(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、
前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、
前記鉄心材は、一巻ごとに１箇所の切断部を有しており、
所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群が形成され、
一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とが、前記窓部の周囲に分散して配置されており、
且つ、前記切断部群は、１つずつ交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置されている巻鉄心。
【請求項２】
複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、
前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、
前記鉄心材は、一巻ごとに１箇所の切断部を有しており、
所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群が形成され、
一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とが、前記窓部の周囲に分散して配置されており、
且つ、前記切断部群は、複数の切断部群ごとに交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置されている巻鉄心。
【請求項３】
前記鉄心材は、前記切断部が周方向に階段状にずれるように巻回されている請求項１または２に記載の巻鉄心。
【請求項４】
前記鉄心材は、コーナ部を形成する部分が予め折り曲げられた状態で巻回されている請求項１から３の何れか１項に記載の巻鉄心。
【請求項５】
複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、前記鉄心材が一巻ごとに１箇所の切断部を有する巻鉄心を製造する方法であって、
所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群を形成し、
一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とを、前記窓部の周囲に分散して配置し、
且つ、前記切断部群を、１つずつ交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置するように前記巻鉄心を巻回する巻鉄心の製造方法。
【請求項６】
複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、前記鉄心材が一巻ごとに１箇所の切断部を有する巻鉄心を製造する方法であって、
所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群を形成し、
一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とを、前記窓部の周囲に分散して配置し、
且つ、前記切断部群を、複数の切断部群ごとに交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置するように前記巻鉄心を巻回する巻鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数枚の鉄心材が巻回された巻鉄心、および、当該巻鉄心を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば配電用の小型の変圧器における大きな技術動向として、日本国内ではいわゆるトップランナー制度が適用され、世界的にも、例えば高効率化を定めた規格が制定されるなど、省エネルギー化や効率化が強く推し進められている。とりわけ、鉄心で発生する電力損失である無負荷損、いわゆる「鉄損」を低減するための努力が世界規模で展開されており、各メーカは、鉄心材料の改良や鉄心構造の改良に注力し激しい競争を繰り広げている。ここで、変圧器用の鉄心としては、切断した薄い珪素鋼板を積層した積層鉄心、切断した薄い珪素鋼板を巻回した巻鉄心が知られている。そして、巻鉄心は、鉄心中の磁束の流れが阻害されにくいことから、鉄損の低減の観点からは積層鉄心よりも有利である。
【０００３】
例えば特許文献１には、このような巻鉄心の典型的な構成例が開示されている。この種の巻鉄心は、一般的に、次のような構成となっている。即ち、薄い珪素鋼板から鉄心材を一巻き分、つまりワンターン分ごとに切断しながら円形の巻き取り型に巻き取る。その後、巻き取った鉄心材の内側と外側に成形型を当ててプレスし、これにより、中心にほぼ矩形の鉄心窓を形成する。このように製造される巻鉄心においては、各鉄心材の両端部のつなぎ目に切断部が形成される。そして、その切断部を鉄心材の周方向に階段状に順次ずらして配置することで、磁束の流れをスムーズにし、これにより、磁路の磁気抵抗を下げて鉄損の増加を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各鉄心材の切断部にはギャップが生じやすく、このようなギャップは空気の透磁率しか有していない。そのため、ギャップ部分には磁束が通りにくく、殆どの磁束は、ギャップを迂回して流れるようになる。そのため、ギャップの近傍では磁束密度が増加しやすく、これにより、ギャップの近傍における鉄損が著しく増加してしまう傾向がある。なお、鉄心材で発生する損失である鉄損は、磁束密度と相関性を持っており、磁束密度が高い領域では、例えば磁束密度のほぼ２乗で鉄損が増加することが確認されている。
【０００６】
本実施形態は、鉄心材のギャップの近傍における磁束密度の増加を抑えることができる巻鉄心、および、当該巻鉄心を製造する製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る巻鉄心は、複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備える。前記鉄心材は、一巻ごとに１箇所の切断部を有している。そして、所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群が形成され、一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とが、前記窓部の周囲に分散して配置されており、且つ、前記切断部群は、１つずつ交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置されている。
また、本実施形態に係る巻鉄心は、複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備える。前記鉄心材は、一巻ごとに１箇所の切断部を有している。そして、所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群が形成され、一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とが、前記窓部の周囲に分散して配置されており、且つ、前記切断部群は、複数の切断部群ごとに交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置されている。
【０００８】
本実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、前記鉄心材が一巻ごとに１箇所の切断部を有する巻鉄心を製造する方法であり、所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群を形成し、一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とを、前記窓部の周囲に分散して配置し、且つ、前記切断部群を、１つずつ交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置するように前記巻鉄心を巻回する。
また、本実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、前記鉄心材が一巻ごとに１箇所の切断部を有する巻鉄心を製造する方法であり、所定枚の前記鉄心材ごとに鉄心材群を形成し、一の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群と、他の前記鉄心材群に含まれる複数の前記切断部からなる切断部群とを、前記窓部の周囲に分散して配置し、且つ、前記切断部群を、複数の切断部群ごとに交互に前記窓部を挟んで対向する位置に配置するように前記巻鉄心を巻回する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態を概念的に説明するものであり、巻鉄心の一部を拡大して示す図
【図２】第１実施形態に係る巻鉄心の一構成例を示す図
【図３】巻鉄心の製造方法の一例を示す図
【図４】第２実施形態に係る巻鉄心の一構成例を示す図
【図５】第３実施形態に係る巻鉄心の一構成例を示す図
【図６】巻鉄心の製造方法の一例を示す図
【図７】第４実施形態に係る巻鉄心の一構成例を示す図
【図８】変形例に係る巻鉄心の一部を拡大して示す図
【図９】従来の巻鉄心を示す図
【図１０】従来の巻鉄心の一部を拡大して示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、巻鉄心および巻鉄心の製造方法に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態の説明に入る前に、従来の巻鉄心について言及する。即ち、図９に例示する従来の巻鉄心１００は、複数枚の鉄心材１００ａを巻回することにより鉄心本体部１０１を構成している。そして、巻鉄心１００は、鉄心本体部１０１の中心に、ほぼ矩形状の窓部１０２を有している。各鉄心材１００ａは、１巻ごとに少なくとも１箇所の切断部１０３を有している。この切断部１０３は、各鉄心材１００ａの両端部のつなぎ目となる部分である。
【００１１】
この場合、巻鉄心１００は、３枚の鉄心材１００ａごとに１つの鉄心材群１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを形成している。即ち、最も窓部１０２側となる内側から所定枚の鉄心材１００ａが積層されるごとに１つの鉄心材群１０４が形成される。また、各鉄心材群１０４に含まれる複数の鉄心材１００ａは、それぞれの切断部１０３が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回されている。
【００１２】
また、一の鉄心材群１０４に含まれる複数の切断部１０３のそれぞれの周方向の位置と、当該鉄心材群１０４に隣接する他の鉄心材群１０４に含まれる複数の切断部１０３のそれぞれの周方向の位置とは、相互にほぼあるいは完全に一致している。即ち、巻鉄心１００は、鉄心材群１０４を構成する複数枚の鉄心材１００ａごとに、切断部１０３の位置が同じ位置に戻って繰り返される構成である。
【００１３】
また、巻鉄心１００は、４つの鉄心材群１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄにより一手目１００Ａを構成している。そして、巻鉄心１００は、この一手目１００Ａの外側に、さらに二手目，三手目，・・・が設けられていくことで、用途に応じた大きさの巻鉄心となる。
【００１４】
ここで、このような従来の巻鉄心のような構造における課題について言及する。即ち、例えば図１０に示すように、仮に、一手当たりの鉄心材Ｍの数を３枚とし、且つ、１枚の鉄心材Ｍに流れる磁束を２本の磁束線で示すと、一手当たり６本の磁束が流れることとなる。そして、鉄心材Ｍの切断部Ｃの近傍では、磁束が切断部Ｃのギャップを迂回するようにして流れるようになり、当該ギャップを含む鉄心本体部の断面Ｄにおいては、６本の磁束が２枚の鉄心材Ｍを介して流れるようになる。そのため、切断部Ｃのギャップの近傍における磁束密度が３／（３−１）倍、つまり約１．５倍に増加してしまい、ギャップの近傍における鉄損が著しく増加してしまう。なお、鉄心材Ｍの切断部Ｃのギャップの近傍における磁束密度は、一手当たりの鉄心材の枚数を「ｎ」とすると、次式により求めることができる。
磁束密度＝ｎ／（ｎ−１）
【００１５】
また、各鉄心材Ｍの切断部Ｃの間、換言すれば、各鉄心材Ｍのギャップの間の領域Ｇでは、磁束がギャップを迂回することに伴い、当該領域Ｇを通過する磁束の磁束密度が増加する。そのため、当該領域Ｇでは、通過する磁束により発生する渦電流が増加し、これに伴い、発生する鉄損も増加する。
【００１６】
そこで、本実施形態では、このような従来構成における課題を、次に示す画期的な技術思想により解決する。即ち、例えば図１に示すように、一手当たりの鉄心材Ｍの枚数を従来よりも増やす。そして、一手に含まれる複数の鉄心材Ｍの切断部Ｃを分散させる。このとき、切断部Ｃは、巻鉄心の窓部の周囲に分散して配置されるようにする。なお、図１では、説明の便宜上、１枚の鉄心材Ｍに流れる磁束を３本の磁束線で示しているが、１枚の鉄心材Ｍに流れる磁束量は従来と同じであると仮定する。
【００１７】
本実施形態によれば、切断部Ｃのギャップの近傍における磁束密度を４／（４−１）倍、つまり約１．３３倍に抑えることができ、ギャップの近傍における鉄損を小さくすることができる。
また、本実施形態によれば、一手に含まれる４つの切断部Ｃを、それぞれ２つの切断部Ｃからなる２つの切断部群Ｇ１，Ｇ２に分け、各切断部群Ｇ１，Ｇ２を、それぞれ巻鉄心の異なる辺部に配置するように分散させる。これにより、巻鉄心の１つの辺部内に１つの切断部群を収めることができ、従って、窓部の各辺の長さの制約を受けることなく、鉄損の低減を図ることができる。
【００１８】
次に、本実施形態の技術思想を適用した巻鉄心に係る複数の実施形態を例示する。
（第１実施形態）
図２に例示する巻鉄心１０は、例えば珪素鋼板などの金属板を切断することにより得られた複数枚の鉄心材１０ａにより構成されている。巻鉄心１０は、複数枚の鉄心材１０ａを巻回することにより鉄心本体部１１を構成している。そして、巻鉄心１０は、鉄心本体部１１の中心に、ほぼ矩形状の窓部１２を有している。巻鉄心１０は、４つのコーナ部１３と、これらコーナ部１３の間をつなぐ４つの辺部１４を有する。この場合、辺部１４は、短辺部１４ａ，１４ｃと、これら短辺部１４ａ，１４ｃよりも長い長辺部１４ｂ，１４ｄと、を有する。短辺部１４ａ，１４ｃは、窓部１２を挟んで相互に対向している。また、長辺部１４ｂ，１４ｄは、窓部１２を挟んで相互に対向している。
【００１９】
巻鉄心１０は、図示しないコイルが長辺部１４ｂ，１４ｄに組み付けられることにより、例えば変圧器などの鉄心として使用される。巻鉄心１０を構成する複数枚の鉄心材１０ａは、一巻き分、つまりワンターン分ごとに珪素鋼板から切断されたものであり、従って、この場合、一巻ごとに１箇所の切断部１５を有している。この切断部１５は、各鉄心材１０ａの両端部のつなぎ目となる部分である。そして、各鉄心材１０ａにおいて切断部１５が形成される部分、つまり、各鉄心材１０ａの両端部のつなぎ目にはギャップが形成されやすくなっている。
【００２０】
この巻鉄心１０は、所定枚数、この場合、４枚の鉄心材１０ａごとに鉄心材群１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを形成した構成である。即ち、最も窓部１２側となる内側から所定枚の鉄心材１０ａが積層されるごとに１つの鉄心材群１６が形成される。なお、１つの鉄心材群１６を形成する鉄心材１０ａの数は適宜変更して実施することができる。また、各鉄心材群１６を形成する鉄心材１０ａの数を適宜異ならせてもよい。
【００２１】
また、各鉄心材群１６に含まれる複数枚の鉄心材１０ａは、それぞれの切断部１５が相互に周方向にずれて階段状に位置するように巻回されている。また、巻鉄心１０は、４つの鉄心材群１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにより一手目１０Ａを構成している。そして、巻鉄心１０は、この一手目１０Ａの外側に、さらに二手目，三手目，・・・が設けられていくことで、用途に応じた大きさの巻鉄心となる。
【００２２】
そして、巻鉄心１０は、一手に含まれる複数の切断部を窓部１２の周囲に分散させた構成となっている。即ち、巻鉄心１０は、一の鉄心材群１６に含まれる複数の切断部１５からなる切断部群１７と、他の鉄心材群１６に含まれる複数の切断部１５からなる切断部群１７とが、窓部１２の周囲に分散して配置されている構成である。この場合、鉄心材群１６ａの切断部群１７ａは、一方の短辺部１４ａに位置し、鉄心材群１６ｂの切断部群１７ｂは、一方の長辺部１４ｂに位置し、鉄心材群１６ｃの切断部群１７ｃは、他方の短辺部１４ｃに位置し、鉄心材群１６ｄの切断部群１７ｄは、他方の長辺部１４ｄに位置している。即ち、各切断部群１７ａ〜１７ｄは、それぞれ異なる辺部１４ａ〜１４ｄに分散されて配置されている。
【００２３】
次に、巻鉄心１０の製造方法の一例について説明する。即ち、図３（ａ）に例示するように、まず、複数枚の鉄心材１０ａを順次巻回することにより鉄心材群１６ｄを形成する。このとき、複数の切断部１５からなる切断部群１７ｄが長辺部１４ｄに位置するように各鉄心材１０ａを巻回する。次に、図３（ｂ）に例示するように、鉄心材群１６ｄの外側に、複数枚の鉄心材１０ａを順次巻回することにより鉄心材群１６ｃを形成する。このとき、複数の切断部１５からなる切断部群１７ｃが短辺部１４ｃに位置するように各鉄心材１０ａを巻回する。
【００２４】
次に、図３（ｃ）に例示するように、鉄心材群１６ｃの外側に、複数枚の鉄心材１０ａを順次巻回することにより鉄心材群１６ｂを形成する。このとき、複数の切断部１５からなる切断部群１７ｂが長辺部１４ｂに位置するように各鉄心材１０ａを巻回する。次に、図３（ｄ）に例示するように、鉄心材群１６ｂの外側に、複数枚の鉄心材１０ａを順次巻回することにより鉄心材群１６ａを形成する。このとき、複数の切断部１５からなる切断部群１７ａが短辺部１４ａに位置するように各鉄心材１０ａを巻回する。このように、切断部群１７ａ〜１７ｄが窓部１２の周囲、換言すれば各辺部１４ａ〜１４ｄに分散して配置されるように鉄心材１０ａを順次巻回することにより、一手目１０Ａが設けられる。そして、必要に応じて、さらに二手目，三手目，・・・を設けることにより、用途に応じた大きさの巻鉄心１０が製造される。
【００２５】
本実施形態に係る巻鉄心１０によれば、各切断部群１７を含む各辺部１４においては、仮に、１枚当たりの鉄心材１０ａに流れる磁束を２本の磁束線で示すと、一手当たり３２本の磁束が１５枚の鉄心材１０ａを介して流れるようになる。そのため、切断部１５のギャップの近傍における磁束密度を１６／（１６−１）倍、つまり約１．０６倍に抑えることができる。従って、ギャップの近傍における鉄損を小さくすることができる。
【００２６】
また、巻鉄心１０によれば、切断部１５が窓部１２の周囲に分散されているので、各辺部１４に配置される切断部群１７の全長Ｌａ、つまり、各切断部群１７を形成する最初の鉄心材１００ａの切断部１５と最後の鉄心材１００ａの切断部１５との間の長さＬａが長くなることがない。従って、窓部１２の一辺の長さＬｂの制約を受けることなく、実質的に１つの鉄心材群１６を構成する鉄心材１０ａの数を増やした場合と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、巻鉄心１０によれば、各鉄心材１０ａの切断部１５の間、換言すれば、各鉄心材１０ａのギャップの間の距離も大きくしていない。よって、この点においても、切断部群１７の全長Ｌａが長くなることがなく、窓部１２の一辺の長さＬｂの制約を受けることなく、磁束密度を抑えることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
図４に例示する巻鉄心２０は、複数枚の鉄心材２０ａを巻回した鉄心本体部２１と、この鉄心本体部２１の中心に形成された窓部２２と、を備える。また、巻鉄心２０は、所定枚の鉄心材２０ａごとに複数の鉄心材群２６ａ〜２６ｄを形成しており、各鉄心材群２６ａ〜２６ｄは、それぞれ、複数の切断部２５からなる切断部群２７ａ〜２７ｄを有する。また、巻鉄心２０は、４つの鉄心材群２６ａ〜２６ｄにより一手目２０Ａを構成している。そして、巻鉄心２０は、この一手目２０Ａの外側に、さらに二手目，三手目，・・・が設けられていくことで、用途に応じた大きさの巻鉄心となる。そして、巻鉄心２０は、一手に含まれる複数の切断部を窓部２２の周囲に分散させた構成となっている。即ち、巻鉄心２０は、一の鉄心材群の切断部群と、他の鉄心材群の切断部群とが、窓部２２の周囲に分散して配置した構成となっている。
【００２９】
この巻鉄心２０は、各鉄心材２０ａのうちコーナ部２３を形成する部分を所定の折り曲げ位置において予め折り曲げておき、それら折り曲げられた鉄心材２０ａを巻回することにより構成されたものである。なお、各鉄心材２０ａの折り曲げ位置は、製造する巻鉄心２０の大きさ、巻回される鉄心材２０ａの枚数などに応じて適宜設定されるものである。
【００３０】
この構成によれば、コーナ部２３における寸法精度が向上し、且つ、各コーナ部２３を基準として各切断部２５の位置決めを行うことができる。従って、各鉄心材群２６ａ〜２６ｄの切断部群２７ａ〜２７ｄを窓部２２の周囲に精度良く分散して配置することができる。また、各鉄心材２０ａの切断部２５においてギャップが開き過ぎてしまうといった不都合が生じにくくなり、磁束密度の増加を一層抑えることができる。
【００３１】
（第３実施形態）
図５に例示する巻鉄心３０は、複数枚の鉄心材３０ａを巻回した鉄心本体部３１と、この鉄心本体部３１の中心に形成された窓部３２と、を備える。また、巻鉄心３０は、所定枚の鉄心材３０ａごとに複数の鉄心材群３６ａ〜３６ｄを形成しており、各鉄心材群３６ａ〜３６ｄは、それぞれ、複数の切断部３５からなる切断部群３７ａ〜３７ｄを有する。また、巻鉄心３０は、４つの鉄心材群３６ａ〜３６ｄにより一手目３０Ａを構成している。そして、巻鉄心３０は、この一手目３０Ａの外側に、さらに二手目，三手目，・・・が設けられていくことで、用途に応じた大きさの巻鉄心となる。そして、巻鉄心３０は、一手に含まれる複数の切断部を窓部３２の周囲に分散させた構成となっている。即ち、巻鉄心３０は、各鉄心材群３６ａ〜３６ｄの切断部群３７ａ〜３７ｄが、１つずつ交互に窓部３２を挟んで対向する位置に配置されている構成である。この場合、鉄心材群３６ａの切断部群３７ａは、一方の短辺部３４ａに位置し、鉄心材群３６ｂの切断部群３７ｂは、他方の短辺部３４ｃに位置し、鉄心材群３６ｃの切断部群３７ｃは、一方の短辺部３４ａに位置し、鉄心材群３６ｄの切断部群３７ｄは、他方の短辺部３４ｃに位置している。即ち、巻鉄心３０は、切断部群３７ａ，３７ｃが同一の辺部３４ａに分散され、切断部群３７ｂ，３７ｄが同一の辺部３４ｃに分散されて配置されている。
【００３２】
本実施形態によっても、上述の各実施形態と同様に、ギャップの近傍における磁束密度の増加を抑えることができ、鉄損を小さくすることができる。また、例えば図６に示すように、コイル３８が組み付けられた巻鉄心３０を製造する工程において、２人の作業者Ｓ１，Ｓ２をコイル３８の軸方向の両側に配置し、各作業者Ｓ１，Ｓ２が交互に鉄心材３０ａをコイル３８に挿入することで、コイル３８が組み付けられた巻鉄心３０を効率良く製造することができる。また、コイル３８の一方側から鉄心材３０ａを挿入する作業者Ｓ１とコイル３８の他方側から鉄心材３０ａを挿入する作業者Ｓ２とで作業を分担することにより、コイル３８が組み付けられた巻鉄心３０を同時進行により複数製造することができる。
【００３３】
（第４実施形態）
図７に例示する巻鉄心４０は、複数枚の鉄心材４０ａを巻回した鉄心本体部４１と、この鉄心本体部４１の中心に形成された窓部４２と、を備える。また、巻鉄心４０は、所定枚の鉄心材４０ａごとに複数の鉄心材群４６ａ〜４６ｄを形成しており、各鉄心材群４６ａ〜４６ｄは、それぞれ、複数の切断部４５からなる切断部群４７ａ〜４７ｄを有する。また、巻鉄心４０は、４つの鉄心材群４６ａ〜４６ｄにより一手目４０Ａを構成している。そして、巻鉄心４０は、この一手目４０Ａの外側に、さらに二手目，三手目，・・・が設けられていくことで、用途に応じた大きさの巻鉄心となる。そして、巻鉄心４０は、一手に含まれる複数の切断部を窓部４２の周囲に分散させた構成となっている。即ち、巻鉄心４０は、各鉄心材群４６ａ〜４６ｄの切断部群４７ａ〜４７ｄが、複数、この場合、２つの切断部群４７ごとに窓部４２を挟んで対向する位置に配置されている構成である。この場合、鉄心材群４６ａの切断部群４７ａおよび鉄心材群４６ｂの切断部群４７ｂは、一方の短辺部４４ａに位置し、鉄心材群４６ｃの切断部群４７ｃおよび鉄心材群４６ｄの切断部群４７ｄは、他方の短辺部４４ｃに位置している。即ち、巻鉄心４０は、切断部群４７ａ，４７ｂが同一の辺部４４ａに分散され、切断部群４７ｃ，４７ｄが同一の辺部４４ｃに分散されて配置されている。
【００３４】
本実施形態によっても、上述の各実施形態と同様に、ギャップの近傍における磁束密度の増加を抑えることができ、鉄損を小さくすることができる。また、図示しないコイルが組み付けられた巻鉄心４０を製造する工程において、２人の作業者をコイルの軸方向の両側に配置して交互に鉄心材４０ａをコイルに挿入していくことで、作業を分担しながら、コイルが組み付けられた複数の巻鉄心４０を同時進行により効率良く製造することができる。
【００３５】
以上に説明した各実施形態に係る巻鉄心は、複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備える。前記鉄心材は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有している。前記切断部は、前記窓部の周囲に分散して配置されている。この構成によれば、窓部の長さの制約を受けることなく、鉄心材のギャップの近傍における磁束密度の増加を抑えることができる。
【００３６】
また、本実施形態に係る巻鉄心の製造方法は、複数枚の鉄心材を巻回した鉄心本体部と、前記鉄心本体部の中心に形成された窓部と、を備え、前記鉄心材が一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有する巻鉄心を製造する方法であり、前記切断部が前記窓部の周囲に分散して配置されるように前記巻鉄心を巻回する。この製造方法によれば、窓部の長さの制約を受けることなく鉄心材のギャップの近傍における磁束密度の増加を抑えることができる巻鉄心、を製造することができる。
【００３７】
なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３８】
例えば、鉄心材は、一巻ごとに１箇所の切断部を有するものに限られず、一巻ごとに複数箇所の切断部を有するものであってもよい。即ち、鉄心材は、一巻ごとに少なくとも１箇所の切断部を有するものであれば、本実施形態に係る技術思想に含まれる。この場合、各切断部が同じ位置に重ならないように、複数の切断部を窓部の周囲に分散させて配置するものとする。
【００３９】
また、例えば図８に示すように、一の鉄心材群５６ａに含まれる切断部５５の位置Ｐａと、他の鉄心材群５６ｂに含まれる切断部５５の位置Ｐｂとが鉄心本体部の周方向に少しでもずれていれば、一の切断部５５の近傍における磁束密度をｎ／（ｎ−１）倍に抑えるという効果を得ることができ、従って、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、複数の切断部５５からなる１つの切断部群の全長、つまり、一の鉄心材群５６ａに含まれる最初の切断部５５から他の鉄心材群５６ｂに含まれる最後の切断部５５までの長さは、窓部の一辺の長さを越えないものとする。
【符号の説明】
【００４０】
図面中、１０は巻鉄心、１０ａは鉄心材、１１は鉄心本体部、１２は窓部、１５は切断部、１６は鉄心材群、１７は切断部群、２０は巻鉄心、２０ａは鉄心材、２１は鉄心本体部、２２は窓部、２５は切断部、２６は鉄心材群、２７は切断部群、３０は巻鉄心、３０ａは鉄心材、３１は鉄心本体部、３２は窓部、３５は切断部、３６は鉄心材群、３７は切断部群、４０は巻鉄心、４０ａは鉄心材、４１は鉄心本体部、４２は窓部、４５は切断部、４６は鉄心材群、４７は切断部群、５０は巻鉄心、５５は切断部、５６は鉄心材群、を示す。
【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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【図１０】
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