(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂の硬化収縮によって発生する応力を低減するとともに、形状保持が可能なアモルファス箔帯からなる巻鉄心を提供する。【解決手段】アモルファス変圧器鉄心１に形成する樹脂として、硬化収縮により発生する圧縮応力の大きな、もしくは弾性率の高い第１の樹脂２および、硬化収縮により発生する圧縮応力の小さな、もしくは弾性率の低い第２の樹脂３を使用し、アモルファス変圧器鉄心１の最外周面に第１の樹脂２を、その他の端面に第２の樹脂３を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファス箔帯からなる巻鉄心において、巻鉄心端面を２種類以上の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心。 
【請求項２】
請求項1記載の前記巻鉄心端面に形成された樹脂において、第１の樹脂を硬化収縮により発生する圧縮応力の大きな樹脂もしくは弾性率の高い樹脂とし、第２の樹脂を硬化収縮により発生する圧縮応力の小さな樹脂もしくは弾性率の低い樹脂とするアモルファス変圧器鉄心。
【請求項３】
請求項1記載の前記巻鉄心において、第１の樹脂を巻鉄心端面の最外周側に形成し、第２の樹脂をこれ以外の巻鉄心端面に形成したことを特徴とするアモルファス変圧器鉄心。
【請求項４】
請求項２記載の前記巻鉄心において、自重により圧縮応力が生じる位置に第２の樹脂を形成し、自重により生じる圧縮応力が小さい位置に第１の樹脂を形成したことを特徴とするアモルファス変圧器鉄心。
【請求項５】
請求項２記載の前記巻鉄心において、第１の樹脂を巻鉄心端面の最外周側に形成し、第１の樹脂の弾性率と第２の樹脂の弾性率の間の弾性率をもつ第３の樹脂を巻鉄心端面のコーナー部外周側に配置し、第２の樹脂をこれ以外の巻鉄心端面に形成したことを特徴とするアモルファス変圧器鉄心。
【請求項６】
請求項３記載の前記巻鉄心において、第１の樹脂と第２の樹脂において、第１の樹脂厚＞第２の樹脂厚としたことを特徴とするアモルファス変圧器鉄心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質磁性合金(以下、単にアモルファスという)材の箔帯を積層した環状の巻鉄心を用いる巻鉄心変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、配電用変圧器においては、その鉄心材料としてアモルファス薄帯を使用した変圧器鉄心が種々開発され、実用化されてきている。前記変圧器鉄心に用いるアモルファス薄帯は、磁性合金の溶融体を超急冷して製造するもので、鉄損が非常に小さく優れた磁気特性を備えている。
【０００３】
従来、アモルファス材の巻鉄心では、積層による鉄心形成に起因した応力を除去するために、巻鉄心の状態で磁場中焼鈍を行う。焼鈍後は、巻鉄心のラップ接合側を開いてコイルを挿入し、コイル挿入後は再びラップ接合して変圧器として構成する。変圧器は、機械的保護と放熱のために密閉タンクの絶縁油中に浸された状態で使用される。しかし、焼鈍されたアモルファス材は脆く、輸送中の振動や使用中の衝撃等により破損し、破片が油中に飛散される場合がある。飛散した破片は巻鉄心やコイルの絶縁を破壊する原因となる。
【０００４】
そのため、アモルファス材の巻鉄心全体を絶縁紙で包む手段が、例えば、特開2003-133141に記載されている。この方法では、破片飛散防止は可能となるが、鉄心全体を紙で覆う際に鉄心を反転させる必要があり、大型の鉄心になるとクレーン作業を何度も行わなければならなくなるなど作業性が悪い。また、アモルファス材の巻鉄心端面をエポキシ樹脂等により硬化させることで破片を防止する手段が、例えば、特表平8-503337に記載されている。エポキシ樹脂などは、弾性率が高く、硬い樹脂であるため、鉄心形状を保持できるため、取扱い易く、変形による鉄損の増加を抑制できるが、一方、硬化収縮による圧縮応力が大きく、鉄心端面に大きな圧縮応力が生じるとともに、アモルファス材の磁歪に対する変位自由度を奪うことになり、鉄損や騒音が増加する原因となってしまう。また、硬化収縮による圧縮応力の小さな樹脂、例えば、弾性率の低い、柔らかい樹脂を使用した場合、圧縮応力は小さくできるが、形状保持効果が期待できず、変形などにより鉄損が増加してしまう可能性がある。さらに、鉄心の自重によって鉄心コーナー部に生じる圧縮応力を回避することができないため、鉄損や騒音が増加してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３-１３３１４１号公報
【特許文献２】特表平８-５０３３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
焼鈍したアモルファス変圧器鉄心の破片飛散防止方法として、特許文献１では、アモルファス材の巻鉄心全体を絶縁紙で包む手段が記載されているが、この方法では、破片飛散防止は可能となるが、鉄心全体を紙で覆う際に、鉄心を反転させる必要があり、クレーン作業を何度も行わなければならないという問題があった。また、鉄心の自重によってコーナー部などに生じる圧縮応力を回避することができないため、鉄損・騒音が増加してしまうという問題があった。
【０００７】
一方、特許文献２では、アモルファス材の巻鉄心端面をエポキシ樹脂等により硬化させることで破片防止する手段が記載されている。この方法では、エポキシ樹脂などの弾性率が高く、硬い樹脂を使用した場合、鉄心形状を保持できるため、取扱い易く、変形による鉄損の増加を抑制できるが、硬化収縮による圧縮応力が大きく、鉄心端面に大きな圧縮応力が生じるとともに、アモルファス材の磁歪に対する変位自由度を奪うことになり、鉄損や騒音が増加する原因となってしまう。また、硬化収縮による圧縮応力の小さな樹脂、例えば、弾性率が低く柔らかい樹脂を使用した場合、圧縮応力は小さくできるが、形状保持効果が期待できず、変形などにより鉄損が増加してしまう可能性がある。さらに、鉄心の自重によって鉄心コーナー部に生じる圧縮応力を回避することができないため、鉄損や騒音が増加してしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明はアモルファス箔帯からなる巻鉄心において、巻鉄心端面を２種類以上の異なる樹脂で形成したことを特徴とする。
【０００９】
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、巻鉄心端面のコーナー部外周側を硬化収縮応力の大きな樹脂で形成し、これ以外の巻鉄心端面を硬化収縮応力の小さい樹脂で形成することで、鉄心形状を保持し、硬化収縮によって生じる圧縮応力を低減させるとともに、硬化収縮応力の異なる2種類の樹脂を用いて、自重で圧縮応力の発生したコーナー部に張力を与えることで、自重による応力を緩和することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記に鑑みて為されたもので、２種類の硬化収縮応力の異なる樹脂を鉄心端面に配置することで、樹脂の硬化収縮によって発生する応力を低減するとともに、形状保持効果も兼ね備える。更に、巻鉄心端面に発生する圧縮応力を緩和することが可能となる。更に、硬化収縮応力の異なる2種類の樹脂を用いて、自重で圧縮応力の発生したコーナー部に張力を与えることで、自重による応力を緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図２】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図３】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図４】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図５−１】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図５−２】圧縮応力を緩和する方法についての説明図
【図６】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図７】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図８】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図９】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図１０】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【図１１】アモルファス変圧器鉄心に樹脂を形成させた１形態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかるアモルファス変圧器鉄心の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１３】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図１に示すように、積層鉄心端面の外周側に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減を図ることが可能となる。
【００１５】
また、樹脂ａは例えば、（樹脂の弾性率）×（樹脂の線膨張係数とアモルファス箔帯の弾性率の差）≦10000となる樹脂、樹脂ｂは例えば、（樹脂の弾性率）×（樹脂の線膨張係数とアモルファス箔帯の弾性率の差）＞10000となる樹脂などである。
【００１６】
また、例えば、樹脂ａの樹脂厚＞樹脂ｂの樹脂厚とすることで、変圧器油の流路を確保し、冷却効果も得ることができる。
【実施例２】
【００１７】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００１８】
図２は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図２に示すように、積層鉄心端面の外周側に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００１９】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００２０】
図３は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図３に示すように、積層鉄心端面の外周側に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減を図ることが可能となる。
【実施例４】
【００２１】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００２２】
図４は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図４に示すように、積層鉄心端面の外周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減を図ることが可能となる。
【実施例５】
【００２３】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００２４】
図５−１は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図５−１に示すように、自重により発生する圧縮応力の小さい部分、外周部と内周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【００２５】
また、図５−２に、アモルファス箔帯（１ａ、１ｂ）の１ｂ側に付与された圧縮応力を緩和する方法について説明する。アモルファス箔帯上に樹脂ａ（２）、樹脂ｂ（３）を形成した場合、樹脂ａ（２）は樹脂ｂ（３）よりも大きな圧縮応力を持っているため、樹脂ａ（２）側に引張の力が生じる。これによりアモルファス箔帯（１ｂ）に引張の力を付与することで、元々生じていた圧縮応力を緩和することができる。
【実施例６】
【００２６】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００２７】
図６は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図６に示すように、外周部と内周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【実施例７】
【００２８】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００２９】
図７は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図７に示すように、外周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【実施例８】
【００３０】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００３１】
図８は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図８に示すように、内周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【実施例９】
【００３２】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を３種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００３３】
図９は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図９に示すように、外周部と内周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、自重により発生する圧縮応力の小さい部分に樹脂ｃ（５）、例えば、樹脂ａと樹脂ｂの間の圧縮応力もしくは弾性率をもつ樹脂を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）、樹脂ｃ（５）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【実施例１０】
【００３４】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を２種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
【００３５】
図１０は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図１０に示すように、外周部と内周部の一部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【実施例１１】
【００３６】
本実施例では、アモルファス箔帯からなる巻鉄心端面を４種類の異なる樹脂で形成したアモルファス変圧器鉄心において、樹脂の形成位置について説明する。
図１１は、本実施の形態にかかるアモルファス変圧器鉄心（１）の巻鉄心端面に形成される樹脂の配置を示した図である。図１１に示すように、外周部に樹脂ａ（２）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の大きな樹脂（弾性率の高い樹脂など）を配置し、内周部の一部に樹脂ｄ（６）、例えば、鉄心の形状保持の効果となる弾性率の高い樹脂などを配置し、自重により発生する圧縮応力の小さい部分に樹脂ｃ（５）、例えば、樹脂ａと樹脂ｂの間の圧縮応力もしくは弾性率をもつ樹脂を配置し、ラップ部（４）と樹脂ａ（２）、樹脂ｃ（５）で形成された部分以外の積層鉄心端面に樹脂ｂ（３）、例えば、硬化収縮によりアモルファス鉄心に生じる圧縮応力の小さな樹脂（弾性率の低い樹脂など）を配置することで構成する。これにより、鉄心の形状保持の効果と樹脂による圧縮応力の低減に加え、自重による圧縮応力の緩和を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１    アモルファス変圧器鉄心
２    樹脂ａ
３    樹脂ｂ
４    積層鉄心端面ラップ部
５    樹脂ｃ
６    樹脂ｄ
１ａ  アモルファス箔帯
１ｂ  アモルファス箔帯
【図１】
2016184637.tif 000003
【図２】
2016184637.tif 000004
【図３】
2016184637.tif 000005
【図４】
2016184637.tif 000006
【図５−１】
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【図５−２】
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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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【図１１】
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