JPS6364883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静止電磁装置の鉄心構造に係り、特
に、磁性金属薄帯を巻回して構成するものに最適
な静止電磁装置の鉄心構造に関する。

金属磁性薄帯の１つであるアモルフアス磁性合
金は損失が珪素鋼板1/3以下であることから、変
圧器の低損失化に有望だとして変圧器鉄心に用い
ようとの開発研究が行なわれている。しかるにア
モルフアス磁性合金は製造上の理由から20〜
50μmと珪素鋼板の300〜350μmに比べ極端に薄い
ものとなるため、鉄心構造としては現在第１図、
第２図に示すような鉄心に切断部のない巻鉄心構
造が採用されている。

第１図ａ，ｂの例は鉄心断面構造が矩形の場合
であり、巻線１ａ，１ｂを環状に形成された鉄心
２に巻回するものである。巻回に際しては、鉄心
断面構造が円形で無いためボビンを回すことがで
きない。このために巻線を一々鉄心中にくぐして
１回ごとに巻回していかなければならない。従つ
て手作業による場合は、加工工数が極端に増加す
る。また、機械巻きによる場合は、ボビンが通る
だけのスペースを必要とするため、巻線１ａ，１
ｂ間の距離ｄがかなり必要となり、鉄心寸法を大
きくし重量を増加させる欠点がある。

第２図ａ，ｂの例は鉄心断面構造が円形の場合
であり、ボビンを回すことができるために、巻線
の巻込み作業を機械化できる利点がある。円形断
面を有し、且つ環状に形成された鉄心２の長辺部
に巻線枠（ボビン）３が嵌入され、この巻線枠３
を回しながら巻線作業が行なわれる。このためコ
イル間の距離ｄを短縮できる利点を持つが、円形
断面のため鉄心積段数を非常に多くしないと鉄心
占積率が第１図の鉄心構造のものほどには高くな
らず、且つこのためには鉄心製作の加工工数が増
す欠点がある。

そこでこうした欠点を除去するため、第３図の
ように薄帯で巻鉄心を構成後鉄心２の一部４をテ
ープ、締金具、あるいは樹脂モールドで固定し、
その固定部と相対する部分（固定部から180度異
なつた位置）を切断し、この切断面部５を開放
後、別に製作したコイル１ａ，１ｂを鉄心に装着
し、続いて鉄心をテープなどにより締付け、切断
面部５を突合わす方法が提案されている。

ところで、アモルフアス磁性合金のような磁性
金属薄帯では、薄帯に圧縮力をかけると損失は増
加し、反対に適当な大きさの引張り力をかければ
損失は減少することが明らかになつてきた。アモ
ルフアス磁性合金では特に顕著に表われ、第４図
の如き特性を示す。そこで何らかの方法で鉄心に
張力をかけてやれば、現在より更に低損失値を持
つた鉄心を安価に得ることができることとなる。
しかしながら第１図、第２図に示した構造では巻
鉄心製作時に薄帯に張力をかけて巻くことにより
鉄心に張力をかけることができるが、第３図のよ
うな構造では張力をかけることは、鉄心断面部
（カツト部）があるためほとんど不可能である。

本発明の目的は、磁性金属薄帯を巻回して作る
鉄心に張力を付与し、しかも作業性の向上が図れ
る静止電磁装置の鉄心構造を提供するにある。

本発明は、環状鉄心を切断しＵ字状にすると共
に、巨Ｕ字状鉄心の底部の薄帯間に適当なスペー
サを挿入した鉄心に、巻線を挿入後、巻線上下部
に絶縁物を主体とした平板形状のスペーサを置
き、鉄心カツト部を再び閉じる際にスペーサと巻
線を鉄心の内枠として使用するようにしたもので
ある。

第５図は本発明の実施例を示す側断面図であ
る。

第５図においてアモルフアス磁性合金薄帯より
なる鉄心２は第３図の鉄心２と同じ断面形状、即
ち長方形断面形状を持つている。第５図におい
て、鉄心２は次のような構造を有している。５は
鉄心の切断部、６は切断部の両側にあるモールド
などによる固定箇所、７は切断部と反対側に挿入
されたスペーサである。スペーサ７は例えばプレ
スボード、アスベスト紙等の高温に耐える絶縁材
が用いられる。８は巻線１ａ，１ｂの上下端に設
置された絶縁物を主体とした平板形状のスペーサ
である。この構造は例えば次のような過程で製作
することができる。まずアモルフアス磁性薄帯を
多数回巻回して巻鉄心を作る。この時カツテング
したい鉄心部の両端、図では鉄心の左右脚部の上
部の２箇所の部分に半硬化状の樹脂を塗布し、鉄
心を加熱して硬化接着させる。その後鉄心のカツ
テングを行う。この時鉄心２の固定箇所６を除く
部分では、薄帯相互を固定するための接着は行な
われていない。その後カツト部を点線で示すよう
に左右に開いてＵ字形状にし、別の工程で製作し
た巻線１ａ，１ｂを各々の脚に挿入する。次に切
断部と反対側にある下継鉄の薄帯間に適当な数の
スペーサ７を挿入する。しかる後巻線上下部に絶
縁物を主体とした平板形状のスペーサ８を置き、
鉄心２のカツト部分を第５図のように再び閉じ、
図示しないが絶縁物テープあるいは金属テープな
どの鉄心外周に巻回し、鉄心として機能するよう
にカツテング部５をしばつて密着するようにす
る。この時巻線１ａ，１ｂとスペーサ８とが鉄心
内枠として使用される。巻線１ａ，１ｂの間にス
ペーサを入れると１ａ，１ｂの動きが更に小さく
なり、巻枠は一層強固になる。

第５図において巻線とスペーサ８が鉄心内枠と
なり鉄心が外周に巻回された絶縁物テープなどに
よりしばられると、巻鉄心においてモールドなど
で固定された部分６では、薄帯相互が固定されて
いるため、スペーサ７の挿入によりスペーサより
外側にある薄帯では長さが長くなる必要がおこ
り、張力がかゝることとなる。なおスペーサ７の
挿入は、張力を与える補助手段であるもう１つの
スペーサ８および巻線の強度をあまり大きくさせ
なくてすむ効果があり、スペーサ８の寸法を小さ
くし鉄心脚の高さを増大させないという効果もあ
る。

この時、例えばカツテング部分を固定箇所にす
ると、巻線挿入時、図より推定される如くカツテ
ング部を含む上継鉄と鉄心脚上部付近で鉄心を直
線状にせねばならず、これは鉄心に不要に歪を与
えることとなり、損失を増大させることとなる。
しかるに第５図のように脚上部に固定箇所を選ぶ
と上継鉄部は点線のように簡単に直線状になり、
鉄心にはほとんど歪が与えられないか、もしくは
非常に小さい部分に限定され損失の増加はほとん
ど無視できることとなる。従つて固定される箇所
は両側の脚部の１箇所ずつということになる。脚
上部を固定することのもう１つのメリツトは、脚
下部を固定した場合に比べ張力のかゝる鉄心部が
大きくとれ、それだけよけいに張力のかゝる鉄心
部分が増し低損失化が図れることである。

第６図は本発明の他の実施例の断面図である。
第６図においては第５図に示した部材と同一部材
であるものには同一付号を付している。本実施例
は第５図の実施例に比べ、カツテングの際の薄帯
を数枚から数十枚のブロツク単位として交互にカ
ツテングを行なつているため、鉄心として再び閉
磁気回路を構成した際に、カツテング部のギヤツ
プ部分が見掛け上小さくなり励磁容量を第５図の
実施例より更に小さくできるメリツトがある。ま
た第５図の実施例に比べ切断部がラツプ構造とな
るため、締付けが容易で、且つ振動、騒音も小さ
くできるという利点がある。

第７図は本発明の更に他の実施例を示す断面図
であり、第８図は第７図の実施例のカツテング部
の平面図である。本実施例においても第５図に示
したと同一部材であるものには同一符号を付して
いる。本実施例は第７図においても、鉄心のカツ
テングの際、第７図に示す如く交互に斜めにカツ
テングすることによりカツテング部付近での積層
薄帯間での磁気抵抗が第６図の実施例に比べ更に
小さくなり、励磁容量を更に小さくすることがで
きる。

なお、以上の実施例では鉄心材料としてアモル
フアス磁性合金についてのみ例示したが、このほ
か溶湯急冷法により作られる高珪素鋼板（５〜
6.5％の珪素を含有）なども、ほぼアモルフアス
磁性合金と同一特性を有しているので同様に本発
明の適用が可能である。

また、本発明の実施例においては、変圧器のみ
について説明したが、変圧器と類似した構成を有
するリアクトルの如き静止電磁装置にも適用可能
である。すなわち薄板の磁性体を巻回して鉄心を
作るものの総てに適用可能である。

以上より明らかな如く本発明によれば、鉄心に
張力を与えることができ、しかも作業性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の鉄心切断が矩形を有する鉄心
の横断面図、第１図ｂは第１図ａの鉄心の縦断面
図、第２図ａは従来の鉄心断面が円形を有する鉄
心の横断面図、第２図ｂは第２図ａの鉄心の縦断
面図、第３図ａは更に他の従来の鉄心構造を示す
横断面図、第３図ｂは第３図ａの鉄心縦断面図、
第４図はアモルフアス磁性合金の損失特性図、第
５図は本発明の実施例を示す側断面図、第６図は
本発明の他の実施例の断面図、第７図は本発明の
更に他の実施例を示す断面図、第８図は第７図の
実施例のカツテング部を示す平面図である。 １ａ，１ｂ……巻線、２……鉄心、３……巻線
枠、４，６……固定部、５……切断面部、７，８
……スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性薄帯を環状に巻回した巻鉄心と該巻鉄芯
   の互いに平行な部分を巻回する双方の巻線とから
   なる静止電磁装置の鉄心構造において、前記双方
   の巻線端部付近で前記巻鉄心の磁性薄帯を互いに
   固着し、前記巻鉄芯の固着側と前記双方の巻線を
   介して反対側にある前記鉄芯の磁性薄帯層間にス
   ペーサを挿入したことを特徴とする静止電磁装置
   の鉄心構造。 ２ 前記巻鉄心の内側と前記双方の巻線の両端部
   との間に絶縁性スペーサを挿入した特許請求の範
   囲第１項記載の静止電磁装置の鉄心構造。