JPH0211775Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は非晶質磁性薄帯を用いた巻鉄心の構造
に関する。

周知のように、変圧器における鉄心材料の低損
失技術の進歩は著しいものがあり、このなかでも
アモルフアスと称する非晶質の磁性材料が、今日
新しい低損失材料として注目を集めている。この
非晶質の磁性材料はその製造過程が珪素鋼帯と異
なり、金属を液状の状態から高速冷却させてつく
られ、前記高速冷却時に原子配列の乱れた非晶質
状態を得るようにした点が大きな特徴で、磁気特
性は従来の珪素鋼帯に比べ非常に優れている。し
かし、前記非晶質の磁性材料（以下非晶質磁性薄
帯という）はその製法上板厚を余り厚くすること
ができず、珪素鋼帯の1/10以下で20乃至30μｍ程
度と非常に薄く、その上、弾力性に富んでいるた
め、非晶質磁性薄帯を用いて変圧器等の巻鉄心を
製作するには種々の困難が伴う。例えば、前記の
非晶質磁性薄帯を矩形状の芯金に所要回数巻回し
て巻鉄心を形成し、これを焼鈍後、前記芯金を取
外すと、巻鉄心自体の剛性が弱いため、第３図に
示すように、巻鉄心１は変形しやすく所期形状を
保持することが困難である。特に、焼鈍後巻鉄心
の形状が変形した場合、磁気特性が著しく低下す
る。このため、例えば、非晶質磁性薄帯を巻回し
た巻鉄心の最内側とか層間内に板厚の厚い珪素鋼
帯を数回巻層して剛性強化をはかるようにした
り、あるいは、巻鉄心自体を樹脂モールドして剛
性強化をはかる方法が開発されている。しかし、
前者は珪素鋼帯を使用しているので、非晶質磁性
薄帯のみを巻回した巻鉄心に比べ磁気特性が劣
り、しかも、材質の異なる２種類の鋼帯を使用し
ているので、その熱膨脹率の違いにより鉄心内部
に不必要な応力が加えられて、巻鉄心の特性に悪
影響を及ぼすおそれがあつた。又、後者は非晶質
磁性薄帯のような極薄帯材を使用した場合、モー
ルド時に樹脂を多量に用いると、樹脂が硬化する
際の熱収縮によつて巻鉄心に不必要なストレスが
加わり磁気特性を低下させるおそれがあるため、
剛性強化の上からは使用が困難であつた。

本考案は前記の問題点を解消し、磁気特性を低
下させることなく非晶質磁性薄帯を用いた巻鉄心
を提供するようにしたもので、以下本考案の実施
例を図により説明すると、第１図，第２図及び第
４図乃至第６図は本考案の巻鉄心を製作する製造
工程の概略説明図で、非晶質磁性薄帯を用いた巻
鉄心１を得るには、第１図に示すように、非晶質
磁性薄帯を図示しない巻取機により円形に所要回
数巻回して円形鉄心１ａを形成し、次に、この円
形鉄心１ａ内に第７図に示す矩形成形用の芯金２
を圧入して円形鉄心１ａを第２図のように、矩形
状に成形する。この矩形成形工程を詳述すると、
前記矩形成形用の芯金２は第７図に示すように、
４個に分割したコーナー型金３と、巻鉄心１の脚
鉄ａおよび継鉄ｂと対応させてコーナー型金３，
３間にそれぞれ圧入される各々１対のレグおよび
ヨーク型板４，５とによつて構成され、前記レ
グ、ヨーク型板４，５の各側面は所要の角度でテ
ーパー状に形成されて台形となつており、又、前
記コーナー型金３には各型板４，５と同角度でテ
ーパー状の凹溝６が形成されている。そして、円
形鉄心１ａを矩形状に成形する場合は、第１図に
示すように、円形鉄心１ａの内側面に、コーナー
型金３を鉄心のコーナーに相当する位置に配置
し、この状態で、巻鉄心１の脚鉄ａと対応する位
置にレグ型板４，４をそれぞれ所定のコーナー型
金３の凹溝６，６間に嵌入し、つづいて、巻鉄心
１の継鉄ｂと対応する位置にヨーク型板５，５を
所定のコーナー型金３の凹溝６，６間に嵌入し、
各型板４，５を図示しない油圧プレス等にて圧入
することにより、各コーナー型金３は第１図の矢
印方向に押動されて、円形鉄心１ａの内側面を矩
形状にする。このあと、芯金２を内側に備えた鉄
心の外周に第２図のように、板状の成形板７を押
し当て、各成形板７同士固定ボルト８により連結
固定して、第２図に示す矩形状の巻鉄心素体１ｂ
を形成する。次に、耐熱性を有する電線を、巻鉄
心素体１ｂの脚鉄ａに第２図に示す如く、脚鉄ａ
とレグ型板４との間の中空部Ｓに挿入して成形板
７を含めた状態で巻付けて、巻鉄心素体１ｂの脚
部ａに磁場焼鈍用の励磁コイル９を設ける。つづ
いて、窒素、アルゴン等の不活性ガスの焼鈍炉に
前記励磁コイル９を備えた巻鉄心素体１ｂを収容
し、励磁コイル９に通電し、磁場焼鈍し冷却させ
てから巻鉄心素体１ｂを焼鈍炉から取り出す。そ
して、励磁コイル９および成形板７を巻鉄心素体
１ｂから取り外したあと、巻鉄心素体１ｂの脚鉄
ａおよび継鉄ｂの内、外両面に、第４図に示す如
く、補強板１０をそれぞれ脚鉄ａ，継鉄ｂの直線
部に押し当て、この状態で巻鉄心素体１ｂの内側
面と、レグ、ヨーク型板４，５との間の空間部
Ｓ，Ｐを利用して粘着テープ等の締付部材１１を
脚鉄ａおよび継鉄ｂ巻付けて、前記補強板１０
を、巻鉄心素体１ｂの内、外周面の直線部にのみ
分割配置させた状態で仮固定する。尚、補強板１
０は、非磁性金属、樹脂材料、あるいは高圧縮さ
れた機械的強度の優れた板材（板厚が２〜４mm程
度）を使用する。補強板１０を仮固定してから巻
鉄心素体１ｂ内側に挿入されている矩形成形用の
芯金２を除去する。この際、巻鉄心素体１ｂはそ
の脚鉄ａと継鉄ｂとの各直線部が補強板１０によ
り補強されているため、第５図に示すように、形
崩れすることなく矩形状に保持される。このあ
と、巻鉄心素体１ｂの表面全周にガラス繊維等高
強度繊維材料からなるテープ１２をトロイダル状
に重ね巻きして、非晶質磁性薄帯を用いた巻鉄心
１を製作するようにしたもので、巻鉄心１の内、
外周面の直線部に補強板１０を分割配置すると共
に、この補強板１０も含めて巻鉄心１の全域にわ
たりテープ１２を巻装あることによつて、巻鉄心
１は内側に垂れこんだり、あるいはコーナー部が
崩れた状態となつて、巻線作業ができなくなると
いつたことを効果的に防止することができる。

以上のように、本考案に非晶質磁性薄帯を所要
回数巻回して矩形状に成形された巻鉄心素体の
内、外両周面に、非磁性材料からなる板状の補強
板を前記巻鉄心素体の脚鉄と継鉄との直線部にの
み分割配置し、このあと、前記補強板をも含めて
巻鉄心素体の全域にわたつて高速度繊維材緑から
なるテープをトロイダル状に巻回して巻鉄心を構
成しているので、従来のものに比べて本考案の巻
鉄心は、補強板と高強度繊維からなるテープによ
つて巻鉄心の直線部における腰を強くしているた
め、剛性が強くなり、特に、内側に向つて崩れた
り、変形したりすることがないので、非晶質磁性
薄帯を用いた巻鉄心の磁気特性を低下させること
なく、しかも、巻線作業が容易に行い得る巻鉄心
を提供することができる。又、補強板は巻鉄心の
内、外周面に分割して配置してあるので、熱膨張
率の違いによつて巻鉄心に不必要な応力が加えら
れることがないので、巻鉄心の磁気特性に悪影響
をおよぼすおそれはない。更に、本考案の巻鉄心
には、脚鉄と継鉄とを補強するための補強板が非
磁性材料を使用しているので、本案の巻鉄心を用
いた変圧器が高磁束密度の状態で使用されると、
本案巻鉄心の非晶質磁性薄帯部分は飽和に近い状
態となつても、巻鉄心からの漏れ磁束が補強板に
流れるというようなことがないため、巻鉄心の特
性に影響を与えるようなことはなく、低損失磁性
材料としての非晶質磁性薄帯の特徴を有効に活用
することができる等、幾多の優れた特長を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は非晶質磁性薄帯を円形に巻回した状態
を示す概略平面図、第２図は本考案の巻鉄心を矩
形状に成形した状態を一部切欠いて示す概略平面
図、第３図は焼鈍後芯金を除去した場合の巻鉄心
の状態を示す斜視図、第４図は巻鉄心に補強板を
取付けた状態を示す平面図、第５図は補強板を取
付けたあと矩形成形用の芯金を除去したときの巻
鉄心を示す斜視図、第６図は完成状態を示す平面
図、第７図は矩形成形用芯金の斜視図である。 １……巻鉄心、２……矩形芯金、１０……補強
板、１２……テープ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 非晶質磁性薄帯を所要回数巻回して矩形状に成
   形された巻鉄心の内、外両周面に、この巻鉄心の
   脚鉄と継鉄との直線部において非磁性材料からな
   る補強板を分割して配置し、この補強板も含めて
   前記巻鉄心の全域にわたつてテープを巻回するよ
   うにしたことを特徴とする巻鉄心。