(57)【要約】【課題】コイルからの漏れ磁束を抑制できると共に、鉄心の体積や重量も低減することができる電磁機器を提供する。【解決手段】外周部鉄心１９と、外周部鉄心１９の内面側において周方向に間隔をおいて配列された少なくとも三つの脚部鉄心１５ａ〜１７ａと、少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれに巻き回されたコイル１５ｂ〜１７ｂと、を具備する電磁機器であり、少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれは、コイルの巻き軸線の方向における一方の端部が外周部鉄心に磁気的に結合されると共に、巻き軸線の方向における他方の端部が他の脚部鉄心における他方の端部に磁気的に結合するように配置され、外周部鉄心は、周方向において隣り合う二つの脚部鉄心の間に対応する部分において、外周部鉄心の内面側に向かって凹む凹部を外面側に有する。【選択図】図１Ａ
2019149517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部鉄心と、
前記外周部鉄心の内面側において周方向に間隔をおいて配列された少なくとも三つの脚部鉄心と、
前記少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれに巻き回されたコイルと、を具備し、
前記少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれは、前記コイルの巻き軸線の方向における一方の端部が前記外周部鉄心に磁気的に結合されると共に、前記巻き軸線の方向における他方の端部が、前記少なくとも三つの脚部鉄心のうちの他の脚部鉄心における前記他方の端部に磁気的に結合するように配置され、
前記外周部鉄心は、前記少なくとも三つの脚部鉄心のうち前記周方向において隣り合う二つの脚部鉄心の間に対応する部分において、前記外周部鉄心の前記内面側に向かって凹む凹部を外面側に有する、電磁機器。
【請求項２】
前記外周部鉄心は、前記隣り合う二つの脚部鉄心の間に対応する部分において、前記隣り合う二つの脚部鉄心のうちの一の脚部鉄心に巻き回された前記コイルの前記巻き軸線に平行に伸びるよう形成され、且つ、前記一の脚部鉄心に巻き回された前記コイルの前記巻き軸線と垂直な任意の面で切断した場合の断面積が、前記一の脚部鉄心に巻き回された前記コイルの前記巻き軸線と平行な方向において一定である部分を有する、請求項１に記載の電磁機器。
【請求項３】
前記外周部鉄心は、複数の外周部鉄心部分から構成されている、請求項１または２に記載の電磁機器。
【請求項４】
前記複数の外周部鉄心部分の数は前記少なくとも三つの脚部鉄心と同数であり、
前記複数の外周部鉄心部分のそれぞれは、直線的に伸びるように形成された基部と、該基部の前記直線的に伸びる方向の両端において前記基部と直角をなすように前記内面側に伸びる２つの側部とを有し、
前記少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれは、前記複数の外周部鉄心部分のそれぞれにおける前記両端部の間において前記基部に接続されている、請求項３に記載の電磁機器。
【請求項５】
前記少なくとも三つの脚部鉄心の数は３の倍数である、請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁機器。
【請求項６】
前記少なくとも三つの脚部鉄心の数は４以上の偶数である、請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁機器。
【請求項７】
前記コイルは、１次コイル及び２次コイルの少なくとも一方を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁機器。
【請求項８】
前記電磁機器は変圧器である、請求項１から７のいずれか一項に記載の電磁機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁機器、例えば三相変圧器、単相変圧器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｕ字形状又はＥ字形状の鉄心とその鉄心に巻回されたコイルとを含む変圧器が使用されている。このような変圧器ではコイルが変圧器の外部に露出しているため、コイルから漏れ磁束が発生するという問題を有している。このような漏れ磁束は、コイル近傍の金属部分に渦電流を発生させ、それにより変圧器の金属部分を発熱させる要因となり得る。一般には、コイル近傍にシールド板を配置することにより、このような漏れ磁束を抑制することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、変圧器では、鉄心の体積や重量をできるだけ低減することが望ましい。この点に関し、例えば特許文献２には「構成部品としては同形状のブロック鉄心１１が３個のみであり、３個のブロック鉄心５と２個の中央継鉄部６を必要としていた従来のＹ型鉄心７に比べて部品点数も少なくでき、製造性も向上できる。」と記載されている（段落００１７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平５−５２６５０号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０４１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
変圧器等の電磁機器において、コイルからの漏れ磁束を抑制できる構成とすると共に、鉄心の体積や重量も低減することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、外周部鉄心と、前記外周部鉄心の内面側において周方向に間隔をおいて配列された少なくとも三つの脚部鉄心と、前記少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれに巻き回されたコイルと、を具備し、前記少なくとも三つの脚部鉄心のそれぞれは、前記コイルの巻き軸線の方向における一方の端部が前記外周部鉄心に磁気的に結合されると共に、前記巻き軸線の方向における他方の端部が、前記少なくとも三つの脚部鉄心のうちの他の脚部鉄心における前記他方の端部に磁気的に結合するように配置され、前記外周部鉄心は、前記少なくとも三つの脚部鉄心のうち前記周方向において隣り合う二つの脚部鉄心の間に対応する部分において、前記外周部鉄心の前記内面側に向かって凹む凹部を外面側に有する、電磁機器である。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、電磁機器をコイルからの漏れ磁束を抑制できる構成とすると共に、鉄心の体積や重量も低減することができる。
【０００８】
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１実施形態に係る電磁機器の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの電磁機器を上方から見た場合の平面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの電磁機器の鉄心コイルの一つについて、鉄心コイルの中心軸線に垂直な面で切断した場合の断面図を示している。
【図２】図１Ａの電磁機器の鉄心部分を表す図である。
【図３】図２の鉄心部分を構成する各層の鉄心を１枚の鋼板から取り出す板取り方法を説明するための図である。
【図４】コイルの軸心と垂直方向の幅が図３の鉄心部分よりも大きい場合の鉄心部分の形状の例を示すと共に、このような鉄心部分を１枚の鋼板から取り出す方法を説明する図である。
【図５Ａ】第２実施形態に係る電磁機器の斜視図である。
【図５Ｂ】第２実施形態に係る電磁機器の平面図である。
【図６】図５Ａの電磁機器を固定用フレームに組み付ける状態を表す分解図である。
【図７】図５Ａの電磁機器が固定用フレームに組み付けられた状態を表す斜視図である。
【図８】第１実施形態及び第２実施形態にかかる電磁機器の三相変圧器としての使用例を示す図である。
【図９】第３実施形態にかかる電磁機器を上方からみた平面図である。
【図１０Ａ】参考例としての電磁機器の構成を表す断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの電磁機器の鉄心部分を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
【００１１】
本発明の実施形態の説明に先立ち、参考例としての電磁機器の構成について図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して説明する。従来用いられているＥ型鉄心を用いた電磁機器では、コイルからの漏れ磁束によりコイル近傍の金属部分に渦電流を発生させ、それにより電磁機器の金属部分が発熱するという問題点を有している。図１０Ａ、図１０Ｂは、このような課題を解決すべく構成された電磁機器９０の例を示す参考図である。図１０Ａでは、電磁機器９０を上方からにみた平面図として表している。電磁機器９０は、一例として、三相変圧器として用いられる。電磁機器９０は、図１０Ａの平面視において六角形状の外形を有する外周部鉄心９１と、外周部鉄心９１の内側に配置された三つの鉄心コイル９５〜９７とを有する。三つの鉄心コイル９５〜９７は、同一のサイズ及び形状を有し、図１０Ａの平面視において、外周部鉄心９１の中心の周りの円周方向において等間隔に配置されている。
【００１２】
三つの鉄心コイル９５〜９７は、それぞれ、鉄心９５ａ〜９７ａと、鉄心９５ａ〜９７ａに巻回されたコイル９５ｂ〜９７ｂとを有する。各コイル９５ｂ〜９７ｂは、１次コイル及び２次コイルの両方を含み得る。３つの鉄心コイル９５〜９７は、外周部鉄心９１の内側に、外周部鉄心９１に取り囲まれるように配置されている。このように３つの鉄心コイルを外周部鉄心９１で取り囲む構成とすることにより、各コイル９５ｂ〜９７ｂからの磁束が外周部鉄心９１の外部に漏洩するのを抑制することができる。
【００１３】
図１０Ａに示されるように、電磁機器９０を構成する鉄心は、同一のサイズ及び形状を有する３つの鉄心部分９９から構成されている。すなわち、電磁機器９０は、図１０Ｂに示す形状を有する鉄心部分９９を３つ接合して構成されている。このように、鉄心を三分割構成とすることにより、電磁機器９０を効率的に組み立てることが可能になる。なお、各鉄心部分９９は、電磁機器９０として組み立てた場合に筐体フレームへの取り付けのための貫通孔１０１が形成されるように、両端の側辺部に切欠き９９ｃが形成されていても良い。
【００１４】
図１０Ａに示されるように鉄心コイル９５〜９７を構成する鉄心９５ａ〜９７ａは、それぞれ、外周部鉄心９１からコイル９５ｂ〜９７ｂの中心軸線に沿って伸び、外周部鉄心９１の中心部で互いに接合するように構成されている。以上の構成により、電磁機器９０を三相変圧器として使用した場合に三相の磁路長が構造的に等しくなるという利点が得られる。
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る電磁機器の構成について、上述の参考図１０Ａ、図１０Ｂで示した参考例としての電磁機器９０と適宜対比しつつ説明する。本発明の実施形態に係る電磁機器は、例えば変圧器、リアクトル等である。
【００１６】
第１実施形態
図１Ａは本発明の第１実施形態に係る電磁機器１０の斜視図であり、また、図１Ｂは電磁機器１０を上方から見た場合の平面図である。なお、電磁機器１０は多相変圧器（具体的には三相変圧器）として用いられるものであるため、以下では、多相変圧器１０と呼ぶこととする。
【００１７】
図１Ａ、図１Ｂに示されるように多相変圧器１０は、外周部鉄心１９と、外周部鉄心１９の内側に配置された三つの鉄心コイル１５〜１７とを有する。三つの鉄心コイル１５〜１７は、それぞれ、鉄心１５ａ〜１７ａと、鉄心１５ａ〜１７ａに巻回されたコイル１５ｂ〜１７ｂとを有する。各コイル１５ｂ〜１７ｂは、１次コイル及び２次コイルの両方を含み得る。
【００１８】
３つの鉄心コイル１５〜１７は、同一のサイズ及び形状を有し、外周部鉄心１９の内側において、外周部鉄心１９の中心部Ｐの周りの周方向において等間隔に配置されている。この場合、３つの鉄心コイル１５〜１７の中心軸線（巻き軸線）ｌ0のうち、隣接する２つの中心軸線ｌ0は１２０度の角度をなすように中心部Ｐで交わることとなる。また、３つの鉄心コイル１５〜１７の中心軸線ｌ0に沿って伸びる鉄心１５ａ〜１７ａのそれぞれの中心部Ｐ側の先端部は、中心部Ｐに向かって収斂する形状となっており、先端部は約１２０度の角度を形成している。このように３つの鉄心コイル１５〜１７を外周部鉄心１９で取り囲む構成とすることにより、各コイル１５ｂ〜１７ｂからの磁束が外周部鉄心１９の外部に漏洩するのを抑制することができる。したがって、多相変圧器１０の外部にシールド板を配置する必要性をなくすことができ、コスト低減を実現することができる。
【００１９】
また、上記構成を有する多相変圧器１０を三相変圧器として使用した場合には、三相の磁路長が構造的に等しくなるという利点がある。
【００２０】
図１Ｂには、図１０Ａに示した参考例の電磁機器９０の六角形状の外形（鉄心コイル１５〜１７の延在方向に平行な面に沿って外周部鉄心１９を切断した場合における断面の外周上にある角部を仮想的に接続することによって形成される多角形）が破線Ｄで示されている。図１Ｂに示されるように、第１実施形態に係る多相変圧器１０は、外周部鉄心１９の外側の６つの角部１９ａ〜１９ｆを破線Ｄのようにつなぐことに形成される多角形（六角形）の各辺のうち、隣接する鉄心コイル間をつなぐ辺を中心部Ｐに向かって凹ませた形状に対応する凹部１９ｒを有している。この構成によって、外周部鉄心１９を鉄心コイル１５〜１７の延在方向に平行な面で切断した場合の断面でみたときの鉄心の断面積が（図１Ｂ参照）、図１０Ａの参考例の場合と比較してかなり減少できていることが理解される。すなわち、多相変圧器の鉄心の体積及び重量を低減することができる。なお、外周部鉄心１９は、図１Ｂの平面視において均等の厚みＴを有し、各鉄心コイル１５〜１７の外側に密着して各鉄心コイル１５〜１７を取り囲んでいる。したがって、各鉄心コイル１５〜１７から外周部鉄心１９の外部への磁束の漏れを確実に抑制することができる。なお、外周部鉄心１９の外面は、図１０Ａの参考例の外周部鉄心９９の外周面と比較してより表面積が大きい形状となっているので、放熱の観点で図１０Ａの参考例の電磁機器９０と比較して有利である。
【００２１】
図１Ｃは、鉄心コイル１５〜１７の一つについて、鉄心コイルの中心軸線ｌ0に垂直な面で切断した場合の断面図を示している。外周部鉄心１９のうち、凹部１９ｒを形成する部分であって、各鉄心コイル１５〜１７の側面１５ｓに沿って形成されている部分（後述の図２における側部９ｂ又は９ｄ）は、側面１５ｓに垂直な任意の面で切断した場合の断面積Ｓが同一となる（すなわち、断面積Ｓが一定となる）ように形成されている。
【００２２】
図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、多相変圧器１０を構成する鉄心は、同一のサイズ及び形状を有する３つの鉄心部分９から構成されている。すなわち、多相変圧器１０は、図２に示すような形状を有する鉄心部分９を３つ接合して構成されている。このように外周部鉄心１９を三分割構成とすることにより、多相変圧器１０を効率的に組み立てることが可能になる。図２に示されるように、鉄心部分９は、略角柱状の基部９ａと、基部９ａの長手方向の両端部から基部９ａに対して直角を成すように同一方向に突出する側部９ｂ，９ｄと、基部９ａの長手方向の中心部から側部９ｂ，９ｄと同一方向に突出する中央脚部９ｃとを有する。中央脚部９ｃは、多相変圧器１０の各鉄心コイル１５〜１７の各鉄心１５ａ〜１７ａを構成する。また、基部９ａと両側部９ｂ，９ｄは、多相変圧器１０における外周部鉄心１９を構成する。図１Ｂにおいては、各鉄心部分９における基部９ａは、鉄心コイル１５〜１７が配列される周方向に沿うように直線的に伸びる形状を有している。
【００２３】
両側部９ｂ，９ｄ及び中央脚部９ｃの先端部分は、図２中に破線Ｌで表される三角形の辺の一部を形成している。なお、上述の通り、中央脚部９ｃの先端部分９ｆは１２０度の角度を形成するように収斂している。この構成により、図１Ｂに示すように、三つの鉄心部分９を、両側部９ｂ，９ｄと中央脚部９ｃの先端部分同士をそれぞれ突き合わせて密着させることが可能となっている。なお、一例として、両側部９ｂ，９ｄそれぞれの幅ｄ０は、中央脚部９ｃの幅ｄ１の１／２の大きさであっても良い。
【００２４】
各鉄心部分９は、例えば、複数の鉄板、炭素鋼板、電磁鋼板を積層して構成される。図３は、鉄心部分９を構成する各層の鉄心を１枚の鋼板から取り出す板取り方法を説明するための図である。図２に示されるように、各鉄心部分９は、両側部９ｂ，９ｄと中央脚部９ｃが基部９ａに対して直角をなしており、両側部９ｂ，９ｄと中央脚部９ｃの先端が三角形の辺の一部を形成するように構成されている。したがって、図３に示すように、上段の鉄心部分９の列Ｌ１と、下段の鉄心部分の列Ｌ２とを、互いの先端部同士が向き合い且つ図３中横方向に鉄心部分９の幅Ｍの半分だけ互いにずれた密着状態の配列で、鋼板から打ち抜き加工することができる。したがって、鋼板利用率を上げることができる。他方、図１０Ｂに示した参考例の鉄心部分９９の場合には、図１０Ｂ中の破線Ｎで示されるような矩形形状で鉄心部分９９を鋼板から打ち抜く必要があり、本実施形態の部分鉄心９の形状であれば鋼板利用率を大きく向上できることが理解できる。
【００２５】
図４は、コイルの軸心と垂直方向の幅が、図１Ａに示した幅Ｗ０よりも大きい場合の鉄心部分７の形状の例を示すと共に、このような鉄心部分７を１枚の鋼板から取り出す方法を説明する図である。図４に示す鉄心部分７の中央脚部７ｃと両側部７ｂ，７ｄとの間の隙間Ｓ０の幅は、両側部７ｂ，７ｄの幅よりも太くなっている。このような場合には、隣り合う鉄心部分７の先端部が互いに反対方向を向き、且つ、隣り合う鉄心部分７の互いの側部（７ｄ，７ｄ）が、中央脚部７ｃと側部７ｄとの間の隙間Ｓ０に嵌り合うような配置状態で、各鉄心部分７を鋼板から打ち抜くことができる。この場合においても、図１０Ｂに示した参考例の鉄心部分９９の打ち抜き方法と比較して、鋼板利用率を大きく向上できることが理解される。
【００２６】
なお、多相変圧器１０には、固定用フレーム（不図示）への取り付けのための貫通孔が形成されていても良い。
【００２７】
第２実施形態
以下、第２実施形態に係る多相変圧器５０の構成について説明する。第２実施形態に係る多相変圧器５０は、第１実施形態の多相変圧器１０の鉄心コイルの数を６つに増加させた構成であり、基本的な構成の考え方は第１実施形態と同様である。図５Ａは多相変圧器５０の斜視図であり、図５Ｂは多相変圧器５０の平面図である。
【００２８】
図５Ａ、図５Ｂに示されるように多相変圧器５０は、外周部鉄心５９と、外周部鉄心５９の内側に配置された６つの鉄心コイル５１〜５６とを有する。６つの鉄心コイル５１〜５６は、それぞれ、鉄心５１ａ〜５６ａと、鉄心５１ａ〜５６ａに巻回されたコイル５１ｂ〜５６ｂとを有する。各コイル５１ｂ〜５６ｂは、１次コイル及び２次コイルの両方を含み得る。
【００２９】
６つの鉄心コイル５１〜５６は、同一のサイズ及び形状を有し、外周部鉄心５９の内側において、外周部鉄心５９の中心部Ｐの周りの周方向において等間隔に配置されている。この場合、６つの鉄心コイル５１〜５６の中心軸線のうち、隣接する２つの中心軸線は６０度の角度をなすように中心部Ｐで交わることとなる。また、６つの鉄心コイル５１〜５６の中心軸線に沿って伸びる鉄心５１ａ〜５６ａのそれぞれの中心部Ｐ側の先端部は、中心部Ｐに向かって収斂する形状となっており、先端部は約６０度の角度を形成している。このように６つの鉄心コイル５１〜５６を外周部鉄心５９で取り囲む構成とすることにより、各コイル５１ｂ〜５１ｂからの磁束が外周部鉄心５９の外部に漏洩するのを抑制することができる。したがって、多相変圧器５０の外部にシールド板を配置する必要性をなくすことができ、コスト低減を実現することができる。
【００３０】
このように、多相変圧器５０が３の倍数の鉄心コイルを有する場合、多相変圧器５０を三相変圧器として用いることができる。この場合、各コイルを直列或いは並列で接続することができる。本実施形態の場合にも、三相の磁路長が構造的に等しくなるという効果を得ることができる。
【００３１】
図５Ｂに示されるように、第１実施形態に係る多相変圧器１０は、外周部鉄心１９の外側の１２箇所の角部を破線Ｅのようにつなぐことに形成される多角形（１２角形）の各辺のうち、隣接する鉄心コイル間をつなぐ辺を中心部Ｐに向かって凹ませた形状に対応する凹部５９ｒを有している。この構成によって、外周部鉄心５９を鉄心コイル５１〜５６の延在方向に平行な面で切断した場合の断面でみたときの鉄心の断面積が（図５Ｂ参照）、外周部鉄心５９が破線Ｅのような多角形の断面形状を有する場合と比較して減少できていることが理解される。すなわち、多相変圧器の鉄心の体積及び重量を低減することができる。なお、外周部鉄心５９は、図５Ｂの平面視において均等の厚みＴ２を有し、各鉄心コイル５１〜５６の外側に密着して各鉄心コイル５１〜５６を取り囲んでいる。したがって、各鉄心コイル５１〜５６から外周部鉄心１９の外部への磁束の漏れを確実に抑制することができる。なお、外周部鉄心５９の外面は、図５Ｂにおける破線Ｅで規定される多角形の外周面と比較してより表面積が大きい形状となっているので、放熱の観点で有利である。
【００３２】
図１Ｃの場合と同様に、外周部鉄心５９のうち、凹部５９ｒを形成する部分であって、各鉄心コイル５１〜５６の側面５１ｓに沿って形成されている部分（側部６１ｂ又は６１ｄ）は、側面５１ｓに垂直な任意の面で切断した場合の断面積が同一となるように形成されている。
【００３３】
図５Ｂに示されるように、多相変圧器５０を構成する鉄心は６分割構成となっている。このように外周部鉄心５９を分割した構成とすることにより、多相変圧器５０を効率的に組み立てることが可能になる。ここで、図６及び図７を参照して多相変圧器５０の組付け構造について説明する。図６は、多相変圧器５０を固定用フレーム２００に組み付ける状態を表す分解図である。図７は、多相変圧器５０が固定用フレーム２００に組み付けられた状態を表す斜視図である。
【００３４】
図６に示すように、固定用フレーム２００は、外周部鉄心５９を上下から挟んで固定する上部フレーム２０１及び下部フレーム２０２を有する。各鉄心部分６１は、上部フレーム２０１及び下部フレーム２０２に形成された孔ｇに、各鉄心部分５９に形成された貫通孔ｈを位置合わせしてボルト２２０で上部フレーム２０１及び下部フレーム２０２に固定される（図７参照）。以上の構成により、多相変圧器５０は、固定用フレーム２００にしっかりと固定される。
【００３５】
第２実施形態の多相変圧器５０においても第１実施形態の多相変圧器１０と同等の効果を得ることができる。
【００３６】
図８は、上述の多相変圧器１０及び多相変圧器５０の三相変圧器としての使用例を示す図である。図８に示されるように、多相変圧器は三相交流電源ＰＳの下流に配置することができる。
【００３７】
第３実施形態
第３実施形態に係る電磁機器は、４つの鉄心コイルを有し、単相変圧器として用いることができるものである。以下、第３実施形態に係る単相変圧器１１０の構成について説明する。図９は、単相変圧器１１０を上方からみた平面図である。第３実施形態に係る単相変圧器１１０は、外周部鉄心１１９と、４つの鉄心コイル１１１〜１１４を有している。第３実施形態に係る単相変圧器１１０は、第１実施形態の多相変圧器１０の鉄心コイルの数を４つに増加させた構成であり、基本的な構成の考え方は第１実施形態と同様である。４つの鉄心コイル１１１〜１１４は、第１実施形態における各鉄心コイル１５〜１７と同等の構成を有している。
【００３８】
４つの鉄心コイル１１１〜１１４は、外周部鉄心１１９の内側において、外周部鉄心１１９の中心部Ｐの周りの周方向において等間隔に配置されている。この場合、４つの鉄心コイル１１１〜１１４の中心軸線のうち、隣接する２つの中心軸線は９０度の角度をなすように中心部Ｐで交わる。４つの鉄心コイル１１１〜１１４の中心軸線に沿って伸びる鉄心１１１ａ〜１１４ａのそれぞれの中心部Ｐ側の端部は、中心部Ｐに向かって収斂する形状となっており、先端部分は約９０度の角度を形成している。このように４つの鉄心コイル１１１〜１１４を外周部鉄心１１９で取り囲む構成とすることにより、各コイル１１１ｂ〜１１４ｂからの磁束が外周部鉄心１１９の外部に漏洩するのを抑制することができる。
【００３９】
図９に示されるように、単相変圧器１１０は、外周部鉄心１１９の外側の８つの角部を破線Ｅ３のようにつなぐことに形成される多角形（８角形）の各辺のうち、隣接する鉄心コイル間をつなぐ辺を中心部Ｐに向かって凹ませた形状に対応する凹部１１９ｒを有している。この構成によって、外周部鉄心１１９を鉄心コイル１１１〜１１４の延在方向に平行な面で切断した場合の断面でみたときの鉄心の断面積を（図９参照）、外周部鉄心の断面が破線Ｅ３のような多角形形状であるような場合と比較してかなり減少できていることが理解される。すなわち、多相変圧器の鉄心の体積及び重量を低減することができる。なお、外周部鉄心１１９は、図９の平面視において均等の厚みＴ３を有し、各鉄心コイル１１１〜１１４の外側に密着して各鉄心コイル１１１〜１１４を取り囲んでいる。したがって、各鉄心コイル１１１〜１１４から外周部鉄心１１９の外部への磁束の漏れを確実に抑制することができる。
【００４０】
図９に示されるように、単相変圧器１１０を構成する鉄心は４分割構成となっている。このように外周部鉄心１１９を分割した構成とすることにより、単相変圧器１１０を効率的に組み立てることが可能になる。
【００４１】
第３実施形態の単相変圧器１１０においても第１実施形態の多相変圧器１０と同等の効果を得ることができる。
【００４２】
第３実施形態のように４つ以上の偶数の鉄心コイルを有するように電磁機器を構成することで単相変圧器として用いることができる。このような４つ以上の偶数の鉄心コイルを有する単相変圧器では、各コイルを直列或いは並列で接続することができる。
【００４３】
以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
【００４４】
例えば、外周部鉄心の分割数は、上述の実施形態で示した数以外にも様々な分割数をとり得る。
【００４５】
外周部鉄心の内部に配置する鉄心コイルの数についても、上述の実施形態で示した例以外にも３つ以上の様々な数をとり得る。
【００４６】
図２に示した鉄心部分９は一体構造となっているが、中央脚部９ｃが他の鉄心部分とは別体となっていても良い。この場合、別体としての中央脚部９ｃが基部９ａに磁気的に結合するように部分鉄心９が組み立てられる。
【００４７】
上述の実施形態では、図１Ｂに示されるように鉄心コイル１５〜１７の鉄心１５ａ〜１７ａの先端部同士は互いに密着しているが、鉄心１５ａ〜１７ａの先端部同士はギャップを介して結合される構成であっても良い。
【００４８】
なお、外周部鉄心は、分割されておらず、一体的な構造を有していても良い。
【００４９】
また、本開示の課題を解決するために、以下のような各種の態様とその効果を提供することができる。なお、以下の態様の説明文における括弧内の番号は本開示の図面の参照符号に対応する。
【００５０】
例えば、本開示の第一態様は、外周部鉄心（１９）と、前記外周部鉄心（１９）の内面側において周方向に間隔をおいて配列された少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ））と、前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）のそれぞれに巻き回されたコイル（１５ｂ〜１７ｂ）と、を具備し、前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）のそれぞれは、前記コイル（１５ｂ〜１７ｂ）の巻き軸線（ｌ0）の方向における一方の端部が前記外周部鉄心（１９）に磁気的に結合されると共に、前記巻き軸線（ｌ0）の方向における他方の端部が、前記少なくとも三つの脚部鉄心のうちの他の脚部鉄心における前記他方の端部に磁気的に結合するように配置され、前記外周部鉄心（１９）は、前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）のうち前記周方向において隣り合う二つの脚部鉄心の間に対応する部分において、前記外周部鉄心（１９）の前記内面側に向かって凹む凹部（１９ｒ）を外面側に有する、電磁機器である。
【００５１】
上記第一態様によれば、コイルからの漏れ磁束を抑制できる構成とすると共に、鉄心の体積や重量も低減することができる。
【００５２】
また、本開示の第二態様は、上記第一態様の電磁機器（１０）であって、前記外周部鉄心（１９）は、前記隣り合う二つの脚部鉄心の間に対応する部分において、前記隣り合う二つの脚部鉄心のうちの一の脚部鉄心に巻き回された前記コイル（１５ｂ）の前記巻き軸線（ｌ0）に平行に伸びるよう形成され、且つ、前記一の脚部鉄心に巻き回された前記コイルの前記巻き軸線（ｌ0）と垂直な任意の面で切断した場合の断面積が、前記一の脚部鉄心に巻き回された前記コイルの前記巻き軸線（ｌ0）と平行な方向において一定である部分を有する。
【００５３】
また、本開示の第三態様は、上記第一態様又は第二態様の電磁機器（１０）であって、前記外周部鉄心（１９）は、複数の外周部鉄心部分（９）から構成されている。
【００５４】
また、本開示の第四態様は、上記第三態様の電磁機器（１０）であって、前記複数の外周部鉄心部分（９）の数は前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）と同数であり、前記複数の外周部鉄心部分（９）のそれぞれは、直線的に伸びるように形成された基部（９ａ）と、該基部の前記直線的に伸びる方向の両端において前記基部（９ａ）と直角をなすように前記内面側に伸びる２つの側部（９ｂ，９ｄ）とを有し、前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）のそれぞれは、前記複数の外周部鉄心部分（９）のそれぞれにおける前記両端部の間において前記基部（９ａ）に接続されている。
【００５５】
また、本開示の第五態様は、上記第一態様から第四態様のいずれかの電磁機器（１０、５０）であって、前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）の数は３の倍数である。
【００５６】
また、本開示の第六態様は、上記第一態様から第四態様のいずれかの電磁機器（１１０）であって、前記少なくとも三つの脚部鉄心（１５ａ〜１７ａ）の数は４以上の偶数である。
【００５７】
また、本開示の第七態様は、上記第一態様から第六態様のいずれかの電磁機器（１０）であって、前記コイル（１５ｂ〜１７ｂ）は、１次コイル及び２次コイルの少なくとも一方を含む。
【００５８】
また、本開示の第八態様は、上記第一態様から第七態様のいずれかの電磁機器（１０）であって、前記電磁機器は変圧器である。
【符号の説明】
【００５９】
９    鉄心部分
９ａ    基部
９ｂ，９ｄ    側部
９ｃ    中央脚部
１０    多相変圧器
１５，１６，１７    鉄心コイル
１５ａ，１６ａ，１７ａ    鉄心
１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ    コイル
５０    多相変圧器
５９    外周部鉄心
５９ｒ    凹部
５１−５６    鉄心コイル
５１ａ−５７ａ    鉄心
５１ｂ−５７ｂ    コイル
９０    電磁機器
９１    外周部鉄心
９５−９７    鉄心コイル
９５ａ−９９ａ    鉄心
９５ｂ−９７ｂ    コイル
１１０    単相変圧器
１１１−１１４    鉄心コイル
１１１ａ−１１４ａ    鉄心
１１１ｂ−１１４ｂ    コイル
１１９    外周部鉄心
１１９ｒ    凹部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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