JPH0737726A - 非晶質磁芯変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁芯に対する上下連結板の締付バラツキの影響
を小さくするとともに初期磁気特性、特に鉄損を良くし
てそのバラツキを小さくし、振動による磁気特性の低下
を小さくし、振動による磁気特性の低下をケースの状態
で元に戻すことのできる非晶質磁芯変圧器を提供するこ
とを目的とする。 【構成】コイル支持材３を用いて非晶質磁性合金薄帯を
巻回した凸状の磁芯１を吊り状態にし、一対の上下連結
板６を上部よりも下部のほうが広いハ形状態で使用し、
一体固定して器体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非晶質磁性合金薄帯を
巻回してなる磁芯を用いた非晶質磁芯変圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に厚さが２５μｍ非晶質磁性合金薄
帯を巻回してなる非晶質磁芯は、構造的に強度が弱く、
かつ磁歪定数が大きいので、応力に敏感で小さな力で形
状変化が発生したり、磁気特性の低下が発生し易い。こ
のため従来の珪素鋼板を巻回してなる磁芯のような構造
はとれない。最近の非晶質磁芯変圧器は、図５の正面図
の部分断面図に示すように構成されている。

【０００３】すなわち磁芯１は非晶質合金薄帯を巻回し
て構成され、その外周部に珪素鋼板やステンレス等の
０．２〜１mmの保護材８を配し、内側にアルミニウムや
ステンレス、鉄などよりなる厚さ１〜５mmのコアボビン
７を配し、一次巻線と二次巻線よりなるコイル２を巻装
している。前記磁芯１の内側においては、コイル２の上
下部とコアボビン７間にゴムや樹脂、プレスボードなど
の絶縁物よりなる支持スペーサ９を介装してあり、また
磁芯１の外側においては、上部金具４とコイル２の上部
間および下部金具５とコイル２の下部内に、樹脂やプレ
スボード、木などよりなるコイル支持材３を配してい
る。前記磁芯１の外側とコイル２間には一対の上下連結
板６を配してあり、その上下端は上金具４および下金具
５の固定板４ａ・５ｂにボルト１６で結合されている。
そして磁芯１の上部・下部と上金具４、下金具５間には
ポリエチレンテレクタレート（ＰＥＴ）などの織布マッ
トや空隙を設けた紙、シリコンゴムなどの弾力性のある
緩衝材１０ａを介在させ、上金具４と下金具５の外側よ
り器体バンド１１で締めつけて器体を構成している。

【０００４】上記のように磁芯１をコイル支持材３で吊
り構造とすることで、磁芯１にかかる磁芯１自身の重量
を減少させて磁気特性の低下をなくし、その他はできる
限り器体の磁芯１の固定を強くすることにより、応力集
中を防ぎ、磁気特性を低下させないような構造としてい
る。そして左右、前後の振動に対しては固定がかなりで
きていて比較的強く、特性変化は小さい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した器体
では磁芯１を吊り構造としていることや、磁芯１のコー
ナー部は十分な固定をしていないので振動、特に上下振
動にたいしては図４の点線で示すように磁芯１が変動
し、もとの状態に戻らないことが発生し易い。このため
磁気特性のなかで鉄損が１０〜５０％増加することがよ
くある。また器体のままで一たん増加した鉄損を低下さ
せることは難しい。一対の上下連結板６が磁芯１を強く
締付た場合は鉄損の初期特性も締付前と比べて０〜２０
％増加してバラツキが大きい。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するもので、
特に非晶質磁芯変圧器の鉄損などの磁気特性の初期特性
や振動による変化を小さく安定させバラツキを押さえる
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の非晶質磁芯変圧器は、幅方向の中央部の積
厚が端部よりも厚い凸状の非晶質磁芯を使用し、コイル
支持材を磁芯の積層端面側で、かつコイルの上下に配設
して前記コイルを支持し、かつ前記コイル支持材と前記
コイルにより前記磁芯を吊り構造とし、そして上金具と
下金具を配設して全体を器体バンドで一体固定し、さら
に上下連結板を前記コイルと前記磁芯の間で磁芯に接す
るように配設して前記上金具と前記下金具に接続した器
体とした構成とする。

【０００８】また一対の上下連結板を上側より下側間隔
を広くして磁芯に接するように配設した構成とする。

【０００９】

【作用】上記した手段構成によれば、磁芯が凸状になっ
ているので締付力にバラツキがあっても上下連結板によ
る締付力による影響は小さく、磁気特性の低下は小さく
安定する。これは、締付力の影響は上下連結板の中央部
のみで、しかも幅方向の両端に向けては応力集中しない
ので磁芯の薄帯に垂直にかかる力だけになり易いためで
ある。

【００１０】また一対の上下連結板の下側間隔を広くし
ているので、上下振動により磁芯が上に位置ズレしても
自重で元の位置に戻り易く特性低下は小さい。また元に
戻らない位置ズレがあったときでも、器体を落下させる
ように磁芯に下向きの力を加えれば、磁芯を元の位置に
近づけられて磁気特性は良化して元に近づく。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例について、図１を参照し
ながら説明する。図１は本発明の非晶質磁芯変圧器の例
で、（ａ）は正面図の部分断面図で、（ｂ）は側面図の
部分断面図である。なお図５と同じ符号のものは図５と
同じ構成部材を表し、その説明は省略する。

【００１２】本実施例の特徴とする構成は、磁芯１を幅
方向の中央部積厚が端部よりも厚い凸状としている。そ
して磁芯１の外側に接する一対の上下連結板６は、その
下部を下金具５の固定板、５ａに対し、鉄やステンレ
ス、樹脂製のワッシャ等、スプリングタイプの傾き用ス
ペーサ１５を介して固定され、一対の上下連結板６が下
方が広がるいわゆるハ形状に設けられている構成にあ
る。

【００１３】なお、図中の１０ｂは緩衝材、１２は鉄、
樹脂などの剛体もしくは、コルク、ゴムなどの弾性体よ
りなる器体支持物、１３はケース、４ｂは上金具４に設
けられたケース取付部、１４は鉱物油などの絶縁油であ
る。

【００１４】前記構成において器体組立後全体の形状を
維持するために上下連結板６で固定する際、傾き用スペ
ーサ１５を下金具５の固定板５ａの間に挿入し、トルク
レンチにてボルト１６を締めて固定する。トルクの大き
さは、非晶質磁性薄帯やネジ径に対応して変わるので実
験的に一定に決める。一例は板厚４．５mmで幅４５mmの
鉄板よりなる上下連結板６の上下で締付トルク７００kg
・cmでＭ１０のボルト固定したとき発生する一定力で非
晶質磁芯１を押さえつける。これは磁芯１にしたとき、
占績率のバラツキが０．７９〜０．９と大きく板厚の均
一性もバラツキが大きくて、磁束密度一定の設計て積厚
のバラツキが大きくなっても容易に対応できる。このよ
うにすれば、磁芯１は振動などの上下位置ズレに対して
自重により戻りやすくなるとともに、ケース１３に入れ
たままで特性を元の状態に近づけることが可能であり、
実用上たいへん有益である。上下連結板６が逆ハ形状で
あったり、設計的に積厚が大きくなったものを固定板４
ａと５ａの取付位置に従って締付を行うと、上下の位置
ズレが発生すれば元の状態に近づけるのは極めて困難で
ある。特に後者は初期の鉄損などの特性を大きく低下さ
せる。上下連結板６をハ形状にする方法は、固定板４ａ
と５ａの取付位置をあらかじめ設定しておけば傾き用ス
ペーサ１５は必要ない。傾きの程度は磁脚の長さや非晶
質磁性薄帯によって変わるので実験的に決める。一例と
して厚さ１〜１０mmの傾き用スペーサを使用する。図４
において、太線部は固定部であり、点線部のみが磁脚の
変動部である。このため磁気特性の低下、特に鉄損の増
加は磁脚の上部のコーナー部Ａの変動が大きく関係して
おり、この変動の影響を小さくすること、すなわち位置
ズレを小さくすることが重要である。Ｂの変動は応力の
集中もなく半弛みの状態であるので鉄損の増加は小さ
い。

【００１５】特に図２に示すように凸状の磁芯１ａを使
用すれば、上下振動や上下連結板６を介しての磁芯１ａ
が凸状になっているので締付力にバラツキがあっても締
付力による影響は小さく、磁気特性の低下は小さく安定
する。これは、締付力の影響は上下連結板６の中央部の
みで、しかも幅方向の両端に向けては応力集中しないの
で磁芯１ａの薄帯に垂直にかかる力だけになり易いため
である。

【００１６】凸状の磁芯１ａの作り方は（１）凸状の非
晶質磁性合金薄帯を使用する。（２）焼鈍後に幅１０〜
５０mmのクラフト紙や薄い金属や樹脂のテープを挿入す
ることで容易に実現できる。特に凸状の非晶質磁性合金
薄帯は材料としてよくみられるので入手し易い。

【００１７】図３に示すような凹状の磁芯１ｂでは、締
付が強いときや前後の振動で上下連結板６のエッジで磁
芯１ｂを傷つけて割ったり、薄帯の面上で複雑な応力分
布をとらせて磁気特性の低下を発生する。またこの状態
はケース１３に入れた状態や器体の状態では元に近づけ
ることは難しい。

【００１８】

【発明の効果】前記実施例の説明より明らかなように本
発明によれば磁芯が凸状になっているので締付力のバラ
ツキがあっても締付力による影響は小さく、磁気特性の
低下は小さく安定する。また初期特性も良く、バラツキ
が小さい。また、一対の上下連結板の下側間隔を傾き用
スペーサによって広くしているので、上下振動により磁
芯が上に位置ズレしても自重で元の位置に戻り易く特性
低下は小さい。また元に戻らない位置ズレがあったとき
でも、器体を落下させるように磁芯に下向きの力を加え
れば磁芯を元の位置に近づけられて磁気特性は良化して
元に近づくという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例における非晶質磁芯変
圧器の正面の部分断面図 （ｂ）は同非晶質磁芯変圧器の側面の部分断面図

【図２】凸状の磁芯を使用した場合の部分断面図

【図３】凹状の磁芯を使用した場合の部分断面図

【図４】上下振動時に磁芯の変動を示す説明図

【図５】従来の非晶質磁芯変圧器の正面部分断面図

【符号の説明】

１ 非晶質磁性合金薄帯を巻回してなる磁芯 ２ コイル ３ コイル支持材 ４ 上金具 ５ 下金具 ４ａ，５ａ 固定板 ６ 上下連結板 ７ コアボビン １５ 傾きスペーサ １６ ボルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非晶質磁性合金薄帯を巻回し、かつ、幅
   方向の中央部の積厚が端部よりも厚い凸状の磁芯にコイ
   ルを巻装し、コイル支持材を前記磁芯の積層端面側でか
   つコイルの上下に配設して前記コイル支持材と前記コイ
   ルにより前記磁芯を吊り構造とし、上金具と下金具を配
   設して一対の上下連結板を前記上金具と下金具に接続す
   るとともに前記コイルと前記磁芯の間で磁芯に接するよ
   うに配設して、全体を器体バンドで一体固定し器体を構
   成した非晶質磁芯変圧器。
2. 【請求項２】 一対の連結板を前記コイルと前記磁芯の
   間で上側より下側間隔を広くした請求項１記載の非晶質
   磁芯変圧器。