(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の薄板状磁性材料の厚さ方向の面を衝合して単一層を形成し、複数の前記単一層を積層して構成され、前記各単一層における衝合箇所を、一または複数の前記単一層毎に変更してなる積層鉄心本体と、
前記積層鉄心本体の表面に配置された前記単一層における前記衝合箇所に、当該衝合箇所を覆うように固着されたパッチ状磁性材料と
を有することを特徴とする積層鉄心。
【請求項２】
前記衝合箇所は略直線状であり、
前記パッチ状磁性材料は、前記衝合箇所に沿った長辺と、前記衝合箇所に形成されたギャップの幅よりも大きい短辺とを有する略矩形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項３】
前記パッチ状磁性材料は、複数の前記衝合箇所を覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項４】
前記パッチ状磁性材料は、前記薄板状磁性材料と同一の材料によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項５】
前記積層鉄心本体は、前記各単一層における衝合箇所を、Ｎ層（Ｎは偶数）の前記単一層毎に変更してなるものであり、
前記パッチ状磁性材料は、最表層から第Ｎ／２層までの前記薄板状磁性材料を流れる磁束を前記パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項６】
前記積層鉄心本体は、前記各単一層における衝合箇所を、Ｎ層（Ｎは奇数）の前記単一層毎に変更してなるものであり、
前記パッチ状磁性材料は、最表層から第（Ｎ−１）／２層までの前記薄板状磁性材料を流れていた磁束と、第（Ｎ＋１）／２層の薄板状磁性材料を流れる磁束の約１／２とを前記パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項７】
前記積層鉄心本体は、三相の巻線が巻回される三本の磁脚部と、三本の前記磁脚部と交差しつつ、三本の前記磁脚部を相互に結合する継鉄部とを有するものであり、
前記パッチ状磁性材料は、前記継鉄部に固着され、前記継鉄部に交差していない部分の前記磁脚部には、前記パッチ状磁性材料は固着されていない
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項８】
前記積層鉄心本体は、二本の磁脚部と、二本の前記磁脚部と交差しつつ、二本の前記磁脚部を相互に結合する継鉄部とを有し、略矩形枠状に形成されたものであり、
前記パッチ状磁性材料は、前記継鉄部に固着され、前記継鉄部に交差していない部分の前記磁脚部には、前記パッチ状磁性材料は固着されていない
ことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
【請求項９】
前記薄板状磁性材料および前記パッチ状磁性材料は電磁鋼板である
ことを特徴とする請求項４に記載の積層鉄心。
【請求項１０】
請求項１に記載の積層鉄心と、
前記積層鉄心に巻回される巻線と
を有することを特徴とする静止電磁機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鉄心および静止電磁機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、下記特許文献１の要約書には、「鋼板の突き合わせ位置が、板の一定枚数毎に交互になっている鉄芯接合部において、突き合わせ位置が同じである鋼板群を１つのグループと見なす。そのグループの突き合わせ面を結んでできる仮想平面がもう一方の鋼板グループと交差する位置において鋼板のその部分に歪みを導入するか、あるいはその部分の鋼板の板厚を減少させる」と記載されている。また、下記特許文献２の特許請求の範囲には、「磁路の途中に空隙部を有する静止誘導電気機器鉄心において、少なくとも前記空隙部の周囲を反磁性材料で覆ったことを特徴とする」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２８３０３６号公報
【特許文献２】特開平１−９３１０５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１，２の技術は、何れも薄板状磁性材料を衝合（突き合わせ）しつつ積層することによって積層鉄心を構成している。ここで、衝合箇所に形成されるギャップは磁気抵抗が大きいため、各磁性材料を流れる磁束は、ギャップ部分では、最隣接の磁性材料内を迂回するように流れる。衝合位置を一層毎に交互にずらしたと仮定し、積層鉄心の表面以外に配置された磁性材料に着目すると、「最隣接の磁性材料」とはギャップを挟んで対向する２面の磁性材料である。一方、積層鉄心の表面に配置された磁性材料に着目すると、「最隣接の磁性材料」とは、ギャップの内側に隣接する１面の磁性材料になる。すると、表面に配置された磁性材料のギャップ部分では、この「内側に隣接する１面の磁性材料」に集中して磁束が流れ、鉄損が大きくなるという問題があった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、鉄損を抑制できる積層鉄心および静止電磁機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明の積層鉄心にあっては、複数の薄板状磁性材料の厚さ方向の面を衝合して単一層を形成し、複数の前記単一層を積層して構成され、前記各単一層における衝合箇所を、一または複数の前記単一層毎に変更してなる積層鉄心本体と、前記積層鉄心の表面に配置された前記単一層における前記衝合箇所に、当該衝合箇所を覆うように固着されたパッチ状磁性材料とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の積層鉄心および静止電磁機器によれば、鉄損を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）本発明の第１実施形態の積層鉄心の外観を示す斜視図、および（ｂ）その要部の断面図である。
【図２】（ａ）比較例１の積層鉄心の外観を示す斜視図、および（ｂ）その要部の断面図である。
【図３】第２実施形態の積層鉄心の要部の断面図である。
【図４】比較例２の積層鉄心の要部の断面図である。
【図５】第３実施形態の積層鉄心の要部の断面図である。
【図６】比較例３の積層鉄心の要部の断面図である。
【図７】第４実施形態の積層鉄心の外観を示す斜視図である。
【図８】第５実施形態の積層鉄心の外観を示す斜視図である。
【図９】変形例の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１実施形態］
（実施形態の構成）
まず、本発明の第１実施形態による三相三脚鉄心である積層鉄心の構成を説明する。図１（ａ）は本実施形態による積層鉄心の斜視図であり、図１（ｂ）は、そのＩ−Ｉ’断面図である。
図１（ａ）において薄板状磁性材料１は、略台形状、略不等辺四辺形状、略五角形状等、様々な形に磁性材料（本実施形態においては電磁鋼板）を切り出してなるものであり、これらの薄板状磁性材料１（以下、単に磁性材料１という）を上下、左右方向の成す平面上に配列し、厚さ方向の面を相互に衝合することにより、積層鉄心の一層（以下、単一層という）が構成される。但し、衝合した磁性材料同士を完全に隙間なく密着させることは困難であるため、衝合箇所には、ある程度の幅を有するギャップが形成される。
【０００９】
また、図１（ｂ）においては、最前層から６層目までの磁性材料１の断面形状を示し、これら磁性材料１には、最前層から順に１ａ，１ｂ，…，１ｆの符号を付す。また、これら磁性材料の衝合箇所に形成されるギャップを符号５ａ，５ｂ，５ｃによって示す。図示のように、Ｎ（本実施形態ではＮ＝２）層毎に衝合箇所を変えながら、磁性材料１ａ〜１ｆを積層してゆくことによって、積層鉄心本体１０が構成される。また、これらギャップ５ａ，５ｂ，５ｃが形成されている部分を総称して「ステップラップ接合箇所３」と呼ぶ。従って、図示のように、ステップラップ接合箇所３は、ある程度の幅を有している。
【００１０】
図１（ａ）に戻り、積層鉄心本体１０は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の磁脚部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗと、これら磁脚部と交差しつつ、これら磁脚部を上下端において相互に結合する継鉄部１０Ｙとを有している。また、積層鉄心の最前層においては、磁性材料１のギャップの前面を覆うように、パッチ状磁性材料２０〜２７が固着されている。そして、図示せぬ最後層の磁性材料１には、ギャップの後面を覆うように、パッチ状磁性材料２０〜２７と同様に形成されたパッチ状磁性材料が固着されている。パッチ状磁性材料２０〜２７は、磁性材料１と同一の材料を矩形状に切り出してなるものである。
【００１１】
図１（ｂ）において、積層した磁性材料内の磁束を模式的に矢印によって示すと、図中の磁束４ａ〜４ｆのようになる。ギャップ５ａ，５ｂ，５ｃは、主として空気によって構成されるため、透磁率が磁性材料に比べて小さく、磁気抵抗が大きくなる。そのため、ギャップ５ａ，５ｂ，５ｃ付近では、各磁性材料内を流れる磁束は隣接する他の磁性材料内へ迂回する。
【００１２】
積層鉄心の表面以外に配置された磁性材料１ｂ，…，１ｅにおいてギャップ５ａ，５ｂ，５ｃの箇所では、何れかの隣接する磁性材料１ａ，１ｂ，…，１ｆが迂回先になる。例えば、磁性材料１ｂに着目すると、ギャップ５ａの近傍では、磁性材料１ｂを流れていた磁束４ｂは磁性材料１ｃを介してギャップ５ａを迂回し、再び磁性材料１ｂに戻る。一方、表面に配置された磁性材料１ａにおいてギャップ５ａの近傍では、磁束４ａはパッチ状磁性材料２０に迂回し、再び磁性材料１ａに戻る。
【００１３】
このように、ギャップ５ａの近傍では、磁束４ａ，４ｂが磁性材料１ａ，１ｂの厚さ方向に流れるため、当該箇所には大きな渦電流が発生し、これによってジュール損が増加する。このように、ギャップ５ａの近傍ではジュール損の増加は避けられないが、本実施形態においては、磁性材料１ａを流れる磁束４ａがパッチ状磁性材料２０に迂回するので、ジュール損の増加はさほど大きくはならない。この点は、他のパッチ状磁性材料２１〜２７についても同様である。
【００１４】
本実施形態の積層鉄心は、種々の静止電磁機器に適用することができる。例えば、磁脚部１０Ｕ，１０Ｖ，１０ＷにＵ相，Ｖ相，Ｗ相の一次側、二次側巻線を巻回すると、三相変圧器が構成される。また、磁脚部１０Ｕ，１０Ｖ，１０ＷにＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各一系統の巻線のみを巻回すると、三相リアクトルが構成される。この点は後述する他の実施形態においても同様である。
【００１５】
（比較例１）
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例１の積層鉄心の構成を説明する。図２（ａ）は比較例１による積層鉄心の斜視図であり、図２（ｂ）は、そのＩ−Ｉ’断面図である。なお、図２（ａ），（ｂ）において図１（ａ），（ｂ）の各部に対応する部分には同一の符号を付す。図２（ａ），（ｂ）によれば、比較例１の積層鉄心は、第１実施形態のものと同様の積層鉄心本体１０を有するが、パッチ状磁性材料２０〜２７を有しない点で第１実施形態の積層鉄心とは異なっている。
【００１６】
図２（ｂ）において最前層の磁性材料１ａには磁束４ａが流れている。磁性材料１ａにおいてギャップ５ａの近傍では、外部の空気領域よりも、磁性材料１ｂ，１ｃを迂回するほうが磁気抵抗は小さい。このため、磁束４ａは磁性材料１ａから磁性材料１ｂを介して磁性材料１ｃに迂回し、さらに磁性材料１ｂを介して磁性材料１ａに戻る。従って、磁束４ａは、磁性材料１ａ，１ｂ，１ｃの厚さ方向を４回横切ることになるため、その都度大きな渦電流が発生し、ジュール損が増加する。
【００１７】
さらに、ギャップ５ａの近傍では、磁性材料１ｃには、厚さ方向に２系統の磁束４ａ，４ｂが流入する。これは、実際には、当該箇所において磁束密度が約２倍になるということである。一般に、薄板状磁性材料内を磁束が垂直に鎖交することにより発生する渦電流損失は、磁束密度の二乗に比例する。これにより、１系統の磁束のみが流入する場合と比較すると、ジュール損は約４倍になる。
【００１８】
（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態によれば、磁性材料１ａを流れる磁束４ａをパッチ状磁性材料２０〜２７に迂回させることができるので、比較例１と比較すると、磁束４ａが磁性材料を横切る回数を低減させることができるとともに、ギャップ５ａの近傍で磁性材料１ｃに流れ込む磁束も低減させることができる。これにより、特に磁束４ａに起因するジュール損を、比較例１よりも低減することができ、これによって積層鉄心全体の磁気損失も低減することができる。
【００１９】
また、本実施形態においては、パッチ状磁性材料２０〜２７として、薄板状磁性材料１と同一の材料を用いたので、ロール状の原材料から磁性材料１を切り出した後の端切れ材を用いてパッチ状磁性材料２０〜２７を製造することができる。これにより、原材料費の増加を招くことなく、ジュール損を低減させることができる。また、磁性材料１およびパッチ状磁性材料２０〜２７として電磁鋼板を適用したので、比較的硬く脆いアモルファス材よりも、パッチ状磁性材料２０〜２７を切り出す際の作業性を高めることができる。但し、磁性材料１またはパッチ状磁性材料２０〜２７として、電磁鋼板に代えてアモルファス材を適用してもよいことは勿論である。
【００２０】
さらに、本実施形態においては、パッチ状磁性材料２０〜２７は全て継鉄部１０Ｙに固着されており、継鉄部１０Ｙに交差していない部分の磁脚部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗには、パッチ状磁性材料２０〜２７は固着されていない。従って、磁脚部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗに巻線を巻回する際に、パッチ状磁性材料２０〜２７が挟まることはなく、磁脚部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗと巻線との密着度を高めることができる。
【００２１】
さらに、本実施形態においては、磁性材料１の衝合箇所に形成されるギャップは直線状であり、パッチ状磁性材料２０〜２７は、ギャップに沿った長辺と、ギャップの幅よりも大きい短辺とを有する略矩形状に形成されている。従って、充分に長い磁性材料を先に切り出しておき、これを適宜切断しつつ積層鉄心本体１０に固着してゆくことによってパッチ状磁性材料２０〜２７を構成できる。これにより、最初からパッチ状磁性材料２０〜２７の寸法を定めて切り出す必要がなくなり、作業性を向上させることができる。
【００２２】
一方、パッチ状磁性材料２０〜２７を略矩形状に形成したことにより、磁性材料１のギャップのうち、パッチ状磁性材料２０〜２７によって覆われない部分が生じる。例えば、図１（ａ）に示すパッチ状磁性材料２４に着目すると、パッチ状磁性材料２４の右上および左下部分において、パッチ状磁性材料２４によって覆われていない部分のギャップが若干生じている。しかし、パッチ状磁性材料２０〜２７によって覆われていないギャップは、積層鉄心本体１０の周縁部にあり、当該部分の磁束密度は低くなるため、その影響は比較的小さい。
【００２３】
［第２実施形態］
（実施形態の構成）
次に、本発明の第２実施形態の積層鉄心構成について説明する。本実施形態の積層鉄心の全体の外観は、第１実施形態のもの（図１（ａ））と同様である。但し、本実施形態においては、図１（ａ）におけるＩ−Ｉ’断面図は、図３に示すようになる。なお、図３において図１、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付す。
【００２４】
図３においては、最前層から６層目までの磁性材料１ａ〜１ｆの断面形状を示す。これら磁性材料１ａ〜１ｆは、衝合箇所を１層毎に交互に変えながら積層され、１枚ステップラップ接合を構成している。そして、各衝合箇所には、ギャップ５ａ〜５ｆが形成される。また、最前層の磁性材料１ａに対しては、ギャップ５ａの前面を覆うように、パッチ状磁性材料２０が固着されている。積層した磁性材料内の磁束を、模式的に矢印によって示すと、図中の磁束４ａ〜４ｆのようになる。ギャップ５ａ〜５ｆは磁気抵抗が大きくなるため、各磁性材料内を流れる磁束は分岐し、隣接する他の磁性材料内へ迂回する。例えば、磁性材料１ａを流れる磁束４ａは、ギャップ５ａの近傍で分岐し、パッチ状磁性材料２０および磁性材料１ｂを介して迂回した後、磁性材料１ａに戻る。分岐した磁束の大きさは、元の磁束の約１／２になる。
【００２５】
（比較例２）
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例２の積層鉄心の構成を説明する。比較例２の積層鉄心の全体の外観は、比較例１のもの（図２（ａ））と同様である。但し、比較例２においては、図２（ａ）におけるＩ−Ｉ’断面図は、図４に示すようになる。なお、図４において図１〜図３の各部に対応する部分には同一の符号を付す。比較例２の積層鉄心は、積層鉄心本体１０を有するが、パッチ状磁性材料２０〜２７を有しない点で第２実施形態の積層鉄心とは異なっている。
【００２６】
図４において、最前層の磁性材料１ａ内を流れる磁束４ａは、ギャップ５ａの近傍では、上方の空気領域を迂回するよりも磁気抵抗が小さいことから、その全てが表面から２層目の磁性材料１ｂに迂回して流れる。従って、他層の磁性材料と比較すると、約２倍の磁束が磁性材料１ａから磁性材料１ｂに向かって、厚さ方向に流入する。これは、実際には、当該箇所において磁束密度が約２倍になるということである。これにより、磁性材料１ｂにおいて、大きな渦電流損失が発生する。
【００２７】
（実施形態の効果）
上述したように、薄板状磁性材料内を磁束が垂直に鎖交することにより発生する渦電流損失は、磁束密度の二乗に比例する。比較例２における磁束４ａはその全てが磁性材料１ｂに鎖交するのに対し、第２実施形態では磁束４ａが２つに分岐し、元々の約１／２の磁束がそれぞれ磁性材料１ｂおよびパッチ状磁性材料２０と鎖交する。磁束４ａの元々の磁束密度をＢとすると、磁束４ａに起因して発生する渦電流損失の、比較例２と本実施形態との比率は、Ｂ2：Ｂ2／２＝２：１になる。すなわち、本実施形態においては、磁束４ａに起因して生じる渦電流損失を、比較例２の約１／２に低減することができる。本実施形態の他の効果は、第１実施形態のものと同様である。
【００２８】
［第３実施形態］
（実施形態の構成）
次に、本発明の第３実施形態の積層鉄心構成について説明する。本実施形態の積層鉄心の全体の外観は、第１実施形態のもの（図１（ａ））と同様である。但し、本実施形態においては、図１（ａ）におけるＩ−Ｉ’断面図は、図５に示すようになる。なお、図５において図１〜図４の各部に対応する部分には同一の符号を付す。
【００２９】
図５においては、最前層から６層目までの磁性材料１ａ〜１ｆの断面形状を示す。これら磁性材料１ａ〜１ｆは、衝合箇所を３層毎に交互に変えながら積層され、３枚ステップラップ接合を構成している。そして、各衝合箇所には、ギャップ５ａ，５ｂが形成される。また、最前層の磁性材料１ａに対しては、ギャップ５ａの前面を覆うように、パッチ状磁性材料２０が固着されている。積層した磁性材料内の磁束を、模式的に矢印によって示すと、図中の磁束４ａ〜４ｆのようになる。ギャップ５ａ〜５ｆは磁気抵抗が大きくなるため、各磁性材料内を流れる磁束は他の磁性材料内へ迂回する。その際、磁束の分岐が伴う場合もある。
【００３０】
例えば、磁性材料１ａを流れる磁束４ａは、その全てがパッチ状磁性材料２０を介して迂回する。また、磁性材料１ｃを流れる磁束４ｃは、その全てが磁性材料１ｄを介して迂回する。一方、磁性材料１ｂを流れる磁束４ｂは、その約１／２が磁性材料１ａを介してパッチ状磁性材料２０に迂回して流れ、残りの約１／２が磁性材料１ｃを介して磁性材料１ｄに迂回して流れる。
【００３１】
（比較例３）
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例３の積層鉄心の構成を説明する。比較例３の積層鉄心の全体の外観は、比較例１のもの（図２（ａ））と同様である。但し、比較例３においては、図２（ａ）におけるＩ−Ｉ’断面図は、図６に示すようになる。なお、図６において図１〜図５の各部に対応する部分には同一の符号を付す。比較例３の積層鉄心は、積層鉄心本体１０を有するが、パッチ状磁性材料２０〜２７を有しない点で第３実施形態の積層鉄心とは異なっている。
【００３２】
図６において、最前層の磁性材料１ａ内を流れる磁束４ａは、上方の空気領域を迂回するよりも磁気抵抗が小さいことから、その全てが磁性材料１ｂ，１ｃを介して４層目の磁性材料１ｄに迂回して流れる。同様の理由により、磁性材料１ｂ内を流れる磁束４ｂは、その全てが磁性材料１ｃを介して磁性材料１ｄに迂回して流れる。ここで、ギャップ５ａの近傍にて磁性材料１ａ，１ｂ，１ｃから磁性材料１ｄに向かって厚さ方向に流入する磁束について検討すると、比較例３における磁束は、第３実施形態における磁束の約２倍になる。これは、実際には、当該箇所において磁束密度が約２倍になるということである。これにより、磁性材料１ｄ等において、大きな渦電流損失が発生する。
【００３３】
（実施形態の効果）
上述したように、磁性材料の厚さ方向に流入する磁束による渦電流損失は、磁束密度の二乗に比例する。従って、本実施形態においては、磁束４ａ，４ｂ，４ｃに起因して生じる渦電流損失を、比較例３の約１／２に低減することができる。本実施形態の他の効果は、第１，第２実施形態のものと同様である。
【００３４】
［第４実施形態］
次に、図７を参照し、本発明の第４実施形態の積層鉄心の構成について説明する。なお、図７は本実施形態による積層鉄心の斜視図であり、図１〜図６の各部に対応する部分には同一の符号を付す。本実施形態の積層鉄心のうち、積層鉄心本体１０は第１実施形態のもの（図１（ａ））と同様である。但し、第１実施形態のパッチ状磁性材料２０〜２７に代えて、積層鉄心本体１０の四隅の角部領域、および２箇所のＴ字型接続領域のそれぞれに、これらの領域全体を覆う大きさの略矩形状のパッチ状磁性材料３０〜３５が固着されている。
【００３５】
本実施形態においても、パッチ状磁性材料３０〜３５は、磁性材料１と同一の材料を矩形状に切り出してなるものである。また、積層鉄心の図示せぬ最後層にも、同様の領域を覆うように、パッチ状磁性材料３０〜３５と同様に形成されたパッチ状磁性材料が固着されている。特に、Ｔ字型接続領域におけるパッチ状磁性材料３１，３４に着目すると、それぞれ一枚のパッチ状磁性材料によって、２箇所のギャップが覆われていることが解る。
【００３６】
このように、本実施形態においては、複数のギャップが存在する領域を１枚のパッチ状磁性材料で覆うことができるため、第１実施形態と比較すると、パッチ状磁性材料の数を少なくすることができる（８枚から６枚に減少している）。これにより、パッチ状磁性材料３０〜３５を固着する工数を削減することができる。本実施形態の他の効果は、ステップラップ接合の枚数にかかわらず、第１〜第３実施形態のものと同様である。
【００３７】
［第５実施形態］
次に、図８を参照し、本発明の第５実施形態の積層鉄心構成について説明する。なお、図８は本実施形態による積層鉄心の斜視図であり、図１〜図７の各部に対応する部分には同一の符号を付す。本実施形態の積層鉄心は、額縁状単相積層鉄心であり、磁性材料１を衝合しつつ積層して構成された積層鉄心本体４０を有している。積層鉄心本体４０は、磁脚部４０Ｐ，４０Ｓと、これら磁脚部と交差しつつ、これら磁脚部を上下端において相互に結合する継鉄部４０Ｙとを有し、略矩形枠状に形成されている。そして、何れの層においても、磁性材料１の４箇所の衝合箇所においてステップラップ接合が構成されている。
【００３８】
また、積層鉄心の最前層においては、磁性材料１の衝合箇所のギャップの前面を覆うように、パッチ状磁性材料５０〜５３が固着されている。そして、図示せぬ最後層の磁性材料１には、ギャップの後面を覆うように、パッチ状磁性材料５０〜５３と同様に形成されたパッチ状磁性材料が固着されている。第１実施形態と同様に、パッチ状磁性材料５０〜５３は、磁性材料１と同一の材料を矩形状に切り出してなるものである。
【００３９】
本実施形態の積層鉄心は、種々の単相用の静止電磁機器に適用することができる。例えば、磁脚部４０Ｐ，４０Ｓに一次側、二次側巻線を巻回すると、単相変圧器が構成される。また、磁脚部４０Ｐ，４０Ｓの一方に一系統の巻線のみを巻回すると、単相リアクトルが構成される。
【００４０】
第１実施形態と同様に、本実施形態においても、パッチ状磁性材料５０〜５３は、全て継鉄部４０Ｙに固着されており、継鉄部４０Ｙに交差していない部分の磁脚部４０Ｐ，４０Ｓには、パッチ状磁性材料５０〜５３は固着されていない。従って、磁脚部４０Ｐ，４０Ｓに巻線を巻回する際に、パッチ状磁性材料５０〜５３が挟まることはなく、磁脚部４０Ｐ，４０Ｓと巻線との密着度を高めることができる。本実施形態の他の効果は、ステップラップ接合の枚数にかかわらず、第１〜第３実施形態のものと同様である。
【００４１】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【００４２】
（１）上述した第１〜第３実施形態では、ステップラップ接合の枚数Ｎが「２」、「１」、「３」である場合の例について説明したが、枚数Ｎは「４」以上であってもよい。ここで枚数Ｎが偶数である場合と、奇数である場合とにおけるパッチ状磁性材料２０等の機能について一般的に説明しておく。まず、枚数Ｎが偶数である場合、パッチ状磁性材料は、最表層（最前層および最後層）から第Ｎ／２層までの磁性材料１を流れる磁束を、該パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する。これは、同時に、第（１＋Ｎ／２）層から第Ｎ層までの磁性材料１を流れる磁束を、第（Ｎ＋１）層の磁性材料１に迂回させる機能を有するということでもある。
【００４３】
また、枚数Ｎが奇数である場合、パッチ状磁性材料は、最表層（最前層および最後層）から第（Ｎ−１）／２層までの磁性材料１を流れる磁束と、第（Ｎ＋１）／２層の磁性材料１を流れる磁束の約１／２とを、該パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する。これは、同時に、第（Ｎ＋１）／２層の磁性材料１を流れる残りの磁束（約１／２）と、第（Ｎ＋３）／２層から第Ｎ層までの磁性材料１を流れる磁束を第（Ｎ＋１）層の磁性材料１に迂回させる機能を有するということでもある。従って、何れの場合においても、パッチ状磁性材料を設けない場合と比較して、ジュール損を低減させることができる。
【００４４】
（２）上述した第１〜第３実施形態では、ステップラップ接合の枚数Ｎ毎に、磁性材料１の衝合箇所を交互に切り替えていた。しかし、本発明は、衝合箇所を交互に切り替えるものに限定されるわけではない。例えば、第１〜第３実施形態の何れかにおけるＩ−Ｉ’断面を図９に示すように変形してもよい。図９においては、磁性材料１ａ，１ｂ，…，１ｆの衝合箇所をＭ段階（図示の例ではＭ＝４）の階段状に、周期的に変化させている。これにより、ステップラップ接合箇所３の幅は長くなる。但し、パッチ状磁性材料２０は、最前層の磁性材料１ａに現れるギャップ５ａを覆えばよいため、上述の各実施形態と同様のパッチ状磁性材料を適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１，１ａ〜１ｆ  薄板状磁性材料（磁性材料）
３  ステップラップ接合箇所
４ａ〜４ｆ  磁束
５ａ〜５ｆ  ギャップ（衝合箇所）
１０  積層鉄心本体
１０Ｙ  継鉄部
１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ  磁脚部
２０〜２７  パッチ状磁性材料
３０〜３５  パッチ状磁性材料
４０  積層鉄心本体
４０Ｙ  継鉄部
４０Ｐ，４０Ｓ  磁脚部
５０〜５３  パッチ状磁性材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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