JP6045839B2 - アモルファス鉄心変圧器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アモルファス鉄心変圧器を提供する技術に関する。

本技術分野の背景技術として特許文献１（特開平０５−１９０３４２号公報）がある。この特許文献１には、巻鉄心変圧器及びその製造方法において、非晶質磁性合金からなる巻鉄心を被覆する作業を簡単にして、しかも鉄心の破片が漏れ出るのを防止するため、巻鉄心の脚部を挿入し得る筒状部と、この筒状部の両端に設けられたフランジ部とを有する鉄心カバーを設け、これらの鉄心カバーの筒状部を巻線の窓部内に挿入しておき、巻鉄心の１つの継鉄部の接合部を開いて鉄心カバーの筒状部内にそれぞれ巻鉄心の脚部を挿入し、巻鉄心の接合部を閉じた後、鉄心カバーのフランジ部を折り曲げ、折り曲げたフランジ部により巻鉄心の各継鉄部を被覆することが記載されている。

特開平０５−１９０３４２号公報

特許文献１には、本発明と似た絶縁部材が開示されているが、絶縁部材をコイルの孔内に挿入する方帆や絶縁部材を拡げる方法については開示されていない。
また、本発明は、アモルファス鉄心変圧器を組み立てる工程において、コイルと鉄心の間にずれが生じた場合、または、輸送時の振動や荷下ろしによる衝撃でコイルと鉄心の間にずれが生じた場合、あるいは短絡電流により電磁機械力が発生しコイルが変形又は移動した場合に絶縁部材が破損し、アモルファス破片が飛散する恐れがあった。

本発明の目的は、上記の問題を解消し、アモルファス破片の飛散を防止するアモルファス鉄心変圧器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、接合部を有するアモルファス鉄心とコイルを組み立ててなるアモルファス鉄心変圧器の製造方法であって、矩形の筒状部とフランジで絶縁部材を構成し、該フランジを形成する絶縁シートの中央部で、前記筒状部の開口に対応する部分にＸ字形状の切り込みを設け、該切り込みによって形成された三角形片を、前記アモルファス鉄心の挿入側は、該筒状部の内側または外側に貼り付け接着し、前記アモルファス鉄心の出口側は該筒状部の外側に貼り付け接着し、矩形の筒状部とフランジを有した前記絶縁部材を折り畳み、前記コイルの孔に折り畳んだ前記絶縁部材を挿入し、該絶縁部材の筒状部とフランジを拡げ、前記アモルファス鉄心の接合部を開放し、該開放したアモルファス鉄心を前記コイル内の絶縁部材の筒状部に挿入し、前記アモルファス鉄心の開放部をラップし、前記アモルファス鉄心のヨーク部を前記絶縁部材のフランジで覆い包装する。上述のようにすることで、コイルと切離してアモルファス鉄心を絶縁部材で包装することが可能となり、コイルとアモルファス鉄心の間にずれが生じた場合でも、従来よりも、絶縁部材の破損や剥がれが発生し難い構造となり、アモルファス破片の飛散を防止することができる。

本発明によれば、従来よりも、信頼性の高いアモルファス鉄心変圧器を提供することができる。

本発明に基づく実施例の絶縁部材の構成を示す図である。 図１Ａに示す絶縁部材を折り畳む順序を示す図である。 図１Ｂに示す折り畳んだ絶縁部材をコイルに挿入し、拡げた状態を示す図である。 接合部を解放したアモルファス鉄心を図１Ｃに示すコイル内の絶縁部材に挿入する状態を示す図である。 図１Ｄに示すコイルの絶縁部材にアモルファス鉄心を挿入した後、開放したアモルファス鉄心をラップし、鉄心のヨーク部を絶縁部材のフランジで覆い包装した状態を示す図である。 図１Ｂの絶縁部材の折り畳み順序をフローチャートに示した図である。 コイル内の絶縁部材の筒状部内にエアバッグを挿入し、膨張させて拡げる方法を示す図である。 実施例２のアモルファス鉄心とコイルを組み立てる方法の図である。 本発明に基づく実施例の絶縁部材の構成の違いを説明する図である。 ３相５脚鉄心の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
（実施例１）
図１は、アモルファス鉄心の絶縁部材の構成を示す図で、図１において、１０１は絶縁部材の筒状部、１０２は絶縁部材のフランジで、絶縁部材は一般にクラフト紙が使用されおり、厚みは０．２５ｍｍ程度である。
絶縁部材の筒状部１０１は絶縁シートを折り曲げて矩形の筒状とし、フランジ１０２は四角の絶縁シートの中央部に、筒状部の開口に合わせてＸ字形状の切り込みを入れ、筒状部１０１の両端より隙間がないように貼り付け接着して形成する。

ここで、絶縁部材の筒状部１０１にはアモルファス鉄心を挿入するが、挿入する側のフランジに切り込みを入れて形成された三角形片は、矩形の筒状部の内側に貼り付けて接着する。また、アモルファス鉄心が筒状部１０１より出る側のフランジの三角形片は、筒状部１０１の外側に貼り付けて接着する。このようにフランジ１０２の切り込みにより形成された三角形片を筒状部の両端に貼り付け接着することにより、アモルファス鉄心を挿入するとき鉄心の引掛りをなくしスムーズに挿入でき、絶縁部材に破損を生じない構成にすることができる。

次に、図１Ａで形成した絶縁部材１００を折り畳んだ構成を図１Ｂに示す。
図１Ｂは絶縁部材１００を折り畳んだ工程でできる絶縁部材の図を示し、先ず、図１Ｂの左図の構成より、筒状部とフランジを中央で内側に折って中央の図の絶縁部材を形成し、さらに中心線で折って図１Ｂの右図のコ字形に折り畳む。
この図１Ｂの折り畳みについては、図２のフローチャートにより説明する。
図２は絶縁部材の折り畳み方法のフローチャートを示し、これについて説明する。
先ず、絶縁部材の矩形の筒状部１０１を形成するために、四角の絶縁シートを折り曲げ、矩形の短辺となる中央部分に軸方向に谷となる折り目を付け、一辺に設けたのりしろを貼り付けて接着し筒状部を形成する（Ｓ１０）。次に、フランジとなる絶縁シートの中央部に、筒状部の矩形の開口に合わせてＸ字形状の切り込みを入れる（Ｓ２０）。そして、フランジの４隅の頂点と、Ｘ字形状の切り込みの端とを結ぶラインに谷となる折り目を付ける（Ｓ３０）。次に、フランジの短辺中央に山となる折り目を付ける（Ｓ４０）。次に、２枚のフランジの中央部にＸ字形状の切り込みを入れ、切り込みを入れて形成した三角形片にエポキシ系などの接着剤を付け、筒状部に貼り付け接着し、絶縁部材を形成する（Ｓ５０）。次に、筒状部の両端のフランジの短辺の中央部を立ち上げると、フランジの各コーナが引っ張られて谷となって折り曲がり畳まれる（Ｓ６０）。そして、フランジの短辺を立ち上げ、筒状部と一直線すなわち同じ高さになったら、フランジと筒状部を内側に両側から内側に折り込んで畳む（Ｓ７０）。次に、筒状部とフランジの境目を両側から内側に折り曲げて畳む（Ｓ８０）。そして、Ｓ９０にて折り畳んだ絶縁部材をさらに小さくするために軸方向を中心に、すなわち線対称となる所で中央部を折り曲げて重ねて畳み、略コ字形状にする（Ｓ９０）。Ｓ９０の処理まで行なうと、コイルの孔に挿入し易くなる。また、Ｓ８０の処理後の絶縁部材がコイルの孔に挿入可能であれば、Ｓ８０の絶縁部材の折り畳みの処理を完了しても良い。

次に、略コ字形状に折り畳んだ絶縁部材をコイル端面の孔に挿入して拡げる工程について図１Ｃを用いて説明する。
図１Ｃの左図は、略コ字形状に折り畳んだ絶縁部材をコイル端面の孔に挿入している状態を示し、右図はコイルの孔内に挿入した絶縁部材を拡げた状態を示している。また、図１Ｃは３相３脚鉄心の変圧器の場合を示す。この、コイル孔内の挿入した絶縁部材を拡げる方法について、その一実施例を図３に示す。
図３において、１０はエアコンプレッサ、２０はエアで膨らむエアバッグ、３０はエアを送るチューブである。
図３で、図３（ａ）はコイルの孔内に折り畳んだ絶縁部材を挿入して絶縁部材の筒状部を予め拡げて、縮んだエアバッグ２０を挿入しようとする状態を示し、図３（ｂ）はエアバッグ２０にエアを送り膨らませた状態を示している。図３（ａ）において、コイル孔内に折り畳んだ絶縁部材を挿入し、筒状部の両端のフランジを拡げて、筒状部を拡げて縮めたエアバッグ２０が入るスペースが形成されたら、エアバッグ２０をコイル孔内に挿入する。
エアバッグ２０は、絶縁部材に損傷を与えないように表面が軟らかい材質や凹凸のない材質のものを使用する。例えば、ゴム系統、ビニール製、または布製のものがある。エアバッグ２０をコイルの孔内の絶縁部材の筒状部に挿入した後、エアバッグ２０にチューブ３０で接続されたエアコンプレッサ１０より圧縮したエアを送る。図３（ｂ）は、エアコンプレッサ１０から圧縮したエアを送り、エアバッグ２０を膨らました状態を示す図で、エアバッグ２０をコイルの孔内で膨らますと絶縁部材の筒状部の部分は、コイルの内側に押し付けられる。そして、エアバッグ２０を所定時間膨張させて、絶縁部材がコイル孔内で成形したらエアバッグのエアを抜いて、萎ませてエアバッグを引き抜く。以上の方法で絶縁部材の筒状部を拡げることができるが、この方法以外にもエアバッグを用いないでチューブにノズルを設けて絶縁部材の筒状部の内側にエアを吹き付けて拡げる方法もある。

次に、図１Ｄを用いてアモルルファス鉄心をコイルに挿入して組み立てる工程について説明する。
図１Ｄにおいて、アモルファス鉄心２０３は内鉄心と外鉄心を備えた３相５脚変圧器用鉄心で、接合部を開放にした逆Ｕ字形状のアモルファス鉄心２０３を外した状態で吊り下げ、絶縁部材２０１を設置したコイル２０２の孔内に下ろしながら絶縁部材の筒状体に挿入する。そして、アモルファス鉄心２０３がコイルの絶縁部材に挿入されて組み込まれた状態を図１Ｄの右図に示す。図１Ｄの状態から次の工程である図１Ｅへ進む。図１Ｅはアモルファス鉄心２０３をコイルの絶縁部材に挿入した後、開放していた接合部をラップし、アモルファス鉄心を閉ループ状態に成形する。そして、その後、それぞれの絶縁部材のフランジをアモルファス鉄心のヨーク部２０７を覆い、ヨーク部２０７に沿ってフランジを折り、図１Ｅのように隙間なく包装する。
以上説明したように、実施例１ではアモルファス鉄心の全体を絶縁部材で覆い包装することができ、アモルファス破片の飛散を防止することができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２のアモルファス鉄心とコイルの組立方法について、図４を用いて説明する。図４は実施例２のアモルファス鉄心とコイルの組立方法を示す図である。
図４において、絶縁部材を構成している筒状部と２枚のフランジを準備する。フランジは、矩形の筒状部の開口に合わせてＸ字形状の切り込みを入れ、切り込みで形成された三角形片を起こし、接着剤を塗布して筒状部の端面に貼り付け接着できるようにする。接着剤は耐熱性のあるエポキシ系を使用する。先ず、矩形の筒状部の絶縁部材をコイルの孔に挿入し、フランジが貼り付け易いように筒状部をコイルの孔より出して、筒状部の外側に貼り付け接着する。接着した後は反対側の筒状部にフランジを接着するためにコイルを逆にして、フランジの三角形片を筒状部の内側に貼り付け接着する。筒状部の両側にフランジを貼り付け接着した後、再度逆にして図４の右図のように配置する。
図４の右図に示したコイル内の絶縁部材の構成において、絶縁部材の上側は、フランジの三角形片が筒状部の内側に貼り付け接着されており、下側はフランジの三角形片が筒状部の外側に貼り付け接着されており、この構成でコイルの上方より接合部を開放したアモルファス鉄心を挿入すると、鉄心の挿入方向に対して三角形片により生じた段差は、厚み（高い）のある方から薄く（低い）なる方の段差のため鉄心の挿入には抵抗にはならない。
また、図示していないが、鉄心の挿入側のフランジの三角形片を筒状部の外側に貼り付け接着しても、鉄心の挿入に対して抵抗にはならない。
図４以降の工程は、図１Ｄ及び図１Ｅで説明した工程と同じである。

（実施例３）
次に、本発明の実施例における絶縁部材について図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図５（ａ）は筒状部の両端にフランジを貼り付け接着して形成した絶縁部材を示し、アモルファス鉄心の挿入方向側は、フランジの中央にＸ字形状の切り込みを設け、切り込みで形成された三角形片を筒状部の外側に貼り付け接着し、鉄心の出口側は、フランジの中央にＸ字形状の切り込みを設け、切り込みで形成された三角形片を筒状部の外側に貼り付け接着した構成を示す。この構成では、アモルファス鉄心は絶縁部材の筒状部の中を抵抗なくスムーズの挿入することができる。

また、図５（ｂ）は、同様に、筒状部の両端にフランジを貼り付け接着して形成した絶縁部材を示し、アモルファス鉄心の挿入方向側は、フランジの中央にＸ字形状の切り込みを設け、切り込みで形成された三角形片を筒状部の内側に貼り付け接着し、鉄心の出口側は、フランジの中央にＸ字形状の切り込みを設け、切り込みで形成された三角形片を筒状部の外側に貼り付け接着した構成を示す。
この構成において、アモルファス鉄心の挿入方向に対して三角形片で生じた段差は、厚み（高い）のある方から薄く（低い）なる方の段差のため鉄心の挿入には抵抗にはならず、鉄心は絶縁部材の筒状部の中を抵抗なくスムーズの挿入することができる。

以上の説明は、３相３脚鉄心についての説明であったが、単相一脚鉄心の場合についても同様に実施でき、また、図６に示すような３相５脚鉄心でアモルファス鉄心が複列並んだ場合においても実施できる。図６において、６０２はコイル、６０３はアモルファス鉄心を示している。

１０‥エアコンプレッサ
２０‥エアバッグ
３０‥チューブ
１０１，３０１，５０１‥絶縁部材の筒状部
１０２、３０２，５０２，５０３‥絶縁部材のフランジ
１０３‥絶縁部材
２０１‥折り畳んだ絶縁部材
２０２，３０３、６０２‥コイル
２０３、６０３‥アモルファス外鉄心
２０５，２０６‥アモルファス内鉄心
２０４‥鉄心ラップ部
２０７‥鉄心ヨーク部

Claims (4)

1. 接合部を有するアモルファス鉄心とコイルを組み立ててなるアモルファス鉄心変圧器の製造方法であって、
   矩形の筒状部とフランジで絶縁部材を構成し、該フランジを形成する絶縁シートの中央部で、前記筒状部の開口に対応する部分にＸ字形状の切り込みを設け、該切り込みによって形成された三角形片を、前記アモルファス鉄心の挿入側は、該筒状部の内側または外側に貼り付け接着し、前記アモルファス鉄心の出口側は該筒状部の外側に貼り付け接着し、
   矩形の筒状部とフランジを有した前記絶縁部材を折り畳み、
   前記コイルの孔に折り畳んだ前記絶縁部材を挿入し、該絶縁部材の筒状部とフランジを拡げ、
   前記アモルファス鉄心の接合部を開放し、
   前記開放したアモルファス鉄心を前記コイル内の絶縁部材の筒状部に挿入し、
   前記アモルファス鉄心の開放部をラップし、
   前記アモルファス鉄心のヨーク部を前記絶縁部材のフランジで覆い包装するアモルファス鉄心変圧器の製造方法。
2. 請求項１記載のアモルファス鉄心変圧器の製造方法において、
   前記絶縁部材の折り畳みは、前記矩形の筒状部の短辺側の中央部を軸方向に対して垂直方向に両側より谷になるように折り曲げ、同様に前記フランジを短辺側の中央部を谷になるように折り曲げて重ね、さらに、両端の前記フランジを内側に折り曲げて畳み、線対称となる部分で折り畳むことを特徴とするアモルファス鉄心変圧器の製造方法。
3. 請求項１記載のアモルファス鉄心変圧器の製造方法において、
   前記矩形の筒状部と前記フランジで構成した絶縁部材を折り畳み、前記コイルの孔に該絶縁部材を挿入して該絶縁部材の筒状部を拡げるとき、エアバッグを該筒状部に挿入しエアを送り、該エアバッグを膨らませて該筒状部を成形することを特徴とするアモルファス鉄心変圧器の製造方法。
4. 接合部を有するアモルファス鉄心と孔を有したコイルとを組み立ててなるアモルファス鉄心変圧器の製造方法であって、
   矩形の筒状部と２枚のフランジより絶縁部材を構成し、
   前記コイルの孔に前記矩形の筒状部の絶縁部材を挿入し、
   前記フランジの中央部で、前記絶縁部材の筒状部の開口に対応する部分にＸ字形状の切り込みを設け、前記筒状部の一部をコイルから取り出して、一方のフランジの該切り込みで形成された三角形片を絶縁部材の一方の筒状部の端面の外側に接着し、前記コイルを逆にして、他方のフランジの該切り込みで形成された三角形片を絶縁部材の他方の筒状部の端面の内側に接着し、
   前記アモルファス鉄心の接合部を開放し、該開放した部分を、前記三角形片を筒状部の端面の内側に接着した側から前記コイル内の絶縁部材の筒状部に挿入し、
   前記アモルファス鉄心の開放した部分をラップし、該アモルファス鉄心のヨーク部を前記絶縁部材のフランジで覆い包装するアモルファス鉄心変圧器の製造方法。

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