(57)【要約】【課題】折り曲げ鉄心を使用して変圧器を組み立てるには、巻鉄心を使用する場合に比べて鉄心と内コイル間の寸法を大きく取る必要があり、変圧器の寸法を大きくしてしまう。【解決手段】  折り曲げ鉄心のラップ部側のコーナー部に形成されている折曲部の数を、ヨーク部側のコーナー部に形成されている折曲部の数より多くする。これにより、鉄心挿入時に電磁鋼板を伸ばした際の直線度が高くなるため、鉄心-内コイル間寸法を大きくしなくても組み立て作業が容易に行え、変圧器を小型化することができる。また、折り曲げ回数の増加に伴う損失悪化を最小限に抑えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と、前記鉄心が挿入されるコイルと、を備えた変圧器であって、
前記鉄心は、ラップ部側のコーナー部に形成されている折曲部の数が、ヨーク部側のコーナー部に形成されている折曲部の数より多いことを特徴とする変圧器。
【請求項２】
請求項１記載の変圧器であって、
前記鉄心は、ラップ部側のコーナー部には折曲部を３か所備えることを特徴とする変圧器。
【請求項３】
請求項２記載の変圧器であって、
前記鉄心の折曲部は、それぞれ３０度であることを特徴とする変圧器。
【請求項４】
請求項１記載の変圧器であって、
前記鉄心は、ラップ部側のコーナー部に形成されている折曲部の角度が、ヨーク部側のコーナー部に形成されている折曲部の角度より小さいことを特徴とする変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器用鉄心及びこれを用いた変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００４−２５３６７７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「全体をコンパクトにするため、短辺方向の最小化を可能とし、また、最内周の１単位積層体の枚数を多くする事により１単位積層体の全体構成数を少なくし、コイルと組み合わせる回数を少なくして巻鉄心の低価格化とする変圧器及び巻鉄心用積層体の製造装置を提供する。薄板状の磁性材料３１を１枚１枚所定の量ずらしながら所定の枚数積層するとともに両端部を矩形の短辺となるよう突き合わせた単位積層体を３個以上積み重ねた矩形状の巻鉄心を備える変圧器において、ずらし量が、巻鉄心半径方向の中間の単位積層体４５と比較して、内側の単位積層体４４は小であり、かつ、外側の単位積層体４６は大である。」と記載されており、また図３に巻鉄心とコイルの組立説明図が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５３６７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の巻鉄心のコーナー部における曲面形状を、折り曲げられた形状に置き換えた折り曲げ鉄心を開示した文献は無く、この折り曲げ鉄心をコイルに挿入する際の組立性を向上する方法については一切開示されていなかった。本発明は、コイルへの挿入をより容易にしつつ、鉄心特性の悪化を低減した折り曲げ鉄心、及びこれを用いた変圧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に、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、鉄心と、前記鉄心が挿入されるコイルと、を備えた変圧器であって、鉄心は、ラップ部側のコーナー部に形成されている折曲部の数が、ヨーク部側のコーナー部に形成されている折曲部の数より多いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、鉄心とコイルとの組立性を向上し、かつ鉄心の特性悪化が抑制された変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を用いた単相変圧器の正面図
【図２】図１に示す変圧器のコイル及び鉄心の断面図
【図３】コーナー部の折り曲げ角度を４５度とした鉄心の正面図
【図４】コーナー部の折り曲げ角度を３０度とした鉄心の正面図
【図５】折り曲げ角度を４５度とした鉄心と３０度とした鉄心の励磁特性を示す図
【図６】ヨーク部側の折り曲げ箇所を２か所（折り曲げ角度４５度）、ラップ部側の折り曲げ箇所を３か所（折り曲げ角度３０度）とした折り曲げ鉄心の正面図
【図７】ヨーク部側を９０度、ラップ部側を３０度で折り曲げた鉄心の正面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について図に基づき説明する。
【０００９】
図１に、本実施例の変圧器の正面図を示す。まず、従来の巻鉄心のコーナー部における曲面形状を、図３の破線又は一点鎖線の領域で示すように折り曲げられた形状に置き換えた巻鉄心を、「折り曲げ鉄心」と呼ぶこととする。折り曲げ鉄心はコーナー部が曲面形状の巻鉄心に比べて加工歪みが小さいという利点がある。本実施例の変圧器は、コイル３と、鉄心窓内コイル支え４を介してコイルを支持する折り曲げ鉄心５と、それらを支持する上部金具６及び下部金具７と、これら上下部金具を連結する当板８と、変圧器本体２下部に設置されて変圧器を基盤上に固定するベース９とを有している。詳しくは後述するが、破線で示した折り曲げ鉄心５はヨーク部側のコーナー部では折曲部を２か所備え、ラップ部側のコーナー部では折曲部を３か所備えている。
【００１０】
図２に、図１の１０−１０’断面を示す。外コイル１２の内側に内コイル１３が配置されており、更に内側に折り曲げ鉄心５が挿入されている。この折り曲げ鉄心５は薄帯形状の鉄心材料を積層して巻かれて形成されている。
【００１１】
コーナー部が曲面形状となっている従来の巻鉄心では、積層した状態の巻鉄心を、その開放端側からまとめてコイルに挿入する方法が一般的である。一方、本実施例のような折り曲げ鉄心５では、内コイル１３に挿入する際、積層されて形成されている折り曲げ鉄心５全体のうち内側に配置される鉄心から順次コイルに挿入していく。図２であれば、折り曲げ鉄心５の右側から左側に向けて順次鉄心を挿入していく。このように、折り曲げ鉄心と従来の巻鉄心とではコイルへの挿入方法が異なっており、折り曲げ鉄心の挿入には、従来の巻鉄心には無い課題がある。即ち、折り曲げ鉄心５を挿入する場合、挿入開始直後には鉄心を挿入するための空間（鉄心−内コイル間寸法１１）が比較的大きく空いているため、鉄心を挿入するのは比較的容易である。しかしながら、鉄心材料の挿入が進むにつれ、鉄心材料を挿入するための空間（鉄心−内コイル間寸法１１）が小さくなるので、折曲部が内コイル１３の内側に干渉しやすくなり、挿入が難しくなる。
【００１２】
この対策として、折り曲げ鉄心５と内コイル１３との間に十分な隙間を開けておけるよう、鉄心の厚さよりもかなり大きくなるようにコイルの内径を設計する方法も考えられるが、この方法ではコイルが大型化し、変圧器自体も大型化してしまう。
【００１３】
図３に、折り曲げ鉄心５のヨーク部側のコーナー部１４とラップ部側のコーナー部１５に形成された折曲部の折曲角度をそれぞれ４５度として、折曲部を２か所備えた鉄心を示す。このように、従来はヨーク部側のコーナー部１４とラップ部側のコーナー部１５の折り曲げ回数は同じ回数であった。
【００１４】
図４に、折り曲げ鉄心５のヨーク部側のコーナー部１４とラップ部側のコーナー部１５に形成された折曲部の折曲角度をそれぞれ３０度として、折曲部を３か所備えた鉄心を示す。この場合、４５度の場合と比較して電磁鋼板を伸ばした際の直線度が高く、鉄心−内コイル間寸法１１が小さくても鉄心挿入作業を比較的容易に行うことができる。また鉄心とコイルの接触による破損を低減することができる。
【００１５】
図５に、折曲部の角度を４５度とした場合と、３０度とした場合の励磁特性を示す。折曲部の角度を３０度とした場合の損失が、折曲部の角度を４５度とした場合の損失よりも高いことが示されている。折り曲げ回数を増やすほど歪み箇所が増えて損失が大きくなると考えられる。
【００１６】
図６に、本実施例における変圧器の折り曲げ鉄心５を示す。図５の説明で述べたように、折り曲げ回数が増えるほど損失が大きくなる。また、ヨーク部側のコーナー部は鉄心挿入に際してコイル内側を通過することはなく、ヨーク部側のコーナー部に形成された折曲部の数が鉄心挿入の容易性に与える影響は小さい。これらを考慮し、本実施例における折り曲げ鉄心５では、ヨーク部側のコーナー部では折曲部を２か所、ラップ部側のコーナー部では折曲部を３か所とし、ヨーク部側の折曲部を４５度、ラップ部１６側の折曲部を３０度としている。このように、組立性向上への影響が小さいヨーク部側のコーナー部での折り曲げ箇所を２か所に制限したことにより損失悪化を抑制することができ、また組立性向上に影響が大きいラップ部側のコーナー部での折り曲げ箇所を３か所としたことで、組立性を低下させることなく変圧器を小型化することができる。図７には、折り曲げ鉄心５のヨーク部側の折曲部を９０度、ラップ部１６側の折曲部を３０度とした鉄心を示す。この場合はヨーク部側のコーナー部の折り曲げ箇所が１か所であるため、２か所の場合よりも更に損失低下を抑制することができる。本発明は電磁鋼板を用いた鉄心を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばアモルファス鉄心にも適用することができる。また、モールド変圧器、油入変圧器など、種々の変圧器に適用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１…変圧器
２…変圧器本体
３…コイル
４…鉄心窓内コイル支え
５…折り曲げ鉄心
６…上部金具
７…下部金具
８…当板
９…ベース
１０、１０’…断面指示
１１…鉄心−内コイル間寸法
１２…外コイル
１３…内コイル
１４…ヨーク部側コーナー部
１５…ラップ部側コーナー部
１６…ラップ部
【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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