JPH0336712A - アモルファス鉄心変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、アモルファス鉄心を用いた変圧器に関するも
のである。

［従来の技術］ 最近、低損失のアモルファス磁性材料を変圧器の鉄心に
用いることが検討されている。アモルファス磁性材料は
一般に脆弱であるため、アモルファス鉄心に自立性を持
たせることは困難であり、裸の状態で置かれたアモルフ
ァス鉄心は、それ自体の質量により容易に変形する。ア
モルファス鉄心が変形すると、各部に機械的歪みが生じ
るため鉄損が増加する。アモルファス鉄心の場合は、も
ともと低損失であるため、機械的歪みによる鉄損の増大
は、それが僅かなものでも大きい劣化となる。そこで、
アモルファス鉄心を用いた変圧器では、鉄心の形を保持
するための手段を設けることが必要である。

第３図は従来提案されているアモルファス鉄心変圧器の
構造を示したもので、同図において１はアモルファス磁
性合金薄帯を積層してなるアモルファス鉄心、２及び３
はそれぞれ鉄心の上部継鉄部及び下部継鉄部を締め付け
る上部鉄心締付け金具及び下部鉄心締付け金具である。

上部鉄心締付け金具２及び下部鉄心締付け金具３はそれ
ぞれクランク形の断面形状を有する２個の金具２ａ、２
ｂ及び３ａ、３ｂからなり、金具２ａ、２ｂ及び３ａ、
３ｂがそれぞれ鉄心締付けボルト４及び５とナツト６及
び７とにより互いに引き寄せられる方向に締め付けられ
て、鉄心の上部継鉄部及び下部継鉄部が締付けられてい
る。

８及び９は鉄心の各脚部毎に設けられて該鉄心の積層方
向の両端面に沿わせて配置された上下連結板で、これら
の連結板８，９は、それぞれの上端及び下端が金具２ａ
、２ｂと鉄心１の上部継鉄部との間及び金具３ａ、３ｂ
と鉄心１の下部継鉄部との間にそれぞれ挿入されて、ボ
ルト４及び５により鉄心締付け金具２，３及び鉄心１と
共に締め付けられている。このように上部鉄心締付け金
具と下部鉄心締付け金具との間に上下連結板８゜９を配
設することにより、アモルファス鉄心の形を維持するよ
うにしている。

１０は中心軸線を上下方向に向けて鉄心に嵌装されたコ
イルで、このコイルの下端は下部鉄心締付け金具３の上
にコイル台１１を介して支持されている。コイル１０の
上端にはコイル金工２が配置され、上部鉄心締付け金具
２のネジ孔に螺合されたコイル押えボルト１３の下端が
コイル台１２Ｇ＝当接されている。このコイル押えボル
トの締め付けによりコイル１０が軸線方向に締め付けら
れれている。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示した従来の変圧器では、上部鉄心締付け金具
２及び下部鉄心締付け金具３がコイル１０を締め付ける
手段を兼ねていたため、次のような問題があった。

即ち第３図に示した変圧器において、コイル１０の締付
け力を強くして、短絡機械力等によるコイルの振動を防
止しようとすると、ボルト４及び５による締付け力を強
くして上部鉄心締付け金具２及び下部鉄心締付け金具３
と鉄心継鉄部との結合を強くする必要がある。しかしな
がらこのようにすると上下の鉄心継鉄部にかかる締付け
力が大きくなるため、各継鉄部に大きな機械的歪みが生
じ、鉄心の特性が劣化する。また鉄心１の上下の継鉄部
の締付け力を弱くすると、コイル締付けボルト１３によ
るコイルの締付けを強固に行うことができないため、電
磁機械力によりコイル１０が振動するとその振動が鉄心
１に伝達されて鉄心の接合部が影響を受け、鉄損が増加
する。

本発明の目的は、鉄心に大きな機械歪みが生じるのを防
止して、しかもコイルを十分大きな締付け力により締付
けることができるようにしたアモルファス鉄心変圧器を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、アモルファス鉄心にコイルを嵌装してなるア
モルファス鉄心変圧器に係わるものである。

本発明において、コイルはその中心軸線を上下方向に向
けた状態でコイル支持具により支持されている。またア
モルファス鉄心は、上記コイル支持具と別個に設けられ
た鉄心支持枠内に配置され、該鉄心支持枠がコイル支持
具に支持されている。

上記コイル支持具は例えば、コイルの上端及び下端側に
それぞれ配置された上部支持金具及び下部支持金具と、
上部支持金具及び下部支持金具をコイルを間にして互い
に引き寄せる方向に締め付けるコイル締め付けボルトと
により構成される。

鉄心支持枠は例えば、アモルファス鉄心の積層方向の両
端にそれぞれ添わせて配置された上下連結板と、上下連
結板の上端及び下端にそれぞれ連結されてアモルファス
鉄心の上下の継鉄部をそれぞれ積層方向に締め付ける上
部鉄心締め付け金具及び下部鉄心締め付け金具とにより
構成される。

上記のコイル支持具及び鉄心締付け金具を用いる場合、
鉄心支持枠の上端は例えばコイル支持枠に連結する。こ
の場合、コイル支持具の下端寄りの位置にアモルファス
鉄心の積層方向に対向する鉄心振れ止め具を固定し、該
鉄心振れ止め具を鉄心支持枠に当接させる。

また鉄心支持枠の下端をコイル支持具に連結することも
できる。この場合には鉄心振れ止め具をコイル支持具の
上端寄りの位置に固定する。

［作　用］ 上記のように、コイルをコイル支持具により支持し、ア
モルファス鉄心はコイル支持具とは別個に設けた鉄心支
持枠内に配置するようにすると、鉄心支持枠はアモルフ
ァス鉄心の形を保持する機能を有していればよいため、
該支持枠による鉄心の締付け力は鉄心の形を維持するた
めに必要最小限の大きさに設定できる。従って鉄心の機
械的歪みを小さく抑えることができ、鉄損の増加を防ぐ
ことができる。

またコイルは鉄心の機械的歪みを増加させることなく独
立のコイル支持具により支持することができるため、電
磁機械力によりコイルが大きく振動して、該振動により
鉄心の接合部が悪影響を受けるのを防ぐことができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例を示したもので、同図において
１０１はアモルファス鉄心、１０２は鉄心１０１を支え
る鉄心支持枠である。鉄心１０１は、アモルファス磁性
合金薄帯を通常のけい素鋼板と同程度の厚さとなるよう
に所定枚数積層して一体化したものを単位積層体として
、この単位積層体を所定の鉄心断面積が得られるまで積
層することにより構成したもので、その構造はけい素鋼
板による積層鉄心と同様であり、上下の継鉄部１０１ａ
、１０１ｂと、これらの継鉄部間をつなぐ脚部（コイル
が嵌装される部分）１０１ｃとからなる。脚部の数は磁
路構成、相数等により相違する。本発明において脚部１
０１ｃの数は任意である。

鉄心支持枠１０２は、金属板を断面り字形に成形した金
具１０３ａ、１０３ｂからなる上部鉄心締付け金具１０
３と、金具１０３ａ、１０３ｂと同形状の金具１０４ａ
、１０４ｂからなる下部鉄心締付け金具１０４と、上下
連結板１０５．１０６と、鉄心棒付番プボルト１０７，
１０８と、これらのボルトに螺合されたナツト１０９，
１１０とからなる。金具１０３ａ、１０３ｂは鉄心の積
層方向に相対した状態で上部継鉄部１０１ａの角部に配
置され、金具１０４ａ、１０４ｂは鉄心の積層方向に相
対した状態で下部継鉄部１０１ｂの角部に配置されてい
る。金具１０３ａ、１０３ｂと鉄心の上端との間、及び
金具１０４ａ、１０４ｂと鉄心の下端との間にはそれぞ
れプレスポード１１１及び１１２が挿入されている。上
下連結板１０５及び１０６はそれぞれ鉄心の脚部の数だ
け設けられ、上下連結板１０５は、鉄心の一方の積層方
向端面側で、各脚部に沿うように配置させて、それぞれ
の上端及び下端がそれぞれ金具１０３ａ及び１０４ａと
鉄心との間に挟み込まれている。

また上下連結板１０６は、鉄心の他方の積層方向端面倒
で各脚部に沿うように配置されてそれぞれの上端及び下
端が金具１０３ｂ及び１０４ｂと鉄心との間に挟み込ま
れている。

鉄心締付けボルト１０７は、鉄心の幅方向（積層方向と
直角な方向）の両端よりも外側の位置で金具１０３ａ、
１０３ｂを貫通し、該ボルト１０７の端部に螺合された
ナツト１０９の締付けにより、金具１０３ａ、１０３ｂ
が互いに引き寄せられる方向に締付けられている。

同様に鉄心締付けボルトｌＯ８は、鉄心の幅方向の両端
よりも外側の位置で金具１０４ａ、１０４ｂを貫通し、
該ボルト１０８の端部に螺合されたナツト１１０の締付
けにより、金具１０４ａ。

１０４ｂが互いに引き寄せられる方向に締付けられてい
る。図示してないが、金具１０３ａ、１０４ａ及び１０
３ｂ、１０４ｂにはそれぞれ鉄心側に突出した突起１０
３ａｌ、１０４ａｌ及び１０３ｂｌ。

１０４ｂｌが設けられ、これらの突起が上下連結板１０
５及び１０６に設けられた孔に嵌合されて上下連結板１
０５及び１０６と金具１０３ａ、１０４ａ及び１０３ｂ
、１０４ｂとが結合されている。

尚上下連結板１０５，１０６と上部及び下部鉄心締付け
金具１０３．１０４との結合は上記の例に限られるもの
ではなく、上下連結板１０５．１Ｏ６と上部及び下部鉄
心締付け金具に互いに係合し合う部分を設けて、両者が
相互に位置決め結合されるようにすればよい。例えば本
実施例において上下連結板１０５及び１０６側に突起を
設けて、該突起を金具１０３ａ、１０４ａ及び１０３　
ｂ。

１０４ｂに設けた孔に嵌合させるようにしてもよい。

上部鉄心締付け金具１０３を構成する金具１．０３ａ、
１０３ｂの上端にはそれぞれボルト１１．５及び１１６
の頭部が溶接されている。

上記のように、アモルファス鉄心１０１は鉄心支持枠１
０２の内側に配置されてその形が保たれる。鉄心支持枠
１０２は鉄心１０１の形を保持する機能を有していれば
よいため、上部鉄心締付け金具１０３及び下部鉄心締付
け金具１０４の締付け力は、鉄心の形を保持するために
必要最小限の大きさに設定する。

上記鉄心１０１の脚部にはコイル１２０が嵌装されるが
、本発明においてはコイル１２０が独立のコイル支持具
１２１により軸線方向に締付けられた状態で支持される
。コイル支持具１２１は、上部支持金具１２２及び下部
支持金具１２３と、上部支持金具１２２及び下部支持金
具１２３をコイル１２０を間にして互いに引き寄せる方
向に締め付けるコイル締め付けボルト１２４及びナツト
１２５と、上部及び下部支持金具１２２及び１２３とコ
イル１２０との間にそれぞれ配置されるコイル台１２６
及び１２７と、下部支持金具１２３に取付けられた振れ
止め具１２８，１２８とからなっている。

上部支持金具１２２及び下部支持金具１２３はそれぞれ
、断面コの字形に形成された主部１２２ａ及び１２３ａ
の両端から外側に鍔部１２２ｂ。

１２２ｂ及び１２３ｂ、１２３ｂを突出させたもので、
下部支持金具１２３の鍔部１２３ｂ、１２３ｂの上にコ
イル台１２７を介してコイル１２０が乗せられている。

上部支持金具１２２はその鍔部１２２ｂ、１２２ｂをコ
イル１２０の上端に対向させた状態で配置され、該鍔部
１２２ｂ、１２２ｂとコイル１２０の上端との間にコイ
ル台１２６が挿入されている。そして上部支持金具１２
２の鍔部１２２ｂ、１２２ｂと下部支持金具１２３ｂ、
１２３ｂとを貫通させてボルト１２４が配置され、各ボ
ルトの両端にナツト１２５が螺合されている。ナツト１
２５の締付けにより上部支持金具１２２と下部支持金具
１２３とが互いに引き寄せられる方向に締付けられ、こ
れによりコイル１２０が軸線方向に締付けられた状態で
支持されている。

鉄心１０１を内側に支持した鉄心支持枠１０２はコイル
支持具１２１の内側に挿入され、該支持枠１０２の上端
に固定されているボルト１１６゜１１６が上部支持金具
１２１の上部に設けられた孔を通して上方に突出させら
れている。そしてこれらのボルト１１６にナツト１２９
が螺合され、該ナツトの締付けにより鉄心支持枠１０２
の上端がコイル支持具１２１の上端に固定されている。

これにより、アモルファス鉄心１０１は、コイル支持具
１２１に吊り下げられた状態で支持されている。このま
までは鉄心１０１の下端が左右に振れる恐れがある。そ
のためこの実施例では、下部支持金具１２３の両側壁部
に鉄心の積層方向に相対する振れ止め具１２８，１２８
が取付けられ、これらの振れ止め具１２８，１２８が鉄
心支持枠１０２の下部鉄心締付け金具１０４に当接され
ている。図示の振れ止め具１２８は、下部支持金具１２
３に設けられたネジ孔に螺合されたボルト１２８ａと該
ボルトに螺合されたロックナツト１２８ｂとからなって
いる。

上記の実施例において、第２図に示すように、鉄心１０
１の外面及び上下連結板１０５，１０６を覆うようにテ
ーピング１３０を施すことにより、鉄心１０１の保護を
図るようにしてもよい。ア２モルファス鉄心は焼鈍され
ると脆くなり、その角部等にものが当たると欠ける恐れ
がある。変圧器の組み立ての際に鉄心が欠けると、その
破片が変圧器の絶縁媒体中を浮遊して絶縁破壊の原因と
なる恐れがある。第２図のようにテーピングを施してお
くと、鉄心１０１が欠ける恐れをなくすことができる。

上記の実施例では、鉄心支持枠１０２の上端をコイル支
持具１２１の上端に連結しているが、鉄心支持枠１０２
の下端をコイル支持具１２１の下端に連結し、コイル支
持具１２１の上部に鉄心の振れ止め具１２８を設けても
よい。この場合の構造は第１図において上下を入れ替え
たものに相当する。

また小容量の単相変圧器のように鉄心重量が小さい場合
には、鉄心支持枠１０２をコイル支持具１２１に連結す
ることなく、鉄心１０１をコイル１２０の上に乗せた状
態（上部の継鉄部１０１ａがコイル１２０に乗った状態
）で支持するようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、コイルをコイル支持具
により支持し、アモルファス鉄心はコイル支持具とは別
個に設けた鉄心支持枠内に配置するようにしたので、鉄
心支持枠はアモルファス鉄心の形を保持する機能を有し
ていればよく、該支持枠による鉄心の締付け力は鉄心の
形を維持するために必要最小限の大きさに設定すること
ができる。従って鉄心の機械的歪みを小さく抑えること
ができ、鉄損の増加を防ぐことができる。

また本発明によれば、鉄心の機械的歪みを増加させるこ
となく独立のコイル支持具によりコイルを支持すること
ができるため、電磁機械力によりコイルが大きく振動し
て、該振動により鉄心の接合部が悪影響を受けるの・を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第を図は本発明の実施例を示す正面図、第２図は第１図
の実施例において鉄心にテーピングを施した状態を示す
要部斜視図、第３図は従来のアモルファス鉄心変圧器を
示す正面図である。 １０１・・・アモルファス鉄心、１０２・・・鉄心支持
枠、１０３・・・上部鉄心締付け金具、１０４・・・下
部鉄心締付け金具、１０５．１０６・・・上下連結板、
１０７．１０８・・・鉄心締付けボルト、１０９．１１
０・・・ナツト、１２０・・・コイル、１２１・・・コ
イル支持具、１２２・・・上部支持金具、１２３・・・
下部支持金具、１２４・・・コイル締付けボルト、１２
５・・・ナラ ト、 １２６゜ １２７・・・コイル台、 １２８・・・振 れ止め具。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アモルファス鉄心にコイルを嵌装してなるアモル
   ファス鉄心変圧器において、 前記コイルはその中心軸線を上下方向に向けた状態でコ
   イル支持具により支持され、 前記アモルファス鉄心は前記コイル支持具と別個に設け
   られた鉄心支持枠内に配置され、 前記鉄心支持枠が前記コイル支持具に支持されているこ
   とを特徴とするアモルファス鉄心変圧器。
2. （２）前記コイル支持具は、前記コイルの上端及び下端
   側にそれぞれ配置された上部支持金具及び下部支持金具
   と、前記上部支持金具及び下部支持金具を前記コイルを
   間にして互いに引き寄せる方向に締め付けるコイル締め
   付けボルトとを備えていることを特徴とする請求項１に
   記載のアモルファス鉄心変圧器。
3. （３）前記鉄心支持枠は、前記アモルファス鉄心の積層
   方向の両端にそれぞれ添わせて配置された上下連結板と
   、前記上下連結板の上端及び下端にそれぞれ連結されて
   前記アモルファス鉄心の上下の継鉄部をそれぞれ積層方
   向に締め付ける上部鉄心締め付け金具及び下部鉄心締め
   付け金具とを備えている請求項１または２に記載のアモ
   ルファス鉄心変圧器。
4. （４）前記鉄心支持枠の上端が前記コイル支持具に連結
   され、 前記アモルファス鉄心の積層方向に対向するように配置
   されて前記コイル支持具の下端寄りの位置に固定された
   鉄心振れ止め具が前記鉄心支持枠に当接されている請求
   項１ないし３のいずれか１つに記載のアモルファス鉄心
   変圧器。
5. （５）前記鉄心支持枠の下端が前記コイル支持具に連結
   され、 前記アモルファス鉄心の積層方向に対向するように配置
   されて前記コイル支持具の上端寄りの位置に固定された
   鉄心振れ止め具が前記鉄心支持枠に当接されている請求
   項１ないし３のいずれか１つに記載のアモルファス鉄心
   変圧器。