(57)【要約】【課題】  アモルファス磁性薄帯を内側鉄心に使用した場合であっても、支持部材を用いることなく機械的強度は向上し、磁気損失が小さいこと。【解決手段】  本発明の静止誘導電器用鉄心は、上記課題を解決するために、アモルファス磁性薄帯で形成された内側鉄心と、該内側鉄心の立設方向に対する奥行き方向の両側に、該内側鉄心を挟むように配置されケイ素鋼板で形成された外側鉄心とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１（ａ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファス磁性薄帯で形成された内側鉄心と、該内側鉄心の立設方向に対する奥行き方向の両側に、該内側鉄心を挟むように配置されケイ素鋼板で形成された外側鉄心とを備えていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項２】
請求項１に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記内側鉄心は、前記アモルファス磁性薄帯が巻回された巻鉄心であり、前記外側鉄心は、前記ケイ素鋼板が一定量ずらしながら積層された積鉄心であることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項３】
請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記積鉄心は、その角部にステップラップ接合部が形成されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項４】
請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記積鉄心の角部の外周側に曲率を持たせるか、或いは前記積鉄心の角部を一部切り落としたことを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項５】
請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記巻鉄心と前記積鉄心との間に、絶縁材が介在されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項６】
請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記積鉄心の最外周と前記巻鉄心の最内周の間に、ケイ素鋼板が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項７】
請求項３に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記ステップラップ接合部の前記ケイ素鋼板間に形成されるギャップは、前記巻鉄心と前記積鉄心の磁気抵抗が同一となるギャップ長であることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項８】
請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記積鉄心であるヨーク部を二分割し、二分割することで形成される鉄心接合部にギャップを設けたことを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【請求項９】
請求項２に記載の静止誘導電器用鉄心において、
前記巻鉄心と前記積鉄心との間に、荷重分散用のガイドを設けたことを特徴とする静止誘導電器用鉄心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静止誘導電器用鉄心に係り、特に、変圧器或いはリアクトル等の静止誘導電器の鉄心にアモルファス磁性薄帯とケイ素鋼板を用いたものに好適な静止誘導電器用鉄心に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止誘導電器用鉄心の１つである例えば、省エネルギー型の変圧器用鉄心として、磁気損失が少なく磁気特性に優れたアモルファス磁性材料が使用されている。変圧器鉄心に用いられているアモルファス磁性薄帯は、磁性合金の溶融体を超急冷して製造するもので、磁気損失が非常に小さく優れた磁気特性を備えている。
【０００３】
しかし、鉄心を形成するアモルファス磁性薄帯は、硬くて脆いという性質がある上、厚さ２５μｍの薄帯を何百枚も積層して形成しているため、機械的強度、剛性が十分に得られず、ケイ素鋼板のような自立が困難である。
【０００４】
そのため、例えば、特許文献１に記載されている多相変圧器鉄心では、多相変圧器鉄心を構成する材料として、内側鉄心には、磁気損失の低減に有効なアモルファス磁性薄帯を巻回したもの、外側鉄心には、ケイ素鋼板を巻回又は積層したものを使用して内側及び外側の両鉄心の複合構造とし、磁気損失の特性と鉄心の機械的強度及び剛性の向上の両立を図り、組立作業時の加工性を確保しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８８１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
静止誘導電器用鉄心の機械的強度、剛性の不足を克服する方法として、特許文献１では、内側鉄心には、磁気損失の低減に有効なアモルファス磁性薄帯を巻回したもの、外側鉄心には、ケイ素鋼板を巻回又は積層したものを使用して内側及び外側の両鉄心の複合構造とし、磁気損失の特性と鉄心の機械的強度及び剛性の向上の両立を図り、組立作業時の加工性を確保することが行なわれている。
【０００７】
通常、アモルファス磁性薄帯の５０Ｈｚにおける飽和磁束密度は約１．６Ｔであり、ケイ素鋼板の飽和磁束密度は約２．０Ｔであるため、鉄心内の磁束密度分布を平均化するためにはアモルファス磁性薄帯を内側鉄心に配置した方が有利であり、このような構成が一般的である。
【０００８】
しかしながら、アモルファス磁性薄帯を内側鉄心に使用した場合、アモルファス磁性薄帯は自立が困難なため、支持部材（例えば、ＳＵＳ材）が必要となってしまい、この支持部材により、漂遊損が増加する可能性があった。また、アモルファス磁性薄帯にケイ素鋼板の荷重がかかるため、荷重により磁気損失が増加する可能性があった。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、アモルファス磁性薄帯を内側鉄心に使用した場合であっても、支持部材を用いることなく機械的強度は向上し、磁気損失が小さい静止誘導電器用鉄心を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の静止誘導電器用鉄心は、上記目的を達成するために、アモルファス磁性薄帯で形成された内側鉄心と、該内側鉄心の立設方向に対する奥行き方向の両側に、該内側鉄心を挟むように配置されケイ素鋼板で形成された外側鉄心とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アモルファス磁性薄帯を内側鉄心に使用した場合であっても、支持部材を用いることなく機械的強度は向上し、磁気損失が小さい静止誘導電器用鉄心を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１を示す斜視図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）のＢ部詳細断面図である。
【図２（ａ）】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１における図１（ｂ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）のＣ部拡大詳細図である。
【図３（ａ）】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２を示す図２（ａ）に相当する図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）のＤ部拡大詳細図である。
【図４（ａ）】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３を示す１つの鉄心の断面図である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）のＥ部拡大詳細図である。
【図５】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４を示す１つの鉄心の断面図である。
【図６（ａ）】本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例５を示す１つの鉄心の断面図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）のＦ部詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の静止誘導電器用鉄心を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【実施例１】
【００１４】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１を示し、図１（ａ）は鉄心を斜めから見た図であり、図１（ｂ）は磁脚内部の構成が明確になるように磁脚断面を一部拡大した図１（ａ）のＢ部詳細断面図である。
【００１５】
なお、本実施例の静止誘導電器用鉄心において、図１（ａ）の矢印Ｘ方向を横方向、矢印Ｙ方向を縦方向、矢印Ｚ方向を幅方向と定義する。
【００１６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施例の静止誘導電器用鉄心は、アモルファス磁性薄帯で形成された内側鉄心１と、この内側鉄心１の立設方向（縦方向：図１（ａ）の矢印Ｙ方向）に対する奥行き方向（幅方向：図１（ａ）の矢印Ｚ方向）の両側に、内側鉄心１を挟むように配置され、ケイ素鋼板で形成された外側鉄心２とを備えて概略構成されている。
【００１７】
本実施例の静止誘導電器用鉄心において、内側鉄心１は、アモルファス磁性薄帯を略矩形に巻回した巻鉄心１Ａであり、外側鉄心２は、ケイ素鋼板を一定量ずらしながら積層して形成した積鉄心２Ａである。なお、内側鉄心１は、長尺アモルファス磁性薄帯を積層したのち両端を突合わせて略矩形に成形しても良いし、外側鉄心２は、ケイ素鋼板を略矩形に巻回して形成しても良い。
【００１８】
通常、アモルファス磁性薄帯は１枚の厚さが数十μｍと薄く、これを何百枚も積層するため、自立が困難である。一方、ケイ素鋼板はアモルファス磁性薄帯の約１０倍の厚みを有するため、自立可能な構成とすることができる。
【００１９】
このため、アモルファス磁性薄帯で形成された内側鉄心１の外周に、内側鉄心１を挟むようにケイ素鋼板で形成された外側鉄心２を配置することで、アモルファス磁性薄帯で形成された内側鉄心１の形状変形を抑制することが可能となる。
【００２０】
図２（ａ）は、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例１における図１（ｂ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図、即ち、図１（ｂ）で示した静止誘導電器用鉄心を奥行方向に２分割した鉄心の断面図（図１（ｂ）のＡ−Ａ′断面）を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ部を拡大して示す図である。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、ケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａの角部の外周側に曲率を持たせることで、アモルファス磁性薄帯で形成される巻鉄心１Ａの荷重が角部に集中することを回避できる。なお、ケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａの角部を一部切り落とした構成としても良い。
【００２２】
更に、アモルファス磁性薄帯で形成される巻鉄心１Ａとケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａの間に絶縁材、例えば、プレスボードを介在することで、巻鉄心１Ａの保護、振動ずれ、振動を抑制することが可能となる。
【００２３】
また、ケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａは、アモルファス磁性薄帯で形成される巻鉄心１Ａの積層方向（幅方向Ｚ）に対して、垂直方向（縦方向Ｙ）に積層される構成となる。
【００２４】
このような本実施例のように、内側鉄心１（巻鉄心１Ａ）の立設方向に対する奥行き方向の両側に、内側鉄心１（巻鉄心１Ａ）を挟むように、ケイ素鋼板で形成された外側鉄心２（積鉄心２Ａ）を配置することで、磁脚内部に配置された内側鉄心１（巻鉄心１Ａ）の形状を保持すると共に、応力に敏感なアモルファス磁性薄帯で形成される内側鉄心１（巻鉄心１Ａ）の荷重を、ケイ素鋼板で形成される外側鉄心２（積鉄心２Ａ）で受けることで、アモルファス磁性薄帯で形成される内側鉄心１（巻鉄心１Ａ）を支持する支持部材を設ける必要がなくなり、支持部材の削減と荷重による損失低減が可能となる。
【００２５】
従って、本実施例によれば、アモルファス磁性薄帯を内側鉄心１に使用した場合であっても、支持部材を用いることなく機械的強度は向上し、磁気損失が小さい静止誘導電器用鉄心を得ることができる。
【実施例２】
【００２６】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例２を示す。
【００２７】
該図に示す本実施例の静止誘導電器用鉄心は、上述した実施例１で説明した構成に加えて、ケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａの最外周とアモルファス磁性薄帯で形成される巻鉄心１Ａの最内周の間に、略矩形に巻回したケイ素鋼板３を配置した構成としたものである。
【００２８】
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、ケイ素鋼板３が配置されていることにより、巻鉄心１Ａのアモルファス磁性薄帯を積鉄心２との接触による破損から保護することができる。
【実施例３】
【００２９】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例３を示す。
【００３０】
該図に示す本実施例の静止誘導電器用鉄心は、上述した実施例１で説明した構成に加えて、ケイ素鋼板で形成された積鉄心２Ａの角部に形成されているステップラップ接合部４のケイ素鋼板２ａと２ｂの間に形成されるギャップ４ａを大きくして、巻鉄心１Ａと積鉄心２Ａの磁気抵抗が同一となるギャップ長としたものである。
【００３１】
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、アモルファス磁性薄帯で形成される巻鉄心１Ａとケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａの磁気抵抗を略同一にでき、鉄心内磁束密度の偏りを小さくすることが可能となる。
【実施例４】
【００３２】
図５に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例４を示す。
【００３３】
該図に示す本実施例の静止誘導電器用鉄心は、上述した実施例１で説明した構成に加えて、ケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａであるヨーク部を二分割し、二分割することで形成される鉄心接合部５にギャップを設けた構成としたものである。鉄心接合部５は、ステップラップでもバットラップでも良い。
【００３４】
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、鉄心接合部５にギャップを設け、このギャップ長を調整することで、アモルファス磁性薄帯で形成される巻鉄心１Ａとケイ素鋼板で形成される積鉄心２Ａの磁気抵抗を略同一にでき、鉄心内磁束密度の偏りを小さくすることが可能となる。
【００３５】
なお、ギャップを設ける部分は、ヨーク部の中央に限定する必要はなく、ヨーク部の両端部付近、脚部でも良い。
【実施例５】
【００３６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例５を示す。
【００３７】
該図に示す本実施例の静止誘導電器用鉄心は、上述した実施例１で説明した構成に加えて、アモルファス磁性薄帯で形成された巻鉄心１Ａとケイ素鋼板で形成された積鉄心２Ａの間に、荷重分散用のガイド６を設けた構成としたものである。
【００３８】
このような本実施例の構成によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、アモルファス磁性薄帯で形成された巻鉄心１Ａのラップ部１ａにかかるケイ素鋼板で形成された積鉄心２Ａの荷重をガイド６により分散させることができ、磁気損失の増加を防止することができる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…内側鉄心、１Ａ…巻鉄心、１ａ…巻鉄心のラップ部、２…外側鉄心、２Ａ…積鉄心、２ａ、２ｂ、３…ケイ素鋼板、４…ステップラップ接合部、４ａ…ステップラップ接合部のギャップ、５…鉄心接合部、６…ガイド。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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