋼板を一定の円周に沿って放射状に並べる作業は極めて面倒である。また、各磁性鋼板の内端を密に並べても隣接する磁性鋼板の外端の間には、空隙が形成されてしまう。そのため、鉄心の占積率を向上させるためには、別の細幅の磁性鋼板をその空隙に挟み込む等して、その空隙を埋める等の作業が必要となる。   Furthermore, in the radial iron core as shown in Patent Document 3, the leakage magnetic flux passes through the end face of the steel sheet, and the eddy current can be reduced and the heat generation amount of the iron core can be reduced, but the narrow magnetic core The work of arranging the steel plates radially along a certain circumference is extremely troublesome. Even if the inner ends of the magnetic steel plates are arranged closely, a gap is formed between the outer ends of the adjacent magnetic steel plates. Therefore, in order to improve the space factor of the iron core, it is necessary to work such as filling the gap by inserting another narrow magnetic steel plate in the gap.

ところで、静止誘導機器に用いられるものではないが、誘導発熱ローラ装置といった誘導発熱機器に用いられる鉄心として、特許文献4に示すように、幅方向断面が湾曲形状をなす湾曲部を有する狭幅の磁性鋼板を、幅方向にずらして積み重ねることにより形成された円筒状鉄心が本出願人によって考えられている。これによれば、漏洩磁束が磁性鋼板を貫通することによる渦電流の発生を小さくすることができ、鉄心の発熱量を低減させることが可能になる。   By the way, although it is not used for stationary induction equipment, as an iron core used for induction heat generation equipment such as an induction heat generation roller device, as shown in Patent Document 4, a narrow-width section having a curved portion whose cross-section in the width direction forms a curved shape. A cylindrical iron core formed by stacking magnetic steel plates while being shifted in the width direction is considered by the present applicant. According to this, generation | occurrence | production of the eddy current by a leakage magnetic flux penetrating a magnetic steel plate can be made small, and it becomes possible to reduce the emitted-heat amount of an iron core.

この円筒状鉄心は、狭幅の磁性鋼板を積み重ねることから、磁路となる有効断面積が小さいという問題があり、占積率を向上させるという観点から言うと、単純に磁性鋼板の幅寸法を大きくすることが考えられる。しかしながら、単純に幅寸法を大きくすると外径が大きくなることから用いられる用途が限られてしまうという問題がある。また、外径を小さくするためには、磁性鋼板を径方向に対して可及的に傾斜するように設けることも考えられるが、そうすると、磁性鋼板の外部に露出する平面部分の面積が大きくなってしまい、渦電流の発生を防ぐことができないという問題がある。
実開昭62−30317号公報 特開2001−237124号公報 特開平5−109546号公報 特開2000−311777号公報
This cylindrical iron core has the problem that the effective cross-sectional area that becomes a magnetic path is small because the magnetic steel sheets with a narrow width are stacked. From the viewpoint of improving the space factor, the width dimension of the magnetic steel sheet is simply set. It is possible to enlarge it. However, if the width dimension is simply increased, the outer diameter becomes larger, so that there is a problem that the use is limited. In order to reduce the outer diameter, it is conceivable to provide the magnetic steel sheet so as to be inclined as much as possible with respect to the radial direction. However, in this case, the area of the planar portion exposed to the outside of the magnetic steel sheet increases. Therefore, there is a problem that the generation of eddy currents cannot be prevented.
Japanese Utility Model Publication No. 62-30317 JP 2001-237124 A JP-A-5-109546 JP 2000-311777 A

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、製造の簡単化及び製造コストの削減を図りつつ、占積率の向上及び渦電流の低減より、鉄損などの鉄心の磁気特性の低下を可及的に抑制することをその主たる所期課題とするものである。   Therefore, the present invention has been made to solve the above problems all at once, while improving the space factor and reducing the eddy current while simplifying the production and reducing the production cost. The main goal is to suppress the deterioration of the magnetic properties of the iron core as much as possible.

すなわち本発明に係る静止誘導機器用鉄心は、幅方向断面が湾曲形状をなす湾曲部を有する複数の磁性鋼板を、幅方向にずらして積み重ねることにより形成された複数の円筒状鉄心要素を同心円状に積層して形成された複数の鉄心ブロックと、前記鉄心ブロック間に設けられた磁気ギャップと、を具備し、前記鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素を構成する磁性鋼板の幅方向内径側端部が、前記円筒状鉄心要素の径方向に対して傾斜しており、前記鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素を構成する磁性鋼板の積層側側面における外部露出部の幅方向長さが、前記磁性鋼板の板厚未満であることを特徴とする。 That is, the iron core for a stationary induction device according to the present invention has a plurality of cylindrical core elements formed by stacking a plurality of magnetic steel plates having a curved portion whose cross section in the width direction forms a curved shape, shifted in the width direction, and concentrically formed. A magnetic steel sheet comprising a plurality of core blocks formed by laminating and a magnetic gap provided between the core blocks, and constituting a cylindrical core element provided on the radially outermost side of the core blocks The side surface on the laminated side of the magnetic steel sheet constituting the cylindrical core element provided on the outermost radial direction of the core block is inclined with respect to the radial direction of the cylindrical core element. The length of the externally exposed portion in the width direction is less than the thickness of the magnetic steel plate .

このように本発明によれば、鉄心ブロックが円筒状鉄心要素を同士円上に複数積層して形成されたものであり、占積率を向上させることができ、鉄損を低減することができる。また、ギャップ部材によって磁路中の磁気抵抗を増減させて所望のリアクタンスを得ることができる上に、磁気抵抗を大きくした場合に径方向に貫通する漏洩磁束の磁束量は増加するが、この漏洩磁束は等価的に略放射状に設けられた磁性鋼板の幅方向に沿って通過するようになり、渦電流を低減することができる。ここで、鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素を構成する磁性鋼板の積層側側面における外部露出部の幅方向長さが、前記磁性鋼板の板厚以下であるので、最大渦電流値を可及的に小さくすることができる。さらに、磁性鋼板をずらして積み重ねて形成された鉄心ブロック間に磁気ギャップを形成する構成により、製造の簡単化及び製造コストの削減を実現することができる。 Thus, according to the present invention, the iron core block is formed by laminating a plurality of cylindrical iron core elements on each other, the space factor can be improved, and the iron loss can be reduced. . In addition, the gap member can increase or decrease the magnetic resistance in the magnetic path to obtain a desired reactance, and when the magnetic resistance is increased, the amount of leakage magnetic flux penetrating in the radial direction increases. Magnetic flux passes equivalently along the width direction of the magnetic steel plate provided substantially radially, and eddy current can be reduced. Here, since the length in the width direction of the externally exposed portion on the side surface on the lamination side of the magnetic steel plate constituting the cylindrical core element provided on the radially outermost side of the iron core block is equal to or less than the plate thickness of the magnetic steel plate, the maximum The eddy current value can be made as small as possible. Furthermore, simplification of manufacturing and reduction of manufacturing cost can be realized by the configuration in which the magnetic gap is formed between the iron core blocks formed by shifting and stacking the magnetic steel plates.

また、磁気ギャップの形成を簡単にして、静止誘導機器用鉄心の組み立てを一層簡単にするためには、前記磁気ギャップが、非磁性体からなるギャップ部材を前記鉄心ブロック間に挟み込むことにより形成されていることが望ましい。   Further, in order to simplify the formation of the magnetic gap and further facilitate the assembly of the iron core for stationary induction equipment, the magnetic gap is formed by sandwiching a gap member made of a non-magnetic material between the iron core blocks. It is desirable that

外部露出部の幅方向長さsを前記磁性鋼板の板厚t以下にするための具体的な実施の態様としては、前記鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素の内径Φ、外径Φ、及び前記磁性鋼板の板厚tが、 As a concrete embodiment for setting the width direction length s of the externally exposed portion to be equal to or less than the plate thickness t of the magnetic steel plate, the inner diameter Φ of the cylindrical core element provided on the outermost side in the radial direction of the core block A , the outer diameter Φ B , and the thickness t of the magnetic steel sheet are

(ここで、αは、円筒状鉄心要素の内側円の径方向に対する磁性鋼板の傾斜角度であり、θ’は、隣接する磁性鋼板の径方向最内端の角と円中心とのなす中心角度である。なお、三角関数の単位はラジアン(rad)である。)において、   (Where α is the inclination angle of the magnetic steel sheet with respect to the radial direction of the inner circle of the cylindrical iron core element, and θ ′ is the central angle formed between the angle of the radially innermost end of the adjacent magnetic steel sheet and the circle center. Note that the unit of the trigonometric function is radians).

前記中心角度θ’が、前記磁性鋼板の傾斜角度がゼロの場合の中心角度θと等しくなるときの磁性鋼板の傾斜角度αをθとし、 The tilt angle α of the magnetic steel sheet when the center angle θ ′ is equal to the center angle θ 0 when the tilt angle of the magnetic steel sheet is zero is θ X ,

磁性鋼板の傾斜角度αがθ以下の場合には、 When the inclination angle α of the magnetic steel sheet is θ X or less,

磁性鋼板の傾斜角度αがθよりも大きい場合には、前記(式1)を満たす中心角度θ’を用いて When the inclination angle α of the magnetic steel sheet is larger than θ X , the central angle θ ′ satisfying the above (Equation 1) is used.

の関係をなすことである。   Is to make a relationship.

このように本発明によれば、製造の簡単化及び製造コストの削減を図りつつ、占積率の向上及び渦電流の低減より、鉄損などの鉄心の磁気特性の低下を可及的に抑制することができる。   As described above, according to the present invention, the reduction of the magnetic properties of the iron core such as iron loss is suppressed as much as possible by improving the space factor and reducing the eddy current while simplifying the manufacturing and reducing the manufacturing cost. can do.

次に、本発明に係る静止誘導機器用鉄心1の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図1は本実施形態の静止誘導機器用鉄心1の構成の概略を示す斜視図であり、図2は静止誘導機器鉄心1の平面図である。   Next, an embodiment of the iron core 1 for stationary induction equipment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the configuration of the stationary induction device core 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the stationary induction device core 1.

本実施形態に係る静止誘導機器用鉄心1は、例えばリアクトル又は変圧器に用いられる円形鉄心であり、図1に示すように、複数の鉄心ブロック2と、これら鉄心ブロック2間に設けられる磁気ギャップ3とを具備する。   A stationary induction device iron core 1 according to the present embodiment is a circular iron core used in, for example, a reactor or a transformer, and as shown in FIG. 1, a plurality of iron core blocks 2 and a magnetic gap provided between the iron core blocks 2. 3.

鉄心ブロック2は、図2に示すように、複数(本実施形態では3つ)の円筒状鉄心要素2A、2B、2Cを同心円状に径方向に積層して形成されたものである。径方向において隣接する円筒状鉄心要素2A、2B、2Cは接触して設けられている。つまり、隣接する一方の円筒状鉄心要素2A、2B、2Cの外径と隣接する他方の円筒状鉄心要素2A、2B、2Cの内径とは、略同一である。具体的に、3つの円筒状鉄心要素2A、2B、2Cのうち、内径側に設けられている鉄心要素を第1の鉄心要素2A、中間に設けられている鉄心要素を第2の鉄心要素2B、外径側に設けられている鉄心要素を第3の鉄心要素2Cとする場合に、例えば第1の鉄心要素2Aの外径と第2の鉄心要素2Bの内径とは、略同一である。   As shown in FIG. 2, the iron core block 2 is formed by laminating a plurality (three in this embodiment) of cylindrical iron core elements 2A, 2B, and 2C in the radial direction concentrically. The cylindrical core elements 2A, 2B, 2C adjacent in the radial direction are provided in contact with each other. That is, the outer diameter of one adjacent cylindrical core element 2A, 2B, 2C and the inner diameter of the other adjacent cylindrical core element 2A, 2B, 2C are substantially the same. Specifically, among the three cylindrical core elements 2A, 2B, and 2C, the core element provided on the inner diameter side is the first core element 2A, and the core element provided in the middle is the second core element 2B. When the core element provided on the outer diameter side is the third core element 2C, for example, the outer diameter of the first core element 2A and the inner diameter of the second core element 2B are substantially the same.

円筒状鉄心要素2A、2B、2Cは、図2に示すように、複数の磁性鋼板21を、幅方向にずらして積み重ねることにより円筒状に形成されたものである。   As shown in FIG. 2, the cylindrical core elements 2 </ b> A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C are formed in a cylindrical shape by stacking a plurality of magnetic steel plates 21 while being shifted in the width direction.

磁性鋼板21は、長尺形状をなすものであり、図3に示すように、幅方向断面が湾曲形状をなす湾曲部211を有する。この磁性鋼板21は、例えば表面に絶縁皮膜が施されたケイ素鋼板により形成されており、その板厚は、例えば約0.3mmである。   The magnetic steel plate 21 has a long shape, and includes a curved portion 211 having a curved cross section in the width direction as shown in FIG. The magnetic steel plate 21 is formed of, for example, a silicon steel plate having an insulating film on its surface, and its thickness is, for example, about 0.3 mm.

湾曲部211は、全体に亘って一定の曲率で湾曲しているもの、又は、連続して曲率が変化しながら湾曲するものが考えられ、例えばインボリュート曲線の一部を用いたインボリュート形状、部分円弧形状又は部分楕円形状などが考えられる。   The curved portion 211 may be curved with a constant curvature throughout, or may be curved while the curvature continuously changes. For example, an involute shape using a part of an involute curve, a partial arc A shape or a partial ellipse shape is conceivable.

そして、磁性鋼板21の湾曲部211により形成された凹部に、他の磁性鋼板21の湾曲部211により形成された凸部を嵌め込むように、尚かつ各磁性鋼板21が幅方向にずれるようにして、同一形状をなす多数枚の磁性鋼板21を重ね合わせる。このとき、磁性鋼板21の幅方向端部21a、21bが、隣接する磁性鋼板21の凹側側面又は凸側側面に接触するようにしている。このようにして円筒形状をなす円筒状鉄心要素2A、2B、2Cが形成される。   Then, the magnetic steel plates 21 are shifted in the width direction so that the convex portions formed by the curved portions 211 of the other magnetic steel plates 21 are fitted into the concave portions formed by the curved portions 211 of the magnetic steel plates 21. Then, a large number of magnetic steel plates 21 having the same shape are overlapped. At this time, the width direction end portions 21 a and 21 b of the magnetic steel plate 21 are in contact with the concave side surface or the convex side surface of the adjacent magnetic steel plate 21. In this way, cylindrical core elements 2A, 2B, 2C having a cylindrical shape are formed.

磁気ギャップ3は、非磁性体からなるギャップ部材を鉄心ブロック2間に鉄心ブロック2が略同軸となるように挟み込むことにより形成されている。ギャップ部材は、アルミニウム、セラミック、ガラスなどの非磁性体から形成されており、平板状をなすものであっても良いし、柱状をなすものであっても良い。本実施形態では、前記鉄心ブロック2の平面視における形状と略同一形状の円環状をなす。   The magnetic gap 3 is formed by sandwiching a gap member made of a non-magnetic material between the iron core blocks 2 so that the iron core blocks 2 are substantially coaxial. The gap member is made of a non-magnetic material such as aluminum, ceramic, or glass, and may have a flat plate shape or a column shape. In the present embodiment, the iron core block 2 has an annular shape substantially the same shape as in plan view.

次に、本実施形態の静止誘導機器用鉄心1の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the iron core 1 for static induction equipment of this embodiment is demonstrated.

所定の外径を有する円柱部材又は円筒部材(以下、円柱部材等という。)を用意し、その外側周面に磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aを当接させつつ、外側周面に沿って順次重ねて第1の鉄心要素2Aを形成する。そして、この第1の鉄心要素2Aを歪み取り焼き鈍し処理後、ワニスや絶縁物などにより固定及び絶縁処理を施す。次に、固定及び絶縁処理を施した第1の鉄心要素2Aの外側周面に磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aを当接させつつ、第1の鉄心要素2Aの外側周面に沿って順次重ねて第2の鉄心要素2Bを形成する。この形状を維持したまま第2の鉄心要素2Bから第1の鉄心要素2A及び円柱部材等を抜き取り、第2の鉄心要素2Bを歪み取り焼き鈍し処理した後、再び第1の鉄心要素2Aを第2の鉄心要素2B内に挿入し、第2の鉄心要素2Bを第1の鉄心要素2Aの外側周面に沿って積層する。そしてワニスや絶縁物などにより固定及び絶縁処理を施すことにより、第1の鉄心要素2A及び第2の鉄心要素2Bによる2層鉄心が形成される。さらに、多層形成する場合には、第2の鉄心要素2Bの外側周面に上記の工程を繰り返し施すことにより、任意の層数の鉄心ブロック2を形成することができる。このようにして形成された鉄心ブロック2間にギャップ部材を介在させて各鉄心ブロック2が略同軸となるように積み重ねて固定することにより静止誘導機器用鉄心1が形成される。   A columnar member or a cylindrical member (hereinafter referred to as a columnar member or the like) having a predetermined outer diameter is prepared. The first iron core elements 2A are formed by being sequentially stacked along. Then, the first iron core element 2A is subjected to strain relief annealing and then fixed and insulated with a varnish or an insulator. Next, the width direction inner diameter side end 21a of the magnetic steel plate 21 is brought into contact with the outer peripheral surface of the first iron core element 2A subjected to fixing and insulation treatment, and along the outer peripheral surface of the first iron core element 2A. Are sequentially stacked to form the second iron core element 2B. While maintaining this shape, the first core element 2A, the cylindrical member, and the like are extracted from the second core element 2B, the second core element 2B is subjected to strain relief annealing, and then the first core element 2A is again used as the second core element 2A. The second core element 2B is stacked along the outer peripheral surface of the first core element 2A. Then, by fixing and insulating with a varnish or an insulator, a two-layer iron core is formed by the first iron core element 2A and the second iron core element 2B. Furthermore, in the case of forming a multilayer, the core block 2 having an arbitrary number of layers can be formed by repeatedly performing the above process on the outer peripheral surface of the second core element 2B. The core 1 for stationary induction equipment is formed by stacking and fixing the core blocks 2 so as to be substantially coaxial with a gap member interposed between the core blocks 2 thus formed.

しかして、本実施形態の静止誘導機器用鉄心1は、図4の部分拡大図に示すように、鉄心ブロック2の径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素(第3の鉄心要素)2Cを構成する磁性鋼板21の積層側側面における外部露出部21xの幅方向長さsが、磁性鋼板21の板厚t以下になるように磁性鋼板21を積層している。つまり、磁性鋼板21の板厚tが0.3mmであれば、外部露出部21xの幅方向長さsは、0.3mm以下となるようにしている。   Thus, as shown in the partially enlarged view of FIG. 4, the iron core 1 for stationary induction equipment of the present embodiment is a cylindrical core element (third core element) 2C provided on the outermost side in the radial direction of the core block 2. The magnetic steel plates 21 are laminated such that the width direction length s of the externally exposed portion 21x on the side surface of the magnetic steel plate 21 constituting the magnetic sheet 21 is equal to or less than the thickness t of the magnetic steel plate 21. That is, if the thickness t of the magnetic steel plate 21 is 0.3 mm, the length s in the width direction of the externally exposed portion 21x is set to 0.3 mm or less.

磁性鋼板21の積層側側面は、隣接する磁性鋼板21と対向する側面21m、21nのうち、湾曲部211の凸側側面21nである。そして、この積層側側面において、接触する磁性鋼板21の幅方向外径側端部21bよりも外側に形成される面が、外部露出部21xである。   The laminated side surface of the magnetic steel plate 21 is the convex side surface 21n of the curved portion 211 among the side surfaces 21m and 21n facing the adjacent magnetic steel plate 21. And in this lamination | stacking side surface, the surface formed in the outer side rather than the width direction outer-diameter side edge part 21b of the magnetic steel plate 21 to contact is the external exposed part 21x.

さらに、磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aは、図3に示すように、幅方向内径側端部21aの中心線の傾きが、第3の鉄心要素2Cの内側円の径方向に対して傾斜角度θ21aを有するように設けられている。つまり、磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aが、隣接する磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aから外径方向に向かって板厚t以下の位置に接触するように設けられている。 Furthermore, as shown in FIG. 3, the width direction inner diameter side end portion 21a of the magnetic steel plate 21 has an inclination of the center line of the width direction inner diameter side end portion 21a with respect to the radial direction of the inner circle of the third core element 2C. So as to have an inclination angle θ 21a . That is, the width direction inner diameter side end portion 21a of the magnetic steel plate 21 is provided so as to come into contact with the position of the plate thickness t or less from the width direction inner diameter side end portion 21a of the adjacent magnetic steel plate 21 toward the outer diameter direction. .

また本実施形態の第3の鉄心要素2Cは、第3の鉄心要素2Cの内径Φ、外径Φ、及び前記磁性鋼板21の板厚tが、 The third core element 2C of the present embodiment has an inner diameter Φ A , an outer diameter Φ B of the third core element 2C, and a thickness t of the magnetic steel sheet 21.

(ここで、αは、第3の鉄心要素2Cの内側円の径方向に対する磁性鋼板21の傾斜角度θ21aであり、θ’は、隣接する磁性鋼板21の径方向最内端の角と円中心とのなす中心角度である。なお、三角関数の単位はラジアン(rad)である。)において、 (Where α is the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 with respect to the radial direction of the inner circle of the third core element 2C, and θ ′ is the angle and circle of the radially innermost end of the adjacent magnetic steel sheet 21 (The unit of the trigonometric function is rad.)

前記中心角度θ’が、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aがゼロの場合の中心角度θと等しくなるときの磁性鋼板21の傾斜角度α(=θ21a)をθとし、 The tilt angle α (= θ 21a ) of the magnetic steel plate 21 when the center angle θ ′ is equal to the center angle θ 0 when the tilt angle θ 21a of the magnetic steel plate 21 is zero is θ X ,

磁性鋼板21の傾斜角度αがθ以下の場合には、 When the inclination angle α of the magnetic steel plate 21 is θ X or less,

磁性鋼板21の傾斜角度αがθよりも大きい場合には、前記(式1)を満たす中心角度θ’を用いて If the inclination angle α of the magnetic steel plates 21 is greater than the theta X is using said center angle theta 'satisfying (Equation 1)

の関係となるように構成されている。   It is comprised so that it may become a relationship.

この関係式(式2)及び関係式(式3)は、図4に示すように、外部露出部21xの幅方向長さsと、磁性鋼板21の板厚tとが、s≦tとなる第3の鉄心要素2Cの内径Φ及び外径Φの関係を示すものである。ここで、第3の鉄心要素2Cの内径Φとは、各磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aに内接する円の直径であり、第3の鉄心要素2Cの外径Φとは、各磁性鋼板21の幅方向外径側端部21bに外接する円の直径である(図2参照)。 As shown in FIG. 4, the relational expression (Expression 2) and the relational expression (Expression 3) are such that the width direction length s of the externally exposed portion 21x and the thickness t of the magnetic steel plate 21 satisfy s ≦ t. It shows a third core element 2C inner diameter [Phi a and outer diameter [Phi B relationship. Here, the inner diameter [Phi A third core element 2C, the diameter of a circle inscribed in the width direction of the inner diameter side end portion 21a of the magnetic steel plates 21, and the outer diameter [Phi B of the third core element 2C The diameter of a circle circumscribing the end portion 21b in the width direction outer diameter side of each magnetic steel plate 21 (see FIG. 2).

簡単のため磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aが、第3の鉄心要素2Cの内径Φに対して垂直である(幅方向内径側端部21aの中心線の傾斜角度θ21aがゼロ(θ21a=0))として、その説明図を図5に示す。このとき、磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aの角及び円中心Oを結ぶ直線と磁性鋼板21の中心線(直線とみなしている。)とのなす角度をθ/2(rad)とすると、次の関係式が成り立つ。 Widthwise inner diameter side end portion 21a of the magnetic steel plates 21 for simplicity, the tilt angle theta 21a of the center line of the third is perpendicular to the inner diameter [Phi A of the core element 2C (the width direction inner diameter side end portion 21a is zero (Θ 21a = 0)) is shown in FIG. At this time, the center line of the straight line and the magnetic steel plates 21 connecting the corners and circle center O of the widthwise inner diameter side end portion 21a of the magnetic steel plates 21 (which is regarded as a straight line.) Angle between the theta 0/2 (rad) Then, the following relational expression holds.

tan(θ/2)=(t/2)/(Φ/2)=t/Φ ・・・(式4) tan (θ 0/2) = (t / 2) / (Φ A / 2) = t / Φ A ··· ( Equation 4)

磁性鋼板21、一枚当たりの中心角度は、θとなり、内径Φの第3の鉄心要素2Cの磁性鋼板21の枚数をNとして、各磁性鋼板21の幅方向内径側端部21aを互いに接触させて隙間なく密に配置した場合には、 Magnetic steel plate 21, the center angle per a piece, theta 0. Therefore, the number of magnetic steel plates 21 of the third core element 2C of the inner diameter [Phi A as N 0, the width direction of the inner diameter side end portion 21a of the magnetic steel plates 21 When placed in close contact with each other without gaps,

=2π/θ ・・・(式5)
となる。
N 0 = 2π / θ 0 (Formula 5)
It becomes.

また、図6に示すように、外部露出部21xの幅方向長さsが、板厚tと等しいとした場合には、磁性鋼板21の幅方向外径側端部21bの頂点a及び頂点c間の距離は、近似的にΦπ/Nとなる。ここで、直角二等辺三角形abcにおいて、 As shown in FIG. 6, when the width direction length s of the externally exposed portion 21x is equal to the plate thickness t, the vertex a and the vertex c of the end portion 21b in the width direction outer diameter side of the magnetic steel plate 21 are used. The distance between them is approximately Φ B π / N 0 . Here, in the right isosceles triangle abc,

(Φπ/N=2t ・・・(式6)
となる。
B π / N 0 ) 2 = 2t 2 (Formula 6)
It becomes.

ここで、(式5)を(式6)に代入して、
{Φπ/(π/2θ)}=2t
Here, substituting (Equation 5) into (Equation 6),
B π / (π / 2θ 0 )} 2 = 2t 2

両辺を整理すると、 Φ=2√2t/θ ・・・(式7)
となる。
By arranging both sides, Φ B = 2√2t / θ 0 (Expression 7)
It becomes.

そして、(式7)に(式4)の変形式θ/2=tan−1(t/Φ)を代入すると、上記関係式(式2)における等号式が得られる。 Then, when substituted into (Equation 7) a modified equation θ 0/2 = tan -1 (Equation 4) (t / [Phi A), the equivalent expression in the above equation (Equation 2) is obtained.

次に、傾斜角度θ21aがゼロ(θ21a=0)の場合において、s<tとなるための条件を考える。 Next, a condition for s <t is considered when the tilt angle θ 21a is zero (θ 21a = 0).

このとき、直角三角形abcにおいて、
(Φπ/N=s+t<2t ・・・(式8)
となる。
At this time, in the right triangle abc,
B π / N 0 ) 2 = s 2 + t 2 <2t 2 (Equation 8)
It becomes.

ここで、(式5)を(式8)に代入すると、
Φ<2√2t/θ ・・・(式9)
となる。
Here, if (Equation 5) is substituted into (Equation 8),
Φ B <2√2t / θ (Equation 9)
It becomes.

そして、(式9)に(式4)の変形式θ/2=tan−1(t/Φ)を代入すると、上記関係式(式2)における不等式が得られる。 Then, substituting the equation (9) deformation equation θ 0/2 = tan -1 (Equation 4) (t / [Phi A), inequalities in the relationship (Equation 2) is obtained.

また、傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの場合において、s=tとなるための条件を考える。 In addition, when the inclination angle θ 21a is 0 <θ 21aX , a condition for s = t is considered.

ここで、まず角度θについて説明する。この角度θは、隣接する磁性鋼板21の径方向最内端の角と円中心Oとのなす角度をθ’が、中心角度θと等しくなるときの磁性鋼板21の傾斜角度θ21aであり、 Here, first, the angle theta X will be described. This angle θ X is an inclination angle θ 21a of the magnetic steel plate 21 when θ ′ is equal to the center angle θ 0 , which is the angle formed between the radially innermost corner of the adjacent magnetic steel plate 21 and the circle center O. Yes,

において、中心角度θ’が、中心角度θと等しくなるときの磁性鋼板21の傾斜角度である。このθは、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの場合には、角度θ’は中心角度θよりも小さい。一方、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aがθ<θ21aの場合には、角度θ’は中心角度θよりも大きい。なお、(式1)及びθの導出については最後に説明する。 , The inclination angle of the magnetic steel sheet 21 when the center angle θ ′ becomes equal to the center angle θ 0 . This θ X is smaller than the central angle θ 0 when the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 is 0 <θ 21aX. On the other hand, when the inclination angle θ 21a of the magnetic steel plate 21 is θ X21a , the angle θ ′ is larger than the center angle θ 0 . The derivation of (Equation 1) and θ X will be described last.

このとき、磁性鋼板21の積層枚数をN’とすると、N’>Nであり、図7に示すように、隣接する磁性鋼板21の径方向最内端の角と円中心Oとのなす角度をθ’とすると、θ’<θである。 At this time, if the number of laminated magnetic steel plates 21 is N ′, N ′> N 0 , and the angle between the innermost corner in the radial direction of the adjacent magnetic steel plates 21 and the circle center O is shown in FIG. When the angle is θ ′, θ ′ <θ 0 .

そうすると、
(Φπ/N’)=2t ・・・(式10)
また、N’=2π/θ’ ・・・(式11)
となる。
Then
B π / N ′) 2 = 2t 2 (Equation 10)
N ′ = 2π / θ ′ (Expression 11)
It becomes.

(式10)及び(式11)より、
{Φπ/(π/2θ’)}=2t
From (Formula 10) and (Formula 11),
B π / (π / 2θ ′)} 2 = 2t 2

両辺を整理すると、
Φ=2√2t/θ’ ・・・(式12)
となる。
If you organize both sides,
Φ B = 2√2t / θ ′ (Expression 12)
It becomes.

この(式12)は、
Φ=2√2t/θ’>2√2t/θ(∵θ’<θ
となる。
This (Equation 12) is
Φ B = 2√2t / θ ′> 2√2t / θ 0 (∵θ ′ <θ 0 )
It becomes.

つまり、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの範囲においてs=tとなるための外径Φの満たす範囲は、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aがθ21a=0の場合のs=tとなるための外径Φの満たす範囲を包含する。したがって、内径Φ、外径Φ、及び板厚tが、上記関係式(式2)の不等式を満たす場合には、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの範囲にある場合においてもs=tとすることができる。 That is, the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 is θ 21a = 0 so that the outer diameter Φ B satisfies the condition that the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 satisfies s = t in the range of 0 <θ 21aX. It encompasses a range satisfying outer diameters [Phi B for the of s = t for. Therefore, when the inner diameter Φ A , the outer diameter Φ B , and the plate thickness t satisfy the inequality of the above relational expression (Formula 2), the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 is in the range of 0 <θ 21aX. In this case, s = t.

次に、傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの場合において、s<tとなるための条件を考える。 Next, a condition for satisfying s <t when the tilt angle θ 21a is 0 <θ 21aX will be considered.

このとき、直角三角形abcにおいて、
(Φπ/N’)=s+t<2t ・・・(式13)
となる。
At this time, in the right triangle abc,
B π / N ′) 2 = s 2 + t 2 <2t 2 (Equation 13)
It becomes.

(式11)を(式13)に代入すると、
Φ<2√2t/θ’ ・・・(式14)
となる。
Substituting (Equation 11) into (Equation 13),
Φ B <2√2t / θ ′ (Expression 14)
It becomes.

この(式14)は、
Φ<2√2t/θ’>2√2t/θ(∵θ’<θ
となる。
This (Equation 14) is
Φ B <2√2t / θ ′> 2√2t / θ 0 (∵θ ′ <θ 0 )
It becomes.

つまり、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの範囲においてs<tとなるための外径Φの満たす範囲は、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aがθ21a=0の場合のs<tとなるための外径Φの満たす範囲を包含する。したがって、内径Φ、外径Φ、及び板厚tが、上記関係式(式2)の不等式を満たす場合には、磁性鋼板21の傾斜角度θ21aが0<θ21a<θの範囲にある場合においてもs<tとすることができる。 That is, the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 is θ 21a = 0 in the range that the outer diameter Φ B satisfies so that the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 satisfies s <t in the range of 0 <θ 21aX. It encompasses a range satisfying outer diameters [Phi B for the of s <t for. Therefore, when the inner diameter Φ A , the outer diameter Φ B , and the plate thickness t satisfy the inequality of the above relational expression (Formula 2), the inclination angle θ 21a of the magnetic steel sheet 21 is in the range of 0 <θ 21aX. Even in the case of, s <t.

次に、傾斜角度θ21aがθ21a=θの場合において、s=t、s<tとなるための条件を考える。このとき、θ=θであるので、それぞれの場合において、上述したθ21a=0の場合におけるs=t、s<tとなるための条件と同じである。 Next, a condition for satisfying s = t and s <t when the inclination angle θ 21a is θ 21a = θ X will be considered. At this time, since θ X = θ 0 , in each case, the conditions for s = t and s <t in the case of θ 21a = 0 described above are the same.

次に、傾斜角度θ21aがθよりも大きい(θ21a>θ)場合において、s=tとなるための条件を考える。 Next, a condition for s = t is considered when the inclination angle θ 21a is larger than θ X21a > θ X ).

このとき、磁性鋼板21の積層枚数をN’とすると、N’<Nであり、図7に示すように、隣接する磁性鋼板21の径方向最内端の角と円中心Oとのなす角度をθ’とすると、θ’>θである。また、頂点A及び頂点A’の距離を仮想板厚t’とすると、 At this time, if the number of magnetic steel plates 21 to be stacked is N ′, N ′ <N 0 , and the angle between the corner of the radially innermost end of the adjacent magnetic steel plates 21 and the circle center O is shown in FIG. 'If you, θ' the angle θ> θ 0. Further, when the distance between the vertex A and the vertex A ′ is a virtual plate thickness t ′,

tan(θ’/2)=(t’/2)/(Φ/2)=t’/Φ
したがって、θ’=2tan−1(t’/Φ) ・・・(式15)
tan (θ ′ / 2) = (t ′ / 2) / (Φ A / 2) = t ′ / Φ A
Therefore, θ ′ = 2 tan −1 (t ′ / Φ A ) (Equation 15)

また、
(Φπ/N’)=2t ・・・(式16)
N’=2π/θ’ ・・・(式17)
となる。
Also,
B π / N ′) 2 = 2t 2 (Expression 16)
N ′ = 2π / θ ′ (Expression 17)
It becomes.

(式16)及び(式17)より、
{Φπ/(π/2θ’)}=2t
From (Expression 16) and (Expression 17),
B π / (π / 2θ ′)} 2 = 2t 2

両辺を整理すると、
Φ=2√2t/θ’ ・・・(式18)
となる。
If you organize both sides,
Φ B = 2√2t / θ ′ (Expression 18)
It becomes.

(式18)を(式15)に代入すると、
Φ=√2tan−1(t’/Φ) ・・・(式19)
となる。
Substituting (Equation 18) into (Equation 15),
Φ B = √2 tan −1 (t ′ / Φ A ) (Equation 19)
It becomes.

ここで、三角形OAA’において余弦定理より、
(t’)=(Φ+(Φ−2(Φcosθ’であり、
t’=Φ√{(1−cosθ’)/2} ・・・(式20)
となる。
Here, from the cosine theorem in the triangle OAA ',
(T ') a 2 = (Φ A) 2 + (Φ A) 2 -2 (Φ A) 2 cosθ',
t ′ = Φ A √ {(1-cos θ ′) / 2} (Equation 20)
It becomes.

そして、(式19)に(式20)を代入すると、上記関係式(式3)における等号式が得られる。   Then, by substituting (Expression 20) into (Expression 19), the equality expression in the above relational expression (Expression 3) is obtained.

次に、傾斜角度θ21aがθよりも大きい(θ21a>θ)場合において、s<tとなるための条件を考える。 Next, a condition for satisfying s <t when the tilt angle θ 21a is larger than θ X21a > θ X ) will be considered.

このとき、直角三角形abcにおいて、
(Φπ/N’)=s+t<2t ・・・(式21)
となる。
At this time, in the right triangle abc,
B π / N ′) 2 = s 2 + t 2 <2t 2 (Formula 21)
It becomes.

(式17)を(式21)に代入すると、
Φ<2√2t/θ’ ・・・(式22)
となる。
Substituting (Equation 17) into (Equation 21),
Φ B <2√2t / θ ′ (Expression 22)
It becomes.

そして、(式22)に(式15)及び(式20)を代入すると、上記関係式(式3)における不等式が得られる。   Then, by substituting (Expression 15) and (Expression 20) into (Expression 22), the inequality in the relational expression (Expression 3) is obtained.

以上より、上記関係式を満たす第3の鉄心要素2Cの内径Φ、外径Φ、板厚tを選択することにより、s≦tとなる第3の鉄心要素2Cを製作することができる。 As described above, the third core element 2C satisfying s ≦ t can be manufactured by selecting the inner diameter Φ A , the outer diameter Φ B , and the plate thickness t of the third core element 2C that satisfies the above relational expression. .

具体例として、磁性鋼板21の傾斜角度αがθ以下の場合において、例えば第3の鉄心要素2Cの内径Φを550(mm)、外径Φを600(mm)及び磁性鋼板21の板厚tを0.3(mm)とした場合には、外径Φ(=600)<777.8≒√2×0.3/(tan−1(0.3/550))となる。したがって、磁性鋼板21の傾斜角度αがθ以下の条件下、板厚tが0.3(mm)の磁性鋼板21を用いて、内径Φ550(mm)、外径Φ600(mm)の第3の鉄心要素2Cを製作した場合、外部露出部21xの幅方向長さsが、板厚tより小さい第3の鉄心要素2Cができる。 As a specific example, when the inclination angle α of the magnetic steel plates 21 is less than theta X, for example, the inner diameter [Phi A third core element 2C 550 (mm), the outer diameter Φ B 600 (mm) and the magnetic steel plates 21 When the plate thickness t is 0.3 (mm), the outer diameter Φ B (= 600) <777.8≈√2 × 0.3 / (tan −1 (0.3 / 550)). . Therefore, using the magnetic steel sheet 21 having a thickness t of 0.3 (mm) under the condition that the inclination angle α of the magnetic steel sheet 21 is θ X or less, the inner diameter Φ A 550 (mm) and the outer diameter Φ B 600 (mm ) Of the third core element 2C, the third core element 2C having a width direction length s of the externally exposed portion 21x smaller than the plate thickness t can be obtained.

また、磁性鋼板21の傾斜角度αがθよりも大きい場合において、例えば第3の鉄心要素2Cの内径Φを550(mm)、外径Φを600(mm)、磁性鋼板21の板厚tを0.3(mm)、及び、上記(式1)から求められる仮想板厚t’が0.35(mm)の場合、外径Φ(=600)<666.7≒√2×0.3/(tan−1(0.35/550))となる。したがって、磁性鋼板21の傾斜角度αがθよりも大きい条件下、板厚tが0.3(mm)の磁性鋼板21を用いて、内径Φ550(mm)、外径Φ600(mm)の第3の鉄心要素2Cを製作した場合において、外部露出部21xの幅方向長さsが、板厚tより小さい第3の鉄心要素2Cができる。 Further, in the case the inclination angle α of the magnetic steel plates 21 is greater than the theta X, for example, the inner diameter [Phi A third core element 2C 550 (mm), 600 the outer diameter Φ B (mm), a plate of magnetic steel plates 21 When the thickness t is 0.3 (mm) and the virtual plate thickness t ′ obtained from the above (formula 1) is 0.35 (mm), the outer diameter Φ B (= 600) <666.7≈√2 × 0.3 / (tan −1 (0.35 / 550)). Therefore, the inclination angle α is larger conditions than theta X of the magnetic steel plates 21, the plate thickness t by using the magnetic steel plates 21 of 0.3 (mm), an inside diameter Φ A 550 (mm), outer diameter [Phi B 600 ( mm) of the third core element 2C, the third core element 2C having a width direction length s of the externally exposed portion 21x smaller than the plate thickness t can be obtained.

さらに、s=tとした場合の内径Φ及び外径Φの関係を示すために、図8にシミュレーション結果を示す。この図8は、外径Φを60に固定して、インボリュート曲線(x=a(cosθ+θsinθ)、y=a(sinθ−θcosθ))において、係数aを変化させた場合における内径Φの関係を示す図である。なお、s=tとなるためのθは、1.25π、3.25π、5.25πである。 Furthermore, in order to show the relationship between the inner diameter Φ A and the outer diameter Φ B when s = t, a simulation result is shown in FIG. FIG. 8 shows the relationship between the inner diameter Φ A when the outer diameter Φ B is fixed to 60 and the coefficient a is changed in the involute curve (x = a (cos θ + θ sin θ), y = a (sin θ−θ cos θ)). FIG. Note that θ for s = t is 1.25π, 3.25π, and 5.25π.

この図8から分かるように、外径Φが60の場合、内径Φの最小値は、約42.6(=21.3×2)となる。つまり、s=tとするための内径/外径の比は、Φ/Φ>42.6/60=0.71である。 As can be seen from FIG. 8, when the outer diameter Φ B is 60, the minimum value of the inner diameter Φ A is about 42.6 (= 21.3 × 2). That is, the ratio of the inner diameter / outer diameter for s = t is Φ A / Φ B > 42.6 / 60 = 0.71.

さらに、2s=tとした場合の内径Φ及び外径Φの関係を示すために、図9にシミュレーション結果を示す。この図9は、上記図8と同様に、外径Φを60に固定して、インボリュート曲線(x=a(cosθ+θsinθ)、y=a(sinθ−θcosθ))において、係数aを変化させた場合における内径Φの関係を示す図である。なお、2s=tとなるためのθは、1.25π、3.15π、5.15πである。 Furthermore, in order to show the relationship between the inner diameter Φ A and the outer diameter Φ B when 2 s = t, a simulation result is shown in FIG. The 9, similar to FIG 8, to fix the outer diameter [Phi B 60, an involute curve in (x = a (cosθ + θsinθ ), y = a (sinθ-θcosθ)), changing the coefficients a It is a figure which shows the relationship of the internal diameter (PHI) A in a case. Note that θ for satisfying 2s = t is 1.25π, 3.15π, and 5.15π.

この図9から分かるように、外径Φが60の場合、内径Φの最小値は、約53,7(=26.85×2)となる。つまり、2s=tとするための外径/内径の比は、Φ/Φ>53.7/60=0.895である。このように、シミュレーションの結果から、s≦tとなるための内径/外径の比は、Φ/Φ>0.71であることが必要と考えられる。 As can be seen from FIG. 9, when the outer diameter Φ B is 60, the minimum value of the inner diameter Φ A is about 53,7 (= 26.85 × 2). That is, the ratio of the outer diameter / inner diameter for 2s = t is Φ A / Φ B > 53.7 / 60 = 0.895. Thus, from the simulation results, it is considered that the ratio of the inner diameter / outer diameter to satisfy s ≦ t needs to satisfy Φ A / Φ B > 0.71.

最後に、角度θの導出について図10を参照して説明する。まず、幾何学的情報を解析学的に記述する。 Finally, it is described with reference to FIG. 10 the derivation of the angle theta X. First, geometric information is described analytically.

図10に示した第1の磁性鋼板の点A(R(=Φ/2),0)を通る面L
:f(x、y)=0
とおく。
A plane L 1 passing through the point A (R (= Φ A / 2), 0) of the first magnetic steel plate shown in FIG. 10 is expressed as L 1 : f (x, y) = 0.
far.

また、第1の磁性鋼板に隣接する第2の磁性鋼板の面Lは、中心の回転角θ’を用いて、
:g(f(x、y),θ’)=0
と表すことができる。
Further, the surface L2 of the second magnetic steel plate adjacent to the first magnetic steel plate uses the central rotation angle θ ′,
L 2 : g (f (x, y), θ ′) = 0
It can be expressed as.

この面Lが第1の磁性鋼板と点B(x,y)で接していることから、
g(f(x,y),θ’)=0
が成立する。
Since this surface L 2 is in contact with the first magnetic steel plate at point B (x b , y b ),
g (f (x b , y b ), θ ′) = 0
Is established.

以下、面L、Lの断面形状が直線であると仮定する。Lとx軸とのなす角度をαとおくと、幾何学的に関数fは次式となる。
:f(x,y)=y−(x−R)tan(−α)=0
Hereinafter, it is assumed that the cross-sectional shapes of the surfaces L 1 and L 2 are straight lines. The angle between L 1 and the x-axis when putting the alpha, geometrically function f is expressed as follows.
L 1 : f (x, y) = y− (x−R) tan (−α) = 0

したがって、Lは次式となる。
:g(f(x,y),θ’)
=y−Rsinθ’−(s−Rsinθ’)tan(θ’−α)=0
Therefore, L 2 becomes the following equation.
L 2 : g (f (x, y), θ ′)
= Y-Rsin θ '-(s-Rsin θ') tan (θ'-α) = 0

また、鋼板の厚さをtとすると、点Bの座標は(R+tsinα,tcosα)となる。この点Bの座標値を式Lに代入すると、
tcosα−Rsinθ−(R+tsinα−Rcosθ)tan(θ−α)=0
となる。
If the thickness of the steel sheet is t, the coordinates of the point B are (R + tsin α, t cos α). Substituting the coordinates of the point B to the formula L 2,
tcos α-R sin θ- (R + tsin α-R cos θ) tan (θ-α) = 0
It becomes.

この式により、内径R(=Φ/2)、板厚tを与え、θ’=θとすることにより求められたαがθとなる。 According to this formula, an inner diameter R (= Φ A / 2) and a sheet thickness t are given, and α obtained by setting θ ′ = θ 0 is θ X.

<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態に係る静止誘導機器用鉄心1によれば、鉄心ブロック2が円筒状鉄心要素2A、2B、2Cを同士円上に複数積層して形成されたものであり、占積率を向上させることができ、鉄損を低減することができる。また、ギャップ部材3によって磁路中の磁気抵抗を増減させて所望のリアクタンスを得ることができる上に、磁気抵抗を大きくした場合に径方向に貫通する漏洩磁束の磁束量は増加するが、この漏洩磁束は等価的に略放射状に設けられた磁性鋼板21の幅方向に沿って通過するようになり、渦電流を低減することができる。さらに、磁性鋼板21をずらして積み重ねて形成された鉄心ブロック2間にギャップ部材3を挟み込むという構成により、製造の簡単化及び製造コストの削減を実現することができる。
<Effect of this embodiment>
According to the iron core 1 for stationary induction equipment according to the present embodiment configured as described above, the iron core block 2 is formed by laminating a plurality of cylindrical iron core elements 2A, 2B, and 2C on each other. The volume factor can be improved and iron loss can be reduced. In addition, the gap member 3 can increase or decrease the magnetic resistance in the magnetic path to obtain a desired reactance, and when the magnetic resistance is increased, the amount of leakage magnetic flux penetrating in the radial direction increases. The leakage magnetic flux is equivalently passed along the width direction of the magnetic steel plate 21 provided substantially radially, and eddy current can be reduced. Further, the structure in which the gap member 3 is sandwiched between the iron core blocks 2 formed by shifting and stacking the magnetic steel plates 21 can simplify the manufacturing and reduce the manufacturing cost.

<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
<Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment. In the following description, the same reference numerals are given to members corresponding to the above-described embodiment.

例えば、前記実施形態では、各円筒状鉄心要素の積み重ねる方向が同一であるが、各円筒状鉄心要素間において、積み重ねる方向を逆方向にしても良い。   For example, in the embodiment, the stacking direction of the cylindrical core elements is the same, but the stacking direction may be reversed between the cylindrical core elements.

また、前記実施形態では、鉄心ブロックは3つの円筒状鉄心要素により構成されているが、2つの円筒状鉄心要素又は4つ以上の円筒状鉄心要素から構成されるものであっても良い。つまり、静止誘導機器用鉄心は、その用途に合わせて2以上の円筒状鉄心要素から構成されているものであれば良い。   Moreover, in the said embodiment, although the iron core block was comprised by three cylindrical core elements, you may be comprised from two cylindrical core elements or four or more cylindrical core elements. That is, the stationary induction device iron core may be any one that includes two or more cylindrical core elements according to the application.

さらに、前記実施形態では、磁性鋼板が湾曲部211のみからなるものであったが、図11に示すように、湾曲部211と、当該湾曲部211の幅方向における内径側端部に連続して形成された屈曲部212とからなるものであっても良い。このように屈曲部212を備えるものであれば、各磁性鋼板21を積み重ねる作業を容易にすることができるだけでなく、磁性鋼板21が径方向外部に抜脱されることを好適に防止することができる。   Furthermore, in the said embodiment, although the magnetic steel plate consisted only of the curved part 211, as shown in FIG. 11, it follows the curved part 211 and the inner diameter side edge part in the width direction of the said curved part 211. It may consist of the formed bent portion 212. Thus, if it has a bending part 212, not only can the operation | work which piles up each magnetic steel plate 21 be facilitated, but it can prevent suitably that the magnetic steel plate 21 is pulled out to radial direction exterior. it can.

その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。   In addition, some or all of the above-described embodiments and modified embodiments may be combined as appropriate, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .

本発明の一実施形態に係る静止誘導機器用鉄心の斜視図。The perspective view of the iron core for static induction equipment concerning one embodiment of the present invention. 同実施形態の静止誘導機器用鉄心の平面図。The top view of the iron core for static induction apparatuses of the embodiment. 同実施形態の磁性鋼板を示す断面図。Sectional drawing which shows the magnetic steel plate of the embodiment. 外部露出部及び磁性鋼板の板厚の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the plate | board thickness of an externally exposed part and a magnetic steel plate. 磁性鋼板の幅方向内径側端部を示す拡大模式図(θ21a=0)。The enlarged schematic diagram which shows the width direction inner diameter side edge part of a magnetic steel plate ((theta) 21a = 0). 外部露出部の幅方向長さ及び磁性鋼板の板厚が同一とした場合の外側角a−cの距離を示す図。The figure which shows the distance of the outer side angle ac when the width direction length of an external exposure part and the board thickness of a magnetic steel plate are made the same. 磁性鋼板の幅方向内径側端部を示す拡大模式図(0<θ21a)。The enlarged schematic diagram which shows the width direction inner diameter side edge part of a magnetic steel plate (0 <(theta) 21a ). シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a simulation result. シミュレーション結果を示す図。The figure which shows a simulation result. 角度θの導出を説明するための図。The figure for demonstrating derivation | leading-out of angle (theta) X. 磁性鋼板の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of a magnetic steel plate.

1・・・静止誘導機器用鉄心
2・・・鉄心ブロック
2A、2B、2C・・・円筒状鉄心要素
21・・・磁性鋼板
211・・・湾曲部
3・・・ギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Iron core 2 for stationary induction | guidance | derivation apparatus ... Iron core block 2A, 2B, 2C ... Cylindrical iron core element 21 ... Magnetic steel plate 211 ... Curved part 3 ... Gap

Claims (3)

幅方向断面が湾曲形状をなす湾曲部を有する複数の磁性鋼板を、幅方向にずらして積み重ねることにより形成された複数の円筒状鉄心要素を同心円状に積層して形成された複数の鉄心ブロックと、
前記鉄心ブロック間に設けられた磁気ギャップと、を具備し、
前記鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素を構成する磁性鋼板の幅方向内径側端部が、前記円筒状鉄心要素の径方向に対して傾斜しており、
前記鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素を構成する磁性鋼板の積層側側面における外部露出部の幅方向長さが、前記磁性鋼板の板厚未満である静止誘導機器用鉄心。
A plurality of core blocks formed by concentrically laminating a plurality of cylindrical core elements formed by stacking a plurality of magnetic steel plates having a curved portion whose cross section in the width direction has a curved shape, shifted in the width direction; and ,
A magnetic gap provided between the iron core blocks ,
The width direction inner diameter side end of the magnetic steel sheet constituting the cylindrical core element provided on the outermost radial direction of the core block is inclined with respect to the radial direction of the cylindrical core element,
The iron core for stationary induction equipment in which the length in the width direction of the externally exposed portion on the side surface on the laminated side of the magnetic steel sheet constituting the cylindrical core element provided on the radially outermost side of the core block is less than the thickness of the magnetic steel sheet .
前記磁気ギャップが、非磁性体からなるギャップ部材を前記鉄心ブロック間に挟み込むことにより形成されている請求項1記載の静止誘導機器用鉄心。   2. The iron core for stationary induction equipment according to claim 1, wherein the magnetic gap is formed by sandwiching a gap member made of a non-magnetic material between the iron core blocks. 前記鉄心ブロックの径方向最外側に設けられた円筒状鉄心要素の内径Φ、外径Φ、及び前記磁性鋼板の板厚tが、
(ここで、αは、円筒状鉄心要素の内側円の径方向に対する磁性鋼板の傾斜角度であり、θ’は、隣接する磁性鋼板の径方向最内端の角と円中心とのなす中心角度である。なお、三角関数の単位はラジアン(rad)である。)において、
前記中心角度θ’が、前記磁性鋼板の傾斜角度がゼロの場合の中心角度θと等しくなるときの磁性鋼板の傾斜角度αをθとし、
磁性鋼板の傾斜角度αがθ以下の場合には、
磁性鋼板の傾斜角度αがθよりも大きい場合には、前記(式1)を満たす中心角度θ’を用いて
の関係をなす請求項1又は2記載の静止誘導機器用鉄心。
An inner diameter Φ A , an outer diameter Φ B of the cylindrical core element provided on the outermost radial direction of the iron core block, and a plate thickness t of the magnetic steel sheet,
(Where α is the inclination angle of the magnetic steel sheet with respect to the radial direction of the inner circle of the cylindrical iron core element, and θ ′ is the central angle formed between the angle of the radially innermost end of the adjacent magnetic steel sheet and the circle center. Note that the unit of the trigonometric function is radians).
The tilt angle α of the magnetic steel sheet when the center angle θ ′ is equal to the center angle θ 0 when the tilt angle of the magnetic steel sheet is zero is θ X ,
When the inclination angle α of the magnetic steel sheet is θ X or less,
When the inclination angle α of the magnetic steel sheet is larger than θ X , the central angle θ ′ satisfying the above (Equation 1) is used.
The iron core for static induction equipment according to claim 1 or 2, wherein
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