JPS6066409A - 静止電気機器用鉄心 - 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 本発明は変圧器、リアクトル等の静止電気機器、特に電
力用変圧器に用いるのｒ好適な鉄心に関するものである
。

従来技術 最近、従来のけい素鋼板に代る磁性材料として、鉄を基
材とし、これにボロン、シリコン、カーボン、燐等の非
金属を添加した非晶質合金板が開発され、この非晶質合
金板を用いた鬼気機器用鉄心が種々提案されている。こ
の非晶質合金板は鉄損が少ないという利点がある反面、
飽和磁束密度が低いという難点があるため、磁束密度を
高めようとすると鉄心が大形化するのを避けられなかっ
た。

また非晶質合金板は基材が硬くて脆いため切断等の加工
性に問題があり、複雑な加工を行なうと製造コストが高
くなって電気機器のコストの上昇を招く欠点があった。

発明の目的 本発明の目的は、小形軽量でしかも磁気特性が優れた、
安価な静止電気機器用鉄心を提供することにある。

発明の構成 本発明は、巻線が巻回される鉄心脚部を閉磁路の一部に
有する静止′亀気慎器用鉄心であって、本発明において
は、前記鉄心脚部がけい素鋼板の積層体からなシ、該鉄
心脚部の長さ、方向の両端に傾斜接合面が形成されてい
る。前記鉄心脚部以外の鉄心部分は非晶質合金板の巻回
体または積層体からなっていて該鉄心部分の両端に傾斜
面が形成され、前記鉄心脚部の傾斜接合面に前記非晶質
合金板からなる鉄心部分の傾斜面が突合されて前記閉磁
路が構成されている。

上記のように巻線が巻回される鉄心脚部を飽和磁束密反
が高いけい素鋼板の積層体によシ形成すると、巻線が巻
回される部分の鉄心断面積金車さくすることができ、巻
線の小形化を図ることができる。

また上記のように鉄心脚部以外の鉄心部分を非晶質合金
板の巻回体またはｆＲ層体により形成すると、鉄心の大
部分が損失の少ない非晶質合金板によシ形成されること
になるので、鉄損全大幅に低減することができる。

更に鉄心脚部と他の鉄心部分との接合部は傾斜面同志の
接合となるので、接合部の面Ｍを鉄心断面積に比べて広
くすることができ、接合部における磁束済度の集中を避
けて良好な磁気特性を得ることができる。

また上記のように非晶質合金板を巻回体または積層体と
して使用すると、加工性を高めて鉄心の組立てを容易に
することができる。

実施例 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図乃至第３図は本発明を単相外鉄形変圧器に適用し
た実施例を示したもので、第１図は巻線を断面して示し
た正面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図の■−■
線断面図及びＩＩ−用＋Ｗ！断面図である。これらの図
において１は鉄心脚部２及び鉄心継鉄部３からなる変圧
器用鉄心、４は鉄心脚部２に巻回された巻線であシ、巻
線４は１次及び２次巻線からなっている。巻線が巻回さ
れている鉄心脚部２は短冊状に切断された長さの異なる
複数のけい素鋼板を所定の積層厚ｄ１が得られるまで台
形状に積層したものからなり、鉄心脚部２の長さ方向の
両端部には、該鉄心脚部のｆｔＷ１方向の一端側から他
端間に向うに従って次第に該鉄心脚部の中央部側に寄っ
ていくよう′に該鉄心脚部の長手方向に対して等角度α
だけ傾斜した傾斜接合面２ａ　＋　２ａが形成されてい
る。鉄心脚部２以外の鉄心部分、即ち鉄心継鉄部３は非
晶質合金板を所定の積層厚ｄ２が得られるまで矩形状に
巻回したものからなっていて、本実施例ではｄｉ−ｄ！
に設定され、鉄心継鉄部３の縦方向（鉄心脚部の長さ方
向）寸法りは鉄心脚部２の長さに等しく設定されている
。また矩形状の鉄心継鉄部３０両積層面は同じ向きに等
角度βたけ傾斜した傾斜面３ａ。

３’　ａとなっており、これらの傾斜面のうち、内側に
位置する傾斜面３ａに前記巻線４が巻装された鉄心脚部
２０両端の傾斜接合面２ａ　ｒ　２ａが突き合されて適
宜の手段によシ鉄心脚部２及び鉄心継鉄部３が相互に固
定されている。本実施例では前ｆｊｄｌｌｌ斜角α、β
が共に４５°に設定され、傾斜接合面２ａ及び傾斜面３
ａが等しい長さｔを有するように形成されている。この
場合第４図に示すように、鉄心脚ｓ２の両端の傾斜接合
向２ａには鋼板ａｌａｌ・・・の板厚によって段部が形
成されているので、鉄心継鉄部３の傾斜面３ａにも、鉄
心脚部の傾斜接合面２ａの段部と相補的な段部を形成し
て鉄心脚部２の傾斜接合面２ａと鉄心継鉄部３の傾斜面
３ａとの突き合せ接合部に生じる空隙を最小にするよう
にしておくことが好ましい。非晶質合金板の厚さはけい
素鋼板の厚さに比べて非常に薄いので、上記のように鉄
心継鉄部３の傾斜面ｌ゛３ａに段部を形成するには、該
継鉄部３を構成する非晶質合金板の位置を所定ターン毎
に巻回軸方向にずらす必要がある。

上記のような傾斜面３ａ、３’ａを備えた鉄心継鉄部３
を製作するには、先ず非晶質合金板を矩形状に若干ゆる
く巻回して少なくとも鉄心脚部２の長さｈの両端が位置
する平行な二辺を有する矩形状の巻回体を形成し、非晶
質合金板の巻始め端部及び巻き終シ端部をそれぞれ隣接
するターンの非晶質合金板に固定する。次いで該巻回体
の積増端面の一１１Ｉｌｌを、先に槓１−シておいた鉄
心脚部２０両端部に形成した傾斜接合向２　ａ　＊　２
　ａに当接して所定の押え板等で押えつけて、巻回体の
積層端面を巻回軸方向の一方の側に僅かずうずらせ、鉄
心脚部２の傾斜接合面２ａ　ｒ　２ａに密接する傾斜面
３ａ＋３’ａを形成する。またこのように、非晶質合金
板を所定ターン数巻回した後にその位置をずらす方法に
代えて、非晶質合金板を巻回する際に所定ターン毎にそ
の位置を巻回軸方向に僅かずつずらず方法により矩形状
に巻回して傾斜面３ａ、゛３／　ａを形成するようにし
てもよい。このようにして傾斜面が形成された巻回体を
形成した後、該巻回体を磁場焼鈍する。

上記のように鉄心脚部２は飽和磁束密度の高いけい素鋼
板によシ形成するため、鉄心Ｗｔ白面積小さくして巻線
の小形化を図ることができる。また鉄心の大部分を占め
る、鉄心脚部以外の鉄心部分は非晶質合金板の巻回体か
らなるため、鉄損を大幅に低減できる。更に、鉄心脚部
とそれ以外の鉄心部分との接合部で傾斜面同志を突き合
せたため、それぞれの鉄心断面積以上の広い面積をもっ
て突合せて接合部の（み気抵抗を小さくすることができ
、接合部での磁束の流れを円滑にすることができる。

したがって励ｃｆｉ屯流を少なくして鉄心の振動を抑制
し、騒音の発生を防止できる。

第５図乃至第７図は単相内鉄型変圧器の鉄心に本発明を
適用した他の実施例を示したもので、本実施例において
は、長さ方向の両端を斜め切シした同じ長さの台形状の
けい素鋼板を所定枚数積層することにより鉄心脚部２が
形成されている。したがってこの実施例では、鉄心脚部
２の両端の傾斜接合面２ａ　＋　２ａがけい素鋼板の幅
方向の一端から他端に向って次第に長手方向の中央側に
片寄るように傾斜している。この実施例においては、鉄
心脚部２０両端の傾斜接合面２ａ　、２ａが段部を有し
ない略平滑な面となる。したがって鉄心継鉄部３の傾斜
面３ａも、できるだけ平滑な面々しておくことが好まし
い。鉄心継鉄部３の傾斜面３ａを平滑な面にするには、
該継鉄部を構成する非晶質合金板の位置を各ターン毎に
巻回軸方向に僅かずつずらせばよい。その他の点は第１
図乃至第５図の実施例と同様である。

第８図及び第９図は本発明の他の実施例を示したもので
、この実施例では長さ方向の両端を７字状とした短冊状
けい素鋼板を多数枚積層することにより鉄心脚部２が構
成され、該鉄心脚部２の長さ方向の各端部に第１及び第
２の傾斜接合面２８及び２ｂが形成されている。そして
この鉄心脚部構成部材３Ａと該第１の鉄心構成部材３Ａ
と対称的な形状を有する第２の鉄心構成部材３Ｂとが配
置され、第１の鉄心構成部材３Ａの傾斜Ｉｊ７Ｊ３ａ及
び第２の鉄心構成部材３Ｂの傾斜面３ｂがそれぞれ鉄心
脚部２０両端の第１及び第２の傾斜接合面２ａ及び２ｂ
に突合せ接合されている。そして、第１及び第２の鉄心
ＪＭ成部材３Ａ及び３Ｂにより継鉄部３が構成されてい
る。

第１０図及び第１１図は単相内鉄型変圧器に本発明を適
用した実施例を示したもので、この実施例では２個の鉄
心脚部２Ａ、２Ｂとこれらの鉄心脚部間に跨って配設さ
れた上下の鉄心継鉄部３゜３′とからなっている。各鉄
心脚部２Ａ、２Ｂは積層方向の中央に最長寸法のけい素
鋼板を位置させてその両側に順次短いけい素鋼板を積層
することによシ形成され、各鉄心脚部の長さ方向の両端
に互いに鏡像の関係を有する傾斜面２ａ　、２ｂが形成
されている。また長さ及び幅が等しい短冊状の非晶質合
金板を多数枚断面が平行四辺形状金量するように積１−
することにより鉄心脚部２Ａ、２Ｂ間に跨る長さを有す
る継鉄構成部、ｔｔ３０，３０’及び３１　、３１’が
構成されている。そして鉄心脚部２Ａ、２Ｂの一端部側
に両鉄心脚部に跨って継鉄構成部＄３０．３１が配置さ
れ、これら継鉄構成部材３０．３１の側面に形成された
傾斜面３ａ＋３ｂがそれぞれ鉄心脚２Ａ、２Ｂの一端側
の傾斜接合面２ａ　、２ｂに突合せ接合されている。同
様に鉄心脚部２Ａ、２Ｂの他端部間に跨って継鉄構成部
材３０’　、　３１’が配設され、これら継鉄構成部材
の傾斜面３　ａ　＋　Ｊ　ｂがそれぞれ鉄心脚部２Ａ。

２Ｂの傾斜接合面２　ａ　＊　２　ｂに欠き合されてい
る。

鉄心脚部２Ａ、２Ｂと継鉄構成部、Ｕ３０．３１及び３
０’　、　３１’は適宜の手段により相互に固定され、
継鉄構成部材３０．３１によシ上部鉄心継鉄部３が、ま
た継鉄構成部材３０’　、　３１’によシ下部鉄心継鉄
部３′がそれぞれ構成されている。鉄心脚部２Ａ及び２
Ｂにはそれぞれ巻線４Ａ及び４Ｂが巻装されている。

第１２図及び第１３図は、単相内鉄形質圧器に本発明を
適用した他の実施例を示したもので、この実施例では鉄
心脚部２Ａ、２Ｂが台形状の積層面を有するように形成
され、鉄心継鉄部３Ａ。

３Ｂは長さ及び幅が等しい短冊状非晶質合金板を、断面
が平行四辺形を呈するように積層したものからなってい
る。その他の点は第１０図及び第１１図の実施例と同様
である。

第１４図及び第１５図は三相変圧器に本発明を適用した
実施例を示したもので、この実施例では６つの鉄心脚部
２ｕ〜２Ｗとこれらの鉄心脚部の一端部及び袖端部にそ
れぞれ突き合せ接合された鉄心継鉄部３Ａ、３Ａとによ
り鉄心１が構成され、鉄心脚部２ｕ〜２Ｗにそれぞれ、
Ｕ　＋　Ｖ　ｒ　Ｗ　’相の変圧器巻線４ｕ〜４Ｗが巻
装されている。鉄心脚部２ｕ〜２ｗは、第１０図及び第
１１図の実施例と同様に構成され、各鉄心脚部の一端及
び他端の両側にそれぞれ傾斜接合向２ａ、２’ａ及び２
ｂ。

２’　ｂが形成されている。鉄心継鉄部３Ａは、長さ及
び幅が等しい短冊状非晶質合金板を断面が平行四辺形を
呈するように積層することによシ形成されて、断面形状
が鏡像の関係を有するように配置された第１及び第２の
継鉄構成部３０．３１と、これらの継鉄構成部の外側に
、両継鉄構成部に跨って配設された第３の継鉄構成部３
２とからなっている。第６の継鉄構成部３２は長さが等
しく幅が異なる短冊状非晶質合金板をＶ［面が台形を呈
するように積層し是ものからなり、鉄心継鉄部３Ａ全体
の断面が７字形を呈するように形成されている。そして
この鉄心継鉄部３Ａの内側に形成された傾斜面３ａ及び
３ｂがそれぞれ鉄心脚部２ｕ〜２ｗの一端側の傾斜接合
向２ａ　＋　２ｂに突き合せ接合されている。他方の鉄
心継鉄部３Ｂも同様に構成され、該鉄心継鉄部３Ｂの内
側の傾斜面３ａ。

３ｂがそれぞれ鉄心脚部２ｕ〜２Ｗの他端側の傾斜接合
面２　ａ　＋　２　ｂに突き合せ接合されている。

なお、前記第３の継鉄構成部３２は、継鉄部の必要な鉄
心断面積が第１：第２の継鉄構成部３０゜３１で得られ
る場合には不要となる。

次に第１６図及び第１７図は６第５脚鉄心変圧器に本発
明を適用した他の実施例を示したもので、本実施例にお
いて鉄心脚部２ｕ〜２Ｗは第１４図及び第１５図の実施
例と同様であり、これらの鉄心脚部にはそれぞれ巻線４
ｕ〜４Ｗが巻装されている。鉄心継鉄部３は、非晶質合
金板の壱同体力島らなる矩形状の第１及び第２の鉄心構
成部材３Ａ。

３Ｂと、これらの構成部材の長辺部の外ＩＩＩＩＩＶｒ
−両構成部材に跨って配設された鉄心補助継鉄部３３゜
３３とからなシ、第１及び第２の鉄心構成部材３Ａ、３
Ｂの短辺部により左右両側脚部３４゜３５が構成されて
いる。第１及び第２の鉄心構成部材３Ａ、３Ｂは、第８
図及び第９図の実施例と同様に構成されで、互いに鏡像
の関係を有するように対向配置され、両鉄心碑成部材３
八及び３Ｂの内側の傾斜面３８及び３ｂがそれぞれ鉄心
ｒ！４１部２ｕ〜２Ｗの両端の傾斜接合面２ａ及び２ｂ
に突き合されている。鉄心補助継鉄部３３は、第１及び
第２の鉄心構成部材３Ａ及び３Ｂをそれぞれ構成する非
晶質合金板の幅の２倍の幅を有する短冊状非晶質合金板
を多数枚積層したものからなシ、３つの鉄心脚部２ｕ〜
２Ｗに跨る位置に配置されている。第１及び第２の鉄心
構成部材３Ａ及び３Ｂと鉄心補助継鉄部３３とは、締付
バンド等の適宜の手段によシ鉄心脚部２ｕ〜２Ｗに対し
て固定されて一体化されている。

尚第１６図及び第１７図の実施例において、鉄心補助継
鉄部３３の積７ｍ厚さを増加させた場合には、第１及び
第２の鉄心構成部材３Ａ、３Ｂの積層厚を減少させるこ
とができ、５脚鉄心の左右の側脚部３４．３５の鉄心断
面積を減少させることができる。また、鉄心補助継鉄部
３３を除去する場合には、第１及び第２の鉄心構成部材
３Ａ。

３Ｂの幅寸法を増加させればよく、鉄心補助継鉄部３３
の使用は、機器本体の高さ寸法及び幅寸法を考慮して適
宜選択されるものである。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、巻線が巻装される鉄心
脚部全飽和磁束密度が高いけい素鋼板によシ形成するの
で巻線が巻装される部分の鉄心断面積を小さくして巻線
の小形化を図ることができる。また鉄心脚部以外の大半
の鉄心部分は非晶質合金板の巻回体または積層体によシ
形成するので、鉄損を大幅に少なくすることができる。

更に鉄心脚部と該鉄心脚部以外の鉄心部分とは、それら
の脚部の鉄心断面積より大きい傾斜面同志の突き合せ接
合部により接合したので、接合部における磁束密度の集
中ｆｅ避けて良好な磁気特性を得ることができる。また
非晶質合金板は巻回体または単なる積層体として使用す
るので、鉄心にするための加工は容易であり、鉄心の組
立も容易に行なうことができる。したがって非晶質合金
板の磁気特性を十分に活かし得て低損失で磁気特性の優
れた静止電気機器用鉄心を容易に大社生産できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の巻線を断面して示した
正面図、第２図及び第６図はそれぞれ第１図の■−■線
及びｌ１ｌ−ＩＩＩ線断面図、第４図は同実施例の鉄心
脚部と鉄心継鉄部との接合部を示す拡大断面図、第５図
は本発明の第２の実施例の巻線を断面して示した正面図
、第６図及び第７図はそれぞれ第５図の■−■線及び■
−■線断面図、第８図は本発明の第５の実施例を示すＩ
ｒ面図、第９図は第８図のＩＸ−ＤＣ線断面図、第１０
図は本発明の第４の実施例の巻線を断面して示した正面
図、第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線断面、第１２図
は、本発明の第５の実施例の巻線ヶ断面して示した正面
図、第１５図は第１２図の■−知細線断面図第１４図は
本発明の第６の実施例の巻線を断面して示した正面図、
第１５図は第１４図のｘｖ　−ｘｖ線断面図、第１６図
は本発明の第７の実施例の巻線を断面して示した正面図
、第１７図は第１６図のＸ■一層線断面図である。 １・・・鉄心、２　＋　２Ａ　ｒ　２Ｂ　＋　２ｕ〜２
ｗ”・鉄心脚部、２ａ、２ｂ・・・傾斜接合面、３　、
３’・・・鉄心継、ｉＳＩ　Ｉ’？４１ 第５１７１　萌６１〕 手続ネ用ＩＥ毒（自￥ｔ） １．事件の表示 １で？　＠ｔ　ｌｌｉイ５８−１７４３１７　号２、発
明の名称 静止電気機器用鉄心 ３、補正をする菖 事例との関係　Ｔｉ　Ａ＋Ｔ出願人 ＜０２６１大阪変圧器株式会社 ４、代理人 東京都港区♀Ｉｉｌ罷／ｌ　ｌ’　ｌＴ１３１番６８明
細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及
び図面第１１図、第１４図、第１６図。 ６、？ｌｉ正の内容 ■　明細書を下記の通り訂正づる。 （１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）第９頁第５行の「第５図乃〒第６図」を「第５図
乃至第７図」に訂正する。 ■　図面を下記の通り訂正づる。 （１）別紙朱四の通り第１１図の行号「２′ａ−□を１
２ｂ」にｉＪ正づる。 （２）別紙朱書の通り第１４図に同号１１コを記入する
。 （３）別紙朱書の通り第１６図の’＋３　”３　’　３
４３を「３５Ｊに３１１覆る。 以　上 ２、特許請求の範囲 巻線か巻回される鉄心脚部を閉磁路の一部にイ４する静
止電気機器用鉄心において、前記鉄心脚部はけい素鋼板
の積層体からなっていて該鉄心脚部の長さ方向の両端に
Ｍ斜接合面が形成され、前記鉄心脚部以外の鉄心部分は
非晶質合金板の巻回体または積層体からなっＣいて該鉄
心部分の両端に傾斜面が形成され、前記鉄心脚部の傾斜
接合面に前記非晶貿合金根からなるｉス心部分の仰斜面
が容ξ合されていることを特徴どする静止電気機器用鉄
心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻線が巻回される鉄心脚部を閉磁路の一部に有する静止
   電気機器用鉄心において、前記鉄心脚部はけい素鋼板の
   積層体からなっていて該鉄心内部の長さ方向の両端に傾
   斜接合面が形成され、前記鉄心脚部以外の鉄心部分は非
   晶質合金板の巻回体または積層体からなっていて該鉄心
   部分の両端に傾斜面が形成され、前記鉄心脚部の傾斜接
   合面に前記非晶質合金板からなる鉄心部分の傾斜面が衝
   合されていることを特徴とする静止電気機器用鉄心。