TWI529757B - Fabrication method of amorphous core transformer and amorphous core transformer - Google Patents

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Kazuyuki Fukui
Hidemasa Yamaguchi
Kouhei Satou
Tatsuhito Azegami
Makoto Shinohara
Toshiaki Takahashi
Tooru Honma
Masanao Kuwabara
Toshiki Shirahata
Yuuji Satou
Manabu Dohi
Ryosuke Mikoshiba
Hiroyuki Endou
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Description

非晶質鐵心變壓器及非晶質鐵心變壓器的製造方法
本發明是有關(1)變壓器及反應器(reactor)等的靜止機器的構成，特別是有關鐵心的構造，且有關(2)積層非晶質材的薄板的鐵心、(3)變壓器鐵心及(4)具備鐵心保護材的非晶質鐵心變壓器。
更有關(5)被卷繞線圈的變壓器用的線圈卷框、及(6)外鐵式非晶質變壓器。
有關本發明的(1)靜止機器的以往技術，例如在專利文獻1(特開平10-270263號公報)是揭示：將具有相異的磁氣特性之非晶質薄板予以重疊形成的內容。亦即，在文獻1中是混合使用具有相異的磁氣特性之非晶質金屬的內容，但在此的磁氣特性的改善終究是為了抑制製造時的不均，進行材料的素材批次相異的材料的組合而來抑制不均的內容，往卷鐵心內周之磁束的集中並未觸及，在改善此狀態的點方面可判斷完全未具效果。
並且，在專利文獻2(特開2007-180135號公報)是揭示：配置於內側的非晶質金屬箔帶的透磁率要比配置於 外側的非晶質金屬箔帶的透磁率更低的內容。
在專利文獻2中是刻意附上非晶質金屬薄帶的特徴，即退火温度所造成磁氣特性的變化，藉此降低卷鐵心內側的透磁率，使磁束容易往外側流動。此效果的由來是非晶質金屬藉由退火來加熱下在內部引起微細的結晶化，而使得磁氣特性變化。因此，在使用結晶質的電磁鋼板的卷鐵心是即使進行退火也不能取得本效果。
專利文獻3是以和專利文獻2同樣的視點從內周到外周提高透磁率，藉此謀求磁束密度分布的均一化。該等是適用於使電磁鋼板積層來構成的卷鐵心。
在專利文獻4是揭示混合電磁鋼板與非晶質金屬薄帶的卷鐵心。但，在比較材料的透磁率時，電磁鋼板是0.1H/m程度，非晶質金屬薄帶是0.6H/m程度。因此，只要有透磁率的差，在電磁鋼板與非晶質金屬薄帶是同樣的磁束不會流動，在電磁鋼板所使用的磁束密度的範圍(約1.5~1.7T程度)是磁束會集中於非晶質金屬薄帶，形成材料的飽和磁束密度領域，導致組合以上的惡化。相反的在非晶質金屬薄帶的領域(1.2~1.3T程度)也會在非晶質金屬薄帶集中磁束，因此導致組合以上的惡化。所以，專利文獻4的方法是完全未改善磁氣特性。
又，有關(2)本發明的非晶質鐵心的以往技術記載於專利文獻者，例如有記載於專利文獻5(特開2000-124044號公報)的技術。在專利文獻5是記載有作為降低噪音的變壓器，鎖交於環狀的鐵心1且在該鐵心的周圍 設置吸音材3即防震材4的構成。
又，有關(3)本發明的變壓器鐵心相關的以往技術，例如有記載於專利文獻6(特開平06-176933號公報)或專利文獻7(特開2006-173449號公報)或專利文獻8(特開昭61-180408號公報)者。在專利文獻6是記載以堆疊複數層由積層複數片的非晶質磁性材薄帶所構成的磁性材層者作為磁性材單元，將該磁性材單元更堆疊複數層而成的構成的非晶質卷鐵心中，各磁性材層的兩端部的對頂部的位置之鄰接的磁性材層間的偏差，是該非晶質卷鐵心的內周側的磁性材單元要比外周側的磁性材單元更大，在該構成中，該兩端部的對頂部(連接部)是設於長方形狀卷鐵心的短邊部。並且，在專利文獻7是記載在積層複數板狀磁性材且形成環狀的變壓器用的卷鐵心中，將該板狀磁性材的兩端部的疊合部設於長方形狀卷鐵心的長邊部之構成，專利文獻8是記載作為由非晶質合金薄帶(非晶質薄帶)所構成的靜止感應電器用的卷鐵心，是將積層複數片該非晶質合金薄帶的積層區塊的兩端部的連接部(對頂部)設於長方形狀卷鐵心的長邊部之構成。
又，本發明相關的以往技術，例如有記載於專利文獻9(特開平10-27716號公報)者。在專利文獻9是記載為了在非晶質卷鐵心變壓器中防止鐵心破片的漏出，而藉由U字形罩來被覆卷鐵心的第1磁軛部及其兩側的第1及第2腳部所構成的U字形鐵心部分的積層面，更以能夠覆蓋磁軛部的積層面的全體之方式形成樹脂被覆層，藉由形成 該樹脂被覆層的樹脂來將磁軛罩貼附於磁軛部的積層面之構成。
又，本發明相關的以往技術，例如有記載於專利文獻10(特開平10-340815號公報)者。在專利文獻10是記載在非晶質卷鐵心變壓器中，線圈卷框使用方形筒狀者之構成。
又，有關(4)非晶質鐵心變壓器的鐵心保護，非晶質鐵心變壓器是將以絕緣材所覆蓋的非晶質鐵心卷繞於線圈，使該線圈的兩端纏繞而製造。圖30是表示以往包裝非晶質鐵心時的狀態立體圖。以往的鐵心包裝方法是在非晶質鐵心82a之下配置用以確保作業(將絕緣材卷繞於鐵心的作業)空間的治具85，一邊挪開治具85一邊進行以絕緣材84a，84b來包裝非晶質鐵心82a的包裝作業。然後，將以絕緣材84a，84b所包裝的非晶質鐵心82a從作業台移動而往線圈挿入，且在反轉機上接合非晶質鐵心82a的兩端。
圖31是在非晶質鐵心82a插入線圈83a，接合非晶質鐵心82a，且對該接合部實施包裝後的以往構造立體圖。為了確保非晶質鐵心82a與線圈83a間的絕緣距離，而需要絕緣材86a，86b。絕緣材86a，86b是在非晶質鐵心82a的表面中，至少覆蓋被插入於線圈83a的部分。
然而，此方法因為包裝作業是一邊移動治具85一邊進行，所以變壓器的容量會隨著形成大容量器而非晶質鐵心的尺寸增大，因此治具85的個數會增加，如使治具85 移動的時間那樣，對有關治具85的作業時間影響大。並且，需要使非晶質鐵心從包裝作業台往反轉機移動的作業，作業工程會增加，且絕緣材的數量也多，導致非晶質鐵心變壓器本身的成本提高。
並且，在專利文獻11是揭示：在非晶質鐵心插入線圈而組裝變壓器時之可防止非晶質破片飛散至線圈內部、及防止非晶質破片分散於絕緣油中之非晶質變壓器及其製造方法。而且，在專利文獻12是揭示：對非晶質卷鐵心的軛部設置補強構件，抑制鐵心的變形之構成。
又，有關(5)變壓器的線圈卷框，以往是具備將矩形的線圈卷框配置1個或在卷鐵心材料寬度方向配置複數個的構造。
本發明相關的以往技術記載於文獻的技術，例如有記載於專利文獻13(特開平10-340815號公報)者。在專利文獻13是揭示：將由卷框構件所構成的線圈卷框設於線圈的最內周之非晶質卷鐵心變壓器。並且記載最外卷鐵心是包圍卷鐵心，且具有推擠被插入卷鐵心的線圈的外側的補強框之構成。
將如此的變壓器適用於大容量變壓器時，鐵心是以其剖面積變大的方式構成，但在鐵心寬度方向配置複數個線圈卷框的構造中也會有因為在短路時所發生之作用於內側的電磁機械力造成挫曲，使得內側卷線會往內側凹陷變形(參照圖40)，壓迫鐵心，使鐵損或激磁電流惡化等的問題。
並且，提案一種使用於放電安定器等的筒管形狀，亦即在四角筒狀的線圈卷繞部的各面形成中央部的肉度較厚之大致山形的肉厚部，提高中央部分的強度，增大對卷繞時的變形之耐力(參照專利文獻14(實全昭58-32609號公報))。由於此提案是只將各邊的中央部形成肉厚，所以如此的線圈卷繞部的製造費工夫，材料量的點也使用多量的材料，成本的降低難。
在卷上附凸緣筒管的線圈之中間筒部的周面，將中央部形成肉厚，使各周面形成突出至外方的圓弧狀，且將最下層的線圈卷成均一地接觸於中間筒部的各周面的狀態，謀求防止線圈的浮起之電磁線圈被提案(參照專利文獻15(實全昭55-88210號公報))。由於只將各邊的中央部形成肉厚，因此有與專利文獻14同樣的問題‧狀態不佳。
使線圈卷框部的中空孔的內面往外方膨脹成拱(arch)狀，藉此使在膨脹的部分產生拱效應，即使施加卷繞電壓卷線時的卷繞緊固力還是可減少線圈卷框部往內側變形的電力量計的電壓電磁石裝置被提案(參照專利文獻16(特開平10-116719號公報)。膨脹成拱狀的線圈卷框部是形成於全周，形狀有約制。
又，(6)高壓受配電用的變壓器，以往為使用具有三相5腳卷鐵心構造的外鐵式非晶質模具變壓器。具有該三相5腳卷鐵心構造的非晶質變壓器是具備線圈及在該線圈之中被插入腳部的非晶質鐵心，且非晶質鐵心的5個腳 部之中在側面位於最外側的2個腳部會比線圈更出至外側之變壓器。
在外鐵式非晶質變壓器中，確保外側卷線的短路強度，從被插入於鐵心的線圈的變形來保護鐵心的非晶質變壓器被提案。在該非晶質變壓器中是藉由在具有剛性的鐵製的鐵心罩容納鐵心的腳部，謀求防止因變形的線圈接近.接觸等所引起的非晶質鐵心的變形或損傷(參照專利文獻17(特開2001-244121號公報))。
圖45是說明該外鐵式非晶質變壓器的一例圖，圖45A是表示三相5腳非晶質卷鐵心110，111，圖45B是表示該非晶質卷鐵心用的鐵心罩110a，111a，圖45C是表示具備圖45A所示的鐵心罩的三相5腳非晶質卷鐵心。53是表示鐵心的積厚，111c是表示外鐵心的腳部。然而，因配置鐵心罩110a、111a，導致二次線圈、一次線圈、及鐵心110，111的尺寸增大、以及因此造成變壓器本體的尺寸‧重量增加，隨著鐵心罩110a，111a的材料費或組裝工數的增加，變壓器的成本會增加，經濟面有改善的餘地。
並且，在具有剛性極低的非晶質製的鐵心之非晶質變壓器中，用以保護鐵心的鐵心保護箱被提案。鐵心保護箱本身是形成包圍最外側的鐵心的腳部之框體，以不會形成1迴轉的方式，例如在與線圈側面平行的面形成狹縫狀開口部。然而，在變壓器運轉時起因於與主磁束φ鎖交而難以迴避通過鐵心保護箱的複數個電流迴路發生，此電流迴 路因途中流至非晶質薄帶的積層方向所以成為高電阻，雖因電流值小所以不會有使金屬零件類焼損的情形，但無負荷損會增大。於是，在鐵心或使用於變壓器的金屬零件與鐵心保護箱的導電性材料構件之間以塗裝的形態等來具有絕緣材，藉此遮斷在鐵心保護箱發生的迴路電流，防止無負荷損的增大之非晶質變壓器為習知(參照專利文獻18(特開2003-77735號公報))。
〔先行技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕特開平10-270263號公報
〔專利文獻2〕特開2007-180135號公報
〔專利文獻3〕特開平6-120044號公報
〔專利文獻4〕特開昭57-143808號公報
〔專利文獻5〕特開2000-124044號公報
〔專利文獻6〕特開平06-176933號公報
〔專利文獻7〕特開2006-173449號公報
〔專利文獻8〕特開昭61-180408號公報
〔專利文獻9〕特開平10-27716號公報
〔專利文獻10〕特開平10-340815號公報
〔專利文獻11〕特開2005-159380號公報
〔專利文獻12〕特開2003-303718號公報
〔專利文獻13〕特開平10-340815號公報
〔專利文獻14〕實全昭58-32609號公報
〔專利文獻15〕實全昭55-88210號公報
〔專利文獻16〕特開平10-116719號公報
〔專利文獻17〕特開2001-244121號公報
〔專利文獻18〕特開2003-77735號公報
(1)圖2是顯示作為靜止機器的代表之柱上變壓器的外觀圖，以能夠得知內部的方式顯示部分剖面圖。1是柱上變壓器的全體，2是卷線，3是卷鐵心，4是變壓器的本體容器，5是本體容器的蓋，6是內容固定金屬零件，7是固定卷鐵心的鐵心固定金屬零件，8是一次襯套。一般此柱上變壓器的本體容器及蓋是鐵製且表面塗漆製造。並且，在柱上變壓器1中使用的卷鐵心3是圖3所示的構造。
圖4是卷鐵心3的1/4圖，與卷線鎖交的部分(以後稱為腳部)的磁束密度分布。
一般通過卷鐵心內部的磁束是有集中於磁路短的內周側之傾向，在鐵心剖面中磁束是不均一。
一旦如此磁束集中於卷鐵心的內周側，則損失會變大。
本發明的目的是在於提供一種以磁束分布不會集中於卷鐵心的內側之方式，幾乎形成均一之方式構成的鐵心。
又，有關(2)非晶質鐵心，上述以往技術終究是用以減少變壓器的噪音之技術，有關鐵心中的鐵損的低減 化、或鐵心為非晶質鐵心時之退火時的磁氣特性的劣化防止等方面未被記載。亦即，鐵心在被激磁時磁束容易集中於該鐵心的內周側，當磁束集中於該內周側時，在該內周側發生磁氣飽和或磁氣阻抗的增大，其結果，磁氣電路特性會惡化，磁滯損會增大，且發生1次線圈電流或2次線圈電流的波形變形。更在鐵心中，渦電流損也容易增大。並且，當鐵心為非晶質鐵心時，退火時因熱而結晶化進展脆性變高的結果，在鐵心內部發生微小的破損，而使得磁氣特性劣化，且退火時因與固定鐵心的外周部或內周部的變形防止用治具之間的熱膨脹係數差產生應力的結果，也會使鐵心的磁氣特性劣化。
本發明的課題是有鑑於上述以往技術的狀況，在非晶質鐵心變壓器中，可抑制磁束往磁氣電路剖面的一部分集中，或渦電流損的增大、或退火時因與變形防止用治具之間的熱膨脹係數差所引發的應力等。
又，有關(3)變壓器鐵心，在上述特開平06-176933號公報記載的非晶質卷鐵心中，是磁性材層的兩端部的對頂部(連接部)會被設於長方形狀卷鐵心的短邊部，因此在各磁性材單元內，無法擴大鄰接的磁性材層間的上述對頂部的磁氣電路方向的偏離量，且為了確保所定的鐵心剖面積，而必須堆起更多數磁性材單元。因此，在該非晶質卷鐵心中，形成對頂部(接合部)時的作業性變差，且短邊部的鐵心佔有率變低，使磁氣電路的磁氣阻抗增大。並且，在上述短邊部，磁束會在鄰接的磁性材層側以短間距 移行流動，因此該磁束的流動不會形成流暢的流動。由此點也會造成磁氣電路的磁氣阻抗增大。而且，在特開2006-173449號公報或特開昭61-180408號公報所記載的卷鐵心中，板狀磁性材的兩端部的疊合部、或積層區塊的兩端部的連接部(對頂部)雖是被設於長方形狀卷鐵心的長邊部，但因為設於比該長方形狀卷鐵心的短邊部的長度更短的範圍內，所以與上述特開平06-176933號公報記載的非晶質卷鐵心時同樣使該長邊部的磁氣電路的磁氣阻抗增大。並且，上述長邊部的磁束的流動不會流暢，由此點也會造成磁氣電路的磁氣阻抗增大。形成對頂部(連接部)時的作業也會變差。
記載於特開平10-27716號公報的技術，因為是以U字形罩或樹脂被覆層來覆蓋鐵心的構成，所以可預料鐵心製造時的作業性低。
記載於特開平10-340815號公報的技術，可想像卷框構件本身需要高的補強強度。
本發明的課題點是有鑑於上述以往技術，在積層磁性材的薄板後的變壓器用鐵心，製造時，可改善連接積層複數片該磁性材的薄板而成的區塊的長度方向的前端部與終端部時的作業性，且可抑制磁氣電路的磁氣阻抗的增大。
本發明的課題點是有鑑於上述以往技術，在被積層非晶質材的薄板而成的變壓器用的鐵心，可藉由簡易的構成來防止該鐵心的破片飛散。
本發明的課題點是有鑑於上述以往技術，在以線圈來 使被積層磁性材的薄板而成的鐵心激磁之構成的變壓器，可藉由簡易的構成來達成該線圈的補強。
本發明的目的是在於提供一種可解決上述課題點，製作容易且可確保性能及可靠度的變壓器。
又，有關(4)在非晶質鐵心變壓器保護鐵心方面，在非晶質鐵心變壓器中，不使用治具來使以保護材包裝非晶質鐵心的包裝作業形成簡單，且不使用絕緣材來確保非晶質鐵心與線圈間的絕緣距離的點有應解決的課題。
本發明的目的是所欲解決上述課題者，提供一種可使作業時間與絕緣構件減少，可不使用治具來進行以保護材包裝非晶質鐵心的包裝作業，不使用絕緣材來確保非晶質鐵心與線圈間的絕緣距離，可降低製造成本來製造的非晶質鐵心變壓器。
又，有關(5)變壓器的線圈卷框，在內側卷線的最內周所被配置的變壓器用的線圈卷框、及使用該線圈卷框的變壓器中，藉由強度改善來迴避壓迫等對鐵心有影響之虞的挫曲的點有應解決的課題。
本發明的目的是在於提供一種在變壓器中確保內側卷線的挫曲強度，防止壓迫鐵心，不使鐵損或激磁電流惡化的變壓器用的線圈卷框、及使用該線圈卷框的變壓器。
又，有關(6)外鐵側非晶質變壓器，如上述般，因輸送時的振動等，非晶質鐵心之中，外鐵心腳部的外側有可能接近或接觸於高壓線圈，在產生如此的接近或接觸時，恐有在變壓器的使用時引起絕緣不良之虞。於是，在 外鐵式非晶質變壓器中，為了謀求變壓器的小型化及材料費低減、製作工數低減，而廢止鐵心罩時，需要防止外鐵心腳部接觸或接近於高壓線圈的構造。
本發明的目的是利用既存的荷重支撐用構件的側部金屬零件來確保一次線圈-外鐵心腳部間距離，解決上述外鐵心腳部接觸或接近於高壓線圈的問題，藉此提供一種經濟的非晶質變壓器。
本發明是有關(1)靜止機器鐵心、為了達成上述目的，係使用透磁率相異的2種類以上的磁性材料，將該等予以單板或複數片重疊來構成積層區塊，從內周交替配置前述透磁率相異的積層區塊，而構成鐵心。
若如此使用透磁率相異的磁性材料，則透磁率高的材料是良好地流動磁束，透磁率低的材料相較於高的材料，具有磁束難流動的性質。
因此，規則性地配置排列透磁率高的材料與低的材料時，磁束難不易集中於磁路短的內周側，會被均一化。
又，卷鐵心為了去除磁性材料的成形時所產生的應力而進行退火。
又，有關(2)非晶質鐵心，為了解決上述課題點，本發明是非晶質鐵心變壓器為使環狀的鐵心構成：積層複數片長方形狀的非晶質材的薄板而成的區塊狀積層體會被積層複數層，在從成環狀的複數的區塊狀積層體之最內周 側起n(n為2以上的整數)層的區塊狀積層體與n+1層的區塊狀積層體之間配置有薄板狀的非磁性絕緣材。
又，有關(3)變壓器鐵心，為了解決上述課題點，本發明是：
(1)使變壓器具備：環狀的長方形狀的鐵心，其係積層複數片長方形狀的磁性材的薄板而成的區塊會被堆疊複數個，且該複數個區塊的各個長度方向的前端部與終端部會被連接；及線圈，其係被卷繞於該長方形狀的鐵心的2個長邊部分的其中一方，上述鐵心為：在上述2個長邊部分的其中他方設有依上述複數個區塊的各個上述前端部與終端部所形成的複數的連接部，在鄰接區塊間該連接部會被配置於該他方的長邊部分的長度方向彼此錯開的位置，且上述複數個全區塊的複數的連接部會在該他方的長邊部分分散於比該鐵心的短邊部分的直線狀部分的長度更長的範圍而配置之構成。
(2)在上述(1)中，上述鐵心為：上述複數的連接部會在上述他方的長邊部分分散於該鐵心的短邊部分的直線狀部分的1.3倍以上的長度範圍而配置之構成。
(3)在上述(1)中，上述鐵心為：上述複數的連接部會在上述他方的長邊部分分散於直線狀部分的50%以上的長度範圍而配置之構成。
(4)在上述(1)~(3)的其中任一，上述鐵心為：每1區塊的磁性材的薄板的積層片數係形成鐵心的內周側 部分的區塊要比形成鐵心的外周側部分的區塊更多之構成。
(5)具備：長方形狀的鐵心，其係積層複數片長方形狀的磁性材的薄板而成的區塊會被堆疊複數個而成1個的單元，且該單元會被堆疊複數個，在該複數個單元的各個之中該複數個區塊的各個長度方向的前端部與終端部會被連接而成環狀；及線圈，其係被卷繞於上述長方形狀的鐵心的2個長邊部分的其中一方，上述鐵心為：在上述2個長邊部分的其中他方設有依上述複數個單元的各個的上述複數個區塊的上述前端部與終端部所形成的複數的連接部，在鄰接區塊間該連接部會被配置於該他方的長邊部分的長度方向彼此錯開的位置，且上述複數個單元的各個的複數個區塊之複數的連接部會在該他方的長邊部分分散於比該鐵心的短邊部分的直線狀部分的長度更長的範圍而配置之構成。
(6)在上述(5)中，上述鐵心為：每1單元的上述區塊數係形成該鐵心的內周側部分的單元要比形成該鐵心的外周側部分的單元更少。
(7)在上述(5)中，上述鐵心為：每1區塊的上述磁性材的薄板的積層片數係形成鐵心的內周側部分的區塊要比形成鐵心的外周側部分的區塊更多之構成。
(8)具有積層非晶質材的薄板而成的環狀鐵心之變 壓器為：在該鐵心的積層端面被塗佈熱硬化性或光硬化性的塗佈材之構成。
(9)具有積層非晶質材的薄板而成的環狀鐵心之變壓器為構成具備：鐵心，其係外面會以薄板狀的熱硬化性樹脂或袋狀的絕緣材所覆蓋；及線圈，其係對該鐵心卷繞於上述薄板狀的熱硬化性樹脂或袋狀的絕緣材的外側，使該鐵心激磁的同時產生感應電壓。
(10)在被積層非晶質材的薄板且成環狀的鐵心的上部邊的內周面上或下部邊的外周面上配置有保持該鐵心的保持構件。
(11)具備：環狀的鐵心，其係積層板狀的磁性材，形成變壓器的磁氣電路；圓筒狀的卷框，其係以非磁性材所構成；及線圈，其係被卷於上述卷框，貫通該卷框內而裝入，又，使上述鐵心構成為：至少在貫通上述卷框的部分，對應於上述卷框的內徑，在該鐵心的內周側及外周側所被積層的磁性材係其板寬會比在中央部側所被積層的磁性材更窄。
(12)具有積層磁性材的薄板而成的環狀鐵心之變壓器為構成具備：筒狀的卷框，其係以非磁性材所構成； 筒狀的線圈，其係被卷於該卷框；鐵心，其係貫通上述卷框，藉由上述線圈來激磁的鐵心，在磁氣電路方向直角的剖面內，於上述磁性材的寬度方向及積層方向的兩方向分割成複數，該被分割複數個的鐵心會形成獨立的複數個的磁氣電路；及板狀的補強構件，其係配於上述所被分割的鐵心的彼此間，且在上述卷框內將兩端面抵接於該卷框的內周面，補強上述線圈。
又，有關(4)非晶質鐵心的鐵心保護，為了達成上述目的，本發明的非晶質鐵心變壓器，係藉由非晶質材所形成，具有裝上箱形的鐵心保護材的鐵心及被插入於該鐵心的線圈，前述箱形的鐵心保護材係由絕緣構件所構成，且為了防止前述非晶質材的破片飛散，而覆蓋前述鐵心全體。
若根據此非晶質鐵心變壓器，則雖非晶質鐵心是使用箱形的鐵心保護材來包裝，但該鐵心保護材是由絕緣構件所構成且無間隙覆蓋鐵心全體，因此可發揮防止構成鐵心的非晶質材的破片飛散至變壓器內部之作用。
在此非晶質鐵心變壓器中，是形成可藉由鐵心保護材的板厚來將非晶質鐵心與線圈之間的絕緣距離確保於一定之構造。並且，在鐵心包裝作業時，鐵心保護材與作業台的接觸面為一片板所構成，在將鐵心保護材折彎形成於鐵心的周圍而連接鐵心保護材彼此間來形成箱形時，該連接部會被配置於旁置鐵心時的側面、鐵心窗內面或上面。 且，鐵心保護材為覆蓋鐵心的接合部一旦被展開而形成的展開部之構造，以展開部為前端來將鐵心插入至線圈時，鐵心保護材可保護鐵心的展開部。
並且，在此非晶質鐵心變壓器中，鐵心保護材係對鐵心安裝作業時與作業台的接觸面為一片板所構成，可將鐵心保護材折彎成形於鐵心的周圍，與鐵心窗內面用保護材一起無間隙覆蓋鐵心全體。而且，可使鐵心保護材由：對鐵心安裝作業時與作業台的接觸面為一片板所構成的底面保護材、及從底面保護材延伸配置於鐵心與線圈間的接觸面的接觸面保護材、及鐵心窗內面用保護材、及配置於鐵心的接合部的側面的接合部側面用保護材所構成，並且，在鐵心保護材具備絕緣材，其係覆蓋未能以該鐵心保護材來完全覆蓋之鐵心的表面。而且，鐵心係由：具有四角落的外側圓弧部的複數的內鐵心、及從外側包圍所被排列的複數的內鐵心，四角落的內側具有與內鐵心的外側圓弧部嵌合的內側圓弧部的外鐵心所構成，覆蓋內鐵心的內鐵心保護材係對應於內鐵心的外側圓弧部在上下面具備突出至外側的突出部，覆蓋外鐵心的外鐵心保護材係對應於外鐵心的內側圓弧部在上下面具備退縮的退縮部，突出部與退縮部可為無間隙嵌合之構造。
又，有關(5)變壓器的線圈卷框，為了解決上述課題，本發明的線圈卷框，係配設於被插入鐵心的線圈的線圈最內周之變壓器用的線圈卷框，其特徵為：使對凹至內側的挫曲之強度提升。又，本發明的變壓器的特徵為：前 述鐵心係由將磁性帶卷繞成多層的卷鐵心或堆積成多層的積鐵心所構成，前述線圈會被前述鐵心挿入，使對挫曲的挫曲強度提升之前述線圈卷框會被配置於前述線圈的最內周。
又，有關(6)本發明的外鐵式非晶質變壓器，為了解決上述課題，外鐵式非晶質變壓器係於側部金屬零件連接設置用以包圍非晶質鐵心的外鐵心腳部來保持外鐵心腳部的鐵心保持構件，該側部金屬零件係連結：承受線圈及鐵心的荷重的下部金屬零件與具備吊起變壓器的吊耳的上部金屬零件。
若根據此外鐵式非晶質變壓器，則因為非晶質鐵心利用連結下部金屬零件(承受線圈及鐵心的荷重)與上部金屬零件(具備吊起變壓器的吊耳)的側部金屬零件，以作為別的構件來連接至該側部金屬零件的鐵心保持板之類的鐵心保持構件所包圍，所以因輸送時或線圈的變形等所引起線圈接近‧接觸於非晶質鐵心時，鐵心保持構件可保護非晶質鐵心。
在此外鐵式非晶質變壓器中，是使前述側部金屬零件由分別沿著前述非晶質鐵心的外側面及寬度方向兩側面的主面板部及二個的側面板部所構成，亦可在前述兩側面板部的彼此對向之處形成的一組或數組的通孔使沿著前述非晶質鐵心的內側面挿通的絕緣性鐵心保持板貫通。又，使前述側部金屬零件由分別沿著前述非晶質鐵心的外側面及寬度方向兩側面的主面板部及二個的側面板部所構成，亦 可在前述兩側面板部的前端邊部間連同前述側部金屬零件一起配置覆蓋前述非晶質鐵心的外鐵心腳部的周圍之絕緣性的鐵心保持板。又，亦可將側部金屬零件設為沿著前述非晶質鐵心的外側面來配置的板狀金屬零件，配置一連接至前述板狀金屬零件的同時，分別沿著前述非晶質鐵心的腳部的內側面及寬度方向兩側面來延伸之絕緣性的鐵心保持構件，連同前述板狀金屬零件一起覆蓋前述非晶質鐵心的外鐵心腳部的周圍。
有關(1)靜止機器鐵心，就以往的方法而言，因為卷鐵心的構造，磁束會集中於磁路短的內周側，但在使用本發明之下，可使具有抑制產生磁束分布的不均一，內周側的過度磁束集中之效果，提供一種更低損失的鐵心。
又，有關(2)非晶質鐵心，若根據本發明，則在非晶質鐵心變壓器中，可抑制鐵心的鐵損增大、或退火時因鐵心與變形防止用治具之間的熱膨脹係數的差所引起產生的應力造成磁氣特性的劣化等的同時，也可謀求變壓器的運轉時的噪音低減化。
又，有關(3)變壓器鐵心，若根據本發明，則在(1)積層磁性材的薄板的變壓器用鐵心中，製造時，可改善連接積層複數片該磁性材的薄板而成的區塊的長度方向的前端部與終端部時的作業性，抑制磁氣電路的磁氣阻抗的增大，可提供一種製作容易且性能被確保的變壓器。
在(2)積層非晶質材的薄板而成的變壓器用的鐵心中，可藉由簡易的構成來防止該鐵心的破片飛散，可提供一種被確保可靠度的變壓器。
在(3)以線圈來使積層磁性材的薄板而成的鐵心激磁的構成之變壓器中，可藉由簡易的構成來補強該線圈，可提供一種被確保可靠度的變壓器。
又，有關(4)非晶質鐵心的鐵心保護，若根據本發明，則在包裝作業時可不使用治具來製造，具有箱形的鐵心保護材，因此可使鐵心形狀安定且線圈挿入作業容易的同時，鐵心挿入至線圈時，包裝後的鐵心與作業台的接觸面會形成平滑，可容易插入至旁置的線圈，因此可使作業時間低減，且保護材會覆蓋鐵心全體，不需要鐵心與線圈間的絕緣材，可取得一種能夠防止非晶質材的破片飛散之非晶質鐵心變壓器。
又，有關(5)變壓器的線圈框，若根據本發明的線圈卷框、及使用該線圈卷框的變壓器，則可藉由簡素的方法來使設於內側卷線的最內周的線圈卷框的挫曲強度提升，藉此可使內側卷線的挫曲強度提升，在大容量變壓器中也不會因為內側卷線的挫曲而壓迫鐵心，可成為不使鐵損或激磁電流惡化的構造。
又，有關(6)外鐵式非晶質變壓器，若根據本發明的外鐵式非晶質變壓器，則因為利用既存的荷重支撐用構件之側部金屬零件來確保一次線圈-外鐵心腳部間距離，所以即使廢止鐵心罩還是可防止外鐵心腳部接近或接觸於 高壓線圈，可提供一種材料投入量少，經濟的非晶質變壓器。
1‧‧‧柱上變壓器容器
2‧‧‧卷線
3‧‧‧卷鐵心
11~14‧‧‧透磁率不同的磁性材料
L1~5‧‧‧材料11所構成的區塊
A1~5‧‧‧材料14所構成的區塊
105a、105b‧‧‧非晶質鐵心變壓器
31‧‧‧鐵心
31a‧‧‧內周側鐵心部分
31b‧‧‧外周側鐵心部分
31a11、31a12、...、31a1n、31b11、31b12、...、31b1p‧‧‧區塊狀積層體
31a1、31b1‧‧‧區塊狀積層體群
32a、32b‧‧‧線圈
41、42、43‧‧‧薄板狀的非磁性的絕緣材
51‧‧‧環狀化用治具
51'‧‧‧環狀化用治具兼變形防止用治具
52a、52b、52c、52d‧‧‧變形防止用治具
1000A、1000B‧‧‧變壓器
60、60a、60b、60A、60B、60A1、60B1、60C1、60D1、60D2、60D3、60D4‧‧‧鐵心
62、62a、62b‧‧‧線圈
68‧‧‧卷框
60a11、60a12、60b11、60b12‧‧‧鐵心的長邊部分
60a21、60a22、60b21、60b22‧‧‧鐵心的短邊部分
60ac1~60ac4、60bc1~60bc4‧‧‧鐵心的角落部分
70a11~70a1n1、70a21~70a2n2、70a31~70a3n3、70b11~70b1n1、 70b21~70b2n2、70b31~70b3n3、7011~701n1、7021~702n2、7031~103n3、70a1、70A、70B、70C‧‧‧連接部
65a、65b、65c‧‧‧保持構件
67a、67b、67a、67b、67c、67d‧‧‧補強構件
65‧‧‧薄板狀絕緣構件
61、71‧‧‧熱硬化性或光硬化性的塗佈材
80‧‧‧袋狀的絕緣材
90‧‧‧繩帶
100A11、100A12、100A13、...、100A1n1、100A11'、100A12'、100A13'、...、100A16'‧‧‧區塊狀積層體
100A1‧‧‧第1單元
100A2‧‧‧第2單元
100A111、100A112、...、100A11x‧‧‧磁性材的薄板
100A11t、100A11e‧‧‧前端面
g、g'‧‧‧前端面間的距離
81a1，81a2，81a3；81b1，81b2，81b3；81c1，81c2，81c3，81c4；81d1，81d2，81d3；81e1，81e2，81e3‧‧‧鐵心 保護材
82a1，82b1；82c1，82c1‧‧‧展開部
82a，82b，82c‧‧‧非晶質鐵心
83a，83b‧‧‧線圈
84a，84b，84c，84d，84e‧‧‧絕緣材
85‧‧‧治具
86a，86b‧‧‧絕緣材(保持鐵心與線圈間的絕緣距離)
88a‧‧‧弓狀的線圈卷框
88b‧‧‧實施壓出加工後的線圈卷框
88c‧‧‧在圓筒設置支柱的線圈卷框
88d‧‧‧實施壓出加工後的弓狀線圈卷框
89‧‧‧線圈
93‧‧‧內側卷線
94‧‧‧外側卷線
90‧‧‧鐵心
91‧‧‧卷框構件絕緣部
92‧‧‧間隔物
98‧‧‧支柱
95a，95b‧‧‧線圈卷框部
96a，96b‧‧‧線圈卷框部
96c‧‧‧壓出加工
97a，97b，97c，97d‧‧‧線圈卷框部
99a，99b‧‧‧線圈卷框部
99c‧‧‧壓出加工
110‧‧‧內鐵心
110a‧‧‧內鐵心罩
111‧‧‧外鐵心
111a‧‧‧外鐵心罩
11c‧‧‧外鐵心腳部(外側)
2U，2V，2W‧‧‧一次線圈
20u，20v，20w‧‧‧二次線圈
30U，30V，30W‧‧‧一次端子
31u，31v，31w‧‧‧二次端子
32‧‧‧線圈支撐物
33‧‧‧鐵心支撐物
34H‧‧‧連接側部金屬零件與上部金屬零件的螺栓
34L‧‧‧連接側部金屬零件與下部金屬零件的螺栓
141‧‧‧上部金屬零件
42a‧‧‧吊耳
142‧‧‧下部金屬零件
43，45，47‧‧‧側部金屬零件
43a1，43a2‧‧‧圓形通孔
43b1，43b2‧‧‧長方形通孔
144，146，148A，148B，148C‧‧‧絕緣性的鐵心保持構件(鐵心保持板)
148‧‧‧絕緣性的構件
105‧‧‧一次線圈-外鐵心腳部間距離
151‧‧‧側部金屬零件側面-長方形通孔間距離
152‧‧‧長方形通孔的長邊長度
153‧‧‧鐵心積厚
153H‧‧‧鐵心窗內高度
53R‧‧‧鐵心窗內角落部半徑
154‧‧‧絕緣板長度
155、159‧‧‧側部金屬零件深度方向長度
56‧‧‧側部金屬零件側面寬度方向長度
57W‧‧‧絕緣板深度方向長度
57H‧‧‧絕緣板高度
58W‧‧‧絕緣構件深度方向長度
58H‧‧‧絕緣構件高度
160‧‧‧與側部金屬零件側面垂直且通過側部金屬零件側面的深度方向中央之面
161‧‧‧側部金屬零件的主面板部
162，163‧‧‧構成側部金屬零件的二邊的主面板部及垂直的側面板部
171，172，173‧‧‧從變壓器上部來看變壓器時的箭號
182，183‧‧‧膠帶
圖1是說明請求項1的卷鐵心的1/4圖。
圖2是顯示柱上變壓器作為靜止機器的代表。
圖3是表示卷鐵心的圖。
圖4是表示卷鐵心的1/4圖與剖面的磁束密度分布圖。
圖5是說明實施例2的圖。
圖6是由實施例2的測定結果來比較後的圖。
圖7是說明實施例3的圖。
圖8是表示具備本發明的鐵心之輸入變壓器。
圖9是表示作為本發明的實施例4之非晶質鐵心變壓器的剖面構造圖。
圖10是圖9的非晶質鐵心變壓器之鐵心的區塊狀積層體的積層狀態的說明圖。
圖11是將圖10的區塊狀積層體形成環狀的工程說明圖。
圖12是表示作為本發明的實施例5之非晶質鐵心變壓器的剖面構造圖。
圖13是圖12的非晶質鐵心變壓器之鐵心的退火時的狀態說明圖。
圖14是表示作為本發明的實施例之變壓器的構成 圖。
圖15是表示作為本發明的實施例之變壓器的構成圖。
圖16A是圖14、圖15的變壓器之鐵心的複數個區塊狀積層體的連接部的構成說明圖。
圖16B是表示圖14、圖15的變壓器之鐵心的1個區塊狀積層體的連接部。
圖17是表示圖14、圖15的變壓器之鐵心的積層狀態圖。
圖18是圖14、圖15的變壓器之鐵心的加工說明圖。
圖19A是圖14、圖15的變壓器之鐵心的作用‧效果的說明圖。
圖19B是以往的變壓器之鐵心的連接部的說明圖。
圖20是表示以往的變壓器之鐵心的構成例。
圖21是表示作為本發明的實施例之變壓器所使用的鐵心的構成圖。
圖22是表示作為本發明的實施例之變壓器所使用的鐵心的構成圖。
圖23A是表示作為本發明的實施例之變壓器的構成圖，以袋狀的絕緣材來覆蓋形成環狀之前的鐵心時的狀態圖。
圖23B是表示作為本發明的實施例之變壓器的構成圖，以袋狀的絕緣材來覆蓋形成環狀後的鐵心時的狀態 圖。
圖24是作為本發明的實施例之變壓器的構成圖。
圖25A是作為本發明的實施例之變壓器的構成圖，線圈與鐵心的平面圖。
圖25B是圖25A的構成的側面圖。
圖26A是表示本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例6，將非晶質鐵心載置於保護材上的作業立體圖。
圖26B是表示將圖26A所示被包裝的非晶質鐵心插入至線圈的作業立體圖。
圖26C是表示從圖26B所示線圈挿入後的非晶質鐵心展開保護材的作業立體圖。
圖26D是表示圖26C所示的非晶質鐵心的再接合後的保護材折彎作業的立體圖。
圖27A是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例7，顯示鐵心包裝作業的立體圖。
圖27B是表示圖27A所示的鐵心包裝作業後的線圈挿入及保護材折彎作業的立體圖。
圖28A是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例8，顯示鐵心包裝作業的立體圖。
圖28B是表示圖28A所示的鐵心包裝作業後的線圈挿入及保護材折彎作業的立體圖。
圖29A是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例9，顯示三相非晶質鐵心變壓器的內鐵心的包裝作業的立體圖。
圖29B是表示圖29A所示的包裝作業後的內鐵心的 接合部的展開作業的立體圖。
圖29C是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例9，顯示三相非晶質鐵心變壓器的外鐵心的包裝作業的立體圖。
圖29D是表示圖29C所示的包裝作業後的外鐵心的接合部的展開作業的立體圖。
圖29E是表示圖29B及圖29D所示的內外鐵心的組裝及線圈的挿入以及內鐵心用的保護材的折彎作業的立體圖。
圖29F是表示圖29E所示的內外鐵心的組裝後的外鐵心的接合部的再接合及保護材的折彎作業的立體圖。
圖30是表示鐵心包裝的以往作業方法的立體圖。
圖31是表示鐵心線圈挿入後的以往構造的立體圖。
圖32是表示本發明之變壓器的實施例10的卷線剖面圖。
圖33是使用於圖32所示的變壓器之線圈卷框的外觀圖。
圖34是表示本發明之變壓器的實施例11的卷線剖面圖。
圖35是表示使用於圖34所示的變壓器之線圈卷框的外觀圖。
圖36是表示本發明之變壓器的實施例12的卷線剖面圖。
圖37是使用於圖36所示的變壓器之線圈卷框的外觀圖。
圖38是表示本發明之變壓器的實施例13的卷線剖面圖。
圖39是表示使用於圖38所示的變壓器之線圈卷框的外觀圖。
圖40是表示使用於以往的變壓器之線圈卷框的挫曲的狀態剖面圖。
圖41A是表示將此發明的外鐵式非晶質變壓器作為實施例14，作為三相5腳卷鐵心構造的高壓受配電用非晶質模具變壓器的正面圖。
圖41B是圖41A所示的外鐵式非晶質模具變壓器的側面圖。
圖41C是圖41A所示的外鐵式非晶質模具變壓器的上面圖。
圖42A是表示圖41所示的外鐵式非晶質變壓器的側部金屬零件的立體圖。
圖42B是表示使用於圖42A所示的側部金屬零件的鐵心保持板的立體圖。
圖42C是表示具備圖42B所示的鐵心保持板的側部金屬零件的立體圖。
圖43A是表示此發明之外鐵式非晶質變壓器的實施例15的側部金屬零件的立體圖。
圖43B是表示使用於圖43A所示的側部金屬零件的鐵心保持板的立體圖。
圖43C是表示具備圖43B所示的鐵心保持板的側部 金屬零件的立體圖。
圖44A是表示此發明之外鐵式非晶質變壓器的實施例16的側部金屬零件的立體圖。
圖44B是表示使用於圖44A所示的側部金屬零件的鐵心保持板的立體圖。
圖44C是表示具備圖44B所示的鐵心保持板的側部金屬零件的立體圖。
圖45A是表示以往的三相5腳非晶質卷鐵心的一例圖。
圖45B是表示圖45A所示的三相5腳非晶質卷鐵心用的鐵心罩的一例圖。
圖45C是表示在圖45A所示的非晶質卷鐵心具備圖45B所示的鐵心罩W的三相5腳非晶質卷鐵心的一例圖。
以下說明用以實施本發明的最佳形態。
本發明是(1)有關靜止機器用鐵心的發明，(2)有關非晶質鐵心的發明，(3)有關變壓器鐵心的發明，(4)有關非晶質變壓器的鐵心保護的發明，(5)有關變壓器的線圈卷框的發明，及(6)有關外鐵式非晶質變壓器的發明，針對各發明來進行。
首先，第一是(1)有關靜止機器用鐵心的發明。
〔實施例1〕
圖1是表示使用透磁率不同的4種類的電磁鋼板之卷鐵心3的部分剖面圖。將構成卷鐵心3的4種類的電磁鋼板的透磁率設為μ1、μ2、μ3及μ4，各電磁鋼板具有μ1<μ2<μ3<μ4的關係時，在鐵心的內側配置透磁率小的電磁鋼板(透磁率μ1)，在其次的外側的層配置透磁率μ2的電磁鋼板，在其次的外側的層配置透磁率μ3的電磁鋼板，更在其外側的層配置透磁率μ4的電磁鋼板，將此4種類的電磁鋼板的層設為1區塊，重複此區塊來構成鐵心。
具體而言，使用電磁鋼板時，最內周側的鐵心材料14是使用無方向性電磁鋼板，其次的外側的層(材料13)是使用透磁率比無方向性電磁鋼板大的磁區控制電磁鋼板，在更其次的層(材料12)是使用透磁率比磁區控制電磁鋼板大的一方向性電磁鋼板，在其次的層(材料11)是使用透磁率比一方向性電磁鋼板大的高配向性電磁鋼板。
以該等的電磁鋼板作為1區塊，交替重複積層，構成鐵心。
在此，由各個電磁鋼板的透磁率來看，一般，無方向性電磁鋼板是0.016以下(新日鐵製品名35H210)，磁區控制電磁鋼板是0.08以下(同製品名23ZDKH)，一方向性電磁鋼板是0.10以下(同製品名23Z110)，高配向性電磁鋼板是0.11以下(同製品名23ZH90)。並且，圖 1是為了容易理解說明，而將電磁鋼板積層於各單片的擴大圖，但亦可使用複數片同透磁率的電磁鋼板。
在如此的構成中，鐵心內的磁束分布是如圖1所示般，最內周側的磁束密度低，隨著接近其次的外周側的積層部，磁束密度變高，在積層部的中央部是變低，一旦接近其次的第3層，則磁束密度變高，在第3層的中央部是變低，一旦接近第4層，則磁束密度變高。在第4層的中央部是變低，第5層是與最內周的第1層相同，因此從第4層接近第5層時，磁束密度是比中央部低。
而且，從第1層到第4層的中間部的磁束密度的值是相對性地些微變高，從第5層起是重複第1層~第4層的特性。
亦即，透磁率高較使磁束流動佳，若低則取得相反的效果，因此像圖1那樣以規則性的配列來排列透磁率高的材料與低的材料時，發生透磁率的不均一。以鐵心全體來看時，磁束容易集中於磁路短的內周部，但因為透磁率不均一，所以流動於透磁率高的部分的磁束是不易越過透磁率低的部分。因此，和以同一材料構成的卷鐵心作比較，可使通過磁束的磁路在周圍方向細分化，可使具有防止因磁路長差造成磁束極端地集中於鐵心內周部的效果。利用此效果，當透磁率高的材料為低損失時，局部性的磁束集中會被抑制，藉此在以該材料單一構成的鐵心，集中於內周側之下產生過激磁而使損失惡化的部分會被緩和，可維持在材料單板的低損失性，而能夠提供低損失的鐵心。
另外，使透磁率變化是可藉由組合透磁率相異的材料來實現，但並非限於非晶質金屬，只要是材料種類相異，即使是同一退火温度也可使透磁率變化，因此即使維持組合材料來一筆退火也可取得同效果。
〔實施例2〕
圖5是表示積層透磁率相異的2種類的材料來構成鐵心的圖。檢討使用非晶質材的SA1(日立金屬製品名2605SA1)、及比SA1更高磁束密度的非晶質材HB1(日立金屬製品名2605HB1)作為透磁率相異的2種類的材料時。
在圖5中，鐵心內周側的鐵心15是使用將鐵心以某温度來退火時透磁率會變小的非晶質材，在其次的層是積層透磁率變大的非晶質材，予以重複而構成非晶質鐵心。
並且，透磁率小的非晶質材15可為單片或複數片，透磁率大的非晶質材亦可為單片或複數片。
圖5是表示積層透磁率相異的2種類的非晶質材來構成的鐵心的磁束密度分布。磁束密度的分布是在內周側的第1層使用透磁率μ小的鐵心材料14，在外側的第2層使用透磁率大的鐵心材料11，使第2層的厚度比第1層厚時，第1層的磁束分布低，第2層變高。從第3層起重複第1層與第2層的構造，因此第2層的磁束分布是隨著接近第3層而變低，重複此磁束分布的特性。
若比較圖5所示的磁束密度分布與以往的磁束密度分 布，則鐵心材料(非晶質材)14的磁束密度小，在鐵心材料(非晶質材)11是磁束密度變大，全體偏於內周側的磁束分布會被緩和，藉此鐵心的特性會提升。
其次使用透磁率相異的2種類的非晶質材，如圖5那樣積層而構成鐵心，計測磁滯損，將比較的結果顯示於圖6。圖6是比較在磁束密度1.3T，50Hz的特性變化者，圖6的左側是僅以透磁率小的非晶質薄帶(材料11)來構成鐵心時，此磁滯損為100。
相對的，將透磁率相異的2種類的非晶質薄帶(材料11，14)交替積層而構成鐵心時，磁滯損87%，改善15%程度。
因此，可知鐵心材料使用透磁率相異的非晶質薄帶，交替在內側積層透磁率小的非晶質材，在外側積層透磁率大的非晶質材之鐵心可取得磁滯損減少的效果。
〔實施例3〕
圖7是表示積層透磁率相異的2種類的非晶質薄帶之鐵心的部分剖面圖。
在圖7中，內側的鐵心是單片或複數片積層透磁率小的非晶質薄帶(材料14)，其次積層透磁率大的非晶質薄帶(材料11)，予以交替積層，更將透磁率大的非晶質薄帶的積層量、亦即厚度慢慢地增多。非晶質薄帶14是大致同厚度，亦即A1、A2、A3、A4、A5是幾乎等值。
將此透磁率大的非晶質薄帶積層後的厚度是L1<L2<L3<L4<L5，厚度的量是成比例增加。並且，如同圖7那樣，亦可像L1<L2<L3=L4<L5那樣使鐵心中央部形成大致同厚度。
圖7是表示上述鐵心構造的磁束密度分。在圖7中，將非晶質鐵心的部分剖面圖擴大顯示，將鐵心內的磁束密度以黑線100表現。為了將集中於鐵心內側的移至外側，而弄窄A1、A2。
圖7的構成是以透磁率小的鐵心材料14來構成最內周的第1層，以透磁率大的鐵心材料11來構成次外側的第2層，以透磁率小的鐵心材料14來構成次外側的第3層，以透磁率大的鐵心材料11來構成次外側的第4層，第5層以後是重複此積層，而慢慢地增大透磁率大的鐵心材料的厚度。
在此構成的磁束密度分布是第1層低，隨著接近第2層而變高，在中央部下降，一旦接近第3層則變低，在第3層變低，更隨著接近第4層而變高，重複此磁束密度分布特性，全體磁束密度的過度集中會被緩和，藉此鐵心的特性會提升。
並且，圖8是表示具備配置卷鐵心，亦即上述構成的非晶質鋼板的卷鐵心之靜止機器15，例如3相油入變壓器等。
〔實施例4〕
其次利用圖面來說明(2)有關非晶質鐵心的發明。
圖9~圖11是本發明的非晶質鐵心變壓器的實施例4的說明圖。圖9是作為本發明的實施例4之非晶質鐵心變壓器的剖面圖，圖10是將構成圖9的非晶質鐵心變壓器的鐵心之區塊狀積層體予以積層的狀態圖，圖11是將圖10的區塊狀積層體形成環狀時的說明圖。
在圖9中，105a是作為本發明的實施例4的非晶質鐵心變壓器，31是由非晶質材所形成，構成非晶質鐵心變壓器105a的磁氣電路的環狀鐵心，32a、32b是分別將鐵心31激磁的線圈，41是薄板狀的非磁性絕緣材，例如耐於400℃以上的温度者，31a是鐵心31的一部分配於薄板狀的非磁性絕緣材41的內周側的內周側鐵心部分，31b是鐵心31的一部分配於薄板狀的非磁性絕緣材41的外周側的外周側鐵心部分。內周側鐵心部分31a、外周側鐵心部分31b是分別具有例如厚度約為0.025×10-3m的長方形狀的非晶質材(以下稱為非晶質薄板材)被積層複數片而成的區塊狀積層體更被積層複數層的構成。亦即，具有耐熱性的薄板狀的非磁性絕緣材41是從鐵心31的最內周側起n(n為2以上的整數)層的區塊狀積層體與n+1層的區塊狀積層體之間配置。薄板狀的非磁性絕緣材41可抑制在鐵心31的剖面內之磁束的集中、或渦電流損的增大、或退火時在與變形防止用治具(未圖示)之間的熱膨脹係數差所引起產生的應力等。亦即(1)薄板狀的非磁性絕緣材41是在鐵心31的內周側鐵心部分31a與外周側 鐵心部分31b之間形成非磁性層，藉由該非磁性層來將鐵心31的磁氣電路分成：形成於內周側鐵心部分31a的磁氣電路、及形成於外周側鐵心部分31b的磁氣電路。因此，藉由線圈32a、32b的通電所產生的激磁來發生於鐵心31內的磁束會在各個的磁氣電路內分散流動。其結果，往內周側鐵心部分31a側之磁束的集中會被抑制或該磁束的集中程度會被緩和。藉此，在內周側鐵心部分31a側，磁氣飽和或磁氣阻抗的增大會被抑制，磁氣電路特性的惡化或磁滯(hysteresis)損的增大會被抑制。並且，在磁氣電路特性的惡化被阻止下，1次線圈電流或2次線圈電流的波形變形的發生也會被抑制。(2)薄板狀的非磁性絕緣材41是在鐵心31的剖面內，在內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間形成絕緣層，將該內周側鐵心部分31a與該外周側鐵心部分31b之間予以電性分離。因此，鐵心31的剖面內的電阻會增大，流於鐵心31內的磁束的時間性變化亦即因交變磁場而在鐵心31的剖面內發生的渦電流的增大會被抑制。(3)退火時，例如將鋼材構成的變形防止用治具(未圖示)分別安裝於鐵心31的內周部及外周部的狀態下，使該鐵心31及該變形防止用治具溫度上升至例如約400℃時，因為鐵心31的非晶質材與變形防止用治具(未圖示)的鋼材是熱膨脹係數大不同(非晶質材的熱膨脹係數小，約鋼材的熱膨脹係數的1/4~1/2)，所以鐵心31會形成因變形防止用治具的熱膨脹所造成的變形在內部產生應力的狀態，引起非晶質薄板 材間的燒結、或磁氣特性的劣化，但薄板狀的非磁性絕緣材41會藉由其變形性或緩衝性等，在該鐵心31內於內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間形成吸收應力的層，藉此，可藉由變形防止用治具來吸收鐵心31內發生的應力，抑制鐵心31的磁氣特性劣化、或非晶質薄板材間的燒結等。
以下，對於說明中使用之圖9的構成的構成要素賦予和圖9的情況同樣的符號使用。
圖10是表示將構成圖9的非晶質鐵心變壓器105a的鐵心31之區塊狀積層體予以複數積層後的狀態圖。
在圖10中，31a11、31a12、...、31a1n、31b11、31b12、...、31b1p是分別將例如厚度約0.025×10-3m的長方形狀的非晶質薄板材予以積層複數片(例如20片)而成的區塊狀積層體，31a1是將區塊狀積層體31a11、31a12、...、31a1n積層，構成鐵心31的內周側鐵心部分31a(圖9)之內周側的區塊狀積層體群，31b1是將區塊狀積層體31b11、31b12、...、31b1p積層，構成鐵心31的外周側鐵心部分31b(圖9)之外周側的區塊狀積層體群。區塊狀積層體31a1n是構成從環狀鐵心31的最內周側起n(n為2以上的整數)層的區塊狀積層體，區塊狀積層體31b11是構成n+1層的區塊狀積層體。薄板狀的非磁性絕緣材41是在區塊狀積層體群31a1、31b1間亦即區塊狀積層體31a1n與區塊狀積層體31b11之間被積層。
以下，對於說明中使用之圖10所示的構成的構成要 素賦予和該圖10的情況同樣的符號使用。
圖11是使圖10的區塊狀積層體群形成環狀時的說明圖。
在圖11中，51是用以使區塊狀積層體群31a1、31b1及薄板狀的非磁性絕緣材41形成環狀的環狀化用治具。區塊狀積層體群31a1、31b1及薄板狀的非磁性絕緣材41是依區塊狀積層體群31a1、薄板狀的非磁性絕緣材41、區塊狀積層體群31b1的順序來纏繞於環狀化用治具51的周圍。環狀化用治具51是例如以鋼材構成。區塊狀積層體31a11、31a12、...、31a1n、31b11、31b12、...、31b1p是分別其長度方向的前端面與終端面會對上或重疊。薄板狀的非磁性絕緣材41也是其長度方向的前端面與終端面會形成成對上的狀態。
區塊狀積層體群31a1、31b1及薄板狀的非磁性絕緣材41是在被形成環狀的狀態下進行作為鐵心31的退火處理。該退火處理是將例如鋼材構成的變形防止用治具(未圖示)分別安裝於區塊狀積層體群31a1的內周部及區塊狀積層體群31b1的外周部之狀態下，使環境温度上升至例如約400℃。設於區塊狀積層體群31a1的內周部之變形防止用治具亦可使用環狀化用治具51。退火處理時，薄板狀的非磁性絕緣材41是在鐵心31內於內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間吸收因變形防止用治具的熱膨脹而產生於鐵心31內的應力，抑制鐵心31的磁氣特性劣化、或非晶質薄板材間的燒結等。一旦退火處理終 了，則區塊狀積層體群31a1、31b1及薄板狀的非磁性絕緣材41會分別解除環狀狀態，成為長度方向的兩端被開放的狀態。
若根據上述本發明的實施例4的非晶質鐵心變壓器105a，則可抑制鐵心31的鐵損增大、或退火時因鐵心31與變形防止用治具之間的熱膨脹係數差所引起產生的應力造成鐵心31的磁氣特性劣化等，且亦可謀求該非晶質鐵心變壓器105a的運轉時的噪音低減化。
〔實施例5〕
圖12~圖13是本發明的非晶質鐵心變壓器的實施例5的說明圖。圖12是作為本發明的實施例5之非晶質鐵心變壓器的剖面圖，圖13是將圖12的非晶質鐵心變壓器的鐵心予以退火時的狀態圖。本實施例5的非晶質鐵心變壓器是在鐵心內，不僅區塊狀積層體群間，在鐵心的內周側及外周側也設置薄板狀的非磁性的絕緣材。
在圖12中，105b是作為本發明的實施例5的非晶質鐵心變壓器，31是由非晶質材所形成，構成非晶質鐵心變壓器105b的磁氣電路的環狀鐵心，41、42、43是分別具有耐熱性(例如耐400℃以上的温度)之板狀的非磁性絕緣材，31a是在鐵心31內配於薄板狀的非磁性絕緣材41的內周側之內周側鐵心部分，31b是在鐵心31內配於薄板狀的非磁性絕緣材41的外周側之外周側鐵心部分。內周側鐵心部分31a、外周側鐵心部分31b是分別具有例 如厚度約0.025×10-3m的長方形狀的非晶質薄板材被積層複數片而成的區塊狀積層體更被積層複數層的構成。
薄板狀的非磁性絕緣材41是與實施例4的情況同樣，設在構成內周側鐵心部分31a的區塊狀積層體群與構成外周側鐵心部分31b的區塊狀積層體群之間亦即從環狀的鐵心31的最內周側起n(n為2以上的整數)層的區塊狀積層體與n+1層的區塊狀積層體之間。並且，薄板狀的非磁性絕緣材42是設於鐵心31的內周側，薄板狀的非磁性絕緣材43是設於鐵心31的外周側。薄板狀的非磁性絕緣材41可抑制在鐵心31的剖面內之磁束的集中、或渦電流損的增大、或退火時，藉其變形性或緩衝性等，抑制因與變形防止用治具(未圖示)之間的熱膨脹係數差所引起產生的應力等，薄板狀的非磁性絕緣材42是藉由其變形性或緩衝性等，在退火時，抑制因變形防止用治具(未圖示)與鐵心31的熱膨脹係數差所引起應力產生於內周側鐵心部分31a，薄板狀的非磁性絕緣材43是藉由其變形性或緩衝性等，在退火時，抑制因變形防止用治具(未圖示)與鐵心31的熱膨脹係數差所引起應力產生於外周側鐵心部分31b。亦即，(1)薄板狀的非磁性的絕緣材41是在鐵心31的內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間形成非磁性層，藉由該非磁性層來將鐵心31的磁氣電路分成：形成於內周側鐵心部分31a的磁氣電路、及形成於外周側鐵心部分31b的磁氣電路。因此，藉由線圈32a、32b的通電所產生的激磁來發生於鐵心31內的磁 束會在各個的磁氣電路內分散流動。其結果，往內周側鐵心部分31a側之磁束的集中會被抑制或該磁束的集中程度會被緩和。
藉此，在內周側鐵心部分31a側，磁氣飽和或磁氣阻抗的增大會被抑制，磁氣電路特性的惡化或磁滯損的增大會被抑制。並且，在磁氣電路特性的惡化被阻止下，1次線圈電流或2次線圈電流的波形變形的發生也會被抑制。並且，薄板狀的非磁性絕緣材41是在鐵心31的剖面內，於內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間形成絕緣層，電性分離該內周側鐵心部分31a與該外周側鐵心部分31b之間。因此，鐵心31的剖面內的電阻會增大，流於鐵心31內的磁束的時間性變化亦即因交變磁場而在鐵心31的剖面內發生的渦電流的增大會被抑制。並且，在鐵心31的退火時，例如將鋼材構成的變形防止用治具(未圖示)分別安裝於鐵心31的內周部及外周部的狀態下，使該鐵心31及該變形防止用治具溫度上升至例如約400℃時，因為鐵心31的非晶質材與變形防止用治具(未圖示)的鋼材是熱膨脹係數大不同(非晶質材的熱膨脹係數小，約鋼材的熱膨脹係數的1/4~1/2)，所以鐵心31會形成因變形防止用治具的熱膨脹所造成的變形在內部產生應力的狀態，引起非晶質薄板材間的燒結、或磁氣特性的劣化，但薄板狀的非磁性絕緣材41會藉由其變形性或緩衝性等，在該鐵心31內於內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間形成吸收應力的層，藉此，可藉由變形 防止用治具來吸收鐵心31內發生的應力，抑制鐵心31的磁氣特性劣化、或非晶質薄板材間的燒結等。(2)薄板狀的非磁性絕緣材42是藉由其變形性或緩衝性等，在鐵心31的退火時，吸收例如由鋼材所構成安裝於該絕緣材42的內周側的變形防止用治具的熱膨脹量與鐵心31本身的熱膨脹量的差之變形，抑制該變形所產生的應力在內周側鐵心部分31a發生。(3)薄板狀的非磁性絕緣材43是藉由其變形性或緩衝性等，在鐵心31的退火時，吸收例如由鋼材所構成安裝於該絕緣材43的外周側的變形防止用治具的熱膨脹量與鐵心31本身的熱膨脹量的差之變形，抑制該變形所造成的應力在外周側鐵心部分31b發生。
以下，對於說明中使用之圖13的構成的構成要素賦予和圖12的情況同樣的符號使用。
圖13是將圖12的非晶質鐵心變壓器105b的鐵心31退火時的狀態圖。
在圖13中，51'是配於薄板狀的非磁性絕緣材42的內周側，將形成內周側鐵心部分31a的區塊狀積層體群、或形成外周側鐵心部分31b的區塊狀積層體群、或薄板狀的非磁性絕緣材41、42、43形成環狀的同時，在鐵心31的退火處理時，用以防止該鐵心31的變形之環狀化用治具兼變形防止用治具，52a、52b、52c、52d是分別配於薄板狀的非磁性絕緣材42的外周側，在鐵心31的退火處理時，用以防止該鐵心31的變形之變形防止用治具。環狀 化用治具兼變形防止用治具51'、變形防止用治具52a、52b、52c、52d是分別例如以鋼材所構成。在鐵心31的退火時，薄板狀的非磁性絕緣材41是在鐵心31內於內周側鐵心部分31a與外周側鐵心部分31b之間，吸收因環狀化用治具兼變形防止用治具51'或變形防止用治具52a、52b、52c、52d的熱膨脹量與鐵心31本身的熱膨脹量的差而產生於鐵心31內的應力，抑制鐵心31的磁氣特性劣化、或非晶質薄板材間的燒結等。薄板狀的非磁性絕緣材42是在鐵心31的退火時，吸收環狀化用治具兼變形防止用治具51'的熱膨脹量與鐵心31本身的熱膨脹量的差所產生的變形，抑制該變形所產生的應力在內周側鐵心部分31a發生。又，薄板狀的非磁性絕緣材43是在鐵心31的退火時，吸收變形防止用治具52a、52b、52c、52d的熱膨脹量與鐵心31本身的熱膨脹量的差所產生的變形，抑制該變形所產生的應力在外周側鐵心部分31b發生。
若根據上述本發明的實施例4的非晶質鐵心變壓器105b，則可抑制鐵心31的鐵損增大，或退火時，因鐵心31與環狀化用治具兼變形防止用治具51'或變形防止用治具52a、52b、52c、52d之間的熱膨脹係數的差所引起產生的應力造成鐵心31的磁氣特性劣化等，且亦可謀求該非晶質鐵心變壓器105a的運轉時的噪音低減化。
其次，利用圖面來說明有關(3)變壓器鐵心的發明。
圖14~圖20是本發明的變壓器的實施例的說明圖， 將有關鐵心的連接部的要件作為發明的特徴構成要件時的實施例的說明圖。圖14、圖15是表示作為本發明的實施例之變壓器的構成圖，圖16A及圖16B是圖14、圖15的變壓器之鐵心的連接部的構成說明圖，圖17是圖14、圖15的變壓器之鐵心的積層狀態，圖18是圖14、圖15的變壓器之鐵心的加工說明圖，圖19A是圖14、圖15的變壓器之鐵心的作用‧效果的說明圖，圖19B是以往的變壓器之鐵心的連接部的說明圖，圖20是以往的變壓器之鐵心的構成例。
圖14是本發明的變壓器的實施例中，使用2個長方形狀的鐵心之變壓器的情況之例。
在圖14中，1000A是變壓器，60a、60b是長方形狀的鐵心，62是使該鐵心60a、60b激磁的同時產生感應電壓的線圈，60a11是鐵心60a的2個長邊部分的其中被卷繞線圈62的長邊部分(=一方的長邊部分)，60a12是未被卷繞線圈62的一方的長邊部分(=他方的長邊部分)，60a21、60a22是鐵心60a的短邊部分，60b11是鐵心60b的2個長邊部分的其中被卷繞線圈62的長邊部分(=一方的長邊部分)，60b12是未被卷繞線圈62的一方的長邊部分(=他方的長邊部分)，60b21、60b22是鐵心60b的短邊部分，60ac1~60ac4是鐵心60a的角落部分，60bc1~60bc4是鐵心60b的角落部分，70a11~70a1n1、70a21~70a2n2(n2>n1)、70a31~70a3n3(n3>n2)是鐵心60a的連接部，70b11~70b1n1、70b21~70b2n2(n2>n1)、 70b31~70b3n3(n3>n2)是鐵心60b的連接部。在此，長邊部分(他方的長邊部分)60a12是包含角落部分60ac1、60ac2間的直線狀部分及該各個角落部分60ac1、60ac2的一部分，長邊部分(一方的長邊部分)60a11是包含角落部分60ac3、60ac4間的直線狀部分及該各個角落部分60ac3、60ac4的一部分，長邊部分(他方的長邊部分)60b12是包含角落部分60bc1、60bc2間的直線狀部分及該各個角落部分60bc1、60bc2的一部分，長邊部分(一方的長邊部分)60b11是包含角落部分60bc3、60bc4間的直線狀部分與該各個角落部分60bc3、60bc4的一部分。同樣，短邊部分60a21是包含角落部分60ac2、60ac3間的直線狀部分及該各個角落部分60ac2、60ac3的一部，短邊部分60a22是包含角落部分60ac1、60ac4間的直線狀部分及該各個角落部分60ac1、60ac4的一部分，短邊部分60b21是包含角落部分60bc2、60bc3間的直線狀部分及該各個角落部分60bc2、60bc3的一部分，短邊部分60b22是包含角落部分60bc1、60bc4間的直線狀部分與該各個角落部分60bc1、60bc4的一部分。
鐵心60a、60b是分別堆疊複數個將長方形狀的磁性材的薄板積層複數片而成的區塊(以下稱為區塊狀積層體)，且該複數個的區塊狀積層體的其中各個區塊狀積層體會使其長度方向的前端部與終端部在連接部70a11、70a12、...、70a1n1、70a21、70a22、...、70a2n2、70a31、70a32、...、70a3n3、及連接部70b11、70b12、...、70b1n1、 70b21、70b22、...、70b2n2、70b31、70b32、...、70b3n3連接(=對頂)而成為環狀(n3>n2>n1)。亦即，在環狀的鐵心60a中，配於最內周側的區塊狀積層體是藉由連接部70a11來連接其長度方向的前端部與終端部而成環狀，配於其外側的複數的區塊狀積層體是藉由連接部70a12、...、70a1n1來連接其長度方向的前端部與終端部而成環狀，且其外側的區塊狀積層體是分別藉由連接部70a21、70a22、...70a2n、70a31、70a32、...來連接其長度方向的前端部與終端部而成環狀，配於最外周側的區塊狀積層體是藉由連接部70a3n來連接而成環狀。同樣，在環狀的鐵心60b中，配於最內周側的區塊狀積層體是藉由連接部70b11來連接其長度方向的前端部與終端部而成環狀，配於其外側的區塊狀積層體是藉由連接部70b12、...、70b1n1來連接而成環狀，且其外側的區塊狀積層體是分別藉由連接部70b21、70b22、...70b2n、70b31、70b32、...來連接其長度方向的前端部與終端部而成環狀，配於最外周側的區塊狀積層體是藉由連接部70b3n來連接其長度方向的前端部與終端部而成環狀。在該連接部的各個之中，各區塊狀積層體的前端部與終端部是形成各個的前端面(前端部的前端面與終端部的前端面)彼此對頂的狀態。上述複數的區塊狀積層體是1個的區塊狀積層體為積層複數片例如20片~30片厚度約0.025×10-3m的非晶質材的薄板(以下稱為非晶質薄板材)而成者。
在環狀的鐵心60a中，構成連接部70a11、 70a12、...、70a1n1的n1個的區塊狀積層體是構成1個的單元(第1單元)，構成連接部70a21、70a22、...、70a2n2的n2個(n2>n1)的區塊狀積層體也構成1個的單元(第2單元)，構成連接部70a31、70a32、...、70a3n3的n3個(n3>n2)的區塊狀積層體也構成1個的單元(第3單元)。在製作環狀的鐵心60a時，使各區塊狀積層體的前端部與終端部對頂來形成各連接部的作業是以各單元單位進行。亦即，首先，在鐵心60a的最內周側的第1單元內的n1個的區塊狀積層體中，使各個的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部70a11、70a12、...、70a1n1，其次，在與上述第1單元的外側鄰接的第2單元內的n2個的區塊狀積層體中，使各個的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部70a21、70a22、...、70a2n2，其次，在與上述第2單元的外側鄰接的第3單元內的n3個的區塊狀積層體中，使各個的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部70a31、70a32、...、70a3n3。
連接部70a11、70a12、...、70a1n1是在第1單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置，連接部70a21、70a22、...、70a2n2也是在第2單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置，連接部70a31、70a32、...、70a3n3也是在第3單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置。連接部70a11、70a12、...、70a1n1之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離是比連接部70a21、 70a22、...、70a2n2之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離更長，該連接部70a21、70a22、...、70a2n2之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離是比連接部70a31、70a32、...、70a3n3之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離更長。而且，連接部70a11、70a12、...、70a1n1之該連接部的和(n1個)是比連接部70a21、70a22、...、70a2n2之該連接部的和(n2個)更少(n1<n2)，該連接部70a21、70a22、...、70a2n2之該連接部的和(n2個)是比連接部70a31、70a32、...、70a3n3之該連接部的和(n3個)更少(n2<n3)。
同樣，在環狀的鐵心60b中，構成連接部70b11、70b12、...、70b1n1之n1個的區塊狀積層體是構成1個的單元(第1單元)，構成連接部70b21、70b22、...、70b2n2之n2個(n2>n1)的區塊狀積層體也構成1個的單元(第2單元)，構連接部70b31、70b32、...、70b3n3之n3個(n3>n2)的區塊狀積層體也是構成1個的單元(第3單元)。在製作環狀的鐵心60b時，使各區塊狀積層體的前端部與終端部對頂而形成各連接部的作業也是以各單元單位進行。亦即，首先，在鐵心60b的最內周側的第1單元內的n1個的區塊狀積層體中，使各個的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部70b11、70b12、...、70b1n1，其次，在與上述第1單元的外側鄰接的第2單元內的n2個的區塊狀積層體中，使各個的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部70b21、70b22、...、70b2n2，其次，在與上述第2單元的外側鄰接的第3單元 內的n3個的區塊狀積層體中，使各個的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部70b31、70b32、...、70b3n3。
連接部70b11、70b12、...、70b1n1是在第1單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置，連接部70b21、70b22、...、70b2n2也是在第2單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置，連接部70b31、70b32、...、70b3n3也是在第3單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置。連接部70b11、70b12、...、70b1n1之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離是比連接部70b21、70b22、...、70b2n2之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離更長，該連接部70b21、70b22、...、70b2n2之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離是比連接部70b31、70b32、...、70b3n3之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離更長。而且，連接部70b11、70b12、...、70b1n1之該連接部的和(n1個)是比連接部70b21、70b22、...、70b2n2之該連接部的和(n2個)更少(n1<n2)，該連接部70b21、70b22、...、70b2n2之該連接部的和(n2個)是比連接部70b31、70b32、...、70b3n3之該連接部的和(n3個)更少(n2<n3)。亦即，鐵心60a、60b皆是每1單元的區塊狀積層體的數量為：形成該鐵心的內周側部分的單元要比形成該鐵心的外周側部分的單元更少。藉由該構成，在鐵心的內周側部分，連接部的數量會減少，磁氣電路的磁氣阻抗會減少，且磁束會以長的間距移行而流暢地流至鄰接的區塊狀積層體側， 其結果，可在鐵心的內周側部分使流於鐵心內的磁束量增大來使通過鐵心全體的磁束量增大，可使變壓器的效率提升。
又，上述鐵心60a、60b皆是每1個區塊狀積層體的磁性材的薄板的積層片數為：形成該鐵心的內周側部分的區塊狀積層體要比形成鐵心的外周側部分的區塊狀積層體更多。亦即，在鐵心60a中，構成連接部70a11、70a12、...、70a1n1的最內周側單元(第1單元)內的n1個的區塊狀積層體是分別被積層30片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成者，構成連接部70a21、70a22、...、70a2n2的單元(第2單元)內的n2個的區塊狀積層體是分別被積層25片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成者，構成連接部70a31、70a32、...、70a3n3的最外周側單元(第3單元)內的n3個的區塊狀積層體是分別被積層20片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成者。同樣，在鐵心60b中，構成連接部70b11、70b12、...、70b1n1的最內周側單元(第1單元)內的n1個的區塊狀積層體是各個的區塊狀積層體為積層30片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成者，構成連接部70b21、70b22、...、70b2n2的單元(第2單元)內的n2個的區塊狀積層體是各個的區塊狀積層體為積層25片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成者，構成連接部70b31、70b32、...、70b3n3的最外周側單元(第3單元)內的n3個的區塊狀積層體是各個的區塊狀積層體為 積層20片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成者。藉由該構成，在鐵心60a、60b的各個之中，於鐵心的內周側部分減少區塊狀積層體的數量且減少連接部的數量來使容易通過磁束的狀態下，可確保鐵心60a、60b各所定的積層厚度。另外，在上述構成是以單元單位來使構成1個區塊狀積層體的非晶質薄板材的片數有所不同，但此外亦可以區塊狀積層體單位來使非晶質薄板材的片數有所不同。例如，在鐵心60a中，在連接部70a11成環狀的區塊狀積層體是非晶質薄板材的積層數要比在連接部70a12成環狀的區塊狀積層體的非晶質薄板材的積層數更多。
在環狀的鐵心60a中，上述連接部70a11、70a12、...、70a1n1、70a21、70a22、...、70a2n1、70a31、70a32、...、70a3n3是在他方的長邊部分60a12或該長邊部分60a12的直線狀部分，於比短邊部分60a21的直線狀部分或短邊部分60a22的直線狀部分的長度更長的範圍之狀態下分散配置。就圖14的構成而言，上述各連接部是在相當於該他方的長邊部分60a12的直線狀部分的全長之長度的範圍分散配置。同樣，上述連接部70b11、70b12、...、70b1n1、70b21、70b22、...、70b2n2、70b31、70b32、...、70b3n3是在他方的長邊部分60b12或該長邊部分60b12的直線狀部分，於比短邊部分60b21的直線狀部分或短邊部分60b22的直線狀部分的長度更長的範圍之狀態下分散配置。就圖14的構成而言，上述各連接部是在 相當於該他方的長邊部分60b12的直線狀部分的全長之長度的範圍分散配置。此外亦可為：連接部70a11、70a12、...、70a1n1、70a21、70a22、...、70a2n1、70a31、70a32、...、70a3n3是在他方的長邊部分60a12或該長邊部分60a12的直線狀部分，於短邊部分60a21的直線狀部分或短邊部分60a22的直線狀部分的1.3倍以上的長度範圍分散配置，連接部70b11、70b12、...、70b1n1、70b21、70b22、...、70b2n2、70b31、70b32、...、70b3n3是在長邊部分60b12或該長邊部分60b12的直線狀部分，於短邊部分60b21的直線狀部分或短邊部分60b22的直線狀部分的1.3倍以上的長度範圍分散配置的構成、或連接部70a11、70a12、...、70a1n1、70a21、70a22、...、70a2n1、70a31、70a32、...、70a3n3是在長邊部分60a12或該長邊部分60a12的直線狀部分，於該直線狀部分的50%以上的長度範圍分散配置，連接部70b11、70b12、...、70b1n1、70b21、70b22、...、70b2n2、70b31、70b32、...、70b3n3是在長邊部分60b12或該長邊部分60b12的直線狀部分，於該直線狀部分的50%以上的長度範圍分散配置的構成。
又，線圈62是在內側設置低壓側線圈的2次側線圈，在外側設置高壓側線圈的1次側線圈之構成，可對1次側線圈施加高壓來使鐵心60a、60b激磁，使低壓的感應電壓產生於2次側線圈。
圖15是本發明的變壓器的實施例中，使用1個長方形狀的鐵心之變壓器的情況時之例。
在圖15中，1000B是變壓器，60是長方形狀的鐵心，62是使該鐵心60激磁的同時產生感應電壓的線圈，60a11是鐵心60的2個長邊部分的其中被卷繞線圈62的長邊部分(=一方的長邊部分)，60a12是未被卷繞線圈62的一方的長邊部分(=他方的長邊部分)，60a21、60a22是鐵心60的短邊部分，60ac1~60ac4是鐵心60的角落部分，7011~701n1、7021~702n2(n2>n1)、7031~703n3(n3>n2)是鐵心60的連接部。在此，長邊部分(他方的長邊部分)60a12是包含角落部分60ac1、60ac2間的直線狀部分及該各個角落部分60ac1、60ac2的一部分，長邊部分(一方的長邊部分)60a11是包含角落部分60ac3、60ac4間的直線狀部分及該各個角落部分60ac3、60ac4的一部分。同樣，短邊部分60a21是包含角落部分60ac2、60ac3間的直線狀部分及該各個角落部分60ac2、60ac3的一部分，短邊部分60a22是包含角落部分60ac1、60ac4間的直線狀部分及該各個角落部分60ac1、60ac4的一部分。
鐵心60是堆疊複數個將長方形狀的磁性材的薄板積層複數片而成的區塊(以下稱為區塊狀積層體)，且該複數個的區塊狀積層體的其中各個區塊狀積層體會使其長度方向的前端部與終端部在連接部7011、7012、...、701n1、7021、7022、...、702n2、7031、7032、...、703n3連接(n3>n2>n1)，形成環狀構造。亦即，在環狀的鐵心60中，配於最內周側的區塊狀積層體是藉由連接部7011來連接而成環狀，配於其外側的區塊狀積層體是藉由連接部 7012、...、701n1來連接而成環狀，且其外側的區塊狀積層體是藉由各個的連接部7021、7022、...702n、7031、7032、...來連接而成環狀，配於最外周側的區塊狀積層體是藉由連接部703n來連接而成環狀。在該等連接部的各個之中，各區塊狀積層體的前端部與終端部是各個的前端面(前端部的前端面與終端部的前端面)會對向形成彼此對頂的狀態。上述區塊狀積層體是與圖14的情況時同樣，1個的區塊狀積層體是被積層複數片例如20片~30片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質材的薄板(以下稱為非晶質薄板材)而成。
在環狀的鐵心60中，構成連接部7011、7012、...、701n1的n1個的區塊狀積層體是構成1個的單元(第1單元)，構成連接部7021、7022、...、702n2的n2個(n2>n1)的區塊狀積層體也是構成1個的單元(第2單元)，構成連接部7031、7032、...、703n3的n3個(n3>n2)的區塊狀積層體也是構成1個的單元(第3單元)。在製作環狀的鐵心60時，使各區塊狀積層體的前端部與終端部對頂而形成各連接部的作業是以各單元單位進行。亦即，首先，在鐵心60的最內周側的第1單元內的n1個的區塊狀積層體中，使各個區塊狀積層體的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部7011、7012、...、701n1，其次，在與上述第1單元的外側鄰接的第2單元內的n2個的區塊狀積層體中，使各個區塊狀積層體的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接 部7021、7022、...、702n2，其次，在與上述第2單元的外側鄰接的第3單元內的n3個的區塊狀積層體中，使各個區塊狀積層體的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成連接部7031、7032、...、703n3。
連接部7011、7012、...、701n1是在第1單元內於磁氣電路方向彼此位置錯開的狀態下設置，連接部7021、7022、...、702n2也是在第2單元內於磁氣電路方向彼此錯開的狀態下設置，連接部7031、7032、...、703n3也是在第3單元內於磁氣電路方向彼此錯開的狀態下設置。連接部7011、7012、...、701n1之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離是比連接部7021、7022、...、702n2之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離更長，該連接部7021、7022、...、702n2之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離是比連接部7031、7032、...、703n3之磁氣電路方向的鄰接連接部間距離更長。而且，連接部7011、7012、...、701n1之該連接部的和(n1個)是比連接部7021、7022、...、702n2之該連接部的和(n2個)更少(n1<n2)，該連接部7021、7022、...、702n2之該連接部的和(n2個)是比連接部7031、7032、...、703n3之該連接部的和(n3個)更少(n2<n3)。亦即，鐵心60是每1單元的區塊狀積層體的數量為：形成該鐵心的內周側部分的單元要比形成該鐵心的外周側部分的單元更少。藉由該構成，在鐵心的內周側部分，連接部的數量會減少，磁氣電路的磁氣阻抗會減少，且磁束會以長的間距移行而流暢地流至鄰接的區塊狀 積層體側，其結果，可在鐵心的內周側部分使流於鐵心內的磁束量增大來使通過鐵心全體的磁束量增大，可使變壓器的效率提升。
並且，上述鐵心60是構成1個區塊狀積層體的磁性材的薄板的積層片數為：形成該鐵心的內周側部分的區塊狀積層體要比形成鐵心的外周側部分的區塊狀積層體更多。亦即，在鐵心60中，構成連接部7011、7012、...、701n1的最內周側單元(第1單元)內的n1個的區塊狀積層體是各個的區塊狀積層體為積層30片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成，構成連接部7021、7022、...、702n2的單元(第2單元)內的n2個的區塊狀積層體是各個的區塊狀積層體為積層25片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成，構成連接部7031、7032、...、703n3的單元(第3單元)內的n3個的區塊狀積層體是各個的區塊狀積層體為積層20片例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材。藉由該構成，在鐵心60中，於鐵心的內周側部分減少區塊狀積層體的數量且減少連接部的數量來使容易通過磁束的狀態下，可確保鐵心60的所定的積層厚度。
另外，在上述構成是以單元單位來使構成1個區塊狀積層體的非晶質薄板材的片數有所不同，但此外亦可以區塊狀積層體單位來使非晶質薄板材的片數有所不同。例如，在第1單元內，使在連接部7011成環狀的區塊狀積層體的非晶質薄板材的積層數比在連接部7012成環狀的區塊 狀積層體的非晶質薄板材的積層數更多，或在第1單元內，使鐵心的內周側的複數的區塊狀積層體的非晶質薄板材的積層數比外周側的區塊狀積層體的非晶質薄板材的積層數更多，或使第1單元內的鐵心的內周側的1個或複數的區塊狀積層體的非晶質薄板材的積層數比第2單元內或第3單元內的區塊狀積層體的非晶質薄板材的積層數更多等。
並且，在上述各個的構成中，各區塊狀積層體的非晶質薄板材為積層厚度一定例如厚度約0.025×10-3m者來形成，但非晶質薄板材亦可積層厚度不同者來形成區塊狀積層體。例如，第1單元內的各區塊狀積層體是例如積層比約0.025×10-3m更厚的非晶質薄板材來形成，第1、第3單元內的各區塊狀積層體是例如積層厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材來形成。
在環狀的鐵心60中，上述連接部7011、7012、...、701n1、7021、7022、...、702n1、7031、7032、...、703n3是在他方的長邊部分(未被卷繞線圈62的一方的長邊部分)60a12或該他方的長邊部分60a12的直線狀部分，於比短邊部分60a21的直線狀部分或短邊部分60a22的直線狀部分的長度更長的範圍，分散的狀態下配置。就圖15的構成而言，上述各連接部是在相當於該他方的長邊部分60a12的直線狀部分的全長之長度的範圍分散配置。此外亦可為：連接部7011、7012、...、701n1、7021、7022、...、702n1、7031、7032、...、70a3n3是在他方的長邊部分60a12 或該長邊部分60a12的直線狀部分，於短邊部分60a21的直線狀部分或短邊部分60a22的直線狀部分的1.3倍以上的長度範圍分散配置的構成，或連接部7011、7012、...、701n1、7021、7022、...、702n1、7031、7032、...、703n3是在長邊部分60a12或該長邊部分60a12的直線狀部分，於該直線狀部分的50%以上的長度範圍分散配置的構成。
又，線圈62是在內側設置低壓側線圈的2次側線圈，在外側設置高壓側線圈的1次側線圈之構成，可對1次側線圈施加高壓來使鐵心60激磁，使低壓的感應電壓產生於2次側線圈。
以下，對於說明中使用之圖14、圖15的構成的構成要素賦予和圖14、圖15的情況同樣的符號使用。
圖16A及圖16B是圖14、圖15的變壓器之鐵心的連接部的構成說明圖。在圖14、圖15的變壓器中，鐵心的連接部的構成，因為基本上是相同，所以在圖16A及圖16B中是顯示圖14的變壓器1000A之鐵心60a12的構成。圖16A是表示鐵心60a12的第1單元內的複數的區塊狀積層體的連接部，圖16B是表示該複數的區塊狀積層體之中，鐵心的最內周側的1個區塊狀積層體的連接部。
在圖16A中，100A11、100A12、100A13、...、100A1n1是分別為區塊狀積層體，100A1是藉由n1個的區塊狀積層體100A11、100A12、100A13、...、100A1n1來構成的第1單元，70a1是第1單元100A1的連接部。連接部70a11、70a12、70a13、...、70a1n1是分別使區塊狀積層體100A11、 100A12、100A13、...、100A1n1的前端部的前端面與終端部的前端面對頂而構成，將該各區塊狀積層體形成環狀。連接部70a1是由各連接部70a11、70a12、70a13、...、70a1n1所構成。在第1單元100A1內，各區塊狀積層體100A11、100A12、100A13、...、100A1n1是積層複數片磁性材的薄板而成，例如積層30片厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材，且各連接部70a11、70a12、70a13、...、70a1n1是在磁氣電路方向(±Z軸方向)彼此位置錯開的狀態下設置，鄰接連接部間的磁氣電路方向的距離(偏離量)是分別形成相等。例如，連接部70a11、70a12、70a13、...、70a1n1的各個磁氣電路方向的長度是約5×10-3m，磁氣電路方向的鄰接連接部間距離(偏離量)是約13×10-3m(此情況，磁氣電路方向的鄰接連接部中心線間距離是約18×10-3m)。並且，在第2單元內，各區塊狀積層體是磁性材的薄板為積層比第1單元時更少數的複數片，例如積層25片厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成，而且，各連接部是在磁氣電路方向(±Z軸方向)彼此位置錯開的狀態下設置，鄰接連接部間的磁氣電路方向的距離(偏離量)是分別形成相等，例如該連接部的各個磁氣電路方向的長度是約5×10-3m，磁氣電路方向的鄰接連接部間距離(偏離量)是約10×10-3m(此情況，磁氣電路方向的鄰接連接部中心線間距離是約15×10-3m)。並且，在第3單元內，各區塊狀積層體是磁性材的薄板為積層比第2單元時更少數的複數片，例如積層20片厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板 材而成，而且，各連接部是在磁氣電路方向(±Z軸方向)彼此位置錯開的狀態下設置，鄰接連接部間的磁氣電路方向的距離(偏離量)是分別形成相等，例如該連接部的各個磁氣電路方向的長度是約5×10-3m，磁氣電路方向的鄰接連接部間距離(偏離量)是約7×10-3m(此時，磁氣電路方向的鄰接連接部中心線間距離是約12×10-3m)。
又，在圖16B中，100A111、100A112、...、100A11x是分別構成區塊狀積層體100A11的磁性材的薄板，例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材。區塊狀積層體100A11是該磁性材的薄板為積層x片，例如積層30片厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材而成。100A11t是區塊狀積層體100A11的前端部的前端面，100A11e是該區塊狀積層體100A11的終端部的前端面，g是該兩前端面100A11t、100A11e間的距離(間隙)。距離g是例如設為3×10-3m~5×10-3m。第1單元100A1內的其他區塊狀積層體100A12、100A13、...、100A1n1的情況也是同樣。構成第2單元的區塊狀積層體或構成第3單元的區塊狀積層體是使磁性材的薄板的積層片數成為比構成第1單元100A1的區塊狀積層體的磁性材的薄板的積層片數更少，例如構成第2單元的區塊狀積層體是例如積層25片厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材，構成第3單元的區塊狀積層體是例如積層20片厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材。
以下，對於說明中使用之圖16A及圖16B的構成的構成要素賦予和圖16A及圖16B的情況同樣的符號使 用。
圖17是表示圖14、圖15的變壓器之鐵心的積層狀態圖。圖17是表示在圖14的變壓器的第1單元100A1中，處於進行彎曲加工前的直線狀態之區塊狀積層體100A11、100A12、100A13、...、100A1n1的積層狀態。
圖17之被積層的區塊狀積層體100A11、100A12、100A13、...、100A1n1是分別加工成彎曲變形於ZX平面內，各個前端部的前端面與終端部的前端面會彼此對向而構成連接部70a11、70a12、...、70a1n1，且成為環狀。
圖18是圖14、圖15的變壓器之鐵心的加工說明圖。圖18是敘述有關彎曲加工圖14的變壓器的鐵心60a的情況。
在圖18中，100A2是由複數(n2個)的區塊狀積層體所構成的第2單元。鐵心60a是第1單元100A1的區塊狀積層體被彎曲加工後，第2單元100A2會被彎曲加工，之後第3單元(未圖示)會被彎曲加工。圖18是表示第1單元100A1與第2單元100A2被彎曲加工時的狀態。在圖18中，第1單元100A1的n1個區塊狀積層體之中，區塊狀積層體100A11~100A15是完成彎曲加工，其前端部的前端面與終端部的前端面會被對頂而於長邊部分(他方的長邊部分)1a12構成連接部70a11~70a15，處於形成鐵心60a的內周側的一部分的環狀部分之狀態，在第1單元100A1的區塊狀積層體之中，區塊狀積層體100A11~100A15以外者及第2單元100A2的區塊狀積層體是處於彎曲加工 的途中，其前端部的前端面與終端部的前端面是處於尚未被對頂的狀態。藉由該等第1、第2單元的區塊狀積層體及第3單元的區塊狀積層體的彎曲加工完了，來構成環狀的鐵心60a。在形成鐵心60a的至少長邊部分(他方的長邊部分)60a12時，於第1、第2、第3單元的各個之中，各區塊狀積層體是其前端部與終端部會被同時彎曲加工。在每個單元，藉由同時彎曲加工各區塊狀積層體的前端部與終端部，鐵心60a所花費的製造時間，要比分別彎曲加工各區塊狀積層體的前端部與終端部時更可短縮。
圖14的變壓器的鐵心60b，圖15的變壓器的鐵心60也是與上述鐵心60a時同樣。
圖19A及圖19B是作為本發明的實施例之圖14、圖15的變壓器的鐵心的作用‧效果的說明圖。在圖19A及圖19B是說明有關圖14的變壓器的鐵心60a。圖19A是在鐵心60a的長邊部分(他方的長邊部分)60a12所被形成的第1單元100A1的區塊狀積層體的連接部周邊的構成圖，圖19B是圖20所示之以往的變壓器用的長方形狀的鐵心60'的短邊部分60B'的區塊狀積層體的連接部周邊的構成圖。在圖中，70'是指連接部的全體。
在圖19A中，g是各區塊狀積層體100A11、100A12、100A13的前端部的前端面與終端部的前端面之間的距離(間隙)，p1是區塊狀積層體70A11的連接部70a11的中心(間隙g的中心)與區塊狀積層體100A12的連接部70a12的中心(間隙g的中心)之間的距離(區塊狀積層體 100A12的連接部70a12的中心(間隙g的中心)與區塊狀積層體100A13的連接部70a13的中心(間隙g的中心)之間的距離亦設為p1)，q1是區塊狀積層體100A11的前端部的前端面與區塊狀積層體100A12的終端部的前端面之間的距離(區塊狀積層體100A12的前端部的前端面與區塊狀積層體100A13的終端部的前端面之間的距離亦設為q1)。間隙g是約5×10-3m，距離(磁氣電路方向的鄰接連接部間距離(偏離量))q1是約13×10-3m，距離(磁氣電路方向的鄰接連接部中心線間距離)p1是約18×10-3m。若長方形狀的鐵心60a的長邊部分1a12之直線狀部分的長度約為200×10-3m，則每1單元的區塊狀積層體的數量最大為11個(200÷18)。因此，例如厚度約0.025×10-3m的非晶質薄板材使用3000~4000片程度，以由該非晶質薄板材所形成之例如150個的區塊狀積層體來構成鐵心60a時，構成鐵心60a的必要單元數是形成14個(150÷11)。
並且，在圖19B中，g'是各區塊狀積層體100A11'、100A12'、100A13'、...、100A16'的前端部的前端面與終端部的前端面之間的距離(間隙)，p2是區塊狀積層體100A11'的連接部70a11'的中心(間隙g'的中心)與區塊狀積層體100A12'的連接部70a12'的中心(間隙g'的中心)之間的距離(其他鄰接的區塊狀積層體的連接部的中心間距離也是設為p2)，q2是區塊狀積層體100A11'的前端部的前端面與區塊狀積層體100A12'的終端部的前端面之間的距離(在其他鄰接的區塊狀積層體中前端部的前端面與終端 部的前端面之間的距離也是設為q2)。以往的構成是例如間隙g'是約3×10-3m，距離(磁氣電路方向的鄰接連接部間距離(偏離量))q2是約5×10-3m，距離(磁氣電路方向的鄰接連接部中心線間距離)p2是約8×10-3m。若長方形狀的鐵心60'的短邊部分1B'之直線狀部分的長度約為50×10-3m，則每1單元的區塊狀積層體的數量最大為6個(50÷8)。因此，當鐵心60'全體為使用150個的區塊狀積層體時，必要的單元數是形成25個(150÷6)。
若比較本發明的實施例之圖19A的構成與以往的構成例之圖19B的構成，則每1單元的區塊狀積層體的數量在圖19B的構成是6個，相對的在圖19A的構成是最大為11個，且鐵心全體所必要的單元數在圖19B的構成是25個，相對的在圖19A的構成是14個。又，若圖19A，19B之長度L'(為了形成1單元的區塊狀積層體的連接部所必要的長度)約為50×10-3m，則在圖19B的構成是在此長度的範圍內每1單元形成6個的連接部，但在圖19A的構成則是在此長度的範圍內每1單元只不過形成3個的連接部。
亦即，圖19A的構成相較於圖19B的構成，在變壓器用的鐵心，可使每1單元的區塊狀積層體數增大可使用比以往更少的單元數來構成鐵心，因此可使鐵心製造時的作業性提升。並且，可在鄰接的區塊狀積層體間使連接部間距離增大來使磁氣電路的每單位長度的連接部的數量減少，因此可使設置連接部的長邊部分的磁氣電路之磁束的 流動流暢，且可減少磁氣阻抗，其結果，可改善變壓器的效率。
如上述般，若根據本發明的實施例，則在變壓器1000A、1000B中，鐵心60a、60b、60的製造時，可改善連接積層複數片非晶質薄板材等的磁性材的薄板而成的區塊狀積層體的長度方向的前端部與終端部時的作業性。並且，在鐵心60a、60b、60的磁氣電路中，可使磁束的流動流暢的同時，可抑制磁氣阻抗的增大。其結果，可取得製作容易且確保性能的變壓器。
另外，在上述實施例是將區塊狀積層體的全部設為使其長度方向的前端部與終端部對頂而連接成環狀構造，但亦可將一部分的區塊狀積層體設為使其長度方向的前端部與終端部互相重疊(overlap)連接成環狀構造。此情況也是可取得與上述實施例的情況同樣的作用‧效果。
圖21是表示作為本發明的實施例之變壓器所使用的鐵心構成圖。
在圖21中，60A是積層複數片非晶質材的薄板而成的鐵心，65是被卷於鐵心1A的直線狀部分之紙等的薄板狀絕緣構件，61是在鐵心60A中被塗佈於磁性材的薄板的積層端面之熱硬化性或光硬化性的塗佈材。該塗佈材會被塗佈於鐵心60A的角落部。藉由該構成，可防止非晶質材的薄板的破片飛散。特別是角落部為薄板狀絕緣構件不纏繞地塗佈熱硬化性或光硬化性的塗佈材的構成，所以作業性會被改善。
圖22是表示作為本發明的實施例之變壓器所使用的其他鐵心構成圖。
在圖22中，60B是積層複數片非晶質材的薄板而成的鐵心，71是在鐵心60B中被塗佈於磁性材的薄板的積層端面之熱硬化性或光硬化性的塗佈材。該塗佈材會被塗佈於鐵心60B的薄板的積層端面的全體。藉由該構成，可防止非晶質材的薄板的破片飛散。因為是塗佈熱硬化性或光硬化性的塗佈材的構成，所以作業性會被改善。
圖23A及圖23B是表示作為本發明之一實施例的變壓器的其他構成圖。
在圖23A及圖23B中，60是被積層非晶質材的薄板而成的鐵心，62a、62b是線圈，80是兩端開放的袋狀絕緣材，90是將該袋狀的絕緣材80固定於鐵心60的繩帶。在以袋狀的絕緣材80來覆蓋鐵心60的外面之後，使該鐵心60與該袋狀的絕緣材80一起通過線圈62a、62b的中心孔內(圖23A)，然後，連接該鐵心60的兩端而成環狀鐵心，該鐵心60的連接部也以袋狀的絕緣材80來覆蓋，且以繩帶來將該袋狀的絕緣材80的兩端部固定於鐵心60(圖23B)。若根據該構成，則可在簡易的構成下，確實地防止非晶質材的薄板的破片飛散。另外，亦可將鐵心60的外面設為：取代上述袋狀的絕緣材80，而以薄板狀的熱硬化性樹脂來覆蓋的構成，藉由此構成也可防止非晶質材的薄板的破片飛散。
圖24是表示作為本發明之一實施例的變壓器的另外 其他的構成圖。本變壓器是具有以保持構件來保持鐵心的構成。
在圖24中，60A1、60B1是非晶質材的薄板被積層成環狀的內鐵心，60C1是同樣非晶質材的薄板被積層成環狀，包圍內鐵心60A1、60B1的外側之外鐵心，70A是設於內鐵心60A1的下部邊之連接部，70B是設於內鐵心60B1的下部邊之連接部，70C是設於外鐵心60C1的下部邊之連接部，62是線圈，65a、65b、65c是分別為平板狀的保持構件。連接部70A、70B、70C是分別為非晶質材的薄板的長度方向的前端部與終端部或該薄板的集合體(區塊狀積層體)的長度方向的前端部與終端部彼此對頂或重疊的構成。保持構件65a是被配於外鐵心60C1的上部邊的內周面上，保持該外鐵心60C1，特別是支撐該外鐵心60C1的上部邊的自重，抑制該自重造成該外鐵心60C1本身變形的同時，也抑制該自重造成內鐵心60A1、60B1的上部邊或側邊的變形。保持構件65b是被配於內鐵心60A1、60B1的下部邊的外周面上，保持該內鐵心60A1、60B1，抑制該內鐵心60A1、60B1的自重及線圈62的自重、或該內鐵心60A1、60B1的自重及線圈62的自重以及上述外鐵心60C1的上部邊的自重之合荷重造成該內鐵心60A1、60B1的下部邊變形，尤其是連接部70A、70B的變形或破壊的發生。保持構件65c是被配於外鐵心70C1的下部邊的外周面上，保持該外鐵心60C1，抑制該外鐵心60C1的自重與內鐵心60A1、60B1的自重與線圈62的自重之合荷重造成該外鐵 心60C1的下部邊的變形，尤其是連接部70C的變形或破壊的發生。如此，若根據本構成，則可抑制內鐵心60A1、60B1、外鐵心60C1的變形、或各連接部70A、70B、70C的變形或破壊的發生，取得強度及性能方面安定的變壓器。
圖25A及圖25B是表示作為本發明之一實施例的變壓器的另外其他構成圖。本實施例的變壓器是具有以板狀的補強構件來補強線圈的構成。圖25A、及圖25B皆是表示本實施例的變壓器之一部分的要部構成，圖25A是線圈與通過其中心孔內的鐵心的平面圖，圖25B是圖25A的構成的側面圖。
在圖25A及圖25B中，60是積層非晶質材等的磁性材的薄板而成的鐵心，60D1、60D2、60D3、60D4是構成鐵心60之被分割的鐵心，鐵心60是被分割於磁性材的寬度方向及積層方向的兩方向，形成4個獨立的磁氣電路之鐵心(以下稱為被分割的鐵心)，62筒狀的線圈，68是以非磁性材構成，在外周部被纏繞線圈62的圓筒狀的卷框，67a、67b、66a、66b、66c、66d是分別被配於卷框68內，補強線圈62的板狀的補強構件。補強構件67a是配置於所被分割的鐵心60D1、60D2的彼此間及所被分割的鐵心60D3、60D4的彼此間，且在上述卷框68其兩端面會被抵接於該卷框68的內周面。並且，補強構件67b是被配置於所被分割的鐵心60D1、60D4的彼此間及所被分割的鐵心60D2、60D3的彼此間，與上述補強構件67a正交，且在上述卷框68內其兩端面會被抵接於該卷框68的內周 面。而且，補強構件66a是在鐵心60D1、60D2與卷框68的內周面之間與補強構件67b平行配置，其兩端面會被抵接於該卷框68的內周面，補強構件66c是在鐵心60D3、60D4與卷框68的內周面之間與補強構件67b平行配置，其兩端面會被抵接於該卷框68的內周面，補強構件66b是在鐵心60D2、60D3與卷框68的內周面之間與補強構件67a平行配置，其兩端面會被抵接於該卷框68的內周面，補強構件66d是在鐵心60D1、60D4與卷框3的內周面之間與補強構件67a平行配置，其兩端面會被抵接於該卷框68的內周面。補強構件67a、67b、66a、66b、66c、66d是分別藉由其兩端面抵接於該卷框68的內周面來經由卷框68補強線圈62。補強構件67a、67b、66a、66b、66c、66d亦可用磁性材構成。
上述鐵心60是至少在貫通上述卷框68的部分，對應於該圓筒狀的卷框68的內周面的曲率半徑，在該鐵心60的內周側及外周側所被積層的磁性材會比在該鐵心60的中央部側所被積層的磁性材更縮小其板寬。亦即，上述所被分割的鐵心60D1、60D4是至少在貫通上述卷框68的部分，被積層於補強構件66d側的磁性材100D1i、100D4i會比被積層於補強構件67a側的磁性材更縮小其板寬，且上述被分割的鐵心60D2、60D3是至少在貫通上述卷框68的部分，被積層於補強構件66b側的磁性材100D2e、100D3e會比被積層於補強構件67a側的磁性材更縮小其板寬。
在該構成中，可藉由補強構件67a、67b、66a、66b、 66c、66d來確實地補強線圈62，可使變壓器的可靠度提升。特別是在補強構件67a、67b、66a、66b、66c、66d使用磁性材時，可使鐵心60的磁氣電路的剖面積實質地增大，通過磁氣電路內的磁束量會增大，變壓器的特性會提升。並且，藉由上述構成，亦即被積層於環狀鐵心60的內周側及外周側的磁性材會對應於卷框68的內周面的曲率半徑，比被積層於該鐵心60的中央部側的磁性材更縮小其板寬，可增加磁性材的積層片數，藉此照樣可使鐵心60的磁氣電路的剖面積增大，減少磁氣電路的磁氣阻抗來使磁氣電路內的磁束量增大，可使變壓器的特性提升。另外，使此被積層於環狀鐵心的內周側及外周側的磁性材的板寬對應於卷框的內周面的曲率半徑而比其他部分的磁性材的板寬更窄的構成亦可適用於卷框為圓筒狀以外者時，或不是鐵心被分割的鐵心時等。
其次，利用圖面來針對(4)有關非晶質變壓器的鐵心保護的發明進行說明。
本發明是覆蓋鐵心的保護構件是由絕緣構件所構成，成為覆蓋鐵心的周圍之箱形構造，與作業台的接觸面是以一片板形成。另外，保護材之以虛線所示的線是表示折彎成形時的折彎線。
〔實施例6〕
圖26A~圖26D是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例6，將從鐵心包裝作業到線圈挿入作業為止設成立體圖 來顯示的作業圖。
鐵心保護材81a1是由預先以能夠組裝成箱形的方式裁定尺寸的絕緣構件所構成，在與作業台接觸的面以鐵心保護材81a1彼此間的連接部不會位置的一片板形成。在鐵心保護材81a1的中央貼附配置有鐵心窗內面用的保護材81a2等。在如此構成的鐵心保護材81a1上載置非晶質鐵心82a。鐵心窗內面用的保護材81a2是被安裝於非晶質鐵心82a的鐵心窗內(圖26A)。
將退火時裝上的成形芯具從非晶質鐵心82a後，使鐵心保護材81a1在非晶質鐵心82a的周圍折彎成形為箱形。此時，非晶質鐵心82a是一度分離接合部，使往旁置的線圈83a，83a滑動挿入(圖26B)。鐵心保護材81a1是將接合部一度被分離的非晶質鐵心82a的打開後的展開部82a1，82a1的周圍也被折彎成形。因此，在非晶質鐵心82a插入線圈83a，83a時，包圍展開部82a1，82a1的鐵心保護材81a3不會有干擾線圈83a，83a的情形。
非晶質鐵心82a插入至線圈83a，83a後，打開被折彎成形於非晶質鐵心82a的展開部82a1，82a1內側的鐵心保護材81a3(圖26C)，再度接合非晶質鐵心82a的兩展開部82a1，82a1。被再接合的兩展開部82a1，82a1的周圍折彎組裝有被展開的鐵心保護材81a3，覆蓋被再接合的接合部，而連接固定保護材彼此間(圖26D)。
插入至線圈83a，83a時，鐵心保護材81a3是覆蓋鐵心的接合部一旦被展開形成的展開部82a1，82a1，發揮保 護成為前端來插入至線圈83a，83a的展開部82a1，82a1的作用。並且，鐵心保護材81a3可確保非晶質鐵心82a與線圈83a，83a間的絕緣距離，在非晶質鐵心82a與線圈83a，83a間不必插入別的絕緣材。而且，鐵心保護材81a3因為尺寸拿捏容易，所以不會有使非晶質鐵心82a變形的情形，可往線圈83a，83a插入。
若根據上述實施例6，則因為非晶質鐵心82a是藉由鐵心保護材81a1，81a2來覆蓋全周圍，所以可取得一種可在壓制作業時間或製造成本的狀態下，防止非晶質材的破片飛散至變壓器內部的非晶質鐵心變壓器。並且，在將鐵心保護材81a1，81a2成形為箱形時，鐵心保護材彼此間的連接部不是配置於與作業台接觸的面，而是被旁置的鐵心82a的側面、鐵心窗內面或上面，因此鐵心保護材彼此間的連接作業極簡單。
〔實施例7〕
圖27A及圖27B是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例7，將鐵心包裝作業與線圈挿入後設成立體圖來顯示的作業圖。
如圖27所示，鐵心保護材是由下部81b1及上部81b2所構成。鐵心保護材的下部81b1是以預先能夠組裝成箱形下部的方式裁定尺寸的一片板，貼附有被嵌入非晶質鐵心82a的鐵心窗內面的保護材81b3。在鐵心保護材的下部81b1上載置非晶質鐵心82a，取出退火時裝上的成形芯具 之後，蓋上鐵心保護材的上部81b2(圖27A)。鐵心保護材的下部81b1與上部81b2是沿著非晶質鐵心82a的表面來折彎成形，在非晶質鐵心82a的側面彼此連接而形成箱形。如此，鐵心保護材的下部81b1與上部81b2的連接部並非是配置於非晶質鐵心82a所被載置的作業台的接觸面，而是非晶質鐵心82a的側面，可極簡單地進行連接作業。
一度分離非晶質鐵心82a的接合部，使被展開的非晶質鐵心82a往旁置的線圈83a，83a滑動而挿入。挿入時，鐵心接合部的保護材81b1，81b2是發揮飽佈非晶質鐵心82a的要接合部的作用。所被展開的展開部82a1，82a1再接合，更在該接合部的周圍有保護材81b1，81b2被折彎形成且被連接，藉此非晶質鐵心82a的全周會無間隙地以保護材81b1，81b2所覆蓋(圖27B)。並且，鐵心保護材81b1，81b2可確保非晶質鐵心82a與線圈83a，83a間的絕緣距離，不必另外插入絕緣材至非晶質鐵心82a與線圈83a，83a間。而且，鐵心保護材81b1，81b2因為尺寸拿捏容易，所以不會有使非晶質鐵心82a變形的情形，可往線圈83a插入。
若根據實施例7，則因為非晶質鐵心2a是藉由鐵心保護材81b1，81b2來覆蓋全周圍，所以可取得一種可在壓制作業時間或製造成本的狀態下，防止非晶質材的破片飛散至變壓器內部的非晶質鐵心變壓器。特別是接合部可限於側面及非晶質鐵心窗內面，因此可極簡單地進行鐵心保 護材彼此間的連接作業。
〔實施例8〕
圖28A及圖28B是本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例8，將鐵心包裝作業及線圈挿入後設成立體圖來顯示的作業圖。
如圖28A所示，鐵心保護材是具備由預先以能夠組裝成箱形的方式載定尺寸且不在與作業台接觸的面配置連接部之底面的一片板所構成的底面保護材81c1、及從底面保護材81c1延伸配置在鐵心82a與線圈83a間的接觸面的接觸面保護材81c2、及被嵌入鐵心窗內面的鐵心窗內面用保護材81c3、及配置在鐵心接合部的側面的接合部側面用保護材81c4。且在鐵心保護材貼附有絕緣材84d，84e等，其係覆蓋以該鐵心保護材未能完全覆蓋的鐵心82a表面。
往在一片板的鐵心保護材81c1貼上鐵心窗內面的鐵心保護材81c3及絕緣材84d，84e的鐵心保護材上裝載非晶質鐵心82a。鐵心保護材81c3是被安裝於非晶質鐵心82a的窗內面(圖28A)。在往非晶質鐵心82a之鐵心保護材81c1~81c4的包裝作業後，一度分離非晶質鐵心82a的接合部，使以鐵心保護材81c1~81c4覆蓋且展開的非晶質鐵心82a往旁置的線圈83a滑動挿。挿入時，鐵心接合部側面的保護材81c4是發揮保護在接合部被展開下形成的鐵心的展開部82a1，82a1之作用。挿入後，打開保護材81c4的內側部分再接合鐵心82a的展開部82a1，82a1，然 後，鐵心接合部側面的保護材81c4會折彎而連接固定，無保護材之處是以絕緣材84e來包裝(圖28B)。此時，非晶質鐵心保護材81c1~81c4可確保鐵心82a與線圈83a，83a間的絕緣距離，不必往非晶質鐵心82a與線圈83a，83a間插入絕緣材。而且，鐵心線圈接觸面的鐵心保護材81c2因為尺寸拿捏容易，所以不會有使非晶質鐵心82a的變形的情形，可往線圈83a，83a挿入。
若根據實施例8，則因為非晶質鐵心82a是藉由鐵心保護材81c1~81c4來無間隙覆蓋全周圍，所以可取得一種可在壓制作業時間或製造成本的狀態下，防止非晶質材的破片飛散至變壓器內部的非晶質鐵心變壓器。特別是可將鐵心保護材的強度設成必要最小限度，可更削減材料成本。
〔實施例9〕
在上述各實施例中是說明有關單相非晶質鐵心變壓器時，但本發明並非限於單相非晶質鐵心變壓器。圖29A~圖29F是表示本發明之非晶質鐵心變壓器的實施例9的立體作業圖。在圖29A~圖29F是顯示三相非晶質鐵心變壓器之內外兩鐵心的鐵心保護材、鐵心包裝作業。內鐵心82b的鐵心保護材81d1是預先以能夠組裝成箱形的方式載定尺寸且不在與作業台接觸的面配置連接部之底面的一片板。保護材81d3是被嵌入鐵心窗內面的保護材(圖29A)。若根據實施例9，則是展開非晶質卷鐵心82a的 接合部，留下展開部82b1，82b1的部分來折彎形成保護材，在覆蓋非晶質卷鐵心82a的大部分之狀態(圖29B)對應於非晶質卷鐵心82a的角落部，只在下面及上面留下突出構造81d2(僅以1處為代表附上符號)。藉由突出構造81d2，可使內鐵心82b如後述般與外鐵心82c的組合成為可能。
外鐵心82c的包裝作業的狀態是如圖29C及圖29D所示。保護材81e1是概略四角形，在中央形成有，在四角落形成有缺口。在用以將外鐵心82c覆蓋成箱形之一片板的鐵心保護材81e1上載置外鐵心82c(圖29C)，在外鐵心82c的周圍將保護材81e1折彎成形為箱形。然後，外鐵心82c是接合部會一度被展開(圖29D)。在外鐵心82c的角落部形成有圓弧部，但在折彎成形保護材81e1時通常是被折彎成直角，所以對應於外鐵心82c的角落部，保護材81e1在外側是形成突出構造81e3，在內側是形成外鐵心82c的圓弧部露出的內側角落81e2，81e2。
在三相三腳非晶質鐵心插入線圈後的立體圖為圖29E及圖29F所示。將以保護材81d1~保護材81d3所覆蓋之圖29B所示的二個內鐵心82b，82b從旁插入至三個的線圈83b，83b，83b，且將圖29D所示的外鐵心82c插入至兩外側的線圈83b，83b。然後，再度接合內鐵心82b，82b及外鐵心82c的展開部82b1，82b1及82c1，82c1，將鐵心保護材81d1，81d1，81e1折彎成形而組裝覆蓋再接合的接合部，且將覆蓋接合部的保護材予以互相連接而固定。
此時，外鐵心82c的四角落的圓弧部是適合二個併置的內鐵心82b，82b的四角落的接觸面的圓弧部，包圍內鐵心82b的周圍。並且，在內鐵心82b，82b的下面與上面保護材突出至外側而形成的突出構造81d2是在內鐵心82b，82b彼此間相鄰的圓弧部間覆蓋該等的間隙而連接的同時也與鐵心保護材81e1連接，對外鐵心82c的四角落是嵌合於在該等的內側露出的各內側角落81e2而連接，所以保護材彼此間81d1，81d1，81e1可無間隙組合。所以，非晶質鐵心82a，82c是藉由鐵心保護材81d1~81d3，81e1來無間隙覆蓋全周圍，因此與上述實施例同樣的作業方法下顯示可抑制作業時間及製造成本且同等的效果，可取得能夠防止非晶質材的破片飛散之非晶質鐵心變壓器。
並且，在上述實施例中，鐵心保護材的展開圖或接合部是只要符合不配置於與作業台接觸的面之條件，即使是上述實施例以外的形狀及地方也無妨。
〔實施例10〕
其次，利用圖面來說明(5)有關變壓器的線圈卷框。
圖32~圖39是表示本發明的線圈卷框及使用彼之變壓器的說明圖。
參照圖32及圖33來說明有關本發明的變壓器的實施例10。圖32是表示本發明的變壓器的實施例10的橫剖 面圖。圖33是使用於圖32所示的變壓器之線圈卷框的外觀圖。以下，在實施例11~實施例13中，圖面所使用的構成要素的符號也是使用共通者。
在圖32所示的變壓器的實施例10中，變壓器是具備鐵心90、及被卷於鐵心90的線圈89。線圈89是由內側卷線93及經由主絕緣來同心狀地卷繞於其外側的外側卷線94所構成。鐵心90可例如多層卷繞非晶質磁性薄帶來形成，但並非限於此。在內側卷線93的更內側設有線圈卷框88a。在線圈卷框88a是以不會形成磁力線迴路的方式設置卷框構件絕緣部91。鐵心90的鐵心特性，特別是在使用非晶質卷鐵心時對應力敏感，因此以力量不會從線圈卷框88a作用於鐵心90的方式，在鐵心90與線圈卷框88a之間是在鐵心90的四個側面插入間隔物92。
在變壓器的構造中，若線圈卷框為剖面長方形的形狀，則例如在變壓器的負荷側發生短路而於線圈89產生短路電流時，在內側卷線93是電磁機械力會作用於內側方向，以線圈卷框會在內側亦即鐵心90側凹陷的方式產生挫曲。線圈卷框88a的挫曲是比起剖面短邊側，位於剖面長邊側的側面比較會以其中央部凹陷的形態產生。一旦在線圈卷框88a產生挫曲，則線圈89會受到變形，且鐵心90會因為此挫曲而被壓迫，使鐵損或激磁電流惡化。
本發明為了防止如此的線圈卷框的挫曲，而使用形成剖面弓狀的形狀之線圈卷框88a。圖33是使用於圖32所示的變壓器的線圈卷框88a的外觀圖。如圖32及圖33所 示，線圈卷框88a是特別容易發生挫曲的剖面長邊側的線圈卷框部95a，95a會形成往外側膨脹的剖面弓狀。藉由如此的剖面弓狀的形狀，在線圈卷框部95a，95a會被賦予欲使其中央部凹陷至鐵心90的阻力。亦即，為了使在線圈卷框部95a，95a產生往內側凹陷的挫曲，需要反抗此外側形成弓形的膨脹而使變形的程度之大的力量，這顯示挫曲強度被提高。有關剖面短邊側的線圈卷框部95b，95b因為挫曲本身比較難發生，所以形成平坦面。弓狀的線圈卷框88a的挫曲強度相較於以往的矩形線圈卷框，可使提高約30%。
〔實施例11〕
參照圖34及圖35來說明有關本發明的變壓器的實施例11。圖34是表示本發明的變壓器的第11實施例的橫剖面圖。圖35是使用於圖34所示的變壓器之線圈卷框的外觀圖。在實施例11中是對線圈卷框88b施以壓出加工96c，其他的構造則是與實施例10同樣。如圖35所示，壓出加工96c是在容易產生挫曲需要挫曲強度的剖面長邊側的線圈卷框部96a，96a施以複數處。線圈卷框部96a，96a是在其中央部欲產生往內側凹陷的狀態之挫曲時，雖會接受彎曲變形，但壓出加工96c發揮抗拒此彎曲的作用，使線圈卷框88b的挫曲強度提升。
施以此壓出加工後的線圈卷框88b的挫曲強度相較於以往的矩形線圈卷框，提升約60%。又，由於挫曲強度會 依壓出加工的形狀而變化，因此可配合從內側卷線93發生的電磁機械力來決定壓出加工的加工形狀。
〔實施例12〕
參照圖36及圖37來說明有關本發明的變壓器的實施例12。圖36是表示本發明的變壓器的實施例12的橫剖面圖。圖37是使用於圖36所示的變壓器的線圈卷框的外觀圖。在實施例12中是將線圈卷框88c設為圓筒，在中空部分設置支柱98，98者，其他構造則與實施例10同樣。線圈卷框88c雖輪郭為圓筒，但是在等間隔的4處藉由絕緣部91來形成不連續。線圈卷框88c及支柱98，98是金屬板製，線圈卷框88c是在以絕緣部91為中心周圍離45度的角度位置藉由焊接來對支柱98，98的側端連接，有關支柱98，98也是例如藉由焊接來組成十字形製造。另外，因為鐵心90是填滿線圈卷框88c內的空間，所以組合大型(大面積)部分與小型(小面積)部分來構成。有關間隔物92也是在大型及小型部分對向於線圈卷框88c的內面之較廣的部分配置。
圓筒的線圈卷框88c是由四個圓筒片狀的線圈卷框97a，97b，97c，97d所構成，各線圈卷框97a~97d是朝外側膨脹的弓形形狀，所以對起因於壓縮方向的力量而朝內側挫曲的強度強，加上藉由組成十字形的支柱98，98來從內側補強，所以挫曲強度會更提升。設置支柱98，98並非只是使挫曲強度提升，組裝時也有助於改善在線圈 89插入鐵心90的作業性。
〔實施例13〕
參照圖38及圖39來說明有關本發明的變壓器的實施例13。圖38是表示本發明的變壓器的實施例13的橫剖面圖。圖39是使用於圖38所示的變壓器的線圈卷框的外觀圖。在實施例13中，是與實施例10同樣，線圈卷框88d是膨脹至外側的弓狀的形狀，且與實施例11同樣，對長邊側的線圈卷框部99a，99a施以朝外側的複數的壓出加工99c。
本發明的變壓器並非只限於圖32~圖37那樣各個的線圈卷框構造，例如圖38及圖39那樣，亦可適用於施以壓出加工的弓狀線圈卷框等的組合構造。又，亦可對實施例12所示的圓筒形狀的線圈卷框施以實施例11所示的壓出加工。
其次，利用圖面來說明有關(6)外鐵式非晶質變壓器的發明。
〔實施例14〕
將外鐵式非晶質模具變壓器的實施例14顯示於圖41A~圖41C。圖41A是外鐵式非晶質模具變壓器的正面圖，圖41B是其側面圖，圖41C是其上面圖。具有圖41A~圖41C所示的三相5腳卷鐵心構造之非晶質模具變壓器，主要是由內鐵心110、外鐵心111、一次線圈2U、 2V、2W、二次線圈20u、20v、20w、一次端子30U、30V、30W、二次端子31u、31v、31w、線圈支撐物132、鐵心支撐物133、上部金屬零件141、下部金屬零件142、側部金屬零件143等所構成。
由於電性分離後的一次線圈2U、2V、2W與二次線圈20u、20v、20w為藉由內鐵心110及外鐵心111來磁性結合的狀態，因此一次線圈與二次線圈的卷數比會原封不動形成電壓比而被電壓變換。最標準的高壓受配電用變壓器是在一次端子30U、30V、30W接受6600V，在二次端子31u、31v、31w誘發電壓210V。變壓器使用者是在二次端子31u、31v、31w連接負荷來使用。
內鐵心110及外鐵心111是經由鐵心支撐物133來載於一次線圈2U、2V、2W與二次線圈20u、20v、20w。一次線圈2U、2V、2W與二次線圈20u、20v、20w是經由線圈支撐物132來載於下部金屬零件142。下部金屬零件142是經由螺栓連接來對側部金屬零件143接合(圖示的例子是在各連接處使用6根的螺栓34H，34L來連接)，側部金屬零件143是藉由同樣的螺栓連接來對上部金屬零件141接合。上部金屬零件141更在外部具備吊掛用的吊耳41a。因此，內鐵心110及外鐵心111的荷重與一次線圈2U、2V、2W及二次線圈20u、20v、20w的荷重是經由下部金屬零件142、側部金屬零件143及上部金屬零件141來傳至吊耳41a，變壓器本體是藉由吊耳41a來吊掛支持的構造。
在高壓受配電用非晶質變壓器中，因為內鐵心110及外鐵心111是積層約0.025mm的非晶質薄帶來構成的非晶質鐵心，所以剛性極低。因此，如三相5腳卷鐵心構造那樣，在非晶質鐵心的腳部位於線圈的外側之外鐵式非晶質變壓器中，因輸送時的振動等，外鐵心腳部的外側部分(與配置於線圈內的側相反側的腳部)恐有接觸或接近於高壓的一次線圈之虞。由於一次線圈表面形成數千伏特，鐵心被接地形成零電位，因此當一次線圈-外鐵心腳部間距離5無法充分確保時，恐有引起絕緣不良之虞。
根據圖42A~圖42C來說明本發明的外鐵式非晶質變壓器(實施例14)。圖42A~圖42C是表示外鐵式非晶質變壓器的立體圖，圖42A是表示其側部金屬零件，圖42B是表示使用於該側部金屬零件的鐵心保持板，圖42C是表示具備鐵心保持板的側部金屬零件。實施例14是不使用鐵心罩10a、11a，具備用以將一次線圈-外鐵心腳部間距離5確保所定的距離之側部金屬零件的構造。
圖42A是變壓器組裝前的側部金屬零件143，由箭號171來看時呈「字」形狀的鐵製構件。具有此「字」形狀的側部金屬零件143是由：形成變壓器的側面之主面板部161、及與主面板部161垂直連接的二個側面板部162，163所構成。在主面板部161的上邊及下邊的各個附近形成有通孔143a1，143a2。通孔143a1是用以使連接上部金屬零件141與側部金屬零件143的螺栓34H(參照圖41A)挿通者，通孔143a2是用以使連接下部金屬零件 142與側部金屬零件143的螺栓34L(參照圖41A)挿通者。
在二個的側面板部162，163，在與和主面板部161垂直連接的連接邊呈相反側的邊的附近，沿著該邊形成有複數個細長的長方形通孔143b1，143b2。通孔143b1，143b2是在與主面板部161垂直且對通過主面板部161的深度方向的中央的面160成對稱的位置設置同數量。
在本實施例，通孔143b1，143b2是分別在側面板部162，163各具備3個，其數量越增加，或長方形通孔的長邊的長度152越長，可確保一次線圈-外鐵心腳部間距離105的安全性越會增加。
從通孔143b1，143b2到主面板部161的最短距離151是設定成比鐵心的積厚153(參照圖45A)更長。因此，可在以主面板部161及二個的側面板部162，163所包圍且以距離151所示之處的內側配置外鐵心腳部11c。在通孔143b1，143b2中，圖42B所示的鐵心保持板144會如圖41A及圖42C所示穿過。鐵心保持板144是以側部金屬零件143不會形成電流流動的迴路之方式，設為絕緣材製。在圖42C雖省略了外鐵心腳部11c的圖，但實際在主面板部161與鐵心保持板144之間配置有外鐵心腳部11c。鐵心保持板144的長度154是與二個側面板部162，163間的長度155相同或更長，在通孔143b1，143b2之處以矽橡膠等的黏著劑來固定鐵心保持板144。藉由本構成，可將一次線圈-外鐵心腳部間距離105確保 所定的距離。
〔實施例15〕
根據圖43A~圖43C來說明本發明之外鐵式非晶質變壓器的別例(實施例15)。圖43是表示外鐵式非晶質變壓器的別例的立體圖，圖43A是表示其側部金屬零件，圖43B是表示使用於該側部金屬零件的鐵心保持板，圖43C是表示具備鐵心保持板的側部金屬零件。
圖43(A)所示的金屬零件是實施例15的變壓器組裝前的側部金屬零件145，由箭號172來看時呈「字」形狀的鐵製構件。具有此「字」形狀的側部金屬零件143是由：形成變壓器的側面之主面板部161、及與主面板部161垂直連接的二個側面板部162，163所構成。在主面板部161的上邊及下邊的各個附近形成有通孔143a1，143a2。通孔143a1是用以使連接上部金屬零件141與側部金屬零件145的螺栓34H(參照圖41A)挿通者，通孔143a2是用以使連接下部金屬零件142與側部金屬零件145的螺栓34L(參照圖41A)挿通者。
側部金屬零件145所具備的側面板部162，163的寬度方向長度156是設定成比鐵心積厚153(參照圖45)更長。因此，在以主面板部161及二個側面板部162，163所包圍之處的內側可配置外鐵心腳部11c。在側部金屬零件145中未形成字的一邊(二個側面板部162，163的前端間的邊)是配置有圖43(B)所示之絕緣性的鐵心保 持板146。以鐵心保持板146及側部金屬零件145來如圖43(C)所示般覆蓋外鐵心腳部11c。圖43(C)是省略外鐵心腳部11c的圖。鐵心保持板146的高度方向長度57H是與從鐵心窗內高度53H減去窗內角落部半徑53R的2倍長度後的直線部長度相同或更短的長度，且鐵心保持板146的寬度方向長度57W是與側面板部162，163間的長度155相同或更長。鐵心保持板146是以矽橡膠等的黏著材來固定於側部金屬零件45，或以膠帶82(圖43(C))來連同側部金屬零件145一起在高度方向卷繞3處加以固定。可藉由本構成來將一次線圈-外鐵心腳部間距離5確保所定的距離。
〔實施例16〕
根據圖44A~圖44C來說明本發明之外鐵式非晶質變壓器的另外別的例(實施例16)。圖44A~圖44C是表示外鐵式非晶質變壓器的另外別的例的立體圖，圖44A是表示其側部金屬零件，圖44B是表示使用於該側部金屬零件的鐵心保持構件，圖44C是表示具備鐵心保持板的側部金屬零件。
圖44A所示的金屬零件是實施例16的變壓器組裝前的側部金屬零件47，為一片板狀的鐵製構件。在上邊附近所形成的通孔43a1是用以使連接上部金屬零件141與側部金屬零件147的螺栓34H(參照圖41A)挿通者，在下邊附近所形成的通孔43a2是用以使連接下部金屬零件 142與側部金屬零件147的螺栓34L(參照圖41A)挿通者。
圖44B所示的構件是保持實施例16的外鐵心的腳部之鐵心保持構件148，由箭號173來看時呈「字」形狀。鐵心保持構件148是由板狀的絕緣構件148A，148B，148C所構成，該等是以矽橡膠等的黏著劑等來固定而形成「字」形狀。絕緣構件148B，148C的寬度方向長度158是比鐵心積厚153(參照圖45A)長。鐵心保持構件148的高度方向長度158H是與從鐵心窗內高度153H減去窗內角落部半徑53R的2倍長度後的直線部長度相同或更短的長度，且絕緣構件148A的寬度方向長度158W是與側部金屬零件147的寬度方向長度159相同或更短。側部金屬零件147與鐵心保持構件148是如圖44C所示般配置，在以該等所覆蓋之處配置外鐵心腳部11c。圖44C是省略外鐵心腳部11c的圖。側部金屬零件147與鐵心保持構件148是以矽橡膠等的黏著材所固定，或以膠帶183(圖44C)來連同側部金屬零件147一起在高度方向卷繞3處加以固定。可藉由本構成來將一次線圈-外鐵心腳部間距離5確保所定的距離。
3‧‧‧卷鐵心
11~14‧‧‧透磁率不同的磁性材料

Claims (2)

  1. 一種非晶質鐵心變壓器，係具有非晶質材的鐵心之非晶質鐵心變壓器，其特徵係具備：環狀的鐵心，其係積層複數片長方形狀的非晶質材的薄板而成的區塊狀積層體會被積層複數層，各區塊狀積層體的長度方向的前端面與終端面會被對頂或重疊；薄板狀的非磁性的絕緣材，其係設在形成上述鐵心的內周側鐵心部分之環狀的第1區塊狀積層體群的內周、及形成外周側鐵心部分之環狀的第2區塊狀積層體群的外周、及該第1區塊狀積層體群與該第2區塊狀積層體群之間，上述鐵心係於將變形防止用治具分別安裝於上述內周側鐵心部分的內周部及上述外周側鐵心部分的外周部的狀態下被退火處理時，抑制起因於該變形防止用治具的熱膨脹係數與該鐵心的熱膨脹係數的差而在上述內周側鐵心部分及上述外周側鐵心部分產生應力，且吸收起因於該係數差而產生於上述鐵心內的應力；及線圈，其係使上述鐵心激磁。
  2. 一種非晶質鐵心變壓器的製造方法，其係具有非晶質材的環狀的鐵心之非晶質鐵心變壓器的製造方法，其特徵係經由下列的步驟來製造線圈裝入前的狀態的鐵心，第1步驟，其係積層複數片長方形狀的非晶質材的薄板，形成對應於上述鐵心的厚度方向位置的各周長之長度的區塊狀積層體；第2步驟，其係將上述區塊狀積層體複數積層而形成 區塊狀積層體群時，在用以構成上述環狀的鐵心的內周側鐵心部分的第1區塊狀積層體群與用以構成外周側鐵心部分的第2區塊狀積層體群之間設置薄板狀的非磁性的絕緣材；第3步驟，其係將上述第1區塊狀積層體群、上述絕緣材及上述第2區塊狀積層體群，以該第1區塊狀積層體群為內側來捲繞於環狀化治具的周圍；第4步驟，其係將上述第1區塊狀積層體群的各區塊狀積層體的長度方向的前端面與終端面對頂或重疊而形成環狀的內周側鐵心部分，將上述絕緣材的長度方向的前端面與終端面對頂或重疊而形成環狀，將上述第2區塊狀積層體群的各區塊狀積層體的長度方向的前端面與終端面對頂或重疊而形成環狀的外周側鐵心部分；第5步驟，其係分別在上述環狀的內周側鐵心部分的內周部及上述環狀的外周側鐵心部分的外周部安裝變形防止用治具，或在上述環狀的內周側鐵心部分的內周部，兼用上述環狀化治具作為變形防止用治具，在上述環狀的外周側鐵心部分的外周部安裝變形防止用治具；第6步驟，其係退火處理上述薄板狀的非磁性的絕緣材設於內部且上述變形防止用治具安裝於外部的環狀的上述鐵心；及第7步驟，其係上述退火處理的終了後，解除上述內周側鐵心部分、上述絕緣材及上述外周側鐵心部分的環狀狀態，予以分別形成長度方向的兩端被開放的狀態， 在上述第5步驟中，上述變形防止用治具係分別於上述內周側鐵心部分的內周部、外周側鐵心部分的外周部，隔著被配置於鐵心表面的薄板狀的非磁性的絕緣材來安裝於鐵心。
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