JPH07130552A - 巻鉄心及び変圧器並びに巻鉄心の巻線への装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、磁束の集中及び乱れを減少でき
て、巻線への装着を容易ならしめながら磁気特性を高め
ることができるようにしている。 【構成】 第１の積層ブロック１３は、３枚の珪素鋼板
１５の端部をその巻回方向に対して４５度以上９０度未
満の範囲内の同一傾斜角度αで切断しこれら珪素鋼板１
５をずらせて巻き重ねて構成されており、第２の積層ブ
ロックは、これと逆向きの傾斜角度で同様に構成され、
そして、両積層ブロックを交互に積層することにより巻
鉄心が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワンターンカット形の
巻鉄心及び変圧器並びに巻鉄心の巻線への装着方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、変圧器用のワンターンカット形
の巻鉄心は、次のように製作される。最初、珪素鋼板を
円形状に巻回し、その１巻回毎に、その巻回方向に対し
て直角に切断し、この切断端部を突合わせる。この珪素
鋼板を、数枚ないし十数枚、その突合わせ部がずれるよ
うに巻回して一つの積層ブロックを構成し、さらにこれ
を複数巻回することで、全体円形の巻鉄心を形成する。
そして、この円形の巻鉄心を矩形状に成形する。

【０００３】図１５には、このようにして成形した巻鉄
心１を示している。この後、この巻鉄心１を、巻線２，
２の窓部２ａ、２ａに挿入するには、図１６に示すよう
に、巻鉄心１を分解して、各積層ブロック３を順次挿入
し、各切断端部を突合わせる。この突合わせ部を図１７
に示す。同図において、４は珪素鋼板を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１８には、積層ブロ
ック３の接合部分における磁束の流れを示している。同
図から分かるように、１枚の珪素鋼板４の突合わせ部に
は僅かながらギャップＧがあるため、そのギャップＧ部
分を避けるように磁束は流れるが、隣合う積層ブロック
３部分（珪素鋼板４ａ及び４ｂ、珪素鋼板４ｄ及び４ｅ
部分）で、磁束の集中と乱れが生じ、特に突合わせ部分
が密集すれば、この磁束の集中と乱れが多くなる。そし
て、この場合、変圧器としての磁気特性が悪くなり、ま
た、磁歪現象により騒音も大きくなる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、磁束の集中及び乱れを減少できて、
巻線への装着を容易ならしめながら磁気特性を高めるこ
とができる巻鉄心及び変圧器並びに巻鉄心の巻線への装
着方法を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の巻鉄心は、１巻
回毎に切断された複数の珪素鋼板の切断端部を突合わ
せ、その突合わせ部をずらせた状態でこれら珪素鋼板を
巻き重ねて構成されるワンターンカット形の巻鉄心にお
いて、数枚ないし十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方
向に対して４５度以上９０度未満の範囲内の同一傾斜角
度で切断しこれら珪素鋼板をずらせて巻き重ねて構成さ
れた第１の積層ブロックと、数枚ないし十数枚の珪素鋼
板の端部をその巻回方向に対して４５度以上９０度未満
の範囲内の前記傾斜角度と逆方向の同一傾斜角度で切断
しこれら珪素鋼板をずらせて巻き重ねて構成された第２
の積層ブロックとを備え、これら第１の積層ブロックと
第２の積層ブロックとを交互に積層して構成したところ
に特徴を有する（請求項１の発明）。

【０００７】他の発明の巻鉄心は、１巻回毎に切断され
た複数の珪素鋼板の切断端部を突合わせ、その突合わせ
部をずらせた状態でこれら珪素鋼板を巻き重ねて構成さ
れるワンターンカット形の巻鉄心において、数枚ないし
十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方向に対して４５度
以上９０度未満の範囲内の同一傾斜角度で切断すると共
に、１枚の珪素鋼板の端部を前記巻回方向に対して直角
に切断しこの１枚の珪素鋼板が最もずれた位置となるよ
うにずらせて巻き重ねて構成された第１の積層ブロック
と、数枚ないし十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方向
に対して４５度以上９０度未満の範囲内の前記傾斜角度
と逆方向の同一傾斜角度で切断すると共に、１枚の珪素
鋼板の端部を前記巻回方向に対して直角に切断しこの１
枚の珪素鋼板が最もずれた位置となるようにずらせて巻
き重ねて構成された第２の積層ブロックとを備え、これ
ら第１の積層ブロックと第２の積層ブロックとを交互に
積層して構成したところに特徴を有する（請求項２の発
明）。

【０００８】また、本発明の変圧器は、上述の請求項１
の巻鉄心あるいは請求項２の巻鉄心に巻線を装着して構
成されている（請求項３の発明）。

【０００９】さらにまた、本発明の巻鉄心の巻線への装
着方法は、上述の請求項１の巻鉄心あるいは請求項２の
巻鉄心を、並べて設けられた巻線の窓部に挿入し装着す
るについて、巻鉄心の突合わせ部を拡開し、中間板部の
両側から第１のガイド部及び第２のガイド部をほぼ平行
に延出し且つその延出端部がほぼ垂直に形成されたガイ
ド板の前記各ガイド部を、前記巻線の各窓部に挿入し、
前記拡開した巻鉄心を各ガイド部の挿入方向と反対方向
からこれらガイド部外面をガイドとして各窓部へ挿入
し、その後ガイド板を各窓部から抜脱しつつ前記切断端
部を閉鎖するようにしたところに特徴を有する（請求項
４の発明）。

【００１０】

【作用】請求項１の発明においては、隣合う積層ブロッ
クの珪素鋼板の切断端部が傾斜し且つその傾斜角度が逆
向きとなっているから、隣合う積層ブロックの珪素鋼板
どうしの板突合わせ部は互いの距離が遠くなり、磁束の
密度は粗くなる。これにより、この部分において磁束の
集中及び乱れが少なく、磁気特性が向上するようにな
る。

【００１１】請求項２の発明においては、磁束の集中及
び乱れが少なくなることに加え、第１の積層ブロック及
び第２の積層ブロックにおいて巻線方向に対して直角に
切断した珪素鋼板が最もずれた位置となるようにしてい
るから、突合わせ部分の範囲が小さくなる。

【００１２】請求項３の発明においては、変圧器を、請
求項１の巻鉄心あるいは請求項２の巻鉄心に巻線を装着
して構成しているから、変圧器における巻鉄心の磁気特
性が向上し、変圧器特性が向上する。

【００１３】請求項４の発明においては、並べて設けら
れた巻線の窓部に挿入し装着するについて、巻鉄心の突
合わせ部を拡開し、中間板部の両側から第１のガイド部
及び第２のガイド部をほぼ平行に延出し且つその延出端
部がほぼ垂直に形成されたガイド板の前記各ガイド部
を、前記巻線の各窓部に挿入し、前記拡開した巻鉄心を
各ガイド部の挿入方向と反対方向からこれらガイド部外
面をガイドとして各窓部へ挿入し、その後ガイド板を各
窓部から抜脱しつつ前記切断端部を閉鎖するようにして
いるから、ガイド板の延出端部と珪素鋼板の斜状の切断
端部とが長い範囲で交差し、これにより、珪素鋼板の斜
状の切断端部が突合わされるときに段落ち状態となるこ
とがなく、突合わせ部のギャップが広がることがなく、
正常な突合わせ状態となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例につき図１ない
し図１１を参照しながら説明する。図３には、変圧器１
０を示しており、変圧器１０は、巻線１１，１１に巻鉄
心１２を装着して構成されている。この巻鉄心１２は、
図４に示す第１の積層ブロック１３と第２の積層ブロッ
ク１４とを交互に巻回して構成されている。第１の積層
ブロック１３は、例えば３枚の珪素鋼板１５を巻回して
構成されている。すなわち、図１に示すように、各珪素
鋼板１５は、その両端部が、その巻回方向に対して４５
度以上９０度未満の範囲内の同一傾斜角度αで切断され
ており、これら珪素鋼板１５をずらせて巻き重ねてい
る。

【００１５】第２の積層ブロック１４は、図２にも示す
ように、上記第１の積層ブロック１３と同様に３枚の珪
素鋼板１６を有して構成されており、ただし、その両端
部が、その巻回方向に対して上述とは逆方向の同一傾斜
角度αで切断されている。そして、これら珪素鋼板１６
はずらせて巻き重ねられている。

【００１６】なお、図３に示した巻鉄心１２は、最初は
円形状に巻回されて作製されたものであり、この円形状
の巻鉄心を矩形状に成形し、この成形物を、分解して、
図５に示すようにして、並べて設けた巻線１１，１１に
装着したものである。同図において、１７は薄肉鋼板か
ら構成されたガイド板であり、これは中間板部１７ａの
両側から第１のガイド部１７ｂ及び第２のガイド部１７
ｃをほぼ平行に延出し且つその延出端部１７ｄ，１７ｅ
がほぼ垂直に形成されている。

【００１７】しかして、まず、分解した巻鉄心１２の第
１の積層ブロック１３の突合わせ部を拡開し、前記ガイ
ド板１７の前記各ガイド部１７ｂ，１７ｃを前記巻線１
１の各窓部１１ａ，１１ａに挿入し、前記拡開した積層
ブロック１３を各ガイド部１７ｂ，１７ｃの挿入方向と
反対方向からガイド部１７ｂ，１７ｃ外面をガイドとし
て各窓部１１ａ，１１ａへ挿入し、その後ガイド板１７
を各窓部１１ａ，１１ａから抜脱しつつ前記切断端部を
閉鎖する。この場合の装着は、図６、図７及び図８の順
に示す通りである。

【００１８】このとき、通常は、図９に示すように、各
珪素鋼板１５の切断端部１５ａ〜１５ｃ，１５ａ´〜１
５ｃ´が相互に対向する状態でその間が狭められてゆ
き、そして、ガイド板１７の第１のガイド部１７ｂを引
き抜きつつ両切断端部１５ａ〜１５ｃ，１５ａ´〜１５
ｃ´を狭めると、段落ちなく突合わされる。

【００１９】このようにして、順次、ガイド板１７を使
用しながら、第２の積層ブロック１４、そして、第１の
積層ブロック１３と交互に挿入し、ガイド板１７を抜脱
し、突合わせを行ない、もって、巻鉄心１２を巻線１
１，１１に装着する。

【００２０】ところで、各切断端部１５ａ〜１５ｃ，１
５ａ´〜１５ｃ´を狭めるときに、これらが、図１０及
び図１１に示す適正に対向しないことがある（前後にず
れＺが生じることがある）。ここで、図１９には、従来
の巻線においてガイド板１７を使用した場合を示してい
る（図１６にも示している）。従来の場合、この図１９
に示した状態において、ガイド部１７ｂの両側に突合わ
せ部が位置している状態からガイド部１７ｂを引抜いた
ときに、対応する切断端部５ａと５ａ´、５ｂと５ｂ
´、５ｃと５ｃ´が突合わさる位置にくるべきところ、
図２０に示すように１段落ちて内側の鋼板と突合わさ
る、いわゆる段落ちの問題が生じる。

【００２１】しかるに、本実施例においては、各珪素鋼
板１５の各切断端部１５ａ〜１５ｃ，１５ａ´〜１５ｃ
´が斜状をなすから、図１１からも分かるように、ガイ
ド板１７の延出端部ｄと珪素鋼板１５の斜状の切断端部
とが長い範囲で交差し、これにより、ガイド板１７のガ
イド作用が長い範囲で得られ、従って、段落ちすること
がなく、適正に突合わせることができる。

【００２２】このような本実施例によれば、隣合う積層
ブロック１３，１４の珪素鋼板１５，１６の切断端部が
傾斜し且つその傾斜角度が逆向きとなっているから、隣
合う積層ブロック１３，１４の珪素鋼板どうしの板突合
わせ部は互いの距離が遠くなり、磁束の密度が粗くな
る。この結果、この部分において磁束の集中及び乱れが
少なく、磁気特性が向上する。

【００２３】また、本実施例においては、並べて設けら
れた巻線１１，１１の窓部１１ａ，１１ａに挿入し装着
するについて、巻鉄心１２の突合わせ部を拡開し、ガイ
ド板１７にあって延出端部１７ｄ，１７ｅがほぼ垂直に
形成された各ガイド部１７ｂ，１７ｃを、巻線１１，１
１の各窓部１１ａ，１１ａに挿入し、拡開した巻鉄心１
１の積層ブロック１３，１４を各ガイド部１７ｂ，１７
ｃの挿入方向と反対方向からガイド部１７ｂ，１７ｃ外
面をガイドとして各窓部１１ａ，１１ａへ挿入し、その
後ガイド板１７を各窓部１１ａ，１１ａから抜脱しつつ
切断端部を閉鎖するようにしているから、ガイド板１７
の延出端部１７ｄ，１７ｅと珪素鋼板１５，１６の斜状
の切断端部とが長い範囲で交差し、これにより、珪素鋼
板１５，１６の斜状の切断端部が突き合わされるときに
段落ち状態となることがなく、正常な突合わせ状態とす
ることができる。

【００２４】次に図１２ないし図１４は、本発明の第２
の実施例を示しており、第１の積層ブロック２１及び第
２の積層ブロック２２の構成が異なる。すなわち、第１
の積層ブロック２１は、例えば２枚の珪素鋼板２３の端
部をその巻回方向に対して４５度以上９０度未満の範囲
内の同一傾斜角度αで切断する（その切断端部を符号２
３ａ，２３ａ´，２３ｂ，２３ｂ´で示す）と共に、１
枚の珪素鋼板２４の端部を前記巻回方向に対して直角に
切断し（その切断端部を符号２４ａ，２４ａ´で示す）
この１枚の珪素鋼板２４が最もずれた位置となるように
ずらせて巻き重ねて構成されている。

【００２５】また第２の積層ブロック２２は、２枚の珪
素鋼板２５の端部をその巻回方向に対して４５度以上９
０度未満の範囲内の前記傾斜角度と逆方向の同一傾斜角
度αで切断する（その切断端部を符号２５ａ，２５ａ
´，２５ｂ，２５ｂ´で示す）と共に、１枚の珪素鋼板
２６の端部を前記巻回方向に対して直角に切断し（その
切断端部を符号２６ａ，２６ａ´で示す）この１枚の珪
素鋼板２６が最もずれた位置となるようにずらせて巻き
重ねて構成されている。そして、これら第１の積層ブロ
ック２１と第２の積層ブロック２２とを交互に積層して
巻鉄心２７が構成されている。

【００２６】このような構成の第２の実施例において
は、隣合う積層ブロック２１，２２の珪素鋼板どうしの
板突合わせ部は一方が直角であるが他方は斜状をなすか
ら、互いの距離が遠くなり、磁束の密度が粗くなる。こ
の結果、この第２の実施例においても、磁束の集中及び
乱れが少なく、磁気特性が向上する。

【００２７】また、第１の積層ブロック２１及び第２の
積層ブロック２２において巻回方向に対して直角に切断
した珪素鋼板２４，２６が最もずれた位置となるように
しているから、突合わせ部分の範囲ｋ２が、第１の実施
例における突合わせ部分の範囲ｋ１（図４参照）より小
さくなる。これにより、巻鉄心２７の突合わせ部分の範
囲が、巻鉄心２７の円弧状の曲り部に至ることがなく、
巻線への装着が容易となる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の巻鉄心によれば、隣合う積層
ブロックの珪素鋼板の切断端部が傾斜し且つその傾斜角
度が逆向きとなっているから、隣合う積層ブロックの珪
素鋼板どうしの突合わせ部は互いの距離が遠くなり、磁
束の密度が粗くなる。この結果、この部分において磁束
の集中及び乱れを少なくでき、磁気特性の向上を図るこ
とができる。

【００２９】請求項２の巻鉄心によれば、磁束の集中及
び乱れが少なくできて磁気特性の向上を図り得ることに
加え、第１の積層ブロック及び第２の積層ブロックにお
いて巻回方向に対して直角に切断した珪素鋼板が最もず
れた位置となるようにしているから、突合わせ部分の範
囲を小さくでき、これにより、突合わせ部分の範囲を小
さくでき、巻線への装着が容易となる。

【００３０】請求項３の変圧器によれば、巻鉄心の磁気
特性が向上することで、変圧器特性が向上する。

【００３１】請求項４の巻鉄心の巻線への装着方法によ
れば、ガイド板の延出端部と珪素鋼板の斜状の切断端部
とが長い範囲で交差するようになり、これにより、珪素
鋼板の斜状の切断端部が突合わされるときに段落ち状態
となることがなく、もって、突合わせを正常に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す第１の積層ブロッ
クの平面図

【図２】第２の積層ブロックの平面図

【図３】巻鉄心の斜視図

【図４】突合わせ部の平面図

【図５】巻鉄心の巻線への装着の様子を示すための斜視
図

【図６】同横断平面図

【図７】同横断平面図

【図８】同横断平面図

【図９】正常な突合わせの様子を示す平面図

【図１０】異なる状況における突合わせの様子を示す平
面図

【図１１】同正面図

【図１２】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図１３】図２相当図

【図１４】図４相当図

【図１５】従来例を示す巻鉄心の斜視図

【図１６】図５相当図

【図１７】図４相当図

【図１８】突合わせ部分の磁束経路を示す図

【図１９】図１０相当図

【図２０】段落ち状態を示す図

【符号の説明】

１１は巻線、１１ａは窓部、１２は巻鉄心、１３は第１
の積層ブロック、１４は第２の積層ブロック、１５，１
６は珪素鋼板、１７はガイド板、１７ａは中間板部、１
７ｂは第１のガイド部、１７ｃは第２のガイド部、１７
ｄ，１７ｅは延出端部、２１は第１の積層ブロック、２
２は第２の積層ブロック、２３，２４，２５，２６は珪
素鋼板、２７は巻鉄心を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 伸哉 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 東 芝メック株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １巻回毎に切断された複数の珪素鋼板の
   切断端部を突合わせ、その突合わせ部をずらせた状態で
   これら珪素鋼板を巻き重ねて構成されるワンターンカッ
   ト形の巻鉄心において、 数枚ないし十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方向に対
   して４５度以上９０度未満の範囲内の同一傾斜角度で切
   断しこれら珪素鋼板をずらせて巻き重ねて構成された第
   １の積層ブロックと、 数枚ないし十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方向に対
   して４５度以上９０度未満の範囲内の前記傾斜角度と逆
   方向の同一傾斜角度で切断しこれら珪素鋼板をずらせて
   巻き重ねて構成された第２の積層ブロックとを備え、 これら第１の積層ブロックと第２の積層ブロックとを交
   互に積層して構成したことを特徴とする巻鉄心。
2. 【請求項２】 １巻回毎に切断された複数の珪素鋼板の
   切断端部を突合わせ、その突合わせ部をずらせた状態で
   これら珪素鋼板を巻き重ねて構成されるワンターンカッ
   ト形の巻鉄心において、 数枚ないし十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方向に対
   して４５度以上９０度未満の範囲内の同一傾斜角度で切
   断すると共に、１枚の珪素鋼板の端部を前記巻回方向に
   対して直角に切断しこの１枚の珪素鋼板が最もずれた位
   置となるようにずらせて巻き重ねて構成された第１の積
   層ブロックと、 数枚ないし十数枚の珪素鋼板の端部をその巻回方向に対
   して４５度以上９０度未満の範囲内の前記傾斜角度と逆
   方向の同一傾斜角度で切断すると共に、１枚の珪素鋼板
   の端部を前記巻回方向に対して直角に切断しこの１枚の
   珪素鋼板が最もずれた位置となるようにずらせて巻き重
   ねて構成された第２の積層ブロックとを備え、 これら第１の積層ブロックと第２の積層ブロックとを交
   互に積層して構成したことを特徴とする巻鉄心。
3. 【請求項３】 請求項１の巻鉄心あるいは請求項２の巻
   鉄心に巻線を装着したことを特徴とする変圧器。
4. 【請求項４】 請求項１の巻鉄心あるいは請求項２の巻
   鉄心を、並べて設けられた巻線の窓部に挿入し装着する
   について、巻鉄心の突合わせ部を拡開し、中間板部の両
   側から第１のガイド部及び第２のガイド部をほぼ平行に
   延出し且つその延出端部がほぼ垂直に形成されたガイド
   板の前記各ガイド部を、前記巻線の各窓部に挿入し、前
   記拡開した巻鉄心を各ガイド部の挿入方向と反対方向か
   らこれらガイド部外面をガイドとして各窓部へ挿入し、
   その後ガイド板を各窓部から抜脱しつつ前記切断端部を
   閉鎖するようにしたことを特徴とする巻鉄心の巻線への
   装着方法。