JPH079858B2 - 無定形金属変圧器及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は電気変圧器、特に無定形金属製鉄心を持つ変
圧器に関する。

従来、電気変圧器の鉄心は高配向性珪素鋼板で形成され
ていた。何年もの間、この様な電気鋼にかなりの改良が
加えられて、変圧器の鉄心の寸法、製造費及び変圧器の
鉄心が配電系統に持込む損失を減少することが出来る様
になった。電気エネルギのコストが上昇し続けるのにつ
れて、あらゆる寸法の電気変圧器で、鉄心の損失を減少
することが、設計上で次第に重要な観点になった。この
理由で、変圧器鉄心の動作損失を大幅に少なくする為
に、無定形強磁性材料が変圧器鉄心材料として使われて
いる。

無定形金属は、それに対応する結晶性金属の特徴である
原子レベルの周期的な繰返し構造、即ち結晶格子が事実
上存在しないことを主に特徴としている。非結晶性無定
形構造は、米国特許第3,856,513号に記載される様な適
当な組成の溶融金属を急冷することによって作られる。
冷却速度が速い為、合金が結晶状態で形成されず、それ
を形成するもとになった液相を表わす準安定の非結晶構
造を持つ。結晶性原子構造が存在しない為に、無定形合
金は「硝子様」合金と呼ばれる場合が多い。

製造方法の性質の為、例えば配電用変圧器鉄心の巻装に
適した無定形強磁性ストリップは、極めて薄く、方向性
珪素鋼板の７乃至12ミルに対し、公称１ミルである。更
に、この様な無定形強磁性ストリップは非常に脆く、破
壊し易い。その為、巻装無定形金属鉄心の製造は、鉄心
を巻装し、切断し、鉄心を構成する多数の積層板（lami
nation）を所望の継手パターンに配置し、鉄心を整形及
び焼鈍し、最後に鉄心を予め形成された変圧器コイルの
窓の中に通し、この為に最初に鉄心の継手を開き、その
後再び閉じると云う種々の製造工程全体にわたって、極
く薄いストリップを取扱う独特の問題がある。特に重要
なのは、鉄心をコイルに通す工程であり、これは鉄心が
コイルの窓の中に通された後、鉄心をその焼鈍した形状
から永久的に変形させない様にする為に、極度の注意を
はらって行なわなければならない。即ち、鉄心が焼鈍さ
れた時の形に正確に戻らないと、コイルに通す手順の間
に応力が入り込む。この為、コイルに通した後にかなり
の応力が残っていれば、無定形金属鉄心材料によって得
られる鉄心損失が少ないと云う潜在的な特性が達成され
ない。無定形金属の積層板は非常に弱く、弾力性が殆ん
どないから、コイルに通す工程の間、その向きが変わり
易く、それを補正しなければ、鉄心の永久変形を招く。
この問題の他に、脆い無定形金属の積層板の破損を避け
る様な十分な注意を持って、コイルに通す工程を実行す
ると云う当然の問題がある。

従って、この発明の目的は、改良された巻装無定形金属
変圧器鉄心及びコイル集成体を提供することである。

別の目的は、上に述べた性格であって、変圧器製造過程
の間、その鉄心損失が潜在的に低いと云う特性が保存さ
れる様な巻装無定形金属鉄心及びコイル集成体を提供す
ることである。

別の目的は、上に述べた性格であって、その無定形金属
積層板が、鉄心を巻線コイルに組立てる工程の間、向き
が変わらない様に拘束される様な巻装変圧器鉄心を提供
することである。

別の目的は、上に述べた性格であって、その無定形金属
積層板が、変圧器製造過程の間、破損されない様に保護
される巻装変圧器鉄心を提供することである。

別の目的は、設計効率が良く、経済的に製造出来、長い
使用寿命にわたって信頼性のある巻装無定形金属変圧器
鉄心を提供することである。

この発明の別の目的は、上の述べた性格の変圧器鉄心及
びコイル集成体を製造する改良された方法を提供するこ
とである。

この発明のその他の目的は一部分は明らかであろうし、
一部分は以下の説明から明らかになろう。

発明の要約 この発明では、閉ループ形の巻装変圧器鉄心を提供す
る。この鉄心は窓の周りを伸びていて、その局部的な領
域には鉄心の継手があり、これによって鉄心を開いて、
予め形成されたコイル構造の窓の中に挿入することが出
来る様にする。鉄心は複数の薄い無定形強磁性ストリッ
プを重ねた複数の積層板で構成され、これらのストリッ
プが前述の局部的な継手領域から鉄心に沿って連続的に
伸びる。各々の継手は各々無定形金属積層板の端部を互
いに重ね合せて形成される重ね継手である。無定形金属
積層板は、１枚の無定形金属ストリップの厚さよりもか
なり厚い少なくとも１つの一番内側の基礎層の上に支持
される。この基礎層は普通の珪素電気鋼で形成すること
が出来、特に鉄心を整形する間、無定形金属積層板を破
砕から保護する様に作用する。更に、無定形金属積層板
がやはり珪素電気鋼で作られた一番外側の固定用ターン
の中に配置されており、このターンが、焼鈍の間、並び
に鉄心及びコイル集成体を達成する為に鉄心をコイル構
造の中に通した後に、こういう積層板の位置を制御して
保護するのに役立つ。コイルに通す工程の間、無定形金
属積層板の向きが変わらない様に拘束する為、適当な結
合剤を用いて、積層板の縁を結合する。コイルに通す手
順を容易にする為、並びに積層板の損傷を防止する為、
継手の両半部は適当な軽量ワニス油の中に浸漬し、この
油を積層板の界面に吸込む。この油が、継手の両半部の
積層板を面間で緊密に接する様に引張ると共に、それら
を保持する効果があり、コイルに通す手順を実施する
間、継手の両半部を一体として安全に取扱うことが出来
る。

従って、この発明は以下説明する構造及び方法によって
例示される様な、構造、要素の組合せ、部品の配置並び
にその製法を特徴としており、この発明の範囲は請求の
範囲に記載されている。

図面の簡単な説明 この発明の性質及び目的が更によく理解される様に、次
に添付図面について詳しく説明する。

第１図はこの発明の鉄心に使われる積層板の積重ねとな
る様に切断するストリップ環状体の側面図である。

第1A図はこの発明に従って構成された巻装無定形金属変
圧器鉄心の斜視図であり、整形前の中間の環状の状態を
示す。

第1B図は第1A図の鉄心に形成された若干の分布したすき
間継手の拡大図である。

第２図は第1A図の鉄心を矩形の形状に成形した状態を示
す斜視図である。

第３図は第２図の鉄心の側面図で、１対の変圧器コイル
に通す準備として、開いた状態を示す。

第４図は一部分を破断した側面図で、鉄心をコイルに通
す手順を容易にする為に、第３図の鉄心の開放端を油に
浸漬した状態を示す。

第５図は第３図の鉄心を、１対の変圧器コイルの周りに
通した状態を示す側面図である。

第６図は外鉄形変圧器鉄心及びコイル集成体にこの発明
を適用した場合を示す組立て図である。

第７図は鉄心が１対の入れ子式鉄心ユニットとして形成
された変圧器鉄心及びコイル集成体の側面図である。

図面全体にわたり、対応する部分には同じ参照数字を用
いている。

詳しい説明 第１図にはこの発明の変圧器鉄心を作る為の環状体４が
示されている。環状体４は、無定形強磁性材料のストリ
ップを心棒（図面に示してない）の周りに巻きつけるこ
とによって作られる。適当な無定形ストリップ材料は、
ニュージャージー州モリスタウン所在のアライド・コー
ポレイション社からMETGLAS2605−SC形材料として販売
されているものである。巻きつけた後、環状体４をその
窓を通り抜ける不動の支持体５の上に置き、薄い回転と
いし車７によって半径方向の１本の線６に沿って切断す
る。その後、切断したストリップを落下させて１ターン
のストリップの積重ね８にする。

積重ね８の頂部から始めて、ストリップを夫々整合させ
た10乃至20枚のストリップを含む積層板に分けて適当な
ベルト・ネスタ（図に示してない）に供給する。ベルト
・ネスタは全般的に米国特許第4,413,406号の50、又は
米国特許第4,467,632号の60乃至66に示される形式にす
ることが出来、積層板が無定形金属であることを考慮し
て、適当な変更を加える。ベルト・ネスタがこの発明の
一部分ではないから、それを図面にも示さないし、詳し
く説明しない。ベルト・ネスタが第1A図の10に示す新し
い環体を形成する様に作用する。この環体は、その領域
17に分布すき間継手と普通呼ばれるものを持っている。
この発明の１形式では、こういう分布すき間継手は、ベ
ルト・ネスタに供給された積層板の各々の両端を互いに
重ね合せて重ね継手16を形成し、隣合う積層板の互いの
端面が突き合せになるように、相次ぐ半径方向に隣合う
重ね継手16を互いに角度方向にずらすことによって形成
される。

予定の円弧にわたる一群の重ね継手を形成した後、ベル
ト・ネスタが最初の重ね継手と同じ角度位置で次の群の
重ね継手を開始し、最初の一群と全体的に同じ角度にわ
たって、別の一群の重ね継手を形成し、新しい環体10に
全ての積層板が組込まれるまで、この順序を何回も繰返
す。こういう重ね継手の全部、全体的に17に示す様に、
鉄心10の局部的な継手領域内にあることが認められよ
う。

この様な継手群14の拡大図が第1B図に示されている。各
群の重ね継手の積層板が、夫々１、２、３で示されてい
る。各々の積層板（例えば１）の両端が重なり合うこ
と、及び相次ぐ継手、例えば１−１、２−２、３−３等
が角度方向にずれていることが判る。各継手16を構成す
る積層板の各々の端を以下継手の半部と呼ぶが、これは
複数個、例えば10乃至20枚の薄い無定形金属ストリップ
12を含むことが判る。

配電用変圧器の分野に於ける典型的な珪素鋼板の厚さが
1.8乃至3.0mm（７乃至12ミル）あるのが普通であるのに
比べて、無定形金属の各々のストリップは非常に薄く、
公称僅か約0.254mm（１ミル）の厚さである。従って、
上に述べた積層板の厚さは、珪素鋼板の１枚又は２枚に
相当する厚さしか持たない。ストリップを個別にではな
く、積層板として取扱うことにより、製造上の経済性が
実質的によくなる。希望によってはこの新しい環体10
は、上に述べた積層板を利用して、手で入れ子式に配置
することによって形成することが出来る。

更に第1A図について説明すると、鉄心の積層板を正しく
入れ子式に配置した後、第１の基礎ストリップ又は部分
的なターン18を半円に撓ませて、鉄心10の円筒形の窓20
にはめ込む。同様に、第２の基礎ストリップ又は部分的
なターン22をストリップ18と重ね合せて、窓20にはめ込
む。こういう基礎ストリップは、その磁気的な性質がこ
の発明に必要な特徴ではないけれども、鉄心用の鋼で構
成することが出来、鉄心の潰れに抵抗する強度が殆んど
ない鉄心の積層板を下から機械的に支えるのに十分な厚
さ（例えば2.54mm（10ミル））及び弾力性を持ってい
る。こういう無定形金属の積層板は非常に脆いから、こ
ういう基礎の部分的なターンが、これから説明する様
に、この後の製造工程の間並びに使用中、欠け落ち及び
破砕に対して更に保護する様に作用する。鉄心の積層板
に重なる支持体にする為、外側の固定用ターン24が設け
られ、これも2.54mm（10ミル）の鉄心用鋼ストリップで
あってよいが、第1A図に見られる入れ子式に配置した環
状の鉄心10を収容する。この様な外側の固定用ターンに
ついて更に詳しいことは、米国特許第4,024,486号を参
照されたい。今の説明では、固定用ターンの下に入り込
んだ端に耳24aを形成し、それをそれと重なる端に設け
た固定用溝孔24bから外へ出して、折曲げて、入れ子式
に配置した鉄心を抱き込む様に固定用ターンを固定する
ことを述べておけば十分であると思われる。

第1A図の環体10を上に述べた様にして構成した後、その
窓20を通り抜ける２つの適当な成形要素（図面に示して
ない）の上にのせる。こういう成形要素をこの後強制的
に引離して、環体10を第２図に示す矩形に整形する。こ
の整形工程の前、第１図の基礎ターン22を重なり合ない
一層短いターン22aに置換える。整形工程の間、こうい
う一層厚手の基礎の部分的なターン18,22aが第２図のＵ
字形に変換されることが判る。こういう基礎ターンの重
要な作用は、この時矩形の鉄心の窓20の直角の隅20aに
十分大きな曲げ半径を作り、比較的脆い無定形金属の積
層板がその周りに同形になる様にして、こうして破砕の
可能性を大幅に少なくすることである。更にこういう基
礎の部分的なターンが、鉄心整形工程の間、鉄心が成形
要素と係合する時、特に鉄心の一番内側の積層板のター
ンに対する損傷を防止する様に作用する緩衝層として作
用する。外側の固定用ターン24は、整形手順の間、鉄心
10を抱き込む状態にとゞまるが、これも鉄心の一番外側
の積層板を保護する緩衝層として作用する。

鉄心が第２図の矩形に整形された後、鉄心の外面の近く
に適当な焼鈍板（図に示してない）を取付け、その後適
当な焼鈍オーブンの中で磁界中で鉄心を焼鈍する。この
焼鈍が、周知の様に、切断、巣ごもり、整形又は成形の
各工程の間に加えられたものを含めて、無定形金属の積
層板の応力除去をする様に作用する。焼鈍が完了した
時、前に述べた焼鈍板を取外す。焼鈍の間、鉄心は無定
形金属の積層板の応力除去をするのに十分な温度、例え
ば約360℃に加熱するが、何れも普通の鉄心用鋼等であ
る、外側の固定用ターン24又は基礎層の部分的なターン
18,22aを焼鈍する程の温度にはしない。

更に第２図について説明すると、この発明の重要な特徴
として、鉄心10を焼鈍した後、鉄心の両側で、無定形金
属の積層板の露出した側縁に、適当な結合剤を層26とし
て適用する。この結合剤は液体状で、好ましくはブラシ
がけによって適用し、その後乾燥して、積層板の縁を互
いに結合する弾力性のある被覆を形成する。この縁結合
層が、基礎の部分的なターン18の自由端18aの少し手前
又はそれと殆んど面一になる縁26aに沿って止まること
が判る。この為、層26が、上側ヨーク19と見なすことの
出来る図示の上側領域の全長に沿って、並びに相互接続
用の脚21の長さの大部分に沿って、積層板を一体として
固着し、継手領域17を含む下側領域23との隅の接続部の
少し手前で止まる。従って、無定形金属の積層板は相対
的に向きが変わらない様に実効的に拘束されるが、継手
領域17と共にその中に含まれる下側ヨーク23にある積層
板のセグメントは、自由に開き、第３図について後で説
明する鉄心をコイルに通す手順が出来る様にする。基礎
の部分的なターン22aが縁結合層の境界線26aの先にあ
り、従って鉄心を変圧器コイルに通す時、自由に取外せ
ることに注意されたい。然し、基礎の部分的なターン18
及び固定用ターン24は、その長さの大部分に沿って、積
層板に縁が結合されている。結合剤を適用する際、積層
板の間に浸透しない様に注意を払うべきである。もしそ
うなると、鉄心損失に悪影響がある。適当な縁結合剤
は、何れも3Mカンパニイから入手し得るSCOTCH−GRIP82
6又はSCOTCH−CLAD EC776であることが判った。

上に述べた縁の結合を行なった後、外側の固定用ターン
24は、耳24aを真直ぐにし、それを固定用溝孔24bから開
放することによって、固定作用を外す。上側ヨーク19が
それから脚21が下に伸びる状態で支持されていると、固
定作用から解除した外側ターンの縁を結合していない部
分がばね作用で第３図に示す位置に戻る。下側ヨークの
両半部23aは、もはや外側の固定用ターンによって拘束
されていないので、第３図の垂れ下がる位置に落下し、
下側ヨークにある継手領域17で互いに離れる。縁結合層
26は、その円周長の大部分にわたって、積層板の相対的
な移動を拘束しながら、容易に鉄心を開くことが出来る
様にすることが判る。

鉄心をコイルに通す作業を容易にする為、下側ヨークの
内、局部的な継手領域17と下側ヨークの両端にある２つ
の隅領域の間を伸びる両半部23aは、それを取付ける鉄
心の脚21と実質的に整列する向きにする。その結果、こ
の時鉄心は大体Ｕ字形であり、略真直ぐな脚がもとの脚
21とその時整列したヨークの両半部23aとで構成され
る。このＵ字形構造の延長した脚は、僅かなすき間だけ
でもとの脚21を夫々取巻く様になっている２つの変圧器
コイル構造28の開口28aに容易に滑り込ませることが出
来る。この手順を促進すると共に積層板を保護する為、
各々の延長した脚の周りに板金のぴったりと合さる副木
又はシュート29（便宜的に右側の延長した脚についてだ
け示す）を設けて、コイル構造28に挿入する時に、脚を
略直線の状態に保持することが出来る。各々の副木は断
面が全体的にＣ字形であって、３つの平坦な側面を持
ち、４番目の側が、直角に曲げられた狭い隅のフランジ
29aの間で開放している。副木はその開いた側を若干広
げて、延長した脚をその中に入れ易くすることによって
組立てる。副木29は上から下へ若干テーパをつけて、延
長した脚をコイルの開口28aの中へ更によく案内する様
にすることが好ましい。この様に挿入した後、板金の副
木を延長した脚から外す様に摺動させ、各々のヨークの
半部23aにある積層板の群が、コイルに通す作業の一部
分として、もとの脚21に対して直角のもとの継手を閉じ
る位置へ移動することが出来る様にする。鉄心の隅20a
が、コイルに通す作業の一部分として、鉄心を開き且つ
閉じる間、実質的に撓むことは明らかである。

第４図に示す様に、全ての段形の重ね継手16の両半部16
aを所謂「ワニス」油の様な軽量の油32の浴30に浸漬し
た場合、鉄心をコイルに通す手順は、その遂行が容易に
なると共に、薄くて極めて脆い無定形金属の積層板の損
傷を避ける両方の点で、一段と良くなることが判った。
こういう種類の油は、蒸発した時に残渣を殆んど残さな
いと云う性質の点で望ましい。この発明に使うことが出
来ることが判ったこの様な１つのワニス油は、ペンシル
バニア州フィラディルフィア所在のG.ウィットフィール
ド・リチャーズ・カンパニイから入手し得る4B油であ
る。油32が、毛管作用により、各群14の継手の両半部16
aにある積層板の間の界面に吸込まれる。その時、油
は、積層板を面間で緊密に接触する様に引張ると共に、
表面張力によって積層板を接着する効果があることが判
った。この為、10枚乃至20枚の無定形金属のストリップ
からなる各々の継手の半部16a、並びに大低の場合は、
継手の半部の各群14は、変圧器コイル28（第３図）に鉄
心10を通した後で、段形の重ね継手16を再び作る際に、
一体として取扱うことが出来る。一度に個別のストリッ
プ12ごとよりも、一度の継手の半部ずつ又は一群の継手
の半部ずつで継手を再び作ることが、鉄心10を再び閉じ
ることを格段に促進することが容易に理解されよう。更
に、脆い無定形金属のストリップを個別に取扱うと、非
常に注意を払っても、その破砕を招く場合が多い。軽量
のワニス油が鉄心をコイルに通す手順を促進するのによ
く適していることが判ったが、例えばパークロロエチレ
ンの様な他の流体を利用して、有害な残渣を残さずに、
所要の表面張力を発生させることが出来る。

第５図は鉄心の窓20に変圧器コイル28を入れ、固定用タ
ーン24を再び鉄心の脚21を抱き込む様に固定して完成さ
れた集成体を示す。注意すべきことは、縁結合層26が、
鉄心を再び閉じる時、積層板の向きが変わらないことを
保証し、この為、変圧器巻線コイルとの組立てを完了し
た時の鉄心は、それを焼鈍した時に持っていたのと全く
同じ形を持つことである。この為、鉄心をコイルに通す
手順の際に積層板に誘起された事実上全ての応力が実効
的に除去される。結合層26の別の作用は、鉄心を作る際
又は使っている間に、上側ヨーク又は被覆された脚領域
から剥離するかけら又は粒子があっても、それを鉄心に
局限する殻体として作用することである。これに関連し
て云うと、完成された鉄心及びコイル集成体の下側ヨー
ク23に結合剤の２回目の適用をして、全部を包み込む結
合層の保護殻体を設けることが出来る。結合層が鉄心の
図示の結合区域を連続的に覆うことが望ましいが、場合
によっては、結合層がこの領域で不連続であっても、例
えば縞状に適用されても、積層板の相対的な移動に対す
る十分な拘束が達成される。

第５図は、基礎の部分的なターン18と重ね継手になる様
に、第２図に示した一層短いターン22aの代りに用いる
一層長い、予め形成された基礎の部分的なターン22bを
示している。この為、こういう部分的なターンは、最後
の組立ての際、しっかりと結合することが出来る。これ
は鉄心の短絡強度を大幅に改善する。この目的の為に、
層26を構成するのと同じ結合剤を利用することが出来
る。短絡強度が問題ではなければ、コイル28を所定位置
に配置した後、基礎の部分的なターン22aを鉄心の窓に
再び取付け、その後鉄心を再び閉じてもよい。

以上の説明から、その無定形強磁性積層板が、鉄心製造
過程、鉄心をコイルに通す手順、その後の処理及び輸送
の間並びに使用中に、欠け落ち及び破砕に対して十分に
保護される様な、改良された低損失の変圧器鉄心が提供
されたことが理解されよう。更に、以上の説明から判る
様に、この発明は変圧器鉄心及び巻線集成体を製造する
改良された方法を提供する。この時、残留応力の為に、
又は鉄心の積層板の損傷の為に、無定形金属によって得
られる鉄心損失が小さいと云う特性が脅かされることは
ない。この発明は外鉄形及び内鉄形の両方の変圧器の形
式に同じ様に用いることが出来ることが理解されよう。
更にこの発明は、こゝで説明する様に、環状体に巻装さ
れ、その後矩形に整形される代りに、矩形の形に直接的
に巻装される無定形金属の鉄心にも用いることが出来
る。

外鉄形変圧器について云うと、第６図は、この発明をそ
れに用いることが出来る１つの方法を示している。第６
図の変圧器は２つの鉄心50と１個のコイル構造28とで構
成されている。各々の鉄心50は、（イ）各々の鉄心の継
手16がヨーク19ではなく、鉄心の脚21に配置されている
こと、及び（ロ）結合剤26が鉄心50の１つの脚及び１つ
のヨークにだけ適用されていることを別にすると、第２
図の鉄心10と全く同じに作られる。継合せた脚は、継手
16の片側に上側部分21aを持ち、継手16の反対側に下側
部分21bを持っている。各々の鉄心50が、最初に継手16
を開き、鉄心の無定形金属の積層板の結合されていない
部分を破線の位置54,56へ変位させることにより、コイ
ル構造28の中に通される。位置54にするには、継合せた
脚の上側部分21aを上側ヨーク19と整列させ、上側ヨー
クを他方の脚21と整列する様に移動する。副木（図に示
してない）を整合した部分21a,19及び結合された脚21の
上側部分に沿って配置して、それらを位置54で大体整合
した状態に保つことが好ましい。54に示したこの整列し
た鉄心構造及び56に示した鉄心構造を全体的に第４図に
示す様に、油浴に浸漬する。その後、右側の鉄心50につ
いて云うと、整列した鉄心構造54をコイル構造28の中孔
に通し、右側の鉄心50の窓の中の鎖線60で示す様に、コ
イル構造を鉄心の窓の中に位置ぎめする。その後、54及
び56に示す結合されていない鉄心部分をコイル構造28の
周りに巻き、第６図に実線で示した継手を閉じた位置へ
と戻す。結合されていない鉄心部分は、半径方向に一番
内側の継手から開始して、順々に半径方向外向きの相次
ぐ継手に進むことにより、一度に１つの継手の半部又は
一群の継手の半部ずつ、継手を閉じた位置へ戻すのが典
型的である。左側の鉄心50に対しても、この鉄心コイル
構造の中に通す為に、同じ工程を繰返す。左側の鉄心の
右側の脚21が、右側の鉄心の左側の脚が占めずに残され
ている、コイル構造28の中孔の空間内にはめられる。

鉄心を一体としてコイル構造に通す方法を説明したが、
この発明は広義に見れば、鉄心をコイル構造の中に個別
に通す複数個のユニットで形成する様な方法にも用いる
ことが出来る。第７図はこの様な実施例を示している。

この実施例では、鉄心が２つのユニット44,46で構成さ
れており、これを内側鉄心及び外側鉄心と呼ぶことにす
る。最初、内側鉄心44を、前に第２図及び第３図の鉄心
10について述べたのと略同じ様に、コイル構造28に通
す。内側鉄心の継手16がその下側ヨークにある。その
後、外側鉄心を殆んど同じ形で、コイル構造28に通す
が、継手16は下側ヨークではなく、上側ヨークにある。
外側鉄心は、内側鉄心構造を入れる時とはコイル構造の
反対の端から入れる。

典型的には、鉄心の脚を取囲むコイル構造28は、脚と全
体的に同じ断面形の中孔を持っている。

従って、これまでの説明から明らかになった目的も含め
て、最初に述べたこの発明の目的が効率よく達成された
こと、更にこの発明の範囲内で、上に述べた構造及びそ
の作り方にある変更を加えることが出来るから、以上説
明したこと並びに図面に示したことは、この発明を例示
するものであって、この発明を制約するものと介しては
ならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラッパー，ウィリ アメリカ合衆国、28601、ノース・カロラ イナ州、ヒッコリイ、マウンテン・ビュ ウ・ドライブ、41番 (56)参考文献 特開 昭60−208815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−189916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−95805（ＪＰ，Ａ)

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）窓の周りを囲む閉ループ形の一体の
   矩形鉄心であって、前記鉄心は対向する脚部およびヨー
   クを有し、かつ、１つのヨークまたは１つの脚部のいず
   れかにおいて前記鉄心を開くことの出来る継手領域が形
   成され、前記鉄心は、前記継手領域から前記窓を囲みな
   がら連続的に伸びる薄い無定形強磁性材料のストリップ
   を積み重ねた複数の積層板から構成され、それぞれの前
   記積層板はその端部が互いに重ね合わされた重ね継手が
   形成され、それぞれの積層板は、これら重ね継手が前記
   継手領域内にあって、しかも互いに角度方向にずらされ
   て、隣接する積層板の互いの端面が突き合せになるよう
   に、前記窓側から外側に向けて隣接して配置されてお
   り、前記１つのヨークまたは１つの脚部は、前記鉄心の
   窓に対する広い開口を作るようにＬ字形またはＵ字形に
   開口するように変位可能であり、前記鉄心の大部分に互
   って前記ストリップの縁に拘束材料の層が付着されてい
   る鉄心と、 （Ｂ）前記窓の中に挿入され且つ前記脚部のうちの少な
   くとも１つを取り巻いている予め形成されたコイル構造
   と、を有する電気変圧器。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載した電気変圧器に
   於て、 ａ）前記積層板を下から支持して保護する為に、前記鉄
   心の窓の中に配置された少なくとも１つの基礎層と、 ｂ）前記積層板を上から支持して保護する様に、前記積
   層板の周りを抱きかかえる様に固定された外側の固定用
   ターンとを有する電気変圧器。
3. 【請求項３】請求の範囲第２項に記載した電気変圧器に
   於て、前記拘束材料の層が前記積層板の露出した縁に適
   用された接着性結合剤の被覆よりなり、前記被覆が固定
   用ターンを積層板に結合する電気変圧器。
4. 【請求項４】請求の範囲第２項に記載した電気変圧器に
   於て、前記基礎層が、前記積層板を構成する１枚のスト
   リップよりも実質的に厚さが厚い第１及び第２の金属の
   Ｕ字形ストリップを含んでおり、該第１のＵ字形ストリ
   ップはその開放側が前記継手領域に向かう様にして前記
   鉄心の窓の中に配置され、前記第２のＵ字形ストリップ
   が前記第１のＵ字形ストリップと逆の関係で鉄心の窓の
   中に配置されている電気変圧器。
5. 【請求項５】請求の範囲第４項に記載した電気変圧器に
   於て、前記拘束材料の層が前記積層板の露出した縁に適
   用された接着性結合剤の被覆よりなり、前記被覆が第１
   のＵ字形ストリップを積層板に結合する電気変圧器。
6. 【請求項６】請求の範囲第５項に記載した電気変圧器に
   於て、前記第１及び第２のＵ字形ストリップが互いに結
   着される電気変圧器。
7. 【請求項７】無定形金属鉄心およびコイル集成体を有す
   る電気変圧器を製造する方法に於いて、 （Ａ）強磁性無定形金属の複数のストリップを重ねて積
   層板を構成し、該積層板が複数個で構成された対向する
   脚部およびヨークを有する閉ループ形で窓のある矩形鉄
   心を形成して、各積層板の両端を互いに重ね合わせて重
   ね継手を形成し、前記重ね継手が互いに角度方向にずら
   されていて、隣接する積層板の互いの端面が突き合せに
   なるように、前記窓側から外側に向けて積層板を配列す
   るとともに、前記ヨークまたは脚部のうちの１つにある
   局部的な継手領域内に前記積層板の重ね継手があるよう
   にし、 （Ｂ）前記鉄心を焼鈍し、 （Ｃ）前記１つのヨークまたは脚部以外の前記鉄心の大
   部分に互って拘束材料の層を付着して前記ストリップの
   縁の相対的な移動を拘束しかつ保護し、 （Ｄ）前記１つのヨークまたは脚部内の前記ストッリプ
   を変位させることにより、前記継手を分離して前記鉄心
   を開き、 （Ｅ）開いた鉄心を介して鉄心の窓の中に変圧器用コイ
   ル構造を挿入し、該コイル構造が前記鉄心の一部分を取
   囲む様にし、 （Ｆ）前記変位させたストリップを前記継手が再び閉じ
   る位置へ戻し、こうして鉄心を閉じる、工程を含む方
   法。
8. 【請求項８】請求の範囲第７項に記載した方法におい
   て、工程Ｄが、前記継手領域の積層板を一体として保持
   することができる流体を前記分離した継手に適用する工
   程を含む方法。
9. 【請求項９】請求の範囲第８項に記載した方法におい
   て、前記流体を適用する工程の際、前記分離した継手を
   前記流体に浸漬する方法。
10. 【請求項１０】請求の範囲第９項に記載した方法におい
    て、前記流体が蒸発した時に残渣を殆ど残さない様な種
    類の軽量油である方法。
11. 【請求項１１】請求の範囲第７項に記載した方法に於
    て、 ａ）前記工程Ｃの拘束が、前記鉄心の前記１つのヨーク
    または脚部及びこれらの両端にある隅領域とを除く領域
    で積層板の縁に適用され、 ｂ）前記工程Ｄ及びＦが前記１つのヨークまたは脚部の
    両端にある隅領域を撓めることを含む方法。
12. 【請求項１２】請求の範囲第11項に記載した方法に於
    て、前記１つのヨークまたは脚部が前記工程Ｄにより、
    それにつながっている脚部またはヨークと大体整合する
    様に変位させられる方法。
13. 【請求項１３】請求の範囲第11項に記載した方法に於
    て、 ａ）鉄心が環状の型を変形することによって全体的に矩
    形に形成され、 ｂ）前記変形する工程の間、前記窓の中に、前記変形す
    る工程によって、その周りに同形になる積層板の破砕を
    実質的防止するのに十分な半径を持つ丸い隅を持つ様に
    整形される基礎層を設けることにより、前記隅領域の積
    層板の曲げ半径が制御される方法。
14. 【請求項１４】請求の範囲第12項に記載した方法に於
    て、前記継手を開き及び再び閉じることに伴なう前記積
    層板の変位の間、前記１つのヨークまたは脚部及びこれ
    らの両端にある隅領域は拘束されない状態に保ち、こう
    して前記変位の際、前記１つのヨークまたは脚部及びこ
    れらの両端にある隅領域にある積層板の相対的な移動が
    出来る様にした方法。
15. 【請求項１５】無定形金属鉄心およびコイル集成体を有
    する電気変圧器を製造する方法に於いて、 （Ａ）強磁性無定形金属の複数のストリップを重ねて積
    層板を構成し、該積層板が複数個で構成された対向する
    脚部およびヨークを有する閉ループ形で窓のある矩形鉄
    心を形成して、各積層板の両端を互いに重ね合わせて重
    ね継手を形成し、前記重ね継手が互いに角度方向にずら
    されていて、隣接する積層板の互いの端面が突き合せに
    なるように、前記窓側から外側に向けて積層板を配列す
    るとともに、前記ヨークまたは脚部のうちの１つにある
    局部的な継手領域内に前記積層板の重ね継手があるよう
    にし、 （Ｂ）前記鉄心を焼鈍し、 （Ｃ）前記１つのヨークまたは脚部以外の前記鉄心の大
    部分に互って拘束材料の層を付着して前記積層板の縁の
    相対的な移動を拘束しかつ保護し、 （Ｄ）前記１つのヨークまたは脚部内の前記積層板を変
    位させることにより、前記継手を分離して前記鉄心を開
    き、 （Ｅ）前記１つのヨークの変位させた積層板とこれにつ
    ながる脚部の積層板、又は、前記１つの脚部の変位させ
    た積層板とこれにつながるヨークの積層板に、これら積
    層板を整列した状態に保つシュート手段を適用し、 （Ｆ）前記シュート手段、前記変位させた積層板及びこ
    れとつながる脚部又はヨークを一体として、予め形成さ
    れたコイルの中孔の中に挿入し、 （Ｇ）前記シュート手段を取り除き、 （Ｈ）前記変位させた積層板を前記継手が再び閉じる位
    置へ戻し、こうして鉄心を閉じる、工程を含む方法。
16. 【請求項１６】請求の範囲第15項に記載した方法に於
    て、 前記シュート手段が全体的にＣ字形の断面を持つと共に
    その１辺にすき間を持つ細長い中空部材であって、前記
    変位した積層板とこれとつながる脚部またはヨークを該
    シュート手段の内部に入れることが出来る様に、前記シ
    ュート手段の前記すき間が拡がるように変形出来る様に
    する方法。
17. 【請求項１７】請求の範囲第15項に記載した方法に於
    て、 ａ）前記シュート手段が１端に於ける縮小した断面まで
    テーパがつけられており、 ｂ）前記シュート手段は、前記縮小した断面を持つ端が
    前記変位した積層板の自由端に来る様に適用される方
    法。
18. 【請求項１８】請求の範囲第15項に記載した方法におい
    て、工程Ｄが、前記継手領域の積層板を一体として保持
    することができる流体を前記分離した継手に適用する工
    程を含む方法。
19. 【請求項１９】請求の範囲第18項に記載した方法におい
    て、前記流体を適用する工程の際、前記分離した継手を
    前記流体に浸漬する方法。
20. 【請求項２０】請求の範囲第19項に記載した方法におい
    て、前記流体が蒸発した時に残渣を殆ど残さない様な種
    類の軽量油である方法。