JPH0729759A - 静止誘導電器の組立方法及び組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非晶質磁性薄帯の破損や磁気特性の悪化を防
止し、組立作業性を良好にする。 【構成】 非晶質磁性薄帯を巻回してなり各巻回毎の非
晶質磁性薄帯の継鉄部に接合部を設けた巻鉄心１１は、
接合部を開放し逆Ｕ字状にしてコイル１５の上部より挿
入し、その後、巻鉄心１１及びコイル１５を水平状態に
配置して巻鉄心１１の接合部を閉じて組立てる。この場
合、コイル１５は組立平板１７により保持し、この組立
平板１７を水平方向及び垂直方向に反転可能に構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非晶質磁性薄帯を巻回し
た１ターンカット形の巻鉄心を有する静止誘導電器の組
立方法及び組立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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薄帯を用いるこ
とが検討されている。この非晶質磁性薄帯は従来の方向
性けい素鋼板と比較して鉄損、励磁電流が著しく小さい
優れた磁気特性を示すが、製造上の制限（超急冷法によ
り製造するため）から厚さは２０〜５０μｍ程度であ
り、けい素鋼板に比べて約１／１０と極端に薄く、硬く
て脆いという性質を有している。

【０００３】さらにこの材料は急冷法で製造される際の
残留ひずみを除去するために焼鈍を必要とするが、この
焼鈍によって非常に脆化し、亀裂や割れが生じやすい。
従って非晶質磁性薄帯を用いて、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、接合部をも
たないノーカット形巻鉄心が採用される場合が多かっ
た。しかしながらノーカット方式は巻鉄心の脚部に円筒
状のシリンダーを介してコイルを直巻しなければならな
い。このため巻線作業性が悪くなるのみならず、円筒状
のシリンダー内に位置する巻鉄心の脚部を多段構成とし
て鉄心占積率を高める必要があるために、その多段構成
の巻鉄心を製造する工程が複雑となる欠点があった。

【０００４】そこで、巻鉄心の一巻回毎に切断部を有す
る１ターンカット形巻鉄心を用いて構成することが提案
されている。図５は従来の１ターンカット形巻鉄心を用
いた変圧器の構造を示す。図５において、図中１は非晶
質磁性薄帯２を巻回してなる１ターンカット形の巻鉄心
で、この巻鉄心１は例えば非晶質磁性薄帯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薄帯２の
切断部を段階状にずらせて接合したものである。

【０００５】図６には巻鉄心１の切断部を突合せ接合し
た接合部の拡大図を示す。図中３は巻鉄心１の両方の脚
部に装着されたコイルであり、４は巻鉄心１の剛性を向
上させるための内周補強枠で、５は外周補強枠である。

【０００６】従来、このような１ターンカット形巻鉄心
を用いた変圧器の組立方法としては、まず組立平板（図
示せず）上に２個のコイル３を並置し、コイル３のピル
ド幅と同じ厚さの鉄心支持板（図示せず）をコイル３の
スタック方向からコイル３を挾み込むように取り付け
る。次にコイル３に巻鉄心４の剛性を向上させるための
内側補強枠４を挿入し、その後、所定の温度に加熱して
焼鈍された巻鉄心１を鉄心支持板の上に置き接合部を開
放して、内側の積層ブロックより順次コイル３に鉄心支
持板上をすべらせながら挿入し、接合部を閉じて、焼鈍
後の元の形状に復元する。

【０００７】このようにして巻鉄心１は各積層ブロック
をコイル３に挿入し、接合部を閉じ、最後に巻鉄心１の
外周部に外周補強枠５を取り付け、締付バンド等で締付
けて変圧器組立が完了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような１ターンカ
ット形の巻鉄心変圧器の組立方法では次のような問題が
ある。すなわち変圧器の組立工程において、巻鉄心１を
コイル３に組込む場合、巻鉄心１は接合部を開き、内側
の積層ブロックより順次取り出してコイル３に挿入する
ため、この各積層ブロックを取り出す際には接合部を有
する鉄心コーナ部をＵ字状に伸ばす必要があり、焼鈍し
て脆化した非晶質磁性薄帯２には曲げ応力が加わり、亀
裂、割れ等の破損の原因となる。

【０００９】また巻鉄心１の各積層ブロックをコイル３
に挿入する場合も同様に接合部を有する鉄心コーナ部を
Ｕ字状に伸ばしてコイル３に接触させることなく挿入す
る必要があり、非晶磁性薄帯２には過大な曲げ応力を加
えることになり、破損や磁気特性の悪化の原因となって
いた。

【００１０】本発明は上記の欠点をなくすためになされ
たもので、非晶質磁性薄帯の破損や磁気特性の悪化を防
止し、組立作業性の良好な１ターンカット形巻鉄心を用
いた静止誘導電器の組立方法及びその組立装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による静止誘導電
器の組立方法は、非晶質磁性薄帯を巻回してなり各巻回
毎の非晶質磁性薄帯の継鉄部に接合部を設けた巻鉄心を
コイルに装着する方法において、接合部を開放した巻鉄
心を逆Ｕ字状にしてコイルの上部より挿入し、その後、
巻鉄心及びコイルを水平状態に配置して巻鉄心の接合部
を閉じて組立てることを特徴とする。

【００１２】この場合、逆Ｕ字状の巻鉄心の先端部に当
て板及び保護袋を取付けて当該巻鉄心をコイルの上部よ
り挿入し、これら当て板及び保護袋を取り除いた後、巻
鉄心の接合部を閉じて組立てることもできる。

【００１３】また本発明による静止誘導電器の組立装置
は、非晶質磁性薄帯を巻回してなり各巻回毎の非晶質磁
性薄帯の継鉄部に接合部を設けた巻鉄心をコイルに装着
する装置において、コイルを保持する組立平板と、この
組立平板を水平方向及び垂直方向に反転可能とする駆動
装置とを備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】このような静止誘導電器の組立方法および組立
装置においては、焼鈍された巻鉄心は接合部が下部とな
って、外力を加えることなく吊り下げ状態での自重のみ
で逆Ｕ字状を形成でき、鉄心のコーナ部に過度の曲げ応
力を加えることがないため、非晶質磁性薄帯が破損する
こともなく曲げ応力による磁気特性の悪化もない。

【００１５】またこのような組立方法では、巻鉄心を各
積層ブロック毎に分けることなく一度に巻鉄心全体をコ
イルに挿入できるため、剛性の小さい積層ブロック単位
での取扱いを少なくでき、破損の機会も少なくなる。ま
たこれら一連の作業は巻鉄心全体での取扱いとなり、し
かも水平方向及び垂直方向に反転可能な組立平板上で取
扱うことにより、組立作業時間が大幅に低減できる。

【００１６】

【実施例】以下本発明を図面で示す一実施例を参照して
説明する。図１は巻鉄心とコイルを組立てた１ターンカ
ット形巻鉄心変圧器を示す。図中１１は非晶質磁性合金
薄帯１２を巻回してなる１ターンカット形の巻鉄心であ
り、巻鉄心１１はその積層方向に非晶質磁性合金薄帯１
２の所定厚さ毎に複数の積層ブロック１１ａないし１１
ｅに分割して構成したもので、各積層ブロック１１ａな
いし１１ｅ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。

【００１７】１３ａ，１３ｂは巻鉄心１１の内周面全体
に共通に当接して設けられた上部および下部内周補強枠
である。この上部および下部内周補強枠１３ａ，１３ｂ
は巻鉄心１１の内周全体に当接する矩形の補強枠を分割
したもので、上部内周補強枠１３ａは巻鉄心１１の上部
および両方の脚部に対応した逆Ｕ字状をなし、下部内周
補強枠１３ｂは巻鉄心１１の下部継鉄部およびこれに連
続するコーナ部に対応してＵ字形をなしている。そして
これら上部および下部内周補強枠１３ａ，１３ｂは分割
した両端部を互いに突き合せるように組合わせて巻鉄心
１１の内周部に嵌合して設けられている。

【００１８】また１４ａ，１４ｂは巻鉄心１１の外周全
体を囲む矩形の補強枠を分割したもので、内周補強枠１
３ａ，１３ｂと同様に構成されている。なお、各内周、
外周補強枠１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂはステンレ
ス鋼、黄銅など非磁性材料で形成されている。

【００１９】１５はコイルであり、巻鉄心１１の両方の
脚部に装着されている。次に上記のように構成した１タ
ーンカット形巻鉄心の製造方法について図１を参照して
説明する。

【００２０】まず、非晶質磁性薄帯１２を巻鉄心１１の
各パターンの周長に応じた長さで多数枚切断し、所定枚
数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ック１１ａないし１１ｅを
形成する。この積層ブロック１１ａないし１１ｅは、非
晶質磁性合金薄帯１２を連続巻回して巻鉄心１１を形成
し、この巻鉄心１１の１ヶ所を積層方向に切断して所定
枚数の非晶質磁性薄帯１２を長さ方向に位置をずらして
積層することにより形成することも可能である。

【００２１】その後、各積層ブロック１１ａないし１１
ｅを積み重ねて矩形状に折り曲げて巻鉄心１１を形成す
る。この場合、各積層ブロック１１ａないし１１ｅは上
部及び下部内周補強枠１３ａ，１３ｂの外周面に矩形状
に折り曲げて巻鉄心１１を形成し、さらに巻鉄心１１の
外周面に、上部及び下部の外周補強枠１４ａ，１４ｂを
組合せる。そして巻鉄心１１に各補強枠１３ａ，１３
ｂ，１４ａ，１４ｂを組合せた状態で歪取り焼鈍して非
晶質磁性薄帯１２の残留ひずみを除去する。

【００２２】次に巻鉄心１１とコイル１５の組立方法に
ついて図２を参照して説明する。図中１６は水平及び垂
直に９０゜反転可能な組立平板１７を有する組立装置で
あり、この組立装置１６は反転用の支持軸受１８が設け
られていて図示していない油圧装置あるいはギヤーモー
タ等で水平及び垂直に駆動できるようになっている。組
立平板１７には垂直状態でコイル１５を保持するコイル
支持板１９ａ，１９ｂ，１９ｃが取付けられており、こ
れらコイル支持板１９ａないし１９ｃは変圧器の容量に
合わせて巻鉄心１１を２個のコイル１５の鉄心挿入孔に
貫通させる間隔が調整可能になっている。また組立平板
１７はコイル１５のビルド幅と同じ厚さの鉄心支持板１
０ａ，２０ｂがコイル１５のスタック方向から挟み込む
ように取り付けられている。

【００２３】このような組立装置１６を用いて巻鉄心１
１をコイル１５の鉄心挿入孔に挿入する。ここで、巻鉄
心１１は、非晶質磁性薄帯１２の切断部に取付けられた
内周補強枠１３ｂと外周補強枠１４ｂを取り外してお
き、非晶質磁性薄帯１２の切断部を有しない継鉄部を、
内周補強枠１３ａと外周補強枠１４ａの上から麻ロープ
２１などで吊り上げる。これにより複数の積層ブロック
１３ａないし１３ｅの接合部が引き外されコーナ部が伸
びて巻鉄心１１は逆Ｕ字状を呈することができる。この
状態で巻鉄心１１をコイル１５の鉄心挿入孔に上部より
徐々に挿入する。この際、各積層ブロック１１ａないし
１１ｅは分割して挿入することなく、巻鉄心１１全体を
一度に挿入でき、このため、剛性の小さい積層ブロック
単位での取扱いを少なくでき、非晶質磁性薄帯１２の破
損の機会も少なくなり、かつ組立作業時間を大幅に低減
できる。

【００２４】コイル１５の鉄心挿入孔に巻鉄心１１の脚
部が完全に挿入された後、図３に示すように、組立平板
１７を水平に戻し、コイル支持板１９を取り除く。その
後、取り外された下部内周補強枠１３ｂを巻鉄心１１の
上部内周補強枠１３ａに突き合せて嵌合し、各積層ブロ
ック１１ａないし１１ｅを内側ブロック１１ａより順に
非晶質磁性薄帯１２のコーナ部を折り曲げて接合部を閉
じ元の状態に復元させて矩形状の巻鉄心１１を形成す
る。この復元作業は巻鉄心１１を焼鈍後の応力フリー状
態に戻す作業であり、巻鉄心１１には曲げ応力が軽減さ
れる方向に作用するので、非晶質磁性薄帯１２には過大
な応力が加わらず破損も少ない。

【００２５】その後、巻鉄心１１の外周部に、取り外さ
れていた下部外周補強枠１４ｂ（図示せず）を上部外周
補強枠１４ａに嵌合し、外周補強枠１４ａ，１４ｂの外
周に締付バンド（図示せず）を巻回して巻鉄心１１をそ
の接断部Ｓがエアーギャップなしで突き合わされるまで
締付け固定して変圧器の組立が完了する。

【００２６】このような１ターンカット形巻鉄心変圧器
の組立方法において、巻鉄心１１は吊り下げられた状態
であるため、複数個の積層ブロック１１ａないし１１ｅ
の接合部は吊り下げられた自重によって引き外され、外
力を加えることなくコーナ部が伸びて逆Ｕ字状を呈し、
容易にコイル１５の鉄心挿入孔に挿入できる形状を得る
ことができる。したがって、従来の水平状態での巻鉄心
１１のコイル１５への挿入に比べて巻鉄心１１のコーナ
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、非晶質磁性薄帯１２の磁気特性を悪化させることが
なく、かつ外力による非晶質磁性薄帯１２の破損も発生
しない。

【００２７】図４は、巻鉄心１１をコイル１５に挿入し
て組立てる場合の他の実施例を示したものであり、巻鉄
心１１を吊り下げた状態にあるときに、上部内側補強枠
１３ａおよび上部外側補強枠１４ａの上から各積層ブロ
ック１１ａないし１１ｅを保護する当て板２２を取付
け、さらにその上にビニールなどの保護袋２３被せて締
付バンド２４にて固定したものである。

【００２８】このようにすれば、各積層ブロック１１ａ
ないし１１ｅの先端部は当て板２２によって保護されて
いるため、コイル１５に当たることなくスムーズに巻鉄
心１１の鉄心挿入孔に挿入することができる。また巻鉄
心１１を吊り下げてコイル１５に挿入する場合、非晶質
磁性薄帯１２の破片がコイル１５ａの端部に入って絶縁
破壊を誘発することが心配であるが、本実施例によれ
ば、たとえ破片が発生しても保護袋２３で保持されるた
め、コイル１５には非晶質磁性薄帯１２の破片が入るこ
とはない。

【００２９】巻鉄心１１の脚部がコイル１５の鉄心挿入
孔に挿入された後は、保護袋２３、当て板２２を取り除
いて第１の実施例と同様の方法で、積層ブロック１１ａ
ないし１１ｅを焼鈍後の状態に復元すれば良い。

【００３０】なお以上の説明においては、単相内鉄型変
圧器を例にとったが、これに限らず単相外鉄型変圧器及
び三相変圧器においても同様に実施できる。また変圧器
と類似した構成をもつリアクトル等の他の静止誘導電器
にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の組立方法及
び組立装置によれば、非晶質磁性薄帯に大きな曲げ応力
を加えることがないため、破片等の発生がなく、しかも
非晶質磁性薄帯の優れた磁気特性を発揮できる１ターン
カッ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】

【図１】本発明による静止誘導電器の組立方法により組
立てられた変圧器を示す正面図

【図２】巻鉄心をコイルに挿入する方法を示す斜視図

【図３】巻鉄心とコイルの組立方法を示す斜視図

【図４】巻鉄心をコイルに挿入する方法の他の実施例を
示す斜視図

【図５】従来の変圧器を示す正面図

【図６】巻鉄心の非晶質磁性薄帯の接合部を拡大して示
す説明図

【符号の説明】

１１は巻鉄心、１２は非晶質磁性薄帯、１３は内周補強
枠、１４は外周補強枠、１５はコイル、１７は組立平
板、１８は支持軸受、１９はコイル支持板、２０は鉄心
支持板、２２は当て板、２３は保護袋、２４は締付バン
ドを示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非晶質磁性薄帯を巻回してなり各巻回毎
   の非晶質磁性薄帯の継鉄部に接合部を設けた巻鉄心をコ
   イルに装着する静止誘導電器の組立方法において、前記
   接合部を開放した巻鉄心を逆Ｕ字状にしてコイルの上部
   より挿入し、その後、前記巻鉄心及びコイルを水平状態
   に配置して巻鉄心の接合部を閉じて組立てることを特徴
   とする静止誘導電器の組立方法。
2. 【請求項２】 逆Ｕ字状の巻鉄心の先端部に当て板及び
   保護袋を取付けて当該巻鉄心をコイルの上部より挿入
   し、これら当て板及び保護袋を取り除いた後、巻鉄心の
   接合部を閉じて組立てることを特徴とする請求項１記載
   の静止誘導電器の組立方法。
3. 【請求項３】 非晶質磁性薄帯を巻回してなり各巻回毎
   の非晶質磁性薄帯の継鉄部に接合部を設けた巻鉄心をコ
   イルに装着する組立装置において、コイルを保持する組
   立平板と、この組立平板を水平方向及び垂直方向に反転
   可能とする駆動装置とを備えたことを特徴とする請求項
   １記載の静止誘導電器の組立装置。