(57)【要約】【課題】  鉄心の磁気特性を悪化させることなく、また、巻鉄心のラップ部の高さを抑え、コンパクト化を図ることができる変圧器を提供する。【解決手段】  巻鉄心１は、ブロックＢｍと、ブロックＢｍを構成する複数の磁性帯板Ｓで構成され、複数の磁性帯板のうち一つの磁性帯板は、その両端部が互いに重ね合わせて接合部分となるように巻回されており、複数のブロックのうち一つのブロックは、隣接する磁性帯板の接合部分に対し、外周側に重ねる磁性帯板ほど巻回方向へずらして複数積層されており、巻鉄心のブロックＢｍを構成する磁性帯板の数をＬとし、前記ブロックＢｍよりも外周側に隣接するブロックＢｍ＋1を構成する磁性帯板の数をＮとしたとき、少なくとも隣り合う１組のブロックにおける磁性帯板の数の関係がＬ＜Ｎとなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性帯板を複数環状に成形した巻鉄心と、励磁用コイルとを備える変圧器において、
前記巻鉄心は、複数のブロックＢｍと、前記ブロックＢｍを構成する複数の磁性帯板で構成され、
前記複数の磁性帯板のうち一つの磁性帯板は、その両端部が互いに重ね合わせて接合部分となるように巻回されており、
前記複数のブロックのうち一つのブロックは、隣接する磁性帯板の接合部分に対し、外周側に重ねる磁性帯板ほど巻回方向へずらして複数積層されており、
前記巻鉄心のブロックＢｍを構成する磁性帯板の数をＬとし、前記ブロックＢｍよりも外周側に隣接するブロックＢｍ＋1を構成する磁性帯板の数をＮとしたとき、少なくとも隣り合う１組のブロックにおける磁性帯板の数の関係がＬ＜Ｎであることを特徴とする変圧器。
【請求項２】
磁性帯板を複数環状に成形した巻鉄心と、励磁用コイルとを備える変圧器において、
前記巻鉄心は、複数のブロックＢｍと、前記ブロックＢｍを構成する複数の磁性帯板で構成され、
前記複数の磁性帯板のうち一つの磁性帯板は、その両端部が互いに重ね合わせて接合部分となるように巻回されており、
前記複数のブロックのうち一つのブロックは、隣接する磁性帯板の接合部分に対し、外周側に重ねる磁性帯板ほど巻回方向へずらして複数積層されており、
前記巻鉄心のブロックＢｍを構成する磁性帯板の数をＬとし、前記ブロックＢｍよりも外周側に隣接するブロックＢｍ＋1を構成する磁性帯板の数をＮとしたとき、磁性帯板の数の関係がＬ＜Ｎであることを特徴とする変圧器。
【請求項３】
前記巻鉄心の最内周のブロックを構成する磁性帯板の数が最も少なく、最外周のブロックを構成する磁性帯板の数が最も多いことを特徴とする請求項１ないし２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記接合部分は、外周側のブロックに位置するにつれてヨーク部の直線部の両端から、前記巻鉄心のコーナー部側に設けられていくことを特徴とする請求項１ないし３に記載の変圧器。
【請求項５】
前記接合部分は、外周側のブロックに位置するにつれてヨーク部の直線部の両端から、前記巻鉄心のコーナー部側へ、更に外周側のブロックに位置するにつれてコーナー部でもリム部側よりに設けられることを特徴とする請求項１ないし３に記載の変圧器。
【請求項６】
前記一つの磁性帯板は、一枚の磁性体鋼板もしくは、複数の磁性体薄板を積層して構成されていることを特徴とする請求項１ないし５に記載の変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材を多層に巻回した巻鉄心を有する変圧器に関し、特に鉄心のブロックの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連した従来技術として、例えば特許文献１の図７に示されるアモルファス変圧器においては、各積層体においてその両端をオーバーラップ（重ね合わせ）の構成としている。また図６においては、各積層体の両端においてはバットラップ（突き合せ）の構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３０９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の図７のオーバーラップ（重ね合わせ）方式の巻鉄心においては、バットラップ（突き合せ）方式に比べ、磁気特性が良いというメリットがあるが、逆に各積層体の両端を重ね合せているため、ヨーク部における巻鉄心の高さが高くなり、巻鉄心が大きくなるというデメリットがある。これは、アモルファスの積層体に限らず、珪素鋼板を１枚ずつ重ね合わせるオーバーラップ方式を用いた場合でも同様であり、巻鉄心の高さが高くなるというデメリットがある。
【０００５】
また、特許文献１の図６のバットラップ（突き合せ）方式の巻鉄心においては、オーバーラップ（重ね合せ）方式に比べ、ヨーク部における巻鉄心の高さを抑えることができ、巻鉄心のコンパクト化を図ることができるが、磁気特性が悪化するというデメリットがある。
【０００６】
本発明は、鉄心の磁気特性を悪化させることなく、また、巻鉄心のラップ部の高さを抑え、コンパクト化を図ることができる変圧器を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明は、磁性帯板を複数環状に成形した巻鉄心と、励磁用コイルとを備える変圧器を対象とし、巻鉄心は、複数のブロックＢｍと、ブロックＢｍを構成する複数の磁性帯板で構成され、複数の磁性帯板のうち一つの磁性帯板は、その両端部が互いに重ね合わせて接合部分となるように巻回されており、複数のブロックのうち一つのブロックは、隣接する磁性帯板の接合部分に対し、外周側に重ねる磁性帯板ほど巻回方向へずらして複数積層されており、巻鉄心のブロックＢｍを構成する磁性帯板の数をＬとし、ブロックＢｍよりも外周側に隣接するブロックＢｍ＋1を構成する磁性帯板の数をＮとしたとき、少なくとも隣り合う１組のブロックにおける磁性帯板の数の関係がＬ＜Ｎとなるものである。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、磁性帯板を複数環状に成形した巻鉄心と、励磁用コイルとを備える変圧器を対象とし、巻鉄心は、複数のブロックＢｍと、ブロックＢｍを構成する複数の磁性帯板で構成され、複数の磁性帯板のうち一つの磁性帯板は、その両端部が互いに重ね合わせて接合部分となるように巻回されており、複数のブロックのうち一つのブロックは、隣接する磁性帯板の接合部分に対し、外周側に重ねる磁性帯板ほど巻回方向へずらして複数積層されており、巻鉄心のブロックＢｍを構成する磁性帯板の数をＬとし、ブロックＢｍよりも外周側に隣接するブロックＢｍ＋1を構成する磁性帯板の数をＮとしたとき、磁性帯板の数の関係がＬ＜Ｎとなるものである。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１ないし２に記載された発明に加えて、巻鉄心の最内周のブロックを構成する磁性帯板の数が最も少なく、最外周のブロックを構成する磁性帯板の数が最も多いものである。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし３に記載された発明に加えて、接合部分は、外周側のブロックに位置するにつれてヨーク部の直線部の両端から、巻鉄心のコーナー部側に設けられていくものである。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし３に記載された発明に加えて、接合部分は、外周側のブロックに位置するにつれてヨーク部の直線部の両端から、巻鉄心のコーナー部側へ、更に外周側のブロックに位置するにつれてコーナー部でもリム部側よりに設けられるものである。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、請求項１ないし５に記載された発明に加えて、一つの磁性帯板は、一枚の磁性体鋼板もしくは、複数の磁性体薄板を積層して構成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、良好な磁気特性を得ることができ、かつ、巻鉄心のヨーク部における高さを抑えることができ、巻鉄心のコンパクト化を図ることができる。  
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における変圧器の巻鉄心とコイルとの構成を示したものである。
【図２】本発明の実施形態における変圧器の巻鉄心の下部ヨーク部における構成の正面図を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図１、２を用いて、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１において、１が巻鉄心であり、磁性帯板Ｓを複数積層し、環状に成形している。１１が巻鉄心１のリム部、１２が巻鉄心１の下部ヨーク部である。下部ヨーク部１２は巻鉄心１の磁性帯板Ｓの接合部分となる。また２が巻鉄心１を励磁するための励磁用コイルである。
【００１７】
図２において、巻鉄心１の下部ヨーク部１２の拡大正面図を示している。下部ヨーク部１２は、直線部１２ａとコーナー部１２ｂとで構成されている。
【００１８】
以下、巻鉄心１の構成について説明する。
【００１９】
巻鉄心１のＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・・Ｂｍ・・は、複数の磁性帯板Ｓで構成されるブロックを表している。ただし、ｍは巻鉄心１の最内周側のブロックからｍ番目に配置されているブロックを示す。
【００２０】
図２の一つの磁性帯板Ｓは複数の磁性体薄板（例えばアモルファス薄板を８枚程度）を積層して構成されている。もしくは一つの磁性帯板Ｓが、一枚の磁性体鋼板（例えば珪素鋼板）で構成されている場合も含まれる。
【００２１】
ここでブロックＢｍについて説明を行う。ブロックＢｍの最内周の磁性帯板をＳｍ１で表し、磁性帯板Ｓｍ１の隣り合う外周の磁性帯板をＳｍ２で表すように、ブロックＢｍは、内周周の磁性帯板から順に磁性帯板Ｓｍ１，Ｓｍ２・・・・ＳｍＬ（層数Ｌ）で構成される。１つの磁性帯板Ｓはその両端部が互いに重ね合わせて接合部分Ｒとなるように巻回されている。すなわち磁性帯板Ｓｍ１の両端部の接合部分をＲｍ１とすれば、磁性帯板Ｓｍ２・・・・ＳｍＬに対し、接合部分Ｒｍ２・・・・ＲｍＬがそれぞれ形成される。
【００２２】
またブロックＢｍ内において、外周側に重ねる磁性帯板Ｓの接合部分Ｒほど巻回方向へずれるように積層される。例えばブロックＢｍ内の磁性帯板Ｓｍ２の接合部分Ｒｍ２は、その内周の磁性帯板Ｓｍ１の接合部分Ｒｍ１よりも巻回方向へずれるように磁性帯板Ｓｍ２を巻回されており、同様に接合部分Ｒｍ３，Ｒｍ４・・・・においても外周側になればなるほど巻回方向へずれるように、各磁性帯板Ｓが巻回されている。
【００２３】
ここで図２では、最内周（ｍ＝１）のブロックＢ１の場合、Ｓ１１・・・・Ｓ１３（磁性帯板の数３）で構成され、ブロックＢ２は、磁性帯板Ｓ２１・・・・Ｓ２４（磁性帯板の数４）で構成され、ブロックＢ３は、磁性帯板Ｓ３１・・・・Ｓ３５（磁性帯板の数５）で構成される。すなわち、外周側のブロックになればなるほど、磁性帯板の数が増える構成となっており、ブロックＢｍ＋１が磁性帯板Ｓｍ＋１，１・・・・Ｓｍ＋１，Ｎ（磁性帯板の数Ｎ）で構成されているとすると、Ｌ＜Ｎの関係が成り立つ。
【００２４】
従来の巻鉄心では、常にＬ＝Ｎ、すなわち各ブロックの磁性帯板Ｓの数はどこも同じであったが、本発明では、外周側のブロックになればなるほど磁性帯板の数が多くなる構成となる。ただし全てのブロックに対し、外周側になればなるほど必ず磁性帯板の数が増えるという構成としなくとも、少なくとも１組の隣り合うブロックにおいて、Ｌ＜Ｎの関係が成り立てば良い。
【００２５】
次に接合部分Ｒについて説明を行う。
【００２６】
ブロックＢ１の最内周の磁性帯板Ｓ１１における接合部分Ｒ１１および、最外周の磁性帯板Ｓ１３における接合部分Ｒ１３は直線部１２ａの両端に設けられている。またブロックＢ２の最内周の磁性帯板Ｓ２１における接合部分Ｒ２１および、最外周の磁性帯板Ｓ２４における接合部分Ｒ２４はコーナー部１２ｂ（但し直線部１２ａ側寄り）に設けられている。さらにブロックＢ３の最内周の磁性帯板Ｓ３１における接合部分Ｒ３１および、最外周の磁性帯板Ｓ３５における接合部分Ｒ３５は、コーナー部１２ｂに設けられているが、接合部分Ｒ２１およびＲ２４に比べ、リム部１１側に設けられている。
【００２７】
すなわち本発明では、ブロックＢｍ＋１の最内周の磁性帯板Ｓｍ＋１，１における接合部分Ｒｍ＋１，１および、最外周の磁性帯板Ｓｍ＋１，Ｎにおける接合部分Ｒｍ＋１，Ｎは、その隣り合う内周側のブロックＢｍの最内周の磁性帯板Ｓｍ１における接合部分Ｒｍ１および、最外周の磁性帯板ＳｍＬにおける接合部分ＲｍＬに比べ、同じコーナー部１２ｂでもよりリム部１１側に設けられる。ただし全てのブロックにおいて前記示した関係を満たす必要はなく、少なくとも１組の隣り合うブロックで前記示した関係が成り立てば良い。
【００２８】
これは、内周側のブロックになればなるほどコーナー部１２ｂにおいては、磁性帯板の反発（巻鉄心１の径方向に対し、外側へ働こうとする）力が強く、逆に、外周側のブロックになればなるほど反発力は弱まる。よって、内周側のブロックにおいては、接合部分Ｒをコーナー部１２ｂに設けず、外周側のブロックになればなるほど、接合部分Ｒをコーナー部１２ｂに設けることで、磁性帯板の反発を抑えることができる。よって外周側ブロックＢにおいては接合部分Ｒをコーナー部に設けることで、無理なく外周側ブロックＢの磁性帯板Ｓの数を増やすことができる。
【００２９】
以上のような構成で、下部ヨーク部１２の高さを抑えることができる。
【００３０】
これは、以下の理由による。各磁性帯板の両端を重ね合わせ（接合）した構成は、同じく両端を付き合わせした構成に比べ、１ブロック当たり１つの磁性帯板分の厚みが下部ヨーク部１２に加わる。よって、ブロック数が多ければ多いほど、下部ヨーク部１２の高さが高くなる。本発明ではブロック数を減らし、代わりに１ブロック当たりの磁性帯板の数を増やすことで、下部ヨーク部１２の高さを抑え、コンパクト化を図った。特に外周側のブロックで、コーナー部１２ｂに接合部分Ｒを設けることで、外周のブロックになればなるほど磁性帯板の数を増やすことができ、無理なくブロック数を減らし、コンパクト化を図ることができる。さらには磁性帯板の両端を重ね合わせていることで、磁性帯板の両端を突き合わせている構成よりも、良好な磁気特性をも得ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１            巻鉄心
２            励磁用コイル
１１          リム部
１２          下部ヨーク部
１２ａ        直線部
１２ｂ        コーナー部
Ｂ            ブロック
Ｒ            接合部分
Ｓ            磁性帯板
【図１】
2014146719.tif 000003
【図２】
2014146719.tif 000004