JP7402092B2

JP7402092B2 - カットコア

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Publication number: JP7402092B2
Application number: JP2020051693A
Authority: JP
Inventors: 英二霜村; 剛増田
Original assignee: Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Current assignee: Toshiba Industrial Products and Systems Corp
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2040-03-23
Also published as: JP2021150611A

Description

本発明の実施形態は、カットコアに関する。

従来、例えば変圧器などに用いられるカットコアが知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、本明細書では、環状に形成された状態のものをカットコアと称し、カットコアを構成しているＵ字状あるいはＣ字状の部材をコアと称する。

特開２０１２－２３０９５６号公報

カットコアは、一般的に、帯状の磁性体を環状に巻回したものを切断してＵ字状あるいはＣ字状のコアを形成し、それらのコアを互いの切断面で接合することにより環状に形成されている。このとき、コア同士が互いに接合される接合部は、磁束の乱れを抑えて安定した鉄心特性を維持できるようにするために、環状に形成された状態における脚部の中央部分に設定されることが多い。そして、カットコアの代表的な利用形態である変圧器の場合には、一般的に、接合部が設けられている脚部に、接合部を覆う態様でコイルを配置することが多い。

しかしながら、接合部が例えばコイルによって隠されてしまうと、接合部におけるコア同士の位置合わせが難しくなるという問題がある。そして、接合部に位置ずれが生じると、鉄心特性が悪化するおそれがある。また、例えば複数のコアを並列的に配置して変圧器の容量を拡大する場合には、接合面の位置合せがさらに難しくなる。また、コア同士は締結バンドによって互いに締結されているものの、運転時のコアの温度変化などによって締結バンドが緩むと位置ずれが進行してしまうおそれもある。
そこで、接合部での位置ずれを抑制できるカットコアを提供する。

実施形態のカットコアは、帯状の磁性体を巻回して対向する脚部で切断したコアを互いに接合して形成されるものであって、コアは、対向する脚部の少なくとも一方において、磁性体の厚み方向または磁性体の幅方向の少なくとも一方に傾斜した状態で切断されており、コアを接合する接合部の少なくとも一方に、磁性体の厚み方向または磁性体の幅方向の少なくとも一方に傾斜する傾斜面を設けた。

第１構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図カットコアを用いた変圧器の構成例を模式的に示す図参考例であり、径方向への位置ずれを模式的に示す図第２構成例における参考例であり、軸方向への位置ずれを模式的に示す図カットコアの構成を模式的に示す図第３構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第４構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第５構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第６構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第７構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第８構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第９構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第１０構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図第１１構成例におけるカットコアの構成を模式的に示す図

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、複数の構成例について個別に説明するが、説明の簡略化のために、各具体例において実質的に共通する部位には同一符号を付して説明する。

（第１構成例）
以下、第１構成例について説明する。図１に示すように、カットコア１は、Ｕ字状またはＣ字状のコア２を互いに接合することにより形成されている。ここで、カットコア１の製造工程の概略について説明する。カットコア１の製造工程では、まず、２つのコア２が形成される。

このコア２は、帯状の磁性体３を巻回した巻き鉄心４を、対向する２つの脚部４ａ、ここでは、角部が円弧状であって矩形環状に形成されている巻き鉄心４の長手方向の２つの脚部４ａを切断することにより形成されている。このとき、コア２は、対向する脚部４ａの少なくとも一方において、矢印Ｔにて示す磁性体３の厚み方向、または、矢印Ｗにて示す磁性体３の幅方向の少なくとも一方に傾斜した平坦な切断面で切断されている。

以下、磁性体３の厚み方向を環状に形成した状態におけるカットコア１の径方向とも称し、磁性体３の幅方向を環状に形成した状態におけるカットコア１の軸方向とも称する。また、磁性体３を積層した状態における厚みをカットコア１の厚みとも称し、磁性体３の幅をカットコア１の幅とも称する。

さて、本構成例では、コア２は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、磁性体３の厚み方向に傾斜した状態であって、双方の脚部４ａで互いに逆向きに傾斜した状態で切断することにより形成されている。そのため、各コア２には、逆向きに傾斜した平坦な切断面がそれぞれ形成されている。このとき、切断面の傾斜角度（α）や傾斜量（β）は、コア２同士の相対的な移動を抑制できる範囲内で適宜設定することができる。ただし、あまり端部が鋭くなると、切断時や接合時に破損するおそれもあるため、傾斜角度（α）は、数度から数十度の範囲、例えば５度から３０度程度を目安とするとよい。なお、傾斜角度（α）が定まれば、磁性体３の幅や積層した厚みに応じて傾斜量（β）は一義的に定まることになる。

各コア２を互いの切断面を突き合わせた状態で接合することにより、カットコア１が形成される。このとき、カットコア１には、コア２同士が接合されている２箇所の接合部１ａに、磁性体３の厚み方向に傾斜する切断面によって形成された傾斜面５がそれぞれ設けられることになる。

このようなカットコア１は、例えば図２に構成例その１として示すように、コイル６に挿入され、締結バンド７で各コア２を外周側から締結して固定された状態で例えば変圧器８として利用される。あるいは、カットコア１は、構成例その２として示すように、コイル６に複数が挿入されて大容量の変圧器８として利用される。なお、構成例その２、および後述する第２構成例以降では、説明の簡略化のために締結バンド７の図示を省略している。また、後述する第２構成例以降のカットコア１も、構成例その１やその２にて示すような変圧器８に利用することができる。

次に、上記した構成の作用について説明する。
上記したように、カットコア１は、Ｕ字状あるいはＣ字状のコア２を形成し、それらのコア２を互いの切断面で接合することにより環状に形成されている。このとき、各コア２の接合部１ａは、磁束の乱れを抑えて安定した鉄心特性を維持できるようにするために、脚部４ａの中央部分に設定されることがある。そのため、カットコア１を例えば変圧器８に用いる場合には、一般的に、接合部１ａを覆う態様でコイル６を配置することが多いため、接合部１ａがコア２に隠された状態、換言すると、コア２に覆われて外部から目視し難い状態になる。

そして、図３に参考例として示すように、従来技術の従来カットコア１０１は、巻き鉄心４を傾斜せずに切断して従来コア１０２を形成していた。そのため、従来カットコア１０１は、従来コア１０２の切断面つまりは接合部１０１ａが傾斜していないことから、図視左右方向つまりは径方向に位置ずれが生じるおそれがあった。その場合、位置ずれによって鉄心特性が悪化するおそれがある。また、従来コア１０２同士を締結バンド７により締結しても、運転時の従来コア１０２の温度変化によって締結バンド７が緩むおそれがあり、接合部１０１ａの位置ずれが進行してしまうおそれもあった。

そこで、本構成例のカットコア１は、図１に示したように、径方向つまりは磁性体３の厚み方向に傾斜する傾斜面５を、双方の接合部１ａに、互いに逆向きに傾斜して設けている。このように接合部１ａに傾斜面５を設けた場合、コア２の自重や締結バンド７の締結力が傾斜面５に加わるとその傾斜方向にすべり力が働くものの、双方の接合部１ａの傾斜方向を互いに逆向きにしたことにより、それぞれの接合部１ａにおけるすべり力は相殺される。その結果、コア２は、すべり力が相殺される安定位置に落ち着いた状態となり、傾斜方向への変位、つまりは、径方向への位置ずれが無い状態になる。これにより、コア２同士の径方向への相対的な移動が抑制される。

このように、カットコア１は、帯状の磁性体３を巻回した巻き鉄心４を対向する脚部４ａで切断したコア２を互いに接合して形成されるものであって、対向する脚部４ａの少なくとも一方において磁性体３の厚み方向または磁性体３の幅方向の少なくとも一方に傾斜した状態で切断して形成されたコア２を用い、コア２を接合する接合部１ａの少なくとも一方に磁性体３の厚み方向に傾斜する傾斜面５を設けたことにより、磁性体３の厚み方向つまりは環状に形成された状態における径方向へのコア２同士の移動を抑制することが可能になる。したがって、カットコア１の位置ずれを抑制することができる。

また、傾斜面５を設けたことにより、接合部１ａにおける接合面積は、傾斜面を設けない場合に比べて増加する。これにより、漏れ磁束を軽減することができ、磁束の乱れによる鉄心損失の増加を抑制することができる。

さらに、位置ずれを抑制する主構造となる傾斜面５は、平坦に形成されている。そして、この傾斜面５は、巻き鉄心４を切断した際の切断面に相当する。そのため、コア２を製造する際に巻き鉄心４の脚部４ａを傾斜して切断することにより、容易に傾斜面５を形成することができる。これは、後述する第２構成例以降についても同様である。

また、巻き鉄心４の切断自体は従来から行われている作業であるため、傾斜面５を設けるために過度に作業が複雑化したり作業量が増加したりすることが抑制される。すなわち、傾斜面５により位置ずれを抑制する構造は、製造上において極めて有益なものとなっている。

また、カットコア１は、２箇所の接合部１ａの双方に、互いに逆向きに傾斜している傾斜面５を設けている。これにより、径方向への移動をより一層抑制することができる。また、締結バンド７を設けたことにより、傾斜面５による移動の抑制がなされない向きへの移動をある程度抑制することができる。

（第２構成例）
以下、第２構成例について説明する。この第２構成例では、環状に形成された状態にける軸方向への位置ずれを抑制する構造について説明する。図４に参考例として示すように、従来カットコア１０１は、巻き鉄心４を傾斜せずに切断して従来コア１０２を形成していることから、接合部１０１ａにおいて、図視左右方向つまりは従来カットコア１０１の軸方向に位置ずれが生じるおそれがある。

そこで、本構成例では、図５に示すように、コア２を、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、矢印Ｗにて示す磁性体３の幅方向に傾斜した状態であって、双方の脚部４ａで互いに逆向きに傾斜した状態で切断することにより形成している。これにより、各コア２には、逆向きに傾斜した平坦な切断面がそれぞれ形成される。このとき、切断面の傾斜角度（γ）や傾斜量（Δ）は、コア２同士の相対的な移動を制限できる範囲内で適宜設定することができる。ただし、あまり端部が鋭くなると、切断時や接合時に破損するおそれもあるため、傾斜角度（γ）は、数度から数十度の範囲、例えば５度から３０度程度を目安とするとよい。なお、傾斜角度（γ）が定まれば、磁性体３の幅や積層した厚みに応じて傾斜量（Δ）は一義的に定まることになる。

そして、各コア２を互いの切断面を突き合わせた状態で接合することにより、カットコア１が形成される。このとき、カットコア１には、コア２同士が接合されている２箇所の接合部１ａに、磁性体３の幅方向に傾斜する切断面によって形成された傾斜面５がそれぞれ設けられることになる。これにより、カットコア１は、軸方向へのコア２の相対的な移動が傾斜面５によって抑制される。

このように、帯状の磁性体３を巻回して対向する脚部４ａで切断したコア２を互いに接合して形成されるカットコア１において、コア２は、対向する脚部４ａの双方において磁性体３の幅方向に傾斜した状態で切断されており、コア２を接合する接合部１ａに磁性体３の幅方向に傾斜する傾斜面５を設けることによっても、カットコア１の位置ずれを抑制することができる。

また、傾斜面５を設けたことにより、漏れ磁束を軽減することができ、磁束の乱れによる鉄心損失の増加を抑制することができるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、位置ずれを抑制する主構造となる傾斜面５は平坦に形成されていることから、製造上において極めて有益なものとなるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。

さらに、カットコア１は、２箇所の接合部１ａの双方に、互いに逆向きに傾斜している傾斜面５を設けていることから、径方向への移動をより一層抑制することができるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、締結バンド７を設けたことにより、傾斜面５による移動の抑制がなされない向きへの移動をある程度抑制することができる。

（第３構成例）
以下、第３構成例について説明する。この第３構成例では、環状に形成された状態にける径方向および軸方向の双方への位置ずれを抑制する構造について説明する。図６に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、図示左方の脚部４ａでは磁性体３の厚み方向に傾斜した状態で切断し、図示右方の脚部４ａでは矢印Ｗにて示す磁性体３の幅方向に傾斜した状態で切断することにより形成されている。

これにより、各コア２には、径方向に傾斜する切断面と、軸方向に傾斜する切断面とが形成される。このとき、方向に傾斜する切断面の傾斜角度（α）や傾斜量（β）、ならびに、軸方向に傾斜する切断面の傾斜角度（γ）や傾斜量（Δ）は、第１構成例や第２構成例で説明したように、コア２同士の相対的な移動を制限できる範囲内で適宜設定することができる。

そして、これらのコア２を接合することにより、カットコア１には、一方の接合部１ａに磁性体３の厚み方向に傾斜した傾斜面５が設けられ、他方の接合部１ａに磁性体３の幅方向に傾斜した傾斜面５が設けられる。これにより、カットコア１は、一方の接合部１ａにおいて径方向への相対的な移動が抑制され、他方の接合部１ａにおいて軸方向への相対的な移動が抑制されることから、全体として、径方向および軸方向の双方への位置ずれが抑制される。

（第４構成例）
以下、第４構成例について説明する。この第４構成例では、環状に形成された状態にける径方向への位置ずれを抑制する他の構造について説明する。図７に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において内周側に配置される内周側コア１０と、その内周側コア１０の外周側に配置される外周側コア１１とにより構成されている。このとき、内周側コア１０および外周側コア１１は、その厚みがほぼ等しく形成されている。

そして、内周側コア１０は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向に傾斜した状態で切断することにより形成される２つのコア片１ａにより構成されている。また、外周側コア１１は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向であって、内周側コア１０とは逆向きに傾斜した状態で切断することにより形成される２つのコア片１１ａにより構成されている。

つまり、内周側コア１０の傾斜面５と外周側コア１１の傾斜面５とは、互いに交差した状態になっている。ただし、内周側コア１０と外周側コア１１の傾斜面５は、傾斜する向きが逆になっていればよく、傾斜角度や傾斜量は同一であっても異なっていてもよい。

そして、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせることにより、各コア２には、それぞれの端部に、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５が形成される。このコア２を接合することにより、カットコア１の双方の接合部１ａには、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５がそれぞれ設けられることになる。このとき、内周側コア１０と外周側コア１１の厚みはほぼ等しいため、傾斜面５の交点は、コア２の厚み方向におけるほぼ中央に位置することになる。

このように、内周側コア１０と外周側コア１１とを備えるカットコア１において、互いに交差するように傾斜した傾斜面５を接合部１ａに設けることにより、内周側コア１０と外周側コア１１は、その自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の厚み方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力が加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。これにより、カットコア１は、径方向への位置ずれを抑制することができる。なお、カットコア１の厚み方向は、磁性体３の厚み方向である。

また、内周側コア１０および外周側コア１１の厚みを異なる値にすることができる。その場合であっても、径方向への位置ずれを抑制することができる。また、コア２を分割することは、1個当たりの重量を半分程度にできることから、組み立て作業の負担を軽減することができる。

また、傾斜面５を設けたことにより、漏れ磁束を軽減することができ、磁束の乱れによる鉄心損失の増加を抑制することができるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、位置ずれを抑制する主構造となる傾斜面５は平坦に形成されていることから、製造上において極めて有益なものとなるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、締結バンド７を設けたことにより、傾斜面５による移動の抑制がなされない向きへの移動をある程度抑制することができる。

（第５構成例）
以下、第５構成例について説明する。この第５構成例では、環状に形成された状態にける径方向および軸方向への位置ずれを抑制する他の構造について説明する。図８に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において内周側に配置される内周側コア１０と、その内周側コア１０の外周側に配置される外周側コア１１とにより構成されている。

そして、内周側コア１０は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第２構成例と同様に磁性体３の幅方向に傾斜した状態で切断することにより形成されている。また、外周側コア１１は、内周側コア１０よりも外形が大きい巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第２構成例と同様に磁性体３の幅方向であって、内周側コア１０とは逆向きに傾斜した状態で切断することにより形成されている。

つまり、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせた場合、内周側コア１０の傾斜面５と外周側コア１１の傾斜面５とは互いに交差したような状態になる。ただし、内周側コア１０と外周側コア１１の傾斜面５は、傾斜する向きが逆になっていればよく、傾斜角度や傾斜量は同一であっても異なっていてもよい。

そして、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせることにより、各コア２には、それぞれの端部に、磁性体３の幅方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５が形成される。また、傾斜面５を形成する部位の側壁は、互い違いの状態で径方向に隣り合うことになる。

そのため、これのコア２を接合することにより、カットコア１の双方の接合部１ａには、磁性体３の幅方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５がそれぞれ設けられるとともに、各傾斜面５を形成する部位の側壁が径方向に隣り合って設けられる。このように、幅方向に互いに交差するように傾斜した傾斜面５を接合部１ａに設けることにより、内周側コア１０と外周側コア１１は、そのコア２の自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の軸方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力が加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。

さらに、接合部１ａでは、内周側コア１０の側壁部分と外周側コア１１の側壁部分とが隣り合うことにより、径方向への移動が抑制される。これにより、カットコア１は、径方向および軸方向への位置ずれを抑制することができる。

また、内周側コア１０および外周側コア１１の厚みを異なる値にすることができる。その場合であっても、径方向および軸方向への位置ずれを抑制することができる。また、コア２を分割することは、1個当たりの重量を半分程度にできることから、組み立て作業の負担を軽減することができる。

（第６構成例）
以下、第６構成例について説明する。この第６構成例では、環状に形成された状態にける径方向および軸方向への位置ずれを抑制する他の構造について説明する。図９に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において軸方向に重ねて配置される表面側コア１２および裏面側コア１３で構成されている。なお、「表面側」および「裏面側」の記載は、構成をわかりやすくするための便宜的なものである。

表面側コア１２および裏面側コア１３は、その外形がほぼ等しく形成されている。換言すると、表面側コア１２および裏面側コア１３は、同一形状に形成した巻き鉄心４を切断することにより形成されている。

具体的には、表面側コア１２は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向に傾斜した状態で切断することにより２つのコア片１２ａが形成されている。また、裏面側コア１３は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向であって、表面側コア１２とは逆向きに傾斜した状態で切断することにより２つのコア片１３ａが形成されている。

そのため、表面側コア１２と裏面側コア１３とを組み合わせて重ねた状態では、表面側コア１２の傾斜面５と裏面側コア１３の傾斜面５とは互いに交差したような状態になる。ただし、表面側コア１２と裏面側コア１３の傾斜面５は、傾斜する向きが逆になっていればよく、傾斜角度や傾斜量は同一であっても異なっていてもよい。

そして、表面側コア１２と裏面側コア１３とを組み合わせることにより、各コア２には、それぞれの端部に、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５が形成される。また、傾斜面５を形成する部位の側壁は、互い違いの状態で軸方向に隣り合うことになる。

このコア２を接合することにより、カットコア１の双方の接合部１ａには、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５がそれぞれ設けられることになるとともに、その傾斜面５を形成する部位の側壁が軸方向に隣り合った状態になる。

このように、表面側コア１２と裏面側コア１３とを備えるカットコア１において、互いに交差するように径方向に傾斜した傾斜面５を接合部１ａに設けることにより、表面側コア１２と裏面側コア１３は、そのコア２の自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の厚み方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力が加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。

また、接合部１ａでは内周側コア１０の側壁部分と外周側コア１１の側壁部分とが軸方向に隣り合っていることから、軸方向への移動も抑制される。これにより、カットコア１は、径方向および軸方向への位置ずれを抑制することができる。

また、コア２を分割することは、1個当たりの重量を半分程度にできることから、組み立て作業の負担を軽減することができる。また、傾斜面５を設けたことにより、漏れ磁束を軽減することができ、磁束の乱れによる鉄心損失の増加を抑制することができるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、位置ずれを抑制する主構造となる傾斜面５は平坦に形成されていることから、製造上において極めて有益なものとなるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。

（第７構成例）
以下、第７構成例について説明する。この第７構成例では、環状に形成された状態にける軸方向への位置ずれを抑制する他の構造について説明する。図１０に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において軸方向に重ねて配置される表面側コア１２および裏面側コア１３で構成されている。

このとき、表面側コア１２および裏面側コア１３は、その外形がほぼ等しく形成されている。換言すると、表面側コア１２および裏面側コア１３は、同一形状に形成した巻き鉄心４を切断することにより形成されている。

具体的には、表面側コア１２は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第２構成例と同様に磁性体３の幅方向に傾斜した状態で切断することにより形成されている。また、裏面側コア１３は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近において、第２構成例と同様に磁性体３の幅方向であって、表面側コア１２とは逆向きに傾斜した状態で切断することにより形成されている。

そして、表面側コア１２と裏面側コア１３とを組み合わせることにより、各コア２には、それぞれの端部に、磁性体３の幅方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５が形成される。これのコア２を接合することにより、カットコア１の双方の接合部１ａには、磁性体３の幅方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５がそれぞれ設けられることになる。

このように、表面側コア１２と裏面側コア１３とを備えるカットコア１において、互いに交差するように軸方向に傾斜した傾斜面５を接合部１ａに設けることにより、表面側コア１２と裏面側コア１３は、そのコア２の自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の厚み方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力が加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。これにより、カットコア１は、軸方向への位置ずれを抑制することができる。

また、コア２を分割することは、1個当たりの重量を半分程度にできることから、組み立て作業の負担を軽減することができる。また、傾斜面５を設けたことにより、漏れ磁束を軽減することができ、磁束の乱れによる鉄心損失の増加を抑制することができるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、位置ずれを抑制する主構造となる傾斜面５は平坦に形成されていることから、製造上において極めて有益なものとなるなど、第１構成例と同様の効果を得ることができる。また、締結バンド７を設けたことにより、傾斜面５による移動の抑制がなされない向きへの移動をある程度抑制することができる。

（第８構成例）
以下、第８構成例について説明する。この第８構成例では、環状に形成された状態にける径方向への位置ずれを抑制する他の構造、および、接合部１ａにギャップを設ける構成について説明する。図１１に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において内周側に配置される内周側コア１０と、その内周側コア１０の外周側に配置される外周側コア１１とにより構成されている。このとき、内周側コア１０および外周側コア１１は、その厚みがほぼ等しく形成されている。

そして、内周側コア１０は、巻き鉄心４の一方の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向に傾斜した状態で切断され、他方の脚部４ａの中央付近において、傾斜せずに切断されることにより形成されている。

また、外周側コア１１は、巻き鉄心４の一方の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向であって、内周側コア１０とは逆向きに傾斜した状態で切断され、他方の脚部４ａの中央付近において、傾斜せずに切断されることにより形成されている。また、傾斜して切断されているのは、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせた際に同じ側に位置する脚部４ａである。

このため、内周側コア１０の傾斜面５と外周側コア１１の傾斜面５とは、一方の脚部４ａにおいて互いに交差した状態になっている。ただし、内周側コア１０と外周側コア１１の傾斜面５は、傾斜する向きが逆になっていればよく、傾斜角度や傾斜量は同一であっても異なっていてもよい。

これらの内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせることにより、各コア２には、接合態様その１として示すように、一方の端部に、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５が形成される。そして、各コア２を接合することにより、カットコア１の一方の接合部１ａには、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５がそれぞれ設けられることになる。このとき、内周側コア１０と外周側コア１１の厚みはほぼ等しいため、傾斜面５の交点は、コア２の厚み方向におけるほぼ中央に位置することになる。

このように、内周側コア１０と外周側コア１１とを備えるカットコア１において、互いに交差するように傾斜した傾斜面５を接合部１ａに設けることにより、内周側コア１０と外周側コア１１は、その自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の厚み方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力が加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。これにより、カットコア１は、径方向への位置ずれを抑制することができる。

また、接合態様その２として示すように、コア２の端部間にギャップを形成するギャップ材２０を設ける構成とすることもできる。この場合、傾斜面５が設けられていない側の端部にギャップ材２０を設けることで、平板状のギャップ材２０を利用することができ、ギャップ材２０を容易に製造することができる。また、ギャップ材２０はカットコア１の中央付近に配置されることになるため、いわゆるリアクトル鉄心としたり、偏磁防止機能を付帯したりすることができ、利用価値を高めることができる。

この場合、ギャップ材２０を配置することにより一方の接合部１ａにおいてコア２間にギャップが形成されても、他方の接合部１ａにおいて磁気回路を保持できるため、利用上の問題は発生しない。さらに、図示は省略するが、傾斜面５を有する側の接合部１ａにもギャップ材２０を設ける構成とすることができる。その場合、同じ厚みのギャップ材２０を設置すれば問題はなく、また、位置ずれの防止効果はそのまま維持することができる。また、ギャップ材２０は、上記した第１構成例から第７構成例のカットコア１に適用することもできる。

（第９構成例）
以下、第９構成例について説明する。この第９構成例では、環状に形成された状態にける径方向および軸方向への位置ずれを抑制する他の構造について説明する。図１２に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において軸方向に重ねて配置される表面側コア１２および裏面側コア１３で構成されている。

具体的には、表面側コア１２は、巻き鉄心４の一方の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向に傾斜した状態で切断され、他方の脚部４ａにおいて、傾斜することなく切断されることにより形成されている。また、裏面側コア１３は、巻き鉄心４の一方の脚部４ａの中央付近において、第１構成例と同様に磁性体３の厚み方向であって、表面側コア１２とは逆向きに傾斜した状態で切断され、他方の脚部４ａにおいて、傾斜することなく切断されることにより形成されている。また、傾斜して切断されているのは、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせた際に同じ側に位置する脚部４ａである。

そして、表面側コア１２と裏面側コア１３とを組み合わせることにより、接合態様その１として示すように、各コア２には、一方の端部に、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５が形成される。また、傾斜面５を形成する部位の側壁は、互い違いの状態で軸方向に隣り合うことになる。

これらのコア２を接合することにより、カットコア１の一方の接合部１ａには、磁性体３の厚み方向において互いに逆向きに傾斜した２つの傾斜面５がそれぞれ設けられることになるとともに、その傾斜面５を形成する部位の側壁が軸方向に隣り合った状態になる。

このように、表面側コア１２と裏面側コア１３とを備えるカットコア１において、互いに交差するように径方向に傾斜した傾斜面５を接合部１ａに設けることにより、表面側コア１２と裏面側コア１３は、そのコア２の自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の厚み方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力が加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。また、接合部１ａでは内周側コア１０の側壁部分と外周側コア１１の側壁部分とが軸方向に隣り合っていることから、軸方向への移動も抑制される。これにより、カットコア１は、径方向および軸方向への位置ずれを抑制することができる。

さらに、図示は省略するが、傾斜面５を有する側の接合部１ａにもギャップ材２０を設ける構成とすることができる。その場合、同じ厚みのギャップ材２０を設置すれば問題はなく、また、位置ずれの防止効果はそのまま維持することができる。

（第１０構成例）
以下、第１０構成例について説明する。この第１０構成例では、第４構成例で示したカットコア１にギャップ材２０を設けた構成について説明する。図１３に示すように、本構成例のカットコア１は、内周側コア１０と外周側コア１１とにより構成され、それぞれの接合部１ａに、逆向きに傾斜していて互いに交差したような状態となっている傾斜面５が設けられている。そして、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせ、各コア２の端部間にギャップ材２０を配置して互いに接合することにより、カットコア１が形成されている。

このとき、ギャップ材２０は、カットコア１の厚み方向のほぼ中央部で折れ曲がってそれぞれの傾斜面５に沿って伸びているとともに、カットコア１の内周面および外周面に引っ掛かるフランジ部が形成されている。これにより、ギャップ材２０が径方向にずれることが防止されている。

このようなカットコア１によっても、第４構成例で説明した効果が得られるとともに、ギャップ材２０はカットコア１の中央付近に配置されることになるため、いわゆるリアクトル鉄心としたり、偏磁防止機能を付帯したりすることができ、利用価値を高めることができる。なお、図１３では双方の接合部１ａにギャップ材２０を設けた構成を例示しているが、一方の接合部１ａにギャップ材２０を設ける構成とすることもできる。

（第１１構成例）
以下、第１１構成例について説明する。この第１１構成例では、環状に形成された状態にける径方向および軸方向への位置ずれを抑制する他の構造について説明する。図１４に示すように、本構成例のカットコア１では、コア２は、環状に配置された状態において軸方向に重ねて配置される表面側コア１２および裏面側コア１３を備えている。これら表面側コア１２および裏面側コア１３は、その外形がほぼ等しく形成されている。

また、表面側コア１２および裏面側コア１３は、それぞれ、環状に配置された状態において内周側に配置される内周側コア１０と、その内周側コア１０の外周側に配置される外周側コア１１とにより構成されている。これら内周側コア１０および外周側コア１１は、その厚みがほぼ等しく形成されている。つまり、表面側コア１２および裏面側コア１３は、実質的に同じ形状のものを利用している。

そして、表面側コア１２の外周側コア１１は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近を、磁性体３の厚み方向および幅方向に傾斜した状態で切断することにより形成されている。より具体的には、巻き鉄心４は、断面視において磁性体３が矩形状に配置された状態となっており、断面視における４隅の角部のうち、対向する角部に向かって傾斜した状態で切断されている。

一方、表面側コア１２の内周側コア１０は、巻き鉄心４の脚部４ａの中央付近を、磁性体３の厚み方向および幅方向に、外周側コア１１とは逆向きに傾斜した状態で切断することにより形成されている。ここでいう逆向きとは、外周側コア１１とは異なる対向する角部に向かって傾斜した状態である。

また、裏面側コア１３は、表面側コア１２と同様の切断態様で形成されている。つまり、本構成例では、実質的には、同じ形状且つ同じ切断態様で形成した表面側コア１２を２組用意し、その一方を裏面側コア１３としている。そのため、一見すると複雑な構造に見える後述する接合部１ａは、実際には極めて容易に形成することができる。

そして、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせた表面側コア１２と、内周側コア１０と外周側コア１１とを組み合わせた裏面側コア１３とを、裏面側コア１３を表裏反転させた状態で、軸方向に組み合わせて重ねることにより、各コア２の端部には、断面視における４隅の角部から中心に向かってそれぞれ傾斜している４つの傾斜面５が形成される。

そのため、各コア２を接合すると、カットコア１の接合部１ａには、磁性体３の厚み方向および磁性体３の幅方向の双方に対して傾斜しているとともに、それぞれ断面視における中央部に向かって傾斜している４つの傾斜面５が設けられることになる。つまり、傾斜面５は、接合部１ａの中央から四方に向かって設けられている。

そのため、各コア２は、自重や締結バンド７の締結力によってカットコア１の厚み方向および幅方向の中心位置に留まるように傾斜面５にすべり力がそれぞれ加わり、互いに拘束し合うことで、位置ずれへの抵抗力が増加することになる。そして、これらの傾斜面５により、接合部１ａでは、径方向および軸方向の双方への移動が抑制される。これにより、カットコア１は、径方向および軸方向への位置ずれを抑制することができる。

この場合、一方の接合部１ａに上記した四方への傾斜面５を設け、他方の脚部４ａには傾斜面５を設けない構成とすることができる。また、接合部１ａにギャップ材２０を設ける構成とすることができる。

以上の各構成例で説明したように、帯状の磁性体３を巻回して対向する脚部４ａで切断したコア２を互いに接合して形成されるカットコア１において、磁性体３の厚み方向または磁性体３の幅方向の少なくとも一方に傾斜した状態で切断したコア２を用い、接合部１ａの少なくとも一方に磁性体３の厚み方向または磁性体３の幅方向の少なくとも一方に傾斜する傾斜面５を設ける構成とすることにより、位置ずれを抑制することができる。

実施形態ではカットコア１の利用形態として変圧器８を例示したが、変圧器８以外の用途にもカットコア１を利用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１はカットコア、１ａは接合部、２はコア、３は帯状の磁性体、４は巻き鉄心、５は傾斜面、１０は内周側コア、１１は外周側コア、１２は表面側コア、１３は裏面側コア、２０はギャップ材を示す。

Claims

帯状の磁性体を厚み方向に積層しつつ巻回して対向する脚部で切断したコアを互いに接合して形成されるカットコアであって、
前記コアは、対向する前記脚部の少なくとも一方において、前記磁性体の厚み方向および前記磁性体の幅方向の双方に傾斜した状態で切断されており、
前記コアを接合する２つの接合部のうち少なくとも一方に、前記磁性体の厚み方向および前記磁性体の幅方向の双方に傾斜する平坦な傾斜面を設けたカットコア。
双方の前記接合部に、互いに逆向きに傾斜している前記傾斜面を設けた請求項１記載のカットコア。
一方の前記接合部に、互いに逆向きに傾斜している前記傾斜面を設けた請求項１記載のカットコア。
一方の前記接合部には前記傾斜面を設けず、他方の前記接合部に前記傾斜面を設けた請求項１記載のカットコア。
前記コアは、環状に配置された状態において内周側に配置される内周側コアと、前記内周側コアの外周側に配置される外周側コアとにより構成されている請求項１から４のいずれか一項記載のカットコア。
前記コアは、環状に配置された状態において軸方向に重ねられる表面側コアと裏面側コアとにより構成されている請求項１から５のいずれか一項記載のカットコア。
少なくとも一方の前記接合部に、前記コアの端部間にギャップを形成するギャップ材を配置した請求項１から６のいずれか一項記載のカットコア。