JPH0328494Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、非晶質磁性合金薄帯を巻回した１タ
ーンカツト形の巻鉄心を有する静止誘導電器に関
する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

最近、変圧器用あるいはリアクトル用の巻鉄心
では、鉄心材料として、非晶質磁性合金薄帯を用
いることが検討されている。この非晶質磁性合金
薄帯は、従来の方向性けい素鋼板と比較して、鉄
損、励磁電流が著しく小さい優れた励磁特性を示
すが、製造上の理由（超急冷法により製造するた
め）から、厚さは30〜50μｍ程度であり、けい素
鋼板にくらべ約1/10と極端に薄く、幅寸法も100
mm以下が通常である。さらに、この材料は硬くて
脆いという性質を有している。

従つて、非晶質磁性合金薄帯を用いて例えば変
圧器を製造する場合には、薄帯を矩形巻型に連続
巻回し、ジヨイント部をもたないノーカツト形巻
鉄心が多く採用されている。しかしノーカツト方
式は、巻鉄心の脚部にコイルを直巻きしなければ
ならず、巻線作業性が悪くなるのみでなく、巻線
シリンダー内に占める鉄心占有率をよくするため
に、鉄心断面を円形に近づける段付鉄心にする必
要があり、その多段構成の巻鉄心を製造する工程
が複雑となる。

そこで、鉄心の１巻回毎に切断部を有する１タ
ーンカツト形巻鉄心を用いて構成することが提案
されている。第６図は従来の１ターンカツト形巻
鉄心を用いて変圧器の構造を示している。図中１
は非晶質磁性合金薄帯２を巻回してなる１ターン
カツト形の巻鉄心で、この巻鉄心１は例えば非晶
質磁性合金薄帯２を数10枚を１単位として区分
し、各単位毎に非晶質磁性合金薄帯２の切断部を
階段状にずらして接合したものである。第７図は
巻鉄心１の接合部の拡大図である。図中３は巻鉄
心１の両方の脚部に装着された巻線である。しか
して、非晶質磁性合金薄帯２は30μｍ前後と薄
く、この材料を用いた巻鉄心は剛性が小さいの
で、鉄心製作工程における作業性が悪いのみでな
く、巻鉄心に加わる外力により曲げ応力が発生し
て、非晶質磁性合金薄帯の磁気特性が悪化する問
題がある。このため巻鉄心に補強枠を設け、鉄心
の剛性を向上させる施策がとられている。

従来は第６図に示すように、巻鉄心１の内周部
と外周部に、非磁性金属からなる帯状の内周補強
枠４および外周補強枠５を設けていた。この補強
枠４，５は、巻鉄心１の内周面および外周面に沿
わせて配置し、夫々の両端部を巻鉄心１の接合部
Ｓを設ける側で重ね合せるようにしている。これ
は、巻鉄心１を巻線３に組込んだ後に、外周補強
枠５の外周側にスチールバンド（図示せず）を巻
いて巻鉄心１を締付け固定する際に、補強枠４，
５が支障とならないようにするためである。

このような１ターンカツト形の巻鉄心１に対す
る補強構造では、次のような問題がある。

(1) 変圧器組立工程において、巻鉄心１を巻線３
に組込む場合、巻鉄心１をＵ字形にして巻線３
に通した後に巻鉄心１の端部を折曲して突き合
せている。この場合、最初に内周補強枠４をさ
し込むが、第６図に示すような矩形の状態では
入らないので、補強枠４をＵ字状に成形して巻
線３内にさし込んだ後、図示のように接合部Ｓ
のある鉄心コーナー部で直角に折り曲げ、鉄心
継鉄部で補強枠４の両端部を重ね合わせる必要
がある。このため、補強枠４は軟質でかつ薄い
材料でないと、巻線３内にさし込んだ状態で直
角に曲げることは困難である。したがつて、内
周補強枠４に比較的薄い材料を使用するため、
巻鉄心１に剛性を与える効果は少ない。また、
外周補強枠５についても同様である。

(2) さらに、外周補強枠５の外周側にスチールバ
ンドを巻回して巻鉄心１を締付け、薄帯接合部
Ｓをギヤツプが生じないように衝合させる作業
を行なう時に、外周補強枠５が薄いため薄帯接
合部Ｓに近い鉄心コーナー部に外力が集中して
加わり、非晶質磁性合金薄帯２に鉄心コーナー
部を伸ばそうとする曲げ応力が作用する。非晶
質磁性合金薄帯２は応力感受性が大きいので、
これらの曲げ応力が非晶質磁性合金薄帯２の磁
気特性を悪化させる原因となつていた。

〔考案の目的〕

本考案は上記欠点をなくすためにされたもの
で、非晶質磁性合金薄帯の磁気特性を低下させる
ことがなくしかも剛性に優れた組立作業性の良好
な１ターンカツト形巻鉄心を用いた静止誘導電器
を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

本考案の静止誘導電器は、非晶質磁性合金薄帯
を巻回してなり各巻回毎の非晶質磁性合金薄帯に
設けた切断部を上けい鉄部に有する巻鉄心に巻線
を装着したものにおいて、巻鉄心の内面にコ字形
をなす上、下部内周補強枠をその各端部が突き合
さるように且つその突き合せ部が巻線の上端部近
傍に位置するように組合せて構成した内周補強枠
を設けるとともに、巻鉄心の外周面に、コ字形を
なす上、下部外周補強枠をその各端部が突き合さ
るように且つその突き合せ部が巻線の上端部近傍
に位置するように組合せて構成した外周補強枠を
設けたことを特徴とするものである。すなわち、
非晶質磁性合金薄帯からなる１ターンカツト形巻
鉄心に、非晶質磁性合金薄帯を確実に保持して巻
鉄心に剛性を持たせ、且つ外力による非晶質磁性
合金薄帯の磁気特性の低下および破損を防止する
内、外周補強枠を用いてコ字形をなす上、下部補
強枠と巻線上端部近傍で突合せて構成したことを
特徴とするものである。

〔考案の実施例〕

以下本考案を図面で示す一実施例について説明
する。

第１図および第２図は巻鉄心と巻線とを組立て
た変圧器を示し、またこの実施例では巻鉄心とし
て２組の単位巻鉄心を組合せて構成したものを示
している。図中、１１，１１は非晶質磁性合金薄
帯１２を巻回してなる１ターンカツト形の巻鉄心
で、これら巻鉄心１１，１１は第３図でも示すよ
うに互いに幅方向に並べて組合されている。巻鉄
心１１，１１は、その径方向（積厚方向）に非晶
質磁性合金薄帯１２の所定厚さ毎に複数の積層ブ
ロツク１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに分割し
て構成したもので、さらに各積層ブロツク１１Ａ
〜１１Ｄは、所定枚数の非晶質磁性合金薄帯１２
を１グループとして複数のグループに区分し、こ
れら各グループの接合部Ｓを鉄心周方向（薄帯長
さ方向）に階段状に位置をずらして構成してあ
る。

１３Ａ，１３Ｂは巻鉄心１１，１１の内周面全
体に共通に当接して設けられた下部および上部内
周補強枠である。この下部および上部内周補強枠
１３Ａ，１３Ｂは、第３図でも示すように巻鉄心
１１，１１の内周面全体を覆う矩形の補強枠を分
割したもので、下部内周補強枠１３Ａは巻鉄心１
１，１１の下けい鉄部および両方の脚部に対応し
たコ字形をなし、上部内周補強枠１３Ｂは巻鉄心
１１，１１の上けい鉄部およびこれに連続するコ
ーナー部に対応したコ字形をなしている。そし
て、これら下部および上部内周補強枠１３Ａ，１
３Ｂは、分割した両端部を互いに突き合わせるよ
うに組合せて巻鉄心１１，１１の内周部に嵌合し
て設けられている。そのうち下部内周補強枠１３
Ａの分割した両端部には夫々当て板１４，１４が
取付けてあり、これが巻鉄心組立時に上部内周補
強枠１３Ｂの両端部と当接することにより補強枠
１３Ａ，１３Ｂ相互が内外側にずれないようにし
てある。一方、１５Ａ，１５Ｂは巻鉄心１１，１
１の外周面全体に共通に当接して設けられた下部
および上部外周補強枠である。この下部および上
部外周補強枠１５Ａ，１５Ｂは、第４図ででも示
すように巻鉄心１１，１１の外周面全体を囲む矩
形の補強枠を分割したもので、下部外周補強枠１
５Ａは巻鉄心１１，１１の下けい鉄部および両方
の脚部に対応したコ字形をなし、上部外周補強枠
１５Ｂは巻鉄心１１，１１の上けい鉄部およびこ
れに連続するコーナー部に対応するコ字形をなし
ている。そして、これら下部および上部外周補強
枠１５Ａ，１５Ｂは、分割した両端部を互いに突
き合せるように組合せて巻鉄心１１，１１の外周
面に嵌合して設けられている。そして、下部外周
補強枠１５Ａの両端部にも夫々上部外周補強枠１
５Ｂと当接する当て板１６，１６が取付けてあ
り、組立て時での両補強枠１５Ａ，１５Ｂの外れ
を防止している。ここで、下部および上部内周補
強枠１３Ａ，１３Ｂの突き合せ部と下部および上
部外周補強枠１５Ａ，１５Ｂの突き合せ部は、巻
鉄心１１，１１の接断部Ｓがある側の上けい鉄部
に連続するコーナー部近傍であつて、後述する巻
線の上端部の近傍に位置して設けてある。なお、
各内周外周補強枠１３Ａ，１３Ｂ，１５Ａ，１５
Ｂはステンレス鋼、黄銅などの非磁性材料で形成
されている。１７，１７は巻線で巻鉄心１１，１
１の両方の脚部に装着されている。巻線１７，１
７の内周面と下部内周補強枠１３Ａおよび下部外
周補強枠１５Ａとの間には、複数個のダクトピー
ス１８が夫々打ち込んであり、これらダクトピー
ス１８により巻鉄心１１，１１と巻線１７，１７
とを互いに固定すると同時に、両者間に空隙を形
成している。この空隙は巻鉄心を変圧器タンク内
に入れた時に絶縁油を通して巻鉄心１１，１１と
巻線１７，１７の冷却を図るものである。

次にこのように構成した変圧器を製造する方法
について説明する。まず、非晶質磁性合金薄帯１
２を巻鉄心の各ターンの周長に応じた長さで多数
枚切断し、所定数枚の非晶質磁性合金薄帯１２を
長さ方向に位置をずらして積層して複数組の積層
ブロツクを形成する。その後各積層ブロツクを積
み重ねて矩形状に折り曲げ巻鉄心１１を形成す
る。この場合、下部および上部内周補強枠１３
Ａ，１３Ｂを用いて各積層ブロツクを矩形状に折
り曲げて巻鉄心１１，１１を形成し、さらに形成
した巻鉄心１１，１１に下部および上部外周補強
枠１５Ａ，１５Ｂを組合せる。次に巻鉄心１１，
１１を各補強枠に組合せた状態で歪取り焼鈍し
て、非晶質磁性合金薄帯１２の歪を除去する。焼
鈍後は各補強枠１３Ａ，１３Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ
を巻鉄心１１，１１から取り外す。

次に巻鉄心１１，１１と巻線１７，１７とを組
立てる工程について説明する。まず、下部内周補
強枠１３Ａの両端部を巻線１７，１７の窓部に挿
入して上部内周補強枠１３Ｂと突き合わせて組合
せる。その後、あらかじめ歪取り熱処理を行なつ
た巻鉄心１１，１１用の非晶質磁性合金薄帯１２
を巻線１７，１７の窓部に組み込む。この場合、
非晶質磁性合金薄帯１２を数10枚から数100枚を
１単位のグループとして、グループ単位毎に巻線
１７，１７の窓部に内側から順に組み込み、各グ
ループの非晶質磁性合金薄帯１２の端部を折り曲
げて矩形状の巻鉄心１１，１１を形成する。次
に、巻鉄心１１，１１の外周部であつて巻線１
７，１７より外部に出ている上下けい鉄部と鉄心
コーナー部を覆うように下部および上部外周補強
枠１５Ａ，１５Ｂを両側より当てがう。その後
に、外周補強枠１５Ａ，１５Ｂの外周側にスチー
ルバンド（図示せず）などを巻回して、巻鉄心１
１，１１をその接断部Ｓがエアギヤツプなしでう
まく突き合されるまで締付け固定する。

しかして、このように構成された変圧器におい
て、巻鉄心１１，１１に設ける補強枠は、予めコ
字形に成形した下部および上部内周補強枠１３
Ａ，１３Ｂ及び１５Ａ，１５Ｂを矩形状に組合せ
て構成するものであるから、比較的薄肉の板材で
製作しても剛性が大である。このため、補強枠１
３Ａ，１３Ｂ，１５Ａ，１５Ｂを用いることよる
巻鉄心１１，１１の剛性向上の効果が大きい。ま
た、内周補強枠１３Ａ，１３Ｂと外周補強枠１５
Ａ，１５Ｂは、巻鉄心１１，１１の熱処理時に用
いることができるとともに、巻鉄心１１，１１と
巻線１７，１７とを組立てる時にも用いることが
できるので、巻鉄心１１，１１の熱処理時の形状
をそのまま最終的に保持することができる。すな
わち、外周補強枠１５Ａ，１５Ｂは、歪取り熱処
理後（焼鈍）の状態と同じ巻鉄心１１，１１の形
状（特に鉄心コーナー部）にあつた寸法形状に形
成している。このため、外周補強枠１５Ａ，１５
Ｂの外周部にスチールバンド等を巻回して巻鉄心
１１，１１の締付け作業を行なう時においても、
巻鉄心１１，１１のコーナー部に外力が加わるこ
とが少なく、したがつて、巻鉄心１１，１１の非
晶質磁性合金薄帯１２に鉄心コーナー部を伸ばそ
うとする曲げ応力が作用することがないので、非
晶質磁性合金薄帯１２の磁気特性を悪化させるこ
とがない。

さらに、内周および内周補強枠１３Ａ，１３
Ｂ，１５Ａ，１５Ｂは、前記したように剛性が大
であることから、これら補強枠１３Ａ，１３Ｂ，
１５Ａ，１５Ｂと巻線１７，１７との間にダクト
ピース１８を打ち込んでも、巻鉄心１１，１１の
非晶質磁性合金薄帯１２に外力を加えることがな
く、非晶質磁性合金薄帯１２の磁気特性の悪化を
防止できる。

しかも、外周補強枠１５Ａ，１５Ｂはその突き
合せ部が巻線１７の上端部近傍に位置しているの
で、その突き合せ部がダクトピース１８を打込む
際に支障となることはない。また、各補強枠１３
Ａ，１３Ｂ，１５Ａ，１５Ｂの突き合せ部を、巻
線１７の上端部近傍に位置させたことによつて、
下部内周補強枠１３Ａおよび下部外周補強枠１５
Ａの両端部が巻線１７内の軸方向全域にわたつて
位置して巻鉄心１１の脚部を支持するので、巻鉄
心１１を巻線１７に組込んだ時に巻鉄心１１の両
端部がばらつくことがなくなり、その後の切断部
Ｓを突合せるための曲げ作業を容易に行えるよう
になる。

第５図は、下部内周補強枠１３Ａおよび下部外
周補強枠１５Ａとして使用する補強枠の他の実施
例を示している。この補強枠１３Ａ，１５Ａは各
分割した両端部に設ける当て板１９，１９を両側
に設けたもので、上下の補強枠１３Ａ，１５Ａと
１３Ｂ，１５Ｂとの突き合わせがより確実になる
ようにしたものである。

また上記各実施例においては、上下部の内周お
よび外周補強枠１３Ａ，１３Ｂおよび１５Ａ，１
５Ｂを周一肉厚の非磁性金属で形成する場合につ
いて説明したが、上下部内周補強枠１３Ａ，１３
Ｂと下部外周補強枠１５Ａを比較的厚肉の非磁性
金属で形成し、上部外周補強枠１５Ｂを薄肉の非
磁性金属で形成しても良い。このようにすれば、
厚肉の各補強枠１３Ａ，１３Ｂ，１５Ａが巻鉄心
１１の剛性を高める一方、薄肉の上部外周補強枠
１５Ｂがスチールバンドの巻回による締付け力を
巻鉄心１１の上部コーナー部に伝達して巻鉄心１
１の接合部Ｓのエアギヤツプを小さくし、磁気特
性を良好にすることができる。この場合、下部の
各補強枠１３Ａ，１５Ａの外側に樹脂含浸ガラス
テープを巻付けて結束すればさらに巻鉄心１１の
剛性を高めることができる。

なお、以上の説明においては、単相内鉄型変圧
器を引用したが、単相外鉄型変圧器及び三相変圧
器にも適用できる。また組合せ巻鉄心を引用した
が、単一巻鉄心の場合でもよい。さらに変圧器と
類似した構成をもつリアクトル等の静止誘導電器
にも適用可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、非晶質磁
性合金薄帯の保護しながら巻鉄心に充分な剛性を
与えることができ、非晶質磁性合金薄帯の優れた
磁気特性を発揮できる１ターンカツト形巻鉄心を
備えた静止誘導電器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の一実施例を示
し、第１図は巻鉄心と巻線との組立体を示す正面
図、第２図は同側面図、第３図は内周補強枠を示
す斜視図、第４図は外周補強枠を示す斜視図、第
５図は補強枠の他の実施例を示す正面図、第６図
は従来の巻鉄心と巻線との組立体を示す正面図、
第７図は巻鉄心の薄帯接合部を拡大して示す説明
図である。 １１……巻鉄心、１２……非晶質磁性合金薄
帯、１３Ａ，１３Ｂ……下部および上部内周補強
枠、１５Ａ，１５Ｂ……下部および上部外周補強
枠、１７……巻線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 非晶質磁性合金薄帯を巻回してなり各巻回毎の
   非晶質磁性合金薄帯に設けた切断部を上けい鉄部
   に有する巻鉄心に巻線を装着したものにおいて、
   前記巻鉄心の内周面にコ字形をなす上、下部内周
   補強枠をその各端部が突き合さるように且つその
   突き合せ部が前記巻線の上端部近傍に位置するよ
   うに組合せて構成した内周補強枠を設けるととも
   に、前記巻鉄心外周面にコ字形をなす上、下部外
   周補強枠をその各端部が突き合さるように且つそ
   の突き合せ部が前記巻線の上端部近傍に位置する
   ように組合せて構成した外周補強枠を設けたこと
   を特徴とする静止誘導電器。